发明名称 施行用于追踪引示载波信号相位之非线性滤波及交越检测的方法与系统
摘要 提出用以修正在一总相位值中之相位不明确之系统与方法。范例包括比较并修正具有在诸如相同的资料符号之相同取样间隔内之不同引示载波频率之总引示载波相位值。其他范例包括修正对一取样间隔之总引示载波相位值以及使用在相同引示载波频率上的先前取样间隔之总引示载波相位值之非线性滤波来对应至一引示载波频率。
申请公布号 TWI222521 申请公布日期 2004.10.21
申请号 TW091119706 申请日期 2002.08.29
申请人 阿瑟罗斯通讯公司 发明人 约翰.汤姆生;泰瑞莎H. 门格;王君栩
分类号 G01R25/00;H04B3/10 主分类号 G01R25/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种用于为在引示频率上之接收调变载波修正 相位値的方法,该方法系用在一通讯系统中,其中 有一通讯讯号于该系统中从一发送器送至一接收 器,该通讯讯号定义在接收器上的一系列的连续取 样间隔中,每个取样间隔具有多个于多个对应频率 上的调变载波,该方法包含: 对在一引示载波频率上所接收的每个调变载波,更 新对应的相位値,该相位値系关于一在该引示载波 频率上所接收到的初始调整调变载波; 将一非线性滤波器函数加至一或多个对应于一或 多个个别在引示载波频率上所接收到的先前调变 的载波之先前的相位値来产生一滤波过的结果値; 以及 若相位値与滤波过的结果値之差异超过绝对大小 的临界値则修正相位値。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中相位値为引示 载波相位値中的总改变,其对每个连续取样间隔从 一或多个连续取样间隔系列之初始调整取样间隔 来追踪在引示载波频率上的引示载波相位的总改 变。 3.如申请专利范围第1项之方法,其中修正之步骤执 行下列之一: 将一相位修正値加至相位値;以及 将相位修正値从相位値中减去。 4.如申请专利范围第3项之方法,其中相位修正値等 于2弧度。 5.如申请专利范围第3项之方法,进一步包含: 使用一或蟹个对个别引示载波频率之修正过的相 位値来调整非引示载波频率调变的载波相位値;以 及 使用调整过的非引示载波频率调变载波相位値和 修正过的相位値来得到一OFDM通道之估计。 6.如申请专利范围第3项之方法,进一步包含: 对多个对应的引示载波频率之每个引示载波频率 来执行更新,应用和修正; 使用少于多个对应之引示载波频率之所有对应的 修正过之相位値来得到一OFDM通道之估计。 7.如申请专利范围第3项之方法,进一步包含: 对每个在一引示载波频率上所接收到的每个调变 过的载波,使用对应的相位値来追踪相位差,该相 位差介于一对应的调变载波相位以及一从在引示 载波频率上所接收到的初始调整调变载波所得到 的初始调整相位之间。 8.如申请专利范围第7项之方法,其中每个对应的调 变载波相位和初始调整相位限制在-至+之范 围。 9.如申请专利范围第8项之方法,其中在修正步骤之 前,相位値所追踪之相位差可与实际相位差有+/-2n 之差异。 10.如申请专利范围第9项之方法,其中应用之步骤 使用一中间滤波器功能。 11.如申请专利范围第1项之方法,其中每个取样间 隔为一资料符号。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中每个取样间 为一资料型式。 13.一种用于针对一给定取样间隔修正N个相位値中 之一或多个相位値的方法,该方法系用在一通讯系 统中,其中有一通讯讯号于该系统中从一发送器送 至一接收器,该通讯讯号定义在接收器上的一系列 的连续取样间隔中,每个取样间隔具有多个于多个 对应频率上的调变载波,该等载波包括在N个对应 引示频率上之N个调变载波,该等N个相位値对应于 该等N个调变载波,该方法包含: 建立N相位値之预期大小,该预期大小基于N个引示 载波频率; 对每个取样间隔, 检查N相位値之实际大小;以及 若实际大小未对应于预期大小,则调整一或多个N 相位値直到实际大小对应于预期大小为止。 14.如申请专利范围第13项之方法,其中预期大小和 实际大小根据N相位値之振幅来配置N相位値。 15.如申请专利范围第13项之方法,其中相位値为引 示载波相位値中的总改变,其对每个连续取样间隔 从一或多个连续取样间隔系列之初始调整取样间 隔来追踪在引示载波频率上的引示载波相位的总 改变。 16.如申请专利范围第13项之方法,其中调整之步骤 进一步包含: 根据预期大小,若一第一相位値应大于一第二相位 値,而在实际大小中第一相位値小于第二相位値, 则 将一相位修正値加至第一相位値中,除非加入相位 修正値会造成第一相位値大于根据预期大小第一 相位値应小于之任何相位値。 17.如申请专利范围第13项之方法,其中调整之步骤 进一步包含: 根据预期大小,若一第一相位値应小于一第二相位 値,而在实际大小中第一相位値大于第二相位値, 则 将第一相位値减去一相位修正値,除非减去相位修 正値会造成第一相位値小于根据预期大小第一相 位値应大于之任何相位値。 18.如申请专利范围第13项之方法,其中调整之步骤 进一步包含: 根据预期之大小,若一第一相位値应大于任何其他 相位値且一第二相位値应大于任何除了第一相位 値之外的其他相位値,且在实际大小中,第一相位 値小于第二相位値,则 若减去相位修正値会造成第二相位値大于任何除 了第一相位平之外的其他相位値,则从第二相位値 减去一相位修正値,否则的话若第一相位値小于任 何除了第二相位値之外的其他相位値,则将相位修 正値加至第一相位値。 19.如申请专利范围第13项之方法,其中调整之步骤 进一步包含: 根据预期大小,若一第一相位値应小于任何其他相 位値且一第二相位値应小于任何其他除了第一相 位値之外的相位値,且在实际大小中,第一相位値 大于第二相位値,则 若加入相位修正値会造成第二相位値小于任何其 他除了第一相位値之外的相位値,则将一相位修正 値加至第二相位値,否则若第一相位値大于其他除 了第二相位値之外的相位値,则从第一相位値中减 去相位修正値。 20.如申请专利范围第13项之方法,进一步包含下列 步骤: 计算在N引示载波频率之引示载波频率间的理想间 隔値,该理想间隔値至少一部份系基于较早或较晚 取样每个取样间隔之取样数目。 21.如申请专利范围第20项之方法,其中计算理想间 隔値之步骤假设未存在任何相位杂讯。 22.如申请专利范围第20项之方法,其中相位修正値 系根据理想间隔値来加以选择。 23.如申请专利范围第20项之方法,其中相位修正値 等于2弧度。 24.如申请专利范围第13项之方法,其中每个取样间 隔为一资料符号。 25.如申请专利范围第13项之方法,其中每个取样间 隔为一资料型式。 26.如申请专利范围第13项之方法,其中通讯系统为 一OFDM无线通讯系统。 27.一种用于针对一给定取样间隔执行N个相位値中 之一或多个相位値之交越检测与修正动作的方法, 该方法系用在一通讯系统中,其中有一通讯讯号于 该系统中从一发送器送至一接收器,该通讯讯号定 义在接收器上的一系列的连续取样间隔中,每个取 样间隔具有多个于多个对应频率上的调变载波,该 等载波包括在N个对应引示频率上之N个调变载波, 该等N个相位値对应于该等N个调变载波,该方法包 含: 若N相位値未在预先决定的大小中,则藉由执行下 列之一或更多来重新安排N相位値直到N相位値在 预先决定的大小之中: 将一相位修正値加至一或多个N相位値中,以及 将相位修正値从一或多个N相位値中减去。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中相位値为引 示载波相位値中的总改变,其对每个连续取样间隔 从一或多个连续取样间隔系列之初始调整取样间 隔来追踪在引示载波频率上的引示载波相位的总 改变。 29.如申请专利范围第27项之方法,其中相位修正値 等于2弧度。 30.如申请专利范围第27项之方法,其中每个取样间 隔为一资料符号。 31.如申请专利范围第27项之方法,其中取样间隔为 一资料型式。 32.如申请专利范围第27项之方法,其中通讯系统为 一OFDM无线通讯系统。 33.一种在接收器上之电脑可读储存媒体,该媒体系 用在一通讯系统中,其中有一通讯讯号于该系统中 从一发送器送至该接收器,该通讯讯号定义在接收 器上的一系列的连续取样间隔中,每个取样间隔具 有多个于多个对应频率上的调变载波,该等载波包 括在N个对应引示频率上之N个调变载波,该储存媒 体系用以针对一给定取样间隔执行N个相位値中之 一或多个相位値的交越检测与修正动作,该等N个 相位値对应于该等N个调变载波,该电脑可读储存 媒体上具有在执行时会使下列步骤获执行之指令: 对每个取样间隔计算N相位値; 判断N相位値是否在一预先决定的大小中;以及 若N相位値未在预先决定的大小中,藉由执行下列 之一或更多来重新安排N相位値直到N相位値在预 先决定的大小中为止: 将一相位修正値加至一或多个N相位値中,以及 将相位修正値从一或多个N相位値中减去。 34.一种在接收器上用于为在引示频率上之接收调 变载波修正相位値的装置,该装置系用在一通讯系 统中,其中有一通讯讯号于该系统中从一发送器送 至该接收器,该通讯讯号系定义在接收器上之一系 列的连续取样间隔中,每个取样间隔具有多个在多 个对应频率上的调变载波,该装置包含: 用以对每个在一引示载波频率上所接收到的调变 载波更新一对应相位値之装置,该相位値系关于在 该引示载波频率上所接收到的初始调整调变载波; 一非线性滤波器以将一非线性滤波功能加至一或 多个对应于一或多个个别先前在引示载波频率上 所接收到的调变载波之先前相位値以产生一滤波 过的结果値;以及 用以在相位値与滤波过的结果値之间的差超过一 绝对大小的临界値时修正相位値之装置。 35.一种在接收器上用以针对一给定取样间隔执行N 个相位値中之一或多个相位値之交越检测与修正 动作的装置,该装置系用在一通讯系统中,其中有 一通讯讯号于该系统中从一发送器送至该接收器, 该通讯讯号定义在接收器上的一系列的连续取样 间隔中,每个取样间隔具有多个于多个对应频率上 的调变载波,该等载波包括在N个对应引示频率上 之N个调变载波,该等N个相位値对应于该等N个调变 载波,该装置包含: 用以对每个取样间隔计算N相位値之装置, 用以判断N相位値是否在一预先决定之大小中之装 置;以及 用以在N相位値未在预先决定的大小中时重新安排 相位値直到N相位値在预先决定之大小中之装置, 藉由执行一或多个下列之一来完成: 将一相位修正値加至一或多个N相位値,以及 将相位修正値从一或多个N相位値中减去。 36.一种用以维持一正确通道估计之方法,该方法包 含: 以至少一第一符号为基础来提供一参考通道估计; 产生一第二符号之频域表示法,其包括多个引示载 波; 追踪在第二符号之多个引示载波中相对于至少一 第一符号之引示载波之相位改变以产生修正因子, 其中追踪相位改变包括使用一非线性滤波器以修 正在一相位値中之相位不明确;以及 以修正因子为基础来调整参考通道估计。 37.如申请专利范围第36项之方法,其中相位値为引 示载波相位値中的总改变,其对一系列连续符号之 每个连续符号从至少一第一符号来追踪在一对应 引示载波频率上之引示载波相位之总改变,该连续 符号包括至少一第一符号以及第二符号。 38.如申请专利范围第37项之方法,其中追踪相位改 变包括对系列连续符号之每个连续符号来计算在N 对应引示载波频率上的N相位値,以及调整N相位値 以确保根据一预期大小来安排N相位値,该预期大 小系基于N个对应的引示载波频率,N相位値包括相 位値。 39.如申请专利范围第36项之方法,其中至少一第一 符号包含至少一调整符号。 40.如申请专利范围第36项之方法,其中追踪相位改 变包括对每个在第二符号中的引示载波决定一相 对于在至少一第一符号中之对应引示载波之相关 总旋转量。 41.如申请专利范围第40项之方法,其中追踪相位改 变包括以在第二符号中之每个引示载波之相关总 旋转量为基础来决定一最小平方符合。 42.如申请专利范围第41项之方法,琅中追踪相位改 变包括以最小平方符合为基础来产生第二修正因 子。 43.如申请专利范围第42项之方法,其中追踪相位改 变包括 以最小平方符合为基础来决定一斜率以及一相位 截距,以及 其中以最小平方符合为基础之产生包括以次载波 数,相位截距,以及斜率为基础来产生第二修正因 子。 44.一种用以维持一正确通道估计之方法,该方法包 含: 产生至少一调整符号之频域表示法; 决定较早取样该至少一调整符号之时脉循环之数 目; 以时脉循环之数目为基础来产生第一修正因子; 以第一修正因子为基础来调整频域表示法以产生 一参考通道估计; 产生一第一资料符号之频域表示法; 追踪第一资料符号之引示载波相对于至少一调整 符号之引示载波之相位改变以产生第二修正因子, 其中追踪相位改变包括计算在第一资料符号上N对 应引示载波频率上之N相位値,且调整N相位値来确 保N相位値系根据一预期大小来加以安排,该预期 大小系基于N对应引示载波频率;以及 以第二修正因子为基础来调整参考通道估计。 45.如申请专利范围第44项之方法,其中该相位値为 引示载波相位値中的总改变,其对一系列连续符号 之每个连续符号从至少一第一符号来追踪在一对 应引示载波频率上之引示载波相位之总改变,该连 续符号包括至少一第一符号以及第二符号。 46.如申请专利范围第44项之方法,其中计算N相位値 之每个相位値包括使用非线性滤波来修正相位値 中的相位不明确。 47.如申请专利范围第44项之方法,其中调整造成至 少一调整符号之频域表示法中的引示载波讯号具 有一大致平坦之相位响应。 48.如申请专利范围第44项之方法,其中追踪相位改 变包括对每个在第一资料符号中之引示载波决定 一相对于至少一调整符号中之对应引示载波之相 关总旋转量。 49.如申请专利范围第48项之方法,其中追踪相位改 变包括以对每个引示载波之相关总旋转量为基础 来决定一最小平方符合。 50.如申请专利范围第49项之方法,其中追踪相位改 变包括以最小平方符合为基础来产生第二修正因 子。 51.如申请专利范围第50项之方法,其中追踪相位改 变包括 以最小平方符合为基础来决定一斜率以及一相位 截距,以及 其中,以最小平方符合为基础之产生包括以次载波 数目,相位截距以及斜率为基础来产生第二修正因 子。 52.一种用以维持一正确通道估计之装置,该装置包 含: 一频域转换单元,其系用来产生至少一调整符号之 频域表示法以及一第一资料符号之频域表示法; 一较早取样检测电路,其系用来以至少一调整符号 之频域表示法为基础决定较早取样至少一调整符 号之时脉循环之数目; 一突度至向量转换器,其系用来以时脉循环之数目 为基础来产生多个第一修正因子; 一第一乘法器,其系用来以第一修正因子为基础来 调整频域表示法以产生一参考通道估计; 一引示载波相位追踪电路,其系用来对在第一资料 符号中之每个引示载波决定一相对于至少一调整 符号中之对应引示载波之相关总旋转量以及用来 调整每个引示载波之相关总旋转量以确保根据一 预期大小来安排相关总量,该预期大小系基于引示 载波以产生多个第二修正因子;以及 一第二乘法器,其系用来以多个第二修正因子为基 础调整参考通道估计。 53.一种用以维持正确的参考通道估计之装置,该装 置包含: 一记忆体,其储存了参考通道估计; 一引示载波相位追踪电路,以接收至少一调整符号 之引示载波和一第一资料符号之引示载波来对在 第一资料符号中之多个引示载波决定相对于在至 少一调整符号中之对应引示载波之相关总旋转量, 并以对在第一资料符号中之多个引示载波之每个 引示载波之相关总旋转量为基础来决定一最小平 方符合,且以最小平方符合为基础来产生多个第一 修正因子,该引示载波相位追踪单元对多个引示载 波之每一个引示载波包含一对应的非线性滤波器 以提供没有相位不明确之对应的相关总旋转量;以 及 一乘法器,其系用来以多个第一修正因子为基础调 整参考通道估计。 54.一种用以维持正确参考通道估计之装置,该装置 包含: 一记忆体,其储存了参考通道估计; 一引示载波相位追踪电路,以接收至少一调整符号 之引示载波和一第一资料符号之引示载波来对在 第一资料符号中之多个引示载波决定相对于在至 少一调整符号中之对应引示载波之相关总旋转量, 并以对在第一资料符号中之多个引示载波之每个 引示载波之相关总旋转量为基础来决定一最小平 方符合,且以最小平方符合为基础来产生多个第一 修正因子,该引示载波相位追踪单元调整并重新安 排 个引示载波之相关总旋转量之初始値以根据基 于多个引示载波之预期大小来提供对应的相关总 旋转量;以及 一乘法器,其系用来以多个第一修正因子为基础调 整参考通道估计。 图式简单说明: 第1a图说明了在一OFDM系统中之多个调变过的次载 波之频谱; 第1b图说明了多个次载波之频谱上缺乏同步之效 应; 第2图说明了根据本发明之一实施例之通讯系统; 第3图说明了IEEE 802.11a标准所要求用以在二收发器 之间传送资讯之封包结构; 第4a图说明了根据802.11a标准之OFDM讯号之次载波以 及引示载波; 第4b图说明了几个离散波形,其一起根据802.11a标准 形成OFDM讯号之一部份; 第4c图说明了对较早取样不同时脉循环之列示载 波相位上的总改变对次载波数目之图形; 第4d图说明了相对于长符号中之对应引示载波之 资料符号之每个引示载波相位上的总改变对出现 相位杂讯,时序漂移,以及频率偏移之次载波数目 之图形; 第5图说明了根据本发明之一实施例之接收器; 第6a图说明了区块浮点格式所表示之数目; 第6b图说明了一种程序,藉其调整频域表示法以使 因在表示法上的随后操作所造成之资讯损失最小 化; 第7图说明了一相位和振幅追踪装置,其产生已对 相位和振幅改变加以做调整之反转通道估计; 第8图说明了根据本发明之一观点之第7图的相位 追踪单元之示范性实现之一部份;以及 第9图说明了一种对引示载波讯号之示范性的交越 检测演算法,其将使用于根据本发明之其他观点第 7图的相位追踪单元中。
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