一种用于正交频分复用OFDM信道估计的接收机及其估计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于正交频分复用OFDM信道估计的接收机，包括：模数（A/D）转换器，用于提供输入信号；帧检测器，用于检测输入信号帧的起始位置；快速傅里叶变换（FFT）模块，用于对前导码元执行N/M点的快速傅里叶变换，得到信道频率响应估计；信道估计（CHEST）模块，用于前导码元进行内插，并输出内插信道频率响应估计；均衡器（EQU），用于均衡帧头码元和所述快速傅里叶变换（FFT）模块的数据码元；解调器（DEMOD），用于提取接收到的信息并输出携带有原始信息的数据比特流。采用上述技术方案后，可减少信道估计过程中由于相位差过大造成的内插值幅度的失真。

【技术实现步骤摘要】
一种用于正交频分复用OFDM信道估计的接收机及其估计方法
本专利技术涉及信道估计设备，尤其涉及一种用于正交频分复用OFDM信道估计的接收机及其估计方法。
技术介绍
现有技术常用的基于前导码元做初始信道估计的方法中，对相位的估计均不考虑信号起始点误差所导致的相位变化(或者认为可以忽略)，因为在不需要做信道内插的通信系统中这个误差会在后续的信道均衡中消除。但在需要做信道内插的系统中，这个相位差会使得内插后的信道估计性能急剧恶化，因此不能将其忽略。由于对于该误差的忽略，现有技术中通常会导致信道频率响应的性能恶化，对于该问题，本领域技术人员采用的是反馈滤波器的结构，属于闭环系统，需要对滤波器环路参数做仔细调整，得以在性能和稳定性之间做取舍。因此，急需一种信道估计的方法及设备，可减少由于相位差过大造成的内插值幅度的失真。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于正交频分复用OFDM信道估计的接收机，可减少由于相位差过大造成的内插值幅度的失真。本专利技术公开了一种用于正交频分复用OFDM信道估计的接收机，包括:模数(A/D)转换器，用于提供输入信号；帧检测器，用于检测所述输入信号帧的到来及所述输入信号帧的起始位置；快速傅里叶变换(FFT)模块，用于根据接收到的信号，对前导码元执行N/M点的快速傅里叶变换，得到信道频率响应估计；信道估计(CHEST)模块，用于根据所述信道频率响应估计对所述前导码元进行内插，并输出所述内插信道频率响应估计；均衡器(EQU)，用于根据所述内插信道频率响应估计来均衡帧头码元和所述快速傅里叶变换(FFT)模块的数据码元；解调器(DEM0D)，用于提取接收到的信息并输出携带有原始信息的数据比特流。优选地，所述信道估计(CHEST)模块包括:帧检测模块(DETECTOR)，所述帧检测模块(DETECTOR)先于所述信道频率响应估计的内插X[M]，对所述信号帧的起始位置的起始点误差“ Λ ”作估计。优选地，所述信道估计(CHEST )模块还包括相位偏移发生器(Phase rampgenerators)，所述帧检测模块(DETECTOR)计算所述起始点误差“ Λ ”后，所述相位偏移发生器(Phase ramp generators)通过以Δ为自变量的指数函数来得到相位偏移函数。优选地，所述信道估计(CHEST)模块还包括延迟(DELAY)模块，用于对所述相位偏移函数补偿由所述起始点误差“ Λ ”所引起的延迟。优选地，所述信道估计(CHEST)模块计算N/M点的信道频率响应X[m]，所述相位偏移发生器(Phase ramp generators)根据所述起始点误差“ Δ ”计算N/M个相位值并乘以所述信道频率响应X[m]得到乘积，对所述乘积做N点内插得到第一信道频率响应。优选地,所述相位偏移发生器(Phase ramp generators)对所述N/M个相位值取共轭并内插至N个值得到N个相位值'并对所述N个相位值乘以第一信道频率响应，以得到最终信道频率响应估计值。本专利技术还公开了一种正交频分复用OFDM信道估计的方法，包括以下步骤:步骤A:检测输入信号帧的到来及所述输入信号帧的起始位置；步骤B:根据接收到的信号，对前导码元执行Ν/Μ点的快速傅里叶变换，得到信道频率响应估计；步骤C:根据所述信道频率响应估计对所述前导码元进行内插，并输出所述内插信道频率响应估计；步骤D:根据所述内插信道频率响应估计来均衡帧头码元和所述快速傅里叶变换(FFT)模块的数据码元；步骤Ε:根据接收到的信息并输出携带有原始信息的数据比特流。优选地，所述步骤C从所述信道频率响应估计对所述前导码元进行内插至输出所述内插信道频率响应估计的步骤间还包括以下步骤:步骤Cl:对所述信道频率响应估计的内插Χ[Μ]前，对所述信号帧的起始位置的起始点误差“ △ ”作估计；步骤C2:计算Ν/Μ点的信道频率响应X[m];步骤C3:根据所述起始点误差“ Λ ”计算N/M个相位值;步骤C4:将所述Ν/Μ个相位值乘以X[m]得到乘积，将所述乘积做N点内插得到第一信道频率响应；步骤C5:对所述N/M个相位值e-n令取共轭并内插至N个值得到N个相位值;步骤C6:将所述N个相位值乘以所述第一信道频率响应，得到最终信道频率响应估计值。采用上述技术方案后，基于只提供信道部分信息的前导码元执行插值处理的估计方法，利用前导码元提供的信道抽样子集来恢复OFDM码元完整的信道频率响应，使得内插对阵起始点检测误差不再敏感，提高了基于前导码元的信道估计值的稳定度和精确度，减少了内插过程中内插值幅度的失真的概率。同时，以上方法中滤波器的设置属于开环结构，由于开关结构的实现复杂度小于闭环结构，不存在稳定性问题，现有技术人员无需为了提高稳定性而降低该家庭网络通信系统的接收机的性能。【附图说明】图1为使用正交频分复用(OFDM)通信系统的帧结构的示意图； 图2为线性内插示意图；图3为OFDM接收机的系统框图；图4为OFDM接收机的不同状态转换示意图；图5为OFDM接收机的信道响应内插电路电路图；【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1，图1为使用正交频分复用(OFDM)通信系统的帧结构的示意图。正交频分复用信号的帧结构包含一个或多个前导码元，一个或多个正交频分复用帧头码元及一个或多个正交频分复用的数据码元信号。OFDM接收机使用帧结构的前导码元来检测和估计帧起始位置，并向OFDM内接收机提供信道估计的训练序列。前导码元使用一预定义的信号至OFDM接收机，该预定义信号能简化信道频率响应的估计。OFDM帧头码元包含补充信号，该补充信号定义了如何对帧结构中的所述数据码元进行编码。所述OFDM信号的数据码元包括了正在传输的数据。参阅图2，为两个复数X[MJ和X[Mq+1]的线性内插示意图，示出了幅度失真是如何形成的。两个复数矢量X[MJ和XtMfl]间的一 M个分布于这两点间弦上的插值点。这M个分布在弦上的插值点将影响这些线性插值点的幅度的精确度。精确度受影响程度取决于两线性插值点形成的弧所对应的圆心角，即这两线性插值点的相位差。于是，估计的帧起始点的递增角度为Φ DvJ-Φ [HiJ=Z3IMA/N。正确的做法是沿着这两个复数矢量之间的圆弧上产生M个点，这些点的幅度将更加精确。参阅图3，为OFDM接收机的系统框图。该OFDM接收机的系统框图包括模数(A/D)转换器、帧检测器、快速傅里叶变换(FFT)模块、均衡器(EQU)、信道估计(CHEST)模块及解调器(DEM0D)。模数(A/D)转换器向OFDM接收机提供输入信号。帧检测器检测信号帧的到来和其起始位置。自起始位置开始，帧检测器将信号分割为FFT块，并将分割的信号发送至FFT模块。FFT模块接收到分割的信号后，对前导码元执行N/M点的快速傅里叶变换，来得到子载波频率索引为m=0，I, 2，…，N/M的信道冲击响应的估计。之所以采用N/M点的快速傅里叶变换，是因为前导码元的定义中只用了 N/M个等间距的子载波。这M个频率对应与帧头码元和数据OFDM码元中间的频率索引N=0，M-1，2M-1，…，N-M+1。因此，这两个子载波集合的关系是一个采样率为M的信道频率响应函数。前导码元的快速傅里叶变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于正交频分复用OFDM信道估计的接收机，其特征在于：包括：模数（A/D）转换器，用于转换输入信号；帧检测器，用于检测所述输入信号帧的到来及所述输入信号帧的起始位置；快速傅里叶变换（FFT）模块，用于根据接收到的信号，对前导码元执行N/M点的快速傅里叶变换，得到信道频率响应估计；信道估计（CHEST）模块，用于根据所述信道频率响应估计对所述前导码元进行内插，并输出所述内插信道频率响应估计；均衡器（EQU），用于根据所述内插信道频率响应估计来均衡帧头码元和所述快速傅里叶变换（FFT）模块的数据码元；解调器（DEMOD），用于提取接收到的信息并输出携带有原始信息的数据比特流。

【技术特征摘要】
2013.02.11 US 61/7633941.一种用于正交频分复用OFDM信道估计的接收机，其特征在于: 包括: 模数(A/D)转换器，用于转换输入信号； 帧检测器，用于检测所述输入信号帧的到来及所述输入信号帧的起始位置；快速傅里叶变换(FFT)模块，用于根据接收到的信号，对前导码元执行N/M点的快速傅里叶变换，得到信道频率响应估计； 信道估计(CHEST )模块，用于根据所述信道频率响应估计对所述前导码元进行内插，并输出所述内插信道频率响应估计； 均衡器(EQU)，用于根据所述内插信道频率响应估计来均衡帧头码元和所述快速傅里叶变换(FFT)模块的数据码元； 解调器(DEM0D)，用于提取接收到的信息并输出携带有原始信息的数据比特流。2.如权利要求1所述的接收机，其特征在于: 所述信道估计(CHEST)模块包括:帧检测模块(DETECTOR)，所述帧检测模块(DETECTOR)先于所述信道频率响应估计X[M]，对所述信号帧的起始位置的起始点误差“Λ，，作估计。3.如权利要求2所述的接收机，其特征在于: 所述信道估计(CHEST)模块还包括相位偏移发生器(Phase ramp generators),所述帧检测模块(DETECTOR)计算所述起始点误差“ Λ ”后，所述相位偏移发生器(Phase rampgenerators)通过以Λ为自变量的指数函数^~1^来得到相位偏移函数。4.如权利要求3所述的接收机，其特征在于: 所述信道估计(CHEST)模块还包括延迟(DELAY)模块，用于对所述相位偏移函数补偿由所述起始点误...

【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，邓运松，
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