OFDM接收机的信道频谱零点信号重建方法及系统

摘要

本发明涉及OFDM接收机技术领域，其特征是利用配置在接收机端的FPGA芯片或接收机ASIC中的一个功能模块，采用先对接收的OFDM信号进行两端添0扩展并变换成频域信号，再用除法电路进行信道均衡，而后再通过一个信道频谱零点归0电路根据设定的噪声门限删除被均衡后的信号的零点及其附近的能量被放大的噪声信号，以便得到重建后的调制符号的估计值。本方法即适用于包括TDS－OFDM在内的所有零填充正交频分复用系统及其等价形式，同时避免了预编码OFDM方法所需要在发射端进行预编码，加入冗余，从而浪费带宽的缺点。

主权项

1.OFDM接收机信道频谱零点信号重建方法，适用于零填充OFDM系统及其所有的等价形式，包括TDS-OFDM系统，其特征在于，该方法是在配置在接收端的数字电路中依次按以下步骤实现的：步骤1接收机收到下述从发射机经由多经信道和加性高斯白噪声信道送来的信号，所述信号是一系列零填充正交频分复用符号帧； ${\hat{y}}_N=h_{N\times N}{\hat{x}}_N+{\hat{n}}_N$其中，为噪声信号的列向量形式h_N×N为多经信道的冲激响应矩阵， $h_{N\times N}=\left(\begin{array}{cccccccc}{h}_0& 0& L& L& L& L& L& 0\\ h_1& h_0& 0& L& L& L& L& 0\\ M& O& O& O& O& O& O& M\\ 0& L& 0& h_{l-1}& L& h_1& h_0& 0\\ 0& L& L& 0& h_{l-1}& L& h_1& h_0\end{array}\right)$N＝K+l，K为子载波数，l为信道最大延时长度；步骤2把所述向量输入一个第一添0扩展电路，以便在向量的两边添0构造M点列向量，其中，M为大于K，N的偶数： ${\hat{Z}}_M={(Z_0,Z_1,...,Z_{M-1})}^T={(0,...,0,y_0,...,y_{N-1}0,L,0)}^T$即取向量的第0个分量到第N-1个分量作为的第(M-K)/2个分量到第(M-K)/2+N-1个分量，其它的分量设为0；步骤3把从信道估计得到的信道冲激响应送入第二添0扩展电路，得到M点列向量 ${\hat{h}}_M{=(h_0^{\prime },h_2^{\prime },...,h_{M-1}^{\prime })}^T={(0,...,0,h_0,h_1...,h_{l-1}0,L,0)}^T$即取向量的第0个分量到第l-1个分量作为的第(M-K)/2个分量到第(M-K)/2+l-1个分量，其它的分量设为0；步骤4分别对从步骤2和3得到的M点列向量和用第一DFT电路和第二DFT电路作DFT变换，分别得到的频域表示以及信道冲激响应的频域形式 ${\hat{Z}}_M=W_{M\times M}{\hat{Z}}_M$ ${\hat{H}}_M=W_{M\times M}{\hat{h}}_M$步骤5把从步骤4得到的频域表示和同时送入一个除法电路，用中的分量除中的相应分量，得到信道均衡后的用M点列向量表示的数据信号，m代表相应分量的序号，且H_m≠0；把所述的表示为其中，为，当信道为记忆信道，白噪声存在理想输出，是估值的误差向量，其每个分量服从高斯分布，均值为0，方差随下标m变化表示为 ${{\hat{\sigma }}_m}^2\approx \frac{K{\sigma }^2}{M}·\frac{1}{{\left|\right|H_m\left|\right|}^2}$，则的方差用实数列向量 ${{\hat{\sigma }}_M}^2=({{\sigma }_0}^2,{{\sigma }_1}^2,L,{{\sigma }_{M-1}}^2{)}^T$表示；步骤6把从步骤5得到的向量和送入一个信道频谱零点归0电路，在该电路中，设定噪声方差删除门限th_r，把中所有分量分为2个部分：一个是非删除区，其对应的，一个是删除区，，该电路把位于删除区中的分量归0，得到零点及其附近归0的步骤7用一个IDFT电路对把步骤6得到的向量作M点IDFT变换，得到向量的时域表示步骤8把从步骤7得到的向量送入时域截取电路，按照步骤2添0的规则抽取K个分量，得到步骤9对步骤8得到的用第三DFT电路作K点DFT变换，得到重建后调制符号估计