CN101385266A - 正交频分复用解调设备和方法 - Google Patents

正交频分复用解调设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101385266A
CN101385266A CNA2007800050649A CN200780005064A CN101385266A CN 101385266 A CN101385266 A CN 101385266A CN A2007800050649 A CNA2007800050649 A CN A2007800050649A CN 200780005064 A CN200780005064 A CN 200780005064A CN 101385266 A CN101385266 A CN 101385266A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
ofdm
carrier frequency
subcarrier
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800050649A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101385266B (zh
Inventor
冈本卓也
山县拓
冈田隆宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN101385266A publication Critical patent/CN101385266A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101385266B publication Critical patent/CN101385266B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
    • H04L27/261—Details of reference signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H04L27/265—Fourier transform demodulators, e.g. fast Fourier transform [FFT] or discrete Fourier transform [DFT] demodulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668—Details of algorithms
    • H04L27/2673—Details of algorithms characterised by synchronisation parameters
    • H04L27/2675—Pilot or known symbols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

提供一种用于解调正交频分复用(OFDM)信号的OFDM解调设备，其中信息被划分为预定频带中的子载波，被正交地调制，并从而生成发送符号，且将该发送符号用作发送单元。OFDM解调设备具有载波频率偏移检测电路(20)。该载波频率偏移检测电路将子载波划分为组，其中插入了当假设具体偏移量时符合标准而确定的TMCC信号、AC信号或CP信号，该载波频率偏移检测电路将从紧挨着OFDM符号之前开始的相位旋转量的平方映射到复数平面上，从而进行称为旋转向量的变换，计算通过对于每个组累积旋转向量而获取的累积值的绝对值，对于所有组添加累积值的绝对值以获取加法绝对值，并使用当获取最大加法绝对值时所假设的偏移量作为载波频率偏移量。

Description

正交频分复用解调设备和方法
技术领域
本发明涉及用于解调正交频分复用(OFDM)信号的OFDM解调设备和方法。
本发明要求的优先权基于2006年2月9日在日本提交的日本专利申请No.2006-32831，且该申请被引用合并于此。
背景技术
作为用于发送数字信号的系统，使用所谓正交频分复用(OFDM)系统(此后称为OFDM系统)的调制系统。在OFDM系统中，在发送频带中提供较大数量的正交子载波(子载波(subcarrier))，且通过用PSK(相移键控)和QAM(正交幅度调制)来给各个子载波的幅度和相位分配数据，来进行数字调制。
OFDM系统具有如下特性：虽然由于发送频带由大量子载波划分，因此每一个子载波的频带窄且调制速率低，但其总发送速率与传统调制系统的总发送速率相同。另外，在OFDM系统中，由于并行发送大量子载波，因此符号(symbol)速率低，这允许相对于符号时间长度来说短的多路径时间长度。因此，OFDM具有不易受多路径干扰影响的特性。
另外，因为对多个子载波进行数据分配，所以OFDM系统具有如下特性：可以通过使用用于在发送时进行反向傅立叶变换的IFFT(反向快速傅立叶变换)操作电路、并使用用于在接收时进行傅立叶变换的FFT(快速傅立叶变换)操作电路来构造收发电路。
由于上述特性，OFDM被频繁地应用于很容易受多路径干扰影响的数字地面广播。
对其使用OFDM系统的这种数字地面广播的标准的例子包括DVB-T(数字视频广播-地面)、ISDB-T(集成服务数字广播-地面(Integrated ServicesDigital Broadcasting-Terrestrial))和ISDB-TSB(ISDB-T声音广播)。
如图1所示，OFDM系统的发送符号(此后称为OFDM符号)由对应于信号周期的有效符号和通过照原样复制该有效符号的后半部分的波形而获得的防护间隔(guard interval)组成，其中在该信号周期期间，在发送时进行IFFT操作。在OFDM符号的前半部分中提供该防护间隔。在OFDM系统中，这种防护间隔的提供允许由于多路径而导致的符号间干扰，并增强了对多路径的抵抗力。
另外，在OFDM系统中，定义了，通过收集上述多个OFDM符号来形成所谓OFDM帧(frame)的一个发送单元。例如，在ISDB-T标准中，一个OFDM帧由204个OFDM符号组成。在OFDM系统中，基于该OFDM帧单元，定义了例如用于估计信号特性的分散导频(scattered pilot)(SP)信号(此后称为SP信号)和包括发送参数等的TMCC(发送和复用配置控制(Transmission and Multiplexing Configuration Control))/AC(辅助信号(Auxiliary Channel))信号的插入位置。
图2示出了在ISDB-T标准中使用的OFDM帧中的SP信号和TMCC/AC信号的排列样式。SP信号经过BPSK(二进制相移键控)调制，并以沿着子载波方向(频率方向)的十二个子载波中一个子载波的速率被插入。另外，SP信号以沿着OFDM符号方向(时间方向)的相同子载波的每四个OFDM符号一次的速率被插入。另一方面，TMCC/AV信号经过差分BPSK调制，并被插入预定的多个子载波。另外，TMCC/AC信号被插入沿着对于所有OFDM符号的OFDM符号方向(时间方向)的相同的子载波。
注意，此后，TMCC/AC信号被插入的子载波将被称为导频载波，且普通数据信号被插入的子载波将被称为数据载波。
顺带提及，在接收其发送单元是上述OFDM符号的OFDM信号的OFDM接收设备中，由于载波频率偏移，如图3A所示的原始载波排列通常朝如图3B所示的较低频率方向移动，或朝如图3C所示的较高频率方向移动。注意，为了简便，图3A到3C仅示出了17个子载波。因此，需要OFDM接收设备检测载波频率偏移量，并消除载波频率偏移量的影响。
传统地，作为以子载波准确度来检测载波频率偏移量的方法，存在一种利用在相邻OFDM符号之间的上述导频载波的相关性的方法。在KenichirouHayashi等，Technical Report of The Institute of Image Information and TelevisionEngineers(ITE Technical Report)，23卷，No.28，25到30页，1999年3月的“Development of OFDM Key Techniques”中描述了该方法的细节。下面将参考图4所示的流程图描述检测载波频率偏移量的过程。
初始地，在步骤S101中，对于在正交解调之后获得的OFDM信号的每个子载波计算相对于一个先前的OFDM符号的相位旋转量。在理想接收状态下，因为导频载波经过差分BPSK调制，所以导频载波的相位旋转量每个是0或180度，且因为数据载波经过例如64QAM调制，所以数据载波的相位旋转量是随机值。为了避免导频载波具有两种相位旋转量、0和180度，通过在计算相位旋转量之前执行平方(squaring)处理来将所有相位旋转量设置为0度。
随后，在步骤S102中，假设的偏移量被定为k，且k被设置为在搜索范围中的最小值。假设偏移量k意味着从被该电路视为中心的位置开始的k个子载波的偏移。随后，在步骤S103中，确定假设的偏移量k是否是在搜索范围中的最大值。如果它不是最大值，则过程顺序继续到步骤S104。如果它是最大值，则过程顺序继续到步骤S107。
在步骤S104中，获取当假设偏移了k个子载波时符合标准而定义的导频载波位置的相位旋转量。在步骤S105中，各个相位旋转量被映射在具有在复数平面上的固定半径的圆周上，并被转换成旋转向量，且所有旋转向量被累积地彼此添加。随后，在步骤S106中，k递增1，以便过程顺序返回步骤S103。
在步骤S107中，获得累积加法结果值的绝对值，且寻找最大绝对值。在步骤S108中，输出当获得最大绝对值时的假设的偏移量k，作为适当的载波频率偏移量。该操作基于如下：当假设的偏移量k匹配适当的载波频率偏移量时，仅累积地添加导频载波的旋转向量，且因此获得大的绝对值；但是，当假设的偏移量k不匹配适当的载波频率偏移量时，累积地添加数据载波的旋转向量，并因此由于抵偿了旋转向量而获得小的绝对值。
例如，当载波频率偏移量是-2且k＝-2时，如图5A所示获得OFDM符号之间的导频载波的相关性，且因此累积加法结果值的绝对值大。相反，当载波频率偏移量是-2而k＝+1时，如图5B所示获得OFDM符号之间的数据载波的相关性，且因此累积加法结果值的绝对值小。
发明内容
技术问题
检测载波频率偏移量的上述方法是基于接收状态是理想状态的假设的。但是，在实际的接收环境中，不仅叠加了载波频率偏移，还叠加了诸如采样频率偏移的各种偏移。
如果存在载波频率偏移，如图6A所示，相同的相位旋转量被添加到符号N与符号N+1之间的所有子载波。因此，如果由在图中的a、b、c和d指示的导频载波的相位旋转量被映射到复数平面上，并如图6B所示被转换成旋转向量，且所有旋转向量累积地彼此添加，则如图6C所示，累积加法结果值的绝对值大。这产生了与当数据载波的旋转向量累积地添加时获得的累积加法结果值的绝对值的幅度的差值，这允许了如上所述的载波频率偏移量的检测。
但是，如果存在采样频率偏移，如图7A所示，符号N和符号N+1之间添加与子载波数量成比例的相位旋转量。因此，如果由在图中的a、b、c和d指示的导频载波的相位旋转量被映射到复数平面上，且如图7B所示被转换成旋转向量，且所有旋转向量累积地彼此添加，则如图7C所示抵偿了累积加法结果值。如果相位旋转量的分布窄，则抵偿的分量的数量也小。因此，产生与当累积地添加数据载波的旋转向量时获得的累积加法结果值的绝对值的幅度的差值，这允许载波频率偏移的检测。相反，如果所有子载波的相位旋转量的范围从-π到+π，则完全抵偿了累积加法结果值，这导致载波频率偏移的检测的失败。
因此，传统地，为了避免这种问题，需要预先检测采样频率偏移量，并消除采样频率偏移的影响。这导致需要附加的电路和处理时间的问题。
考虑上述传统环境提出本发明的技术任务，且本发明的技术任务是为了提供能够检测载波频率偏移量而不预先检测采样频率偏移量的OFDM解调设备和方法。
根据本发明的OFDM解调设备的一个实施例是一种用于解调正交频分复用(OFDM)信号的OFDM解调设备。所述OFDM解调设备特征在于，其包括：正交解调电路，其通过使用具有具体频率的载波信号来进行OFDM信号的正交解调，以从而产生基带OFDM信号；载波频率偏移检测电路，其基于在发送符号之间的、被插入了预定信号的、频域OFDM信号的子载波的相关性，用子载波准确度来检测作为所述基带OFDM信号的中心频率的移动量的载波频率偏移量；以及频率控制器，其取决于所述载波频率偏移量来控制所述载波信号的频率。所述载波频率偏移检测电路将位于当假设具体偏移量时被插入了所述预定信号的位置处的子载波划分为多个组，并对于所述组的每个组计算相对于相邻的发送符号的相关性值。所述载波频率偏移检测电路对于所有组彼此添加所述相关性值，并定义当获得最大加法结果值时所假设的偏移量作为所述载波频率偏移量。
根据本发明的OFDM解调方法的一个实施例是一种用于解调正交频分复用(OFDM)信号的OFDM解调方法，所述OFDM信号的发送单元是通过正交调制以信息被划分为预定频带中的多个子载波的方式而产生的发送符号。所述OFDM解调方法的特征在于，其包括：正交解调步骤，其通过使用具有具体频率的载波信号来进行所述OFDM信号的正交解调，以从而产生基带OFDM信号；傅立叶变换步骤，其以所述发送符号为单位进行所述基带OFDM信号的傅立叶变换，以从而产生频域OFDM信号；载波频率偏移检测步骤，其基于在所述发送符号之间的、被插入了TMCC(发送和复用配置控制)信号、AC(辅助信道)信号或CP(连续导频)信号的、所述频域OFDM信号的子载波的相关性，用子载波准确度来检测作为所述基带OFDM信号的中心频率的移动量的载波频率偏移量；以及频率控制步骤，其取决于所述载波频率偏移量来控制所述载波信号的频率。在所述载波频率偏移检测步骤中，将位于当假设具体偏移量时被插入了所述TMCC信号、所述AC信号或所述CP信号的位置处的子载波划分为多个组，并对于所述组的每个组计算相对于相邻的发送符号的相关性值，且对于所有组彼此添加所述相关性值。另外，定义当获得最大加法结果值时所假设的偏移量作为所述载波频率偏移量。
通过被发明所应用的OFDM解调设备和方法，即使当存在采样频率偏移时，也可以检测载波频率偏移量，而不需要预先检测采样频率偏移量。
从参考附图下述的实施例，本发明的其他目的和本发明所获得的具体优点将变得更明显。
附图说明
[图1]
图1是用于说明OFDM信号、OFDM符号、有效符号和保护间隔的图。
[图2]
图2是用于说明在OFDM信号中的SP信号和TMCC/AC信号的插入位置的图。
[图3]
图3A到3C是用于说明载波频率偏移的图。
[图4]
图4是用于说明载波频率偏移量的传统检测的过程的流程图。
[图5]
图5A和5B是用于说明载波频率偏移量和假设的偏移量的图。
[图6]
图6A到6C是用于说明当存在载波频率偏移时每个子载波的相位旋转量和在复数平面上的相位旋转量的累积加法结果值的图。
[图7]
图7A到7C是用于说明当存在采样频率偏移时每个子载波的相位旋转量和在复数平面上的相位旋转量的累积加法结果值的图。
[图8]
图8是本实施例中的OFDM接收设备的方块图。
[图9]
图9A到9C是用于说明在OFDM接收设备中的载波频率偏移检测的概念的图。
[图10]
图10是用于说明在OFDM接收设备中的载波频率偏移量的检测的过程的流程图。
[图11]
图11是用于说明从导频载波的相位旋转量消除采样频率偏移的影响的过程的流程图。
[图12]
图12A到12D是用于说明从导频载波的相位旋转量消除采样频率偏移的影响的一个例子的图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明所应用的实施例。
初始地，图8示出了根据本实施例的OFDM接收设备的方块配置图。注意，在本说明书的描述中，如果要在块之间发送的信号是复数信号，则由粗线表示该信号分量。如果要在块之间发送的信号是实数信号，则由细线表示该信号分量。
如图8所示，OFDM接收设备1包括天线11、频率转换电路12、局部振荡器13、A/D转换电路14、正交解调电路15、载波同步电路16、局部振荡器17、FFT操作电路18、窗口再现(window reproducing)电路19、载波频率偏移检测电路20和均衡电路(equalizing circuit)21。
由OFDM接收设备1的天线11接收来自OFDM发送设备的发送波，并将其供应给频率转换电路12作为具有载波频率fc的RF信号。
由频率转换电路12用被局部振荡器13振荡、且具有载波频率fc+fIF的载波信号来乘以由天线11接收的RF信号，从而经过频率转换为具有中间频率fIF的IF信号，然后将其供应给A/D转换电路14。由A/D转换电路14数字化IF信号，并将其供应给正交解调电路15。
正交解调电路15通过使用具有中间频率fIF且被局部振荡器17振荡的载波信号，对数字化的IF信号进行正交解调，从而输出基带OFDM信号，其中局部振荡器17的频率由载波同步电路16控制。从正交解调电路15输出的基带OFDM信号是在经过FFT操作之前的所谓时域信号。基于此，此后，在正交解调之后且在FFT操作之前的基带信号将被称为OFDM时域信号。OFDM时域信号被获得作为包括实轴分量(I-信道信号)和虚轴分量(Q-信道信号)的复数信号，作为正交解调的结果。由正交解调电路15输出的OFDM时域信号被供应给载波同步电路16、FFT操作电路18和窗口再现电路19。
FFT操作电路18对OFDM时域信号执行FFT操作，以从而通过正交解调提取和输出在各个子载波上承载的数据。从FFT操作电路18输出的该信号是在经过FFT操作之后的所谓频域信号。基于此，此后，在FFT操作之后获得的信号将被称为OFDM频域信号。
FFT操作电路18从一个OFDM符号提取与有效符号长度等同的范围、例如2048个采样的信号。具体地，FFT操作电路18从一个OFDM符号消除对应于保护间隔的范围，并对所提取的2048个采样的OFDM时域信号执行FFT操作。操作开始的具体位置是在从OFDM符号的边界和保护间隔的结尾位置的范围中的任何位置。该操作范围被称为FFT窗口。
如此从FFT操作电路18输出的OFDM频域信号是由类似于OFDM时域信号的实轴分量(I-信道信号)和虚轴分量(Q-信道信号)构成的。该复数信号是通过例如16QAM系统或64QAM系统从正交幅度调制得到的信号。OFDM频域信号被供应给载波频率偏移检测电路20和均衡电路21。
窗口再现电路19用有效符号周期来延迟OFDM时域信号，并获得保护间隔部分和作为对该保护间隔进行复制的源的信号之间的相关性。基于具有高相关性的部分，窗口再现电路19计算OFDM符号的边界的位置，并生成指示边界位置的窗口同步信号。窗口再现电路19向FFT操作电路18供应所生成的窗口同步信号。
载波频率偏移检测电路20基于OFDM频域信号，用子载波准确度来检测与中心频率的移动量相等的载波频率偏移量，并向载波同步电路16反馈所检测的载波频率偏移量。载波同步电路16基于载波频率偏移量来控制局部振荡器17的振荡频率。从那时起，载波同步电路16可以基于OFDM时域信号，用子载波准确度或更高的准确度来检测载波频率偏移量，并可以控制局部振荡器17的振荡频率。稍后将描述载波频率偏移检测电路20的细节。
均衡电路21从OFDM频域信号消除信息分量，以从而仅提取SP信号，并获得在所提取的SP信号和参考SP信号之间的差值，以从而消除解调的分量。从其消除了解调的分量的SP信号指示向其插入SP信号的子载波的信道特性。均衡电路21对从其消除了解调的分量的SP信号执行时间方向内插处理和频率方向内插处理，以从而估计在OFDM符号中所有子载波的信道特性。通过使用所估计的信道特性，均衡电路21对OFDM频域信号进行相位均衡和幅度均衡。均衡电路21向外部输出已经进行了相位均衡和幅度均衡的OFDM频域信号。
接下来，将描述上述载波频率偏移检测电路20的细节。
如上所述，如果存在采样频率偏移，如图9A所示，则与子载波数量成比例的相位旋转量被添加到符号N和符号N+1之间。因此，如果由图中的a、b、c和d指示的导频载波的相位旋转量被映射到复数平面上，且如图9B所示被转换成旋转向量，且所有旋转向量累积地彼此添加，则抵偿了累积加法结果值，这导致载波频率偏移的检测的失败。
为了解决该问题，在本实施例中的载波频率偏移检测电路20不基于由图中所示的a、b、c和d指示的导频载波来累积地添加所有的选择向量。相反，如图9C所示，例如，载波频率偏移检测电路20将a和b视为组A，并将c和d视为组B，并执行在组中的旋转向量的累积添加。随后，载波频率偏移检测电路20对于所有组彼此添加以逐组为基础获得的累积加法结果值的绝对值。这能够防止由于累积加法结果值的抵偿和因此得到的其小的最终绝对值而导致不能检测载波频率偏移的情况。
下面将参考图10所示的流程图来描述由载波频率偏移检测电路20对载波频率偏移量的检测的过程。
初始地，在步骤S1中，对于OFDM时域信号的每个子载波计算相对于一个先前的OFDM符号的相位旋转量。在理想接收状态下，因为导频载波经过差分BPSK调制，所以导频载波的相位旋转量每个是0或180度，且因为数据载波经过例如64QAM调制，所以数据载波的相位旋转量是随机值。注意，为了避免导频载波具有两种相位旋转量、0和180度，通过在计算相位旋转量之前执行平方处理来将所有相位旋转量设置为0度。
随后，在步骤S2中，假设的偏移量被定为k，且k被设置为在搜索范围中的最小值。假设偏移量k意味着从被该电路视为中心的位置开始的k个子载波的偏移。随后，在步骤S3中，确定假设的偏移量k是否是在搜索范围中的最大值。如果它不是最大值，则过程顺序继续到步骤S4。如果它是最大值，则过程顺序继续到步骤S7。
在步骤S4中，获取当假设偏移了k个子载波时符合标准而定义的导频载波位置的相位旋转量。在步骤S5中，各个相位旋转量被映射在具有在复数平面上的固定半径的圆周上，并被转换成旋转向量，且以逐组为基础而累积地彼此添加旋转向量。随后，在步骤S6中，k递增1，以便过程顺序返回步骤S3。
在步骤S7中，以逐组为基础获得累积加法结果值的绝对值，且对于所有组彼此添加所获得的绝对值。另外，寻找最大加法结果绝对值。在步骤S8中，输出当获得最大加法结果绝对值时的假设的偏移量k，作为适当的载波频率偏移量。该操作基于如下：当假设的偏移量k匹配适当的载波频率偏移量时，仅累积地添加导频载波的旋转向量，且因此获得大的加法结果绝对值；但是，当假设的偏移量k不匹配适当的载波频率偏移量时，累积地添加数据载波的旋转向量，并因此由于抵偿了旋转向量而获得小的加法结果绝对值。
以此方式，载波频率偏移检测电路20将导频载波划分为多个组，且以逐组为基础获得累积加法结果值的绝对值，以对于所有组彼此添加绝对值。由于这种特征，即使当存在采样频率偏移时，也能够防止由于累积加法结果值的抵偿和因此而得到的其小的最终绝对值而导致不能检测载波频率偏移的情况。
当导频载波被划分为多个组时的组的数量可以被设置为任何数量。但是，优选地以逐系统为基础来最优化组的数量，因为大量组虽然导致较小数量的抵偿分量但需要较大的存储器尺寸。
另外，从导频载波的划分得到的每个组不必须包括彼此接近的子载波。但是，在子载波数量之间的较大的间隔导致当存在采样频率偏移时的较大数量的抵偿分量。因此，优选地将彼此接近的子载波收集到相同的组中。
顺带提及，在用于检测载波频率偏移的上述方法中，可以检测载波频率偏移量，而不预先检测采样频率偏移量。但是，如果允许附加的电路和处理时间，则可以在消除了采样频率偏移的影响以后检测载波频率偏移量。
下面参考图11所示的流程图来描述消除采样频率偏移的影响的过程。
初始地，在步骤S11中，获得当如上所述假设的k个子载波的偏移时符合标准而定义的导频载波位置的相位旋转量。在步骤S12中，计算在相邻导频载波之间的相位旋转量中的差值。
随后，在步骤S13中，计算在相位旋转量中的差值的平均rot_ave。在步骤S14中，基于在相位旋转量中的差值的平均rot_ave和用作参考的与导频载波的距离，校正各个导频载波的相位旋转量。
例如，下面将描述如图12A所示存在采样频率偏移且在符号N和符号N+1之间添加与子载波数量成比例的相位旋转量的情况。图12B示出了由在图中的a、b、c和d指示的导频载波的相位旋转量。在步骤S12和S13中，如图12C所示，计算在相邻导频载波Δab、Δbc和Δcd之间的相位旋转量中的差值，并计算平均rot_ave＝(Δab+Δbc+Δcd)/3。随后，在步骤S14中，基于平均rot_ave和与参考导频载波的距离，校正各个导频载波的相位旋转量。如果由图中的a指示的导频载波被用作参考且通过分别使用a、b、c和d来表示由在图中的a、b、c和d指示的导频载波的相位旋转量，则由以下所示的等式来表示校正之后的相位旋转量a’、b’、c’和d’。
a’＝a
b’＝b+rot_ave×1
c’＝c+rot_ave×2
d’＝d+rot_ave×3
此后，类似于上述描述，在校正之后的相位旋转量被映射到具有在复数平面上的固定半径的圆周上，且被转换成旋转向量，随后累积地添加所有的旋转向量。在该方法中，不像上述方法，导频载波不需要被划分为多个组，这是因为消除了采样频率偏移的影响。
此前，已经描述了本发明的多个实施例。但是，应该清楚，本发明不局限于上述实施例，而可以在不脱离本发明的精神的情况下进行各种改变。
例如，在上述实施例中，插入了TMCC信号或AC信号的子载波的相位旋转量被用于载波频率偏移的检测。但是，本发明不局限于此，而可以使用插入了CP(连续导频(Continual Pilot)信号的子载波的相位旋转量。

Claims (7)

1.一种用于解调正交频分复用(OFDM)信号的OFDM解调设备，所述OFDM解调设备，包括:
正交解调装置，其通过使用具有具体频率的载波信号来进行OFDM信号的正交解调，以从而产生基带OFDM信号；
载波频率偏移检测装置，其基于在发送符号之间的、被插入了预定信号的、频域OFDM信号的子载波的相关性，用子载波准确度来检测作为所述基带OFDM信号的中心频率的移动量的载波频率偏移量；以及
频率控制装置，其取决于所述载波频率偏移量来控制所述载波信号的频率，其中
所述载波频率偏移检测装置将位于当假设具体偏移量时被插入了所述预定信号的位置处的子载波划分为多个组，并对于所述组的每个组计算相对于相邻的发送符号的相关性值，且所述载波频率偏移检测装置对于所有组彼此添加所述相关性值，并定义当获得最大加法结果值时所假设的偏移量作为所述载波频率偏移量。
2.根据权利要求1所述的OFDM解调设备，其中所述预定信号包括TMCC(发送和复用配置控制)信号、AC(辅助信道)信号或CP(连续导频)信号中的至少任何一个。
3.根据权利要求1所述的OFDM解调设备，通过在发送端上执行反向傅立叶变换来获得所述OFDM信号作为时域信号，所述OFDM解调设备进一步包括
傅立叶变换装置，其以所述发送符号为单位进行所述基带OFDM信号的傅立叶变换，以从而产生频域OFDM信号。
4.根据权利要求2所述的OFDM解调设备，其中，所述载波频率偏移检测装置将位于当假设具体偏移量时被插入了所述TMCC信号、所述AC信号或所述CP信号的位置处的子载波划分为多个组，所述载波频率偏移检测装置将相对于先前紧挨着的发送符号的相位旋转量的平方映射到复数平面上，并将该平方转换成旋转向量，所述载波频率偏移检测装置对于所述组的每个组累积地彼此添加所述旋转向量，以从而计算累积加法结果值的绝对值，并对于所有组彼此添加以逐组为基础而计算的所述累积加法结果值的绝对值，以从而计算加法结果绝对值，且所述载波频率偏移检测装置定义当获得最大加法结果绝对值时所假设的偏移量作为所述载波频率偏移量。
5.一种用于解调正交频分复用(OFDM)信号的OFDM解调设备，所述OFDM信号的发送单元是通过正交调制以信息被划分为预定频带中的多个子载波的方式而产生的发送符号，所述OFDM解调设备包括:
正交解调电路，其通过使用具有具体频率的载波信号来进行所述OFDM信号的正交解调，以从而产生基带OFDM信号；
FFT(快速傅立叶变换)操作电路，其以所述发送符号为单位进行所述基带OFDM信号的傅立叶变换，以从而产生频域OFDM信号；
载波频率偏移检测电路，其基于在所述发送符号之间的、被插入了TMCC(发送和复用配置控制)信号、AC(辅助信道)信号或CP(连续导频)信号的、所述频域OFDM信号的子载波的相关性，用子载波准确度来检测作为所述基带OFDM信号的中心频率的移动量的载波频率偏移量；以及
载波同步电路，其取决于所述载波频率偏移量来控制所述载波信号的频率，其中
所述载波频率偏移检测电路将位于当假设具体偏移量时被插入了所述TMCC信号、所述AC信号或所述CP信号的位置处的子载波划分为多个组，并对于所述组的每个组计算相对于相邻的发送符号的相关性值，且所述载波频率偏移检测电路对于所有组彼此添加所述相关性值，并定义当获得最大加法结果值时所假设的偏移量作为所述载波频率偏移量。
6.一种用于解调正交频分复用(OFDM)信号的OFDM解调方法，所述OFDM信号的发送单元是通过正交调制以信息被划分为预定频带中的多个子载波的方式而产生的发送符号，所述OFDM解调方法包括:
正交解调步骤，其通过使用具有具体频率的载波信号来进行所述OFDM信号的正交解调，以从而产生基带OFDM信号；
傅立叶变换步骤，其以所述发送符号为单位进行所述基带OFDM信号的傅立叶变换，以从而产生频域OFDM信号；
载波频率偏移检测步骤，其基于在所述发送符号之间的、被插入了TMCC(发送和复用配置控制)信号、AC(辅助信道)信号或CP(连续导频)信号的、所述频域OFDM信号的子载波的相关性，用子载波准确度来检测作为所述基带OFDM信号的中心频率的移动量的载波频率偏移量；以及
频率控制步骤，其取决于所述载波频率偏移量来控制所述载波信号的频率，其中
在所述载波频率偏移检测步骤中，将位于当假设具体偏移量时被插入了所述TMCC信号、所述AC信号或所述CP信号的位置处的子载波划分为多个组，并对于所述组的每个组计算相对于相邻的发送符号的相关性值，且对于所有组彼此添加所述相关性值，并定义当获得最大加法结果值时所假设的偏移量作为所述载波频率偏移量。
7.根据权利要求6所述的OFDM解调方法，其中在所述载波频率偏移检测步骤中，将位于当假设具体偏移量时被插入了所述TMCC信号、所述AC信号或所述CP信号的位置处的子载波划分为多个组，将相对于先前紧挨着的发送符号的相位旋转量的平方映射到复数平面上，并将其转换成旋转向量，对于所述组的每个组累积地彼此添加所述旋转向量，以从而计算累积加法结果值的绝对值，并对于所有组彼此添加以逐组为基础而计算的所述累积加法结果值的绝对值，以从而计算加法结果绝对值，且定义当获得最大加法结果绝对值时所假设的偏移量作为所述载波频率偏移量。
CN2007800050649A 2006-02-09 2007-02-06 正交频分复用解调设备和方法 Expired - Fee Related CN101385266B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP032831/2006 2006-02-09
JP2006032831A JP4419969B2 (ja) 2006-02-09 2006-02-09 Ｏｆｄｍ復調装置及び方法
PCT/JP2007/052034 WO2007091563A1 (ja) 2006-02-09 2007-02-06 Ｏｆｄｍ復調装置及び方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101385266A true CN101385266A (zh) 2009-03-11
CN101385266B CN101385266B (zh) 2013-08-21

Family

ID=38345159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800050649A Expired - Fee Related CN101385266B (zh) 2006-02-09 2007-02-06 正交频分复用解调设备和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8406322B2 (zh)
EP (1) EP1983674B1 (zh)
JP (1) JP4419969B2 (zh)
KR (1) KR101318519B1 (zh)
CN (1) CN101385266B (zh)
BR (1) BRPI0707551A2 (zh)
WO (1) WO2007091563A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109417528A (zh) * 2016-07-08 2019-03-01 索尼半导体解决方案公司 发送设备、发送方法、接收设备以及接收方法
CN111371717A (zh) * 2018-12-26 2020-07-03 深圳市力合微电子股份有限公司 一种ofdm调制中用对称导频进行相位跟踪的方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7881418B2 (en) * 2006-12-14 2011-02-01 Nec Corporation Device, method and program for detecting communication frame base point through blind processing
US7526013B1 (en) * 2008-03-18 2009-04-28 On-Ramp Wireless, Inc. Tag communications with access point
KR100968207B1 (ko) 2008-09-26 2010-07-06 전자부품연구원 Ｆｆｔ 윈도우 위치 복원 장치, 이를 갖는 디지털 라디오 방송용 수신 장치 및 ｆｆｔ 윈도우 위치 복원 방법
JP4655241B2 (ja) * 2008-09-30 2011-03-23 ソニー株式会社 受信装置、受信方法、およびプログラム
US8447005B2 (en) * 2009-11-05 2013-05-21 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Frequency synchronization methods and apparatus
US9197400B1 (en) * 2012-05-21 2015-11-24 Marvell International Ltd. Method and apparatus for joint estimation of carrier frequency offset and sampling frequency offset
US9350587B1 (en) 2012-11-30 2016-05-24 Marvell International Ltd. System and method for timing error estimation
KR101501334B1 (ko) * 2013-01-16 2015-03-11 세종대학교산학협력단 Ofdm 시스템을 기반으로 하는 주파수 오차 추정 방법 및 그 장치
JP5945256B2 (ja) * 2013-08-28 2016-07-05 日本電信電話株式会社 残留周波数誤差推定方法、及び残留周波数誤差推定装置
JP6156058B2 (ja) * 2013-10-28 2017-07-05 ソニー株式会社 受信装置、受信方法、並びにプログラム
KR101467252B1 (ko) * 2013-11-19 2014-12-01 성균관대학교산학협력단 낮은 복잡도의 ｏｆｄｍ 정수 주파수 옵셋 추정 방법, 이를 이용한 ｏｆｄｍ 정수 주파수 옵셋 추정 장치 및 ｏｆｄｍ 수신기 시스템
GB2539018B (en) * 2015-06-03 2019-11-06 Imagination Tech Ltd Sampling frequency offset calculation
CN105245483A (zh) * 2015-10-21 2016-01-13 深圳市信安城通科技有限公司 单符号ofdm信号解调方法和装置
US9735888B2 (en) * 2015-10-23 2017-08-15 Cisco Technology, Inc. Control of LO signal frequency offset between optical transmitters and receivers

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3130752B2 (ja) * 1995-02-24 2001-01-31 株式会社東芝 Ｏｆｄｍ伝送受信方式及び送受信装置
JP3797397B2 (ja) * 1997-05-02 2006-07-19 ソニー株式会社 受信装置および受信方法
BR0008873B1 (pt) * 1999-03-10 2014-01-28 Aparelho para recepção de radiodifusão digital
JP2001339328A (ja) * 2000-05-25 2001-12-07 Communication Research Laboratory 受信装置、受信方法、ならびに、情報記録媒体
JP2002026858A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Hitachi Kokusai Electric Inc 直交周波数分割多重変調方式の伝送装置
KR100376803B1 (ko) * 2000-09-29 2003-03-19 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 방식 시스템의 주파수 옵셋 보상장치 및 방법
NZ509688A (en) * 2001-02-01 2003-06-30 Ind Res Ltd Maximum likelihood sychronisation (estimating time delay) for wireless digital communications system using a pilot symbol
KR100528332B1 (ko) * 2003-03-15 2006-01-09 삼성전자주식회사 Ｏｆｄｍ 시스템에서의 초기 주파수 동기 방법 및 장치
US7133479B2 (en) * 2003-04-15 2006-11-07 Silicon Integrated Systems Corp. Frequency synchronization apparatus and method for OFDM systems

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109417528A (zh) * 2016-07-08 2019-03-01 索尼半导体解决方案公司 发送设备、发送方法、接收设备以及接收方法
CN109417528B (zh) * 2016-07-08 2022-04-08 索尼半导体解决方案公司 发送设备、发送方法、接收设备以及接收方法
CN111371717A (zh) * 2018-12-26 2020-07-03 深圳市力合微电子股份有限公司 一种ofdm调制中用对称导频进行相位跟踪的方法
CN111371717B (zh) * 2018-12-26 2022-08-05 深圳市力合微电子股份有限公司 一种ofdm调制中用对称导频进行相位跟踪的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1983674A1 (en) 2008-10-22
EP1983674A4 (en) 2014-01-22
US8406322B2 (en) 2013-03-26
WO2007091563A1 (ja) 2007-08-16
JP2007214910A (ja) 2007-08-23
EP1983674B1 (en) 2016-04-13
CN101385266B (zh) 2013-08-21
KR101318519B1 (ko) 2013-10-16
KR20080107368A (ko) 2008-12-10
JP4419969B2 (ja) 2010-02-24
US20090092197A1 (en) 2009-04-09
BRPI0707551A2 (pt) 2011-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101385266B (zh) 正交频分复用解调设备和方法
US8358722B2 (en) Signal processing apparatus, signal processing method, and reception system
CN1905550B (zh) 正交分频多路复用系统于频域的频率偏移估算方法与电路
CN100583863C (zh) 多普勒频率计算装置和方法以及正交频分复用解调装置
EP0656706B1 (en) Synchronisation of OFDM signals
EP2257010B1 (en) Receiving apparatus, receiving method, and program
US20010015954A1 (en) Orthogonal frequency division multiplexing receiver device
CN100571085C (zh) Ofdm接收装置以及数据解调方法
EP2245816B1 (en) Post-DTF/FFT time tracking algorithm for OFDM receivers
JP2004134883A (ja) 受信装置
WO2006111276A1 (en) Reduced complexity channel estimation in ofdm systems
EP2712139A1 (en) Symbol time offset correction via intercarrier interference detection in an OFDM receiver
CN102036360B (zh) 一种对数据信号的频率偏移进行补偿的方法及装置
US9344315B2 (en) Transmitting system and receiving system, and transmitting method and receiving method
US8059736B2 (en) Orthogonal frequency division multiplexing receiver
WO2007078132A1 (en) Apparatus and method for estimating channel in communication system supporting ofdm/ofdma
KR100341200B1 (ko) 직교 주파수 분할 다중 신호 복조 장치
WO2010072677A1 (en) Method and apparatus for estimating phase noise in an ofdm transmission system
EP2159981B1 (en) OFDM signal receiving apparatus and receiving method
JP2000049747A5 (zh)
US7978775B2 (en) Frequency offset detector
KR100739562B1 (ko) Ｏｆｄｍ 수신 시스템의 동기 검출 장치
KR100617092B1 (ko) 디지털 방송 수신기의 파일럿 순서 추정 장치 및 그 방법
KR100744490B1 (ko) Ｏｆｄｍ 시스템의 블록 동기 추적 장치
EP1187365A2 (en) OFDM receiving apparatus with antenna diversity

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130821

Termination date: 20170206

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee