[发明专利]相位噪声消除OFDM接收器

说明书

技术领域

本公开内容涉及在多载波通信系统中修正相位，并且尤其涉及 在OFDM接收器中消除相位噪声。

背景技术

频分复用(FDM)是在单个传输路径(例如，线缆或无线系统) 上同时传输多个信号的技术。每个信号在其自己唯一的、经过数据 (文本、语音、视频等)调制的频率范围(载波)内传播。

正交FDM(OFDM)技术将数据分布在以所定义的频率间隔开 来的大量载波上。该间隔提供了OFDM方法的“正交性”，并且防 止解调器观察到除其拥有的频率以外的频率。OFDM的益处包括高 的频谱效率，抗RF干扰以及较低的多径失真。这是有用的，因为在 典型的陆地无线通信实现中，存在多径信道(即，传输的信号使用 各种不同长度的路径到达接收器)。

OFDM已经成功地部署在室内无线LAN和室外广播应用中。例 如，多个标准组织，包括IEEE 802.11、IEEE 802.16、DVB-T(数字 视频广播-陆地)和DVB-H(手持)，已经将OFDM选择作为多址 接入方案。OFDM有益地利用低于通常单载波自适应均衡器的复杂 度降低了ISI的影响。还发现OFDM在多径衰落信道中工作得很好。 这些和其他优势使得OFDM成为用于诸如所谓的4G(第四代)之类 的未来移动通信系统中的强有力的备选方案。

虽然在多个标准中的上述采用证明了OFDM是用于多径传播的 优秀备选方案，但是其对于相位噪声是脆弱的。相位噪声出现在发 射器处的上变频中，以及接收器处的下变频中，其中本地振荡器以 非理想方式来运转。OFDM的重要特征是子载波的正交性。来自于 本地振荡器的相位噪声威胁到了正交性。期待的是，任何特殊OFDM 实现的敏感度取决于子载波彼此之间的距离。低频相位噪声(通常 称作普通相位噪声CPE)已经在现有技术中通过利用导频音或导频 信号的帮助旋转信号星座得到了修正。高频相位噪声引入了载波间 干扰ICI。不像符号间干扰ISI(其中同一信号的多个版本由于恢复 的多径传播而彼此干扰)，ICI对接收器表现为加性高斯噪声。通常， 在现有技术中，仅通过使用高品质的本地振荡器来减少从开始施加 的任何相位噪声，从而对其进行抵制。在高频处(例如，大约60GHz 以及更高)，甚至这些较高品质的本地振荡器施加的相位噪声也没 有将ICI降低到在接收器看来足以保持子载波正交性的程度。这至少 对于更高级的调制方案(例如，16QAM、64QAM)是真实的。

发明人已经设计了在低频和高频形式两者中修正相位噪声由此 针对ICI进行修正的方法(如下描述)。虽然特别地在OFDM上下 文中进行了描述，但是此处描述的相位噪声修正技术不依赖于 OFDM的特殊性而是可容易地扩展到任何多载波信令体制中，包括 多载波CDMA(MC-CDMA)和仍有待开发的、与这些教导不一致 的其他多载波通信协议中。

发明内容

根据这些教导的之前描述的实施方式，克服了上述和其他问题 并且实现了其他优势。

本发明的实施方式包括用于处理所接收信号的方法。在该方法 中，通过多个正交子载波接收信号并且存储/缓存信号。在实际中， 由于噪声，子载波并不是严格正交的，这并没有将它们排除在正交 的定义以外；本发明涉及修正相位噪声，在特定示例中，相位噪声 本身可以破坏子载波的严格正交性。如果发送子载波的传输体制是 在正交(或近似正交)子载波的前提下操作的，那么认为子载波是 正交的。进一步在该方法中，根据缓存的信号来估计符号，并且根 据缓存的信号和估计的符号来确定判决噪声。判决噪声可以被视为 是在减去估计的符号之后的(符号界定的)信号的余项，但不一定 是全部余项。例如，余项可不包括针对公共相位误差而修正的信号 部分。然后，根据判决噪声和估计的符号来估计相位噪声，并且从 缓存的信号中消除估计的相位噪声以便产生经过相位噪声修正的估 计符号。