[發(fā)明專利]一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)及信號處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210339994.0
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102891821A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊川川;李紅濱;趙玉萍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L1/00
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11200
• 代理人: 邵可聲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，具體涉及一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)以及應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行信號處理的方法，可以抑制相位噪聲并提高系統(tǒng)頻譜效率。

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用（OFDM）是一種將發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)制到一系列正交的子載波上傳送出去的技術(shù)。目前OFDM被廣泛的應(yīng)用于寬帶數(shù)字通信、基于無線信道或者同軸線信道傳輸?shù)臄?shù)字電視及廣播系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)以及LTE移動通信系統(tǒng)等方面。

其中，基于同軸線信道傳輸?shù)腛FDM系統(tǒng)，傳輸距離比較短，信道較好，該系統(tǒng)在調(diào)制方式上希望能夠采用高階調(diào)制，如1024QAM，甚至是4096QAM，同時盡量不使用導(dǎo)頻或者使用極少量導(dǎo)頻來提高頻譜效率。但是眾所周知，多載波的相干OFDM系統(tǒng)和單載波系統(tǒng)相比，對發(fā)射機(jī)中晶體振蕩器引入的相位噪聲更加敏感，特別是在子載波間隔較小或者使用上述高階調(diào)制的情況下，振蕩器相位噪聲會嚴(yán)重影響OFDM系統(tǒng)的傳輸性能。

相位噪聲在OFDM系統(tǒng)中會引起公共相位誤差（CPE）和子載波間干擾（ICI），相位噪聲的抑制對于OFDM系統(tǒng)來說是必不可少的。目前廣泛應(yīng)用的性能較好的相位噪聲抑制方法基本都是導(dǎo)頻輔助的方法，相位噪聲對于每個OFDM符號，甚至是每個子載波信號的影響都不同，導(dǎo)頻輔助的相位噪聲抑制方法需要發(fā)射機(jī)在傳輸數(shù)據(jù)塊中插入導(dǎo)頻，在接收機(jī)處利用導(dǎo)頻估計相位噪聲對當(dāng)前OFDM符號的影響并實時地均衡這一影響。導(dǎo)頻輔助的方法是公認(rèn)的性能較好的相位噪聲抑制方法，具體可參考如下文獻(xiàn)：1）X.Yi?et.al.,“Phase?noise?effects?on?high?spectral?efficiency?coherent?optical?OFDM?transmission”,Journal?of?Lightwave?Technology，vol.26,no.10,pp.1309-1316,2008；2）W.?Shieh,“Maximum-likelihood?phase?and?channel?estimation?for?coherent?optical?OFDM”,IEEE?Photonics?Technology?Letters,vol.20,no.12,pp.919-921,2008；3）S.Wu?et.al.,“Aphase?noise?suppression?algorithm?for?OFDM-based?WLANs”,IEEE?Communication?Letters,vol.6,no.12,pp.535-537,2002；4）C.Yang?et.al.，Phase?noise?suppression?for?coherent?optical?block?transmission?systems:a?unified?framework,Optics?Express,vol.19,no.18,Optics?Express,2011。

但是，導(dǎo)頻的使用不可避免的降低了系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對基于同軸線信道傳輸OFDM系統(tǒng)的特點，提出一種新型的OFDM系統(tǒng)及OFDM信號的處理方法；其不使用導(dǎo)頻，而是挑選一系列子載波通過符號映射進(jìn)行低階調(diào)制或者調(diào)整這些子載波上信號的發(fā)射功率，使這些子載波上解調(diào)出來的數(shù)據(jù)充當(dāng)偽導(dǎo)頻，代替導(dǎo)頻輔助如上面所列的相位噪聲抑制方法工作，同時結(jié)合編碼鑿孔達(dá)到提高系統(tǒng)頻譜效率的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信號處理方法，如圖1所示，其步驟包括：

1）發(fā)射機(jī)對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和符號映射，對一系列子載波通過符號映射進(jìn)行低階調(diào)制和/或調(diào)整所述子載波信號的發(fā)射功率，然后進(jìn)行OFDM調(diào)制；

2）接收機(jī)從發(fā)射機(jī)接收OFDM信號并進(jìn)行解調(diào)，利用所述子載波信號的解調(diào)數(shù)據(jù)充當(dāng)偽導(dǎo)頻，代替導(dǎo)頻輔助進(jìn)行相位噪聲抑制；

3）接收機(jī)根據(jù)正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的性能要求修改所述偽導(dǎo)頻的設(shè)置信息，并將更新后的偽導(dǎo)頻設(shè)置信息傳輸至發(fā)射機(jī)，控制發(fā)射機(jī)進(jìn)行低階調(diào)制和/或信號發(fā)射功率的調(diào)整。

進(jìn)一步的，發(fā)射機(jī)對編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行鑿孔，然后進(jìn)行所述符號映射；接收機(jī)還根據(jù)正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的性能要求設(shè)置編碼鑿孔圖案，并傳輸至發(fā)射機(jī)，控制發(fā)射機(jī)進(jìn)行鑿孔。進(jìn)行編碼鑿孔可以在抑制相位噪聲的同時，達(dá)到提高系統(tǒng)頻譜效率的目的。