[发明专利]在DRM中的采样时钟频率偏移量估计

说明书

技术领域

本发明总体上涉及数字无线电世界范围通用标准(Digital RadioMondiale DRM)接收机，更具体而言，涉及DRM接收机时钟同步。

背景技术

所发送的数字无线电世界范围通用标准(DRM)信号包括一连串正交频分复用(OFDM)码元。每个OFDM码元是在频率上等间距的K个正弦波部分之和。每个正弦波部分，称为“单元”，被以对应于载波位置的给定幅度和相位发送。每个OFDM码元中的一定数目的单元被以预定的幅度和相位发送，并且被称为“参考导频”。

参考导频代表总数单元的某一部分。这些单元是用于信道估计和同步的导频单元。这些单元的位置、幅度和相位被仔细地挑选出来，用以优化性能，尤其是优化初始的同步持续时间和可靠性。一般来讲，有三种类型的参考单元使用在DRM中：频率导频单元、时间导频单元和增益导频单元。

OFDM系统一般依靠两个条件。在第一条件下，所发送的载波和解调的载波应该相互对准。在第二条件下，接收机在等于载波间距倒数的持续时间上执行整合和倾卸(integrate-and-dump)过程。在这些条件下，信号正交性保持着并且在载波之间没有串扰。如果这两个条件中的任一条件都没有保持，那么正交性也就得不到保持。因而，在载波之间某一程度的串扰不可避免地会产生。在接收机时钟频率上的误差将导致解调载波的间距不同于那些所发送的载波。另外，在接收机时钟频率上的误差会导致接收机整合和倾卸过程的持续时间不同于所发送的载波间距的倒数，这导致在载波之间有很显著的串扰。

在OFDM中由时钟频率偏移所导致的误差涉及到子载波的数目和偏移。随着偏移的增加或者随着子载波数目的增加，误差也在增加。子载波的数目对于DRM的每种健壮性模式和频率占有率模式是不同的，表1列出了在DRM的每种模式下的子载波数目。

表1

如果接收机时钟的稳定性是100ppm，那么在最差的情况下，如果假设接收机时钟稳定性与发送机时钟的稳定性相同，那么应该有大约200ppm的误差。然而，在大多数情况下，能够假设一般都有较好的时钟质量。继续该例子，在此条件下，对于每种DRM模式由在发送机和接收机之间的时钟频率偏移所导致的最坏情况的载波间干扰(分贝)被测量出来并且在表2中示出。

表2

一个例子示出在图3中，示出子载波对载波302与载波间干扰(C/ICI)比率304的曲线的示例性图示300。更具体而言，图3图示了对于健壮性模式D和频谱占有率模式5的170个子载波的每一个子载波在ε＝1.0002(或者在采样频率上有200ppm的误差)之下C/ICI的比率。因此，为了确保所接收的节目质量，在接收机部分应该采取某一措施来纠正这种时钟频率偏移。

用于时钟频率偏移量估计的常规方法常常使用导频辅助的或者基于时间同步的方法。常规数字无线电世界范围通用标准(DRM)接收机应用，诸如像在梦(DREAM)软件接收机中的应用，使用导频辅助的时钟频率偏移量估计方法，该方法使用在每个正交频分复用(OFDM)码元中所插入的三个频率导频。该接收机计算两个导频频率之差，并且把该差与希望的导频频率相关起来。然而，这种方法在采样时钟频率估计上却表现出很高的偏差。另外，在DRM被用在例如中频率/高频率(MF/HF)广播中之时，所接收的信号常常从恶劣的信道条件传播，因而估计结果处于易变且不能令人满意。

基于常规时间同步的时钟频率偏移量估计方法典型地考虑如图1所示的两个时间指示器之间的采样数目。例如，图1图示了系统100，其中OFDM单元或者码元102a、102b和102c(在此有时将它们一起称为OFDM码元102)和参考或者采样点N_记录的104和N_期望的106。可以根据所记录的采样数目N_记录的104和期望的采样数目N_期望的106，按照在以下由等式1所示例的关系中所示出的那样来计算时钟频率偏移量。

(等式.1)