[发明专利]OFDM系统滤波边界效应的处理方法及装置

说明书

本申请公开了一种OFDM系统滤波边界效应的处理方法，包括如下步骤。步骤S10：对OFDM系统的数据进行滤波。步骤S20：对滤波后的OFDM系统的数据去除每个符号前面的循环前缀，同时把每个符号前面的循环前缀尾部的数据替代该符号尾部的对应部分。步骤S30：对已去除循环前缀、且已替换过的每个符号的数据进行快速傅里叶变换。上述方法利用OFDM系统的数据都有CP的特点，在多径延时满足要求的条件下，利用CP相对符号的循环特性来克服滤波引入的边界效应。

技术领域

本申请涉及一种无线通信技术，特别是涉及一种针对OFDM（orthogonalfrequency-division multiplexing，正交频分复用）系统的接收端的滤波边界效应的处理方法，典型应用包括WiFi、4G、5G等。

背景技术

OFDM系统是正交频分多路系统，这种技术是将频率选择性的宽带信道分为多个非频率选择性的且相互正交的窄带信道。相对于传统的频分多路系统，OFDM系统由于子带间的正交性，对于ICI（Inter Carrier Interference，载波间干扰）有着天然的免疫，因而有着极高的频谱利用率。对于高速数据流系统，ISI（Inter Symbol Interference，符号间干扰）是一个严重的问题。OFDM系统将高速的数据流进行串并转换得到低速的平行数据流，并且加入CP（Cyclic Prefix，循环前缀），从而很好的抑制了ISI问题。同时，由于可以使用IFFT（Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶逆变换）和FFT（Fast FourierTransform，快速傅里叶变换）进行正交载波的调制和解调，使得OFDM系统相当容易实现。

请参阅图1，时域形式的OFDM信号中，每个符号（symbol）前面的循环前缀都与该符号的末尾与循环前缀等长的数据完全相同。例如，每个符号的循环前缀的长度均为k，那么符号n（symbol n）的循环前缀与符号n的末尾的k长度的数据是完全相同的。

在无线通信系统中存在着大量的滤波器，例如模拟低通滤波器、上采样的插值滤波器、下抽样滤波器以及数字信道滤波器等。滤波操作即为卷积（convolution）操作，即移位乘和累加操作。

请参阅图2，这里以数字FIR（finite impulse response，有限冲击响应）滤波器作为示例。其中包括D触发器、加法器、乘法器；其本质就是输入数据Data_in和滤波器系数b(i)进行了卷积得到输出数据Data_out，如公式一所示。

（公式一）。

由于数据和系数的卷积是连续不断的，因此在图1中某个符号的末尾与下一个符号的循环前缀的起始位置之间交界的地方会存在两个符号共同参与运算的情况，由于OFDM系统的每个符号都是相互独立的，所以对于这相当于受到了另一个符号的污染，增加了数据的误差，这就是所谓的边界效应（Symbol Boundary Effect）。

请参阅图3，这是对一个子帧（subframe）的LTE（Long Term Evolution，长期演进技术）数据进行一级无损低通滤波（即滤波器的通带大于信号有效带宽），滤波后的数据与滤波前的数据计算误差。其中的横坐标是采样点，没有单位，表示第几个采样点；纵坐标是绝对误差，也没有单位。LTE数据的一个TTI（transmission time interval，传输时间间隔）为1ms，采样率例如为245.76MHz，因此就有245760个采样点。一个LTE数据的TTI里包含14个符号，该TTI的最后一个符号与下一个TTI的第一个符号也有边界效应，所以这里有14个符号交界的位置，在这14个符号交界的位置的绝对误差明显高于其他位置。从图3中可以看到在符号交界附近的数据会出现明显的误差，而其他数据没有明显的误差。这些符号边界的误差在做FFT转换到频域的时候会扩散到整个频域，从而影响整体的EVM（error vectormagnitude，误差矢量幅度）性能。