專利名稱：估計(jì)頻率漂移的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及無線通信。
背景技術(shù)：
當(dāng)在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行頻率的調(diào)制和/或解調(diào)時(shí)，發(fā)生頻率漂移。為了 去除頻率漂移，將頻率漂移劃分為分?jǐn)?shù)部分和整數(shù)部分，以估計(jì)分?jǐn)?shù)和整數(shù)
部分的頻率偏移。 一般來說，將分?jǐn)?shù)部分估計(jì)為執(zhí)行快速傅立葉變換(FFT) 之前或之后的樣本，而將整數(shù)部分估計(jì)為執(zhí)行FFT之后的樣本。

發(fā)明內(nèi)容
描述用于在無線通信中估計(jì)頻率漂移的技術(shù)、系統(tǒng)和設(shè)備。例如，可檢
測(cè)和去除在無線通信系統(tǒng)中的頻率調(diào)制和/或解調(diào)期間發(fā)生的頻率漂移。即使 在其中頻率漂移嚴(yán)重、搜索時(shí)間段長(zhǎng)、碼元估計(jì)時(shí)間短的具有高多普勒頻率
的信道或陰影區(qū)中，也能精確估計(jì)頻率漂移，并且解決了區(qū)域增加問題。
在一個(gè)方面，用于估計(jì)頻率漂移的i殳備包括快速傅立葉變換單元，用于 將時(shí)域的信號(hào)變換為頻域，并輸出快速傅立葉變換碼元。復(fù)共軛乘法器與快 速傅立葉變換單元通信，以輸出從該快速傅立葉變換單元輸出的每組兩個(gè)快 速傅立葉變換碼元之間的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性。相關(guān)性存儲(chǔ)單元與復(fù)共軛乘法器 通信，以存儲(chǔ)連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性。加法器與相關(guān)性存儲(chǔ)單元通信，以將該相關(guān) 性存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性相加，從而生成包括頻率漂移的估計(jì)值 的輸出信號(hào)。
實(shí)現(xiàn)可以可選地包括以下特征中的一個(gè)或更多。相關(guān)性存儲(chǔ)單元可包括 用于在信號(hào)處理期間估計(jì)信道的信道估計(jì)設(shè)備的快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元。相關(guān)性存儲(chǔ)單元可被劃分為子存儲(chǔ)單元，所述子存儲(chǔ)單元使用連續(xù)導(dǎo)頻 之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，并彼此串聯(lián)連接。將連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性分別存儲(chǔ)在 子存儲(chǔ)單元中。該設(shè)備可包括估計(jì)值平均單元，用于求隨著時(shí)間的頻率漂移 的估計(jì)值的平均值。估計(jì)值平均單元在用于在信號(hào)處理期間估計(jì)信道的信道 估計(jì)設(shè)備的快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)估計(jì)值，以獲得頻率漂移的 平均估計(jì)值。信道估計(jì)設(shè)備可使用三個(gè)或更多快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元， 來估計(jì)信道。可使用所述三個(gè)或更多快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元中的第一 快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元，來將這兩個(gè)快速傅立葉變換碼元與復(fù)共軛相 乘。可使用第二快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元，來存儲(chǔ)連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性，并 可由估計(jì)值平均單元使用第三快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元。估計(jì)值平均單 元可基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)來求估計(jì)值的平均值。輸出信號(hào)可包括 信號(hào)的整數(shù)部分的頻率漂移的估計(jì)值。輸出信號(hào)可包括信號(hào)的分?jǐn)?shù)部分的頻
率漂移的估計(jì)值。整數(shù)部分的頻率漂移的估計(jì)時(shí)間段可以是從-FFT/2到 +FFT/2的載波(carrier)時(shí)間段。
在另一方面，信號(hào)處理設(shè)備可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),用于將接收的 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。頻率漂移估計(jì)設(shè)備與模數(shù)變換器通信，以檢測(cè)數(shù) 字信號(hào)的頻率漂移。頻率漂移估計(jì)設(shè)備包括快速傅立葉變換單元，用于將數(shù) 字信號(hào)從時(shí)域變換到頻域，并輸出快速傅立葉變換碼元。復(fù)共軛乘法器與快 速傅立葉變換單元通信，以輸出用于每組兩個(gè)快速傅立葉變換碼元的連續(xù)導(dǎo) 頻相關(guān)性。相關(guān)性存儲(chǔ)單元與復(fù)共軛乘法器通信，以存儲(chǔ)連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性。 加法器與相關(guān)性存儲(chǔ)單元通信，以將該相關(guān)性存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的連續(xù)導(dǎo)頻相 關(guān)性相加，并生成包括數(shù)字信號(hào)的頻率漂移的估計(jì)值的輸出信號(hào)。頻率偏移 補(bǔ)償器與頻率漂移估計(jì)設(shè)備通信，以使用頻率漂移的估計(jì)值中的至少一個(gè)來 補(bǔ)償所估計(jì)的數(shù)字信號(hào)的頻率漂移。信道估計(jì)設(shè)備與頻率漂移估計(jì)設(shè)備通信， 以使用至少三個(gè)快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元來估計(jì)用于經(jīng)過頻率漂移補(bǔ)償 后的數(shù)字信號(hào)的信道。
實(shí)現(xiàn)可以可選地包括以下特征中的一個(gè)或更多。頻率漂移估計(jì)設(shè)備可估 計(jì)整數(shù)部分的頻率漂移。信號(hào)處理設(shè)備還可包括分?jǐn)?shù)部分頻率漂移估計(jì)設(shè)備， 用于使用在快速傅立葉變換單元執(zhí)行快速傅立葉變換之前或之后獲得的樣 本，來估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移。在頻率漂移估計(jì)設(shè)備估計(jì)了整數(shù)部分的頻 率漂移之后，頻率漂移估計(jì)設(shè)備可估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移。相關(guān)性存儲(chǔ)單
6元可被劃分為子存儲(chǔ)單元，所述子存儲(chǔ)單元使用連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性之間的距離 作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，并彼此串聯(lián)連接。連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性可分別存儲(chǔ)在子存儲(chǔ)單元 中。相關(guān)性存儲(chǔ)單元可包括三個(gè)或更多快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元之一。 頻率漂移估計(jì)設(shè)備可包括估計(jì)值平均單元，用于求隨著時(shí)間的頻率漂移的估 計(jì)值的平均值。
在另一方面， 一種估計(jì)頻率漂移的方法包括執(zhí)行快速傅立葉變換，以
將時(shí)域的接收信號(hào)變換為頻域，并輸出快速傅立葉變換碼元。每組兩個(gè)快速
傅立葉變換碼元與復(fù)共軛相乘，以生成每組兩個(gè)FFT碼元之間的連續(xù)導(dǎo)頻相
將相關(guān)性存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性相加。參考從加法器輸出的值， 而獲得頻率漂移的估計(jì)值。
實(shí)現(xiàn)可以可選地包括以下特征中的一個(gè)或更多。相關(guān)性存儲(chǔ)單元可被劃 分為子存儲(chǔ)單元，所述子存儲(chǔ)單元使用CP之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，并彼 此串聯(lián)連接。連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性可分別存儲(chǔ)在子存儲(chǔ)單元中。相關(guān)性存儲(chǔ)單元 可包括用于在信號(hào)處理期間估計(jì)信道的信道估計(jì)設(shè)備的快速傅立葉變換碼元 存儲(chǔ)單元。該方法可包括獲得隨著時(shí)間的頻率漂移的估計(jì)值的平均值。該方 法可使用信道估計(jì)設(shè)備的存儲(chǔ)單元，來估計(jì)整數(shù)部分的頻率漂移。從-FFT/2 到+FFT/2的載波時(shí)間段可被確定為搜索時(shí)間段，用于估計(jì)頻率漂移。
本說明書中描述的主題可潛在地提供以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或更多。因?yàn)轭l
以不需要附加存儲(chǔ)單元。由此，本說明書中描述的設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)不經(jīng)受 由使用附加存儲(chǔ)單元引起的區(qū)域的浪費(fèi)。例如，在所描述的技術(shù)、系統(tǒng)和設(shè) 備中，不需要寄存器和匹配濾波器。而且，即使在具有多普勒頻率的陰影區(qū) 或信道區(qū)中，也可估計(jì)精確的頻率漂移。


圖l是用于估計(jì)頻率漂移的設(shè)備的示意框圖2圖示了圖1的設(shè)備使用的信道估計(jì)設(shè)備的快速傅立葉變換(FFT)碼 元存儲(chǔ)單元；
圖3A和3B是包括圖1的設(shè)備的信號(hào)處理設(shè)備的框圖； 圖4是用于估計(jì)頻率漂移的方法的流程圖；和
7圖5A和5B是用于估計(jì)頻率漂移的設(shè)備的示意框圖。
具體實(shí)施例方式
在手持地面數(shù)字視頻廣播(DVB-TH)的情況下，使用和副載波一起傳 送的連續(xù)導(dǎo)頻(CP)，來估計(jì)整數(shù)部分的頻率漂移。使用CP的整數(shù)部分頻率 漂移估計(jì)設(shè)備收集包括CP的副載波的樣本，以使用將CP的索引表達(dá)為"1" 的匹配濾波器來估計(jì)2個(gè)碼元范圍之內(nèi)的整數(shù)部分的頻率漂移。然而，因?yàn)?整數(shù)部分頻率漂移估計(jì)設(shè)備附加使用匹配濾波器，所以整數(shù)部分頻率漂移估 計(jì)設(shè)備在區(qū)域方面無效。
因此，可降低頻率漂移估計(jì)設(shè)備的區(qū)域，而不是增加頻率漂移估計(jì)時(shí)間。 另外，可收集CP的符號(hào)比特，來估計(jì)頻率漂移。然而，不能使用這些方法 來精確檢測(cè)具有高多普勒頻率的信道或陰影區(qū)中的整數(shù)部分頻率漂移估計(jì) 值。
作為選擇，可收集CP,每一CP具有碼元內(nèi)的IOO或更多副載波的間隔， 而不是使用匹配濾波器來搜索整數(shù)部分的頻率漂移。在包括45個(gè)CP的FFT 2K載波模式的情況下，該方法僅使用12個(gè)CP，并將搜索范圍限制為+/-50 的副載波索引時(shí)間段。而且，在該方法中，CP的間隔應(yīng)增加到IOO或更多副 載波，以增加搜索時(shí)間段。在該情況下，碼元內(nèi)使用的CP的數(shù)目進(jìn)一步減 少。結(jié)果，需要增加估計(jì)碼元時(shí)間，以便增加檢測(cè)速率。而且，該方法〗吏用 寄存器，以便收集和增加CP。由此，由于寄存器的容量，而發(fā)生區(qū)域增加問 題。
描述這樣的技術(shù)、系統(tǒng)和設(shè)備，用于即使在其中頻率漂移嚴(yán)重、搜索時(shí) 間段長(zhǎng)、并且碼元估計(jì)時(shí)間短的具有高多普勒頻率的信道或陰影區(qū)中，也能 精確估計(jì)頻率漂移。例如，不需要具有大存儲(chǔ)容量的寄存器和匹配濾波器，
并由此，可顯著降低存儲(chǔ)區(qū)域。
圖1是頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000的示意框圖。參考圖1，該頻率漂移估計(jì) 設(shè)備1000包括例如快速傅立葉變換(FFT)單元100的信號(hào)變換器、例如復(fù) 共軛乘法單元200的信號(hào)乘法單元、加法器單元300、和估計(jì)值平均單元400。
復(fù)共軛乘法單元200包括乘法器240,并使用存儲(chǔ)單元510。加法器單元 300包括加法器320并使用相關(guān)性存儲(chǔ)單元500。估計(jì)值平均單元400包括加 法器430,用于將估計(jì)值相加，并使用存儲(chǔ)單元520，用于求平均值。FFT單元IOO將時(shí)域的接收信號(hào)變換為頻域，并將FFT碼元依次輸出到 復(fù)共軛乘法單元200。復(fù)共軛乘法單元200使用乘法器240將兩個(gè)依次輸出
關(guān)性。這里，"A"表示通過將FFT碼元與復(fù)共軛相乘所獲得的FFT碼元中的 CP相關(guān)性。
FFT單元100向乘法單元200輸出兩個(gè)復(fù)信號(hào)，即I信號(hào)和Q信號(hào)，而 復(fù)共軛乘法單元200輸出用于I和Q信號(hào)中的每一個(gè)的CP相關(guān)性。除了 CP 相關(guān)性之外，可輸出通用數(shù)據(jù)的相關(guān)性。通用數(shù)據(jù)的相關(guān)性操作為CP相關(guān) 性的噪聲，以便具有相對(duì)低的幅度。由此，可在通用數(shù)據(jù)的相關(guān)性上容易地 檢測(cè)到突出(prominent) CP相關(guān)性。
為了生成CP相關(guān)性，將從FFT單元IOO依次輸出的這兩個(gè)FFT碼元與 復(fù)共軛相乘。第一FFT碼元被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元510中，將被延遲1碼元時(shí)間， 而第二 FFT碼元由乘法器240變換為復(fù)共輒FFT碼元。
用于延遲第一 FFT碼元的存儲(chǔ)單元510可以是任意類型存儲(chǔ)單元，例如 通用寄存器等。然而，在本實(shí)施例中，在DVB-TH的信道估計(jì)設(shè)備中使用的 FFT碼元存儲(chǔ)單元可用作存儲(chǔ)單元510。信道估計(jì)設(shè)備包括在信號(hào)同步期間 最終執(zhí)行的估計(jì)信道的設(shè)備，并一般使用三個(gè)或更多FFT碼元存儲(chǔ)單元，特 別是，四個(gè)FFT碼元存儲(chǔ)單元。因?yàn)樾诺拦烙?jì)設(shè)備需要三個(gè)或更多碼元來估 計(jì)信道，用于執(zhí)行碼元恢復(fù)，所以信道估計(jì)設(shè)備需要三個(gè)或更多FFT存儲(chǔ)單 元，來延遲所述至少三個(gè)碼元。
然而，在信道估計(jì)設(shè)備估計(jì)信道之前，這三個(gè)或更多FFT碼元存儲(chǔ)單元 在無效狀態(tài)下待令。因?yàn)轭l率漂移估計(jì)設(shè)備1000的復(fù)共軛乘法單元200使用 無效狀態(tài)下的FFT碼元存儲(chǔ)單元，所以可降低由使用附加存儲(chǔ)單元引起的區(qū) 域的浪贄。
相關(guān)性存儲(chǔ)單元500使用連續(xù)導(dǎo)頻(CP)之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，來 存儲(chǔ)CP相關(guān)性。相關(guān)性存儲(chǔ)單元500僅不選擇預(yù)定副載波時(shí)間段中的特定 CP,以使用所述預(yù)定副載波時(shí)間段作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。描述的技術(shù)與傳統(tǒng)頻率漂 移估計(jì)方法不同，在傳統(tǒng)頻率漂移估計(jì)方法中，在每一預(yù)定副載波時(shí)間段處， 在存儲(chǔ)CP相關(guān)性的只讀存儲(chǔ)器(ROM)中存儲(chǔ)不規(guī)則CP的索引信息。本 說明書中描述的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)不需要在ROM中存儲(chǔ)CP的索引信息。由 此，可從設(shè)備中去除ROM。相關(guān)性存儲(chǔ)單元500被劃分為使用CP之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的分?jǐn)?shù)部分或子存儲(chǔ)單元(即，彼此串聯(lián)連接的子存儲(chǔ)單元)，
來存儲(chǔ)CP相關(guān)性。結(jié)果，在相關(guān)性存儲(chǔ)單元500的子存儲(chǔ)單元中分別存儲(chǔ) CP相關(guān)性。
而且，信道估計(jì)設(shè)備的另一 FFT碼元存儲(chǔ)單元可用作相關(guān)性存儲(chǔ)單元 500。這樣的FFT碼元存儲(chǔ)單元不包括具有大存儲(chǔ)容量的寄存器。由此，與 使用寄存器或匹配濾波器的傳統(tǒng)方法相比，可顯著降低信號(hào)處理設(shè)備的存儲(chǔ) 區(qū)域。
加法器單元300使用加法器320將相關(guān)性存儲(chǔ)單元500中存儲(chǔ)的CP相關(guān) 性相加。通過使用加法器320的CP相關(guān)性的總和，而獲得其每一個(gè)具有突 出部分的最終輸出信號(hào)。突出部分包括與最終輸出信號(hào)的最大值部分的副載 波索引對(duì)應(yīng)的值。最終輸出信號(hào)的突出部分被確定為頻率漂移或偏移的估計(jì) 值。如果頻率漂移的估計(jì)值等于預(yù)定參考副載波索引，則確定還沒有發(fā)生頻 率漂移。如果頻率漂移的估計(jì)值與預(yù)定參考副載波索引不同，則頻率漂移補(bǔ) 償器補(bǔ)償該差別。
因?yàn)樵诰哂懈叨嗥绽疹l率的陰影區(qū)或信道區(qū)中信號(hào)發(fā)生大失真，所以頻 率漂移估計(jì)設(shè)備1000可能即使單獨(dú)通過上述處理，也不能精確估計(jì)具有高多 普勒頻率的陰影區(qū)或信道區(qū)中的頻率漂移。所以，為了增加頻率漂移的檢測(cè) 速率，本實(shí)施例的頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000附加包括估計(jì)值平均單元400，其 選擇幾個(gè)估計(jì)值，以獲得選擇的估計(jì)值的平均值，從而更精確地估計(jì)頻率漂 移。
估計(jì)值平均單元400執(zhí)行的平均操作的次數(shù)可根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度指示 (RSSI)來控制。換言之，平均操作的次數(shù)可根據(jù)接收信號(hào)的強(qiáng)度來適當(dāng)?shù)?確定。如圖1中所示，平均控制器440可從RSSI測(cè)量器420接收RSSI，以 控制估計(jì)值平均單元400，從而獲得估計(jì)值的平均值。
存儲(chǔ)單元520用于存儲(chǔ)估計(jì)值，以求估計(jì)值的平均值。信道估計(jì)設(shè)備的 另一 FFT碼元存儲(chǔ)單元可用作例如存儲(chǔ)單元520。
因此，頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000可使用三個(gè)FFT碼元存儲(chǔ)單元作為存儲(chǔ)與 復(fù)共輒相乘的FFT碼元的存儲(chǔ)單元510、存儲(chǔ)CP相關(guān)性的存儲(chǔ)單元500、和 存儲(chǔ)估計(jì)值的存儲(chǔ)單元520。頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000不需要附加存儲(chǔ)單元。 來估計(jì)整數(shù)部分的頻率漂移。結(jié)果，頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000可顯著降低存儲(chǔ) 區(qū)域。
10在通過估計(jì)值平均單元400的處理之后，得到的I和Q信號(hào)利用絕對(duì)值 計(jì)算器"D，，和加法器"B"而被求和。而且，基于檢測(cè)的副載波索引來補(bǔ)償 求和的信號(hào)的相位。最大值索引檢測(cè)器"C"確定最終頻率漂移。最終頻率漂 移的估計(jì)值指的是整數(shù)部分的頻率漂移的估計(jì)值。頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000可 如稍后參考圖6描述的那樣估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移。
圖2圖示了圖1的頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000可使用的信道估計(jì)設(shè)備的FFT 碼元存儲(chǔ)單元。參考圖2，信道估計(jì)設(shè)備的FFT碼元存儲(chǔ)單元被用作圖1的 頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000的存儲(chǔ)單元?？墒褂弥辽偃齻€(gè)FFT碼元存儲(chǔ)單元。 圖2在上部示出了用于估計(jì)已對(duì)其執(zhí)行了 FFT的I和Q信號(hào)的每一信道的四 個(gè)FFT碼元存儲(chǔ)單元。為了圖示的目的，在圖2的下部示出了三個(gè)FFT碼元 存儲(chǔ)單元。這三個(gè)FFT碼元存儲(chǔ)單元可用作頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000的存儲(chǔ) 單元。
例如，信道估計(jì)設(shè)備的第一和第三FFT碼元存儲(chǔ)單元可用作用于存儲(chǔ)整 個(gè)碼元的存儲(chǔ)單元510和520。第二 FFT碼元存儲(chǔ)單元可用作相關(guān)性存儲(chǔ)單 元500。與第一和第三FFT碼元存儲(chǔ)單元不同，將第二FFT碼元存儲(chǔ)單元示 出為被劃分為具有CP之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的子存儲(chǔ)單元，以在相應(yīng)子 存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)CP相關(guān)性。也在子存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)相關(guān)性，并且如上 所述由加法器來對(duì)CP相關(guān)性求和。
盡管示出了按照規(guī)則依次順序使用FFT碼元存儲(chǔ)單元，但是實(shí)際上，無 效狀態(tài)下的任何FFT碼元存儲(chǔ)單元可用作頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000的存儲(chǔ)單 元。例如，如果信道估計(jì)設(shè)備還包括第四和第五FFT碼元存儲(chǔ)單元，則可在 頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000中使用第四和第五FFT碼元存儲(chǔ)單元。
圖3A和3B是示出了包括圖1的頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000的信號(hào)處理設(shè) 備的示例的框圖。
參考圖3A，信號(hào)處理設(shè)備包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 2000、圖1的頻率漂 移估計(jì)設(shè)備1000、頻率偏移補(bǔ)償器3000、和信道估計(jì)設(shè)備4000。 ADC 2000 將接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，而頻率漂移估計(jì)設(shè)備IOOO估計(jì)整數(shù)部分 的頻率漂移。頻率偏移補(bǔ)償器3000基于頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000估計(jì)的估計(jì) 值來補(bǔ)償信號(hào)的頻率偏移。使用乘法器3200將頻率偏移補(bǔ)償器3000的輸出 信號(hào)和ADC2000的輸出信號(hào)與復(fù)共軛相乘。乘法器3200向頻率漂移估計(jì)設(shè) 備1000發(fā)送輸出，以在需要時(shí)反復(fù)估計(jì)頻率漂移。信道估計(jì)設(shè)備4000估計(jì)用于頻率偏移補(bǔ)償后的信號(hào)的信道。
如上所述，信道估計(jì)設(shè)備4000包括至少三個(gè)FFT碼元存儲(chǔ)單元，在信道 估計(jì)設(shè)備4000估計(jì)信道之前，所述至少三個(gè)FFT碼元存儲(chǔ)單元仍然處于無 效狀態(tài)?？稍陬l率漂移估計(jì)設(shè)備1000中使用仍然處于無效狀態(tài)的這些FFT 碼元存儲(chǔ)單元。與使用匹配濾波器或寄存器的傳統(tǒng)裝置相比，這允許本說明 書中描述的信號(hào)處理設(shè)備有效使用存儲(chǔ)區(qū)域或空間。
圖3B示出了估計(jì)并補(bǔ)償信號(hào)中的整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移的信號(hào)處 理設(shè)備。圖3B中的信號(hào)處理設(shè)備包括圖3A中描述的組件和分?jǐn)?shù)部分頻率漂 移估計(jì)設(shè)備5000。乘法器3200與分?jǐn)?shù)部分頻率漂移估計(jì)設(shè)備5000相連。而 且，頻率偏移補(bǔ)償器3000與分?jǐn)?shù)部分頻率漂移估計(jì)設(shè)備5000相連。這允許 乘法器3200將其輸出發(fā)送到頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000和分?jǐn)?shù)部分頻率漂移估 計(jì)設(shè)備5000。分?jǐn)?shù)部分頻率漂移估計(jì)設(shè)備5000將其輸出發(fā)送到頻率偏移補(bǔ) 償器3000。
可在FFT單元(例如，F(xiàn)FT單元100 )執(zhí)行FFT之前或之后，執(zhí)行分?jǐn)?shù) 部分的頻率漂移的估計(jì)。僅為了圖示的目的，描述以下，用于在執(zhí)行FFT之 前執(zhí)行的分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移的估計(jì)。
分?jǐn)?shù)部分頻率漂移估計(jì)設(shè)備5000估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移的估計(jì)值。將 分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移的估計(jì)值輸入到頻率偏移補(bǔ)償器3000，以補(bǔ)償信號(hào)的分 數(shù)部分的頻率偏移。這與輸入整數(shù)部分的頻率漂移的估計(jì)值類似。
圖3A和3B的信號(hào)處理設(shè)備中的每一個(gè)包括基于圖1的頻率漂移估計(jì)設(shè) 備1000的幾個(gè)元件。然而，信號(hào)處理設(shè)備的每一個(gè)還可包括在信道估計(jì)設(shè)備 4000之后安裝的例如定時(shí)估計(jì)器、窗口調(diào)節(jié)器、誤差信號(hào)去除器等的各種元 件。
圖4是估計(jì)頻率漂移的示例方法的流程圖。執(zhí)行FFT，以便將時(shí)域的接 收信號(hào)變換為頻域(SIOO)。該變換生成FFT碼元。將兩個(gè)連續(xù)FFT碼元與 復(fù)共輒相乘，以生成這兩個(gè)連續(xù)FFT碼元之間的CP相關(guān)性(S200)?？墒褂?信道估計(jì)設(shè)備的FFT存儲(chǔ)單元，來將兩個(gè)連續(xù)FFT碼元與復(fù)共軛相乘。
使用CP之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，而將CP相關(guān)性存儲(chǔ)在相關(guān)性存儲(chǔ)單 元中(S300)。相關(guān)性存儲(chǔ)單元可以是信道估計(jì)設(shè)備的FFT碼元存儲(chǔ)單元。 而且，相關(guān)性存儲(chǔ)單元可被劃分為子存儲(chǔ)單元，并使用CP之間的距離作為 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,以在相應(yīng)子存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)CP相關(guān)性。加法器對(duì)相關(guān)性存儲(chǔ)單
12元的子存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的CP相關(guān)性進(jìn)行相加(S400 )。
檢測(cè)與從加法器輸出的值中的最大值對(duì)應(yīng)的副載波索引，以獲得頻率漂
移的估計(jì)值(S500 )。如先前所述，頻率漂移的估計(jì)值是信號(hào)的整數(shù)部分的頻 率漂移的估計(jì)值。
另外，可獲得估計(jì)值的平均值，來估計(jì)甚至頻率漂移大的具有多普勒頻 率的陰影區(qū)或信道區(qū)中的精確頻率漂移。需要存儲(chǔ)單元來存儲(chǔ)估計(jì)值。存儲(chǔ) 單元可包括信道估計(jì)設(shè)備的無效FFT碼元存儲(chǔ)單元。如先前描迷的，可基于 RSSI控制執(zhí)行的平均操作的次數(shù)。
圖5A和5B是示出了用于估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移的頻率漂移估計(jì)設(shè)備 1000的另一示例的框圖。圖5A和5B中的頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000包括與圖 1的頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000類似的組件。另外，包括用于估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻 率漂移的組件。這些附加組件包括滑動(dòng)平均單元、ARCTAN單元、和環(huán)路濾 波器，用于估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移。第一和第二數(shù)字下變頻器600和700 被包括在頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000之前，用于分別補(bǔ)償通過整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分的 頻率漂移的估計(jì)所測(cè)量的頻率漂移。
數(shù)字下變頻器600包括數(shù)值控制振蕩器(NCO) 620、 NCO輸入地址計(jì) 算器610、復(fù)共軛乘法器630和相鄰干擾去除濾波器640。 NCO 6M輸出信號(hào)， 以使用整數(shù)或分?jǐn)?shù)部分的估計(jì)值來補(bǔ)償頻率漂移。NCO 620可包括存儲(chǔ)余弦 和正弦波的ROM。 NCO輸入地址計(jì)算器610輸出從0到2兀的值，用于計(jì)算 存儲(chǔ)的余弦和正弦波的地址。NCO 620輸出與乂人NCO輸入地址計(jì)算器610 輸入的從0到2兀的值對(duì)應(yīng)的所存儲(chǔ)的余弦和正弦復(fù)波。從NCO 620輸出的 余弦和正弦復(fù)波的信號(hào)被輸入到復(fù)共軛乘法器630，以便恢復(fù)為原始信號(hào)。 頻率漂移估計(jì)設(shè)備1000使用該原始信號(hào)，以重復(fù)估計(jì)頻率漂移的處理。第一 數(shù)字下變頻器600的相鄰信道干擾去除濾波器640去除相鄰信道之間的干擾。 在獲得整數(shù)部分的頻率漂移的估計(jì)值之后，執(zhí)行分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移的估計(jì)。 使用與整數(shù)部分的頻率漂移的估計(jì)類似的技術(shù)來獲得分?jǐn)?shù)部分的估計(jì)值。
圖5B示出了用于估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移的第二數(shù)字下變頻器700。第 二數(shù)字下變頻器700與第一數(shù)字下變頻器600相連，并包括NCO輸入地址計(jì) 算器710、 NCO720、和復(fù)共軛乘法器730。
一般地，可在2個(gè)碼元到IO個(gè)碼元的范圍內(nèi)估計(jì)整數(shù)部分的頻率漂移， 而可在大約30個(gè)碼元的范圍內(nèi)估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移。如上所述，即使在具有高多普勒頻率的陰影區(qū)或信道區(qū)中，也可估計(jì)精
確的頻率漂移。而且，搜索時(shí)間段可被確定為從-FFT/2到+FFT/2的載波時(shí)間 段，而不是限于類似+A50的傳統(tǒng)副載波索引時(shí)間段的預(yù)定范圍，來估計(jì)頻率 漂移。另外，因?yàn)椴皇褂闷ヅ錇V波器、寄存器等，所以本說明書中描述的設(shè) 備不經(jīng)受與增加的存儲(chǔ)區(qū)域關(guān)聯(lián)的問題。而且，該設(shè)備可在估計(jì)整數(shù)部分的 頻率漂移之后估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移。換言之，該設(shè)備可估計(jì)整數(shù)和分?jǐn)?shù)
部分的頻率漂移。
盡管本說明書包括許多細(xì)節(jié)，但是這些不應(yīng)被解釋為對(duì)任何發(fā)明或可要 求保護(hù)的發(fā)明的范圍的限制，而應(yīng)解釋為可專用于特定發(fā)明的特定實(shí)施例的 特征的描述。在單獨(dú)實(shí)施例的上下文中的本說明書中描述的某些特征也可在 單一實(shí)施例中組合實(shí)現(xiàn)。相反，在單一實(shí)施例的上下文中描述的各種特征也 可單獨(dú)在多個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)或在任何合適的子組合中實(shí)現(xiàn)。而且，盡管特征 可被如上描述為在某些組合中起作用并甚至最初照這樣來要求保護(hù)，但是來 自要求保護(hù)的組合的一個(gè)或更多特征可在一些情況下從組合中切除，并且要 求保護(hù)的組合可針對(duì)子組合或子組合的變型。
類似地，盡管按照特定順序在圖中描繪了操作，但是這不應(yīng)被理解為要
的操作，以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在某些情況下，多任務(wù)和并行處理可以是有利 的。此外，上述實(shí)施例中的各種系統(tǒng)組件的分離不應(yīng)被理解為要求所有實(shí)施 例中的這樣的分離，并且應(yīng)理解所描述的程序組件和系統(tǒng)可一般一起集成在 單一軟件產(chǎn)品中或封裝在多個(gè)軟件產(chǎn)品中。僅描述了一些實(shí)現(xiàn)和示例，并且 可基于本申請(qǐng)中描述和圖示的內(nèi)容，來進(jìn)行其它實(shí)現(xiàn)、增強(qiáng)和變型。
1權(quán)利要求
1. 一種用于估計(jì)頻率漂移的設(shè)備，包括快速傅立葉變換單元，用于將時(shí)域的信號(hào)變換為頻域，并輸出快速傅立葉變換碼元；復(fù)共軛乘法器，與該快速傅立葉變換單元通信，用于輸出從該快速傅立葉變換單元輸出的兩個(gè)快速傅立葉變換碼元之間的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性；相關(guān)性存儲(chǔ)單元，與該復(fù)共軛乘法器通信，用于存儲(chǔ)從該復(fù)共軛乘法器輸出的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性；和加法器，與該相關(guān)性存儲(chǔ)單元通信，用于將該相關(guān)性存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性相加，并生成包括頻率漂移的估計(jì)值的輸出信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的設(shè)備，其中該相關(guān)性存儲(chǔ)單元包括用于在信號(hào)處理 期間估計(jì)信道的信道估計(jì)設(shè)備的快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該相關(guān)性存儲(chǔ)單元被劃分為子存儲(chǔ)單元， 所述子存儲(chǔ)單元使用連續(xù)導(dǎo)頻(CP)之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度并彼此串聯(lián)連 接，其中在子存儲(chǔ)單元中分別存儲(chǔ)所述連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的設(shè)備，還包括估計(jì)值平均單元，用于求隨著時(shí)間的 頻率漂移的估計(jì)值的平均值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的設(shè)備，其中該估計(jì)值平均單元在用于在信號(hào)處理期 間估計(jì)信道的信道估計(jì)設(shè)備的快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)估計(jì)值， 以獲得頻率漂移的平均估計(jì)值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中該信道估計(jì)設(shè)備使用三個(gè)或更多快速傅 立葉變換碼元存儲(chǔ)單元來估計(jì)信道，其中使用所述三個(gè)或更多快速傅立葉變 換碼元存儲(chǔ)單元中的第 一快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元來將所述兩個(gè)快速傅 立葉變換碼元與復(fù)共軛相乘，使用第二快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元來存儲(chǔ) 連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性，并由估計(jì)值平均單元來使用第三快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ) 單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中該估計(jì)值平均單元基于接收信號(hào)強(qiáng)度指 示(RSSI)來求所述估計(jì)值的平均值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該輸出信號(hào)包括信號(hào)的整數(shù)部分的頻率 漂移的估計(jì)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該輸出信號(hào)包括信號(hào)的分?jǐn)?shù)部分的頻率 漂移的估計(jì)值。
10. —種信號(hào)處理設(shè)備，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將接收模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；頻率漂移估計(jì)設(shè)備，與該模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信，用于檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的頻率漂 移，該頻率漂移估計(jì)設(shè)備包括快速傅立葉變換單元，用于將時(shí)域的信號(hào)變換為頻域，并輸出快速 傅立葉變換碼元；復(fù)共軛乘法器，與該快速傅立葉變換單元通信，用于輸出用于兩個(gè) 快速傅立葉變換碼元的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性；相關(guān)性存儲(chǔ)單元，與該復(fù)共軛乘法器通信，用于存儲(chǔ)所述連續(xù)導(dǎo)頻 相關(guān)性；和加法器，與該相關(guān)性存儲(chǔ)單元通信，用于將該相關(guān)性存儲(chǔ)單元中存 儲(chǔ)的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性相加，并生成包括該數(shù)字信號(hào)的頻率漂移的估計(jì)值的輸 出信號(hào)；頻率偏移補(bǔ)償器，與該頻率漂移估計(jì)設(shè)備通信，用于使用頻率漂移的估 計(jì)值中的至少一個(gè)，來補(bǔ)償該數(shù)字信號(hào)的估計(jì)頻率漂移；和信道估計(jì)設(shè)備，與該頻率漂移估計(jì)設(shè)備通信，用于估計(jì)用于該頻率漂移 補(bǔ)償后的數(shù)字信號(hào)的信道，其中該信道估計(jì)設(shè)備包括至少三個(gè)快速傅立葉變 換碼元存儲(chǔ)單元。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)處理設(shè)備，其中該頻率漂移估計(jì)設(shè)備估計(jì)該接收信號(hào)的整數(shù)部分的頻率漂移；和 該信號(hào)處理設(shè)備還包括分?jǐn)?shù)部分頻率漂移估計(jì)設(shè)備，用于使用在該快速傅立葉變換單元執(zhí)行快速傅立葉變換之前或之后獲得的樣本，來估計(jì)該接收信號(hào)的分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)處理設(shè)備，其中在該頻率漂移估計(jì)設(shè)備估計(jì) 整數(shù)部分的頻率漂移之后，該頻率漂移估計(jì)設(shè)備估計(jì)分?jǐn)?shù)部分的頻率漂移。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)處理設(shè)備，其中該相關(guān)性存儲(chǔ)單元被劃分為 子存儲(chǔ)單元，所述子存儲(chǔ)單元使用連續(xù)導(dǎo)頻之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度并彼此 串聯(lián)連接，其中在子存儲(chǔ)單元中分別存儲(chǔ)所述連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)處理設(shè)備，其中該相關(guān)性存儲(chǔ)單元包括所述至少三個(gè)快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元之一。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)處理設(shè)備，其中該頻率漂移估計(jì)設(shè)備還包括 估計(jì)值平均單元，用于求隨著時(shí)間的頻率漂移的估計(jì)值的平均值。
16. —種用于估計(jì)頻率漂移的方法，包括以下步驟 執(zhí)行快速傅立葉變換，以將時(shí)域的接收信號(hào)變換為頻域，并輸出快速傅立葉變換碼元；將兩個(gè)快速傅立葉變換碼元與復(fù)共軛相乘，以生成這兩個(gè)FFT碼元之間 的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性；在相關(guān)性存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)所述連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性；和 使用加法器將該相關(guān)性存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性相加；和 參考從該加法器輸出的值，來獲得頻率漂移的估計(jì)值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該相關(guān)性存儲(chǔ)單元被劃分為子存儲(chǔ)單 元，所述子存儲(chǔ)單元使用連續(xù)導(dǎo)頻之間的距離作為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度并彼此串聯(lián)連接，
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法:其中該相關(guān)性存儲(chǔ)單元包括用于在信號(hào)處理期間估計(jì)信道的信道估計(jì)設(shè)備的快速傅立葉變換碼元存儲(chǔ)單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括獲得隨著時(shí)間的頻率漂移的估計(jì)值的平均值。
全文摘要
描述了用于估計(jì)頻率漂移的技術(shù)、系統(tǒng)和設(shè)備。一種用于估計(jì)頻率漂移的設(shè)備包括快速傅立葉變換單元，用于將時(shí)域的信號(hào)變換為頻域，并輸出快速傅立葉變換碼元。復(fù)共軛乘法器與該快速傅立葉變換單元通信，并輸出從該快速傅立葉變換單元輸出的快速傅立葉變換碼元中的每?jī)蓚€(gè)之間的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性。相關(guān)性存儲(chǔ)單元與該復(fù)共軛乘法器通信，以存儲(chǔ)從該復(fù)共軛乘法器輸出的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性。加法器與該相關(guān)性存儲(chǔ)單元通信，以將該相關(guān)性存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的連續(xù)導(dǎo)頻相關(guān)性相加，并生成包括頻率漂移的估計(jì)值的輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101488937SQ200910003689
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者趙泳勛 申請(qǐng)人:韓國科亞電子股份有限公司