專利名稱：Ofdm系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾 消除的方法及裝置。
背景技術(shù)：
移動和寬帶成為現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展方向，在諸多的寬帶無線通信技術(shù)中， OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)無疑是最具有應(yīng)用 前景的技術(shù)之一。在信道的衰落特性中，對寬帶無線移動業(yè)務(wù)影響最大的是多徑衰落和多 普勒頻移。而OFDM不但可以通過插入循環(huán)前綴(CP)的方法，有效地抑止多徑帶來的符號 間干擾，還可以通過對信道時變特性的合理估計，靈活地設(shè)計系統(tǒng)的符號長度，減輕信道時 變特性對系統(tǒng)性能的影響。由于OFDM的這些技術(shù)特點(diǎn)，避免了在接收機(jī)中采用復(fù)雜的時域 均衡器和自適應(yīng)跟蹤算法。并且，通過使用快速傅立葉變換(FFT)，可以保證在相對簡單的 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)下，提供可靠、穩(wěn)定的通信質(zhì)量。正是因?yàn)檫@些優(yōu)勢，OFDM技術(shù)已經(jīng)被各種無 線通信標(biāo)準(zhǔn)所廣泛采用。OFDM多載波系統(tǒng)已開始在數(shù)字音頻廣播、高清晰度電視HDTV的地 面廣播系統(tǒng)以及WIMAX通信系統(tǒng)等領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用。而且人們開始集中越來越多的精力 開發(fā)OFDM技術(shù)在高速移動通信領(lǐng)域的應(yīng)用，OFDM技術(shù)已經(jīng)成為的現(xiàn)代移動通信技術(shù)最重 要的候選標(biāo)準(zhǔn)。基于OFDM的數(shù)字通信系統(tǒng)中由于發(fā)射端與接收端之間的相對運(yùn)動產(chǎn)生多普勒 頻移，多普勒頻移破壞了 OFDM系統(tǒng)中各個子載波間的正交性，從而帶來子載波間的干擾 (ICI)。雖然系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以消除符號間干擾，OFDM系統(tǒng)仍然需要精確的信道信息來進(jìn)行信 道均衡，從而完全補(bǔ)償多徑衰落。OFDM的信道估計和均衡技術(shù)對整個系統(tǒng)的性能具有決定 性的影響。OFDM最大的優(yōu)勢之一就是可以進(jìn)行簡單的頻域均衡。由于引入了循環(huán)前綴，在 接收端可以通過簡單的除法實(shí)現(xiàn)信道均衡。ICI消除的方法從總體上可以分為均衡濾波的方法和增加冗余的方法，其中均衡 濾波包括時域均衡與頻域均衡，載波干擾自消除方法即為一種典型的增加冗余的方法，實(shí) 際上這兩種方法可以彼此統(tǒng)一，增加了冗余降低了頻譜效率，均衡需要估計時變信道，數(shù)據(jù) 符號當(dāng)中需要有大量的導(dǎo)頻來跟蹤時變信道，這樣也降低了頻譜利用率，不過均衡可以工 作在迭代和判決反饋的模式下，這樣就省去了很多導(dǎo)頻的開銷。在OFDM系統(tǒng)中選擇ICI干 擾消除的方法需要考慮到性能與復(fù)雜度之間的折衷。OFDM系統(tǒng)對ICI尤為敏感，較強(qiáng)的ICI會對OFDM系統(tǒng)性能產(chǎn)生破壞性影響，因此 有效地對抗由多普勒頻移引起的ICI的方法與裝置對OFDM系統(tǒng)非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是解決基于OFDM的數(shù)字通 信系統(tǒng)中由于發(fā)射端與接收端之間的相對運(yùn)動產(chǎn)生多普勒頻移，導(dǎo)致子載波間干擾的問 題，通過利用導(dǎo)頻信息構(gòu)造信道傳輸矩陣，利用頻域均衡消除ICI。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明實(shí)施例一方面提出了一種OFDM系統(tǒng)中子載波間 干擾消除的方法，包括以下步驟根據(jù)接收到的OFDM信號提取OFDM的信道特征信息，確定 信道中多徑的個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ 1;根據(jù)信道多徑個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ ρ 以及導(dǎo)頻位置處的信道響應(yīng)計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Ηω ；根據(jù)獲得的每個OFDM 符號對應(yīng)的傳輸矩陣Ηω對OFDM符號中的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行頻域均衡，消除由于多普勒頻移 引起的ICI。本發(fā)明實(shí)施例另一方面還提出了一種OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的裝置，包 括接收模塊，信道估計模塊以及均衡模塊，所述接收模塊，用于接收到的OFDM信號；所述信道估計模塊，用于根據(jù)接收到的 OFDM信號提取OFDM的信道特征信息，確定信道中多徑的個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ χ ；所 述均衡模塊，用于根據(jù)信道多徑個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τρ以及導(dǎo)頻位置處的信道響應(yīng) 計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Η(η)，并根據(jù)獲得的每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Ηω 對OFDM符號中的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行頻域均衡，消除由于多普勒頻移引起的ICI。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提出的技術(shù)方案，解決了由于發(fā)射端與接收端之間的相對運(yùn) 動產(chǎn)生多普勒頻移，導(dǎo)致子載波間干擾的問題，本發(fā)明的實(shí)施例提出的干擾消除的算法簡 單，計算時不需要大量的存儲空間，通過利用導(dǎo)頻信息構(gòu)造信道傳輸矩陣，利用頻域均衡消 除ICI，本發(fā)明的實(shí)施例提出的技術(shù)方案，能夠?qū)馆^大的多普勒頻移。本發(fā)明的實(shí)施例提 出的技術(shù)方案，合理高效使用系統(tǒng)資源，優(yōu)化系統(tǒng)性能。此外，本發(fā)明的實(shí)施例提出的技術(shù) 方案，對現(xiàn)有系統(tǒng)的改動很小，不會影響系統(tǒng)的兼容性，而且實(shí)現(xiàn)簡單、高效。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明實(shí)施例OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例信號處理示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為CMMB系統(tǒng)的時隙結(jié)構(gòu)圖；圖5為CMMB系統(tǒng)中導(dǎo)頻的配置方案圖樣；圖6為本發(fā)明實(shí)施例CMMB系統(tǒng)中應(yīng)用本發(fā)明的信號處理示意圖；圖7為CMMB系統(tǒng)中使用相鄰符號的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消 除的方法，包括以下步驟根據(jù)接收到的OFDM信號提取OFDM的信道特征信息，確定信道中
6多徑的個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ 1;根據(jù)信道多徑個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量T1，以及導(dǎo)頻 位置處的信道響應(yīng)計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Η(η)；根據(jù)獲得的每個OFDM符號對 應(yīng)的傳輸矩陣Ηω對OFDM符號中的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行頻域均衡，消除由于多普勒頻移引起的 ICI0如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法流程圖，包括 以下步驟步驟SlOl 確定無線信道的信道特征。在步驟SlOl中，為了子載波間干擾消除，首先需要根據(jù)接收到的OFDM信號提取 OFDM的信道特征信息，確定信道中多徑的個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ χο如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例信號處理示意圖，為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合圖 2對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行闡述。例如，接收到OFDM數(shù)據(jù)后，根據(jù)OFDM系統(tǒng)中系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中包含的同步序列或利用 導(dǎo)頻信息提取OFDM的信道特征信息，從而確定信道中多徑的個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ χο 除了可以利用同步序列和導(dǎo)頻信息獲得信道中徑的個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量、外，接收 設(shè)備也可以通過其它途徑獲得以上信道特征。步驟S102 計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣。在步驟S102中，根據(jù)信道多徑個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ 以及導(dǎo)頻位置處的信 道響應(yīng)計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Η(η)。具體而言，計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Ηω包括以下步驟若求一幀中某個OFDM符號處的信道傳輸矩陣，需要用到包括該符號在內(nèi)的相鄰N。 個OFDM符號，因此首先根據(jù)式⑴生成并存儲輔助矩陣M(n,d)矩陣，其中
權(quán)利要求
1.一種OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)接收到的OFDM信號提取OFDM的信道特征信息，確定信道中多徑的個數(shù)L及其對 應(yīng)的延遲量τ丄；根據(jù)信道多徑個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τρ以及導(dǎo)頻位置處的信道響應(yīng)計算每個 OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣！^)；根據(jù)獲得的每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Η(η)對OFDM符號中的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行頻域 均衡，消除由于多普勒頻移引起的ICI。
2.如權(quán)利要求1所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法，其特征在于，所述根據(jù) 接收到的OFDM信號提取OFDM的信道特征信息包括根據(jù)OFDM系統(tǒng)中系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中包含的同步序列或利用導(dǎo)頻信息提取OFDM的信道特征 fn息ο
3.如權(quán)利要求1所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法，其特征在于，計算每個 OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Ηω包括以下步驟
4.如權(quán)利要求3所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法，其特征在于，所述N。= 3時，T具體為
5.如權(quán)利要求3所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法，其特征在于，所述頻域 均衡采用‘q-tap，信道均衡，對于第m個子載波，消除其兩邊相鄰tap個子載波造成的ICI，第m個子載波的均衡器系數(shù)為gm = [g-q,m, g-q+i,m, · · ·, go,m ^-',gg^ 0 ^ m < N,當(dāng)接收到的一個符號中第 m 個子載波數(shù)據(jù)位Ym，用該子載波數(shù)據(jù)兩邊相鄰的q個子載波數(shù)據(jù)對第m個子載波數(shù)據(jù) 按以下公式進(jìn)行均衡操作，得到去除掉大部分ICI的均衡輸出數(shù)據(jù)f^J^^dJ"；^，
6.如權(quán)利要求5所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法，其特征在于，所述的 OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法應(yīng)用于CMMB系統(tǒng)，所述CMMB系統(tǒng)一個幀包含40個相 同結(jié)構(gòu)的時隙，所述時隙結(jié)構(gòu)包括發(fā)射機(jī)標(biāo)識序列(TXID)、兩個長度為2048點(diǎn)的同步序列 以及53長度為4096點(diǎn)的OFDM符號，所述OFDM符號的保護(hù)間隔長度為536，每個OFDM符號 有384個離散導(dǎo)頻。
7.如權(quán)利要求6所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的方法，其特征在于，所述N。= 2，所述CMMB系統(tǒng)求每個符號對應(yīng)的信道傳輸矩陣時所用到的相鄰N。個符號，當(dāng)求第0個 OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣時要用到第0個和第1個OFDM符號信息，以此類推，當(dāng)求第52個 符號對應(yīng)的信道傳輸矩陣時則需要用到第51和第52個符號信息。
8.—種OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的裝置，其特征在于，包括接收模塊，信道估計 模塊以及均衡模塊，所述接收模塊，用于接收到的OFDM信號；所述信道估計模塊，用于根據(jù)接收到的OFDM信號提取OFDM的信道特征信息，確定信道 中多徑的個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ χ ；所述均衡模塊，用于根據(jù)信道多徑個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τ 以及導(dǎo)頻位置處的信 道響應(yīng)計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣Η(η)，并根據(jù)獲得的每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩 陣Η(η)對OFDM符號中的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行頻域均衡，消除由于多普勒頻移引起的ICI。
9.如權(quán)利要求8所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的裝置，其特征在于，所述信道 估計模塊根據(jù)接收到的OFDM信號提取OFDM的信道特征信息包括所述信道估計模塊根據(jù)OFDM系統(tǒng)中系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中包含的同步序列或利用導(dǎo)頻信息提 取OFDM的信道特征信息。
10.如權(quán)利要求8所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的裝置，其特征在于，所述均衡模塊計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣H(n)包括以下步驟 生成并存儲NXN輔助矩陣M(n, d)矩陣，其中
11.如權(quán)利要求10所述的OFDM系統(tǒng)中子載波間干擾消除的裝置，其特征在于，所述均 衡模塊采用頻域‘q-tap，信道均衡，對于第m個子載波，消除其兩邊相鄰tap個子載波造成 的ICI，第m個子載波的均衡器系數(shù)為
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種OFDM系統(tǒng)中多普勒頻移引起的子載波間干擾消除的方法，包括以下步驟根據(jù)接收到的OFDM信號提取OFDM的信道特征信息，確定信道中多徑的個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τl；根據(jù)信道多徑個數(shù)L及其對應(yīng)的延遲量τl，以及導(dǎo)頻位置處的信道響應(yīng)計算每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣H(n)；根據(jù)獲得的每個OFDM符號對應(yīng)的傳輸矩陣H(n)對OFDM符號中的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行頻域均衡，消除由于多普勒頻移引起的ICI。本發(fā)明的實(shí)施例提出的干擾消除的算法簡單，計算時不需要大量的存儲空間，通過利用導(dǎo)頻信息構(gòu)造信道傳輸矩陣，利用頻域均衡消除ICI，本發(fā)明的實(shí)施例提出的技術(shù)方案，能夠?qū)馆^大的多普勒頻移。
文檔編號H04L25/03GK102075481SQ20091024120
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者劉斌彬, 王軍偉, 王靜, 葛啟宏 申請人:北京泰美世紀(jì)科技有限公司