專利名稱：基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及正交頻分復(fù)用中，基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的
信道均衡方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(OFDM)是業(yè)界公認(rèn)的下一代無(wú)線通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)，由于它 具有很好的抗多徑和抗頻率選擇性衰落等特性，因而被許多無(wú)線通信的標(biāo)準(zhǔn)所采用，如 DAB， DVB-T， IEEE802. lla， IEEE802. 16e。 在寬帶OFDM系統(tǒng)中，接收機(jī)在幀同步和頻偏估計(jì)后需要信道估計(jì)與均衡。由于信 號(hào)在整個(gè)系統(tǒng)帶寬上經(jīng)歷頻率選擇性衰落，而各個(gè)子載波上則經(jīng)歷平坦衰落，接收端可以 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域均衡。頻域均衡具有復(fù)雜度較低的優(yōu)點(diǎn)。 OFmi系統(tǒng)的信道估計(jì)主要可以分成非盲估計(jì)和盲估計(jì)。非盲估計(jì)主要是指基于訓(xùn) 練序列或?qū)ьl的估計(jì)，盲估計(jì)可以是基于OF匿符號(hào)循環(huán)前輟的估計(jì)。目前實(shí)用的均衡方法 多是非盲算法。IEEE802. 16-2004幀結(jié)構(gòu)中規(guī)定了前導(dǎo)碼，在信道均衡時(shí)可以例用前導(dǎo)碼作 為訓(xùn)練序列進(jìn)行信道的非盲估計(jì)，但這種估計(jì)方法僅對(duì)于慢衰落的信道有較好的效果，不 能適應(yīng)信道的較快變化。因此，在比較惡劣的無(wú)線信道環(huán)境下，信號(hào)在傳輸過程中容易發(fā)生 相位變化，進(jìn)而影響信道的均衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法及系統(tǒng)，基 于該方法，能夠有效地補(bǔ)償較惡劣的無(wú)線信道環(huán)境造成的接收符號(hào)相位變化，從而優(yōu)化了 OFDM系統(tǒng)的頻域均衡。 本發(fā)明一種基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法，其特征在于，在接收數(shù)據(jù)幀 后包括如下步驟幅度補(bǔ)償因子獲取步驟，提取所述接收數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)OF匿符號(hào)，獲取 接收前導(dǎo)序列；依據(jù)所述接收前導(dǎo)序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子；相位補(bǔ)償因子獲取步驟，提取 所述接收數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)符號(hào)，確定所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻位置處的復(fù)數(shù)元素，獲取接收數(shù)據(jù) 符號(hào)導(dǎo)頻序列；依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算相位補(bǔ)償因子；補(bǔ) 償步驟，依據(jù)獲取的所述幅度補(bǔ)償因子、所述相位補(bǔ)償因子對(duì)經(jīng)過信道影響的數(shù)據(jù)進(jìn)行幅 度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償。 上述信道均衡方法，優(yōu)選所述幅度補(bǔ)償因子獲取步驟中，所述依據(jù)所述接收導(dǎo)頻 序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子包括如下步驟前導(dǎo)信道估計(jì)步驟，依據(jù)所述前導(dǎo)序列，獲取前導(dǎo) 信道估計(jì)；幅值提取步驟，依次提取所述前導(dǎo)信道估計(jì)中復(fù)數(shù)元素幅值，獲取所述幅度補(bǔ)償 因子。 上述信道均衡方法，優(yōu)選所述前導(dǎo)信道估計(jì)步驟具體為分別去掉幀 結(jié)構(gòu)頻域前導(dǎo)序列、所述接收前導(dǎo)序列中直流子載波位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并提取偶 數(shù)點(diǎn)構(gòu)成序歹廿H_preamble_even、 H_preamble_receive_even;依據(jù)按下式求得,、H_preamble_receive—even(k)
H estimate temp(k):~二-=-一, 、 、 ,X2,…,100將芬放的h
— —^ 7 H—preamble—even(k) .扭狄耿w h_
estimate_temp序列重復(fù)插值得到所述前導(dǎo)信道估計(jì)H_estimate_preamble，其中，H_
preamble為幀結(jié)構(gòu)頻域前導(dǎo)序列，H_preamble_receive為所述接收前導(dǎo)序列。 上述信道均衡方法，優(yōu)選所述相位補(bǔ)償因子獲取步驟中，計(jì)算相位補(bǔ)償因子包括
數(shù)據(jù)符號(hào)估計(jì)步驟，依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算所述數(shù)據(jù)符號(hào)
導(dǎo)頻估計(jì)；相位提取步驟，依次提取所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)中復(fù)數(shù)元素相位，獲取所述相位
補(bǔ)償因子。 上述信道均衡方法，優(yōu)選所述數(shù)據(jù)符號(hào)估計(jì)步驟具體為由所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo) 頻序列H_pilot_receiVe和預(yù)置導(dǎo)頻序列H_pilot依據(jù)下式計(jì)算數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)H_ pilot_estimate:
WH pilot receive (k) =^——=~, 、 、 ；，A: = 1,2,...，8 H一pilot(k) 上述信道均衡方法，優(yōu)選所述預(yù)置導(dǎo)頻序列H_pilot為
[ (0. 7+0. 7i) - (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) - (0. 7+0. 7i)
(0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i)]。 另一方面，本發(fā)明還提供了一種基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡系統(tǒng)，包括 接收模塊，用于接收數(shù)據(jù)幀；幅度補(bǔ)償因子獲取模塊，用于提取所述接收數(shù)據(jù)幀的第一個(gè) ofdm符號(hào)，獲取接收前導(dǎo)序列；依據(jù)所述接收前導(dǎo)序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子；相位補(bǔ)償因子 獲取模塊，用于提取所述接收數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)符號(hào)，確定所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻位置處的復(fù)數(shù) 元素，獲取接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列；依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算 相位補(bǔ)償因子；補(bǔ)償模塊，用于依據(jù)獲取的所述幅度補(bǔ)償因子、所述相位補(bǔ)償因子對(duì)經(jīng)過信 道影響的數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償。 上述信道均衡系統(tǒng)，優(yōu)選所述幅度補(bǔ)償因子獲取模塊包括前導(dǎo)信道估計(jì)單元，用 于依據(jù)所述前導(dǎo)序列，獲取前導(dǎo)信道估計(jì)；幅值提取單元，用于依次提取所述前導(dǎo)信道估計(jì) 中復(fù)數(shù)元素幅值，獲取所述幅度補(bǔ)償因子。 上述信道均衡方法，優(yōu)選所述相位補(bǔ)償因子獲取模塊包括數(shù)據(jù)符號(hào)估計(jì)模塊，用
于依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)；相位提
取模塊，用于依次提取所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)中復(fù)數(shù)元素相位，獲取所述相位補(bǔ)償因子。 上述信道均衡方法，優(yōu)選所述預(yù)置導(dǎo)頻序列H_pilot為 [ (0. 7+0. 7i) - (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) - (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i)]。 本發(fā)明在基于前導(dǎo)碼算法的基礎(chǔ)上，充分利用IEEE802. 16e物理層幀結(jié)構(gòu)中規(guī)定 的前導(dǎo)碼和數(shù)據(jù)符號(hào)中的導(dǎo)頻碼通過一種特殊的相位補(bǔ)償方法來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)，能夠較好 地補(bǔ)償由于信號(hào)傳輸所造成的相位變化，以較低的復(fù)雜度取得較好的均衡效果。本發(fā)明采 用自主設(shè)計(jì)的復(fù)數(shù)導(dǎo)頻，在實(shí)際系統(tǒng)中擁有良好的傳輸特性。


圖1為本發(fā)明基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法實(shí)施例的步驟流程圖； 圖2為本發(fā)明基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法實(shí)施例中的信號(hào)處理示意圖； 圖3為IEEE802. 16e物理層幀結(jié)構(gòu)圖； 圖4為0F匿數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻位置圖； 圖5為接收機(jī)結(jié)構(gòu)框圖； 圖6為采用IEEE802. 16e規(guī)定導(dǎo)頻的數(shù)據(jù)符號(hào)傳輸圖； 圖7為采用IEEE802. 16e幀結(jié)構(gòu)預(yù)置導(dǎo)頻序列的數(shù)據(jù)符號(hào)傳輸圖； 圖8為本發(fā)明基于物理層導(dǎo)頻的信道均衡系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 本發(fā)明的思想是快衰落的信道可以例用前導(dǎo)碼和導(dǎo)頻碼來(lái)共同進(jìn)行信道估計(jì)。 導(dǎo)頻碼在數(shù)據(jù)符號(hào)內(nèi)部，能夠較好地反映數(shù)據(jù)符號(hào)經(jīng)歷的衰落情況，因而前導(dǎo)碼加導(dǎo)頻碼 的信道估計(jì)模式可以取得較好的信道估計(jì)效果。導(dǎo)頻在頻域上是離散的，而且數(shù)量有限，因 此當(dāng)信道具有較高的頻域相關(guān)性時(shí)，均衡的性能可以達(dá)到最佳。 常見的信道估計(jì)方法有最小平方差(LS)算法和線性最小均方誤差(L匪SE)算法。
LS算法較易實(shí)現(xiàn)，但受高斯白噪聲和子載波間干擾(ICI)的影響較大。匪SE算法對(duì)于ICI
和高斯白噪聲的抵制作用較明顯，但需要知道信道的先驗(yàn)知識(shí)，且復(fù)雜度較高。 因此，本發(fā)明基于前導(dǎo)碼的LS算法的基礎(chǔ)上，充分例用IEEE802. 16e物理層幀結(jié)
構(gòu)中規(guī)定的前導(dǎo)碼和數(shù)據(jù)符號(hào)中的導(dǎo)頻碼通過一種特殊的相位補(bǔ)償方法來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)，
能夠較好地補(bǔ)償由于信號(hào)傳輸所造成的相位變化。 參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法實(shí)施例的步驟流 程圖，包括如下步驟 幅度補(bǔ)償因子獲取步驟110，提取所述接收數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)0F匿符號(hào)，獲取接收 前導(dǎo)序列；依據(jù)所述接收前導(dǎo)序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子。 相位補(bǔ)償因子獲取步驟120，提取所述接收數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)符號(hào)，確定所述數(shù)據(jù)符 號(hào)導(dǎo)頻位置處的復(fù)數(shù)元素，獲取接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列；依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列 和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算相位補(bǔ)償因子。 補(bǔ)償步驟130，依據(jù)獲取的所述幅度補(bǔ)償因子、所述相位補(bǔ)償因子對(duì)經(jīng)過信道影響 的數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償。 參照?qǐng)D2，圖2為發(fā)明基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法實(shí)施例中的信號(hào)處 理示意圖。對(duì)接收的數(shù)據(jù)幀分別進(jìn)行導(dǎo)頻提取和前導(dǎo)提取后，基于導(dǎo)頻提取，生成相位補(bǔ)償 因子；基于前導(dǎo)提取，生成幅度補(bǔ)償因子。依據(jù)生成的相位補(bǔ)償因子與幅度補(bǔ)償因子，對(duì)接 收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，然后進(jìn)行后級(jí)處理即可。 本實(shí)施例利用導(dǎo)頻和前導(dǎo)對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償，能夠較好地補(bǔ)償由于信號(hào)傳 輸所造成的相位變化，能夠更好地對(duì)抗無(wú)線信道的相位干擾，進(jìn)而提高通信系統(tǒng)的整體性 能，以較低的復(fù)雜度取得較好的均衡效果。
下面，對(duì)上述實(shí)施例做進(jìn)一步的說(shuō)明。 上述實(shí)施例中，依據(jù)無(wú)線信道的傳輸特性，將信道對(duì)信號(hào)作用的影響分為幅度影 響和相位影響，分別將前導(dǎo)的幅度影響估計(jì)和導(dǎo)頻的相位影響估計(jì)作用于數(shù)據(jù)0F匿符號(hào) 進(jìn)行均衡。該方法基于IEEE802. 16e所規(guī)定的物理層幀結(jié)構(gòu)，采用的導(dǎo)頻符號(hào)為自主設(shè)計(jì) 的復(fù)數(shù)導(dǎo)頻。幅度影響由LS算法的結(jié)果得出，相位影響也利用相似的處理方法，由接前導(dǎo) 頻序列和約定的導(dǎo)頻序列得出。均衡時(shí)，幅度補(bǔ)償因子運(yùn)用前導(dǎo)的依次按以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟(l)，初始化 按照IEEE802. 16e設(shè)幀結(jié)構(gòu)頻域前導(dǎo)序列為H_preamble，由201點(diǎn)復(fù)數(shù)序列構(gòu)成， 數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻為H—pilot，8點(diǎn)實(shí)數(shù)序列。經(jīng)信道傳輸后，OFmi解調(diào)輸出端前導(dǎo)符號(hào)序列為 H_preamble_receive，由200點(diǎn)復(fù)數(shù)序列構(gòu)成，接收導(dǎo)頻序列為H_pilot_receive， 8點(diǎn)的復(fù) 數(shù)序列。接收到的數(shù)據(jù)為Data, 200點(diǎn)的復(fù)數(shù)序列。 步驟(2)，由接收前導(dǎo)符號(hào)序列得到前導(dǎo)信道估計(jì)值ILestimate—preamble
步驟(2. 1) 去掉H—preamble的直流子載波位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)后，提取偶數(shù)點(diǎn)構(gòu)成新的序列 H_preamble_even。對(duì)于接到收到的序列H_preamble_receive作相同的處理得到H_ preamble_receive_even。
步驟(2. 2) 按下式求得H estimate_temp。
,、H preamble receive even(k)'H—estimate—temp (k) = -=-- , 、 、 7, A; = 1,2,…,100
— 'H—preamble—even (k) 步驟(2. 3) 將H_estimate_temp (100點(diǎn))序列重復(fù)插值得到H_estimate_preamble (200點(diǎn))。
步驟(3)，生成相位補(bǔ)償因子Phase—compensate—pilot和幅度補(bǔ)償因子 Amplitude—compensate—preamble。
步驟(3. 1) Amplitude—compensate—preamble巾畐度序列由H_estimate_preamble生成，依次 將H_estimate_preamble復(fù)數(shù)元素的幅度提取即可。
步驟(3. 2) 由接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列H_pilot—receive和發(fā)端原始數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻H_
pilot (預(yù)置導(dǎo)頻序列)按下式計(jì)算數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)H_pil0t_estimate :
.,. ,,、H pilot receive (k)
H pilot estimate(k) = ~^——=~, 、 、 ^A:二1,2,…，8 - 、,H—pilot(k) 步驟(3. 3) Phase_compensate_pilot相位序列由H_pilot_estimate對(duì)應(yīng)的相位序列生成， 依次將H_estimate_preamble復(fù)數(shù)元素的相位提取即可。
步驟(4)，對(duì)于接收到的數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行幅度與相位補(bǔ)償
步驟(4. 1) 對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行幅度補(bǔ)償，補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)按以下公式求得
7
A—Data(k) = Amplitude—compensate—preamble(k) Data(k)， k = 1，2，... ，200
步驟(4. 2) 對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償，補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)按以下公式求得 H_Data(k) = A—Data(k) exp{-mean(arg(H_pilot—estimate))}， k = 1，2，…， 200其中arg()函數(shù)求復(fù)數(shù)序列的相位，mean()為求均值函數(shù)。
優(yōu)選實(shí)施例 本方法針對(duì)擁有圖3所示IEEE802. 16e幀結(jié)構(gòu)的OF匿無(wú)線通信系統(tǒng)，其頻域均衡 過程如圖l所示。接收機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖5所示。接收數(shù)據(jù)經(jīng)過同步模塊后進(jìn)行OF匿解調(diào)， OFDM解調(diào)后輸出的數(shù)據(jù)即為經(jīng)過信道傳輸后的頻域數(shù)據(jù)。均衡模塊對(duì)頻域數(shù)據(jù)補(bǔ)償后，送 入數(shù)據(jù)解調(diào)模塊進(jìn)行基帶數(shù)據(jù)解調(diào)。其中在OFmi解調(diào)模塊，直流子載波對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值已被 去除。幅度和相位補(bǔ)償?shù)倪^程，由前導(dǎo)提取、幅度補(bǔ)償因子生成、導(dǎo)頻提取、相位補(bǔ)償因子生 成和數(shù)據(jù)補(bǔ)償五個(gè)部分組成。 具有圖3所示物理層幀結(jié)構(gòu)OF匿無(wú)線通信系統(tǒng)，其前導(dǎo)部分由200點(diǎn)復(fù)數(shù)序列構(gòu) 成，數(shù)據(jù)符號(hào)由192點(diǎn)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)、8個(gè)導(dǎo)頻數(shù)據(jù)以及1個(gè)直流數(shù)據(jù)構(gòu)成，每個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)1 個(gè)子載波。數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻子載波b、數(shù)據(jù)子載波a和直流子載波c的位置如圖4所示。
接收端收到的數(shù)據(jù)為包含6個(gè)0F匿符號(hào)的復(fù)數(shù)序列，每個(gè)0F匿符號(hào)包含200點(diǎn) 復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)(已去除直流子載波位置對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn))。 前導(dǎo)提取是指從接收的一幀數(shù)據(jù)中提取出前導(dǎo)的部分，即一幀的頭一個(gè)OF匿符 號(hào)加以提取，構(gòu)成一組復(fù)值序列H_preamble_receive。 幅度補(bǔ)償因子生成是利用接收到的前導(dǎo)序列，結(jié)合其預(yù)置值，作出信道對(duì)于前導(dǎo)
序列幅值影響的估計(jì)的過程。若預(yù)置前導(dǎo)序列為H—preamble(201點(diǎn)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù))，去掉l
preamble的直流子載波位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)后，提取偶數(shù)點(diǎn)構(gòu)成新的序列H_preamble_even。按
下式求得H_estimate_temp :
z 、 H preamble receive even("k)H _ estimate — temp (k) = -=^-- " 、 、 ^, & = 1,2,…，100
H—preamble — even (k) 之后可以由H_estimate_temp (100點(diǎn))重復(fù)插值得到H_estimate_preamble (200 點(diǎn))，將H_estimate_temp (100點(diǎn))序列重復(fù)插值得到H_estimate_preamble (200點(diǎn))。巾畐 度補(bǔ)償因子 Amplitude—compensate—preamble (k) = abs(H_estimate_preamble(k))， k = 1，2， . . . ，100 其中abs()函數(shù)為求模值函數(shù)。 導(dǎo)頻提取是指從收到的數(shù)據(jù)幀中找到數(shù)據(jù)符號(hào)，將數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻位置的復(fù)數(shù)元素 提取，構(gòu)成H_pilot_receive (含8個(gè)復(fù)數(shù)元素)。依據(jù)IEEE802. 16e物理層的規(guī)定，導(dǎo)頻所 在位置為(201點(diǎn)數(shù)據(jù)符號(hào))[13 38 63 88 113 138 163 188]。 相位補(bǔ)償因子生成是依據(jù)接收到的導(dǎo)頻相位，結(jié)合自主設(shè)計(jì)的導(dǎo)頻相位，估計(jì)信 道對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)整體相位影響的過程。約定的導(dǎo)頻序列為H—pilot，其值為
[ (0. 7+0. 7i) - (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) - (0. 7+0. 7i)
(0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i)]
采用新的導(dǎo)頻可以克服某些環(huán)境下導(dǎo)頻位置元素經(jīng)歷的信道作用與數(shù)據(jù)符號(hào)不 一致的現(xiàn)象。圖6為采用IEEE802. 16導(dǎo)頻時(shí)，數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的信道影響圖，橫坐標(biāo)為Data points數(shù)據(jù)點(diǎn)，縱坐標(biāo)為幅值A(chǔ)mplitude,由圖可以看出，導(dǎo)頻位置的數(shù)據(jù)的變化與數(shù)據(jù)符 號(hào)中其他元素不一致，這影響了接收端利用導(dǎo)頻進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)男Ч?。圖7為采用預(yù)置導(dǎo) 頻序列時(shí)相應(yīng)的信道作用圖。橫坐標(biāo)為Data points數(shù)據(jù)點(diǎn)，縱坐標(biāo)為幅值A(chǔ)mplitude,可 按下式計(jì)算H_pilot—estimate :
WH pilot receive (k) ， ^ ^ =~^^——=~~, 、 、 '，A:二1,2,…,8 H —pilot (k) 為相位補(bǔ)償因子。 數(shù)據(jù)補(bǔ)償例用前面得到的幅度補(bǔ)償因子和相位補(bǔ)償因子對(duì)經(jīng)過信道影響的數(shù)據(jù) 進(jìn)行幅度和相位的補(bǔ)償。假設(shè)某一接收0F匿數(shù)據(jù)符號(hào)的為Data(含200個(gè)復(fù)數(shù)元素)，幅 度補(bǔ)償方法如下 A—Data(k) = Amplitude—compensate—preamble(k) Data(k)， k = 1，2，... ，200
A—Data即為幅度補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)點(diǎn)。相位補(bǔ)償按以下公式進(jìn)行
H_Data(k) = A—Data (k) exp {-mean (arg (H_pilot—estimate))} ， k = 1，2，…， 200其中arg()函數(shù)求復(fù)數(shù)序列的相位，mean()為求均值函數(shù)。H_Data即為幅度和相位補(bǔ) 償后的數(shù)據(jù)。對(duì)于其他的數(shù)據(jù)符號(hào)，幅度和相位補(bǔ)償?shù)姆椒愃啤?另一方面，本發(fā)明還提供了一種基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡系統(tǒng)。參照?qǐng)D 8，圖8為本發(fā)明基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括
接收模塊80，用于接收數(shù)據(jù)幀。 幅度補(bǔ)償因子獲取模塊82，用于提取所述接收數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)OFDM符號(hào)，獲取接
收前導(dǎo)序列；依據(jù)所述接收前導(dǎo)序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子。具體包括前導(dǎo)信道估計(jì)單元和
幅值提取單元。前導(dǎo)信道估計(jì)單元用于依據(jù)所述前導(dǎo)序列，獲取前導(dǎo)信道估計(jì)；幅值提取單
元用于依次提取所述前導(dǎo)信道估計(jì)中復(fù)數(shù)元素幅值，取所述幅度補(bǔ)償因子。 相位補(bǔ)償因子獲取模塊84，用于提取所述接收數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)符號(hào)，確定所述數(shù)
據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻位置處的復(fù)數(shù)元素，獲取接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列；依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻 序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算相位補(bǔ)償因子。包括數(shù)據(jù)符號(hào)估計(jì)模塊和相位提取模塊。數(shù)據(jù) 符號(hào)估計(jì)模塊用于依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo) 頻估計(jì)；相位提取模塊用于依次提取所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)中復(fù)數(shù)元素相位，獲取所述相 位補(bǔ)償因子。其中，預(yù)置導(dǎo)頻序列H—pilot可以設(shè)為
[ (0. 7+0. 7i) - (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) - (0. 7+0. 7i)
(0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i)]。 補(bǔ)償模塊86，用于依據(jù)獲取的所述幅度補(bǔ)償因子、所述相位補(bǔ)償因子對(duì)經(jīng)過信道 影響的數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法及系統(tǒng)進(jìn)行 了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例 的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi) 容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法，其特征在于，在接收數(shù)據(jù)幀后包括如下步驟幅度補(bǔ)償因子獲取步驟，提取所述接收數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)OFDM符號(hào)，獲取接收前導(dǎo)序列；依據(jù)所述接收前導(dǎo)序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子；相位補(bǔ)償因子獲取步驟，提取所述接收數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)符號(hào)，確定所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻位置處的復(fù)數(shù)元素，獲取接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列；依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算相位補(bǔ)償因子；補(bǔ)償步驟，依據(jù)獲取的所述幅度補(bǔ)償因子、所述相位補(bǔ)償因子對(duì)經(jīng)過信道影響的數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信道均衡方法，其特征在于，所述幅度補(bǔ)償因子獲取步驟中， 所述依據(jù)所述接收導(dǎo)頻序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子包括如下步驟前導(dǎo)信道估計(jì)步驟，依據(jù)所述前導(dǎo)序列，獲取前導(dǎo)信道估計(jì)；幅值提取步驟，依次提取所述前導(dǎo)信道估計(jì)中復(fù)數(shù)元素幅值，獲取所述幅度補(bǔ)償因子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的信道均衡方法，其特征在于，所述前導(dǎo)信道估計(jì)步驟具體為 分別去掉幀結(jié)構(gòu)頻域前導(dǎo)序列、所述接收前導(dǎo)序列中直流子載波位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并提取偶數(shù)點(diǎn)構(gòu)成序歹ll H_preamble_even、 H_preamble_receive_even ;依據(jù)按下式求得<formula>formula see original document page 2</formula>H_estimate_temp序列重復(fù)插值得到所述前導(dǎo)信道估計(jì)H_estimate_preamble，其中，H_ preamble為幀結(jié)構(gòu)頻域前導(dǎo)序列，H_preamble_receive為所述接收前導(dǎo)序列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的信道均衡方法，其特征在于，所述相位補(bǔ)償因子獲取步驟中， 計(jì)算相位補(bǔ)償因子包括數(shù)據(jù)符號(hào)估計(jì)步驟，依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算所述數(shù)據(jù) 符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)；相位提取步驟，依次提取所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)中復(fù)數(shù)元素相位，獲取所述相位補(bǔ)償 因子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信道均衡方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)符號(hào)估計(jì)步驟具體為 由所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列H_pilot_receive和預(yù)置導(dǎo)頻序列H_pilot依據(jù)下式計(jì)算數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)lpilot—estimate :<formula>formula see original document page 2</formula>
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的信道均衡方法，其特征在于，所述預(yù)置導(dǎo)頻序列ILpilot為 [(O. 7+0. 7i)-(0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i)-(0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i)(0. 7+0. 7i)]。
7. —種基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡系統(tǒng)，其特征在于，包括 接收模塊，用于接收數(shù)據(jù)幀；幅度補(bǔ)償因子獲取模塊，用于提取所述接收數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)OF匿符號(hào)，獲取接收前導(dǎo) 序列；依據(jù)所述接收前導(dǎo)序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子；相位補(bǔ)償因子獲取模塊，用于提取所述接收數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)符號(hào)，確定所述數(shù)據(jù)符號(hào) 導(dǎo)頻位置處的復(fù)數(shù)元素，獲取接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列；依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和 預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算相位補(bǔ)償因子；補(bǔ)償模塊，用于依據(jù)獲取的所述幅度補(bǔ)償因子、所述相位補(bǔ)償因子對(duì)經(jīng)過信道影響的 數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的信道均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述幅度補(bǔ)償因子獲取模塊包括前導(dǎo)信道估計(jì)單元，用于依據(jù)所述前導(dǎo)序列，獲取前導(dǎo)信道估計(jì)；幅值提取單元，用于依次提取所述前導(dǎo)信道估計(jì)中復(fù)數(shù)元素幅值，獲取所述幅度補(bǔ)償 因子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的信道均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述相位補(bǔ)償因子獲取模塊包括數(shù)據(jù)符號(hào)估計(jì)模塊，用于依據(jù)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算所述 數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)；相位提取模塊，用于依次提取所述數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻估計(jì)中復(fù)數(shù)元素相位，獲取所述相位 補(bǔ)償因子。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的信道均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)置導(dǎo)頻序列H_pilot為[(O. 7+0. 7i)-(0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i)-(0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i) (0. 7+0. 7i)]。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于物理層前導(dǎo)和導(dǎo)頻的信道均衡方法及系統(tǒng)。其中，方法包括提取接收數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)符號(hào)，獲取接收前導(dǎo)序列；依據(jù)接收前導(dǎo)序列，計(jì)算幅度補(bǔ)償因子；提取接收數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)符號(hào)，確定數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻位置處的復(fù)數(shù)元素，獲取接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列；依據(jù)接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)頻序列和預(yù)置導(dǎo)頻序列，計(jì)算相位補(bǔ)償因子；依據(jù)獲取的幅度補(bǔ)償因子、相位補(bǔ)償因子對(duì)經(jīng)過信道影響的數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償。本發(fā)明充分利用前導(dǎo)碼和數(shù)據(jù)符號(hào)中的導(dǎo)頻碼，通過一種幅度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償方法來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)，很好的補(bǔ)償了由于信號(hào)傳輸所造成的相位變化，以較低的復(fù)雜度取得較好的均衡效果。
文檔編號(hào)H04L25/02GK101778067SQ20091024460
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者李旭, 王磊 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)