载波频偏估测装置与载波频偏估测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的载波频偏估测装置包含抑制频率设定电路、N个陷波滤波器、M次方电路、频谱产生电路、峰值频率判断电路、比较电路与频偏决定电路。抑制频率设定电路根据输入信号为N个陷波滤波器设定不同的抑制频率。N个陷波滤波器分别过滤输入信号产生N个过滤后信号。M次方电路对N个过滤后信号施以M次方运算产生N个M次方过滤后信号。频谱产生电路为各M次方过滤后信号产生M次方频谱。峰值频率判断电路找出各M次方频谱的峰值频率。比较电路找出N个峰值频率中的一最佳峰值频率。频偏决定电路根据最佳峰值频率决定载波频偏估测结果。

Carrier frequency offset estimation device and carrier frequency offset estimation method

The carrier frequency offset estimation device includes the suppression frequency setting circuit, the N notch filter, the M sub square circuit, the spectrum generation circuit, the peak frequency estimation circuit, the comparison circuit and the frequency offset determination circuit. The suppression frequency setting circuit sets different suppression frequencies according to the input signal for N notch filters. The N notch filter filters the input signal to generate N filtered signals. The M sub power circuit generates the N M filtered signal after the M filter is applied to the filtered signals of the M. The spectrum generation circuit generates the M power spectrum for each M secondary filter. The peak frequency judgment circuit finds out the peak frequency of each M power spectrum. Compare circuit to find out the best peak frequency of N peak frequency. The frequency offset determines that the circuit determines the carrier frequency offset estimation results according to the optimal peak frequency.

【技术实现步骤摘要】
载波频偏估测装置与载波频偏估测方法
本专利技术与电子信号接收装置相关，并且尤其与电子信号接收装置中用以估测载波频率偏移(carrierfrequencyoffset,CFO)的技术相关。
技术介绍
随着电子领域中相关技术的进步，各种类型的通信系统愈来愈普及。通信系统的传送端与接收端都各自配备有至少一个振荡信号源(例如石英振荡器)，用以产生供其他电路参考的时钟信号。在运作过程中，传送端与接收端的时钟频率须有相当程度的一致性，接收端才能正确解读传送端发出的信号。若接收端对输入信号施以降频转换时采用的时钟信号频率不同于传送端对基频信号施以升频转换的时钟信号频率，一般称为接收端存在载波频率偏移(简称载波频偏)的问题。载波频偏可能会导致内载波干扰(inter-carrierinterference)等减损接收端系统效能的负面作用，严重时甚至会使得接收端无法判读其输入信号。由于传送端与接收端的振荡器要完全匹配极为困难，因此许多接收端针对载波频偏设计有补偿机制。一般来说，接收端必须先正确估计出载波频偏的大小，始能有效进行频偏补偿。图1(A)呈现一种适用于正交相位偏移调变(quadraturephase-shiftkeying,QPSK)信号的载波频偏估测装置的方块图。载波频偏估测装置100包含四次方电路11、频谱产生电路12、峰值频率判断电路13与频偏决定电路14。四次方电路11的输入信号y(t)为一QPSK基频信号；该基频信号可能是一射频信号在进入载波频偏估测装置100所配合的接收端之后，经过低噪声放大电路、降频转换电路、模拟-数字转换器、低通滤波器…等等电路所产生的基频信号。四次方电路11对输入信号y(t)施以四次方运算，以产生一四次方运算结果y4(t)。频谱产生电路12利用快速傅立叶变换(fastFouriertransform,FFT)为四次方电路11输出的四次方运算结果y4(t)产生四次方频谱Z(f)。峰值频率判断电路13负责自四次方频谱Z(f)中找出一峰值频率Ω，其为频谱中一最高能量峰值所对应的频率。以图1(B)呈现的四次方频谱Z(f)为例，峰值频率判断电路13会将能量P0选为最高能量峰值PMAX，并将相对应的频率视为峰值频率Ω。频偏决定电路14负责将峰值频率判断电路13找出的峰值频率Ω除以四，以产生一载波频偏估测结果ΔfE。然而，如果输入信号y(t)系透过多重路径(multipath)传播，输入信号y(t)中往往会混合有一回波(echo)信号。回波信号会对四次方频谱Z(f)中的能量分布造成影响，严重时甚至会导致峰值频率判断电路13找出的峰值频率Ω并非对应于四倍的载波频偏，进而使得频偏决定电路14产出错误的载波频偏估测结果ΔfE。举例来说，请参阅图1(C)，图1(C)呈现一具有回波信号的输入信号的四次方频谱的范例Z’(f)。于此范例中，能量P0所在的频率才对应于真正的四倍载波频偏，但峰值频率判断电路13会将能量P1选为最高能量峰值P’MAX，并将其所在频率选为峰值频率Ω’，因而造成频偏决定电路14算出错误的载波频偏估测结果ΔfE。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种新的载波频偏估测装置与载波频偏估测方法。根据本专利技术的一具体实施例为一种载波频偏估测装置，其中包含N个陷波滤波器、一M次方电路、一频谱产生电路、一峰值频率判断电路、一比较电路与一频偏决定电路。该N个陷波滤波器各自具有不同的抑制频率，用以分别过滤一输入信号，以产生N个过滤后信号，其中N为大于二的整数。该M次方电路系用以分别对该N个过滤后信号施以M次方运算，以产生N个M次方过滤后信号，其中M为大于一的整数且与施于该输入信号的一调变方式相关。该频谱产生电路系用以针对该N个M次方过滤后信号中的每一个M次方过滤后信号分别产生一M次方频谱。该峰值频率判断电路分别根据该N个M次方频谱找出N个峰值频率。该比较电路自该N个峰值频率中找出一最佳峰值频率，其中该最佳峰值频率系为该N个峰值频率中与其他峰值频率相异的一峰值频率。该频偏决定电路系用以根据该最佳峰值频率决定一载波频偏估测结果。根据本专利技术的另一具体实施例为一种载波频偏估测方法。首先，根据一输入信号，N个不同的抑制频率被设定，其中N为大于二的整数。该输入信号分别经过该N个不同的抑制频率过滤，以产生N个过滤后信号。其次，该N个过滤后信号各自被施以M次方运算，以产生N个M次方过滤后信号，其中M为大于一的整数且与施于该输入信号的一调变方式相关。针对该N个M次方过滤后信号中的每一个M次方过滤后信号，一M次方频谱分别被产生。接着，每一个M次方频谱各自被找出一峰值频率。一最佳峰值频率自该N个峰值频率中被找出，其中该最佳峰值频率系为该N个峰值频率中与其他峰值频率相异的一峰值频率。随后，根据该最佳峰值频率，一载波频偏估测结果被决定。关于本专利技术的优点与精神可以藉由以下专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。附图说明图1(A)呈现一种适用于正交相位偏移调变信号的载波频偏估测装置的方块图。图1(B)呈现一输入信号的四次方频谱的范例。图1(C)呈现一具有回波信号的输入信号的四次方频谱的范例。图2(A)呈现一输入信号的频谱的范例。图2(B)呈现一具有回波信号的输入信号的频谱的范例。图3为根据本专利技术的一实施例所绘示的一种载波频偏估测装置。图4呈现三个抑制频率的位置范例。图5呈现本专利技术抑制频率设定电路的一实施例。图6(A)～图6(C)呈现本专利技术对应于图2(B)所示的输入信号的四次方频谱的范例。图7呈现本专利技术比较电路采用的判断程序的一实施例。图8为根据本专利技术的一实施例所绘示的一种载波频偏估测方法。须说明的是，本专利技术的图式包含呈现多种彼此关联的功能性电路的方块图。该等图式并非细部电路图，且其中的连接线仅用以表示信号流。功能性元件及/或程序间的多种互动关系不一定要透过直接的电性连结始能达成。此外，个别元件的功能不一定要如图式中绘示的方式分配，且分布式的区块不一定要以分布式的电子元件实现。符号说明100、300：载波频偏估测装置11、31：四次方电路12、32：频谱产生电路13、33：峰值频率判断电路14、34：频偏决定电路35A～35C：陷波滤波器36：抑制频率设定电路36A：中心频率判断电路36B：滚降系数判断电路36C：抑制频率计算电路38：比较电路S71～S77：流程步骤S80～S86：流程步骤具体实施方式根据专利技术人的观察，当输入信号y(t)中不存在回波信号，其频谱Y(f)的形状通常对称于中心频率fcenter，例如如图2(A)所示。另一方面，当输入信号y(t)中存在回波信号，其频谱Y’(f)通常不会对称于在中心频率fcenter，例如如图2(B)所示。因此，为了消除回波信号的影响，本专利技术利用陷波滤波器(notchfilter)对输入信号y(t)进行滤波，以避免得到错误的载波频偏估测结果。本专利技术的载波频偏估测装置与载波频偏估测方法可应用于多种通信系统的接收端，例如但不限于数字电视卫星广播(digitalvideobroadcasting–satellite,DVB-S)接收器与数字电视有线广播(digitalvideobroadcasting–cable,DVB-C)接收器。根据本专利技术的一实施例中的载波频偏估测装置的方块图系绘示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载波频偏估测装置，包含：N个陷波滤波器，各自具有不同的抑制频率，分别藉由过滤一输入信号产生N个过滤后信号，其中N为大于二的整数；一抑制频率设定电路，耦接至该N个陷波滤波器，根据该输入信号设定该N个陷波滤波器的该等抑制频率；一M次方电路，耦接至该N个陷波滤波器，藉由对该N个过滤后信号施以M次方运算产生N个M次方过滤后信号，其中M为大于一的整数且与该输入信号的一调变方式相关；一频谱产生电路，耦接至该M次方电路，根据该N个M次方过滤后信号产生N个M次方频谱；一峰值频率判断电路，耦接至该频谱产生电路，分别根据该N个M次方频谱找出N个峰值频率；一比较电路，耦接至该峰值频率判断电路，自该N个峰值频率中找出一最佳峰值频率，其中该最佳峰值频率为该N个峰值频率中与其他峰值频率相异的一峰值频率；以及一频偏决定电路，耦接至该比较电路，根据该最佳峰值频率决定一载波频偏估测结果。

【技术特征摘要】
1.一种载波频偏估测装置，包含：N个陷波滤波器，各自具有不同的抑制频率，分别藉由过滤一输入信号产生N个过滤后信号，其中N为大于二的整数；一抑制频率设定电路，耦接至该N个陷波滤波器，根据该输入信号设定该N个陷波滤波器的该等抑制频率；一M次方电路，耦接至该N个陷波滤波器，藉由对该N个过滤后信号施以M次方运算产生N个M次方过滤后信号，其中M为大于一的整数且与该输入信号的一调变方式相关；一频谱产生电路，耦接至该M次方电路，根据该N个M次方过滤后信号产生N个M次方频谱；一峰值频率判断电路，耦接至该频谱产生电路，分别根据该N个M次方频谱找出N个峰值频率；一比较电路，耦接至该峰值频率判断电路，自该N个峰值频率中找出一最佳峰值频率，其中该最佳峰值频率为该N个峰值频率中与其他峰值频率相异的一峰值频率；以及一频偏决定电路，耦接至该比较电路，根据该最佳峰值频率决定一载波频偏估测结果。2.如权利要求1所述的载波频偏估测装置，其特征在于，该抑制频率设定电路包含：一中心频率判断电路，用以根据该输入信号找出该输入信号的一中心频率；一滚降系数判断电路，用以根据该输入信号找出的一滚降系数；以及一抑制频率计算电路，耦接至该中心频率判断电路与该滚降系数判断电路，用以根据该中心频率与该滚降系数计算该N个陷波滤波器所的该等抑制频率。3.如权利要求2所述的载波频偏估测装置，其特征在于：该N个陷波滤波器包含一第一陷波滤波器、一第二陷波滤波器以及一第三陷波滤波器；该抑制频率计算电路根据该滚降系数计算出一侧边频率；该抑制频率设定电路将该第一陷波滤波器的抑制频率设定为等于该中心频率，将该第二陷波滤波器的抑制频率设定为等于该中心频率加上该侧边频率，并将该第三陷波滤波器的抑制频率设定为等于该中心频率减去该侧边频率。4.如权利要求3所述的载波频偏估测装置，其特征在于，该侧边频率为等于(1-a)/2T，其中a代表该滚降系数，T代表该输入信号的一符号长度。5.如权利要求3所述的载波频偏估测装置，其特征在于，该第一陷波滤波器产生的该过滤后信号对应于一第一峰值频率，该第二陷波滤波器产生的该过滤后信号对应于一第二峰值频率，该第三陷波滤波器产生的该过滤后信号对应于一第三峰值频率；该比较电路自...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冠洲，童泰来，
申请(专利权)人：晨星半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71