[发明专利]用于OFDM符号定时恢复的方法和系统

说明书

背景技术

目前，诸如正交频分复用(OFDM)的多载波调制技术被广泛地用于在 带通通信信道上进行高速通信。所述技术的应用实例包括数字音频和视频 的广播，以及作为用于无线网络标准(例如IEEE 802.11)的物理层。OFDM 系统使用多个低速率子载波来传输数据，其中子载波频率和符号周期被选 择为使得子载波在符号周期上是正交的并且不互相干扰。在OFDM系统中， 数据被划分为N个流，这些流接着被用来独立地并行调制密集的子载波频 率或音调(tone)。实际的系统使用离散傅里叶逆变换(实现为快速傅里叶 逆变换或者IFFT)来生成复合时域信号的采样版本，该复合时域信号的采 样版本可被转换为适合于传输的信号。基于单载波调制的OFDM的一个优 点是对应于特定数据速率的较长符号周期，这从本质上减轻了时间弥散 (dispersive)信道中的符号间干扰，而不必依赖于复杂的均衡技术。

OFDM的基础思想是在并行调制的子载波上发送数据，该数据被编码 为与诸如QAM(正交幅度调制)、QPSK(四相移相键控)或BPSK(二相 移相键控)的调制方案的星座点相对应的符号。经调制的子载波被相加在 一起以形成可发送的复合信号，该复合信号可在接收机处被解调。子载波 的频率被选择为使得这些子载波在符号周期上是正交的(即，不相关的)， 以便实现子载波的频谱重叠和符号的可恢复性。如果符号周期包含每个子 载波的整数个循环，则可获得子载波的正交性。用以下方式可以产生具有 子载波间的最小间距的OFDM信号。假设N为子载波的数目，C[k](k＝0 到N-1)为将要同时发送的复符号，并且NT_s为OFDM符号持续时间。在 一个符号间隔NT_s上以采样周期T_s获得的复包络ODFM基带信号S(t)的 采样S[n]可被表示为：

S[n]=Σk=0N-1C[k]e(2πjnkN)]]>

以上方程说明OFDM信号的调制可由离散傅里叶逆变换来执行，并且 离散傅里叶变换可用于恢复C[k]符号。离散傅里叶变换的正交基函数构成 子载波，正交技术可被用于根据复值指数来生成实值时域信号。优选地， 离散傅里叶变换(DFT)和其逆变换(IDFT)由快速傅里叶变换算法(FFT) 来执行。

在典型的OFDM发射机中，串-并转换器将输入比特流转换为N个并 行流。然后，每个并行流中的比特组由编码器/调制器12编码为具有N个 复值符号的块，其中复值符号对应于诸如QAM的调制方案的星座点。因为 这些复值符号被用于确定特定子载波的幅度和相位，所以其被称为频域符 号。然后，所述N个频域符号被输入到N点IDFT并由并-串转换器转换为 串行离散时间信号，其中每个频域符号都是表示多个输入比特的复数。由 此，所生成的离散时间信号构成了表示正交子载波波形的和的时域波形的N 个采样，其中每个子载波波形都被频域符号调制。所述N个采样(或者包 含这些采样的模拟波形的一部分)可被称为OFDM符号或块。(为了区别于 输入数据所直接映射到的频域符号，OFDM符号有时被称为元符号)。然后， 时域波形采样由数-模转换器转换为模拟波形，并与适当的载波混合以便在 通信信道上发送时域波形。然后，在接收机处，可对时域波形进行重采样 和离散傅里叶变换以恢复频域符号，该符号接着被解码以生成输出数据流。