TWI390862B - 虛擬雜訊碼追蹤電路與虛擬雜訊碼追蹤方法 - Google Patents

Description

虛擬雜訊碼追蹤電路與虛擬雜訊碼追蹤方法

本發明係有關於追蹤電路與其相關方法，尤指一種虛擬雜訊碼追蹤電路以及虛擬雜訊碼追蹤方法。

在時域同步正交頻分複用(time domain synchronous orthogonal－frequency－division－multiplexing,TDS OFDM)系統中，接收端需經由進行碼補獲(code acquisition)來判斷其所接收訊號的虛擬雜訊碼(pseudo noise code,PN code)，以達成與發射端同步的目的。於習知技術中，接收端經由將接收訊號中前後兩個訊框(frame)之虛擬雜訊碼分別與接收端產生之一虛擬雜訊碼進行相關運算(correlation)，以產生兩組相關值，再根據兩組相關值中峰值所在位置來判斷接收訊號的虛擬雜訊碼。

然而，當通道所產生的雜訊不屬於加成性白色高斯雜訊(additive white Gaussian noise)時，僅根據峰值位置所判斷出來的虛擬雜訊碼其可靠度並不高，舉例來說，在單頻網(signal frequency network,SFN)中，前後兩組相關值中之峰值所對應之訊框可能來自不同路徑(path)，而導致接收端對虛擬雜訊碼的誤判，而若要提高判斷虛擬雜訊碼的準確度，則必須以較高的取樣頻率來進行相關運算，但卻會因大量地增加運算量而造成運算電路的負擔。

因此，本發明的目的之一在於提供一種虛擬雜訊碼追蹤電路以及其相關方法，其中該虛擬雜訊碼追蹤電路透過一第一相關器、一儲存裝置、一第二相關器以及一判斷器對一接收訊號作兩次相關運算來產生一訊框序號，以解決上述問題。

依據本發明的實施例，其係揭露一種虛擬雜訊碼追蹤電路。該虛擬雜訊碼追蹤電路包含有一第一相關器、一儲存裝置、一第二相關器以及一判斷器。該第一相關器用來對一第一訊框之一第一虛擬雜訊碼與一本地虛擬雜訊碼進行相關運算，以輸出一第一組相關值，且對一第二訊框之一第二虛擬雜訊碼與該本地虛擬雜訊碼進行相關運算，以輸出一第二組相關值；該儲存裝置係耦接於該第一相關器，用來儲存該第一組相關值與該第二組相關值；該第二相關器係耦接於該儲存裝置，用來對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以輸出一移位值；以及該判斷器係耦接於該第二相關器，用來根據該移位值來產生一訊框序號。

依據本發明的另一實施例，其係揭露一種虛擬雜訊碼追蹤方法，其包含有步驟：對一第一訊框之一第一虛擬雜訊碼與一本地虛擬雜訊碼進行相關運算(correlation)以輸出一第一組相關值；對一第二訊框之一第二虛擬雜訊碼與該本地虛擬雜訊碼進行相關運算，以輸出一第二組相關值；儲存該第一組相關值與該第二組 相關值；對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以輸出一移位值；以及根據該移位值來產生一訊框序號。

請參閱第1圖，第1圖係為本發明之虛擬雜訊碼追蹤電路100的功能方塊圖。如第1圖所示，虛擬雜訊碼追蹤電路100包含有一虛擬雜訊碼產生器110、一第一相關器120、一儲存裝置130、一第二相關器140以及一判斷器150。虛擬雜訊碼產生器110用來產生一本地虛擬雜訊碼c；第一相關器120係耦接於虛擬雜訊碼產生器110，用來對一第一訊框F1之一第一虛擬雜訊碼與該本地虛擬雜訊碼c進行相關運算，以輸出一第一組相關值R1，且對一第二訊框F2之一第二虛擬雜訊碼與該本地虛擬雜訊碼c進行相關運算，以輸出一第二組相關值R2；儲存裝置130係耦接於第一相關器120，用來儲存該第一組相關值與該第二組相關值R1,R2；第二相關器140係耦接於儲存裝置130，用來對該第一組相關值R1與該第二組相關值R2進行相關運算以輸出一移位值SV(shift values)；以及判斷器150係耦接於第二相關器140，用來根據該移位值SV來產生一訊框序號FN(frame number)。以下將以一實施例對本發明之虛擬雜訊碼追蹤電路作進一步的說明，然而，此僅是作為範例說明之用，並非為本發明之限制。

請參閱第2圖，第2圖係為本發明之虛擬雜訊碼追蹤電路設置於一接收器200中之一實施例的示意圖，接收器200包含有(但 不限定於)一內插器(interpolator)212、一下取樣器(down－sampler)214以及虛擬雜訊碼追蹤電路100。在此實施例中，接收器200係為TDS OFDM系統中之一接收器，接收器200所接收之接收訊號係由許多訊框所組成，且每一訊框依序對應至一訊框序號，且每一訊框皆具有對應於其訊框序號之一虛擬雜訊碼。以下將進一步說明接收器200的運作方式。

由接收器200接收之一接收訊號首先經過內插器212與下取樣器214的內插處理與下取樣處理，接著便被輸入至虛擬雜訊碼追蹤電路100中，由於內插器212與下取樣器214之運作係為一習知技術，因此詳細說明便在此省略。在虛擬雜訊碼追蹤電路100中，第一相關器120首先會對該輸入訊號中之一訊框F1的一虛擬雜訊碼與另一訊框F2的一虛擬雜訊碼進行一相關運算，該相關運算可由算式(1)式表示：

於算式(1)中，r係為一虛擬雜訊碼，c係為虛擬雜訊碼產生器110所產生之一本地虛擬雜訊碼，R係為一相關值，k係為一相關值輸出序號，m係為一預定固定值。以m＝0，k＝0~199為例，相關器120對訊框F1之虛擬雜訊碼r₁ (n)進行算式(1)之相關運算後可得到之一組相關值R1，具有200個相關值R1(0,0)、R1(1,0)、R1(2,0)、...、R1(199,0)，並輸出該組相關值R1至儲 存裝置130以將該組相關值R1儲存於儲存裝置130中；同樣地，第一相關器120對該輸入訊號之另一訊框F2之另一虛擬雜訊碼r₂ (n)進行算式(1)之相關運算可得到另一組相關值R2，具有200個相關值R2(0,0)、R2(1,0)、R2(2,0)、...、R2(199,0)，並輸出該組相關值R2至儲存裝置130以將該組相關值R2儲存於儲存裝置130中。

接著，第二相關器140便對儲存於儲存裝置130中之兩組相關值R1、R2進行一環狀相關運算(circular correlation)，該環狀相關運算可由算式(2)式表示：

於算式(2)中，Corr係為一相關值，i係為一移位指標。以i＝0~199，L＝200為例，第二相關器140對R1、R2進行算式(2)之環狀相關運算可得到複數個相關值Corr(0)、Corr(1)、Corr(2)、...、Corr(199)，並輸出該複數個相關值中具有峰值之相關值其移位指標作為一移位值，亦即，第二相關器140輸出該複數個相關值中一最大相關值所對應之一移位指標來作為一移位值SV，舉例來說，若相關值Corr(25)係為複數個相關值中具有峰值之相關值，第二相關器140便選擇相關值Corr(25)之移位指標25作為輸出至判斷器150之一移位值SV。

一般而言，不同的訊框序號所對應之虛擬雜訊碼具有不同的相位，換句話說，兩訊框序號所對應之虛擬雜訊碼間會具有一相位移位，因此，應可由該相位移位值判斷出訊框所對應之訊框序號，而此一技術被稱為碼補獲(code acquisition)，由於此技術本身屬於習知技術，且其非本發明重點，於此不再詳加說明。由上述說明可知，判斷器150可根據判斷器150所輸出之該移位值SV找出對應於該訊框F1之一訊框序號FN，並輸出該訊框序號FN至虛擬雜訊碼產生器110，而虛擬雜訊碼產生器110便可根據該訊框序號FN來更新該本地虛擬雜訊碼c。舉例來說，判斷器150根據該移位值25找出對應於該訊框F1之一訊框序號16，並輸出該訊框序號16至虛擬雜訊碼產生器110，而虛擬雜訊碼產生器110便可輸出對應於該訊框序號16(亦即：對應於該訊框F1)之虛擬雜訊碼，並可依序輸出對應於該訊框序號17、18、19、...之虛擬雜訊碼至第一箱關器120，以達到追蹤該接收訊號之目的。

請注意，在上述實施例中，判斷器150僅根據一個移位值來找出對應於訊框F1之訊框序號，然而，此僅是作為範例說明之用，並非為本發明之限制，實作上，判斷器150可經由訊框F1與其他訊框F3、F4、...等複數個移位值來找出對應於訊框F1之訊框序號，以提高判斷器150所找出之訊框序號的可靠度。由於所屬領域中具有通常知識者在閱讀完上述說明後，應可瞭解第一相關器120、儲存裝置130、第二相關器140可如何找出訊框F1與其他訊框F3、F4、...等複數個移位值，因此為求說明內容簡潔起見，相 關的詳細說明便在此省略。

依據上述，本發明虛擬雜訊碼追蹤電路100所執行之虛擬雜訊碼追蹤方法可簡要地歸納如下：對一第一訊框之一第一虛擬雜訊碼與一本地虛擬雜訊碼進行相關運算以輸出一第一組相關值；對一第二訊框之一第二虛擬雜訊碼與該本地虛擬雜訊碼進行相關運算以輸出一第二組相關值；儲存該第一組相關值與該第二組相關值；對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以輸出一移位值；根據該移位值來產生一訊框序號；產生該本地虛擬雜訊碼；以及於判斷出該訊框序號之後，依據該訊框序號來更新該本地虛擬雜訊碼。此外，在本發明之虛擬雜訊碼追蹤方法中，該第一組相關值以及該第二組相關值係由上述之算式(1)來運算出，而該移位值係由上述之算式(2)來運算出。由於針對算式(1)以及算式(2)之細部運算過程已詳細揭露於關於實施例虛擬雜訊碼追蹤電路100的運作說明中，因此在此不另贅述。

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。

100‧‧‧虛擬雜訊碼追蹤電路

110‧‧‧虛擬雜訊碼產生器

120‧‧‧第一相關器

130‧‧‧儲存裝置

140‧‧‧第二相關器

150‧‧‧第二相關器

200‧‧‧接收器

212‧‧‧內插器

214‧‧‧下取樣器

第1圖係為本發明之虛擬雜訊碼追蹤電路的功能方塊圖。

第2圖係為本發明之虛擬雜訊碼追蹤電路設置於一接收器中之一實施例的示意圖

100‧‧‧虛擬雜訊碼追蹤電路

110‧‧‧虛擬雜訊碼產生器

120‧‧‧第一相關器

130‧‧‧儲存裝置

140‧‧‧第二相關器

150‧‧‧第二相關器

Claims (13)

1. 一種虛擬雜訊碼(pseudo noise code,PN code)追蹤電路，包含有：一第一相關器(correlator)，用來對一第一訊框(frame)之一第一虛擬雜訊碼與一本地虛擬雜訊碼進行相關運算(correlation)，以輸出一第一組相關值，且對一第二訊框之一第二虛擬雜訊碼與該本地虛擬雜訊碼進行相關運算，以輸出一第二組相關值；一儲存裝置，耦接於該第一相關器，用來儲存該第一組相關值與該第二組相關值；一第二相關器，耦接於該儲存裝置，用來對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以輸出一移位值(shift values)；以及一判斷器，耦接於該第二相關器，用來根據該移位值來產生一訊框序號(frame number)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路，其中該第二相關器對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以產生複數個相關值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電路，其中該第二相關器係根據複數個移位指標來對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以產生該複數個相關值，且輸出該複數個相關值中一最 大相關值所對應之一移位指標來作為該移位值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電路，其中該第二相關器係將該第一組相關值與該第二組相關值取絕對值後再進行相關運算。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電路，其中該第二相關器對該第一組相關值與該第二組相關值所進行之相關運算係為一環狀相關(circular correlation)運算。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電路，其另包含有：一虛擬雜訊碼產生器，耦接於該第一相關器與該判斷器，用來產生該本地虛擬雜訊碼，並於該判斷器判斷出該訊框序號之後，依據該訊框序號來更新該本地虛擬雜訊碼。
7. 一種虛擬雜訊碼(pseudo noise code,PN code)追蹤方法，包含有：對一第一訊框(frame)之一第一虛擬雜訊碼與一本地虛擬雜訊碼進行相關運算(correlation)，以輸出一第一組相關值；對一第二訊框之一第二虛擬雜訊碼與該本地虛擬雜訊碼進行相關運算，以輸出一第二組相關值；儲存該第一組相關值與該第二組相關值；對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以輸出一移位值(shift values)；以及 根據該移位值來產生一訊框序號(frame number)。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，更包含有：對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以產生複數個相關值。
9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，更包含有：根據複數個移位指標來對該第一組相關值與該第二組相關值進行相關運算以產生該複數個相關值。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，更包含有：輸出該複數個相關值中一最大相關值所對應之一移位指標來作為該移位值。
11. 如申請專利範圍第7項所述之方法，更包含有：將該第一組相關值與該第二組相關值取絕對值後再進行相關運算。
12. 如申請專利範圍第7項所述之方法，更包含有：對該第一組相關值與該第二組相關值所進行之相關運算係為一環狀相關(circular correlation)運算。
13. 如申請專利範圍第7項所述之方法，更包含有：產生該本地虛擬雜訊碼；以及 於判斷出該訊框序號之後，依據該訊框序號來更新該本地虛擬雜訊碼。