CN104811287B - 多载波信号的接收方法与接收器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多载波信号的接收方法。该接收方法包含：计算一频段边际的一子载波噪声；计算一频段中段的一子载波噪声；计算该频段边际对该频段中段的子载波噪声的一比例；判断该比例是否大于一高标；以及当该比例大于该高标时，认定该频段边际遭到邻近频道干扰。

Description

多载波信号的接收方法与接收器

技术领域

本发明系关于信号接收，特别系关于包含多个子载波的信号接收。

背景技术

无线电频谱资源的有限性是现代生活中不得不面对的现实。包含多个子载波的信号传输可以有较好的频谱利用率，比方说正交频分多址(OFDM,orthogonal frequencydivision multiple access)信号，在一块频段(band)当中，可以包含多个子载波。使用正交频分多址信号的标准越来越多，其中至少就包含了数字视讯广播(digital videobroadcasting)的地面传送标准DVB-T与DVB-T2，以及综合服务数字广播(ISDB,integratedservices digital broadcasting)等标准。

除此之外，各式各样的无线电波挤在狭窄的频谱当中，频率相近的无线电波自然会干扰到附近的频率。这种现象被称之为邻近频道干扰(ACI,adjacent channelinterference)。从时间上来说，有些邻近频道干扰是瞬发式的，但有些邻近频道干扰会持续相当长的时间。至少对于正交频分多址的信号而言，这些邻近频道干扰会至少持续一整个符元(symbol)之久。从频率上来看，有些邻近频道干扰会覆盖整个频段，但有些邻近频道干扰只会涵盖到频段的部分子载波。换言之，以频段的中心频率做切分，邻近频道干扰可能干扰频段的高频部分或是低频部分。

对于覆盖到全频段的瞬发式的邻近频道干扰，接收器可以对被干扰的符元进行特别处理。然而，对于持续覆盖到频段的一部分的邻近频道干扰，接收器就必须先知道是哪一些子载波遭到邻近频道干扰，以便对受到邻近频道干扰的部分进行特殊处理。

请参考图1A所示，其为典型的邻近频道干扰的一频谱示意图。在第一图当中的横轴为频率，频段100是某一种采用多载波的信号所占用的频率波段。该信号包含了多个子载波，其标号为110A至110I。第一图中使用了九个向上的箭头表示这些子载波的中心频率，其中子载波110E的中心频率也是频段100的中心频率。

图1A的纵轴为信号强度，在子载波110H与110I的中心频率附近，有一个邻近频道干扰120所造成的信号强度突起处。它至少会对子载波110H与110I造成影响。因此，需要一种可以判断出那些子载波被邻近频道干扰的接收器，才能够对受到干扰的子载波进行特殊处理。

发明内容

在本发明的一实施例中，提供一种多载波信号的接收方法。该接收方法包含：计算一频段边际的一子载波噪声；计算一频段中段的一子载波噪声；计算该频段边际对该频段中段的子载波噪声的一第一比例；判断该第一比例是否大于一高标；以及当该第一比例大于该高标时，认定该频段边际遭到邻近频道干扰。

在本发明的一实施例中，提供一种多载波信号的接收器。该接收器包含下列模块。一噪声计算模块，用于计算一频段边际的一子载波噪声与一频段中段的一子载波噪声。一比例计算模块，用于计算该频段边际对该频段中段的子载波噪声的一第一比例。以及一判断模块，用于判断该第一比例是否大于一高标，以及当该第一比例大于该高标时，认定该频段边际遭到邻近频道干扰。

总上所述，本发明的主要精神之一，在于透过利用频段边际与频段中段的子载波噪声比例，判断频段边际是否遭到邻近频道干扰，进而将遭到邻近频道干扰的频段边际的子载波进行特殊处理。

附图说明

图1A为典型的邻近频道干扰的一频谱示意图。

图1B为适用图2流程所示实施例的频段划分的一示意图。

图2为根据本发明一实施例，用于判断是否遭到邻近频道干扰的流程的一示意图。

图3为根据本发明一实施例的频段划分的一示意图。

图4为图2所示流程的一变形流程的一示意图。

图5为根据本发明另一实施例的频段划分的一示意图。

图6为根据本发明另一实施例的一流程的一示意图。

图7为根据本发明一实施例的一信号接收器的一方块示意图。

具体实施方式

本发明将详细描述一些实施例如下。然而，除了所揭露的实施例外，本发明的范围并不受该些实施例的限定，乃以其后的申请专利范围为准。而为了提供更清楚的描述及使该项技艺的普通人员能理解本发明的发明内容，图示内各部分并没有依照其相对的尺寸进行绘图，某些尺寸或其它相关尺度的比例可能被凸显出来而显得夸张，且不相关的细节部分并没有完全绘出，以求图示的简洁。

请参考图2所示，其为根据本发明一实施例，用于判断是否遭到邻近频道干扰的流程200的一示意图。该流程200适用于包含多载波的信号接收方法。本发明所指的多载波信号涵盖一个频段，该频段包含至少三个以上的子载波。根据子载波的中心频率，至少可以将子载波分类属于频段边际的子载波与频段中段的子载波。频段边际又分为位于频段中段右侧，也就是频率较高的频段高频边际，以及位于频段中段左侧，也就是频率较低的频段低频边际。

请参考图1B所示，其为适用图2流程200所示实施例的频段划分的一示意图。其各个子载波的中心频率与图1A相同。子载波110A、110B、与110C为属于频段低频边际130的子载波。子载波110D、110E、与110F为属于频段中段140的子载波。而子载波110G、110H、110I则为属于频段高频边际150的子载波。这些子载波110可以包含导频信号，也可以包含数据信号。

该流程200包含以下步骤：

步骤210：计算频段边际的子载波的噪声总和。在本实施例中，上述的频段边际可以是频段低频边际130或频段高频边际150。当选择的是频段低频边际130时，其子载波可以是子载波110A、110B、与110C。当选择的是频段高频边际150时，其子载波可以是子载波110G、110H、110I。在一实施例中，可以选择计算频段边际中承载导频信号的子载波的噪声总和。在另一实施例中，可以选择计算频段边际中承载数据信号的子载波的噪声总和。在更一实施例中，可以选择计算频段边际中承载导频与数据信号的子载波的噪声总和。如果所接收的信号是以符元作为单位，例如正交频分多址信号，则步骤210系以某一符元的时间作为计算的标准。但本发明并不限定是以符元为单位时间。

步骤220：计算频段中段的子载波的噪声总和。在本实施例中，上述的频段中段140包含子载波110D、110E、与110F。与步骤210相对应的是，若步骤210选择的是承载导频信号的子载波，则步骤220选择的也是承载导频信号的子载波。若步骤210选择的是承载数据信号的子载波，则步骤220选择的也是承载数据信号的子载波。若步骤210选择的是承载导频与数据信号的子载波，则步骤220选择的也是承载导频与数据信号的子载波。除此之外，当步骤210系以某一符元为计算标准，步骤220也以相同的符元作为计算标准。本发明并不限定步骤210与220的顺序，要先执行哪一个步骤，或是同时执行两个步骤都涵盖在本发明之内。本发明也不限定是以符元作为计算标准，只需要两个步骤采取相同的时间单位即可。

另外，要特别注意的是，如果接收端采用的是零中频(Zero IntermediateFrequency)的设计时，频段中段140可能会包含直流电讯号的干扰。换言之，在接收端的设计中，射频(RF,radio frequency)信号直接被转换基频(baseband frequency)信号。并不是由射频信号先转到中频信号，再从中频信号转到基频信号。因此，在步骤220当中，可以包含滤掉直流电讯号的部分。

步骤230：计算频段边际对频段中段的子载波噪声总和的比例。换言之，也就是将步骤210得出的计算结果除以步骤220得出的计算结果。

步骤240：当步骤230所算出的比例大于高标时，则执行步骤250，否则执行步骤260。

步骤250：认定频段边际的子载波遭到邻近频道干扰。

步骤260：认定频段边际的子载波未遭到邻近频道干扰。当然，步骤250与步骤260所指涉的频段边际的子载波自然是步骤210当中所选择的频段边际的子载波。

请参考图3所示，其为根据本发明一实施例的频段划分的一示意图。图3所示的频段300中，包含有五个次要频段，分别是310～350。图2的流程200也可以适用于图3的频段划分。步骤210的频段边际可以指涉到次要频段310、320、340与350。步骤220的频段中段则是指涉到次要频段330。本发明并不限定频段被划分成几段，只需要频段边际的频率宽度等于频段中段的频率宽度即可。例如，次要频段310、320、340与350的频率宽度，均等于中段的次要频段330的频率宽度。

请参考图4所示，其为图2所示流程200的一变形流程400的一示意图。与流程200不同之处在于，图4所示的流程400用于处理频段边际的频率宽度与频段中段的频率宽度不同的实施例。图4所示的流程400较图2所示的流程200多了一步骤435，将噪声总和的比例除以噪声边际与频段中段的频率宽度比例，用以消除频段边际的频率宽度与频段中段的频率宽度不同的影响。图4的标号与图2的标号相同的步骤，均可以适用图2实施例的说明，故在此不加赘叙。

请再参考图5所示，其为根据本发明另一实施例的频段划分的一示意图。图5所示的频段500中，包含有三个次要频段，分别是频段低频边际510、频段中段520与频段高频边际530。由图中可以看出频段低频边际510的频率宽度为频段中段520的两倍，而频段高频边际530的频率宽度也是频段中段520的两倍。

假设整个频段500平均接收加成性白色高斯噪讯(AWGN)的话，频段低频边际510与频段高频边际530所接收的噪声应该是频段中段520的两倍。因此，流程400在步骤230计算出频段边际对频段中段的子载波噪声总和的比例之后，必须再执行步骤435。亦即，将在步骤230所计算出的噪声总和的比例，除以频段边际与频段中段的频率宽度比例，以便消去频率宽度不同的影响。接着，再将步骤435所计算出的新比例，继续执行步骤240。

本领域的普通技术人员可以理解到，虽然图5所示的频段边际与频段中段的频率宽度比例为两倍，但本发明可以适用于其它倍数的频率宽度比例。而且，倍数不一定呈现正整数倍。例如，频段边际的频率宽度可以是频段中段的1.5倍。

请参考图6所示，其为根据本发明另一实施例的一流程600的一示意图。流程600的主要目的是在于连续性地检验频段边际与频段中段的比例关系，以减少判断错误的机率。流程600包含以下的步骤：

步骤610：计算第k符元中，频段边际与频段中段的噪声。本步骤可以参考图2所示实施例的步骤210与220，以及图4所示实施例的步骤210与220的说明。如果是第一次执行步骤610，则无需先令k＝k+1。虽然在本发明的一优选实施例当中，可以令k每次只增加1，但也可以令k每次增加n，而n为大于或等于1的正整数。本发明并不限定n的值是多少。

步骤615：比较频段边际的噪声是否大于频段中段噪声与一比例的一乘积。在一实施例中，当频段边际与频段中段的频率宽度相当时，上述的比例可以纯粹是一比例值，例如1.5。在另一实施例中，当频段边际与频段中段的频率宽度不同时，上述的比例可以是一比例值与两者之间频率宽度的比例的乘积。比方说，频段边际与频段中段的频率宽度为二比一时，则上述的比例值可以是1.5乘以2，也就是三。当频段边际的噪声较乘积大时，执行步骤620，否则回到步骤610。本领域的普通技术人员可以理解到，本步骤615在实质上等同于图2和图4所示实施例的步骤240。由于比较的参数与方法有多种变形，本发明并不限定比较的形式。

步骤620：与步骤610类似，再一次计算一整个符元的噪声，接着执行步骤625。

步骤625：与步骤615类似。当结果为真时，执行步骤630，否则执行步骤635。

步骤630：判断一测试计数是否大于一发生门槛值。如果大于该发生门槛值的话，则执行步骤650，否则回到步骤620。

步骤635：增加一虚警计数值。

步骤640：判断该虚警计数值是否大于一消失门槛值。如果大于该消失门槛值的话，则执行步骤645，否则回到步骤620。

步骤645：清除邻近频道干扰旗标。换言之，流程600判断没有遭到邻近频道干扰，可能无须对频段边际进行特殊处理。

步骤650：设置邻近频道干扰旗标。流程600判断遭到邻近频道干扰，可能需要对被干扰的频段边际进行特殊处理。接着，执行步骤655。

步骤655：本步骤与步骤610或620相似，接着执行步骤660。

步骤660：本判断步骤与步骤615或625类似。当判断结果为真时，执行步骤665，否则执行步骤670。

步骤665：归零上述的测试计数值，并且回到步骤655。

步骤670：增加上述的测试计数值，并且执行步骤675。

步骤675：判断测试计数值是否大于消失门槛值，若是的话，执行步骤645，否则回到步骤655。在一实施例当中，步骤640与675当中的消失门槛值可以是相同的。在另一实施例当中，步骤640与675当中的消失门槛值可以是不同的。

请参考图7所示，其为根据本发明一实施例的一信号接收器700的一方块示意图。该接收器700系用于接收具有多载波的信号，在某实施例中能接收以正交频分多址形式传输的信号。该接收器700包含有接收器前端(front end)710、存储器模块720、与处理模块730。接收器前端710可以包含有天线、模拟数字转换器、取样器、快速傅立叶转换器等等电路，其可用于解析出的数字信号，存储在存储器模块720内。

处理模块730包含一噪声计算模块732、一比例计算模块734、与一判断模块736。上述的处理模块730系可以用于执行图2、图4、与图6所示的流程200、400、与600。在一实施例中，噪声计算模块732系用于执行流程200的步骤210与220。比例计算模块734系用于执行流程200的步骤230。判断模块736系用于执行流程200的步骤240至260。

在一实施例中，噪声计算模块732系用于执行流程400的步骤210与220。比例计算模块734系用于执行流程400的步骤230与步骤435。判断模块736系用于执行流程400的步骤240至260。

在另一实施例中，噪声计算模块732系用于执行流程600的步骤610、620、与655。比例计算模块734系用于执行流程600的步骤615、625、与660。判断模块736系用于执行流程600的其余步骤。

本领域的普通技术人员可以理解到，上述的处理模块730可以使用软件、硬件、或是软件与硬件配合的方式实现，本发明并不限定处理模块730的实作方式。

总上所述，本发明的主要精神之一，在于透过利用频段边际与频段中段的子载波噪声比例，判断频段边际是否遭到邻近频道干扰，进而将遭到邻近频道干扰的频段边际的子载波进行特殊处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它为脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包括在下述的申请专利范围。

Claims (22)

1.一种多载波信号的接收方法，包含：

计算频段边际的子载波噪声；

计算频段中段的子载波噪声；

计算该频段边际对该频段中段的子载波噪声的第一比例；

判断该第一比例是否大于高标；以及

当该第一比例大于该高标时，认定该频段边际遭到邻近频道干扰。

2.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，上述的子载波所载的内容包含

导频信号；以及

数据信号至少之一。

3.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，上述频段边际的子载波噪声为该频段边际的下列其中之一的噪声总和：

全部子载波；

单一子载波；以及

全部子载波的一部分；

上述频段中段的子载波噪声为该频段中段的下列其中之一的噪声总和：

全部子载波；

单一子载波；以及

全部子载波的一部分。

4.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，更包含将该比例除以该频段边际与该频段中段的频率宽度的比例。

5.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，当对应至第一符元的该第一比例大于该高标时，更包含：

计算第二符元的频段边际的子载波噪声，其中该第二符元为该第一符元之后的符元；

计算该第二符元的频段中段的子载波噪声；

计算该第二符元的频段边际对该第二符元的频段中段的子载波噪声的第二比例；

判断该第二比例是否大于该高标；以及

当该第二比例大于该高标时，认定频段边际遭到邻近频道干扰，并设置邻近频道干扰旗标。

6.如权利要求5所述的接收方法，其特征在于，当该第二比例不大于该高标时，更包含：

增加虚警计数器的值；

判断该虚警计数器的值是否大于消失门槛值；以及

当该虚警计数器的值大于该消失门槛值时，认定频段边际未遭到邻近频道干扰。

7.如权利要求5所述的接收方法，其特征在于，当该第二比例大于该高标时，更包含：

判断测试计数值是否大于发生门槛值；以及

当该测试计数值大于该发生门槛值时，认定频段边际遭到邻近频道干扰。

8.如权利要求7所述的接收方法，其特征在于，当设置该邻近频道干扰旗标之后，更包含：

计算第三符元的频段边际的子载波噪声，其中该第三符元为该第二符元之后的符元；

计算该第三符元的频段中段的子载波噪声；

计算该第三符元的频段边际对该第三符元的频段中段的子载波噪声的第三比例；

判断该第三比例是否大于该高标；

当该第三比例大于该高标时，归零该测试计数值；以及

当该第三比例不大于该高标时，增加该测试计数值。

9.如权利要求8所述的接收方法，其特征在于，当增加该测试计数值之后，更包含：

判断该测试计数值是否大于消失门槛值；

当该测试计数值大于该消失门槛值时，认定频段边际未遭到邻近频道干扰，并清除该邻近频道干扰旗标。

10.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，上述的计算该频段中段的子载波噪声的步骤，更包含滤除直流电讯号。

11.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，上述的多载波信号为正交频分多址信号。

12.一种多载波信号的接收器，包含：

噪声计算模块，用于计算频段边际的子载波噪声与频段中段的子载波噪声；

比例计算模块，用于计算该频段边际对该频段中段的子载波噪声的第一比例；以及

判断模块，用于判断该第一比例是否大于高标，以及当该第一比例大于该高标时，认定该频段边际遭到邻近频道干扰。

13.如权利要求12所述的接收器，其特征在于，上述的子载波所载的内容包含

导频信号；以及

数据信号至少之一。

14.如权利要求12所述的接收器，其特征在于，上述频段边际的子载波噪声为该频段边际的下列其中之一的噪声总和：

全部子载波；

单一子载波；以及

全部子载波的一部分；

上述频段中段的子载波噪声为该频段中段的下列其中之一的噪声总和：

全部子载波；

单一子载波；以及

全部子载波的一部分。

15.如权利要求12所述的接收器，其特征在于，上述的比例计算模块更用于将该比例除以该频段边际与该频段中段的频率宽度的比例。

16.如权利要求12所述的接收器，其特征在于，当对应至第一符元的该第一比例大于该高标时，该接收器更用于：

该噪声计算模块计算第二符元的频段边际的子载波噪声，其中该第二符元为该第一符元之后的符元；

该噪声计算模块计算该第二符元的频段中段的子载波噪声；

比例计算模块计算该第二符元的频段边际对该第二符元的频段中段的子载波噪声的第二比例；

该判断模块判断该第二比例是否大于该高标；以及

当该第二比例大于该高标时，认定频段边际遭到邻近频道干扰，并设置邻近频道干扰旗标。

17.如权利要求16所述的接收器，其特征在于，当该第二比例不大于该高标时，该判断模块更包含：

增加虚警计数器的值；

判断该虚警计数器的值是否大于消失门槛值；以及

当该虚警计数器的值大于该消失门槛值时，认定频段边际未遭到邻近频道干扰。

18.如权利要求16所述的接收器，其特征在于，当该第二比例大于该高标时，该判断模块更用于：

判断测试计数值是否大于发生门槛值；以及

当该测试计数值大于该发生门槛值时，认定频段边际遭到邻近频道干扰。

19.如权利要求18所述的接收器，其特征在于，当设置该邻近频道干扰旗标之后，该接收器更用于：

该噪声计算模块计算第三符元的频段边际的子载波噪声，其中该第三符元为该第二符元之后的符元；

该噪声计算模块计算该第三符元的频段中段的子载波噪声；

该比例计算模块计算该第三符元的频段边际对该第三符元的频段中段的子载波噪声的第三比例；

该判断模块判断该第三比例是否大于该高标；

当该第三比例大于该高标时，归零该测试计数值；以及

当该第三比例不大于该高标时，增加该测试计数值。

20.如权利要求19所述的接收器，其特征在于，当增加该测试计数值之后，该判断模块更用于：

判断该测试计数值是否大于消失门槛值；

当该测试计数值大于该消失门槛值时，认定频段边际未遭到邻近频道干扰，并清除该邻近频道干扰旗标。

21.如权利要求12所述的接收器，其特征在于，上述的噪声计算模块在计算该频段中段的子载波噪声时，更包含滤除直流电讯号。

22.如权利要求12所述的接收器，其特征在于，上述的多载波信号为正交频分多址信号。