專利名稱：一種用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器。

背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)有著良好的抗符號(hào)間干擾(ISI)能力，但對(duì)載波的正交性卻有著嚴(yán)格的要求。為了降低成本，移動(dòng)終端中多采用廉價(jià)調(diào)諧器，因此相位噪聲對(duì)OFDM系統(tǒng)的影響則不容忽視，通常將相位噪聲定義為載波相位和本地晶振相位之差。由于廉價(jià)調(diào)諧器的功率譜不是理想的脈沖(Dirac)函數(shù)，而是具有一定的帶寬，該帶寬即為相位噪聲的影響。
在單載波通信中，相位噪聲產(chǎn)生的星座圖旋轉(zhuǎn)可簡(jiǎn)單的通過(guò)導(dǎo)頻來(lái)校正；而在OFDM系統(tǒng)中，其作用與頻偏類似，即都會(huì)產(chǎn)生載波間干擾(ICI)，不同點(diǎn)在于頻偏所產(chǎn)生的ICI干擾系數(shù)在各OFDM符號(hào)中是相同的，而相位噪聲產(chǎn)生的ICI干擾則隨著OFDM符號(hào)而變化。由此可見(jiàn)，相位噪聲產(chǎn)生的ICI干擾比頻偏產(chǎn)生的干擾更難以消除。
由于相位噪聲對(duì)OFDM系統(tǒng)的性能有著關(guān)鍵性的影響，它不僅會(huì)產(chǎn)生ICI同時(shí)會(huì)出現(xiàn)通用相角錯(cuò)誤(CPE)，CPE會(huì)使信道估計(jì)值逐符號(hào)旋轉(zhuǎn)，從而降低估計(jì)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)性能。傳統(tǒng)的解決方法沒(méi)有采用當(dāng)前的判決值來(lái)更新信道狀態(tài)信息，因此如何充分利用已知信息，增強(qiáng)信道估計(jì)的準(zhǔn)確性，提高系統(tǒng)性能，是一件非常有意義的事情。


發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，以克服通用相位噪聲所產(chǎn)生的信道旋轉(zhuǎn)，提高信道估計(jì)的性能。
(二)技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，該自適應(yīng)均衡器包括 提取導(dǎo)頻并計(jì)算通用相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元，用于提取接收到的導(dǎo)頻信息，計(jì)算各導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將計(jì)算的結(jié)果送入計(jì)算修正因子及更新的功能單元； 解映射單元，用于對(duì)均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座點(diǎn)匹配，將匹配得到的信號(hào)信息送入計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元； 計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元，用于將均衡、解映射前的數(shù)據(jù)與均衡、解映射后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算得到各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將計(jì)算的結(jié)果送入更新單元； 更新單元，用于通過(guò)可配置的低通濾波器更新接收的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將更新后的通用相位噪聲和信道估計(jì)值送入計(jì)算修正因子及更新的功能單元； 計(jì)算修正因子及更新的功能單元，用于計(jì)算修正因子，并利用該修正因子修正接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，然后將修正后的信息送入均衡器實(shí)現(xiàn)反饋均衡。
上述方案中，所述提取導(dǎo)頻并計(jì)算通用相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元計(jì)算各導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，通過(guò)對(duì)接收到的導(dǎo)頻信息與已知的導(dǎo)頻信息進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)，計(jì)算得到的通用相位噪聲和信道估計(jì)值表示為

其中l(wèi)為正交頻分復(fù)用信號(hào)的序號(hào)，p為正交頻分復(fù)用信號(hào)中導(dǎo)頻子載波的序號(hào)，

為通用相位噪聲FFT后的變換估計(jì)值，0代表公共項(xiàng)，

為導(dǎo)頻子載波上的信道估計(jì)值，X(p)為測(cè)量值，x(p)為導(dǎo)頻符號(hào)，Np為導(dǎo)頻序號(hào)的集合，該通用相位噪聲和信道估計(jì)值

p∈Np。
上述方案中，所述解映射單元對(duì)均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座點(diǎn)匹配，是將均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)解映射到最大似然的星座點(diǎn)上，得到匹配后的信號(hào)信息Π(Xeq(k))。
上述方案中，所述計(jì)算得到的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值

其中，X(k)為均衡前的數(shù)據(jù)，k為子載波的序號(hào)。
上述方案中，所述更新單元更新接收的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，用于減少估計(jì)方差，接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為

向計(jì)算修正因子及更新的功能單元送入的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為


其中λ為遺忘因子。
上述方案中，所述計(jì)算修正因子及更新的功能單元計(jì)算修正因子，通過(guò)將導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值與接收自更新單元的通用相位噪聲和信道估計(jì)值進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)，修正因子

p∈Np，其中1為符號(hào)序號(hào)； 所述計(jì)算修正因子及更新的功能單元利用該修正因子修正接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，通過(guò)對(duì)計(jì)算得到的修正因子進(jìn)行平均，將得到的平均值與接收自更新單元的通用相位噪聲和信道估計(jì)值相乘實(shí)現(xiàn)，修正因子的平均值為p為載波序號(hào)，修正后送入均衡器的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為

(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果 1、本發(fā)明提供的這種用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，充分利用了解映射后的符號(hào)信息，通過(guò)低通濾波的方式反饋并在修正因子的作用下調(diào)整均衡器的均衡系數(shù)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的相位噪聲補(bǔ)償，進(jìn)而有效地克服通用相位噪聲所產(chǎn)生的信道旋轉(zhuǎn)，提高了信道估計(jì)的性能。
2、本發(fā)明提供的這種用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，充分利用了解映射后的符號(hào)信息，提高信道估計(jì)的準(zhǔn)確度，具有設(shè)計(jì)新穎、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于IEEE 802.11x、IEEE 802.16x及與其類似的多載波系統(tǒng)中。



圖1為本發(fā)明提供的用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器的結(jié)構(gòu)示意圖，該自適應(yīng)均衡器包括提取導(dǎo)頻并計(jì)算通用相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元301、解映射單元302、計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元303、更新單元304和計(jì)算修正因子及更新的功能單元305。
其中，提取導(dǎo)頻并計(jì)算通用相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元301用于提取接收到的導(dǎo)頻信息，計(jì)算各導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將計(jì)算的結(jié)果送入計(jì)算修正因子及更新的功能單元305。計(jì)算各導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，通過(guò)對(duì)接收到的導(dǎo)頻信息與已知的導(dǎo)頻信息進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)，計(jì)算得到的通用相位噪聲和信道估計(jì)值表示為

其中l(wèi)為正交頻分復(fù)用信號(hào)的序號(hào)，p為正交頻分復(fù)用信號(hào)中導(dǎo)頻子載波的序號(hào)，

為通用相位噪聲FFT后的變換估計(jì)值，0代表公共項(xiàng)，

為導(dǎo)頻子載波上的信道估計(jì)值，X(p)為測(cè)量值，x(p)為導(dǎo)頻符號(hào)，Np為導(dǎo)頻序號(hào)的集合，該通用相位噪聲和信道估計(jì)值

p∈Np。
解映射單元302用于對(duì)均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座點(diǎn)匹配，將匹配得到的信號(hào)信息送入計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元303。對(duì)均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座點(diǎn)匹配，是將均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)解映射到最大似然的星座點(diǎn)上，得到匹配后的信號(hào)信息Π(Xeq(k))。
計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元303用于將均衡、解映射前的數(shù)據(jù)與均衡、解映射后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算得到各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將計(jì)算的結(jié)果送入更新單元304。計(jì)算得到的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值

其中，X(k)為均衡前的數(shù)據(jù)，k為子載波的序號(hào)。
更新單元304用于通過(guò)可配置的低通濾波器更新接收的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將更新后的通用相位噪聲和信道估計(jì)值送入計(jì)算修正因子及更新的功能單元305。更新接收的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，用于減少估計(jì)方差，接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為

向計(jì)算修正因子及更新的功能單元送入的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為


其中λ為遺忘因子。
計(jì)算修正因子及更新的功能單元305用于計(jì)算修正因子，并利用該修正因子修正接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，然后將修正后的信息送入均衡器400實(shí)現(xiàn)反饋均衡。計(jì)算修正因子通過(guò)將導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值與接收自更新單元的通用相位噪聲和信道估計(jì)值進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)，修正因子

p∈Np，其中1為符號(hào)序號(hào)。利用該修正因子修正接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，通過(guò)對(duì)計(jì)算得到的修正因子進(jìn)行平均，將得到的平均值與接收自更新單元的通用相位噪聲和信道估計(jì)值相乘實(shí)現(xiàn)，修正因子的平均值為p為載波序號(hào)，修正后送入均衡器的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為

請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D1所示的相位噪聲下的自適應(yīng)均衡器示意圖，其中包括 1)提取導(dǎo)頻并計(jì)算通用相位噪聲和信道估計(jì)值單元301，用于提取接收到的導(dǎo)頻信息，并將其與已知的信息做比較，得到各個(gè)導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值

其中l(wèi)為正交頻分復(fù)用信號(hào)的序號(hào)，p為正交頻分復(fù)用信號(hào)中導(dǎo)頻子載波的序號(hào)，

為通用相位噪聲FFT后的變換估計(jì)值，(0)代表公共項(xiàng)，

為導(dǎo)頻子載波上的信道估計(jì)值，X(p)為測(cè)量值，x(p)為導(dǎo)頻符號(hào)，Np為導(dǎo)頻序號(hào)的集合

p∈Np (1) 2)解映射單元302，用于將均衡器送入的信號(hào)與星座圖中的星座點(diǎn)做匹配，得到匹配后的信號(hào)信息Π(Xeq(k))，并將其送入計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值單元。
3)計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值單元303，將均衡前與解映射后的數(shù)據(jù)做比較，計(jì)算各個(gè)子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值。其中X(k)為均衡前的數(shù)據(jù)，k為子載波的序號(hào)，

為計(jì)算出的相位噪聲和信道估計(jì)值
4)更新單元304，通過(guò)一可配置的低通濾波器更新303單元得到的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，目的在于減少估計(jì)方差，其中λ為遺忘因子，

為303單元送入的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，

為305單元送入的修正后的通用相位噪聲和信道估計(jì)值
5)計(jì)算修正因子及更新單元305，通過(guò)將導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值與304單元送來(lái)的相位噪聲和估計(jì)信息做比較得到修正因子，并對(duì)其做平均后與304單元送入的通用相位噪聲和信道估計(jì)值相乘對(duì)其進(jìn)行修正，得到送入均衡器的通用相位噪聲和信道估計(jì)值

其中g(shù)lp為修正因子，l為符號(hào)序號(hào)，p為載波序號(hào)

p∈Np(4)
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，其特征在于，該自適應(yīng)均衡器包括
提取導(dǎo)頻并計(jì)算通用相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元，用于提取接收到的導(dǎo)頻信息，計(jì)算各導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將計(jì)算的結(jié)果送入計(jì)算修正因子及更新的功能單元；
解映射單元，用于對(duì)均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座點(diǎn)匹配，將匹配得到的信號(hào)信息送入計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元；
計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元，用于將均衡、解映射前的數(shù)據(jù)與均衡、解映射后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算得到各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將計(jì)算的結(jié)果送入更新單元；
更新單元，用于通過(guò)可配置的低通濾波器更新接收的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，并將更新后的通用相位噪聲和信道估計(jì)值送入計(jì)算修正因子及更新的功能單元；
計(jì)算修正因子及更新的功能單元，用于計(jì)算修正因子，并利用該修正因子修正接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，然后將修正后的信息送入均衡器實(shí)現(xiàn)反饋均衡。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，其特征在于，所述提取導(dǎo)頻并計(jì)算通用相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元計(jì)算各導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，通過(guò)對(duì)接收到的導(dǎo)頻信息與已知的導(dǎo)頻信息進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)，計(jì)算得到的通用相位噪聲和信道估計(jì)值表示為
其中l(wèi)為正交頻分復(fù)用信號(hào)的序號(hào)，p為正交頻分復(fù)用信號(hào)中導(dǎo)頻子載波的序號(hào)，
為通用相位噪聲FFT后的變換估計(jì)值，0代表公共項(xiàng)，
為導(dǎo)頻子載波上的信道估計(jì)值，X(p)為測(cè)量值，x(p)為導(dǎo)頻符號(hào)，Np為導(dǎo)頻序號(hào)的集合，該通用相位噪聲和信道估計(jì)值
p∈Np。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，其特征在于，所述解映射單元對(duì)均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座點(diǎn)匹配，是將均衡器送入的FFT后的數(shù)據(jù)解映射到最大似然的星座點(diǎn)上，得到匹配后的信號(hào)信息∏(Xeq(k))。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，其特征在于，所述計(jì)算得到的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值
其中，X(k)為均衡前的數(shù)據(jù)，k為子載波的序號(hào)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，其特征在于，所述更新單元更新接收的各子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，用于減少估計(jì)方差，接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為
向計(jì)算修正因子及更新的功能單元送入的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為
其中λ為遺忘因子。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，其特征在于，所述計(jì)算修正因子及更新的功能單元計(jì)算修正因子，通過(guò)將導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值與接收自更新單元的通用相位噪聲和信道估計(jì)值進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)，修正因子
p∈Np，其中1為符號(hào)序號(hào)；
所述計(jì)算修正因子及更新的功能單元利用該修正因子修正接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值，通過(guò)對(duì)計(jì)算得到的修正因子進(jìn)行平均，將得到的平均值與接收自更新單元的通用相位噪聲和信道估計(jì)值相乘實(shí)現(xiàn)，修正因子的平均值為p為載波序號(hào)，修正后送入均衡器的通用相位噪聲和信道估計(jì)值為
全文摘要
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于相位噪聲補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)均衡器，包括提取導(dǎo)頻并計(jì)算通用相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元，用于提取接收到的導(dǎo)頻信息，計(jì)算各導(dǎo)頻子載波上的通用相位噪聲和信道估計(jì)值；解映射單元，用于對(duì)FFT后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座點(diǎn)匹配；計(jì)算相位噪聲和信道估計(jì)值的功能單元，用于將均衡解映射前的數(shù)據(jù)與均衡解映射后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算得到通用相位噪聲和信道估計(jì)值；更新單元，用于通過(guò)可配置的低通濾波器更新接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值；計(jì)算修正因子及更新的功能單元，用于計(jì)算修正因子，并利用該修正因子修正接收的通用相位噪聲和信道估計(jì)值。本發(fā)明克服了通用相位噪聲所產(chǎn)生的信道旋轉(zhuǎn)，提高了信道估計(jì)的性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101394381SQ20071012197
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者浩 張, 杰 陳, 亓中瑞, 昕 邱, 壹 劉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所