[发明专利]正交频分复用帧同步

说明书

本发明涉及正交频分复用(OFDM)调制。详细地说，涉及例如傅里叶变换解调中使用的代表OFDM符号边界的同步脉冲的产生。

OFDM系统是众所周知的。各种技术已经用于OFDM接收机的同步。这些技术中有一些要发送专门的同步信号。其他技术则依赖于标准OFDM信号，其中整个符号包括“有用部分”和“保护空格”。保护空格有时又称为保护间隔、循环扩展或循环前缀。

保护空格放在符号有用部分的前面，是有用部分结尾数据的重复。(这相当于在有用部分之后具有保护空格，包含与有用部分开始处相同的数据)。

依赖于保护空格中重复数据的同步技术，一般是通过进行由符号有用部分长度隔开的多个复数样值之间的互相关来工作的。这产生一种用于接收信号的傅里叶变换的定时脉冲。该脉冲的定时是这样的，使得傅里叶变换的窗口只包含来自单个符号的数据。

若该定时不正确，就会出现符号间干扰(ISI)。但是使用保护空格就允许脉冲定时有一定量的变化，而同时仍能避免ISI。保护空格应比通过不同路径接收的信号中各种延迟的预期的最长的扩展区长。保护空格与信号的有用部分相比相对较小；一般保护空格可以包含Nu/32，Nu/16，Nu/8或Nu/4个样值，其中Nu是符号的有用部分的样值个数。

最好提供一种比较简单和成本较低的同步技术，并且最好提供一种能够产生更精确结果的同步技术。

在后附的权利要求书中提出了本发明的各个方面。

按照另一个方面，傅里叶变换解调器用的同步脉冲的产生方法是：取OFDM符号复数样值的绝对值，计算由信号的有用部分的长度隔开的绝对值之间的差，以及随着算出差值显著增大的时刻而产生同步脉冲。

本发明还扩展到产生这种同步脉冲用的设备，以及利用这种技术接收OFDM信号的方法和设备。

利用本发明的方法，当那些复数值相等时，复数值的绝对值之间的差将是非常小的。每当用保护空格中的样值去减符号有用部分中的对应值时，这种差值总是很小的。当该值不再是小的时候，这表示符号的结束，而这一点可以用来使FFT(快速傅里叶变换)解调器窗口与OFDM符号对齐。

已经发现，例如，由于本机振荡器略微漂移，OFDM符号的复数样值在单个符号周期内可能经受不同的相位旋转。于是，尽管在名义上，保护空格中的数据应与符号的有用部分中的一部分数据对应，但由信号衍生的实际复数值却会由于这种相位旋转而可能不同。但是，通过取复数样值的绝对值，这样的差异显著缩小。此外，由于系统是处理实数值而不是复数值的，所以数据存储需求减小。还可以避免与乘法器相关的复杂性和误差。这种配置还能产生比那些依赖于对互相关器的输出进行积分的系统更高的准确度和比依赖于锁相环(PLL)的先有技术系统更好的采集时间。

最好在几个符号期间对差值进行积分。这最好利用无限脉冲响应滤波器来实现。

现将参照附图举例说明体现所述配置的装置，附图中：

图1是OFDM接收机的方框图；

图2代表OFDM信号；

图3简要地举例说明按照本发明的接收机的傅里叶变换同步器电路中进行的处理；

图4是图3同步电路中绝对差值信号的典型踪迹；

图5是同步电路上升沿检测器的典型输出。

参照图1，OFDM接收机2包括天线4，它接收信号，将其送到下变频器6，后者把射频(RF)信号转换成中频(IF)信号。然后再由中频至基带转换器8将所述信号转换成基带信号。这在其输出端产生每一个发射的OFDM符号的复数样值。这些复数样值由模数(A/D)转换器10数字化，并被送到快速傅里叶变换(FFT)电路14。FFT电路14把样值从时间域转换成频率域，并且输出端上的符号数据被提供给信道估计器和相关器16以及解码器17。若有必要，来自A/D转换器的复数样值和/或来自信道估计器和相关器16的信号还可以输送到频率同步电路18，后者用来控制下变频器6和中频至基带转换器8使用的本机振荡器频率；但是，也可以在不需要这样的反馈的情况下实现接收机。

还把复数样值输送到符号同步电路20，它产生供快速傅里叶变换(FFT)电路14用的同步脉冲。FFT电路14需要用同步脉冲来使每一次变换都与OFDM符号起点对齐。

至今描述的电路都是先有技术已知的。本发明的目的是提供一种在符号同步电路12中使用的新颖的和有创造性的技术。