CN101766009A - 用于同步接收机的方法和设备 - Google Patents

Abstract

各个实施方式大体上涉及用于同步接收机的方法，所述方法包括接收包括循环扩展的流，估计该循环扩展的大小，根据所估计的大小提取适量的流，并将提取到的量与该流进行比较，以由此确定该流可能包括符号开始点的部分。

Description

用于同步接收机的方法和设备

相关专利交叉参考

本申请要求于2007年7月31提交、序列号为60/952,999的美国临时专利申请的权益，在此将其并入作为参考。

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及适于在利用具有循环扩展或类似类型的时域采样的重复的符号的系统中使用的接收机。

背景技术

典型地，通信系统需要在接收机处提供同步机制。针对正交频分复用(OFDM)，即用于在并行的N个子载波上传输数据的通信方案来说，特别需要这种机制，OFDM被用在数字视频广播(DVB)系统、某些无线局域网、数字无线电系统、电力线通信以及其它系统的范围中。

长度为L＝N+G的OFDM符号由来自OFDM调制器的N个(复)时域采样以及长度为G的循环扩展组成。循环扩展是N个采样的一部分，从尾部和/或开始取得并位于该N个采样之前和/或之后。循环扩展可被用作将一个OFDM符号与另一个OFDM符号区分的辅助，以及起到用于减轻符号间干扰(ISI)和其它不想要的传播效应的保护间隔的作用。

对于用于提供任何有用信息的OFDM符号，OFDM接收机必须能够区分OFDM符号。通常，使用相关技术来确定OFDM符号的开始点。然而，在某些通信系统(包括DVB-T系统)中，对于接收机来说，OFDM符号的准确长度是未知的。确定符号长度并估计其位置的通常方法曾是猜测特定的符号长度，对接收到的信号执行相关，并看该相关随着时间怎样变化。如果该相关增加超过阈值水平，则认为已经发现了OFDM符号。虽然可能最终能成功，然而这种强力(bruteforce)方法是耗时的，并易受到各个误差源的影响。此外，这些随机的猜测还也许无法在合理的时间量内提供足够的结果。

发明内容

各个实施方式大体上涉及一种用于同步接收机的方法，该接收机检测具有循环扩展或其它类似类型的时域采样的重复的符号，该方法包括迭代地执行以下步骤：接收包括符号序列的流，估计符号的大小，根据所估计的循环扩展的大小提取该流的适当的量，并将所提取的量与该流进行比较从而确定流中可能包括符号开始点的部分。

附图说明

结合附图，通过考虑接下来的详细描述可以逐渐理解本发明的教导，其中：

图1A描绘了本领域所知的示例性符号配置的图；

图1B描绘了利用具有循环扩展的符号执行同步的解调器的示例性架构的前端的方框图；

图2描绘了用于执行各个实施方式的方法；

图3A-3D描绘了对于理解各个实施方式有用的相关图；

图3E-3F描绘了根据各个实施方式的示例迭代相关叠加；

图4描绘了适于在检测到长度变化的符号的接收机中实现的符号同步模块400的方框图；

图5示出了时间延迟的多移动相关平均(TD-MMCA)模块的总方框图；

图6A描绘了根据一个实施方式的TD-MMCA模块的方框图；以及

图6B描绘了关于图6A的TD-MMCA模块，针对各个延迟值的平均窗。

为了便于理解，同样的附图标记被用于指代同样的组件，这些同样的组件在各附图中都相同。

具体实施方式

将主要在利用循环扩展检测正交频分复用(OFDM)信号的同时实现接收机同步的范围内描述各个实施方式。然而，完全可以预想到此处描述的各个实施方式还可同等地应用于检测类似的信号类型，包括(但不限于)表示基于OFDM的通信的离散多音(DMT)调制，在该基于OFDM的通信中，针对每一个子载波，单独地将传输与信道条件相适应。使用该调制方案的系统的示例是VDSL。

图1A描绘了为本领域所知的示例性的OFDM符号配置100，在理解将要解释的各个实施方式中，该OFDM符号配置100是有用的。长度L＝N+G的符号配置100包括来自OFDM调制器的N个(复)时域采样101，以及与采样序列101的部分104和102完全一样的循环前缀部分108和循环后缀部分106。每个分别合并到采样101的一侧上的循环前缀部分108和循环后缀部分106共同包括长度G的循环扩展。连贯的部分108和102与部分104和106完全一样。然而，应该强调的是，仅提供符号配置100作为示例，将被讨论的各个实施方式不应被视为限制在仅处理与符号配置100具有完全一致的配置的符号。而是，同等地可以设想各个实施方式，其中可根据其基本原理并在不背离其基本原理的情况下，处理除配置100之外的其它符号类型，包括等效的、具有信息携带部分和循环扩展的一般配置的任何符号。

图1B描绘了适于根据各个实施方式，利用循环扩展处理信号以执行符号同步(如，OFDM或DMT信号)的示例性接收机110的前端的方框图。特别地，接收机110检测(即，接收)承载OFDM信号的信息，并从其上提取同相/正交相位(I/Q)基带调制信号。

示例性的接收机110包括基带恢复/调节模块120、同步模块130和解调/有效负荷提取模块140。基带恢复/调节模块120接收所检测到的信号，并将其下变频成(复)I/Q信号。该步骤可包括进一步的操作，如：滤波、插值和量化。然后，同步模块130处理被调节的信号。将被讨论的各个实施方式集中在系统(如，同步模块130)可实现的处理，然而，在不背离此处所公开的基本原理的基础上，也可以利用执行类似功能的任何系统。

同步模块130包括信号同步模块132和循环扩展移除模块134。信号同步模块132确定符号的长度和位置，从而提供接收机同步。一旦其长度和位置已被辨别出(characterized)，则循环扩展移除模块134移除循环扩展，仅留下将由解调/有效负荷提取模块140提取的符号的信息携带部分。典型地，模块140执行快速傅里叶变换(FFT)并且还可提供载波频率估计和补偿，以及FFT之后的均衡和有效负荷提取。模块140还可执行采样频率偏移估计，采样频率偏移估计可被反馈到模块120中的插值器。

总的来说，在初始获取处，符号的长度还不为接收机所知，并且该长度可随着时间变化。然而，可以知道(即，接收机可意识到)符号的长度仅可取有限数目的值。符号同步模块的任务是自动地检测OFDM(或其它类型)符号的长度及其相对位置。在各个实施方式中，利用相关来确定符号的开始时间。

在示例性的实施方式中，OFDM符号具有长度L＝N+G，其中，N是符号的信息携带部分的长度，以及G表示循环扩展的长度。在任何给定的时间，N可以是可允许值

的集合中的任意一个。相应地，G可以是可能值

的集合中的任意一个。例如，在数字视频广播-陆地(DVB-T)系统中，

而循环扩展相对于符号长度N的比是{1/32、1/16、1/8、1/4}中的元素。从而，对于N＝2048， 而对于N＝8192，

这暗示了DVB-T系统中的符号长度可以是集合

中的任意元素。

在一个实施方式中，已知OFDM解调器的采样率在给定的精确度内。出于引入基本概念的目的，首先描述算法，其中，N和G具有固定的长度。其它将被解释的实施方式将包括用于检测包括任意长度的N和/或G的符号的实施方式。在当前示例中，(实或复)采样的流由{y_t}表示，并且采样L＝N+G的量足以重建信号，从而表明根据当前示例，没有呈现过采样。其它将被描述的实施方式将可应用于过采样和重采样的场景。在一个实施方式中，确定噪声级别以及其它传播效应(例如，多径)，以使得如果特定的不利参数(噪声、多径等)相对低，那么需要较少的采样来确定是否已经准确地确定了符号的位置。

关于采样的流{y_t}，第一个接收到的信号是y₀。使用零来初始化时刻t处保存元素y_t-L…y_t-1的长度为L＝N+G的缓存器，即，针对一L≤t＜0，y_t＝0。各个实施方式的基本目的是探知已被时延N个采样的信号与进入的信号之间的相关c_t，以确定两个信号序列段(最大到长度G)是否实质上完全相同。亦即，可将c_t表达为：

$c_t=\underset{g=0}{\overset{G-1}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{t-g}{y}_{t-N-g}^{*}---\left(1\right)$

其中，y*_t-N-g表示y_t-N-g的复共轭。元素c_t一般可表达为：

$c_t=c_{t-1}+y_t{y}_{t-N}^{*}-y_{t-G}{y}_{t-N-G}^{*}---\left(2\right)$

可针对多个符号执行上述的相关多次(如，在连续的演替中)。存储在时间段L＝N+G上累加的相关值，作为长度L的叠加相关矢量s，其中，r次叠加相关后的系数s_l ^(r)作为示例给出如下：

$s_l^{\left(r\right)}=\mathrm{\α}{s}_l^{(r-1)}+c_{(r-1)L+l}---\left(3\right)$

其中，α是权重因子。如果α＝1，将每一个相关值的全值添加(叠加)到先前的值上。在将被解释的各个实施方式中，α＝1将提供不利信道条件下的最佳性能，因此对于所有或多数时间，都希望维持α＝1。然而，不必在所有连续的叠加操作上保持α静止。亦即，例如，可以设置或调节α，以使较早的相关的影响随着时间而消失。在一个实施方式中，在每一次新的叠加流程的初始化处，将矢量s⁽⁽⁾⁾的所有元素设置为零。然而，还可以设想到，通过将α调节到特定的值0＜α＜1，可以(部分)重新设置或重新初始化矢量s，以不完全地减轻所有过去的相关值的影响。

在一个实施方式中，针对叠加相关矢量的元素确定平均能量系数，以进一步辅助确定符号的正确开始位置。例如，如下规定平均能量系数E^(r)：

$E^{\left(r\right)}=\frac{1}{L}\underset{i=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|s_i^{\left(r\right)}\right|}^2---\left(4\right)$

还在叠加相关矢量S^(r)的长度L上确定其值θ^(r)的最大值，例如，可将其表达为：

${\mathrm{\&theta;}}^{\left(r\right)}=\arg \underset{0\&le;l<L}{\max }\left|s_l^{\left(r\right)}\right|---\left(5\right)$

其中运算符“arg max”表示与最大值相关联的变量或元素索引。

利用E^(r)和θ^(r)确定相关“峰值”的宽度。当“峰值”存在时，宽度大于零，可将其称之为“平稳段(plateau)”。在一个实施方式中，通过如下算法来确定平稳段的“宽度”：首先确定两个整数l₁和l₂，以使得针对所有的0≤q₁≤l₁：

$s_{\mathrm{\&theta;}-q_1\mathrm{mod}L}^{\left(r\right)}\&GreaterEqual;\sqrt{E^{\left(r\right)}}---\left(6\right)$

以及，针对所有的0≤q₂≤l₂：

$s_{\mathrm{\&theta;}-q_2\mathrm{mod}L}^{\left(r\right)}\&GreaterEqual;\sqrt{E^{\left(r\right)}}---\left(7\right)$

其中，“mod”表示取模运算符。随后，如下确定“峰值”的能量：

$E_{\mathrm{peak}}^{\left(r\right)}=\underset{i=-l_1}{\overset{l_2}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|s_{(\mathrm{\&theta;}+i)\mathrm{mod}L}\right|}^2---\left(8\right)$

应该注意到，在等式(6)和(7)中，不需要精确地计算E^(r)的平方根。取决于实施方式，幅度的适当阶数的近似或者生成可接受误差界限的其它适当的阈值的近似在很多情况下是足够的。

在一个实施方式中，预定义针对给定的N和G的阈值T^(N，G)，使得低于T^(N，G)的E_peak ^(r)的值被视为相对于相关矢量的剩余部分没有足够的能量以表明已经确定了循环扩展的位置。亦即：

$\frac{E_{\mathrm{peak}}^{\left(r\right)}}{E^{r}L-E_{\mathrm{peak}}^{\left(r\right)}}<T^{(N,G)}---\left(9\right)$

该叠加流程继续，直到E_peak ^(r)的值等于或高于T^(N，G)，指示已经确定了循环扩展位置，或

$\frac{E_{\mathrm{peak}}^{\left(r\right)}}{E^{r}L-E_{\mathrm{peak}}^{\left(r\right)}}\&GreaterEqual;T^{(N,G)}---\left(10\right)$

在一个实施方式中，假定l₁≈l₂，不等式(10)的条件被满足表明下一个最有可能的开始位置在θ处或接近θ(以及可以/已经建立了接收机同步)。否则，假定所期望的开始位置在θ+(l₂-l₁)/2处，或接近相关值高于T^(N，G)的区域的中间。

因此，根据等式/不等式(1)到(10)，在一个实施方式中，可以使用缓存器存储L个输入采样，而使用对应的大小为L的缓存器同时(如，实质上同时)存储叠加相关值，来实现例如图1B的同步模块130的同步模块。例如，如等式(1)中所示，可利用两个乘法器来有效地计算相关系数的序列c_t。使用所产生的c_t的值来更新叠加相关值s_l ^(r)，其中，l＝t mod L并且即，r是小于或等于t/L的最大整数。针对每一个新的叠加等级r，可以同时计算与能量有关的辅助参数E^(r)和θ。

总的来说，等式(1)到(10)所表示的示例性算法对可配置数目的相关矢量进行叠加，以检测循环扩展的大小和位置。配置“观察窗”(如，N和G的估计大小)，以预定义的顺序检查符号长度的所有或若干可能的组合。随后将关于各个实施方式示出，可以每次针对N和G的一个具体选择来执行，或同时针对N和G的所有可能的值来执行。通过平均，叠加算法放大了相关峰值并减轻了噪声和其它不想要的传播效应。一旦峰值变得足够明显，便实现了符号同步。亦即，认为已经检测到符号的长度和循环扩展的位置，并且可将所产生的信息传递到循环扩展移除模块以进一步处理。

通过调节叠加相关矢量的数目，已经示出了在例如符号间干扰(ISI)和多径失真的不利信道条件下，各个实施方式都非常鲁棒。在多径的环境下，接收机检测作为每一个OFDM(或DMT等)符号的若干延迟副本的加权和的信号，该信号使相关峰值宽度变宽。在一个实施方式中，算法对相关峰值的宽度进行测量，以对相对应的采样是循环扩展的采样点的加权和的位置进行定位，识别多径的情况。

如所描述的，等式/不等式(1)到(10)描述了用于针对固定值N和G实现接收机同步的算法。图2描述了适于(但不限于)在例如图1B的同步模块130的同步模块或任何执行类似功能的设备中执行的示例性方法200的方框图。方法200表示等式/不等式(1)到(10)所描述的处理的扩展，使得可以在N和G不固定的情况下实现接收机同步。在将关于图4-6进行讨论的各个实施方式的阐述中，方法200也是有用的。

方法200在步骤210开始并进行到步骤220，其中，接收具有未知长度N和G的采样的流。在步骤230，根据N和G的多个可能的长度，从接收到的流中提取多个对应的量的采样。然后在步骤240，将根据N和G的可能长度的多个提取量的采样与接收到的采样的流同时进行比较(如，利用等式/不等式(1)到(7))。在各个实施方式中，步骤250中的“比较”包括迭代地叠加提取到和接收到的采样之间的相关系数，直到识别出N和G，或者直到将关于图3E和3F进行详细解释的其它时间段。在步骤250处，检查(如，利用不等式(7)到(10))步骤240处执行的比较的结果，以确定是否识别出接收到的流可能包括循环扩展的部分。如果正确地识别出循环扩展位置，通过检查步骤230和240处提取和比较的N和G的多个可能的值中哪一个导致了位置被识别出，将自然知道N和G的长度。然后，方法200进行到步骤255，其中，如果能够在步骤250处识别出循环扩展的位置(以及N和G的值)，将实现接收机同步并在步骤260处结束该方法。如果不能够识别循环扩展的位置和后来的N和G的值(如，由于噪声和/或其它不利的信道条件)，方法200返回到步骤220。即，方法200迭代地重复，直到确定N和G的值并实现接收机同步。

通过同时提取并将可能的长度N和G的多个采样量与接收到的流相比较，方法200消除了基于顺序地“猜测”N和G的长度并执行同步操作的耗时的同步方法的必要。相反，方法200(以及将关于图4-6讨论的硬件)提供了并行地执行同步功能的功能体。然而，还应该预期到，在不背离此处所描述的总原则的情况下，被利用来执行同步功能的方法和相关联的硬件可以适于以部分并行或顺序的方式执行同步。

在各个实施方式中，一旦认为已经检测到符号的边界，便预期到可由模块140执行进一步的操作。这些模块可以向模块130提供反馈。如果真正地获得了正确的同步，可能成功地执行FFT、均衡和提取有效负荷。另一方面，如果没有获得同步，显而易见的是，当在模块140中处理信号时，有效负荷的提取是不可能的，因此必须执行或重复方法200。

同样预期到，在各个实施方式中，在已经获得同步后，在接收到的流中监控所获得的循环扩展的位置而不执行整个方法200是足够的。针对这种监控，可以利用一部分用来执行方法200的相同硬件，而将其剩余部分置于“睡眠”或待机模式，并当同步丢失时置于“唤醒”模式。

图3A-3C描绘了(针对给定的所估计的循环扩展大小G)所有相关系数c_t的(叠加)和的绝对值的图，该绝对值是在接收到的采样的流上循环扩展可能位于的部分上时间t的函数，并且相关在最大值处或接近最大值。取决于预期的循环扩展长度选择的精度(如，根据图2的步骤230和240)，相关曲线可包括对精确的相关进行指示的可辨别的峰值310，或者对不精确的相关进行指示的宽或窄的平稳段320部分，该不精确的相关由例如多径，或针对给定的N，与接收到的流相关联的错误的G值等因素所造成。

图3A描绘了已被精确地估计(如，根据图2的步骤220)的循环扩展大小的例子。图3A中通过相关曲线300_A刻画了所述精确选择，相关曲线300呈现出上升到峰值的上升斜坡函数302，紧跟着从峰值下落的下降斜坡函数304。斜坡函数的峰值310指示了最大相关并因而指示了符号开始点的可能位置305。

在不精确地选择循环扩展大小(和/或不利信道条件)的情况下，生成如图3B和3C所描述的相关曲线300_B和300_C。特别地，相关曲线300_B或300_C将呈现出上升斜坡函数302，紧随着平稳段320，然后是下降斜坡函数304。循环扩展的可能位置305在平稳段的中间。平稳段与当使用不适当选择的循环扩展大小时所获得的部分相关相关联。平稳段的宽度与所选循环扩展大小和实际的循环扩展大小之差的整数倍相关联。关于叠加相关矢量s上的能量E^(r)的总和，可如所提到的，通过执行例如关于等式(4)所解释的计算或通过其它适合的方式来获得平稳段的宽度。例如图3B所描绘的相对宽或广阔的平稳段指示了所选循环扩展大小并不接近实际的循环扩展大小，而例如图3C所描绘的相对窄的平稳段指示了所选循环扩展大小接近实际的循环扩展大小。

然而，完全可以设想到，用于探知循环扩展的大小和位置是否已被准确地确定的阈值度量(如，例如图3A-图3C中的相关值)没有必要一定是绝对值。例如，在各个实施方式中，由于不利的信道条件(噪声、衰落等)或导致信号重叠的信号包络整形措施(如，加窗(windowing))等，也许不可能获得“完美的”循环扩展大小/位置选择的指示，例如图3A的相关曲线或其它适合的指示符。因此，在很多例子中，在适当限定的指示(如，相关)值范围内，可适当地认为选择已经出现，而不是必须是“完美的”情况。

应该注意到，提供图3A-图3C用作示意性的目的，以及针对长度G，提到仅包括仅在循环扩展位置的中央附近的叠加相关值，这也是用作示意性的目的。关于等式(1)到(3)，各个实施方式在实际执行时将包括在整个符号长度L上执行相关和叠加值，包括在采样长度N和循环前缀长度G上进行相关和叠加。在实际的应用中，如此处所述获得的相关曲线可包括噪声和/或图3A-3C同样未描绘的其它不利信道条件。图3D描绘了根据各个实施方式的示例性的相关曲线300_D，300_D在多个符号长度L上取得并包括不利信道效应的示例。相关曲线300_D描绘了一系列周期性的(关于图3A定义的)峰值310，峰值310的中心在以符号长度L所分隔的采样流中循环前缀可能的位置305附近。在每一个峰值310之间是出现在符号L的非循环扩展(N)部分上的区域330，在区域330中，相关趋向零或与峰值310相比最小。这种现象出现是因为在各个实施方式中，通常N和G的有效负荷(数据内容)彼此随机相关，从而使得至此所讨论的叠加流程(还将关于图3E和图3F进行详细描述)倾向于生成小值。然而，由于噪声和信道中的干扰，和/或部分符号中N和G之间的一致相关，在区域330中仍然可能会出现不指示循环扩展位置的最小峰值335。

在各个实施方式中，如果符号开始位置被假定出现在其并未出现的位置，将在偏离N个位置处对随机数据进行相关。另一方面，如果与正确的开始位置偏离小于G个位置，类三角相关开始出现，其在正确的位置处最大化。在多径和噪声的情况下，相关的形状可能更加模糊。如图3F将示出的，如果信道条件不利，在各个实施方式中利用相关系数叠加来形成可辨认的峰值。此外，观察到了多径效应。如果具有正确的N值和错误的G(如，G的值太小)，由于有更长的交叠，第一次迭代后在相关图案中将生成更长的平稳段。然而，由于L＝N+G，下一个梯形将不与第一个对准。

图3E和3F描绘了比关于图3D更详细地讨论的迭代相关叠加的示例。图3E包括叠加迭代轮廓350，图3F包括叠加迭代轮廓360。在若干实施方式中，叠加迭代轮廓350和360表示了关于图2的方法200中的步骤240和250讨论的“比较”处理的示例。叠加迭代轮廓350包括在实质上失真的信道中执行的叠加迭代1到5(对应地，351到355)。亦即，信道的噪声等级相当显著，然而在该情况下没有多径。叠加迭代轮廓350示出了初始叠加迭代351中表示的相关峰值，在每一个后续的迭代352-355上，该相关峰值具有例如根据等式(3)的锐化的峰值。

作为示例，针对每一个叠加迭代351-355，在提取量和接收量的采样之间大约L个采样上执行根据方法200的步骤240的相关。如果在给定的相关迭代后，未定位到足够强的峰值310(如，足以满足等式(10))，重复进行相关，并在每一个先前值之上(累加地)叠加后来的相关值，以放大任何可能存在但是由于不利信道条件或其它原因而不够显著的相关。

如果相关存在但由于很差的信道而被抑制，在后面迭代的叠加之后，峰值310将增高——如，与351相比的峰值352。在各个实施方式中，如果在特定数目的叠加迭代后，峰值310没有增高，可以推出不能够定位到循环扩展的可能位置305。在这种情况下，可重置叠加操作和/或如果没有同时评估所有的值，可考虑N和G的其它可能值。

叠加迭代轮廓360类似于轮廓350，然而演示了存在作为实际信道条件的信道多径的情况下发生的迭代叠加。与叠加迭代轮廓350一样，叠加迭代轮廓360包括叠加迭代1到5(对应地，361到365)。然而，与迭代351-355相比，迭代361-365的相关峰值由于多径而变宽。然而，迭代叠加随着每一次迭代改善了峰值限定，即使在这种条件存在的情况下，也提供了相关的清晰指示。叠加迭代轮廓306是可利用例如关于等式(9)和(10)所讨论的这些流程来探知是否出现正确的循环扩展选择的示例。

图4描绘了在检测到变化长度L＝N+G的符号的接收机中的示例性同步模块400的方框图，该同步模块400适于实现为例如图1B的同步模块130的同步模块。如前讨论的，N表示符号的信息携带部分的长度，N在任何时刻采取可允许值

的集合中的任意一个，以及G表示循环扩展的长度。OFDM符号y_t进入同步模块400，同步模块400包括变化长度B⁽¹⁾、B⁽²⁾和B⁽²⁾的缓存存储器元件410^(1-3)以适应多个不同值

配置多个串行缓存存储器元件410^(1-3)以使得信号y_t在不同的对应延迟处可用。信号y_t可以是实信号或复信号，在一些实施方式中以比用于FFT更低的分辨率进行存储。相关值计算(CVC)单元420针对每一个值

将采样信号值y_t和y_t-N进行相关。

作为示例，同步模块400描绘了假定N具有两个可允许值(如，{N₁、N₂})的实施方式，其中N₁＜N₂。然而，各个实施方式作为一个整体绝不应该由于本示例而被解释为将N限制为仅具有两个可允许值。相反，各个实施方式完全可以预期到允许N(以及G)采取任意值。为了为CVC单元420提供正确的延迟，同步模块400(作为示例)包括具有长度N₁的B⁽²⁾和N₂＝B⁽¹⁾+B⁽²⁾+B⁽³⁾。获得此处教导的本领域技术人员将容易地意识到，可实现和组合备选的缓存长度B⁽¹⁾、B⁽²⁾、B⁽³⁾...B⁽ⁱ⁾，以利于具有任何长度L＝N+G的符号的处理。在各个实施方式中，如图4，通常(但不是必须)选择缓存长度的总和(B⁽¹⁾+B⁽²⁾+B⁽³⁾...+B⁽ⁱ⁾)，成为

的最大可能值。

由时延多移动相关平均(TD-MMCA)模块430来处理每一个CVC单元420的输出。在一个实施方式中，TD-MMCA模块430被特别设计用于处理给定的N和

的值。其中，如关于等式/不等式(1)到(10)提到的，将G与

相关联，以使得

控制单元440处理TD-MMCA模块430的对应输出，提供指示已经实现同步、可以(如，经由模块134和140或其它适合的设备)移除循环扩展并处理符号的信息携带部分的输出信号。将符号的检测到的长度N的信息携带部分传递到后续模块。

图5描绘了TD-MMCA模块500的示例性实施方式的方框图，适于实现为图4的TD-MMCA模块430。TD-MMCA模块接收来自CVC单元420的、针对

的每一个值的所有相关联的信号y_t和y_t-N的相关值，并识别峰值相关。现在以(比等式(1))更一般的方式来定义TD-MMCA模块500所处理的逐采样的相关系数q_t，即：

q_y＝f_q(y_t，y_t-N)    (11)

其中，f_q表示逐采样相关函数。应该注意到，由于在G未知的情况下检测到符号，循环扩展长度值G不再被包括作为时移函数y_t-N的初始自变量。与等式(2)类似，通常可如下表示元素q_t：

$f_q(y_t,y_{t-N})=y_t{y}_{t-N}^{*}---\left(12\right)$

然而，也可将f_q表示为：

f_q(y_t，y_t-N)＝|y_t-y_t-N|²   (13)

其中，等式(13)返回最小相关而不是最大相关。

完全可以预期到，除了至此提到的这些参数，也可以利用其它的和进一步的相关参数。例如，相关函数可包括多于两个的自变量，并且在适当的实施方式中，降低结果的分辨率。取决于特定的应用，只要数值精度的降低不导致系统性能的显著降低，各个实施方式还可能能够容忍数字精度的降低(如，通过减小缓存大小)。因此，应该意识到，在不背离总的范围的情况下，可以执行将提取量的采样与进入的信号进行比较的任何合适的方法。

TD-MMCA模块500包括具有改变的各自的延迟D^(-2)...D⁽²⁾的多个缓存器510^(-2)...510⁽²⁾，以共同处理相关联的信号y_t-N的所有可能的延迟。总的来说(但在所有的情况下都不是必须地)，一旦确定q_t便可丢弃元素y_t-N。由此，在各个实施方式中配置缓存器510，以为至少N个元素提供存储。同样地，在一些实施方式中，在特定的情况下利用查询表来执行针对给定的y_t和y_t-N的粗略的映射就足够了，可以绕开对乘法器的需求。

在各个实施方式中，根据以下序列，针对具有长度G的循环扩展的单个符号，在时间t处合并根据等式(11)-(13)获得的相关系数qt

$s_t=\underset{g=0}{\overset{G-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{t-g}---\left(14\right)$

该序列具有可表示如下的值：

s_t＝s_t-1+(q_t-q_t-G)   (15)

其中，对于t＜0，q_t＝0。对应的移动相关平均(MAC)模块520⁽⁰⁾...520⁽²⁾执行等式(14)和(15)所表示的叠加处理。在等式(14)和(15)之后，需要长度G的缓存器，以保存值c_t-G...c_t-1，在一个实施方式中，可将其实现为循环缓存器(具有对缓存大小取模的计数器的RAM)或适合的备选方式。对应地，配置MAC模块520^(0)-(2)以针对所有可能的延迟值叠加系数q_t。在与TD-MMCA模块500的实施方式有关的实施方式中，作为示例，MCA模块520⁽⁰⁾叠加包括延迟值D⁽⁰⁾在内的相关值，MCA模块520⁽¹⁾叠加包括延迟值D^(-1)+D⁽⁰⁾+D⁽¹⁾在内的相关值，以及MCA模块520⁽²⁾叠加包括延迟值D^(-2)+D^(-1)+D⁽⁰⁾+D⁽¹⁾+D⁽²⁾在内的相关值。控制单元530与MAC模块520进行接口并识别针对每一个延迟的最大相关值s。

与关于等式/不等式(1)到(10)讨论的、可能需要存储N+G个输入值的实施方式相比，通过存储G个系数c_t，只需要存储N个输入值y_t-N...y_t-1。将相关输出c_t量化/取整并存储在保存有D^(-2)个值的缓存器510^(-2)中。MAC模块520和保存有D^(-1)个值的下一个缓存器等对该缓存器的输出进行处理。在各个实施方式中，典型地，选择缓存大小以使得D⁽⁰⁾＝G₁以及

D^(-i)+D⁽ⁱ⁾＝G_i-G_i-1    (16)

其中，

是排序后的集合，并且G₁是最小的可能的循环扩展值。

图6A描绘了适于在OFDM接收机中实现的TD-MMCA模块600的示例性实施方式，其中，N＝2048，以及

为了允许

内所有可能的延迟(D⁽ⁱ⁾)，TD-MMCA模块600包括具有示例缓存器610，该示例缓存器610具有延迟值D⁽⁰⁾＝64、D⁽¹⁾＝D^(-1)＝32、D⁽²⁾＝D^(-2)＝64，以及D⁽³⁾＝D^(-3)＝128。从而，可以达到的最大总延迟是512。亦即，D^(-3)+D^(-2)+D^(-1)+D⁽⁰⁾+D⁽¹⁾+D⁽²⁾+D⁽³⁾＝128+64+32+64+32+64+128＝512。针对的剩余值的较短延迟可分别包括D^(-2)+D^(-1)+D⁽⁰⁾+D⁽¹⁾+D⁽²⁾＝256、D^(-1)+D⁽⁰⁾+D⁽¹⁾＝128以及D⁽⁰⁾＝64。

图6B描绘了针对作为平均窗640的

的每一个值的延迟，每一个延迟分别在以上作为示例提到的

内，和/或∑D⁽ⁱ⁾(在实施方式中包括附加延迟)内。在关于图6B的一个实施方式中，平均窗640₆₄具有对应D⁽⁰⁾的长度64，平均窗640₁₂₈具有对应D^(-1)+D⁽⁰⁾+D^(-1)的长度128，如此等等。进行图6B中平均窗640的大小选择，以使得MCA单元(620、622、624、626)包含针对时间t-256的相关平均，然而，预期到也可以利用任何其它适合的时间。

当相关窗不太可能包含循环扩展时，在对应的MCA单元(620、622、624、626)中观察到的最小值给定了相关值的指示。在这方面，最小值的观察执行了与等式(4)中E^(r)的计算类似的功能。在一个实施方式中，例如图5中530的控制单元使用一个或更多MCA单元的输出来确定峰值与均值E^(r)之比及其适当的阈值(如，T^(N，G))。在一个实施方式中，与G的最大可能值相对应的MCA单元(如，MCA626)提供了该信号。

在关于图5的实施方式中，如果中的最小值是针对给定的N的真实循环前缀长度，MCA 520⁽⁰⁾可能在没有多径的情况下生成与图3A类似的相关轮廓，并且其它MCA具有该形状的更嘈杂的版本。然而，由于图6B中示出的缓存器的选择，(在有利的信道条件下)可能在相同的位置检测到峰值。最大MCA的最小相关值不太可能包含循环前缀的一部分，并从而提供了与E^(r)类似的有用的基线值，以解释叠加峰值相对于先前确定的峰值或最小相关值的高度，并确定是否声明同步。如果

中的最大值是真实的循环前缀长度，与520⁽¹⁾和520⁽⁰⁾可能分别示出例如图3C和图3B中的平稳段320的平稳段相比，MAC520⁽²⁾可能示出例如图3A的峰值310的最大峰值。再次地，针对如图6B中的缓存器选择，峰值和/或平稳段的中间可能对准。

控制单元(如，控制单元530)测量相关峰值与该峰值的能量和宽度之间的时间，以确定N和G的值。在不管要求什么样的精确度的情况下，可执行叠加来适合被执行的实施方式。例如，在一个实施方式中，叠加没有必要包括所有计算出的相关系数值。相反，在相关系数值超过特定阈值的情况下存储索引。对于有严重多径的低信噪比(SNR)条件或环境来说，这是特别有用的。

可在方法、计算机可读媒体和计算机程序处理的上下文内执行所描述的实施方式。由此，预期到，可在硬件(如，与处理器协作以执行各个步骤的电路)、软件或硬件和软件的组合内执行在此作为方法、算法和或软件处理讨论的一些步骤。

可将本发明实现为计算机程序产品，其中，当由计算机处理时，计算机指令使计算机的操作进行适应，以使得可以调用或提供在此关于各个实施方式描述的方法和/或技术。用于调用所描述方法的指令可被存储在固定或可拆卸的媒体中，经由例如广播媒体的信号承载媒体中的流进行传输，和/或被存储在与根据该指令工作的计算设备相关联的工作存储器或大容量存储设备中。

总的来说，包括处理器、存储器和输入/输出装置的计算设备可被用来处理软件指令、存储软件指令和/或向通信信道、存储信道或其它计算机/系统或从通信信道、存储信道或其它计算机/系统传播软件指令。

虽然之前的描述关注于各个实施方式，然而在不背离其基本范围的情况下，可以设计出本发明的其它或进一步的实施方式。由此，将根据权利要求来确定本发明的适当范围。

Claims (10)

1.一种用于同步接收机的方法，包括：

根据至少一个符号的信息携带部分和循环扩展部分的可能长度，从接收到的包含所述至少一个符号的采样流中同时提取多个量的采样；

同时比较多个提取出的部分与接收到的采样流；以及

基于所述同时比较，识别所述至少一个符号的所述信息携带部分和所述循环扩展部分的长度。

2.根据权利要求2所述的方法，其中，识别所述信息携带部分和所述循环扩展部分的长度包括：识别所述接收到的流的可能包括符号开始点的至少一部分。

3.根据权利要求3所述的方法，其中，识别所述流的可能包括符号开始点的至少一部分包括：确定所述接收到的流和所述提取量的采样之间的平均相关。

4.根据权利要求4所述的方法，其中，识别所述流的可能包括符号开始点的至少一部分还包括：对所述接收到的流和所述提取量的采样之间的平均相关值进行叠加。

5.根据权利要求5所述的方法，其中，如果所述接收到的流和所述提取量的采样之间的平均相关超过预定阈值，则认为已经准确地确定了所述符号开始点。

6.根据权利要求6所述的方法，其中，所述预定阈值是被叠加的平均相关值的峰值平均能量。

7.一种同步模块，包括：

用于根据至少一个符号的信息部分和循环扩展部分的可能长度，从接收到的包含所述至少一个符号的采样流中同时提取多个量的采样的装置；

用于同时比较多个提取出的部分与接收到的采样流的装置；以及

用于基于所述同时比较，识别所述至少一个符号的信息携带部分和所述循环扩展部分的长度的装置，所述识别包括识别所述接收到的流中可能包括符号开始点的至少一部分。

8.根据权利要求7所述的同步模块，其中，所述同时提取多个量的采样的装置包括：根据所述至少一个符号的所述信息部分和所述循环扩展部分的可能长度的每一个，利用组合布置的多个缓存器，处理所述接收到的采样流，来同时提供所述接收到的采样流的延迟。

9.根据权利要求7所述的同步模块，其中，所述用于同时比较所述多个提取出的部分与所述接收到的采样流的装置包括：多个相关值计算单元，连接性地耦合到所述多个缓存器，以使得每一个对应的相关值计算单元针对所述至少一个符号的所述信息部分和所述循环扩展部分的可能长度的每一个，分别确定平均相关。

10.根据权利要求9所述的同步模块，其中，将每一个相关值计算单元连接性地耦合到对应的时延多移动相关平均模块，所述时延多移动相关平均模块包括：

多个缓存器，被组合布置以根据所述至少一个符号的所述信息部分和所述循环扩展部分的可能长度的每一个，同时提供所述相关值计算单元所确定的平均相关值的延迟；

多个移动相关平均模块，用于根据所述至少一个符号的所述信息部分和所述循环扩展部分的可能长度的每一个，在每一个可能的延迟处叠加所述平均相关值；以及

控制单元，连接性地耦合到所述多个移动相关平均模块，用于确定是否已经识别出所接收到的流中可能包括符号开始点的那部分。

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