[发明专利]一种OFDM系统中的数字低噪放方法

说明书

本发明涉及一种OFDM系统中的数字低噪放方法。该方法是在放大有效信号功率的同时尽量不放大噪声功率，具体地是通过计算有效子载波上输出信号的平均功率控制放大器使有效子载波上输出信号的平均功率始终维持在高信噪比输入信号下的水平。

技术领域

本发明属于移动通信系统技术领域，尤其涉及一种OFDM系统中的数字低噪放方法。

背景技术

在宽带无线通信系统的传输方案中，OFDM(orthogonal frequency divisionmultiplexing)技术是一种典型的传输体制，它由于具有实现相对简单，频谱利用率高等特点已广泛应用于多种通信标准。

图1给出了典型OFDM系统接收端实现框图，射频信号经过AD芯片完成模/数转换之后进入AGC模块，AGC模块的主要功能是通过调整接收端增益将不同接收信噪比条件下的信号以一致的能量输出，即不同信噪比条件下输出信号的量化值相当。接下来分别进行FFT变换、信道估计、联合信道信息软判决和信道译码等过程。

OFDM系统收、发端的信号处理部分大都在数字域进行，因此，信号样值的量化与截位是OFDM接收端实现过程中重点考虑的一个因素。AGC模块是实现接收端信号样值恰当量化的基础，其后的每一个处理模块都需要根据信号的量化位宽和运算过程进行合理截位，使输出信号处于一个恰当的量化值。现有OFDM系统设计实现过程中，一旦AGC输出信号的有效量化位宽确定，则后续处理模块中会根据信号的量化位宽和运算过程进行合理截位，并且这种量化与截位的处理过程是固定的，不会根据接收信号的信噪比变化而变化。然而，有些处理模块的输出信号样值的大小除了与输入信号量化样值的大小有关，还与输入信号的信噪比有关。

事实上图1所示OFDM系统接收端中的FFT单元，它的输出信号不但与输入信号的量化样值有关，还与输入信号的信噪比有关。假设系统的子载波数目为512，有效子载波数目为408，虚拟子载波数目为103，图2给出了FFT单元后有效子载波输出信号平均功率随输入信号信噪比的变化曲线，可以看出，在0-20dB信噪比变化范围内，FFT单元后有效子载波输出信号平均功率随输入信号信噪比的增大而增大，在20-40dB信噪比变化范围内，FFT单元后有效子载波输出信号平均功率趋于稳定，不再随输入信号信噪比的变化而变化。

可以看到，尽管AGC模块通过调整接收端的增益能够使FFT单元输入信号的信号功率维持在某一固定值，但是FFT单元后有效子载波输出信号的功率会随信噪比变化而变化，从而会影响后续模块的截位处理，导致在低信噪比条件下信号的有效量化位宽不够，系统的性能下降。

发明内容

在OFDM传输技术中，当CP(cyclic prefix)的长度不小于信道的最大时延，且OFDM符号FFT(fast Fourier transform)窗的起始点确定在其保护间隔内，接收机对收到的采样信号进行FFT转换得到

其中，X_l[k]、Y_l[k]、H_l[k]和Z_l[k]分别表示第l个符号的第k个子载波上的发射符号、接收符号、信道的频率响应和频域噪声。可以看到，在频域可以将OFDM系统看做如图3所示的频域系统，此时，接收信号等于输入符号与信道的频率响应的乘积。