[发明专利]一种用于OFDM符号定时的时间提前量调节方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及正交频分复用(OFDM)技术，特别涉及OFDM符号的接收，具体的讲是一种用于OFDM符号定时的时间提前量调节方法及装置。

背景技术

正交频分复用(OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplex)是一种多载波调制方式，将整个信道分成许多窄的并行子信道，增加了符号周期，减少了多径环境引起的ISI。它的基本原理是将信号分割为N个子信号，然后用N个子信号分别调制N个相互正交的子载波。由于子载波的频谱相互重叠，因而可以得到较高的频谱效率。近几年OFDM在无线通信领域得到了广泛的应用。

图1a是发射机工作原理，图1b是接收机工作原理，其中：

在发射端，首先对比特流进行QAM或QPSK调制，然后依次经过串并变换和IFFT变换，再将并行数据转化为串行数据，加上保护间隔(又称“循环前缀”)，形成OFDM码元。

当接收机检测到信号到达时，首先进行同步和信道估计。当完成时间同步、小数倍频偏估计和纠正后，经过FFT变换，进行整数倍频偏估计和纠正，此时得到的数据是QAM或QPSK的已调数据。对该数据进行相应的解调，就可得到比特流。

正交频分复用(OFDM)由于能有效对抗多径信道而成为宽带无线通信系统颇具吸引力的方案之一。然而与单载波系统相比，OFDM对时间和频率偏差十分敏感。时间偏差可能引起符号间干扰(ISI)和载波间干扰(ICI)，造成误码率(BER)下降。

通常在有效OFDM符号前会加入一段循环前缀(CP)，循环前缀的长度一般大于信道的冲击响应长度。这样只要傅立叶变换(FFT)的窗口在CP之内，符号定时的影响就很小。

近年来人们发现了各种时间同步的方法，使用特殊设计的训练符号或者CP，可以得到帧和符号同步。在多径信道下由于其他径的作用，得到的帧/符号定时往往在第1径到达时间的后面。如果FFT窗口取在帧/符号定时的位置上，就不能确保早到达的各径(到达时间比帧/符号定时早)没有ISI。另外即使加性高斯噪声(AWGN)信道下也必须考虑帧/符号定时误差的方差。因此，FFT窗口应该是设在比帧/符号定时提前的位置，这就是时间提前量。以保证即使考虑在多径信道和帧/符号定时误差的情况下，FFT窗口仍然在CP范围内。

时间提前量对AWGN和时间分散的多径信道可能很不同。例如对AWGN信道，5个样点的提前量就足够了，但对于步行B类信道(PB)则需要25个样点的提前量。但由于在接收端我们不知道传播信道的模型，比如是AWGN还是PB，那麽设置25个样点的提前量应该是最安全的。但是太大的时间提前量会引起每个OFDM符号上各子载波上的相位旋转，这对于利用频率相关性的信道估计是不利的。太大的时间提前量会降低信道估计的准确性，造成BER下降。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于OFDM符号定时的时间提前量调节方法及装置，根据信道估计得到的相邻子载波间的平均相位差，能够自适应地调节时间提前量。

本发明的技术方案为：一种用于OFDM符号定时的时间提前量调节方法，该方法包括：在接收端接收发射端发射的OFDM信号；判断当前OFDM符号定时处在该OFDM符号循环前缀长度之内的次数是否高于第一预设阀值，如果是，则调小下一OFDM符号定时的时间提前量；判断当前OFDM符号定时不在该OFDM符号循环前缀长度之内的次数是否高于第二预设阀值，如果是，则调大下一OFDM符号定时的时间提前量。

本发明还提供了一种用于OFDM符号定时的时间提前量调节装置，该装置包括：包括：射频前端，用于接收OFDM信号，做下变频，滤波，数模变换，得到数字基带形式的OFDM符号；帧/符号同步，用于根据时间提前量和通过时间同步得到的帧/符号定时信息，在合适的位置放置FFT窗口；FFT，对数据做串并变换，计算FFT，并作并串变化，得到频域信号；信道估计和均衡：利用导频子载波估计信道的频域响应，输出信道频域响应到相位检测单元，同时利用估计的信道频域响应消除数据子载波上的信道影响(即频域均衡)。