[發明專利]消除通信系統的載波間干擾的方法與裝置

有效

• 申請號: 200810085431.7
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101378375A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 曾銘健;林坤毅;許崇仁
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04J11/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明關于數字通信，且特別是有關于一種用于消除諸如正交分頻復用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplex；OFDM)系統的通信系統的載波間干擾的方法及裝置。?

背景技術

在無線通信中，可將信號轉換為電磁波且經諸如空氣或其他介質的實體通道而傳輸至接收端。由于多路徑反射、繞射或折射等所引起的通道效應，所接收的信號可能因干擾而受損害。此外，多路徑通道效應亦可能變為頻率選擇性衰落通道(Frequency?Selective?Fading?Channel)。對于單載波調制系統，可將接收器設計為具有時域均衡器(Equalizer)，借以均衡由該多路徑反射所引起的通道效應。然而，在使用多載波調制技術的正交分頻復用系統中，通過在傳輸正交分頻復用符號中的保護間隔，可顯著減小該多路徑反射通道效應。因此，該正交分頻復用系統的接收器可能僅需要諸如單一復數系數(One-Tap)均衡器的簡單均衡器來均衡來自通道的相長干擾或相消干擾。因此，正交分頻復用已成為諸如非對稱數字用戶線(ADSL)及電力線通信(Power-Line?Communication；PLC)等有線(Wired)通信中，以及諸如基于國際工程師協會(IEEE)802.11a/g/n標準的無線區域網路(Wireless?LAN；WLAN)、地面數字視頻廣播(DVB-T)、手持裝置數字視頻廣播(DVB-H)及數字音頻廣播(DAB)等無線通信中的核心調制技術。此外，正交分頻復用技術亦可應用于未來第四代(4G)個人移動通信系統中。?

采用正交分頻復用為核心技術的標準中(例如，DVB-H及IEEE?802.16e標準)可能會要求在相對高速移動時，接收器仍需具備優越的接收效能。然而，由于在正交分頻復用系統中接收器相對于發射器是隨時可能移動的，因此正交分頻復用符號期間的通道脈沖響應可能較難以保持相同，而這可能導致時間選擇性衰落通道(Time?Selective?Fading?Channel)。同時，亦可能發生杜普勒效應，?其導致頻率偏移，該頻率偏移為自載波頻率算起約差距一個杜普勒頻率(fc)的偏移。此外，該頻率偏移在正交分頻復用的多載波調制系統中將較為顯著，且將引起載波間干擾效應，而該效應又將使正交分頻復用信號的正交性惡化且引發“誤差平層(error?floor)”現象。?

圖1為說明該誤差平層現象的曲線圖。請參看圖1，該曲線為對在杜普勒效應所引起的載波間干擾效應的影響下，正交分頻復用系統的接收器的各個單一比特的信號噪聲功率比(SNR?per?bit)對比特誤差率(BER)的模擬結果作圖而成，其中可將M電平正交調幅(M-QAM)調制機制中的信號噪聲功率比界定為log2M×Eb/NO，其中Eb/NO為一個比特的能量Eb與噪聲功率譜密度NO的比率。曲線102表示接近無載波間干擾的第一狀態，且曲線104表示發生該誤差平層現象的第二狀態，其中比特誤差率在高信號噪聲功率比下，不隨信號噪聲功率比提高而降低。比較起來，曲線102上的比特誤差率可隨SNR提高而降低。其可導致杜普勒效應所引起的載波間干擾效應，可使正交分頻復用接收器的效果惡化的結論。?

圖2為說明正交分頻復用系統中包括正交分頻復用符號202、204及206的正交分頻復用序列的示意圖。請參看圖2，為了增強該正交分頻復用系統的效果且減輕多路徑反射通道效應，該正交分頻復用系統的發射器可在時域上周期性地復制有用符號210的區段220且將復本(亦即，保護間隔208)作為前置項加于有用符號210上，以形成諸如正交分頻復用符號202的完整正交分頻復用符號。因此正交分頻復用符號202可包括具有長度Tg的保護間隔208及具有長度Tu的有用符號210。當保護間隔208長于具有長度τmax的最大延遲214(亦即，Tg＞τmax)時，無符號間干擾區域212可存在。接著可將正交分頻復用符號202傳輸至通道中。當接收到正交分頻復用符號202時，該接收器可通過直接丟棄整個保護間隔208，以消除由于該多路徑反射通道效應所引發的符號間干擾。接著可提取有用符號210，并且可通過一單一復數系數均衡均衡器來補償由通道所造成的影響，以估計正交分頻復用信號的數據。?