[发明专利]频偏检测方法、其装置及其正交频分复用系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，之后简称为OFDM)系统的频偏检测方法及其装置，且特别是有关于一种用以检测整数频偏的频偏检测方法及其装置。

背景技术

OFDM技术具有高传输速率、射频干扰免疫、高频谱效率以及较低的多路径失真等优点，因此目前很多通讯系统都采用OFDM技术。举例来说，数字电视广播系统(例如：DVB-T、DVB-H、DVB-T2系统)与中国移动多媒体广播系统(CMMB系统)都采用OFDM技术。

虽然，OFDM系统具有上述的优点，但其接收端与发射端常常会因为晶振频率不匹配，而产生载波频偏。载波频偏会引起所有子载波的幅度衰减、相位旋转与子载波间干扰(ICI)等问题。载波频偏按照子载波间隔可以分为整数倍子载波间隔的频偏(又称为整数频偏)与小数倍子载波间隔的频偏(又称为小数频偏)。

请参照图1A与图1B，图1A是整数频偏为0(亦即，无整数频偏)时的OFDM频域符号的波形图，图1B是整数频偏为N时的OFDM频域符号的波形图。图1A与图1B的纵轴刻度表示能量大小，而图1A与图1B的横轴刻度表示子载波序号。由图1A与图1B可以得知，整数频偏为N时的OFDM频域符号相当于整数频偏为0时的OFDM频域符号在频域上循环右移N个子载波的结果。另外，同理可知，整数频偏为-N时的OFDM频域符号相当于整数频偏为0时的OFDM频域符号在频域上循环左移N个子载波的结果。

为了解决载波频偏所产生的问题，可以使用频偏补偿技术对OFDM频域符号或OFDM时域符号进行频偏补偿。但要对OFDM频域符号或OFDM时域符号进行频偏补偿的前提在于，必须知道整数频偏与小数频偏，因此需要一个频偏检测方法来得到整数频偏与小数频偏。举例来说，若要补偿整数频偏，则可以根据整数频偏的值循环移动OFDM频域符号，或者，可以根据整数频偏的值对OFDM时域符号乘上一个相位旋转值。

DVB-T系统具有连续导频的特性，其导频在不同OFDM频域符号内的位置(子载波序号)相同，但其位置(子载波序号)为不规则的分布，且不同OFDM频域符号内同一个子载波位置(子载波序号)上所传递的导频的值相同。

请参照图2，图2是DVB-T系统的传统频偏检测方法的流程图。在步骤S20，设定可能整数频偏i的值介于[-N_max，N_max]的范围，其中N_max为一个大于0但小于等于N的整数值，N为OFDM频域符号的子载波总数目。

在步骤S22，从i等于-N_max至N_max，提取连续两个OFDM频域符号内相应位置上的连续导频，以求取两个连续OFDM频域符号的导频Y(k+i，l)与Y(k+i，l+1)的互相关和C_i＝∑_k∈Kcp Y^*(k+i，l)·Y(k+i，l+1)，其中Y^*(k+i，l)表示OFDM频域符号Y(k+i，l)的共轭(conjugate)，序号l表示OFDM频域符号的序号，k表示连续导频的子载波序号，k属于集合Kcp，集合Kcp为所有连续导频的子载波序号的集合。亦即，计算所有i属于[-N_max，N_max]的C_i。

在步骤S24，比较所有连续导频互相关和C_-Nmax～C_Nmax，以从所有连续导频互相关和C_-Nmax～C_Nmax中找出最大者，将此最大者所对应的可能整数频偏i的值设为正确的整数频偏，亦即，找出正确的整数频偏。

若假设导频总数目为M，则图2的频偏检测方法的总运算量为2×M×N_max个复数乘法的运算量加上2×M×N_max个加法的运算量。

图2的频偏检测方法仅适用于具有连续导频特性、连续导频的位置为已知与两个符号有连续导频等条件下的OFDM系统。图2的频偏检测方法并无法适用于CMMB与DVB-T2系统，其原因说明如下。