正交频分复用系统中低复杂度载波间干扰消除的方法

摘要

一种无线通信技术领域的正交频分复用系统中低复杂度载波间干扰消除的方法，包括以下步骤：在OFDM系统的接收端，移除时域接收信号的循环前缀；运用信道分割的方法，将线性时变信道分割为线性时不变信道与无时延时变信道的级联；利用无时延时变信道，对移除CP后的时域接收信号进行一维时域均衡，得到时域初始恢复信号序列；通过快速傅里叶变换得到频域初始恢复信号序列；利用线性时不变信道响应，对频域初始恢复信号序列进行一维频域均衡。本发明避免了高复杂度的信道频域响应矩阵的计算及其求逆过程，在保证实际无线通信系统性能需求的同时，有效地降低了系统时间复杂度，更适用于有着硬件低复杂度要求的高频段无线通信系统。

主权项

1.一种正交频分复用系统中低复杂度载波间干扰消除的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：在OFDM系统的接收端，移除时域接收信号{y_1n}的循环前缀，得到信号序列{y_n}；步骤二：基于OFDM符号内首尾时刻信道响应的SVD结果，运用信道分割的方法，将线性时变信道分割为线性时不变信道与无时延时变信道的级联，具体步骤为：1)根据OFDM符号内首时刻信道响应h(1，：)和尾时刻信道响应h(N，：)，通过构造L×2维矩阵H＝(h(1，：)^T  h(N，：)^T)，对H进行SVD分解得到：$H=(h_1.h_2)\left(\begin{array}{cc}\sqrt{{\lambda }_1}& 0\\ 0& \sqrt{{\lambda }_2}\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}{u}_{11}^{*}& u_{21}^{*}\\ u_{12}^{*}& u_{22}^{*}\end{array}\right)$$=(\sqrt{{\lambda }_1}{u}_{11}^{*}{h}_1+\sqrt{{\lambda }_2}{u}_{12}^{*}{h}_2,\sqrt{{\lambda }_1}{u}_{21}^{*}{h}_1+\sqrt{{\lambda }_2}{u}_{22}^{*}{h}_2)$即：$\left\{\begin{array}{c}h{(1,:)}^T=\sqrt{{\lambda }_1}{u}_{11}^{*}{h}_1+\sqrt{{\lambda }_2}{u}_{12}^{*}{h}_2\\ h{(N,:)}^T=\sqrt{{\lambda }_1}{u}_{21}^{*}{h}_1+\sqrt{{\lambda }_2}{u}_{22}^{*}{h}_2\end{array}\right.$其中：和表示SVD得到的奇异值，h₁和h₂表示SVD得到的单位特征向量，h₁和h₂的长度均为L，u₁₁^*、u₁₂^*、u₂₁^*和u₂₂^*表示SVD得到的特征元素，N是子载波的数目，L是多径的数目；2)对OFDM符号首尾时刻信道响应h(1，：)、h(N，：)进行近似处理：$\left\{\begin{array}{c}h(1,:)\approx \sqrt{{\lambda }_1}{u}_{11}^{*}{h}_1^T={\beta }_1{h}_1^T\\ h(N,:)\approx \sqrt{{\lambda }_1}{u}_{21}^{*}{h}_1^T={\beta }_N{h}_1^T\end{array}\right.$3)通过线性内插得到OFDM符号内时刻n的信道响应h(n，：)为：$\left\{\begin{array}{c}h(n,:)={\beta }_n{h}_1^T\\ {\beta }_n={\beta }_1+\frac{{\beta }_N-{\beta }_1}{N-1}(n-1)\end{array}\right.$4)线性时变信道h(n，：)被分割为线性时不变h₁(n，：)和无时延时变信道h的级联，即：h(n，1)＝h(n)*h₁(n，1)其中：$\left\{\begin{array}{c}{h}_1(n,:)=\{h_1(n,l),1\le l\le L\}=h_1^T\\ h=\{h\left(n\right),1\le n\le N\}=({\beta }_1,{\beta }_2,L,{\beta }_N)\end{array}\right.;$步骤三：利用步骤二中的无时延时变信道响应，对移除CP后的时域接收信号{y_n}进行一维时域均衡，得到时域初始恢复信号序列{y′_n}；步骤四：对时域初始恢复信号序列{y′_n}做快速傅里叶变换，得到频域初始恢复信号序列{Y′_k}；步骤五：利用步骤二中的线性时不变信道响应，对频域初始恢复信号序列{Y′_k}进行一维频域均衡，完成ICI消除，得到最终的频域发送信号恢复值序列{X′_k}。