[发明专利]OFDM系统中子载波间干扰消除的方法及装置

说明书

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符号中的导频信息，获取时域信道冲击响应；利用相邻三个OFDM符号的时域信道冲击响应生成本OFDM符号对应的信道传输矩阵根据获得的每个OFDM符号对应的信道传输矩阵对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符号中的导频信息，获取时域信道冲击响应，以及利用相邻三个OFDM符号的时域信道冲击响应生成本OFDM符号对应的信道传输矩阵

所述均衡模块，用于根据获得的每个OFDM符号对应的信道传输矩阵对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。