[发明专利]频率偏移估计方法及信号收发器

说明书

技术领域

本发明是有关于无线信号收发器，特别是有关于相位信息已被破坏的滤波信号的频率偏移估计(Frequency Offset Estimation，FOE)与自动频率控制(Automatic Frequency Control，AFC)。

背景技术

信号发射器在发射原始信号之前以具有适合空中发射（air transmission）的发射频率的载波（carrier wave）对原始信号进行调制，以产生无线电信号。信号发射器通过空气发射无线电信号。然后信号收发器接收无线电信号，并以具有接收频率的本地波对无线电信号进行解调，以恢复原始信号。假设信号收发器的本地波的接收频率等于信号发射器的载波的发射频率。然而，实作中，信号收发器的接收频率与信号发射器的发射频率之间存在微小的频率差异是难以避免的，此频率差异，通常称为频率偏移，会使得所恢复的原始信号的质量劣化。因此，信号收发器会在进一步处理所恢复的原始信号之前，估计频率偏移以用于补偿。

对信号进行滤波时，通常将信号分为同相分量与正交相位分量以便进一步处理。如果滤波器依据不同的滤波器系数对初始信号进行滤波来获得同相分量与正交相位分量，则相位与频率信息会丢失且无法作为现有的频率偏移估计(Frequency Offset Estimation，FOE)的信息来源。因此，现有的频率偏移估计模块会依据滤波之前的初始信号估计频率偏移值。

请参照图1，图1为可执行现有的频率偏移估计的信号收发器100的方框图。信号收发器100包含信道估计器(Channel Estimator)102、增强型接收器(Enhanced Receiver)104、均衡器106、信道解码器108以及现有频率偏移估计器110。信号收发器100接收初始信号X。信道估计器102估计初始信号X的信道响应（channel response）。增强型接收器104实际为滤波器，用于滤波初始信号X，以获得滤波信号Y，其中滤波信号Y具有高于初始信号X的载波干扰比(carrier-to-interference ratio)。接下来，均衡器106均衡滤波信号Y，以获得均衡信号Z。信道解码器108解码均衡信号Z以获得原始数据。

由于现有频率偏移估计器110无法从滤波信号Y中导出频率偏移值，因此，现有频率偏移估计器110在滤波之前依据初始信号X估计频率偏移值Δf_conv。然而，滤波信号Y具有高于初始信号X的载波干扰比。当干扰功率很大时，现有频率偏移估计器110可能无法获得真实的频率偏移值。由于增强型接收器104可有效地抑制某些干扰，因而如果利用滤波信号Y进行估计，上述情况可能不会发生。由于现有频率偏移估计器110是基于具有低载波干扰比的初始信号X来估计频率偏移值Δf_conv，Δf_conv可能不够精确且无法适当地补偿频率漂移（drift），这会使得信号收发器100的性能劣化。此外，当初始信号X的载波干扰比很低时，现有频率偏移估计器110估计的频率偏移值会受制于与真实值符号相反的干扰频率偏移，这会产生自动频率控制偏差（divergence of automatic frequency control）。增强型接收器104通常仍可运作于低载波干扰比，现有频率偏移估计器110成为整个信号收发器100的瓶颈。

发明内容

为了解决现有技术中频率偏移估计(Frequency Offset Estimation，FOE)不精确及自动频率控制偏差（divergence ofautomatic frequency control）的技术问题，本发明提供了频率偏移估计方法及信号收发器。

本发明的实施例提供一种频率偏移估计方法，用于相位信息已被破坏的滤波信号，其中滤波器依据一连串第一滤波器系数对初始信号进行滤波以获得滤波信号的第一信道分量，此方法包含：从第一滤波器系数中导出一连串第三滤波器系数；依据第三滤波器系数对初始信号进行滤波以获得参考信号；以及依据滤波信号的第一信道分量与参考信号估计第一频率偏移值。导出所述第三滤波器系数的步骤包含：排列所述第一滤波器系数以获得所述第三滤波器系数；反转所述第三滤波器系数中至少一者的符号。