[發(fā)明專利]次載波間干擾消除裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010184639.1
• 申請(qǐng)日: 2010-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN102111369A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉家維;許崇仁;曾銘健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04L25/03
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種次載波間干擾消除裝置及方法。

背景技術(shù)

在無線通信系統(tǒng)中，傳送器經(jīng)由諸如空氣等的實(shí)體通道將無線信號(hào)以電磁波的形式傳送至接收器。由于非理想的通道效應(yīng)，例如多路徑反射(multipath?reflection)及多路徑衰落(multipath?fading)等，導(dǎo)致接收器所接收的無線信號(hào)可能會(huì)失真。

基于多載波調(diào)制的正交頻分多工(orthogonal?frequency?divisionmultiplexing，OFDM)調(diào)制技術(shù)對(duì)于多重路徑反射效應(yīng)具備有效的處理能力。因此OFDM系統(tǒng)在接收端僅需要一簡(jiǎn)單的一階均衡器(one-tap?equalizer)即可均衡非時(shí)變多路徑通道(time?invariant?multipath?channel)所導(dǎo)致的頻率選擇性衰落(frequency?selective?fading)效應(yīng)，故近年來在通信領(lǐng)域及廣播應(yīng)用發(fā)展上成為主流技術(shù)。諸如非對(duì)稱數(shù)字用戶線路(asymmetric?digitalsubscriber?line，ADSL)、電力線通信(power?line?communication，PLC)、數(shù)字音頻廣播(digital?audio?broadcasting，DAB)、無線局域網(wǎng)絡(luò)(wireless?localarea?network，WLAN)802.11a/b/g/n、中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播(China?mobilemultimedia?broadcasting，CMMB)、地面數(shù)字電視廣播(digital?videobroadcasting-terrestrial，DVB-T)、手持式數(shù)字視頻廣播(digital?videobroadcasting-handheld，DVB-H)以及具移動(dòng)性(Mobility)設(shè)備的Wi-Max?IEEE802.16e等各種系統(tǒng)均使用OFDM傳輸技術(shù)。

現(xiàn)今部分的OFDM系統(tǒng)(例如DVB-T、DVB-H、IEEE?802.16e、CMMB等)要求其接收端在高速移動(dòng)下必須具有良好的接收效能。然而，當(dāng)OFDM系統(tǒng)的接收端非靜止而是相對(duì)于傳送端進(jìn)行高速移動(dòng)時(shí)，在一個(gè)OFDM有效符元的時(shí)間長(zhǎng)度(useful?symbol?duration)內(nèi)其通道效應(yīng)不再維持固定的狀態(tài)，導(dǎo)致時(shí)間選擇性衰減通道(time-selective?fading?channel)。在高速移動(dòng)情形下，由于多普勒(Doppler)效應(yīng)的影響，使OFDM信號(hào)會(huì)以載波頻率(carrierfrequency，f_c)為中心，正負(fù)偏移一倍多普勒頻率(f_d)的偏移量。此一偏移量尤其不利于多載波調(diào)制系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致次載波間干擾(inter-carrier?interference，ICI)效應(yīng)，破壞次載波間的正交性并使得誤比特率(bit?error?rate，BER)產(chǎn)生錯(cuò)誤延續(xù)(Error?Floor)現(xiàn)象。

為解決上述OFDM系統(tǒng)的次載波間干擾效應(yīng)的問題，美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朥S?2006/0239367A1公開一種ICI消除方法。視窗化(例如2階/4階視窗化)及平行干擾消除(parallel?interference?cancellation，PIC)均衡器的結(jié)合被提出以解決OFDM系統(tǒng)的次載波間干擾效應(yīng)問題。接收端估計(jì)最大通道延遲的信息以決定非碼間干擾(Inter-Symbol?Interference?Free，ISI-Free)區(qū)間的信息以及一組2階/4階的視窗化系數(shù)。依據(jù)ISI-Free區(qū)間的信息將時(shí)域接收循環(huán)有效符元與視窗化系數(shù)相乘以做時(shí)域結(jié)合。結(jié)合后的信號(hào)經(jīng)由快速傅立葉變換為頻域信號(hào)，然后由PIC均衡器消除ICI效應(yīng)。PIC均衡器利用一階最小平方-強(qiáng)制歸零(least?square?zero?forcing，LS-ZF)或是最小均方差(minimum?mean?square?error，MMSE)法則估計(jì)出全部的傳送數(shù)據(jù)，再于單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行ICI重建及消除。PIC均衡器具有運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，然而，對(duì)于低信號(hào)對(duì)干擾及噪聲功率比(signal?to?interference-pulse-noise?powerratio，SINR)的次載波上數(shù)據(jù)，容易產(chǎn)生估計(jì)錯(cuò)誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)估計(jì)正確度降低。