[發明專利]基于可變延遲的正交頻分復用定時誤差校正器

無效

• 申請號: 200810038583.1
• 申請日: 2008-06-05
• 公開（公告）號: CN101286969A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 胡星波;黃煜梅;洪志良
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于無線通信接收機技術領域，具體涉及用于正交頻分復用系統的定時誤差校正裝置。

背景技術

正交頻分復用(OFDM)是一種具有較高頻譜效率的多載波傳輸技術，它可以有效地實現寬帶信號在有線或無線信道中的傳輸。由于OFDM技術將高速的數據流分割為許多低速的數據流后在多個子載波上并行傳輸，符號的持續時間得以延長，因此該技術能夠有效地對抗符號間干擾。迄今為止，OFDM技術已經成功地應用在非對稱數字用戶環路(ADSL)，數字視頻廣播(DVB-T)、無線局域網(例如IEEE802.11a/g)、寬帶無線接入(例如IEEE802.16d/e)等系統中。然而，OFDM技術有一個顯著的缺點，就是對同步誤差(包括載波頻率誤差和定時誤差)非常敏感。C同步誤差不僅會造成接收符號的相位發生旋轉、幅度發生衰減，還會導致載波間干擾，這將使得接收機解調性能下降甚至不能正確解調。因此，為了實現OFDM信號的完全同步，接收機必須對同步誤差進行校正。

定時誤差的校正是OFDM接收機的同步誤差校正任務的一個重要部分，其在本質上是一個信號采樣速率的動態轉換問題。在全數字同步方案中，不同速率的信號之間的轉換必須用數字方式來實現。目前，一種廣泛使用的方法是通過先對接收到的基帶信號的離散采樣序列進行插值、再抽取所需的信號樣值來實現任意速率的轉換，從而達到校正定時誤差的目的。一般地，插值過程由數控振蕩器(NCO)來控制。但是，這種機制忽略了這樣一個事實：定時誤差的存在導致插值相位不斷積累，一旦超過了樣值時間邊界，將會導致插值器的輸出采樣序列出現某個采樣值的丟失或重復現象，從而擾亂插值器的重采樣過程。這種不穩定的采樣過程將會給隨后的信號檢測帶來災難性的影響。

發明內容

本發明的目的在于提出一種可避免采樣過程中出現失穩問題的OFDM定時誤差校正器。

本發明提出的定時誤差校正器由如下四個部分組成：延遲可調的樣值緩存器、分段二次插值濾波器、樣值控制器以及定時相位控制器。其中，延遲可調緩存器、二次分段插值濾波器、樣值控制器依次相連；延遲可調緩存器接收插值前的離散采樣序列y_r(m)，樣值控制器輸出信號插值(校正)后的離散采樣序列y(n)；定時相位控制器在舊值基礎上根據當前采樣定時偏差的估計量經過計算，給出整數偏差量Z_n給延遲可調緩存器，給出分數插值間隔量μ_n.給二次插值濾波器，并給出模式選擇命令控制樣值控制器。

由于插值濾波器只能調節小于一個采樣時間單元的定時誤差，在其前后分別放置一個延遲時間可調的樣值緩存器和一個執行剔除/復制操作的樣值控制器，旨在校正整數定時偏差量。這些組件所需的控制參數和命令由定時相位控制器產生。相位控制器利用采樣定時偏差(STO)的估計量導出相位信息并決定樣值的操作模式。與傳統的NCO方案不同，定時相位控制器不是根據NCO產生的指示信號，而是通過簡單的遞推計算、在舊值的基礎上根據當前STO的估計值直接更新整數定時偏差量和分數插值間隔量，并且將這些信息提供給其它相應的組件。

本發明提出的定時誤差校正器不需要使用數控振蕩器(NCO)，因此前面所述的重采樣過程失穩問題將不復存在?？傊?，與基于NCO的定時誤差校正器相比，本發明基于可變延遲的誤差校正器能克服NCO方案固有的技術缺陷；在實現上，本發明提出的定時誤差校正器僅僅是增加了一些處理延遲(最多十幾個時鐘周期)，但這不會影響通信的實時性。

附圖說明

圖1為采樣信號的定時關系示意圖。

圖2為傳統的定時誤差校正方案示意圖。

圖3為本發明的基于可變延遲的定時誤差校正器的組成結構示意圖。

圖中標號：1為延遲可調緩存器，2為二次分段插值濾波器，3為樣值控制器，4為定時相位控制器。

具體實施方式

采樣信號的插值過程可以用下面的數學模型描述：