CN1845472A

CN1845472A - Ofdm单天线接收分集技术

Info

Publication number: CN1845472A
Application number: CN 200510056658
Authority: CN
Inventors: 姜永权
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-10
Filing date: 2005-04-10
Publication date: 2006-10-11

Abstract

无线通信中的正交频分复用(OFDM)技术。本发明只利用一路空间信道便能够构造出多个信道频率响应并实现分集处理。在OFDM接收***中，首先对基带复时域序列分别乘以不同频率的离散时间虚指数信号，得到多路复时域序列。再对每路复时域序列分别进行快速傅立叶变换，得到多路频域序列。用同一的导频序列分别对每路频域序列进行信道估计，得到多路分集信道的频率响应序列并进行分集处理。本发明可应用于地面数字电视广播、地面数字音频广播、宽带无线局域网、第4代移动通信等***。

Description

OFDM单天线接收分集技术

技术领域

本发明技术方案所属的技术领域为无线通信中的正交频分复用(OFDM)技术。

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术被普遍认为是宽带无线通信的首选技术。尽管OFDM技术能够有效地抑制时域中的符号间干扰，但信道的频率选择性衰落同样制约了OFDM性能的进一步提高。多天线的空间分集技术能够有效地提高OFDM***的性能，但大多数情况下在移动终端安装多个天线会受到限制。多天线空间分集技术包括接收分集技术和发射分集技术，接收分集技术在接收端至少需要两个天线，发射分集技术在发射端至少需要两个天线。本发明提出的OFDM单天线接收分集技术，既不同于发射分集技术，也不同于多天线的接收分集技术。OFDM单天线接收分集技术只利用一路空间信道便能够构造出多个信道频率响应并实现分集处理。OFDM单天线接收分集技术还能够与现有的发射分集技术联合使用，也能够与现有的多天线接收分集技术联合使用，进一步提高OFDM***的性能。本发明可应用于地面数字电视广播、地面数字音频广播、宽带无线局域网、第4代移动通信等***。

发明内容

在大多数情况下，特别在是地面数字电视广播、地面数字音频广播、宏小区移动通信的应用中，宽带无线信道会出现严重的频率选择性衰落，这限制了OFDM***性能的进一步提高。多天线的空间分集技术能够减轻信道频率选择性衰落的影响，多天线空间分集技术包括接收分集技术和发射分集技术。

在接收端采用多个天线的接收分集技术在无线通信***中已有广泛的应用。发射分集是指在不同的天线上发射“相同的信息”(信号形式可能不同，发射时间、频点不同)，在接收端至少需要一个接收天线，便能获得发射分集增益。多天线空间分集***物理上就存在多路空间信道，发射分集技术在发射端采用多个发射天线以增加空间信道的数量，接收分集技术在接收端采用多个接收天线以增加空间信道的数量。

OFDM单天线接收分集技术只利用一路空间信道便能够构造出多个信道频率响应并实现分集处理。在OFDM***中要实现单天线接收分集处理，就得用信号处理方法构造出多个信道频率响应序列。如何构造多个信道频率响应序列，本发明给出了以下技术方案。

在OFDM接收***中，首先进行射频(RF)解调得到基带复时域序列，去除保护间隔(GI)后，对基带复时域序列分别乘以不同频率的离散时间虚指数信号，得到多路复时域序列。再对每路复时域序列分别进行快速傅立叶变换(FFT)，得到多路频域序列。用同一的导频序列分别对每路频域序列进行信道估计，则可得到多路分集信道的频率响应序列。利用多个分集信道的频率响应序列，便可对多路频域序列进行分集处理。

以下解释OFDM单天线接收分集技术的理论基础。对基带复时域序列乘以离散时间虚指数信号，FFT后的频域序列将产生圆周移位。对基带复时域序列乘以的离散时间虚指数信号的频率不同，频域序列产生的圆周位移量不同。本发明技术方案产生的多路分集信道的频率响应序列本质上是同一空间信道频率响应序列的不同圆周移位复本。对于频率选择性衰落信道，信道频率响应序列有起伏，频差较大不同频点的频率响应间的相关性较低，因此不同位移量的频率响应序列彼此间能够相互提供分集，因此由一路空间信道能够构造出多路分集信道的频率响应序列。在此基础上能够进行OFDM单天线接收分集处理。

现有的多天线空间分集技术，无论是发射分集技术还是多天线接收分集技术，都需要采用多个天线才能实现分集处理。本发明提出的OFDM单天线接收分集技术，在接收端只需采用一个天线便能够实现分集处理。相对于多天线的空间分集技术，OFDM单天线接收分集技术能够使接收***的实现更加简单，特别是在不易安装多个天线的情况下，本发明就更加有意义。

附图说明

附图给出了OFDM单天线接收分集技术的实现方框图。附图中所有的分集信道的频率响应序列H_i(k)，k＝0，1，…，N-1，i＝0，1，…，D-1都是基于同一导频序列进行估计的，且对导频序列不做任何移位处理。

具体实施方式

首先进行射频(RF)解调，去除保护间隔(GI)后得到基带复时域序列，用y(n)表示，其中n表示时间序号。对y(n)分别乘以不同频率的离散时间虚指数信号e^j2πin/D(或e^-j2πin/D)，i＝0，1，…，D-1，得到多路复时域序列

y_i(n)＝y(n)e^j2πin/D(或y_i(n)＝y(n)e^-j2πin/D)，i＝0，1，…，D-1

其中D为分集数量，取值范围以信道冲激响应长度为参考。上述式中的离散时间频率量 (或 i＝0，1，…，D-1采用了等步进的策略，且起始频率为零。当然，离散时间频率量也可采用非等步进的策略。当起始频率取一组等步进的离散时间频率量为

i＝0，1，…，D-1；当起始频率取一组等步进的离散时间频率量为 i＝0，1，…，D-1。一组离散时间频率量的一般化算法为

i＝0，1，…，D-1，ω_i为任意连续2π区间的D个频点。

接着对每路y_i(n)，i＝0，1，…，D-1分别进行串并转换、快速傅立叶变换(FFT)，得到多路频域序列Y_i(k)，k＝0，1，…，N-1，i＝0，1，…，D-1，其中N为OFDM***的子载波数量，k表示子载波序号。基于同一导频序列分别对每路分集信道的频率响应序列进行估计，得到多路分集信道的频率响应序列H_i(k)，k＝0，1，…，N-1，i＝0，1，…，D-1后，便可对多路频域序列进行分集处理。

分集处理算法可采用选择性分集算法或最大比组合(MRC)分集算法。按选择性分集算法，频域的输出序列为

Y (k) = Y_{i} (k) |_{\max {| H_{i} (k) |}},

i＝0，1，…，D-1

即在每一频点上的频域序列的输出Y(k)，k＝0，1，…，N-1，都选择信道频率响应模值最大的分集信道输出。经频域信道均衡，得到发射的频域序列

X (k) = \frac{Y (k)}{\max {| H_{i} (k) |, i = 0,1, \cdot \cdot \cdot, D - 1}},

k＝0，1，…，N-1

按MRC分集算法，经频域信道均衡，得到发射的频域序列

X (k) = \frac{Σ_{i = 0}^{D - 1} H_{i}^{*} (k) Y_{i} (k)}{Σ_{i = 0}^{D - 1} {| H_{i} (k) |}^{2}},

k＝0，1，…，N-1

其中*表示共轭运算。

Claims

前序部分

主题名称：OFDM单天线接收分集技术。与发明主题最接近的现有技术：多天线接收分集技术和发射分集技术。无论是多天线接收分集技术还是发射分集技术，都需要采用多个天线才能实现分集处理。多天线接收分集技术在接收端采用多个接收天线才能实现分集处理，发射分集技术在发射端采用多个发射天线才能实现分集处理。多天线接收分集技术和发射分集技术，都是利用多路空间信道实现分集处理的。

特征部分

本发明提出OFDM单天线接收分集技术，其特征是：在接收端只需采用一个天线便能够实现分集处理。OFDM单天线接收分集技术只利用一路空间信道便能够构造出多个信道频率响应并实现分集处理。OFDM单天线接收分集技术还能够与现有的发射分集技术联合使用，也能够与现有的多天线接收分集技术联合使用，进一步提高OFDM***的性能。