本发明涉及指一种载波频率偏移追踪电路及方法，尤指一种可缩短追踪时间的载波频率偏移追踪电路及方法。
背景技术：
在一无线通信系统中，传送端会将欲传送的信号加以调制，并将调制后的信号升频至射频以传送；而接收端经由一天线接收该射频信号后，会将该信号的频率降频至基频以进行解调制处理。然而，由于传送端用来升频的振荡频率与接收端用来降频的振荡频率存在差异，因此接收端降频后的信号会具有载波频率偏移(carrierfrequencyoffset,cfo)的问题，这会增加解调制的难度，并造成该无线通信系统的传输错误率上升。
鉴于上述，一般无线通信系统均会设置载波频率偏移估计追踪电路，以解决载波频率偏移的问题，相关背景技术可参考申请人先前申请的美国专利申请案“signalprocessingcircuitandmethodthereof”(公开号：us2011/0188611a1)、美国专利申请案“circuitfordetectingadigitaldatastreamandassociatedmethod”(公开号：us2010/0296002a1)以及美国专利申请案“apparatusfordetectingdigitalvideosignalparametersandmethodthereof”(公开号：us2011/0002422a1)。然而，于某些通信系统中，例如一数位视讯广播卫星(digitalvideobroadcasting–satellite,dvb-s)通信系统，载波频率偏移的现象较其它通信系统更为明显，尤其在低信噪比(signaltonoiseratio，snr)时，载波频率偏移的问题会尤为严重，另外，在低信噪比的情况下，载波频率偏移估计追踪电路需要过长的追踪时间，而降低整体效能。因此，现有技术实有改善的必要。
技术实现要素：
因此，本发明的主要目的即在于提供一种可缩短追踪时间的载波频率偏移追踪电路及方法，以改善现有技术的缺点。
本发明揭示了一种载波频率偏移追踪电路，包含一载波频率偏移估测单元，用来产生一载波频率偏移估计信号；一回路滤波器，耦接于该载波频率偏移估测单元，用来根据一初始值对该载波频率偏移估计信号进行一回路滤波运算，以产生一回路滤波结果；以及一平均单元，耦接于该载波频率偏移估测单元与该回路滤波器之间，用来对该载波频率偏移估计信号进行一平均运算，以产生该初始值为该载波频率偏移估计信号的一平均值。
本发明另揭示了一种载波频率偏移追踪方法，包含取得一载波频率偏移估计信号；对该载波频率偏移估计信号进行一平均运算，以产生一初始值为该载波频率偏移估计信号的一平均值；以及根据该初始值，对该载波频率偏移估计信号进行一回路滤波运算，以产生一回路滤波结果。
附图说明
图1为本发明实施例一载波频率偏移追踪电路的方块图。
图2为本发明实施例一载波频率偏移追踪电路的方块图。
图3为本发明实施例一载波频率偏移追踪方法的流程图。
图4为本发明实施例一载波频率偏移追踪方法的流程图。
图5为本发明实施例一平均单元的示意图。
符号说明
10、20载波频率偏移追踪电路
12载波频率偏移估测单元
14、24回路滤波器
16、26积分单元
18、58平均单元
acc累加器
add1、add2加法器
c0初始值
dvi除法器
filter_out回路滤波结果
f载波频率偏移估计信号
f1～fn载波频率偏移估计值
kp、ki系数
mp、mi乘法器
mux多工器
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例一载波频率偏移(carrierfrequencyoffset，cfo)追踪电路10的示意图，载波频率偏移追踪电路10可应用于一通信系统(如dvb-s系统)中的接收装置(如一解调制器(demodulator))，其包含一载波频率偏移估测单元12、一回路滤波器14以及一平均单元18。载波频率偏移估测单元12用来产生一载波频率偏移估计信号f；回路滤波器14耦接于载波频率偏移估测单元12以及平均单元18，用来根据平均单元18所产生的一初始值c0，对载波频率偏移估计信号f进行一回路滤波运算，以产生一回路滤波结果filter_out；平均单元18耦接于载波频率偏移估测单元12与回路滤波器14之间，用来对载波频率偏移估计信号f进行一平均运算，以产生输出至回路滤波器14的初始值c0为(对载波频率偏移估计信号f进行该平均运算的)一平均值，也就是说，初始值c0可表示为c0＝c·ave(f)，其中ave(·)代表对应于该平均运算的运算子，c为一常数，其可根据实际情况而变化。
详细来说，回路滤波器14包含一积分单元16、一加法器add1以及乘法器mp、mi。其中，乘法器mp耦接于载波频率偏移估测单元12，用来将载波频率偏移估计信号f乘以一系数kp，以产生一正比结果rp；乘法器mi用来将载波频率偏移估计信号f乘以一系数ki，积分单元16用来根据初始值c0，对乘以系数ki后的载波频率偏移估计信号f进行一积分运算，以产生一积分结果ri；加法器add1用来将正比结果rp与积分结果ri相加，以产生回路滤波结果filter_out。其中，初始值c0为该积分运算的积分初始值。关于载波频率偏移追踪电路10的其他运作细节，可参考本发明申请人于中国台湾专利申请案“载波频率偏移补偿装置及方法”(证书号i487334)所揭露的载波频率偏移补偿装置，于此不再赘述。
关于载波频率偏移追踪电路10的运作，可进一步归纳为一流程，请参考图3，图3为本发明实施例的一载波频率偏移追踪方法的流程30的示意图，流程30可由载波频率偏移追踪电路10来执行。如图3所示，流程30包含以下步骤：
步骤300：载波频率偏移估测单元12产生载波频率偏移估计信号f。
步骤302：平均单元18对载波频率偏移估计信号f进行平均运算，以产生初始值c0为载波频率偏移估计信号f的平均值。
步骤304：回路滤波器14根据初始值c0，对载波频率偏移估计信号f进行回路滤波运算，以产生回路滤波结果filter_out。
关于流程30的操作细节，请参考前述相关段落，不另赘述。
需注意的是，应用于载波频率偏移追踪电路的积分电路若未根据任何初始值开始该积分运算(即积分电路的初始值预设为0)，将导致载波频率偏移追踪电路需要较长的追踪时间才能追踪到正确的载波频率偏移，即载波频率偏移追踪电路所需的追踪时间过长。相较之下，积分单元16根据相关于载波频率偏移估计信号f的初始值c0(如初始值c0可为载波频率偏移估测单元12所计算出第一个载波频率偏移估计值)，对载波频率偏移估计信号f进行该积分运算，可缩短载波频率偏移追踪电路10所需的追踪时间。另外，当载波频率偏移估测单元12利用一资料辅助演算法(dataaidedalgorithm)来计算载波频率偏移估计值时，载波频率偏移估测单元12所计算出第一个载波频率偏移估计值通常较不精准，而使得缩短追踪时间的效果有限，在此情形下，载波频率偏移追踪电路10可利用平均单元18计算初始值c0为载波频率偏移估计信号f的平均值(如c0＝ave(f))，而进一步地缩短载波频率偏移追踪电路10所需的追踪时间。
关于积分单元16的详细电路结构，请参考图2，图2为本发明实施例一载波频率偏移追踪电路20的示意图。载波频率偏移追踪电路20与载波频率偏移追踪电路10相似，故相同元件沿用相同符号。与载波频率偏移追踪电路10不同的是，载波频率偏移追踪电路20中一回路滤波器24包含一积分单元26，积分单元26为一数位积分器，其可用来实现积分单元16，积分单元26包含一加法器add2以及一暂存器rg，加法器add2耦接于乘法器mi，以接收载波频率偏移估计信号f与系数ki的一相乘结果，暂存器rg耦接于加法器add2，用来将载波频率偏移估计信号f与系数ki的相乘结果延迟(delay)一时间，并将延迟后的相乘结果输出至加法器add2，如此一来，积分单元26即可达到对载波频率偏移估计信号f与系数ki的相乘结果进行累加运算(即该积分运算)的功效。除此之外，积分单元26另包含一多工器mux，多工器mux可将初始值c0或加法器add2的一输出信号输出至暂存器rg，举例来说，于图2的实施例中，加法器add2的输出信号为积分结果ri。于一实施例中，多工器mux可于积分单元26开始运作的一时间t0，将初始值c0输出至暂存器rg，并于时间t0之后，将加法器add2的输出信号输出至暂存器rg。如此一来，积分单元26即可将初始值c0当作为积分运算的积分初始值。
另外，载波频率偏移追踪电路20另包含一解多工器dmx，解多工器dmx耦接于载波频率偏移估测单元12与回路滤波器24及平均单元18之间。载波频率偏移追踪电路20可将短载波频率偏移追踪电路10刚开始运作后一第一时间区间内所产生的载波频率偏移估计值(记为载波频率偏移估计值f1,…,fm)，透过解多工器dmx传递至平均单元18，平均单元18即可根据载波频率偏移估计值f1,…,fm计算对应于载波频率偏移估计值f1,…,fm的平均值为初始值c0，于一实施例中，初始值c0可表示为
关于载波频率偏移追踪电路20的运作，可进一步归纳为一流程，请参考图4，图4为本发明实施例的一载波频率偏移追踪方法的流程40的示意图，流程40可由载波频率偏移追踪电路20来执行。如图4所示，流程40包含以下步骤：
步骤400：载波频率偏移估测单元12产生载波频率偏移估计值f1,…,fm。
步骤402：平均单元18对载波频率偏移估计值f1,…,fm进行平均运算，以产生初始值c0为载波频率偏移估计值f1,…,fm的平均值。
步骤404：载波频率偏移估测单元12产生载波频率偏移估计值fm+1,…,fn。
步骤406：回路滤波器14根据初始值c0，对载波频率偏移估计值fm+1,…,fn进行回路滤波运算，以产生回路滤波结果filter_out。
关于流程40的操作细节，请参考前述相关段落，不另赘述。
需注意的是，前述实施例用以说明本发明的概念，本领域具通常知识者当可据以做不同的修饰，而不限于此。举例来说，于图1的实施例中，回路滤波器14中的乘法器mi与积分单元16可相互对调，即本发明的回路滤波器可先对载波频率偏移估计信号f进行积分运算，再将对载波频率偏移估计信号f进行积分运算所产生的积分结果乘以系数ki，产生积分结果ri至加法器add1，亦符合本发明的要求而属于本发明的范畴。
另外，平均单元18不限于用特定电路结构来实现。举例来说，请参考图5，图5为本发明实施例一平均单元58的示意图，平均单元58可用来实现平均单元18。平均单元58包含一累加器acc以及一除法器dvi，累加器acc用来将载波频率偏移估计值f1,…,fm进行累加，以产生一累加结果。除法器dvi用来将该累加结果除以m，即载波频率偏移估计值f1,…,fm的一个数。
另外，平均单元18对载波频率偏移估计值f1,…,fm所进行的平均运算不限于如
另外，本领域技术人员当知图1、图2及图5内的功能单元/电路可由特殊应用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)、数位电路(如rtl电路)或数位信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)来实现或进行实作，于此不再赘述。
综上所述，本发明利用载波频率偏移估计信号的平均值作为回路滤波器的积分运算的积分初始值，以缩短载波频率偏移追踪电路所需的追踪时间，进一步提升接收装置的整体效能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。