[发明专利]一种新的ICI自消除方法在OFDM调制中的应用

说明书

技术领域

本发明提出的方法，可应用于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）调制中，属于移动通信技术领域。

技术背景

在OFDM/QAM（QAM，Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）传输系统中，移动多径信道造成的频率选择性衰落和高速移动造成的Doppler频移是影响传输可靠性的两个主要因素。移动引起的多普勒（Doppler）频移和收发信机之间的参考频率差异，都会产生频偏，频偏会导致OFDM符号中的子载波间干扰（ICI）；降低ICI影响的一个思路是，采用各种算法估计出Doppler频移值，然后设法计算出ICI大小，并设法消除，但当信道条件恶化时，准确估算出频偏值十分困难，尤其在移动环境下，Doppler频移效应的影响是动态变化的，难以准确跟踪，多径和信道噪声的联合影响，会明显降低算法效果，尤其对高阶调制（如16QAM、64QAM），在信噪比（SNR）不高时，改进效果较差。

降低ICI影响的另一思路是，对OFDM调制进行改进，从根本上消除频偏对ICI的影响，这类方法称为ICI自消除方法，其本质是对OFDM调制进行改进，消除产生ICI的根本原因。最经典的一种ICI自消除方法是，在进行iFFT之前，使相邻奇偶子载波互为相反数，即用一对奇偶子载波传输相同的信息，又称邻近子载波重复（Adjacent Sub-carrier Repeat，ASR）方法。基于ASR的ICI自消除OFDM调制系统，能明显降低ICI影响，但会导致调制效率（或信道利用率）降为原来的50%，得不偿失。

发明内容

本发明的发明目的：在进行OFDM调制时，通过频域和时域的联合信号处理，从根本上消除ICI对传输性能的影响，而且不降低带宽利用率。

本发明的技术方案为：通过观察发现，奇数子载波填0后的OFDM符号的时域波形，其前半部分与后半部分完全相同，利用这一特性，在发送端只需要发送OFDM符号的前半部分，在接收端利用以上特性恢复被压缩的时域波形。也可以在奇数子载波传输数据，偶数子载波填0；或者扩展本文方案，在能被4整除的子载波上传输数据，其余子载波填0，使其更进一步消除ICI的影响。

为此，本发明提出：在偶数子载波传输数据，奇数子载波填0，这样就去除了所有奇数子载波带来的影响，包括影响较大的相邻子载波。

在常规OFDM通信系统中，假设由于多普勒效应或者由于晶振偏差引起的载频偏差归一化值为ε。在加性高斯信道情况下，接收端第k个子载波的解调信号可以描述为：

Zk=XkS0+Σi=0,i≠kN-1XiSk-i+Nk,k=0,1,...,N-1---(1)]]>

其中N是载波总数，X_k是在第k个子载波上传输的数据，X_kS₀是有用信号部分，N_k是加性高斯噪声；S_k-i是第i个子载波给第k个子载波带来的ICI影响值大小，可以表述为：