TWI373944B - Apparatus for estimating frequency offset and estimating method thereof - Google Patents

Description

1373944 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種頻率偏移量估計裝置及其估計方法，尤指 一種利用頻譜分析(spectrum anaiysis)來得出頻率偏移量之估計裝 置及其估計方法。 【先前技術】 • 一般通訊系統是將訊號載於高頻載波上傳送，並於接收端以一 S皆調器(tuner)將訊號放大及降頻，以提供給後續解調器進行解調， 但諧調器會因為機械老化或性能誤差等因素，無法提供穩定的降 頻力月b以致於產生隨時間變化的頻率偏移(丘内此沉丫 〇饱技）。習 头解决頻率偏移的方法多為以遞迴(iterati〇n)方式逐步估計出頻率 偏移里，但是當通道衰減(channdfading)及頻率偏移的情況嚴重 時此方法需要耗費較長的時間才能收斂出估計值，在實際使用 上易受到限制。 【發明内容】 本發明的目狀_即在於提供—種辭偏移量估計裝置及其 估計方法’可快速且準確地估計出輸入訊號的頻率偏移量，由於 摘率偏移里料裝置及估計方法不受通道紐的影響，因此可 適用於各種通道環境。 根據本發明之一實施例，其係提佴 丁穴供一種估計頻率偏移量的方 5 1373944 • 法。该方法包含有對—接收訊號進行η次方運算以得出—n a方 訊號’以及_ η次方減進行頻譜分_得出—麵偏移=。 根據本發明之另—實關’其係提供—種鮮偏移量估 置。該裝置包含有-η次方運算模組以及—頻譜分析模說，其^ 次方運算模組係用來對一接收訊號進行η次方運算以得出―^欠 方訊號，而頻譜分析模組係用來對該η次方訊號進行頻譜= • 根據頻譜分析的結果得出一頻率偏移量。 日刀' 【實施方式】 凊參閱第1圖’其係本發明頻率偏移量估計裝置之—實施例_ 方塊不意圖。如圖所示，頻率偏移量估計裝置卿包含有—a 方運算模組m以及—頻譜分析模組12G，其情譜分娜: 又包含有-頻譜計算單元122、一比較單元124及一處理單元 126。頻率偏移量料裝置⑽在估計—接收贱的頻率偏移旦 時’係先以η次方運算模組11〇對接收訊號進行n次方運算以^ 出- η次方峨，再_譜分析模組⑽分析該n次方 : 譜，並根據頻譜分析的έ士果得中相 ;的頻

μ ^」 率偏移量。—般來L 计為2的m倍㈣m，m為正整數），在本實施例中，η係為* 接收訊號進行η次方運算可消除傳送端加在訊號上的調變 (modul_n) ’例如四相移鍵控(QpsK)調變的4種相位在 方運算後均婦’對正交振幅調變(QAM)而言，經過4次方運」 後上述之相位相等的特性仍然會出現，只是會附加有些許雜訊 1373944 但並不影響後續頻譜分析的結果。 η次方訊號接著被送入頻譜分析模組12〇令的頻譜 一 122以計算其頻譜。頻譜計算單元122並不限定採用^演·^兀 何可得出頻譜特性的演算法均可應用於本發明。在—實^忐’任 頻譜計算單元I22係根據Wdeh演算法料算觸：如^例中’ 不，頻譜計算單S I22包含有一選擇單元2〇2、—轉換时_2圖所 以及-累加單元206，選擇單元2〇2係於時域中，從η次早方 出K個長度為N的區段{_)L(每一區段係由連續的樣點 财叫是賴舰自4方職)，魏單 接者將別轉換至頻率域並計算其功率累加單元2〇6 累縣-區段的功率以得出該„次方訊號的頻譜。本實^之頻 射异早το i22具有簡單易於實施(因為可以採用快速傅立葉轉換 (FFT)以及為無母數分析)'節省賴辨雜與節省硬體記憶體資 源等優點，而累計⑽區段的功率的目的在於降低雜訊的影雙， 故本實施例並不限定K必須大於丨。 曰 在得出η次方訊號的頻譜後，比較單元124便找出頻譜中具有 旦大功率的-頻率值，該頻率值係正比於接收訊號的頻率偏移 里因此，處理單凡126可藉由依據—縮放因子㈣哗⑹㈣調 整該頻率值而得出頻率偏移，其中縮放因子係依雜收訊號 的取樣率(sampling rate)而定。 『1373944 頻率偏移量估計裝置1GG⑽)所估計出的頻率偏移量^可用 於但不限定於補償通訊系統愤收訊號的頻率偏移。以一數位視 訊廣播(DVB)系統為例’請參考第3圖，其係頻率偏移量估計裝置 100設置於-數位視訊廣播系統之一實施例的示意圖。接收訊號在 經過揩調器__降頻處理後具有頻率偏移，頻率偏移量估計 裝置觀便是用來估計該頻率偏移量，並將估計出的頻率偏移量 △ f提供給頻率控制器320以補償頻率偏移。在本實施例卜頻率 參偏移量估計裝置100係輕接於時序回復器(timingrec()very)33()及 等化器(equallzer)340之後，於時序回復器33〇及等化器對接 收訊號進行時序回復以及通道等化處理後分析等化器34〇的輸出 Λ號’但凊注意’此僅為本發明之一實施例，頻率偏移量估計裝 置100並不限定必須耦接於等化器34〇之後。 此外’更可以-控制器(圖中未顯示)於數位視訊廣播系統處於 • 頻率，償模式時啟動頻率偏移量估計裝置聊並關閉後續如相位 ° 復器(phase recovery)350、回授等化器(feedback equalizer)36〇 等 電路’直到頻率偏移量估計農置完成頻率偏移量^的估計、 將^率偏移量Μ提供給頻率控制器32〇補償頻率偏移後，再啟動 先刖關閉之相位回復器35〇、回授等化器遍等電路，並關閉頻率 偏移里估„十裝置100’以節省電源功率消耗，而此時數位視訊廣播 系統即回復到正常的運作模式。 、 -月主’思’上述之n次方運算模址11〇及頻譜分析模組可藉 由軟體方式實現’例如以—處理it執行程式碼，然而，本發明並 不以此為限’在不違背本發明之精神的情況下，η次方運算模組 110及頻譜分析模乡且12〇/亦可採硬體方式或軟硬體混合方式加以實 作。 ‘上所述，頻率偏移量估計裝置100(200)係對一接收訊號進行 η人方運算與頻譜分析來得出接收訊號的頻率偏移量，相較於習知 以遞迴方式估計頻率偏移量的方法，頻率偏移量估計裝置1〇〇(2〇〇) 不但快速、準確，更不受通道特性的影響，因此可適用於各種通 道環境。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍 所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明頻率偏移量估計裝置之一實施例的方塊示意圖。 第2圖係第1圖所示之頻率偏移量估計裝置之一實施例的方塊示 意圖。 第3圖係第1圖所示之頻率偏移量估計裝置設置於一數位視訊廣 播系統的一實施例的示意圖。 【主要元件符號說明】 100'200 頻率偏移量估 110 Ν次方運算模 1373944

計裝置 組 120 頻譜分析模組 122 頻譜計算單元 124 比較單元 126 處理單元 202 選擇單元 204 轉換單元 206 累加單元 310 諧調器 320 頻率控制器 330 時序回復器 340 等化器 350 相位回復器 360 回授等化器 10

Claims (1)

101年5月25曰修正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種實現於-通鱗統中之估計鱗偏移量的方法 ，包含有： 對-接收減進行η :欠方叫出—n次方麻，包含有： 於時域中’從该η次方訊號取出複數個區段； 將該些區段轉換至頻域並計算其功率；以及 累計該些區段的功率以得出該η次方訊號的頻譜 ;以及 對該η次方訊號進行頻譜分析以得出一頻率偏移量，包含有： s十算出έ亥η次方訊號的頻譜； 依據遠頻5普找出具有最大功率的一頻率值；以及 根攄該頻率值得出該頻率偏移量； 其中該些區段係各包含有該η次方訊號中連_複數個取樣 2.如申請專利範圍第！項所述之方法，其中η係為2的整數倍。 3·如申請專利範1項所述之方法，其巾該麵段的長度係相 同。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中根據該頻率值得出該 頻率偏移量的步驟包含有： 依據一縮放因子(scaling factor)來調整該頻率值以得出該頻率偏 移量。 1373944 101年5月25曰修正替換頁 5. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其係應用於一數位視訊廣 播系統以估計該數位視訊廣播系統之該接收訊號的該頻率偏 移量》 6. —種頻率偏移量估計裝置，包含有： η次方運算模組’用來對—接收峨進行n次方運算以得出 一η次方訊號；以及 —頻譜分析模組，输於該η次方運算模組，时對該η次 方訊號進行頻譜分析並根據頻譜分析的結果得出一頻率 偏移量，該頻譜分析模組包含有： —頻譜計算單元，叙接於該η次方運算模組，用來計算 出該η次方訊號的頻譜，該頻譜計算單元包含有： -選擇單元，搞接於該η次方運算模組，用來於時域 中，從該η次方訊號取出複數個區段； 一轉換單元，輕接於該選擇單元，用來將該些區段轉 換至頻率域並計算其功率；以及 -累加單元’輕接於該轉換單元，用來累計該些區段 的功率以得出該η次方訊號的頻譜； 一比較單元，_於_譜計算單元，絲依據該頻 譜找出具有最大功率的一頻率值；以及 -處理單元’ _於該比較單元，用來根據該頻率值 得出該頻率偏移量； 其中該選擇單元係取出該η次方訊號中連續的複數個取 12 101年5月25日修正替換頁 樣點以作為一區段。 7.:==第6項所述之__咖 偏移量估計裝置，其中該些 8.如申請專利細第6項所述之頻率 區段的長度係相同。 第6項崎之_偏移難《置，其中該處 單：糸包3有—調整單元，用來依據-縮放因子㈣ing fa·)來咖頻率值以得出該頻率偏移量。 1〇.如申請專利範圍第6項所述之頻率偏移量估計裝置，更包含 有： ㈣裔’接於心次方運算模組以及賴譜分析模組，其 係於一頻率補償模式時啟動該η次方運算模組以及該 頻谱分析模組，以及於一正常操作模式時關閉該η次 方運算模組以及該觸分析模組。 11.如申清專利範圍第6項所述之頻率偏移量估計裝置，其係設置 於一數位視訊廣播系統以估計該數位視訊廣播系統之該接收 訊號的該頻率偏移量。 13 1373944— 101年5月25曰修正替換頁 十一、圖式：

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