專利名稱：頻率同步設(shè)備和頻率同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率同步設(shè)備和頻率同步方法，并且尤其涉及一種用于同時根據(jù)單個同步符號來校正接收信號中的頻移和絕對相位的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來許多傳輸方法已經(jīng)被開發(fā)出來用于移動通信、數(shù)字CATV(有線電視)系統(tǒng)等。為了正確地執(zhí)行傳輸，接收設(shè)備有必要在接收信號和內(nèi)部接收參考信號的頻率之間建立同步。這是因為如果接收設(shè)備在不建立同步的情況下解調(diào)接收信號，那么接收設(shè)備將不能正確地獲得原始傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
通常使用同步符號來執(zhí)行頻率同步，并入信號發(fā)送所述同步符號。接收信號時，接收設(shè)備根據(jù)信號之間的相關(guān)性來檢測在所接收的信號和內(nèi)部參考信號之間的頻率誤差，并且依照檢測的結(jié)果來校正接收信號，所述內(nèi)部參考信號表示與同步符號相同的波形。
通常已知使用同步符號來執(zhí)行頻率同步的常規(guī)接收設(shè)備。
作為一個例子，日本公開專利申請?zhí)?001-136149公開了一種OFDM(正交頻分多路復用)接收設(shè)備，所述接收設(shè)備從接收信號提取作為同步符號的短報頭，并且根據(jù)所提取的短報頭來校正接收器的載波頻率。
作為進一步的例子，日本公開專利申請?zhí)?002-511710公開了一種頻率粗略同步化方法，用于當由信號振幅包絡(luò)來表示同步信號時根據(jù)在通過解調(diào)接收信號而獲得的包絡(luò)和參考信號之間的交互相關(guān)性，來校正載波頻率，并且當與包絡(luò)相同的波形出現(xiàn)兩次時根據(jù)包絡(luò)的自相關(guān)來校正所述載波頻率。
然而，盡管它們校正接收信號的頻率誤差，但常規(guī)的設(shè)備和方法并不校正接收信號的絕對相位。這導致以下問題，當下級(latter stage)設(shè)備使用絕對相位作為參考來處理由常規(guī)的設(shè)備和方法所獲得的信號時，在下級的設(shè)備會獲得不想要的結(jié)果。
例如，如果下級設(shè)備是用于參考絕對相位來解調(diào)信號的解調(diào)器，那么因為解調(diào)器不能正確地解調(diào)所述信號所以BER(比特差錯率)增高。
此外，當在兩個階段同步時，即依照常規(guī)設(shè)備和方法的粗略同步和依照下級設(shè)備和方法的精細同步，如果下級設(shè)備是具有校正絕對相位誤差功能的同步器，那么下級設(shè)備用于校正絕對相位誤差所要求的時間隨絕對相位誤差增加而增加。
注意，其它相關(guān)技術(shù)包括在IEEE標準802.11a-1999中，“5GHz帶中的高速物理層”，第12-13頁，其涉及OFDM無線通信，并且規(guī)定兩種類型的同步信號用于頻率同步的STS(短訓練符號)，和用于絕對相位同步的LTS(長訓練符號)。
遵循此標準的接收設(shè)備對已經(jīng)使用STS校正過其頻率的時間域接收信號執(zhí)行傅立葉轉(zhuǎn)換，并且還使用LTS來執(zhí)行每個子載波的頻率域信號的絕對相位校正。
此相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)了每個子載波高度準確的絕對相位校正，不過僅限應(yīng)用于OFDM，并且導致以下問題，因為必須發(fā)送兩種類型的同步符號，所以降低了實際傳輸效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決所聲明的問題，本發(fā)明的目的是提供一種頻率同步設(shè)備和頻率同步方法，其可以在不依賴于調(diào)制方法的情況下適用，而且能夠使用單個同步符號來同時校正接收信號中的頻率誤差和絕對相位誤差。
本發(fā)明的頻率同步設(shè)備根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間的頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與所述波形相同的波形，所述頻率同步設(shè)備包括相關(guān)部件，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測部件，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測部件，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測部件，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正部件，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
本發(fā)明的頻率同步電路根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間的頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，所述頻率同步電路包括相關(guān)電路，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測電路，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測電路，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測電路，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正電路，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
單芯片集成電路根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間的頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，所述單芯片集成電路包括輸入端，可操作來獲得輸入信號；相關(guān)電路，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測電路，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測電路，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測電路，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；第一頻率校正電路，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差；和輸出端，可操作來輸出所校正的輸入信號。
依照所聲明的結(jié)構(gòu)，用于頻率同步的頻率同步設(shè)備、頻率同步電路和單芯片IC能夠根據(jù)同步符號來同時校正輸入信號中的頻率誤差和絕對相位誤差，所述輸入信號包括同步符號。
同步符號是由信號波形組成的單個信號，所述信號波形展示上述的自相關(guān)屬性并且至少出現(xiàn)兩次，因此發(fā)送同步信號的效率損失很低。此外，因為由涉及信號校正的合成元件執(zhí)行的處理都是時間序列中的操作，所以不需要諸如傅里葉變換之類的復雜處理，并且可以利用相對簡單的總體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)所述設(shè)備。此外，可以在不依賴調(diào)制方法的情況下采用所聲明的結(jié)構(gòu)。
此外，頻率同步設(shè)備還可以包括頻率誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所保持的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異來用新的頻率誤差更新所保持的頻率誤差；和絕對相位誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所保持的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所保持的絕對相位誤差，其中第一頻率校正部件通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消由頻率誤差保持部件保持的頻率誤差和由絕對相位誤差保持部件保持的絕對相位誤差。
依照所聲明的結(jié)構(gòu)，當頻率誤差中沒有大的波動時或當絕對相位誤差中沒有大的波動時，在不更新的情況下保持頻率誤差或絕對相位誤差，并且基于所保持的頻率誤差和絕對相位誤差來校正輸入信號。因此，校正量相對很少波動。例如，如果在頻率同步設(shè)備下級存在遵循頻率同步設(shè)備的校正量波動的設(shè)備，那么下級設(shè)備上用于遵循校正量波動的負載較輕。
此外，頻率同步設(shè)備還可以包括第二頻率校正部件，可操作來被提供控制信號，并且向來自第一頻率校正部件的輸出信號給出對應(yīng)于控制信號的頻移；絕對相位誤差檢測部件，可操作來解調(diào)來自第二頻率校正部件的輸出信號，并且依次發(fā)現(xiàn)所解調(diào)的輸出信號中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照所述輸出信號的調(diào)制方法而發(fā)現(xiàn)的符號點之間的相位誤差；和第二頻率誤差檢測部件，可操作來向第二頻率校正部件依次輸出控制信號，以便向來自第一頻率校正部件的輸出信號給出用于抵消所檢測相位誤差的頻移。
依照所聲明的結(jié)構(gòu)，在第一頻率校正部件根據(jù)同步符號校正輸入信號的頻率誤差和絕對相位誤差之后，第二頻率校正部件然后在數(shù)據(jù)符號周期期間根據(jù)符號點的移位來校正輸入信號的頻率誤差。因此，還可以精細校正在數(shù)據(jù)符號周期出現(xiàn)的頻率波動，并且可以實現(xiàn)高度可靠的通信。
此外，在頻率同步設(shè)備中，可以依照多載波調(diào)制方法來調(diào)制輸入信號，相位誤差檢測部件可以解調(diào)來自第二頻率校正部件的輸出信號，并且對于所解調(diào)的輸出信號中的每個子載波，依次發(fā)現(xiàn)子載波中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照子載波調(diào)制方法而獲得的符號點之間的相位誤差，頻率同步設(shè)備還可以包括相位誤差平均部件，可操作來平均為所有或一些子載波同時檢測的相位誤差，和第二頻率檢測部件，可以向第二頻率校正部件依次輸出控制信號，以便向來自第一頻率校正部件的輸出信號給出用于抵消平均相位誤差的頻移。
所聲明的結(jié)構(gòu)特別理想地適于繼續(xù)校正輸入信號的頻率誤差，其中在數(shù)據(jù)符號周期中依照多載波調(diào)制方法來調(diào)制輸入信號。特別地是，如果特定子載波中存在音調(diào)噪聲，那么通過平均所有或一些子載波的相位誤差來把噪聲的影響分散在所有或一些子載波上。這降低了用其中存在噪聲的特定子載波的信息來錯誤地校正所有或一些子載波的危險。
此外，在頻率同步設(shè)備中，輸入信號除同步符號之外可以包括數(shù)據(jù)符號，并且可以限制同步符號的帶以便使其落入數(shù)據(jù)符號所占用的頻帶。
所聲明的結(jié)構(gòu)確保同步符號將不會影響鄰近頻率的信道。
此外，在頻率同步設(shè)備中，同步符號其特征在于在預定時間間隔期間至少包括同步波形兩次。
消除高頻分量按照時間在同步波形的一端引起失真，其中已經(jīng)限制所述同步波形的帶。然而，依照所聲明的結(jié)構(gòu)，重復同步波形使得所失真的部分不重疊。因此，盡可能保持同步符號的自相關(guān)屬性。
本發(fā)明的頻率同步方法根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間的頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消所述頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，所述頻率同步方法包括相關(guān)步驟，依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測步驟，根據(jù)在所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來識別同步波形的每個周期；第一頻率誤差檢測步驟，根據(jù)在表示所識別周期的每對按序鄰近相關(guān)向量之間的平均相位差，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差；絕對相位誤差檢測步驟，根據(jù)表示所識別周期的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正步驟，通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
所述頻率同步方法還可以包括頻率誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所記錄的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異來用新的頻率誤差更新所記錄的頻率誤差；和絕對相位誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所記錄的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所記錄的絕對相位誤差，其中第一頻率校正步驟通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消在頻率誤差保持步驟中記錄的頻率誤差和在絕對相位誤差記錄步驟中記錄的絕對相位誤差。
所述頻率同步方法還可以包括第二頻率校正步驟，命令頻移，并且向在第一頻率校正步驟中獲得的信號給出所命令的頻移；絕對相位誤差檢測步驟，解調(diào)在第二頻率校正步驟中獲得的信號，并且依次發(fā)現(xiàn)在所解調(diào)的輸出信號中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠在輸出信號的調(diào)制方法中發(fā)現(xiàn)的符號點之間的相位誤差；和第二頻率誤差檢測步驟，依次命令用于抵消所檢測相位誤差的頻移的第二頻率校正步驟。
這里，可以依照多載波調(diào)制方法來調(diào)制輸入信號，相位誤差檢測步驟可以解調(diào)在第二頻率校正步驟中獲得的信號，并且對于所解調(diào)的輸出信號中的每個子載波，依次發(fā)現(xiàn)在子載波中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照子載波的調(diào)制方法而獲得的符號點之間的相位誤差，所述頻率同步方法還可以包括相位誤差平均步驟，平均在絕對相位誤差檢測步驟中為所有或一些子載波同時檢測的相位誤差，并且第二頻率檢測步驟可以依次命令用于抵消所述平均相位誤差的頻移的第二頻率校正步驟。
依照這些方法，可以在上述作用的情況下執(zhí)行頻率同步。
本發(fā)明的同步符號產(chǎn)生方法包括選擇步驟，選擇表示數(shù)字信號而且具有預定自相關(guān)屬性的數(shù)字序列；同步波形產(chǎn)生步驟，通過根據(jù)由采樣頻率被處理的數(shù)字序列所表示的數(shù)字信號來消除在期望帶之外的高頻分量從而產(chǎn)生同步波形，以便所述同步波形是期望帶寬的一半或更少；和同步符號產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生同步符號以便包括所述同步波形至少兩次。
這里，在同步符號產(chǎn)生步驟中，可以產(chǎn)生所述同步符號以致把預定時間間隔放置在每個同步波形之間。
依照所聲明的方法，通過重復同步波形來獲得同步符號，所述同步波形具有高自相關(guān)屬性而且具有落入期望帶的頻率范圍。因此，可以獲得同步符號，所述同步符號不影響鄰近頻率信道，而且適于上述的頻率同步設(shè)備和頻率同步方法。
另外，如果以預定間隔重復同步波形，那么由于上述原因盡可能保持同步符號的自相關(guān)屬性。
本發(fā)明的信號傳輸方法用于發(fā)送包括預定同步符號的信號并且使用包括在所接收信號內(nèi)的同步符號來校正所接收的信號，所述信號傳輸方法包括選擇步驟，選擇表示數(shù)字信號而且具有預定自相關(guān)屬性的數(shù)字序列；同步波形產(chǎn)生步驟，通過根據(jù)由采樣頻率被處理的數(shù)字序列所表示的數(shù)字信號來消除在期望帶之外的高頻分量從而產(chǎn)生同步波形，以便所述同步波形是期望帶寬的一半或更少；和同步符號產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生同步符號以便包括同步波形至少兩次；傳輸步驟，發(fā)送包括所產(chǎn)生同步符號的信號；接收步驟，接收所發(fā)送的信號；和同步步驟，根據(jù)在所接收的信號和參考信號之間的相關(guān)性，來估計在所接收的信號和用于表示同步波形的參考信號之間的頻率誤差，和校正那些接收的信號以便抵消頻率誤差。
這里，在同步符號產(chǎn)生步驟中，可以產(chǎn)生同步符號以致把預定時間間隔放置在每個同步波形之間。
這里，同步步驟可以包括相關(guān)子步驟，依次發(fā)現(xiàn)在所接收的信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測子步驟，根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的幅度中的按序轉(zhuǎn)變，來識別包括在所接收信號內(nèi)的同步波形的每個周期；第一頻率誤差檢測子步驟，根據(jù)在表示每個所識別周期的每對按序鄰近相關(guān)向量之間的平均相位差，來發(fā)現(xiàn)在所接收的信號和參考信號之間的頻率誤差；和第一頻率校正子步驟，通過向所接收的信號給出用于抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差的頻移，來校正所接收的信號。
這里，周步步驟還可以包括絕對相位誤差檢測子步驟，根據(jù)表示每個所識別周期的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在所接收的信號和參考信號之間的絕對相位誤差；并且在第一頻率校正子步驟中，可以通過同時向所接收的信號給出用于抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差的頻移和相位旋轉(zhuǎn)，來校正所接收的信號。
依照所聲明的方法，可以獲得具有上述優(yōu)點的同步符號，并且可以執(zhí)行具有上述效果的頻率同步。


圖1是示出第一實施例的頻率同步設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖2示出了傳輸幀的配置；圖3是描述用于檢測頻率誤差和絕對相位誤差的處理的示意圖；圖4是示出相關(guān)估計器的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖5是示出定時檢測器的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖6是示出第一頻率誤差檢測器的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖7是示出絕對相位誤差檢測器的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖8是示出第一頻率校正器的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖9是示出絕對相位誤差的按序轉(zhuǎn)變(收斂速度)的圖；圖10是示出第二實施例的頻率同步設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的功能框圖；
圖11是示出第三實施例的頻率同步設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的功能框圖；圖12是示出絕對相位誤差的按序轉(zhuǎn)變(收斂速度)的圖；圖13是示出第二頻率同步器的修改例子的功能框圖；圖14示出了同步波形的詳細配置；圖15是示出同步波形的自相關(guān)屬性的圖；圖16是示出同步波形譜的圖；和圖17是示出組成同步符號的同步波形的按序布置的時間圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的頻率同步設(shè)備使輸入信號的頻率和絕對相位同步，所述輸入信號由更高的設(shè)備提供而且包括同步符號，在所述同步符號中用于展示強自相關(guān)屬性的同步波形至少出現(xiàn)兩次。這里，頻率同步設(shè)備使輸入信號與內(nèi)部參考信號同步，所述內(nèi)部參考信號表示與同步波形相同的波形。然后所述頻率同步設(shè)備向更高的設(shè)備輸出所同步的輸入信號。
為簡單起見，更高的設(shè)備例如被描述為無線接收設(shè)備，并且向頻率同步設(shè)備提供來自無線接收設(shè)備的接收信號(在廣義上接收信號包括正交分量信號，所述正交分量信號包括在接收信號內(nèi))，并且所述頻率同步設(shè)備使接收信號的頻率和絕對相位與參考信號同步。
<第一實施例>
下面參考附圖描述了第一實施例的頻率同步設(shè)備。
<總體結(jié)構(gòu)>
圖1是連同作為更高設(shè)備的無線接收設(shè)備的部分一起，示出第一實施例的頻率同步設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的功能框圖。在圖1中，第一頻率同步器103對應(yīng)于所述頻率同步設(shè)備，而A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器101、正交檢測器102和解調(diào)器113對應(yīng)于無線接收設(shè)備的部分。
把接收信號轉(zhuǎn)換為由無線接收設(shè)備中的調(diào)諧器(未舉例說明)所適當選擇的中間頻率信號sig(t)。A/D轉(zhuǎn)換器101把信號sig(t)轉(zhuǎn)換為時間序列數(shù)字信號Sig(nT)，并且正交檢測器102通過執(zhí)行數(shù)字信號Sig(nT)的正交檢測來獲得基帶正交分量信號Sig(i，q)(nT)。以下，根據(jù)上下文只把正交分量信號Sig(i，q)(nT)簡單地稱為接收信號。
第一頻率檢測器103被提供有接收信號Sig(i，q)(nT)，使其頻率和絕對相位與由相關(guān)估計器104產(chǎn)生的參考信號同步，并且向解調(diào)器113輸出同步信號Sig’(i，q)(nT)。
解調(diào)器113通過解調(diào)信號Sig’(i，q)(nT)來還原原始發(fā)送的數(shù)據(jù)。
第一頻率同步器103可以由例如DSP(數(shù)字信號處理器)和ROM(只讀存儲器)等來實現(xiàn)，并且可以通過DSP執(zhí)行記錄在ROM中的程序來實現(xiàn)其功能。在這種情況下，第一頻率同步器103中的塊對應(yīng)于用于實現(xiàn)第一頻率同步器103功能的程序模塊。
作為選擇，第一頻率同步器103可以例如由對應(yīng)于功能塊的數(shù)字電路來實現(xiàn)，或可以由單芯片IC(集成電路)來實現(xiàn)，在所述IC中形成電路。這種單芯片IC包括用于獲得從外部源提供的信號的輸入端，和用于向外部源輸出其頻率已經(jīng)被同步的信號的輸出端。
<接收信號>
無線接收設(shè)備接收通過按序重復傳輸幀來表示的信號，所述傳輸幀是借此發(fā)送信號的單元。
圖2是示出傳輸幀配置的格式圖。傳輸幀由多個傳輸符號組成，上面?zhèn)鬏敺柺怯糜陬l率同步的同步符號，而表示實際信息的數(shù)據(jù)符號在同步符號下面。
同步符號是其中用于展示強自相關(guān)屬性的同步波形(例如，線性調(diào)頻信號，PN(偽隨機噪聲)序列等)至少出現(xiàn)兩次的信號。代替處于傳輸幀的上面，同步符號可以包含在穿過所述傳輸幀的預定間隔處。因為每當檢測到同步符號時可以重建頻率同步，所以可以更準確地接收其中每個傳輸幀包括多個同步符號的信號。
稍后詳細描述用于產(chǎn)生同步波形和同步符號的方法。
<第一頻率同步器103>
返回到圖1，第一頻率同步器103具有相關(guān)估計器104、定時檢測器105、第一頻率誤差檢測器106、絕對相位誤差檢測器107和第一頻率校正器108。
相關(guān)估計器104產(chǎn)生用于表示與同步符號中相同的波形的參考信號，并且計算接收信號Sig(i，q)(nT)和參考信號的相關(guān)向量Ccorr(i，q)(nT)的時間序列。定時檢測器105輸出同步波形定時信號Tsyn和同步符號結(jié)束定時信號Tfin。同步波形定時信號Tsyn根據(jù)相關(guān)向量時間轉(zhuǎn)變來表明在接收信號的同步波形的每個周期中，何時相關(guān)向量的幅度超過預定閾值(以下被稱為“峰值定時”)。同步符號結(jié)束定時信號Tfin表明何時同步符號結(jié)束。第一頻率誤差檢測器106根據(jù)在每個峰值定時獲得的每個按序相鄰相關(guān)向量對之間的平均相位差，來估計在接收信號和參考信號的同步符號結(jié)束定時上的頻率誤差Δf1。絕對相位誤差檢測器107根據(jù)在每個峰值定時獲得的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在所述接收信號和參考信號的同步符號結(jié)束定時上的絕對相位誤差Δθ。第一頻率校正器108通過同時向接收信號給出用于抵消所獲得的頻率誤差Δf1和絕對相位誤差Δθ的頻移和相位旋轉(zhuǎn)，來獲得校正的接收信號Sig’(i，q)(nT)。然后第一頻率校正器108向解調(diào)器113輸出所校正的接收信號Sig’(i，q)(nT)。
圖3是用于描述上述信號處理并且示意地示出主要信號成分的示意圖。下面描述了第一頻率同步器103的每個分量的結(jié)構(gòu)以及由所述分量所執(zhí)行的信號處理的細節(jié)。
<相關(guān)估計器104>
圖4是示出相關(guān)估計器104的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖。所述相關(guān)估計器104具有相關(guān)器301和同步符號產(chǎn)生器302。
符號產(chǎn)生器302產(chǎn)生用于表示與同步符號中相同的波形的參考信號Ref(i，q)(nT)。例如利用存儲電路來實現(xiàn)同步符號產(chǎn)生器302。特別地是，同步符號產(chǎn)生器302可以預先在存儲電路(未舉例說明)中保持用于表明同步波形的時間序列采樣值，并且通過重復地讀取采樣值來產(chǎn)生同步符號。
相關(guān)器301計算在接收信號Sig(i，q)(nT)和參考信號Ref(i，q)(nT)之間的相關(guān)向量Ccorr(i，q)(nT)(圖3(e))。依照方程式1來計算這些。
Ccorr(i,q)(nT)=ΣkL{Sig(i,q)((n-k)T)·Ref(i,q)(k)}----(1)]]>L參考信號中同步波形一個周期的樣本計數(shù)<定時檢測器105>
圖5是示出所述定時檢測器105的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖。定時檢測器105具有功率計算器304、閾值計算器305、絕對值計算器306、峰值檢測器307和定時保護器308。
絕對值計算器306發(fā)現(xiàn)相關(guān)向量Ccorr(i，q)(nT)的相關(guān)性|Ccorr(i，q)(nT)|(圖3(d))?？梢园汛讼嚓P(guān)性認為例如i，q分量的平方，相關(guān)向量的絕對值或i，q分量的絕對值總和。
峰值檢測器307輸出同步波形定時信號Tsyn，用于表明相關(guān)性|Ccorr(i，q)(nT)|超過閾值THLD的定時，所述閾值THLD被用作判斷的參考(圖3(b))。
由于使用了展示強自相關(guān)屬性的波形，所以在接收信號中同步波形的每個周期內(nèi)，相關(guān)峰值出現(xiàn)一次。換句話說，可以由峰值來識別接收信號中同步波形的周期。
由閾值計算器305依照由功率計算器304計算的接收信號Sig(i，q)(nT)的信號功率Pow(nT)來設(shè)置閾值THLD。依照接收信號功率來設(shè)置閾值的閾值計算器305使峰值檢測器307能通過跟蹤傳輸路徑屬性中波動來適當?shù)貦z測峰值。閾值計算器305可以依照信號功率經(jīng)過預定時段的平均轉(zhuǎn)變來設(shè)置閾值。
當已經(jīng)由同步波形定時信號Tsyn示出了峰值定時并且在隨后預定的時段(例如，參考信號中同步波形的一個周期的樣本計數(shù)L)沒有示出新的峰值定時時，定時保護器308輸出用于表明同步符號已經(jīng)結(jié)束的同步符號結(jié)束定時信號Tfin(圖3(c))。
<第一頻率誤差檢測器106>
圖6是示出第一頻率誤差檢測器106的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖。第一頻率誤差檢測器106具有乘法器309、延遲器310、平均器311、頻率誤差計算器312和保持器313。
乘法器309通過乘以相位向量Ccorr(i，q)(nT)和所延遲的相關(guān)向量Ccorr(i，q)((n-D)T)的復共軛，發(fā)現(xiàn)相位差向量Acorr(i，q)(nT)，其用于表明在相關(guān)向量Ccorr(i，q)(nT)和由延遲器309延遲的預定樣本計數(shù)D的相關(guān)向量(i，q)((n-D)T)之間的相位差(圖3(g))。
通過把樣本計數(shù)D作為參考信號中一個同步頻率周期的樣本計數(shù)L，可以獲得相位差向量，所述相位差向量表明在接收信號和參考信號之間相位誤差在兩個同步波形之間改變多少。
平均器311通過總計相位差向量來發(fā)現(xiàn)平均相位差向量Accum(i，q)(圖3(h))。頻率誤差計算器312把平均相位差向量方向計算為相位誤差平均θ，并且根據(jù)相位誤差平均θ來發(fā)現(xiàn)第一頻率誤差Δf1。依照方程式2和方程式3計算這些。
Accum(i，q)＝∑Acorr(i，q)(2)θ=tan-1Accum(q)Accum(i),Δf1=θ2πT-----(3)]]>平均器311可以通過只總計在由同步波形定時信號Tsyn示出的峰值定時所獲得的相位向量，來發(fā)現(xiàn)平均相位差向量。這是因為在峰值定時的相關(guān)性大于在其它時候的相關(guān)性，因此實際上在所述峰值定時的相位向量影響平均值。此外，可以使用具有長周期的波形以便提高所獲得相位誤差的分辨率。
頻率誤差計算器312向保持器313輸出用由同步符號結(jié)束定時信號Tfin表明的定時而獲得的第一頻率誤差Δf1，并且保持器313保留由頻率誤差計算器312提供的第一頻率誤差Δf1。采用這種方法，根據(jù)同步符號獲得的頻率誤差用于隨后數(shù)據(jù)符號的頻率校正。
<絕對相位誤差檢測器107>
圖7是示出絕對相位誤差檢測器107的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖。絕對相位誤差檢測器107具有絕對相位計算器315、絕對相位誤差估計器316和保持器317。
絕對相位計算器315把相關(guān)向量Ccorr(i，q)(nT)方向計算為接收信號和參考信號的絕對相位θ(nT)。
與絕對相位一致，絕對相位誤差估計器316保留由同步波形定時信號Tsyn表明的每個峰值定時的時間，并且根據(jù)時間和支持估計時間的絕對相位來計算絕對相位時間轉(zhuǎn)變。特別地是，絕對相位誤差估計器316例如可以使用最小二乘法來發(fā)現(xiàn)用于表示時間和絕對相位之間關(guān)系的近似直線。絕對相位誤差估計器316然后發(fā)現(xiàn)在由同步符號結(jié)束定時信號Tfin表明的近似直線上定時的絕對相位，作為絕對相位誤差Δθ(圖3(f))。
保持器317保持由所述絕對相位誤差估計器316獲得的絕對相位誤差Δθ。采用這種方法，根據(jù)同步符號獲得的絕對相位誤差用于隨后數(shù)據(jù)符號的絕對相位校正。
<第一頻率校正器108>
圖8是示出所述第一頻率校正器108的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖。第一頻率校正器108具有乘法器318和校正值計算器319。
校正值計算器319產(chǎn)生復正弦波X(i，q)(nT)以便對接收信號Sig(i，q)(nT)給出用于抵消第一頻率誤差Δf1和絕對相位誤差Δθ的頻移和相位旋轉(zhuǎn)。
乘法器318通過執(zhí)行接收信號和復正弦波的復數(shù)乘法來同時校正接收信號的頻率和絕對相位，并且輸出所校正的的接收信號Sig’(i，q)(nT)。
<絕對相位誤差轉(zhuǎn)變>
圖9是示出由常規(guī)的頻率同步設(shè)備校正的每個接收信號、以及用參考信號由第一實施例的頻率同步設(shè)備來校正的接收信號的絕對相位誤差的按序轉(zhuǎn)變(收斂速度)的圖。
圖9(a)示出了由只校正頻率誤差的常規(guī)方法獲得的信號的絕對相位誤差的轉(zhuǎn)變。依照所述常規(guī)方法，在同步符號周期中只校正頻率誤差，因此在數(shù)據(jù)符號周期中沒有展示相位的波動，但是在不規(guī)則的位置固定絕對相位誤差。
圖9(b)示出了通過下級同步器校正在(a)中信號的絕對相位差異來獲得的信號的絕對相位誤差的轉(zhuǎn)變。這里，在同步符號結(jié)束點的絕對相位誤差越大，同步器用于校正絕對相位誤差并且把絕對相位誤差收斂到穩(wěn)定操作范圍所要求的時間量越大。時間上所造成的損失導致傳輸效率惡化。如果過分減少收斂時間以便緩和傳輸效率的惡化，那么可能出現(xiàn)不同的問題，尚在下級的設(shè)備將不能遵循所產(chǎn)生的相位的急劇波動。因此，這限制了能夠減少收斂時間的程度。
圖9(c)示出了依照第一實施例的頻率同步設(shè)備而獲得的信號的絕對相位誤差的轉(zhuǎn)變。由于依照在同步符號周期中計算的絕對相位誤差來校正隨后數(shù)據(jù)符號的絕對相位，所以絕對相位誤差從數(shù)據(jù)符號周期的開始非常低，并且大約保持為頻率和絕對相位的估計誤差值。
<第一實施例的概要>
如前所述，依照本發(fā)明第一實施例的頻率同步設(shè)備，使用預定符號能夠同時校正信號的頻率誤差和絕對相位誤差。
由于把其中用于展示高自相關(guān)屬性的信號波形至少出現(xiàn)兩次的單個信號用作預定符號，所以可以減少在傳輸同步符號中出現(xiàn)的效率損失。此外，由于可以在時間序列中執(zhí)行與信號校正有關(guān)的所有處理，所以頻率同步設(shè)備可以用相對簡單的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，并且不局限于應(yīng)用于諸如OFDM的特定傳輸方法。
注意，還把頻率同步方法包括在本發(fā)明內(nèi)，所述頻率同步方法包括對應(yīng)于由第一頻率同步器103的塊執(zhí)行的處理的步驟。
<第二實施例>
第二實施例的頻率同步設(shè)備不同于第一實施例的頻率同步設(shè)備，這是因為第二實施例的頻率同步設(shè)備增加了用于保持第一頻率誤差Δf1和絕對相位誤差Δθ的保持器，并且依照由所述保持器保持的第一頻率誤差Δf1和絕對相位誤差Δθ來校正接收信號。
下面參考附圖描述了第二實施例的頻率同步設(shè)備。注意，與第一實施例中相同的結(jié)構(gòu)元件因此具有相同的附圖標記，并且在下面的描述中省略。
圖10是連同作為更高設(shè)備的無線接收設(shè)備的部分一起，示出第二實施例的頻率同步設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的功能框圖。在圖10中，第一頻率同步器115對應(yīng)于第二實施例的頻率同步設(shè)備。除第一實施例中第一頻率同步器103的結(jié)構(gòu)(參見圖1)之外，第一頻率同步器115具有頻率誤差保持器401和絕對相位誤差保持器402。
頻率誤差保持器401保持由第一頻率誤差檢測器106獲得的第一頻率誤差Δf1，并且當隨后獲得新的頻率誤差時，如果在所保持的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異的絕對值大于預定閾值時，用新的頻率誤差更新所保持的頻率誤差，并且如果絕對值不大于預定閾值時，忽略新的頻率誤差并且繼續(xù)保持先前的頻率誤差。
絕對相位誤差保持器402保持由絕對相位誤差檢測器107獲得的絕對相位誤差Δθ，并且當獲得新的絕對相位誤差時，如果在所保持的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異的絕對值大于預定閾值時，用新的絕對相位誤差更新所保持的絕對相位誤差，并且如果絕對值不大于預定閾值時，忽略新的絕對相位誤差并且繼續(xù)保持先前的絕對相位誤差。
修改第一頻率校正器108以便向其提供由頻率誤差保持器401保持的頻率誤差和由絕對相位誤差保持器402保持的絕對相位誤差。如第一實施例所描述，第一頻率校正器108通過同時向接收信號給出用于抵消頻率誤差和絕對相位誤差的頻移和相位旋轉(zhuǎn)，來校正接收信號。
在第一頻率同步器103中，對每個同步符號用新計算的頻率誤差和絕對相位誤差來更新接收信號的校正量，但是在第一頻率同步器115中，依照所聲明的結(jié)構(gòu)，當傳輸路徑屬性在相對大范圍內(nèi)波動時，只用頻率誤差和絕對相位誤差來更新接收信號的校正值。
<第二實施例的概要>
如已經(jīng)所述，依照本發(fā)明第二實施例的頻率同步設(shè)備，實際上盡可能更少次數(shù)地限制更新校正值。
本頻率同步設(shè)備理想地用于兩級結(jié)構(gòu)中，其中本頻率設(shè)備執(zhí)行粗略同步并且在下級提供的同步器執(zhí)行精細同步。盡管在這種結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)以下問題，即每當本頻率同步設(shè)備更新校正值時，下級同步器用于重建精細同步效率損失，但因為實際上盡可能限制本頻率同步設(shè)備更新校正值的次數(shù)，所以減輕了此損失。
本頻率同步設(shè)備還理想地用于處理傳輸幀中，其中在預定間隔包括同步符號。在這種情況下，雖然給出了用于獲得適當校正值的許多機會，不過本頻率同步設(shè)備盡可能少地更新所述校正值，因此能夠在同步中保持高精度并且在精細同步中減少損失。
注意，頻率同步方法包括在本發(fā)明內(nèi)，所述頻率同步方法包括對應(yīng)于由第一頻率同步器115中的塊執(zhí)行的處理的步驟。
<第三實施例>
第三實施例的頻率同步設(shè)備不同于第二實施例的頻率同步設(shè)備，這是因為其還另外包括用于按照調(diào)制方法執(zhí)行頻率同步的第二頻率同步器。第二頻率同步器例如通過解調(diào)接收信號而發(fā)現(xiàn)信息符號的時間序列，并且檢測每個或多個符號的符號點的移位量，來校正接收信號的頻率誤差。
下面參考附圖描述了第三實施例的頻率同步設(shè)備。注意，與第二實施例中相同的結(jié)構(gòu)元件因此具有相同的附圖標記，并且在下面的描述中省略。
圖11是連同作為更高設(shè)備的無線接收設(shè)備的部分一起，示出第三實施例的頻率同步設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的功能框圖。在圖11中，第一頻率同步器115和第二頻率同步器109對應(yīng)于第三實施例的頻率同步設(shè)備。
第二頻率同步器109具有第二頻率校正器111、相位誤差檢測器110和第二頻率誤差檢測器112。
第二頻率校正器111向由第一頻率同步器115校正的接收信號Sig’(i，q)(nT)給出用于抵消由第二頻率誤差檢測器112通知的第二頻率誤差Δf2的頻移，并且借此獲得進一步校正的接收信號Sig”(i，q)(nT)，把所述接收信號Sig”(iq)(nT)輸出到解調(diào)器113。
相位誤差檢測器110把所校正的接收信號Sig”(i，q)(nT)解調(diào)為信息信號，并且對于每一個或多個信息符號，檢測在由所獲得信息信號表示的符號點和離能依照調(diào)制方法獲得的符號點最近的符號點之間的相位誤差Δθ2。
第二頻率誤差檢測器112向第二頻率校正器111通知對應(yīng)于相位誤差Δθ2的第二頻率誤差Δf2。
<絕對相位誤差轉(zhuǎn)變>
圖12是示出在從第三實施例的頻率同步設(shè)備獲得的信號和參考信號之間絕對相位誤差的按序轉(zhuǎn)變(收斂速度)的圖。與圖9(c)相比較，即使在由于第二頻率同步器動作而開始數(shù)據(jù)符號周期之后，也降低了絕對相位誤差，并且以更大的準確性實現(xiàn)了同步。
此外，由于絕對相位誤差從數(shù)據(jù)符號周期開始非常低，所以如果絕對相位誤差在數(shù)據(jù)符號周期開始時偏離穩(wěn)定操作范圍，那么偏離量將最小，并且與圖9(b)相比，用于把相位誤差帶回到穩(wěn)定操作比率所要求的時間將非常短。
<第三實施例的概要>
如已經(jīng)描述，依照本發(fā)明第三實施例的頻率同步設(shè)備，第一頻率同步器115為每個同步符號發(fā)現(xiàn)頻率誤差和絕對相位誤差，并且校正接收信號以便抵消頻率誤差和絕對相位誤差。第二頻率同步器109使用調(diào)制方法的知識來發(fā)現(xiàn)每個信息符號或多個信息符號的頻率誤差，并且進一步校正所校正的接收信號以便抵消頻率誤差。因此，精細校正依照傳輸屬性的變化而出現(xiàn)在數(shù)據(jù)符號周期中的頻率波動，并且獲得高度可靠的通信。
注意，可以按照根據(jù)第一實施例中描述的第一頻率同步器103和第二實施例中描述的第二頻率同步器109的組合而獲得的結(jié)構(gòu)來獲得所描述的效果。這種結(jié)構(gòu)也包括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，包括對應(yīng)于由第一頻率同步器115和第二頻率同步器109的塊所執(zhí)行處理的步驟的頻率同步方法，和包括對應(yīng)于由第一頻率同步器103和第二頻率同步器109的塊所執(zhí)行處理的步驟的頻率同步方法，都包括在本發(fā)明內(nèi)。
<第二頻率同步器修改例子>
第二頻率同步器的修改的一個例子是一種結(jié)構(gòu)，借此頻率同步適于多載波調(diào)制方法。
圖13是示出修改例子的第二頻率同步器116的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖。這里，接收信號Sig’(i，q)(nT)和Sig”(i，q)(nT)是已經(jīng)按照多載波調(diào)制方法調(diào)制的信號。第二頻率同步器116不同于第二頻率同步器109，這是因為其具有遵照多載波調(diào)制方法的相位誤差檢測器117和相位誤差平均器114，來代替相位誤差檢測器110。
相位誤差檢測器117解調(diào)接收信號Sig”(i，q)(nT)的每個子載波，其中已經(jīng)由第二頻率校正器111把所述接收信號Sig”(i，q)(nT)校正為信息信號，并且所述相位誤差檢測器117對于每個子載波檢測在由所獲得信息信號表示的符號點和能依照特定子載波中的調(diào)制方法獲得的最近符號點之間的相位誤差Δθ2.1、Δθ2.2直到Δθ2.N。注意，N是子載波計數(shù)。
相位誤差平均器114發(fā)現(xiàn)跨過所有子載波的平均相位誤差。
第二頻率誤差檢測器112和第二頻率校正器111依照平均相位誤差來校正接收信號Sig’(i，q)(nT)的頻率誤差，借此獲得接收信號Sig”(i，q)(nT)。
利用此結(jié)構(gòu)，如果例如在特定子載波上存在音調(diào)噪聲，那么通過平均子載波的絕對相位誤差來把噪聲的影響分散到所有子載波，因此降低了由于噪聲影響而將錯誤地校正特定子載波頻率的危險。特別地是，如果特定子載波是依照CDMA(碼分多址)方法來調(diào)制的子載波，那么因為由于解調(diào)分散音調(diào)噪聲，所以如果避免錯誤校正的話那么獲得校正數(shù)據(jù)的可能性較高。
<第四實施例>
這里，描述了用于第一到第三實施例的頻率同步設(shè)備和頻率同步方法的同步符號產(chǎn)生方法。
對于同步波形有必要構(gòu)成同步符號以便使其兼有強自相關(guān)屬性和落入期望頻帶的譜。這是因為如果把具有強自相關(guān)屬性的信號用作同步波形，那么可以更準確地檢測同步波形。此外，譜必須落入使用的頻帶，以免影響鄰近信道。
下面描述了一種產(chǎn)生方法，用于通過執(zhí)行選擇步驟選擇展示強自相關(guān)屬性的數(shù)字序列，通過執(zhí)行同步波形產(chǎn)生步驟根據(jù)所選擇的數(shù)字序列產(chǎn)生同步波形，并且通過執(zhí)行產(chǎn)生步驟產(chǎn)生同步符號的同步符號，來產(chǎn)生理想的同步符號，以便包括所產(chǎn)生的同步波形至少兩次。
<選擇步驟>
在選擇步驟中，選擇表示數(shù)字信號而且具有強自相關(guān)屬性的數(shù)字序列。
這種數(shù)字序列的例子是PN代碼。PN代碼已知具有強自相關(guān)屬性，Barker代碼是其中之一。Barker代碼是具有有限抽頭的一類PN代碼。存在按照抽頭長度而改變的幾種類型的Barker代碼，但是可以使用任何代碼。必須考慮這樣的事實，如果長Barker代碼用于同步波形，可以提高檢測頻率誤差的準確性，但是如果同步符號長那么會降低傳輸效率。
<同步波形產(chǎn)生步驟>
如果使用所選擇不變的PN代碼來表示同步波形，那么同步波形的譜將遍布整個信號帶的頻率。如果把偏離主信號譜的信號用作同步符號，那么將用與鄰近主信號重疊的譜來產(chǎn)生干擾。因此，被用作同步波形的信號必須具有窄通頻帶和期望的頻率屬性。
為此，在同步產(chǎn)生步驟中，通過根據(jù)由采樣頻率被處理的數(shù)字序列所表示的數(shù)字信號來消除在期望帶之外的高頻分量從而產(chǎn)生同步波形，以便所述同步波形是期望帶寬的一半或更少。這里，目的是獲得其頻譜主瓣落入期望帶的同步波形，并且據(jù)此消除旁瓣，即在期望帶之外的頻率環(huán)回分量。
作為用于獲得信號波形的具體方法的一個例子，以致頻譜的主瓣落入期望的帶，可以重復PN序列的每一個片一次或多次以便建立新的序列。通過采用這種方法重復每個片，原始的PN序列表示沿著時間軸延長的信號。
圖14示出了同步符號的配置，其中已經(jīng)重復了PN序列中的每個片。圖14示出了一個幀由同步符號和多個數(shù)據(jù)符號組成，所述同步符號由多個波形組成，而且所述波形由(a)或(b)組成。在圖14中，(a)表示其中把具有抽頭數(shù)m的PN序列用作同步波形的情況，并且(b)表示其中每個片出現(xiàn)N次的情況。
此外在圖15中，(a)和(b)示出了當把圖14中的(a)和(b)用作同步波形時各自的自相關(guān)屬性。圖15示出了在(a)和(b)中，自相關(guān)峰值出現(xiàn)在其中信號重疊并且自相關(guān)屬性強的點上。注意，圖15中的(b)示出了峰值出現(xiàn)在幾個樣本中，這是因為重復每個片若干次。然而，在這種情況下最大值也出現(xiàn)在一個點。這里，時間軸上延長的時間意味著頻率軸上狹窄的頻帶。因此，可以通過增加重復次數(shù)來降低由多個片組成的信號譜的寬度。通過采用這種方法重復PN序列的每個片，可以把譜的寬度設(shè)置為窄。
圖16(a)到(c)是示出譜怎樣通過重復每個片來改變的示意圖。圖16(a)示出了當沒有改變時把PN序列用為同步波形時譜的范圍，并且示出了譜伸展跨過整個可使用的頻帶。此外，圖16(b)示出了當把信號用作同步波形時譜的范圍，在所述信號中重復PN序列的每個片。譜的范圍小于圖16(a)的范圍。圖16(c)示出了譜的具體例子。此圖示出了譜的主瓣落入所期望的頻帶。通過提高每個片的重復次數(shù)，降低了主瓣的頻率范圍。
此外，當使用其中如上所述重復PN序列的每個片多次的波形時，降低了使用頻帶的寬度，但是旁瓣與其它噪聲等相比仍然較大(圖16(c))。由于其它信道的干擾增加，所以這可能降低整體精確性，并且可能導致增加的殘留頻率誤差。殘留頻率誤差表示當不包括噪聲時出現(xiàn)的頻率估計誤差。
為此，可以設(shè)計LPF(低通濾波器)來獲得同步波形，根據(jù)所述同步波形已經(jīng)消除旁瓣，并且獲得通過降低在期望頻帶之外的信號電平而進一步改進的頻率屬性。這里，可以使用諸如余弦讀出之類的通用方法來設(shè)計LPF。采用這種方法，通過把已經(jīng)通過LPF傳送的信號用為同步波形，可以獲得具有期望頻率屬性的同步波形。
圖16(d)和(e)示出了同步波形譜依照所描述的處理怎樣改變。圖16(d)示出了具有截止頻率Fc的LPF的頻率屬性。通過重復在圖16(c)中示出的每個PN信號而獲得的信號譜通過穿過LPF而變?yōu)槿鐖D16(e)所示?？梢酝ㄟ^切斷比此截止頻率Fc更高的帶部分來獲得不影響鄰近信道的同步波形。
<同步波形產(chǎn)生步驟>
在同步產(chǎn)生步驟中，通過包括在上述步驟中獲得的同步波形至少兩次來產(chǎn)生所述同步符號。
在上面，在同步波形的開始和末尾的波動在穿過LPF之后保持為LPF的擴展。為此，當重復已經(jīng)穿過LPF的同步波形時，特定同步波形的隨后和先前同步波形的波動將與特定的波形重疊(圖17(a))，這可能惡化頻率誤差檢測的精確性。為了解決此問題，每個同步波形的開始和末尾可以是無效的，借此降低重復中所描述的影響。這在圖17(b)和(c)中被示出。如圖17(b)所示，可以重復同步波形以便同步波形彼此精確鄰近但不重疊，或者如圖17(c)所示，彼此刪除地完全重復。
<補充說明>
相關(guān)器301中的同步符號產(chǎn)生器302產(chǎn)生參考信號，所述參考信號表示與采用這種方法產(chǎn)生的同步波形相同的波形。這里，同步符號產(chǎn)生器302可以產(chǎn)生具有與接收信號中同步波形相同的量化位計數(shù)的參考信號，或者可以產(chǎn)生具有比同步波形更低量化位計數(shù)(例如，近似為整數(shù))的參考信號。即使利用這種近似法，由于本發(fā)明的頻率同步器和頻率同步方法集中在相關(guān)性的幅度(峰值)而不是相關(guān)性的值，所以對于頻率估計的準確性將沒有影響。這種近似法能夠減小電路的實際規(guī)模。
<信號傳輸方法的應(yīng)用>
通過依照所描述的方法產(chǎn)生同步波形并且重復同步波形而獲得的同步符號能夠在不受鄰近信道干擾的情況下執(zhí)行頻率同步。
此外，通過組合所描述的同步符號產(chǎn)生方法和在第一到第三實施例中任何一個所描述的頻率同步方法，可以獲得具有這兩種方法特性的信號傳輸方法。這種信號傳輸方法也包括在本發(fā)明內(nèi)。
工業(yè)實用性本發(fā)明的頻率同步設(shè)備和頻率同步方法可以例如在無線接收設(shè)備、數(shù)字電視廣播接收器、數(shù)字CATV接收器、無線LAN適配器或具有通信或廣播接收功能的移動信息終端中，用于均衡由無線或有線通信接收的信號。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種頻率同步設(shè)備，用于根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在所述同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，該頻率同步設(shè)備包括相關(guān)部件，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測部件，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，所述同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測部件，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測部件，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正部件，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率同步設(shè)備，還包括頻率誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所保持的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異，來用新的頻率誤差更新所保持的頻率誤差；和絕對相位誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所保持的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所保持的絕對相位誤差，其中第一頻率校正部件通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消由頻率誤差保持部件保持的頻率誤差和由絕對相位誤差保持部件保持的絕對相位誤差。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率同步設(shè)備，還包括
第二頻率校正部件，可操作來被提供控制信號，并且向來自第一頻率校正部件的輸出信號給出對應(yīng)于控制信號的頻移；絕對相位誤差檢測部件，可操作來解調(diào)來自第二頻率校正部件的輸出信號，并且依次發(fā)現(xiàn)所解調(diào)的輸出信號中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照輸出信號的調(diào)制方法而發(fā)現(xiàn)的符號點之間的相位誤差；和第二頻率誤差檢測部件，可操作來向第二頻率校正部件依次輸出控制信號，以便向來自所述第一頻率校正部件的輸出信號給出用于抵消所檢測相位誤差的頻移。
4.如權(quán)利要求3所述的頻率同步設(shè)備，還包括頻率誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所保持的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異，來用新的頻率誤差更新所保持的頻率誤差；和絕對相位誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所保持的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所保持的絕對相位誤差，其中第一頻率校正部件通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消由頻率誤差保持部件保持的頻率誤差和由絕對相位誤差保持部件保持的絕對相位誤差。
5.如權(quán)利要求3所述的頻率同步設(shè)備，其中已經(jīng)依照多載波調(diào)制方法調(diào)制所述輸入信號，相位誤差檢測部件解調(diào)來自第二頻率校正部件的輸出信號，并且對于所解調(diào)的輸出信號中的每個子載波，依次發(fā)現(xiàn)在子載波中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照子載波的調(diào)制方法而獲得的符號點之間的相位誤差，頻率同步設(shè)備還包括相位誤差平均部件，可操作來平均為所有或一些子載波同時檢測的相位誤差，和第二頻率檢測部件，向第二頻率校正部件依次輸出控制信號，以便向來自第一頻率校正部件的輸出信號給出用于抵消平均相位誤差的頻移。
6.如權(quán)利要求1所述的頻率同步設(shè)備，其中輸入信號除同步符號之外包括數(shù)據(jù)符號，并且限制同步符號帶以便使其落入數(shù)據(jù)符號所占用的頻帶。
7.如權(quán)利要求6所述的頻率同步設(shè)備，其中同步符號其特征在于在預定時間間隔期間包括同步波形至少兩次。
8.一種頻率同步電路，用于根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，該頻率同步電路包括相關(guān)電路，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測電路，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，所述同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測電路，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測電路，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正電路，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
9.一種單芯片集成電路，用于根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，該單芯片集成電路包括輸入端，可操作來獲得輸入信號；相關(guān)電路，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測電路，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，所述同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測電路，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測電路，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；第一頻率校正電路，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差；和輸出端，可操作來輸出所校正的輸入信號。
10.一種頻率同步方法，用于根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，頻率同步方法包括相關(guān)步驟，依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測步驟，根據(jù)在所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來識別同步波形的每個周期；第一頻率誤差檢測步驟，根據(jù)在表示所識別周期的每對按序鄰近相關(guān)向量之間的平均相位差，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差；絕對相位誤差檢測步驟，根據(jù)表示所識別周期的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正步驟，通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
11.如權(quán)利要求10所述的頻率同步方法，還包括
頻率誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所記錄的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異，來用新的頻率誤差更新所記錄的頻率誤差；和絕對相位誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所記錄的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所記錄的絕對相位誤差，其中所述第一頻率校正步驟通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消在頻率誤差保持步驟中記錄的頻率誤差和在絕對相位誤差記錄步驟中記錄的絕對相位誤差。
12.如權(quán)利要求10所述的頻率同步方法，還包括第二頻率校正步驟，命令頻移，并且向在第一頻率校正步驟中獲得的信號給出所命令的頻移；相位誤差檢測步驟，解調(diào)在第二頻率校正步驟中獲得的信號，并且依次發(fā)現(xiàn)在所解調(diào)的輸出信號中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠在輸出信號的調(diào)制方法中發(fā)現(xiàn)的符號點之間的相位誤差；和第二頻率誤差檢測步驟，依次命令用于抵消所檢測相位誤差的頻移的第二頻率校正步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的頻率同步方法，還包括頻率誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所記錄的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異，來用新的頻率誤差更新所記錄的頻率誤差；和絕對相位誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所記錄的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所記錄的絕對相位誤差，其中第一頻率校正步驟通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消在頻率誤差保持步驟中記錄的頻率誤差和在絕對相位誤差記錄步驟中記錄的絕對相位誤差。
14.如權(quán)利要求12所述的頻率同步方法，其中已經(jīng)依照多載波調(diào)制方法調(diào)制輸入信號，相位誤差檢測步驟，解調(diào)在第二頻率校正步驟中獲得的信號，并且對于所解調(diào)的輸出信號中的每個子載波，依次發(fā)現(xiàn)在所述子載波中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照子載波的調(diào)制方法而獲得的符號點之間的相位誤差，頻率同步方法還包括相位誤差平均步驟，平均在絕對相位誤差檢測步驟中為所有或一些子載波同時檢測的相位誤差，和第二頻率檢測步驟，依次命令用于抵消平均相位誤差的頻移的第二頻率校正步驟。
15.(刪除)16.(刪除)17.(刪除)18.(刪除)19.(刪除)20.(刪除)21.一種用于根據(jù)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來校正來自外部源的輸入信號，并且解調(diào)所校正的輸入信號的頻率解調(diào)方法，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，該頻率解調(diào)方法包括頻率同步步驟，根據(jù)在輸入信號和參考信號之間循環(huán)發(fā)現(xiàn)的每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，根據(jù)相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差，并且根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差來校正輸入信號；和解調(diào)步驟，解調(diào)所校正的輸入信號，借此產(chǎn)生解調(diào)的信號。
22.如權(quán)利要求21所述的解調(diào)方法，其中頻率同步步驟還包括相關(guān)子步驟，依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測子步驟，根據(jù)在所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變，來識別同步波形的每個周期；第一頻率誤差檢測子步驟，根據(jù)在表示所識別周期的每對按序鄰近相關(guān)向量之間的平均相位差，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差；絕對相位誤差檢測子步驟，根據(jù)表示所識別周期的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正子步驟，通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
23.如權(quán)利要求22所述的頻率同步方法，其中同步步驟還包括第二頻率校正子步驟，命令頻移，并且向在第一頻率校正步驟中獲得的信號給出所命令的頻移；相位誤差檢測子步驟，解調(diào)在第二頻率校正步驟中獲得的信號，并且依次發(fā)現(xiàn)在所解調(diào)的輸出信號中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠在輸出信號的調(diào)制方法中發(fā)現(xiàn)的符號點之間的相位誤差；和第二頻率誤差檢測子步驟，依次命令用于抵消所檢測相位誤差的頻移的第二頻率校正步驟。
權(quán)利要求
1.一種頻率同步設(shè)備，用于根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在所述同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，該頻率同步設(shè)備包括相關(guān)部件，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測部件，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，所述同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測部件，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測部件，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正部件，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率同步設(shè)備，還包括頻率誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所保持的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異，來用新的頻率誤差更新所保持的頻率誤差；和絕對相位誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所保持的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所保持的絕對相位誤差，其中第一頻率校正部件通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消由頻率誤差保持部件保持的頻率誤差和由絕對相位誤差保持部件保持的絕對相位誤差。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率同步設(shè)備，還包括第二頻率校正部件，可操作來被提供控制信號，并且向來自第一頻率校正部件的輸出信號給出對應(yīng)于控制信號的頻移；絕對相位誤差檢測部件，可操作來解調(diào)來自第二頻率校正部件的輸出信號，并且依次發(fā)現(xiàn)所解調(diào)的輸出信號中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照輸出信號的調(diào)制方法而發(fā)現(xiàn)的符號點之間的相位誤差；和第二頻率誤差檢測部件，可操作來向第二頻率校正部件依次輸出控制信號，以便向來自所述第一頻率校正部件的輸出信號給出用于抵消所檢測相位誤差的頻移。
4.如權(quán)利要求3所述的頻率同步設(shè)備，還包括頻率誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所保持的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異，來用新的頻率誤差更新所保持的頻率誤差；和絕對相位誤差保持部件，可操作來保持所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所保持的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所保持的絕對相位誤差，其中第一頻率校正部件通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消由頻率誤差保持部件保持的頻率誤差和由絕對相位誤差保持部件保持的絕對相位誤差。
5.如權(quán)利要求3所述的頻率同步設(shè)備，其中已經(jīng)依照多載波調(diào)制方法調(diào)制所述輸入信號，相位誤差檢測部件解調(diào)來自第二頻率校正部件的輸出信號，并且對于所解調(diào)的輸出信號中的每個子載波，依次發(fā)現(xiàn)在子載波中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照子載波的調(diào)制方法而獲得的符號點之間的相位誤差，頻率同步設(shè)備還包括相位誤差平均部件，可操作來平均為所有或一些子載波同時檢測的相位誤差，和第二頻率檢測部件，向第二頻率校正部件依次輸出控制信號，以便向來自第一頻率校正部件的輸出信號給出用于抵消平均相位誤差的頻移。
6.如權(quán)利要求1所述的頻率同步設(shè)備，其中輸入信號除同步符號之外包括數(shù)據(jù)符號，并且限制同步符號帶以便使其落入數(shù)據(jù)符號所占用的頻帶。
7.如權(quán)利要求6所述的頻率同步設(shè)備，其中同步符號其特征在于在預定時間間隔期間包括同步波形至少兩次。
8.一種頻率同步電路，用于根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，該頻率同步電路包括相關(guān)電路，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測電路，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，所述同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測電路，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測電路，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正電路，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
9.一種單芯片集成電路，用于根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，該單芯片集成電路包括輸入端，可操作來獲得輸入信號；相關(guān)電路，可操作來依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測電路，可操作來根據(jù)所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來產(chǎn)生同步波形定時信號，所述同步波形定時信號表明在同步波形的每個周期中的預定定時；第一頻率誤差檢測電路，可操作來根據(jù)在每對按序鄰近的相關(guān)向量之間的平均相位差來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差，利用由同步波形定時信號所表明的定時來獲得每個相關(guān)向量；絕對相位誤差檢測電路，可操作來根據(jù)用由同步波形定時信號所表明的定時而發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；第一頻率校正電路，可操作來通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差；和輸出端，可操作來輸出所校正的輸入信號。
10.一種頻率同步方法，用于根據(jù)來自外部源的輸入信號和參考信號之間的相關(guān)性來估計其之間頻率誤差，并且校正輸入信號以便抵消頻率誤差，輸入信號包括由同步波形組成的同步符號，所述同步波形展示預定的自相關(guān)屬性并且在同步符號中至少包括兩次，并且參考信號表示與同步波形相同的波形，頻率同步方法包括相關(guān)步驟，依次發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測步驟，根據(jù)在所獲得的相關(guān)向量的幅度中按序轉(zhuǎn)變來識別同步波形的每個周期；第一頻率誤差檢測步驟，根據(jù)在表示所識別周期的每對按序鄰近相關(guān)向量之間的平均相位差，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的頻率誤差；絕對相位誤差檢測步驟，根據(jù)表示所識別周期的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在輸入信號和參考信號之間的絕對相位誤差；和第一頻率校正步驟，通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差。
11.如權(quán)利要求10所述的頻率同步方法，還包括頻率誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所記錄的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異，來用新的頻率誤差更新所記錄的頻率誤差；和絕對相位誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所記錄的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所記錄的絕對相位誤差，其中所述第一頻率校正步驟通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消在頻率誤差保持步驟中記錄的頻率誤差和在絕對相位誤差記錄步驟中記錄的絕對相位誤差。
12.如權(quán)利要求10所述的頻率同步方法，還包括第二頻率校正步驟，命令頻移，并且向在第一頻率校正步驟中獲得的信號給出所命令的頻移；絕對相位誤差檢測步驟，解調(diào)在第二頻率校正步驟中獲得的信號，并且依次發(fā)現(xiàn)在所解調(diào)的輸出信號中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠在輸出信號的調(diào)制方法中發(fā)現(xiàn)的符號點之間的相位誤差；和第二頻率誤差檢測步驟，依次命令用于抵消所檢測相位誤差的頻移的第二頻率校正步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的頻率同步方法，還包括頻率誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的頻率誤差時，根據(jù)在所記錄的頻率誤差和新的頻率誤差之間的差異，來用新的頻率誤差更新所記錄的頻率誤差；和絕對相位誤差記錄步驟，記錄所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差，并且當隨后發(fā)現(xiàn)新的絕對相位誤差時，根據(jù)在所記錄的絕對相位誤差和新的絕對相位誤差之間的差異，來用新的絕對相位誤差更新所記錄的絕對相位誤差，其中第一頻率校正步驟通過同時向輸入信號給出頻移和相位旋轉(zhuǎn)來校正輸入信號，所述頻移和相位旋轉(zhuǎn)用于抵消在頻率誤差保持步驟中記錄的頻率誤差和在絕對相位誤差記錄步驟中記錄的絕對相位誤差。
14.如權(quán)利要求12所述的頻率同步方法，其中已經(jīng)依照多載波調(diào)制方法調(diào)制輸入信號，相位誤差檢測步驟，解調(diào)在第二頻率校正步驟中獲得的信號，并且對于所解調(diào)的輸出信號中的每個子載波，依次發(fā)現(xiàn)在所述子載波中的符號點，并且檢測在所發(fā)現(xiàn)的符號點和能夠依照子載波的調(diào)制方法而獲得的符號點之間的相位誤差，頻率同步方法還包括相位誤差平均步驟，平均在絕對相位誤差檢測步驟中為所有或一些子載波同時檢測的相位誤差，和第二頻率檢測步驟，依次命令用于抵消平均相位誤差的頻移的第二頻率校正步驟。
15.一種同步符號產(chǎn)生方法，包括選擇步驟，選擇表示數(shù)字信號而且具有預定自相關(guān)屬性的數(shù)字序列；同步波形產(chǎn)生步驟，通過根據(jù)由采樣頻率被處理的數(shù)字序列所表示的數(shù)字信號來消除在期望帶之外的高頻分量從而產(chǎn)生同步波形，以便所述同步波形是期望帶寬的一半或更少；和同步符號產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生同步符號以便包括同步波形至少兩次。
16.如權(quán)利要求15所述的同步符號產(chǎn)生方法，其中在同步符號產(chǎn)生步驟中，產(chǎn)生同步符號以致把預定時間間隔放置在每個同步波形之間。
17.一種用于發(fā)送包括預定的同步符號的信號并且使用包括在所接收信號內(nèi)的同步符號來校正所接收信號的信號傳輸方法，包括選擇步驟，選擇表示數(shù)字信號而且具有預定自相關(guān)屬性的數(shù)字序列；同步波形產(chǎn)生步驟，通過根據(jù)由采樣頻率被處理的數(shù)字序列所表示的數(shù)字信號來消除在期望帶之外的高頻分量從而產(chǎn)生同步波形，以便同步波形是期望帶寬的一半或更少；和同步符號產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生同步符號以便包括同步波形至少兩次；傳輸步驟，發(fā)送包括所產(chǎn)生同步符號的信號；接收步驟，接收所發(fā)送的信號；和同步步驟，根據(jù)在所接收的信號和參考信號之間的相關(guān)性，來估計在所接收的信號和用于表示同步波形的參考信號之間的頻率誤差，和校正接收的信號以便抵消頻率誤差。
18.如權(quán)利要求17所述的信號傳輸方法，其中在同步符號產(chǎn)生步驟中，產(chǎn)生所述同步符號以致把預定時間間隔放置在每個同步波形之間。
19.如權(quán)利要求17所述的信號傳輸方法，其中同步步驟包括相關(guān)子步驟，依次發(fā)現(xiàn)在所接收的信號和參考信號之間的相關(guān)向量；定時檢測子步驟，根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的相關(guān)向量的幅度中的按序轉(zhuǎn)變，來識別包括在所接收信號內(nèi)的同步波形的每個周期；第一頻率誤差檢測子步驟，根據(jù)在表示每個所識別周期的每對按序鄰近相關(guān)向量之間的平均相位差，來發(fā)現(xiàn)在所接收的信號和參考信號之間的頻率誤差；和第一頻率校正子步驟，通過向所接收的信號給出用于抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差的頻移，來校正所接收的信號。
20.如權(quán)利要求19所述的信號傳輸方法，其中同步步驟還包括絕對相位誤差檢測子步驟，根據(jù)表示每個所識別周期的相關(guān)向量的絕對相位的按序轉(zhuǎn)變，來發(fā)現(xiàn)在所接收的信號和參考信號之間的絕對相位誤差；并且在第一頻率校正子步驟中，通過同時向所接收的信號給出用于抵消所發(fā)現(xiàn)的頻率誤差和所發(fā)現(xiàn)的絕對相位誤差的頻移和相位旋轉(zhuǎn)，來校正所接收的信號。
全文摘要
第一頻率同步部件(103)對應(yīng)于本發(fā)明的頻率同步設(shè)備。更高的設(shè)備，例如無線接收器經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器(101)和正交檢測器(102)向第一頻率同步部件(103)提供接收信號。把包括預定波形至少兩次的同步符號并入接收信號。相關(guān)估計器(104)產(chǎn)生表示與同步符號相同波形的參考信號，并且依次發(fā)現(xiàn)在接收信號和參考信號之間的相關(guān)向量。第一信號誤差檢測器(106)根據(jù)預定相關(guān)向量的平均相位差來發(fā)現(xiàn)頻率誤差，并且根據(jù)預定相關(guān)向量的絕對相位的轉(zhuǎn)變來發(fā)現(xiàn)絕對相位誤差。第一頻率校正器(108)同時向接收信號給出用于抵消誤差的頻移和相位旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H04L27/26GK1768501SQ20048000905
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者尾本幸宏, 白方亨宗, 浦部嘉夫, 原田泰男 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社