CN1574827A - 多载波接收机的频率偏移估计器及其频率偏移估计方法 - Google Patents

多载波接收机的频率偏移估计器及其频率偏移估计方法 Download PDF

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Abstract

一种用于估计频率偏移的多载波接收机的频率偏移估计器及其方法，使用***到频域的保护带以使对副载波信号的破坏最小化。频率偏移估计器包括：至少一对功率计算单元，用于计算关于在码元中***的至少一对保护间隔的信号的功率；和相加单元，用于通过使用由至少一对功率计算单元计算出的功率确定频率偏移。因此，通过使用在频域中的多载波的两端的GB估计频率偏移，从而简化了附加的接收机的实现。

Description

多载波接收机的频率偏移估计器及其频率偏移估计方法
                       技术领域
本发明一般涉及一种多载波接收机的频率偏移估计器。更具体地，本发明涉及一种使用***到频域中以使对副载波的破坏最小化的保护间隔的频率偏移估计器及其频率偏移估计方法。
                       背景技术
正交频分复用(OFDM)发送机，该发送机通过使用多载波发送技术的时域同步发送OFDM信号，通过傅立叶逆变换将频域和时域中的信号扰码。为了避免关于时域中变换的信号的码元间干扰，***保护间隔，然后将伪噪声(PN)序列，即同步序列，***到***了保护间隔的时域的信号中。由于具有PN序列的信号具有脉冲波的形式，具有PN序列的脉冲波与在被分配的时域中的信号的占用频带相应地通过脉冲整形滤波器被整形和滤波。整形和滤波的信号被高频放大以传输。
进行时域同步(TDS)发送的多载波发送***的脉冲整形滤波器通过设置的滚降因子以脉冲波形式将具有PN序列的信号整形和滤波。结果，破坏了在脉冲边缘的数据并且可能在接收端不能恢复发送的数据。
为了解决上述缺点，本申请人已公开了题为“能稳定发送OFDM信号的OFDM发送机(OFDM transmitter capable of stably transmitting OFDM symbols)”的第10-2002-33271号韩国专利。
图1是表示在第10-2002-33271号韩国专利中公开的OFDM发送***的框图。图2表示具有通过GB***单元***的保护带的信号的例子。
如图1中所示，发送***包括将GB***到频域的信号中的GB***单元140。如果多副载波点数设为如图2所示的3780，则GB置于0与189点之间或3591与3779点之间，OFDM信号数据置于190和3590点之间。
图3是表示被滚降因子为0.1的脉冲整形滤波器滤波的具有GB的OFDM码元的波形。如图3所示，由于OFDM信号数据的两个边缘均被滤波，所以OFDM信号数据没有被破坏且可以在接收端稳定再现。
包含于多载波信号中的GB可使由于脉冲整形滤波器引起的破坏最小化。
因此，如果接收机被设计为使用GB处理信号，则会具有更高的效率。
                        发明内容
为了解决上述缺点，本发明的一方面在于提供一种通过使用包含于多载波信号中的保护间隔估计频率偏移的多载波接收机的频率偏移估计器及其频率偏移估计方法。
为了实现本发明的上述方面，频率偏移估计器包括：至少一对功率计算单元，用于计算关于保护带的功率，该保护带被***到频域中的多载波信号的至少一部分；和相加单元，用于通过使用由一对或更多功率计算单元计算出的功率确定频率偏移。
根据本发明的另一方面，频率偏移估计器包括：第一功率计算单元，用于计算关于***到频域中的多载波信号前端的第一保护带的信号的第一功率；第二功率计算单元，用于计算关于***到频域中的多载波信号末端的第二保护带的信号的第二功率；和相加单元，用于通过计算第一功率和第二功率之间的功率差确定频率偏移。第一和第二保护带具有相同的长度。
如果计算出的功率差是正值，则相加单元确定出频率偏移存在于正方向；如果计算出的功率差是负值，则相加单元确定出频率偏移存在于负方向。
提供了一种频率偏移估计方法，包括步骤：测量关于***到频域中的多载波信号的至少一部分的保护带的功率；和使用一个或更多的功率确定频率偏移。
因此，通过使用频域中的多载波信号两边的保护带估计频率偏移可以更方便的实现单独的接收机。
                           附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1是表示常规多载波发送机的框图；
图2是通过图1中的GB***单元***保护间隔(GB)的信号的例子；
图3是被脉冲整形滤波器滤波的图1中的具有GB的信号的波形；
图4是表示本发明特定实施例的多载波接收机的频率偏移估计器的框图；
图5是表示图4中的频率偏移估计器的频率偏移估计方法的流程图；和
图6A至6C是表示频率偏移估计的示意图，其中，图4中的频率偏移估计器使用多个GB。
                          具体实施方式
参照附图更详细地描述本发明。
图4是表示本发明的特定实施例的频率偏移估计器的框图。
频率偏移估计器400包括第一功率计算单元410、第二功率计算单元430、相加单元450、和环路滤波器470。
从傅立叶变换单元300输出的频域中的信号在两端具有预定数目的第一和第二保护带(GB)。
第一功率计算单元410计算关于频域中的第一GB的信号的第一功率。
第二功率计算单元430计算关于频域中的第二GB的信号的第二功率。
相加单元450计算第一功率和第二功率间的差值并基于计算出的功率差确定频率偏移。
环路滤波器470进行滤波以消除计算出的功率差，即，频率偏移。
由于在发送端***的第一和第二GB的长度相同，如果没有频率偏移，第一和第二GB的数据具有相同的功率值。具体地讲，如果没有频率偏移，第一和第二GB间的功率差变为‘0’，如果存在频率偏移，则功率差可能为正值或负值。因此，根据第一和第二GB之间的功率差估计频率偏移。
多载波接收机通过生成相应于估计的频率偏移的数控振荡器(NCO)值并将其乘以补偿单元200中的输入信号补偿频率偏移。
图5是表示本发明的特定实施例的多载波接收机的频率偏移估计方法的流程图。参照图5和6A至6C，更详细的描述频率偏移估计方法。
如图6A所示，傅立叶变换后，在频域中的信号两端均包括第一和第二GB。
在步骤S510，第一和第二功率计算单元410、430分别计算第一和第二GB的第一和第二功率。
在步骤S530，相加单元450计算所计算出的第一和第二功率之间的差值并确定频率偏移。
如果由相加单元450计算出的功率差是正值，则频率偏移存在于如图6B所示的正方向。
如果功率差是负值，则频率偏移存在于如图6C所示的负方向。
在步骤S550，环路滤波器470将计算出的功率差滤波。
估计出的频率偏移被转换为相应的NCO值并乘以由补偿单元200输入的信号以补偿频率偏移。具体地讲，如果频率偏移为正，则频率偏移被补偿在负方向；如果频率偏移为负，则频率偏移被补偿在正方向。频率偏移补偿将连续地进行直到第一GB的第一功率和第二GB的第二功率之间的差变为‘0’，或基本为‘0’。
结果，通过使用***的GB估计频率偏移以防止由脉冲整形滤波器引起的对数据的破坏。另外，估计频率偏移不需要单独硬件的实现。
根据上述的本发明的一些实施例，通过使用频域中的多载波信号两端的GB估计频率偏移，从而简化了附加的接收机的实现。
尽管已表示和描述了本发明的一些实施例，但是本发明不限于上述公开的实施例。相反，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的宗旨和精神，以及由权利要求及其等同物所限定的范围的情况下，可以对实施例进行变动和修改。

Claims (8)

1、一种接收包括用于阻止码元间干扰的保护间隔的多载波信号的多载波接收机的频率偏移估计器，包括：
至少一对功率计算单元，用于计算关于在码元中***的至少一对保护间隔的信号的功率；和
相加单元，用于通过使用由至少一对功率计算单元计算出的功率确定频率偏移。
2、一种接收包括用于阻止码元间干扰的保护间隔的多载波信号的多载波接收机的频率偏移估计器，包括：
第一功率计算单元，用于计算关于在码元前端***的第一保护带的信号的第一功率；
第二功率计算单元，用于计算关于在码元末端***的第二保护带的信号的第二功率；和
相加单元，用于通过计算第一功率和第二功率之间的功率差确定频率偏移。
3、如权利要求2所述的频率偏移估计器，其中，第一和第二保护带具有相同长度。
4、如权利要求2所述的频率偏移估计器，其中，如果计算出的功率差是正值，则相加单元确定频率偏移存在于正方向；如果计算出的功率差是负值，则相加单元确定频率偏移存在于负方向。
5、一种接收包括用于阻止码元间干扰的保护间隔的多载波信号的多载波接收机的频率偏移估计方法，包括：
测量关于***到频域中的多载波信号的至少一部分的保护带的功率；和
通过使用一个或更多的计算出的功率确定频率偏移。
6、一种接收包括用于阻止码元间干扰的保护间隔多载波信号的多载波接收机的频率偏移估计方法，包括：
测量关于***到频域中的多载波信号的前端的第一保护带的第一功率；
测量关于***到频域中的多载波信号的末端的第二保护带的第二功率。和
通过计算第一和第二功率之间的功率差确定频率偏移。
7、如权利要求6所述的方法，其中，第一和第二保护带具有相同长度。
8、如权利要求6所述的方法，其中，在确定频率偏移中，如果计算出的功率差是正值，则确定频率偏移存在于正方向；如果计算出的功率差为负值，则确定频率偏移存在于负方向。
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