Ofdm系統中基於循環移位估計移位個數及信道響應的方法
2023-04-30 18:47:16 1
專利名稱：Ofdm系統中基於循環移位估計移位個數及信道響應的方法
OFDM系統中基於循環移位估計移位個數及信道響應的方技術領域
本發明屬於無線通信技術領域，涉及正交頻分復用(OFDM)系統中峰均功率比 (PAPR)的降低和導頻設計。
背景技術：
正交頻分復用技術的概念最早出現於20世紀50年代中期。60年代，人們對多載波調製技術進行了許多理論上的研究，形成了並行數據傳輸和頻分復用(FDM)的思想，這使得OFDM技術首先在美國軍用高頻通信系統得到應用。使用離散傅立葉變換(DFT)和離散傅立葉逆變換(IDFT)來實現基帶的調製和解調之後大大降低了多載波系統的複雜度。 1985年，Cimim首次把OFDM的概念引入蜂窩移動通信系統，為無線OFDM系統的發展奠定了基礎。上世紀90年代，數位訊號處理技術和大規模集成電路的飛速發展為OFDM技術的發展掃清了障礙，從此OFDM登上了現代通信的大舞臺。
正交頻分復用(OFDM)是一種特殊的多載波調製方式，它的基本思想是將高速傳輸的數據流通過串/並變換，變成在若干個正交的窄帶子信道上並行傳輸的低速數據流。 OFDM技術將傳送的數據信息分散到各個子載波上，從而大大增加了每個符號的持續時間， 使得符號周期大於多徑時延，因而具有非常好的對抗ISI的能力。OFDM技術利用信號的時頻正交性，允許子信道頻譜有部分重疊，使得頻譜利用率提高近一倍，因而具有非常高的頻譜利用率。
OFDM系統的基本框圖如圖I所示，在發送端信源經過QAM調製將二進位信息調製成為QAM符號，其中包括導頻信息和數據信息，然後進行IFFT變換、插入循環前綴、並串轉換、D/A轉換，最後將生成的OFDM時域信號發送出去。在接收端對接收到的信息進行一次發送端的逆過程，估計出原始信息，算出誤碼率。
假設OFDM系統中有N個子載波，則數據流Xk進行N點IFFT後可得到時域OFDM 信號，可以表示為
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權利要求
1.一種基於時域循環移位估計移位個數及信道響應的方法，其特徵在於，包括如下步驟 發送端在輸入的OFDM符號中確定用於估計相位旋轉的第二類導頻位置，在該位置之後等間隔插入用於信道估計的第一類導頻^fOFDM符號在頻域等間隔分割成V個互不重疊的子序列，在每個子序列中插入一個用於估計相位旋轉因子的第二類導頻；各子序列在時域進行循環移位後相加求最小峰均比PAPR，在具有最小PAPR的OFDM符號中在第二類導頻兩端分別插入一個第三類導頻，將上述插入導頻的OFDM符號由頻域轉換到時域進行發送；接收端對接收到的信號序列轉換成頻域信號序列f，利用發送端插入的第三類導頻估計出V個相位旋轉的導頻信息；對頻域信號序列I進行與發送端相同的等間隔分割，根據V個估計相位旋轉的導頻計算每個子序列所對應的相位旋轉因子向量即時域循環移位的個數，根據分割後得到的子序列及旋轉因子向量對信號進行還原，通過發送端插入的用於信道估計的導頻估計信道響應，獲得原始信號。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於所述用於估計相位旋轉的第二類導頻為用等間隔分割的方法將插入導頻的數據流分為V個互不重疊的子序列Xv，v=l, 2，. . .，V，在分割後的V個子序列中，每個子序列中第二個非零數據就是估計相位旋轉的第二類導頻。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於根據公式I/^eJlXlmvIN ^eJlnlmvIN ^Ιπ ,νη,/Ν ^eJlnkmvIN^ 確定每個子序列所對應的旋轉因子向量，其中I彡V彡V，mv=0, 32，N為OFDM系統中子載波個數。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於根據公式D=|尤·β 卜1)m/w-Zt|，V+l ^ k ^ 2V，將估計出的乘以相位旋轉因子的第二類導頻進行相位逆旋轉，再與未乘以相位逆旋轉因子的第二類導頻進行差運算，選擇使D值最小的m值作為循環移位個數，其中，Xk為發送端用於估計相位旋轉的第二類導頻，Xfc為接收端估計出的第二類導頻。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於根據插入的兩個第三類導頻，估計出接收端估計相位旋轉導頻元+1，元+2，…fy，處的信道響應#0)，根據公式
6.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於求最小峰均值功率比PAPR具體為各子 序列點乘對應的旋轉因子向量然後相加得
全文摘要
本發明涉及一種在OFDM系統中採用插入導頻的方法來估計基於循環移位PTS中的移位個數以及信道響應的方法。技術方案是在OFDM系統模型中，為降低OFDM符號的峰值平均功率比(PAPR)採用基於時域循環移位的PTS處理方法，在此基礎上提出了一種插入導頻的方法來估計序列的循環移位個數和傳輸信道的響應。該方法在降低系統PAPR同時又避免了邊信息的發送，接收端也不用進行複雜的盲估計僅用少量的導頻信息就可以估計出每一個子序列在時域中的循環移位個數，從而計算出頻域序列中每一個符號所乘以的相位旋轉因子，提高了系統的可靠性和有效性。
文檔編號H04L27/26GK102932289SQ201210330729
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者龍懇, 王毅, 富越, 劉巧, 範小川, 王香榆, 陳前斌 申請人:重慶郵電大學