專利名稱：多普勒頻率計(jì)算裝置和方法以及正交頻分復(fù)用解調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算多普勒頻率的多普勒頻率計(jì)算裝置和方法，以及利用計(jì)算出的多普勒頻率執(zhí)行均衡處理的正交頻分復(fù)用(OFDM)解調(diào)裝置，其中多普勒頻率是例如用于接收運(yùn)動中的OFDM信號的發(fā)送路徑的特性隨時(shí)間波動的大小。
背景技術(shù)：
數(shù)字信號可以通過稱作正交頻分復(fù)用方法(下文稱作OFDM方法)的調(diào)制方法來發(fā)送。在OFDM方法中，數(shù)據(jù)被分配，并且被利用PSK(相移鍵控)或QAM(正交幅度調(diào)制)對發(fā)送頻帶內(nèi)的多個(gè)正交子載波中的每個(gè)的幅度和相位進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制。
在OFDM方法中，盡管由于發(fā)送頻帶被多個(gè)子載波劃分從而用于每個(gè)子載波的頻帶變窄導(dǎo)致調(diào)制速度下降，但是總的發(fā)送速度與過去的調(diào)制方法的相同。此外，在OFDM方法中，由于并行發(fā)送多個(gè)子載波所以符號速率降低，并且多路徑的相對時(shí)間長度可能比符號時(shí)間長度短，從而導(dǎo)致能夠抗多路徑干擾。
另外，在OFDM方法中，由于數(shù)據(jù)被分配給多個(gè)子載波，因此發(fā)送/接收電路可以包括IFFT(逆快速傅立葉變換)計(jì)算電路和FFT(快速傅立葉變換)計(jì)算電路，其中IFFT計(jì)算電路在調(diào)制時(shí)執(zhí)行逆傅立葉變換，而FFT計(jì)算電路在解調(diào)時(shí)執(zhí)行傅立葉變換。
由于這些特性，在易受多路徑干擾的陸地?cái)?shù)字廣播中通常采用OFDM方法。例如，采用這種OFDM方法的陸地?cái)?shù)字廣播的標(biāo)準(zhǔn)可能包括DVB-T(陸地?cái)?shù)字視頻廣播)和ISDB-T(陸地綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播)。
如圖10所示，OFDM方法中的發(fā)送符號(下文稱作OFDM符號)包括有效符號(valid symbol)和保護(hù)間隔(guard interval)。有效符號是在發(fā)送時(shí)執(zhí)行IFFT時(shí)的信號時(shí)段。保護(hù)間隔是有效符號的后半時(shí)的波形的拷貝。保護(hù)間隔提供在OFDM符號的前半部分中。在OFDM方法中存在保護(hù)間隔允許存在由于多路徑導(dǎo)致的符號間干擾，這提高了抗多路徑干擾能力。
例如，在ISDB-TSB標(biāo)準(zhǔn)(該標(biāo)準(zhǔn)是在日本采用的用于陸地?cái)?shù)字語音廣播的廣播標(biāo)準(zhǔn)。參見非專利文獻(xiàn)1)的模式3中，一個(gè)有效符號包含512個(gè)子載波，并且子載波間隔是124/126≈0.992KHz。在ISDB-TSB標(biāo)準(zhǔn)的模式3中，一個(gè)有效符號內(nèi)的512個(gè)子載波中的433個(gè)子載波被發(fā)送數(shù)據(jù)調(diào)制。在ISDB-TSB標(biāo)準(zhǔn)的模式3中，保護(hù)間隔的時(shí)長為有效符號的時(shí)長的1/4、1/8、1/16和1/32之一。
OFDM方法定義作為發(fā)送單元的一個(gè)OFDM幀包括多個(gè)上述OFDM符號的集合。例如，在ISDB-TSB標(biāo)準(zhǔn)中，一個(gè)OFDM幀包括204個(gè)OFDM符號。在OFDM方法中，可以在例如OFDM幀單元中定義要插入導(dǎo)頻信號的位置。
在采用QAM調(diào)制作為用于每個(gè)子載波的調(diào)制方法的OFDM方法中，當(dāng)在子載波中調(diào)制并承載的信號由于發(fā)送時(shí)多路徑的影響而失真時(shí)，幅度和相位特性在子載波之間可能不同。因此，可能需要在接收器方對接收到的信號進(jìn)行波形均衡處理，以使子載波的幅度和波形可以相等。在OFDM方法中，發(fā)送器方在所發(fā)送的信號中的發(fā)送符號內(nèi)散布具有預(yù)定幅度和預(yù)定相位的導(dǎo)頻信號，而接收器方監(jiān)控導(dǎo)頻信號的幅度和相位，計(jì)算發(fā)送路徑的頻率特性，然后利用計(jì)算出的發(fā)送路徑的特性均衡所接收到的信號。在OFDM方法中，稍后將描述的散布的導(dǎo)頻(SP)信號和/或連續(xù)的導(dǎo)頻(CP)信號可以被用作導(dǎo)頻信號，該導(dǎo)頻信號將被用于計(jì)算發(fā)送路徑的特性。
圖11示出了在ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)中采用的OFDM符號內(nèi)的SP信號的布置圖案。
在ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)中，沿子載波方向(頻率方向)每12個(gè)子載波插入一個(gè)BPSK調(diào)制的SP信號。此外，在DVB-T標(biāo)準(zhǔn)或ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)中，在每個(gè)OFDM符號中，插入SP信號的位置被沿頻率方向移動3個(gè)子載波。結(jié)果，在OFDM符號方向(時(shí)間方向)上，在一個(gè)子載波中每四個(gè)OFDM符號插入一個(gè)SP信號。
這樣，在ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)中，OFDM符號被插入有空間上散布的SP信號，從而對于原始信息降低了SP信號的冗余度。
順便提及，在利用SP信號計(jì)算發(fā)送路徑特性時(shí)，該特性可以指定用于SP信號被插入的子載波。然而，這些特性可能不是直接針對其他子載波(即，包括原始信息的其他子載波)計(jì)算出的。因此，接收器方通過利用二維插值濾波器對SP信號進(jìn)行濾波來估計(jì)包括原始信息的其他子載波的發(fā)送路徑特性。
利用二維插值濾波器來估計(jì)發(fā)送路徑特性的處理通常如下執(zhí)行。
即，為了執(zhí)行估計(jì)發(fā)送路徑特性的處理，從接收到的OFDM信號中消除信息分量，僅提取圖11所示的位置處插入的SP信號。
接下來，利用參考SP信號消除每個(gè)已提取出的SP信號的經(jīng)調(diào)制分量。從其消除了經(jīng)調(diào)制分量的SP信號表現(xiàn)出該SP信號被插入到的子載波的發(fā)送路徑特性。
接下來，從其移除了經(jīng)調(diào)制分量的SP信號被輸入到時(shí)間方向插值濾波器，并且在其中經(jīng)受時(shí)間方向插值濾波，從而針對每個(gè)OFDM符號估計(jì)出包括該SP信號的子載波的發(fā)送路徑特性。結(jié)果，如圖12所示，對于全部OFDM符號，可以沿頻率方向估計(jì)出每3個(gè)子載波的發(fā)送路徑特性。
接下來，如圖13所示，在時(shí)間方向上被插值的SP信號被輸入到頻率方向插值濾波器，然后通過3倍過采樣經(jīng)受頻率方向插值處理，從而估計(jì)出OFDM符號內(nèi)的全部子載波的發(fā)送路徑特性。結(jié)果，可以估計(jì)出所接收到的OFDM信號的全部子載波的發(fā)送路徑特性。
非專利文獻(xiàn)1“Chijo Dejitaru Onsei Hosoyo Jushin Souchi HyoujunKikaku(Nozomashii Shiyou)”(Standard Specification(desirable Standard)ofReceiving Apparatus for Terrestrial Digital Voice Broadcasting)ARIB STD-B30”，Assocaition of Radio Industries and Business專利文獻(xiàn)1JP-A-10-75226
本發(fā)明包含與2005年7月15日提交給日本專利局的日本專利申請JP2005-207417相關(guān)的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

發(fā)明內(nèi)容
由于在運(yùn)動中接收OFDM信號時(shí)，發(fā)送路徑特性隨時(shí)間波動，所以難以利用SP信號估計(jì)發(fā)送路徑的特性。例如，在多普勒頻率較大時(shí)，可以對SP信號執(zhí)行時(shí)間方向插值處理，其中多普勒頻率是發(fā)送路徑特性的隨時(shí)間波動的大小。在這種情形中，由于不滿足尼奎斯特條件，所以可能獲得對發(fā)送路徑特性的錯(cuò)誤估計(jì)結(jié)果。然而，過去建議基于來自速度計(jì)的速度信息計(jì)算多普勒頻率，然后根據(jù)計(jì)算出的多普勒頻率的大小來校正發(fā)送路徑特性(參見專利文獻(xiàn)1)。
然而，利用過去的使用速度計(jì)的多普勒頻率計(jì)算方法，如果不能從速度計(jì)獲得速度信息，則不能計(jì)算出多普勒頻率。
因此，希望提議一種允許在沒有速度計(jì)的情況下計(jì)算多普勒頻率的多普勒頻率計(jì)算裝置和方法，以及利用計(jì)算出的多普勒頻率來執(zhí)行均衡處理的OFDM解調(diào)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用于計(jì)算多普勒頻率的多普勒頻率計(jì)算裝置，所述多普勒頻率是通過其發(fā)送正交頻分復(fù)用(OFDM)信號的發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小，所述裝置包括接收信號點(diǎn)存儲器裝置，用于存儲具有所述OFDM信號的參考載波信號的子載波的接收信號點(diǎn)；經(jīng)調(diào)制分量消除裝置，用于從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器裝置中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量；以及多普勒頻率計(jì)算裝置，用于通過對已由所述經(jīng)調(diào)制分量消除裝置消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的所述接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于計(jì)算多普勒頻率的多普勒頻率計(jì)算方法，所述多普勒頻率是通過其發(fā)送正交頻分復(fù)用(OFDM)信號的發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小，所述方法包括以下步驟
在接收信號點(diǎn)存儲器裝置中存儲具有所述OFDM信號的參考載波信號的子載波的接收信號點(diǎn)；從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器裝置中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量；以及通過對所述已消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于對在發(fā)送符號內(nèi)的具有在預(yù)定子載波中分散的導(dǎo)頻信號的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號進(jìn)行解調(diào)的正交頻分復(fù)用解調(diào)裝置，其中，所述發(fā)送符號是從對預(yù)定頻帶內(nèi)的多個(gè)子載波的信息進(jìn)行劃分和正交調(diào)制產(chǎn)生的，并且被作為一個(gè)發(fā)送單元處理，所述導(dǎo)頻信號具有特定的功率量和特定的相位，所述裝置包括傅立葉轉(zhuǎn)換部分，用于對發(fā)送符號中的正交頻分復(fù)用信號執(zhí)行傅立葉轉(zhuǎn)換；導(dǎo)頻信號提取部分，用于從由所述傅立葉轉(zhuǎn)換部分傅立葉轉(zhuǎn)換后的信號中提取每個(gè)發(fā)送符號的導(dǎo)頻信號；波形均衡部分，用于利用時(shí)間方向插值濾波器和頻率方向插值濾波器對由所述導(dǎo)頻信號提取部分提取出的所述導(dǎo)頻信號進(jìn)行插值來估計(jì)發(fā)送符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑的特性，并且基于估計(jì)出的所述子載波的發(fā)送路徑的特性對已由所述傅立葉轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行了傅立葉轉(zhuǎn)換的信號執(zhí)行波形均衡；以及多普勒頻率計(jì)算部分，用于在接收信號點(diǎn)存儲器部分中存儲具有所述正交頻分復(fù)用信號的導(dǎo)頻信號的子載波的接收信號點(diǎn)，從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器部分中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量，然后通過對所述已消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率，所述多普勒頻率是所述發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小，其中，所述波形均衡部分僅在所述多普勒頻率計(jì)算部分計(jì)算出的多普勒頻率比閾值頻率大時(shí)才利用所述頻率方向插值濾波器執(zhí)行插值來計(jì)算所述發(fā)送符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑的特性。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多普勒頻率計(jì)算裝置和方法中，所述經(jīng)調(diào)制分量被從包含參考載波信號的子載波的接收信號點(diǎn)消除掉，其中參考載波信號例如是發(fā)送控制信息、AC信號、CP信號和SP信號，然后對針對每個(gè)子載波對已消除了經(jīng)調(diào)制分量的所述接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析。從而，可以在無需速度計(jì)的情況下計(jì)算出多普勒頻率。
此外，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的OFDM解調(diào)裝置，僅在計(jì)算出的多普勒頻率比閾值頻率大時(shí)，才可以利用頻率方向插值濾波器而不利用時(shí)間方向插值濾波器執(zhí)行插值來估計(jì)出發(fā)送符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑的特性。從而，即使在多普勒頻率較高并且不滿足尼奎斯特條件時(shí)，也可以正確地估計(jì)出發(fā)送路徑特性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的OFDM接收裝置的方框結(jié)構(gòu)圖；圖2是OFDM接收裝置內(nèi)的多普勒頻率計(jì)算電路的方框結(jié)構(gòu)圖；圖3是示出了多普勒頻率計(jì)算電路內(nèi)的接收信號點(diǎn)存儲器的存儲空間的圖；圖4是示出了多普勒頻率計(jì)算電路內(nèi)的最大多普勒頻率計(jì)算電路計(jì)算出的最大多普勒頻率的圖；圖5是根據(jù)第一變體示例的多普勒頻率計(jì)算電路的方框結(jié)構(gòu)圖；圖6是根據(jù)第二變體示例的多普勒頻率計(jì)算電路的方框結(jié)構(gòu)圖；圖7是OFDM接收裝置內(nèi)的均衡電路的方框結(jié)構(gòu)圖；圖8是均衡電路內(nèi)的時(shí)間方向插值濾波器的方框結(jié)構(gòu)圖；圖9是用于說明為了在不執(zhí)行時(shí)間方向插值的情況下估計(jì)發(fā)送路徑特性在頻率方向上的插值濾波處理的圖；圖10是用于說明OFDM信號的發(fā)送符號的圖；圖11是用于說明在OFDM信號中插入SP信號的位置的圖；圖12是用于說明利用時(shí)間方向插值濾波器針對其估計(jì)發(fā)送路徑特性的子載波的圖；以及圖13是用于說明為了估計(jì)發(fā)送路徑特性在頻率方向上的插值濾波處理的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遵循ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)的OFDM接收裝置。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的OFDM接收裝置1的方框結(jié)構(gòu)圖。在這里，粗線指示在方框之間發(fā)送的信號是復(fù)信號時(shí)的信號分量，而細(xì)線指示在方框之間發(fā)送的信號是實(shí)信號時(shí)的信號分量。
如圖1所示，OFDM接收裝置1包括天線11、頻率轉(zhuǎn)換電路12、本地振蕩器13、A/D轉(zhuǎn)換電路14、正交解調(diào)電路15、載波同步電路16、本地振蕩器17、FFT計(jì)算電路18、窗口重建電路(window recreatingcircuit)19、發(fā)送控制信息解碼電路20、多普勒頻率計(jì)算電路21、均衡電路22、去映射電路23和糾錯(cuò)電路24。
從廣播臺發(fā)送的數(shù)字電視廣播的廣播電波被OFDM接收裝置1的天線11接收到，然后作為載波頻率fc的RF信號被提供給頻率轉(zhuǎn)換電路12。
在頻率轉(zhuǎn)換電路12中，由天線11接收到的RF信號被乘上由本地振蕩器13生成的載波頻率fc+fIF的載波信號，從而被頻率轉(zhuǎn)換為處于中頻fIF的IF信號，然后被提供給A/D轉(zhuǎn)換電路14。IF信號被A/D轉(zhuǎn)換電路14數(shù)字化，然后提供給正交解調(diào)電路15。
正交解調(diào)電路15利用處于中頻fIF的載波信號(該信號是由本地振蕩器17生成并由載波同步電路16控制的)對數(shù)字化的IF信號進(jìn)行正交解調(diào)，然后輸出基帶OFDM信號。從正交解調(diào)電路15輸出的基帶OFDM信號在對其執(zhí)行FFT計(jì)算之前被稱作時(shí)域信號。因此，在正交解調(diào)之后并且在FFT計(jì)算之前的基帶信號在下文中被稱作OFDM時(shí)域信號。作為正交解調(diào)的結(jié)果，OFDM時(shí)域信號變成包括實(shí)軸分量(I通道信號)和虛軸分量(Q通道信號)的復(fù)信號。由正交解調(diào)電路15輸出的OFDM時(shí)域信號被提供給FFT計(jì)算電路18和窗口重建電路19。
FFT計(jì)算電路18對OFDM時(shí)域信號執(zhí)行FFT計(jì)算，并且提取出經(jīng)正交調(diào)制的數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)輸出到每個(gè)子載波。從FFT計(jì)算電路18輸出的對其執(zhí)行了FFT計(jì)算的信號被稱作頻域信號。因此，在下文中經(jīng)FFT計(jì)算后的信號被稱作OFDM頻域信號。
FFT計(jì)算電路18從一個(gè)OFDM符號中提取出有效符號長度(例如，2048個(gè)采樣)范圍內(nèi)的信號，即，從一個(gè)OFDM符號移除保護(hù)間隔的范圍，然后對提取出的2048個(gè)采樣的OFDM時(shí)域信號執(zhí)行FFT計(jì)算。更具體而言，該計(jì)算開始于從OFDM符號的邊界到保護(hù)間隔的結(jié)尾的范圍中的某一點(diǎn)。計(jì)算范圍被稱作FFT窗口。
以這種方式從FFT計(jì)算電路18輸出的OFDM頻域信號是復(fù)信號，如同OFDM時(shí)域信號一樣，每個(gè)都包括實(shí)軸分量(I通道信號)和虛軸分量(Q通道信號)。復(fù)信號可以是具有例如利用16QAM方案或64QAM方案正交調(diào)制的幅度的信號。OFDM頻域信號被提供給載波同步電路16、發(fā)送控制信息解碼電路20、多普勒頻率計(jì)算電路21和均衡電路22。
窗口重建電路19將輸入的OFDM時(shí)域信號延遲一個(gè)有效符號時(shí)段，獲得保護(hù)間隔部分和從其拷貝了保護(hù)間隔的信號之間的相關(guān)性，基于具有較高相關(guān)性的部分計(jì)算OFDM符號的邊界位置，然后生成指示該邊界位置的窗口同步信號。窗口重建電路19將所生成的窗口同步信號提供給FFT計(jì)算電路18。
發(fā)送控制信息解碼電路20從OFDM頻域信號的預(yù)定子載波中提取出TMCC(發(fā)送和復(fù)用配置控制)信號，該信號被用作參考載波信號。
每個(gè)都包含204個(gè)信息位的TMCC信號從頭起包括一位DBPSK(差分二進(jìn)制相移鍵控)初始相位，16位的同步信號，3位的段標(biāo)識符，102位的TMCC信息和82位的奇偶校驗(yàn)位，如下面的表1所示。


DBPSK初始相位是作為差分調(diào)制方案中的參考相位的信號。同步信號是指示204位的信息單元的開始的信息。更具體而言，W0＝“0011010111101110”和該字的反W1＝“1100101000010001”被交替插入到幀中。段標(biāo)識符是指示給定的發(fā)送數(shù)據(jù)是差分調(diào)制的還是同步調(diào)制的的信息。TMCC信息是發(fā)送控制信息，包括載波調(diào)制方案、時(shí)間方向交織圖案和接收到的信號的卷積碼的編碼速率。奇偶校驗(yàn)位是用于102位的TMCC信息的糾錯(cuò)碼，并且采用了差集循環(huán)碼(273，191)的截短碼(184，102)。
發(fā)送控制信息解碼電路20檢測出TMCC信號中包括的同步信號，使TMCC信號與OFDM幀同步，然后利用差集循環(huán)碼對經(jīng)同步的TMCC信號中包括的TMCC信息進(jìn)行糾錯(cuò)解碼。發(fā)送控制信息解碼電路20將解碼后的TMCC信息提供給多普勒頻率計(jì)算電路21。注意，如果不能執(zhí)行糾錯(cuò)解碼，則發(fā)送控制信息解碼電路20根據(jù)過去接收到的信息估計(jì)TMCC信息。
多普勒頻率計(jì)算電路21根據(jù)接收到的包含TMCC信號和TMCC信息的子載波的信號點(diǎn)計(jì)算最大多普勒頻率(稍后將描述)，然后基于該最大多普勒頻率控制插值有效性信號的輸出。
均衡電路22利用SP信號對OFDM頻域信號執(zhí)行相位均衡和幅度均衡。在這種情形中，均衡電路22基于從多普勒頻率計(jì)算電路21輸出的插值有效性信號，確定是否有必要執(zhí)行稍后將描述的時(shí)間方向插值處理。相位和幅度都被均衡后的OFDM頻域信號被提供給去映射電路23。
去映射電路23通過按照16QAM方案對由均衡電路22對幅度和相位都均衡后的OFDM頻域信號執(zhí)行去映射從而將該信號解碼成數(shù)據(jù)。經(jīng)去映射電路23解碼后的數(shù)據(jù)被提供給糾錯(cuò)電路24。
糾錯(cuò)電路24利用例如維特比解碼或里德一所羅門(Reed-Solomon)碼對提供來的數(shù)據(jù)執(zhí)行糾錯(cuò)。糾錯(cuò)后的數(shù)據(jù)可以提供給例如后續(xù)MPEG解碼電路。
接下來，將更詳細(xì)地描述多普勒頻率計(jì)算電路21。圖2示出了多普勒頻率計(jì)算電路21的方框結(jié)構(gòu)圖。
如圖2所示，多普勒頻率計(jì)算電路21包括接收信號點(diǎn)存儲器31、調(diào)制相位再生電路32、調(diào)制相位消除電路33、FFT計(jì)算電路34、最大多普勒頻率計(jì)算電路35和插值濾波器控制電路36。
接收信號點(diǎn)存儲器31存儲接收到的包含一個(gè)OFDM幀的TMCC信號的子載波的信號點(diǎn)。圖3示出了接收信號點(diǎn)存儲器31的存儲器空間。在ISDB-TSB標(biāo)準(zhǔn)的模式3中并且在同步調(diào)制方法中，在一個(gè)OFDM幀中存在包含TMCC信號的四個(gè)子載波。由于一個(gè)OFDM幀包括204個(gè)OFDM符號，所以存儲器空間為204行×4列。存儲器空間的每個(gè)地址存儲一個(gè)復(fù)信號點(diǎn)。
調(diào)制相位再生電路32基于TMCC信息重新產(chǎn)生包含TMCC信號的子載波的已發(fā)送信號點(diǎn)。調(diào)制相位再生電路32將已發(fā)送信號點(diǎn)提供給調(diào)制相位消除電路33。
調(diào)制相位消除電路33基于從調(diào)制相位再生電路32提供來的子載波的已發(fā)送信號點(diǎn)，消除從接收信號點(diǎn)存儲器31讀出的接收信號點(diǎn)的經(jīng)調(diào)制分量，然后將消除了經(jīng)調(diào)制分量的接收信號點(diǎn)提供給FFT計(jì)算電路34。
FFT計(jì)算電路34對從調(diào)制相位消除電路33提供來的每個(gè)子載波的接收信號點(diǎn)執(zhí)行FFT計(jì)算，然后將FFT計(jì)算后的數(shù)據(jù)提供給最大多普勒頻率計(jì)算電路35。
最大多普勒頻率計(jì)算電路35通過將每個(gè)子載波的FFT計(jì)算后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)信號來獲得幅度，然后如圖4所示，計(jì)算超過外部定義的閾值幅度Th的最大多普勒頻率fd。如果在所有頻帶中的幅度都小于閾值幅度，則最大多普勒頻率fd為零(0)。與閾值幅度相比是為了消除噪聲效應(yīng)。最大多普勒頻率計(jì)算電路35將針對每個(gè)子載波計(jì)算出的最大多普勒頻率fd的最大值作為最大多普勒頻率fdmax提供給插值濾波器控制電路36。如果所有子載波的最大多普勒頻率fd都為零(0)，則最大多普勒頻率計(jì)算電路35將先前計(jì)算出的最大多普勒頻率fdmax提供給插值濾波器控制電路36。
最大多普勒頻率計(jì)算電路35可以將超過閾值幅度的最大多普勒頻率fd的均值作為最大多普勒頻率fdmax提供給插值濾波器控制電路36。
插值濾波器控制電路36將最大多普勒頻率fdmax與外部定義的閾值頻率相比較，并基于比較結(jié)果控制插值有效性信號的輸出。插值有效性信號是一個(gè)標(biāo)志，如果最大多普勒頻率fdmax比閾值頻率大，則指示“H”(HIGH)，意味著不要求插值，而如果最大多普勒頻率fdmax小于等于閾值頻率，則指示“L”(LOW)，意味著要求插值。插值有效性信號被提供給均衡電路22。
這樣，多普勒頻率計(jì)算電路21可以在不利用來自速度計(jì)的速度信息的情況下，從接收到的包含TMCC信號和TMCC信息的子載波的信號點(diǎn)計(jì)算出最大多普勒頻率。
盡管已描述了在從接收信號點(diǎn)移除經(jīng)調(diào)制分量后對其執(zhí)行FFT計(jì)算的情形，但是也可以對其執(zhí)行其他正交轉(zhuǎn)換計(jì)算，例如可以利用多個(gè)帶通濾波器對其執(zhí)行濾波。換言之，可能僅需要對消除了經(jīng)調(diào)制分量的接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析。具體而言，當(dāng)僅要求如上所述對插值有效性信號的輸出進(jìn)行控制時(shí)，可能僅要求確定在比閾值頻率高的較高頻帶中幅度是否比閾值幅度大，沒必要針對每個(gè)子載波計(jì)算準(zhǔn)確的最大多普勒頻率。
下面將描述多普勒頻率計(jì)算電路21的第一變體示例。圖5示出了根據(jù)第一變體示例的多普勒頻率計(jì)算電路21的方框結(jié)構(gòu)圖。
最大多普勒頻率計(jì)算電路35接收提供來的錯(cuò)誤標(biāo)志，該標(biāo)志指示對TMCC信息的糾錯(cuò)的成功/失敗。如果糾錯(cuò)成功，則錯(cuò)誤標(biāo)志指示“L”(LOW)，而如果糾錯(cuò)失敗，則指示“H”(HIGH)。當(dāng)錯(cuò)誤標(biāo)志指示“H”(HIGH)時(shí)，即，當(dāng)對TMCC信息的糾錯(cuò)失敗時(shí)，最大多普勒頻率計(jì)算電路35提升用于計(jì)算最大多普勒頻率的閾值幅度，并且采用具有較高可靠性的信息。
接下來將描述多普勒頻率計(jì)算電路21的第二變體示例。圖6示出了根據(jù)第二變體示例的多普勒頻率計(jì)算電路21的方框結(jié)構(gòu)圖。
插值濾波器控制電路36接收提供來的錯(cuò)誤標(biāo)志，該標(biāo)志指示對TMCC信息的糾錯(cuò)的成功/失敗。該錯(cuò)誤標(biāo)志與第一變體示例的錯(cuò)誤標(biāo)志相同。當(dāng)錯(cuò)誤標(biāo)志指示“H”(HIGH)時(shí)，即，當(dāng)對TMCC信息的糾錯(cuò)失敗時(shí)，插值濾波器控制電路36保持插值有效性信號的標(biāo)志的狀態(tài)。
接下來將更詳細(xì)地描述均衡電路22。圖7示出了均衡電路22的方框結(jié)構(gòu)圖。
如圖7所示，均衡電路22包括SP信號提取電路41、參考SP信號生成電路42、調(diào)制相位消除電路43、時(shí)間方向插值濾波器44、頻率方向插值濾波器45和復(fù)劃分電路46。
SP信號提取電路41從OFDM頻域信號中消除信息分量，然后僅從其提取出SP信號。
調(diào)制相位消除電路43利用由參考SP信號生成電路42生成的參考SP信號消除提取出的SP信號的經(jīng)調(diào)制分量。消除了經(jīng)調(diào)制分量的SP信號表現(xiàn)出SP信號被插入到的子載波的發(fā)送路徑特性。
時(shí)間方向插值濾波器44識別插值有效性信號，并且基于識別結(jié)果確定是否有必要執(zhí)行時(shí)間方向插值處理。
圖8示出了時(shí)間方向插值濾波器44的方框結(jié)構(gòu)圖。
如圖8所示，時(shí)間方向插值濾波器44包括插值濾波器51、延遲電路52、倍增器53和選擇器54。
插值濾波器51將消除了經(jīng)調(diào)制分量的SP信號輸入到時(shí)間方向插值濾波器，對其執(zhí)行時(shí)間方向插值處理，然后估計(jì)包括每個(gè)OFDM符號的SP信號的子載波的發(fā)送路徑特性。結(jié)果，對于所有的OFDM符號，估計(jì)出在頻率方向上每3個(gè)子載波的發(fā)送路徑特性。
延遲電路52將SP信號延遲插值濾波器51中的延遲時(shí)間。倍增器53的增益與插值濾波器51的直流增益相同。
選擇器54由插值有效性信號控制。當(dāng)插值有效性信號指示“L”(LOW)時(shí)，即，當(dāng)要求插值時(shí)，選擇器54選擇來自插值濾波器51的輸出，并且將所選的輸出輸出到頻率方向插值濾波器45。另一方面，當(dāng)插值有效性信號指示“H”(HIGH)時(shí)，即，當(dāng)不要求插值時(shí)，選擇器54選擇來自倍增器53的輸出，并且將所選的輸出輸出到頻率方向插值濾波器45。
頻率方向插值濾波器45由插值有效性信號控制。當(dāng)插值有效性信號指示“L”(LOW)時(shí)，即，當(dāng)要求插值時(shí)，頻率方向插值濾波器45通過對在時(shí)間方向上插值后的SP信號執(zhí)行3倍過采樣來執(zhí)行頻率方向插值處理，然后估計(jì)OFDM符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑特性。另一方面，當(dāng)插值有效性信號指示“H”(HIGH)時(shí)，即，當(dāng)不要求插值時(shí)，頻率方向插值濾波器45通過對未在時(shí)間方向上插值的SP信號執(zhí)行12倍過采樣來執(zhí)行頻率方向插值處理(如圖9所示)，然后估計(jì)OFDM符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑特性。
復(fù)劃分電路46通過利用估計(jì)出的發(fā)送路徑特性劃分OFDM頻域信號來對OFDM頻域信號執(zhí)行相位均衡和幅度均衡。
這樣，當(dāng)插值有效性信號指示“H”(HIGH)時(shí)，即，當(dāng)最大多普勒頻率fdmax比閾值頻率大時(shí)，均衡電路22將操作切換到不執(zhí)行時(shí)間方向插值處理。從而，即使在多普勒頻率較高并且不滿足尼奎斯特條件時(shí)，也可以正確地估計(jì)出發(fā)送路徑特性。
盡管已描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以明確作出各種改變和修改。
例如，盡管在本實(shí)施例中采用了包括TMCC信號的子載波的接收信號點(diǎn)來計(jì)算最大多普勒頻率，但是也可以采用DVB-T標(biāo)準(zhǔn)中的AC(輔助信道)信號、CP(連續(xù)導(dǎo)頻)信號或TPS(發(fā)送參數(shù)信令)信號，而不限于TMCC信號。換言之，可能僅要求該信號被發(fā)送到OFDM幀中的所有OFDM符號，而不要求均衡處理。
此外，盡管在本實(shí)施例中描述了基于最大多普勒頻率確定在均衡電路中執(zhí)行時(shí)間方向插值處理的必要性，但是也可以不限于均衡處理，而是可以基于最大多普勒頻率來改變AGC(自動增益控制)的響應(yīng)速度。例如，當(dāng)最大多普勒頻率較高時(shí)，即，當(dāng)在運(yùn)動中接收信號時(shí)運(yùn)動速度較高時(shí)，優(yōu)選可以提高AGC的響應(yīng)速度。
權(quán)利要求
1.一種用于計(jì)算多普勒頻率的多普勒頻率計(jì)算裝置，所述多普勒頻率是通過其發(fā)送正交頻分復(fù)用信號的發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小，所述裝置包括接收信號點(diǎn)存儲器裝置，用于存儲具有所述正交頻分復(fù)用信號的參考載波信號的子載波的接收信號點(diǎn)；經(jīng)調(diào)制分量消除裝置，用于從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器裝置中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量；以及多普勒頻率計(jì)算裝置，用于通過對已由所述經(jīng)調(diào)制分量消除裝置消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的所述接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的多普勒頻率計(jì)算裝置，其中所述多普勒頻率計(jì)算裝置針對每個(gè)子載波對已由所述經(jīng)調(diào)制分量消除裝置消除了經(jīng)調(diào)制分量的所述接收信號點(diǎn)執(zhí)行傅立葉變換，并且計(jì)算超出閾值幅度的最大頻率作為多普勒頻率。
3.如權(quán)利要求2所述的多普勒頻率計(jì)算裝置，還包括糾錯(cuò)解碼裝置，用于對發(fā)送控制信息執(zhí)行糾錯(cuò)解碼，其中，所述多普勒頻率計(jì)算裝置定義所述糾錯(cuò)解碼失敗時(shí)的閾值幅度大于所述糾錯(cuò)解碼成功時(shí)的閾值幅度。
4.如權(quán)利要求1所述的多普勒頻率計(jì)算裝置，其中，所述參考載波信號是發(fā)送控制信息、輔助信道信號和連續(xù)導(dǎo)頻信號之一。
5.一種用于計(jì)算多普勒頻率的多普勒頻率計(jì)算方法，所述多普勒頻率是通過其發(fā)送正交頻分復(fù)用信號的發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小，所述方法包括以下步驟在接收信號點(diǎn)存儲器裝置中存儲具有所述正交頻分復(fù)用信號的參考載波信號的子載波的接收信號點(diǎn)；從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器裝置中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量；以及通過對所述已消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率。
6.一種用于對在發(fā)送符號內(nèi)的具有在預(yù)定子載波中分散的導(dǎo)頻信號的正交頻分復(fù)用信號進(jìn)行解調(diào)的正交頻分復(fù)用解調(diào)裝置，其中，所述發(fā)送符號是從對預(yù)定頻帶內(nèi)的多個(gè)子載波的信息進(jìn)行劃分和正交調(diào)制產(chǎn)生的，并且被作為一個(gè)發(fā)送單元處理，所述導(dǎo)頻信號具有特定的功率量和特定的相位，所述裝置包括傅立葉轉(zhuǎn)換裝置，用于對發(fā)送符號中的正交頻分復(fù)用信號執(zhí)行傅立葉轉(zhuǎn)換；導(dǎo)頻信號提取裝置，用于從由所述傅立葉轉(zhuǎn)換裝置傅立葉轉(zhuǎn)換后的信號中提取每個(gè)發(fā)送符號的導(dǎo)頻信號；波形均衡裝置，用于通過利用時(shí)間方向插值濾波器和頻率方向插值濾波器對由所述導(dǎo)頻信號提取裝置提取出的所述導(dǎo)頻信號進(jìn)行插值來估計(jì)發(fā)送符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑的特性，并且基于估計(jì)出的所述子載波的發(fā)送路徑的特性對已由所述傅立葉轉(zhuǎn)換裝置執(zhí)行了傅立葉轉(zhuǎn)換的信號執(zhí)行波形均衡；以及多普勒頻率計(jì)算裝置，用于在接收信號點(diǎn)存儲器裝置中存儲具有所述正交頻分復(fù)用信號的導(dǎo)頻信號的子載波的接收信號點(diǎn)，從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器裝置中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量，然后通過對所述已消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率，所述多普勒頻率是所述發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小，其中，所述波形均衡裝置僅在所述多普勒頻率計(jì)算裝置計(jì)算出的多普勒頻率比閾值頻率大時(shí)才利用所述頻率方向插值濾波器執(zhí)行插值來計(jì)算所述發(fā)送符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑的特性。
7.一種用于計(jì)算多普勒頻率的多普勒頻率計(jì)算裝置，所述多普勒頻率是通過其發(fā)送正交頻分復(fù)用信號的發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小，所述裝置包括接收信號點(diǎn)存儲器部分，用于存儲具有所述正交頻分復(fù)用信號的參考載波信號的子載波的接收信號點(diǎn)；經(jīng)調(diào)制分量消除部分，用于從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器部分中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量；以及多普勒頻率計(jì)算部分，用于通過對已由所述經(jīng)調(diào)制分量消除部分消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的所述接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率。
8.一種用于對在發(fā)送符號內(nèi)的具有在預(yù)定子載波中分散的導(dǎo)頻信號的正交頻分復(fù)用信號進(jìn)行解調(diào)的正交頻分復(fù)用解調(diào)裝置，其中，所述發(fā)送符號是從對預(yù)定頻帶內(nèi)的多個(gè)子載波的信息進(jìn)行劃分和正交調(diào)制產(chǎn)生的，并且被作為一個(gè)發(fā)送單元處理，所述導(dǎo)頻信號具有特定的功率量和特定的相位，所述裝置包括傅立葉轉(zhuǎn)換部分，用于對發(fā)送符號中的正交頻分復(fù)用信號執(zhí)行傅立葉轉(zhuǎn)換；導(dǎo)頻信號提取部分，用于從由所述傅立葉轉(zhuǎn)換部分傅立葉轉(zhuǎn)換后的信號中提取每個(gè)發(fā)送符號的導(dǎo)頻信號；波形均衡部分，用于通過利用時(shí)間方向插值濾波器和頻率方向插值濾波器對由所述導(dǎo)頻信號提取部分提取出的所述導(dǎo)頻信號進(jìn)行插值來估計(jì)發(fā)送符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑的特性，并且基于估計(jì)出的所述子載波的發(fā)送路徑的特性對已由所述傅立葉轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行了傅立葉轉(zhuǎn)換的信號執(zhí)行波形均衡；以及多普勒頻率計(jì)算部分，用于在接收信號點(diǎn)存儲器部分中存儲具有所述正交頻分復(fù)用信號的導(dǎo)頻信號的子載波的接收信號點(diǎn)，從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器部分中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量，然后通過對所述已消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率，所述多普勒頻率是所述發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小，其中，所述波形均衡部分僅在所述多普勒頻率計(jì)算部分計(jì)算出的多普勒頻率比閾值頻率大時(shí)才利用所述頻率方向插值濾波器執(zhí)行插值來計(jì)算所述發(fā)送符號內(nèi)的所有子載波的發(fā)送路徑的特性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多普勒頻率計(jì)算裝置和方法以及正交頻分復(fù)用(OFDM)解調(diào)裝置。用于計(jì)算多普勒頻率(多普勒頻率是通過其發(fā)送OFDM信號的發(fā)送路徑的特性的隨時(shí)間波動的大小)的多普勒頻率計(jì)算裝置包括接收信號點(diǎn)存儲器部分，用于存儲具有OFDM信號的參考載波信號的子載波的接收信號點(diǎn)；經(jīng)調(diào)制分量消除部分，用于從存儲在所述接收信號點(diǎn)存儲器部分中的所述接收信號點(diǎn)消除經(jīng)調(diào)制分量；以及多普勒頻率計(jì)算部分，用于通過對已由所述經(jīng)調(diào)制分量消除部分消除了經(jīng)調(diào)制分量的每個(gè)子載波的所述接收信號點(diǎn)執(zhí)行頻率分析來計(jì)算多普勒頻率。
文檔編號H04L27/38GK1897586SQ20061009857
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者岡田隆宏 申請人:索尼株式會社