专利名称：一种ofdm系统同频干扰抑制的导频设计方法与收发装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及通信技术，特别涉及正交频分复用技术。
背景技术：
正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波调制技术。它由多载波调制 (MCM)发展而来。在OFDM系统中，数据被分配到多个带宽很小且正交的子 载波上同时并行传送，每个子载波上传送的数据量都很小，在每个子载波上可 以使用不同的调制方式。通过更改每个子载波上的比特速率，增加每个子载波 上的符号周期，能够有效减小由于信道时间色散引起的符号间干扰。由于每个 子载波带宽都很小，远小于信道的相干带宽，因此每个子载波上的频率响应是 平坦的，这样，就大大降低了接收机内均衡器的复杂度。20世纪80年代以来， 随着大规模集成电路的发展，快速傅立叶变换得以实现，使得OFDM技术从理 论走向实际。人们对OFDM技术在高速调制解调器和数字移动通信中的应用进 行了深入研究，并开发出了多种用于电话网络的高速调制解调器。到20世纪卯 年代，OFDM技术开始被广泛用于广播信道的宽带数据通信领域，如数字音频 广播(DAB)、高清数字电视(HDTV)等系统，以及各种宽带无线接入系统， 如基于正EE 802.11标准的无线局域网(WLAN),基于IEEE 802.16的无线城域 网(WMAN)等。
在宽带移动通信领域，同频干扰问题制约着了系统性能和容量。多小区组 网后，为提高频谱效率，常采用同频组网方式，这样就导致同频干扰的产生。 此时，相邻小区和扇区对本地信号在相同的子载波位置会存在干扰。在数据与 导频信号都受到同频干扰的情况下，由于导频要用于信道估计和均衡，因此相 比于数据信号，导频信号受到同频干扰后对系统性能的影响更大。目前， IEEE802.16e标准规范中规定的做法是将导频信号根据其小区号和扇区号加扰， 以实现干扰白化，但各小区和扇区传输的导频信号在子载波上是完全碰撞的。3GPP-LTE中邻小区同频干扰抑制仍然采用加扰的方式，^f旦对邻扇区同频干扰采 用频域正交导频信号来抑制。该方法可有效抑制同频干扰。
IEEE802.16e标准采用的导频模式在同频组网和全频复用条件下，由于相邻 扇区基站发射的导频信号在子载波上完全碰撞，使得扇区边缘的终端的信道估 计性能严重恶化。
3GPP-LTE标准中拟釆用的导频方式虽然可有效抑制邻扇区同频干扰，但由 于其导频序列是沿频率一维方向排布的，不能充分利用在时频两维插入的离散 导频的相关性，以提高时频两维插值信道估计性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种OFDM系统同频干扰抑制的导频设计方法与收 发装置，以实现抑制同频干扰，减小同频干扰对导频子载波的影响，提高信道 估计性能。
为了达到上述的目的，本发明提供一种OFDM系统同频干扰抑制的导频设
计方法，包括如下步骤
(1 )根据发射端所属小区号与扇区号产生相应正交导频序列；
(2 )根据导频子载波映射规则将该正交导频序列映射到时频两维导频子载
波位置上。
对同 一小区的不同扇区，该正交序列由小区对应的基本序列经相位旋转生 成；不同小区的该基本序列为长度相同，取值不同的恒才莫序列。
该恒模序列可以为恒模零自相关序列(CAZAC)，也可以为伪随机序列 (PN)，还可以为其他恒才莫序列。
本发明还提供一种OFDM系统同频干扰抑制的收发装置，包括发射装置和 接收装置。
该发射装置包括小区/扇区导频映射控制装置、正交序列生成装置、导频 子载波映射装置、7V点逆离散傅立叶变换装置、循环前缀添加装置和并串转换装置。
该小区/扇区导频映射控制装置生成每个扇区对应导频的相位旋转参数，以 及每个小区对应的基本序列，该相位旋转参数与基本序列输出到该正交序列生成装置。该正交序列生成装置生成该正交导频序列输出到该导频子载波映射装 置。该导频子载波映射装置根据既定的导频子载波映射规则将该正交导频序列 映射到时频两维导频子载波位置上，输出到该W点逆离散傅立叶变换装置。该 TV点逆离散傅立叶变换装置对信号进行iV点逆离散傅立叶变换，输出到该循环 前缀添加装置。该循环前缀添加装置对该信号添加循环前缀，输出到该并串转 换装置。该信号经过该并串转换装置形成串行离散基带信号。该穿行离散基带 信号然后经过数/模转换和射频单元后，由天线发射。
该接收装置包括依次连接的串并转换装置、循环前缀去除装置、7V点离散 傅立叶变换装置、导频子载波解映射装置、匹配相关装置、丄，点逆离散傅立叶变 换装置、同频干扰抑制装置和Z，点离散傅立叶变换装置。
该装置利用导频之间的移位正交性在时域消除同频干扰。 本发明在散布式导频排布下，通过正交导频序列和接收端抑制方法，抑制 同频千扰，减小同频干扰对导频子载波的影响，提高信道估计性能。
图l是导频同频干扰抑制发射机基带实现结构框图2是3个OFDM符号正交导频序列时频两维导频子载波映射方法示意图； 图3是导频同频干扰抑制接收机基带实现结构图4是L，点逆离散傅立叶变换装置26输出2扇区时域信道响应的模值示意
图5是2个OFDM符号正交导频序列时频两维导频子载波映射方案示意图； 图6是同频干扰抑制性能比较示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明。 图1示出了一种导频同频干扰抑制发射机基带实现结构框图。其中包括一 个正交序列生成装置ll， 一个小区/扇区导频映射控制装置12, —个导频子载波 映射装置13， 一个点的逆离散傅立叶变换装置14， 一个循环前缀添加装置 15， 一个并串转换装置16。正交序列生产装置11，用于根据发射端所属小区/扇区号产生相应正交导频 序列。对于第/ 个小区和第/个扇区，生成的正交导频序列C,("), " = 0,1,...,￡-1。 其中L为导频序列长度，亦即时频两维插入的导频个数。对于同一小区的不同 扇区，正交序列由同一个基本序列经相位旋转生成，即C,(")^CP(")expC/2mrg,)。 CP(")为第p个小区对应的基本序列，可由恒模零自相关(CAZAC)序列或伪随 机序列(PN)等恒模序列构成。第/个扇区对应导频的相位旋转参数《,，以及第 p个小区对应的基本序列由小区/扇区导频映射控制装置12给出。
小区/扇区导频映射控制装置12，用于根据小区或扇区号确定正交序列的参 数。具体地，若每小区由M个扇区构成，第/个扇区对应的正交序列参数为 仏二〃M， 0,…,M-1。对于不同的小区，基本序列C《n)可由长度相同，取值不同 的恒模零自相关(CAZAC)序列或伪随机序列(PN)等恒模序列构成。
导频子载波映射装置13，用于根据既定的导频子载波映射规则将正交序列 生产装置11生成的正交导频序列映射到时频两维导频子载波位置上。长度为丄 的正交序列按照多个OFDM符号中所有导频子载波的频域序号顺序地插入时频 两维离散排布的导频子载波处。经过导频子载波映射装置，第/(0^"D-l)个 OFDM符号，第&个导频子载波传输的导频符号为"#) = ^(/(、/))，其中/(A:,/)为 既定的导频子载波映射规则。"为正交导频序列跨越的OFDM符号数。
逆离散傅立叶变换装置14，用于导频子载波映射后的数据序列进行W点逆 离散傅立叶变换(IDFT)。经过IDFT之后，输出信号序列可表示为
e, (w)-"^2^(A:)exp(7'2;r^/iV), w = 0，1，…，iV-1
循环前缀添加装置15,用于对IDFT之后的数据序列添加循环前缀。经过 循环前缀添加之后，输出信号序列可表示为
s,(") = e,(("))v, " = -WCT，.."0,l,...,7V-1
其中M.p表示循环前缀长度。
添加循环前缀后的并行数据序列经过并串转换装置16后，形成串行离散基
带信号。然后经过数/模转换和射频单元后，由天线发射。
图2示出了 3个OFDM符号正交导频序列时频两维导频子载波映射方法。 图3示出了一种导频同频干扰抑制接收机基带实现结构框图。其中包括一
个串并转换装置21, —个循环前缀去除装置22, —个离散傅立叶变换装置23,一个导频子载波解映射装置24， 一个匹配相关装置25， 一个丄，点逆离散傅立叶 变换装置26， 一个同频干扰抑制装置27, —个丄，点离散傅立叶变换装置28。
假设接收机理想同步，来自射频单元接收的模拟信号经过模数转换后接收 的第/个OFDM符号对应的离散基带信号，经过串并转换装置21和循环前缀去 除装置22后，数据序列可表示为。(")，"=o,i,...,w-1。
离散傅立叶变换装置23，用于对去除循环前缀后的数据序列进行7V点的离 散傅立叶变换(DFT)。经过DFT之后，第/个OFDM符号第A个子载波上的数 据序列为
<formula>formula see original document page 8</formula>
导频子载波解映射装置24，用于按照发射端的正交序列的导频子载波映射 规则从DFT之后多个OFDM符号中各导频子载波上提取长度为Z的导频数据。 经过导频子载波解映射后，提取的导频数据序列可表示为
<formula>formula see original document page 8</formula>其中g(",/)为既定的导频子载波解映射规则。
匹配相关装置25,用于将子载波解映射后获得的数据序列w(")与正交序列 生产装置11生成的正交导频序列进行匹配相关运算。对于第p个小区和第/个 扇区，经过匹配相关运算，获得的数据序列可表示为
<formula>formula see original document page 8</formula>1 其中上标"*"表示共轭运算。
逆离散傅立叶变换装置26，用于对匹配相关后获得的数据序列进行丄，点的 逆离散傅立叶变换(IDFT)。经过IDFT后，获得的数据符号序列可表示为<formula>formula see original document page 8</formula>其中丄S丄。图4中示出了逆离散傅立叶变换装置输出信号的才莫值，即当每 小区包含3个扇区，接收到相邻2个扇区信号时，IDFT输出为相邻两扇区时域
信道响应的模值k("。
同频干扰抑制装置27，用于抑制同频干扰对导频信号的影响。获得的数据 符号序号序列可表示为<formula>formula see original document page 8</formula>
其中P(A:)为同频干扰抑制窗函数。该窗函数可根据信道时延扩展选择窗大 小和形状；优选地，窗函数可取大小约为ZV3的矩形窗；离散傅立叶变换装置28，用于对匹配相关后获得的数据序列进行Z点的离 散傅立叶变换(DFT)。经过DFT后，获得的数据符号序列可表示为
1 "_1<formula>formula see original document page 9</formula>
经过离散傅立叶变换装置28后得到的信号y(。即为经过同频干扰抑制后的 导频子载波的信道频率响应，可用于后续的信道估计与均衡。
下面给出1024个子载波的WiMax系统使用该方案的实施例，采用PN序列 作为正交码字
下表1为仿真系统参数。
表l系统参数
物理子载波总凄史1024
物理有效子载波总数(iVc)840
空子载波(子带)数184
采样频率(MHz)11.2
子信道映射方式部分子信道(PUSC)
编码方法/码率巻积Turbo码-1/2
调制方法QPSK
频域信道估计方法Wicncr-2D
均衡方法最小均方误差均衡
信道模型ITU-TU信道
移动速度(Km/h)120
每小区扇区韵
本地信号与邻扇区干扰比(SIR)20dB
基本序列PN码
正交导频序列跨越的OFDM符号数(Z))2
正交导频序列长度(丄)240
图5为正交导频序列子载波映射方案，导频位置与IEEE802.16e标准规定的 相同，生成240点的导频序列按照图上的频域子载波顺序插入导频位置中。
图6示出了采用正交导频序列和同频干^y中制方法的系统与未采用正交导频序列和同频干扰抑制方法的系统的误码率和误编码块率的性能比较。由图可
见，当有同频干扰时，系统BER (误码率)/BLER (块误码率)明显恶化。仨 是，当采用所提方法后，可明显改善由同频干扰造成的性能影响。
权利要求
1、一种OFDM系统同频干扰抑制的导频设计方法，其特征在于包括如下步骤(1)根据发射端所属小区号与扇区号产生相应正交导频序列；(2)根据导频子载波映射规则将所述正交导频序列映射到时频两维导频子载波位置上。
2、 根据权利要求1所述的导频设计方法，其特征在于对同一小区的不同 扇区，所述正交序列由小区对应的基本序列经相位旋转生成；不同小区的所述 基本序列为长度相同、取值不同的恒模序列。
3、 根据权利要求2所述的导频设计方法，其特征在于所述恒模序列是恒 模零自相关序列(CAZAC )或伪随机序列(PN )。
4、 一种OFDM系统同频干扰抑制的收发装置，包括发射装置和接收装置， 其特征在于所述发射装置包括依次连接的小区/扇区导频映射控制装置；正交序列生成装置；导频子载波映射装置；〃点逆离散傅立叶变换装置；循环前缀添加装置；和并串转换装置；所述小区/扇区导频映射控制装置生成每个扇区对应导频的相位旋转参数， 以及每个小区对应的基本序列，所述相位旋转参数与基本序列输出到所述正交 序列生成装置；所述正交序列生成装置生成所述正交导频序列输出到所述导频 子载波映射装置；所述导频子载波映射装置根据既定的导频子载波映射规则将 所述正交导频序列映射到时频两维导频子载波位置上，输出到所述iV点逆离散 傅立叶变换装置；所述点逆离散傅立叶变换装置对信号进行iV点逆离散傅立 叶变换，输出到所述循环前缀添加装置；所述循环前缀添加装置对所述信号添 加循环前缀，输出到所述并串转换装置；所述信号经过所述并串转换装置形成串行离散基带信号；所述穿行离散基带信号然后经过数/模转换和射频单元后，由天线发射；所述接收装置包括依次连接的串并转换装置；循环前缀去除装置；7V点离散傅立叶变换装置；导频子载波解映射装置；匹配相关装置；丄，点逆离散傅立叶变换装置；同频干扰抑制装置；和丄，点离散傅立叶变换装置。
5、根据权利要求4所述的收发装置，其特征在于所述装置利用导频之间 的移位正交性在时域消除同频干扰。
全文摘要
本发明给出了一种OFDM(正交频分复用)系统同频干扰抑制的导频设计方法及收发装置。本发明对于不同小区采用由不同的基本正交序列生成的导频序列，同一小区内的不同扇区分别采用由同一基本正交序列经过不同相移获得的导频序列。发射端将生成的导频序列按子载波频域序号顺序地插入到时频两维离散分布的导频位置上，进行传输。接收端先将接收到的频域导频信号与本地正交导频序列作相关处理，然后经过IDFT(逆离散傅立叶变换)后利用导频之间的移位正交性在时域消除同频干扰。采用上述方法，可有效抑制导频同频干扰的影响，提高信道估计性能。
文档编号H04L27/26GK101304397SQ200810038758
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月10日 优先权日2008年6月10日
发明者刘广宇, 李明齐, 黄海力 申请人:上海瀚讯无线技术有限公司