專利名稱：多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)的接收器中恢復(fù)載波的裝置及方法，尤其涉及一種多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置及方法，可根據(jù)傳輸信號中的時域同步頭來估計且補償發(fā)生在調(diào)諧期間的載波的頻率偏移。
背景技術(shù)：
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的多媒體電視廣播接收器的系統(tǒng)框圖。在目前常規(guī)的多媒體電視廣播接收器的系統(tǒng)框圖中，通過天線10接收的接收信號進(jìn)入調(diào)諧器12，經(jīng)調(diào)諧的信號分別通過SAW濾波器14、中頻放大單元16、ADC單元18以及基帶處理單元20，基帶處理單元20向采樣同步單元22輸出采樣估計輸出，采樣同步單元22控制ADC 18。基帶處理單元還輸出載波頻偏估計輸出，通過載波同步單元24，對基帶信號進(jìn)行數(shù)字處理，然后調(diào)整調(diào)諧器來恢復(fù)載波。
在同步傳輸?shù)臄?shù)字通信或廣播系統(tǒng)中，由于多普勒頻移和本地載波誤差的影響，接收信號會產(chǎn)生緩慢的頻率漂移，從而使接收信號出現(xiàn)相位偏移，對采用相干解調(diào)的通信系統(tǒng)會產(chǎn)生惡劣影響，使系統(tǒng)性能下降。尤其是對由許多正交的子載波組成的OFDM信號來說，子信道帶寬比整個帶寬小得多，載波頻偏引入載波間干擾(ICI)將破壞OFDM信號不同子載波間的正交性，一個小的頻偏都會導(dǎo)致很大的信噪比降低，從而要求我們必須精確的估計并校正頻偏。
通常，廣播信號發(fā)送系統(tǒng)包括殘留邊帶(VSB)調(diào)制和編碼正交頻分多路復(fù)用(COFDM)調(diào)制，VSB調(diào)制發(fā)送單載波上的廣播信號，COFDM調(diào)制經(jīng)廣播信號的頻分多路復(fù)用通過多信道發(fā)送廣播信號。VSB調(diào)制是美國倡導(dǎo)的數(shù)字廣播系統(tǒng)，在諸如韓國和美國的國家采用。COFDM調(diào)制是歐洲倡導(dǎo)的數(shù)字廣播系統(tǒng)。由于地面電視廣播是連續(xù)的數(shù)據(jù)流，所以載波恢復(fù)算法通常采用反饋結(jié)構(gòu)，以獲得較好的跟蹤性能。
美國ATSC數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中在下邊帶邊界處加入了一個小的導(dǎo)頻信號，先對該導(dǎo)頻信號自動頻率跟蹤，再窄帶鎖相進(jìn)行相位跟蹤(見中國專利公開號CN 1650529A，“用于數(shù)字電視接收器的載波恢復(fù)”)。該方式付出的代價是增加了0.3dB的信號功率，且如果導(dǎo)頻的頻帶處于信道頻率響應(yīng)的零值上，數(shù)字廣播信號的導(dǎo)頻會被嚴(yán)重破壞，那么在常規(guī)數(shù)字廣播接收器上的載波恢復(fù)質(zhì)量會嚴(yán)重惡化。歐洲D(zhuǎn)VB-T傳輸系統(tǒng)在時域上加入特殊的結(jié)構(gòu)循環(huán)前綴，并在頻域插入連續(xù)導(dǎo)頻和分散導(dǎo)頻信號，連續(xù)導(dǎo)頻在每個COFDM符號中的位置都是固定的，離散導(dǎo)頻的位置在不同的COFDM符號中有所不同，但以四個OFDM符號為周期循環(huán)，歐洲COFDM采用典型的OFDM頻率估計方法，為了保證較大的捕獲范圍和優(yōu)化跟蹤性能，分為粗同步和細(xì)同步估計。頻偏校正通常采用一個帶有頻率檢測器的跟蹤環(huán)來實現(xiàn)，頻偏估計主要通過下面兩種方式，基于COFDM信號中的循環(huán)前綴在時域進(jìn)行和基于COFDM中的分散導(dǎo)頻和連續(xù)導(dǎo)頻在頻域進(jìn)行(見Speth M、Stefen A、Fechtel S等人的“Optimum receiver design forwireless broad-band systems using OFDM.Part I，”Communications，IEEETransaction，1999，47(11)1668-1677[J])，第一種算法利用OFDM信號的固有重復(fù)結(jié)構(gòu)，算法復(fù)雜度較低。但在實際中，多徑信道引入的ISI已經(jīng)破壞了這種重復(fù)結(jié)構(gòu)，所以估計性能受到影響；第二種算法可以提供較好的估計結(jié)果，但由于插入導(dǎo)頻降低了信息速率，因此插入的導(dǎo)頻數(shù)目相對數(shù)據(jù)來說一定要少，另外OFDM受頻偏影響會引起ICI，如果存在ICI的話，一定會破壞頻率估計的性能。
綜上所述，無論美國ATSC還是歐洲D(zhuǎn)VB-T數(shù)字電視廣播系統(tǒng)，在實際無線通信系統(tǒng)中的多徑衰落條件下，系統(tǒng)的頻率檢測器都會受到嚴(yán)重的影響，無法跟蹤載波頻率偏移，從而影響整個廣播接收器的性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的載波恢復(fù)裝置，利用時域已知隨機序列同步頭，采用根據(jù)本地參數(shù)對多個頻率偏移估計和組合折算估計方式，并且用一階的跟蹤環(huán)路，使該裝置能夠不受多徑信道的影響，可以估計大范圍且精確的數(shù)字傳輸信號的載波偏移而準(zhǔn)確的實現(xiàn)載波恢復(fù)的能力。本發(fā)明的載波恢復(fù)裝置既可以用于已知隨機序列時域同步頭的單載波傳輸系統(tǒng)中，也可以用于包括手持移動多媒體在內(nèi)的多載波傳輸系統(tǒng)中。
本發(fā)明的第一方面提供一種多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，包括頻率校正乘法器，用于校正數(shù)字傳輸信號的載波頻率；分離器，從數(shù)字傳輸信號中分離出時域同步頭；多個頻率偏移估計單元，分別輸入所述時域同步頭，通過不同的頻率偏移估計方式估計在調(diào)諧數(shù)字傳輸信號期間出現(xiàn)的不同范圍的載波頻率偏移；以及組合單元，組合由所述多個頻率偏移估計單元估計的頻率偏移，其中，所述多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置利用組合的頻率偏移進(jìn)行載波恢復(fù)。
本發(fā)明的第二方面是如上述第一方面所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，還包括本地參數(shù)單元，用于設(shè)置所述多個頻率偏移估計單元以及組合單元各自的參數(shù)；低通濾波器，用于對所述組合的頻率偏移進(jìn)行低通濾波；以及數(shù)控振蕩器，用于對經(jīng)低通濾波的組合的頻率偏移進(jìn)行補償，并輸出給復(fù)數(shù)乘法單元進(jìn)行調(diào)諧。
本發(fā)明的第三方面是如上述第二方面所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，所述多個頻率偏移估計單元包括粗估計單元，用于估計范圍較大的頻率偏移；一般估計單元，用于估計范圍一般的頻率偏移；以及精細(xì)估計單元，用于估計范圍較小的頻率偏移。
本發(fā)明的第四方面是如上述第三方面所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，所述粗估計單元的估計的頻率偏移范圍為 所述一般估計單元估計的頻率偏移范圍為 所述精細(xì)估計單元估計的頻率偏移范圍為(-N2Ns,N2Ns)·Δf,]]>其中，設(shè)N為所述數(shù)字傳輸信號的一個符號的長度，Ng為時域同步頭的長度，則Ns＝N+Ng；d1、d2分別為本地參數(shù)單元對粗估計單元和一般估計單元設(shè)置的參數(shù)，Δf為子載波間隔。
本發(fā)明的第五方面是如上述第四方面所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，所述組合單元利用 來組合由所述多個頻率偏移估計單元估計的頻率偏移，其中 為向下取整，f1、f2、f3分別為粗估計單元、一般估計單元以及精細(xì)估計單元的輸出。
本發(fā)明的第六方面是如上述第三方面所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，所述粗估計單元和一般估計單元結(jié)構(gòu)相同，包括第一乘法器，用于所述時域同步頭與本地產(chǎn)生的本地時域同步頭相乘；第一延時器，按照所述本地參數(shù)單元設(shè)置的參數(shù)作為延遲時間對第一乘法器的輸出進(jìn)行延遲；第一共軛單元，用于計算延遲后的第一乘法器的輸出的共軛復(fù)數(shù)值；第二乘法器，將共軛單元的輸出和第一乘法器的輸出相乘；第一累加器，將第二乘法器的輸出按照規(guī)定的累加長度累加求和；以及第一取相位單元，將累加器單元的輸出取相位運算，所述精細(xì)估計單元包括第二延時器，將所述時域同步頭延遲預(yù)訂的延遲時間；第二共軛單元，用于計算經(jīng)延時后的時域同步頭的共軛復(fù)數(shù)值；第三乘法器，將第二共軛單元的輸出和所述時域同步頭相乘；第二累加器，將第三乘法器的輸出按照規(guī)定的累加長度累加求和；以及第二取相位單元，將第二累加器的輸出取相位運算。
本發(fā)明的第七方面提供一種載波恢復(fù)方法，包括以下步驟將經(jīng)?！獢?shù)轉(zhuǎn)換之后的基帶數(shù)字傳輸信號進(jìn)行補償頻率偏移以及將時域同步頭信號分離出來；根據(jù)時域同步頭信號，通過多種頻率偏移估計方式估計在調(diào)諧數(shù)字傳輸信號期間出現(xiàn)的不同范圍的載波頻率偏移；以及將所述多種頻率偏移估計方式估計出的載波頻率偏移估計進(jìn)行組合，利用組合的頻率偏移進(jìn)行載波恢復(fù)。
本發(fā)明的第八方面是如上述第七方面所述的載波恢復(fù)方法，還包括
對經(jīng)組合的載波頻率偏移估計進(jìn)行低通濾波；以及利用數(shù)控振蕩器將通過低通濾波的經(jīng)組合的載波偏移頻率積分成相位然后反饋以進(jìn)行頻率校正。
本發(fā)明的第九方面是如上述第七方面所述的載波恢復(fù)方法，所述多種頻率偏移估計方式包括用于估計范圍較大的頻率偏移的粗估計；用于估計范圍一般的頻率偏移的一般估計；以及用于估計范圍較小的頻率偏移的精細(xì)估計。
本發(fā)明的第十方面是如上述第九方面所述的載波恢復(fù)方法，所述粗估計和一般估計采用相同方式，包括將所述時域同步頭信號與本地產(chǎn)生的時域同步頭信號相乘；將相乘的結(jié)果根據(jù)對應(yīng)的本地參數(shù)作為延遲時間進(jìn)行延遲；計算延遲后的共軛復(fù)數(shù)值；將共軛輸出的值和延時前的值相乘；將相乘的結(jié)果按照對應(yīng)的給定累加長度累加求和；以及將求和值取相位運算，所述精細(xì)估計包括以下步驟將所述時域同步頭信號延遲預(yù)設(shè)的延遲時間；計算延時后的共軛復(fù)數(shù)值；將共軛輸出的數(shù)值和所述時域同步頭信號相乘；將相乘的結(jié)果按照給定的累加長度累加求和；將求和值取相位運算。
在多徑衰落的信道下，本發(fā)明的載波恢復(fù)裝置由于采取對多個頻率偏移估計單元組合之后低通濾波的一階鎖頻環(huán)裝置，解決了在多徑信道下一般廣播接收器中載波恢復(fù)裝置中無法解決的準(zhǔn)確估計載波頻率偏移的問題，使該裝置能夠捕獲較大的頻偏范圍且具有精確的載波頻率偏移估計性能，且本發(fā)明的載波裝置在單載波數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)和多載波數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)中都適用。


通過參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的上述目的和特點將變得更清楚，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的多媒體電視廣播接收器的系統(tǒng)框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置的方框圖；圖3是更詳細(xì)的示出圖2中的粗估計單元的圖；圖4是更詳細(xì)的示出圖2中的一般估計單元的圖；圖5是更詳細(xì)的示出圖2中的精細(xì)估計單元的圖；圖6是更詳細(xì)的示出圖2中的LPF單元的圖；圖7是更詳細(xì)的示出圖2中的NCO單元的圖；圖8是示出用于利用根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置恢復(fù)載波的方法的流程圖；圖9是示出圖8中多個頻率偏移估計單元估計不同范圍的頻率偏移的流程圖。
具體實施例方式
以下將本發(fā)明的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置用于手持移動多媒體的多載波傳輸系統(tǒng)中作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例來進(jìn)行說明。當(dāng)然，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于此。
當(dāng)系統(tǒng)為OFDM傳輸系統(tǒng)時，若一個OFDM符號的長度為N＝4096，時域同步頭的長度為Ng＝512，則精細(xì)估計的延遲時間為Ns＝N+Ng＝4608；當(dāng)系統(tǒng)為單載波傳輸系統(tǒng)時，若幀體數(shù)據(jù)的長度N＝3780，時域同步頭的長度為Ng＝420，則精細(xì)估計的延遲時間為Ns＝N+Ng＝4200。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置的方框圖；如圖2所示，本發(fā)明的載波恢復(fù)裝置包括頻率校正乘法器42，分離器44，多個頻率偏移估計單元(包括粗估計單元46、一般估計單元48、精細(xì)估計單元50)，組合單元52，LPF(低通濾波器)54以及NCO(數(shù)控振蕩器)56。模—數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)40之后的基帶數(shù)字傳輸信號(以下簡稱為基帶信號)包括同步段信號和數(shù)據(jù)段信號，通過頻率校正乘法器42和分離器44將時域同步頭信號分離出來進(jìn)入多個頻率偏移估計單元。在此實施例中，時域同步頭信號為長度為Ng的偽隨機序列，OFDM符號長度為N，精細(xì)估計的延遲時間為Ns＝N+Ng。通過使用三種頻率偏移估計單元，以便達(dá)到估計大范圍且精確的載波頻率偏移性能。如圖所示，多個頻率偏移單元包括粗估計單元46，用于估計范圍較大的頻率偏移；一般估計單元48，用于估計范圍一般的頻率偏移；精細(xì)估計單元50，用于估計范圍較小的頻率偏移。組合單元52將這三個頻率偏移估計單元估計出的載波頻率偏移估計進(jìn)行組合，可以減少由于多徑衰落而產(chǎn)生的載波估計出錯概率。因此，可以更容易地恢復(fù)載波。組合單元的輸出信號經(jīng)LPF 54濾波后輸出給NCO 56，NCO 56的輸出反饋給頻率校正乘法器42。
圖3是更詳細(xì)的示出圖2中的粗估計單元46的方框圖。粗估計單元包括本地時域同步頭60，第一乘法器62，第二乘法器64，累加器66，取相位單元68，延時器70，共軛單元72。如圖所示，第一乘法器62將接收到的時域同步頭信號與本地時域同步頭60信號相乘，第一乘法器的輸出信號輸入到第二乘法器64，且經(jīng)過延時器70和共軛單元72后輸入第二乘法器，通過第二乘法器64相乘，累加器66將第二乘法器64的相乘的結(jié)果累加求和，最后取相位單元68取其和的相位，其中延時器70的延遲時間長度d1為本地參數(shù)單元58的輸出。在此實施例中，本地參數(shù)單元58輸出給延時器單元70的延遲時間長度為d1，累加器66的預(yù)設(shè)累加長度為l1，因此粗估計的頻偏范圍為 Δf為子載波間隔。例如，當(dāng)Δf為2K Hz時，N取4096，d1取40時，粗估計可以估計的頻偏范圍為(-102.4KHz，102.4KHz)。所以本地參數(shù)單元58的輸出d1決定了本發(fā)明的載波恢復(fù)裝置的最大頻偏估計范圍。
圖4是更詳細(xì)的示出圖2中的一般估計單元48的方框圖，其結(jié)構(gòu)與粗估計單元46的結(jié)構(gòu)一致，包括本地時域同步頭80，第一乘法器82，第二乘法器84，累加器86，取相位單元88，延時器90，共軛單元92。如圖所示，第一乘法器82將接收到的時域同步頭信號與本地時域同步頭80信號相乘，第一乘法器82的輸出信號輸入到第二乘法器84，且經(jīng)過延時器90和共軛單元92后輸入第二乘法器84，通過第二乘法器84相乘，累加器86將其相乘的結(jié)果累加求和，最后取相位單元88取其和的相位，其中延時器90的延遲時間長度d2為本地參數(shù)單元58的輸出。在此實施例中，本地參數(shù)單元58輸出給延時器單元90的延遲時間長度為d2，累加器86的給定累加長度為l2，因此粗估計的頻偏范圍為 Δf為子載波間隔。例如，當(dāng)Δf為2K Hz時，N取4096，d2取350時，一般估計可以估計的頻偏范圍為(-11.7KHz，11.7KHz)。所以本地參數(shù)單元58的輸出d2決定了本發(fā)明的載波恢復(fù)裝置的一般頻偏估計單元的估計范圍。
圖5是更詳細(xì)的示出圖2中的精細(xì)估計單元50的方框圖，包括乘法器100，累加器102，取相位單元104，延時器106，共軛單元108。乘法器100將接收到的時域同步頭信號與該信號經(jīng)過延時器106和共軛單元108后的結(jié)果相乘，累加器102將其相乘的結(jié)果累加求和，最后取相位單元104取其和的相位。在此實施例中，延時器單元90的給定延延遲時間長度為d3，d3取一個OFDM符號加時域同步頭的長度Ns，累加器102的給定累加長度為l3，因此精細(xì)估計的頻偏范圍為 Δf為子載波間隔。例如，當(dāng)Δf為2K Hz時，N取4096，Ns取4096+512，則精細(xì)估計可以估計的頻偏范圍為(-0.89KHz，0.89KHz)。
組合單元52從粗估計單元46、一般估計單元48、精細(xì)估計單元50輸出的結(jié)果以及本地參數(shù)單元58輸出的d2計算出準(zhǔn)確的載波頻率偏移的組合值。例如，當(dāng)粗估計單元46的輸出值為f1，一般估計單元48的輸出值為f2，精細(xì)估計單元50的輸出值為f3，本地參數(shù)單元58輸出的d2，則組合單元的計算公式為 為向下取整。
因此用本地參數(shù)單元的輸出d2決定本發(fā)明裝置中組合單元的計算輸出。
圖6是更詳細(xì)的示出圖2的LPF(低通濾波器)54的方框圖。組合單元110的輸出值經(jīng)過乘法器112、加法器114、單位延時器116構(gòu)成的一階低通濾波系統(tǒng)，能夠使組合值快速收斂跟蹤實際的載波頻率偏移，且實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單。
圖7是更詳細(xì)的示出圖2的數(shù)控振蕩器56，由一個加法器122和單位延遲器124組成，將LPF輸出的載波偏移頻率積分成相位并在隨后輸出給頻率校正乘法器42進(jìn)行調(diào)諧。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，采取多個頻率偏移估計單元組合之后低通濾波的鎖頻環(huán)裝置，使該裝置在多徑衰落下能夠捕獲較大的頻偏范圍且具有精確的載波頻率偏移估計性能。
圖8是示出利用本發(fā)明優(yōu)選實施例的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置的載波恢復(fù)方法的流程圖。首先，在步驟S100，經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換之后的基帶數(shù)字傳輸信號(包括同步段信號和數(shù)據(jù)段信號)進(jìn)行補償頻率偏移以及將時域同步頭信號分離出來。在步驟S200，根據(jù)時域同步頭信號，通過多種頻率偏移估計方式估計在調(diào)諧數(shù)字傳輸信號期間出現(xiàn)的不同范圍的載波頻率偏移，其中所述多種頻率偏移估計方式包括粗估計、一般估計和精細(xì)估計。在步驟S300，將所述多種頻率偏移估計方式估計出的載波頻率偏移估計進(jìn)行組合。步驟S400，對經(jīng)組合的載波頻率偏移估計進(jìn)行低通濾波。在步驟S500，利用數(shù)控振蕩器將通過低通濾波的經(jīng)組合的載波偏移頻率積分成相位然后反饋以進(jìn)行頻率校正。載波恢復(fù)方法構(gòu)成一個閉環(huán)的系統(tǒng)，自適應(yīng)的估計與糾正載波偏差，在多徑衰落下也能夠捕獲較大的頻偏范圍且具有精確的載波頻率偏移估計性能。
圖9是更詳細(xì)的示出圖8的步驟S200的流程圖。粗估計的方法步驟包括將時域同步頭信號與本地產(chǎn)生的時域同步頭信號相乘(步驟S205)；然后，將相乘的結(jié)果根據(jù)本地參數(shù)d1作為延遲時間進(jìn)行延遲(步驟S210)；接著，計算延遲后的共軛復(fù)數(shù)值(步驟S215)；接著，將共軛輸出的數(shù)值和延時前的值相乘(步驟S220)；接著，相乘的結(jié)果按照給定的累加長度l1累加求和(步驟S225)；最后，其求和值取相位運算(步驟S230)。一般估計的步驟與粗估計步驟一致(步驟235-步驟260，這里不再贅述)，其中延遲時間為本地參數(shù)d2，累加長度為新的設(shè)定值l2。精細(xì)估計包括以下步驟將時域同步頭信號延遲預(yù)設(shè)的延遲時間d3(步驟S265)；接著，計算延時后的共軛復(fù)數(shù)值(步驟S270)；接著，將共軛輸出的數(shù)值和時域同步頭信號相乘(步驟S275)；接著，相乘的結(jié)果按照給定的累加長度l3累加求和(步驟S280)；最后其求和值取相位運算(步驟S285)。
根據(jù)本發(fā)明，由于采取多個頻率偏移估計單元組合之后低通濾波的鎖頻環(huán)裝置，即使在多徑衰落下仍可容易的捕獲較大的頻偏范圍且具有精確的載波頻率偏移估計性能，可準(zhǔn)確的恢復(fù)載波。
盡管以上優(yōu)選實施例為多載波系統(tǒng)，單載波傳輸系統(tǒng)也同樣適用。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解本發(fā)明將不限于優(yōu)選實施例，并且在由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍之內(nèi)，可以做出不同的改變和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，其特征在于，包括頻率校正乘法器，用于校正數(shù)字傳輸信號的載波頻率；分離器，從數(shù)字傳輸信號中分離出時域同步頭；多個頻率偏移估計單元，分別輸入所述時域同步頭，通過不同的頻率偏移估計方式估計在調(diào)諧數(shù)字傳輸信號期間出現(xiàn)的不同范圍的載波頻率偏移；以及組合單元，組合由所述多個頻率偏移估計單元估計的頻率偏移，其中，所述多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置利用組合的頻率偏移進(jìn)行載波恢復(fù)。
2.如權(quán)利要求1所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，其特征在于，還包括本地參數(shù)單元，用于設(shè)置所述多個頻率偏移估計單元以及組合單元各自的參數(shù)；低通濾波器，用于對所述組合的頻率偏移進(jìn)行低通濾波；以及數(shù)控振蕩器，用于對經(jīng)低通濾波的組合的頻率偏移進(jìn)行補償，并輸出給復(fù)數(shù)乘法單元進(jìn)行調(diào)諧。
3.如權(quán)利要求2所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，其特征在于，所述多個頻率偏移估計單元包括粗估計單元，用于估計范圍較大的頻率偏移；一般估計單元，用于估計范圍一般的頻率偏移；以及精細(xì)估計單元，用于估計范圍較小的頻率偏移。
4.如權(quán)利要求3所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，其特征在于，所述粗估計單元的估計的頻率偏移范圍為(-N2d1,N2d1]·Δf,]]>所述一般估計單元估計的頻率偏移范圍為(-N2d2,N2d2]·Δf,]]>所述精細(xì)估計單元估計的頻率偏移范圍為(-N2Ns,N2Ns)·Δf,]]>其中，設(shè)N為所述數(shù)字傳輸信號的一個符號的長度，Ng為時域同步頭的長度，則Ns＝N+Ng；d1、d2分別為本地參數(shù)單元對粗估計單元和一般估計單元設(shè)置的參數(shù)，Δf為子載波間隔。
5.如權(quán)利要求4所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，其特征在于，所述組合單元利用 來組合由所述多個頻率偏移估計單元估計的頻率偏移，其中 為向下取整，f1、f2、f3分別為粗估計單元、一般估計單元以及精細(xì)估計單元的輸出。
6.如權(quán)利要求3所述的多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置，其特征在于，所述粗估計單元和一般估計單元結(jié)構(gòu)相同，包括第一乘法器，用于所述時域同步頭與本地產(chǎn)生的本地時域同步頭相乘；第一延時器，按照所述本地參數(shù)單元設(shè)置的參數(shù)作為延遲時間對第一乘法器的輸出進(jìn)行延遲；第一共軛單元，用于計算延遲后的第一乘法器的輸出的共軛復(fù)數(shù)值；第二乘法器，將共軛單元的輸出和第一乘法器的輸出相乘；第一累加器，將第二乘法器的輸出按照規(guī)定的累加長度累加求和；以及第一取相位單元，將累加器單元的輸出取相位運算，所述精細(xì)估計單元包括第二延時器，將所述時域同步頭延遲預(yù)訂的延遲時間；第二共軛單元，用于計算經(jīng)延時后的時域同步頭的共軛復(fù)數(shù)值；第三乘法器，將第二共軛單元的輸出和所述時域同步頭相乘；第二累加器，將第三乘法器的輸出按照規(guī)定的累加長度累加求和；以及第二取相位單元，將第二累加器的輸出取相位運算。
7.一種載波恢復(fù)方法，包括以下步驟將經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換之后的基帶數(shù)字傳輸信號進(jìn)行補償頻率偏移以及將時域同步頭信號分離出來；根據(jù)時域同步頭信號，通過多種頻率偏移估計方式估計在調(diào)諧數(shù)字傳輸信號期間出現(xiàn)的不同范圍的載波頻率偏移；以及將所述多種頻率偏移估計方式估計出的載波頻率偏移估計進(jìn)行組合，利用組合的頻率偏移進(jìn)行載波恢復(fù)。
8.如權(quán)利要求7所述的載波恢復(fù)方法，其特征在于，還包括對經(jīng)組合的載波頻率偏移估計進(jìn)行低通濾波；以及利用數(shù)控振蕩器將通過低通濾波的經(jīng)組合的載波偏移頻率積分成相位然后反饋以進(jìn)行頻率校正。
9.如權(quán)利要求7所述的載波恢復(fù)方法，其特征在于，所述多種頻率偏移估計方式包括用于估計范圍較大的頻率偏移的粗估計；用于估計范圍一般的頻率偏移的一般估計；以及用于估計范圍較小的頻率偏移的精細(xì)估計。
10.如權(quán)利要求9所述的載波恢復(fù)方法，其特征在于，所述粗估計和一般估計采用相同方式，包括將所述時域同步頭信號與本地產(chǎn)生的時域同步頭信號相乘；將相乘的結(jié)果根據(jù)對應(yīng)的本地參數(shù)作為延遲時間進(jìn)行延遲；計算延遲后的共軛復(fù)數(shù)值；將共軛輸出的值和延時前的值相乘；將相乘的結(jié)果按照對應(yīng)的給定累加長度累加求和；以及將求和值取相位運算，所述精細(xì)估計包括以下步驟將所述時域同步頭信號延遲預(yù)設(shè)的延遲時間；計算延時后的共軛復(fù)數(shù)值；將共軛輸出的數(shù)值和所述時域同步頭信號相乘；將相乘的結(jié)果按照給定的累加長度累加求和；將求和值取相位運算。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置及相應(yīng)方法，包括頻率校正乘法器，用于校正數(shù)字傳輸信號的載波頻率；分離器，從數(shù)字傳輸信號中分離出時域同步頭；多個頻率偏移估計單元，分別輸入所述時域同步頭，通過不同的頻率偏移估計方式估計在調(diào)諧數(shù)字傳輸信號期間出現(xiàn)的不同范圍的載波頻率偏移；以及組合單元，組合由所述多個頻率偏移估計單元估計的頻率偏移，其中，所述多階結(jié)構(gòu)的載波恢復(fù)裝置利用組合的頻率偏移進(jìn)行載波恢復(fù)。本發(fā)明的裝置采用多個頻率偏移組合估計以及一階的跟蹤環(huán)路，使該裝置能夠不受多徑信道的影響，可以估計大范圍且精確的載波偏移，準(zhǔn)確恢復(fù)載波。
文檔編號H04N5/44GK1909614SQ20061003013
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者歸琳, 劉勃 申請人:上海交通大學(xué)