專利名稱:用于正交頻分復(fù)用接收機的偽噪聲序列檢測裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種OFDM接收機,并且特別涉及一種能夠高速地檢測作為同步信號使用的偽噪聲序列的偽噪聲序列檢測裝置和方法。
背景技術(shù):
正交頻分復(fù)用(OFDM)方案是一種用于提高每帶寬傳輸速度并且防止多徑干擾的數(shù)字調(diào)制方案,其將整個傳輸帶寬分割為多個正交的窄帶子信道,在每個子信道中執(zhí)行正交幅度調(diào)制(QAM),并且同時傳輸數(shù)據(jù)。因此,OFDM方案將傳輸數(shù)據(jù)變換為多個并行數(shù)據(jù)流,將該并行數(shù)據(jù)流調(diào)制到不同的子載波中用于傳輸,來由此增加每小時數(shù)據(jù)的傳輸量,并且通過每小時增加的數(shù)據(jù)傳輸量,接收機能夠具有較少的由傳輸延遲引起的多徑效應(yīng)。
另一方面,當(dāng)基于時域同步(TDS)-OFDM模式進行數(shù)據(jù)傳輸時,每個數(shù)據(jù)流主要包括同步信號和OFDM數(shù)據(jù)碼元。該同步信號可以是偽噪聲(PN)序列,并且接收機具有關(guān)于與從發(fā)射機發(fā)射的偽噪聲序列相同的偽噪聲序列的信息,從而計算用于同步的這兩者的相關(guān)性。
圖1是示意地顯示從發(fā)射機傳輸?shù)浇邮諜C的OFDM信號的幀結(jié)構(gòu)的視圖。
OFDM傳輸信號具有偽噪聲序列PN、OFDM數(shù)據(jù)碼元和為防止OFDM數(shù)據(jù)碼元間干擾而每個插入到偽噪聲序列和OFDM數(shù)據(jù)碼元之間的保護間隔GI。OFDM接收機(沒有顯示)從OFDM傳輸信號中檢測出偽噪聲序列PN,并且將頻率和碼元同步,從而基于檢測到的偽噪聲序列來均衡信道。
圖2是顯示傳統(tǒng)的同步信號檢測裝置的方框圖。
該同步信號檢測裝置具有調(diào)諧器10、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)20和同步信號檢測器30。
調(diào)諧器10接收來自發(fā)射機的期望信道的OFDM傳輸信號。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器20將OFDM傳輸信號采樣、量化、并且編碼為數(shù)字信號。同步信號檢測器30從由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字信號中檢測每個作為同步信號的偽噪聲序列PN。
通常,同步信號檢測器30具有相關(guān)器31和鎖相環(huán)(PLL)32。
相關(guān)器31計算模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的數(shù)字信號和在接收機中預(yù)定的參考偽噪聲序列R_PN之間的相關(guān)性。通過相對于每個預(yù)定范圍將該數(shù)字信號和參考偽噪聲序列R_PN相乘并且將相乘后的值相加來獲得相關(guān)性。接收機具有參考偽噪聲序列R_PN,該參考偽噪聲序列R_PN具有與從發(fā)射機發(fā)射的偽噪聲序列相同的模式,并且當(dāng)這兩個序列同相時,最高相關(guān)性出現(xiàn)。即,如果相關(guān)器31從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號中搜索作為同步信號的偽噪聲序列PN,相關(guān)器不得不計算參考偽噪聲序列和數(shù)字信號之間的相關(guān)性,直到遇到最高相關(guān)性。
鎖相環(huán)32將從相關(guān)器31獲得的偽噪聲序列PN與從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字信號比較,并且補償從相關(guān)器31獲得的偽噪聲序列PN的相位誤差。
如上所述,傳統(tǒng)的同步信號檢測裝置能夠通過計算在接收機中預(yù)置的參考偽噪聲序列R_PN和數(shù)字信號之間的最高相關(guān)性檢測從發(fā)射機發(fā)射的OFDM信號的偽噪聲序列PN。因此,當(dāng)將上面的同步信號檢測裝置應(yīng)用于數(shù)字廣播信號接收機時,在適當(dāng)?shù)臅r間沒有檢測偽噪聲序列PN,這導(dǎo)致了以某一時間延遲再現(xiàn)廣播信號的問題。
發(fā)明內(nèi)容
提出本發(fā)明是為了解決與傳統(tǒng)裝置相關(guān)聯(lián)的以上缺點和其他問題。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在短時間周期內(nèi)檢測每個作為同步信號使用的偽噪聲序列的偽噪聲序列檢測裝置和方法。
通過提供一種用于正交頻分復(fù)用(OFDM)接收機的偽噪聲序列檢測裝置來基本實現(xiàn)上述目的和優(yōu)點,其包括同步范圍設(shè)定器,用于檢測接收到的OFDM信號的功率量,并且將其中檢測出的功率量達(dá)到某一級別的范圍設(shè)定為作為同步信號的偽噪聲序列存在的范圍;和同步信號檢測器,用于計算在設(shè)定范圍內(nèi)存在的OFDM信號和預(yù)定的參考信號之間的相關(guān)性,并且基于該計算來從OFDM信號中檢測偽噪聲序列。
最好,偽噪聲序列檢測裝置還包括鎖相環(huán),用于將接收到的OFDM信號與從同步信號檢測器檢測出的偽噪聲序列比較,并且糾正由同步信號檢測器檢測出的偽噪聲序列的相位誤差。
鎖相環(huán)最好從由同步信號檢測器檢測出的范圍的前端執(zhí)行相位糾正。
同步信號檢測器最好從由同步范圍設(shè)定器設(shè)定的范圍的前端計算相關(guān)性。
最好,偽噪聲序列具有與OFDM信號具有的平均功率不同的功率值。
最好,通過將在設(shè)定的范圍內(nèi)存在的OFDM信號與預(yù)定的參考信號相乘來獲得相關(guān)性。
最好,預(yù)定的參考信號是具有與偽噪聲序列相同的模式的信號,并且該模式是預(yù)定的。
根據(jù)本發(fā)明,提供了一種用于OFDM接收機的偽噪聲序列檢測方法,包括步驟檢測接收到的OFDM信號的功率量;將其中檢測出的功率量達(dá)到某一級別的范圍設(shè)定為作為同步信號的偽噪聲序列存在的范圍的某一級別;和計算在設(shè)定范圍內(nèi)存在的OFDM信號和預(yù)定的參考信號之間的相關(guān)性,并且基于該計算來從OFDM信號中檢測偽噪聲序列。
最好,從OFDM信號中檢測偽噪聲序列的步驟還包括步驟將接收到的OFDM信號與檢測出的偽噪聲序列比較,并且糾正檢測出的偽噪聲序列的相位誤差。
糾正相位誤差的步驟最好從范圍的前端執(zhí)行相位糾正。
偽噪聲序列檢測步驟最好從設(shè)定為偽噪聲序列存在的范圍的前端計算相關(guān)性。
最好,偽噪聲序列具有與OFDM信號具有的平均功率不同的功率值。
最好,通過將在設(shè)定的范圍內(nèi)存在的OFDM信號與預(yù)定的參考信號相乘來獲得相關(guān)性。
最好,預(yù)定的參考信號是具有與偽噪聲序列相同的模式的信號,并且該模式是預(yù)定的。
通過參照附圖對本發(fā)明的特定實施例進行描述,本發(fā)明的上述目的和特點將會變得更加清楚,其中圖1是示意地顯示從發(fā)射機傳輸?shù)浇邮諜C的OFDM信號的幀結(jié)構(gòu)的視圖;
圖2是顯示傳統(tǒng)的同步信號檢測裝置的方框圖;圖3是示意地顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的偽噪聲序列檢測裝置的方框圖;圖4是示意地顯示從數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器輸出的OFDM信號的功率分布的視圖;圖5A和圖5B是解釋用于同步信號檢測裝置的偽噪聲序列檢測方法的波形;圖6A和圖6B是解釋用于鎖相環(huán)的相位糾正過程的視圖;和圖7是解釋根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于OFDM接收機的偽噪聲序列檢測方法的流程圖。
具體實施例方式
參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明。
圖3是示意地顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的偽噪聲序列檢測裝置的方框圖。
在圖3中顯示的偽噪聲序列檢測裝置具有調(diào)諧器40、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器50、同步范圍設(shè)定器60、同步信號檢測器70和鎖相環(huán)80。
調(diào)諧器40接收來自發(fā)射機(沒有顯示)的在期望信道中的OFDM傳輸信號。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC 50通過采樣、量化和編碼過程將接收到的OFDM傳輸信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
同步范圍設(shè)定器60計算接收到的OFDM傳輸信號的功率量,并且設(shè)定其中計算出的功率量達(dá)到預(yù)定級別的范圍作為偽噪聲序列所在的范圍。從發(fā)射機(沒有顯示)發(fā)射的OFDM傳輸信號是主要被分割為OFDM數(shù)據(jù)碼元和作為同步信號的偽噪聲序列(PN),并且該偽噪聲序列PN具有比OFDM數(shù)據(jù)碼元大約高6dB的功率值。同步范圍設(shè)定器60使用這樣的OFDM傳輸信號的特性,連續(xù)計算OFDM傳輸信號的功率值,并且設(shè)定其每個具有與OFDM數(shù)據(jù)碼元相比高某一級別的計算出的值的多個范圍,作為偽噪聲序列(PN)存在的位置。
同步信號檢測器70將預(yù)定的參考偽噪聲序列R_PN從由同步范圍設(shè)定器60設(shè)定的范圍的起點施加到該范圍,計算參考偽噪聲序列和從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器50輸出的數(shù)字信號之間的相關(guān)性,檢測計算出的相關(guān)性具有最高值的位置,并且輸出同步檢測信號。相關(guān)性是通過相對于某一范圍將位于由同步范圍設(shè)定器60設(shè)定的范圍的前端的OFDM傳輸信號與接收機的參考偽噪聲序列相乘并且將相乘后的值相加而獲得的值,并且最高值是包含在OFDM傳輸信號中的偽噪聲序列PN的組成碼元的數(shù)目。隨后將詳細(xì)描述用于計算相關(guān)性的方法。
鎖相環(huán)80相對于從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器50輸出的數(shù)字信號來糾正從同步信號檢測器70獲得的偽噪聲序列PN的相位誤差。此時,鎖相環(huán)80從由同步信號檢測器70檢測出的范圍的前端糾正相位,來由此減少消耗在相位糾正上的時間。
圖4是概念性地顯示從數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器輸出的OFDM信號的功率分布的視圖。
如在圖4中所示,當(dāng)OFDM傳輸信號的數(shù)據(jù)碼元具有11dB的功率值時,偽噪聲序列PN具有17dB的功率值。為了易于檢測其每個作為同步信號的偽噪聲序列,偽噪聲序列PN具有比在OFDM傳輸信號中的數(shù)據(jù)碼元高的功率值。但是,本發(fā)明粗略地找出了包含在OFDM傳輸信號中的偽噪聲序列PN的存在的范圍。另一方面,包含在OFDM傳輸信號中的偽噪聲序列PN被規(guī)定為具有比OFDM數(shù)據(jù)碼元高6dB的功率值,但是沒有用于偽噪聲序列PN和數(shù)據(jù)碼元的特定功率,并且偽噪聲序列PN只具有比數(shù)據(jù)碼元高的功率值就足夠了。
圖5A和圖5B是解釋用于同步信號檢測裝置70來檢測偽噪聲序列(PN)的方法的波形。
圖5A顯示了從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器50輸出的并且相應(yīng)于由同步范圍設(shè)定器60設(shè)定的范圍的前端的數(shù)字信號的一部分,并且圖5B顯示了預(yù)定的參考偽噪聲序列R_PN。圖5A和圖5B顯示這兩者完全地同相。
以相應(yīng)于+1和-1的值的兩個邏輯電平表示OFDM傳輸信號。如在圖5A和圖5B中所示,如果相應(yīng)于由同步范圍設(shè)定器60設(shè)定的范圍的前端的信號與在接收機中提供的參考偽噪聲序列R_PN同相,那么當(dāng)同相的正脈沖和同相的負(fù)脈沖相乘時,所有相乘的結(jié)果具有+1的值。因此,如果在圖5A中所示的偽噪聲序列PN與具有和該偽噪聲序列PN的相同模式的接收機的參考偽噪聲序列R_PN相乘并且將相乘結(jié)果相加,則計算出的值與在接收機中預(yù)定的參考偽噪聲序列的碼元的數(shù)目相同。例如,如果偽噪聲序列PN包括512個碼元,則獲得+512的相關(guān)性。如上,由于在由同步范圍設(shè)定器60設(shè)定的范圍內(nèi),即,在包含于OFDM傳輸信號中的偽噪聲序列PN的存在的位置的附近,執(zhí)行計算相關(guān)性的過程,當(dāng)計算相關(guān)性時,通過連續(xù)地計算參考偽噪聲序列R_PN和從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器50輸出的數(shù)字信號之間的相關(guān)性,該過程能夠比檢測包含在OFDM傳輸信號中的偽噪聲序列PN更快的速度檢測偽噪聲序列PN。
圖6A和圖6B是解釋用于鎖相環(huán)80來糾正相位的過程的視圖。
圖6A顯示了從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器50輸出的偽噪聲序列PN的波形,并且圖6B顯示了從同步信號檢測器70輸出的偽噪聲序列PN的波形。在圖6B中顯示的偽噪聲序列PN的相位比在圖6A中顯示的偽噪聲序列PN的相位延遲。在圖6A和圖6B中顯示的偽噪聲序列PN不是同相,但是,當(dāng)在位置A、B和C計算相關(guān)性時,可以看出能夠獲得最高相關(guān)性。鎖相環(huán)80使用用于定時恢復(fù)的延遲鎖定環(huán)路(DLL)或者T型高頻振動環(huán)路(TDL),所以在圖6A和圖6B中顯示的波形完全地落入同相。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測在OFDM接收機中的偽噪聲序列的過程的流程圖。
首先,OFDM接收機檢測接收到的OFDM傳輸信號的功率量(S100)。OFDM傳輸信號可以被主要分割為OFDM數(shù)據(jù)碼元和同步信號。OFDM數(shù)據(jù)碼元表示視頻和音頻信號,并且,為了在接收機中易于檢測,同步信號表示每個具有比數(shù)據(jù)碼元高6dB的功率分布的偽噪聲序列。本發(fā)明使用OFDM傳輸信號這樣的特性通過功率量的檢測來粗略地找出包含在OFDM傳輸信號中的偽噪聲序列PN的位置。
接著,OFDM接收機通過比較檢測出的功率值和周圍的功率值分布來設(shè)定作為具有高出大約5~6dB的功率分布范圍作為偽噪聲序列存在的范圍(S200)。接著,OFDM接收機計算位于設(shè)定范圍前端的OFDM傳輸信號和在接收機中提供的參考偽噪聲序列R_PN之間的相關(guān)性(S300)。在接收機中預(yù)先定義相關(guān)性,并且,相對于某一范圍,接收機將OFDM傳輸信號和具有與從發(fā)射機發(fā)射的波形相同的參考偽噪聲序列R_PN相乘,并且通過將相乘結(jié)果相加來獲得相關(guān)性。最高相關(guān)性與構(gòu)成包含在OFDM傳輸信號中的偽噪聲序列的碼元的數(shù)目相同。由于相對于其中檢測出的功率值分布比預(yù)定級別大的范圍來執(zhí)行用于相關(guān)性的過程,即,相對于其中比周圍的功率值分布高5~6dB的偽噪聲序列PN存在的范圍,該處理過程能夠快速檢測包含在OFDM傳輸信號中的偽噪聲序列PN。接著,OFDM接收機判定計算出的相關(guān)性是否是最高值(S400)。作為判定的結(jié)果,如果該相關(guān)性是最高值,那么OFDM接收機比較從OFDM傳輸信號中獲得的偽噪聲序列PN和OFDM傳輸信號,并且糾正相位誤差(S500)。OFDM接收機使用延遲鎖定環(huán)路DLL或者T型高頻振動環(huán)路TDL基于OFDM傳輸信號來糾正由通過相關(guān)性的計算獲得的偽噪聲序列的時間延遲引起的相位誤差。此時,OFDM接收機在基于功率值分布設(shè)定的范圍的前端開始相位誤差糾正。如上所述,本發(fā)明粗略地設(shè)定了包含在OFDM傳輸信號中的具有高出功率值5~6dB的偽噪聲序列的位置的范圍,在設(shè)定的范圍中計算相關(guān)性并且獲得作為同步信號的偽噪聲序列,從而糾正了相位誤差。因此,當(dāng)傳輸作為OFDM傳輸信號的高質(zhì)量廣播信號時,本發(fā)明能夠使接收機在短時間周期內(nèi)執(zhí)行同步用于視頻信號接收。
如上所述,本發(fā)明能夠通過使用OFDM傳輸信號的特性在短時間周期內(nèi)檢測在發(fā)射機和接收機之間作為同步信號使用的偽噪聲序列,并且,當(dāng)接收高質(zhì)量的廣播信號時,本發(fā)明能夠使接收機在短時間周期內(nèi)執(zhí)行同步后接收視頻信號。
上述實施例和優(yōu)點僅是示例性的,并且不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明。本講授可以容易地應(yīng)用到其他形式的裝置。另外,對本發(fā)明實施例的描述是示意性的,并不限制權(quán)利要求的范圍,很明顯,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出多種選擇、修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于正交頻分復(fù)用(OFDM)接收機的偽噪聲序列檢測裝置,包括同步范圍設(shè)定器,用于檢測接收到的OFDM信號的功率量,并且將其中檢測出的功率量達(dá)到某一級別的范圍設(shè)定為作為同步信號的偽噪聲序列存在的范圍;和同步信號檢測器,用于計算在設(shè)置范圍內(nèi)存在的OFDM信號和預(yù)定的參考信號之間的相關(guān)性,并且基于該計算來從OFDM信號中檢測偽噪聲序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽噪聲序列檢測裝置,還包括鎖相環(huán),用于將接收到的OFDM信號與從同步信號檢測器檢測出的偽噪聲序列比較,并且糾正由同步信號檢測器檢測出的偽噪聲序列的相位誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偽噪聲序列檢測裝置,其中,鎖相環(huán)從由同步信號檢測器檢測出的范圍的前端糾正相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽噪聲序列檢測裝置,其中,同步信號檢測器從由同步范圍設(shè)定器設(shè)定的范圍的前端計算相關(guān)性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽噪聲序列檢測裝置,其中,偽噪聲序列具有與OFDM信號的平均功率不同的功率值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽噪聲序列檢測裝置,其中,通過將在設(shè)定的范圍內(nèi)存在的OFDM信號與預(yù)定的參考信號相乘來獲得相關(guān)性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偽噪聲序列檢測裝置,其中,預(yù)定的參考信號是具有與偽噪聲序列相同的模式的信號,并且該模式是預(yù)定的。
8.一種用于OFDM接收機的偽噪聲序列檢測方法,包括步驟檢測接收到的OFDM信號的功率量;將其中檢測出的功率量達(dá)到某一級別的范圍設(shè)定為作為同步信號的偽噪聲序列存在的范圍;和計算在設(shè)置范圍內(nèi)存在的OFDM信號和預(yù)定的參考信號之間的相關(guān)性,并且基于該計算來從OFDM信號中檢測偽噪聲序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偽噪聲序列檢測方法,其中,從OFDM信號中檢測偽噪聲序列的步驟還包括步驟用于將接收到的OFDM信號與檢測出的偽噪聲序列比較,并且糾正檢測出的偽噪聲序列的相位誤差。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的偽噪聲序列檢測方法,其中,糾正相位誤差的步驟從設(shè)定的范圍的前端執(zhí)行相位糾正。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偽噪聲序列檢測方法,其中,偽噪聲序列檢測步驟從設(shè)定為偽噪聲序列存在的范圍的前端計算相關(guān)性。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偽噪聲序列檢測方法,其中,偽噪聲序列具有與OFDM信號的平均功率不同的功率值。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偽噪聲序列檢測方法,其中,通過將在設(shè)定的范圍內(nèi)存在的OFDM信號與預(yù)定的參考信號相乘來獲得相關(guān)性。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偽噪聲序列檢測方法,其中,預(yù)定的參考信號是具有與偽噪聲序列相同的模式的信號,并且該模式是預(yù)定的。
全文摘要
一種用于時域同步(TDS)-OFDM接收機的能夠高速檢測每個作為同步信號使用的偽噪聲序列的偽噪聲序列檢測裝置,其具有同步范圍設(shè)定器,用于檢測接收到的OFDM信號的功率量,并且將其中檢測出的功率量達(dá)到某一級別的范圍設(shè)定為作為同步信號的偽噪聲序列存在的范圍;和同步信號檢測器,用于計算在設(shè)置范圍內(nèi)存在的OFDM信號和預(yù)定的參考信號之間的相關(guān)性,并且基于該計算來從OFDM信號中檢測偽噪聲序列。這種偽噪聲序列檢測裝置通過使用OFDM傳輸信號的特性能夠在短時間周期內(nèi)檢測在發(fā)射機和接收機之間作為同步信號使用的偽噪聲序列,并且,當(dāng)接收高質(zhì)量的廣播信號時,能夠使接收機在短時間周期內(nèi)同步后接收視頻信號。
文檔編號H04L27/26GK1578293SQ200410069110
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者樸義俊 申請人:三星電子株式會社