DE602005004344T2

DE602005004344T2 - Schaltung und Methode zur Extrahierung der Rahmensynchronisation in einem Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE602005004344T2
Application number: DE602005004344T
Authority: DE
Inventors: Jae-Yong Lee; Yun-Sang Park; Bong-Gee Song
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2005-09-19
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: US20060062335A1; EP1638283B1; CN100561996C; DE602005004344D1; US7711074B2; JP4256373B2; CN1758640A; EP1638283A1; JP2006087122A; KR100606050B1; KR20060025769A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewinnen von Synchronisation (Sync) unter Verwendung von sich periodisch wiederholenden Signalmustern sowie ein Verfahren davon.
In einem Kommunikationssystem überträgt ein Transmitter ein Synchronisationssignal (Sync-Signal) an einen Empfänger, und der Empfänger führt unter Verwendung des Sync-Signals eine Synchronisation durch.
In der letzten Zeit wurde für eine schnelle Datenübertragung ein Kommunikationssystem, das ein OFDMA-(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)System verwendet, durch das Standard-Komitee 802.16 des institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) vorgeschlagen. In Übereinstimmung mit diesem Standard 802.16 des IEEE überträgt in dem Kommunikationssystem des OFDMA-Typs ein Transmitter ein Präambel-Muster an einen Empfänger, und der Empfänger erfasst anhand des empfangenen Präambel-Musters den Anfang eines Rahmens, das heißt die Rahmen-Synchronisation (Sync). Dieses Präambel-Muster ist in den 1A und 1B dargestellt.
Die 1A und 1B sind Diagramme, die das Präambel-Muster darstellen, das für eine anfängliche Synchronisation (Sync) in einem Kommunikationssystem verwendet wird. Genauer gesagt, illustriert 1A ein sich wiederholendes Muster des Präambel-Musters, und 1B illustriert, wie das Präambel-Muster erfasst wird.
In Bezug auf 1A hat weist das Präambel-Muster 10 sich wiederholende Muster 11, 12 und 13 auf. In zwei beliebigen aufeinanderfolgenden Perioden solcher sich wiederholenden Muster verzögert der Empfänger ein Signal einer Periode ,A', korreliert das Verzögerungssignal mit einem Signal einer Periode ,B' und summiert anschließend die beiden Signale. Wenn in diesem Fall das Signal der Periode ,A' und das Signal der Periode ,B' das gleiche Muster aufweisen, wird ihr summierter Wert ein maximaler Wert. Wenn dementsprechend die jeweilige Signalperiode aus m Abtastwerten gebildet ist, müssen 2m Abtastwerte akkumuliert werden. So sind beispielsweise in Bezug auf 1B die sich wiederholenden Muster des Präambel-Musters durch die Referenznummern 11 und 12 dargestellt. Genauer gesagt, wird eine Signalperiode von „–1 –1 1 1" gewonnen, indem die Periode 4 des ersten Signals von „1 1 1 1" verzögert wird, und indem die Periode des verzögerten ersten Signals mit der Periode 11 des zweiten Signals von „–1 –1 1 1" korreliert wird und indem das erste Signal mit dem zweiten Signal multipliziert wird, und anschließend wird der Wert „0" durch Summieren der gewonnenen Signalperiode gewonnen. Anschließend wird eine Signalperiode von „1 1 1 1" gewonnen, indem die Periode 11 des zweiten Signals von „–1 –1 1 1" mit der Periode 12 des dritten Signals „–1 –1 1 1" korreliert wird, und der Wert „4" wird durch Summieren der gewonnenen Signalperiode gewonnen. Wenn dementsprechend dieselben Signale wiederholt werden, kann der Anfangspunkt davon gefunden werden, indem die Signalperiode durch Erfassen, wann der summierte Korrelationswert ein maximaler Wert wird, erfasst wird, und auf die gleiche Weise kann darüber hinaus auch die Rahmen-Synchronisation (Sync) extrahiert werden.
2 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Vorrichtung zum Extrahieren von Synchronisation (Sync). In Bezug auf 2 enthält die herkömmliche Sync-Extrahiervorrichtung eine Verzögerungseinheit 32, eine Korreliereinheit, das heißt, eine Konjugiereinrichtung 34 und einen Korrelator 36, sowie eine Einheit 38 zum Ermitteln einer Z^–2m-Summe. Die Verzögerungseinheit 32 verzögert ein Eingangssignal um eine Periode, die m Abtastwerten entspricht. Die Konjugiereinrichtung 34 der Korreliereinrichtung konjugiert das Eingangssignal. Der Korrelator 36 der Korreliereinheit korreliert ein Ausgangssignal der Verzögerungseinheit 32 mit einem Ausgangssignal der Konjugiereinrichtung 34 durch Multiplizieren des Ausgangssignals der Verzögerungseinheit 32 mit dem Ausgangssignal der Konjugiereinrichtung 34 und gibt ein korreliertes Signal an die Einheit 38 zum Ermitteln einer Z^–2m-Summe aus. Hierbei summiert die Einheit 38 zum Ermitteln einer Z^–2m-Summe die Korrelationswerte, die von dem Korrelator 36 der Korreliereinheit ausgegeben wurden, jedoch sollte in diesem Fall das Summieren in Bezug auf 2m Abtastwerte durchgeführt werden. Als ein Ergebnis verursacht diese Summierungsoperation eine Erhöhung der Komplexität der Schaltung sowie des Stromverbrauchs.
Das Dokument EP 1 282 257 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Datensequenzen. Es wird eine vorgegebene komplexe Datensequenz in einem empfangenen Signal erfasst. Für diese Erfassung wird eine Autokorrelation an den von dem empfangenen Signal extrahierten Daten durchgeführt, um einen Autokorrelations-Ausgang bereitzustellen. Dieser Autokorrelations-Ausgang wird mit einer verzögerten Version des Autokorrelations-Ausgangs kombiniert, um einen kombinierten Ausgang zu erzeugen. Wenn der kombinierte Ausgang eine vorgegebene Bedingung erfüllt, wird ein Signal, das die vorgegebene Datensequenz repräsentiert, bereitgestellt. Es werden eine Verzögerungsschaltung und anschließend eine Konjugiereinrichtung verwendet, die das komplexe Konjugat des Ausgangs der Verzögerungsschaltung bildet. An einem Eingang wird ein komplexer Daten-Abtastwert empfangen und anschließend an die Abtastwert-Verzögerungsschaltung übertragen. Eine Multipliziereinrichtung multipliziert das verzögerte komplexe Konjugat des Ausgangs der Verzögerungsschaltung mit den von dem Eingang empfangenen Eingangs- Abtastwerten und erzeugt einen Ausgang, der eine Autokorrelation des Eingangs an eine Schaltung zum Ermitteln eines gleitenden Durchschnitts repräsentiert. Diese erzeugt an ihrem Ausgang ein Signal, das einen gleitenden Durchschnitt des Autokorrelations-Ausgangs repräsentiert.
Das Dokument 0 896 457 A1 offenbart eine Verzögerungseinheit und eine Konjugiereinrichtung und darüber hinaus einen Korrelator und einen Medianfilter, ebenso wie eine gleitende Summe, die entsprechende Signale von einer Art Betrags-Berechnungseinrichtung empfängt. Diese Referenz offenbart den Stand der Technik, der der voranstehend erwähnten 2 ziemlich ähnlich ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sync-Extrahiervorrichtung für ein Kommunikationssystem und ein Verfahren davon bereitzustellen, das, während die Rahmen-Synchronisation gewonnen wird, die Implementierungskomplexität und den Stromverbrauch reduzieren kann.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erfüllt.
Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung besser verständlich, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen:
Die 1A und 1B Diagramme sind, die das Präambel-Muster, das in einem Kommunikationssystem für eine anfängliche Synchronisation (Sync) verwendet wird, darstellen;
2 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Sync-Extrahiervorrichtung;
3 ist ein Blockdiagramm einer Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Blockdiagramm einer Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Blockdiagramm einer Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein Blockdiagramm einer Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Blockdiagramm einer Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
8 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Extrahieren von Synchronisation in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die gleichen Referenznummern in den Zeichnungen für die gleichen Elemente verwendet, selbst wenn diese in unterschiedlichen Zeichnungen dargestellt sind. Es wird den Personen mit der gewöhnlichen Erfahrung auf dem Gebiet der Technik offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung auch ganz einfach ohne solche hierin enthaltenen spezifischen Leistungsmerkmale oder ihren Modifizierungen umgesetzt werden kann. Des Weiteren wird eine ausführliche Beschreibung bekannter Funktionen und Konstruktionen, die hierin enthalten sind, weggelassen, wenn diese möglicherweise das Verständnis für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung erschweren sollte.
Die vorliegende Erfindung ist eingerichtet, in einem System, das beim Gewinnen einer Rahmen-Synchronisation (Sync) ein sich periodisch wiederholendes Präambel-Muster verwendet, eine anfängliche Synchronisation (Sync) zu erfassen, das heißt, eine Anfangsposition eines Rahmens. Ein Transmitter konstruiert und überträgt eine Präambel, wie dies in 1 dargestellt ist. Ein Empfänger gewinnt die Rahmen-Synchronisation (Sync) durch Suchen einer Position (das heißt, eines Abschnittes), die den größten Korrelationswert aufweist, indem er das Präambel-Muster korreliert. In diesem Fall enthält ein digitaler Abtastwert (Zeitdomäne), der in dem Empfänger empfangen wird, das Präambel-Muster, das in 1 dargestellt ist, und dieses Präambel-Muster weist sich wiederholende Muster auf. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Komplexität des Empfängers reduziert werden, indem die Abschnitte, in denen die gleitenden Summen unter Verwendung der Charakteristik der sich wiederholenden Muster gewonnen werden, verkleinert werden. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Summen der sich wiederholenden Abschnitte gewonnen, und anschließend wird der Korrelationswert davon gewonnen. Genauer gesagt, gewinnt der Empfänger die Korrelation der Präambel, wie dies durch Gleichung (1) dargestellt ist, um den Anfang des Rahmens zu erfassen.
Hierbei bezeichnet r[k] einen k-ten empfangenen Signal-Abtastwert, und r·[k] bezeichnet einen komplexen konjugierten Wert von r[k]. Wenn in diesem Fall n = 0 ist und kein Rauschen vorhanden ist, kann der Korrelationswert in zwei Abschnitte unterteilt werden, das heißt, in einen Abschnitt von k = 0 bis k = m und in einen Abschnitt von k = m bis k = 2m, wie dies durch die Gleichung (2) dargestellt ist.
Wenn hierbei der Abschnitt von k = m bis k = 2m in den Abschnitt von k = 0 bis k = m in Bezug auf den Korrelationswert
des Abschnittes geändert wird, wird der Korrelationswert in
geändert. Dementsprechend wird, in Bezug auf 1 der Korrelationswert zwischen der konjugierten Periode 2(B) und der Periode 1(A) zu
und der Korrelationswert zwischen der konjugierten Periode 3(C) und der Periode 2(B) wird zu
Dementsprechend wird der Korrelationswert, den der Empfänger zu gewinnen versucht, Korrelation(B, A) + Korrelation(C, B). Hierbei kann, da r[k] eine Periode von m Abtastwerten aufweist und das Präambel-Muster die sich wiederholenden Muster aufweist, der Korrelationswert so angeordnet werden, wie dies in Gleichung (3) dargestellt ist.
Wenn hierbei zwei Bedingungen von
in einer Bedingung mit einem Faktor von r·[n + k – m] miteinander verknüpft sind, wird Gleichung (4) gewonnen.
Im Folgenden wird die Sync-Extrahiervorrichtung zum Gewinnen des Korrelationswertes für das Extrahieren der Synchronisation in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
3 ist ein Blockdiagramm einer Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Bezug auf 3 enthält die Sync-Extrahiervorrichtung 100 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine erste m-Verzögerungseinheit 110, eine Korreliereinheit, das heißt, eine Konjugiereinrichtung 120 und einen Korrelator 130, eine zweite m-Verzögerungseinheit 140, eine Summiereinheit 150 und eine Einheit 160 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–m Summe. Die erste m-Verzögerungseinheit 110 verzögert ein Eingangssignal um eine Periode, die m Abtastwerten entspricht. Dementsprechend verzögert die erste m-Verzögerungseinheit 110 das Eingangssignal r[n + k] um m Abtastwerte und gibt ein Signal r[n + k – m] aus. Die Konjugiereinrichtung 120 der Korreliereinheit konjugiert das Signal r[n + k – m], das von der ersten m-Verzögerungseinheit 110 ausgegeben wurde, und gibt das konjugierte Signal an den Korrelator 130 aus. Zusätzlich dazu verzögert die zweite m-Verzögerungseinheit 140 das Signal r[n + k – m], das von der ersten m-Verzögerungseinheit 110 ausgegeben wurde, um m Abtastwerte und gibt ein Signal r[n + k – 2m] an die Summiereinheit 150 aus. Die Summiereinheit 150 empfängt das Eingangssignal r[n + k] und das Signal r[n + k – 2], das von der zweiten m Verzögerungseinheit 140 ausgegeben wurde. Die Summiereinheit 150 akkumuliert das Eingangssignal von k = 0 bis k = m und das Signal r[n + k – 2m], das von der zweiten m Verzögerungseinheit 140 ausgegeben wurde, und gibt das akkumulierte Signal an den Korrelator 130 der Korreliereinheit aus. Der Korrelator 130 korreliert
ausgegeben von der Summiereinheit 150, mit einem konjugierten Wert r·[n + k – m] des Signals r[n + k – m], das von der Konjugiereinrichtung 120 ausgegeben wurde, durch Multiplizieren des Ausgangssignals der Summiereinheit 150 mit dem Ausgangssignal der Konjugiereinrichtung 120, und gibt einen Korrelationswert an die Einheit 160 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–m-Summe aus.
Die Einheit 160 zum Ermitteln einer gleitenden T^–m-Summe summiert die Korrelationswerte, die von dem Korrelator 130 ausgegeben worden, und führt insbesondere das Summieren der m Abtastwerte durch. Der Korrelationswert, der von der Einheit 160 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–m-Summe ausgegeben wurde, kann so angeordnet werden, wie dies in Gleichung (5) dargestellt ist.
Der Korrelationswert, der wie voranstehend dargestellt wird, gewonnen wird, wird als eine Summe des Korrelationswertes zwischen der Periode 2(B) und der Periode 3(C) und des Korrelationswertes zwischen der Periode 1(A) und der Periode 2(B) angegeben.
4 ist ein Blockdiagramm der Sync-Extrahiereinrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Bezug auf 4 enthält die Sync-Extrahiereinrichtung 200 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine erste m-Verzögerungseinheit 210, eine Summiereinheit 220, eine zweite m-Verzögerungseinheit 240, eine Korreliereinheit, das heißt, eine Konjugiereinrichtung 250 und einen Korrelator 230 sowie eine Einheit 260 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–m-Summe. Auf ähnliche Weise wie dies in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Fall ist, verzögert die erste m-Verzögerungseinheit 210 ein Eingangssignal um eine Periode, die m Abtastwerten entspricht. Dementsprechend verzögert die erste m-Verzögerungseinheit 210 das Eingangssignal r[n + k] um m Abtastwerte und gibt ein Signal r[n + k – m] aus.
Die Summiereinheit 220 empfängt das Eingangssignal r[n + k] und das Signal r[n + k – m], das von der ersten m Verzögerungseinheit 210 ausgegeben wurde und gibt das akkumulierte Signal an den Korrelator 130 der Korreliereinheit aus.
Zusätzlich dazu verzögert die zweite m-Verzögerungseinheit 240 das Signal r[n + k – m], das von der ersten m Verzögerungseinheit 210 ausgegeben wurde, um m Abtastwerte und gibt ein Signal r[n + k – 2m] an die Konjugiereinrichtung 250 der Korreliereinheit aus.
Die Konjugiereinrichtung 250 konjugiert das Signal r[n + k – 2m], das von der zweiten m-Verzögerungseinheit 240 ausgegeben wurde und gibt das konjugierte Signal an den Korrelator 230 aus. Der Korrelator 230 korreliert
ausgegeben von der Summiereinheit 220, mit einem konjugierten Wert r·[n + k – 2m] des Signals r[n + k – 2m], das von der Konjugiereinrichtung 250 ausgegeben wurde, durch Multiplizieren des Ausgangssignals der Summiereinheit 220 mit dem Ausgangssignal der Konjugiereinrichtung 250 und gibt einen Korrelationswert an die eine Einheit 260 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–m-Summe aus.
Die Einheit 260 zum Ermitteln einer gleitenden T^–m-Summe summiert die Korrelationswerte, die von dem Korrelator 230 ausgegeben wurden, und führt insbesondere das Summieren der m Abtastwerte durch.

In Tabelle 1 sind die Leistungsmerkmale der Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu jenen der herkömmlichen Sync-Extrahiervorrichtung beschrieben. Tabelle 1

Klassifizierung	Stand der Technik	Vorliegende Erfindung	Bemerkungen
Konjugat	eins	eins	* Beide sind eines komplexen Typs, und I und Q bezeichnen die jeweiligen Anzahlen an Bits
Verzögerungselement (12 Bits)	m (12 Bits)	2m (12 Bits)	* m = [2048/3] = 683 (802.16 OFDMA)
Addieren		12-Bit-Addiereinrichtung	* unter der Annahme weggelassen, dass die gleichen Addiereinrichtungen in den jeweiligen Addiereinrichtungen für gleitende Summen verwendet werden
Multiplizieren	12 × 12 Bits	12 × 13 Bits
Gleitende Summe	2m (24 Bits)	m (25 Bits)	Die vorliegende Erfindung kann die Anzahl von Verzögerungselementen, die eine große Anzahl von Bits aufweisen, reduzieren.

Wie dies in Tabelle 1 dargestellt ist, kann die Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Komplexität des Empfängers durch Verkleinern des Abschnittes, in dem die Einheit zum Ermitteln einer gleitenden Summe die gleitenden Summen gewinnt, im Vergleich zu der herkömmlichen Sync-Extrahiereinrichtung, reduzieren.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die komplexen Werte der Signale in der Einheit zum Ermitteln einer gleitenden Summe summiert. Es ist jedoch auch möglich, dass die realen Werte zuerst gewonnen werden und anschließend die realen Werte in der Einheit zum Ermitteln einer gleitenden Summe summiert werden, anstatt dass die komplexen Werte der Signale in der Einheit zum Ermitteln einer gleitenden Summe summiert werden.
5 ist ein Blockdiagramm der Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer nicht beanspruchten Ausführungsform. In der Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit der nicht beanspruchten Ausführungsform ist eine Betrags-Berechnungseinrichtung 50 vor einer Einheit 38 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–2m-Summe angeordnet. Dementsprechend wird der komplexe Wert, der von dem Korrelator 36 der Korreliereinheit ausgegeben wird, durch die Betrags-Berechnungseinrichtung 50 in einen realen Wert umgewandelt, und anschließend wird der reale Wert der Einheit 38 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–2m-Summe bereitgestellt.
6 ist ein Blockdiagramm der Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Übereinstimmung mit der Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Betrags-Berechnungseinrichtung 155 vor dem Eingangsterminal der Einheit 160 zum Ermitteln einer gleitenden T^–2m-Summe, die in den 3 und 4 dargestellt ist, enthalten. Dementsprechend wird der komplexe Wert, der von dem Korrelator 130 oder 230 ausgegeben wird, durch die Betrags-Berechnungseinrichtung 155 in einen realen Wert umgewandelt, und anschließend wird der reale Wert der Einheit 160 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–2m-Summe bereitgestellt.
7 ist ein Blockdiagramm der Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Übereinstimmung mit der Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Betrags-Berechnungseinrichtung 155 nach dem Ausgangsterminal der Einheit 160 oder 260 zum Ermitteln einer gleitenden Z^–2m-Summe, die in den 3 und 4 dargestellt ist, angeordnet. Wenn kein Rauschen vorhanden ist, und wenn die sich wiederholenden Symbolwerte genau miteinander übereinstimmen, wird der resultierende Wert C(n) eine reale Zahl. Wenn jedoch Rauschen und eine Signalverzerrung vorhanden sind, weist C(n) den komplexen Wert auf, und dementsprechend sollte eine Betrags-Berechnungseinrichtung für eine Vergleichsoperation hinzugefügt werden, wie dies in den 5, 6 und 7 dargestellt ist. Die Konstruktionen, die in den 5 und 6 dargestellt sind, weisen, verglichen mit der Konstruktion, die in 7 dargestellt ist, eine etwas schlechtere Leistung auf, sie können jedoch die Komplexität verbessern. Dies rührt daher, dass der Prozess des Gewinnens des Betrages des realen Wertes und des anschließenden Gewinnens der gleitenden Summe des realen Wertes einfacher ist als der Prozess des Gewinnens der gleitenden Summe des komplexen Wertes und des anschließenden Berechnens des Betrages davon.
8 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Extrahieren von Synchronisation (Sync) in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wenn in Bezug auf 8 ein Signal, das eine sich periodisch wiederholende Struktur aufweist, empfangen wird, verzögert die Verzögerungseinheit 110, 140, 210 oder 240 der Sync-Extrahiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer jeden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Signal um eine Periode, die m Abtastwerten entspricht (Schritt S310). In diesem Fall kann m die Anzahl an Abtastwerten sein, die in der sich wiederholenden Periode enthalten sind. Anschließend erzeugt die Summiereinheit 150 oder 220 der Sync-Extrahiervorrichtung ein summiertes Signal durch Akkumulieren des Verzögerungssignals und des aktuell eingegebenen Signals (Schritt S320). Der Korrelator 130 oder 230 der Korreliereinheit in der Sync-Extrahiervorrichtung korre liert das summierte Signal mit dem Verzögerungssignal (Schritt S330), und die Einheit zum Ermitteln einer gleitenden Summe 160 oder 260 summiert die korrelierten Signale für das Maß an Verzögerung und gibt einen Sync-Extrahierungswert aus. Anschließend kann durch Erfassen der Zeit, zu der der Sync-Extrahierungswert ein Spitzenwert wird, die Synchronisation (Sync) gewonnen werden.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Schritt des Umwandelns des komplexen Wertes von dem Korrelator in einen realen Wert weiterhin durchgeführt werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Summen der sich wiederholenden Abschnitte gewonnen, und anschließend werden die Korrelationswerte davon gewonnen. Dementsprechend wird der Abschnitt, in dem die gleitende Summe gewonnen wird, verkleinert, und auf diese Weise kann die Komplexität des Empfängers reduziert werden.
Wie dies voranstehend beschrieben wurde, kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durch Reduzieren der Implementierungskomplexität der Rahmen-Sync-Extrahierschaltung die Schaltungskonstruktion vereinfacht werden, wobei ihr Stromverbrauch gesenkt wird. Dementsprechend kann der Batteriezyklus eines Terminals, das die Sync-Extrahierschaltung aufweist, erhöht werden.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung auf Synchronisations-Extrahierung des OFDMA-Typs entsprechend dem 802.16-Standard angewendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf andere Systeme angewendet werden, die die Rahmen-Synchronisation durch Verzögerung und Korrelation unter Verwendung der sich wiederholenden Präambel-Muster erzielen.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, wird es den Personen mit der gewöhnlichen Erfahrung auf dem Gebiet der Technik offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen an der Form und an Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung, wie dieser durch die angehängten Ansprüche definiert wird, abzuweichen.

Claims

Vorrichtung zum Synchronisieren eines Signals mit einem sich periodisch wiederholenden Muster, wobei sie aufweist: eine erste Verzögerungseinheit (110), die ein Eingangssignal eines Empfängers verzögert, um ein erstes Verzögerungssignal zu erzeugen; eine zweite Verzögerungseinheit (140), die das erste Verzögerungssignal verzögert, um ein zweites Verzögerungssignal zu erzeugen; eine Summiereinheit (150), die das Eingangssignal und das zweite Verzögerungssignal summiert, um ein summiertes Signal zu erzeugen; eine Korreliereinheit (120, 130), die das summierte Signal mit dem ersten Verzögerungssignal korreliert; und eine Einheit (160) zum Ermitteln einer gleitenden Summe, die Ausgangswerte der Korrelationseinheit summiert und einen Sync-Extraktionswert zum Durchführen von Synchronisation durch den Empfänger bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Verzögerungseinheit (110) das Eingangssignal um eine Periode des sich wiederholenden Musters verzögert und die zweite Verzögerungseinheit (140) das erste Signal um die Periode des sich wiederholenden Musters verzögert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Summiereinheit (150) das Eingangssignal und das zweite Verzögerungssignal über eine Periode des sich wiederholenden Musters akkumuliert, um ein akkumuliertes Signal auszugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Korreliereinheit aufweist: eine Konjugiereinrichtung (120), die das erste Verzögerungssignal konjugiert; und einen Korrelator (130), der einen konjugierten Wert von der Konjugiereinrichtung (120) mit einem summierten Wert von der Summiereinheit (150) korreliert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine Betrags-Berechnungseinrichtung (155) aufweist, die einen Ausgang der Korreliereinheit in einen realen Wert umwandelt und den realen Wert für die Einheit (160) zum Ermitteln einer gleitenden Summe bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine Betrags-Berechnungseinrichtung (155) aufweist, die einen Ausgang der Einheit (160) zum Ermitteln einer gleitenden Summe in einen realen Wert umwandelt.
Vorrichtung zum Synchronisieren eines Signals mit einem sich periodisch wiederholenden Muster, die aufweist: eine erste Verzögerungseinheit (210), die ein Eingangssignal eines Empfängers verzögert, um ein erstes Verzögerungssignal zu erzeugen; eine zweite Verzögerungseinheit (240), die das erste Verzögerungssignal verzögert, um ein zweites Verzögerungssignal zu erzeugen; eine Summiereinheit (220), die das Eingangssignal und das erste Verzögerungssignal summiert, um ein summiertes Signal zu erzeugen; eine Korreliereinheit (230, 250), die das summierte Signal mit dem zweiten Verzögerungssignal korreliert; und eine Einheit (260) zum Ermitteln einer gleitenden Summe, die Ausgangswerte der Korreliereinheit summiert und einen Sync-Extraktionswert zum Durchführen von Synchronisation durch den Empfänger bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Verzögerungseinheit (210) das Eingangssignal um eine Periode des sich wiederholenden Musters verzögert und die zweite Verzögerungseinheit (240) das erste Signal um die Periode des sich wiederholenden Musters verzögert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Summiereinheit (220) das Eingangssignal und das erste Verzögerungssignal über die Periode des sich wiederholenden Musters akkumuliert, um ein akkumuliertes Signal auszugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Korrelationseinheit aufweist: eine Konjugiereinrichtung (250), die das zweite Verzögerungssignal konjugiert; und einen Korrelator (230), der einen konjugierten Wert von der Konjugiereinrichtung (250) mit einem summierten Wert von der Summiereinheit (220) korreliert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, die des Weiteren eine Betrags-Berechnungseinrichtung aufweist, die einen Ausgang der Korrelationseinheit in einen realen Wert umwandelt und den realen Wert für die Einheit (260) zum Ermitteln einer gleitenden Summe bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, die des Weiteren eine Betrags-Berechnungseinrichtung aufweist, die einen Ausgang der Einheit (260) zum Ermitteln einer gleitenden Summe in einen realen Wert umwandelt.
Verfahren zum Synchronisieren eines Signals mit einem sich periodisch wiederholenden Muster, das die folgenden Schritte aufweist: Verzögern eines Eingangssignals eines Empfängers, um ein erstes verzögertes Signal zu gewinnen; Verzögern des ersten verzögerten Signals, um ein zweites verzögertes Signal zu gewinnen; Summieren des Eingangssignals und des zweiten verzögerten Signals; Korrelieren des summierten Signals mit dem ersten verzögerten Signal; und Ermitteln einer gleitenden Summe der korrelierten Werte über eine Periode, die einer Periode gleich ist, um die das Eingangssignal verzögert wird, und Bereitstellen eines Sync-Extraktionswertes zum Durchführen von Synchronisation durch den Empfänger.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der erste Verzögerungsschritt das Eingangssignal um eine Periode des sich wiederholenden Musters verzögert und der zweite Verzögerungsschritt das erste verzögerte Signal um die Periode des sich wiederholenden Musters verzögert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Summierschritt das Eingangssignal und das zweite verzögerte Signal über die Periode des sich wiederholenden Musters akkumuliert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Korrelierschritt die folgenden Schritte aufweist: Konjugieren des ersten verzögerten Signals; und Multiplizieren des konjugierten Wertes mit dem in dem Summierschritt gewonnenen summierten Wert.
Verfahren nach Anspruch 14, das des Weiteren einen Betrags-Berechnungsschritt des Umwandelns des Korrelationswertes in einen realen Wert aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, das des Weiteren einen Betrags-Berechnungsschritt des Umwandelns des Wertes der gleitenden Summe in einen realen Wert aufweist.
Verfahren zum Synchronisieren eines Signals mit einem sich periodisch wiederholenden Muster, das die folgenden Schritte aufweist: Verzögern eines Eingangssignals eines Empfängers, um ein erstes verzögertes Signal zu gewinnen; Verzögern des ersten verzögerten Signals, um ein zweites verzögertes Signal zu gewinnen; Summieren des Eingangssignals und des ersten verzögerten Signals; Korrelieren eines summierten Signals mit dem zweiten verzögerten Signal; und Ermitteln einer gleitenden Summe der korrelierten Werte über eine Periode, die einer Periode gleich ist, um die das Eingangssignal verzögert wird, und Bereitstellen eines Sync-Extraktionswertes zum Durchführen von Synchronisation durch den Empfänger.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der erste Verzögerungsschritt das Eingangssignal um eine Periode des sich wiederholenden Musters verzögert, und der zweite Verzögerungsschritt das erste verzögerte Signal um die Periode des sich wiederholenden Musters verzögert.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Summierschritt das Eingangssignal und das erste verzögerte Signal über die Periode des sich wiederholenden Musters akkumuliert.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Korrelierschritt die folgenden Schritte aufweist: Konjugieren des zweiten verzögerten Signals; und Multiplizieren des konjugierten Wertes mit dem in dem Summierschritt gewonnenen summierten Wert.
Verfahren nach Anspruch 20, das des Weiteren einen Betrags-Berechnungsschritt des Umwandelns des Korrelationswertes in einen realen Wert aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, das des Weiteren einen Betrags-Berechnungsschritt des Umwandelns des Wertes der gleitenden Summe in einen realen Wert aufweist.