一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法技术

本发明专利技术公开一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，包括如下步骤：S1，生成正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表；S2，根据基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子中符号系数l的取值，计算基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分，得到基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值；S3，根据基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值，计算正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表的查表索引TDex；S4，根据查表索引TDex查正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表得到需要的相位值。本发明专利技术是一种精度和资源可控的FPGA实现方案，易于实现硬件FPGA，有效解决了协议中新增大频偏相位补偿问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法
本专利技术涉及基站下行权值计算方案处理方法，具体涉及一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法。
技术介绍
5GNR(NewRadio)中3GPP38.2115.4协议新增符号间相位补偿。基站侧和UE(UserEquipment)补偿公式如下：基站侧需要补偿因子：UE侧需要补偿的因子：其中，f0、f1表示基站和UE的射频频点，单位Hz，l表示符号系数，取值范围1～L，L表示1ms内的符号个数，N表示FFT点数，fs表示采样率，单位Hz，Ncp包含当前符号以及该符号之前所有符号的CP长度之和。为了实现协议需求，需要寻找一种满足NR常用频率范围(0.45G～5G)而且适合硬件FPGA实现的灵活的实现方案。
技术实现思路
针对5GNR中大频偏范围相位补偿，本专利技术提出了一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，本专利技术是一种精度和资源可控的FPGA实现方案，易于实现硬件FPGA，有效解决了协议中新增大频偏相位补偿问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，包括如下步骤：S1，生成正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表；S2，根据基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子中符号系数l的取值，计算基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分，得到基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值；S3，根据基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值，计算正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表的查表索引TDex，TDex为指数部分定标值低x比特对应值，其中x＝log2(TN)，TN为表长度；S4，根据查表索引TDex查正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表得到需要的相位值。优选的：正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表，表内复数定标Q(16,15)。优选的：S1中，正弦Sin_T待查表生成公式如下：floor(sin(0:2*π/TN:2*π*(TN-1)/TN)*(215-1))式中，floor()表示向下取整，TN为表长度。优选的：S1中，余弦Cos_T待查表生成公式如下：floor(cos(0:2*π/TN:2*π*(TN-1)/TN)*(215-1))式中，floor()表示向下取整，TN,为表长度。优选的：S2中，获取基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值的过程包括如下步骤：S2.1，令基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子指数部分的其中，fk为子载波间隔，Ncp1为长CP长度，Ncp2为短CP长度；S2.2，对进行标定处理，令标定后的定标值为定标Q(22+x,x)，其中x＝log2(TN)，TN为表长度。优选的：S3中，若需要补偿的相位为UE侧，则TDex保持不变。优选的：S3中，若为需要补偿的相位为基站侧，对TDex进行修正，修正方式如下：TDex大于等于TN/2时，令TDex＝TN-TDex，否则TDex＝TDex+TN/2。优选的：根据查表索引TDex查表得到需要的相位值得到的基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子ThetaValue(l)的表达式如下：ThetaValue(l)＝Cos_T(TDex+1)+j*Sin_T(TDex+1)。优选的：基站侧补偿因子表达式如下：其中，f0表示基站的射频频点，l表示符号系数，取值范围1～L，L表示1ms内的符号个数，N表示FFT点数，fs表示采样率，Ncp包含当前符号以及该符号之前所有符号的CP长度之和。本专利技术具有如下有益效果：本方法能有效解决基站侧和UE侧大频偏相位补偿问题，精度和资源灵活可控，所得的基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值中的量化比特越大精度越高，资源占用越大，反之比特越少，精度越低，资源占用越少，便于FPGA实现，有效解决了协议中新增大频偏相位补偿问题。附图说明图1为本处理方案得到的相位值与理论值之间EVM。具体实施方式下面结合附图和实施例来对本专利技术做进一步的说明。本专利技术基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，包括如下步骤：步骤1、生成正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表，表长度为TN，表内复数定标Q(16，15)：余弦Cos_T待查表和正弦Sin_T待查表生成公式如下：floor(cos(0:2*π/TN:2*π*(TN-1)/TN)*(215-1))floor(sin(0:2*π/TN:2*π*(TN-1)/TN)*(215-1))其中floor()表示向下取整；步骤2、为了得到步骤1中查表索引值，根据表示符号系数l的取值计算补偿因子(基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子)的指数部分，定标处理包括如下步骤：2.1令指数部分的f0(Ncp+(l-1)*N)/fs等于C，公式拆开并简化如下：其中fk为子载波间隔，单位Hz，Ncp1长CP长度，Ncp2短CP长度。2.2对简化后的C进行定标处理，令定标后的标定值为D，定标Q(22+x,x)，其中x＝log2(TN)，量化比特x越大精度越高，资源占用越大，反之比特越少，精度越低，资源占用越少，便于FPGA实现。根据目前NR常用的频点范围以及采样率，可以预估C的有效位宽不会超过22+x比特，则标定值D如下：步骤3、根据步骤2得到的指数部分定标值D，计算查表索引TDex：TDex为D的低x比特，其中x＝log2(TN)，TN为表长度，需要根据待补偿的相位的正负，得到最终的TDex，具体的：若需要补偿的相位为正数(UE侧)时，则TDex保持不变；若需要补偿的相位为负值(基站侧)时，需要对TDex进行修正，修正方式如下：当TDex大于等于TN/2时，TDex＝TN-TDex，否则TDex＝TDex+TN/2步骤4、根据查表索引TDex查表得到需要的相位值。补偿因子ThetaValue(l)＝Cos_T(TDex+1)+j*Sin_T(TDex+1)实施例为了举例验证本方法的优越性，搭建仿真平台，模拟定点查表出来的相位值和浮点真实值之间差异。本实施例中，f1取3.5GHz，TN取4096，x即12，fs取值122.88M，FFT点数N为4096点，l符号取值2，fk为30kHz子载波间隔，按照本专利技术的上述方法，D计算值为511466666，TDex计算值3242，ThetaValue(2)计算得到8448-j*31660，对应浮点值0.2578-j*0.9662，计算与浮点真实值0.2588-j*0.9659的EVM为0.1040％，满足FPGA实现要求。进一步遍历NR目前常用频段0.45G～5G，EVM仿真结果如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，生成正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表；/nS2，根据基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子中符号系数l的取值，计算基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分，得到基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值；/nS3，根据基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值，计算正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表的查表索引TDex，TDex为指数部分定标值低x比特对应值，其中x＝log

【技术特征摘要】
1.一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，生成正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表；
S2，根据基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子中符号系数l的取值，计算基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分，得到基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值；
S3，根据基站侧补偿因子以及UE侧补偿的因子的指数部分的定标值，计算正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表的查表索引TDex，TDex为指数部分定标值低x比特对应值，其中x＝log2(TN)，TN为表长度；
S4，根据查表索引TDex查正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表得到需要的相位值。


2.根据权利要求1所述的一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，其特征在于：正弦Sin_T待查表和余弦Cos_T待查表，表内复数定标Q(16,15)。


3.根据权利要求2所述的一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，其特征在于：S1中，正弦Sin_T待查表生成公式如下：
floor(sin(0:2*π/TN:2*π*(TN-1)/TN)*(215-1))
式中，floor()表示向下取整，TN为表长度。


4.根据权利要求2所述的一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，其特征在于：S1中，余弦Cos_T待查表生成公式如下：
floor(cos(0:2*π/TN:2*π*(TN-1)/TN)*(215-1))
式中，floor()表示向下取整，TN,为表长度。


5.根据权利要求1所述的一种基于5G大频偏相位补偿的FPGA实现方法，其特征在于：S2中，获取基站侧补...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘娟娟，石兆奇，李斌，穆来西，魏宗仁，高炜，任海月，
申请(专利权)人：西安鼎研科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61