符号同步方法与装置、接收处理系统的制作方法

专利名称：符号同步方法与装置、接收处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术，尤其是一种符号同步方法与装置、接收处理系统。
背景技术：
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,以下简称OFDM)通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道，从而减少多径衰落的影响，同时提高频谱利用率。但是OF匿系统对同步误差极为敏感，对时间同步的要求很高。频率同步方面，频率偏移会引入载波间干扰(Internal Channel Interference,以下简称ICI)，恶化每个子载波的信噪比，从而恶化整个通信系统的传输性能。帧同步的误差会引入符号间干扰(InterSymbol Interference,以下简称ISI)，也即码间干扰，同时还会对信道估计带来严重的影响。现有的OF匿系统中，主要采用以下三类同步方式符号定时同步、载波同步与采样钟同步。 要实现0F匿信号的同步，就需要找到0F匿符号的起始位置与载波偏移。0F匿调制技术是一种多载波技术，多载波系统对于定时偏差比单载波系统较为敏感。在OFDM系统与步员域均衡的单载波(single carrierfrequency domain equalization,以下简称SC-FDE)系统中，通过插入循环前缀(Cyclic Prefix,以下简称CP)来消除多径带来的ISI。由于0F匿系统与SC-FDE系统采用了 CP，当CP的长度大于信道的多径时延扩展时，在CP中将存在一个非干扰区，即无ISI区，在非干扰区中可以采用频域估计的方法校正有用信号的相位旋转。因此，在该非干扰区范围内，OFmi符号不会受到多径信道引起的来自上一个OFDM符号的ISI影响。在该非干扰区外，定时误差都会对0F匿系统与SC-FDE系统造成块间干扰(InterBlock Interference,以下简称IBI)和ICI。与此同时，还会造成有用信号的衰减和相位旋转。更严重的是，它会严重影响信道估计器的性能，从而增加信道估计方差。
现有技术中，通常采用残留符号间干扰消除(Residual InterSymbol Interference Clutter,以下简称RISIC)算法，将前后0FDM符号导致的IBI重构出来，并从相应的积分区间中的当前OFDM符号接收信号中减掉，以及将当前OFDM符号缺失的部分重构出来，并补入相应的积分区间的信号，从而抑制IBI与ICI。
但是现有技术采用RISIC算法抑制IBI与ICI时，在信道时延扩展超过CP长度的情况下，便无法有效实现OFDM符号的同步，从而降低了接收机的接收性能，例如数据传输的误码率、误符号率或误块率性能。

发明内容
本发明实施例提供一种符号同步方法与装置、接收处理系统，在信道时延扩展超过CP长度的情况下，减小IBI消除和ICI重构补偿后的残留干扰能量，从而有效实现OFDM符号的同步，提高接收机的接收性能。 本发明实施例提供的一种符号同步方法，主要包括 接收由发送端发送的信号，获取所述信号中当前正交频分复用OF匿符号中各径
5的位置信息与功率信息，并获取针对所有OFDM符号反馈的估计方差； 根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有快速傅立叶变换积分区间的起始位置ms、所述获取的各径的位置信息与功率信息和针对所有OFmi符号反馈的估计方差，获取所述当前OFDM符号中所有径的总残留干扰能量；
获取总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置； 以最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对所述发送端发送的信号进行符号同步。
本发明实施例提供的一种符号同步装置，主要包括 第一获取模块，用于接收由发送端发送的信号，获取所述信号中当前正交频分复用OFDM符号中各径的位置信息与功率信息，以及针对所有OFDM符号反馈的估计方差；
第二获取模块，用于根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有积分区间的起始位置ms、所述第一获取模块获取的各径的位置信息与功率信息，以及针对所有OFDM符号反馈的估计方差，获取所述当前OFDM符号中所有径的总残留干扰能量；
第三获取模块，用于获取所述总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置；
符号同步模块，用于以所述最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对所述发送端发送的信号进行符号同步。 本发明实施例提供的一种接收处理系统，包括信道估计装置、块间干扰消除装置、
循环前缀重构装置、接收机以及本发明上述实施例提供的符号同步装置，其中， 所述信道估计装置，用于利用接收端接收到的信号进行信道估计，得到各径的时
域信道信息，该时域信道信息包括各径的位置信息与信道因子； 所述块间干扰消除装置，用于根据所述各径的时域信道信息、所述接收机针对当前正交频分复用0F匿符号的前一个、后一个0F匿符号的判决值，对所述符号同步装置进行符号同步后的信号进行块间干扰IBI消除； 所述循环前缀重构装置，用于根据所述各径的时域信道信息、所述接收机发送的
针对所述当前OF匿符号的判决值，对IBI消除后的信号进行CP重构与补偿； 所述接收机，用于将CP重构与补偿后的时域信号变换到频域并进行接收处理，产
生针对所有OF匿符号反馈的估计方差并发送给所述符号同步装置，产生所述当前OF匿符
号的前、后OF匿符号的判决值并发送给所述块间干扰消除装置，以及产生所述当前OF匿符
号的判决值并发送给所述循环前缀重构装置。 基于本发明上述实施例提供的符号同步方法与装置、接收处理系统，通过获取总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置，并以该最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行符号同步，与现有技术相比，可以在信道时延扩展超过CP长度的情况下，减小IBI消除和ICI重构补偿后的残留干扰能量，从而有效实现OFDM符号的同步，提高接收机的接收性能。 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。


图1为多径信道接收信号的一个时序示意 图2为本发明符号同步方法一个实施例的流程6
图3为本发明符号同步方法另一个实施例的流程图； 图4为本发明符号同步装置一个实施例的结构示意图； 图5为本发明符号同步装置另一个实施例的结构示意图； 图6为本发明接收处理系统一个实施例的结构示意图； 图7为本发明接收处理系统另一个实施例的结构示意图； 图8为采用本发明符号同步方法实施例后的一个误符号率性能提升示意图； 图9为采用本发明符号同步方法实施例后的一个的误块率性能提升示意图。
具体实施例方式
如图l所示，为多径信道接收信号的一个时序示意图。该图1以3条径信号为例，给出了多径时延扩展下多径信道接收信号中的有用信号构成，并示出了前一个OFDM符号与后一个OF匿符号对当前OF匿符号造成的IBI。图1中，纵坐标h[m]表示多径信道，多径时延扩展最小径位置为nVin，最大的径位置为m^。图1中，信号101 、信号102与信号103分别表示径101、径102与径103对应的信号，为发送信号经过与各径时延相应的延迟所得。假设ms为第n个OFDM符号的快速傅里叶变换(fastFourier transform,以下简称FFT)积分区间的起始位置，也即符号定时位置，其中第n个OF匿符号也称为当前OF匿符号。图l中，横虚线104与105表示当前0F匿符号的前一个OF匿符号，横虚线106与107表示当前OF匿符号的后一个OF匿符号，横虚线104与105在[ms，ms+K-l]范围内构成的积分区间部分即为前一个OFDM符号对当前OFDM符号带来的IBI，横虚线106与107在[ms，ms+K_l]范围内构成的积分区间部分即为后一个OF匿符号对当前OF匿符号带来的IBI，对当前OF匿符号而言，上述两部分积分区间就是缺失的，从而使得该径对应的信号(也称为径信号)无法获得完整积分区间长度的当前OF匿符号，或者说对该径信号而言，CP就是残缺的，这就不能保证发送信号和信道间的循环巻积特性，这将会在频域导致ICI 。对于径102对应的信号，由于在积分区间[ms， ms+K-l]内不存在前、后OF匿符号，因此不存在IBI和ICI。而对径101和径103对应的信号，则分别受到前一个OF匿符号和后一个OF匿符号的IBI，同时在频域都存在ICI。 本发明的实施例中，以总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行符号同步，从而在信道时延扩展超过CP长度的情况下，减小IBI消除和ICI重构补偿后的残留干扰能量，从而有效实现OF匿符号的同步，提高接收机的接收性能，例如提高数据传输的误码率、误符号率或误块率性能等。本发明实施例提供的方法、装置和系统可以适用于任意通信系统，例如OFmi系统或SC-FDE系统中，由于多径时延扩展长度大于CP长度导致CP不足且接收机中采用了 RISIC算法时的符号同步。
图2为本发明符号同步方法一个实施例的流程图，该实施例的流程具体可以由符号同步装置实现。如图2所示，该实施例的符号同步方法可以包括 201，接收由发送端发送的信号，并获取该信号中当前0F匿符号中各径的位置信息与功率信息，以及针对所有OFDM符号反馈的估计方差。 具体地，针对所有OF匿符号反馈的估计方差也即针对所有OF匿符号的判决反馈时域符号的估计方差，其中，判决反馈时域符号也称为判决反馈值。 具体地，可以通过多径搜索方法或者跟踪方法获取各径的位置信息与功率信息。
202，根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有FFT积分区间的起始位置ms、获取的各径的位置信息与功率信息，以及针对所有OF匿符号反馈的估计方差，获取当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量。
203，获取总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置。 204，以最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行符号同步。 具体的，可以根据最小干扰能量对应的起始位置作为的符号定时值，将发送端发送的信号中对应OF匿符号抽取出来，来实现对发送端发送的信号的符号同步。
本发明实施例的符号同步方法中，以总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行符号同步，从而在信道时延扩展超过CP长度的情况下，减小IBI消除和ICI重构补偿后的残留干扰能量，从而有效实现OF匿符号的同步，提高接收机的接收性能，例如提高数据传输的误码率、误符号率或误块率性能等。
图3为本发明符号同步方法另一个实施例的流程图，该实施例的流程具体也可以由符号同步装置实现。如图3所示，该实施例的符号同步方法可以包括
301，接收由发送端发送的信号。 其中，可以将该接收到的信号称为接收信号。对于OF匿系统，接收信号包括有用
信号和噪声。具体地，该接收信号可以表示为 rn[m] = Zn[m]+n[m] (1) 式(1)中，rjm]表示接收信号中第m个采样时刻的第n个OF匿符号，zn[m]表示发送端发送的第m个采样时刻的第n个OF匿符号中的有用信号，n[m]表示第m个采样时刻的第n个OF匿符号中的噪声。其中，zjm]可以通过以下方式表示
+00 +Q0
z [附]=W附]* Z 、+,[附-ln] =一] [m] + / [附]*[/w - ln] ( 2 )
/=0 '=1 式(2)中，xjm]表示第n个OF匿符号对应的第m个时域样点信号，
+00
耐附]*2> ln]表示后续符号块带来的IBI， N表示OFDM符号的符号块长度，h[m]为等
/=1
效离散信道因子，可以表示为
Zi[m] = 7i^[m —叫] 式(3)中，nii为第i径的时延，Yi为第i径的信道因子，S表示冲击函数。
302，通过信道估计获取当前0F匿符号中各径的位置信息mi与信道因子[，并根据信道因子Yi获取相应各径的功率信息I Yil2。其中，i表示第i个径，为大于零的整数。
303，接收接收机针对所有OFDM符号反馈的估计方差。 以QnM乍为接收机针对第n个OF匿符号反馈的估计方差。本发明该实施例中以第n个OF匿符号作为当前OF匿符号。 而针对OF匿符号反馈的估计方差也称为判决反馈符号的估计方差。其中，接收机可以通过多种检测方法获得针对所有OFDM符号反馈的估计方差，例如通过判决反馈方法，可以同时得到OFmi符号反馈的估计方差，该估计方差可用以表征该接收机判决反馈的可靠性。具体地，本实施例中的接收机可以是0F匿接收机。 OF匿接收机一般由检测器和译码器两部分组成，因此，接收机一般有两种相应的 反馈方式一种是"迭代接收机"反馈，也即译码反馈，可以称为外迭代；一种是块判决反 馈，也即检测器内迭代。 以下以译码反馈为例，说明判决反馈符号的估计方差的获得方式。其中，判决反馈 符号的估计方差也称为OF匿符号的判决反馈值。在初次迭代中，除当前OF匿符号是第一 个OF匿符号外，对当前第n个OF匿符号，可以获得其前一个OF匿符号的判决反馈值。前 一个OF匿符号的估计方差o n—/可以由OF匿接收机中的检测器在判决该前一个OF匿符号 时的同时估计得到。此时，当前OF匿符号和其后一个OF匿符号的判决反馈值还无法得到， 可以假设^ =W ，即当前OF匿符号及其后一个OF匿符号的估计方差等于发送时域
符号的功率os2。在后续迭代中，当前OF匿符号的判决反馈值可以是前一次迭代的判决反 馈值，也可以是本次迭代中更新后的检测器判决值，只要由OFmi接收机估计得到相应的判 决反馈符号的估计方差o w2，而对当前OF匿符号和其后的OF匿符号，均可以由前一次迭 代得到判决反馈值，前一次迭代在得到该判决反馈值时，同时估计得到对应的符号估计方 差oJ和0 +12—并反馈给本次迭代的符号同步装置。
此外，需要说明的是，对第一个OF匿符号，可以不进行IBI消除。
304，根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有FFT积分区间 的起始位置ms、各径的位置信息与功率信息以及针对所有OF匿符号反馈的估计方差，分别 获取当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量。 针对预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有FFT积分区间的每
一个起始位置ms，可以分别获得一个当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量。 本发明实施例中，获取当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量的方式有多种，
可以是"气)-I^("Okl2 ，也可以进一步对上述公式进一步变型，例如可以如下
s(附,)-I](K)W2 一""2+《1) Z (m.s—WG-m,)|,,|2+(cr 2+o" 2+1) Z (m,-m5)|,,|2 (4) 式(4)中，e (ms)为当前0F匿符号中所有径的总残留干扰能量，nis为第n个OF匿 符号的符号定时位置，li (ms)表示符号定时位置为ms时第i径的干扰能量，Ne为循环前缀 CP长度。 305，获取总残留干扰能量中的最小干扰能量min e (nO ，并根据i。= argmine (111》，获取该最小干扰能量min e (m》对应的起始位置m。。
其中，附。=附,。，argmin e (111》表示使得e (111》最小的参数。 306，以总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置m。作为符号定时值，对接 收信号进行符号同步。 通过本发明上述实施例所示的符号同步方法，对接收信号进行后续的IBI消除、 接收信号中缺失的CP部分的重构与补偿、以及接收处理等一系列操作处理。
如果仅考虑当前OF匿符号的前一个OF匿符号、后一个OF匿符号所导致的IBI，则 接收信号可以表示为
r[m十n』V] —■ E 十— (n十,》V] + n[m + rwYj:
i= —1,0,1 ■—— — TOiJ + ，n—i[m —mi + AH+ 53"^、 +dm —肌,:一iV'j + ri[m十ni^]， (" 式(5)中，nlgl表示高斯白噪声。设&卜]为基于第n个OFDM符号的频域判决反
馈值i[k]经过快速反傅立叶变换(inverse fast Fourier transform,以下简称IFFT)变
换得到的时域信号，即 K"一l n:.n[TO]' = S [/ Je_J K
fc=o (6) 式(6)中，0《m〈N，其中，N二K+Nc其中，K为FFT积分区间长度，N(;为CP长度。 符号同步就是在0《m < N中确定FFT积分区间的起始位置。 首先利用除当前OFDM符号外的其它OFDM符号的判决反馈值g [附l"重构出当 前OF匿符号所受到的IBI，公式(1)中的％^*5>和+ ^-网并从第n个OF匿符号的
一n
接收信号中减去所受到的IBI，得到
「 ， = rm + niV] — &[m] * E 土,[m + —,司 = r[w +打A" - 7A[m — + niV — L T]
0078 ,却 (7) 式(7)中，m的范围为《m < N+N2，其中,和N2分别为等效离散信道的首径 位置与末径位置。需要说明的是，判决反馈值p,[m]L"—般由接收机通过块判决反馈或迭 代接收技术获得， 一般情况下，当前0F匿符号所受到的IBI主要是其前、后0F匿符号导致 的IBI，同时，当m〈0或m〉N时，xJml和；,[w]均为0，因此式(7)可以简化为
f [TO] = -[肌+ ".AT] _ ^ 7iin—"TO —肌i + iSf] — E — — iNT] 将式(5)代入式(8)，可以得到IBI消除后的接收信号 f"'[m] —— E 7iX"[m — mi] +",":-r"_l[TO — + jVJ —》《—l[m — m:i +
i ，"j >，" + E 》(:c"+i[饥.—mi — A l 一 f'n+iw —'肌i 一 Arj) + [m + niVj
=，'" [m - nd + [m - mi +司
怖,m + 7'""[m —饥i —用+ '"["'. +"JV]，
m^m一iV ( 9 )
10
式(9)中，ei [m]表示针对n个0F匿符号中第1个0F匿符号的第m个判决反馈符 号的估计方差，可以通过e,[附]=A[附]得到。具体地，可以由块间干扰消除装置重构 出当前OF匿符号所受到的IBI并通过式(7)或式(9)进行IBI消除。
进一步的，由于OF匿系统通过CP作用，保证了时域信道矩阵的循环矩阵特性，从 而进一步保证了频域不存在ICI。以图1为例，由于径101和径103对应的信号101和信号 103中的CP是残缺的，这在频域导致了 ICI。 RISIC算法利用当前OF匿符号自身的判决反
馈值&卜]，该判决值^W具体可以由接收机通过块判决反馈或迭代接收技术获得，重构出信 号中缺失的CP部分，并补入如式(9)所示IBI消除后的接收信号中，进一步得到CP补偿后 的接收信号，该接收信号为时域信号<formula>formula see original document page 11</formula>
式(10)中，第一个等号右边第二项与第三项分别为缺失的CP部分在当前OF匿符 号左端和右端的重构项。第二个等号右边第二项为对来自当前OFDM符号的前一个OFDM符 号的IBI消除以及对左端缺失的CP部分进行的重构补偿，第三项表示对来自当前OF匿符 号的后一个OF匿符号的IBI消除以及对右端缺失的CP部分进行的重构补偿。其中，n^《m 〈ms+K，对应着FFT积分窗内的符号。具体地，可以由循环前缀重构装置，通过式(10)进行 CP的重构与补偿，并将CP重构、补偿后的时域信号发送给接收机。 对接收信号进行CP重构与补偿后，接收机可以CP补偿后的信号进行FFT，将时 域信号转换为频域信号，并对该频域信号进行接收处理，例如解调、译码等，产生针对所有 OF匿符号反馈的估计方差以用于符号同步，产生当前OF匿符号的前、后OF匿符号的判决值 以用于IBI的重构与消除，以及产生当前OF匿符号的判决值以用于CP的重构与补偿。
首先来分析一下由于反馈的针对所有OF匿符号反馈的估计方差对式(10)中IBI 消除和CP重构、补偿性能的影响。引入e,[m^JC,M—jf,[m]表示第l个OFDM符号的第m个 判决反馈时域符号的估计方差，则式(10)可以表示为
<formula>formula see original document page 11</formula>
有用信号部分<formula>formula see original document page 11</formula> 式(11)中，等号右边的第一行表示目标信号部分，即第n个符号，由于该目标信 号部分中不存在IBI，同时对缺失的CP部分也进行了重构、补偿，因此满足了循环巻积特 性。其它部分，也即第二行与第三行所示部分，是由于判决反馈值存在错误或误差所导致 的残留IBI和非理想CP重构部分。在理想信道估计的前提下，如果反馈的判决值完全准确， 则第二行与第三行所示部分可以完全消除，也就是说IBI和ICI能够被理想消除。但实际
应用中，反馈符号的估计方差是不可避免的。本发明实施例可以在一定的反馈符号的估计
方差的情况下，最小化残留的IBI和ICI能量，最大化地消除IBI和ICI。 根据式(ll)，可以得到各径信号中的残留干扰能量，对时延为mi个样点的径信号，
其残留干扰能量为
0
r2
■ Ws —5 S打ls
■mi >肌s.
(12) 由式(12)可知各径残留干扰能量是符号定时位置ms的函数。其中，Q^为第n个 OF匿符号的估计方差，也称为误差，依此类推。 由此可以得到当前OF匿符号中所有径总的残留干扰能量如式(4)所示。由于估 计方差Oh2、 0 2和on+12由接收机的检测性能决定，信道因子Yi获取各径的功率信息 Yil2由信道估计装置的性能决定，因此，总的残留的IBI和ICI能量由当前OF匿符号的 定时位置ms唯一确定。将总残留干扰能量e (ms)最小时的定时位置n^作为确定的符号定 时气=气，即可以最小化干扰抑制后的残留干扰能量e (m》，即将干扰抑制后的残留干 扰能量e (ms)降低到最小。根据式(4)可知，最小化残留干扰能量e (ms)时的!v也即 w。 =w,。，被包括在各径时延位置集合{mj中。 由于迭代需要保证收敛性，通常情况下，在RISIC的迭代处理方法中，本次迭代中 当前OFDM符号块及其后一个OFDM符号块的估计方差相同，而与其前一个OFDM符号块的符 号估计方差不同，即ol^^、cr"2+,，定义 、o^,cr。、0""、C7i,，式(4)可以简化为
I2 (13)
，)=2cra2 J] (m, - iVG陽m,)卜,|2 + (of + crb2) J] (m, -m,
m,. >ma 此时，可以通过式(13)获取当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量。然后通 过i。 = argmin e (nO获取总残留干扰能量中的最小干扰能量，并获取该最小干扰能量对应 的起始位置位置m。作为符号定时值，对接收信号进行符号同步。 图4为本发明符号同步装置一个实施例的结构示意图，该实施例的符号同步装置 可用于实现本发明上述各实施例的符号同步方法。如图4所示，该实施例的符号同步装置 包括第一获取模块401、第二获取模块402、第三获取模块403与符号同步模块404。其中， 第一获取模块401用于接收由发送端发送的信号，该信号也称为接收信号，获取接收信号 中当前OFmi符号中各径的位置信息与功率信息，以及针对所有OFmi符号反馈的估计方差。 第二获取模块402用于根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有FFT积 分区间的起始位置ms、第一获取模块401获取到的各径的位置信息与功率信息，以及针对所 有OF匿符号反馈的估计方差，获取当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量。第三获取 模块403用于获取第二获取模块402获取到的总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始 位置ms。符号同步模块404用于以第三获取模块403获取到的最小干扰能量对应的起始位 置ms作为符号定时值，对接收信号进行符号同步。 具体地，本发明实施例中的符号同步装置中各个模块的处理过程可以参考方法实 施例中的相关描述。
本发明实施例的符号同步装置，可以以总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起 始位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行符号同步，从而在信道时延扩展超过CP 长度的情况下，减小IBI消除和ICI重构补偿后的残留干扰能量，从而有效实现OF匿符号 的同步，提高接收机的接收性能，例如提高数据传输的误码率、误符号率或误块率性能等。
图5为本发明符号同步装置另一个实施例的结构示意图，该实施例中，第一获取 模块401包括接收单元501与计算单元502。其中，接收单元501用于接收由发送端发送的 信号，也即接收信号，和接收信号中当前OF匿符号中各径的位置信息mi与信道因子Yi， 以及接收机针对所有OFDM符号反馈的估计方差on2。计算单元502用于根据接收单元501 接收到的信道因子Yi获取各径的功率信息I Yil2。其中，i表示第i个径，为大于零的整 数，o了为针对第n个OF匿符号反馈的估计方差。根据一个具体实施例，接收信号中当前 OF匿符号中各径的位置信息mi与信道因子L具体可以由一个信道估计装置通过信道估 计得到。 作为本发明的一个实施例，在上述图4或图5所示实施例的符号同步装置中，第二 获取模块402具体根据各径的位置信息mi与功率信息| Y丄，以及针对所有OF匿符号反馈
的估计方差o二基于s(气);A(^)W2或者上述式(4)获取当前OFDM符号中所有径的总
残留干扰能量。 作为本发明的另一个实施例，在上述图4或图5所示实施例的符号同步装置中，第
三获取模块403具体获取总残留干扰能量中的最小干扰能量，并根据i。二argmine (nO获 取该最小干扰能量对应的径位置m。，其中，w。w,。，argmine (叫)表示使得e (叫)最小的参数。 作为本发明的又一个实施例，在上述图4或图5所示实施例的符号同步装置中， cr二^(^-CTii时，第二获取模块402具体基于如上所示式(13)来获取当前OF匿符号中所 有径的总残留干扰能量。 图6为本发明接收处理系统一个实施例的结构示意图。如图6所示，该实施例的 接收处理系统，包括信道估计装置601、符号同步装置602、块间干扰消除装置603、循环前 缀重构装置604与接收机605。其中，信道估计装置601用于利用接收端接收到的信号进行 信道估计，得到各径的时域信道信息，该时域信道信息包括各径的位置信息与信道因子。符 号同步装置602用于接收由发送端发送的信号，根据各径的时域信道信息，获取当前OF匿 符号中各径的位置信息与功率信息，以及接收由接收机605针对所有0FDM符号反馈的估计 方差，根据各径的位置信息与功率信息，以及针对所有OF匿符号反馈的估计方差，对预设 起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有FFT积分区间的起始位置ms，获取当前 OFDM符号中所有径的总残留干扰能量，并获取总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始 位置，以及以该最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行 符号同步。块间干扰消除装置603用于根据信道估计装置601发送的各径的时域信道信息、 接收机605针对当前OF匿符号的前一个、后一个OF匿符号的判决值，对经过符号同步装置 602进行符号同步后的接收信号进行IBI消除。循环前缀重构装置604用于根据信道估计 装置601发送的各径的时域信道信息、接收机605发送的针对当前OF匿符号的判决值，对 经过块间干扰消除装置603进行IBI消除后的信号进行CP重构与补偿。其中，信道估计装置601、符号同步装置602、块间干扰消除装置603与循环前缀重构装置604处理的接收信 号都为时域信号，因此，循环前缀重构装置604进行CP重构与补偿后的信号也是时域信号。 接收机605用于对循环前缀重构装置604发送的时域信号进行FFT，将CP重构与补偿后的 时域信号变换为频域信号，并对该频域信号进行接收处理，例如解调、译码等，产生针对所 有OF匿符号反馈的估计方差并发送给符号同步装置602以用于符号同步，产生当前OF匿 符号的前、后OF匿符号的判决值并发送给块间干扰消除装置603以用于IBI的重构与消 除，以及产生当前OF匿符号的判决值并发送给循环前缀重构装置604以用于CP的重构与 补偿。具体地，符号同步装置602可以通过图4或图5所示实施例的符号同步装置实现。
本发明实施例的接收处理系统中，符号同步装置可以以总残留干扰能量中最小干 扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行符号同步，从而在信道 时延扩展超过CP长度的情况下，减小IBI消除和ICI重构补偿后的残留干扰能量，从而有 效实现OF匿符号的同步，提高接收机的接收性能，例如提高数据传输的误码率、误符号率 或误块率性能等。 如图7所示，为本发明接收处理系统另一个实施例的结构示意图，该实施例中，符 号同步装置602通过图4所示实施例的符号同步装置实现。其中，第一获取模块401用于 接收由发送端发送的信号，根据信道估计装置601发送的各径的时域信道信息，获取当前 0F匿符号中各径的位置信息与功率信息，以及接收接收机605针对所有0F匿符号反馈的估 计方差。第二获取模块402用于根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所 有FFT积分区间的起始位置ms、第一获取模块401获取的各径的位置信息与功率信息，以及 接收机605针对所有OF匿符号反馈的估计方差，获取当前OF匿符号中所有径的总残留干 扰能量。第三获取模块403用于获取第二获取模块402获取到的总残留干扰能量中最小干 扰能量对应的起始位置。符号同步模块404用于以第三获取模块403获取到的最小干扰能 量对应的径位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行符号同步。
作为本发明的进一步实施例，信道估计装置601可以与符号同步装置602 —体设 置。 本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括ROM、 RAM、磁碟或者 光盘等各种可以存储程序代码的介质。 本发明实施例以总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时 值，对发送端发送的信号进行符号同步，可以在信道时延扩展超过CP长度的情况下，减小 IBI消除和ICI重构补偿后的残留干扰能量，从而有效实现OF匿符号的同步，提高接收机的 接收性能。 本发明实施例在同等条件下，分别测试了采用现有技术与本发明实施例时，基于 微波存取全球互通技术(Worldwide Interoperability forMicrowave Access,以下简称 WIMAX)标准中的OF匿系统中的IBI与ICI抑制性能，以更为明确的说明本发明实施例的 有益技术效果。该OF匿系统的子载波间隔为10. 94kHz，总带宽为lO腿z，每个OF匿符号 块的子载波数为914， CP长度1/8符号周期长度，采用的无线信道为等强两径信道，两径 信道的功率相同，时延扩展长度为17. 8微秒，发送OF匿符号的调制方式为4正交幅度调制(Quadrature AmplitudeModulation,以下简称QAM)，信道编码为(50，33)所罗门码 (Reed-Solomon codes,以下简称RS)。测试结果如图8与图9所示。图8为采用本发明符 号同步方法实施例后的一个误符号率性能提升示意图。图9为采用本发明符号同步方法实 施例后的一个的误块率性能提升示意图。图8和图9中，"迭代一次的优化方法"表示采用本 发明实施例的符号同步方法测试所得的RISIC迭代一次性能；"迭代二次的优化方法"表示 采用本发明实施例的符号同步方法测试所得的RISIC迭代二次性能；"迭代一次的原RISIC 方法"表示采用现有技术符号同步方法的RISIC迭代一次性能；"理想判决反馈的RISIC方 法"表示假定判决反馈完全正确时的RISIC性能。 通常情况下，选取1%作为误符号率的工作点。由图8可知，在相同的信噪比条件 下，"迭代一次的优化方法"与"迭代二次的优化方法"的误符号率均低于"迭代一次的原 RISIC方法"，因此，具有较好的RISIC性能，并且，随着信噪比的增加，"迭代一次的优化方 法"与"迭代二次的优化方法"带来的RISIC性能优势比"迭代一次的原RISIC方法"更为 明显。在1%的工作点上，"迭代一次的优化方法"与"迭代二次的优化方法"的RISIC性能 逼近"理想判决反馈的RISIC方法"这个性能上界。 通常情况下，选取10%作为误块率的工作点。由图9可知，在相同的信噪比条件 下，"迭代一次的优化方法"与"迭代二次的优化方法"的误块率均低于"迭代一次的原RISIC 方法"，因此，具有较好的RISIC性能，并且，随着信噪比的增加，"迭代一次的优化方法"与 "迭代二次的优化方法"带来的RISIC性能优势比"迭代一次的原RISIC方法"更为明显。在 10%的工作点上，"迭代一次的优化方法"与"迭代二次的优化方法"的RISIC性能逼近"理 想判决反馈的RISIC方法"这个性能上界。 由图8与图9可知，采用了本发明实施例的符号同步方法后，在信道时延扩展大于 CP的场景下，大大提升了原有典型IBI/ICI算法的RISIC性能，从而提高了相应接收机的性 能和鲁棒性。 最后所应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明作 限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员 应当理解其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这种修改或者等同 替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。
1权利要求
一种符号同步方法，其特征在于，包括接收由发送端发送的信号，获取所述信号中当前正交频分复用OFDM符号中各径的位置信息与功率信息，并获取针对所有OFDM符号反馈的估计方差；根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有快速傅立叶变换积分区间的起始位置ms、所述获取的各径的位置信息与功率信息和针对所有OFDM符号反馈的估计方差，获取所述当前OFDM符号中所有径的总残留干扰能量；获取总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置；以最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对所述发送端发送的信号进行符号同步。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述信号中当前OF匿符号中各径的 位置信息与功率信息包括通过信道估计获取当前OF匿符号中各径的位置信息Hi,与信道因子Y i，并根据该信道 因子Yi获取各径的功率信息I Yil2，其中，i表示第i个径，为大于零的整数。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取针对所有OFmi符号反馈的估计方差包括接收接收机针对所有OFDM符号反馈的估计方差。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下方式获取所述当前OF匿符号中 所有径的总残留干扰能量" 0 = ;/,( 0|^|2;其中，e (m》为所述当前OFDM符号中所有径的总残留干扰能量，ms为第n个OF匿符号的符号定时位置，li(ms)表示符号定时位置为ms时第i径的干扰能 量，I Yi卩为各径的功率信息。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下方式获取所述当前OF匿符号中 所有径的总残留干扰能量<formula>formula see original document page 2</formula>其中，e (ms)为所述当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量，o了为针对第n个 OF匿符号反馈的估计方差，Ne为循环前缀CP长度，ms为第n个OF匿符号的符号定时位置， Yj2为各径的功率信息。
6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述获取总残留干扰能量中最小干扰 能量对应的起始位置包括获取总残留干扰能量中的最小干扰能量，并根据i。 = argmin e (nO获取该最小干扰能 量对应的起始位置m。，其中，气=W。 ，argmin e (叫)表示使得e (叫)最小的参数。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当 2_^^ = 2+1时，通过以下方式获取所 述当前0F匿符号中所有径的总残留干扰能量<formula>formula see original document page 2</formula><formula>formula see original document page 2</formula>其中，<formula>formula see original document page 2</formula>
8. —种符号同步装置，其特征在于，包括第一获取模块，用于接收由发送端发送的信号，获取所述信号中当前正交频分复用 0F匿符号中各径的位置信息与功率信息，以及针对所有0F匿符号反馈的估计方差；第二获取模块，用于根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有积分 区间的起始位置ms、所述第一获取模块获取的各径的位置信息与功率信息，以及针对所有 OFDM符号反馈的估计方差，获取所述当前OFDM符号中所有径的总残留干扰能量；第三获取模块，用于获取所述总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置；符号同步模块，用于以所述最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对所述发 送端发送的信号进行符号同步。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括 接收单元，用于接收由发送端发送的信号、通过信道估计得到的所述信号中当前OF匿符号中各径的位置信息mi与信道因子Y i，以及针对所有0F匿符号反馈的估计方差； 计算单元，用于根据所述信道因子Yi获取各径的功率信息I Yil2; 其中，i表示第i个径，为大于零的整数，o n2为针对第n个0F匿符号反馈的估计方差。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块根据所述第一 获取模块获取的各径的位置信息mi与功率信息I [I2,以及针对所有OF匿符号反馈 的估计方差o二通过以下方式获取所述当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量e(w,) = (°""2+°""2+1) (m,—^^G—m,)k,l2+(J"2+o"i,) Z (m,-m,)k,|2;其中，e (ms)为所述当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量，ms为第n个OF匿符号的符号定时位置， li (ms)表示符号定时位置为ms时第i径的干扰能量，Ne为循环前缀CP长度。
11. 根据权利要求io所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块获取总残留干扰能量中的最小干扰能量，并根据i。 = argmin e (nO获取该最小干扰能量对应的起始位置m。， 其中，w。 =w'。 ，argmin e (nO表示使得e (nO最小的参数。
12. 根据权利要求10或ll所述的装置，其特征在于，当(J"2—^ 、(jL时，所述 第二获取模块通过以下方式获取所述当前OF匿符号中所有径的总残留干扰能量 sO,) = 2cra2 Z (nis—iVG-m,)|z,|2+(cra2+o"b2) J] (m,-m》k|2,其中，W = 2 = 2+1 。
13. —种接收处理系统，其特征在于，包括信道估计装置、块间干扰消除装置、循环前缀重构装置、接收机以及如权利要求8至12任意一项所述的符号同步装置，其中，所述信道估计装置，用于利用接收端接收到的信号进行信道估计，得到各径的时域信 道信息，该时域信道信息包括各径的位置信息与信道因子；所述块间干扰消除装置，用于根据所述各径的时域信道信息、所述接收机针对当前正 交频分复用OF匿符号的前一个、后一个OF匿符号的判决值，对所述符号同步装置进行符号 同步后的信号进行块间干扰IBI消除；所述循环前缀重构装置，用于根据所述各径的时域信道信息、所述接收机发送的针对 所述当前0F匿符号的判决值，对IBI消除后的信号进行CP重构与补偿；所述接收机，用于将CP重构与补偿后的时域信号变换到频域并进行接收处理，产生针对所有0F匿符号反馈的估计方差并发送给所述符号同步装置，产生所述当前OFDM符号的 前、后OFDM符号的判决值并发送给所述块间干扰消除装置，以及产生所述当前OF匿符号的判决值并发送给所述循环前缀重构装置。
全文摘要
本发明实施例公开了一种符号同步方法与装置、接收处理系统，方法包括接收由发送端发送的信号，获取当前OFDM符号中各径的位置信息与功率信息，并获取针对所有OFDM符号反馈的估计方差；根据预设起始位置集合或者量化后的起始位置集合中的所有FFT积分区间的起始位置ms、获取的各径的位置信息与功率信息和针对所有OFDM符号反馈的估计方差，获取当前OFDM符号中所有径的总残留干扰能量；获取总残留干扰能量中最小干扰能量对应的起始位置；以最小干扰能量对应的起始位置作为符号定时值，对发送端发送的信号进行符号同步。本发明实施例可以在信道时延扩展超过CP长度的情况下，减小IBI消除和ICI重构补偿后的残留干扰能量。
文档编号H04L25/02GK101702702SQ200910221870
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者安东尼·宋, 李晔, 秦龙, 胡宏杰 申请人:华为技术有限公司