[发明专利]取样频率偏移估计与补偿装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种取样频率偏移估计与补偿装置与方法，特别是指利用储存信号相位值的电路与计算相位差值的取样频率偏移估计与补偿电路取代公知的储存电路与乘法器。

背景技术

在一个以正交频分复用技术(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)为调变架构的系统，如802.11a，对于频率偏移(frequency Offset)是很敏感的。此频率偏移造成的原因主因有两个，第一是因为传送端的频率震荡器(oscillator)和接收端的频率震荡器没有相同频率所造成；第二是因为无线终端装置的移动造成多普勒效应(Doppler Effect)。因为频率偏移对正交频分复用系统会产生所谓的载波间干扰(Intercarrier Interference，ICI)，使得系统效能大幅降低，因此解决频率偏移的问题对于利用正交频分复用技术的传输系统相当重要。

上述传送端与接收端的频率震荡器是用于产生数字模拟转换器(DAC)和模拟数字转换器(ADC)于传输时取样并非精确，故取样区间相对传送端与接收端之间频率因取样频率错误，使每个符元(symbol)时间点慢慢偏移造成子载波旋转(rotate)，而产生造成相近于相位偏移；或是，因为取样时间不正确，将造成子载波间正交性减弱，形成子载波间干扰，造成信号噪声比损失。

因此，公知技术在上述正交频分复用技术中利用一些取样频率偏移估计的电路，在产生信号时能补偿其中偏移的问题。常见的取样频率偏移估计电路(sampling frequency offset estimation circuit)利用取出进入符元(symbol)的导频信号(pilot)，当进入的符元个数达到预设符元数后，分别取出前半部符元的导频信号作累加与后半部符元的导频信号作累加，再将累加后的值作共轭相乘(conjugate multiplication)，并取出其相位值以求出相邻符元间相位，即可使用误差平方和最小准则(least error sum of squares)，求出取样频率偏移的估计值。

并且，有些取样频率偏移估计电路进行估计时，非常容易受通道状况影响，故须于均衡器(equalizer)之后作估计，如此会存在着估计质量受限于均衡器的情形发生，使得取样频率偏移估计电路的方便性与整合性非常低。

在OFDM系统中，一般受到取样频率偏移影响的输入信号为：

Sl,k=Hk×Pl,k×e-j2πl(kNOFDMϵN)+Nnoise,l]]>

-----------------------------------------(1)

其中，l是正交分频多任务符元指标，k则是正交分频多任务子载波位置，H_k为通道效应、P_l，k为原始未受影响的信号，ε为取样频率偏移值。由于有特定的载波传送导频信号，且方程式(1)的N_noise，l中包含了导因于取样频率偏移的噪声与载波间干扰的效应，为了压抑此效应，在此于载有导频信号的载波除上P_l，k，并累积两大块符元作运算，分别表示为方程式(2)与方程式(3)：