專利名稱:Ofdm無線通信系統頻偏補償的方法及其電路裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及無線通信領域中的頻偏補償方法以及電路裝置,尤其是一種OFDMOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信系統頻偏補償的方法及其由該方法獲得的電路裝置。
s(n)=c(n)exp(jnΔθ+θ0)式中Δθ=2πΔf/fs,即為1個時鐘內產生的頻偏角度,Δf為頻偏,fs為系統采樣頻率。在接收端,要對所接受到的信號進行頻偏補償。
頻偏補償的基本原理是,先求出exp(jnΔθ),然后按下式進行補償。
s(n)=s(n)exp(-jnΔθ)=c(n)exp(θ0)目前采用的計算exp(jnΔθ)的方法,其推定相位差exp(jnΔθ),n=0,1,2,…,4095*8與時間n成累計關系,導致頻偏補償誤差也與時間成累計關系。
發明內容
為了克服無線通信系統中頻偏補償時補償誤差與時間成累計關系,發明了一種近似計算exp(jnΔθ)的值進行頻偏補償的方法,即無線通信系統頻偏補償的方法。所述方法是針對基于IEEE802.11a或HiperLAN2標準的無線通信系統的頻偏補償方法,而頻偏補償的目的則是利用頻偏補償糾正因頻偏引起的相位的連續性變化,使得在一個OFDM信號的64個采樣內相位基本無變化。因此,只要分別求出這64個補償值即可進行頻偏補償。計算表達式如下所示C(n)ej(nΔθ+θ0)ej(31Δθ)=C(n)ej[(n+31)Δθ+θ0]]]>C(n+1)ej[(n+1)Δθ+θ0]ej(30Δθ)=C(n+1)ej[(n+31)Δθ+θ0]]]>C(n+2)ej[(n+2)Δθ+θ0]ej(29Δθ)=C(n+2)ej[(n+31)Δθ+θ0]]]>C(n+62)ej[(n+62)Δθ+θ0]e-j(31Δθ)=C(n+62)ej[(n+31)Δθ+θ0]]]>C(n+63)ej[(n+63)Δθ+θ0]ej(32Δθ)=C(n+63)ej[(n+31)Δθ+θ0]]]>從上面的表達式組的規律可以看出,只需計算出exp(jnΔθ)(n=-32,-31,…,31,Δθ)。首先,利用exp(-j16Δθ)的值求出cos(16Δθ)和sin(16Δθ),用一種近似的方法求出cos(nΔθ)和sin(nΔθ)以得到exp(-jnΔθ)(n=1,2,3,...,15);然后利用exp(-j16Δθ)*exp(-jnΔθ)=exp(-j(n+16)Δθ)的公式得到exp(-jnΔθ)(n=17,18,19,...,31);exp(-j16Δθ)*exp(-j16Δθ)=exp(-j32Δθ);最后,用同樣的原理可以計算出其他的32個補償值exp(jnΔθ)(n=1,2,3,...,32)。另外,根據所述的方法還有具體實現的電路裝置,其中一種是由至少一個正、余弦近似回路、一組頻偏補償電路、一個選擇電路、一個A/D乘法器構成的頻偏補償電路,另一種是至少由一個正、余弦近似回路、一組頻偏補償電路、一個AD電路、一個A/D乘法器構成的頻偏補償電路裝置。
如上所述,利用exp(-j16Δθ)的值求出exp(-jnΔθ)(n=-32,-31,...,31,32)的近似值進行頻偏補償的方法具有補償誤差與時間不成累積關系、計算方法簡單、實現電路簡單等優點。
圖1是二分角示意圖,其中θ和θ’是小于75°的任意角度。
圖2是頻偏補償電路方案一。
圖3是頻偏補償電路方案二。
具體實施例方式下面具體介紹利用cos(16Δθ)和sin(16Δθ)的值求出cos(nΔθ)和sin(nΔθ)(n=1,2,3,...,15)的近似值的方法。
如圖1所示,以二分角為例,在0-75°的范圍內,1-cos(θ/2)1-cos(θ)≅1-cos(θ′/2)1-cos(θ′)≡Kcos,]]>通過周密地計算、分析和論證,發現Kcos可以近似為常數的規律。以此為根據,推導出計算cos(nΔ)(n=1,2,3,...,15)的公式。并且,當選擇θ=65°時的Kcos為系數是最適合的,近似計算結果和精確計算結果之間的誤差小于0.005。
cos(nΔθ)≌1-Kcos(n)(1-cos(16Δθ)) 同理可證,以二分角為例,在0-75°的范圍內,sin(θ)sin(θ/2)≅sin(θ′)1-sin(θ′/2)≡Ksin]]>,其中Ksin近似為常數。并且,為了把近似計算結果和精確計算結果之間的誤差控制在0.005以內,最好是把72°等分為8份然后選擇最合適的角度計算Ksin系數。
圖2、圖3提供了實現這種頻偏補償的兩個具體電路的參考方案。它們分別是由至少一個正弦或余弦近似回路、一組頻偏補償電路、一個選擇電路、一個數字乘法器構成的頻偏補償數字電路裝置和至少由一個正、余弦近似回路、一組頻偏補償電路、一個AD變換電路、一個數模混合乘法器構成的數模混合頻偏補償電路裝置。這兩個裝置的共同特點是所述的正、余弦近似回路,其信號輸出端至少有兩路信號輸出端與本回路的信號輸出端同為所述頻偏補償電路的信號混合運算輸入端。
權利要求
1.一種無線通信系統頻偏補償方法,利用匹配濾波器作互相關運算所得exp(-j16Δθ)值求出exp(jnΔθ)(n=-32,-31,…,31,32)的近似值進行頻偏補償,使得補償誤差與時間不成累計關系,其特征在于(1) 用exp(-j16Δθ)的值求出cos(16Δθ)和sin(16Δθ);(2) 求出cos(nΔθ)和sin(nΔθ)的近似值從而計算出exp(-jnΔθ)(n=1,2,3,…,15);(3) 利用exp(-j16Δθ)*exp(-jnΔθ)=exp(-j(n+16)Δθ)的公式計算出exp(-jnΔθ)(n=17,18,19,…,31)(4) 計算出exp(-j32Δθ)的值,exp(-j16Δθ)*exp(-j16Δθ)=exp(-j32Δθ)(5) 計算出其他32個補償值exp(jnΔθ)(n=1,2,3,…,32)
2.如權利要求1所述的方法,其特征在于cos(nΔθ)和sin(nΔθ)(n=1,2,3,…,15)的值是利用系數Kcos和Ksin近似為常量的規律求出的近似值。
3.如權利要求2所述的方法,其特征在于選擇θ=65°時的Kcos作為常量系數,使得近似計算結果和精確計算結果之間的誤差小于0.005。
4.如權利要求2所述的方法,其特征在于把72°等分為8份然后選擇最合適的角度計算Ksin作為常量系數,使得近似計算結果和精確計算結果之間的誤差小于0.005。
5.一種如權利要求1所述的方法所涉及的電路裝置,其特征在于所述裝置至少由一個正、余弦近似回路、一組頻偏補償電路、一個選擇電路、一個A/D乘法器構成。
6.一種如權利要求1所述的方法所涉及的電路裝置,其特征在于所述裝置至少由一個正、余弦近似回路、一組頻偏補償電路、一個AD電路、一個A/D乘法器構成。
7.根據權利要求5或6所述的方法所涉及的電路裝置,其特征在于所述的正、余弦近似回路,其信號輸出端至少有兩路信號輸出端與本回路的信號輸入端同為所述頻偏補償電路的信號混合運算輸入端。
全文摘要
本發明公布了一種用于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信系統頻偏補償的方法及其電路裝置。該方法及其電路裝置是利用匹配濾波器作互相關運算所得的峰值,計算出因頻偏引起的相位誤差的指數值而不是相位誤差值本身,然后求出exp(jn△θ)(n=-32,-31,…,31,32)的近似值進行頻偏補償。本方法具有補償誤差與時間不成累計關系的特點且計算方法快捷、實現電路簡單等優點。
文檔編號H04L27/26GK1427596SQ01144558
公開日2003年7月2日 申請日期2001年12月20日 優先權日2001年12月20日
發明者陳杰, 蔡春雷, 壽國梁, 吳南健, 楊軍 申請人:北京六合萬通微電子技術有限公司