[发明专利]一种OFDM系统中的CPE抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别是涉及一种OFDM系统中的CPE抑制方法。

背景技术

2013年12月，国家工信部向中国移动、中国电信和中国联通三家运营商发放TD-LTE牌照，标志着我国TD-LTE正式投入商用。在众多接入方案中，以OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)为基础的OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址)最终成为TD-LTE下行链路接入方案，由此可见，OFDM技术在移动无线标准的最新技术演进中已经占主导作用。OFDM技术的优势在于它可以有效地对抗由多径时延带来的符号间干扰，并且具有很高的频谱利用率。但OFDM技术要求子载波相互正交，从而对频偏和相位噪声敏感。因此，对OFDM技术的研究，尤其是通过创新算法来解决目前技术的瓶颈，具有非常重要的现实意义的。

OFDM系统中，现有的CPE抑制方案存在许多问题：

1、OFDM系统中，CP是用来对抗由多径时延引起的ISI问题，在无线信道中，由于无线信道的非理想因素导致大部分的CP被消耗掉。而时域基于CP的CPE抑制方案完全利用CP作为有效信息，在该种情况下，CPE估计精度有限，CPE抑制性能较差；

2、现有的频域CPE抑制方案大多是基于导频信号的，导频数量多使系统的频谱利用率降低，而导频数量少会影响CPE估计的精度。

3、利用判决反馈的迭代的CPE抑制也是一种重要的CPE抑制方案，但该方案存在错误传播的问题，并且算法复杂度高，不利于实际应用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能提升OFDM系统的频谱利用率，保证高速的数据流传输，同时保证CPE抑制的精度的CPE抑制方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种OFDM系统中的CPE抑制方法，包括以下步骤：

步骤一、获取得到时域的CPE估计值；

步骤二、计算得到每个OFDM符号样点的相位噪声时域值并在时域完成相位噪声的补偿；

步骤三、经过FFT运算将OFDM信号转换到频域；

步骤四、利用信道估计算法得到信道的频率响应值；

步骤五、在频域提取导频信号，通过提取到的导频信号用LS算法进行CPE的频域估计；

步骤六、通过OFDM符号中保护频带的空子载波对噪声的方差进行估计；

步骤七、通过MMSE均衡算法完成相位噪声的频域均衡。

采用以上技术方案，导频数目较少时，本方法利用时域的有效信息对CPE进行估计并补偿，同时，在频域，提取导频信号对CPE进一步估计和补偿。该算法实现复杂度低，且能在导频较少的情况下取得性能的提升。

所述步骤一按以下步骤进行：

A1、提取第m个OFDM符号的循环前缀和后G个时域样点值；

A2、计算得到时域信号的CP(Cyclic Prefix，循环前缀)和时域信号的后G个样点之间的相位差；r_m(n)表示第m个OFDM符号的时域n个采样点，Im(*)和Re(*)分别表示取虚部运算和取实部运算。

所述步骤二按以下步骤进行：

计算得到OFDM符号N_S个采样数据每一个的相位偏移；计算在时域对OFDM符号进行补偿；表示将经过时域相噪补偿后的信号进行FFT运算转换到频域。

所述步骤五按以下步骤进行：

B1、设定信道的频率响应值为H_m(k)，提取导频信号，运用导频信号和信道的频率响应值H_m(k)通过最小二乘算法，得到CPE的频域估计值；

CPE的频域估计值：

导频子载波的集合为：N_P为分散导频的个数；

B2、提取保护频带的空子载波，计算对噪声的方差进行估计；

B3、计算得到频域的均衡系数；

B4、计算完成频域的均衡，纠正CPE对数据子载波的影响。