[发明专利]一种OFDM接收机中的信号解调方法及OFDM接收机

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域中的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术，具体涉及一种OFDM接收机中的信号解调方法及OFDM接收机。

背景技术

OFDM是无线通信领域中非常有发展前景的一种多载波调制技术，该技术已被广泛应用于各种宽带无线通信系统中，如LTE(Long Term Evolution，长期演进)、DVB(Digital Video Broadcasting，数字广播电视)、IEEE 802.11a和HIPERLAN/2WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)等。

OFDM技术采用了时域循环前缀以抵抗多径信道的干扰。当OFDM接收机相对于OFDM发射机静止不动时，每一个接收到的频域OFDM符号R＝{R(0)，R(1)，...，R(N-1)}^T均可以表示为信道频域响应对角矩阵D_N×N和发送的频域OFDM符号S＝{S(0)，S(1)，...，S(N-1)}w的乘积，即：

R＝D_N×N×S，

其中R和S均为N×1的向量，N为一个OFDM符号的长度。信道频域响应D_N×N为N×N的对角矩阵，其第i行、第j列元素为D_N×N(i，j)，i＝1，2，...，N，j＝1，2，...，N，且满足当i≠j时，D_N×N(i，j)＝0。由于当OFDM接收机相对于OFDM发射机静止不动时，信道频域响应矩阵为对角矩阵D_N×N，因此可以通过在OFDM接收机中采用传统的信道估计方法来估计信道频域响应矩阵的对角元素D_N×N(i，i)，i＝1，2，...，N，从而得到整个信道频域响应矩阵D_N×N，再利用D_N×N进行均衡和解调以得到频域二进制数据流。

当OFDM接收机相对于OFDM发射机存在移动速度时，信道将产生时变特性，此时的信道频域响应矩阵将不再是对角矩阵，信道频域响应矩阵中的非对角元素都有可能不为零。在这种情况下，如果仍然采用传统的OFDM接收机信道估计方法，只估计信道频域响应矩阵中的对角元素，而不估计信道频域响应矩阵中的非对角元素，则会产生较大的信道估计误差。尤其是当OFDM接收机相对于OFDM发射机进行高速移动时，传统的信道频域响应对角矩阵估计方法将产生极大的信道估计误差，利用信道频域响应对角矩阵进行后续的均衡和解调将带来OFDM接收机性能的大幅度下降。

传统的OFDM接收机信道频域响应对角矩阵估计方法主要为最小二乘方法(Least Squares，LS)和线性最小均方误差方法(Linear Minimum Mean Square Error，LMMSE)。这两种信道估计方法主要适用于移动速度较低的慢速移动场景；在高速移动场景下，这两种信道估计方法均会产生较大的信道估计误差，带来OFDM接收机性能的大幅度下降。

发明内容

本发明的目的是提出一种OFDM接收机中的信号解调方法及OFDM接收机。本发明通过在OFDM接收机中增加模块，使OFDM接收机可以利用传统信道估计方法估计得到的信道频域响应对角矩阵，精确计算出信道频域响应矩阵中的非对角元素，从而实现低误差信道估计，提高OFDM接收机性能。本发明不但适用于慢速移动场景，也适用于高速移动场景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种OFDM接收机中的信号解调方法，其步骤为：

a)在OFDM接收机中，对时域OFDM符号r(n)进行N点快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)，n＝0，1，...，N-1，从而将时域OFDM符号r(n)转换为频域OFDM符号R(k)，k＝0，1，...，N-1，N为一个OFDM符号的长度；

b)在OFDM接收机中，利用频域OFDM符号R(k)和OFDM接收机相对于OFDM发射机的移动速度v，采用传统的OFDM接收机信道估计方法进行信道频域响应对角矩阵估计，从而得到信道频域响应对角矩阵D_N×N，其维度为N×N，其第i行、第j列元素为D_N×N(i，j)，i＝1，2，...，N，j＝1，2，...，N，且满足当i≠j时，D_N×N(i，j)＝0；