专利名称：：正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法及其装置的制作方法
技术领域：
：本发明是一种正交频分多路复用(OFDM)系统抗直流干扰的方法及其装置。特别是关于一种针对OFDM信号传输过程对不同的调制类型与频率偏移量给予不同权值的补偿，以达到抗直流干扰的目的的方法及其装置。
背景技术：
：正交频分多路复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)可视为一种调制技术，也可视为一种多路复用技术，是一种多载波(Multi-carrier)的传送方式，是将一资料串通过低传输速率的子载波来传送。使用OFDM的重要关键之一是可增加抵抗频率选择衰减(frequencyselectivefading)或窄频干扰(narrowbandinterference)的能力。由于数字信号处理(DSP)及超大规模集成电路(VLSI)技术的进步，如今OFDM已广泛应用于高速率数字通信技术，如应用于数字广播、数字电视及无线局域网络上，在未来无线暨多媒体通信技术中，OFDM将成为不可或缺的技术之一。正交频分多路复用技术采用一个不连续的多音调技术，将不同频率的载波(carrier)中的大量信号合并成单一的信号，而完成信号传送。OFDM技术的发展乃是为了提高载波的频谱利用率，或者是为了改进对多载波的调制目的，其特点是各子载波相互正交(orthogonal)，于是扩频调制后的频谱可以相互重迭，因而减小了子载波间的相互干扰，可实现多种可靠的高速数据传输。无线通信在传送信号的过程中，传送端必需用载波把基带信号调制至指定的频带传送，而接收端再用同频率的载波将信号解调至基带信号，但是由于传送端与接收端所需合成载波的频率震荡器(oscillator)不可能完全相同，于是在接收端便会有频率偏移的效应。此频率偏移会使直流(DC)干扰源干扰到靠近DC的子载波信号，而使得系统效率降低，故解决此DC干扰的问题对OFDM系统相当重要。已知的正交频分多路复用接收端的架构示意图如图1所示，OFDM信号由接收端的射频模块接收，转变成基频信号后，由模拟数字转换器取样后，经离散傅利叶转换电路由时域(timedomain)信号转换至频域(frequencydomain)信号，频域信号经等化电路作信道失真补偿，最后由解码器解码后输出信号。已知补偿信号干扰或频率偏移等问题的技术如图1所示美国专利No.6,487,253所述的干扰过程中的OFDM频道响应估计方法(OFDMChannelEstimationinthepresenceofInterference)，即由多个训练信号(trainingsymbol)估算出该OFDM系统的频道响应(channelresponse)，在此OFDM系统运作之时，如图所示，RF模块201接收自发送端送出的多个包括有训练信号(trainingsymbol)的RF信号，此OFDM信号送至接收系统202后，经由过滤、放大与模拟数字信号转换，并将时域的信号转为基带信道(basebandchannel)，以分离的脉冲状态形式将信号藉一反快速傅利叶转换(IFFT)单元203转为频域的信号。接着由一训练信号取得单元206接收到信号中的训练信号，经信道估计单元207估计该信号的干扰量，则之后的等化运算(equalization)单元204藉以校正频域中的信号数据，最后由解码单元205进行校正后的解码输出。已知技术虽有针对RF信号中的干扰来补偿或校正，但并无考虑射频(RF)组件中的直流电干扰信号的效应，本发明所提的方法与装置是于OFDM系统仿真时得出对应各种调制类型(modulationtype)，例如BPSK、QPSK、16-QAM、64-QAM等，与频率偏移量(frequencyoffset)作一权值查表(weightinglook-uptable)，针对OFDM信号受直流源的干扰的子载波在解码单元给予不同的权值，以达到OFDM系统抗直流干扰的目的。
发明内容本发明为一种正交频分多路复用(OFDM)系统抗直流干扰的方法及其装置，接收端可以使用高频滤波器去滤除直流干扰源，然而高频滤波器同时也会造成伤害到靠近直流源附近的子载波信号。另一个方法是用直流消除器消除直流干扰源，也就是说在接收端先估测出直流干扰量，然后用此估测值去消除此直流干扰源，此方法可以降低伤害较少的子载波数目，但是由于估测直流干扰量时有估测误差，尤其是当系统有频率偏移时，直流干扰量的估测误差更大，所以用直流消除器消除直流后，依然存在有残余的直流源干扰直流源附近的子载波信号。所以必须再寻找一个更有效的方法去抵直流干扰源，才能提高OFDM通信系统的性能。因为频率偏移量而使得OFDM系统的某些子载波受到直流源的干扰，所以可对应各种调制类型(modulationtype)，例如BPSK、QPSK、16-QAM、64-QAM等，与频率偏移量(frequencyoffset)作一权值查表(weightinglook-uptable)给解码单元，在解码时针对受干扰的子载波给予不同的权值，达到OFDM系统抗直流干扰的目的。本发明抗直流干扰的方法步骤包括有由一RF模块接收OFDM信号；以一解调电路解调该OFDM信号；引入一权值查表；利用查表方式，依一调制类型与一频率偏移量在解码单元对于受干扰的子载波给予不同的权值。而其中权值查表是事先制作好，包括的步骤有OFDM系统中的RF模块，产生各种不同频率偏移量的OFDM的测试信号；接收端的RF模块接收该OFDM系统的测试信号，且接收端的RF模块具直流干扰源；为了使接收端拥有较少的封包错误率，该权值查表是依据该信号的调制类型与该频率偏移量产生。其一实施例所包括的装置有一RF模块，是为经一通信信道接收一OFDM信号的装置；一直流干扰源估计单元，是电连接该射频模块，以接收自该射频模块产生的直流源；一解调电路，是电连接该RF模块；一频率偏移估计单元，是电连接该解调电路，以针对该OFDM信号做一频率偏移估算，再依据该频率偏移量与一调制类型的对应得一权值查表；以及一解码器，是电连接该解调电路，并对应该权值查表对受干扰的子载波给予不同权值再解码输出。图1所示为美国专利No.6,487,253所述的干扰过程中的OFDM频道响应估计方法的系统架构示意图；图2A为基带信号与频率偏移示意图；图2B为基带信号与频率偏移示意图；图2C为基带信号与频率偏移示意图；图3所示为本发明正交频分多路复用架构的OFDM系统架构示意图；图4所示为本发明OFDM系统运作前的直流源估计与补偿的最佳实施例示意图；图5为本发明抗直流干扰方法中权值查表产生的步骤流程图；图6为本发明正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法步骤流程图。图号说明201RF模块202接收系统203反快速傅利叶转换单元204等化运算单元205解码单元206训练信号取得单元207信道估计单元40传送端41通信信道42RF模块43解调电路44等化电路45解码器46权值查表401输入信号402调制电路403数字模拟转换器404RF模块47直流干扰源估计单元48频率偏移估计单元49模拟数字转换器具体实施方式在正交频分多路复用(OFDM)的系统中，因环境或其中组件的因素造成信号传输时的干扰，尤其如RF组件中直流源(DC)的干扰，如图2A为传送端的OFDM信号的基带信号频谱，若接收端于解调(demodulate)时没有频率偏移(frequencyoffset)的现象，接收到的基带信号频谱应如图2B所示，直流干扰源会干扰到OFDM系统的DC子载波，由于通常OFDM系统的DC子载波是一个空的子载波，不载任何信号，所以此时直流干扰源没有干扰到OFDM系统。但是若解调时有OFDM系统中传送端与接收端之间因振荡频率不同而产生的频率偏移现象，接收到的基带信号频谱如图2C所示，直流干扰源会因为频率偏移量的大小，而干扰到OFDM系统的某些有载信号的子载波，因此会造成OFDM系统解码的错误与偏差，故本发明藉预先建立的权值查表(weightinglook-uptable)，依据不同频率偏移量，并给予不同的权值，使在解码端能以可靠的信息来保护不可靠的信息，以达到抗直流干扰源的目的。如图3所示的正交频分多路复用架构的OFDM系统架构示意图，OFDM系统可概分为信号传输端、信号接收端与其间的通信信道(channel)。如图所示，传送端40有一输入信号401经调制电路402滤波，由此调制电路402由反离散傅利叶转换(lnverseDiscreteFourierTransform，IDFT)由频域(frequencydomain)信号转换至时域(timedomain)信号，再由数字模拟转换器403将数字信号转换为模拟信号。此时，模拟信号由传送端40的RF模块404传送，经通信信道(channel)41，其介质如空气等，由OFDM接收器的射频(RF)模块42接收后，将信号传输至接收端内部电路，包括有信号转换的模拟数字信号转换器49的转换，再由解调电路43做离散傅利叶转换(DiscreteFourierTransform，DFT)，然后再传送至一等化电路44，将各子载波作通信信道失真的补偿，最后经解码器45得出输出信号。本发明可在接收端先使用直流消除器消除大部分的直流干扰源并补偿频率偏移量，然后，再配合调制类型与频率偏移量，设计一权值查表(weightinglook-uptable)46，针对受干扰的子载波(sub-carrier)在解码器45进行解码时给予不同的权值。即受干扰的子载波给予较小的权值，达到以可靠的信息保护不可靠的信息的目的。而图4所示为抗直流干扰的OFDM系统架构示意图。在一OFDM系统测试时，由图3所示的传送端40发送OFDM信号经由通信信道41传送至近端的RF模块42，再以模拟数字转换器49转换信号，因为RF模块42本身产生的直流源效应干扰OFDM信号，故本发明可设置一电连接该RF模块42的直流干扰源估计单元47作为消去直流源效应的实作电路，其一实施例可由RF模块42收到的信号经一低通滤波器(low-passfilter)将高频干扰部分滤掉，再将多笔干扰信号由一平均运算单元作一平均值运算得出直流干扰的估计值。消除直流干扰后，用一频率偏移估计单元48，针对该收到的信号做频率偏移补偿，然后再依据此频率偏移量与该调制类型的对应得一权值查表(weightinglook-uptable)46，当该信道的子载波经等化电路44进入解码器45解码时，即对应此权值查表46对受干扰的子载波给予不同权值。上述的调制类型(modulationtype)是如正交幅度调制(QuadrantAmplitudeModulation，QAM)等的传输方式，各种信号型态对环境或组件来的噪声有不同的抵抗能力，其型态信息可由各OFDM信号文件头(header)得知，故本发明于设计该权值查表时，即针对不同的调制类型再配合频率偏移量给予不同的权值。当实际OFDM系统运作时，于解码时即对应此事前藉仿真(simulation)制作的权值查表针对不同情况给予受干扰的子载波不同的权值。图5为本发明抗直流干扰方法的权值查表产生步骤流程。OFDM系统中接收端的RF模块接收来自传输端的信号，在产生权值查表的步骤中，可以由该OFDM系统中的RF模块产生多个测试信号(步骤S60)，侦测直流干扰源(步骤S61)，且估算出系统RF模块对系统的频率偏移量(步骤S62)；依据不同的调制类型与系统的频率偏移产生一权值查表(步骤S63)。最后针对受干扰的子载波解码时给予不同的权值，以达到本发明抗直流干扰的目的。请参阅图6所示本发明正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法步骤流程图。开始时，由OFDM系统中RF模块接收由传输端产生的OFDM信号，为一多载波的信号(multi-carrier)(步骤S71)；经一转换器将接收的模拟信号转换为数字信号(步骤S72)；由以离散傅利叶转换电路实现的解调电路进行信号解调，其中离散傅利叶转换电路为反快速傅利叶转换与快速傅利叶转换之实作电路(步骤S73)；经等化电路修正通信信道的失真现象(步骤S74)；于信号进入解码器时，引入一事先制作的权值查表(步骤S75)；利用查表方式，依不同的调制类型与频率偏移量给予受干扰的子载波不同的权值(步骤S76)；解码出有权值效应的信号(步骤S77)；经由上述步骤可将权值较高的可靠信号保护权值较低的不可靠信号，以达到本发明的目的。综上所述，本发明为一正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法与其装置，是针对RF组件产生的直流源效应干扰OFDM信号而提出一权值查表，对受直流干扰源的子载波给予不同权值，以可靠的信号保护不可靠的信号达到抗直流干扰的目的，实为一不可多得的发明物品，及具产业上的实用性、新颖性及进步性，完全符合发明专利申请要件，爰依法提出申请，敬请详查并赐准本案专利，以保障发明者权益。惟以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即拘限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图标内容所为之等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内，合予陈明。权利要求1.一种正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法，其特征在于该方法至少包含下列步骤由一射频模块接收一正交频分多路复用信号；由一解调电路解调该正交频分多路复用信号；引入一权值查表；利用查表方式，依一调制类型与一频率偏移量给予各受干扰的子载波不同的权值；以及解码出有权值效应的信号。2.如权利要求1所述的正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法，其特征在于该频率偏移量由该正交频分多路复用系统的一传送端与一接收端之间的振荡频率不同而产生。3.如权利要求1所述的正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法，其特征在于该解调电路可以一离散傅利叶转换电路来实现。4.如权利要求1所述的正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法，其特征在于该调制类型由该正交频分多路复用系统信号的文件头信息得知。5.如权利要求1所述的正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法，其特征在于该权值查表为预先制作的查表，产生的方法步骤包括产生多个多载波的测试信号，由该正交频分多路复用系统中的该射频模块产生；接收来自该正交频分多路复用系统传输端的测试信号，由接收端的该射频模块接收；估算出频率偏移量；以及产生该权值查表，依据该信号的调制类型与该频率偏移量产生。6.如权利要求5所述的正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法，其特征在于于该接收来自该正交频分多路复用系统传输端的测试信号的步骤后，以一电连接该射频模块的一直流干扰源估计单元估算该射频模块对该正交频分多路复用系统产生的直流干扰源。7.如权利要求5所述的正交频分多路复用系统抗直流干扰的方法，其特征在于该估算出频率偏移量的步骤是以一电连接该解调电路的频率偏移估计单元达成。8.一种正交频分多路复用系统抗直流干扰的装置，其特征在于该装置至少包括有一射频模块，为经一通信信道接收一正交频分多路复用信号的装置；一直流干扰源估计单元，是电连接该射频模块，以接收自该射频模块产生的直流源；一解调电路，是电连接该射频模块；一频率偏移估计单元，是电连接该解调电路，以针对该直流源做一频率偏移估算，再依据该频率偏移量与一调制类型的对应得一权值查表；以及一解码器，是电连接该解调电路，并对应该权值查表对受干扰的子载波给予不同权值再解码输出。9.如权利要求8所述的正交频分多路复用系统抗直流干扰的装置，其特征在于该直流干扰源估计单元以一低通滤波器连接一平均运算单元达成。10.如权利要求8所述的正交频分多路复用系统抗直流干扰的装置，其中该解调电路可以一离散傅利叶转换电路来实现。全文摘要本发明为一种正交频分多路复用(OFDM)系统抗直流干扰的方法及其装置，是于一OFDM系统仿真时得出对应各种调制类型(modulationtype)与系统的频率偏移量(frequencyoffset)造成直流源对系统的干扰程度，作一权值查表(weightinglook－uptable)，并于解码时依据此权值查表，给受干扰的子载波予不同的权值，以可靠的信号来补偿受到干扰的不可靠信号，以达到OFDM系统抗直流干扰的目的。文档编号H04L27/26GK1744590SQ200410074108公开日2006年3月8日申请日期2004年8月31日优先权日2004年8月31日发明者侯文生申请人:矽统科技股份有限公司