[发明专利]快变信道环境中OFDM系统的发送和接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及高速移动环境中信息的无线传输系统，特别涉及快变信道环境中OFDM系统的发送和接收装置。

背景技术

随着无线传输技术、多媒体技术和Internet的逐渐融合，人们对无线通信业务的类型、数据速度和质量的要求越来越高；随着信息化社会和交通工具的发展，人们对快速移动环境下的无线通信的需求越来越多。为满足无线多媒体高速数据速率的传输要求和快变信道条件下的应用需求，需要开发新一代无线通信系统，如IMT—Advanced系统规划中，就需要支持最高1Gbps的数据速率和超过250km/h的移动速度。

在新一代无线传输系统中，从系统架构到传输技术，将广泛采用一些新的技术，如OFDM等。OFDM把无线信道分成许多正交子信道，即把整个宽带频率选择性信道被分成许多相对平坦的子信道，同时，在每个OFDM符号前插入循环前缀(CP)作为保护间隔(GI)，解决了符号间的干扰(ISI)问题，正是由于OFDM抗多径能力强等优点，它已在DAB、DVB、WLAN和WMAN等系统中得到成功应用，且普遍认为它是新一代无线通信系统的核心技术，如在LTE、IMT—Advanced等系统中，均是以OFDM作为核心技术。

在OFDM系统设计过程中，子信道之间的间隔的设计需要着重考虑的因素是快变信道的影响，这是因为正交的子信道之间是存在混迭，子信道之间的间隔需要尽量小以保证高的频谱利用率，然而，快变信道引入的频率偏移会造成子信道之间的干扰(ICI)，并且随着子信道之间间隔的减小，ICI会变得更加严重，因此为了使设计的系统能够在快变信道环境下有效工作，需要设计足够大的子信道间隔。

现有的技术方法是通过理论推导得到一个近似的ICI功率和Doppler频率之间的关系式，在最大允许的Doppler频率条件下，选择一个合适的子信道之间的间隔，使得ICI的功率能够维持在一个较低的水平之下。

在移动环境中，诸如在汽车或火车中，ICI随着车辆速度的增加而增加，并且当高于设计时速时，如果没有保护措施，就不能进行数据检测。

现有的技术一般是选定一个子信道之间的间隔，在系统工作过程中，这个子信道之间的间隔保持固定不变，如LTE中子信道之间的间隔固定为15kHz。这种方案对简化系统实现是有益的，但是在快变信道条件下，系统的吞吐量是很低的。

其它技术是根据接收端反馈回来的Doppler参数，来自适应的调整子信道之间的间隔，同时需要自适应的改变IFFT和FFT的信号点数，实现上非常复杂，或者说目前是不能实现的。

另外一类技术是通过在接收端对接收信号进行频域的均衡，即通过发送导频序列，估计出ICI的所有参数，然后参照时域均衡的原理，对受到ICI干扰的频域信号进行去干扰处理，这种方法的主要问题是复杂度高，并且因为Doppler效果的随机性，这种方法的效果不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在快变信道环境中提供较好性能的OFDM系统的发送和接收方法。

为实现上述目的，一种OFDM系统的发射机，包括插入CRC单元202，前向纠错编码单元204，交织单元206，数字调制单元208，插入导频单元210，N点的IFFT变换单元212，加入CP单元216，还包括位于N点的IFFT变换单元212和加入CP单元216之间的信号变换单元214。

发送端根据接收端所反馈的信道多普勒参数自适应的选择导频插入方法和信号变换方法，在接收端根据信令选择带通滤波器的通带范围。本发明所述方法能够在快速变化的信道环境中实现OFDM更优的传输性能。并具有较好的系统性能和较低的实现代价。

附图说明

图1是信号变换原理图；

图2是发射机框图；

图3是传统OFDM的导频图样；

图4是本发明的导频图样；

图5是CP插入方法；

图6是接收机框图；

图7是信令结构图；

图8是BER仿真结果；

图9是BLER仿真结果。

具体实施方式