用于粗略和精細的頻率同步和時間同步的方法和裝置的制作方法

專利名稱：用于粗略和精細的頻率同步和時間同步的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于接收頻率信號的接收器，涉及一種包括用于接收頻率信號的接收器的系統(tǒng)，涉及一種用于接收頻率信號的接收機中使用的同步級，涉及一種用于接收頻率信號的方法，還涉及一種用于接收頻率信號的處理器程序產(chǎn)品。
這樣的接收器的例子是無線調(diào)制解調(diào)器、用于例如局域網(wǎng)絡(luò)等無線網(wǎng)絡(luò)的無線接口。
現(xiàn)有技術(shù)的接收器公知于EP 1071251 A2，它的

圖11B公開了一種正交頻分復(fù)用包通信接收器，該接收器包括用于執(zhí)行頻率同步載頻偏移補償裝置，還包括用于執(zhí)行時間同步定時檢測裝置。如EP1071251 A2中第3欄25-50行(col.3 lines25-50)描述的，在多路徑環(huán)境和/或強噪聲環(huán)境下，時間同步很困難。
由于該已知接收器的時間同步相對不精確，所以它存在缺陷。
本發(fā)明的其中一個目的是提供一種具有相對精確時間同步的接收器。
本發(fā)明的其中另外的目的是提供一種包括處理器和具有相對精確時間同步的接收器的系統(tǒng)，提供一種具有相對精確時間同步的接收器中使用的同步級，提供用于通過相對精確的時間同步接收頻率信號的一種方法和一種處理器程序產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的用于接收頻率信號的接收器包括-處理級，用于將頻率信號轉(zhuǎn)換成包括前同步符號和數(shù)據(jù)符號的基帶信號，并用于處理所述基帶信號；-同步級，用于使所述處理級同步，該同步級包括第一部分和第二部分，所述第一部分用于通過對一組前同步符號的采樣進行自相關(guān)，執(zhí)行粗略時間同步，所述第二部分用于通過對另一組前同步符號的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)，執(zhí)行精細時間同步。
與現(xiàn)有技術(shù)中一步時間同步相比，兩步時間同步包括粗略時間同步和精細時間同步，將更精確。由于所述粗略時間同步基于一個或多個自相關(guān)，并且所述精細時間同步基于一個或多個互相關(guān)，所以對精細時間同步進行新的計算，并且用于粗略時間同步的舊計算的結(jié)果沒有用于精細時間同步。因此，兩個步驟變得彼此獨立。這樣提高了精確性。并且，如果存在頻率偏移，換言之，如果在執(zhí)行頻率同步之前執(zhí)行了粗略時間同步，與通過一個或多個互相關(guān)執(zhí)行粗略時間同步相比，一個或多個自相關(guān)給予了更可靠的結(jié)果。
應(yīng)該注意到EP 1071251 A2公開了，通過引入互相關(guān)輸出濾波器和通過在頻率同步后執(zhí)行時間同步而提高了時間同步的精確性。EP1071251 A2沒有公開基于不同相關(guān)的兩步時間同步。并且，從WO01/91393 A2中，已知具有多于一步時間同步的接收器，該接收器執(zhí)行第一粗糙時間同步，然后通過計算該第一粗糙時間同步的結(jié)果的平均值，改進該第一粗糙時間同步。因此，在WO 01/91393 A2中，第二精細時間同步依賴并使用了該第一粗糙時間同步的結(jié)果，而且，WO 01/91393 A2沒有公開基于不同相關(guān)的兩步時間同步。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的第一實施例由所述同步級限定，該同步級包括第三部分，用于通過檢測和累加再一組前同步符號的采樣的相位，執(zhí)行粗略頻率同步。該第三部分以有效率且簡單的方式執(zhí)行粗略頻率同步。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的第二實施例由所述再一組前同步符號限定，該再一組前同步符號位于所述一組前同步符號和所述另一組前同步符號之間。結(jié)果是，首先執(zhí)行粗略時間同步，第二步執(zhí)行粗略頻率同步，第三步執(zhí)行精確時間同步。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的第三實施例由所述第三部分限定，該第三部分適用于通過檢測和累加跟隨在所述另一組前同步符號后的又一組前同步符號的采樣的相位，來執(zhí)行精細頻率同步。所述第三部分以有效率且簡單的方式，在已經(jīng)執(zhí)行精細時間同步后，執(zhí)行精細頻率同步，這有利地用于兩種頻率同步。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的第四實施例由所述處理級限定，該處理級包括第四部分，用于在粗略時間同步之后，粗略頻率同步之前，執(zhí)行自動增益控制。該第四部分允許數(shù)字地執(zhí)行自動增益控制，這與以模擬方式執(zhí)行自動增益控制相比更有利。這是可能的，因為根據(jù)本發(fā)明的所述接收器在粗略時間同步和粗略頻率同步之間具有足夠的時間執(zhí)行該自動增益控制。具有足夠時間的事實直接源自有效率且獨立的兩步時間同步，該兩步時間同步允許所述粗略時間同步非常短。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的第五實施例由所述處理級限定，該處理級包括-混頻單元，用于將頻率信號轉(zhuǎn)換成基帶信號；以及-變換單元，連接于所述混頻單元的輸出，用于處理所述基帶信號；所述同步級包括-緩沖單元，連接于所述混頻單元的輸出，用于緩沖至少一部分所述基帶信號；以及-控制單元，連接于所述混頻單元的控制輸入和所述變換單元的控制輸入，用于控制所述混頻單元和所述變換單元；所述第一部分的輸入和所述第二部分的輸入連接于所述緩沖單元的輸出，所述第一部分的輸出連接于所述控制單元的第一輸入，以及所述第二部分的輸出連接于所述控制單元的第二輸入。所述處理級例如還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和均衡器，所述混頻單元例如包括連接于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字混頻器，所述變換單元包括連接于所述均衡器的快速傅立葉變換器。所述緩沖單元例如包括緩沖器。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的第六實施例由所述第一部分限定，該第一部分包括自相關(guān)單元，連接于所述第一部分的輸入；積分單元，連接于所述自相關(guān)單元的輸出；第一延時單元，連接于所述積分單元的輸出；縮放單元，連接于所述第一延時單元的輸出；判定單元，連接于所述縮放單元的輸出和所述積分單元的輸出；第二延時單元，連接于所述判定單元的輸出；邏輯單元，位于所述第二延時單元的輸出和所述第一部分的輸出之間。所述自相關(guān)單元例如包括自相關(guān)器，該自相關(guān)器基于一組前同步符號中的每個前同步符號包括相同的采樣這個事實，在多個采樣的長度上以相距該多個采樣的距離，計算該組前同步符號的采樣的自相關(guān)數(shù)的絕對值。所述積分單元例如包括積分器，用于執(zhí)行包絡(luò)檢測，所述第一延時單元例如包括第一延時線路，用于延遲所述包絡(luò)，并且延時例如等于采樣數(shù)目的兩倍，所述縮放單元例如包括乘法器，用于放大所述包絡(luò)(將所述包絡(luò)乘以乘數(shù)因子)，所述判定單元例如包括比較器，用于對所述包絡(luò)與它延時并放大后的形式進行比較，所述第二延時單元例如包括第二延時線路，例如移位寄存器，用于延時比較器信號并具有例如采樣數(shù)目的長度，所述邏輯單元例如包括多個(等于采樣數(shù)目)EXOR門和多個(等于采樣數(shù)目)AND門，其中所述EXOR門用于將所述比較器信號與一模式進行組合并產(chǎn)生組合信號，所述AND門用于將所述組合信號與一掩碼進行組合。采樣的數(shù)目例如等于16，并且10個短前同步符號中的每個包括相同的16個采樣，2個長前同步符號或訓(xùn)練符號中的每個包括相同的64個采樣，1個保護間隔前同步符號包括32個采樣，用于分離所述短前同步符號和所述訓(xùn)練符號，并且該32個采樣與每個訓(xùn)練符號的后32個采樣相同。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的第七實施例由所述第三部分限定，該第三部分用于執(zhí)行粗略頻率同步和執(zhí)行精細頻率同步，它包括連接于所述自相關(guān)單元輸出的相位檢測單元和連接于所述相位檢測單元輸出的相位累加單元，并且所述相位累加單元的輸出連接于所述控制單元的第三輸入。所述相位檢測單元例如包括相位檢測器并且所述相位累加單元例如包括相位累加器，該相位檢測單元和相位累加單元用于首先通過檢測和累加相距例如所述采樣數(shù)目的采樣之間的相位，執(zhí)行粗略頻率同步，然后通過檢測和累加相距例如四倍所述采樣數(shù)目的采樣之間的相位，執(zhí)行精細頻率同步。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的第八實施例由所述第二部分限定，該第二部分包括互相關(guān)單元，連接于所述第二部分的輸入；絕對值單元，連接于所述互相關(guān)單元的輸出；積分單元，連接于所述第二部分的輸入；縮放單元，連接于所述積分單元的輸出；判定單元，連接于所述絕對值單元的輸出和所述縮放單元的輸出，并且所述判定單元的輸出連接于所述第二部分的輸出。所述互相關(guān)單元例如包括互相關(guān)器，用于利用所述保護間隔前同步符號的前24個采樣作為預(yù)定采樣，并將這些預(yù)定采樣與另一組前同步符號的采樣進行互相關(guān)，來計算所述另一組前同步符號的采樣的互相關(guān)數(shù)，然后所述絕對值單元產(chǎn)生該互相關(guān)數(shù)的絕對值。所述積分單元例如包括滑動窗口積分器，用于計算所述另一組前同步符號的采樣的平均值，所述縮放單元例如包括乘法器，用于縮放計算出的所述平均值(將計算出的所述平均值乘以乘數(shù)因子)以產(chǎn)生閾值，所述判定單元例如包括比較器，用于將所述互相關(guān)數(shù)的絕對值和縮放后的平均值或閾值進行比較，以此檢測三個峰值第一峰值對應(yīng)所述保護間隔前同步符號的24個采樣，第二峰值和第三峰值對應(yīng)所述訓(xùn)練符號。每個數(shù)據(jù)符號包括保護間隔數(shù)據(jù)符號和數(shù)據(jù)。所述第一峰值或所述保護間隔前同步符號的24個采樣對應(yīng)所述保護間隔數(shù)據(jù)符號的中間部分，并且導(dǎo)致了具有一個采樣精確性的精細時間同步。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的所述接收器和處理器，例如臺式計算機、便攜式計算機、掌上計算機、移動電話，音頻和/或視頻終端等，并且還包括例如人機接口，如顯示器、擴音器、麥克風(fēng)、鍵盤和/或遙控器等。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例、根據(jù)本發(fā)明的同步級的實施例、根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例和根據(jù)本發(fā)明的處理器程序產(chǎn)品的實施例對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的接收器的實施例。
本發(fā)明基于的其中一種認(rèn)識是，可以通過引入一個或多個另外的時間同步步驟，并且這些步驟優(yōu)選地彼此獨立，來提高一步時間同步的精確性。本發(fā)明基于的其中一個基本思想是，通過對一組前同步符號的采樣進行自相關(guān)來執(zhí)行粗略時間同步，通過將另一組前同步符號的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)來執(zhí)行精細時間同步。
本發(fā)明解決的其中一個問題是提供一種具有相對精確時間同步的接收器，其中一個優(yōu)點在于根據(jù)本發(fā)明的接收器更可靠。
本發(fā)明的這些和其他方面將參照下文中描述的實施例加以描述并顯而易見。
附圖中圖1以結(jié)構(gòu)圖形式表示根據(jù)本發(fā)明的接收器；圖2表示基帶信號的幀，該基帶信號包括前同步符號和數(shù)據(jù)符號；圖3以結(jié)構(gòu)圖形式表示根據(jù)本發(fā)明的處理級和同步級；和圖4以結(jié)構(gòu)圖形式表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的接收器。
圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的接收器1，例如無線調(diào)制解調(diào)器(的一部分)、用于例如局域網(wǎng)絡(luò)(IEEE802.11a無線局域網(wǎng))等無線網(wǎng)絡(luò)中的無線接口(的一部分)，該接收器1包括射頻部分2、中頻部分3，物理層部分4和介質(zhì)訪問控制部分5的串行電路。介質(zhì)訪問控制部分5通過輸入/輸出7連接于其他設(shè)備例如計算機或人機接口等。射頻部分2包括連接于接收天線的接收部分。射頻部分2將射頻信號轉(zhuǎn)換成中頻信號，中頻部分3將中頻信號轉(zhuǎn)換成基帶信號，物理層部分4解調(diào)基帶信號，介質(zhì)訪問控制部分5為其他設(shè)備形成接口。假設(shè)接收器1是無線電收發(fā)機，則射頻部分2還包括發(fā)送部分，該發(fā)送部分通過功率放大器6連接于發(fā)送天線。然后，射頻部分2還將中頻信號轉(zhuǎn)換成射頻信號，中頻部分3還將基帶信號轉(zhuǎn)換成中頻信號，物理層部分4也調(diào)制基帶信號等。
圖2所示的基帶信號的幀包括短前同步符號SP和長前同步符號LP以及數(shù)據(jù)符號D1、D2等。短前同步符號SP包括10個相等的短前同步符號t1-t10，其中每個短前同步符號具有0.8微秒的持續(xù)時間并包括相同的16個采樣。長前同步信號LP包括一個保護間隔前同步符號G1和兩個訓(xùn)練符號T1、T2，其中保護間隔前同步符號G1具有1.6微秒的持續(xù)時間并包括32個采樣，每個訓(xùn)練符號T1、T2具有3.2微秒的持續(xù)時間并包括相同的64個采樣。保護間隔前同步符號G1的32個采樣與每個訓(xùn)練符號T1、T2的后32個采樣相同。每個數(shù)據(jù)符號D1、D2包括保護間隔數(shù)據(jù)符號，該保護間隔數(shù)據(jù)符號具有0.8微秒的持續(xù)時間并包括16個采樣，其后是具有3.2微秒持續(xù)時間且包括64個采樣的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)符號D1，D2的數(shù)目可以變化。
圖3所示的根據(jù)本發(fā)明的處理級10和同步級20共同形成了部分8，該部分8對應(yīng)于射頻部分2(的一個或多個部分)和/或中頻部分3(的一個或多個部分)和/或物理層部分4(的一個或多個部分)。處理級10包括混頻單元11和變換單元12，其中混頻單元11例如包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字混頻器，變換單元12例如包括快速傅立葉變換器和均衡器等。同步級20包括緩沖單元21例如緩沖器、控制單元22、以及第一部分23、第二部分24和第三部分25?；祛l單元11將頻率信號轉(zhuǎn)換成基帶信號。另外，或者混頻單元11包括第一混頻器用于將射頻信號轉(zhuǎn)換成中頻信號，和第二混頻器用于將中頻信號轉(zhuǎn)換成基帶信號，或者混頻單元11將射頻信號轉(zhuǎn)換成基帶信號。或者，沒有示出的另一混頻單元位于混頻單元11之前，它將射頻信號轉(zhuǎn)換成中頻信號等。變換單元12連接于混頻單元11的輸出，用于處理基帶信號。緩沖單元21連接于混頻單元11的輸出，用于緩沖至少一部分基帶信號，控制單元22連接于混頻單元11的控制輸入和變換單元12的控制輸入，用于控制混頻單元11和變換單元12。第一部分23的輸入和第二部分24的輸入連接于緩沖單元21的輸出，第一部分23的輸出連接于控制單元22的第一輸入，第二部分24的輸出連接于控制單元22的第二輸入。
第一部分23包括自相關(guān)單元31，連接于第一部分23的輸入；積分單元32，連接于自相關(guān)單元31的輸出；第一延時單元33，連接于積分單元32的輸出；縮放單元34，連接于第一延時單元33的輸出；判定單元35，連接于縮放單元34的輸出和積分單元32的輸出；第二延時單元36，連接于判定單元35的輸出；邏輯單元37、38，位于第二延時單元36的輸出和第一部分23的輸出之間。自相關(guān)單元31例如包括自相關(guān)器，用于在16個采樣的長度上以相距16個采樣的距離，計算一組前同步符號t1、t2、t3的采樣的自相關(guān)數(shù)的絕對值，該計算基于該組前同步符號t1、t2、t3中的每個前同步符號都包括相同的16個采樣。積分單元32例如包括積分器，用于執(zhí)行包絡(luò)檢測。第一延時單元33例如包括第一延時線路，用于延時所述包絡(luò)，且延時例如等于32個采樣?？s放單元34例如包括乘法器，用于放大包絡(luò)(將包絡(luò)乘以乘數(shù)因子)。判定單元35例如包括比較器，用于將包絡(luò)與它延時放大后的形式比較。第二延時單元36例如包括第二延時線路如移位寄存器，用于延時比較器信號并具有一定長度例如16。邏輯單元37、38例如包括16個EXOR門37和16個AND門38，其中EXOR門37用于將16個比較器信號與16比特模式組合，并產(chǎn)生16個組合信號，AND門38用于將所述16個組合信號與16比特掩碼組合。
自相關(guān)數(shù)AC(n，16)例如是AC(n，16)＝{In(n-k)In*(n-k-16)}對于k＝0至k＝15的和(AC(n，16)＝SUM from k＝0 to k＝15 of{In(n-k)In*(n-k-16)})，其中n為第n個采樣，In為通過緩沖器到達的輸入信號。積分器具有可編程速度和可編程最小值，第一延時線路具有可調(diào)延時，乘法器具有可調(diào)乘數(shù)因子，所述模式和掩碼是靈活的，以使粗略時間同步盡可能靈活且產(chǎn)生抗誤檢測性。存在頻率偏移和/或通道失真的情況下，自相關(guān)器比互相關(guān)器更可靠。包絡(luò)檢測使得粗略時間同步對于自相關(guān)數(shù)輸出的短期幅值變化較不敏感?？s放后的包絡(luò)檢測使粗略時間同步獨立于基帶信號的電平，縮放后和/或延時的包絡(luò)檢測允許調(diào)諧包絡(luò)檢測的靈敏度。
第二部分24包括互相關(guān)單元41，連接于第二部分24的輸入；絕對值單元44，連接于互相關(guān)單元41的輸出；積分單元42，連接于第二部分24的輸入；縮放單元43，連接于積分單元42的輸出；判定單元45，連接于絕對值單元44的輸出和縮放單元43的輸出，并且判定單元45的輸出連接于第二部分24的輸出?；ハ嚓P(guān)單元41例如包括互相關(guān)器，用于利用保護間隔前同步符號G1的前24個采樣作為預(yù)定采樣，并將這些預(yù)定采樣與另一組前同步符號t10、G1的采樣進行互相關(guān)，來計算該另一組前同步符號t10、G1的采樣的互相關(guān)數(shù)，絕對值單元44產(chǎn)生該互相關(guān)數(shù)的絕對值。積分單元42例如包括滑動窗口積分器，用于計算該另一組前同步符號t10、G1的采樣的平均值，縮放單元43例如包括乘法器，用于縮放計算出的該平均值(將計算出的該平均值乘以乘數(shù)因子)以產(chǎn)生閾值，判定單元45例如包括比較器，用于對互相關(guān)數(shù)的絕對值與縮放后的平均值或閾值進行比較，以此檢測三個峰值第一峰值對應(yīng)保護間隔前同步符號G1的24個采樣，第二峰值和第三峰值對應(yīng)訓(xùn)練符號T1、T2。每個數(shù)據(jù)符號D1包括保護間隔數(shù)據(jù)符號g1和數(shù)據(jù)d1。第一峰值或保護間隔前同步符號G1的24個采樣對應(yīng)保護間隔數(shù)據(jù)符號g1的中間部分并且導(dǎo)致了具有一個采樣精確性的精細時間同步。
互相關(guān)數(shù)CC(n)例如是CC(n)＝{In(n-k)REF C*(k)}對于k＝0至k＝23的和(CC(n)＝SUMfrom k＝0 to k＝23 of{In(n-k)REF C*(k)})，其中n為第n個采樣，In為通過緩沖器到達的輸入信號，REF C*(k)為保護間隔前同步符號G1的前24個采樣?；瑒哟翱诜e分SI(n，L)例如是SI(n，L)＝1/L·{Abs In(n＝k)}對于k＝0至k＝L-1的和(SI(n，L)＝1/L·SUM from k＝0 to k＝L-1 of{Abs In(n＝k)})，其中n為第n個采樣，In為通過緩沖器到達的輸入信號，L為滑動窗口的長度，Abs In(n-k)為In(n-k)的絕對值。積分器具有靈活的滑動窗口的長度，乘法器具有可調(diào)的乘數(shù)因子，這些使精細時間同步盡可能靈活。與預(yù)定采樣的互相關(guān)導(dǎo)致了檢測時刻的精確匹配，從基帶信號自身產(chǎn)生閾值使精細時間同步獨立于基帶信號的電平。
第三部分25用于執(zhí)行粗略頻率同步和用于執(zhí)行精細頻率同步，該第三部分包括連接于自相關(guān)單元31的輸出的相位檢測單元51和連接于相位檢測單元51的輸出的相位累加單元52，并且相位累加單元52的輸出連接于控制單元22的第三輸入。相位檢測單元51例如包括相位檢測器，并且相位累加單元52例如包括相位累加器，它們首先通過檢測和累加在相距例如(再一組前同步符號t8、t9的)16個采樣的采樣之間的相位，來執(zhí)行粗略頻率同步，第二步通過檢測和累加在相距例如(又一組前同步符號T1、T2的)64個采樣的采樣之間的相位，來執(zhí)行精細頻率同步。
如果發(fā)射器和根據(jù)本發(fā)明的接收器之間存在粗略頻率誤差，則該粗略頻率誤差導(dǎo)致在隨后采樣上的增量相位旋轉(zhuǎn)。因此，相距16個采樣的兩個采樣之間的相位差值是粗略頻率誤差的測量。利用來自自相關(guān)器的相位，可以獲得粗略頻率誤差的平均測量。自相關(guān)數(shù)的總和提供平均值，用于減小噪聲對誤差估計的影響。自相關(guān)器的使用導(dǎo)致的事實是具有較小幅值的采樣之間的相位差值對最終相位具有較小影響，具有大幅值的采樣將會有較大的影響。在粗略頻率同步中，粗略頻率誤差CFE例如是CFE＝Arg(AC(n，16))/(2·π·800e-9)，其中Arg(AC(n，16))＝Arg({In(n-k)In*(n-k-16)}對于k＝0至k＝15的和)，其中n為第n個采樣，In為通過緩沖器到達的輸入信號，以及800e-9為0.8微秒。該平均粗略頻率誤差可以被累加，并進一步被平均用來提高頻率精確性。因此，在無需精細時間同步的情況下，通過計算相距16個采樣的兩個采樣之間的相位差值，得到大的檢測范圍。
如果發(fā)射器和根據(jù)本發(fā)明的接收器之間存在精細頻率誤差，則該精細頻率誤差導(dǎo)致隨后采樣中的增量相位旋轉(zhuǎn)。精細頻率同步利用了兩個訓(xùn)練符號T1、T2以相同符號發(fā)送的事實。因此，在相距64個采樣的兩個采樣之間的相位誤差是精細頻率誤差的測量。利用來自自相關(guān)器的相位(現(xiàn)在被編程為相距64個采樣)，可以獲得精細頻率誤差的平均測量。自相關(guān)數(shù)的總和提供了平均值，用于減小噪聲對誤差估計的影響。在精細頻率同步中，精細頻率誤差FFE例如是FFE＝Arg(AC(n，64))/(2·π·3200e-9)，其中Arg(AC(n，64))＝Arg({In(n-k)In*(n-k-64)}對于k＝0至k＝15的和)，其中n為第n個采樣，In為通過緩沖器到達的輸入信號，以及3200e-9為3.2微秒。緩沖單元21應(yīng)該能夠緩沖至少16+64＝80個采樣，優(yōu)選地例如81個采樣。該平均精細頻率誤差能夠被累加，且進一步被平均用來提高頻率精確性。因此，通過計算相距64個采樣的兩個采樣之間的相位差值，可以獲得較小的檢測范圍，并具有較高的分辨率且對噪聲較不敏感的有利結(jié)果。
處理級包括未示出的第四部分，該第四部分例如位于變換單元12中，被控制單元22控制，用于在粗略時間同步之后粗略頻率同步之前，也就是例如在前同步符號t4、t5、t6、t7(的接收)期間，執(zhí)行自動增益控制。該第四部分允許數(shù)字地執(zhí)行自動增益控制，這與以模擬形式執(zhí)行自動增益控制相比更有利。由于根據(jù)本發(fā)明的接收器1在粗略時間同步和粗略頻率同步之間具有足夠的時間來執(zhí)行該自動增益控制，所以在粗略時間同步之后，粗略頻率同步之前執(zhí)行自動增益控制是可能的。
自相關(guān)器用于粗略時間同步以及粗略頻率同步和精細頻率同步是非常有效率的。雖然前述的四組前同步符號沒有任何重疊，實際上，它們可能有一些重疊。并且，這四組前同步符號中的每一組包括全部前同步符號和/或部分(一些采樣)前同步符號。部分23、24、25的每個模塊通過未示出的連接元件連接于控制單元22，用于控制和/或調(diào)整該模塊。
圖4所示的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)60，例如臺式計算機、便攜式計算機、掌上計算機、移動電話、用于音頻和/或視頻的終端等，包括圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的接收器1、連接于接收器1的處理器61和連接于處理器61的人機接口62或mmi(man-machine-interface)62。mmi 62例如包括顯示器、擴音器、麥克風(fēng)、鍵盤和/或遙控器等。
例如“用于A”和“用于B”中的表述“用于”不排除同時或不同時也執(zhí)行“用于C”的其他功能。“X連接于Y”和“X與Y之間的連接”以及“連接X和Y”等的表述不排除元件Z在X與Y之間。“P包括Q”和“包括Q的P”等的表述不排除也包括/包含元件R。
應(yīng)該注意到上述的實施例描述但不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離附加的權(quán)利要求保護范圍的情況下可以設(shè)計多種可替換的實施例。在權(quán)利要求中，置于括號中的任何參考標(biāo)號不能解釋為對權(quán)利要求的限制。動詞“包括”以及其各個變化形式的使用不排除存在權(quán)利要求中所述元件或步驟之外的元件或步驟。元件前的冠詞“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以通過包括若干不同元件的硬件裝置，并依靠適當(dāng)編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉一些裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的一些可以通過一個相同的硬件來實施。在彼此不同的從屬權(quán)利要求中敘述了某些措施這個事實不表示這些措施的結(jié)合不能被有利地使用。
本發(fā)明基于的其中一種認(rèn)識是，可以通過引入一個或多個另外的時間同步步驟，并且這些步驟優(yōu)選地彼此獨立，來提高一步時間同步的精確性。本發(fā)明基于的其中一個基本思想是，通過對一組前同步符號的采樣進行自相關(guān)來執(zhí)行粗略時間同步，通過將另一組前同步符號的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)來執(zhí)行精細時間同步。
本發(fā)明解決的其中一個問題是提供一種具有相對精確時間同步接收器，其中一個優(yōu)點在于根據(jù)本發(fā)明的接收器更可靠。
權(quán)利要求
1.接收器(1)，用于接收頻率信號，所述接收器(1)包括-處理級(10)，用于將所述頻率信號轉(zhuǎn)換成包括前同步符號(SP，LP)和數(shù)據(jù)符號(D1，D2)的基帶信號，并用于處理所述基帶信號；以及-同步級(20)，用于使所述處理級(10)同步，該同步級(20)包括第一部分(23)和第二部分(24)，其中所述第一部分(23)用于通過對一組前同步符號(t1，t2，t3)的采樣進行自相關(guān)，執(zhí)行粗略時間同步，所述第二部分(24)用于通過對另一組前同步符號(t10，G1)的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)，執(zhí)行精細時間同步。
2.如權(quán)利要求1所述的接收器(1)，其中所述同步級(20)包括第三部分(25)，用于通過檢測和累加再一組前同步符號(t8，t9)的采樣的相位，執(zhí)行粗略頻率同步。
3.如權(quán)利要求2所述的接收器(1)，其中所述再一組前同步符號(t8，t9)位于所述一組前同步符號(t1，t2，t3)與所述另一組前同步符號(t10，G1)之間。
4.如權(quán)利要求3所述的接收器(1)，其中所述第三部分(25)用于通過檢測和累加所述另一組前同步符號(t10，G1)之后的又一組前同步符號(T1，T2)的采樣的相位，執(zhí)行精細頻率同步。
5.如權(quán)利要求2所述的接收器(1)，其中所述處理級(10)包括第四部分，用于在所述粗略時間同步之后且在所述粗略頻率同步之前執(zhí)行自動增益控制。
6.如權(quán)利要求1所述的接收器(1)，其中所述處理級(10)包括-混頻單元(11)，用于將所述頻率信號轉(zhuǎn)換成所述基帶信號；以及-變換單元(12)，連接于所述混頻單元(11)的輸出，用于處理所述基帶信號；并且所述同步級(20)包括-緩沖單元(21)，連接于所述混頻單元(11)的輸出，用于緩沖至少一部分所述基帶信號；以及-控制單元(22)，連接于所述混頻單元(11)的控制輸入和所述變換單元(12)的控制輸入，用于控制所述混頻單元(11)和所述變換單元(12)；并且所述第一部分(23)的輸入和所述第二部分(24)的輸入連接于所述緩沖單元(21)的輸出，所述第一部分(23)的輸出連接于所述控制單元(22)的第一輸入，所述第二部分(24)的輸出連接于所述控制單元(22)的第二輸入。
7.如權(quán)利要求6所述的接收器(1)，其中所述第一部分(23)包括自相關(guān)單元(31)，連接于所述第一部分(23)的輸入；積分單元(32)，連接于所述自相關(guān)單元(31)的輸出；第一延時單元(33)，連接于所述積分單元(32)的輸出；縮放單元(34)，連接于所述第一延時單元(33)的輸出；判定單元(35)，連接于所述縮放單元(34)的輸出和所述積分單元(32)的輸出；第二延時單元(36)，連接于所述判定單元(35)的輸出；和邏輯單元(37，38)，位于所述第二延時單元(36)的輸出與所述第一部分(23)的輸出之間。
8.如權(quán)利要求7所述的接收器(1)，其中第三部分(25)用于執(zhí)行粗略頻率同步和用于執(zhí)行精細頻率同步，該第三部分(25)包括連接于所述自相關(guān)單元(31)的輸出的相位檢測單元(51)和連接于所述相位檢測單元(51)的輸出的相位累加單元(52)，并且所述相位累加單元(52)的輸出連接于所述控制單元(22)的第三輸入。
9.如權(quán)利要求6所述的接收器(1)，其中所述第二部分(24)包括互相關(guān)單元(41)，連接于所述第二部分(24)的輸入；絕對值單元(44)，連接于所述互相關(guān)單元(41)的輸出；積分單元(42)，連接于所述第二部分(24)的輸入；縮放單元(43)，連接于所述積分單元(42)的輸出；判定單元(45)，連接于所述絕對值單元(44)的輸出和所述縮放單元(43)的輸出，并且所述判定單元(45)的輸出連接于所述第二部分(24)的輸出。
10.包括處理器(61)和用于接收頻率信號的接收器(1)的系統(tǒng)(60)，所述接收器(1)包括-處理級(10)，用于將所述頻率信號轉(zhuǎn)換成包括前同步符號(SP，LP)和數(shù)據(jù)符號(D1，D2)的基帶信號，并用于處理所述基帶信號；和-同步級(20)，用于使所述處理級(10)同步，該同步級(20)包括第一部分(23)和第二部分(24)，其中所述第一部分(23)用于通過對一組前同步符號(t1，t2，t3)的采樣進行自相關(guān)，執(zhí)行粗略時間同步，所述第二部分(24)用于通過對另一組前同步符號(t10，G1)的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)，執(zhí)行精細時間同步。
11.用于接收頻率信號的接收器(1)中使用的同步級(20)，所述接收器(1)包括-處理級(10)，用于將所述頻率信號轉(zhuǎn)換成包括前同步符號(SP，LP)和數(shù)據(jù)符號(D1，D2)的基帶信號，并用于處理所述基帶信號；以及-同步級(20)，用于使所述處理級(10)同步，該同步級(20)包括第一部分(23)和第二部分(24)，其中所述第一部分(23)用于通過對一組前同步符號(t1，t2，t3)的采樣進行自相關(guān)，執(zhí)行粗略時間同步，所述第二部分(24)用于通過對另一組前同步符號(t10，G1)的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)，執(zhí)行精細時間同步。
12.用于接收頻率信號的方法，該方法包括步驟-將所述頻率信號轉(zhuǎn)換成包括前同步符號(SP，LP)和數(shù)據(jù)符號(D1，D2)的基帶信號，并處理所述基帶信號；以及-通過對一組前同步符號(t1，t2，t3)的采樣進行自相關(guān)來執(zhí)行粗略時間同步，和通過對另一組前同步符號(t10，G1)的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)來執(zhí)行精細時間同步，使所述轉(zhuǎn)換和/或所述處理同步。
13.用于接收頻率信號的處理器程序產(chǎn)品，該處理器程序產(chǎn)品包括功能-將所述頻率信號轉(zhuǎn)換成包括前同步符號(SP，LP)和數(shù)據(jù)符號(D1，D2)的基帶信號，并處理所述基帶信號；以及-通過對一組前同步符號(t1，t2，t3)的采樣進行自相關(guān)來執(zhí)行粗略時間同步，和通過對另一組前同步符號(t10，G1)的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)來執(zhí)行精細時間同步，使所述轉(zhuǎn)換和/或所述處理同步。
全文摘要
接收器(1)用于接收頻率信號，為了提高時間同步精確性，接收器(1)配備了同步級(20)，用于通過對一組前同步符號(t1，t2，t3)的采樣進行自相關(guān)，執(zhí)行粗略時間同步，并且通過對另一組前同步符號(t10，G1)的采樣與預(yù)定采樣進行互相關(guān)，執(zhí)行精細時間同步。同步級(20)也通過檢測和累加再一組前同步符號(t8，t9)的采樣的相位和又一組前同步符號(T1，T2)的采樣的相位，來執(zhí)行粗略頻率同步和精細頻率同步。同步級(20)具有緩沖單元(21)和控制單元(22)，該控制單元(22)用于控制處理級(10)內(nèi)的混頻單元(11)和變換單元(12)。所述前同步符號具有10個短前同步符號(t1－t10)，1個保護間隔前同步符號(G1)和2個訓(xùn)練符號(T1，T2)。
文檔編號H04L27/26GK1823512SQ200480019803
公開日2006年8月23日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者保盧斯·W·F·赫勒伊特斯, 盧卡斯·H·G·塔恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司