载波频率偏移校正方法
【技术领域】
[0001]本发明所揭露的实施例相关于校正载波频率偏移，尤指一种应用在正交频分复用(Orthogonal Frequency Divis1n Multiplexing, OFDM)接收机的载波频率偏移校正方法。
【背景技术】
[0002]在一正交频分复用通讯系统中，例如图1所不的正交频分复用通讯系统100, —般来说，由于其中的一发送端102与一接收端104各自的振荡器(未显示于图中)之间具有频率差异，因此接收端104的一混频器(mixer)106会出现载波频率偏移(Carrier FrequencyOffset, CFO)的问题；此外，就接收端104的一模拟数字转换器(Analog to DigitalConverter, ADC) 108来说,贝U会有取样频率偏移(Sample Cock Offset, SCO)的问题。
[0003]载波频率偏移和取样频率偏移为破坏系统载波正交性的主因，在没有校正或是校正不足的情况下，往往导致严重的载波干扰(Inter Carrier Interference, ICI),因此，如何在正交频分复用接收机中进行载波频率偏移的校正实为关键。目前针对上述问题的解决方式为利用锁相回路(Phase Lock Loop, PLL)来帮忙完成载波频率偏移的校正，如图2所示，一锁相回路200其运作原理为先利用一相位侦测器(Phase Detector, PD)202找出一输入讯号与一本地时钟脉冲之间的相位差，再进一步经由数学运算来求出一频率差，以及经过一回路滤波器204之后，再依据该频率差来调整一电压控制振荡器(Voltage-Controlled Oscillator, VC0)206的输出时钟脉冲进而改变本地振荡器的频率，达到载波频率偏移的校正或追踪，然而，锁相回路通常以模拟方式来实作，不仅设计的难度较高，且易受制程飘移的影响，同时耗费较多芯片面积。
[0004]除此之外，公知公知的作法另有仅依靠数字讯号处理的方式来实现者，具体来说，即是不利用模拟电路或是射频电路来作校正，而是单纯地由基带(Base band, BB)数字电路作载波频率偏移估计，并通过讯号处理的方式作载波频率偏移的补偿，进而消除载波干扰的影响。一般而言，除了估计与补偿外，在信号中可以基于导频讯号(Pilot signal)对载波频率以及取样频率作持续地追踪(CFO tracking&SCO tracking),让估计或补偿不够准确的问题所造成的影响降至最低。然而，使用基带数字电路作载波频率偏移的校正虽较简易，但有可能产生以下问题，其一为混频器之后的直流项滤波器(DC Notch Filter)有可能会使得受到载波频率偏移的影响因而往直流靠近的讯号被过滤掉，导致无法还原。其二为当载波频率偏移较严重时，有可能会因为前导码符号(preamble symbol)侦测或译码错误，使得数字电路的载波频率偏移估计能力大幅下降。
[0005]因此，此领域中亟需一种新颖的载波频率偏移校正方式，以降低成本以及失误率。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一在于提供一种应用在正交频分复用接收机的载波频率偏移校正方法，以解决上述的问题。
[0007]依据本发明所揭露的一实施例，揭露一种载波频率偏移校正方法，用于校正一接收机的载波频率偏移，该载波频率偏移校正方法包含有:接收由一数字载波频率偏移估计所产生的至少一载波频率偏移估计值；依据该至少一载波频率偏移估计值来产生一载波频率偏移调整值；以及依据该载波频率偏移调整值来调整该接收机的一振荡器的一振荡器频率。
[0008]依据本发明所揭露的另一实施例，揭露一种机器可读媒体，储存一程序代码，当该程序代码被一处理器所执行时，该程序代码会致使该处理器执行以下的步骤以校正一接收机的载波频率偏移:接收由一数字载波频率偏移估计所产生的至少一载波频率偏移估计值；依据该至少一载波频率偏移估计值来产生一载波频率偏移调整值；以及依据该载波频率偏移调整值来调整该接收机的一振荡器的一振荡器频率。
[0009]相较于公知技术，本发明所提出的应用在正交频分复用接收机的载波频率偏移校正方法，可显著地减少模拟电路的复杂度，并且强化单纯数字校正方法的校正能力。
【附图说明】
[0010]图1为公知的正交频分复用通讯系统的示意图。
[0011]图2为公知的锁相回路的示意图。
[0012]图3为本发明载波频率偏移校正方法的实施例的流程图。
[0013]图4为本发明依据本发明应用于载波频率偏移校正的机器可读媒体的实施例的示意图。
[0014]其中，附图标记说明如下:
[0015]100正交频分复用通讯系统
[0016]102发送端
[0017]104接收端
[0018]106混频器
[0019]108模拟数字转换器
[0020]200锁相回路
[0021]202相位侦测器
[0022]204回路滤波器
[0023]206电压控制振荡器
[0024]S300 ?S320 步骤
[0025]400计算机系统
[0026]402处理器
[0027]404机器可读媒体
【具体实施方式】
[0028]在说明书及后续的权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中普通技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此为包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
[0029]本发明主要依据公知接收机中的数字载波频率偏移计算电路基于数字载波频率偏移估计所产生的载波频率偏移估计值，来产生载波频率偏移调整值，其中该数字载波频率偏移估计可为公知的一般作法，举例来说，该数字载波频率偏移估计特色为不利用模拟电路或是射频电路来作估计，而是单纯地由基带(Base band, BB)数字电路作载波频率偏移估计，其估计原理可以由系统规范所定义，或者是设计者使用另外的算法来实现。而本发明的特征在于针对该数字载波频率偏移估计所产生的该载波频率偏移调整值进行处理，并进一步将处理过后的讯号回授至模拟电路来调整接收机的前端的时钟脉冲讯号的源头振荡器频率，而非仅在接收机的后端的数字基带电路进行补偿。详细说明如下。
[0030]请参考图3,图3为依据本发明载波频率偏移(Carrier Frequency Offset, CFO)校正方法的一实施例的流程图。载波频率偏移校正方法3可应用于一正交频分复用(Orthogonal Frequency Divis1n Multiplexing, 0FDM)接收机。载波频率偏移校正方法3为依据该正交频分复用接收机中的一载波频率偏移计算电路所产生的一载波频率偏移估计值CF0_est以及该正交频分复用接收机中的一振荡器的一控制电容值Crystal_cap的单位电容值所对应的一频率偏移量Λ F与一频率偏移方向，来计算一载波频率偏移调整值CFO(即该振荡器的一电容调整量Λ ΜΡ)。在步骤S302中，为了减少过度的调整以及排除极端的状况，可将一特定时段T之内所有的载波频率偏移估计值CF0_est中的极端值排除，并对剩下的载波频率偏移估计值CF0_est进行平均。例如，可将一特定时段T之内所有的载波频率偏移估计值CF0_est中的最大以及最小值排除，并对剩下的载波频率偏移估计值CF0_est进行平均，以得到一去极端值平均载波频率偏移估计值CF0_ave_without_maxmin,并将去极端值平均载波频率偏移估计值CF0_ave_without_maxmin当作特定时段T之内的一平均载波频率偏移估计值CF0_ave。应注意的是，由于偏移的方向可能系偏快或是偏慢，因此平均载波频率偏移估计值CF0_ave可能是正值或是负值。
[0031]接下来，在步骤S304中，会判断取绝对值后的平均载波频率偏移估计值I CF0_ave I是否小于一临界值C1cm以及一旗标bl