专利名称：校正正交频分复用信号码元的公共相差的装置、方法和程序的制作方法
技术领域：
总的来说，本发明涉及一种用于校正所接收的正交频分复用(OFDM)信号的码元的公共相位误差的(CPE)的装置、方法和计算机程序。
背景技术：
一般，数字高清晰度电视(HDTV)广播系统可以被划分为两个部分，即图像编码器和调制器。图像编码器可以将从例如高清晰度图像源获得的大约1Gbps的数字数据压缩为大约15-18Mbps(兆比特每秒)的数据。调制器可以通过具有大约6-8MHz频带的相当窄的频道向HDTV广播系统的接收部分发送几个Mbps的数字数据。
在HDTV广播系统中使用的调制技术通常可能需要高频带效率，以便通过这样的有限频带向所述系统的接收部分发送几个Mbps的数字数据。另外，因为HDTV广播系统可以采纳使用原来分配给传统的模拟电视广播的VHF/UHF频道的同时地面广播方式，因此HDTV广播系统可能需要给定的特性，以便所述系统对于可能由模拟电视信号引起的频道干扰能够足够地稳健。
为了增强每个带宽的数据传输的效率并且降低和/或可能地防止干扰，已经采用正交频分复用(OFDM)来作为下一代的地面广播技术。OFDM是数字调制，其中串行地输入的一列码元被变换为并行数据码元，并且并行化的码元被复用为不同的副载波频率。在OFDM中，可以使用彼此正交的多个载波。如果两个载波的点积等于零，则可以说所述两个载波是正交的。正交副载波的使用允许副载波的频谱重叠，因此可能提高频谱效率。虽然存在副载波的重叠频谱，但只要保持正交性，仍然可能在接收器精确地恢复各个副载波。
因为可以通过多载波频率来产生OFDM信号，因此OFDM信号可能易于受到调谐器相位噪声(phase noise)的影响。调谐器相位噪声可能以至少两种不同的方式来影响OFDM信号。例如，调谐器相位噪声可能引入低频相位变化。这些变化的结果可能对于在频域中的所有副载波是恒定的相位旋转。这个现象被称为公共相位误差(common phase error，CPE)。第二，调谐器相位噪声可能引起载波间干扰(ICI)，它是由高频相位噪声变化确定的。ICI的结果可能是由于来自其它副载波的干扰而导致信号噪声比变差。这两种现象即CPE和ICI的发生可能依赖于相位噪声的频谱特性和在OFDM信号的相邻副载波之间的频率间隔。
CPE一般可能引起HDTV广播系统性能变差。但是，可以根据所接收的OFDM信号来估计CPE，然后将其校正。J.H.Scott在题目为“DVB地面(DVB-T)规范及其对实际的调制解调器的实现”一文(国际广播会议，1996)中和P.Robertson和S.Kaiser在题目为“在正交频分复用(OFDM)系统中的相位噪声的效果的分析”一文(电气和电子工程师协会国际通信会议，国际计算中心，1995)中已经提出了传统的CPE校正方法。
图1是现有技术的OFDM信号接收装置的方框图。一般，OFDM信号可以包括多个具有给定频率、幅度和相位的副载波。这些副载波可以被称为连续导频(CP)。例如，数字视频广播-地面(DVB-T)系统使用45个2K模式的CP，并且使用177个8K模式的CP。参见图1，在OFDM信号接收装置100中，输入信号IN可以被调谐器102和本地振荡器104变换为中频信号。所述中频信号可以被模数变换器106变换为数字信号，并且被IQ解调器108变换为复基带信号。IQ解调器108的输出可以被提供到快速傅立叶变换(FFT)单元110，以便从所接收的复(complex)基带信号的(即OFDM信号的)每个OFDM码元中去除保护间隔以执行快速傅立叶变换，以便将时域信号变换为频域信号。
第一CP提取器114可以从FFT单元110的输出中提取OFDM信号的给定码元的第一CP信号CP1，并且可以向复共轭乘法器118发送所述CP1信号。FFT单元110的输出也可以经由一码元延迟单元112发送到第二CP提取器116。第二CP提取器116可以从通过所述一码元延迟单元112的OFDM信号的前一码元提取第二CP信号，并且可以向复共轭乘法器118传发送CP2信号。复共轭乘法器118可以将可能具有相同频率的CP1和CP2信号相乘，因此检测在CP1和CP2信号之间的相差。
复共轭乘法器118的输出可以被发送到平均电路120。平均电路120可以平均在从复共轭乘法器118接收到的给定码元中的所有CP信号的被检测到的相位，以便去除噪声分量。平均电路120可以向相位提取器122输出复信号。相位提取器122可以检测复信号的相位。相位提取器122的相位检测输出可以在累加器124中被累加。累加器124可以向相位旋转器126提供累加输出，以便可以以相反方向旋转从所述一码元延迟单元112输出的一码元延迟信号。
通过现有技术的OFDM信号接收装置100的CPE校正可以被执行如下。当前OFDM码元的CP副载波可以乘以来自前一个OFDM码元的副载波的复共轭，这可以由方程(1)表达。
Ri[kcp]·Ri-1*[kcp]=ej(φi-φi-1)|H[kcp]|2Xi[kcp]Xi-1*[kcp]=169|H[kcp]|2e(φi-φi-1)----(1)]]>在方程(1)中，Ri[k]可以表示在FFT后接收到的信号，即第i个OFDM码元的第k个副载波。H[k]可以表示对于第k个副载波的频道频率响应，kcp可以表示CP的位置，并且16/9表示CP副载波的功率，如对于DVB-T系统规定的标准所限定的那样。
然后，可以通过平均一个OFDM码元和提取平均信号的相位来获得差分相位误差ΔCPEi，i-1，这由方程[2]表示。
ΔCPEi,i-1=∠[&Egr;(169|H[k]|2ej(φi-φi-1))|k⋐kcp]=∠ej(φi-φi-1)=φi-φi-1----(2)]]>可以使用方程(3)来计算可以通过累加差分相位误差而获得的CPE。
CPEi=Σj=1iΔCPEj,j-1=(φi-φi-1)+(φi-1-φi-2+···+(φ1-φ0))=φ1-φ0----(3)]]>所计算的CPE包括给定等级的相位偏移φ0。但是，因为给定的相位偏移φ0可以被均衡器128补偿，因此给定的相位偏移φ0对于HDTV系统性能可以具有最小副作用。
图2图解了OFDM帧的结构，而图3是图解OFDM码元的结构的图。图2和3用于图解图1的OFDM信号接收装置100的由于包括一码元延迟单元112而较复杂的硬件结构。
如图2所示，可以按照由DVB-T标准规定的FFT大小将OFDM码元划分为2K模式OFDM码元和8K模式OFDM码元。如图3所示，在给定的OFDM码元中包括的CP可以在给定的码元中具有对应的指定位置。这些指定的位置可以与在另一个给定的OFDM码元中的指定位置不同。因此，正如从时间方向看出的那样，可以将一个OFDM码元理解为包括数据、CP和发送参数信号的连续信号，如图3所示。
在DVB-T 8K模式中，OFDM码元包括6817个副载波。假定I和Q数据每个由10比特表示，则一码元延迟单元112因此需要能够存储多达136340(6817×10×2＝136340)比特的存储器。因此，OFDM信号接收装置100的硬件结构可能不方便，并且需要较复杂的配置，这也可能需要附加的空间或区域来容纳较大的OFDM信号接收装置100。
发明内容
本发明的一个示范实施例涉及正交频分复用(OFDM)解调器。所述解调器可以包括快速傅立叶变换(FFT)计算块，用于将所接收的OFDM信号进行FFT处理；校正块，用于校正被变换的OFDM信号的公共相位误差(CPE)。所述FFT计算块可以包括输出混洗存储器，它可以存储从所接收的OFDM信号的FFT处理产生的重新排序输出值；连续导频(CP)位置存储器，它可以存储对应于所述重新排序输出值的重新排序的CP的位置；开关，它可以根据从CP位置存储器接收的输出地址来向所述校正块传送用于当前OFDM信号的每个重新排序的CP位置的、来自输出混洗存储器的重新排序输出值。校正块可以包括CP存储器，它可以存储用于当前码元的重新排序的CP位置的、由开关传送的重新排序输出值。CP存储器也可以在其中存储前一个OFDM信号码元的重新排序输出值。复共轭乘法器可以将用于当前码元的每个重新排序的CP位置的重新排序输出值乘以用于前一个码元的每个重新排序的CP位置的对应的重新排序输出值，以确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差。校正块可以包括相位检测和累加块，它可以根据所确定的相差来检测和累加OFDM信号的一个或多个码元的平均相位值，以便提供相位检测和累加块输出。根据所述相位检测和累加块输出，校正块的相位旋转器可以通过以相反方向旋转来自FFT计算块的输出来校正OFDM信号的码元的CPE。
本发明的另一个示范实施例涉及一种校正OFDM信号的码元的公共相位误差(CPE)的方法。在所述方法中，OFDM信号可以被接收和进行FFT处理。可以存储从FFT处理产生的重新排序输出值以及对应于重新排序输出值的位置。可以根据涉及一个或多个重新排序的位置的输出地址的接收来传送用于当前OFDM信号码元的对应的重新排序位置的给定的重新排序输出值。可以将当前码元的每个重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的对应的重新排序输出值，以便确定在当前和前一个码元的重新排序输出值之间的相差。根据所述相差，可以检测和累加一个或多个OFDM信号码元的平均相位值以提供累加输出。可以使用所述累加输出来通过以相反方向旋转从FFT处理输出的信号而校正OFDM信号的一个或多个码元的CPE。
本发明的另一个示范实施例涉及一种装置，它可以包括计算块，用于对于在时域中接收的OFDM信号执行FFT处理，以便将所接收的OFDM信号变换为在频域中的信号。所述装置可以包括校正块，用于校正被变换的OFDM信号的公共相位误差(CPE)。所述校正块可以在其存储器中存储前一个OFDM码元的副载波值，并且可以将前一个OFDM码元的副载波值与当前OFDM码元的副载波值相比较以便检测在前一个和当前OFDM码元的副载波之间的相差。所检测的相差可以适用于确定对于被变换的OFDM信号的公共相位误差的校正。
本发明的另一个示范实施例涉及OFDM解调器的FFT计算块。所述FFT计算块可以包括第一存储器，它可以存储从将所接收的OFDM信号进行FFT处理而获得的重新排序输出值；第二存储器，它存储对应于所述重新排序输出值的位置。FFT计算块可以包括一个开关，它根据从第二存储器接收的输出地址来向解调器的校正块传送用于给定的OFDM信号码元的每个存储的重新排序位置的、来自第一存储器的重新排序输出值。
本发明的另一个示范实施例涉及OFDM解调器的计算块。所述解调器可以包括第一存储器，它可以存储一个或多个所接收的重新排序输出值，所述一个或多个所接收的重新排序输出值对应于在解调器的FFT处理器中进行FFT处理的OFDM信号的当前码元的重新排序的位置。第一存储器也可以在其中存储前一个OFDM信号码元的重新排序输出值。乘法器可以将用于当前码元的每个重新排序位置的重新排序输出值乘以用于前一个码元的每个重新排序位置的对应的重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差。相位检测/累加器可以根据所确定的相差来检测和累加一个或多个OFDM信号码元的平均相位值，以便提供相位检测/累加器输出。根据所述相位检测/累加器输出，相位旋转器可以通过以相反方向旋转来自FFT处理器的输出而校正OFDM码元的公共相位误差(CPE)。
本发明的另一个示范实施例涉及一种用于校正OFDM信号的公共相位误差(CPE)码元的方法。在所述方法中，可以对在时域中接收的OFDM信号执行FFT处理，以将所接收的OFDM信号变换为在频域中的信号。可以存储从FFT处理产生的重新排序输出值，并且可以存储重新排序输出值的对应位置。可以根据一个或多个对应的存储位置的地址来传送用于OFDM信号的当前码元的、一个或多个所存储的重新排序输出值。当前码元的被传送的每一个重新排序输出值可以乘以前一个OFDM信号码元的对应的重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差。根据所检测的相差，可以确定对于被变换的信号的CPE的校正。
本发明的另一个示范实施例涉及计算机程序产品。所述计算机程序产品可以包括计算机可读介质，其上存储了计算机程序逻辑，用于使得处理器能够校正OFDM信号的公共相位误差(CPE)。所述计算机程序逻辑可以使得处理器接收OFDM信号，并且对于所接收的OFDM信号执行FFT处理。所述计算机程序逻辑可以还使得处理器存储从FFT处理产生的重新排序输出值，并且存储对应于所述重新排序输出值的位置。所述计算机程序逻辑可以使得处理器根据涉及至少一个或多个重新排序位置的输出地址的接收来传送用于当前OFDM信号码元的至少一个或多个被存储的重新排序位置的给定重新排序输出值。所述计算机程序逻辑可以还使得处理器将被传送的每一个重新排序输出值乘以用于前一个OFDM信号码元的一个或多个重新排序位置的对应的重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差。所述计算机程序逻辑可以还使得处理器根据所确定的相差来检测和累加OFDM信号的一个或多个码元的平均相位值以便提供累加输出，并且可以使得处理器通过按照所述累加输出而以相反方向旋转来自FFT计算的输出来校正OFDM信号的所述一个或多个码元的CPE。
本发明的另一个示范实施例涉及计算机程序产品。所述计算机程序产品可以包括计算机可读介质，其上存储有计算机程序逻辑，用于使得处理器能够校正OFDM信号的公共相位误差(CPE)。所述计算机程序逻辑可以使得处理器对于在时域中接收的OFDM信号执行FFT处理，以便将所接收的OFDM信号变换为在频域中的信号。所述计算机程序逻辑可以还使得处理器存储从FFT处理产生的重新排序输出值和所述重新排序输出值的位置，并且根据一个或多个对应的存储位置的地址来传送用于OFDM信号的当前码元的一个或多个被存储的重新排序输出值。所述计算机程序逻辑可以还使得处理器将当前码元的每个被传送的重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的每个对应的重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差。所述计算机程序逻辑还使得处理器根据所检测的相差来确定对于被变换的OFDM信号的CPE的校正。
本发明的另一个示范实施例涉及以载波体现的计算机数据信号。所述计算机数据信号可以包括第一代码段，用于对于所接收的OFDM信号执行FFT处理；第二代码段，用于存储从FFT处理产生的重新排序输出值；第三代码段，用于存储所述重新排序输出值的位置。所述计算机数据信号也可以包括第四代码段，用于根据涉及至少一个或多个重新排序位置的所接收的输出地址来传送用于当前OFDM信号码元的至少一个或多个重新排序位置的给定重新排序输出值。所述计算机数据信号可以包括第五代码段，用于将当前码元的每个被传送的重新排序输出值乘以对应于前一个OFDM信号码元的一个或多个重新排序位置的对应重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差。所述计算机数据信号可以包括第六代码段，用于根据所确定的相差来检测和累加一个或多个OFDM信号码元的平均相位值，以便提供累加输出。第七代码段可以通过按照累加输出以相反方向旋转来自FFT处理的输出而校正OFDM信号的一个或多个码元的CPE。
本发明的另一个示范实施例涉及以载波体现的计算机数据信号。所述计算机数据信号可以包括用于对于在时域中所接收的OFDM信号执行FFT处理的指令，以便将所接收的OFDM信号变换为在频域中的信号。所述计算机数据信号可以包括用于存储从FFT处理产生的重新排序输出值和所述重新排序输出值的位置的指令、用于根据一个或多个对应位置的地址来传送用于OFDM信号的当前码元的一个或多个被存储的重新排序输出值的指令。所述计算机数据信号可以包括用于将当前码元的每个被传送的重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的对应的重新排序输出值的指令，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差。所述计算机数据信号可以包括用于根据所检测的相差来确定对于被变换的OFDM信号的CPE的校正的指令。
通过参照附图详细说明本发明的示范实施例，本发明将会变得更加清楚，其中通过类似的附图标号来表示类似的元件，所述附图标号仅仅是说明性的，因此不限定本发明的示范实施例。
图1是现有技术的OFDM信号接收装置的方框图。
图2是图解OFDM帧的结构的图。
图3是图解OFDM码元的结构的图。
图4是按照本发明的一个示范实施例的OFDM解调器的方框图。
具体实施例方式
图4是按照本发明的一个示范实施例的OFDM解调器的方框图。虽然图4是在硬件设置中一般地描述的，但是下述的示范实施例可以被包含在例如硬件和/或软件中。
一般，OFDM解调器400包括快速傅立叶变换(FFT)块410，它可以使用FFT处理将在时域中的、从IQ解调器(未示出)接收到的复基带信号(即OFDM信号，它在图4中被示出为输入信号‘IN’)变换为频域信号。例如，FFT计算块410可以使用例如Cooley-Turkey算法将一维离散傅立叶变换(DFT)变换为二维的DFT。使用Cooley-Turkey算法仅仅是示范性的，本领域内的普通技术人员可以使用其它公知的算法来确定DFT。可以根据示范方程(4)来计算DFT、X(k)。
X[k]=Σn=0N-1x[n]WNkn,---k=0,1,2,...,N-1----(4)]]>在方程(4)中，x[n]可以表示输入向量，X[k]表示关于第k个副载波的输出向量，并且WNkn可以表示例如旋转因子(twiddle factor)。所述旋转因子可以被表达为WNkn=exp(j2πnkN).]]>参见附图4，FFT计算块410可以包括输入混洗(shuffle)存储器411，它可以被体现为例如诸如只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)之类的任何适当的非易失性存储器。所述示范实施例不限于这些存储器配置，因为其它的等同类型的存储器对于本领域普通技术人员是显然的。输入混洗存储器411可以实现由Cooley-Turkey算法的索引函数(index function)确定的一对一映射，并且可以向N1点DFT单元412输出输入信号IN。可以通过下述的索引函数来确定所述一对一映射。例如，当一维输入信号x[n]具有大小N(N＝N1N2)的时候，n和k可以由示范方程(5)和(6)表示。
n＝N2n1+n2(0≤n≤N2-1) (5)k＝k1+N1k2(0≤k1≤N1-1，0≤k2≤N2-1) (6)因此，可以通过组合(4)-(6)来计算DFT，如示范方程(7)所示。
X[k]=X[k1+N1k2]=Σn2=0N2-1Σn1=0N1-1x[N2n1+n2]WN(k1-N1k2)(N2n1n2)]]>=Σn2=0N2-1Σn1=0N1-1x[N2n1+n2]WNN2k1n1WNk1n2WNN1k2n2WNN1N2k2n1----(7)]]>=Σn2=0N2-1[(Σn1=0N1-1x[N2n1+n2]WN1k1n1)WNk1n2WN2k2n2]]]>可以由下面的方程(8)来定义N1点DFT，G[n2，k1]，G[n2,k1]=Σn1=0N1-1x[N2n1+n2]WN1k1n1(0≤k1≤N1-1,0≤n2≤N2-1)----(8)]]>因为G[n2，k1]表示N1点DFT，再参见方程(7)，可以执行N2次N1点DFT，并且在旋转因子乘法器413中，每个N1点DFT结果可以被乘以旋转因子WNk1n2。来自旋转因子乘法器413的相乘结果可以被存储在内混洗存储器414中，并且可以执行N1次N2点DFT。内混洗存储器414可以被例如体现为如关于输入混洗存储器411所述的适当的非易失性存储器。
以下，将参照上述的方程(4)来更详细地说明FFT计算块410的操作。具有大小为N(N＝N1N2)的一维输入信号x[n]可以被映射到输入混洗存储器411上来作为例如按列较多序(column major order)的N1×N2的二维阵列x[n1，n2]。可以通过N1点DFT单元412对于所述二维阵列x[n1，n2]的每列执行一维DFT。作为一维DFT的结果，可以获得作为G[n2，k1]的转置的二维阵列GT[n2，k1]。其后，可以通过在旋转因子乘法器413中将GT[n2，k1]的每个元素乘以WNk1n2来获得作为GT[n2，k1]的转置的二维阵列G-T[n2，k1]，并且可以将其存储在内混洗存储器414中。
然后可以通过N2点DFT单元415来对于GT[n2，k1]的每列执行一维DFT。作为一维DFT的结果，可以获得N1×N2的二维阵列x[n1，n2]并提供到输出混洗存储器416。输出混洗存储器416可以输出按行较多序(row majororder)的X[n1，n2]，然后将其映射到X[k]。输出混洗存储器416可以被体现为例如如上对于输入混洗存储器411所述的适当的非易失性存储器。
输出混洗存储器416可以作为用于CPE校正的延迟线。但是，输出混洗存储器416与诸如图1的现有技术的一码元延迟单元112之类的典型延迟线不同，提供不同的功能。例如，不像典型的延迟线那样，可以以给定的顺序来重新布置通过输出混洗存储器416的数据，例如如方程(5)和(6)所定义的顺序。另外，从输出混洗存储器416读出的输出值可以用于“以同一地址模式读取然后写入”的操作。在这样的操作中，一个新值可以被存储在例如对应的输出值过去在的同一位置。因此，给定的OFDM副载波不以OFDM副载波具有固定存储器地址的方式存在于存储器中。换句话说，不同OFDM码元的副载波(或连续导频(CP))具有不同的存储器地址。前一个OFDM码元的CP值可以通过重新排序CP位置存储器417的重新排序处理而被替换为其它数据副载波的值的其它CP值。被记录的CP位置存储器417可以被体现为例如诸如ROM之类或RAM的适当非易失性存储器。
重新排序CP位置存储器417可以存储通过方程(5)和(6)重新排序的CP的位置。因为可以提前识别重新排序的CP的位置，因此重新排序CP位置存储器417在示范的情况下可以被用作ROM。在图4中，开关418可以响应于由重新排序CP位置存储器417提供的地址而向CPE校正块420发送用于每个重新排序的CP位置的N2点DFT单元415的输出。
再次参见图4，OFDM解调器400可以包括CPE校正块420。CPE校正块420可以包括CP存储器421。CP存储器421可以将来自重新排序CP位置存储器417的地址信号识别为写信号，并且可以存储基于被识别的写信号的、从N2点DFT单元415的数据输出。换句话说，CP存储器421可以存储一个OFDM码元的CP值。例如，在DVB-T 8K模式中，一个OFDM码元包括6,817个副载波和177个CP。假定以10比特的分辨率来表示给定的OFDM码元的I和Q数据每个，则CP存储器421仅仅需要一个3540比特的存储器(177×10×2＝3540)来存储OFDM码元的CP。与现有技术的一码元延迟单元112所需要的存储器——它需要存储容量来容纳136,340比特——相比较，这可以提供实质的存储器减少。因此，对于CP存储器421配置的OFDM解调器可以便于提供OFDM解调器400的较不复杂的硬件结构，并且也可以实质地减少OFDM解调器400的面积需要。
CPE校正块420也可以包括复共轭乘法器422。复共轭乘法器422可以将用于当前OFDM码元的每个重新排序的CP位置的N2点DFT单元415的输出乘以用于前一个OFDM码元的每个重新排序的CP位置的、N2点DFT单元415的对应输出。换句话说，复共轭乘法器422可以检测当前OFDM码元和前一个OFDM码元的CP值之间的相差，并且可以发送所检测的相差。
CPE校正块420也可以包括相位检测和累加块427，它可以包括平均电路423、相位提取器424和累加器425。一般，相位检测和累加块427可以根据例如从复共轭乘法器422接收的CP信号之间的所检测的相差来检测和累加用于给定的OFDM信号的OFDM码元的平均相位信号。
平均电路423可以平均在给定的码元中的所有CP信号的平均检测相位以便去除噪声分量。作为平均的结果，平均电路423可以向相位提取器424提供复信号。相位提取器424可以检测所述复信号的相位。所检测的相位可以对应于在两个连续OFDM码元(即前一个和当前OFDM码元)之间的平均的、公共相差。相位提取器424的输出可以在累加器425中被累加。累加器425的输出可以被提供到相位旋转器426，以便一码元延迟的、前一个信号可以例如以相反方向旋转，以便输出所述OFDM信号。
再次参见图4，OFDM解调器可以包括一个均衡器430。均衡器430可以针对在发送频道上已经发生的任何失真补偿从相位旋转器426输出的OFDM信号。均衡器430可以通过根据输出的OFDM信号的CP信号计算所述输出的OFDM信号的定时和频率误差值来补偿在从相位旋转器426输出的输出OFDM信号中存在的任何失真。
按照本发明的示范实施例的OFDM解调器400可以通过在CP存储器中存储前一个OFDM码元的CP值和将那些CP值与当前OFDM码元的CP值相比较来校正CPE。因为可以在图4的OFDM解调器400中使用具有降低的存储容量的存储器，因此，与现有技术的OFDM解调器相比较，OFDM解调器400可以被配置较不复杂的硬件结构，并且可以占用较少的面积。
虽然上面主要以硬件来描述，但是图4所示的示范OFDM解调器和方法也可以被体现为作为计算机程序的软件。例如，按照本发明的示范实施例的程序可以是一种计算机程序产品，它使得计算机执行用于校正在OFDM信号的码元中的CPE的示范方法之一。所述计算机程序产品可以包括计算机可读的介质，其上包含计算机程序逻辑或代码部分，用于使得所述装置的处理器能够按照一个或多个示范方法执行所述方法以校正CPE。
所述计算机可读存储介质可以是被安装在计算机主体中的内置介质或者被布置使得它可以从计算机主体拆卸的可移动介质。所述内置介质的示例包括但不限于可重写的非易失性存储器，诸如RAM、ROM、快闪存储器和硬盘。可移动介质的示例可以包括但不限于光存储媒体，诸如CD-ROM和DVD；磁光存储媒体，诸如MO；磁存储媒体，诸如软盘(商标)、盒带和可移动硬盘；具有内置的可重写的非易失性存储器的媒体，诸如存储卡；具有内置的ROM的媒体，诸如ROM盒。
所述计算机程序逻辑因此可以使得处理器执行在此所述的一个或多个示范校正方法。因此，通过使得计算机执行所述程序，可以通过示范方法来校正OFDM信号的码元的CPE。
这些程序也可以被提供为外部提供的传播信号和/或在载波中包括的计算机数据信号的形式。体现为示范方法的一个或多个指令或功能的所述计算机数据信号可以被承载在用于通过执行示范方法的指令或功能的实体来发送和/或接收的载波上。例如，可以通过在控制诸如HDTV广播系统之类的给定网络配置的计算机中处理载波的一个或多个代码段来实现示范实施例的功能或指令，其中可以按照在此所述的示范方法来执行指令或功能以校正在OFDM码元中的CPE。
而且，这样的程序当被记录在计算机可读存储媒体上的时候可以容易地被存储和分布。存储介质当由计算机读取时可以使能通过在此所述的示范发送方法的分组和/或块的发送。
虽然如此描述本发明的示范实施例，但显然可以以多种方式来改变它们。例如，可以在硬件和/或软件中实现在所述示范装置和方法中所述的图4的功能块。所述硬件/软件实现方式可以包括处理器和制造物的组合。所述制造物还可以包括存储媒体和可执行的计算机程序。
可执行计算机程序可以包括用于执行所述操作或功能的指令。所述计算机可执行程序也可被提供作为外部提供的传播信号的一部分。这样的变化不被看作对于本发明的精神和范围的脱离，并且对于本领域内技术人员明显的所有这样的修改意欲被包括在所附的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种正交频分复用(OFDM)解调器，包括快速傅立叶变换(FFT)计算块，用于将所接收的OFDM信号进行FFT处理；和校正块，用于校正被变换的OFDM信号的公共相位误差(CPE)，其中所述FFT计算块包括输出混洗存储器，它存储从所接收的OFDM信号的FFT处理产生的重新排序输出值；连续导频(CP)位置存储器，它存储对应于所述重新排序输出值的重新排序的CP的位置；开关，它根据从CP位置存储器接收的输出地址来向所述校正块传送当前OFDM信号码元的、用于每个重新排序的CP位置的、来自输出混洗存储器的重新排序输出值，其中所述校正块包括CP存储器，它存储用于当前码元的重新排序的CP位置的、由开关传送的重新排序输出值，CP存储器也在其中存储前一个OFDM信号码元的重新排序输出值；复共轭乘法器，它将用于当前码元的每个重新排序的CP位置的重新排序输出值乘以用于前一个码元的每个重新排序的CP位置的对应的重新排序输出值，以确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差；相位检测和累加块，它根据所确定的相差来检测和累加OFDM信号的一个或多个码元的平均相位值，以便提供相位检测和累加块输出；以及相位旋转器，它根据所述相位检测和累加块输出，通过以相反方向旋转来自FFT计算块的输出来校正OFDM信号的码元的CPE。
2.按照权利要求1的OFDM解调器，还包括均衡器，连接到相位旋转器以补偿在发送频道上的OFDM信号的任何失真。
3.按照权利要求1的OFDM解调器，其中所述重新排序CP位置存储器是ROM。
4.按照权利要求1的OFDM解调器，其中所述FFT计算块还包括输入混洗存储器，它将OFDM信号映射为按列较多序的N1×N2二维阵列，所述OFDM信号被体现为大小为N(N＝N1N2)的一维阵列；N1点离散傅立叶变换(DFT)单元，它通过对输入混洗存储器的每行执行一维DFT来产生第一个N1×N2二维阵列；旋转因子乘法器，它将所述第一个N1×N2二维阵列的每个元素乘以一个旋转因子以获得结果；内混洗存储器，它存储相乘的结果；和N2点DFT单元，它通过对输入混洗存储器的每列执行一维DFT来产生第二个N1×N2二维阵列，其中，输出混洗存储器映射按行较多序的所述第二个N1×N2二维阵列以提供FFT计算块输出。
5.一种校正OFDM信号的码元的公共相位误差(CPE)的方法，包括接收OFDM信号；对于所接收的OFDM信号进行FFT处理；存储从FFT处理产生的重新排序输出值；存储所述重新排序输出值的位置；根据涉及至少一个或多个重新排序的位置的输出地址的接收来传送关于当前OFDM信号码元的所述至少一个或多个重新排序位置的给定的重新排序输出值；将当前码元的每个被传送的重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的、关于一个或多个重新排序位置的对应的一个重新排序输出值，以便确定在当前和前一个码元的重新排序输出值之间的相差；根据所确定的相差，检测和累加一个或多个OFDM信号码元的平均相位值以提供累加输出；以及通过按照所述累加输出以相反方向旋转来自FFT计算的输出而校正OFDM信号的所述一个或多个码元的CPE。
6.按照权利要求5的方法，还包括补偿在发送频道上的OFDM信号的任何失真。
7.按照权利要求5的方法，其中执行FFT的步骤还包括将OFDM信号映射为按列较多序的N1×N2二维阵列，所述OFDM信号被体现为大小为N(N＝N1N2)的一维阵列；通过对所述二维阵列的每行执行一维DFT来产生第一个N1×N2二维阵列；将所述第一个N1×N2二维阵列的每个元素乘以一个旋转因子；存储相乘的结果；通过对输入混洗存储器的每列执行一维DFT来产生第二个N1×N2二维阵列；映射按行较多序的所述第二个N1×N2二维阵列。
8.一种装置，包括计算块，用于对时域中的所接收的OFDM信号执行FFT处理，以便将所接收的OFDM信号变换为在频域中的OFDM信号；校正块，用于校正被变换的OFDM信号的公共相位误差(CPE)，所述校正块在其存储器中存储前一个OFDM码元的副载波值，并且将前一个OFDM码元的存储的副载波值与当前OFDM码元的副载波值相比较，以便检测在前一个和当前码元的副载波之间的相差，所检测的相差适用于确定对于被变换的OFDM信号的公共相位误差的校正。
9.按照权利要求8的装置，其中副载波值表示具有给定幅度、频率和相位的给定OFDM码元的副载波。
10.一种OFDM解调器的快速傅立叶变换(FFT)计算块，包括第一存储器，它存储从将所接收的OFDM信号进行FFT处理而获得的重新排序输出值；第二存储器，它存储对应于所述重新排序输出值的位置；以及开关，它根据从第二存储器接收的输出地址来向解调器的校正块传送关于给定的OFDM信号码元的每个重新排序位置的、来自第一存储器的重新排序输出值。
11.一种OFDM解调器的计算块，包括第一存储器，它存储一个或多个所接收的重新排序输出值，所述一个或多个所接收的重新排序输出值对应于在解调器的FFT处理器中进行FFT处理的OFDM信号的当前码元的重新排序的位置，所述第一存储器还在其中存储前一个OFDM信号码元的重新排序输出值；乘法器，将对于当前码元的每个重新排序位置的重新排序输出值乘以前一个码元的、用于一个或多个重新排序位置的、对应的一个重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差；相位检测/累加器，根据所确定的相差来检测和累加一个或多个OFDM信号码元的平均相位值，以便提供相位检测/累加器输出；以及相位旋转器，根据所述相位检测/累加器输出，通过以相反方向旋转来自FFT处理器的输出而校正OFDM信号码元的公共相位误差(CPE)。
12.一种用于校正OFDM信号的码元的公共相位误差(CPE)的方法，包括对时域中的所接收的OFDM信号执行FFT处理，以将所接收的OFDM信号变换为频域中的信号；存储从FFT处理产生的重新排序输出值和所述重新排序输出值的位置；根据一个或多个对应的存储位置的地址来传送对于OFDM信号的当前码元的、一个或多个所存储的重新排序输出值；将当前码元的每一个被传送的重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的对应的一个重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差；以及根据所检测的相差，确定对于被变换的OFDM信号的CPE的校正。
13.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，其上存储了计算机程序逻辑，用于使得处理器能够校正OFDM信号的公共相位误差(CPE)，所述计算机程序逻辑使得处理器执行下述功能接收OFDM信号；对于所接收的OFDM信号执行FFT；存储从上述执行步骤产生的重新排序输出值；存储所述重新排序输出值的位置；根据涉及至少一个或多个重新排序位置的输出地址的接收来传送用于当前OFDM信号码元的所述至少一个或多个重新排序位置的给定重新排序输出值；将当前OFDM信号码元的被传送的每一个重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的关于一个或多个重新排序位置的、对应的一个重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差；根据所确定的相差来检测和累加一个或多个OFDM信号码元的平均相位值以便提供累加输出；以及通过按照所述累加输出而以相反方向旋转来自FFT计算的输出来校正OFDM信号的所述一个或多个码元的CPE。
14.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，其上存储有计算机程序逻辑，用于使得处理器能够校正OFDM信号的码元的公共相位误差(CPE)，所述计算机程序逻辑使得处理器执行下述功能对于时域中的所接收的OFDM信号执行FFT处理，以便将所接收的OFDM信号变换为频域中的信号；存储从FFT处理产生的重新排序输出值和所述重新排序输出值的位置；根据一个或多个对应的位置的地址来传送对于OFDM信号的当前码元的一个或多个被存储的重新排序输出值；将当前码元的每个被传送的重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的对应的一个重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差；以及根据所检测的相差来确定对于被变换的OFDM信号的CPE的校正。
15.一种程序，被采用来促使计算机执行权利要求5的方法。
16.一种程序，被采用来促使计算机执行权利要求12的方法。
17.一种计算机可读存储介质，其上记录了被采用来促使计算机执行权利要求5的方法的程序。
18.一种计算机可读存储介质，其上记录了被采用来促使计算机执行权利要求12的方法的程序。
19.一种以载波体现的计算机数据信号，所述计算机数据信号包括第一代码段，用于对于所接收的OFDM信号执行FFT处理；第二代码段，用于存储从FFT处理产生的重新排序输出值；第三代码段，用于存储所述重新排序输出值的位置；第四代码段，用于根据涉及至少一个或多个重新排序位置的输出地址的接收来传送对于当前OFDM信号码元的所述至少一个或多个重新排序位置的给定的重新排序输出值；第五代码段，用于将当前OFDM信号码元的每个被传送的重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的、用于一个或多个重新排序位置的、每一个对应的重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差；第六代码段，用于根据所确定的相差来检测和累加一个或多个OFDM信号码元的平均相位值，以便提供累加输出；以及第七代码段，用于通过按照累加输出以相反方向旋转来自FFT计算的输出而校正OFDM信号的一个或多个码元的CPE。
20.一种以载波体现的计算机数据信号，包括用于对于时域中的所接收的OFDM信号执行FFT处理的指令，以便将所接收的OFDM信号变换为频域中的信号；用于存储从FFT处理产生的重新排序输出值和所述重新排序输出值的位置的指令；用于根据一个或多个对应位置的地址来传送用于OFDM信号的当前码元的一个或多个被存储的重新排序输出值的指令；用于将当前码元的每个被传送的重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的对应的重新排序输出值的指令，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差；以及用于根据所检测的相差来确定对于被变换的OFDM信号的CPE的校正的指令。
21.一种装置，用于按照权利要求5的方法来校正OFDM信号的码元的公共相位误差(CPE)。
22.一种装置，用于按照权利要12的方法来校正OFDM信号的码元的公共相位误差(CPE)。
全文摘要
本发明描述了用于校正所接收的OFDM信号的公共相位误差(CPE)的装置、方法和计算机程序，其中可以对时域OFDM执行FFT处理以将所接收的信号变换为在频域中的信号。可以存储从FFT处理产生的重新排序输出值和所述重新排序输出值的位置。可以根据地址的接收传送用于OFDM信号的当前码元的一个或多个被存储的重新排序输出值，并且可以将每个被传送的重新排序输出值乘以前一个OFDM信号码元的对应的重新排序输出值，以便确定在当前和前一个OFDM信号码元的重新排序输出值之间的相差。可以根据所检测的相差来校正被变换的OFDM信号的CPE。
文档编号H04L1/20GK1606299SQ20041008493
公开日2005年4月13日 申请日期2004年10月10日 优先权日2003年10月10日
发明者瑟盖·齐德科夫, 佐藤正毅 申请人:三星电子株式会社