專利名稱：在接收器中增進(jìn)通道估算并補(bǔ)償剩余頻率偏移的均衡電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于正交頻分多路復(fù)用(orthogonal frequency divisionmultiplexing，OFDM)系統(tǒng)，尤其是關(guān)于符合IEEE 802.11a或IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)的正交頻分多路復(fù)用基帶接收器(baseband receiver)。
背景技術(shù)：
正交頻分多路復(fù)用(OFDM)為一種調(diào)制技術(shù)，運(yùn)用于符合諸如IEEE802.11a或802.11g的無線網(wǎng)絡(luò)。OFDM將數(shù)據(jù)分散在數(shù)個次載波(sub-carrier)上進(jìn)行傳遞，每個次載波相分隔一定的頻率。由于在次載波上傳遞的數(shù)據(jù)具有正交性(orthogonality)，因此不會互相干擾。由于數(shù)據(jù)被分散傳遞，每一次載波上可用以傳遞的數(shù)據(jù)符號(symbol)的時間被延長，因此可減少符號間干擾(inter symbol interference)。因此OFDM技術(shù)在高位傳輸率的通信系統(tǒng)廣受歡迎。
在IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)中，載波頻率為5GHz。共有64個次載波，各相隔312.5KHz(＝20MHz/64，其中20MHz為頻道頻寬)。在64個次載波中，包含52個非零次載波，其中48個數(shù)據(jù)次載波用以傳遞數(shù)據(jù)，而4個導(dǎo)頻次載波(pilot subcarrier)用以傳遞導(dǎo)頻信號(pilot tones)。每個次載波每秒傳遞312.5K個符號。數(shù)據(jù)被放入3.2微秒的幀并加上0.8微秒的循環(huán)前綴(cyclic prefix)以防符號間干擾，數(shù)據(jù)幀與循環(huán)前綴形成一共計(jì)4微秒的符號(symbol)。通常在48-正交調(diào)幅(quadrature amplitude modulation，QAM)信號上，欲產(chǎn)生48個數(shù)據(jù)符號，必須以超過3.2微秒的時間執(zhí)行64點(diǎn)的快速富利葉轉(zhuǎn)換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)。對不同的調(diào)制編碼方式，其執(zhí)行效率各有不同。對二元相移鍵控(binary phase shift keying，BPSK)調(diào)制而言，若每符號為一位(bit)，在4微秒內(nèi)通過48個位的數(shù)據(jù)，則其數(shù)據(jù)流總計(jì)為每秒傳遞1千2百萬個位，而半速卷積編碼(half-rateconvolutional coding)則能將下批數(shù)據(jù)流降至每秒傳遞6百萬個位，但對64-正交調(diào)幅(64-QAM)調(diào)制而言，其數(shù)據(jù)流為二元相移鍵控調(diào)制的六倍，即數(shù)據(jù)流總計(jì)為每秒傳遞7千2百萬個位。
圖1所示為依據(jù)IEEE 802.11a的OFDM基帶發(fā)送器100的方塊圖。該OFDM基帶發(fā)送器100包括信號調(diào)制模塊(signal mapper)102，串行至并行轉(zhuǎn)換模塊104，反富利葉轉(zhuǎn)換模塊106，并行至串行轉(zhuǎn)換模塊108，循環(huán)前綴插入模塊110，數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換模塊112，以及射頻發(fā)送器114。輸入數(shù)據(jù)首先經(jīng)由信號調(diào)制模塊102運(yùn)用正交調(diào)幅或二元相移鍵控進(jìn)行調(diào)制。接著串行數(shù)據(jù)流經(jīng)由串行至并行轉(zhuǎn)換模塊104轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)流。接著數(shù)據(jù)流被反富利葉轉(zhuǎn)換模塊106進(jìn)行快速反富利葉轉(zhuǎn)換(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)的處理，以使數(shù)據(jù)流保持正交性。在快速反富利葉轉(zhuǎn)換前的數(shù)據(jù)流為頻域數(shù)據(jù)，表示為X[n]；快速反富利葉轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)流為時域數(shù)據(jù)，表示為x[n]；其中n為次載波的序號。接著數(shù)據(jù)經(jīng)由并行至串行轉(zhuǎn)換模塊108轉(zhuǎn)換回串行數(shù)據(jù)。最后，循環(huán)前綴插入模塊110將一循環(huán)前綴(cyclic prefix)插入數(shù)據(jù)流的OFDM符號之間。此時OFDM符號已形成。當(dāng)信號經(jīng)由數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換模塊112轉(zhuǎn)換為模擬類型，并經(jīng)由射頻發(fā)送器114以一載波頻率fc調(diào)制并發(fā)送，一射頻信號便經(jīng)由信道150傳遞至接收端。
圖2所示為依據(jù)IEEE 802.11a的OFDM基帶接收器200的方塊圖。該OFDM基帶接收器200包括射頻接收器202，取樣模塊204，同步電路206，循環(huán)前綴移除模塊208，串行至并行轉(zhuǎn)換模塊210，快速富利葉轉(zhuǎn)換模塊212，信道估算(channel estimation)與均衡(equalization)模塊214，并行至串行轉(zhuǎn)換模塊216，以及信號解調(diào)模塊(signal demapper)218?；鶐Ы邮掌?00的操作與發(fā)送器100相反。首先，載波頻率為fc’的信號通過傳遞信道150后，被射頻接收器202接收，且在經(jīng)過取樣模塊204取樣后，經(jīng)由同步電路206內(nèi)的載波頻率偏移修正模塊226補(bǔ)償載波頻率偏移效應(yīng)(carrier frequencyoffset，CFO)，載波頻率偏移效應(yīng)是由發(fā)送器100的載波頻率fc與接收器200的載波頻率fc’的誤差造成。同步電路206還包括幀檢測模塊220與時序同步模塊224。幀檢測模塊220檢測數(shù)據(jù)樣本的符號幀，而時序同步模塊224檢測幀內(nèi)、數(shù)據(jù)樣本的符號邊界。接收器200必須確定符號邊界，以確?？焖俑焕~轉(zhuǎn)換時，只寫入移除循環(huán)前綴的OFDM符號的信號。檢測幀內(nèi)的符號邊界還可避免取樣錯誤造成的符號間干擾(inter symbol interference，ISI)。當(dāng)循環(huán)前綴部分被循環(huán)前綴移除模塊208移除后，數(shù)據(jù)樣本由串行轉(zhuǎn)換為并行傳輸，然后送至快速富利葉轉(zhuǎn)換模塊212，以將時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)回頻域數(shù)據(jù)。由于信號通過傳遞信道150時，不同頻率的次載波遭受不同程度的衰減，必須經(jīng)過信道估算與均衡模塊214，以均衡衰減。通過并行至串行轉(zhuǎn)換模塊216將并行數(shù)據(jù)流還原為串行數(shù)據(jù)流后，數(shù)據(jù)樣本被信號解調(diào)模塊218以QAM或BPSK方式解調(diào)，以還原為原始輸入信號。
無線系統(tǒng)中有許多造成頻率偏移(frequency offset)的原因。其中的主要原因?yàn)閭魉投伺c接收端載波振蕩頻率的差異及都卜勒效應(yīng)(Doppershift)。頻率偏移會損害OFDM符號載波間的正交性，并在OFDM解調(diào)輸出端產(chǎn)生載波間干擾(inter-channel interference，ICI)。因此圖2中的載波頻率偏移修正模塊226被用來補(bǔ)償信號樣本的載波頻率偏移(CFO)。IEEE標(biāo)準(zhǔn)中指定的OFDM信號的幀結(jié)構(gòu)包含10個相同的短訓(xùn)練符號(short trainingsymbol)，以及2個相同的長訓(xùn)練符號(long training symbol)，其中每一短訓(xùn)練符號持續(xù)0.8微秒且包含16個樣本，每一長訓(xùn)練符號持續(xù)3.2微秒且包含64個樣本。這些符號可被用來進(jìn)行載波頻率偏移的估算，所以經(jīng)由觀察接收端所接收的訓(xùn)練符號的結(jié)構(gòu)與預(yù)定結(jié)構(gòu)的差異，便能衡量載波頻率偏移量。然而，由在在傳統(tǒng)做法中，載波頻率偏移的估算不夠精確，必須有其它的補(bǔ)償機(jī)制，來補(bǔ)償經(jīng)載波頻率偏移補(bǔ)償后剩余的頻率偏移(remnant frequencyoffset)。否則，由于OFDM系統(tǒng)遠(yuǎn)較一般的單一載波系統(tǒng)更易受到載波頻率偏移的影響，即使僅殘存少量的剩余頻率偏移亦可能導(dǎo)致系統(tǒng)效能的嚴(yán)重降低。
圖3為公知技術(shù)中通道估算與均衡模塊300的方塊圖。信道估算與均衡模塊300用以實(shí)施信道均衡(channel equalization)，并為圖2中的通道估算與均衡模塊214的一實(shí)施例。信道均衡是用以補(bǔ)償在多路徑衰減(multi-path fading)的信號信道所造成的信道失真(channel distortion)，此通道失真將會造成接收端信號的符號間干擾(ISI)。為了去除符號間干擾，通道估算與均衡模塊300需要知道信道脈沖響應(yīng)值(channel impulseresponse)Hk，而信道估算模塊302便是用以估算Hk值。其中下標(biāo)號k表示次載波的標(biāo)號。接著倒數(shù)模塊304產(chǎn)生信道脈沖響應(yīng)值Hk的倒數(shù)Rk。假設(shè)信道估算與均衡模塊300自快速傅立葉轉(zhuǎn)換模塊212接收一信號Yk，均衡器306便可運(yùn)用通道脈沖響應(yīng)值Hk的倒數(shù)Rk補(bǔ)償信號Yk的信道失真，以產(chǎn)生一信號Xk。然而，若通道脈沖響應(yīng)Hk的估算值不夠精確，信號Xk將不會完全反映傳輸端的信號值。因此，需要一方法以估算更精確的通道脈沖響應(yīng)Hk。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種均衡電路，其可獲得更加精確的通道脈沖響應(yīng)估算值，或?qū)τ谑Ｓ囝l率偏移進(jìn)行補(bǔ)償，以解決公知技術(shù)存在的問題。
本發(fā)明在實(shí)施例中提供一種均衡電路，用于正交頻分多路復(fù)用基帶接收器。該均衡電路包括一信道估算與均衡模塊，用以產(chǎn)生一信道脈沖響應(yīng)，并根據(jù)該脈沖響應(yīng)以補(bǔ)償一第一信號的信道失真，而得到一第二信號；一剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以根據(jù)該第二信號中的導(dǎo)頻信號估計(jì)剩余頻率偏移造成的偏移相位，并根據(jù)該偏移相位補(bǔ)償該第二信號，以得到一第三信號；以及一誤差估算模塊，耦接至該剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，用以產(chǎn)生該第三信號的硬決策估算值，計(jì)算該第三信號與該硬決策估算值的差額以產(chǎn)生一誤差估算值，并將該誤差估算值反饋至該通道估算與均衡模塊。其中該信道估算與均衡模塊根據(jù)該誤差估算值修正該第一信號下一時點(diǎn)樣本的該信道脈沖響應(yīng)的估算值。
本發(fā)明還在實(shí)施例中提供一種均衡電路，用于正交頻分多路復(fù)用基帶接收器。該均衡電路包括一信道估算與均衡模塊，用以產(chǎn)生一信道脈沖響應(yīng)，并根據(jù)該脈沖響應(yīng)以補(bǔ)償一第一信號的信道失真，而得到一第二信號；以及一誤差估算模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以產(chǎn)生該第二信號的硬決策估算值，計(jì)算該第二信號與該硬決策估算值的差額以產(chǎn)生一誤差估算值，并將該誤差估算值反饋至該通道估算與均衡模塊。其中該信道估算與均衡模塊根據(jù)該誤差估算值修正該第一信號下一時點(diǎn)樣本的該信道脈沖響應(yīng)的估算值。
本發(fā)明還在實(shí)施例中提供一種均衡電路，用于正交頻分多路復(fù)用基帶接收器。該均衡電路包括一信道估算與均衡模塊，用以產(chǎn)生一信道脈沖響應(yīng)，并根據(jù)該脈沖響應(yīng)以補(bǔ)償一第一信號的信道失真，而得到一第二信號；以及一剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以根據(jù)該第二信號中的導(dǎo)頻信號估計(jì)剩余頻率偏移造成的偏移相位，并根據(jù)該偏移相位補(bǔ)償該第二信號，以得到一第三信號。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉數(shù)較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下


圖1為依據(jù)IEEE 802.11a的OFDM基帶發(fā)送器的方塊圖；圖2為依據(jù)IEEE 802.11a的OFDM基帶接收器的方塊圖；圖3為公知技術(shù)中通道估算與均衡模塊的方塊圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明的具有信道估算校正功能的均衡電路的方塊圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明的具有剩余頻率偏移補(bǔ)償功能的均衡電路的方塊圖；圖6為依據(jù)本發(fā)明的同時具有通道估算校正及剩余頻率偏移補(bǔ)償功能的均衡電路的方塊圖；圖7為依據(jù)本發(fā)明的同時具有通道估算校正及剩余頻率偏移補(bǔ)償功能的另一均衡電路的方塊圖。
主要組件符號說明(圖1)102-信號調(diào)制模塊(signal mapper)102；104-串行至并行轉(zhuǎn)換模塊；106-反富利葉轉(zhuǎn)換模塊；108-并行至串行轉(zhuǎn)換模塊；110-循環(huán)前綴插入模塊；112-數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換模塊；114-射頻發(fā)送器；(圖2)202-射頻接收器；204-取樣模塊；206-同步電路；208-循環(huán)前綴移除模塊；210-串行至并行轉(zhuǎn)換；212-快速富利葉轉(zhuǎn)換模塊；214-通道估算(channel estimation)與均衡(equalization)模塊214；216-并行至串行轉(zhuǎn)換模塊；218-信號解調(diào)模塊(signal demapper)；(圖3)
212-快速富利葉轉(zhuǎn)換模塊300-信道估算與均衡模塊302-信道估算模塊304-倒數(shù)模塊306-均衡器(圖4)212-快速富利葉轉(zhuǎn)換模塊450-信道估算與均衡模塊402-信道估算模塊404-倒數(shù)模塊406-均衡器410-修正模塊470-誤差估算模塊412-硬決策模塊414-誤差計(jì)算模塊(圖5)212-快速富利葉轉(zhuǎn)換模塊550-信道估算與均衡模塊502-信道估算模塊504-倒數(shù)模塊506-均衡器560-剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊522-相位旋轉(zhuǎn)模塊520-導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊(第6、7圖)212-快速富利葉轉(zhuǎn)換模塊650、750-信道估算與均衡模塊602、702-信道估算模塊604、704-倒數(shù)模塊606、706-均衡器610、710-修正模塊
660、760-剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊622、722-相位旋轉(zhuǎn)模塊620、720-導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊670、770-誤差估算模塊612、712-硬決策模塊614、714-誤差計(jì)算模塊具體實(shí)施方式
圖4為依據(jù)本發(fā)明的具有信道估算校正功能的均衡電路400的方塊圖。均衡電路400包括一信道估算與均衡模塊450與一誤差估算模塊470。信道估算與均衡模塊450類似圖3的通道估算與均衡模塊300，但均衡電路400增加了誤差估算模塊470以增進(jìn)信道估算的精確性。誤差估算模塊470運(yùn)用硬決策算式以產(chǎn)生均衡后信號的硬決策估算值，該硬決策估算值又被回送到通道估算與均衡模塊450以增進(jìn)下一通道脈沖響應(yīng)值的估算精確度。
首先，快速富立葉轉(zhuǎn)換模塊212執(zhí)行快速富立葉轉(zhuǎn)換，以將第k個次載波上的信號樣本轉(zhuǎn)換為頻域信號Yk，k表示次載波的標(biāo)號。接著，頻域信號Yk被送入信道估算與均衡模塊450。信道估算與均衡模塊450包括信道估算模塊402、修正模塊410、倒數(shù)模塊404、以及均衡器406。信道估算模塊402首先產(chǎn)生上一樣本的信道脈沖響應(yīng)值的估算值Hk(n-1)。接著，修正模塊410依據(jù)下式修正通道脈沖響應(yīng)值的估算值Hk(n-1)，以產(chǎn)生較精確的通道脈沖響應(yīng)的修正估算值Hk(n)Hk(n)＝Hk(n-1)+u×Ek(n-1)×conj(Xk，HD(n-1))；其中n表示目前樣本的標(biāo)號，n-1表示上一樣本的標(biāo)號。u為預(yù)設(shè)的常數(shù)，Ek(n-1)為第k個次載波信號的上一樣本的誤差估算值，Xk為均衡器406產(chǎn)生的輸出信號，Xk，HD則為信號Xk的硬決策估算值，Conj(Xk，HD)則為Xk，HD的補(bǔ)碼(conjugate)。誤差估算值Ek的產(chǎn)生方法將在下一段落再進(jìn)行解釋。倒數(shù)模塊404接著產(chǎn)生信道脈沖響應(yīng)的修正估算值Hk的倒數(shù)Rk。
接著均衡器406借著通道脈沖響應(yīng)的修正估算值Hk的倒數(shù)Rk以補(bǔ)償信號Yk，經(jīng)補(bǔ)償后的信號為Xk。均衡器406依據(jù)下式產(chǎn)生信號XkXk(n)＝Y(jié)k(n)/Hk(n)＝Y(jié)k(n)×Rk(n)；信號Xk接著被送入誤差估算模塊470，其包含硬決策模塊412與誤差計(jì)算模塊414。硬決策模塊412運(yùn)用一硬決策(Hard decision)方式產(chǎn)生信號Xk的硬決策估算值信號Xk，HD誤差計(jì)算模塊414則依據(jù)下列算式以硬決策估算值信號Xk，HD計(jì)算誤差估算值EkEk(n)＝(Xk(n)-Xk，HD(n))×Hk(n)；其中n表示目前樣本的標(biāo)號。接著，誤差估算值Ek被送至修正模塊410以對下一時點(diǎn)(n+1)的樣本進(jìn)行修正，以產(chǎn)生通道脈沖響應(yīng)的修正估算值Hk(n+1)。由于均衡電路400增加了硬決策模塊412、誤差計(jì)算模塊414、以及修正模塊410，信道脈沖響應(yīng)的估算值可以通過遞歸式地修正以增進(jìn)精確度，因此均衡電路400的效能較圖3的通道估算與均衡模塊300為佳。
圖5顯示依據(jù)本發(fā)明的具有剩余頻率偏移補(bǔ)償功能的均衡電路500的方塊圖。均衡電路500包括一信道估算與均衡模塊550與一剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊560。信道估算與均衡模塊550類似圖3的通道估算與均衡模塊300，但均衡電路500增加了剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊560以在信號的頻域補(bǔ)償剩余頻率偏移。剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊560利用導(dǎo)頻信號(pilot signal)的相位估算剩余頻率偏移，并對其進(jìn)行補(bǔ)償。首先，快速富立葉轉(zhuǎn)換模塊212執(zhí)行快速富立葉轉(zhuǎn)換，以將信號樣本自轉(zhuǎn)換為頻域信號Yk，k表示次載波的標(biāo)號。接著，頻域信號Yk被送入信道估算與均衡模塊550。信道估算與均衡模塊550包括信道估算模塊502、倒數(shù)模塊504、以及均衡器506。信道估算模塊502首先產(chǎn)生一第k個次載波的通道脈沖響應(yīng)值的估算值Hk。倒數(shù)模塊504接著產(chǎn)生信道脈沖響應(yīng)值Hk的倒數(shù)Rk。于是均衡器506借著通道脈沖響應(yīng)的估算值Hk的倒數(shù)Rk以補(bǔ)償信號Yk，經(jīng)補(bǔ)償后的信號為Xk。均衡器506依據(jù)下式產(chǎn)生信號XkXk(n)＝Y(jié)k(n)/Hk(n)＝Y(jié)k(n)×Rk(n)。
信號Xk接著被送入剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊560，其包含導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊520與相位旋轉(zhuǎn)模塊522。導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊520運(yùn)用信號Xk的導(dǎo)頻信號Xpilot，j的上一樣本Xpilot，j(n-1)與目前樣本Xpilot，j(n)的差額，根據(jù)下列算式以計(jì)算偏移相位P(n)P(n)=angle(Σj=14[|Hpilot,j(n)|2×(Xpilot,j(n)-Xpilot,j(n-1))]);]]>其中Xpilot，j(n)為信號Xk中第j個導(dǎo)頻信號的目前樣本，Xpilot，j(n-1)為信號Xk中第j個導(dǎo)頻信號的上一樣本，j的范圍為1-4(因?yàn)樾盘朮k共包含有4個導(dǎo)頻信號)，Hpilot，j(n)為第j個導(dǎo)頻信號的目前樣本的信道脈沖響應(yīng)值。
接著，相位旋轉(zhuǎn)模塊522將信號Xk的相位旋轉(zhuǎn)P(n)大小的相角，以得到一信號Zk。換句話說，相位旋轉(zhuǎn)模塊522依據(jù)下列算式產(chǎn)生信號ZkZk(n)＝Xk(n)×exp(j×P(n))；其中exp()為指數(shù)函數(shù)，而該信號Zk即為經(jīng)剩余頻率偏移補(bǔ)償完畢的信號。
圖6為依據(jù)本發(fā)明的同時具有通道估算校正及剩余頻率偏移補(bǔ)償功能的均衡電路600的方塊圖。均衡電路600包括信道估算與均衡模塊650、剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊660、以及誤差估算模塊670。信道估算與均衡模塊650類似圖3的通道估算與均衡模塊300，但均衡電路600增加了剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊660以在信號的頻域補(bǔ)償剩余頻率偏移，并增加誤差估算模塊670以增進(jìn)信道估算的精確性。
首先，快速富立葉轉(zhuǎn)換模塊212執(zhí)行快速富立葉轉(zhuǎn)換，以將第k個次載波上的信號樣本轉(zhuǎn)換為頻域信號Yk，k表示次載波的標(biāo)號。接著，頻域信號Yk被送入信道估算與均衡模塊650。信道估算與均衡模塊650包括信道估算模塊602、修正模塊610、倒數(shù)模塊604、以及均衡器606。信道估算模塊602首先產(chǎn)生上一樣本的信道脈沖響應(yīng)值的估算值Hk(n-1)。接著，修正模塊610依據(jù)下式修正通道脈沖響應(yīng)值的估算值Hk(n-1)，以產(chǎn)生較精確的通道脈沖響應(yīng)的修正估算值Hk(n)Hk(n)＝Hk(n-1)+u×Ek(n-1)×conj(Zk，HD(n-1))；其中n表示目前樣本的標(biāo)號，n-1表示上一樣本的標(biāo)號。u為預(yù)設(shè)的常數(shù)，Ek(n-1)為第k個次載波信號的上一樣本的誤差估算值，Zk為剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊660產(chǎn)生的輸出信號，Zk，HD則為信號Zk的硬決策估算值，Conj(Zk，HD)則為Zk，HD的補(bǔ)碼。倒數(shù)模塊604接著產(chǎn)生信道脈沖響應(yīng)的修正估算值Hk的倒數(shù)Rk。接著均衡器606借著通道脈沖響應(yīng)的修正估算值Hk的倒數(shù)Rk以補(bǔ)償信號Yk，經(jīng)補(bǔ)償后的信號為Xk。均衡器606依據(jù)下式產(chǎn)生信號XkXk(n)＝Y(jié)k(n)/Hk(n)＝Y(jié)k(n)×Rk(n)。
信號Xk接著被送入剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊660，其包含導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊620與相位旋轉(zhuǎn)模塊622。導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊620運(yùn)用信號Xk的導(dǎo)頻信號Xpilot，j的上一樣本Xpilot，j(n-1)與目前樣本Xpilot，j(n)的差額，根據(jù)下列算式以計(jì)算偏移相位P(n)
P(n)=angle(Σj=14[|Hpilot,j(n)|2×(Xpilot,j(n)-Xpilot,j(n-1))]);]]>其中Xpilot，j(n)為信號Xk中第j個導(dǎo)頻信號的目前樣本，Xpilot，j(n-1)為信號Xk中第j個導(dǎo)頻信號的上一樣本，j的范圍為1-4(因?yàn)樾盘朮k共包含有4個導(dǎo)頻信號)，Hpilot，j(n)為第j個導(dǎo)頻信號的目前樣本的信道脈沖響應(yīng)值。
接著，相位旋轉(zhuǎn)模塊622將信號Xk的相位旋轉(zhuǎn)P(n)大小的相角，以得到一信號Zk。換句話說，相位旋轉(zhuǎn)模塊622依據(jù)下列算式產(chǎn)生信號ZkZk(n)＝Xk(n)×exp(j×P(n))；其中exp()為指數(shù)函數(shù)，而該信號Zk即為經(jīng)剩余頻率偏移補(bǔ)償完畢的信號。
信號Zk接著被送入誤差估算模塊670，其包含硬決策模塊612與誤差計(jì)算模塊614。硬決策模塊612運(yùn)用一硬決策(hard decision)方式產(chǎn)生信號Zk的硬決策估算值信號Zk，HD。誤差計(jì)算模塊614則依據(jù)下列算式以硬決策估算值信號Zk，HD計(jì)算誤差估算值EkEk(n)＝(Zk(n)-Zk，HD(n))×Hk(n)；其中n表示目前樣本的標(biāo)號。接著，誤差估算值Ek被送至修正模塊610以對下一時點(diǎn)(n+1)的樣本進(jìn)行修正，以產(chǎn)生通道脈沖響應(yīng)的修正估算值Hk(n+1)。由于均衡電路600的信道脈沖響應(yīng)的估算值可以通過遞歸式地修正以增進(jìn)精確度，且補(bǔ)償了剩余頻率偏移，因此均衡電路600的效能較第4與圖5的均衡電路400、500更佳。
圖7為依據(jù)本發(fā)明的同時具有通道估算校正及剩余頻率偏移補(bǔ)償功能的另一均衡電路700的方塊圖。均衡電路700包括信道估算與均衡模塊750、剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊760、以及誤差估算模塊770。均衡電路700類似圖6的均衡電路600，但均衡電路700的剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊760中的導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊720的功能與均衡電路600的導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊620不相同。
首先，快速富立葉轉(zhuǎn)換模塊212執(zhí)行快速富立葉轉(zhuǎn)換，以將第k個次載波上的信號樣本轉(zhuǎn)換為頻域信號Yk，k表示次載波的標(biāo)號。接著，頻域信號Yk被送入信道估算與均衡模塊650，以產(chǎn)生均衡后的信號Xk。信號Xk接著被送入剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊760，其包含導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊720與相位旋轉(zhuǎn)模塊722。導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊720運(yùn)用相位旋轉(zhuǎn)模塊722的輸出信號Zk的導(dǎo)頻信號Zpilot，j的上一樣本Zpilot，j(n-1)與其硬決策估算值ZpilotHD，j(n-1)，根據(jù)下列算式以計(jì)算偏移相位P(n)P(n)=angle(Σj=14Zpilot,j(n-1)×conj(ZpilotHD,j(n-1))×|Hpilot,j(n)|2);]]>其中Zpilot，j(n-1)為信號Zk中第j個導(dǎo)頻信號的上一樣本，ZpilotHD，j(n-1)為Zpilot，j(n-1)的硬決策估算值，j的范圍為1-4(因?yàn)樾盘朮k共包含有4個導(dǎo)頻信號)，conj()為補(bǔ)碼函數(shù)，Hpilot，j(n)為第j個導(dǎo)頻信號的目前樣本的信道脈沖響應(yīng)值。
接著，相位旋轉(zhuǎn)模塊722將信號Xk的相位旋轉(zhuǎn)P(n)大小的相角，以得到一信號Zk。換句話說，相位旋轉(zhuǎn)模塊622依據(jù)下列算式產(chǎn)生信號ZkZk(n)＝Xk(n)×exp(j×P(n))；其中exp()為指數(shù)函數(shù)，而該信號Zk即為經(jīng)剩余頻率偏移補(bǔ)償完畢的信號。
信號Zk接著被送入誤差估算模塊770，其包含硬決策模塊712與誤差計(jì)算模塊714。由于硬決策模塊712產(chǎn)生信號Zk的硬決策估算值信號Zk，HD，其中所包含的導(dǎo)頻信號Zpilot，HD部分被送至導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊720以進(jìn)行下一樣本的偏移相位P(n)的計(jì)算。均衡電路700的其它模塊則與均衡電路600相同。由于均衡電路700的信道脈沖響應(yīng)的估算值可以通過遞歸式地修正以增進(jìn)精確度，且補(bǔ)償了剩余頻率偏移，因此均衡電路700的效能亦較第4與圖5的均衡電路400、500更佳。
本發(fā)明提供一方法以精確估算通道脈沖響應(yīng)值并補(bǔ)償剩余頻率偏移。由于最終的均衡結(jié)果更加精確，因此OFDM基帶接收器整體的效能亦被提升。
本發(fā)明雖以優(yōu)選實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以所提出的權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種均衡電路，用于正交頻分多路復(fù)用基帶接收器，包括一通道估算與均衡模塊，根據(jù)所產(chǎn)生的一通道脈沖響應(yīng)，用以補(bǔ)償所接收的一第一信號的信道失真，而產(chǎn)生一第二信號；一剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以根據(jù)偏移相位補(bǔ)償所接收的該第二信號，以產(chǎn)生一第三信號；以及一誤差估算模塊，耦接至該剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，用以將所產(chǎn)生的一誤差估算值反饋至該通道估算與均衡模塊；其中該信道估算與均衡模塊根據(jù)該誤差估算值修正該第一信號下一時點(diǎn)樣本的該信道脈沖響應(yīng)的估算值。
2.如權(quán)利要求1所述的均衡電路，其中該剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊包括一導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以根據(jù)該第二信號中的導(dǎo)頻信號估計(jì)剩余頻率偏移造成的該偏移相位；以及一相位旋轉(zhuǎn)模塊，耦接至該導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊，用以將該第二信號的相位旋轉(zhuǎn)該偏移相位值，以得到該第三信號。
3.如權(quán)利要求1所述的均衡電路，其中該誤差估算模塊包括一硬決策模塊，耦接至該剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，用以產(chǎn)生該第三信號的該硬決策估算值；以及一誤差計(jì)算模塊，耦接至該硬決策模塊，用以計(jì)算該第三信號與該硬決策估算值的差額以產(chǎn)生該誤差估算值。
4.如權(quán)利要求1所述的均衡電路，其中該信道估算與均衡模塊包括一信道估算模塊，用以估計(jì)該第一信號的信道失真以產(chǎn)生該信道脈沖響應(yīng)值；一修正模塊，耦接至該信道估算模塊，用以根據(jù)該誤差估算值修正該第一信號下一時點(diǎn)樣本的該信道脈沖響應(yīng)值；以及一均衡器，耦接至該修正模塊，用以根據(jù)該信道脈沖響應(yīng)值以補(bǔ)償該第一信號，而得到該第二信號。
5.一種均衡電路，用于正交頻分多路復(fù)用(OFDM)基帶接收器，包括一通道估算與均衡模塊，根據(jù)所產(chǎn)生的一通道脈沖響應(yīng)，用以補(bǔ)償所接收的一第一信號的信道失真，而產(chǎn)生一第二信號；以及一誤差估算模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以將所產(chǎn)生的一誤差估算值反饋至該通道估算與均衡模塊；其中該信道估算與均衡模塊根據(jù)該誤差估算值修正該第一信號下一時點(diǎn)樣本的該信道脈沖響應(yīng)的估算值。
6.如權(quán)利要求5所述的均衡電路，其中該誤差估算模塊包括一硬決策模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以產(chǎn)生該第二信號的該硬決策估算值；以及一誤差計(jì)算模塊，耦接至該硬決策模塊，用以計(jì)算該第二信號與該硬決策估算值的差額以產(chǎn)生該誤差估算值。
7.如權(quán)利要求5所述的均衡電路，其中該信道估算與均衡模塊包括一信道估算模塊，用以估計(jì)該第一信號的信道失真以產(chǎn)生該信道脈沖響應(yīng)值；一修正模塊，耦接至該信道估算模塊，用以根據(jù)該誤差估算值修正該第一信號下一時點(diǎn)樣本的該信道脈沖響應(yīng)值；以及一均衡器，耦接至該修正模塊，用以根據(jù)該信道脈沖響應(yīng)值以補(bǔ)償該第一信號，而得到該第二信號。
8.一種均衡電路，用于正交頻分多路復(fù)用基帶接收器，包括一通道估算與均衡模塊，根據(jù)所產(chǎn)生的一通道脈沖響應(yīng)，用以補(bǔ)償所接收的一第一信號的信道失真，而產(chǎn)生一第二信號；以及一剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以根據(jù)偏移相位補(bǔ)償所接收的該第二信號，以產(chǎn)生一第三信號。
9.如權(quán)利要求8所述的均衡電路，其中該剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊包括一導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以根據(jù)該第二信號中的導(dǎo)頻信號估計(jì)剩余頻率偏移造成的該偏移相位；以及一相位旋轉(zhuǎn)模塊，耦接至該導(dǎo)頻信號相位計(jì)算模塊，用以將該第二信號的相位旋轉(zhuǎn)該偏移相位值，以得到該第三信號。
10.如權(quán)利要求8所述的均衡電路，其中該信道估算與均衡模塊包括一信道估算模塊，用以估計(jì)該第一信號的信道失真以產(chǎn)生該信道脈沖響應(yīng)值；以及一均衡器，耦接至該信道估算模塊，用以根據(jù)該信道脈沖響應(yīng)值以補(bǔ)償該第一信號，而得到該第二信號。
全文摘要
一種均衡電路，用于正交頻分多路復(fù)用基帶接收器，包括一信道估算與均衡模塊，用以根據(jù)一脈沖響應(yīng)補(bǔ)償一第一信號的信道失真，而得到一第二信號；一剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，耦接至該通道估算與均衡模塊，用以估計(jì)剩余頻率偏移造成的偏移相位，并根據(jù)該偏移相位補(bǔ)償該第二信號，以得到一第三信號；以及一誤差估算模塊，耦接至該剩余頻率偏移補(bǔ)償模塊，用以根據(jù)該第三信號與其硬決策估算值以產(chǎn)生一誤差估算值，并將該誤差估算值反饋至該通道估算與均衡模塊，以使該信道估算與均衡模塊修正該第一信號下一時點(diǎn)樣本的該信道脈沖響應(yīng)的估算值。
文檔編號H04L25/03GK1848834SQ20061008037
公開日2006年10月18日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者高凱鵬, 陳添輝 申請人:威盛電子股份有限公司