专利名称：使用移动式窗口信道估计的时间同步装置、方法与接收器的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种信道估计的时间同步装置、方法与接收器，且特别 是有关于一种使用移动式窗口信道估计的时间同步装置、方法与接收器。
背景技术：
在许多无线通讯系统中，正交分频多工是一种熟知的多载波调制方法。像是在地面数字电视广播(Digital Video Broadcasting-Terrestrial, DVB-T)、手持式数字电视广播(Digital Video Broadcasting-Handheld, DVB-H)等系统上，都是使用正交分频多工。使用正交分频多工的接收机，在解调制之前，必须先知道信道的频率响 应为何，此即信道估计(Channel Estimation)的功能。传统上信道估计的方法，可由图l解释。图1中每4个正交频分复用调 制(0rthogonal Frequency Division Modulation, OFDM)码元分成一个窗口 。 首先，接收机由第一个窗口计算出延迟时间设为第一延迟时间(Delay Tirae)n E。。接收机再由第二个窗口算出延迟时间设为第二延迟时间nEl。而在计算第 三个窗口的延迟时间时会先将第一延迟时间ru。计算在内，再看需要增加多少 的第三延迟时间ne2,即第三窗口的延迟时间为第一延迟时间ru。加上第三延 迟时间11￡2。相同地，在计算第四个窗口的延迟时间时会先将第二延迟时间计 算在内，再看需要增加多少的第四延迟时间nE3,即第四窗口的延迟时间为第 二延迟时间n^加上第四延迟时间nE3。同理，计算第五窗口的延迟时间时会 先将第一延迟时间与第三延迟时间计算在内，再看需要增加多少的第五延迟 时间nE4,即第五窗口的延迟时间为第一延迟时间n"加第三延迟时间n"加 第五延迟时间nE4;计算第六窗口的延迟时间时会先将第二延迟时间与第四延 迟时间计算在内，再看需要增加多少的第六延迟时间n65，即第六窗口的延迟 时间为第二延迟时间n"加第四延迟时间1153加第六延迟时间ne5。之后窗口 的延迟时间，以此类4偉。但是此种计算延迟时间的方式，是假设信道是静止的状态下，才有办法 计算出延迟时间。例如地面数字电视广播等系统使用的信道是静止的，即可 使用此方法。但是像手持式数字电视广播的信道是动态的，此方法则不适用。而且此方法的信道转移函凄t(Channel transfer function)是不连续的，亦不 适用在手持式数字电视广播。故我们需要一个在动态信道下，可消除多普勒(Doppler)效应所产生的载 波间干4尤(Inter—Carrier Interference, ICI)的4言道估计方式。发明内容本发明提供一种在动态信道下，可消除多普勒效应所产生的载波间干扰 的信道估计方式在提供一种移动式窗口 (sliding window)信道估计的时间同 步方法、时间同步装置以及接收器。本发明提出 一种用于正交频分复用系统中移动式窗口信道估计的时间同 步方法，包括提供信道窗口，依序移动该信道窗口；根据前次信道响应调整该 信道窗口内的多数个正交频分复用码元的相位，以产生多数个正交频分复用 码元；估测目前该信道窗口内的该些正交频分复用码元的目前信道响应，根 据该目前信道响应获得目前相位微调值；以及根据该目前相位微调值调整该 信道窗口内的该些正交频分复用码元的相位。本发明提出 一种移动式窗口信道估计的时间同步装置，此装置包括移动 式窗口信道估测电路，用以提供该信道窗口与移动该信道窗口，并估测目前 该信道窗口内的该些正交频分复用码元的该目前信道响应；以及相位调整电 路，耦接于该移动式信道窗口估测电路，根据该前次信道估测值调整该信道 窗口内的该些正交频分复用码元的相位，以及才艮据该目前信道响应获得该目 前相位微调值，并将该目前相位微调值调整该信道窗口内的该些正交频分复 用码元的相位。本发明还提出一种具有移动式窗口信道估计的接收器，此接收器包括 接收器前端电路，用以将接收多数个正交频分复用码元，并将接收到的该些 正交频分复用码元作前端的信号处理；快速傅立叶变换装置，耦接于该接收 器前端电路，用以将该接收器前端电路所输出的该些正交频分复用码元作快 速傅立叶变换；移动式窗口信道估计的时间同步装置，耦接于该快速傅立叶 变换装置，用以提供信道窗口，根据该目前信道响应调整该信道窗口，并依序移动该信道窗口；以及接收器后端电路，耦接于该移动式窗口信道估计的时间同步装置，用以将移动式窗口信道估计的时间同步装置所输出的该些正 交频分复用码元作后端的信号处理。值得注意的是，本发明的实施例因釆用移动信道窗口的方法，因此每个 正交频分复用码元均可得到一个信道响应与定时调整，从而可以提高高速移 动情况下的接收机的性能。同时由于高速移动会引起多普勒的现象，此多普 勒的现象会造成载波间干扰的问题，所以可以采用抑制载波间干扰的算法。 另外一方面，此方法亦减小了数据检测延迟与降低了储存空间。为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较 佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是传统上信道估计方法的示意图。图2A是依据本发明实施例所提供的使用移动式窗口信道估计的时间同 步方法的示意图。图2B是依据本发明实施例所提供的使用移动式窗口信道估计的时间同 步方法的方法流程图。图3是依据本发明实施例所提供的移动式窗口信道估计的时间同步装置 300的系统方块图。图4是依据本发明实施例所提供的具有移动式窗口信道估计的接收器 400的系统方块图。
具体实施方式
为使本发明更容易被理解，以下将配合图示与实施例来说明本发明所提 供的使用移动式窗口信道估计的时间同步装置、方法与接收器。图2A是本发明实施例所提供的使用移动式窗口信道估计的时间同步方 法的示意图。此方法提供信道窗口 201，信道窗口 201的长度设为4，即信道 窗口 201内含有4个正交频分复用码元，然而此信道窗口 201长度的实施方 式并非用以限定本发明。信道窗口 201—开始的位置在dO,此时信道窗口长 度所包含的正交频分复用码元包括正交频分复用码元0、正交频分复用码 元1、正交频分复用码元2与正交频分复用码元3。信道窗口 201会根据前次信道响应调整信道窗口 201内的正交频分复用码元O、正交频分复用码元l、 正交频分复用码元2与正交频分复用码元3的相位，以产生4个经过相位调 整的正交频分复用码元，即经过相位调整的正交频分复用码元0、经过相位 调整的正交频分复用码元1、经过相位调整的正交频分复用码元2与经过相 位调整的正交频分复用码元3。接着，估测目前信道窗口 201内经过相位调 整的正交频分复用码元O、经过相位调整的正交频分复用码元1、经过相位调 整的正交频分复用码元2与经过相位调整的正交频分复用码元3等的目前信 道响应，根据此目前信道响应，获得目前相位微调值与偏移时间索引值。其 中，目前相位微调值用以调整信道窗口 201内经过相位调整的正交频分复用 码元0、经过相位调整的正交频分复用码元1、经过相位调整的正交频分复用 码元2与经过相位调整的正交频分复用码元3等的相位，最后传送出相位已 经调整完毕的正交频分复用码元0。然后移动信道窗口的位置到dl,此时信道窗口长度所包含的正交频分复 用码元包括正交频分复用码元l、正交频分复用码元2、正交频分复用码元 3与正交频分复用码元4。信道窗口 201会根据前次信道响应调整信道窗口 201内的正交频分复用码元1、正交频分复用码元2、正交频分复用码元3与 正交频分复用码元4的相位，以产生4个经过相位调整的正交频分复用码元， 即经过相位调整的正交频分复用码元1、经过相位调整的正交频分复用码元 2、经过相位调整的正交频分复用码元3与经过相位调整的正交频分复用码元 4。接着，估测目前信道窗口 201内经过相位调整的正交频分复用码元1、经 过相位调整的正交频分复用码元2、经过相位调整的正交频分复用码元3与 经过相位调整的正交频分复用码元4等的目前信道响应，#>据此目前信道响 应，获得目前相位微调值与偏移时间索引值。其中，目前相位微调值用以调 整信道窗口 201内经过相位调整的正交频分复用码元1、经过相位调整的正 交频分复用码元2、经过相位调整的正交频分复用码元3与经过相位调整的 正交频分复用码元4等的相位，最后传送出相位已经调整完毕的正交频分复 用码元l。以此类推，依序移动信道窗口 201到位置d2、 d3、…、dn，重复以上的 方法，个别传送出相位已经调整完毕的正交频分复用码元2、相位已经调整完毕的正交频分复用码元3.....相位已经调整完毕的正交频分复用码元n。故此方法可以连续得到最新码元上的信道响应，并利用前次信道响应调整信道窗口 201内4个正交频分复用码元以产生四个经过相位调整的正交频分复 用码元，以及利用目前信道响应调整信道窗口 201内4个经过相位调整的正 交频分复用码元。值得注意的是，本实施例因采用移动信道窗口 201的方法，因此每个正 交频分复用码元均可得到一个信道响应与定时调整，从而可以提高高速移动 情况下的接收机的性能。同时由于高速移动会引起多普勒的现象，此多普勒 的现象会造成载波间干扰的问题，所以可以采用抑制载波间干扰的算法。另 外 一 方面，此方法亦减小了数据检测延迟与降低了储存空间。另外，根据目前信道响应所获得的偏移时间索引值，是用以做傅立叶变 换窗口定时调整(timing adjust)。移动信道窗口 201的方法，使得每个正交 频分复用码元经历了不同的窗口定时调整，故应辅以相应的信道窗口 201内 4个正交频分复用码元的相位孩i调以保证窗口内相邻4个正交频分复用码元 具有相同的窗口定时调整，从而保证得到正确的连续信道响应。而根据偏移时间索《1值做傅立叶变换窗口定时调整的方式是当每次依序 移动信道窗口 201时，会依序累加偏移时间索引值，以产生累加值。最后， 再根据此累加值对傅立叶变换窗口做定时调整。综上所述，可以整理成如图2B所示的方法流程图。此方法包括以下步骤 步骤S210提供一个可包含正交频分复用码元的信道窗口 ，且设定信道窗口的 长度。步骤S220依序移动信道窗口，使得信道窗口内含有信道窗口的长度的 最新正交频分复用码元。步骤S230根据前次信道响应，调整信道窗口内最新 正交频分复用码元的相位。步骤S240根据经过相位调整的正交频分复用码 元，估测目前的信道响应。步骤S250根据目前的信道响应，产生相位调整值 与偏移时间索引值。步骤S251依序累加偏移时间索引值，以产生累加值，根 据累加值对傅立叶变换窗口做定时调整。步骤S260根据上个步骤S250产生 的相位调整值，调整目前信道窗口内的正交频分复用码元，再将信道窗口内 第一个码元输出。步骤S270判断是否尚有最新的正交频分复用码元，如果还 有最新的正交频分复用码元则跳到步骤S220，重复上述的步骤流程，如果没 有最新的正交频分复用码元则结束此方法。图3是本发明实施例所提供的移动式窗口信道估计的时间同步装置300 的系统方块图。此装置300包括移动式窗口信道估测电路301与相位调整电 路302,相位调整电路302耦接于移动式窗口信道估测电路301。其中此移动式窗口信道估测电路301提供信道窗口与移动信道窗口，并估测目前该信道 窗口内的多个经过相位调整的正交频分复用码元的目前信道响应。信道窗口的长度设为4，即信道窗口内含有4个正交频分复用码元，然而此信道窗口长度的实施方式并非用以限定本发明。相位调整电路302根据前次信道响应调整信道窗口内的多个正交频分复 用码元的相位，以及根据目前信道响应获得目前相位微调值，并使用目前相 位微调值调整信道窗口内的多个经过相位调整的正交频分复用码元的相位。 而相位调整电路302与移动式窗口信道估测电路301的操作方法如同图2A的 方法实施例所述，在此便不多赘述。此外，装置300中还包括了索引值计算器303、累加器304、时间偏移补 偿器305与快速傅立叶变换器306。索引值计算器303耦接于移动式窗口信 道估测电路301，根据移动式窗口信道估测电路301所估测出的目前信道响 应而计算出偏移时间索引值。累加器304耦接于索引值计算器303,用以累 加偏移时间索引值以获得累加值。时间偏移补偿器305耦接于累加器304， 时间偏移补偿器305接收累加值，并输出累加值的整数部分与小数部分。快 速傅立叶变换器306耦接于时间偏移补偿器305,根据累加值的整数部分对 目前信道窗口内4个经过相位调整的正交频分复用码元作傅立叶变换窗口定 时调整。而累加值的小数部分则传送到相位调整电路302,相位调整电路302根据累加值的小数部分对四个经过相位调整的正交频分复用码元作相位调 整。其中累加值亦可以为整个累加值，然而此累加值的实施方式并非用以限定本发明。值得注意的是，本实施例因采用移动信道窗口的方法，因此每个正交频 分复用码元均可得到一个信道响应与定时调整，从而可以提高高速移动情况 下的接收机性能。同时由于高速移动会引起多普勒的现象，此多普勒的现象 会造成载波间干扰的问题，所以可以采用抑制载波间干扰的算法。另外一方 面，此方法亦减小了数据检测延迟与降低了储存空间。另外，移动信道窗口的方法，使得每个码元经历了不同的窗口定时调整， 故应辅以相应的信道窗口内4个正交频分复用码元的相位;微调以保^i正信道窗 口内相邻4个正交频分复用码元具有相同窗口定时调整，从而保证得到正确 的连续信道响应。图4是本发明实施例所提供的具有移动式窗口信道估计的接收器400的系统方块图。此接收器400包括接收器前端电路401、快速傅立叶变换装置 402、移动式窗口信道估计的时间同步装置403与接收器后端电路404。接收器前端电路401，用以接收多数个正交频分复用码元，并且将接收 到的多数个正交频分复用码元作前端的信号处理。快速傅立叶转换装置402,耦接于接收器前端电路401,用以将接收器前 端电路401所输出的多数个正交频分复用码元做快速傅立叶变换。移动式窗口信道估计的时间同步装置403，耦接于快速傅立叶变换装置 402,此装置403包括移动式窗口信道估测电路与相位调整电路。相位调整电 路耦接于移动式窗口信道估测电路。其中此移动式窗口信道估测电路提供信 道窗口并移动信道窗口 ，并估测目前该信道窗口内的多个经过相位调整的正 交频分复用码元的目前信道响应。信道窗口的长度设为4,即信道窗口内含 有4个正交频分复用码元，然而此信道窗口长度的实施方式并非用以限定本 发明。相位调整电路根据前次信道估测值调整该信道窗口内的多个正交频分复 用码元的相位，以及根据该目前信道响应获得目前相位微调值，并使用目前 相位微调值调整信道窗口内的多个经过相位调整的正交频分复用码元的相 位。而相位调整电路与移动式窗口信道估测电路的操作方法如同图2A的方法 实施例所述，在此便不多赘述。此外，移动式窗口信道估计的时间同步装置403中还包括了索引值计算 器、累加器、时间偏移补偿器与快速傅立叶变换器。索引值计算器耦接于移 动式窗口信道估测电路，根据移动式窗口信道估测电路所估测出的目前信道 响应而计算出偏移时间索引值。累加器耦接于索引值计算器，用以累加偏移 时间索引值以获得累加值。时间偏移补偿器耦接于累加器，时间偏移补偿器 接收累加值，并输出累加值的整数部分与小数部分。快速傅立叶变换器耦接 于时间偏移补偿器，根据累加值的整数部分对目前信道窗口内4个经过相位 调整的正交频分复用码元作傅立叶变换窗口定时调整。而累加值的小数部分 则传送到相位调整电路，使相位调整电路根据累加值的小数部分对四个经过 相位调整的正交频分复用码元作相位调整。其中累加值亦可以为整个累加值， 然而此累加值的实施方式并非用以限定本发明。值得注意的是，本实施例因采用移动信道窗口的方法，因此每个正交频 分复用码元均可得到一个信道响应与定时调整，从而可以提高高速移动情况下的接收机性能。同时由于高速移动会引起多普勒的现象，此多普勒的现象 会造成载波间干扰的问题，所以可以采用抑制载波间干扰的算法。另外一方 面，此方法亦减小了数据检测延迟与降低了储存空间。另外，移动信道窗口的方法，使得每个码元经历了不同的窗口定时调整， 故应辅以相应的信道窗口内4个正交频分复用码元的相位微调以保证信道窗 口内相邻4个正交频分复用码元具有相同窗口定时调整，从而保证得到正确 的连续信道响应。而接收机后端电路404，耦接于移动式窗口信道估计时间同步装置403, 用以将移动式窗口信道估计的时间同步装置403所输出的多数个经过时间与 相位补偿的正交频分复用码元作后端的信号处理。再者，具有移动式窗口信道估计的接收器400还包括载波频率以及采 样频率追踪电路405，耦接于接收器前端电路401与快速傅立叶变换装置402, 用以接收快速傅立叶变换的输出，以获得载波频率与釆样频率，再将载波频 率与釆样频率传送给接收器前端电路401。综上所述，在本发明的实施例所提供的移动式窗口信道估计的时间同步 方法，每一个正交频分复用码元都可以得到一个信道响应，不只可以用于静 止状态下的接收机，即使在快速移动的接收机上使用，亦可以克服因为多普 勒现象所造成的载波间干扰问题。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领 域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰， 因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种用于正交频分复用系统中移动式窗口信道估计的时间同步方法，包括移动信道窗口；根据前次信道响应调整该信道窗口内的多数个正交频分复用码元的相位，以产生多数个第一正交频分复用码元；估测目前该信道窗口内的该些第一正交频分复用码元的目前信道响应，根据该目前信道响应获得目前相位微调值；以及根据该目前相位微调值调整该信道窗口内的该些第一正交频分复用码元的相位。
2. 根据权利要求1所述的时间同步方法，还包括 根据该目前信道响应获得偏移时间索引值，做快速傅立叶变换窗口定时调整。
3. 根据权利要求2所述的时间同步方法，其中根据该偏移时间索引值做 快速傅立叶变换窗口定时调整包括以下步骤依序累加该偏移时间索引值，以产生累加值；以及 根据该累加值对快速傅立叶变换窗口做定时调整。
4. 一种用于正交频分复用系统中移动式窗口信道估计的时间同步装置， 其中该装置包括移动式窗口信道估测电^",用以移动信道窗口，并估测目前该信道窗口 内的该些第一正交频分复用码元的该目前信道响应；以及相位调整电路，耦接于该移动式信道窗口估测电路，根据该前次信道估 测值调整该信道窗口内的该些正交频分复用码元的相位，以及根据该目前信 道响应获得该目前相位微调值，并将该目前相位微调值调整该信道窗口内的 该些第一正交频分复用码元的相位。
5. 根据权利要求4所述的时间同步装置，其中该装置还包括 索引值计算器，根据该目前信道响应计算出偏移时间索引值；累加器，耦接于该索引值计算器，用以累加该偏移时间索引值以获得累 加值；时间偏移补偿器，耦接于该累加器，输出累加值的小数部分，用于该相位调整电路对该些第一正交频分复用码元做小数部分的相位调整，并输出该累加值的整数部分；以及傅立叶变换处理器，耦接于该时间偏移补偿器，根据该累加值的整数部 分对该些第一正交频分复用码元作快速傅立叶变换窗口定时。
6. —种用于正交频分复用系统中具有移动式窗口信道估计的接收器，包括接收器前端电路，用以将接收多数个正交频分复用码元，并将接收到的 该些正交频分复用码元作前端的信号处理；快速傅立叶变换装置，耦接于该接收器前端电路，用以将该接收器前端 电路所输出的该些正交频分复用码元作快速傅立叶变换；移动式窗口信道估计的时间同步装置，耦接于该快速傅立叶变换装置， 用以根据该目前信道响应调整信道窗口 ；以及接收器后端电路，耦接于该移动式窗口信道估计的时间同步装置，用以 将移动式窗口信道估计的时间同步装置所输出的该些正交频分复用码元作后 端的信号处理。
7. 根据权利要求6所述的接收器，其中该移动式窗口信道估计的时间同 步装置包括移动式窗口信道估测电路，用以移动该信道窗口 ，并估测目前该信道窗 口内的该些正交频分复用码元的该目前信道响应；以及相位调整电路，耦接于该移动式信道窗口估测电路，根据该前次信道估 测值调整该信道窗口内的该些正交频分复用码元的相位，以及根据该目前信 道响应获得该目前相位微调值，并将该目前相位微调值调整该信道窗口内的 该些正交频分复用码元的相位。
8. 根据权利要求7所述的接收器，其中该移动式窗口信道估计的时间同 步装置还包括索引值计算器，根据该目前信道响应计算出偏移时间索引值； 累加器，耦接于该索引值计算器，用以累加该偏移时间索引值以获得累 加值；时间偏移补偿器，耦接于该累加器，输出累加值得小数部分，用于该相 位调整电路对该些正交频分复用码元做小数部分的相位调整，并输出该累加 值的整数部分；以及傅立叶变换处理器，耦接于该时间偏移补偿器，根据该累加值的整数部 分对该些正交频分复用码元作快速傅立叶变换窗口定时。
9.根据权利要求7所述的接收器，该接收器还包括载波频率以及采样频率追踪电路，耦接于该接收器前端电路与该快速傅 立叶变换装置，用以接收该快速傅立叶变换的输出，以获得载波频率与采样 频率。
全文摘要
本发明揭露一种移动式窗口信道估计的时间同步方法。此方法使得信道估计和定时同步，适合连续信道估计，以方便消除由于多普勒现象所引起的载波间干扰干扰。此方法的要点在于采用移动窗口的方法，保证窗口内相邻的多数个正交频分复用码元具有相同的定时调整，从而得出正确的信道响应。这样每个正交频分复用码元均可得到一个信道响应，而这些信道响应可消除多普勒引起的载波间干扰干扰，因而可以提高高速移动情况下的接收机的性能。
文档编号H04L27/26GK101227448SQ20081008047
公开日2008年7月23日 申请日期2008年2月19日 优先权日2008年2月19日
发明者犇 牛, 赵光玲 申请人:威盛电子股份有限公司