專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于壓縮編碼的頻域均衡裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信均衡技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于壓縮編碼的頻域均衡裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息傳輸速率的不斷提高，對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。其中，均衡技術(shù)是一個(gè)瓶頸，特別是在無(wú)線通信系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的均衡器是時(shí)域均衡器，隨著無(wú)線傳輸速率的越來(lái)越高，時(shí)域均衡器的復(fù)雜度越來(lái)越高。為了兼容單載波和多載波，也為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高系統(tǒng)性能，出現(xiàn)了采用頻域均衡的方法?，F(xiàn)有采用頻域均衡的數(shù)字通信接收機(jī)接收數(shù)據(jù)的流程一般如下步驟1 接收機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列預(yù)處理，得到時(shí)域數(shù)據(jù)y (η)，然后對(duì) y (η)進(jìn)行FFT變換，得到頻域數(shù)據(jù)Y (k)。步驟2 接收機(jī)進(jìn)行信道估計(jì)，得到信道的時(shí)域沖擊響應(yīng) (η)，然后對(duì)進(jìn)行FFT
變換，得到信道在頻域的估計(jì)的響應(yīng) 步驟3:進(jìn)行頻域均衡。步驟4 均衡后的其他處理。其中，頻域均衡的原理如公式(1)所示邪)=厘=糊傳)+曙=歴臂)+墮……① H{k)H{k)H{k)H{k)公式(ι)中，Y(k)和ft(k)分別是接收機(jī)在上述步驟1和步驟2所得到的頻域數(shù)據(jù)，
都是復(fù)數(shù)。H(k)是信道的實(shí)際的頻域響應(yīng)，W(k)是頻域的噪聲。忽略W(k)，并認(rèn)為估計(jì)的
H(k)
信道的頻域響應(yīng)與實(shí)際的信道頻域響應(yīng)很接近，即^~紂，那么，可以得到ΤΛ",、 τ",、
即接收機(jī)已經(jīng)正確的恢復(fù)了發(fā)射機(jī)所發(fā)送的信息。所以，頻域均衡可以理解為一個(gè)復(fù)數(shù)除
Y(k) 法^~ O H(k)從上面的敘述可以看出，實(shí)現(xiàn)頻域均衡的難點(diǎn)就在于在短時(shí)間內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)大量的復(fù)數(shù)除法。復(fù)數(shù)除法很難直接實(shí)現(xiàn)。復(fù)數(shù)除法用硬件實(shí)現(xiàn)，需要耗費(fèi)大量的芯片面積；用軟件實(shí)現(xiàn)，需要耗費(fèi)大量的運(yùn)算時(shí)間；使用傳統(tǒng)的查表方法，需要占用大量的存儲(chǔ)空間。這都提高了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的在于提出一種占用存儲(chǔ)空間少，運(yùn)行速度快，成本低的基于壓縮編碼的頻域均衡方法及裝置。(二)技術(shù)方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于壓縮編碼的頻域均衡裝置，該裝置包括除法轉(zhuǎn)換單元、除數(shù)限幅及壓縮編碼單元、除數(shù)查表求倒數(shù)單元和倒數(shù)相乘均衡單元，其中除法轉(zhuǎn)換單元，用于將復(fù)數(shù)除法轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)除法，并將被除數(shù)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元，將除數(shù)輸出給除數(shù)限幅及壓縮編碼單元；除數(shù)限幅及壓縮編碼單元，用于根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅，將限幅后的數(shù)據(jù)壓縮編碼得到碼字，并將該碼字輸出給除數(shù)查表求倒數(shù)單元；除數(shù)查表求倒數(shù)單元，用于采用接收自除數(shù)限幅及壓縮編碼單元的碼字作為索引進(jìn)行查表，得到左移了 N位的除數(shù)的倒數(shù)，并將該倒數(shù)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元； 倒數(shù)相乘均衡單元，用于將接收自除法轉(zhuǎn)換單元的被除數(shù)與接收自除數(shù)查表求倒數(shù)單元的倒數(shù)進(jìn)行相乘，然后右移N位，得到均衡后的數(shù)據(jù)并輸出。優(yōu)選地，所述除數(shù)限幅及壓縮編碼單元根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅，其選擇的壓縮編碼方式為PCM的A-Law或μ -Law。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于壓縮編碼的頻域均衡方法，該方法包括除法轉(zhuǎn)換單元將復(fù)數(shù)除法轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)除法，并將被除數(shù)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元，將除數(shù)輸出給除數(shù)限幅及壓縮編碼單元；除數(shù)限幅及壓縮編碼單元根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅，將限幅后的數(shù)據(jù)壓縮編碼得到碼字，并將該碼字輸出給除數(shù)查表求倒數(shù)單元；除數(shù)查表求倒數(shù)單元采用接收自除數(shù)限幅及壓縮編碼單元的碼字作為索引進(jìn)行查表，得到左移了 N位的除數(shù)的倒數(shù)，并將該倒數(shù)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元；以及倒數(shù)相乘均衡單元將接收自除法轉(zhuǎn)換單元的被除數(shù)與接收自除數(shù)查表求倒數(shù)單元的倒數(shù)進(jìn)行相乘，然后右移N位，得到均衡后的數(shù)據(jù)并輸出。優(yōu)選地，所述除數(shù)限幅及壓縮編碼單元根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅的步驟中，其選擇的壓縮編碼方式為PCM的A-Law壓縮方式或PCM的μ -Law壓縮方式。優(yōu)選地，所述壓縮編碼方式為PCM的A-Law壓縮方式，該方法具體包括將Y(k) 與的共軛相乘，得到Y(jié)(k)x:ft*(k)，記為rl，為復(fù)數(shù)；將ft(k)與ft(k)的共軛相乘，得到 ft(k)xH*(k)，記為r2，為正的實(shí)數(shù)；將r2限幅為12位的有符號(hào)數(shù)，記為r3 ；將r3進(jìn)行PCM 的A-Law編碼，取編碼后的低7位作為一個(gè)數(shù)，記為r4 ；將r4作為索引，從表格中取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，取得1/( ft(k)x:ft*(kX) 15，此數(shù)記為r5，為實(shí)數(shù)；以及將實(shí)數(shù)r5與復(fù)數(shù)rl相乘， 結(jié)果右移15位，得到均衡后的數(shù)據(jù)Y(k)/ 優(yōu)選地，所述壓縮編碼方式為PCM的μ -Law壓縮方式，該方法具體包括將Y (k) 與的共軛相乘，得到Y(jié)(k)x:ft*(k)，記為rl，為復(fù)數(shù)；將ft(k)與ft(k)的共軛相乘，得到 ft(k)xH*(k)，記為r2，為正的實(shí)數(shù)；將r2限幅為13位的有符號(hào)數(shù)，記為r3 ；將r3進(jìn)行PCM 的μ -Law編碼，取編碼后的低7位作為一個(gè)數(shù)，記為r4 ；將r4作為索引，從表格中取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，取得1/( ft(k)x:ft*(kX) 15，此數(shù)記為r5，為實(shí)數(shù)；以及將實(shí)數(shù)r5與復(fù)數(shù)rl相乘，
結(jié)果右移15位，得到均衡后的數(shù)據(jù)Y(k)/ (三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明提供的基于壓縮編碼的頻域均衡方法及裝置，是一種在查表前先進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮編碼，然后使用壓縮編碼后的碼字作為索引進(jìn)行查表的方法，可以在只占用很少量存儲(chǔ)空間的情況下，獲得很好的性能，可以滿足通信系統(tǒng)對(duì)于頻域均衡的精度的要求。2、本發(fā)明提供的基于壓縮編碼的頻域均衡方法及裝置，使用了查表的方法，較直接實(shí)現(xiàn)除法，可以節(jié)省大量的硬件資源和軟件計(jì)算資源。3、本發(fā)明提供的基于壓縮編碼的頻域均衡方法及裝置，使用將除數(shù)壓縮編碼后進(jìn)行查表的方法，表格可以做的很小，較普通的查表而言，節(jié)省了很多的存儲(chǔ)空間；同時(shí)，除數(shù)的范圍可以做的很大，提高了計(jì)算的精度。


圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例基于壓縮編碼的頻域均衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例采用PCM的A-Law壓縮編碼的頻域均衡方法的流程圖；圖3依照本發(fā)明實(shí)施例采用PCM的μ t-Law壓縮編碼的頻域均衡方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的基本思路是，將復(fù)數(shù)除法轉(zhuǎn)換為一個(gè)新的復(fù)數(shù)除以一個(gè)實(shí)數(shù)，對(duì)實(shí)數(shù)分母進(jìn)行限幅并壓縮編碼，以壓縮編碼為索引進(jìn)行查表，將新的復(fù)數(shù)與查表查得的分母的倒數(shù)相乘，就得到均衡后的數(shù)據(jù)，本發(fā)明使用的數(shù)據(jù)壓縮編碼方法是已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用的PCMA-Law和 μ-Law。 A-Law 禾口 μ—Law 壓縮編碼是國(guó)際電 艮電話協(xié)會(huì)(Consultative Committee for International Telegraph and Telephone, CCITT)最早推出的 G. 711 語(yǔ)音壓縮解壓編碼的一種格式的主要內(nèi)容。在硬件電路或者是軟件實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，A-Law和μ-Law分別可以使用13折線法和15折線法近似實(shí)現(xiàn)。圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例基于壓縮編碼的頻域均衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括除法轉(zhuǎn)換單元、除數(shù)限幅及壓縮編碼單元、除數(shù)查表求倒數(shù)單元和倒數(shù)相乘均衡單元。 下面對(duì)上述各單元分別進(jìn)行詳細(xì)描述。除法轉(zhuǎn)換單元，該單元用于將復(fù)數(shù)除法轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)除法，即將復(fù)數(shù)除法Y(ky:ft(k) 轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)Y(k)xH*(k)的實(shí)部和虛部分別除以同一個(gè)實(shí)數(shù)|ft(k)|2，然后將被除數(shù) Y(k)xH*(k)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元，將除數(shù)輸出給除數(shù)限幅及壓縮編碼單元。對(duì)復(fù)數(shù)除法Y(k)/:ft(k)進(jìn)行如公式2所示的變化
權(quán)利要求
1.一種基于壓縮編碼的頻域均衡裝置，其特征在于，該裝置包括除法轉(zhuǎn)換單元、除數(shù)限幅及壓縮編碼單元、除數(shù)查表求倒數(shù)單元和倒數(shù)相乘均衡單元，其中除法轉(zhuǎn)換單元，用于將復(fù)數(shù)除法轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)除法，并將被除數(shù)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元，將除數(shù)輸出給除數(shù)限幅及壓縮編碼單元；除數(shù)限幅及壓縮編碼單元，用于根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅，將限幅后的數(shù)據(jù)壓縮編碼得到碼字，并將該碼字輸出給除數(shù)查表求倒數(shù)單元；除數(shù)查表求倒數(shù)單元，用于采用接收自除數(shù)限幅及壓縮編碼單元的碼字作為索引進(jìn)行查表，得到左移了 N位的除數(shù)的倒數(shù)，并將該倒數(shù)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元；倒數(shù)相乘均衡單元，用于將接收自除法轉(zhuǎn)換單元的被除數(shù)與接收自除數(shù)查表求倒數(shù)單元的倒數(shù)進(jìn)行相乘，然后右移N位，得到均衡后的數(shù)據(jù)并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓縮編碼的頻域均衡裝置，其特征在于，所述除法轉(zhuǎn)換單元將復(fù)數(shù)除法轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)除法，是將復(fù)數(shù)除法Y(ky:ft(k)轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)Y(k)x:ft*(k)的實(shí)部和虛部分別除以同一個(gè)實(shí)數(shù)|ft(k)|2，。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于壓縮編碼的頻域均衡裝置，其特征在于，所述除法轉(zhuǎn)換單元將被除數(shù)Y(k)xH*(k)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元，將除數(shù)輸出給除數(shù)限幅及壓縮編碼單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓縮編碼的頻域均衡裝置，其特征在于，所述除數(shù)限幅及壓縮編碼單元根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅，其選擇的壓縮編碼方式為PCM 的 A-Law 或 μ -Law0
5.一種基于壓縮編碼的頻域均衡方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該方法包括除法轉(zhuǎn)換單元將復(fù)數(shù)除法轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)除法，并將被除數(shù)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元，將除數(shù)輸出給除數(shù)限幅及壓縮編碼單元；除數(shù)限幅及壓縮編碼單元根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅，將限幅后的數(shù)據(jù)壓縮編碼得到碼字，并將該碼字輸出給除數(shù)查表求倒數(shù)單兀；除數(shù)查表求倒數(shù)單元采用接收自除數(shù)限幅及壓縮編碼單元的碼字作為索引進(jìn)行查表， 得到左移了 N位的除數(shù)的倒數(shù)，并將該倒數(shù)輸出給倒數(shù)相乘均衡單元；以及倒數(shù)相乘均衡單元將接收自除法轉(zhuǎn)換單元的被除數(shù)與接收自除數(shù)查表求倒數(shù)單元的倒數(shù)進(jìn)行相乘，然后右移N位，得到均衡后的數(shù)據(jù)并輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于壓縮編碼的頻域均衡方法，其特征在于，所述除數(shù)限幅及壓縮編碼單元根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅的步驟中，其選擇的壓縮編碼方式為PCM的A-Law壓縮方式或PCM的μ -Law壓縮方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于壓縮編碼的頻域均衡方法，其特征在于，所述壓縮編碼方式為PCM的A-Law壓縮方式，該方法具體包括將Y(k)與ft(k)的共軛相乘，得到Y(jié)(k)x:ft*(k)，記為rl，為復(fù)數(shù)； 將ft(k)與ft(k)的共軛相乘，得到ft(k)x;ft*(k)，記為r2，為正的實(shí)數(shù)； 將r2限幅為12位的有符號(hào)數(shù)，記為r3 ；將r3進(jìn)行PCM的A-Law編碼，取編碼后的低7位作為一個(gè)數(shù)，記為r4 ； 將r4作為索引，從表格中取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，取得1/( ft(k)x:ft*(kX) 15，此數(shù)記為r5， 為實(shí)數(shù)；以及將實(shí)數(shù)r5與復(fù)數(shù)rl相乘，結(jié)果右移15位，得到均衡后的數(shù)據(jù)Y(ky:ft(k)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于壓縮編碼的頻域均衡方法，其特征在于，所述壓縮編碼方式為PCM的μ -Law壓縮方式，該方法具體包括將Y(k)與ft(k)的共軛相乘，得到Y(jié)(k)x:ft*(k)，記為rl，為復(fù)數(shù)； 將ft(k)與ft(k)的共軛相乘，得到ft(k)x;ft*(k)，記為r2，為正的實(shí)數(shù)； 將r2限幅為13位的有符號(hào)數(shù)，記為r3 ；將r3進(jìn)行PCM的μ -Law編碼，取編碼后的低7位作為一個(gè)數(shù)，記為r4 ； 將r4作為索引，從表格中取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，取得1/( ft(k)x:ft*(kX) 15，此數(shù)記為r5， 為實(shí)數(shù)；以及將實(shí)數(shù)r5與復(fù)數(shù)rl相乘，結(jié)果右移15位，得到均衡后的數(shù)據(jù)Y(ky:ft(k)。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字通信均衡技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于壓縮編碼的頻域均衡裝置及方法，該裝置包括除法轉(zhuǎn)換單元、除數(shù)限幅及壓縮編碼單元、除數(shù)查表求倒數(shù)單元和倒數(shù)相乘均衡單元，除法轉(zhuǎn)換單元將復(fù)數(shù)除法轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)除法；除數(shù)限幅及壓縮編碼單元根據(jù)選擇的壓縮編碼方式對(duì)除數(shù)進(jìn)行限幅，將限幅后的數(shù)據(jù)壓縮編碼得到碼字；除數(shù)查表求倒數(shù)單元采用接收自除數(shù)限幅及壓縮編碼單元的碼字作為索引進(jìn)行查表，得到左移了N位的除數(shù)的倒數(shù)；倒數(shù)相乘均衡單元將接收自除法轉(zhuǎn)換單元的被除數(shù)與接收自除數(shù)查表求倒數(shù)單元的倒數(shù)進(jìn)行相乘，然后右移N位，得到均衡后的數(shù)據(jù)并輸出。本發(fā)明可以利用簡(jiǎn)單的乘法和壓縮的查表方法，快速的實(shí)現(xiàn)各種通信系統(tǒng)的均衡。
文檔編號(hào)H04L25/03GK102510365SQ201110375038
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者吳凱, 梁利平, 管武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所