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    • 专利摘要:
    一種用於無線網路接收端以因應頻率偏移的方法與相關裝置。當接收前文訊號時，依據其中的長訓練符元提供一參考符元，並對參考符元進行一頻域轉換以產生一對應的參考頻譜。再者，對參考頻譜與一預設頻譜進行一相關性計算，據以提供一第一頻率偏移量。其中，前文訊號係攜載於複數個相異的副載波頻率，相鄰副載波頻率之間的頻率差異等於一副載波頻率間隔，而第一頻率偏移量係為副載波頻率間隔的整數倍。
    公开号:TW201320628A
    申请号:TW100140751
    申请日:2011-11-08
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Shao-Ping Hung；Tien-Hsin Ho；Tai-Lai Tung；Ching-Hsiang Chuang
    申请人:Mstar Semiconductor Inc；
    IPC主号:H04L27-00
    专利说明:
    用於無線網路的接收端以因應頻率偏移的方法與相關裝置
    本發明是有關於一種用於無線網路接收端以應對頻率偏移的方法與相關裝置，且特別是有關於一種能在副載波分頻多工的無線網路接收端中針對整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移進行偵測/補償的方法與相關裝置。
    無線網路能以無線訊號進行封包、資料、訊息、指令、語音、影音串流的互聯、通訊及/或廣播，已成為現代資訊社會中最重要的網通技術之一。在無線訊號中以多個副載波攜載數位資料的分頻多工技術則是無線網路發展的重點。舉例而言，IEEE 802.11a/g與802.16標準下的無線網路即是使用正交分頻多工(OFDM，Orthogonal Frequency Division)技術攜載數位資料。
    在正交分頻多工技術的無線網路中，當傳輸端要傳輸資料、指令及/或訊息時，會先經由編碼、交織等處理以形成數位的封包，封包中的位元則每複數個位元為一組而被逐一映射為一星座圖(constellation)上的一個星座符元，此星座符元可被表現為一複數數字(complex number)，包括一實部與一虛部。預設數目個星座符元會被集合起來，分別攜載至預設數目個副載波，據以形成無線訊號中的一個正交分頻多工符元(OFDM symbol)，並傳輸至無線網路的接收端。也就是說，每個星座符元對應一個副載波，其實部與虛部分別決定對應副載波的平行相位(in-phase)部份與垂直相位(quadrature-phase)部份的振幅大小與正負。
    這預設數目個(多數個)副載波的頻率由一中心頻率(center frequency)展開，各副載波的頻率各不相同且相互正交，而相鄰兩副載波頻率之間的頻率差異即為一副載波頻率間隔(sub-carrier frequency space)。舉例而言，在IEEE 802.11g標準中，副載波頻率間隔為312.5KHz。
    由於副載波相互正交，在將預設數目個星座符元攜載至對應副載波時，便可利用反頻域轉換(如反快速傅立葉轉換，Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)來進行。舉例而言，可對該預設數目個星座符元進行反頻域轉換以得到一時域序列，將此時域序列轉換為類比波形並與中心頻率的振盪訊號混波(mixing)，便可將該時域序列升轉(up-convert)為無線訊號。
    當無線網路的接收端以天線接收到傳輸端發出的無線訊號後，會將其適當地增益，並與接收端的本地振盪訊號(local oscillation signal)進行混波與濾波，以將其降轉(down-convert)為低頻訊號，例如中頻(IF，Intermediate Frequency)或基頻(baseband)訊號。低頻訊號可被數位化(如取樣及/或類比至數位轉換)為時域序列；對時域序列進行頻域轉換(如快速傅立葉轉換，Fast Fourier Transform，FFT)，可得到一頻域序列。對此頻域序列進行進一步的數位處理(如星座圖的反映射、解碼、反交織等等)，就可擷取出封包，取回傳輸端欲傳輸的資料、指令及/或訊息等等。
    為了要在接收端正確地取回封包的位元，接收端本地振盪訊號的頻率應該要符合各副載波頻率的共有部份，例如傳輸端的中心頻率。若本地振盪訊號的頻率偏離其應有的理想頻率，就會影響無線網路訊號交換的品質(例如位元錯誤率等等)。因此，接收端需要針對本地振盪訊號的頻率偏移建立因應的偵測與補償機制，以減抑頻率偏移對無線訊號接收的影響。
    在無線網路中，為了要使接收端能獲悉無線訊號的各種參數與無線頻道的狀況以進行時序同步、增益控制與頻道估測(channel estimation)等操作，傳輸端會在形成封包時在封包的啟始部份加入一前文(preamble)訊號，其包括有複數個(如10個)短訓練符元(short training symbol)與複數個(如2個)長訓練符元(long training symbol)。各個短訓練符元的內容彼此相同，各個長訓練符元的內容亦相等，故接收端可利用內容已知的短訓練符元與長訓練符元來偵測並補償本地振盪訊號的頻率偏移。經由短訓練符元，可進行頻率偏移概估(coarse frequency offset estimation)；運用長訓練符元，則可進行頻率偏移細估(fine frequency offset estimation)。
    不過，頻率偏移概估與細估只能偵測到有限的頻率偏移。若本地振盪訊號的頻率偏移相當於副載波頻率間隔的整數倍加上一個小於副載波頻率間隔的小數部份，則概略頻率偏移估測與精細頻率偏移估測只能偵測到頻率偏移中的小數部份，無法偵測到整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移。
    在接收端中，本地振盪訊號的頻率精確程度與接收端的成本有關；對頻率偏移的偵測能力與容忍程度越低，本地振盪訊號的頻率就要越精確，而這會需要以越高的成本來實現，不利於無線網路的普及、推廣與運用。
    為了提高接收端對高頻率偏移的偵測能力與容忍程度，在頻率偏移大於副載波頻率間隔的複數倍時仍能正確解讀無線訊號，本發明提出一種能針對整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移進行偵測/補償的方法與相關裝置。
    本發明的目的之一是提供一種用於一無線網路的接收端的方法，以因應接收端的頻率偏移。此方法包括：當接收端接收一前文訊號時，依據前文訊號的(一或多個)長訓練符元提供一參考符元，並對參考符元進行一頻域轉換以產生一對應的參考頻譜；再者，對參考頻譜與一預設頻譜進行一相關性計算，據以提供一第一頻率偏移量。其中，無線網路係為一多載波分頻多工的無線網路，例如是基於正交分頻多工的無線網路；無線網路的各無線訊號，包括前文訊號，則係攜載於複數個相異的副載波頻率。各相鄰的副載波頻率之間的頻率差異為一副載波頻率間隔，而第一頻率偏移量則為副載波頻率間隔的整數倍。
    前文訊號中包括有依先後順序排列的複數個短訓練符元、一第一長訓練符元與一第二長訓練符元。針對短訓練符元，可進行一第一延遲相關(delay correlation)計算，以提供一第二頻率偏移量(即一概估頻率偏移量)；此第二頻率偏移量小於第一頻率偏移量。在運用短訓練符元得出概估頻率偏移量後，便可依據概估頻率偏移量補償後續的第一長訓練符元、第二長訓練符元與封包內的其他分頻多工符元(如正交分頻多工符元)。
    在本發明的一實施例中，係依據第一長訓練符元提供參考符元，將概估頻率偏移補償後的第一長訓練符元作為參考符元，以依據相關性計算求得整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量。同時，針對概估頻率偏移補償後的第一長訓練符元及第二長訓練符元進行一第二延遲相關計算，可據以提供一第三頻率偏移量(一細估頻率偏移量)。然後，當接收到前文訊號之後的其他分頻多工符元時，便可依據細估頻率偏移量與整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量補償後續的各個分頻多工符元。細估頻率偏移量可以小於概估頻率偏移量。
    在本發明的又一實施例中，係依據第一長訓練符元與第二長訓練符元的訊號總和提供參考符元，將概估頻率偏移補償後的第一與第二長訓練符元的訊號加總，據以提供參考符元，並依據相關性計算求得整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量。同時，亦針對概估頻率偏移補償後的第一長訓練符元(及/或第二長訓練符元)進行第二延遲相關計算，據以提供第三頻率偏移量(即細估頻率偏移量)。當接收到前文訊號後的其他分頻多工符元時，便可依據概估頻率偏移量、細估頻率偏移量與整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量補償後續的各個分頻多工符元。
    在一實施例中，當進行相關性計算時，係包括：改變參考頻譜與預設頻譜間的偏移量，並依據偏移量改變後參考頻譜與預設頻譜間的乘積的總和為該偏移量提供一對應的相關係數；然後，比較不同的偏移量所對應的相關係數，以提供第一頻率偏移量。
    本發明的另一目的是提供一種用於一無線網路的接收端的裝置，以因應該接收端的本地振盪訊號頻率偏移；此裝置包括一參考符元模組、一頻域轉換模組，第一、第二與第三頻率偏移估計模組與一補償模組。當接收端接收前文訊號時，參考符元模組依據前文訊號提供一參考符元。頻域轉換模組對參考符元進行頻域轉換以產生一對應的參考頻譜。第一頻率偏移估計模組對參考頻譜與一預設頻譜進行相關性計算，據以提供第一頻率偏移量；此第一頻率偏移量係為副載波頻率間隔的整數倍。
    第二頻率偏移估計模組針對前文訊號中的短訓練符元進行第一延遲相關計算，據以提供第二頻率偏移量；此第二頻率偏移量係小於第一頻率偏移量。
    第三頻率偏移估計模組，針對前文訊號中的多個長訓練符元進行一第二延遲相關計算，據以提供第三頻率偏移量；第三頻率偏移量係小於第二頻率偏移量。
    補償模組可依據第二頻率偏移量補償第一長訓練符元、第二長訓練符元與後續的其他分頻多工符元。參考符元模組係依據長訓練符元的至少其中之一提供參考符元。一實施例中，參考符元模組依據第二頻率偏移量補償後的第一長訓練符元提供參考符元。又一實施例中，參考符元模組依據第二頻率偏移量補償後的複數個長訓練符元的訊號總和提供參考符元。
    當接收端接收前文訊號之後的各分頻多工符元時，補償模組會依據第一、第二與第三頻率偏移量補償各分頻多工符元。
    為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
    請參考第1圖，其所示意的是一無線訊號封包中的前文訊號架構；舉例而言，此無線訊號可以是正交分頻多工的無線訊號，包括一前文訊號PRMB。前文訊號PRMB中則包括一短前文SP與長前文LP；依先後順序，短前文SP中包括有10個短訓練符元t1至t10，長前文中則包括有一護衛時段GI2與2個長訓練符元T1與T2。前文訊號PRMB結束後，接續的則是後續的分頻多工符元(如正交分頻多工符元)與對應的護衛時段GI，例如分頻多工符元SIGNAL、DATA1、DATA2等等。長訓練符元T1由時點ta開始，至時點tb結束；接著，長訓練符元T2由時點tb開始，於節點tc結束。後續的護衛時段GI與分頻多工符元SIGNAL則先後排列於時點tc與td之間，次一護衛時段GI與分頻多工符元DATA1則先後排列於時點td與te之間，以此類推。
    長訓練符元T1、T2與各後續分頻多工符元延續的時間均相等，即時段T。各個短訓練符元t1至t10延續的時間可以等於時段T的1/4，護衛時段GI延續的時間可以等於一個短訓練符元的延續時間，護衛時段GI2延續的時間則可以等於護衛時段GI的2倍。
    短訓練符元t1至t10的內容相同；在短訓練符元t1至t7期間，接收端(未繪示)可利用短訓練符元進行訊號偵測(signal detection)、自動增益控制與分集選擇(diversity selection)等等；在短訓練符元t8至t10期間，則可進行頻率偏移概估，以求得一概估頻率偏移量。在長前文LP延續的期間，則可依據長訓練符元T1(及/或T2)進行頻率偏移細估，以取得一細估頻率偏移量。
    當長前文LP在時點tc結束後，接收端便可依據頻率偏移的估測結果補償本地振盪訊號的頻率偏移。若頻率偏移量能正確地偵測並補償，接收端便可在時點tc與td間進一步解讀出封包的速率(rate)與長度(length)等與無線訊號交換相關的參數(欄位)，並在時點td與te間解讀出封包的服務(service)欄位，以開始解讀封包中酬載的資料。
    請參考第2圖，其所示意的是依據長訓練符元T1與T2進行頻率偏移細估的一種實施例。當接收端將接收到的無線訊號經由本地振盪訊號降轉為低頻訊號後，其中的長訓練符元T1可被取樣為N筆取樣值r(t)、r(t+1)等至r(t+N-1)；長訓練符元T2則被取樣為後續的N筆取樣值r(t+N)至r(t+2*N-1)。設本地振盪訊號的頻率fc_L與傳輸端中心頻率fc_TX間有頻率偏移量df而可表為fc_TX=fc_L+df，則任一取樣值r(t+k)可表示為x(t+k)*exp(j*2*pi*df*(t+k))，或如等式eq1a所示；其中，取樣值x(t+k)代表的是當本地振盪訊號的頻率等於頻率fc_TX時於長訓練符元T1、T2應得的理想取樣值，取樣值r(t+k)則是在頻率偏移量df影響下的實際取樣值，j為(-1)的平方根，pi為圓周率，exp(.)則為指數函數。
    由於長訓練符元T1與T2的訊號內容相同，故長訓練符元T1中的任一取樣值r(t+k)與N個取樣點後在長訓練符元T2中的取樣值r(t+k+N)會相同(或十分近似)。因此，取樣值r(t+k)與取樣值r(t+k+N)的共軛複數(complex conjugate)的乘積會等於|x(t+k)|*exp(-j*2*pi*df*N)；換言之，此乘積的實部與虛部間的角度為(-2*pi*df*N)+(2*pi*M)，M為任一整數。將此角度除以(-2*pi*N)，便可據以得到一細估頻率偏移量。在第2圖中，等式eq1b與eq1c即是基於上述討論而求得細估頻率偏移量df_fine。等式eq1b中，延遲相關係數DCR即是針對長訓練符元T1與T2進行延遲相關計算所得的結果，函數angle(z)則計算一複數數字z的實部與虛部間角度。
    基於相同的原理，由於各短訓練符元的內容亦相同，故可依據第2圖的延遲相關計算求得一概估頻率偏移量df_coarse。因為短訓練符元的延續時間比長訓練符元短，故同一短訓練符元中的取樣點數目較少，使概估頻率偏移量df_coarse會大於細估頻率偏移量df_fine。
    不過，頻率偏移概估與細估只能偵測到有限的頻率偏移。本地振盪訊號的頻率偏移量df可表示為：df=K*Dfss+df_fraction，其中，Dfss為副載波頻率間隔，K為一整數，故K*Dfss即為整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量，df_fraction則是代表一個小於副載波頻率間隔Dfss的頻率偏移量。而頻率偏移概估與細估所得的概估頻率偏移量df_coarse與細估頻率偏移量df_fine只能涵蓋頻率偏移量df中的部份頻率偏移量df_fraction，無法偵測到K*Dfss的頻率偏移。
    請參考第3圖，其所示意的是依據本發明一實施例的頻率偏移量偵測，用以偵測整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量K*Dfss。依據接收端接收到的長訓練符元T1及/或T2，可形成一參考符元rT(t)；對參考符元rT(t)進行一頻域轉換10，便可得到一對應的參考頻譜RT(f)。舉例而言，可對參考符元rT(t)的N個時域序列取樣值rT(0)至rt(N-1)進行快速傅立葉轉換(FFT)，以得到參考頻譜RT(f)的取樣值RT(0)至RT(N-1)，如第3圖所示。
    一實施例中，可依據長訓練符元T1提供參考符元rT(t)；亦即，參考符元rT(t)的取樣值rT(n)可以依據長訓練符元T1的取樣值r(t+n)(第2圖)而得。舉例而言，取樣值rT(n)可以是：rT(n)=r(t+n)*exp(-j*2*pi*df_coarse)；其中，n等於0至(N-1)。由於長訓練符元T1與T2係排列在短訓練符元之後，故在利用短訓練符元進行頻率偏移概估之後，便可先依據概估頻率偏移量df_coarse補償長訓練符元T1與T2(也就是乘以exp(-j*2*pi*df_coarse))，並將概估頻率偏移補償後的長訓練符元T1作為參考符元rT(t)。
    又一實施例中，可依據長訓練符元T1與T2的訊號總和提供參考符元rT(t)。舉例而言，取樣值rT(n)可以是由長訓練符元T1與T2所合成：rT(n)=[a1*r(t+n)+a2*r(t+n+N)]*exp(-j*2*pi*df_coarse)，對n等於0至(N-1)。其中，取樣值r(t+n+N)為長訓練符元T2的取樣值，如第2圖所示；a1與a2則為常數值，例如a1=a2=1。也就是說，在依據概估頻率偏移量df_coarse補償長訓練符元T1與T2後，可利用概估頻率偏移補償後的長訓練符元T1與T2的訊號總和作為參考符元rT(t)。
    長訓練符元T1與T2的內容相同且是固定已知的，均是在N個副載波上分別攜載星座符元R(0)至R(N-1)；依據無線網路標準的協定，接收端可預先得知星座符元R(0)至R(N-1)。而各個星座符元R(0)至R(N-1)即可視為一預設頻譜R(f)的頻域取樣值；此預設頻譜R(f)會在時域中對應第2圖中的時域取樣值x(t)，也就是在無頻率偏移下，長訓練符元T1、T2應有的理想取樣值。相對地，參考頻譜RT(f)則對應接收端實際接收到的長訓練符元T1、T2。由等式eq1a可知，整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量K*Dfss會使頻域取樣值RT(n)=R(n-K)。要在接收端偵測頻率偏移量K*Dfss，即是要得知整數K的大小。因此，本發明即是要對參考頻譜Rf(f)與預設頻譜R(f)進行一相關性計算20，以得出整數K的大小。
    如第3圖的等式eq2所示，相關性計算20係改變參考頻譜取樣值Rf(n)與預設頻譜取樣值R(n+k)之間的偏移量k(例如一整數)，並依據取樣值Rf(n)與取樣值R(n+k)的共軛複數間的乘積的總和而為偏移量k提供一對應的相關係數A(k)。在進行相關性計算20時，包括有延遲運算12、乘法運算14與共軛運算16。針對複數個不同的偏移量k進行相關相運算20，可求出複數個相關係數A(k)。舉例而言，可以對小於等於一整數定值k_max並大於等於另一整數定值k_min(k_min可以等於-k_max)的所有整數偏移量k分別求出對應的相關係數A(k)。針對不同偏移量k的相關係數A(k)，可以比較出相關係數A(k)的峰值相關係數A(k_peak)，而由峰值相關係數A(k_peak)所對應的偏移量k_peak即可得知頻率偏移量K*Dfss中的整數K。如此，也就能偵測出整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量，彌補頻率偏移概估與細估的不足之處。
    偵測出整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量，便能加以補償；對整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量進行偵測與補償的一種實施例可由第4圖的運作機制100來加以說明。運作機制100中有下列步驟：
    步驟102：接收長前文LP中的長訓練符元T1(第2圖)。
    步驟104：依據長訓練符元T1形成參考符元rT(t)，並對參考符元rT(t)進行頻域轉換以求得對應的參考頻譜RT(f)，例如說是對參考符元rT(t)的時域序列取樣值進行快速傅立葉轉換以取得參考頻譜RT(f)的頻域序列取樣值RT(n)。
    步驟106：利用第3圖所示的相關性計算20找出整數倍副載波頻率間隔Dfss的頻域偏移量K*Dfss。
    步驟108：接收長前文中的長訓練符元T2。
    步驟110：依據步驟104中偵測到的整數倍副載波間隔頻率偏移量，對長訓練符元T2與其後的各分頻多工符元(例如第1圖中的分頻多工符元SIGNAL、DATA1與DATA2等等)進行頻率偏移的補償。
    步驟112：對補償後的多工符元進行頻域轉換，以正確取得攜載於頻域的資訊，例如頻道估測的資訊、指令、訊息與資料。
    一實施例中，運作機制100的運作時序可參照第1圖說明如下。在時點ta之後，已經可依據短訓練符元t1至t10偵測出概估頻率偏移量df_coarse，故可對時點ta後的各分頻多工符元(包括長訓練符元T1、T2與分頻多工符元SIGNAL、DATA1、DATA2等等)進行概估頻率偏移補償。時點tb與tc之間，可依據已接收(並經概估頻率偏移補償後)的長訓練符元T1形成參考符元，對其進行步驟104的頻域轉換，並於步驟106中偵測出整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量。另一方面，在時點tc之後，可利用第2圖的原理，依據已接收(並經概估頻率偏移補償)的長訓練符元T1與T2偵測出細估頻率偏移量df_fine。如此，在時點tc之後，概估頻率偏移量df_coarse、整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量K*Dfss與細估頻率偏移量df_fine均可偵測出來，而總共的頻率偏移量df=df_couarse+K*Dfss+df_fine即可完整地被偵測出來，並據此對時點tc後的各分頻多工符元進行補償。舉例而言，在接收端接收到訊號rs(t)後，可利用xs(t)=rs(t)*exp(-j*2*pi*df*t)來加以補償，訊號xs(t)即為頻率偏移補償後的訊號；針對訊號xs(t)進行頻域轉換，即可正確地解讀出其所攜載的訊息、資料與指令等等。
    又一實施例中，可依據以下時序偵測並補償頻率偏移。在時點ta之後，可偵測出概估頻率偏移量df_coarse，並補償後續各接收的各分頻多工符元。時點tc之後，利用已接收(並經概估頻率偏移補償後)的長訓練符元T1與T2的訊號總和合成參考符元，對其進行步驟104的頻域轉換，並於步驟106中偵測出整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量。同時，在時點tc之後，也一併利用第2圖的原理，依據已接收(並經概估頻率偏移補償)的長訓練符元T1與T2偵測出細估頻率偏移量df_fine。如此，在時點tc之後，同樣能將概估頻率偏移量df_coarse、整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量K*Dfss與細估頻率偏移量df_fine均偵測出來，並對時點tc後的各分頻多工符元進行補償。依據長訓練符元T1與T2加總合成參考符元可減少訊號雜訊對頻率偏移估算的影響。
    針對整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移進行補償時，一種實施例是在時域進行補償，也就是將接收到的訊號乘上exp(-j*2*pi*K*Dfss*t)。在另一種實施例中，則是對接收訊號進行頻域轉換後於頻域進行補償；也就是說，將接收訊號的頻域序列取樣值進行頻域偏移，以此作為補償後的頻域序列取樣值。由等式eq1a可知，若接收到訊號rs(t)，整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量K*Dfss會使訊號rs(t)的頻域取樣值Rs(n)等於取樣值Xs(n-K)，其中，頻域取樣值Xs(n)對應的時域訊號xs(t)即是針對整數倍副載波頻率間隔的頻域偏移進行補償後的結果。由此可知，在依據第3圖偵測出整數K後，可將取樣值Rs(n)進行頻域偏移，由頻域偏移後的取樣值Rs(n+K)亦可得到正確的頻域取樣值Xs(n)。
    請參考第5圖，其所示意的是依據本發明一實施例的裝置30，應用於一無線網路接收端的裝置(未繪出)，以因應接收端的頻率偏移。裝置30包括一參考符元模組32、一頻域轉換模組42，頻率偏移估計模組34、36與38(分別為第一、第二與第三頻率偏移估計模組)，一補償模組40與一頻域轉換模組42。裝置30可針對接收端接收的時域訊號進行解讀；此時域訊號可以是經由本地振盪訊號降轉並數位化的一系列時域序列取樣值。補償模組40補償本地振盪訊號的頻率偏移，頻域轉換模組42對補償後的時域訊號進行頻域轉換以求得對應的頻譜，例如說是對複數個時域取樣值進行快速傅立葉轉換以產生相同數目個頻域取樣值。據此，就可解讀攜載於頻域的資料、訊息及/或指令等等。
    當接收端接收前文訊號PRMB時(第1圖)，參考符元模組32依據前文訊號PRMB中的長前文LP部份提供參考符元rT(t)(第3圖)。一實施例中，參考符元模組32依據長訓練符元的其中之一提供參考符元。又一實施例中，參考符元模組32依據複數個長訓練符元的訊號總和提供參考符元。頻域轉換模組42對參考符元rT(t)進行頻域轉換以產生對應的參考頻譜RT(f)。頻率偏移估計模組34對參考頻譜RT(f)與預設頻譜R(f)進行第3圖的相關性計算20，據以提供第一頻率偏移量，而此第一頻率偏移量為副載波頻率間隔Dfss的整數倍。
    頻率偏移估計模組34針對前文訊號PRMB中的長訓練符元T1與T2進行延遲相關計算，如第2圖所示，據以提供細估頻率偏移量df_fine。類似地，頻率偏移估計模組36針對前文訊號PRMB中的短訓練符元進行延遲相關計算，以提供概估頻率偏移量df_coarse。細估頻率偏移量df_fine小於概估頻率偏移量df_coarse，而兩者又都小於整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移量K*Dfss。
    補償模組40可依據概估頻率偏移量df_coarse補償長訓練符元T1、T2與後續的其他分頻多工符元。當接收端接收前文訊號PRMB之後的各分頻多工符元時，補償模組40便可依據概估、細估頻率偏移量與整數倍副載波的頻率偏移量補償各分頻多工符元。
    第5圖中的各模組可以是由軟體、硬體或韌體或其組合來予以實現。舉例而言，頻域轉換模組42可以是一硬體模組。頻率偏移估計模組34的功能可由一處理器(未繪示)執行對應程式碼而實現。裝置30可整合於接收器的基頻晶片中。
    總結來說，相較於頻率偏移概估與細估，本發明可在分頻多工無線網路接收端中進一步偵測並補償整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移，故本發明可容忍並補償以較低成本產生的本地振盪訊號，可連帶使接收端的成本一併降低，讓無線網路能更普遍地被廣泛運用。
    綜上所述，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。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。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。
    10．．．頻域轉換
    12．．．延遲運算
    14．．．乘法運算
    16．．．共軛運算
    18．．．加總運算
    20．．．相關性計算
    30．．．裝置
    32．．．參考符元模組
    34-38．．．頻率偏移估計模組
    40．．．補償模組
    42．．．頻域轉換模組
    100．．．運作機制
    102-110．．．步驟
    PRMB．．．前文訊號
    SP．．．短前文
    LP．．．長前文
    t1-t10．．．短訓練符元
    T1-T2．．．長訓練符元
    GI、GI2．．．護衛時段
    SIGNAL、DATA1、DATA2．．．分頻多工符元
    T．．．時段
    ta-td．．．時點
    eq1a-eq1c、eq2．．．等式
    r(.)、x(.)、rt(n)、RT(n)、R(n)．．．取樣值
    rT(t)．．．參考符元
    RT(f)．．．參考頻譜
    R(f)．．．預設頻譜
    df．．．頻率偏移量
    Dfss．．．副載波頻率間隔
    A(.)．．．相關係數
    第1圖示意一無線網路時域訊號封包的前文訊號時序。
    第2圖繪示的是依據延遲相關估測頻率偏移的示意圖。
    第3圖繪示的是依據本發明一實施例而對整數倍副載波頻率間隔的頻率偏移進行偵測的示意圖。
    第4圖示意的是依據本發明一實施例而實現第3圖頻率偏移偵測的運作機制。
    第5圖示意的是依據本發明一實施例的裝置，以針對無線網路接收端中的本地振盪訊號進行頻率偏移的偵測與補償。
    10．．．頻域轉換
    12．．．延遲運算
    14．．．乘法運算
    16．．．共軛運算
    18．．．加總運算
    20．．．相關性計算
    eq2．．．等式
    RT(n)、R(n)．．．取樣值
    rT(t)．．．參考符元
    RT(f)．．．參考頻譜
    R(f)．．．預設頻譜
    df．．．頻率偏移量
    Dfss．．．副載波頻率間隔
    A(.)．．．相關係數
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] 一種應用於一無線網路的接收端的偵測頻率偏移量的方法，包含：當該接收端接收一前文(preamble)訊號時，依據該前文訊號提供一參考符元；對該參考符元進行一頻域轉換以產生一對應的參考頻譜；以及對該參考頻譜與一預設頻譜進行一相關性計算，據以提供一第一頻率偏移量；其中，該前文訊號係攜載於複數個相異的副載波頻率，各相鄰的該副載波頻率之間的頻率差異為一副載波頻率間隔，而該第一頻率偏移量係為該副載波頻率間隔的整數倍。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該前文訊號中包含一第一長訓練符元與一第二長訓練符元，而該方法係依據該第一長訓練符元提供該參考符元。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該前文訊號中包含複數個長訓練符元，而該方法係依據該些長訓練符元的訊號總和提供該參考符元。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該前文訊號中包含複數個短訓練符元，而該方法更包含：針對該些短訓練符元進行一第一延遲相關(delay correlation)計算，據以提供一第二頻率偏移量；其中，該第二頻率偏移量係小於該第一頻率偏移量。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述的方法，其中該前文訊號中包含複數個長訓練符元，而該方法更包含：針對該些長訓練符元進行一第二延遲相關計算，據以提供一第三頻率偏移量；其中，該方法係依據該些長訓練符元的至少其中之一提供該參考符元。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中該第三頻率偏移量係小於該第二頻率偏移量。
    [7] 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中該複數個長訓練符元包括兩依序排列的一第一長訓練符元與一第二長訓練符元，而該方法更包含：依據該第二頻率偏移量補償該第一長訓練符元，並據以提供該參考符元。
    [8] 如申請專利範圍第5項所述的方法，更包含：依據該第二頻率偏移量補償該些長訓練符元，並依據該些補償後的長訓練符元的訊號總和提供該參考符元。
    [9] 如申請專利範圍第5項所述的方法，更包含：當接收該前文訊號後的一分頻多工符元時，依據該第三頻率偏移量與該第一頻率偏移量補償該分頻多工符元。
    [10] 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，當進行該相關性計算時，係包含：改變該參考頻譜與該預設頻譜間的偏移量，並依據該偏移量改變後該參考頻譜與該預設頻譜間的乘積的總和為該偏移量提供一對應的相關係數；以及比較不同的該偏移量所對應的該相關係數，以提供該第一頻率偏移量。
    [11] 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該些副載波頻率分別對應複數個正交分頻多工(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的副載波。
    [12] 一種用於一無線網路的接收端，以偵測頻率偏移量的裝置；該裝置包含：一參考符元模組，依據一前文訊號提供一參考符元；一頻域轉換模組，對該參考符元進行一頻域轉換以產生一對應的參考頻譜；以及一第一頻率偏移估計模組，對該參考頻譜與一預設頻譜進行一相關性計算，據以提供一第一頻率偏移量；其中，該前文訊號係攜載於複數個相異的副載波頻率，各相鄰的該副載波頻率之間的頻率差異為一副載波頻率間隔，而該第一頻率偏移量係為該副載波頻率間隔的整數倍。
    [13] 如申請專利範圍第12項所述的裝置，其中該前文訊號中包含一第一長訓練符元與一第二長訓練符元，而該參考符元模組係依據該第一長訓練符元提供該參考符元。
    [14] 如申請專利範圍第12項所述的裝置，其中該前文訊號中包含複數個長訓練符元，而該參考符元模組係依據該些長訓練符元的訊號總和提供該參考符元。
    [15] 如申請專利範圍第12項所述的裝置，其中該前文訊號中包含複數個短訓練符元，而該裝置更包含：一第二頻率偏移估計模組，針對該些短訓練符元進行一第一延遲相關計算，據以提供一第二頻率偏移量；其中，該第二頻率偏移量係小於該第一頻率偏移量。
    [16] 如申請專利範圍第15項所述的裝置，其中該前文訊號中包含複數個長訓練符元，而該裝置更包含：一第三頻率偏移估計模組，針對該些長訓練符元進行一第二延遲相關計算，據以提供一第三頻率偏移量；其中，該參考符元模組係依據該些長訓練符元的至少其中之一提供該參考符元。
    [17] 如申請專利範圍第16項所述的裝置，其中該第三頻率偏移量係小於該第二頻率偏移量。
    [18] 如申請專利範圍第16項所述的裝置，其中該複數個長訓練符元包括兩依序排列的一第一長訓練符元與一第二長訓練符元，而該裝置更包含：一補償模組，依據該第二頻率偏移量補償該第一長訓練符元，使該參考符元模組據以提供該參考符元。
    [19] 如申請專利範圍第16項所述的裝置，更包含：一補償模組，依據該第二頻率偏移量補償該些訓練符元，而該參考符元模組係依據該些補償後的長訓練符元的訊號總和提供該參考符元。
    [20] 如申請專利範圍第16項所述的裝置，更包含：一補償模組；當該接收端接收該前文訊號後的一分頻多工符元時，該補償模組依據該第三頻率偏移量與該第一頻率偏移量補償該分頻多工符元。
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