一种信道补偿方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种信道补偿方法，包括：获取每一频点的第一频域信号值和与所述第一频域信号值对应的信道频域响应值；将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果；将所述归一化处理后的结果进行共轭运算，获得共轭运算的结果；输出与所述第一频域信号值对应的第二频域信号值，所述第二频域信号值为所述共轭运算的结果与对应的第一频域信号值复数相乘的结果。本发明专利技术还同时公开了一种信道补偿装置。

A channel compensation method and device

The invention discloses a channel compensation method, which comprises: acquiring the first frequency domain signal value of each frequency point and the channel frequency domain response value corresponding to the first frequency domain signal value; normalizing the channel frequency domain response value to obtain the normalized results; and summing up the normalized results. The second frequency domain signal value corresponding to the first frequency domain signal value is output, and the second frequency domain signal value is the result of the conjugate operation multiplied by the corresponding complex number of the first frequency domain signal value. The invention also discloses a channel compensation device at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种信道补偿方法及装置
本专利技术涉及信道处理技术，尤其涉及一种信道补偿方法及装置。
技术介绍
在数字通信系统中，由于多径传输、信道衰落等恶劣信道特性的影响，信号会在接收终端受到严重的干扰；而信道补偿技术主要是针对信道或整个传输系统的信道特性进行补偿，从而提高通信系统的抗信道衰落性能。在无线通信系统和电力线载波通信系统中，目前常用的调制技术主要是正交频分复用(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技术，由于该技术通过增加每个OFDM符号的循环前缀(CP，CyclicPrefix)，可以轻易的规避由于多径传输而引入的符号间干扰(ISI，InterSymbolInterference)。因此，在采用了OFDM技术的通信系统中，可以使用相对简单的频域信道补偿技术来对信道特性进行补偿。现有技术中，频域信道补偿算法主要有迫零(LS，LeastSquare)算法、最小均方误差(MMSE，MinimumMeanSquaredError)算法和最大似然估计(ML，MaximumLikelihood)算法；其中，LS算法的复杂度最低，但是性能最差；ML算法虽然性能最好，但是复杂度很高，硬件实现代价非常大；另外，由于MMSE算法的性能比LS算法好，复杂度又比ML算法低，所以是目前无线通信和电力线载波通信系统中最常用的频域信道补偿算法。上面分析了MMSE算法在无线通信和电力线载波通信系统中广泛应用的原因，为了进一步阐述MMSE算法，以下对MMSE算法的原理进行详细推导。令MMSE的加权矩阵为：其中，为MMSE接收机的噪声统计信息，H是信道频域响应矩阵，Ι是单位矩阵；经信道补偿后的频域信号可以表示为：其中，XMMSE为信道补偿后的频域信号，Y为携带有噪声的频域接收信号；进一步地，上式可以分解为：其中，X为理想的信道补偿后的频域信号，z为频域接收信号中的噪声信号，ZMMSE为经过MMSE信道补偿后叠加的噪声；可以进一步推导得到噪声的均方误差为：其中，为噪声信号z的统计信息的最小估计值。上述详细推导得到了信道补偿后噪声的均方误差，从而可以根据该均方误差，最大化信道补偿后的信噪比。然而，信噪比是一个与实际环境相关的参数，不同的应用场景以及不同时间的噪声都有可能使信噪比不同，因此，需要一个独立的探测和计算模块对信噪比进行实时监测。另外，可以采用辅助数据估计的方法来估计信噪比，该方式是利用发送的已知数据(例如前导或训练序列)进行相关运算，从而得到信噪比；现有采用辅助数据估计的方法中，比较成熟的方法包括BOUMARD信噪比估计方法、基于相关函数的信噪比估计方法和MMSE信噪比估计方法。电力线载波通信和无线通信技术中由于设计了训练序列，因此可以采用辅助数据估计的方法对信噪比进行监测；但是，该方法需要对接收信号或者信道估计的结果进行互相关运算，随着频点数量的增加和时域周期长度的增长，互相关运算的资源代价和功耗开销都会明显增加，不利于低成本芯片的功耗和成本的控制。
技术实现思路
为解决现有存在的问题，本专利技术实施例期望提供一种信道补偿方法及装置，在信道补偿时不需要对信噪比进行检测和估计，从而能够降低功耗。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种信道补偿方法，所述方法包括：获取每一频点的第一频域信号值和与所述第一频域信号值对应的信道频域响应值；将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果；将所述归一化处理后的结果进行共轭运算，获得共轭运算的结果；输出与所述第一频域信号值对应的第二频域信号值，所述第二频域信号值为所述共轭运算的结果与对应的第一频域信号值复数相乘的结果。上述方案中，所述将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果，包括：计算所述信道频域响应值的模，获得模计算后的结果；将所述信道频域响应值与所述模计算后的结果相除，获得所述归一化处理后的结果。上述方案中，所述将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果，包括：对所述信道频域响应值进行相位计算，获得对应的第一频域信号值的相位补偿角度值；计算所述相位补偿角度值的正弦值和余弦值；根据所述正弦值和余弦值，获得所述归一化处理后的结果。上述方案中，所述根据所述正弦值和余弦值，获得所述归一化处理后的结果，包括：将所述余弦值设置为所述归一化处理后的结果的实部，并将所述正弦值的负数值设置为所述归一化处理后的结果的虚部。本专利技术实施例还提供了一种信道补偿装置，所述装置包括：获取模块、归一化处理模块、共轭运算模块和输出模块；其中，所述获取模块，用于获取每一频点的第一频域信号值和与所述第一频域信号值对应的信道频域响应值；所述归一化处理模块，用于将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果；所述共轭运算模块，用于将所述归一化处理后的结果进行共轭运算，获得共轭运算的结果；所述输出模块，用于输出与所述第一频域信号值对应的第二频域信号值，所述第二频域信号值为所述共轭运算的结果与对应的第一频域信号值复数相乘的结果。上述方案中，所述归一化处理模块包括：第一计算单元和除法单元；其中，所述第一计算单元，用于计算所述信道频域响应值的模，获得模计算后的结果；所述除法单元，用于将所述信道频域响应值与所述模计算后的结果相除，获得所述归一化处理后的结果。上述方案中，所述归一化处理模块包括：第二计算单元、第三计算单元和获取单元；其中，所述第二计算单元，用于对所述信道频域响应值进行相位计算，获得对应的第一频域信号值的相位补偿角度值；所述第三计算单元，用于计算所述相位补偿角度值的正弦值和余弦值；所述获取单元，用于根据所述正弦值和余弦值，获得所述归一化处理后的结果。上述方案中，所述获取单元，具体用于将所述余弦值设置为所述归一化处理后的结果的实部，并将所述正弦值的负数值设置为所述归一化处理后的结果的虚部。本专利技术实施例提供的信道补偿方法及装置，先获取每一频点的第一频域信号值和与所述第一频域信号值对应的信道频域响应值；再将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果；将所述归一化处理后的结果进行共轭运算，获得共轭运算的结果；输出与所述第一频域信号值对应的第二频域信号值，所述第二频域信号值为所述共轭运算的结果与对应的第一频域信号值复数相乘的结果。可见，本专利技术实施例通过对第一频域信号值和信道频域响应值进行数学运算，输出对所述第一频域信号值进行信道补偿后的第二频域信号值；由于本专利技术实施例在信道补偿时不需要对信噪比进行检测和估计，因而也不需要对第一频域信号值或者信道频域响应值进行互相关运算，从而能够节省在进行互相关运算时产生的资源代价和功耗开销，大大降低功耗，并且能够节省芯片的面积，降低成本。附图说明图1为本专利技术信道补偿方法实施例一的实现流程示意图；图2为数字接收机的流程示意图；图3为图2所示实现流程中归一化处理的细化流程示意图之一；图4为图2所示实现流程中归一化处理的细化流程示意图之二；图5为本专利技术信道补偿方法实施例二的实现流程示意图；图6为本专利技术信道补偿方法与迫零信道补偿方法和MMSE信道补偿方法的性能比较示意图；图7为本专利技术信道补偿装置实施例一的组成结构示意图；图8为图7所示装置中归一化处理模块的细化组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信道补偿方法，其特征在于，所述方法包括：获取每一频点的第一频域信号值和与所述第一频域信号值对应的信道频域响应值；将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果；将所述归一化处理后的结果进行共轭运算，获得共轭运算的结果；输出与所述第一频域信号值对应的第二频域信号值，所述第二频域信号值为所述共轭运算的结果与对应的第一频域信号值复数相乘的结果。

【技术特征摘要】
1.一种信道补偿方法，其特征在于，所述方法包括：获取每一频点的第一频域信号值和与所述第一频域信号值对应的信道频域响应值；将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果；将所述归一化处理后的结果进行共轭运算，获得共轭运算的结果；输出与所述第一频域信号值对应的第二频域信号值，所述第二频域信号值为所述共轭运算的结果与对应的第一频域信号值复数相乘的结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果，包括：计算所述信道频域响应值的模，获得模计算后的结果；将所述信道频域响应值与所述模计算后的结果相除，获得所述归一化处理后的结果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述信道频域响应值进行归一化处理，获得归一化处理后的结果，包括：对所述信道频域响应值进行相位计算，获得对应的第一频域信号值的相位补偿角度值；计算所述相位补偿角度值的正弦值和余弦值；根据所述正弦值和余弦值，获得所述归一化处理后的结果。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述正弦值和余弦值，获得所述归一化处理后的结果，包括：将所述余弦值设置为所述归一化处理后的结果的实部，并将所述正弦值的负数值设置为所述归一化处理后的结果的虚部。5.一种信道补偿装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块、归一化处理模块、共轭运算模块和输...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晨，陶想林，张炜，李彧，
申请(专利权)人：深圳市中兴微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44