傳輸模式與護衛區間偵測

接收到的信號經過 A/D 取樣後進入內部接收器，第一個要執行的就是傳輸模式 與護衛區間長度的偵測，偵測到的傳輸模式後才能決定所用的快速傅立葉轉換之點 數，以及其他與傳輸模式有關的參數，如次載波個數、載有資料之次載波個數、連續 領航訊號位置、傳輸參數信號位置等。偵測到之護衛區間長度則會在接下來的符元時 間偵測、分數載波頻率偏移估測演算法中使用到。

傳輸模式與護衛區間偵測的原理，是利用護衛區間為其 OFDM 符元的尾端重複的 特性。其動作是將時域信號延遲 N 個樣本數與原本的信號，以 W 為 test window 長度 做 autocorrelation，之後再做一些判斷，詳細之做法如下圖所示，其中 N 為該次測 試的傳輸模式之快速傅立葉轉換點數(FFT size)，test window 的移動範圍為最小為 N + W^max，W^max為最大之 test window，其長度為¹

4N。

圖 4.2：傳輸模式與護衛區間偵測示意圖 令 C(n)為正規化之 autocorrelation，則

1 傳輸模式與護衛區間長度，也就是以兩種傳輸模式：2K mode、8K mode(N=2048、8192)，

以及護衛區間長度：1/4、1/8、1/16、1/32 ( W=¹

4N、¹

8N、 ¹

16N、 ¹

32N)，產 生的八種組合計算出八組 autocorrelation 值，從這些值中找出(在合理的週期下) 可出現最大的峰值的組合，即可判斷為其傳輸模式與護衛區間長度。

圖 4.3：傳統的傳輸模式與護衛區間偵測結果(2K mode, 1/8 GI) 上圖為用兩種傳輸模式與四種護衛區間長度所得到的八種不同的 N 與 W 之組合

所產生出的 autocorrelation 值的一個例子，實際上訊號所使用的是 2K mode 與 1/8 的護衛區間長度，在左下角的圖中可以發現到在兩千點後有一明顯的峰值，故判斷其 傳輸模式為 2K mode，護衛區間為 1/8。

使用以上傳統的傳輸模式與護衛區間偵測演算法需要做八次的測試，運算量也 相當大，所以我們提出另一種兩段式的傳輸模式與護衛區間偵測演算法，只需要做五 次測試，即可判斷傳輸模式與護衛區間長度。此演算法分為兩階段，第一階段為傳輸 模式偵測，第二階段為護衛區間長度偵測，第一階段共要做兩次偵測以判斷傳輸模 式，第二階段要做四次偵測以判斷護衛區間長度，但是第二階段中有一次偵測與第一 階段條件相同，故只需要五次偵測即可完成整個演算法。

第一階段為傳輸模式偵測，我們先固定 W 為 ¹

32N，N=2048、8192 做兩次 autocorrelation 測試，得到的 autocorrelation 取其最大值做比較，較大者即判定 為該種傳輸模式。

下例是以下二圖分別為 2K mode 與 8K mode 之傳輸訊號做模式偵測所產生的 autocorrelation 圖形：

 2K mode，GI = 1/32

圖 4.4：傳輸模式偵測結果(2K mode)

 8K mode，GI = 1/8

圖 4.5：傳輸模式偵測結果(8K mode)

在圖 4.4 中，可以明顯看出左圖中當 N=2048 時，在起始點與大於 2000 的位置 各有一明顯而且較大的峰值，在右圖 N=8192 時則無此現象，而是呈現雜亂且值較低，

故可判斷此訊號的傳輸模式為 2K mode。圖 4.5 中當 N=2048 時也是呈現無明顯峰值 與周期的現象，N=8192 時在起始處附近有一長串的高相關度區域，可得知此信號是 以 8K mode 傳送。探討以上兩圖的 autocorrelation 圖形，在圖 4.4 中只有呈現峰值，

並且是以N+W 為週期出現，即代表此訊號的傳輸模式為 2K mode 之外，其護衛區間長 度亦等於測試長度之 W 值，即可知護衛區間長度為 1/32；圖 4.5 中在右圖中出現一 段的高相關度區域，代表此訊號的護衛區間長度大於測試長度 W，可得知此訊號的護 衛區間大於 1/32，假設我們得知此訊號護衛區間長度為 1/8，則可推算出右圖之高相 關度區域寬度為：

1 1

8192 ( ) 768

8 32 N GI W    

利用偵測高相關度區域的寬度來做護衛區間長度偵測，高相關度區域寬度與對 應之護衛區間長度關係如下表：

表 4.1:高相關度區間長度與傳輸模式、護衛區間對照表 1/4 1/8 1/16 1/32 2K mode 448 192 64 1 8K mode 1792 768 256 1

圖 4.6：傳輸模式與護衛區間偵測流程圖

偵測高相關度區間長度，對照表 4.1，高相關度區間長度近似於表中之值，即判 斷為該護衛區間長。