專利名稱：均衡器和均衡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
當(dāng)前的總的發(fā)明概念涉及均衡器和均衡方法，以及更加具體地，涉及能夠均衡由接收機(jī)經(jīng)由單載波調(diào)制方法接收的傳輸幀以及經(jīng)由多載波調(diào)制方法的傳輸幀的均衡器和均衡方法。
已知用于發(fā)送地面數(shù)字電視廣播信號(hào)的幾個(gè)調(diào)制方法。例如，高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)殘留邊帶(VSB)系統(tǒng)是美國(guó)(北美)的地面波數(shù)字電視(DTV)廣播系統(tǒng)，其是單載波系統(tǒng)，其中以單載波方式發(fā)送傳輸幀。
當(dāng)前用于歐洲的數(shù)字視頻廣播(DVB)調(diào)制方法是作為多載波調(diào)制技術(shù)的正交頻分多路復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)。
存在非線性的判定反饋均衡器作為用于單載波傳輸系統(tǒng)，比如當(dāng)前VSB系統(tǒng)的接收機(jī)中采用的最多的信道均衡器，用于均衡在時(shí)域中接收的傳輸幀(時(shí)域傳輸幀)。
由發(fā)射機(jī)發(fā)送的傳輸幀通過(guò)多路徑信道并由接收機(jī)接收，以使得由接收機(jī)接收的傳輸幀在其間具有大的時(shí)間差。為了從以大的時(shí)間差進(jìn)入的多路徑信號(hào)恢復(fù)原始信號(hào)，時(shí)域均衡器，比如非線性的判定反饋均衡器的濾波器的長(zhǎng)度應(yīng)該基于中心標(biāo)記(tab)最小大于數(shù)百標(biāo)記。
在通過(guò)多載波調(diào)制技術(shù)調(diào)制和發(fā)送傳輸幀時(shí)，發(fā)射機(jī)在頻域的傳輸幀上執(zhí)行快速傅里葉逆變換(快速傅里葉逆變換)并轉(zhuǎn)換成時(shí)域傳輸幀并發(fā)送。接收多載波調(diào)制技術(shù)的傳輸幀的接收機(jī)使用ZF(迫零)頻域信道均衡器以均衡該接收的時(shí)域傳輸幀。然而，ZF均衡器就像非線性的判定反饋均衡器一樣，需要濾波器的長(zhǎng)度具有數(shù)百標(biāo)記，以均衡長(zhǎng)延時(shí)的傳輸幀。與用于均衡時(shí)域傳輸幀的非線性的判定反饋均衡器(時(shí)域非線性的判定反饋均衡器)的硬件相比，能夠更容易地實(shí)現(xiàn)接收機(jī)中用于均衡頻域傳輸幀的ZF均衡器的硬件。
因此，在均衡接收的時(shí)域傳輸幀時(shí)，優(yōu)選地首先執(zhí)行快速傅里葉變換以轉(zhuǎn)換時(shí)域傳輸幀為頻域傳輸幀，并由ZF頻域均衡器均衡轉(zhuǎn)換的頻域傳輸幀。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)目的是提供一種均衡器和均衡方法，其能夠均衡由接收機(jī)經(jīng)由單載波調(diào)制方法接收的傳輸幀，以及多載波調(diào)制方法的傳輸幀。
另一目的是提供一種均衡器和均衡方法，其能夠?qū)⒔邮盏臅r(shí)域傳輸幀快速傅里葉變換為頻域傳輸幀并均衡該頻域傳輸幀。
在一個(gè)總的方面中，一種均衡器包括頻域均衡器，其均衡接收的傳輸幀的碼元u(n)并產(chǎn)生均衡的頻域碼元X(K)，快速傅里葉逆變換(IFFT)單元，其轉(zhuǎn)換由頻域均衡器均衡的頻域碼元X(K)為時(shí)域碼元x(n)，多路復(fù)用器，其選擇頻域碼元X(K)和時(shí)域碼元x(n)的任何一個(gè)作為最終均衡結(jié)果碼元，和調(diào)制方法區(qū)分單元，其檢測(cè)包含在接收碼元u(n)中的標(biāo)識(shí)符以確定調(diào)制方法，并響應(yīng)于該區(qū)分的調(diào)制方法控制該多路復(fù)用器。
該方面的實(shí)現(xiàn)可以包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。
可以采用在頻域中均衡的ZF(迫零)均衡器(頻域ZF均衡器)，以使用單一均衡器均衡通過(guò)單載波調(diào)制方法的傳輸幀和通過(guò)多載波調(diào)制方法的傳輸幀。
在通過(guò)單載波調(diào)制方法的傳輸幀的情況下，可以作為最后均衡信號(hào)輸出時(shí)域傳輸幀，且在通過(guò)多載波調(diào)制方法的傳輸幀的情況下，可以作為最后均衡信號(hào)輸出頻域傳輸幀。
為此，在發(fā)射機(jī)中將用于識(shí)別調(diào)制方法的標(biāo)識(shí)符插入在傳輸幀中。導(dǎo)頻信號(hào)可以被插入在傳輸幀中作為標(biāo)識(shí)符，或者預(yù)定數(shù)目的調(diào)制方法確定碼元可以被插入在傳輸幀中作為標(biāo)識(shí)符。
當(dāng)標(biāo)識(shí)符被插入在傳輸幀中時(shí)，可以在接收機(jī)中從傳輸幀提取標(biāo)識(shí)符，并使用該提取的標(biāo)識(shí)符確定調(diào)制方法，且可以響應(yīng)于該確定的調(diào)制方法輸出時(shí)域傳輸幀或者頻域傳輸幀作為最后均衡信號(hào)。
在另一總的方面中，一種均衡方法包括均衡頻域中接收的碼元以輸出均衡的頻域碼元；轉(zhuǎn)換頻域碼元為時(shí)域中的碼元；從接收的碼元檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)，根據(jù)是否檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)確定調(diào)制方法，和輸出該碼元作為頻域碼元和時(shí)域碼元當(dāng)中的最后均衡碼元。


將參考附圖具體描述不限制示例性實(shí)現(xiàn)的當(dāng)前總的發(fā)明概念。無(wú)論在何處，相同的參考數(shù)字將被用在用于各附圖中表示相同或相似的部分。
圖1是示出了應(yīng)用于本發(fā)明的通信系統(tǒng)的配置的示意圖；圖2是示出了為了確定調(diào)制方法其中插入導(dǎo)頻信號(hào)的傳輸幀的功率譜密度的示意圖；圖3是示出了應(yīng)用于本發(fā)明的均衡器的接收機(jī)的示例性配置的示意圖；圖4是示出了均衡器的示例性實(shí)現(xiàn)的示意圖；圖5是示出了均衡器中的調(diào)制方法確定單元的示例性實(shí)現(xiàn)的示意圖；圖6是示出了均衡器中的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器的示例性實(shí)現(xiàn)的示意圖；圖7是示出了均衡方法的示例性實(shí)現(xiàn)的工作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下面描述中，相同的附圖參考數(shù)字甚至在不同附圖中用于相同的元件。在描述中定義的主題，比如具體構(gòu)造與元件僅是為了幫助全面理解該總的發(fā)明概念而提供的。由此，很明顯能夠執(zhí)行當(dāng)前總的發(fā)明概念而沒(méi)有定義的主題。而且，由于它們將以不必要的細(xì)節(jié)模糊該總的發(fā)明概念，不具體描述眾所周知的功能或者結(jié)構(gòu)。
參考圖1，通信系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)110和接收機(jī)120。發(fā)射機(jī)110能夠使用單載波調(diào)制方法，比如高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)殘留邊帶(VSB)系統(tǒng)，和多載波調(diào)制方法，比如正交頻分多路復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)調(diào)制傳輸幀。然而，發(fā)射機(jī)110不同時(shí)使用單載波調(diào)制方法和多載波調(diào)制方法。
接收機(jī)120確定接收的傳輸幀是由單載波調(diào)制方法調(diào)制的或者由多載波調(diào)制方法調(diào)制的，并基于該確定結(jié)果處理該接收的傳輸幀。接收機(jī)120可以是地面數(shù)字廣播接收機(jī)或者置頂盒。如果接收機(jī)120是地面數(shù)字廣播接收機(jī)或者置頂盒，發(fā)射機(jī)110僅使用已知為單載波調(diào)制技術(shù)和多載波調(diào)制技術(shù)的調(diào)制方法之一。
接收機(jī)120包括用于均衡頻域中接收的傳輸幀(頻域傳輸幀)的均衡器。在頻域中均衡的均衡器恢復(fù)在通過(guò)加性高斯白噪聲(AWGN)信道或者具有多普勒效應(yīng)的多路徑衰落信道發(fā)送的過(guò)程中失真的傳輸幀的性能(到初始狀態(tài))。此外，該均衡器確定按照原樣輸出該均衡的頻域傳輸幀或者通過(guò)轉(zhuǎn)換成時(shí)域傳輸幀而輸出均衡的傳輸幀，并響應(yīng)于確定結(jié)果輸出相關(guān)域的傳輸幀。
發(fā)射機(jī)110預(yù)先插入標(biāo)識(shí)符到傳輸幀中，以使得接收機(jī)120能夠確定調(diào)制方法。
假定根據(jù)nQAM(正交幅值調(diào)制)技術(shù)通過(guò)3780個(gè)碼元映射由發(fā)射機(jī)110發(fā)送的傳輸幀以解釋標(biāo)識(shí)符?？梢杂蒓FDM方法使用3780個(gè)載波調(diào)制映射后的碼元，且可以使用單載波由VSB方法對(duì)其進(jìn)行調(diào)制。
存在插入標(biāo)識(shí)符的幾個(gè)方法。例如，包含在傳輸幀中的3780個(gè)碼元中的某些碼元，例如，4個(gè)碼元是預(yù)先確定的，并作為調(diào)制方法確定碼元發(fā)送。如果調(diào)制方法確定碼元的數(shù)目是4，可以使用0000-1111中的任意值。
優(yōu)選地，根據(jù)單載波調(diào)制方法和多載波調(diào)制方法預(yù)先確定調(diào)制方法確定碼元的值具有每碼元分別相對(duì)的值，以使用該標(biāo)識(shí)符精確地確定單載波調(diào)制方法和多載波調(diào)制方法。例如，在0000建立調(diào)制方法確定碼元的值的情況下，優(yōu)選地在1111建立通過(guò)多載波調(diào)制方法的調(diào)制方法確定碼元的值。
多載波調(diào)制方法中的發(fā)射機(jī)110在頻域傳輸幀上執(zhí)行快速傅里葉逆變換(IFFT)，并通過(guò)轉(zhuǎn)換成時(shí)域的(時(shí)域傳輸幀)進(jìn)行發(fā)送。結(jié)果，接收機(jī)120必須轉(zhuǎn)換時(shí)域傳輸幀為頻域傳輸幀以檢測(cè)調(diào)制方法確定碼元。
此外，由于在單載波調(diào)制系統(tǒng)中調(diào)制方法確定碼元被插入在時(shí)域傳輸幀中，接收機(jī)120能夠從接收的時(shí)域傳輸幀檢測(cè)調(diào)制方法確定碼元。
作為插入標(biāo)識(shí)符的另一方法，導(dǎo)頻信號(hào)被插入在單載波調(diào)制方法的傳輸幀中且導(dǎo)頻信號(hào)不被插入在多載波調(diào)制方法的傳輸幀中。隨后，接收機(jī)120從接收的傳輸幀檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)，并基于是否已經(jīng)檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)，區(qū)分單載波調(diào)制方法的傳輸幀和多載波調(diào)制方法的傳輸幀。
圖2是示出了為了確定調(diào)制方法其中插入導(dǎo)頻信號(hào)的傳輸幀的功率譜密度的示意圖。
在單載波調(diào)制方法中，發(fā)射機(jī)110插入導(dǎo)頻信號(hào)(a1，a2)到傳輸幀的±fc位置中，且在多載波調(diào)制方法的調(diào)制中不插入導(dǎo)頻信號(hào)。
繼續(xù)地，接收機(jī)120接收傳輸幀，且如果從接收的傳輸幀檢測(cè)到該導(dǎo)頻信號(hào)(a1，a2)，能夠確定由單載波調(diào)制方法調(diào)制傳輸幀，且如果沒(méi)有從接收的傳輸幀檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)(a1，a2)，能夠確定由多載波調(diào)制方法調(diào)制該傳輸幀。
可以一起使用通過(guò)標(biāo)識(shí)符的方式插入調(diào)制方法確定碼元的方法和插入導(dǎo)頻信號(hào)的方法。例如，如果從接收的傳輸幀檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)，接收機(jī)120最初確定傳輸幀的調(diào)制方法是單載波調(diào)制方法。如果沒(méi)有從接收的傳輸幀檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)，接收機(jī)120檢測(cè)調(diào)制方法確定碼元，并通過(guò)檢測(cè)的調(diào)制方法確定碼元的值確定調(diào)制方法。這是由于即使導(dǎo)頻信號(hào)被插入在通過(guò)單載波調(diào)制方法調(diào)制和由發(fā)射機(jī)110發(fā)送的傳輸幀中，可能沒(méi)有從由接收機(jī)120接收的傳輸幀檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)。
圖3是示出了應(yīng)用于本發(fā)明的均衡器的接收機(jī)的示例性配置的示意圖。
調(diào)諧器300接收由發(fā)射機(jī)110發(fā)送的傳輸幀。由調(diào)諧器300接收的傳輸幀由ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)302轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并由信號(hào)同步裝置304同步其頻率和碼元時(shí)序。
信號(hào)同步裝置304使得從ADC302輸入的傳輸幀由分相器350劃分為同相信號(hào)和正交信號(hào)，其中該分開(kāi)的同相信號(hào)和正交信號(hào)被輸入到乘法器352中。
信號(hào)同步裝置304主要地由三個(gè)部分構(gòu)成。第一部分是AFC(自動(dòng)頻率控制器)360，其用于補(bǔ)償頻率誤差，第二部分是時(shí)序同步裝置362，用于同步由發(fā)射機(jī)發(fā)送的PN順序，且該第三部分包括跟蹤器364和再采樣器354，用于補(bǔ)償當(dāng)采樣率不同時(shí)產(chǎn)生的符號(hào)差錯(cuò)，也就是說(shuō)，用于由接收機(jī)和發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。
上述三個(gè)工作都是作為PN相關(guān)器358的相關(guān)性結(jié)果獲得的。換言之，AFC 360從輸入的傳輸幀確定PN順序的相關(guān)性，和作為PN相關(guān)器358的相關(guān)性結(jié)果產(chǎn)生用于由AFC 360補(bǔ)償頻率誤差的AFC信號(hào)。由AFC 360產(chǎn)生的AFC信號(hào)在乘法器352乘以由分相器3 50劃分的同相信號(hào)和正交信號(hào)，由此補(bǔ)償頻率誤差。
此外，該時(shí)序同步裝置362同步PN順序作為PN相關(guān)器358的相關(guān)性結(jié)果，且跟蹤器364響應(yīng)于時(shí)序同步裝置362的輸出信號(hào)除去再采樣器354以補(bǔ)償其中從乘法器352輸出的頻率已經(jīng)被補(bǔ)償?shù)膫鬏攷拇a元誤差。
其碼元誤差已經(jīng)由再采樣器354補(bǔ)償?shù)膫鬏攷蒘QRC(平方根升余弦)濾波器356濾波，以輸入PN相關(guān)器358，其中PN相關(guān)器358使用從SQRC濾波器3 56輸入的傳輸幀以確定PN順序的相關(guān)性。
由SQRC濾波器356濾波的傳輸幀被輸入到信號(hào)重新配置單元306中，且由PN相關(guān)器356相關(guān)的結(jié)果信號(hào)被輸入到信號(hào)重新配置單元306中。重新配置單元306響應(yīng)于相關(guān)性結(jié)果信號(hào)，在從SQRC濾波器354輸入的各種路由中除去傳輸幀的幀同步(syn)分段，并重新配置幀主體分段以具有周期的關(guān)系。
由信號(hào)重新配置單元306重新配置的傳輸幀由離散傅里葉變換(DFT)單元308離散傅里葉變換，并被轉(zhuǎn)換為頻域傳輸幀。由DFT單元308轉(zhuǎn)換的頻域傳輸幀由均衡器310均衡并被輸出到信道解碼器。
圖4是示出了均衡器的示例性實(shí)現(xiàn)的示意圖。
均衡器310接收并均衡由發(fā)射機(jī)110發(fā)送的傳輸幀，以使得傳輸幀能夠被恢復(fù)到由發(fā)射機(jī)110發(fā)送的傳輸幀的初始狀態(tài)。由發(fā)射機(jī)110發(fā)送的傳輸幀可能由碼元間干擾(ISI)或者由多路徑信道和通過(guò)加性高斯白噪聲(AWGN)信道所引起的幻像信號(hào)失真，且這樣失真的傳輸幀由均衡器310恢復(fù)為原始傳輸幀。
均衡器310能夠均衡由單載波調(diào)制方法和由多載波調(diào)制方法調(diào)制的傳輸幀。為此，均衡器310確定接收的傳輸幀是由單載波調(diào)制方法調(diào)制的或者由多載波調(diào)制方法調(diào)制的，并響應(yīng)于確定結(jié)果輸出頻域傳輸幀或者時(shí)域傳輸幀到信道解碼器。
此外，單一均衡器310能夠均衡由兩個(gè)調(diào)制方法調(diào)制的傳輸幀而不依靠對(duì)應(yīng)于調(diào)制方法的兩個(gè)均衡器。出于該目的，迫零(ZF)均衡器用于本發(fā)明的均衡器。ZF均衡器能夠?qū)崿F(xiàn)均衡而不管時(shí)域與頻域。
與用于在時(shí)域中均衡的非線性的判定反饋均衡器(時(shí)域非線性的判定反饋均衡到器)相比，用于在頻域中均衡的ZF均衡器(頻域ZF均衡器)能夠更容易地均衡由多載波調(diào)制方法調(diào)制的傳輸幀。此外，頻域ZF均衡器使得存在其中根據(jù)傳輸幀和信道之間的關(guān)系，以循環(huán)卷積代替時(shí)域線性卷積的處理。因此，與時(shí)域的橫向?yàn)V波器相比，頻域ZF均衡器能夠更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)硬件，且能夠除去包含在接收的傳輸幀中的幻像信號(hào)。
圖4是示出了均衡器的示例性實(shí)現(xiàn)的示意圖，其中基于頻域ZF均衡器示出了均衡器310。在由單載波調(diào)制方法均衡傳輸幀時(shí)，頻域ZF均衡器由信道脈沖響應(yīng)估算值劃分在頻域中的接收的傳輸幀，且將劃分的結(jié)果反轉(zhuǎn)換為時(shí)域。
可以通過(guò)以下公式1獲得用于均衡單載波調(diào)制方法的傳輸幀的ZF均衡。
等式1x(n)=Z-1(U(K)H(K))Z-1(X(K)·H(K)H(K))]]>其中，X(n)表示由發(fā)射機(jī)110發(fā)送的傳輸幀的碼元，U(K)表示在頻域中由接收機(jī)120接收的傳輸幀碼元，H(K)表示頻率范圍內(nèi)的信道脈沖響應(yīng)的估算值，X(K)表示頻域中的均衡的碼元，且Z-1表示從頻域到時(shí)域的逆轉(zhuǎn)換算法。
通過(guò)多載波調(diào)制方法均衡傳輸幀的頻域ZF均衡器省略以上述公式1中逆轉(zhuǎn)換到時(shí)域的處理，且可以被表示為以下公式2。
等式2x(n)=X(K)·H(K)H(K)]]>公式1和2之間ZF均衡的僅有的差別是存在或者不存在將在頻域中均衡的碼元X(K)逆轉(zhuǎn)換為在時(shí)域中的碼元x(n)的處理。
再次參考圖4，均衡器310包括頻域均衡單元400，快速傅里葉逆變換(IFFT)單元410，多路復(fù)用器420和調(diào)制方法確定單元430。
圖4示出了確定其中導(dǎo)頻信號(hào)和模式確定碼元都用于確定載波調(diào)制方法的示例性實(shí)現(xiàn)。然而，如上所述，導(dǎo)頻信號(hào)或者模式確定碼元的任何一個(gè)用于確定調(diào)制方法。
頻域均衡單元400包括第一快速傅里葉變換(FFT)單元401，信道脈沖響應(yīng)(CIR)估算器403，第二FFT單元405，因數(shù)(或者系數(shù))計(jì)算單元407和乘法器409。
第一FFT單元401使用FFT算法以轉(zhuǎn)換輸入的時(shí)域傳輸幀的輸入碼元u(n)為頻域碼元U(K)，和輸出轉(zhuǎn)換的頻域碼元U(K)到乘法器409，其中K是當(dāng)使用N點(diǎn)FFT轉(zhuǎn)換時(shí)域碼元為頻域碼元時(shí)對(duì)應(yīng)于1到N的頻率指數(shù)。
信道脈沖響應(yīng)估算器403基于輸入碼元u(n)估算通信信道的脈沖響應(yīng)h(n)。第二FFT單元405使用FFT算法以轉(zhuǎn)換估算的脈沖響應(yīng)h(n)為頻域脈沖響應(yīng)H(K)。
因數(shù)計(jì)算單元407獲得H(K)-1，其是從第二FFT單元405輸出的脈沖響應(yīng)H(K)的求逆，并將其輸出到乘法器409。
乘法器409將從第一FFT單元401輸出的頻域碼元U(K)乘以從因數(shù)計(jì)算單元407輸出的H(K)-1以產(chǎn)生均衡的頻域碼元X(K)，并輸出產(chǎn)生的頻域碼元X(K)到IFFT單元410，多路復(fù)用器420和調(diào)制方法確定單元430。
如果由接收機(jī)120接收的碼元u(n)是由多載波調(diào)制方法調(diào)制的碼元，頻域碼元X(K)可以是最后輸出符號(hào)。然而，如果由接收機(jī)120接收的碼元u(n)是由單載波調(diào)制方法調(diào)制的碼元，頻域碼元X(K)必須被轉(zhuǎn)換為時(shí)域碼元x(n)并輸出。
IFFT單元410在由乘法器409輸出的頻域碼元X(K)上執(zhí)行IFFT以轉(zhuǎn)換為時(shí)域碼元x(n)，并輸出到多路復(fù)用器420和調(diào)制方法確定單元430。IFFT單元410的性能結(jié)果只有當(dāng)由接收機(jī)120接收的碼元是由單載波調(diào)制方法調(diào)制的碼元時(shí)才有效。
響應(yīng)于調(diào)制方法確定單元430的控制，多路復(fù)用器420選擇性地輸出從乘法器409輸入的頻域碼元X(K)和從IFFT單元410輸入的時(shí)域碼元x(n)。多路復(fù)用器420的輸出必須由哪個(gè)調(diào)制方法，即，單載波調(diào)制方法或者多載波調(diào)制方法確定，已經(jīng)調(diào)制由接收機(jī)120接收的碼元。由調(diào)制方法確定單元430實(shí)現(xiàn)該確定。
通過(guò)多路復(fù)用器420選擇性地輸出頻域碼元X(N)和時(shí)域碼元x(n)，均衡器310能夠均衡單載波調(diào)制方法的碼元和多載波調(diào)制方法的碼元，由此使得能夠恢復(fù)到由發(fā)射機(jī)110發(fā)送的初始碼元。
調(diào)制方法確定單元430輸入由乘法器409輸出的時(shí)域碼元u(n)，頻域碼元X(K)，和由IFFT單元410輸出的時(shí)域碼元x(n)以確定輸入碼元u(n)的調(diào)制方法。
圖5是示出了均衡器中調(diào)制方法確定單元430的示例性實(shí)現(xiàn)的示意圖，其中調(diào)制方法確定單元430是使用導(dǎo)頻信號(hào)和調(diào)制方法確定碼元兩者的示例性實(shí)現(xiàn)。
調(diào)制方法確定單元430包括導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500和控制器510。導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500檢測(cè)是否已經(jīng)將導(dǎo)頻信號(hào)輸入到在預(yù)定第一參考周期期間輸入的傳輸幀的碼元u(n)中，和輸出相關(guān)信息到控制器510。之后將參考圖6解釋導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500的具體工作。
如果從導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500輸入在預(yù)定第一參考周期內(nèi)已經(jīng)檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)的信息，控制器510確定輸入碼元u(n)是由單載波調(diào)制方法調(diào)制的傳輸幀的碼元，以可控制地允許多路復(fù)用器420輸出由IFFT單元410進(jìn)行快速傅里葉逆變換的時(shí)域碼元x(n)。
如果沒(méi)有從導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500輸入在預(yù)定第一參考周期內(nèi)已經(jīng)檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)的信息，控制器510使用被包括頻域碼元X(K)中或者時(shí)域碼元x(n)中的調(diào)制方法確定碼元確定調(diào)制方法。
換言之，控制器510確定在預(yù)定第二參考周期期間是否已經(jīng)從頻域碼元X(K)檢測(cè)調(diào)制方法確定碼元(即，1111)超過(guò)預(yù)定參考時(shí)間?？刂破?10還確定在預(yù)定第二參考周期期間是否從時(shí)域碼元x(n)檢測(cè)調(diào)制方法確定碼元(即，0000)多于預(yù)定參考時(shí)間。
通過(guò)調(diào)制方法確定碼元的檢測(cè)處理，控制器510能夠僅從頻域碼元X(K)或者時(shí)域碼元x(n)檢測(cè)多于參考時(shí)間的調(diào)制方法確定碼元，且可以通過(guò)檢測(cè)的調(diào)制方法確定碼元的值確定傳輸幀的調(diào)制方法。
可以同時(shí)地實(shí)現(xiàn)或者可以基于預(yù)定次序順序地實(shí)現(xiàn)調(diào)制方法確定碼元的檢測(cè)。在順序地檢測(cè)調(diào)制方法確定碼元時(shí)，控制器510首先確定在預(yù)定第二參考周期期間是否已經(jīng)從時(shí)域碼元x(n)檢測(cè)調(diào)制方法確定碼元多于參考時(shí)間，以檢測(cè)單載波調(diào)制方法。例如，關(guān)于是否已經(jīng)檢測(cè)到具有值0000的調(diào)制方法確定碼元來(lái)進(jìn)行確定。作為確定的結(jié)果，如果已經(jīng)檢測(cè)到具有值0000的調(diào)制方法確定碼元多于參考時(shí)間，控制器510確定接收的傳輸幀通過(guò)單載波調(diào)制方法調(diào)制的。
如果從時(shí)域碼元x(n)沒(méi)有檢測(cè)到具有值0000的調(diào)制方法確定碼元，或者如果檢測(cè)的時(shí)間小于參考時(shí)間，進(jìn)行關(guān)于在預(yù)定第二參考周期期間是否已經(jīng)從頻域碼元X(K)檢測(cè)到調(diào)制方法確定碼元多于參考時(shí)間的確定。例如，關(guān)于是否已經(jīng)檢測(cè)到具有值1111的調(diào)制方法確定碼元來(lái)進(jìn)行確定。作為確定的結(jié)果，如果已經(jīng)檢測(cè)到具有值1111的調(diào)制方法確定碼元多于參考時(shí)間，控制器510確定接收的傳輸幀是通過(guò)多載波調(diào)制方法調(diào)制的。在順序地檢測(cè)調(diào)制方法確定碼元的情況下，可以以與上述方法的相反的方式執(zhí)行該檢測(cè)。
通過(guò)上述處理，控制器510確定傳輸幀的調(diào)制方法并響應(yīng)于確定結(jié)果控制多路復(fù)用器420，以允許選擇性地輸出頻域碼元X(K)或者時(shí)域碼元x(n)。
作為調(diào)制方法確定單元430的另一示例性實(shí)現(xiàn)，可以使用調(diào)制方法確定碼元的值確定調(diào)制方法，且如果使用調(diào)制方法確定碼元的值不能確定調(diào)制方法，導(dǎo)頻信號(hào)可以用于簡(jiǎn)單地確定調(diào)制方法。在這種情況下，可以改變調(diào)制方法確定單元430的配置。
此外，可以構(gòu)造調(diào)制方法確定單元430從而如上所述地使用調(diào)制方法確定碼元或者導(dǎo)頻信號(hào)確定該調(diào)制方法。在這種情況下，調(diào)制方法確定單元430可以包括導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500或者控制器510。
圖6是示出了均衡器中的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器的示例性實(shí)現(xiàn)的示意圖。導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)的方法可以使用圖2所示的導(dǎo)頻信號(hào)(a1，a2)之一，或者可以使用兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)(a1，a2)。不管使用上述兩個(gè)方法的任何一個(gè)，導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500以這種方式改變頻率，以使得首先檢測(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)頻率變?yōu)?Hz，且頻率變化的導(dǎo)頻信號(hào)被積分以提取直流分量。此外，獲得復(fù)數(shù)輸出的絕對(duì)值以測(cè)量功率，且比較該獲得的絕對(duì)值和預(yù)設(shè)參考值以檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)。
圖6是示出了用于檢測(cè)具有-fc的頻率的導(dǎo)頻信號(hào)(a1)的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500的示例性實(shí)現(xiàn)的示意圖。導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500包括乘法器600，積分器610，絕對(duì)值計(jì)算單元620和確定單元630。
乘法器600將輸入碼元u(n)乘以ej2πfct以允許具有頻率-fc的導(dǎo)頻信號(hào)被改變?yōu)?Hz。積分器610將乘法器600的輸出信號(hào)積分以提取DC分量，和將提取的DC分量輸入到絕對(duì)值計(jì)算單元620，由此計(jì)算絕對(duì)值。
將計(jì)算的絕對(duì)值輸入到確定單元630以與預(yù)設(shè)的參考值相比較。
作為比較的結(jié)果，如果從絕對(duì)值計(jì)算單元620輸出的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)參考值，確定單元630確定已經(jīng)檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)。換言之，確定單元630通過(guò)檢測(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)確定傳輸幀的調(diào)制方法是單載波調(diào)制方法。
盡管上述實(shí)現(xiàn)顯示其中檢測(cè)到具有頻率-fc的導(dǎo)頻信號(hào)(a1)的配置，也可以配置檢測(cè)具有頻率-fc的導(dǎo)頻信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500。在這種情況下，乘法器600將u(n)乘以e-j2πfct而不是ej2πfct就足夠了。
此外，如果通過(guò)使用具有+fc和-fc的兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)(a1，a2)確定調(diào)制方法，乘法器600將u(n)乘以ej2πfct+e-j2πfct/2而不是ej2πfct，即，輸入cos2πfct以乘以輸入碼元u(n)。
同時(shí)，可能有其中任何一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)減少和不能在多路徑信道干擾或者時(shí)間改變移動(dòng)信道中檢測(cè)到的情況，以使得使用兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)(a1，a2)使得能夠檢測(cè)更精確的調(diào)制方法檢測(cè)。
圖7是示出了均衡方法的示例性實(shí)現(xiàn)的工作的流程圖。
參考圖7，導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500首先執(zhí)行檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)的工作(S700)，并輸出產(chǎn)生的檢測(cè)的信號(hào)大盤(pán)控制器510?？刂破?10確定在預(yù)定第一參考周期期間是否已經(jīng)從導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器500輸入導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)通知檢測(cè)(S702)。
作為確定的結(jié)果，如果確定已經(jīng)檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)，控制器510確定傳輸幀的調(diào)制方法作為第一步驟(S704)。換言之，控制器510確定接收的傳輸幀是通過(guò)單載波調(diào)制方法調(diào)制的?？刂破?10響應(yīng)于確定結(jié)果控制多路復(fù)用器420以使得從IFFT單元410輸出的時(shí)域碼元x(n)被輸出到信道解碼器。
作為確定的結(jié)果，如果確定未檢測(cè)出導(dǎo)頻信號(hào)，控制器510提取碼元以從頻域碼元X(K)和時(shí)域碼元x(n)確定調(diào)制方法(S708)。換言之，控制器510提取碼元以確定其每一值是1111的調(diào)制方法，且還提取時(shí)域碼元x(n)以確定其每一值是0000的調(diào)制方法。
此外，控制器510確定是否經(jīng)過(guò)第二參考周期(S710)，且如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)第二參考周期，重復(fù)用于從頻域碼元X(K)和時(shí)域碼元x(n)提取用于確定調(diào)制方法的碼元的工作。
作為確定的結(jié)果，如果確定經(jīng)過(guò)第二參考周期，控制器510判明已經(jīng)提取用于確定調(diào)制方法的碼元多于預(yù)設(shè)參考時(shí)間(S712)，和使用該判明的用于確定調(diào)制方法的碼元確定傳輸幀的調(diào)制方法作為第二步驟(S714)。換言之，控制器510確定在第二參考周期期間其每一值是1111而且已經(jīng)檢測(cè)多于參考時(shí)間的模式確定碼元為多載波調(diào)制方法，和如果每一值是0000，控制器510確定為單載波調(diào)制方法。
控制器510響應(yīng)于確定結(jié)果控制多路復(fù)用器420，以輸出對(duì)應(yīng)于調(diào)制方法的碼元(S716)。換言之，如果該調(diào)制方法被確定為多載波調(diào)制方法，控制器510以如下方式控制多路復(fù)用器420輸出頻域碼元X(K)，且確定調(diào)制方法為單載波調(diào)制方法，控制器510以這種方式控制使得多路復(fù)用器420輸出時(shí)域碼元x(n)。
從上述明顯地看出，根據(jù)當(dāng)前總的發(fā)明概念的均衡器和均衡方法能夠均衡和輸出全部接收的傳輸幀，而不管由單載波調(diào)制方法或者多載波調(diào)制方法調(diào)制傳輸幀。此外，能夠?qū)τ谌款l域?qū)崿F(xiàn)均衡，而不管時(shí)域傳輸幀或者頻域傳輸幀，以由此使得能夠簡(jiǎn)單地形成硬件。
雖然參考其示例性實(shí)現(xiàn)具體地示出和描述本發(fā)明的方法，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解在不背離本發(fā)明的如以下權(quán)利要求定義的精神和保護(hù)范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出各種改變，修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種均衡器，包括頻域均衡單元，其均衡接收的傳輸幀的碼元u(n)并產(chǎn)生均衡的頻域碼元X(K)；快速傅里葉逆變換(IFFT)單元，其轉(zhuǎn)換由頻域均衡單元均衡的頻域碼元X(K)為時(shí)域碼元x(n)；多路復(fù)用器，其選擇頻域碼元X(K)和時(shí)域碼元x(n)的任何一個(gè)作為最終均衡結(jié)果碼元；和調(diào)制方法區(qū)分單元，其檢測(cè)包含在接收的碼元u(n)中的標(biāo)識(shí)符以確定調(diào)制方法，并響應(yīng)于該區(qū)分的調(diào)制方法控制該多路復(fù)用器。
2.如權(quán)利要求1的均衡器，其中，該傳輸幀的接收的碼元u(n)是地面數(shù)字廣播信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1的均衡器，其中，該頻域均衡單元在頻域中通過(guò)迫零(ZF)均衡器均衡接收的碼元u(n)。
4.如權(quán)利要求1的均衡器，其中，該頻域均衡單元包括第一FFT(快速傅里葉變換)單元，其在接收的碼元u(n)上進(jìn)行快速傅里葉變換；信道脈沖響應(yīng)估算器，其通過(guò)接收的碼元u(n)估算信道脈沖響應(yīng)；第二FFT單元，其快速傅里葉變換估算的信道脈沖響應(yīng)；因數(shù)計(jì)算單元，其獲得由第二FFT輸出的信道脈沖響應(yīng)的相反數(shù)和輸出該獲得的相反數(shù)作為用于均衡的因數(shù)；和乘法器，其將由第一FFT單元輸出的碼元乘以由因數(shù)計(jì)算單元輸出的因數(shù)以輸出通過(guò)頻域均衡的碼元X(K)。
5.如權(quán)利要求1的均衡器，其中，該調(diào)制方法確定單元包括導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器，其檢測(cè)插入到接收的碼元u(n)中的導(dǎo)頻信號(hào)作為標(biāo)識(shí)符，和通過(guò)檢測(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)的存在或者不存在確定調(diào)制方法。
6.如權(quán)利要求5的均衡器，其中，該導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器包括乘法器，其將接收的碼元u(n)乘以預(yù)設(shè)值以改變導(dǎo)頻信號(hào)的頻率；積分器，其對(duì)乘法器的輸出信號(hào)積分以提取直流分量；絕對(duì)值計(jì)算單元，其計(jì)算積分器的輸出信號(hào)的絕對(duì)值；和確定單元，其比較由絕對(duì)值計(jì)算單元計(jì)算的絕對(duì)值和預(yù)設(shè)參考值，并作為比較的結(jié)果確定是否檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6的均衡器，其中，該乘法器改變導(dǎo)頻信號(hào)的頻率為0Hz。
8.如權(quán)利要求5的均衡器，其中，該接收的碼元包括用于調(diào)制方法確定的碼元，該調(diào)制方法確定用于通過(guò)標(biāo)識(shí)符確定調(diào)制方法，且均衡器進(jìn)一步包括控制器，如果導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)器不能檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)，該控制器從頻域碼元X(K)和時(shí)域碼元x(n)提取用于確定調(diào)制方法的碼元，以由此確定調(diào)制方法，并響應(yīng)于確定的調(diào)制方法控制多路復(fù)用器。
9.如權(quán)利要求8的均衡器，其中，如果從頻域碼元X(K)提取用于確定調(diào)制方法的碼元，該控制器確定調(diào)制方法為多載波調(diào)制方法，且如果從時(shí)域碼元x(n)提取用于確定調(diào)制方法的碼元，確定調(diào)制方法為單載波調(diào)制方法。
10.如權(quán)利要求9的均衡器，其中，從頻域碼元X(K)提取的用于確定調(diào)制方法的每個(gè)碼元X(K)和從時(shí)域碼元x(n)提取的用于確定調(diào)制方法的每個(gè)碼元x(n)具有相對(duì)的值。
11.如權(quán)利要求1的均衡器，其中，該標(biāo)識(shí)符包括包含在接收的碼元x(n)中的用于確定調(diào)制方法的碼元，且其中，該用于確定調(diào)制方法的碼元被插入在單載波調(diào)制方法中的時(shí)域傳輸幀中，同時(shí)用于確定調(diào)制方法的碼元被插入在多載波調(diào)制方法中的頻域傳輸幀中。
12.如權(quán)利要求11的均衡器，其中，當(dāng)接收的碼元u(n)的數(shù)目是3780時(shí)，該用于確定調(diào)制方法的碼元包括3780個(gè)碼元中的4個(gè)碼元。
13.一種均衡方法包括均衡頻域中接收的碼元u(n)以輸出均衡的頻域碼元X(K)；轉(zhuǎn)換頻域碼元X(K)為時(shí)域碼元x(n)；從接收的碼元u(n)檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)，根據(jù)是否檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)確定調(diào)制方法，和輸出該碼元作為頻域碼元X(K)和時(shí)域碼元x(n)當(dāng)中的最后均衡碼元。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中，該在頻域中的均衡是在頻域中執(zhí)行迫零均衡。
15.如權(quán)利要求13的方法，其中，如果檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)，該最后均衡碼元的輸出是輸出時(shí)域碼元x(n)，確定調(diào)制方法為單載波調(diào)制方法。
16.如權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括如果沒(méi)有檢測(cè)到導(dǎo)頻信號(hào)，從頻域碼元X(K)和時(shí)域碼元x(n)提取用于確定調(diào)制方法的碼元，和通過(guò)提取的用于確定調(diào)制方法的碼元的值確定調(diào)制方法。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中，該從頻域碼元X(K)提取的用于確定調(diào)制方法的碼元的值和該從時(shí)域碼元x(n)提取的用于確定調(diào)制方法的碼元的值對(duì)于每個(gè)碼元是分別相對(duì)的。
18.如權(quán)利要求16的方法，其中，該調(diào)制方法的確定使得，如果從頻域碼元X(K)提取用于確定調(diào)制方法的碼元，該方法被確定為多載波調(diào)制方法，同時(shí)如果從時(shí)域碼元x(n)提取用于確定調(diào)制方法的碼元，該方法被確定為單載波調(diào)制方法。
19.如權(quán)利要求16的均衡器，其中，當(dāng)接收的碼元u(n)的數(shù)目是3780時(shí)，該用于確定調(diào)制方法的碼元包括3780個(gè)碼元中的4個(gè)碼元。
全文摘要
公開(kāi)了一種均衡器和均衡方法，其能夠均衡單載波調(diào)制方法和多載波調(diào)制方法兩者中的傳輸幀，其中，在發(fā)射機(jī)用于確定調(diào)制方法的標(biāo)識(shí)符被插入在傳輸幀中，接收機(jī)使用用于在頻域中均衡的ZF(迫零)均衡均衡該接收的傳輸幀，檢測(cè)該包括在接收的傳輸幀中的標(biāo)識(shí)符以確定調(diào)制方法，和響應(yīng)于確定的調(diào)制方法輸出ZF均衡的頻域傳輸幀作為最后均衡傳輸幀，或者將ZF均衡的頻域傳輸幀轉(zhuǎn)換為時(shí)域傳輸幀以作為最后均衡傳輸幀輸出。
文檔編號(hào)H04L27/01GK101090383SQ200710110320
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
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