专利名称：Ofdm系统中子载波间干扰消除的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字通信领域，具体而言，本发明涉及一种OFDM系统中子载波间干扰 消除的方法及装置。
背景技术：
移动和宽带成为现代通信技术的发展方向，在诸多的宽带无线通信技术中， OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)无疑是最具有应用 前景的技术之一。在信道的衰落特性中，对宽带无线移动业务影响最大的是多径衰落和多 普勒频移。而OFDM不但可以通过插入循环前缀(CP)的方法，有效地抑止多径带来的符号 间干扰，还可以通过对信道时变特性的合理估计，灵活地设计系统的符号长度，减轻信道时 变特性对系统性能的影响。由于OFDM的这些技术特点，避免了在接收机中采用复杂的时域 均衡器和自适应跟踪算法。并且，通过使用快速傅立叶变换(FFT)，可以保证在相对简单的 系统硬件结构下，提供可靠、稳定的通信质量。正是因为这些优势，OFDM技术已经被各种无 线通信标准所广泛采用。OFDM多载波系统已开始在数字音频广播、高清晰度电视HDTV的地 面广播系统以及WIMAX通信系统等领域得到实际应用。而且人们开始集中越来越多的精力 开发OFDM技术在高速移动通信领域的应用，OFDM技术已经成为的现代移动通信技术最重 要的候选标准。基于OFDM的数字通信系统中由于发射端与接收端之间的相对运动产生多普勒 频移，多普勒频移破坏了 OFDM系统中各个子载波间的正交性，从而带来子载波间的干扰 (ICI)。虽然系统结构可以消除符号间干扰，OFDM系统仍然需要精确的信道信息来进行信 道均衡，从而完全补偿多径衰落。OFDM的信道估计和均衡技术对整个系统的性能具有决定 性的影响。OFDM最大的优势之一就是可以进行简单的频域均衡。由于引入了循环前缀，在 接收端可以通过简单的除法实现信道均衡。ICI消除的方法从总体上可以分为均衡滤波的方法和增加冗余的方法，其中均衡 滤波包括时域均衡与频域均衡，载波干扰自消除方法即为一种典型的增加冗余的方法，实 际上这两种方法可以彼此统一，增加了冗余降低了频谱效率，均衡需要估计时变信道，数据 符号当中需要有大量的导频来跟踪时变信道，这样也降低了频谱利用率，不过均衡可以工 作在迭代和判决反馈的模式下，这样就省去了很多导频的开销。在OFDM系统中选择ICI干 扰消除的方法需要考虑到性能与复杂度之间的折衷。OFDM系统对ICI尤为敏感，较强的ICI会对OFDM系统性能产生破坏性影响，因此 有效地对抗由多普勒频移引起的ICI的方法与装置对OFDM系统非常重要。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决基于OFDM的数字通 信系统中由于发射端与接收端之间的相对运动产生多普勒频移，导致子载波间干扰的问 题，通过利用导频信息构造信道传输矩阵，利用频域均衡消除ICI。
为了实现本发明之目的，本发明实施例一方面提出了一种OFDM系统中子载波间 干扰消除的方法，包括以下步骤根据接收到的OFDM信号提取OFDM的信道特征信息，确定 信道中多径的个数L及其对应的延迟量τ 1;根据信道多径个数L及其对应的延迟量τ ρ 以及导频位置处的信道响应计算每个OFDM符号对应的传输矩阵Ηω ；根据获得的每个OFDM 符号对应的传输矩阵Ηω对OFDM符号中的数据子载波进行频域均衡，消除由于多普勒频移 引起的ICI。本发明实施例另一方面还提出了一种OFDM系统中子载波间干扰消除的装置，包 括接收模块，信道估计模块以及均衡模块，所述接收模块，用于接收到的OFDM信号；所述信道估计模块，用于根据接收到的 OFDM信号提取OFDM的信道特征信息，确定信道中多径的个数L及其对应的延迟量τ χ ；所 述均衡模块，用于根据信道多径个数L及其对应的延迟量τρ以及导频位置处的信道响应 计算每个OFDM符号对应的传输矩阵Η(η)，并根据获得的每个OFDM符号对应的传输矩阵Ηω 对OFDM符号中的数据子载波进行频域均衡，消除由于多普勒频移引起的ICI。根据本发明的实施例提出的技术方案，解决了由于发射端与接收端之间的相对运 动产生多普勒频移，导致子载波间干扰的问题，本发明的实施例提出的干扰消除的算法简 单，计算时不需要大量的存储空间，通过利用导频信息构造信道传输矩阵，利用频域均衡消 除ICI，本发明的实施例提出的技术方案，能够对抗较大的多普勒频移。本发明的实施例提 出的技术方案，合理高效使用系统资源，优化系统性能。此外，本发明的实施例提出的技术 方案，对现有系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1为本发明实施例OFDM系统中子载波间干扰消除的方法流程图；图2为本发明实施例信号处理示意图；图3为本发明实施例OFDM系统中子载波间干扰消除的装置100的结构示意图；图4为CMMB系统的时隙结构图；图5为CMMB系统中导频的配置方案图样；图6为本发明实施例CMMB系统中应用本发明的信号处理示意图；图7为CMMB系统中使用相邻符号的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。为了实现本发明之目的，本发明实施例提出了一种OFDM系统中子载波间干扰消 除的方法，包括以下步骤根据接收到的OFDM信号提取OFDM的信道特征信息，确定信道中
6多径的个数L及其对应的延迟量τ 1;根据信道多径个数L及其对应的延迟量T1，以及导频 位置处的信道响应计算每个OFDM符号对应的传输矩阵Η(η)；根据获得的每个OFDM符号对 应的传输矩阵Ηω对OFDM符号中的数据子载波进行频域均衡，消除由于多普勒频移引起的 ICI0如图1所示，为本发明实施例OFDM系统中子载波间干扰消除的方法流程图，包括 以下步骤步骤SlOl 确定无线信道的信道特征。在步骤SlOl中，为了子载波间干扰消除，首先需要根据接收到的OFDM信号提取 OFDM的信道特征信息，确定信道中多径的个数L及其对应的延迟量τ χο如图2所示，为本发明实施例信号处理示意图，为了便于理解本发明，下面结合图 2对本发明的实施例进行阐述。例如，接收到OFDM数据后，根据OFDM系统中系统帧结构中包含的同步序列或利用 导频信息提取OFDM的信道特征信息，从而确定信道中多径的个数L及其对应的延迟量τ χο 除了可以利用同步序列和导频信息获得信道中径的个数L及其对应的延迟量、外，接收 设备也可以通过其它途径获得以上信道特征。步骤S102 计算每个OFDM符号对应的传输矩阵。在步骤S102中，根据信道多径个数L及其对应的延迟量τ 以及导频位置处的信 道响应计算每个OFDM符号对应的传输矩阵Η(η)。具体而言，计算每个OFDM符号对应的传输矩阵Ηω包括以下步骤若求一帧中某个OFDM符号处的信道传输矩阵，需要用到包括该符号在内的相邻N。 个OFDM符号，因此首先根据式⑴生成并存储辅助矩阵M(n,d)矩阵，其中
权利要求
1.一种OFDM系统中子载波间干扰消除的方法，其特征在于，包括以下步骤根据接收到的OFDM信号提取OFDM的信道特征信息，确定信道中多径的个数L及其对 应的延迟量τ丄；根据信道多径个数L及其对应的延迟量τρ以及导频位置处的信道响应计算每个 OFDM符号对应的传输矩阵！^)；根据获得的每个OFDM符号对应的传输矩阵Η(η)对OFDM符号中的数据子载波进行频域 均衡，消除由于多普勒频移引起的ICI。
2.如权利要求1所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的方法，其特征在于，所述根据 接收到的OFDM信号提取OFDM的信道特征信息包括根据OFDM系统中系统帧结构中包含的同步序列或利用导频信息提取OFDM的信道特征 fn息ο
3.如权利要求1所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的方法，其特征在于，计算每个 OFDM符号对应的传输矩阵Ηω包括以下步骤
4.如权利要求3所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的方法，其特征在于，所述N。= 3时，T具体为
5.如权利要求3所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的方法，其特征在于，所述频域 均衡采用‘q-tap，信道均衡，对于第m个子载波，消除其两边相邻tap个子载波造成的ICI，第m个子载波的均衡器系数为gm = [g-q,m, g-q+i,m, · · ·, go,m ^-',gg^ 0 ^ m < N,当接收到的一个符号中第 m 个子载波数据位Ym，用该子载波数据两边相邻的q个子载波数据对第m个子载波数据 按以下公式进行均衡操作，得到去除掉大部分ICI的均衡输出数据f^J^^dJ"；^，
6.如权利要求5所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的方法，其特征在于，所述的 OFDM系统中子载波间干扰消除的方法应用于CMMB系统，所述CMMB系统一个帧包含40个相 同结构的时隙，所述时隙结构包括发射机标识序列(TXID)、两个长度为2048点的同步序列 以及53长度为4096点的OFDM符号，所述OFDM符号的保护间隔长度为536，每个OFDM符号 有384个离散导频。
7.如权利要求6所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的方法，其特征在于，所述N。= 2，所述CMMB系统求每个符号对应的信道传输矩阵时所用到的相邻N。个符号，当求第0个 OFDM符号对应的传输矩阵时要用到第0个和第1个OFDM符号信息，以此类推，当求第52个 符号对应的信道传输矩阵时则需要用到第51和第52个符号信息。
8.—种OFDM系统中子载波间干扰消除的装置，其特征在于，包括接收模块，信道估计 模块以及均衡模块，所述接收模块，用于接收到的OFDM信号；所述信道估计模块，用于根据接收到的OFDM信号提取OFDM的信道特征信息，确定信道 中多径的个数L及其对应的延迟量τ χ ；所述均衡模块，用于根据信道多径个数L及其对应的延迟量τ 以及导频位置处的信 道响应计算每个OFDM符号对应的传输矩阵Η(η)，并根据获得的每个OFDM符号对应的传输矩 阵Η(η)对OFDM符号中的数据子载波进行频域均衡，消除由于多普勒频移引起的ICI。
9.如权利要求8所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的装置，其特征在于，所述信道 估计模块根据接收到的OFDM信号提取OFDM的信道特征信息包括所述信道估计模块根据OFDM系统中系统帧结构中包含的同步序列或利用导频信息提 取OFDM的信道特征信息。
10.如权利要求8所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的装置，其特征在于，所述均衡模块计算每个OFDM符号对应的传输矩阵H(n)包括以下步骤 生成并存储NXN辅助矩阵M(n, d)矩阵，其中
11.如权利要求10所述的OFDM系统中子载波间干扰消除的装置，其特征在于，所述均 衡模块采用频域‘q-tap，信道均衡，对于第m个子载波，消除其两边相邻tap个子载波造成 的ICI，第m个子载波的均衡器系数为
全文摘要
本发明的实施例提出了一种OFDM系统中多普勒频移引起的子载波间干扰消除的方法，包括以下步骤根据接收到的OFDM信号提取OFDM的信道特征信息，确定信道中多径的个数L及其对应的延迟量τl；根据信道多径个数L及其对应的延迟量τl，以及导频位置处的信道响应计算每个OFDM符号对应的传输矩阵H(n)；根据获得的每个OFDM符号对应的传输矩阵H(n)对OFDM符号中的数据子载波进行频域均衡，消除由于多普勒频移引起的ICI。本发明的实施例提出的干扰消除的算法简单，计算时不需要大量的存储空间，通过利用导频信息构造信道传输矩阵，利用频域均衡消除ICI，本发明的实施例提出的技术方案，能够对抗较大的多普勒频移。
文档编号H04L25/03GK102075481SQ20091024120
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者刘斌彬, 王军伟, 王静, 葛启宏 申请人:北京泰美世纪科技有限公司