在ofdm接收器中通過(guò)載波間干擾檢測(cè)的符號(hào)時(shí)間偏移校正的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及多載波通信系統(tǒng)的領(lǐng)域，更尤其設(shè)及正交頻分復(fù)用（0抑M)系統(tǒng)，包括 無(wú)線OFDM系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 正交頻分復(fù)用（0抑M)，也被稱(chēng)作"多載波調(diào)制"（MCM)或者"離散多音調(diào) 審IJ"值MTM)，分割并且編碼高速輸入串行數(shù)據(jù)，在用于將數(shù)據(jù)從一個(gè)用戶傳輸?shù)搅硪粋€(gè)用戶 的通信信道內(nèi)、在多個(gè)不同的載波頻率（稱(chēng)為"副載波"）上調(diào)制上述串行數(shù)據(jù)。串行信息 被分解成在副載波上同時(shí)并行傳輸?shù)亩鄠€(gè)子信號(hào)。
[0003] 通過(guò)W用于傳輸?shù)姆?hào)的頻率間隔來(lái)隔開(kāi)副載波頻率，各個(gè)調(diào)制副載波的峰值功 率與其它調(diào)制副載波的零功率分量精確地排成一行，從而提供單個(gè)副載波的正交性（獨(dú)立 性和可分性）。該允許良好的頻譜效率（接近最佳）和最小的信道間干擾（ICI)，即副載波 間的干擾。
[0004] 由于所有的該些原因，因此在許多應(yīng)用中使用(FDM。許多數(shù)字傳輸系統(tǒng)已經(jīng)采 用OFDM作為調(diào)制技術(shù)，例如數(shù)字地面廣播電視值VB-T)、數(shù)字音頻廣播值A(chǔ)B)、地面綜合 服務(wù)數(shù)字廣播（ISDB-T)、數(shù)字用戶線路（xDSL)、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN)系統(tǒng)（例如基于IE邸 802.lla/g柄;準(zhǔn)）、有線電視系統(tǒng)等。
[0005] 然而，(FDM的優(yōu)點(diǎn)僅在保持正交性時(shí)是有用的。在無(wú)論如何都不能充分地保證正 交性的情況下，OFDM系統(tǒng)的性能會(huì)由于符號(hào)間干擾（ISI)和載波間干擾（ICI)而降低。
[0006] 導(dǎo)致其發(fā)生的原因在于OFDM系統(tǒng)的發(fā)射器的時(shí)鐘和接收器的時(shí)鐘之間的同步問(wèn) 題。該些問(wèn)題包括：
[0007] -符號(hào)定時(shí)偏移（ST0)，和 [000引-載波頻率偏移（CF0)。
[0009] 載波頻率偏移尤其是由OFDM系統(tǒng)的發(fā)射器的振蕩器和接收器的振蕩器的失配、 無(wú)線信道的非線性特性W及當(dāng)發(fā)射器和/或接收器正在移動(dòng)時(shí)的多普勒頻移而引起的。
[0010] 即使小的頻率偏移也能明顯損害信噪比（SNR)和誤碼率炬ER)。特別地，采用時(shí)域 差分解調(diào)的OFDM系統(tǒng)對(duì)CF0非常敏感。
[0011] 因此，應(yīng)當(dāng)實(shí)施準(zhǔn)確的CTO估計(jì)和校正算法，W避免性能降低。
[0012] 可產(chǎn)生的另一個(gè)問(wèn)題被稱(chēng)作符號(hào)定時(shí)偏移（ST0)，其對(duì)應(yīng)于在所接收的符號(hào)和接 收器的電路之間的同步的缺乏。
[0013] FFT(快速傅立葉變換）和IFFT(快速傅立葉逆變換）是在OFDM系統(tǒng)的發(fā)送器和 接收器處的調(diào)制和解調(diào)所需的基本功能。為了在接收器中采用N點(diǎn)的FFT，需要在OFDM符 號(hào)持續(xù)時(shí)間內(nèi)擁有傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確樣本。實(shí)現(xiàn)該點(diǎn)的典型方式包括執(zhí)行符號(hào)定時(shí)同步，W 檢測(cè)OFDM符號(hào)的起始點(diǎn)（除去循環(huán)前綴）。
[0014] 該同步包括ST0(符號(hào)定時(shí)同步）的估計(jì)，W及基于該估計(jì)的ST0的補(bǔ)償。
[0015] 本發(fā)明提出一種估計(jì)STO的新方法，相比于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法，該新方法呈現(xiàn) 出更好的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 利用用于當(dāng)在通信信道上接收OFDM符號(hào)時(shí)補(bǔ)償符號(hào)定時(shí)偏移的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該 點(diǎn)，該方法包括：
[0017] -檢測(cè)不具有符號(hào)間干擾的第一相位，
[001引-檢測(cè)存在符號(hào)間干擾的第二相位，
[0019] -通過(guò)將所述接收的OFDM符號(hào)的起始點(diǎn)估計(jì)為所述第二相位的開(kāi)端之前的一個(gè) 樣本來(lái)補(bǔ)償所述符號(hào)定時(shí)偏移。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，該方法可W包括W下特征中的一個(gè)或多個(gè)特征，該些特 征單獨(dú)使用或部分組合使用或全部組合使用：
[0021] -當(dāng)對(duì)應(yīng)于所述OFDM符號(hào)的星座圖示出非常小的幅度變化時(shí)，檢測(cè)到所述第一相 位；且當(dāng)所述星座圖示出較重大的幅度變化時(shí)，檢測(cè)到所述第二相位；
[0022] -當(dāng)所述幅度變化在取決于噪聲水平的區(qū)間內(nèi)時(shí)，所述幅度變化被認(rèn)為是非常小 的；且當(dāng)所述幅度變化在所述區(qū)間外時(shí)，所述幅度變化被認(rèn)為是較重大的；
[0023] -所述區(qū)間也取決于對(duì)于因載波頻率偏移和采樣頻率偏移造成的信道間干擾的最 大估計(jì)；
[0024] -所述檢測(cè)相位包括通過(guò)將寄存器（REG)針對(duì)每個(gè)接收的(FDM符號(hào)移位而將所述 OFDM符號(hào)輸入到所述寄存器中，W及在每個(gè)移位處將所述寄存器的內(nèi)容應(yīng)用至?xí)r間到頻率 轉(zhuǎn)換模塊值FT);
[0025] -所述時(shí)間到頻率轉(zhuǎn)換模塊和所述寄存器的時(shí)控是在常規(guī)操作中的時(shí)控的N倍；
[0026] -所述OFDM符號(hào)為前導(dǎo)符號(hào)。
[0027] 本發(fā)明的另一個(gè)方面設(shè)及一種計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序包括程序指令且可加載 到數(shù)據(jù)處理單元中，當(dāng)數(shù)據(jù)處理單元運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序適于引起先前描 述的方法的執(zhí)行。
[002引本發(fā)明的另一個(gè)方面設(shè)及一種適于當(dāng)在通信信道（TC)上接收(FDM符號(hào)時(shí)補(bǔ)償符 號(hào)定時(shí)偏移的接收器，該接收器包括：
[0029] -用于檢測(cè)不具有符號(hào)間干擾的第一相位的裝置，
[0030] -用于檢測(cè)存在符號(hào)間干擾的第二相位的裝置，
[0031] -用于通過(guò)將所述接收的OFDM符號(hào)的起始點(diǎn)估計(jì)為所述第二相位的開(kāi)端之前的 一個(gè)樣本來(lái)補(bǔ)償所述符號(hào)定時(shí)偏移的裝置。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，該方法可W包括W下特征中的一個(gè)或多個(gè)特征，該些特 征單獨(dú)使用或部分組合使用或全部組合使用：
[0033] -當(dāng)對(duì)應(yīng)于所述OFDM符號(hào)的星座圖示出非常小的幅度變化時(shí)，計(jì)算模塊檢測(cè)到所 述第一相位；且當(dāng)所述星座圖示出較重大的幅度變化時(shí)，檢測(cè)到所述第二相位；
[0034] -當(dāng)所述幅度變化在取決于噪聲水平的區(qū)間內(nèi)時(shí)，所述計(jì)算模塊認(rèn)為所述幅度變 化是非常小的；且當(dāng)所述幅度變化在所述區(qū)間外時(shí)，所述計(jì)算模塊認(rèn)為所述幅度變化是較 重大的；
[0035] -所述區(qū)間也取決于對(duì)于因載波頻率偏移和采樣頻率偏移造成的信道間干擾的最 大估計(jì)；
[0036] -所述檢測(cè)相位包括通過(guò)將寄存器針對(duì)每個(gè)接收的OFDM符號(hào)移位而將所述OFDM 符號(hào)輸入到所述寄存器中，W及在每個(gè)移位處將所述寄存器的內(nèi)容應(yīng)用至?xí)r間到頻率轉(zhuǎn)換 模塊；
[0037] -所述時(shí)間到頻率轉(zhuǎn)換模塊和所述寄存器的時(shí)控是在常規(guī)操作中的時(shí)控的N倍； [003引-所述OFDM符號(hào)為前導(dǎo)符號(hào)。
[0039] 參考下文所列附圖，從下面描述的作為非限制性示例給出的本發(fā)明的一些實(shí)施方 式中，其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1示出(FDM系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的高級(jí)框圖
[0041] 圖2示出ST0在頻域中的影響
[0042] 圖3a、圖3b、圖3c和圖3d示出在一些情況下的信號(hào)星座中所接收的符號(hào)。
[0043] 圖4a和圖4b示出在兩種情況中的星座。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 圖1示出了OFDM系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的高級(jí)框圖，該OFDM系統(tǒng)包括由通信信道TC連接的 發(fā)射器EMT和接收器RCV。該種通信信道通常是（但不一定是）無(wú)線的并受噪聲擾亂。
[0045] 該種(FDM系統(tǒng)的原理在于通過(guò)向一些符號(hào)中的各個(gè)符號(hào)分配不同的載波來(lái)并行 傳輸該些符號(hào)（或信號(hào)），每個(gè)載波正交于其它載波。載波（或副載波）的數(shù)量取決于總的 帶寬和符號(hào)的持續(xù)時(shí)間（即接收器可在其中捕獲所傳輸?shù)姆?hào)的時(shí)間窗口的尺寸）。
[0046] 將最初在頻域中的待傳輸?shù)姆?hào)變換到時(shí)域中，并進(jìn)行調(diào)制，用W在通信信道TC 上的傳輸。接收器RCV將所接收的信號(hào)變換回到頻域W提取所傳輸?shù)姆?hào)。
[0047] 更精確地，首先將在發(fā)射器EMT側(cè)待傳輸?shù)姆?hào)Xi比]適當(dāng)?shù)鼐幋a，然后將其發(fā)送 到串行到并行變換器SP,。該個(gè)功能塊旨在從符號(hào)中提取N個(gè)單個(gè)值Xi比]，其中，"k"從1 變化到N-1，"1"表示待傳輸?shù)腛FDM符號(hào)的序數(shù)。
[0048] 該個(gè)數(shù)量N等于用于在通信信道TC上的傳輸?shù)母陛d波的數(shù)量。它取決于標(biāo)準(zhǔn)。例 如，根據(jù)WLAN802.lla，52個(gè)副載波被使用（48個(gè)數(shù)據(jù)副載波+4個(gè)導(dǎo)頻副載波），且12個(gè) ("左邊"6個(gè)和"右邊"6個(gè)）副載波不被使用（零副載波）。
[0049] 在此和在下面的描述中，變量k將用于頻域且變量n將用于時(shí)域。
[0050] 將由串行到并行變換器SP,輸出的符號(hào)X1比]提供給頻率到時(shí)間轉(zhuǎn)換模塊IDFT。 該頻率到時(shí)間轉(zhuǎn)換器可W執(zhí)行符號(hào)Xi比]的離散傅立葉逆變換，W生成在時(shí)域中的符號(hào) xi[n]。它通常由快速傅立葉逆變換（I-FFT)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0化1] 然后通過(guò)并行到串行變換器PSe將該些符號(hào)xi[n]多路復(fù)用，W產(chǎn)生在傳輸信道TC 上傳輸?shù)男盘?hào)。
[0052] 傳輸信道可W與傳遞函數(shù)hi(n)/Hi(k)相關(guān)聯(lián)。它表示信道多徑行為、