CN1574824A

CN1574824A - 用于均衡信道的时域同步正交频分复用接收装置

Info

Publication number: CN1574824A
Application number: CNA2004100496427A
Authority: CN
Inventors: 朴义俊; 郑晋熙
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2005-02-02
Also published as: KR20050000261A

Abstract

一种过采样OFDM码元以信道均衡的TDS－OFDM接收装置。该TDS－OFDM接收装置包括：同步单元，用于同步经由天线接收、被下变换到基带、并且被以预定采样速率T₀采样的具有同步信息的OFDM广播信号；第一采样器，用于以预定的第一采样速率T₁来采样从同步单元输出的OFDM广播信号；时域均衡单元，用于使用从第一采样器输出的OFDM广播信号中包括的同步信息来在时域中均衡采样后的OFDM广播信号；和第二采样器，用于以预定的第二采样速率T₂采样从时域均衡单元输出的均衡后的OFDM广播信号。因此，可以消除采样定时误差和码元定时误差的影响。此外，由于在均衡中使用过采样后的OFDM广播信号，所以能够更有效地补偿在多径中的失真。

Description

用于均衡信道的时域同步正交频分复用接收装置

技术领域

本发明涉及一种TDS-OFDM接收装置。尤其涉及一种TDS-OFDM接收装置，其过采样OFDM信号并且将该信号输入到时域均衡器来补偿失真。

背景技术

OFDM方案将以串行格式输入的码元行转换成预定的基于块的并行数据，并且将该并行的码元多路复用到各个不同的子载波频率。该OFDM方案使用多载波，这与传统的使用单载波的方法不同。在多载波中，每个载波相互具有正交性。该正交性是指当相乘两个载波时的为零的特性，这是使用多载波的需求。该OFDM方案主要使用快速傅立叶变换(FFT)和快速傅立叶逆变换(IFFT)。因此，基于载波之间的正交性和FFT来实现OFDM方案。

OFDM信号包括多载波，并且每个多载波具有很小的带宽。因此，整个频谱在形状上基本上变成方形，并且因此，与使用单载波的情况相比提高了频率效率。此外，由于OFDM信号的波形与白高斯噪声的波形相同，OFDM信号比其他的广播业务如逐行倒相制式(PAL)和顺序与存储彩色电视***(SECAM)具有较少的干扰。

近来，为了提高陆地数字电视(DTV)传输传输***标准的速率，引入了陆地数字多媒体广播(DMB-T)，其是一种新的陆地DTV的传输标准。该使用DMB-T的传输***也使用TDS-OFDM方案。OFDM调制单元使用3780点离散傅立叶逆变换/离散傅立叶变换(IDFT/DFT)处理器。

然而，在传输信道中，根据信道状态可能产生各种信号失真。尤其由于多径该失真显著地影响信号，并且该失真在数字广播中是致命的。为了补偿该失真，向接收端提供了均衡器来补偿关于传输信道的错误。

图1是传统的TDS-OFDM接收装置的方框图，该装置包括射频接收单元(RFRX)10、模拟-数字转换器(ADC)12、同步单元14、多路分解器16、伪噪声(PN)相关单元20、第一FFT单元30、第二FFT单元40、频域均衡单元50和前向纠错(FEC)单元60。

RF RX 10将经由天线接收到的OFDM广播信号下变换到基带，并且ADC 12将来自RF RX 10的模拟信号转换成数字信号。

同步单元14使用作为同步信息传输的PN序列来执行码元定时和频率同步。该PN序列信息是用于从TDS-OFDM接收装置接收的OFDM信号的同步和信道预测的同步信息。***该PN序列到保护间隔(GI)之前，如后所述。

多路分解器16将从同步单元14接收到的OFDM广播信号分割并且输出为PN序列、GI和OFDM码元。

PN相关单元20为了提供关于信道状态的信息而将参考信号排和PN序列之间的PN相关性输出到第一FFT单元30。第一FFT单元30将该PN序列变换，并且将其输出到频域均衡单元50。

将从多路分解器16输出的OFDM码元输出到第二FFT单元40，并且第二FFT单元40通过FFT将该OFDM码元变换，以输出到频域均衡单元50。

频域均衡单元50基于从第一FFT单元30接收到的PN相关性来均衡从第二FFT单元40接收到的变换的OFDM码元。

FEC单元60使用适合均衡后的OFDM码元的错误检测方法来检测错误，并且纠正检测到的错误。

如上所述，传统的TDS-OFDM接收装置使用PN序列来估计信道状态，并且使用估计出的信道状态来在频域中均衡。然而，当关于信道状态的信息由于失真和噪声分量而不准确时，均衡功能被恶化了。

发明内容

本发明的目的在于至少解决以上问题及优点并至少提供下述的优点。因此，本发明的目的是提供一种TDS-OFDM接收装置，其过采样OFDM信号并且将其输入到时域均衡器来补偿失真。

为了实现本发明的上述目的，这里提供了一种TDS-OFDM接收装置，包括：同步单元，用于同步经由天线接收、被下变换到基带、并且被以预定采样速率T₀采样的具有同步信息的OFDM广播信号；第一采样器，用于以预定的第一采样速率T₁来采样从同步单元输出的OFDM广播信号；时域均衡单元，用于使用从第一采样器输出的OFDM广播信号中包括的同步信息来在时域中均衡采样后的OFDM广播信号；和第二采样器，用于以预定的第二采样速率T₂采样从时域均衡单元输出的均衡后的OFDM广播信号。

同步单元使用同步信息。该同步信息是PN序列。

采样速率T₁满足下面的方程

T_{1} = \frac{T_{0}}{N},

并且N是自然数。T₂与T₀相同，并且T₀是

秒。时域均衡单元是判决反馈均衡器。该时域均衡单元包括：前馈滤波器，用于移除包括在从第一采样器输出的采样后的OFDM广播信号中的OFDM码元的预重影；反馈滤波器，用于移除从第一采样器输出的OFDM码元的后重影；和加法单元，用于相加从其中移除了预重影和后重影的OFDM码元，并且将相加后的值输出到反馈滤波器和第二采样器。

采样速率T₁满足下面的方程

T_{1} = \frac{T_{0}}{N},

并且N是自然数。T₂与T₀相同，并且T₀是秒。

附图说明

通过参考附图来详细地描述其示例性的实施例，本发明的上述目的和其他特点将会变得更加清楚，其中：

图1是传统的TDS-OFDM接收装置的方框图；

图2是根据本发明实施例的TDS-OFDM接收装置的方框图；

图3是详细显示图2中的时域均衡单元的方框图；和

图4是用于显示OFDM广播信号的结构和训练技术的图样。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。

图2是根据本发明实施例的TDS-OFDM接收装置的方框图。参考图2，该TDS-OFDM接收装置包括：射频接收单元(RF RX)100、模拟-数字转换器(ADC)120、同步单元140、时域均衡单元200、快速傅立叶变换单元(FFT)300和前向纠错单元(FEC)400。

RF RX 100将经由天线接收到的OFDM广播信号下变换到基带，并且ADC120根据预先设置的采样速率T₀采样从RF RX 100接收到的模拟信号来转换成数字信号。在TDS-OFDM中，采样速率T₀是秒(sec)。

同步单元140使用作为同步信息传输的PN序列来执行码元定时和频率同步。

时域均衡单元200使用PN序列来均衡OFDM广播信号，并且包括：第一采样器210、前馈滤波器(FFF)220、反馈滤波器(FBF)230、加法单元240和第二采样器250。具有FFF220和FBF230的时域均衡单元200称作判决反馈均衡器(DFE)。

因为时域均衡单元200从同步单元140接收具有如在图4中显示的结构的OFDM广播信号，所以PN序列、GI和OFDM码元被顺序地输入到时域均衡单元200。在PN序列和OFDM码元之间***GI，以抑制在多径环境中的码元间干扰(ISI)。

当输入PN序列到时域均衡单元200时，该时域均衡单元200以训练方式来操作。因此，根据在第一采样器210中预先设置的采样速率T₁来采样输入的PN序列。该采样速率T₁满足下面的方程。

[方程1]

T_{1} = \frac{T_{0}}{N}

在[方程1]中，N是自然数。在这个实施例中，N设置为2。

通过根据T₁来重新采样输入到时域均衡单元200中的OFDM广播信号，能够抵消采样定时误差和码元定时误差的影响。此外，通过使用过采样的OFDM广播信号来均衡，能够更加有效地补偿在多径中的失真。时域均衡单元200使用根据T₁采样后的PN序列来更新FFF的抽头系数和FBF的抽头系数。

只要GI和OFDM码元输入到时域均衡单元200，那么就不更新FFF抽头系数和FBF抽头系数。当OFDM码元正输入到时域均衡单元200时，该OFDM码元被均衡。在这个过程中，时域均衡单元200使用FFF抽头系数和FBF抽头系数，该系数是使用以训练方式过采样后的PN序列来计算出来的。现在将详细地解释如上描述的时域均衡单元200的均衡过程。

图3是详细地显示图2中的时域均衡单元200的方框图。参考图3，FFF200包括缓冲部分222、乘法部分224和加法部分226，并且FBF 230包括缓冲部分232、乘法部分234和加法部分236。

根据在第一采样器210中预先设置的采样速率T₁来采样从同步单元140输出的OFDM码元，并且输出到FFF 220。

FFF 220移除各个OFDM码元的预重影的影响。参考图3，FFF 220包括缓冲部分222、乘法部分224和加法部分226。缓冲部分222用码元为单位以输入的顺序临时将OFDM码元存储到各个缓冲器中。乘法部分224为了移除预重影而相乘临时存储到各个缓冲器中的各个码元和FFF抽头系数。加法部分226相加各个从其中在乘法部分224移除预重影的值。

FBF 230移除各个OFDM码元的后重影的影响。FBF 230包括缓冲部分232、乘法部分234和加法部分236。缓冲部分232用码元为单位以输入的顺序临时将从加法单元240输出的值存储到各个缓冲器中。乘法部分234为了移除后重影而相乘临时存储到缓冲部分232的各个缓冲器中的各个码元和FBF抽头系数。加法部分226相加各个从其中移除后重影的值。

加法单元240相加从其中在FFF 220移除预重影的值和从其中在FBF 230移除了后重影的值，将相加后的值反馈到FBF 230并且输出到第二采样器250。第二采样器250根据与T₀相同的预先设置的采样速率T₂来采样均衡后的OFDM码元。

尽管在这个实施例中，作为例子该时域均衡单元200使用了DFE，但是也可采用卡尔曼(Kalman)均衡器和数据再循环(recycling)均衡器。

参考图2，通过FFT 300来变换从第二采样器250输出的OFDM码元，并且输出到FEC单元400。

该FEC单元400使用设定的错误纠正方法来检测和纠正变换后的OFDM码元的错误。

如从上面的描述能够理解，根据本发明实施例，通过过采样OFDM广播信号，能够执行均衡。因此，能够抵消采样定时误差和码元定时误差的影响。另外，通过在均衡中使用过采样后的OFDM广播信号，能够更有效地补偿在多径中的失真。

尽管参考某些实施例显示和描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由本发明的所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种改变。

Claims

1、一种TDS-OFDM接收装置，包括：

同步单元，用于同步经由天线接收、被下变换到基带、并且被以预定采样速率T₀采样的具有同步信息的OFDM广播信号；

第一采样器，用于以预定的第一采样速率T₁来采样从同步单元输出的OFDM广播信号；

时域均衡单元，用于使用从第一采样器输出的OFDM广播信号中包括的同步信息来在时域中均衡采样后的OFDM广播信号；和

第二采样器，用于以预定的第二采样速率T₂采样从时域均衡单元输出的均衡后的OFDM广播信号。

2、如权利要求1所述的TDS-OFDM接收装置，其中，同步单元使用同步信息。

3、如权利要求2所述的TDS-OFDM接收装置，其中，同步信息是伪噪声(PN)序列。

4、如权利要求1所述的TDS-OFDM接收装置，其中，

T_{1} = \frac{T_{0}}{N},

其中N是自然数。

5、如权利要求1所述的TDS-OFDM接收装置，其中，T₂与T₀相同。

6、如权利要求1所述的TDS-OFDM接收装置，其中，T₀大约是秒。

7、如权利要求1所述的TDS-OFDM接收装置，其中，时域均衡单元是判决反馈均衡器(DFE)。

8、如权利要求1所述的TDS-OFDM接收装置，其中，时域均衡单元包括：

前馈滤波器，用于移除包括在从第一采样器输出的采样后的OFDM广播信号中的OFDM码元的预重影；

反馈滤波器，用于移除从第一采样器输出的OFDM码元的后重影；和

加法单元，用于相加从其中移除了预重影和后重影的OFDM码元，并且将相加后的值输出到反馈滤波器和第二采样器。

9、如权利要求1所述的TDS-OFDM接收装置，其中，时域均衡单元是卡尔曼(Kalman)均衡器和数据再循环(recycling)均衡器中的一种。