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TWI339051B - Method for controlling the signal gain of a mb-ofdm baseband receiver - Google Patents

Method for controlling the signal gain of a mb-ofdm baseband receiver Download PDF

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TWI339051B
TWI339051B TW095143718A TW95143718A TWI339051B TW I339051 B TWI339051 B TW I339051B TW 095143718 A TW095143718 A TW 095143718A TW 95143718 A TW95143718 A TW 95143718A TW I339051 B TWI339051 B TW I339051B
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TW
Taiwan
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signal
symbol
gain
symbol boundary
orthogonal
Prior art date
Application number
TW095143718A
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TW200744343A (en
Inventor
Richard C Lin
Chen Jung Lin
Original Assignee
Via Tech Inc
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Publication date
Application filed by Via Tech Inc filed Critical Via Tech Inc
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Publication of TWI339051B publication Critical patent/TWI339051B/zh

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Description

1339051 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於多頻帶正交分頻多工(]\411出8311(1-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MB-OFDM)系 統,特別是有關於多頻帶正交分頻多工系統之自動增益控 制(Automatic Gain Control, AGC)。 【先前技術】
正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系統已經於業界使用40年之久,並已 被多種現行的通信標準採用,以供基頻通信之用,例如 IEEE 802.1 la/g/n、ADSL、WiMAx、DAB 以及 DVB 等通 信標準。多頻帶正交分頻多工(MB-OFDM)系統之頻帶範圍 起自3.1 GHz而終於10.6GHz ’該頻帶範圍進一步被分割為 14個次頻帶(sub-band),每一次頻帶之頻寬為528MHz。較 藝 小頻寬之次頻帶可降低基頻接收器的設計複雜度以降低系 統的生產成本,並增進整個系統的頻帶操作彈性。 第1圖為正交分頻多工(OFDM)符元於—多頻帶正交 分頻多工系統中進行傳輸的示意圖。由於第1圖中之時域 頻域交錯(time-frequency interleaving, TFI)預先假設僅於三 . 個次頻帶上進行,因此圖中只顯示出三個次頻帶,分別為 . 頻道122、124與126,其中每一次頻帶的頻寬為528MHz。 第一正交分頻多工符元104首先於頻道122上進行傳輸, 接著第二正交分頻多工符元108於頻道124上進行傳輸,
Client’s Docket No.:VIT06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 1339051
接著第三正交分頻多工符元、112於頻道126上進行傳輸, 之後第四正交分頻多工符元再次於頻道122上進行傳輸, 如此持續進行下去。每一符元持續242.42毫秒(ns),其中 於528MHz的取樣頻率下每一符元包含了 128個樣本。每 一付元的尾端被插入補零字尾(zero-padding suffix),例如 補零字尾106、110與114。每一補零字尾持續70.08毫秒 且包含37個樣本。插入補零字尾的作用是為了確保傳輪端 與接收端有足夠的時間以將目前的傳輸頻道(次頻帶)轉換 至下一傳輸頻道。多頻帶正交分頻多工系統甲所進行之傳 輸頻道的轉換被稱為跳頻(frequency hopping)。 自動增益控制(AGC)為一控制基頻接收器之信號增益 的機制。由於當信號於傳輸端與接收端之間傳輸時會受到 衰減’因此在信號被接收端進一步處理前,接收端必須將 信號之強度放大到適於處理的程度。因此,必須事先量測 所接收的信號之前置信號(preamble)的強度,以便讓自動增 ϋ控制機制決定信號增益’以供放大信號之用。一般正交 分頻多工系統之短前置信號包括10個連續的短前置符 兀’而在量測正交分頻多工系統之短前置符元的信號強度 時並不會發生問題。 然而,在多頻帶正交分頻多工系統中,前置信號包含 了 18個符元,並且於符元間穿插了補零字尾。第2圖顯示 多頻帶正交分頻多工接收器所收到的前置信號之信號強 度。前置信號之符元212被夾擠於符元邊界2〇4與2〇6之 間’而僅僅介於符元邊界間的信號樣本才能用以量測信號
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT*s Docket No:0608-A40793-TW/FinalAruan/ 1339051 強度。這是因為在符元邊界之外即為補零字尾區域,在補 零字尾中除了噪音外並無信號存在,如補零字尾21〇。若 自動增益控制機制在量測信號強度時量測到補零字尾,則 , 信號強度會包含了噪音的信號強度在内,而真實的信號強 ^ 度會與量測到的值差異甚多。此信號強度的量測誤差會進 一步造成自動增益控制機制決定信號增益上的錯誤。因 此’若前置信號的補零字尾被量測,將造成接收器效能的 下降。 【發明内容】 有鑑於此,本發明之目的在於提供一種決定多頻帶正 交分頻多工基頻接收器之信號增益的方法,以解決習知技 術存在之問題。首先1憤測一信號之符元邊界(symbol boundary),其中符元邊界標示出信號之前置訊號符元 (preamble symbol)的起點。接著,根據符元邊界,量測信 號之強度’使得訊號之補零區域(zer0-padding section)之信 每 號強度不會被量測。接著,依據量測信號得到之強度,決 定放大信號之增益值(gain magnitude)。最後,依據增益值 放大信號。 本發明更提供一種多頻帶正交分頻多工基頻接收器。 多頻帶正交分頻多工基頻接收器包括射頻模組(radi〇 • frequency module)、類比至數位轉換器(anal〇g t〇 digital
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT,s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ converter,ADC)、符元邊界偵測模組、以及自動增益控制 (automatic gain control, AGC)模組。射頻模組接收一射頻信 f虎以產±-類比信I虎’並依據一增益值放大類比信號。類 1339051 比至數位轉換器轉換類比信號為一數位信號。符元邊界偵 測模組偵測數位信號之符元邊界(symbol boundary),以產 生一符元邊界信號。自動增益控制模組根據符元邊界信號 量測信號之強度以使得訊號之補零區域(zer〇_padding section)之信號強度不會被量測,並依據量測信號得到之強 度決定放大#號之增益值(gain magnitude),且產生表示增 益值之一增盃信號。其中射頻模組依據增益信號以調整類 比信號之增益值。 本發明更提供一種決定多頻帶正交分頻多工基頻接收 器之信號增益的方法。首先,偵測一信號之符元邊界,其 中符元邊界標示出信號之前置訊號符元的起點。接著,等 待直到發現第一符元邊界。接著,於偵測到第一符元邊界 之後,量測信號之第一強度’使得信號之補零區域 (zero-padding section)之信號強度不會被量測。接著依據由 第一強度決定之第一增益值放大信號。接著,再次等待直 到發現第二符元邊界。接著,於偵測到第二符元邊界之後, 量測信號之第二強度,使得信號之補零區域之信號強度不 會被量測。最後,依據由第二強度決定之第二增益值放大 仏號。其中第一增益值之調整精細度(adjusting scale)大於 第一增益值之調整精細度。 本發明更提供一種符元邊界偵測模組,用以偵測一多 頻帶正交分頻多工基頻接收器的信號之符元邊界,其中符 元邊界偵測模組耦接至一自動増益控制模組。符元邊界偵 測模組包括匹配濾波器(matched filter)及比較模組。匹配濾
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT s Docket No;0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 1339051 波器將信號之前置訊號符元與前置訊號符元之預設基底序 列(predetermined base sequence)進行相關性(correlating)運 算’以產生一匹配和(matched sum)。比較模組比較匹配和 所導出之值與至少一門檻值(threshold value),以決定符元 邊界的位置’並據此產生指示符元邊界的位置之一符元邊 界信號。其中自動增益控制模組根據符元邊界信號量測信 5虎之強度以使付sfl5虎之補零區域(zero_pa(jding section)之 信號強度不會被量測’並依據量測信號得到之強度決定放 _験大信號之增益值。 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 明顯易懂,下文特舉數較佳實施例,並配合所附圖示,作 詳細說明如下: 【實施方式】 第3圖為依據本發明之多頻帶正交分頻多工基頻接收 器300的區塊圖。多頻帶正交分頻多工基頻接收器3〇〇包 • 括天線3〇2、射頻模組304、類比至數位轉換器(anal〇g t〇 digital converter,ADC)306、自動增益控制(aut〇matic gain control,AGC)模組308、符元邊界偵測模組31〇、以及基頻 處理器320。多頻帶正交分頻多工發送器所發出的射頻信 號首先被射頻棋組304經由天線302接收,以得到一類比 • 信號。類比至數位轉換器接著將類比信號轉換為數位 信號。符元邊界偵測模組310接著偵測數位信號之符元邊 界(symbol bcnimdary)以產生一符元邊界信號。自動增益控 制模組308接著依據符元邊界信號,以對於夾擠於符元邊
Client’s Docket N〇.:V1T06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 9 1339051 界了的數位信號之信號強度進行量測,以使數位信號之補 零區域(zero padding section)的信號強度不會被量測到。自 ,増益控制模組308接著依據信號強度決定用以放大類比 佗旒之增应(§&111)大小,並產生一增益信號以表示該增益 值。當射頻模組304收到增益信號後,便可依據增益值放 大該類比信號。 舉例來§兒,若符元邊界偵測模組31〇產生一符元邊界 #唬,標示第2圖中符元212的起始邊界204,則自動增 益杈組308可對數位信號出現於起始邊界2〇4之後的樣本 進行夏測,以量測信號強度。如此,則補零字尾21〇的樣 本不會被量測到,而由於補零字尾未被量測,量測後所得 到的信號強度可以變得十分精確。若自動增益控制模組 308每次量測信號強度時均僅對符元邊界内的信號樣本進 行里測,則可以藉此精確地估測信號所需的增益值。因此, 類比信號將根據增益值而合宜地被放大。 符元邊界偵測模組310包括一匹配濾波器312及一比 較模組314。匹配濾波器312將該數位信號之前置符元的 樣本與θ亥刖置符元的預設基底序列(pre(jetermined base sequence)進行相關性(correlating)運算,以產生一匹配和 (matched sum)。比較模組314接著將該匹配和所導出之值 與至少一門檻值(threshold value)進行比較,以決定符元邊 界的位置。舉例來說,匹配和所導出之值可以為該批配和 之絕對值。一旦偵測到符元邊界,比較模組314便產生該 符元邊界信號,以標示出對應於符元邊界的樣本。於是,
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 10 1339051 自動增益控制模組308可依據符元邊界信號找出符元邊界 的位置。
第4圖為依據本發明之匹配濾波器400的區塊圖,匹 配濾波器400為第3圖之匹配濾波器300的一實施例。匹 配濾波器400包括第一延遲線402、第二延遲線404、以及 基底序列暫存器(base sequence register)406。基底序列暫存 器406用以儲存前置符元的預設基底序列的樣本,該等樣 本被信號發送端重複傳送以作為該多頻帶正交分頻多工信 號的前置符元。該預設基底序列的樣本數目假定為128 個。同樣的,第一延遲線402與第二延遲線404亦包含128 個延遲單元(delay cell)以同時儲存128個樣本。多頻帶正 父分頻多工信號的前置符元假設包含一同相分量(in_phase component)及一正交分量(quadrature component)。該同相分 量被送至第一延遲線402,其中包含的每一延遲單元將該 同相分量的樣本延遲一樣本區間(sampling period)。於是, 第一延遲線402總共產生了 128個延遲同相樣本,該等延 遲同相樣本是由同相分量的樣本分別被延遲1至128個樣 本區間而產生。舉例來說,自延遲單元412、414、及416 輸出的延遲同相樣本分別被延遲了 1、2、及128個樣本區 間。另外,正交分量則被送至第二延遲線404,其中包含 的每一延遲單元將該正交分量的樣本延遲一樣本區間。於 是,第二延遲線404總共產生了 128個延遲正交樣本,該 等延遲正交樣本是由正交分量的樣本分別被延遲1至128 個樣本區間而產生。舉例來說,自延遲單元422、424、及
Client’s Docket Νο.:νΐΤ06·0040 TT*s Docket No:0608-A40793-TW/FinalAruan/ (5 ) 輸出的延遲正交樣本分別被延遲了卜2、及⑶個樣 本區間。 匹配;慮波器4〇〇亦包括轉接於第一延遲線搬與基底 歹j暫存,406的複數第—乘法器,例如乘法器442、444、 及446。每-第—乘法接於第—延遲線術的一延遲 單元與基底序㈣存器4G6對應於該延遲單元的 一暫存器 之間’分別將-延遲同相樣本與—相對應的基底序列樣本 相乘以得到—同相相關性乘積(in-phase correlated product)。接著,自該等第__乘法器輸出的該等同相相關性 乘積被第-加法H 448加總以產生制相匹配和。同樣 的,匹配濾波器400亦包括耦接於第二延遲線4〇4與基底 序列暫存器406的複數第二乘法器,例如乘法器452、454、 及456。每一第二乘法器耦接於第二延遲線4〇4的一延遲 單元與基底序列暫存器406對應於該延遲單元的一暫存器 之間,分別將一延遲正交樣本與—相對應的基底序列樣本 相栗以知到正父相關性乘積(quadrature correlated product)。接著,自该等第二乘法器輸出的該等正交相關性 乘積被第二加法器458加總以產生該正交匹配和。同相批 配和與正交批配和共同喊匹配濾波器獅所輸出的批配 合。 第5圖為依據本發明之比較模組5〇〇的區塊圖。比較 模組500為第3圖之比較模组314的—實施例。比較㈣ 500包括-絕對值模組5G2及—比較器綱。絕對值模組 5 02依據匹配㈣器輸出之同相抵配和及正交匹配和以計
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT's Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 12 1339051 算匹配和之絕對值。比較器504接著將該絕對值與一門檻 值比較以決定是否符元邊界於此點發生。舉例來說,若由 一樣本計算出的批配和之絕對值超過門檻值時,對應於該 批配合的樣本即被認為是符元邊界的對應點,而符元邊界 信號亦在此時被觸發,以指示符元邊界的發生。
第6圖為依據本發明之比較模組600的區塊圖。比較 模組600為第3圖之比較模組314的另一實施例。比較模 組600包括第一比較器602、第二比較器604、第三比較器 606與第四比較器608。比較模組600並不進行絕對值的計 算,而匹配濾波器輸出之同相批配和及正交匹配和皆有可 能為正值或負值。此時若同相批配和及正交匹配和超過一 正的高門檻值或低於一負的低門檻值,對應於該同相批配 和或正交匹配和的樣本被判定為符元邊界。因此,第一與 第二比較器602及604將同相匹配和分別與高門檻值及低 門檻值進行比較,以分別產生第一、第二比較結果。第三 與第四比較器606及608將正交匹配和分別與高門檻值及 低門檻值進行比較,以分別產生第三、第四比較結果。比 較模組600更包括OR閘612、614、及616。OR閘612以 第一及第二比較結果為輸入信號,而OR閘614以第三及 第四比較結果為輸入信號。OR閘616接著對OR閘612及 616的輸出執行OR運算,以得到該符元邊界信號。因此, 若該第一、第二、第三、第四比較結果其中之一為真時, 符元邊界信號便會被觸發。 第7圖為依據本發明之決定多頻帶正交分頻多工基頻
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 (S ) TT’s Docket No:0608-A40793-TW/FinaI/Yuan/ 13 1339051 接收器之k號增益的方法7q〇的流程圖。多頻帶正交分頻 多工信號的符元邊界首先於步驟7〇2中進行偵測。若於步 驟704中偵測到符元邊界’則於步驟7〇6中對於介於符元 邊界之間的多頻帶正交分頻多工信號之信號強度進行量 測,以使多頻帶正交分頻多工信號之補零字尾不會被量測 到。接著,於步驟708中依據多頻帶正交分頻多工信號之 托號強度決定放大多頻帶正交分頻多工信號之增益值。最 後,於步驟710中依據所決定的增益值放大多頻帶正交分 頻夕工h號。方法700可以以更詳細的步驟以實施多頻帶 正父为頻多工基頻接收器之自動增益控制機制。 第8圖為依據本發明之決定多頻帶正交分頻多工基頻 接收器之彳§號增益的方法8〇〇的流程圖。方法8〇〇可被分 割為4個階段,其中第一階段8〇2與第二階段8〇4用來對 信號的增益值進行粗調節,而第三階段8〇6與第四階段8〇8 用來對信號的增益值進行細調節。每一階段都可以運用方 法700以進行增益的調節。假定自動增益控制模組可控制 一低噪音放大器(low noise amplifier, LNA)以及一可變增 益放大器(variable gain amplifier,ν(Μ)。低噪音放大器及 可變增益放大器兩者均可依據自動增益控制模組決定的增 益值以對信號進行放大,但低噪音放大器之調節精細度 (adjusting scale)較大而只能進行粗調,而可變增益放大器 之調節精細度較小而可進行微調。因此,第—及第二階段 同時採用低噪音放大器及可變增益放大器兩者以放大信號 至一大致可接受的程度,再於第三及第四階段僅運用可變
Client’s Docket No.:VIT06-0040 TT's Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 14 1339051 增益放大器以對信號強度進行微調。 首先,自動增益控制模組於步驟854中等待多頻帶正 交分頻多工信號之封包出現。當侧到封包號,信號於步 驟856中被以―預設增益值進行放大。此信號放大的過程 需時0.5ms,以使減㈣錢達到敎㈣。同樣地, 後續每次信號放大時皆需等待此—時間,以使信號達到穩 疋,才此對彳§號進行後續處理。接著進行第一階段。首先 於步驟m +等待符元邊界的出現。接著,自動增益控制 模組便可於步驟814中依據符元邊界量測信號強度,以使 信號的補零字尾不會被量測。接著於步驟816中衡量是否 k號強度與一目標信號強度大致相吻合。若大致吻合,信 號僅需進行微調,因此可直接進行第三階段8〇6。否則, 信號需在步驟818中被放大。等到信號呈穩定,再進行第 二階段804 ’其中的步驟822、824、826、828均分別與第 一階段的步驟812、814、816、818相類似。 當放大後的信號呈穩定後’便進行第三階段806。由 於經過第一或第一階段的放大後信號強度已達到一大致可 接受的程度,第三及第四階段僅運用可變增益放大器對信 號強度進行微調。首先於步驟832中等待符元邊界的出 現。接著,自動增益控制模組便可於步驟834中依據符元 邊界量測信號強度’以使信號的補零字尾不會被量測。接 著於步驟836中依據根據信號強度所決定的增益值運用可 變增益放大器放大該信號。等到信號呈穩定,再進行第四 階段808,其中的步驟842、844、846均分別與第三階段
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT's Docket No:0608-A40793-TW/FinalAruan/ 15 1339051 的步驟822、824、826相類似。經過該四階段後,信號已 被恰當地放大,而自動增益控制模組可閒置直到封包載數 為止,然後在步驟854中繼續等待下一封包的出現,以進 行新一輪對信號的放大過程。
本發明提供一種決定多頻帶正交分頻多工基頻接收器 之信號增益的方法。多頻帶正交分頻多工基頻接收器被加 裝一符元邊界偵測模組,其可偵測前置信號之符元邊界起 點。信號強度將僅依據出現於符元邊界起點後的樣本進行 量測計算,因此補零字尾區域的信號不會被量測。於是, 信號強度可以的到精準的量測,而自動增益模組可以依據 信號強度恰當地決定信號的增益值,而信號也可依據增益 值被精確地放大。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以 限定本發明,任何熟習此項技術者,在不脫離本發明之精 神和範圍内,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
【圖式簡單說明】 第1圖為正交分頻多工符元於一多頻帶正交分頻多工 系統中進行傳輸的示意圖; 第2圖顯示多頻帶正交分頻多工接收器所收到的前置 信號之信號強度; 第3圖為依據本發明之多頻帶正交分頻多工基頻接收 器的區塊圖, 第4圖為依據本發明之匹配濾波器的區塊圖;
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/FinaI/Yuan/ 16 1339051 第5圖為依據本發明之比較模組的區塊圖; 第6圖為依據本發明之比較模組另一實施例的區塊 圖; 第7圖為依據本發明之決定多頻帶正交分頻多工基頻 接收器之信號增益的方法的流程圖;以及 第8圖為依據本發明之決定多頻帶正交分頻多工基頻 接收器之信號增益的方法另一實施例的流程圖。 【主要元件符號說明】
300〜多頻帶正交分頻多工基頻接收器; 302〜天線; 304〜射頻模組; 306〜類比至數位轉換器; 308〜自動增益控制模組; 310〜符元邊界偵測模組; 3 12〜匹配濾波器;
314〜比較模組; 320〜基頻處理器; 400〜匹配濾波器; 402、404〜延遲線; 406〜基底序列暫存器; 442、444、446、452、454、456〜乘法器; 448、458〜加法器; 500、600〜比較模組; 502〜絕對值模組;
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 17 TT*s Docket No:0608-A40793-TW/FinalA\ian/ 1339051 504、602、604、606、608〜比較器; 612、614、616〜OR 閘。
Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT^ Docket No:0608-A40793-TW/FinalAruan/ Ιβ ( S

Claims (1)

1339051 十、申請專利範圍: I 一種決定多頻帶正交分頻多工(]^11川8311(1-Orthogonal Frequency Division Multiplexing, MB-OFDM)基 頻接收器(baseband receiver)之信號增益的方法,該方法包 括下列步驟: 偵測一信號之符元邊界(symbol boundary),其中該符 元邊界標示出該信號之一前置訊號符元(preamble symbol) 的起點; • 根據該符元邊界,量測該信號之強度,使得該訊號之 一補零區域(zero-padding section)之信號強度不會被量測; 依據量測該信號得到之該強度,決定放大該信號之增 益值(gain magnitude);以及 依據該增益值放大該信號。 2. 如申請專利範圍第1項所述之決定多頻帶正交分頻 多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該符元邊界標示 出該信號之該前置訊號符元的開端,而該信號之強度是以 領I 該信號出現於該符元邊界之後的樣本進行量測。 3. 如申請專利範園第1項所述之決定多頻帶正交分頻 多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該符元邊界之偵 測包括下列步驟: 將該信號之該前置訊號符元(preamble symbol)與該前 置訊號符元之預設基底序列(predetermined base sequence) 進行相關性(correlating)運算,以產生一匹配和(matched sum);以及 Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 19 1339051 比較該匹配和所導出之值與至少一門權值(threshold value),以決定該符元邊界的位置。 4. 如申請專利範圍第3項所述之決定多頻帶正交分頻 多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該信號包含一同 相分量(in-phase component)及一正交分量(quadrature component),而該匹配和包含分別對應於該同相分量及該 正交分量的同相匹配和及正交匹配和。
5. 如申請專利範圍第4項所述之決定多頻帶正交分頻 多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該前置訊號符元 與該預設基底序列所進行之相關性運算包括下列步驟: 延遲該前置訊號符元之該同相分量1至η個取樣週期 (sampling period)以得到複數個延遲同相樣本,其中η為該 預設基底序列包含的樣本數目; 延遲該前置訊號符元之該正交分量1至η個取樣週期 以得到複數個延遲正交樣本;
將該等延遲同相樣本分別與該預設基底序列中對應的 樣本相乘,以得到複數個同相相關性乘積(in-phase correlated product); 將該等延遲正交樣本分別與該預設基底序列中對應的 樣本相乘,以得到複數個正交相關性乘積(quadrature correlated product) i 將該等同相相關性乘積加總以得到該同相匹配和;以 及 將該等正交相關性乘積加總以得到該正交匹配和。 Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT's Docket No:0608-A40793-TW/FinalAruan/ 20 1339051 6.如申請專利範圍第4項所述之決定多頻帶正交分頻 多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該符元邊界的位 置之決定更包括下列步驟: 根據該同相匹配和與該正交匹配和,計算該匹配和之 絕對值;以及 比較該匹配和之該絕對值與一門檻值,以決定該符元 邊界。
7.如申請專利範圍第4項所述之決定多頻帶正交分頻 多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該符元邊界的位 置之決定更包括下列步驟: 比較該同相匹配和與一高門檻值,以得到第一比較結 果; 比較該同相匹配和與一低門檻值,以得到第二比較結 果; 比較該正交匹配和與該高門檻值,以得到第三比較結 果;
比較該正交匹配和與該低門檻值,以得到第四比較結 果;以及 若該第一、第二、第三、或第四比較結果其中之一為 真,便致能一符元邊界信號,其中該符元邊界信號表示該 邊界的偵測結果。 8. —種多頻帶正交分頻多工(MultiBand - Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MB-0FDM)基頻接收器 (baseband receiver),包括: Clienfs Docket N〇.:VIT06-0040 21 TT's Docket No:0608-A40793-TW/FinalAruan/ 1339051 一射頻模組(radio frequency module),接收一射頻信號 以產生—類比信號,並依據一增益值放大該類比信號; 一類比至數位轉換器(analog to digital converter, ADC) ’耦接至該射頻模組,轉換該類比信號為一數位信號; 一符元邊界偵測模組,耦接至該類比至數位轉換器, 谓測該數位信號之符元邊界(symbol boundary),以產生一 符元邊界信號;以及
一自動增益控制(automatic gain control,AGC)模組,轉 接至該射頻模組、該類比至數位轉換器、及該符元邊界偵 測模組,根據該符元邊界信號量測該信號之強度以使得該 訊號之一補零區域(zero-padding section)之信號強度不會 被量測,並依據量測該信號得到之該強度決定放大該信號 之增益值(gain magnitude) ’且產生表示該增益值之—增益 信號; 其中該射頻模組依據該增益信號以調整該類比信號之 增益值。
9. 如申請專利範圍第8項所述之多頻帶正交分頻多工 基頻接收器,其中該符元邊界標示出該數位信號之前置訊 號符元(preamble symbol)的開端’而該自動增益控制模組 是以該數位信號出現於該符元邊界之後的樣本進行量測 數位信號之強度。 10. 如申請專利範圍第8項所述之多頻帶正交分頻多 工基頻接收器,其中該符元邊界偵測模組包括: 一匹配濾波器(matched filter) ’耦接至該類比至數位轉 Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 22 < S ) 1339051 換器,將該數位信號之前置訊號符元與該前置訊號符元之 預設基底序列(predetermined base sequence)進行相關性 (correlating)運算,以產生一匹配和(matched sum);以及 一比較模組,比較該匹配和所導出之值與至少一門檻 值(threshold value) ’以決定該符元邊界的位置,並據此產 生該符元邊界信號。
11. 如申請專利範圍第1〇項所述之多頻帶正交分頻多 工基頻接收器’其中該數位信號包含一同相分量(in_phase component)及一正交分量(quadrature component),而該匹配 和包含分別對應於該同相分量及該正交分量的同相匹配和 及正交匹配和。 12. 如申請專利範圍第u項所述之多頻帶正交分頻多 工基頻接收器,其中該匹配濾波器包括:
一第一延遲線(delay line),延遲該前置訊號符元之該 同相分量1至η個取樣週期(sarnpling period)以得到複數個 延遲同相樣本,其中η為該預設基底序列包含的樣本數目; 一第二延遲線,延遲該前置訊號符元之該正交分量1 至π個取樣週期以得到複數個延遲正交樣本; 一基底序列暫存器(base sequence register),儲存該預 設基底序列之複數基底序列樣本; 複數第一乘法器,耦接至該第一延遲線及該基底序列 暫存器,將該等延遲同相樣本分別與對應的該等基底序列 樣本相乘’以得到複數個同相相關性乘積(in_phase correlated product); Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 23 1339051 複數第二乘法器,耦接至該第二延遲線及該基底序列 暫存器,將該等延遲正交樣本分別與對應的該等基底序列 樣本相乘,以得到複數個正交相關性乘積(quadrature correlated product); 一第一加法器,耦接至該等第一乘法器,將該等同相 相關性乘積加總以得到該同相匹配和;以及 一第二加法器,耦接至該等第二乘法器,將該等正交 相關性乘積加總以得到該正交匹配和。 麵 13. 如申請專利範圍第11項所述之多頻帶正交分頻多 工基頻接收器,其中該比較模組包括: 一絕定值模組,耦接至該匹配濾波器,根據該同相匹 配和與該正交匹配和,計算該匹配和之絕對值;以及 一比較器(comparator),搞接至該絕對值模組,比較該 匹配和之該絕對值與一門檻值,以決定該符元邊界。 14. 如申請專利範圍第11項所述之多頻帶正交分頻多 工基頻接收器,其中該比較模組包括: 耱 一第一比較器 得到第一比較結果 一第二比較器 得到第二比較結果 一第三比較器 得到第三比較結果 一第四比較器 得到第四比較結果 比較該同相匹配和與一高門檻值,以 比較該同相匹配和與一低門檻值,以 比較該正交匹配和與該高門檻值,以 比較該正交匹配和與該低門檻值,以 以及 Client’s Docket No.:VIT06-0040 TT's Docket No:0608-A40793-TW/FinaI/Yuan/ 24 1339051 一 OR閘,耦接至該第一、第二、第三、及第四比較 器,於該第一、第二、第三、或第四比較結果其中之一為 真時致能該符元邊界信號,其中該符元邊界信號表示該邊 界的偵測結果。 15. —種決定多頻帶正交分頻多工(1^1^3311(1- Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MB-OFDM)基 頻接收器(baseband receiver)之信號增益的方法,該方法包 括下列步驟:
偵測一信號之一符元邊界(symbol boundary),其中該 符元邊界標示出該信號之前置訊號符元(preamble symbol) 的起點; 等待直到發現一第一符元邊界; 於偵測到該第一符元邊界之後,量測該信號之一第一 強度’使得該信號之一補零區域(zero-padding section)之信 號強度不會被量測;
依據由該第一強度決定之一第一增益值(gain magnitude)放大該信號; 再次等待直到發現一第二符元邊界; 於偵測到該第二符元邊界之後,量測該信號之一第二 強度,使得該信號之該補零區域之信號強度不會被量測; 以及 依據由該第二強度決定之一第二增益值放大該信號; 其中該弟一增益值之調整精細度(adjusting scale)大於 該第二增益值之調整精細度。 S Client’s Docket No.:VIT06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 25 1339051 16·如申請專利範圍第15項所述之決定多頻帶正交分 頻多工基頻接收器之信號增益的方法,其中依據該第一增 益值對於該信號之放大是同時藉由一低噪音放大器(low noise amplifier)與一可變增益放大器(variable gain amplifier),而依據該第二增益值對於該信號之放大是僅藉 由該可變增益放大器,其中該低噪音放大器之調整精細度 較該可變增益放大器之調整精細度為大。
Π.如申請專利範圍第15項所述之決定多頻帶正交分 頻多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該方法更包括 依據該第一強度是否達到一目標強度以決定是否繼續以該 第一增益值放大該信號。 18.如申請專利範圍第15項所述之決定多頻帶正交分 頻多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該第一與第二 符元邊界之偵測包括下列步驟:
將該信號之前置訊號符元(preamble symbol)與該前置 訊號符元之預設基底序列(predetermined base sequence)進 行相關性(correlating)運算,以產生一匹配和(matched sum);以及 比較該匹配和所導出之值與至少一門樓值(threshold value),以決定該第一與第二符元邊界的位置。 19·如申請專利範圍第15項所述之決定多頻帶正交分 頻多工基頻接收器之信號增益的方法,其中該相關性運算 是以一匹配濾、波器(matched filter)進行。 20. —種符元邊界偵測模組,用以偵測一多頻帶正交 Client’s Docket N〇.:VIT06-0040 TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 26 1339051 分頻多工(MultiBand — Orthogonal Frequency Division Multiplexing, MB-OFDM)基頻接收器(baseband receiver)的 信號之符元邊界(symbol boundary),耦接至一自動增益控 制(automatic gain control, AGC)模組,包括: 一匹配滤波器(matched filter),將該信號之一前置訊號 符元與該前置訊號符元之預設基底序列(predetermined base sequence)進行相關性(correlating)運算,以產生一匹配 和(matched sum);以及
一比較模組,比較該匹配和所導出之值與至少一門檻 值(threshold value),以決定該符元邊界的位置,並據此產 生指示該符元邊界的位置之一符元邊界信號; 其中該自動增益控制模組根據該符元邊界信號量測該 信號之強度以使得該訊號之一補零區域(zero-padding section)之信號強度不會被量測,並依據量測該信號得到之 該強度決定放大該信號之增益值(gain magnitude)。 21. 如申請專利範圍第20項所述之符元邊界偵測模 組,其中該信號包含一同相分量(in-phase component)及一 正交分量(quadrature component),而該匹配和包含分別對 應於該同相分量及該正交分量的同相匹配和及正交匹配 和。 22. 如申請專利範圍第21項所述之符元邊界偵測模 組,其中該匹配濾波器包括: 一第一延遲線(delay line),延遲該前置訊號符元之該 同相分量1至η個取樣週期(sampling period)以得到複數個 Client's Docket N〇.:VIT06-0040 TT's Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 1339051 延遲同相樣本’其中n為該預設基底序列包含的樣本數目; 一第二延遲線,延遲該前置訊號符元之該正交分量ί 至η個取樣週期以得到複數個延遲正交樣本; - 基底序列暫存器(base sequence register),儲存該預 設基底序列之複數基底序列樣本; 複數第一乘法器,耦接至該第一延遲線及該基底序列 暫存器,將該等延遲同相樣本分別與對應的該等基底序列 樣本相乘,以得到複數個同相相關性乘積(in_phase correlated product); 複數第二乘法器,耦接至該第二延遲線及該基底序列 暫存器,將該等延遲正交樣本分別與對應的該等基底序列 樣本相乘’以得到複數個正交相關性乘積(quadrature correlated product); 一第一加法器,耦接至該等第一乘法器,將該等同相 相關性乘積加總以得到該同相匹配和;以及 一第一加法器’耗接至該等第二乘法器,將該等正交 替㈣性乘積加總以得到該正交匹配和。 23. 如申請專利範圍第21項所述之符元邊界偵測模 組,其中該比較模組包括: 一絕對值模組,耦接至該匹配濾波器,根據該同相匹 配和與該正交匹配和’計算該匹配和之絕對值;以及 一比較器(comparator),耦接至該絕對值模組,比較該 ' 匹配和之該絕對值與一門檻值,以決定該符元邊界。 24. 如申請專利範圍第21項所述之符元邊界偵測模 Client’s Docket No.:VIT06-0040 28 ( S ) TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Fina!/Yuan/ 1339051 組,其中該比較模組包括:, 一第一比較器,比較該同相匹配和與一高門檻值,以 得到第一比較結果; 一第二比較器,比較該同相匹配和與一低門檻值,以 得到第二比較結果 一第三比較器 得到第三比較結果 一第四比較器 比較該正交匹配和與該高門檻值,以 比較該正交匹配和與該低門檻值,以 得到第四比較結果;以及 一 OR閘,耦接至該第一、第二、第三、及第四比較 器,於該第一、第二、第三、或第四比較結果其中之一為 真時致能該符元邊界信號,其中該符元邊界信號表示該邊 界的偵測結果。
Client’s Docket No.:VIT06-0040 .. Λ TT’s Docket No:0608-A40793-TW/Final/Yuan/ 29 '' ^
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