CN102238128B - 用于差分ofdm***自消除子载波间干扰的方法 - Google Patents

用于差分ofdm***自消除子载波间干扰的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102238128B
CN102238128B CN201110217819.XA CN201110217819A CN102238128B CN 102238128 B CN102238128 B CN 102238128B CN 201110217819 A CN201110217819 A CN 201110217819A CN 102238128 B CN102238128 B CN 102238128B
Authority
CN
China
Prior art keywords
subcarrier
information
subcarriers
interference
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110217819.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102238128A (zh
Inventor
吴玉成
邓慧平
谢璐
潘怡瑾
王宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Kang
Qidong Hezi New Material Co ltd
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201110217819.XA priority Critical patent/CN102238128B/zh
Publication of CN102238128A publication Critical patent/CN102238128A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102238128B publication Critical patent/CN102238128B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

一种用于差分OFDM***自消除子载波间干扰的方法，相对原有差分OFDM***增加了插零算法和移位抵消算法，插零算法使承载信息的子载波受的相邻载波均为零，有效降低了承载信息载波受到相邻载波的干扰。信息通过无线信道发送至接收端的过程中，受到载波同步误差和运动引起的多普勒频移的影响，无法完全形成正交，子载波之间相互发生干扰通过移位抵消算法，将承载了信息的子载波进行放大，减加该子载波与相邻子载波的信噪比，再减去相邻子载波，有效的消除了子载波之间的干扰。

Description

用于差分OFDM***自消除子载波间干扰的方法
技术领域
本发明涉及差分OFDM***，特别是一种子载波消除干扰的方法。
背景技术
OFDM技术因具有良好的对抗信道频率选择性衰落能力而在宽带无线移动通信***中得到广泛应用。但OFDM***要求子载波间严格正交，对频率偏移提出非常严格的要求。频率偏移的产生包括载波同步误差和运动引起的多普勒频移，频率同步误差可以通过精心设计的载波同步算法降低影响，而多普勒频移引起信道的时间选择性衰落，特别是高速运动情况下，信道快衰落引起的ICI将导致***性能快速下降。
目前减小ICI影响的方法包括有频域均衡方法、时域加窗方法、频偏估计和补偿方法和迭代消除方法，其不足在于：
其中频域均衡方法和时域加窗方法对ICI的影响虽然有一定的改善，但带外泄露功率增大，且大幅降低了***的利用率；频偏估计和补偿方法在快速衰落环境下，估计的误差变大，对ICI的改善效果不明显；迭代消除方法实现太复杂，延时也较大，需要在接收到一个或多个OFDM符号后通过复杂的矩阵运算或FFT变换，其计算量非常大，不利于实际应用。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于差分OFDM***自消除子载波间干扰的方法，它通过插零算法和移位抵消算法有效的消除子载波之间的干扰，并且降低了***实现的复杂度。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，其步骤如下：
1）在发送端对所需要发送的信息进行调制，差分编码再进行串并转换；
2）对步骤1）处理后的数据利用插零算法进行处理；
3）将步骤2）处理后的承载了信息的子载波进行傅立叶变换，并串转换再***循环前缀；
4）通过无线天线向接收端发送信息；
5）接收端对信息进行符号定时同步，载波同步，串并换化，再对承载了信息的子载波进行傅立叶变换；
6）对步骤5）处理后的信息利用移位抵消算法进行处理，消除子载波间的干扰；
7）将步骤6）处理后的信息进行并串转换、差分检测和解调。
进一步，步骤2）中所述的插零算法是，将所需要发送的信息承载在奇数或偶数的子载波上，在偶数或奇数子载波进行归零。
进一步，步骤6）中的移位抵消算法为，将承载信号的子载波进行放大，再减去相邻两个没有承载原始信息的子载波。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
经过分析和对比仿真表明，在频谱效率相同的前提下，当信噪比大于34dB时，本发明比迭代消除方法误码率更低，并且复杂度显著降低。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，奇于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下。
图1为本发明的原理流程图。
图2为本发明第一种仿真图。
图3为本发明第二种仿真图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
一种用于差分OFDM***自消除子载波间干扰的方法，其步骤如下：
1）在发送端对所需要发送的信息进行调制，差分编码再进行串并转换；
2）对步骤1）处理后的数据利用插零算法进行处理；
3）将步骤2）处理后的承载了信息的子载波进行傅立叶变换，并串转换再***循环前缀；
4）通过无线天线向接收端发送信息；
5）接收端对信息进行符号定时同步，载波同步，串并换化，再对承载了信息的子载波进行傅立叶变换；
6）对步骤5）处理后的信息利用移位抵消算法进行处理，消除子载波间的干扰；
7）将步骤6）处理后的信息进行并串转换、差分检测和解调。
本发明相对原有差分OFDM***增加了步骤2）和步骤6），步骤2）的插零算法使承载信息的子载波受的相邻载波均为零，有效降低了承载信息载波受到相邻载波的干扰。信息通过无线信道发送至接收端的过程中，受到载波同步误差和运动引起的多普勒频移的影响，无法完全形成正交，子载波之间相互发生干扰通过步骤6）中怕述的移位抵消算法，将承载了信息的子载波进行放大，减加该子载波与相邻子载波的信噪比，再减去相邻子载波，有效的消除了子载波之间的干扰。
步骤2）中所述的插零算法是，将所需要发送的信息承载在奇数或偶数的子载波上，在偶数或奇数子载波进行归零。
步骤6）中的移位抵消算法为，将承载信号的子载波进行放大，再减去相邻两个没有承载原始信息的子载波。
图1为ASIZ-SSC-FDD的OFDM***模型，设子载波数为N，首先将二进制比特信息映射为符号                                               ，
Figure 324078DEST_PATH_IMAGE002
表示第i个OFDM符号中第n参与差分编码的映射符号，其中
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE004
。然后将
Figure 422310DEST_PATH_IMAGE002
进行差分编码，规则为
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE008
的初始值选择为调制星座中的任意一点，再通过串并变换为
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE010
个一组，把
Figure 513631DEST_PATH_IMAGE008
（
Figure 971157DEST_PATH_IMAGE004
）个符号分配到偶数或奇数路，零符号分派到奇数路或偶数路，然后就像常规的OFDM***传输。在接收端，做完同步后，采取移位抵消算法来抑制ICI的干扰，在多普勒较大时，通过ASIZ- SSC自消除ICI算法的***能够有效的提高***的性能。载波干扰功率比比常规的***提高了至少15dB，误码率明显改善***性能。再经过FFT的信号经过移位抵消处理。进过差分检测后，送给解调器。
其误码率分析如下：
将ICI自消除后的信号
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE012
送入差分级检测器，输出的判决量为：
                                                  （1）
    其中
Figure 981893DEST_PATH_IMAGE012
表示第i个OFDM符号中第n个子载波自消除后的信息值，
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE016
表示共轭运算，不失一般性，假设，判决变量
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE020
可以表示为：
                                     (2)
其中A=B=0，C=1，X=，Y=
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE024
。通过特征函数法，求得误码率如表达式（3）
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE026
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE028
          （3）
  从式（3）可见，误码率只与检测变量的相关函数有关，误码率的计算在于检测变量的相关函数的计算。
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE030
可以表示为:
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE032
           （4）                                  其中
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE034
表示第i个OFDM符号时间为t接收到的信息，N表示子载波数，
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE036
利用数据相关性，有
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE038
                  (5)
式中，
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE040
表示子载波间的间隔，
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE042
表示噪声，
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE044
表示第i个OFDM符号中第个参与差分编码的映射符号。
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE046
                                                 (6)
化简得：                            (7)
其中
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE050
表示高斯白噪声功率。
经过计算得：
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE052
                                    (8)
式中，
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE054
表示最大的多普勒频域，
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE056
表示OFDM的符号持续时间。
同样的思路，求得
                      (9)
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE060
                                    (10)
对本发明进行仿真，仿真参数设置为：OFDM符号时间
Figure 71418DEST_PATH_IMAGE056
=200us，保护时间间隔
Figure 201110217819X100002DEST_PATH_IMAGE062
=50us，子载波数目为1024，无信道编码。在收发同步的基础上，对瑞利衰落信道，对频域差分检测的误码率性能进行了仿真，信道模型采用了SUI4信道模型，分析与仿真结果如图2，图3。
图2是SUI4信道下，假设***的射频300M，运动的速率分别是1000km/h, 800km/h, 600km/h,最大多普勒频移分别是设置为278Hz，222Hz，167Hz。从图中可以看出，仿真结果与理论分析很接近。从三种条件下的误码率曲线可以看出，随着最大多普勒频移的增大，误码性能随之降低，但是加上纠错编码后，都可以正常通信。
图3是在SUI4信道下，最大多普勒频移设置为222Hz，用频域差分方案和基于迭代消除ICI方案进行对比，为保证两种方案频谱效率一样，ASIZ-SSC-FDD的OFDM方案采用16DAPSK，迭代消除ICI方案采用QPSK，仿真结果表明在Eb/N0大于34dB的时候，该方案优于迭代方案。
从实现复杂度上，ASIZ-SSC-FDD的OFDM方案的计算量与N成正比，迭代消除的计算量与N2成正比。所以本文提出的方案，实现复杂度远远低于基于迭代消除ICI方案的OFDM***。
与基于迭代算法完成信道估计和ICI消除的OFDM***相比，在大于34dB以后，性能优于迭代的OFDM***，随着信噪比增加，优势更加明显。该方案在实现时，复杂度低，占用资源少。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1. 一种用于差分OFDM***自消除子载波间干扰的方法，其步骤如下：
1）在发送端对所需要发送的信息进行调制，差分编码再进行串并转换；
2）对步骤1）处理后的数据利用插零算法进行处理；
3）将步骤2）处理后的承载了信息的子载波进行傅立叶变换，并串转换再***循环前缀；
4）通过无线天线向接收端发送信息；
5）接收端对信息进行符号定时同步，载波同步，串并转换，再对承载了信息的子载波进行傅立叶变换；
6）对步骤5）处理后的信息利用移位抵消算法进行处理，消除子载波间的干扰；
7）将步骤6）处理后的信息进行并串转换、差分检测和解调。
2. 如权利要求1所述的用于差分OFDM***自消除子载波间干扰的方法，其特征在于：步骤2）中所述的插零算法是，将所需要发送的信息承载在奇数或偶数的子载波上，在偶数或奇数子载波进行归零。
3. 如权利要求1所述的用于差分OFDM***自消除子载波间干扰的方法，其特征在于：步骤6）中的移位抵消算法为，将承载信号的子载波进行放大，再减去相邻两个没有承载原始信息的子载波。
CN201110217819.XA 2011-08-01 2011-08-01 用于差分ofdm***自消除子载波间干扰的方法 Active CN102238128B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110217819.XA CN102238128B (zh) 2011-08-01 2011-08-01 用于差分ofdm***自消除子载波间干扰的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110217819.XA CN102238128B (zh) 2011-08-01 2011-08-01 用于差分ofdm***自消除子载波间干扰的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102238128A CN102238128A (zh) 2011-11-09
CN102238128B true CN102238128B (zh) 2014-01-29

Family

ID=44888352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110217819.XA Active CN102238128B (zh) 2011-08-01 2011-08-01 用于差分ofdm***自消除子载波间干扰的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102238128B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104022982A (zh) * 2014-05-09 2014-09-03 国家电网公司 一种可变编码效率的ici自消除算法
CN104836771B (zh) * 2015-05-29 2017-11-10 桂林电子科技大学 快衰信道部分相干检测方法
CN106789808B (zh) * 2016-12-02 2019-10-01 上海微小卫星工程中心 高频谱利用率的ici自消除通信方法及***
CN114838804B (zh) * 2022-05-09 2023-06-09 武汉理工大学 基于弱光栅阵列和脉冲编码的分布式振动测量装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101547170A (zh) * 2008-03-27 2009-09-30 电子科技大学 适用于ofdm的多载波传输的时变信道参数估计方法
US20100034302A1 (en) * 2007-02-09 2010-02-11 Nxp, B.V. Method of synchronizing multi-carrier systems and multi-carrier system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100034302A1 (en) * 2007-02-09 2010-02-11 Nxp, B.V. Method of synchronizing multi-carrier systems and multi-carrier system
CN101547170A (zh) * 2008-03-27 2009-09-30 电子科技大学 适用于ofdm的多载波传输的时变信道参数估计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李娟，赵利.《OFDM***中子载波间干扰抑制算法的研究》.《计算机仿真》.2010, *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102238128A (zh) 2011-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102404268B (zh) 高速移动环境下莱斯信道中多普勒频偏估计与补偿方法
CN101945066B (zh) 一种ofdm/oqam***的信道估计方法
CN102006249B (zh) 协同正交频分复用***中的信道估计方法
CN103227768B (zh) 一种新的ici自消除方法在ofdm调制中的应用
CN107454032B (zh) 一种基于子载波间幅值积的ofdm频偏估计方法
CN106888178B (zh) 一种ofdm/oqam***信道估计方法
CN102130879A (zh) 正交频分复用***中相位噪声消除方法
CN104780033A (zh) 一种用于sim-ofdm***的自适应子载波分配方法
CN102238128B (zh) 用于差分ofdm***自消除子载波间干扰的方法
CN112583750B (zh) 一种基于m-fsk的速率控制与接收方法及其收发机
CN107911324B (zh) 单载波交织频分多址***中的频偏和相偏估计方法
CN102185820A (zh) 基于无迹卡尔曼变换的ofdm频偏估计方法
JP2009528754A (ja) Ｏｆｄｍシステムにおけるチャネルのコヒーレンス帯域幅に基づくガードインターバル長選択
CN102780656A (zh) 一种多符号子载波干扰消除联合信道估计方法和装置
CN103209156A (zh) 基于混合判决的改进双载波解调方法
CN110830398B (zh) 应用于光纤dmt***中的符号内频域平均信道估计方法
CN105119861B (zh) 一种交织载波索引调制n阶连续ofdm***ber改善方法
CN102801662B (zh) 一种多带超宽带***隐藏导频的信道估计方法及装置
CN103001916A (zh) 一种ofdm通信***的时域整形方法
CN111817990B (zh) Ofdm***中基于最小均方误差的一种信道估计改进算法
CN114513396A (zh) 基于工业5g下的ofdm/oqam的导频方法和***
Seyedi et al. General self-cancellation scheme for mitigation of ICI in OFDM systems
Chen et al. Application research of technology combining amc and OFDM in hf communication systems
CN114389921B (zh) 一种基于梳状导频辅助的信道估计方法及***
CN104158774B (zh) 一种多ofdm符号信道估计方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20151203

Address after: 518053 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District overseas Chinese town in Eastern Industrial Zone H3 building 2-4 building

Patentee after: SHENZHEN TINNO WIRELESS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 400044 Shapingba District Sha Street, No. 174, Chongqing

Patentee before: Chongqing University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190802

Address after: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.)

Patentee after: WEISHIBO INFORMATION SERVICE (SHENZHEN) CO.,LTD.

Address before: 518053 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District overseas Chinese town in Eastern Industrial Zone H3 building 2-4 building

Patentee before: SHENZHEN TINNO WIRELESS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.)

Patentee after: Smart information service (Shenzhen) Co.,Ltd.

Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.)

Patentee before: Lingzhi (Shenzhen) Information Service Co.,Ltd.

Address after: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.)

Patentee after: Lingzhi (Shenzhen) Information Service Co.,Ltd.

Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.)

Patentee before: WEISHIBO INFORMATION SERVICE (SHENZHEN) Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201117

Address after: 253000 zhongwangjiayuan, Decheng District, Dezhou City, Shandong Province

Patentee after: Li Kang

Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A (located in Shenzhen Qianhai business secretary Co. Ltd.)

Patentee before: Smart information service (Shenzhen) Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20201117

Address after: 226200 No.1 Xinglong Road, Chengbei Industrial Park, Qidong City, Nantong City, Jiangsu Province

Patentee after: Qidong Hezi New Material Co.,Ltd.

Address before: 253000 zhongwangjiayuan, Decheng District, Dezhou City, Shandong Province

Patentee before: Li Kang