專利名稱：具有直流偏移修正的疊加的制作方法
具有直流偏移修正的疊加技術領域0001本發(fā)明一般地涉及超寬帶(UWB)通信和在UWB通信中的 正交頻分復用(OFDM)信號，更具體地涉及對所接收符號的符號干擾 修正。
背景技術：
0002超寬帶(UWB)通信系統(tǒng)傳遞在大帶寬(通常與其它用 戶共享的帶寬)上傳播的信息。 一般地，UWB系統(tǒng)可以使用OFDM 信號。OFDM載波信號是多個正交副載波之和。每個副載波上的基帶 數據可以被獨立調制。 一些類型的正交幅度調制(QAM)或相移鍵控 (PSK)可以被用作調制方案。復合基帶信號一般被用來調制主RF 載波。OFDM調制和解調可以使用數字濾波器組來實現，該數字濾波 器組通常使用快速傅立葉變換(FFT)方案。0003在"MuWband OFDM Physical Layer Specification, Release 1.0， January 14， 2005 " ("MBOA Standard"(多頻帶OFDM聯盟標準)) 中公開了 OFDM符號結構和跳頻模式，該文件并入本文作參考。0004多徑信道的出現可能導致數據通信的困難。在多徑環(huán)境 中，發(fā)射的信號從若干對象反射。結果，該發(fā)射的信號的多個延遲形 式可以到達接收器。該信號的多個延遲形式可能導致接收的信號失真。 因此，每個被接收的副載波可能由于信道影響遇到包括振幅和相位失 真的復數增益。通過多徑無線信道發(fā)射的OFDM符號可能遭遇碼間干 擾和碼內干擾問題。碼間干擾一般是連續(xù)的OFDM符號間干擾的結 果。碼內干擾發(fā)生在多載波系統(tǒng)中，并且可能是由于單個OFDM符號 的副載波之間干擾的結果。0005保護間隔可以被用來解決碼間干擾的影響以及在跳頻系 統(tǒng)中向發(fā)射器和接收器提供時頻跳轉。符號的開始或最后幾個樣本被 設定為保護間隔。保護間隔一般不包含任何有用的信息并且可以在接收器被丟棄。然而，保護間隔不能消除符號干擾。0006循環(huán)前綴可以被包括在每個符號中以減少干擾影響。循 環(huán)前綴一般包括符號的最后樣本的拷貝并且同樣地包含可以在接收器 被丟棄的冗余信息。循環(huán)前綴通常具有符號對快速傅立葉變換(FFT) 單元表現出周期性的效應，并且將信道影響和符號樣本的巻積變換成 頻域內可以更容易求解的兩個數的乘積。然而，使用循環(huán)前綴在增加 功率使用的已發(fā)射信號的功率譜密度中產生波紋。使用無意義前綴或 空前綴(null prefix)而不是循環(huán)前綴在功率譜中并不產生波紋，且因 此，使用空前綴可以允許有效的更高發(fā)送功率用于UWB發(fā)送。然而， 空前綴的使用可能產生比如難以解決多徑千擾的問題。發(fā)明內容0007在一個方面，本發(fā)明包括一種用來在接收器補償OFDM 符號的樣本中的多余DC偏移的方法，該方法包括將在第一組多個離 散時間處接收的樣本與在第二組多個離散時間處接收的樣本相加；以 及考慮DC偏移，其中第一組多個離散時間的數量等于第二組離散時 間的數量，以及其中在所述第二組多個離散時間處接收的樣本是空樣 本。0008在另一個方面，本發(fā)明包括一種用于在UWB通信中的 接收器處補償OFDM符號的樣本中多余DC偏移的方法，該補償是在 給樣本提供從時域到頻域的變換之前進行的，所述OFDM符號包括具 有FFT數個樣本的第一組樣本，后跟具有零數個樣本(anull number of sample)的第二組樣本，后跟具有保護數個樣本的第三組樣本，所述 零數不超過所述FFT數。該方法包括從直接跟著第一組的第二組樣 本的起始點選擇加數個樣本從而獲得空重疊組，所述加數不超過所述 零數；獲得對于空重疊組的每個樣本的平均DC偏移；從第一組的起 始點選擇加數個樣本從而獲得傅立葉重疊組；將傅立葉重疊組重疊在 空重疊組上從而獲得重疊樣本對；將重疊樣本對的每一對的成員加在 一起從而獲得疊加組的樣本，疊加組的樣本直接跟著第一組，而且疊 加組的每個樣本對應于空重疊組的一個樣本并且具有該空重疊組的一 個樣本的相應平均DC偏移；從空重疊組的每個樣本中或者從疊加組的每個樣本中減去相應的平均DC偏移；以及提供FFT數個樣本用于 變換，該FFT數個樣本在傅立葉重疊組后開始并在疊加組后結束，其 中所述第二組形成用于OFDM符號的空后綴。0009在另一個方面，本發(fā)明包括一種用于在接收器除去OFDM 符號的失真樣本的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包含DC偏移補償部分的疊加部 分，其中所述OFDM符號包括后跟保護間隔的空后綴，其中所述DC 偏移補償部分從所述空后綴的樣本中為相加樣本組的每一個樣本確定 相應的平均DC偏移，其中所述疊加部分從所述相加組的每個樣本中 減去相應的平均DC偏移，其中所述疊加部分將來自該OFDM符號的 起始點處的第一組多個樣本重疊到相加組上并且將重疊樣本加到一 起，所述第一組多個樣本的樣本個數等于所述相加組的樣本個數，以 及其中所述疊加部分丟棄第一組多個樣本，超過所述相加組的所述空 樣本，以及所述保護間隔作為失真的樣本。0010在另一個方面，本發(fā)明包括用于在UWB通信系統(tǒng)中發(fā)射 的OFDM符號的接收器，該接收器包括用于接收包括所述OFDM符 號的信號的接收器天線；被耦合至所述接收器天線用以將所述信號從 模擬格式轉換成數字格式的射頻處理單元；被耦合至所述射頻處理單 元的信號處理單元，該信號處理單元用來確定要被丟棄的所述OFDM 符號的第一組多個樣本，并用來保持要被傳遞的第二組多個樣本；以 及被耦合至所述信號處理單元的快速傅立葉變換單元，該快速傅立葉 變換單元用來接收第二組多個樣本并將所述第二組多個樣本從時域變 換到頻域，其中所述信號處理單元包括具有DC偏移補償的疊加單元。0011通過審閱包括作為其一部分的圖的本公開內容，將更全 面理解本發(fā)明的這些和其它方面。


0012圖1是所述通信系統(tǒng)的框圖。0013圖2是用來執(zhí)行疊加過程的過程流程圖。0014圖3是根據本發(fā)明實施例的具有空前綴的一個OFDM符 號的疊加步驟示意圖。0015圖4是另一符號和疊加窗示意圖。0016圖5是按照本發(fā)明各方面的進一步處理的流程圖。0017圖6是OFDM發(fā)射器的框圖。0018圖7是OFDM接收器的框圖。0019圖8是根據本發(fā)明的實施例的OFDM UWB通信系統(tǒng)的 接收器框圖，其圖示說明了在處理鏈中空前綴移除的位置0020圖9是示出OFDM符號結構和示例性跳頻模式的圖。
具體實施方式
0021圖1是根據本發(fā)明的各方面的通信系統(tǒng)框圖。例如，該 通信系統(tǒng)可能是使用正交頻分復用(OFDM)的超寬帶(UWB)通信 系統(tǒng)。在圖1的系統(tǒng)中，發(fā)射系統(tǒng)103與接收系統(tǒng)105進行數據通信。 發(fā)射系統(tǒng)包括數字處理部分111。數字處理部分接收來自例如MAC的 數據并執(zhí)行對該數據的處理。對該數據的處理可能包括數據的信道 編碼、符號交錯、音調交錯、將數據映射(或調制)到特殊映射方案 或星座圖以及如圖1所示，對數據進行逆快速傅立葉變換(iFFT)。 可以考慮將數據提供給模擬處理部分115。模擬處理部分將來自數字處 理部分的數據轉換成模擬信號(盡管這可能作為數字處理部分的最后 步驟被完成)，對信息進行上變頻，使用天線117放大并發(fā)射信息。0022類似地，接收系統(tǒng)通過天線119接收信息，并且模擬處 理部分121對接收的信息進行操作。模擬處理部分通常放大接收的信 號，將信號下變頻到基帶，并將下變頻的基帶信號從模擬信號轉換成 數字信號。數字處理部分123接收數字信號并執(zhí)行諸如包檢測、幀同 步、自動增益控制確定、符號解映射、維特比(Viterbi)解碼以及其它 特征的功能。數字處理部分也包括疊加模塊127和快進變換(FFT)模 塊125，執(zhí)行這兩個模塊的聯合功能，這些功能通常在符號解映射前被 執(zhí)行。0023在由FFT模塊變換到頻域之前，疊加模塊對接收的信息 進行操作。疊加模塊有效地移除構成符號的多個樣本并將被移除的樣 本與構成符號的其它樣本相加。疊加功能通常主要減少比如可能由于 多徑反射而發(fā)生的符號干擾的影響。此外，疊加模塊解決了多余的DC 偏移，該DC偏移可以作為疊加操作的結果而與某些符號相加。0024圖2是根據本發(fā)明各方面的用于執(zhí)行疊加過程的過程流 程圖。在一些實施例中，疊加過程由諸如相對于圖1所討論的疊加模 塊來執(zhí)行。在模塊211中該過程估計接收的信號的DC偏移。在一些 實施例中，這由與自動增益控制處理模塊相聯系的電路來執(zhí)行。但在 大多數實施例中，DC偏移的估計通過將多個接收的樣本或接收的樣本 的復數量值求和并用接收的樣本個數去除該和值來確定。在實踐中， 通常更簡單的是，求接收的樣本的預定個數之和并且用預定個數去除 該和。這可被單次執(zhí)行，此后存儲該DC偏移以供將來使用，或周期 地更新該DC偏移，比如從而解釋其在時效和變化溫度中的改變。然 而，優(yōu)選地，DC偏移的估計使用接收的樣本的滑動窗來執(zhí)行以便該 DC偏移可以被考慮成為每個接收的樣本有效地更新。0025在模塊213中，該過程對樣本進行重疊并相加。在一些 實施例中，將樣本重疊并相加(簡稱疊加)包括將來自符號的第一部 分的樣本值與來自該符號的第二部分的樣本值相加。在大多數實施例中，第一組N^個樣本值加上第二組N^個樣本值，優(yōu)選地第一組Nadd個樣本值在符號的起始點開始出現且第二組Nadd個樣本值在該符號的 FFT窗的結束點開始出現。0026DC偏移可以被假設成在符號內是恒定的。因此，疊加過 程可能產生對于已疊加樣本增加的有效DC偏移。因此，在模塊215 中從已疊加的樣本值中減去DC偏移。此后該過程返回。0027圖3是圖2的過程的實施例的圖示表示。如圖3的示例 所示， 一個符號包括165個樣本。在不同的實施例中，符號可以包括 其它的樣本個數。為簡單起見，圖3沒有示出時域樣本的振幅或包括 在每個OFDM符號中的頻域樣本的相應復數值的幅值或相位。在165 個樣本中，開始的128個樣本提供數據，接下來的32樣本提供空前綴 (其被實現為空后綴)，以及剩余5個樣本提供保護時段。圖3示出 接收的符號310的樣本格式，識別用于疊加操作320中的樣本Nadd， 示出疊加操作330的結果，以及示出從已疊加樣本中減去DC偏移340 之后的符號。0028因此，第一部分310示出第一 OFDM符號及在該OFDM 符號內的樣本分配。第一 OFDM符號對應于k=0...164的離散時間范圍內的樣本。FFT窗或者被用于FFT操作的樣本個數是NFFT=128個 樣本長度?？臻g隔是32個樣本長度，因此Nnl-32，且保護間隔是5 個樣本長度，因此Nc^5。0029第二部分320示出從OFDM符號的開始樣本中選擇的加 長度Nadd，并且如圖3中所示，該加長度等于符號的空長度N^，因此 在每個符號中Nadd=NNlj=32個樣本。選擇從k=0到k-Nadd—l(對應于k-0…31)的Nadd個樣本用于所描述的示例性實施例。0030第三部分330示出從k=0到k=Nadd—l選擇的Nadd個樣本 與保護間隔樣本組之前的OFDM符號的最后樣本進行疊加。照此，重 疊的樣本覆蓋了從i^NFFT到k=NFFT+Nadd—l的樣本。在圖3所示的示 例性實施例中，對應于來自開始128個樣本間從k-0到k=31的離散 時間的開始32個樣本被移動到從k=0到k=127的FFT窗之后，并和 對應于k-128到k二159的樣本重疊。0031第四部分340示出從已疊加的樣本中減去DC偏移電平。 第四部分也識別在FFT窗中的樣本，這些樣本將被提供給FFT模塊以 作進一步處理。在范圍從k-Nadd到k=NFFT+Nadd—1中的全部Nfft個 樣本由疊加級提供給下一級。例如，該疊加級的結果被提供給FFT級， 該FFT級把時域信號變換成頻域信號以供進一步處理和解碼。在圖3 所示的示例性實施例中，對應于離散時間k=32到k=128+32 —1=159 的全部128個樣本從疊加單元中被輸出到FFT單元。0032比較圖3的310部分和340部分表明，該FFT窗從對應 于k=0...127的樣本移動到對應于k=32...159的樣本。在k=32...159的 結果FFT窗中，噪聲被移除或降低。其它樣本在將OFDM符號饋送到 FFT級之前被移除。0033在一些實施例中，疊加窗Nadd的大小是例如經由寄存器、 外部輸入或者接收器或外部元件所做的處理判斷等可編程的。例如， 在一些實施例中，為特定的接收器確定疊加窗的大小，并因此保持恒 定。在其它實施例中，接收器的處理部分基于所接收信號的特征或基 于特定的操作頻率來改變疊加窗。0034圖4是符號的圖示表示，其中疊加窗Nadd是24個樣本。 如圖4中所說明的，該符號包括165個樣本，其開始的k=0-23個樣本被疊加到從k=128到k=152的樣本上。在該符號末端的剩余13個樣本 被用來緩沖瞬時影響，包括可能由于跳頻而發(fā)生的瞬時影響。如關于 圖2和圖3所描述的，DC偏移的估計從已疊加的符號中被移除，由此 最小化由于樣本疊加導致的雙重DC偏移的影響。0035圖5是根據本發(fā)明各方面的進一步處理的流程圖。例如， 圖5的過程可以由比如關于圖1描述的疊加模塊來執(zhí)行。在模塊511 中，該過程確定滑動窗的大小?；瑒哟暗拇笮”挥糜诖_定DC偏移估 計。在一些實施例中，滑動窗的大小基于期望的接收符號的格式、可 用于接收器的存儲限制或其它因素被確定。0036在模塊513中，在整個滑動窗上計算DC偏移和。例如， 在一些實施例中，在離散時間k處的DC偏移和m(k)被估計。在一些 實施例中，通過在大小N汗T的窗口上計算離散時間k前到達的樣本值 之和來獲得DC偏移和m(k)的估計，即/ (" = ^>("1-/)，其中 /=h-1。符號s(k)表示在離散時間k處的樣本值。那么，,=余1)+s("2)+…+ H+l) + s(A:-d 。例如，對于NFFT=128且 k=160， DC偏移和被i十算為w(160)w(159)+j(158)+…+s(33)+"32)。0037在其他實施例中，通過滑動窗滑過離散時間周期k來實現 m(k)的計算。該窗大小可以是N汗T。例如，為了計算m(k)，使用前面 的結果m(k-l)并將新窗的新樣本s(k)與前面所計算的DC偏移m(k-l) 相加，然后減去不再在新窗中的老樣本s(k-NFFT)。因此， ^)=附(*-1)+卓)-W-A^)。有效地，用于估計DC偏移的窗已經從 卜1U-2移動至"-A^…it-i。0038例如，對于NFF產128， k-l=160，以及k461，使用移動 窗的DC偏移和被計算如下w(l60) = s(l 59)+<158) +…+ s(33)+s(32)，以及 7w(161)一160)+s(160)-s(32)《60)+"159)+s(158)+.-.+;r(34)+j(33)0039在模塊515中，該過程用被用來得到m(k)的窗中的樣本 數去除DC偏移和m(k)從而得到每個樣本的DC偏移估計。因此，如 果求得跨越0到NFFT— 1的FFT窗上的DC偏移，并且用來得到m(k) 的樣本數是A^，那么DC偏移和是二者相除m("/iV^。0040如圖5所示，該DC偏移估計發(fā)生在模塊513中的求和計 算之后，但是在不同的實施例中，這可以與模塊513中的求和計算同 時發(fā)生或在模塊513中的求和計算前發(fā)生。這樣，在一些實施例中， 包括DC偏移求和計算的DC偏移估計并不被連續(xù)執(zhí)行。例如，在一些 實施例中，該過程在每個加電周期至多重復執(zhí)行一次模塊513和515 的操作，或者僅不定期執(zhí)行這兩個操作，而定期執(zhí)行比如模塊519-523 的操作。0041在圖5的模塊519中，對應于k=0...Nadd—l的開始Nadd 個樣本被疊加到FFT窗之后和保護間隔之前的1^^『.^^ + ^^-1處的Nadd個樣本上。0042在模塊521中，在一些實施例中該過程從已疊加的樣本中 減去這些樣本的平均和或者均值。再則，盡管被說明為在模塊417的 處理后被執(zhí)行，模塊419的處理可以發(fā)生在模塊417的處理前或與其同時發(fā)生。因此，對于在NFFT和NFFT+Nadd-l之間的每個離散時間k的樣本值？ot)，在和疊加相關的操作之后，其值是,的=琳)+#-iV^)-^0/》W，其中，s(fc)表示在疊加操作前的樣本值而s'(fc)表 示在疊加操作后的己更新樣本值。例如，對于Nadd二32和NFpr二128，當k在128和159之間變化時，在離散時間k處已更新的樣本值s'("是sW=^)+W-128)-m(A:)/128。如果k=159,那么疊加后的新樣本值s'(159)被 定義為j(l59) + s(31) — w(l 59) /128 。0043在一些實施例中，在所估計的DC偏移的平均值或均值從 與朝著OFDM符號末端的空值重疊并相加的樣本值中被移除之后，樣 本被輸出到FFT單元，從而將時域信號變換成頻域信號以供進一步處 理和解碼。對于大小為NFFT的FFT窗，對應于離散時間 k=A^...iVOT -1的全部NFFT個樣本從疊加級輸出到FFT級。例如， 在圖3的部分540中，對應于k=32到k=128 + 32—1 = 159的樣本被 輸出到隨后的FFT單元。在圖6中，對應于1^24到k-128+24—1=151 的樣本被輸出到FFT單元。0044被用來描述以上示例性實施例的范圍從k=0到k=165的 k值對應于單個OFDM符號。對另外的OFDM符號的處理以同樣的方 式或類似的方式被執(zhí)行。0045同樣，如以前所討論的，在一些實施例中疊加窗N^的 大小可以是靈活的。例如，在一些實施例中疊加窗可在外部調節(jié)從而 與特定的模擬RF特性相匹配。例如，對于N^=32， NC1=5，以及 Nadd=0，不執(zhí)行疊加并且在跳頻期間N^+Ncl=32 + 5 = 37個樣本由 于緩沖瞬時影響被跳過。対于Nwl-32， >^ = 5，以及1SUj^24，開始 的24個樣本重疊到32個空樣本中的24個樣本上并且執(zhí)行這些樣本的 相加以便在OFDM末端處剩余的N亂一Nadd+NcH-32—24+5 = 13個 樣本被跳過。0046在一些實施例中，本發(fā)明是比如圖6和7中所示系統(tǒng)的一 部分或被用于該系統(tǒng)。圖6是帶有數字基帶602和模擬RF104處理級 的正交頻分復用(OFDM)發(fā)射器600的框圖。在發(fā)射器IOO，信道編 碼由信道編碼器610來執(zhí)行，該信道編碼器610對來自耦合至發(fā)射器 600的媒介訪問控制器(MAC)(未顯示)的數據比特流進行編碼。 取決于在該比特流中的數據率， 一個或更多個編碼器可以被使用。編 碼器可以使用巻積編碼。使用符號和音調交錯器612來交錯編碼的比 特流，以及使用比如正交相移鍵控(QPSK)、雙載波調制(DCM)星 座圖、正交幅度調制(QAM)星座圖或者各種其它星座圖等等，將編 碼的比特流映射(有時稱作調制)614到符號中。DCM星座圖對應于 兩個移動的QPSK星座圖并且通過兩個副載波上比率為l/2的重復碼有 效地實施16QAM星座圖。進一步的重復編碼(例如共軛對稱擴展或頻 率擴展)也可以被應用。映射之后，在信號中的副載波被分組成OFDM 符號，每個OFDM符號例如包括128個副載波。然后使用比如128點 逆快速傅立葉變換(iFFT)由iFFT模塊616將該信號從頻域變換到時 域。在由FIR模塊618進行有限沖激響應濾波后，基帶信號由數模轉 換器620從數字域轉換到模擬域。0047在發(fā)射器600的數據處理可以由此考慮被分成在頻域的處 理605和在時域的處理607， iFFT模塊616分離頻域處理和時域處理。0048模擬信號由上變頻器622 (通常使用一個或更多個混頻器) 從基帶到通帶進行上變頻，由放大器624放大并經過發(fā)射天線603傳 播。跳頻模式根據由發(fā)射器MAC提供的時頻編碼(TFC)數來確定。 中心頻率也由發(fā)射器MAC來確定。0049圖7是帶有數字基帶702和模擬RF704處理級的OFDM 接收器700的框圖。在接收器天線703接收的信號由放大器724放大， 并由下變頻器(通常使用一個或更多個混頻器)722進行從通帶到基帶 的下變頻。所接收信號強度指示(RSSI)信號被提供給基帶用作自動 增益控制目的。在下變頻期間，可以執(zhí)行根據由接收器700的MAC703 提供的TFC數的頻率跳轉。0050從射頻下變頻到基帶722之后，使用模數轉換器720將基 帶信號從模擬轉換到數字。數字基帶處理702可以包括用于信號處理 比如包檢測、幀同步以及自動增益控制的模塊。疊加單元717在時域 中移除OFDM符號的空前綴。FFT模塊216將信號從時域變換到頻域。 因此，處理過程從時域處理707級進入帶有信道估計模塊732的頻域 處理705級。相位估計或跟蹤模塊734使用解映射模塊714，去交錯模 塊(通常實現為音調去交錯器和符號去交錯器)。0051圖8是包括本發(fā)明的各方面和其中的處理過程的OFDM UWB通信系統(tǒng)的接收器框圖，該處理過程包括根據本發(fā)明實施例的空 前綴移除。0052包括OFDM符號的信號在接收器天線801被接收。該信 號首先進行RF處理815并隨后在模數轉換級820后進行數字基帶處理 825。0053RF處理815包括可以包括放大和從RF到基帶的下變頻 的級810，后跟包括模數轉換的級820。數字基帶處理825包括在將經 處理的數據提供給接收器媒介訪問控制器860前的信號處理835和數 據處理845級。0054信號處理級835覆蓋了接收的信號從轉換成數字格式后， 經過可以包括包檢測、幀同步以及自動增益控制的級830和從該信號 產生數據的級840的路徑。級840可以包括空前綴移除、疊加以及DC 偏移補償。從在接收器天線801接收的信號產生的已編碼數據在級850 過程中進一步被處理，該級850可以包括用于從時域到頻域提取數據， 在頻域中解映射或解調，以及已編碼數據的維特比解碼的快速傅立葉 變換(FFT)。0055通過只選取NFFT個樣本輸入到FFT級850，每個OFDM符號的N^+Nch個零祥本在接收器800被移除，以供在數字基帶中作 進一步處理。每個OFDM符號的各個Nn:t樣本的選取在空前綴移除和 疊加級840中進行。如果所接收的OFDM符號具有對應于零頻率處的 非零分量的非零DC電平，那么疊加操作累積在被疊加的符號范圍中 的兩組DC電平。因此，多余的DC量應該被補償，用于合適的疊加操 作。0056在一些實施例中，本發(fā)明是跳頻通信系統(tǒng)的一部分或被用 于跳頻通信系統(tǒng)。圖9是使用帶有OFDM符號結構900的符號的跳頻 示例圖，結構900包括空前綴(NNL)和保護間隔(NCI)。圖9中所 示的OFDM符號是每個165個樣本長度。那么，第一個OFDM符號在 k=0和t=0s處開始。第二個OFDM符號在對應于 t=k*Ts=165*(l/528)=0.3s的k=165處開始。在接收器， 一般地，包檢 測和幀同步830提供計時參考，以識別要由包檢測來檢測的OFDM符 號的開始。例如，在圖9中，OFDM符號的開始是在離散時間索引 1(=165*!1處，其中n-0，l，2，3…是整數。0057該圖也示出用于與離散時間k=t/Ts對應的OFDM符號的 跳頻模式，其中Ts定義為采樣周期并且等于每個OFDM符號的發(fā)射 頻率帶寬或采樣頻率的倒數，也即Ts二l/f。0058在數字基帶級，OFDM符號可以包括在采樣頻率為 528MHz=l/Ts處的165個樣本。由于具有所示528MHz的示例性采樣 頻率和l/528s的相應采樣周期Ts，對應于離散時間k=165的時間t例 如等于t=k*Ts=165/528=0.3s。在示出的本示例性實施例中，在第一個 OFDM符號內的165個樣本用0.3s的時間經過一個0.3秒的周期到達 接收器。0059所有OFDM符號可以在相同頻率來發(fā)射，或者如圖9中 所示，每個OFDM符號可以根據如圖9中所示的時頻碼模式(TFC) 在不同頻率來發(fā)射。發(fā)射的OFDM符號的中心頻率根據OFDM發(fā)射的 TFC模式為每個OFDM符號而改變。這有時被稱作時頻跳轉。0060在所示的165個樣本中，數量等于NFFT=128個樣本可用 并形成FFT窗大小，剩余樣本比如包括空前綴(后綴)或保護周期樣 本。具有數量NwL-32個樣本的空樣本在發(fā)射器被設置為零。具有Nwl=32個樣本的空前綴在這兒作為后綴示出，但是稱作前綴。該空前綴 可以是前綴或后綴。Nc尸5個樣本形成保護間隔或保護時間并且在發(fā)射 器被設置為零從而緩沖在跳頻期間的任何瞬時影響。在FFT窗中的樣 本數NFFT、空間隔N^或保護間隔Nd在不同實施例中可以不同。0061跳頻發(fā)生在OFDM符號的末端。例如，在圖3中頻率在 包括5個樣本的保護間隔Nd期間的離散時間k=160處跳轉。由在跳 轉處RF頻率變換產生的瞬時影響被假設發(fā)生在保護間隔期間。因此，保護間隔的NcH個樣本是無效的并且被跳過，所以它們不被進一步用于數字基帶處理。0062因此，在一些實施例中，接收器接收OFDM符號，將指 示為第一組多個時間周期接收的樣本的信息與第二組多個時間周期的 樣本相加，并考慮DC偏移。在一些實施例中，考慮DC偏移包括從第 二組多個時間周期的樣本中減去DC偏移，以及在一些實施例中包括 從指示從第一組多個時間周期產生的樣本的信息中減去DC偏移。在 一些實施例中DC偏移通過將多個時間周期上產生的樣本求和來確定， 以及在一些實施例中樣本為復數形式并且在一些實施例中該DC偏移 作為樣本均值被確定。在一些實施例中，多個時間周期包括時間周期 的滑動窗。0063盡管已經參考某些示例性實施例對本發(fā)明進行了描述，但 可以理解的是，可以對本發(fā)明進行不同修改和變化，而不偏離定義在 附加權利要求及它們的等效物中的本發(fā)明的精神或范圍。
權利要求
1.一種用于在接收器補償OFDM符號的樣本中多余的DC偏移的方法，該方法包括將在第一組多個離散時間處接收的樣本與在第二組多個離散時間處接收的樣本相加；以及考慮所述DC偏移，其中所述第一組多個離散時間的數量等于所述第二組多個離散時間的數量，以及其中在所述第二組多個離散時間處接收的樣本是空樣本。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中考慮所述DC偏移包括從在所 述第二組多個離散時間處接收的所述樣本中減去所述DC偏移。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中考慮所述DC偏移包括從在所 述第一組多個離散時間處接收的所述樣本中減去所述DC偏移。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中所述DC偏移通過求固定的離 散時間窗期間所接收的樣本之和來確定。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中所述DC偏移通過求滑動的離 散時間窗期間所接收的樣本之和來確定。
6. —種用于在UWB通信中在接收器提供樣本用于從時域到頻域的 變換之前補償OFDM符號的樣本中多余的DC偏移的方法，所述OFDM 符號包括具有FFT數個樣本的第一組樣本，后跟具有零數個樣本的第二 組樣本，后跟具有保護數個樣本的第三組樣本，所述零數不超過所述FFT 數，所述方法包括-從直接跟著所述第一組的所述第二組的開始部分選擇加數個樣本從 而獲得空重疊組，所述加數不超過所述零數；獲得所述空重疊組的每個樣本的平均DC偏移；從所述第一組的開始部分選擇所述加數個樣本從而獲得傅立葉重疊組；將所述傅立葉重疊組重疊在所述空重疊組上從而獲得重疊樣本對；將所述重疊樣本對的每一對的成員相加在一起從而獲得經疊加的組 的樣本，所述經疊加的組直接跟著所述第一組，并且所述經疊加組的每 個樣本對應于所述空重疊組的一個樣本并且具有所述空重疊組的一個樣 本的相應平均DC偏移；從所述空重疊組的每個樣本中或者從所述經疊加的組的每個樣本中 減去所述相應平均DC偏移；以及提供所述FFT數個樣本，該FFT數個樣本在所述傅立葉重疊組后開 始并在用于所述變換的所述經疊加的組后結束，其中所述第二組形成用于所述OFDM符號的空后綴。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中所述加數是常數。
8. 根據權利要求6所述的方法，其中所述加數是常數。
9. 根據權利要求6所述的方法，其中獲得所述空重疊組的每個樣本 的所述平均DC偏移包括-獲得所述空重疊組的每個樣本的一個總DC偏移來作為所述FFT數 個前面樣本的和；以及用所述FFT數去除所述空重疊組的每個樣本的所述總DC偏移。
10. 根據權利要求6所述的方法，其中獲得所述空重疊組的每個樣本 的所述平均DC偏移包括獲得所述空重疊組的第一樣本的第一總DC偏移作為在所述第一樣本 前的所述FFT數個樣本的和；獲得所述空重疊組的當前樣本的每個隨后的總DC偏移作為前面的總 DC偏移，該前面的總DC偏移被加到減去所述當前樣本前所述FFT數個樣本的一個樣本的所述當前樣本；以及用所述FFT數去除所述空重疊組的每個樣本的所述總DC偏移。
11. 一種用于在接收器移除OFDM符號的失真樣本的系統(tǒng)，所述系 統(tǒng)包括包含DC偏移補償部分的疊加部分，其中所述OFDM符號包括跟隨保護間隔的空后綴，其中所述DC偏移補償部分確定來自所述空后綴樣本間的相加樣本組的每個樣本的相應平均DC偏移，其中所述疊加部分從所述相加樣本組的每一個樣本減去所述相應平均DC偏移，其中所述疊加部分將來自所述OFDM符號開始部分的第一組多個樣 本重疊在所述相加組上，并將重疊樣本加到一起，所述第一組多個樣本 的樣本個數等于所述相加組的樣本個數，以及其中所述疊加部分丟棄所述第一組多個樣本，超過所述相加組的所 述空樣本，以及所述保護間隔作為所述失真樣本。
12. 根據權利要求ll所述的系統(tǒng)，其中所述DC偏移補償部分通過 將所述相加組的每一個樣本前的FFT數個樣本加在一起并用所述FFT數 去除所獲得的和來確定所述相加組的每一個樣本的所述相應平均DC偏 移。
13. 根據權利要求ll所述的系統(tǒng)，其中所述DC偏移補償部分通過 如下步驟確定所述相加組的每一個樣本的所述相應平均DC偏移通過將所述相加組的第一樣本前的FFT數個樣本加在一起獲得第一 總DC偏移，通過從所述第一樣本向前滑動具有所述FFT數個樣本的窗獲得隨后 的總DC偏移，每個總DC偏移作為相應窗內樣本的和被獲得，以及通過用所述FFT數去除每個總DC偏移來獲得每個樣本的所述相應 平均DC偏移。
14. 根據權利要求11所述的系統(tǒng)，其中在所述第一組多個樣本中 的所述樣本數是可變的。
15. 根據權利要求11所述的系統(tǒng)，其中在所述第一組多個樣本中 的所述樣本數是預先確定的。
16. —種用于在UWB通信系統(tǒng)中發(fā)射的OFDM符號的接收器，所 述接收器包括用于接收包括所述OFDM符號的信號的接收器天線；被耦合至所述接收器天線用以將所述信號從模擬格式轉換成數字格 式的射頻處理單元；被耦合至所述射頻處理單元的信號處理單元，該信號處理單元用來 確定要被丟棄的所述OFDM符號的第一組多個樣本，并用來保持要被傳 遞的第二組多個樣本；以及被耦合至所述信號處理單元的快速傅立葉變換單元，該快速傅立葉 變換單元用來接收所述第二組多個樣本并將所述第二組多個樣本從時域 變換到頻域，其中所述信號處理單元包括具有DC偏移補償的疊加單元。
17. 根據權利要求16所述的接收器，其中所述OFDM符號包括空前綴或空后綴。
18. 根據權利要求16所述的接收器， 其中所述OFDM符號包括空后綴，其中所述疊加單元確定對應于所述空后綴中的第三組多個樣本的每 一個樣本的平均DC偏移，以及其中所述疊加單元從所述空后綴內的每個相應樣本減去所述平均 DC偏移
19. 根據權利要求18所述的接收器，其中所述疊加單元通過求當前樣本前的FFT數個樣本之和并用所述 FFT數去除獲得的和來確定所述平均DC偏移，所述平均DC偏移對應于 所述空后綴內的所述第三組多個樣本的每個當前樣本，以及其中所述FFT數等于所述第二組多個樣本的樣本個數。
20.根據權利要求18所述的接收器，其中所述第二組多個樣本起始于所述OFDM符號的每個符號的相加數 個樣本之后，其中所述相加數等于在所述第三組多個樣本中的樣本個數，以及 其中所述相加數對應于所述射頻處理單元的交換特性而變化。
全文摘要
一種從樣本中估計DC偏移并移除多余的DC偏移的方法和系統(tǒng)，所述樣本由超帶寬(UWB)通信中在正交頻分復用(OFDM)符號的接收器的疊加操作使用。在疊加間隔內的每個樣本的DC偏移可以使用大小滿足FFT要求的滑動窗對前面的樣本進行滑動窗操作而被估計。該DC偏移可以針對疊加間隔內的樣本被估計并針對后繼樣本進行更新。疊加間隔的大小可以固定不變或者可以允許根據疊加操作前的模擬射頻(RF)級的交換特征變化。
文檔編號H04B1/00GK101258687SQ200680032824
公開日2008年9月3日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權日2005年7月21日
發(fā)明者R·H·馬海德瓦帕, S·T·布林克 申請人:偉俄內克斯研究公司