[发明专利]一种应用于无线中程传感网络的AFC装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)体制的无线中程传感网络的传输节点，尤其涉及其中的AFC频偏自动调整装置。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)是一种高效的数字信号传输方式。它的一个主要优点是各个子载波相互正交，从而在多径信道中能以近乎最佳的性能传输数据。通常信号通过信道以后会产生一定的失真，破坏系统的正交性，从而使系统出现ISI(Inter Symbol Interference，符号串扰)以及ICI(Inter channel Interference，子信道串扰)。如果信道失真是线性的，那么通过在OFDM时域信号帧与帧之间引入保护间隔，即通常所说的CP(Cyclic Prefix，循环嵌缀)，就可以减弱符号串扰及子带串扰得影响。如果保护间隔的长度大于或等于信道的群时延差，那么正交性完全保证，此时OFDM系统不存在ISI和ICI。

可是，在无线信道中，或者由于多普勒频移效应，或者由于收发端载波不一致，从而使OFDM系统的收发两端产生频率偏移，破坏系统的正交性，导致整个系统的性能严重下降。频偏是由于收发晶振不可能很准确地定位到同一个频率，晶振还有个稳定度的概念。为此，有人给出了修正频偏的方法，就是在基带处理单元中给出频偏送给射频模块控制压控振荡器进行频偏纠正，见图1。这种方法给调试带来困难，而且射频链路和基带处理单元不够独立。给调试测试带来困难。在频偏估计方法方面，有人利用在接收机中收到的前后两帧OFDM数据直接估算频偏大小，并对所有数据进行校正。在噪声较小时这种方法是有效的，可是噪声很大时，这种方法会对频偏的估算带来很大的负面影响。同时某些实际情形中，频偏有可能是一种缓慢的波动过程，这种方法也不能很好的适应频率的偏移。另外，很多方法仅给出了频偏的估计算法，而并未处理由于频偏校正时所出现的相位旋转问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于中程传感网的AFC装置，

本发明要解决的是现有的AFC装置的调试困难，射频链路和基带处理单元不够独立，在噪声很大时，频偏的估算不够精确，不能很好的适应频率的偏移等问题。

为了达到上述目的，本发明包括频偏估计模块，频偏补偿模块，帧检测模块和信号解调模块。频偏估计模块包括：利用长码计算相关值模块，计算频偏模块，帧间估计更新调整模块。

所述的利用长码计算相关值模块包括：先入先出缓冲模块，乘法器，加法器；先入先出缓冲模块与乘法器相连，乘法器与加法器相连。

先入先出缓冲模块用于保存输入的长训练序列，送给乘法器进行相关运算。数据是依次输入此先入先出缓冲模块的，再从此先入先出缓冲模块中取数据，取得离现在最近存输时间的数据。

乘法器用于将前后L(长训练序列一半的长度)个数据点进行相关运算，计算值送给加法器。将当前接收到的信号点与先入先出缓冲模块中最后输入的那个点进行相关运算，当前点的实部与先入先出缓冲模块点的实部相乘，当前点的实部与先入先出缓冲模块点的虚部相乘，当前点的虚部与先入先出缓冲模块点的实部相乘，当前点的虚部与先入先出缓冲模块点的虚部相乘。

加法器用于当前点的实部与先入先出缓冲模块点的实部相乘的结果，和当前点的虚部与先入先出缓冲模块点的虚部相乘的结果进行相加，得到相关值的实部。当前点的虚部与先入先出缓冲模块点的实部相乘的结果，和当前点的实部与先入先出缓冲模块点的实部相乘的结果的负数进行相加，得到相关值的虚部。

所述的计算频偏模块包括：先入先出缓冲模块，加法器，实部寄存器，虚部寄存器，相位计算模块，/L除法器。

先入先出缓冲模块用于保存输入的长训练序列，送给乘法器进行相关运算。数据是依次输入此先入先出缓冲模块的，再从此先入先出缓冲模块中取数据，取得离现在最近存输时间的数据。

加法器用于将先入先出缓冲模块中的当前数据进行累加运算。相位计算模块用于计算加法器累加后的值的相位。/L除法器用于计算相邻数据点的频偏。

所述的频偏补偿模块是一个相位旋转模块，/L除法器得到的相位偏差直接送入频偏补偿模块进行相位旋转实现频偏补偿功能。