一种OFDM接收器及其频率响应均衡方法技术

本发明专利技术提供了一种OFDM接收器，包括快速傅里叶变换计算模块及星座解映射模块，还包括信道压缩模块，所述信道压缩模块设于所述快速傅里叶变换计算模块的输出端与星座解映射模块的输入端间。所述信道压缩模块根据块浮点运算将所述快速傅里叶变换模块输出的频率响应平坦化，并输出至所述星座解映射模块。本发明专利技术还公开了一种上述OFDM的频率响应均衡方法，采用上述技术方案后，可借助少量的系统开销来完成平坦化频率响应的过程。

OFDM receiver and frequency response equalizing method thereof

The invention provides a OFDM receiver, including fast Fourier transform calculation module and the solution also includes constellation mapping module, channel compression module, input output calculation module of compression module is arranged on the fast Fourier transform of the signal channel and the constellation mapping module of the solution. The channel compression module flatten the frequency response output by the fast Fourier transform module according to the block floating point operation, and output to the constellation mapping module. The invention also discloses a frequency response equalization method for the above-mentioned OFDM, and after adopting the technical scheme, the process of flattening frequency response can be accomplished with a small amount of system overhead.

【技术实现步骤摘要】
一种OFDM接收器及其频率响应均衡方法
本专利技术涉及信号处理领域，尤其涉及一种OFDM接收器及其频率响应均衡方法。
技术介绍
许多通信信道的频率响应极其不平坦。参阅图1，为常见的频率响应的动态范围示意图，该示例中，频率响应的动态范围大于25dB。由于通信信道通常会受到滤波、多径传播、信号反射等干扰，其频率响应变得不平坦。因此，对于频率响应的处理，现有技术中采用了定点运算、块浮点运算或两者结合的方式。参阅图2，为OFDM发射器和接收器的系统示意图，例如快速傅里叶变换为块浮点运算，而星座解映射器是定点运算的，那么两模块间便需要进行格式转换，通常该格式转换由硬量化完成。而硬量化通俗来说便是将小数四舍五入。为了增加格式转换的精度和质量，定点算法被设计为使用许多比特位，运算开销过大。因此，需要一种在快速傅里叶变换和星座解映射器间快速便捷及高效的运算装置及处理方法，借助少量的系统开销来完成平坦化频率响应的过程。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种OFDM接收器及其频率响应均衡方法。本专利技术公开了一种OFDM接收器，包括快速傅里叶变换计算模块及星座解映射模块，还包括信道压缩模块，所述信道压缩模块设于所述快速傅里叶变换计算模块的输出端与星座解映射模块的输入端间。所述信道压缩模块根据块浮点运算将所述快速傅里叶变换模块输出的频率响应平坦化，并输出至所述星座解映射模块。优选地，所述信道压缩模块包括频率压缩单元及存储器；所述频率压缩单元将所述频率响应转化为块浮点数，所述块浮点数包括符号字段、整数字段、小数字段及指数字段；所述存储器存储所述块浮点数的指数字段。优选地，所述频率压缩单元移位所述整数字段与小数字段，并将所述移位的位移耦合至所述指数字段。优选地，所述符号字段为1比特，所述整数字段、小数字段及指数字段以二进制数表示。优选地，所述位移为所述整数字段与小数字段左起计数时零或壹的个数。优选地，所述星座解映射模块包括一信道估计与均衡模块，其位于所述星座解映射模块的最前端。本专利技术还公开了一种上述OFDM接收器的频率响应均衡方法，包括以下步骤：步骤一：将快速傅里叶变换计算模块输出的频率响应二进制化；步骤二：将二进制化后的频率响应分解为符号字段、整数字段、小数字段及指数字段；步骤三：算术左移所述整数字段，并将左移的位移耦合至所述指数字段；步骤四：将移位后的响应频率输出至星座解映射模块，并输出多个子载波。优选地，步骤四中，所述子载波包括符号字段、整数字段、小数字段及指数字段。采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：1.可降低快速傅里叶变换模块输出的频率响应的动态变化；2.星座解映射模块不需要浮点操作，且不需要过多比特的数量用于表示定点输入样本。附图说明图1为现有技术中常见的频率响应的动态范围示意图；图2为OFDM发射器和接收器的系统示意图；图3为符合本专利技术优选实施例的OFDM接收器的结构示意图；图4为符合本专利技术优选实施例的频率响应转化前的字段结构示意图；图5为符合本专利技术优选实施例的频率响应转化后的字段结构示意图。具体实施方式以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。参阅图3，为符合本专利技术优选实施例的OFDM接收器的结构示意图。本专利技术中，OFDM接收器包括对信道进行傅里叶变换的快速傅里叶变换模块和用于星座图解映射的星座解映射模块，为了对快速傅里叶变换模块输出的频率响应进行位宽压缩，在上述两模块间还设有信道压缩模块。顾名思义，信道压缩模块将“压缩”频率响应位宽。具体地，快速傅里叶变换模块将频率响应输出至信道压缩模块，信道压缩模块接收到频率响应后，将根据定点转块浮点模块进行浮点运算对频率响应进行算术移位，同时将移位的位移值记录，则移位后的频率响应去除了非必要的数值，减少运算时的运算量及均衡器内系统开销，从而使得频率响应的示意图更加平坦，动态范围相应减小。上述操作完成后的频率响应将通过算术移位模块发送至星座解映射模块。可以理解的是，因信道在短时间内(通常为一个数据帧之内)不会发生剧烈变化，通过对数据帧的前导部(即当i＝0的时候)分析所得到的指数可以应用至整个数据帧的后续部分(即当i！＝0的时候)，包括帧头符元以及数据负载符元部分，从而使信道估计(在帧头符元部分进行)与均衡(在数据负载符元部分进行)都能在相同的数据平坦化程度之下运算；因此，上述OFDM接收器的执行过程可适用且可解决前述技术问题。图3所示中，其中i为某数据帧内的快速傅里叶变换块序号，若i＝0则表示其帧前导部分，i≠0则表示帧头符元以及数据负载符元部分。为了对频率响应进行移位，子载波的频率响应可在频率信道压缩模块内分解。具体地，信道压缩模块包括频率压缩单元及存储器，在频率压缩单元为转化频率响应前，如图4所示，频率响应可视为“1+m+n”的结构，其中1代表频率响应的符号字段位宽，其大小为1比特，其值可以为1，表示负值，其也可为0，表示正值；m代表频率响应的整数位宽，n则代表频率响应的小数位宽，频率响应在频率压缩单元内进一步转化为浮点数，在原“1+m+n”的结构的基础上，如图5所示，转化为“1+m+n+e”的结构，其中e代表频率响应的指数字段位宽。存储器则记录该指数字段及该指数字段的任何变化。一优选实施例中，以频率响应为1.75为例，未转化前，其结构为0+1+0.75，转化后，其结构为0+1+0.75+0，其中最后一个0代表指数字段，且指数字段初始可设定为0。随后，分别将整数字段、小数字段及指数字段以二进制数表示，则为01.1100.00，可知的是，每一字段的位宽不同，该位宽可随硬件条件改变。此时，频率压缩单元将移位整数字段与小数字段，即将小数点向后移位1位，并将该移位的位移耦合至指数字段，则频率响应移位后为11.100.01，从该移位后的数值可知，频率响应的位宽压缩了1位，则在星座解映射的定点运算时，运算过程也将减少1位，便达到了减少系统开销的目的。可以理解的是，本实施例中整数字段的位宽为2位，若其位宽更大，则可压缩的位移也将更大，对减少运算过程和平坦化频率响应的效果将更佳。考虑到并非每一数值的频率响应的整数字段与小数字段转化为二进制后其头部均具有0或1，因此，实施例中所述移位的位移，包括整数与小数字段左起计数时零或壹的个数，及将该二进制位的整数与小数字段的第一个有效数字前所有的0或1去除移位，比如在符号位为0，即正数，整数字段为00101(十进制下为5)，则可移位2位，整数字段为1001(十进制下为9)，则不可移位。优选地，星座解映射模块内包括有一信道估计与均衡模块，其位于所述星座解映射模块的最前端。该信道估计与均衡模块用于解调和解码帧头符元(frameheadersymbols)，以及跟随的负载符元的序列。可知的是，头符元包括描述了由负载符元执行的信息的组成和组合。由于帧的长度短于信道脉冲响应的相干时间。也就意味着信道的频率响应在接收帧时不会改变。因此，帧的前导部和头部可用作解调和解码负载。本专利技术还公开了一种OFDM接收器的频率响应均衡方法，包括以下步骤：步骤一：将快速傅里叶变换计算模块输出的响应频率响应二进制化，二进制化后的频率响应需适应硬件位宽；步骤二：将二进制化后的响应频率分解为符号字段、整数字段、小数字本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种OFDM接收器，包括快速傅里叶变换计算模块及星座解映射模块，其特征在于，还包括信道压缩模块，所述信道压缩模块设于所述快速傅里叶变换计算模块的输出端与星座解映射模块的输入端间；所述信道压缩模块根据块浮点运算将所述快速傅里叶变换模块输出的频率响应平坦化，并输出至所述星座解映射模块。

【技术特征摘要】
1.一种OFDM接收器，包括快速傅里叶变换计算模块及星座解映射模块，其特征在于，还包括信道压缩模块，所述信道压缩模块设于所述快速傅里叶变换计算模块的输出端与星座解映射模块的输入端间；所述信道压缩模块根据块浮点运算将所述快速傅里叶变换模块输出的频率响应平坦化，并输出至所述星座解映射模块。2.如权利要求1所述的OFDM接收器，其特征在于，所述信道压缩模块包括频率压缩单元及存储器；所述频率压缩单元将所述频率响应转化为块浮点数，所述块浮点数包括符号字段、整数字段、小数字段及指数字段；所述存储器存储所述块浮点数的指数字段。3.如权利要求2所述的OFDM接收器，其特征在于，所述频率压缩单元移位所述整数字段与小数字段，并将所述移位的位移耦合至所述指数字段。4.如权利要求3所述的OFDM接收器，其特征在于，所述符号字段为1比特，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔韦托·希门尼斯·菲尔茨特罗姆，亚历杭德罗·马特奥斯·奥特斯，
申请(专利权)人：芯迪半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31