基于OFDM的非线性相移补偿方法、通讯芯片和系统与流程

本发明涉及非线性相移，尤其是指一种基于ofdm的非线性相移补偿方法、通讯芯片和系统。

背景技术：

1、在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, ofdm)系统中，在信号发射前和接收后都会对信号进行数字滤波处理以减少噪声干扰。常用的数字滤波器分为有限长单位冲激响应 (finite impulse response, fir) 滤波器和无限冲激响应(infinite impulse response, iir) 滤波器两类。由于fir滤波器较iir滤波器在硬件实现时会占用更多的设计资源，在对芯片面积有严格要求的设计中，使用iir滤波器更有利于缩减面积。

2、但是，由于iir滤波器的固有特性，不同频率的信号在经过iir滤波器后会产生非线性的相位偏移，这会给ofdm系统信号质量带来不利影响，例如，在信号的发送端，由于非线性相位偏移相位的引入会导致相位失真，从而影响发送信号的误差矢量幅度(errorvector magnitude, evm)指标，导致发送信号质量不满足要求。因此，为了保证ofdm系统信号的有效传送，亟需解决非线性相位偏移对信号质量带来的影响。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种基于ofdm的非线性相移补偿方法、通讯芯片和系统，可以保证各个频率子载波的相位相对关系不发生改变，提高ofdm系统发送端的信号质量。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于ofdm的非线性相移补偿方法，所述方法包括：

3、获取发送端的第一iir滤波器的第一实际相位响应曲线，拟合第一实际相位响应曲线得到第一相位响应拟合直线，根据第一实际相位响应曲线和第一相位响应拟合直线得到不同频率信号的第一非线性相位偏移量；

4、根据所述第一非线性相位偏移量对ofdm频域信号中的每个子载波信号进行反向相位旋转，得到补偿后的ofdm频域信号；

5、将所述补偿后的ofdm频域信号转换为ofdm时域信号，经过所述第一iir滤波器后发送到信道中。

6、进一步地，所述根据第一实际相位响应曲线和第一相位响应拟合直线得到不同频率信号的第一非线性相位偏移量，具体为：将所述第一实际相位响应曲线和第一相位响应拟合直线做差值运算，得到不同频率信号在经过第一iir滤波器后的第一非线性相位偏移量为：

7、，

8、式中，表示第 k个信号频率在经过第一iir滤波器后的所述第一非线性相位偏移量，表示第一实际相位响应曲线上第 k个信号频率的相位偏移，表示第一相位响应拟合直线上第 k个信号频率的相位偏移。

9、进一步地，所述拟合第一实际相位响应曲线得到第一相位响应拟合直线时，根据所述ofdm频域信号中的子载波信号的频率范围，将所述第一实际相位响应曲线拟合为线性直线，将线性直线作为所述第一相位响应拟合直线。

10、进一步地，根据所述第一非线性相位偏移量对ofdm频域信号中的每个子载波信号进行反向相位旋转，具体为对每个子载波信号乘以所述第一非线性相位偏移量的复指数以进行反向相位旋转。

11、进一步地，所述对每个子载波信号乘以所述第一非线性相位偏移量的复指数以进行反向相位旋转，具体为：

12、所述ofdm频域信号中的子载波信号为：

13、，

14、式中，表示第 k个子载波信号的复数形式， t表示时间，表示第 k个子载波信号的幅度， j表示虚数单位，表示第 k个子载波信号的频率， e为自然常数；

15、根据所述第一非线性相位偏移量，对所述子载波信号进行反向相位旋转，具体为：

16、，

17、式中，表示补偿后的ofdm频域信号中第 k个子载波信号的复数形式，表示第 k个信号频率在经过第一iir滤波器后的所述第一非线性相位偏移量。

18、进一步地，所述方法还包括：

19、接收经过所述信道传输的所述ofdm时域信号；

20、根据第二非线性相位偏移量对本地前导子载波进行同向相位旋转，获得处理后的本地前导子载波；其中，根据接收端的第二iir滤波器的第二实际相位响应曲线得到所述第二非线性相位偏移量；

21、根据所述处理后的本地前导子载波对经过所述第二iir滤波器处理的所述ofdm时域信号进行帧同步。

22、进一步地，所述根据第二非线性相位偏移量对本地前导子载波进行同向相位旋转，具体为对本地前导子载波乘以所述第二非线性相位偏移量的复指数以进行同向相位旋转。

23、进一步地，所述对本地前导子载波乘以所述第二非线性相位偏移量的复指数以进行同向相位旋转，具体为：

24、，

25、式中，表示处理后的第 k个本地前导子载波的复数形式， t表示时间，表示第 k个本地前导子载波的幅度， j表示虚数单位，表示第 k个本地前导子载波的频率，表示第 k个信号频率在经过第二iir滤波器后的所述第二非线性相位偏移量， e为自然常数。

26、本发明还提供了一种基于ofdm的非线性相移补偿的通讯芯片，所述通讯芯片实现所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法。

27、本发明还提供了一种基于ofdm的非线性相移补偿的系统，所述基于ofdm的非线性相移补偿的系统使用所述的基于ofdm的非线性相移补偿的通讯芯片。

28、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

29、本发明通过在发送端对ofdm频域信号中的子载波进行反向相位旋转来提前做相位补偿，以抵消发送端iir滤波器引入的非线性相位偏移，保证了各个频率子载波的相位相对关系不发生改变，从而提高ofdm系统发送端的信号evm质量，保证了通信的可靠性。

技术特征：

1.一种基于ofdm的非线性相移补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法，其特征在于：所述根据第一实际相位响应曲线和第一相位响应拟合直线得到不同频率信号的第一非线性相位偏移量，具体为：将所述第一实际相位响应曲线和第一相位响应拟合直线做差值运算，得到不同频率信号在经过第一iir滤波器后的第一非线性相位偏移量为：

3.根据权利要求1所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法，其特征在于：所述拟合第一实际相位响应曲线得到第一相位响应拟合直线时，根据所述ofdm频域信号中的子载波信号的频率范围，将所述第一实际相位响应曲线拟合为线性直线，将线性直线作为所述第一相位响应拟合直线。

4.根据权利要求1所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法，其特征在于：根据所述第一非线性相位偏移量对ofdm频域信号中的每个子载波信号进行反向相位旋转，具体为对每个子载波信号乘以所述第一非线性相位偏移量的复指数以进行反向相位旋转。

5.根据权利要求4所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法，其特征在于：所述对每个子载波信号乘以所述第一非线性相位偏移量的复指数以进行反向相位旋转，具体为：

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法，其特征在于：所述根据第二非线性相位偏移量对本地前导子载波进行同向相位旋转，具体为对本地前导子载波乘以所述第二非线性相位偏移量的复指数以进行同向相位旋转。

8.根据权利要求7所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法，其特征在于：所述对本地前导子载波乘以所述第二非线性相位偏移量的复指数以进行同向相位旋转，具体为：

9.一种基于ofdm的非线性相移补偿的通讯芯片，其特征在于：所述通讯芯片实现如权利要求1-8任一项所述的基于ofdm的非线性相移补偿方法。

10.一种基于ofdm的非线性相移补偿的系统，其特征在于：所述基于ofdm的非线性相移补偿的系统使用如权利要求9所述的基于ofdm的非线性相移补偿的通讯芯片。

技术总结本发明涉及非线性相移技术领域，公开一种基于OFDM的非线性相移补偿方法、通讯芯片和系统，包括：获取发送端的第一IIR滤波器的第一实际相位响应曲线，拟合第一实际相位响应曲线得到第一相位响应拟合直线，根据第一实际相位响应曲线和第一相位响应拟合直线得到不同频率信号的第一非线性相位偏移量；根据所述第一非线性相位偏移量对OFDM频域信号中的每个子载波信号进行反向相位旋转，得到补偿后的OFDM频域信号；将补偿后的OFDM频域信号转换为OFDM时域信号，经过第一IIR滤波器后发送到信道中。本发明可以保证各个频率子载波的相位相对关系不发生改变，提高OFDM系统发送端的信号质量。技术研发人员：林雄鑫,朱忠益,王利辉,王坤寿受保护的技术使用者：苏州门海微电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23