[发明专利]一种超高速移动OFDM系统的ICI自适应抑制方法

摘要

本发明公开了一种超高速移动正交频分复用（OFDM）系统的载波间干扰（ICI）自适应抑制方法，本方法利用循环前缀（CP）序列中未被干扰的序列，实现初步抑制ICI，同时构成一个ICI减小的新的OFDM符号序列，再通过自适应相位旋转共轭消除（PRCC）方法，进一步抑制残余ICI，其中利用CP初步抑制ICI的过程嵌套在自适应PRCC过程内。本发明方法解决了超高速移动OFDM系统中的ICI难题，而且具有抑制干扰能力强、自适应性好和误码率低等优点。

主权项

一种超高速移动OFDM系统的ICI自适应抑制方法，用于抑制超高速移动OFDM系统中的ICI，其特征在于利用CP序列中未被干扰的序列，实现初步抑制ICI，同时构成一个ICI减小的新的OFDM符号序列，再通过自适应PRCC方法，进一步抑制残余ICI，其中利用CP初步抑制ICI的过程嵌套在自适应PRCC过程内；包括下列步骤：(1)将信息bit流进行串并S/P转换及调制映射后组成一个有N个有效数据的OFDM符号X，X(k),(0≤k≤N‑1)是X中的第k个有效数据；(2)数据X(k)经N点IFFT处理后得到时域信号x(n)，即有然后进行并串P/S转换并在每个OFDM符号前插入循环前缀CP，CP长度为Ng个采样点x(i)＝x(N‑i),(‑Ng≤i≤‑1)，此时一个OFDM符号的长度由N变为(N+Ng)；(3)然后对每个OFDM符号序列x(n),(‑Ng≤n≤N‑1)分两路处理；对每个OFDM符号的处理过程都一样，以下只表述对一个OFDM符号的处理过程，其中，第一路按原序列x(n),(‑Ng≤n≤N‑1)传输，第二路按序列x(n),(‑Ng≤n≤N‑1)的共轭序列x*(n),(‑Ng≤n≤N‑1)传输；(4)然后将第一路与第二路串行拼接形成两个OFDM符号序列，即，原来的一个OFDM符号经两路处理再串行拼接后成了两个OFDM符号，然后经数模D/A变换和上变频后得到信号波形信息s(t)，t为时间变量，将s(t)发射出去，经多径莱斯衰落信道h(t)和加性噪声w(t)后，接收端收到的信号为r(t)；(5)将r(t)经下变频、模数A/D变换和串行分路后，得到对应发送的两个OFDM符号序列，其中，第一个OFDM符号即为第一路处理信号，第二个OFDM符号即为第二路处理信号，定义接收到的第一路信号为y1(n),(‑Ng≤n≤N‑1)，第二路信号为y2(n),(‑Ng≤n≤N‑1)；信道建模为抽头时延线性模型，则第一路第二路其中，L为信道多径数，最大时延扩展为(L‑1)，且CP长度Ng＞L‑1，以消除符号间干扰(ISI)；(6)由Ng＞L‑1可知，CP中最多前(L‑1)个信号被干扰，后(Ng‑L+1)个信号没有被干扰，这样在一个OFDM符号内，利用由CP中没有被干扰的后(Ng‑L+1)个信号和CP之后的N个有效信号组成的序列，在此序列中抽取由相邻N个信号组成的一些时域子序列，再对每个时域子序列进行N点FFT处理得到相应的频域子序列，然后线性平均加权合并这些频域子序列来实现初步抑制ICI，所有时域子序列(共(Ng‑L+2)个)为：{y(0),y(1),…,y(N‑1)}，{y(‑1),y(0),…,y(N‑2)}，{y(‑Ng+L‑1),y(‑Ng+L),…,y(N‑Ng+L‑2)}；其一般表示式为y(p)代表第p个时域子序列，其每个元素为y(n‑p),(0≤n≤N‑1)；对y(p)进行N点FFT处理后得到频域子序列Y(p)，然后线性平均加权合并这些频域子序列便得到一个ICI减小的长度为N的新OFDM符号Z，Z中的每个信号表示为其中，Yp(k)是第p个频域子序列Y(p)中第k个元素，q＝Ng‑L+1；则，将上述处理过程应用到接收端收到的第一路和第二路OFDM符号中，其中，第一路完全按照上述处理过程处理，第二路是对原OFDM符号取共轭运算后再按照上述处理过程处理，这样，便得到第一路对应长度为N的新OFDM符号Z1和第二路对应长度为N的新OFDM符号Z2，其中Z1和Z2中的每个信号分别为：Z1(k)=1q+1Σp=0qY1(p)(k)ej2πpkN,(0≤k≤N-1),]]>Z2(k)=1q+1Σp=0qY2(p)(k)ej2πpkN,(0≤k≤N-1);]]>Y1(p)(k)是第一路第p个频域子序列中第k个元素；是第二路第p个频域子序列中第k个元素；(7)然后在Z1和Z2的每个信号上分别附加一个旋转相位和则有再采用最大比值合并(MRC)法合并这两路信号序列得到合并输出序列Z'，其中，通过调整旋转相位和使得输出序列Z'的载波干扰比CIR最大化，以便更准确地检测出Z'携带的数据信息，此时称这组旋转相位为最优旋转相位即有，(8)最优旋转相位的选取分别通过求CIR关于的偏导数并令各自偏导等于0得到，如下所示：为降低计算复杂度，采取每传输两路OFDM符号更新一次最优相位，随着OFDM符号的不断传输，最优相位也不断地更新，把这种接收处理称为自适应接收处理，整个对OFDM符号的处理过程称为自适应PRCC法，其中利用CP初步抑制ICI的过程嵌套在自适应PRCC过程内，自适应PRCC过程执行完毕后便实现抑制残余ICI；(9)然后将合并输出序列Z'通过单抽头均衡器得到检测数据序列最后进行解调和并串P/S转换得到传输的信息bit流。