CN1567760A - Ofdm***中同步过程中降低侧峰干扰的方法 - Google Patents

Abstract

一种OFDM***中同步过程中消除侧峰干扰的方法，包括步骤：在OFDM符号构成法构成的导引符号的循环前缀(CP)之前，加入一组数据，所述数据为－B部分，形成新的导引符号，CP的长度为L。本发明通过调节－B数据长度，幅度系数等参数，可以获得不同的抵消结果。本方法在多径环境下依然有效，因为在多径的每个分量中，该侧峰都被有效消除/削弱，所以在最后的合并信号中，侧峰被有效消除/削弱。

Description

OFDM***中同步过程中降低侧峰干扰的方法

技术领域

本发明涉及正交频分复用(以下简称OFDM)***中的信息传输领域，特别涉及OFDM***中用于时间同步处理的方法，具体的说，设计一种新的导引符号的结构。

背景技术

OFDM是在信道中进行有效信息传输的一种健全的通信技术。现行的OFDM技术多采用快速离散傅里叶逆变换(以下简称IFFT)和快速离散傅里叶变换(以下简称FFT)分别在发射端和接收端进行多载波基带的调制和解调。同步问题是OFDM***的一个重要问题，有许多不同的解决方案。

说明一类常见的同步方法：

(1)选择一个具有良好自相关性和互相关性的码序列C，发送端和接收端均知道该码字。

(2)按照正常的OFDM符号构成方法来构成导引符号码。方法是先对(1)中选出的序列C作IFFT变换，得到时域序列c。如图5所示，将c的后面部分数据顺序拷贝到c的前面作为保护间隔(CP)。也有技术不经IFFT变换，而直接构成这个导引符号。在这个导引符号后是其他的数据符号。

(3)传送数据流。

(4)在接受端采样数据得到数据r[n]，相关接收，根据下式计算度量值：

$\mathrm{\Λ}=\underset{n=1}{\mathrm{\Σ}}r\left[n\right]C^{*}\left[n\right],$ N是导引符号不含CP的部分的长度，也是反傅里叶变换的长度。

(5)度量值的模值最大值点判为同步位置.

在采用上述的接收方法后，如图2所示，我们注意到在正确的峰值之前，出现了一个有相当幅度的干扰峰，本文称之为侧峰。侧峰产生的原因如图3所示。由于CP部分和导引符号码的最后部分相同。所以我们可以想象出一个以CP部分作为结束部分，长度为接收机相关长度的符号，这个虚拟符号和我们选定的同步码将会是部分相关，因此会产生一个侧相关峰。这个相关峰是由OFDM符号的CP结构引起的，码的选择不能消除这个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种OFDM***中同步过程中消除侧峰干扰的方法。

为实现上述目的，一种OFDM***中同步过程中消除侧峰干扰的方法，包括步骤：

在OFDM符号构成法构成的导引符号的循环前缀(CP)之前，加入一组数据，所述数据为-B部分，形成新的导引符号，CP的长度为L。

本发明通过调节-B数据长度，幅度系数等参数，可以获得不同的抵消结果。本方法在多径环境下依然有效，因为在多径的每个分量中，该侧峰都被有效消除/削弱，所以在最后的合并信号中，侧峰被有效消除/削弱。

附图说明

图1是新导引符号的结构图；

图2是传统导引符号用时域相关法得到的度量值图；

图3是侧峰形成原因示意图；

图4是应用新的导引符号结构后，用时域相关法得到的度量值图；

图5是传统OFDM符号构成法；

图6是在保持传统处理方案上，向前添加-B部分，a为传统方法，b为建议方法；

图7是***传统方法的CP部分，形成一个新的CP部分和添加一个-B部分，a为传统方法，b为建议方法；

图8是在保持传统处理方案上，向前的添加-B部分，但选值是不连续的，a为传统方法，b为建议方法；

图9缩小传统方法的CP部分，向前添加一个-B部分，a为传统方法，b为建议方法

在本文中，修改过的CP的长度定义为L’，以示和原来CP长度的区别。

具体实施方式

本发明提出在传统的OFDM符号构成法(图5)构成导引符号后，在导引符号前添加一段数据-B部分(图1)。新形成的导引符号如下式所示：

[b(1)b(2)b(3)...b(M)cp(1)cp(2)...cp(L)c(1)c(2)...c(N)]

其中cp部分由传统方法构成，cp(i)＝c(N+i-L)i从1开始计算，b部分为新添加部分。其工作机理在于接收端做相关运算时，-B部分在原来形成干扰峰的地方引入了负的相关值，和CP部分原来的正的相关值两者正好相互抵消。

如图1所示，-B有效抵消值部分是取值于导引符号体，-B部分的数据取值如下：

其中m(i)是正实数，可能随着i的变动取不同的值，也可以全部取同一个值。

b(i)是-B部分中设定用于产生抵消值的数据，MLN如图1所示是各部分数据的长度，i从1开始计算，且本式应满足L+M不大于N。

在原来的虚拟符号的位置上，在接收机处采到的信号向量是：

r＝w[x(1)x(2)x(3)...x(N-L-M)b(1)b(2)b(3)...b(M)cp(1)cp(2)...cp(L)]+noise，

r是接收符号，w是信道幅度系数，noise表示噪声向量，x是导引符号前面的数据。

当计算 $\mathrm{\Λ}=\underset{n=1}{\mathrm{\Σ}}r\left[n\right]C^{*}\left[n\right]$ 时，可以拆分为：

$\mathrm{\Λ}=\underset{n=1}{\mathrm{\Σ}}r\left[n\right]c^{*}\left[n\right]+\underset{n=N-L-M+1}{\mathrm{\Σ}}r\left[n\right]c^{*}\left[n\right]+\underset{n-L+1}{\mathrm{\Σ}}r\left[n\right]c^{*}\left[n\right]+\underset{n=1}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{noise}\left[n\right]c^{*}\left[n\right]$

$\mathrm{\Λ}=w\underset{n=1}{\mathrm{\Σ}}x\left[n\right]c^{*}\left[n\right]+w\underset{n=1}{\mathrm{\Σ}}{b\left[n\right]c}^{*}[n+N-L-M]+w\underset{n=1}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{cp}\left[n\right]c^{*}[n+N-L]+\underset{n=1}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{noise}\left[n\right]c^{*}\left[n\right]$

由b和cp的制定规则可以计算出，式中第二项和第三项是相互抵消的，而其它两项从统计意义上可以不与考虑。

如果-B中产生的抵消值和CP部分产生的干扰值完全抵消(从统计意义上来说，下同)时，消除干扰效果最佳，但如果考虑到需要的增加带宽等其他因素，可以通过改变m(i)，或减少用于产生抵消值的数据的数目来调节产生的负相关值，-B部分产生抵消值可以不同于CP部分产生的干扰值。

可以从图4看出，应用新的导引符号结构后，干扰峰被有效删除/削弱。图4是采用以下条件时的结果，-B长度和CP长度相等，-B内的数据全部用来产生抵消值，幅度调节系数m(i)＝1。

在这里如果考虑到***冗余度或其他因素，可能存在多种变形应用：

如图6，描述了一种不改变原有符号结构，而在前方添加了与CP等长，功率相等，起负抵消值的情况。此时增加了与***CP长度相等的冗余

如图7，描述了一种缩小原来CP的长度，并将节省出的部分用于产生负抵消值，这样，对***而言，没有增加更多的***冗余。

如图8，描述了一种在添加的部分中，其中只有部分取值用于产生负抵消值的情况。这样可以提供一部分灵活空间来完成其它功能。

如图9，描述了一种缩小原来CP的长度，并向前添加用于产生负抵消值的情况，这样可以在较小的冗余代价下，取得较好得综合性能。

CP的长度在具体的***中有多种值可选(通常取后面符号长度的1/4，1/8，1/16)，这里设为L。

实施例1

假设一个长度N为256导引符号序列如下：

时域信号表示为[c(1)c(2)c(3)...c(255)c(256)].

按照传统OFDM构成符号方法，添加长度L为64的循环前缀：

[cp(1)cp(2)...cp(64)c(1)c(2)...c(256)]

其中cp(64)＝c(256)，cp(63)＝c(255)......，cp(1)＝c(193).

再按照本发明构成符号方法，添加长度L为64，幅度调节系数均为1的相关值抵消部分：

[b(1)b(2)b(3)...b(64)cp(1)cp(2)...cp(64)c(1)c(2)...c(256)]

其中b(64)＝-c(192)，b(63)＝-c(191)，......，b(1)＝-c(129).

实施例2

假设一个长度N为256导引符号序列如下：

时域信号表示为[c(1)c(2)c(3)...c(255)c(256)]。

按照传统OFDM构成符号方法，添加长度L为64的循环前缀：

[cp(1)cp(2)...cp(64)c(1)c(2)...c(256)]

其中cp(64)＝c(256)，cp(63)＝c(255)，......，cp(1)＝c(193)。

再按照本发明构成符号方法，添加长度L为cp长度的1/x，幅度调节系数为m(i)的相关值抵消部分：

当x＝m(i)＝2时，L＝32，

[b(1)b(2)b(3)...b(32)cp(1)cp(2)...cp(64)c(1)c(2)...c(256)]

其中b(32)＝-2c(192)，b(31)＝-2c(191)......，b(1)＝-2c(161)。

Claims (13)

1.一种OFDM***中同步过程中降低侧峰干扰的方法，包括步骤：

在OFDM符号构成法构成的导引符号的CP之前，加入一组数据，所述数据为-B部分，形成新的导引符号，CP的长度为L。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：所述L为后面符号长度的1/4，1/8，1/16。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于：加入的数据取值方法如下，加入的数据针对于消除侧峰的有效部分来源于原导引符号体内，加入数据和取值来源相隔一定的距离，数值如下，b(i)＝-m(i)d(N+i-L-M)。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于：采用加入的数据产生的抵消值和CP部分产生的侧峰干扰值有全部或部分抵消的作用。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于：添加的数据部分内部可以分为若干不连续数据块，其中，只有部分数据块是用来产生负相关值的，而其余部分可以另做它用。

6.按权利要求1所述的方法，其特征在于：不改变所述CP的长度L，前方添加负相关数据成分-B，长度和CP长度一致，-B内的数据b(i)＝-d(N+i-L-M)。

7.按权利要求1所述的方法，其特征在于：不改变所述CP长度L，前方添加负相关数据成分-B，长度不等于CP的长度，-B内的数据b(i)＝-d(N+i-L-M)。

8.按权利要求1所述的方法，其特征在于：不改变所述CP长度L，前方添加负相关数据成分-B，长度不等于CP的长度，-B内的数据，b(i)＝-m(i)d(N+i-L-M)。

9.按权利要求1所述的方法，其特征在于：改变所述CP长度L，前方添加负相关数据成分-B。

10，按权利要求1所述的方法，其特征在于：改变所述CP长度L，前方添加负相关数据成分-B，两部分的长度总和同L不等。

11.按权利要求1所述的方法，其特征在于，负相关-B部分和新形成的CP长度的总和等于L，新的CP长度为L’，和-B部分的长度相等，b(i)＝-d(N+i-L′-M)。

12.按权利要求1所述的方法，其特征在于：负相关-B部分和新形成的CP长度L’的总和等于L，新CP的长度L’不等于-B部分的长度，b(i)＝-d(N+i-L′-M)。

13.按权利要求1所述的方法，其特征在于，负相关-B部分和新形成的CP长度L’的总和等于L，CP的长度不等于-B部分的长度，b(i)＝-m(i)d(N+i-L′-M)。

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