[发明专利]一种正交频分复用系统及信号处理方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及正交频分复用系统的关键技术，具体涉及一种正交频分复用系统以及应用该系统进行信号处理的方法，可以抑制相位噪声并提高系统频谱效率。

背景技术

正交频分复用（OFDM）是一种将发送的数据调制到一系列正交的子载波上传送出去的技术。目前OFDM被广泛的应用于宽带数字通信、基于无线信道或者同轴线信道传输的数字电视及广播系统、无线网络以及LTE移动通信系统等方面。

其中，基于同轴线信道传输的OFDM系统，传输距离比较短，信道较好，该系统在调制方式上希望能够采用高阶调制，如1024QAM，甚至是4096QAM，同时尽量不使用导频或者使用极少量导频来提高频谱效率。但是众所周知，多载波的相干OFDM系统和单载波系统相比，对发射机中晶体振荡器引入的相位噪声更加敏感，特别是在子载波间隔较小或者使用上述高阶调制的情况下，振荡器相位噪声会严重影响OFDM系统的传输性能。

相位噪声在OFDM系统中会引起公共相位误差（CPE）和子载波间干扰（ICI），相位噪声的抑制对于OFDM系统来说是必不可少的。目前广泛应用的性能较好的相位噪声抑制方法基本都是导频辅助的方法，相位噪声对于每个OFDM符号，甚至是每个子载波信号的影响都不同，导频辅助的相位噪声抑制方法需要发射机在传输数据块中插入导频，在接收机处利用导频估计相位噪声对当前OFDM符号的影响并实时地均衡这一影响。导频辅助的方法是公认的性能较好的相位噪声抑制方法，具体可参考如下文献：1）X.Yi et.al.,“Phase noise effects on high spectral efficiency coherent optical OFDM transmission”,Journal of Lightwave Technology，vol.26,no.10,pp.1309-1316,2008；2）W. Shieh,“Maximum-likelihood phase and channel estimation for coherent optical OFDM”,IEEE Photonics Technology Letters,vol.20,no.12,pp.919-921,2008；3）S.Wu et.al.,“Aphase noise suppression algorithm for OFDM-based WLANs”,IEEE Communication Letters,vol.6,no.12,pp.535-537,2002；4）C.Yang et.al.，Phase noise suppression for coherent optical block transmission systems:a unified framework,Optics Express,vol.19,no.18,Optics Express,2011。

但是，导频的使用不可避免的降低了系统的频谱效率和传输效率。

发明内容

本发明针对基于同轴线信道传输OFDM系统的特点，提出一种新型的OFDM系统及OFDM信号的处理方法；其不使用导频，而是挑选一系列子载波通过符号映射进行低阶调制或者调整这些子载波上信号的发射功率，使这些子载波上解调出来的数据充当伪导频，代替导频辅助如上面所列的相位噪声抑制方法工作，同时结合编码凿孔达到提高系统频谱效率的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种正交频分复用系统的信号处理方法，如图1所示，其步骤包括：

1）发射机对传输的数据进行编码和符号映射，对一系列子载波通过符号映射进行低阶调制和/或调整所述子载波信号的发射功率，然后进行OFDM调制；

2）接收机从发射机接收OFDM信号并进行解调，利用所述子载波信号的解调数据充当伪导频，代替导频辅助进行相位噪声抑制；

3）接收机根据正交频分复用系统的性能要求修改所述伪导频的设置信息，并将更新后的伪导频设置信息传输至发射机，控制发射机进行低阶调制和/或信号发射功率的调整。

进一步的，发射机对编码后的数据进行凿孔，然后进行所述符号映射；接收机还根据正交频分复用系统的性能要求设置编码凿孔图案，并传输至发射机，控制发射机进行凿孔。进行编码凿孔可以在抑制相位噪声的同时，达到提高系统频谱效率的目的。