CN1433166A - 正交频分复用接收机的符号定时恢复装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种正交频分复用(OFDM)接收机的符号定时恢复装置及其方法，该装置包括：偏移检测单元，用于检测经过了快速付立叶变换的OFDM信号中的符号定时偏移；因子计算单元，用于将第一符号定时偏移与第一加权因子相乘、第二符号定时偏移与第二加权因子相乘，并将乘法的积相加并输出该和，第一符号定时偏移与第二符号定时偏移是从偏移检测单元顺序输入的；失真检测单元，用于根据因子计算单元的输出，检测由于发送信道环境而引起的OFDM信号的符号间干扰与取样偏移值；窗口调整单元，用于根据符号间干扰，调整OFDM信号的符号的窗口定时；和插入器，用于根据取样偏移值，纠正OFDM信号的取样定时。

Description

正交频分复用接收机的符号定时恢复装置及其方法
技术领域
本发明通常涉及正交频分复用(OFDM)接收机的符号定时恢复装置，特别涉及OFDM接收机的符号定时恢复装置，它能够补偿在恢复接收到的OFDM信号的过程中出现的偏移。
背景技术
用于数字电视(DTV)的广播系统大多包括图象编码单元与调制单元。图象编码单元将来自图象源的大约1Gbps的数字数据压缩为大约15-18Mbps的数据。调制单元经带宽约为6-8MHz的有限带宽信道将数十Mbps数字数据发送到接收方。
用于DTV的广播系统通常采用地面广播，该地面广播使用分配给现有电视广播的特高频(VHF)或超高频(UHF)信道。因此，考虑到地面广播环境，用于DTV广播系统的调制必须满足以下条件：
第一，用于DTV的广播系统必须有高频谱效率以便经带宽为6-8MHz的有限带宽信道能够发送数十Mbps的数字数据。第二，用于DTV的广播系统的调制必须有抗衰落的强健性，像由于存在的环境构造与建筑而产生的多径衰落；第三，用于DTV的广播系统的调制必须有抗同信道干扰的强健性，该干扰总是随现有电视信号一起产生。最后，用于DTV广播系统的已调制信号必须最小化对现有模拟电视接收机的干扰。
至于能够满足上述条件的调制，通常使用的是正交幅度调制(QAM)与残留边带(VSB)调制。
欧洲国家采用正交频分复用(OFDM)作为DTV的下一代地面广播系统，该系统是数字调制系统，能够带来每个带宽传输速率的提高和防止干扰的效果。
OFDM系统将串行输入的符号序列变换成并行数据，然后将并行的符号复用到不同的子载波上。OFDM系统使用多载波，这同使用单载波的传统系统不同。多载波之间具有正交性。因此，两个载波相乘会得到值“0”，而这是使用多载波的所需条件之一。OFDM系统由快速付立叶变换(FFT)单元和快速付立叶逆变换(IFFT)单元组成，通过载波之间的正交性和FFT定义能容易地实现该系统。
OFDM系统有如下优势：
电视地面传输方法具有信道特征，其中，传输性能受在信号传输中产生的反射波、同信道干扰与信道间干扰的影响。因此，对设计传输系统的要求相当复杂。相反，OFDM对多径环境是强健的。由于OFDM系统使用了多个载波，因此符号的发送时间被延长了。因此，OFDM系统对由于多径环境而产生的干扰，甚至同其它信号相比持续相对更长时间的回波信号不敏感。对现有信号，OFDM系统也是强健的，这样，它较少受同信道干扰的影响。具有这些特征，OFDM系统可以构造单频网(SFN)。SFN意味着一种广播用一个频率进行全国性的广播。在SFN中，同信道干扰变得严重了，然而，由于对这些环境OFDM系统是强健的，所以可以使用OFDM系统。由于SFN的使用，可以利用有限的频率资源。
同时，OFDM信号由多载波组成，每一载波具有相对窄的带宽。由于频谱的总体形状基本上是正方形的，所以频率效率比单载波的频率效率高。OFDM系统的另一优势在于，由于其波形与白高斯噪声的波形相同，所以与诸如逐行倒相(PAL)制式或顺序与存储彩色电视(SECAM)系统的其它类型广播业务相比，其具有较少干扰。由于OFDM系统可以对每一载波使用不同的调制，因此，分级发送是可能的。
图1是一方框图，示出了传统的OFDM接收机。该OFDM接收机包括模数转换器(ADC)10、插入器20、窗口调整单元30、快速付立叶变换(FFT)单元40、差错检测单元50、均衡器60和前向纠错器(FEC)70。
ADC 10通过取样、量化、编码处理将接收到的OFDM信号转换成数字信号。插入器20补偿OFDM信号的以十为基数倍(the decimal times)的符号定时偏移。窗口调整单元30补偿OFDM信号的整数倍的符号定时偏移。FFT单元40对具有补偿了以十为基数倍的和整数倍的符号定时偏移的OFDM信号进行快速付立叶变换。差错检测单元50检测OFDM信号的符号定时偏移，该符号定时偏移是在ADC 10中将OFDM信号的取样转换成数字信号过程中产生的。差错检测单元50给插入器20和窗口调整单元30提供检测到的符号定时偏移值。均衡器60补偿在发送信道中产生的，同来自FFT单元40的经过快速付立叶变换的OFDM信号有关的失真。通过由导频信号计算OFDM信号的符号的定时与频率的差错，均衡器60补偿在发送信道中产生的OFDM信号的失真。FEC 70通过使用为OFDM信号的数据设置的差错检测方法来检测错误，并纠正检测到的差错。
图2是一方框图，更详细地示出了图1中的差错检测单元50。差错检测单元50包括偏移检测单元52、滑动加法器54、干扰检测单元56和差计算单元58。
偏移检测单元52检测从ADC 10中产生的符号定时偏移。滑动加法器54计算某n个符号定时偏移的平均值，上述符号定时偏移是由偏移检测单元检测到的、并经滑动处理输出的。在滑动加法器54中的计算由下列数学表达式表示：
[数学表达式1]
y1＝(x1+x2+x3+...xn)/n
y2＝(x1’+x2’+x3’+...+xn’)/n
由表达式1，滑动加法器54计算由偏移检测单元52检测到的并滑动输出的符号定时偏移的平均值(y1，y2)，一次计算n个符号定时偏移的平均值。干扰检测单元56检测OFDM信号的符号间(ISI)的干扰。干扰检测单元56将平均值(y1，y2)用作为检测ISI的偏移值。由干扰检测单元56检测到的关于ISI的信息是整数。干扰检测单元56给窗口调整单元30提供偏移值，即，关于检测到的符号间干扰的信息。根据由于扰检测单元56提供的偏移值，窗口调整单元30调整用于OFDM信号的FFT的窗口定时。偏移值为正“+”，窗口调整单元30确定有符号间干扰，并因此调整用于FFT的窗口定时。偏移值为负“-”，窗口调整单元30确定没有符号间干扰。
如下列数学表达式表示的，差计算单元58计算由滑动加法器54计算的平均值y1，y2之间的差。差是十进制数。
[数学表达式2]
D＝y2-y1
差计算单元58将平均值y1，y2之间的差提供给插入器20。根据差计算单元计算58提供的差D，插入器20补偿在ADC10中进行的取样中产生的OFDM信号的符号定时偏移。
图3是一方框图，更详细地示出了图2的滑动加法器54。滑动加法器54具有加法器54a和除法器54b。加法器54a一次将由偏移检测单元52检测到并滑动输出的n个符号定时偏移相加。除法器54b将由加法器54a加起来的符号定时偏移的和除以“n”。
如上所述，传统的OFDM接收机的符号定时恢复装置根据用n个符号计算的符号定时偏移的平均值y1、y2，调整OFDM信号的符号定时与用于FFT的窗口定时。
同时，为了提高偏移检测的精度，滑动加法器54可以一次对多于n个的符号定时偏移执行加法和除法运算。然而，这会增加产品的价格和体积，同时滑动加法器54的运算变得复杂，且增加了加法运算的比特长度。如果滑动加法器54对3个或少于3个的符号定时偏移执行加和除运算，产品的价格和体积可能会下降。然而，平均值的差变大了，这会导致符号定时偏移的更大差错。此外，由于在动态信道环境中平均值的差被变得更大，所以不能适当地补偿符号定时偏移。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种OFDM接收机的符号定时恢复装置及其方法，其在静态信道环境和动态信道环境中的任一种环境下都能够稳定地恢复符号定时。
上述目的是由根据本发明的正交频分复用(OFDM)接收机的符号定时恢复装置实现的，该装置包括：偏移检测单元，用于检测经过了快速付立叶变换的OFDM信号中的符号定时偏移；因子计算单元，用于将第一符号定时偏移与第一加权因子相乘、第二符号定时偏移与第二加权因子相乘，并将乘法的积相加并输出和值，第一符号定时偏移与第二符号定时偏移是从偏移检测单元顺序输入的；失真检测单元，用于根据因子计算单元的输出，检测由于发送信道环境而引起的OFDM信号的符号间干扰与取样偏移值；窗口调整单元，用于根据符号间干扰，调整OFDM信号的符号的窗口定时；和插入器，用于根据取样偏移值，纠正OFDM信号的取样定时。
失真检测单元包括：干扰检测单元，用于使用作为偏移值的因子计算单元的输出，来检测与各个OFDM信号的符号间干扰对应的整数值，并将该检测到的整数值提供给窗口调整单元；和取样偏移检测单元，用于通过计算顺序输入到取样偏移检测单元的输出值的差，来计算与取样过程中产生的取样偏移相对应的十进制值，并将该十进制值提供给插入器。
取样偏移检测单元包括：延迟单元，用于在输出第一输出之前将输出中的第一输出延迟一预定时间且直到输入该输出中的第二输出为止，该第二输出跟随着第一输出；减法单元，用于通过从第二输出中减去被延迟单元延迟了的第一输出，来计算对应于取样偏移值的十进制值；和环路滤波器，用于在预定限度内均衡十进制值，以使由减法单元顺序计算的十进制值维持在均匀的间隔上。
因子计算单元包括：寄存器，用于在输出之前将第一符号定时偏移存储一预定时间且直到输入第二符号定时偏移为止，第二符号定时偏移跟随着第一符号定时偏移；第一乘法器，用于将第二符号定时偏移同第一加权因子相乘；第二乘法器，用于将来自寄存器的第一符号定时偏移同第二加权因子相乘；加法器，用于通过将来自第一乘法器和第二乘法器的乘积相加来计算输出，并将计算出的输出输出到外部，并将该输出旁路到寄存器；和开关单元，用于根据一控制信号，将符号定时偏移的初始输入输出到外部，并旁路到寄存器。
第一加权因子与第二加权因子的和为“1”，且第一加权因子与第二加权因子等于或大于“0”且等于或小于“1”。
根据本发明，正交频分复用(OFDM)接收机包括：模数转换器(ADC)，用于将接收到的OFDM信号转换成数字信号；快速付立叶变换(FFT)单元，用于对数字化的OFDM信号进行快速付立叶变换；偏移检测单元，用于检测经过快速付立叶变换的OFDM信号的符号定时偏移；因子计算单元，用于将第一符号定时偏移与第一加权因子相乘、第二符号定时偏移与第二加权因子相乘，并将乘法的积相加并输出和值，第一符号定时偏移与第二符号定时偏移是从偏移检测单元顺序输入的；失真检测单元，用于根据因子计算单元的输出，检测OFDM信号的符号间干扰与取样偏移值；窗口调整单元，用于根据符号间干扰，调整OFDM信号的符号的窗口定时；和插入器，用于根据取样偏移值，纠正OFDM信号的取样定时。
失真检测单元包括：干扰检测单元，用于使用作为偏移值的因子计算单元的输出，来检测与各个OFDM信号的符号间干扰对应的整数值，并将该检测到的整数值提供给窗口调整单元；和取样偏移检测单元，用于通过计算顺序输入到取样偏移检测单元的输出值的差，来计算与取样过程中产生的取样偏移相对应的十进制值，并将该十进制值提供给插入器。
取样偏移检测单元包括：延迟单元，用于在输出第一输出之前将输出中的第一输出延迟一预定时间且直到输入输出中的第二输出为止，该第二输出跟随着第一输出；减法单元，用于通过从第二输出中减去被延迟单元延迟了的第一输出，来计算对应于取样偏移值的十进制值；和环路滤波器单元，用于在预定限度内均衡十进制值，以使由减法单元顺序计算的十进制值维持在均匀的间隔上。
因子计算单元包括：寄存器，用于在输出之前将第一符号定时偏移存储一预定时间且直到输入第二符号定时偏移为止，第二符号定时偏移跟随着第一符号定时偏移；第一乘法器，用于将第二符号定时偏移同第一加权因子相乘；第二乘法器，用于将来自寄存器的第一符号定时偏移同第二加权因子相乘；加法器，用于通过将来自第一乘法器和第二乘法器的乘积相加来计算输出，并将计算出的输出输出到外部，并将该输出旁路到寄存器；和开关单元，用于根据一控制信号，将符号定时偏移的初始输入输出到外部，并旁路到寄存器。
根据本发明，使用本发明的符号定时恢复装置的符号定时恢复方法包括以下步骤：a)检测经过快速付立叶变换的OFDM信号的符号定时偏移；b)将第一符号定时偏移与第一加权因子相乘、第二符号定时偏移与第二加权因子相乘，并将乘法的积相加并输出和值，第一符号定时偏移与第二符号定时偏移是从偏移检测单元顺序输入的；c)根据因子计算单元的输出，检测由于发送信道环境而引起的OFDM信号的符号间干扰与取样偏移值；d)根据符号间干扰，调整OFDM信号的符号的窗口定时，和根据取样偏移值，纠正OFDM信号的取样定时。
步骤c)包括以下步骤：使用作为偏移值的因子计算单元的输出，来检测与各个OFDM信号的符号间干扰对应的整数值；通过计算顺序输入到取样偏移检测单元的输出值的差，来计算与取样过程中产生的取样偏移相对应的十进制值。
十进制值计算步骤包括以下步骤：在输出第一输出之前将输出中的第一输出延迟一预定时间且直到输入输出中的第二输出为止，该第二输出跟随着第一输出；通过从第二输出中减去第一输出，来计算对应于取样偏移值的十进制值；在预定限度内均衡十进制值。
步骤b)包括以下步骤：在输出之前将第一符号定时偏移存储一预定时间且直到输入第二符号定时偏移为止，第二符号定时偏移跟随着第一符号定时偏移；将第二符号定时偏移同第一加权因子相乘；将来自寄存器的第一符号定时偏移同第二加权因子相乘；通过将来自第一乘法器和第二乘法器的乘积相加来计算输出，并将计算出的输出输出到外部，并根据存储步骤将该值存储一预定时间。
根据本发明，由偏移检测单元510检测到的符号定时偏移中的两个相邻的符号定时偏移分别同两个加权因子相乘，上述两个加权因子彼此之间此消彼涨；乘法的积被相加。根据这样得到的和，可以计算用于调整取样偏移与FFT窗口定时的值。结果，可以减少根据发送信道中的变化来进行补偿的，各个符号偏移中的误差。
附图简要说明
通过参考附图描述本发明的优选实施例，上述的目的和本发明的特点将变得更加明显，其中：
图1是一方框图，示出了传统的OFDM接收机的一个范例；
图2是一方框图，更详细地示出了图1中的差错检测单元；
图3是一方框图，更详细地示出了图2中的滑动加法器；
图4是一方框图，示出了本发明优选实施例的OFDM接收机的符号定时恢复装置；
图5一方框图，更详细地示出了图4中的因子计算单元；
图6是一流程图，示出了使用本发明的OFDM接收机的符号定时恢复装置的、OFDM信号的符号定时恢复方法；
图7是一流程图，示出了在图6的步骤S200中，因子计算单元根据从偏移检测单元输入的第一符号定时偏移和第二符号定时偏移进行的运算；
图8是一流程图，示出了在图7的步骤S250之后的，因子计算单元根据从偏移检测单元输入的第三符号定时偏移进行的运算。
具体实施方式
从现在开始，通过参考附图，将更详细地描述本发明。
图4是一方框图，其示出了本发明优选实施例的OFDM接收机的符号定时恢复装置。在描述符号定时恢复装置之前，先简要描述OFDM接收机。
OFDM接收机包括模数转换器(ADC)100、符号定时恢复装置500、快速付立叶变换(FFT)单元400、均衡器600、前向纠错器(FEC)700。
ADC 100通过取样、量化、编码处理将接收到的OFDM信号转换成数字信号。符号定时恢复装置500调整在ADC 100的取样中产生的取样偏移和在为恢复OFDM信号的付立叶变换中产生的窗口定时偏移；FFT单元400根据符号定时恢复装置500调整的窗口定时，对OFDM信号进行快速付立叶变换。均衡器600补偿在发送信道中产生的，与进行了快速付立叶变换的、然后从FFT单元400输出的OFDM信号有关的失真。通过导频信号计算在发送信道中出现的OFDM信号的符号的定时与频率的误差，均衡器600补偿在发送信道中产生的OFDM信号的失真。FEC 700通过使用一预定的差错检测方法来检测同OFDM信号的数据有关的误差，并纠正检测到数据的误差。
同时，OFDM接收机的符号定时恢复装置500检测在ADC 100的取样中产生的OFDM信号的取样偏移和FFT单元400的窗口定时偏移，并将检测到的值提供给插入器200与窗口调整单元300；这样的符号定时装置500包括偏移检测单元510、因子计算单元520、干扰检测单元530、延迟单元540、减法单元550、环路滤波器560、插入器200和窗口调整单元300。
偏移检测单元510，用于检测OFDM信号的符号定时偏移，该符号定时偏移是在将OFDM信号转换成数字信号的ADC 100的取样过程中产生的；在由偏移检测单元510检测到的每一OFDM信号的符号定时偏移中，因子计算单元520将一个符号定时偏移及同其相邻的符号定时偏移分别同相应的因子相乘，将两个乘积相加并输出结果值。应用到一符号定时偏移及其相邻的符号定时偏移的因子彼此之间是此消彼涨(crossfade)关系，即它们的和始终为“1”。由于此消彼涨关系，两个因子的和始终为“1”。换句话说，如果一个因子是0.2，则另一个因子是0.8。
干扰检测单元530使用因子计算单元520的输出值m作为偏移值，来检测OFDM信号的符号间干扰(ISI)。干扰检测单元530检测到的ISI总是整数。干扰检测单元530给窗口调整单元300提供该检测到的ISI。根据干扰检测单元530提供的整数值，窗口调整单元300调整用于OFDM信号的FFT的FFT单元的窗口定时。当整数值为正“+”时，确定有符号间干扰产生的窗口调整单元300，调整窗口定时。如果整数值为负“-”，窗口调整单元300确定没有符号间干扰。
延迟单元540将来自因子计算单元520的值m的流延迟一预定时间；减法单元550从因子计算单元520输出的并由延迟单元540延迟了一预定时间的第一输出中，减去目前由因子计算单元520输出的第二输出。如果因子计算单元520的第一输出是m0，且第二输出是m1，则减法计算单元550根据下列表达式计算：
[数学表达式3]
D＝m1-m0
换句话说，因子计算单元520从目前由因子计算单元520输出的输出值m1中，减去被延迟单元延迟了一预定时间的输出值m0。减法的剩余数D被输出到环路滤波器560中。环路滤波器560在一预定范围D’内均衡一连串的剩余数D，使之被维持在均匀的间隔上。然后环路滤波器560将均衡后的剩余数D输出到插入器200。根据来自环路滤波器560的均衡后的剩余数，插入器200纠正在ADC 100取样中产生的取样偏移。
如上所述，由偏移检测单元510检测到的符号定时偏移中的两个相邻的符号定时偏移分别同两个因子相乘，上述两个因子彼此之间此消彼涨；乘法的积相加。根据这样得到的和，可以计算用于调整取样偏移与FFT窗口定时的值。结果，可以减少用于根据发送信道中的变化来进行补偿的，各个符号偏移中的误差。
图5是一方框图，更详细地示出了图4中的因子计算单元520。因子计算单元520包括第一乘法器521、开关523、寄存器525、第二乘法器527和加法器529。
第一乘法器521将由偏移检测单元510检测到的符号定时偏移与因子σ相乘。开关523用于根据作为输入的一控制信号，将由偏移检测单元510检测到的初始符号定时偏移输出到外部，或旁路到寄存器525中。寄存器525存储旁路的且由开关523输出的符号定时偏移。第二乘法器527将存储在寄存器525中的符号定时偏移同因子1-σ相乘。加法器529将来自第一乘法器521和第二乘法器527的积加，并输出如此获得的和。
将由偏移检测单元510检测到的符号定时偏移的第一输出设为x0并将第二输出设为x1，图5的因子计算单元520的输出可以通过下列数学表达式获得：
[数学表达式4]
m1＝σ*x1+(1-σ)*m0
其中，m0是由开关523输出的符号定时偏移x0的第一输出。换句话说，值m0和x0是相同的。x1是来自偏移检测单元510的符号定时偏移的第二输出。值m1是因子计算单元520的输出，其是由输入到因子计算单元520的输入值x1计算出来的。换句话说，根据输入值x1得到的因子计算单元520的输出值m1对应于将第一输出m0同因子(1-σ)相乘的乘积与第二输出x1同因子σ相乘的乘积相加得到的和。这样计算出的值m1被旁路到寄存器525中。
下列数学表达式5解释根据来自偏移检测单元510的符号定时偏移的第三输出x2，因子计算单元520的计算。
[数学表达式5]
m2＝σ*x2+(1-σ)*m1
＝σ*x2+(1-σ)*(σ*x1+(1-σ)*m0)
＝σ*x2+σ(1-σ)*x1+(1-σ)2*m0
其中，m1是根据来自偏移检测单元510的第二输出符号定时偏移x1的输入，从因子计算单元520输出的输出。x2是来自偏移检测单元510的第三输出符号定时偏移。m2是根据输入到因子计算单元520的输σ入值x2，从因子计算单元520输出的输出。换句话说，根据输入值x2得到的因子计算单元的输出m2是，将来自因子计算单元520的存储在寄存器525中的第二输出值同因子(1-σ)相乘的乘积与输入到因子计算单元520的第三输出值x2同因子σ相乘的乘积相加得到的和。这样计算出的值m2被旁路到寄存器525中。根据本发明的优选实施例，因子计算单元520用数学表达式4和5重复计算对应于输入的符号定时偏移(x＝x0，x1，x2，x3，…，xn)的输出(m＝m0，m1，m2，m3，…mn)。
将初始输入到因子计算单元520的符号定时偏移设为x0，并将最后输入的符号定时偏移设置为xn，同输出(m＝m0，m1，m2，m3，…mn)相应的符号定时偏移的比例如下：
在旁路到寄存器525期间，同输出(m＝m0，m1，m2，m3，…mn)相应的x0的权值下降，同时新输入的符号定时偏移的权值相对提高。同旁路到寄存器525的输出(m＝m0，m1，m2，m3，…mn)相比，新输入的符号定时偏移的权值相对下降。
由于新输入到因子计算单元520的符号定时偏移与对应的因子σ相乘，且先前输入的符号定时偏移相应的输出与预定加权因子(1-σ)相乘，且将乘积彼此相加，因而新输入的符号定时偏移的权值下降，且信道环境变得更稳定。此外，可以更可靠的进行OFDM信号的符号定时恢复，该信号在动态信道环境下常常失真。就这点来说，可由用户控制加权因子σ并适当地改变它。
图6是一流程图，示出了使用本发明的OFDM接收机的符号定时恢复装置的、OFDM信号的符号定时恢复方法。
首先，偏移检测单元510检测OFDM信号的符号定时偏移(步骤S100)，该OFDM信号被ADC 100转换成数字信号并由FFT单元400进行快速付立叶变换。此时，因子计算单元520将由偏移检测单元510检测到的符号定时偏移的两个相邻的符号定时偏移分别与两个加权因子σ、(1-σ)相乘，上述两个加权因子彼此之间此消彼涨，并将两个乘积相加并输出和值m(步骤S200)。干扰检测单元530使用作为偏移值的输出值m，来检测符号间干扰(ISI)(步骤S300)。干扰检测单元530给窗口调整单元300提供该检测到的ISI。同时，用输出m的两个值，延迟单元540和减法单元550补偿在将OFDM信号转换成数字信号的ADC 100的取样中产生的取样偏移。环路滤波器560进行处理以使相邻的取样偏移能被维持在均匀的间隔上，并将处理后的取样偏移提供给插入器200。
根据干扰检测单元530检测到的ISI，窗口调整单元300调整在FFT单元400中用于FFT的OFDM信号的窗口定时(步骤S400)。插入器200根据环路滤波器560提供的取样偏移，来调整数字化的OFDM信号的取样定时。
图7是一流程图，示出了在图6的步骤S200中，因子计算单元520根据从偏移检测单元510输入的第一符号定时偏移和第二符号定时偏移进行的运算；
首先，当从偏移检测单元510输入第一符号定时偏移x0时，因子计算单元520将输入的第一符号定时偏移x0输出到外部，或旁路到寄存器525(步骤S210)。同时，当从偏移检测单元510输入第二符号定时偏移x1时，因子计算单元520的第一乘法器521将输入的第二符号定时偏移x1同与加权因子σ相乘(步骤S220)。因子计算单元520的第二乘法器527将旁路到寄存器525的第一符号定时偏移x0与加权因子(1-σ)相乘(步骤S230)。
将输入的第二符号定时偏移x1与加权因子σ相乘的乘积同第一符号定时偏移x0同加权因子(1-σ)相乘的乘积彼此相加(步骤S240)。来自加法器529的两个乘积的和是从因子计算单元520输出的输出值m1。加法器529将输出值m1输出到外部，和旁路到寄存器525(步骤S250)。
图8是一流程图，示出了在图7的步骤S250之后，因子计算单元520根据来自偏移检测单元510的符号定时偏移的第三输入进行的运算。
首先，因子计算单元520的第一乘法器521将符号定时偏移的第三输入x2与加权因子σ相乘(步骤S260)。第二乘法器527将旁路到寄存器525的输出m1与加权因子(1-σ)相乘(步骤S270)。
加法器529将由第一乘法器521和第二乘法器527根据第三符号定时偏移x2的输入得到的积相加(步骤S280)。由加法器529这样获得的值是因子计算单元520的输出值m2。加法器529将第二次获得的输出值m2输出到外部，并旁路到寄存器525。
如上所述，先前输入的符号定时偏移、目前输入的符号定时偏移与对应的加权因子相乘，上述加权因子彼此之间此消彼涨。乘法的乘积相加。根据获得的乘积的和，检测到ISI和取样偏移，并因此可以减少由于发送信道的环境变化而带来的符号之中的定时偏移的差错变化。
根据本发明，由偏移检测单元510检测到的符号定时偏移中的两个相邻的符号定时偏移分别与两个加权因子相乘，上述两个加权因子彼此之间此消彼涨；乘法的积相加。根据这样得到的和，可以计算用于调整取样偏移与FFT窗口定时的值。结果，可以减少用于根据发送信道中的变化来进行补偿的、各个符号偏移中的错误。
由于新输入到因子计算单元520的符号定时偏移与对应的因子σ相乘，且先前输入的符号定时偏移相应的输出与预定加权因子(1-σ)相乘，且将乘积彼此相加，因而新输入的符号定时偏移的权值下降，且信道环境变得更稳定。此外，可以更可靠地进行OFDM信号的符号定时恢复，该信号在动态信道环境下常常失真。
虽然已经描述了本发明的优选实施例，本领域技术人员将会明白本发明不限于所述优选实施例，而是在由所附权利要求书所限定的本发明的实质与范围内，可以做各种变化与修改。

Claims (22)

1.一种正交频分复用(OFDM)接收机的符号定时恢复装置，包含：
偏移检测单元，用于检测经过了快速付立叶变换的OFDM信号中的符号定时偏移；
因子计算单元，用于将第一符号定时偏移与第一加权因子相乘、第二符号定时偏移与第二加权因子相乘，并将乘法的积相加并输出该和，第一符号定时偏移与第二符号定时偏移是从偏移检测单元顺序输入的；
失真检测单元，用于根据因子计算单元的输出，检测由于发送信道环境而引起的OFDM信号的符号间干扰与取样偏移值；
窗口调整单元，用于根据符号间干扰，调整OFDM信号的符号的窗口定时；和
插入器，用于根据取样偏移值，纠正OFDM信号的取样定时。
2.根据权利要求1的符号定时恢复装置，其中失真检测单元包含：
干扰检测单元，用于使用作为偏移值的因子计算单元的输出，来检测与各个OFDM信号的符号间干扰对应的整数值，并将该检测到的整数值提供给窗口调整单元；和
取样偏移检测单元，用于通过计算顺序输入到取样偏移检测单元的输出值的差，来计算与取样过程中产生的取样偏移相对应的十进制值，并将该十进制值提供给插入器。
3.根据权利要求2的符号定时恢复装置，其中取样偏移检测单元包含：
延迟单元，用于在输出第一输出之前将输出中的第一输出延迟一预定时间且直到输入输出中的第二输出为止，该第二输出跟随着第一输出；和
减法单元，用于通过从第二输出中减去被延迟单元延迟了的第一输出，来计算对应于取样偏移值的十进制值。
4.根据权利要求3的符号定时恢复装置，其中取样偏移检测单元还包含环路滤波器，其用于在预定限度内均衡十进制值，以使由减法单元顺序计算的十进制值维持在均匀的间隔上。
5.根据权利要求4的符号定时恢复装置，其中因子计算单元包含：
寄存器，用于在输出之前将第一符号定时偏移存储一预定时间且直到输入第二符号定时偏移为止，第二符号定时偏移跟随着第一符号定时偏移；
第一乘法器，用于将第二符号定时偏移与第一加权因子相乘；
第二乘法器，用于将来自寄存器的第一符号定时偏移与第二加权因子相乘；
加法器，用于通过将来自第一乘法器和第二乘法器的乘积相加来计算输出，并将计算出的输出输出到外部并将该输出旁路到寄存器。
6.根据权利要求5的符号定时恢复装置，其中因子计算单元还包含开关单元，其用于根据一控制信号，将符号定时偏移的初始输入输出到外部，并旁路到寄存器。
7.根据权利要求1的符号定时恢复装置，其中第一加权因子与第二加权因子之和为“1”。
8.根据权利要求7的符号定时恢复装置，其中第一加权因子与第二加权因子等于或大于“0”，且等于或小于“1”。
9.一种正交频分复用(OFDM)接收机，包含：
模数转换器(ADC)，用于将接收到的OFDM信号转换成数字信号；
快速付立叶变换(FFT)单元，用于对数字化的OFDM信号进行快速付立叶变换；
偏移检测单元，用于检测经过快速付立叶变换的OFDM信号的符号定时偏移；
因子计算单元，用于将第一符号定时偏移与第一加权因子相乘、第二符号定时偏移与第二加权因子相乘，并将乘法的积相加并输出和值，第一符号定时偏移与第二符号定时偏移是从偏移检测单元顺序输入的；
失真检测单元，用于根据因子计算单元的输出，检测OFDM信号的符号间干扰与取样偏移值；
窗口调整单元，用于根据符号间干扰，调整OFDM信号的符号的窗口定时；
插入器，用于根据取样偏移值，纠正OFDM信号的取样定时。
10.根据权利要求9的OFDM接收机，其中失真检测单元包含：
干扰检测单元，用于使用作为偏移值的因子计算单元的输出，来检测与各个OFDM信号的符号间干扰对应的整数值，并将该检测到的整数值提供给窗口调整单元；
取样偏移检测单元，用于通过计算顺序输入到取样偏移检测单元的输出值的差，来计算与取样过程中产生的取样偏移相对应的十进制值，并将该十进制值提供给插入器。
11.根据权利要求10的OFDM接收机，其中取样偏移检测单元包含：
延迟单元，用于在输出第一输出之前将输出中的第一输出延迟一预定时间且直到输入输出中的第二输出为止，该第二输出跟随着第一输出；
减法单元，用于通过从第二输出中减去被延迟单元延迟了的第一输出，来计算对应于取样偏移值的十进制值。
12.根据权利要求11的OFDM接收机，其中取样偏移检测单元包含环路滤波器，其用于在预定限度内均衡该十进制值，以使由减法单元顺序计算的十进制值维持在均匀的间隔上。
13.根据权利要求12的OFDM接收机，其中因子计算单元包含：
寄存器，用于在输出之前将第一符号定时偏移存储一预定时间且直到输入第二符号定时偏移为止，第二符号定时偏移跟随着第一符号定时偏移；
第一乘法器，用于将第二符号定时偏移与第一加权因子相乘；
第二乘法器，用于将来自寄存器的第一符号定时偏移与第二加权因子相乘；
加法器，用于通过将来自第一乘法器和第二乘法器的乘积相加来计算输出，并将计算出的输出输出到外部并将该输出旁路到寄存器。
14.根据权利要求13的OFDM接收机，其中因子计算单元包含开关单元，其用于根据一控制信号，将符号定时偏移的初始输入输出到外部，并旁路到寄存器。
15.根据权利要求9的OFDM接收机，其中第一加权因子与第二加权因子之和为“1”。
16.根据权利要求15的OFDM接收机，其中第一加权因子与第二加权因子等于或大于“0”，且等于或小于“1”。
17.一种使用符号定时恢复装置的符号定时恢复方法，包含以下步骤：
a)检测经过快速付立叶变换的OFDM信号的符号定时偏移；
b)将第一符号定时偏移与第一加权因子相乘、第二符号定时偏移与第二加权因子相乘，并将乘法的积相加并输出和值，第一符号定时偏移与第二符号定时偏移是从偏移检测单元顺序输入的；
c)根据因子计算单元的输出，检测由于发送信道环境而引起的OFDM信号的符号间干扰与取样偏移值；和
d)根据符号间干扰，调整OFDM信号的符号的窗口定时，和根据取样偏移值，纠正OFDM信号的取样定时。
18.根据权利要求17的符号定时恢复方法，其中步骤c)包括以下步骤：
使用作为偏移值的因子计算单元的输出，来检测与各个OFDM信号的符号间干扰对应的整数值；和
通过计算顺序输入到取样偏移检测单元的输出值的差，来计算与取样过程中产生的取样偏移相对应的十进制值。
19.根据权利要求18的符号定时恢复方法，其中十进制值计算步骤包含以下步骤：
在输出第一输出之前，将输出中的第一输出延迟一预定时间且直到输入输出中的第二输出为止，该第二输出跟随着第一输出；
通过从第二输出中减去第一输出，来计算对应于取样偏移值的十进制值；
在预定限度内均衡十进制值。
20.根据权利要求19的符号定时恢复方法，其中步骤b)包括以下步骤：
在输出之前，将第一符号定时偏移存储一预定时间且直到输入第二符号定时偏移为止，第二符号定时偏移跟随着第一符号定时偏移；
将第二符号定时偏移与第一加权因子相乘；
将来自寄存器的第一符号定时偏移与第二加权因子相乘；和
通过将来自第一乘法器和第二乘法器的乘积相加来计算输出，并将计算所得的输出输出到外部，并根据存储步骤将该值存储一预定时间。
21.根据权利要求17的符号定时恢复方法，其中第一加权因子与第二加权因子之和为“1”。
22.根据权利要求21的符号定时恢复方法，其中第一加权因子与第二加权因子等于或大于“0”，且等于或小于“1”。
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