一種超高速移動ofdm系統(tǒng)的ici自適應(yīng)抑制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高速移動正交頻分復用（OFDM）系統(tǒng)的載波間干擾（ICI）自適應(yīng)抑制方法，本方法利用循環(huán)前綴（CP）序列中未被干擾的序列，實現(xiàn)初步抑制ICI，同時構(gòu)成一個ICI減小的新的OFDM符號序列，再通過自適應(yīng)相位旋轉(zhuǎn)共軛消除（PRCC）方法，進一步抑制殘余ICI，其中利用CP初步抑制ICI的過程嵌套在自適應(yīng)PRCC過程內(nèi)。本發(fā)明方法解決了超高速移動OFDM系統(tǒng)中的ICI難題，而且具有抑制干擾能力強、自適應(yīng)性好和誤碼率低等優(yōu)點。
【專利說明】一種超高速移動OFDM系統(tǒng)的ICI自適應(yīng)抑制方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及無線通信中的通信信號處理方法，特別是涉及一種超高速移動正交頻 分復用（0FDM)系統(tǒng)的載波間干擾（ICI)自適應(yīng)抑制方法。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004] 現(xiàn)今，隨著寬帶移動通信系統(tǒng)的不斷演進和為了滿足人們對傳輸速率和超高速移 動性的要求，無線通信系統(tǒng)將會提供越來越高的數(shù)據(jù)速率和更加可靠的通信質(zhì)量保障。而 0FDM技術(shù)具有高傳輸速率和抗頻率選擇性多徑衰落等優(yōu)點，使得0FDM技術(shù)已經(jīng)被公認為 是寬帶移動通信物理層中的關(guān)鍵技術(shù)之一，并且，基于長期演進（LTE)的準4G技術(shù)目前已 經(jīng)開始大規(guī)模地建設(shè)和投入商用。LTE系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)就是0FDM技術(shù)。0FDM技術(shù)是將整 個信道寬帶劃分為許多窄帶并分配給每個載波，從而對頻率選擇性衰落多徑信道具有一定 的魯棒性。各載波之間保持相互正交的關(guān)系，使得0FDM技術(shù)有一個高的頻譜利用率，從而 提供高的傳輸速率。對于多徑時延衰落信道，0FDM通過插入循環(huán)前綴來消除符號間干擾。 然而，0FDM技術(shù)也有缺點，其最大的缺點是要求嚴格的載波正交性。在移動通信環(huán)境下，尤 其是在超高速移動通信環(huán)境下，由于終端快速移動，使得0FDM系統(tǒng)產(chǎn)生了載波頻偏，破壞 了子載波間的正交性，引起ICI，使通信性能急劇下降。因此，抑制ICI是超高速移動0FDM 系統(tǒng)中要解決的關(guān)鍵問題之一。縱觀國內(nèi)外關(guān)于抑制ICI的方法，主要分為以下三大類：頻 域均衡、時域加窗和自消除方法。頻域均衡有名的算法是迫零算法和最小均方誤差算法，但 這兩種算法需要一個矩陣求逆過程，計算復雜度較大，為此引入連續(xù)干擾消除技術(shù)和平行 干擾消除技術(shù)。平行干擾消除技術(shù)是以犧牲性能為代價來降低計算復雜度。時域加窗主要 是通過設(shè)計各種各樣的窗函數(shù)來削弱和抑制ICI。如升余弦窗、二階連續(xù)窗、最優(yōu)奈奎斯特 窗和多普勒-矩形窗等。自消除方法的核心思想是通過對發(fā)射信號和接收信號的處理使得 ICI能夠相互抵消或抑制。為解決0FDM系統(tǒng)可支持超高速移動，并獲得較好的通信質(zhì)量，高 效地ICI抑制方法技術(shù)將受到重視。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種超1?速移動0FDM系統(tǒng)的 ICI自適應(yīng)抑制方法，具有抑制干擾能力強、自適應(yīng)性好和誤碼率低等優(yōu)點。為達到上述目 的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種超高速移動0FDM系統(tǒng)的ICI自適應(yīng)抑制方法，用于抑制 超高速移動0FDM系統(tǒng)中的ICI，其特征在于利用CP序列中未被干擾的序列，實現(xiàn)初步抑制 ICI，同時構(gòu)成一個ICI減小的新的0FDM符號序列，再通過自適應(yīng)PRCC方法，進一步抑制殘 余ICI，其中利用CP初步抑制ICI的過程嵌套在自適應(yīng)PRCC過程內(nèi)；包括下列步驟： (1) 將信息bit流進行串并S/P轉(zhuǎn)換及調(diào)制映射后組成一個有況個有效數(shù)據(jù)的OFDM 符號

【權(quán)利要求】
1. 一種超高速移動OFDM系統(tǒng)的ICI自適應(yīng)抑制方法，用于抑制超高速移動OFDM系統(tǒng) 中的ICI，其特征在于利用CP序列中未被干擾的序列，實現(xiàn)初步抑制ICI，同時構(gòu)成一個ICI 減小的新的OFDM符號序列，再通過自適應(yīng)PRCC方法，進一步抑制殘余ICI，其中利用CP初 步抑制ICI的過程嵌套在自適應(yīng)PRCC過程內(nèi)；包括下列步驟： (1) 將信息bit流進行串并S/P轉(zhuǎn)換及調(diào)制映射后組成一個有
個有效數(shù)據(jù)的OFDM 符號
個有效數(shù)據(jù)； (2) 數(shù)據(jù) m 經(jīng)
點IFFT處理后得到時域信號
即有
然后進行并串P/S轉(zhuǎn)換并在每個OFDM符號前插入循 環(huán)前綴CP，CP長度為%個采樣a
此時一個OFDM符號的長度 由y變?yōu)?夏+%); (3) 然后對每個OFDM符號序列
> 兩路處理；對每個OFDM 符號的處理過程都一樣，以下只表述對一個OFDM符號的處理過程，其中，第一路按 原序列
傳輸，第二路按序列
的共軛序列
丨專輸； (4) 然后將第一路與第二路串行拼接形成兩個OFDM符號序列，S卩，原來的一個OFDM符 號經(jīng)兩路處理再串行拼接后成了兩個OFDM符號；然后經(jīng)數(shù)模D/A變換和上變頻后得到信 號波形信肩
為時間變量，將
I射出去，經(jīng)多徑萊斯衰落信道
印加性噪聲
后，接收端收到的信號為
(5) 彳彳
經(jīng)下變頻、模數(shù)A/D變換和串行分路后，得到對應(yīng)發(fā)送的兩個OFDM符號序 列；其中，第一個OFDM符號即為第一路處理信號，第二個OFDM符號即為第二路處理信號， 定義接收到的第一路信號為
I二路信號為
;信道建模為抽頭時延線性模型，則第一路Λ(Λ)=
第二路
，其中,I：為信道多徑數(shù)，最大時延擴展為1)，且CP長 )
以消除符號間干擾（ISI); (6) 由可知，CP中最多前
個信號被干擾，后議
卜信號沒有被干 擾，這樣在一個OFDM符號內(nèi)，可以利用由CP中沒有被干擾的后
Μ言號和CP之 后的￥個有效信號組成的序列，在此序列中抽取由相鄰個信號組成的一些時域子序列， 再對每個時域子序列進行U點FFT處理得到相應(yīng)的頻域子序列，然后線性平均加權(quán)合并這 些頻域子序列來實現(xiàn)初步抑制ICI，所有時域子序列(央
個）為··
其一般表不式為
t表第 P個時域子序列，其每個元素為
FFT處理后得到頻 域子序列γ--〇,然后線性平均加權(quán)合并這些頻域子序列便得到一個ICI減小的長度為#的 新OFDM符，
和的每個信號可表示>

(0S，U)，其中
:則，將上述處理過程應(yīng)用到接收端收到的第一路和第二路OFDM符號中，其 中，第一路完全按照上述處理過程處理，第二路是對原OFDM符號取共軛運算后再按照上述 處理過程處理，這樣，便得到第一路對應(yīng)長度為]f的新OFDM符號和第二路對應(yīng)長度為 的新OFDM符號Z 2，其中中的每個信號分別為：
(7) 然后右
的每個信號上分別附加一個旋轉(zhuǎn)相位(?和%，則有
:再采用最大比值合并（MRC)法合并這兩路信號序列得 到合并輸出序列Z 其中，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)相位@和%，使得輸出序列2'的載波干擾比（CIR) 最大化，以便更準確地檢測出攜帶的數(shù)據(jù)信息,此時稱這組旋轉(zhuǎn)相位為最優(yōu)旋轉(zhuǎn) 相右
(8) 最優(yōu)旋轉(zhuǎn)相的選取可分別通過求CIR關(guān)于的偏導數(shù)并令各自偏 導等于0得到，如下所示：
為降低計算復雜度，采取每傳輸兩路OFDM符號更新一次最優(yōu)相位；隨著OFDM符號的不 斷傳輸，最優(yōu)相位也不斷地更新，把這種接收處理稱為自適應(yīng)接收處理，整個對OFDM符號 的處理過程稱為自適應(yīng)PRCC法，其中利用CP初步抑制ICI的過程嵌套在自適應(yīng)PRCC過程 內(nèi)，自適應(yīng)PRCC過程執(zhí)行完畢后便實現(xiàn)抑制殘余ICI ; (9)然后將合并輸出序列黑^!過單抽頭均衡器得到檢測數(shù)據(jù)序歹I最后進行解調(diào)和 并串P/S轉(zhuǎn)換得到傳輸?shù)男畔it流。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種超高速移動OFDM系統(tǒng)的ICI自適應(yīng)抑制方法，其特征在 于：步驟（1)和步驟（9)的調(diào)制映射和解調(diào)映射采用QPSK或16QAM。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種超高速移動OFDM系統(tǒng)的ICI自適應(yīng)抑制方法，其特征在 于：步驟（4)中兩路OFDM符號序列采取第一路的一個OFDM符號在前第二路的一個OFDM符 號在后的交替拼接方式進行串行拼接。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種超高速移動OFDM系統(tǒng)的ICI自適應(yīng)抑制方法，其特征在 于：步驟（5)中CP長度的選取由信道最大時延擴展決定，選取CP長度為最大時延擴展的4 倍。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種超高速移動OFDM系統(tǒng)的ICI自適應(yīng)抑制方法，其特征在 于：步驟（7)中最大比值合并法即為實施系數(shù)加權(quán)處理使得最后輸出的信號干擾噪聲比 (SINR)最大。
【文檔編號】H04L27/26GK104301282SQ201410589999
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】焦戊臣, 王軍華, 方勇 申請人:上海大學