专利名称：Ofdm通信系统均衡器相位补偿方法
技术领域：
在数字通信领域中，本发明基于IEEE802.11a或Hiper LAN2标准的OFDM通信系统提出了新的均衡器相位补偿方法，尤指OFDM通信系统均衡器相位补偿方法。
对基于IEEE802.11a或Hiper LAN2标准的OFDM通信系统，其均衡器的输入信号是FFT输出的结果，包括长同步头(Long preamble)、信号和数据。
第一次补偿根据OFDM系统原理，可得Y(k)＝C(k)X(k)+Z(k)。其中k为子载波序号，C(k)为子载波k的信道，X(k)为子载波k的发送数据，Z(k)为子载波k的噪声，Y(k)为子载波k的接收信号。在PPDU数据包中，长同步头包括两个长信号符号(Long Symbol)，包括52个样点，为一组固定序列，可以根据接收到的长同步头序列采样值来进行信道估计。设接收到的两个长信号符号采样值矢量分别为LRX1、LRX2，发送的两个长信号符号采样值矢量分别为LTX1、LTX2，则有下式成立。C(k)=LRX1+LRX2LTX1+LTX2]]>用得到的C(k)对子载波k的幅度和相位进行第一次补偿。补偿的表达式如下式，X(k)=Y(k)C(k)=Y(k)*conj(C(k))|C(k)|2]]>XI(k)=YI(k)*CI(k)|C(k)|2+YQ(k)*CQ(k)|C(k)|2]]>XQ(k)=YQ(k)*CI(k)|C(k)|2-YI(k)*CQ(k)|C(k)|2]]>由上式可知，只要求出系数 ，就可以完成第一步补偿。
第二次补偿导频信号分布在位置为[-21，-7，7，21]的子载波上，其频域响应值分别为[1，1，1，-1]，相位分别为
。通常采用的第二次补偿方法步骤是首先根据接收到的每个OFDM信号的导频子载波的实际相位可以计算出导频子载波在传输过程中产生的相位偏差角θi(i＝1～4)，然后利用导频相位近似成直线Y(x)＝ax+b(x＝-26～-1，1～26)的特性估计出其他48个子载波的相位偏差角Y(k)，k＝1～48，再后对其他子载波的相位进行近似估计来进行第二次补偿。其中，a=(θ4-θ2)+(θ3-θ1)2×28]]>b=θ1+θ2+θ3+θ44]]>补偿表达式如下所示X2(k)＝X(k)*exp(-i*Y(k))其中X2(k)为均衡器的最终输出结果。
由于实际的相位角度并非成线性关系，并且计算导频的相位偏差角度需要求非线性函数arctan()，作补偿时需要计算exp()，所以电路构成复杂、规模大、功耗大。
发明内容
本发明所要解决的问题是以IEEE802.11a或Hiper LAN2标准的OFDM通信系统为基本，通过创新的均衡器相位补偿方法之步骤解决常规均衡器在电路结构设计上的繁杂、规模浩大，电路功耗大等问题。籍此，本发明提供的主要技术方案是一种OFDM通信系统均衡器相位补偿方法，包括均衡器相位第一次补偿方法和均衡器相位第二次补偿方法，其中，所述第一次补偿方法有如下算式步骤 并且由此可得算式Y1(x)＝a1x+b1(x＝-26～-1，1～26)；其中，θi为相位偏差角、pi为导频数值、且各自值域1至4，Y1(x)为拟合的导频相位直线值系数；所述第二次补偿方法行如下算式X2(k)＝X(k)*conj(Y1(k))k＝1～48；其中，Y1(k)为子载波的相位补偿系数，X(k)为第一次补偿的输出结果，conj()为复数的共轭，X2(k)为均衡器的最终输出结果。
上述的均衡器相位补偿方法，还包括对均衡器相位第一次补偿方法和均衡器相位第二次补偿方法中的相位偏差角的补偿方法，其中， 所述方法有如下算式步骤P-=p1+p2+p3+p44]]>P=P-|P-|]]>则对第一次补偿输出，进行第二次补偿的表达式为X2(k)＝X(k)*conj(P)
其中，X2(k)为均衡器的最终输出结果，X(k)为第一次补偿的输出结果。
综合上述的方法，不难看出本发明在提供的解决常规均衡器电路设计上结构过于复杂等问题上所提供的技术方案其实质的特点和显著的进步是十分明显的即可以避免求导频的相位角和指数函数运算，又可以降低了电路实现的难度。
并且，通过仿真发现，受各种因素的影响，信号频率发生了偏移，使得每个OFDM信号中的52个数据的相位偏差角，即使在没有任何干扰的情况下也不会构成一条比较理想的直线。通过大量的仿真发现，将所有的相位偏差角假设为相同时更加符合实际情况。因此将第一种解决方案中的近似直线的斜率a1假设为0，直接利用4个导频的均值来近似其他子载波的相位偏差会更好。即，用如下所示的相位估计的表达式近似实际的相位偏差角。 则对第一次补偿输出，进行第二次补偿的表达式为X2(k)＝X(k)*conj(P)其中X2(k)为均衡器的最终输出结果，X(k)为第一次补偿的输出结果。这种补偿方法，不仅可以避免求导频的相位角和指数函数运算，而且因为一个OFDM信号只需用同一个补偿系数，极大地降低了电路实现的难度。
权利要求
1.一种OFDM通信系统均衡器相位补偿方法，包括均衡器相位第一次补偿方法和均衡器相位第二次补偿方法，其特征是，所述第一次补偿方法有如下算式步骤 并且由此可得算式Yt(x)＝a1x+b1(x＝-26～-1，1～26)；其中，θi为相位偏差角、pi为导频数值、且各自值域1至4，Y1(x)为拟合的导频相位直线值系数；所述第二次补偿方法有如下算式X2(k)＝X(k)*conj(Y1(k)))k＝1～48；其中，Y1(k)为子载波的相位补偿系数，X(k)为第一次补偿的输出结果，conj()为复数的共轭，X2(k)为均衡器的最终输出结果。
2.一种如权利要求1所述的OFDM通信系统均衡器相位补偿方法，还包括对均衡器相位第一次补偿方法和均衡器相位第二次补偿方法中的相位偏差角的补偿方法，其特征是，所述方法有如下算式步骤 则对第一次补偿输出，进行第二次补偿的表达式为X2(k)＝X(k)*conj(P)其中，X2(k)为均衡器的最终输出结果，X(k)为第一次补偿的输出结果。
全文摘要
本发明提供了对基于IEEE802.11a或Hiper LAN2标准的OFDM通信系统中均衡器的两种相位补偿新方式。方式一利用导频信号的数值近似角度，通过直线近似插值法求出补偿系数。方式二，通过对已知相位的导频信号进行归一化后的数值近似导频信号的相位角度，求出补偿系数进行相位补偿。两种方式具有电路实现简单、功耗低等优点。
文档编号H04B7/005GK1427595SQ0114455
公开日2003年7月2日 申请日期2001年12月20日 优先权日2001年12月20日
发明者陈杰, 寿国梁, 吴南健, 杨军 申请人:北京六合万通微电子技术有限公司