專利名稱：無線通信接收機、無線通信接收方法與相位噪聲補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例有關(guān)于無線通信信號的接收，尤指一種在通道估測之后才執(zhí)行相位噪聲估測與相位噪聲補償?shù)臒o線通信接收機，以及相關(guān)的無線通信接收方法及相位噪聲補償裝置。
背景技術(shù)：
正交分頻多任務(wù)(orthogonalfrequency division multiplexing, OFDM)技術(shù)會將數(shù)據(jù)分散于眾多的子載波(sub-carrier)中，而這些子載波之間會通過已定義好的頻率而彼此分隔，而如此的頻率分隔便提供正交分頻多任務(wù)運作的正交性(orthogonality),并防止解調(diào)器(demodulator)看到不屬于本身所處理之頻率的其它頻率。正交分頻多任務(wù)的好處包含高頻譜效率(high spectral efficiency)、抗射頻干擾，以及低多重路徑失真(low multipath distortion)。為了于傳送器中將信號升頻至射頻以及于接收器中將所接收的射頻信號降頻至中頻(interme diate-frequency, IF) /基頻(baseband),需要使用實際的(practical)振蕩器，然而，實際的振蕩器一般而言并不會如理想般地運作，因而會遭受一個穩(wěn)定正弦波之相位的隨機擾動(randomperturbation)所帶來之相位噪聲(phasenoise)的影響，此外，實際的振蕩器的相位噪聲將會于傳送端的升頻操作過程中以及接收器的降頻操作過程中導(dǎo)入至信號，因而對如此的頻移振蕩器所造成之相位噪聲的頻譜便會是一個自由運行之振蕩器的特性與鎖相回路(phase-locked loop, PLL)之內(nèi)部組件的特性的函數(shù)。本地振蕩器所導(dǎo)入之不想要的相位噪聲會威脅正交分頻多任務(wù)系統(tǒng)中所使用之子載波的正交性，而由位于接收器的本地振蕩器所加入至信號的相位噪聲具有兩種效應(yīng)，其可分別區(qū)分為一低頻相位噪聲(一般稱為共同相位誤差(common phase error))與一高頻相位噪聲(一般稱為載波間干擾(inter-carrier interference))。明確來說,共同相位誤差主要是由相位噪聲頻譜中的低頻成分所造成，并且會導(dǎo)致信號星座圖(signalconstellation)的旋轉(zhuǎn)。對于載波間干擾而言，其系對應(yīng)至其它的子載波所傳遞之信息的加總結(jié)果，并以附加高斯噪聲(additive Gaussian noise)的方式呈現(xiàn)予接收機,其中這些其它的子載波中的每一子載波會乘上一些復(fù)數(shù)數(shù)值(complex number),而該復(fù)數(shù)數(shù)值來自于具有頻譜偏移(spectral shift)之相位噪聲的平均值。如上所述，實際的振蕩器所導(dǎo)入的相位噪聲是無法避免的，然而，假若接收器具有適當(dāng)能力來處理相位噪聲的效應(yīng)，便可允許系統(tǒng)以及射頻電路工程師來放寬接收器所使用之本地振蕩器的規(guī)格。

發(fā)明內(nèi)容
基于本發(fā)明的實施例，揭示了一種在通道估測之后才執(zhí)行相位噪聲估測與相位噪聲補償?shù)臒o線通信接收機與相關(guān)的無線通信接收方法及相位噪聲補償裝置，以解決上述問題。
依據(jù)本發(fā)明之一實施例，揭示了一種無線通信接收機。該無線通信接收機包含一第一信號處理裝置、一相位噪聲補償裝置以及一第二信號處理裝置。該第一信號處理裝置用以處理一接收信號并產(chǎn)生一第一處理過的輸出，其中該第一信號處理裝置包含用以進行信道估測之一信道估測單元。該相位噪聲補償裝置用以接收該第一處理過的輸出，并依據(jù)所接收之該第一處理過的輸出來執(zhí)行相位噪聲補償以產(chǎn)生一第二處理過的輸出。該第二信號處理裝置用以接收該第二處理過的輸出，并對所接收之該第二處理過的輸出進行處理。依據(jù)本發(fā)明之另一實施例，揭示了一種無線通信接收方法。該無線通信接收方法包含:執(zhí)行一第一信號處理操作來處理一接收信號以產(chǎn)生一第一處理過的輸出，其中該第一信號處理操作包含信道估測；依據(jù)該第一處理過的輸出來執(zhí)行相位噪聲補償，以產(chǎn)生一第二處理過的輸出；以及對該第二處理過的輸出進行一第二信號處理操作。依據(jù)本發(fā)明之又一實施例，揭示了一種相位噪聲補償裝置。該相位噪聲補償裝置包含一共同相位誤差估測單元、一均衡器以及一共同相位誤差補償單元。該共同相位誤差估測單元用以估測一輸入信號之一共同相位誤差。該均衡器用以等化該輸入信號來產(chǎn)生一等化信號。該共同相位誤差補償單元用以依據(jù)該共同相位誤差估測單元所估測之該共同相位誤差，來對該等化信號進行共同相位誤差補償。本發(fā)明之相位噪聲補償裝置于頻域執(zhí)行相位噪聲估測與相位噪聲補償，因此，相位噪聲可以輕易地估測出來，進而使得相位噪聲補償可以輕易地被實現(xiàn)。此外，由于相位噪聲估測與相位噪聲補償于信道估測完成之后才執(zhí)行，使得相位噪聲補償裝置可以事先得知信道估測結(jié)果，并且可參照通道估測結(jié)果來更加精準且有效率地移除相位噪聲所造成的效應(yīng)。


圖1為本發(fā)明的廣義的無線通信接收機之一實施例的示意圖。圖2為圖1的無線通信接收機中的相位噪聲補償裝置之第一實施例的示意圖。圖3為圖1的無線通信接收機中的相位噪聲補償裝置之第二實施例的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明之上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。在本說明書以及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指代特定的組件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異作為區(qū)分的準則。在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”是一個開放式的用語，因此應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接第二裝置，則代表第一裝置可以直接電氣連接于第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。請參閱圖1，其為本發(fā)明之廣義的無線通信接收機之一實施例的示意圖。無線通信接收機100可以應(yīng)用于DVB-T系統(tǒng)、DVB-T2系統(tǒng)、多標(biāo)準(包含DVB-T與DVB-T2)系統(tǒng)、ISDB-T系統(tǒng)或任何基于正交分頻多任務(wù)的系統(tǒng)。于本實施例中，無線通信接收機100包含(但不局限于)一第一信號處理裝置(signal processing block) 102、一相位噪聲補償(phase noise compensation)裝置104以及一第二信號處理裝置106。第一信號處理裝置102用以通過處理一接收信號(例如所接收之射頻信號)SR來產(chǎn)生一第一處理過的輸出(processedoutput) SI。相位噪聲補償裝置104稱接于第一信號處理裝置102以及第二信號處理裝置106之間，并用以接收第一處理過的輸出SI以及通過依據(jù)所接收到之第一處理過的輸出SI來執(zhí)行相位噪聲補償，以產(chǎn)生一第二處理過的輸出S2。第二信號處理裝置106用以接收第二處理過的輸出S2，并對所接收到之第二處理過的輸出S2進行處理，舉例來說，第二信號處理裝置106可以對第二處理過的輸出S2進行錯誤更正(error correction)。如圖1所示，第一信號處理裝置102包含用以執(zhí)行信道估測(channel estimation)之一信道估測單元108，此外，相位噪聲補償裝置104設(shè)置于前端的第一信號處理裝置102與后端的第二信號處理裝置106之間，因此，對于一個被傳送的正交分頻多任務(wù)符元(OFDM symbol)來說，相位噪聲估測(phase noiseestimation)與相位噪聲補償會在信道估測完成之后才會被執(zhí)行。由于通道估測結(jié)果會事先得知，當(dāng)針對第一處理過的輸出SI進行相位噪聲補償時，便可參照通道估測結(jié)果來更加精確且有效率地移除相位噪聲所引起的效應(yīng)。關(guān)于相位噪聲補償裝置104的進一步細節(jié)將于下詳述。請參閱圖2，其為本發(fā)明相位噪聲補償裝置之第一種實施例的示意圖。此一示范性的相位噪聲補償裝置200可用以實現(xiàn)圖1所示之相位噪聲補償裝置104。如圖所示，相位噪聲補償裝置200包含(但不局限于)一共同相位誤差估測(common phase errorestimation,圖2稱CPEE)單兀202、一均衡器(equalizer,圖2稱EQ) 204、一共同相位誤差補償(common phase error compensation,圖 2 稱 CPEC)單兀 206、一噪聲估測(noiseestimation,圖 2 稱 NE)單兀 208、一信道狀態(tài)信息(channel state information,圖 2 稱CSI)單兀 210 以及一信道狀態(tài)信息補償(channel state information compensation,圖2稱CSIC)單元212。請注意，快速傅立葉變換(fast Fourier transform,圖2稱FFT)單元222以及信道估測(channel estimation,圖2稱CE)單元224均隸屬于圖1所示之第一信號處理裝置102,而前向錯誤更正(forward error correction,圖2稱FEC)單元226則是隸屬于圖1所示之第二信號處理裝置106，所以，相位噪聲補償裝置200可視為直接連接于第一信號處理裝置102的信道估測單元224與第一信號處理裝置106的前向錯誤更正單元226之間。然而，相 位噪聲補償裝置200亦可僅是耦接于信道估測單元224與前向錯誤更正單元226之間，因此,其它的裝置(例如頻域交錯器(frequency domaininterleaver),圖未示)另可連接于信道估測單元224與前向錯誤更正單元226之間。信道估測單元224根據(jù)快速傅立葉變換單元222的一快速傅立葉變換輸出(FFToutput)，來產(chǎn)生一通道估測結(jié)果H。共同相位誤差估測單元202用以根據(jù)第一處理過的輸出SI以及通道估測結(jié)果(例如估測通道增益(estimated channel gain)) H,來估測第一處理過的輸出SI之一共同相位誤差(例如9)，舉例來說(但本發(fā)明不以此為限)，共同相位誤差估測單元202可使用第一處理過的輸出SI中的多個正交分頻多任務(wù)符元的連續(xù)導(dǎo)引(continual pilot)以及相對應(yīng)的估測通道增益，來估測出共同相位誤差。假若巧代表位于子載波i上的數(shù)據(jù)，以及比代表子載波i的估測通道增益，則共同相位誤差0可以通過以下的算法來得到:Let rt =rt -h^
權(quán)利要求
1.一種無線通信接收機，包含: 一第一信號處理裝置，用以處理一接收信號以產(chǎn)生一第一處理過的輸出，其中該第一信號處理裝置包含用以進行信道估測之一信道估測單元； 一相位噪聲補償裝置，用以接收該第一處理過的輸出，并依據(jù)所接收之該第一處理過的輸出來執(zhí)行相位噪聲補償，以產(chǎn)生一第二處理過的輸出；以及一第二信號處理裝置，用以接收并處理該第二處理過的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述之無線通信接收機，其特征在于，該第二信號處理裝置包含一前向錯誤更正單元，以及該相位噪聲補償裝置耦接于該信道估測單元與該前向錯誤更正單元之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述之無線通信接收機，其特征在于，該相位噪聲補償裝置包含: 一共同相位誤差估測單元，用以估測該第一處理過的輸出的一共同相位誤差； 一均衡器，用以等 化該第一處理過的輸出，來產(chǎn)生一等化信號；以及一共同相位誤差補償單元，用以依據(jù)該共同相位誤差估測單元所估測之該共同相位誤差，來對該等化信號執(zhí)行共同相位誤差補償。
4.如權(quán)利要求3所述之無線通信接收機，其特征在于，該相位噪聲補償裝置另包含: 一噪聲估測單元，用以產(chǎn)生對應(yīng)至該共同相位誤差的一補償參數(shù)； 一信道狀態(tài)信息單兀，用以依據(jù)該第一處理過的輸出來產(chǎn)生一信道狀態(tài)信息；以及 一信道狀態(tài)信息補償單元，用以依據(jù)該補償參數(shù)來調(diào)整該信道狀態(tài)信息。
5.如權(quán)利要求4所述之無線通信接收機，其特征在于，該噪聲估測單元用以依據(jù)該共同相位誤差、該第一處理過的輸出以及該信道狀態(tài)信息，來產(chǎn)生該補償參數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述之無線通信接收機，其特征在于， 該共同相位誤差估測單元依據(jù)該第一處理過的輸出以及該信道估測單元所產(chǎn)生之信道估測結(jié)果，來估測該第一處理過的輸出之該共同相位誤差； 該均衡器依據(jù)該通道估測結(jié)果來等化該第一處理過的輸出，以產(chǎn)生該等化信號；以及該共同相位誤差補償單元依據(jù)該共同相位誤差估測單元所估測之該共同相位誤差，來對該等化信號執(zhí)行共同相位誤差補償。
7.如權(quán)利要求6所述之無線通信接收機，其特征在于，該補償參數(shù)為一權(quán)重值，以及該信道狀態(tài)信息補償單元用以將該信道狀態(tài)信息與該權(quán)重值相乘，來產(chǎn)生一調(diào)整過的信道狀態(tài)息。
8.一種無線通信接收方法，包含: 執(zhí)行一第一信號處理操作來處理一接收信號以產(chǎn)生一第一處理過的輸出，其中該第一信號處理操作包含信道估測； 依據(jù)該第一處理過的輸出來執(zhí)行相位噪聲補償，以產(chǎn)生一第二處理過的輸出；以及 對該第二處理過的輸出進行一第二信號處理操作。
9.如權(quán)利要求8所述之無線通信接收方法，其特征在于，該第二信號處理操作包含前向錯誤更正，以及由該通道估測所產(chǎn)生之一通道估測結(jié)果被該相位噪聲補償所使用，以及該第二處理過的輸出被該前向錯誤更正所使用。
10.如權(quán)利要求8或9所述之無線通信接收方法，其特征在于，該相位噪聲補償包含: 估測該第一處理過的輸出之一共同相位誤差；等化該第一處理過的輸出來產(chǎn)生一等化信號；以及 依據(jù)該共同相位誤差來對該等化信號執(zhí)行共同相位誤差補償。
11.如權(quán)利要求10所述之無線通信接收方法，其特征在于: 依據(jù)該第一處理過的輸出以及該通道估測結(jié)果，來估測該共同相位誤差； 依據(jù)該通道估測結(jié)果來等化該第一處理過的輸出，以產(chǎn)生該等化信號；以及 依據(jù)該共同相位誤差來對該等化信號執(zhí)行共同相位誤差補償。
12.如權(quán)利要求11所述之無線通信接收方法，其特征在于，該相位噪聲補償另包含: 產(chǎn)生對應(yīng)至該共同相位誤差之一補償參數(shù)； 依據(jù)該第一處理過的輸出來產(chǎn)生一信道狀態(tài)信息；以及 依據(jù)該補償參數(shù)來調(diào)整該信道狀態(tài)信息。
13.如權(quán)利要求12所述之無線通信接收方法，其特征在于，產(chǎn)生對應(yīng)至該共同相位誤差之該補償參數(shù)的步驟包含: 依據(jù)該共同相位誤差、該第一處理過的輸出以及該信道狀態(tài)信息，來產(chǎn)生該補償參數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述之無線通信接收方法，其特征在于，該補償參數(shù)為一權(quán)重值，以及依據(jù)該補償參數(shù)來調(diào)整該信道狀態(tài)信息的步驟包含: 將該信道狀態(tài)信息與該權(quán)重值相乘，來產(chǎn)生一調(diào)整過的信道狀態(tài)信息。
15.一種相位噪聲補償裝置，包含: 一共同相位誤差估測單元，用以估測一輸入信號之一共同相位誤差； 一均衡器，用以等化該輸入信`號來產(chǎn)生一等化信號；以及 一共同相位誤差補償單元，用以依據(jù)該共同相位誤差估測單元所估測之該共同相位誤差，來對該等化信號進行共同相位誤差補償。
16.如權(quán)利要求15所述之相位噪聲補償裝置,另包含: 一噪聲估測單元，用以產(chǎn)生對應(yīng)至該共同相位誤差之一補償參數(shù)； 一信道狀態(tài)信息單元，用以依據(jù)該輸入信號來產(chǎn)生一信道狀態(tài)信息；以及 一信道狀態(tài)信息補償單元，用以依據(jù)該補償參數(shù)來調(diào)整該信道狀態(tài)信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無線通信接收機，包含一第一信號處理裝置、一相位噪聲補償裝置以及一第二信號處理裝置。該第一信號處理裝置用以通過處理一接收信號來產(chǎn)生一第一處理過的輸出，其中該第一信號處理裝置包含用以進行信道估測之一信道估測單元。該相位噪聲補償裝置用以接收該第一處理過的輸出，并且依據(jù)所接收之該第一處理過的輸出來執(zhí)行相位噪聲補償以產(chǎn)生一第二處理過的輸出。該第二信號處理裝置用以接收該第二處理過的輸出，并對所接收之該第二處理過的輸出進行處理。
文檔編號H04L27/26GK103107968SQ20121040868
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者江家賢, 馬清祥, 林志修 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司