專利名稱:改善ofdm系統(tǒng)同步性能的解擴(kuò)頻方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種利用具有零干擾窗(Interference Free Window,簡(jiǎn)稱IFW)特性的正交擴(kuò)頻碼來改善OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)同步性能的方法,屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
OFDM是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù),它能夠同時(shí)滿足高速和抗干擾兩方面的要求,不僅能夠大大提高頻帶利用率,提供更高的數(shù)據(jù)吞吐率,還能夠有效抑制多徑干擾,在高速移動(dòng)通信領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢(shì)。因此,人們普遍估計(jì)OFDM技術(shù)將成為第四代移動(dòng)通信(4G)的核心技術(shù)之一。
OFDM技術(shù)的基本思想在于在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道,在每一個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制,并且各子載波并行傳輸。由于采用正交頻率的概念來區(qū)分不同的載波支路,因此允許各個(gè)載波頻段相互重疊,從而顯著提高了頻譜利用率。圖1是一個(gè)典型的OFDM系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。輸入的數(shù)據(jù)流經(jīng)過串/并變換,成為并行的低速數(shù)據(jù)流。各條并行數(shù)據(jù)流分別被不同的載波頻率調(diào)制。OFDM的調(diào)制和解調(diào)采用一對(duì)IFFT/FFT(反快速傅立葉變換/快速傅立葉變換)來實(shí)現(xiàn),這使其實(shí)現(xiàn)過程變得簡(jiǎn)單。
OFDM技術(shù)雖然具有很多優(yōu)越性,但其在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)也存在很多技術(shù)難點(diǎn)需要克服。其中最主要的技術(shù)難點(diǎn)體現(xiàn)在OFDM系統(tǒng)對(duì)載波頻率偏差和相位噪聲很敏感,對(duì)同步要求非常高。這是因?yàn)檩d波頻率的偏差和噪聲會(huì)使子信道之間產(chǎn)生干擾,從而不能滿足OFDM技術(shù)對(duì)子信道之間嚴(yán)格正交的要求。如果各子信道不能做到嚴(yán)格正交,將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的信道間干擾,使整個(gè)OFDM系統(tǒng)的性能嚴(yán)重下降。目前,人們?yōu)榻鉀QOFDM系統(tǒng)對(duì)同步要求高的問題,提出了多種OFDM同步算法,如ESPRIT同步算法和ML估計(jì)算法等。但這些算法各有利弊,并不能從根本上解決問題。而且使用這些算法無(wú)疑會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。
當(dāng)前,人們發(fā)現(xiàn)某些采用特定編碼方式的正交擴(kuò)頻碼具有零干擾窗的特性,例如LAS碼、CCK碼等。所謂零干擾窗又稱零相關(guān)窗,是指其地址碼的自相關(guān)函數(shù)是理想的,互相關(guān)函數(shù)中在一定的偏移范圍內(nèi)(窗口內(nèi))也是理想的,即完全沒有付峰,在上面所述的窗口外僅有稀疏的付峰,就如圖2所示的LAS-CDMA地址碼的相關(guān)函數(shù)那樣。我們稱距離原點(diǎn)最近的一對(duì)付峰間的區(qū)間為零干擾窗,凡是落在零干擾窗內(nèi)的其它地址碼的信號(hào)都不會(huì)產(chǎn)生干擾。將這一特性應(yīng)用在OFDM系統(tǒng)之中,就有可能解決其同步要求高、實(shí)現(xiàn)難度大的技術(shù)難題。但是,就本申請(qǐng)人所知,目前尚沒有在OFDM系統(tǒng)中應(yīng)用正交擴(kuò)頻碼零干擾窗特性的技術(shù)方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的空白,提供一種利用具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻/解擴(kuò)操作,形成在頻率上排列的零干擾窗,由此克服相鄰正交子載波的相互干擾,改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的,本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案一種用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于在OFDM系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制之前,采用具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼對(duì)信息符號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻;然后在接收端用所述正交擴(kuò)頻碼解擴(kuò)出所述信息符號(hào)。
所述正交擴(kuò)頻碼的非循環(huán)自相關(guān)序列和非循環(huán)互相關(guān)序列在一定的位移范圍內(nèi)至少具有一個(gè)零相關(guān)的窗口。
所述正交擴(kuò)頻碼為L(zhǎng)AS碼。
或者,所述正交擴(kuò)頻碼為CCK碼。
在所述OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端,發(fā)射信息經(jīng)過編碼后分為至少一組,對(duì)每一組按照一個(gè)OFDM子載波的調(diào)制比特?cái)?shù)進(jìn)行分段,對(duì)每段根據(jù)OFDM子載波調(diào)制所需要的比特星座映射規(guī)則映射為復(fù)數(shù)符號(hào)。
或者,在所述OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端具有至少一組用戶信息,各組用戶信息分別進(jìn)行編碼后,對(duì)每組用戶信息按照一個(gè)OFDM子載波的調(diào)制比特?cái)?shù)進(jìn)行分段,對(duì)每段根據(jù)OFDM子載波調(diào)制所需要的比特星座映射規(guī)則映射為復(fù)數(shù)符號(hào)。
在所述OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端,將OFDM中所有的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行分組,每組子載波數(shù)為所述正交擴(kuò)頻碼的長(zhǎng)度,并且同一組中的子載波在頻率上是相鄰的。
在所述OFDM系統(tǒng)的接收端,對(duì)接收到的基帶復(fù)數(shù)信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換之后,首先進(jìn)行頻域均衡處理,再用所述正交擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)處理。
所述頻域均衡處理可以采用OFDM系統(tǒng)使用的導(dǎo)頻子載波方式,也可以采用CDMA系統(tǒng)中的FSm碼字做導(dǎo)頻信道來進(jìn)行信道估計(jì)和補(bǔ)償。
本發(fā)明所述的利用具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法充分利用了特定正交擴(kuò)頻碼的零干擾窗特性,有效克服了載波頻率偏移、噪聲等因素對(duì)OFDM系統(tǒng)同步性能的影響,為OFDM系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。另外,該方法也進(jìn)一步拓寬了具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼的應(yīng)用范圍。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為現(xiàn)有的一個(gè)典型的OFDM系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖2為L(zhǎng)AS-CDMA地址碼的相關(guān)函數(shù)示意圖,圖中顯示了該正交擴(kuò)頻碼所提供的零干擾窗。
圖3為采用本發(fā)明所述方法的OFDM系統(tǒng)中,發(fā)射端擴(kuò)頻調(diào)制過程的示意圖。
圖4為采用本發(fā)明所述方法的OFDM系統(tǒng)中,接收端解擴(kuò)過程的示意圖。
圖5為用于驗(yàn)證本發(fā)明所述方法效能的系統(tǒng)仿真臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6a、圖6b、圖6c分別為頻偏fre_off=0時(shí)普通OFDM系統(tǒng),M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,LAS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA的接收信號(hào)星座圖。
圖7a、圖7b、圖7c分別為頻偏fre_off=0.1時(shí)普通OFDM系統(tǒng),M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,LAS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA的接收信號(hào)星座圖。
圖8a、圖8b、圖8c分別為頻偏fre_off=0.25時(shí)普通OFDM系統(tǒng),M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,LAS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA的接收信號(hào)星座圖。
圖9a、圖9b、圖9c分別為頻偏fre_off=0.5時(shí)普通OFDM系統(tǒng),M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,LAS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA的接收信號(hào)星座圖。
具體實(shí)施例方式
在對(duì)本發(fā)明所述方法進(jìn)行進(jìn)一步說明之前,首先對(duì)本方法所使用的具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼進(jìn)行說明。前面已經(jīng)提到,具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼常見的有兩種-LAS碼和CCK碼。其中LAS碼由李道本先生在專利號(hào)為ZL 00801970.3,名稱為“一種具有零相關(guān)窗的擴(kuò)頻多址編碼方法”的發(fā)明中首先提出,并且將其作為L(zhǎng)AS-CDMA系統(tǒng)的編碼方案。該LAS碼由LS碼與LA碼構(gòu)成,其中LS碼為基本多用戶接入序列族,LA族起擴(kuò)展接入序列族數(shù)量的作用。LS碼由C碼與S碼合成,C碼與S碼具有相同自相關(guān)峰與互補(bǔ)的峰外特性,合成后形成的LS碼自相關(guān)峰外側(cè)為全零,LS碼族中各序列之間互相關(guān)全為零。LA碼是三電平碼,它是由一個(gè)具有L個(gè)正交擴(kuò)頻碼的正交碼(取+1和-1值),再在各個(gè)碼元之間插入長(zhǎng)度不等的一串0構(gòu)成。由LS碼和LA碼復(fù)合構(gòu)成的LAS碼具有零相關(guān)窗特性,該零相關(guān)窗的寬度可以預(yù)先設(shè)計(jì)。關(guān)于該編碼方案及其零相關(guān)窗特性的進(jìn)一步說明,請(qǐng)參閱該專利說明書。CCK碼(complementary code keying,互補(bǔ)碼鍵控)是另外一種具有零相關(guān)窗特性的正交擴(kuò)頻碼,它主要在無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)中使用,并已成為IEEE802.11B標(biāo)準(zhǔn)的一部分。相比較而言,LAS碼的零相關(guān)窗特性要比CCK碼好,因?yàn)槠淞阆嚓P(guān)窗不僅數(shù)量多,而且寬度可控,最重要的是滿足零相關(guān)窗條件的碼字?jǐn)?shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CCK碼,這個(gè)對(duì)于實(shí)際的應(yīng)用有直接的意義,即保證可用的用戶數(shù)量或用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CCK碼,因此在下面的具體實(shí)施方式
中,所說的具有零相關(guān)窗特性的正交擴(kuò)頻碼均以LAS碼為例。
在OFDM系統(tǒng)中,使用不同的子載波來承載不同的信息符號(hào)。為了充分利用LAS碼的零相關(guān)窗特性,我們讓OFDM系統(tǒng)的信道編碼采用上述的LAS碼,用OFDM不同的子載波來承載不同的LAS正交擴(kuò)頻碼的碼片(CHIP)。這樣,原來在時(shí)間軸上排列的LAS-CDMA系統(tǒng)的碼片就通過OFDM方法使其在頻率軸上排列,LAS碼所具有的時(shí)域上的零相關(guān)窗也隨之在頻域上分布。OFDM系統(tǒng)由于子載波頻率不正交而造成的問題在這里就變成了頻域的不同子載波之間的相互干擾,而這種干擾又以相鄰子載波的干擾為主。由于在信道編碼過程中引入了具有零干擾窗特性的LAS碼,其零相關(guān)窗在頻域的排列就可以克服相鄰子載波的相互干擾,從而改善OFDM系統(tǒng)的同步性能。這就是本發(fā)明所述方法的基本原理。
本發(fā)明所述方法概括地說,就是首先在發(fā)送端,在OFDM調(diào)制之前增加用具有零干擾窗的CDMA正交擴(kuò)頻碼來對(duì)信息符號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻;然后在接收端進(jìn)行FFT變換之后用該正交擴(kuò)頻碼解擴(kuò)出信息符號(hào)。
為了更清楚地說明本發(fā)明所述方法的實(shí)現(xiàn)過程,下面將上述過程分為發(fā)射端擴(kuò)頻調(diào)制和接收端解擴(kuò)兩個(gè)階段具體加以說明。
在這里,首先定義LAS正交擴(kuò)頻碼的長(zhǎng)度為2N,N為自然數(shù)。N個(gè)擴(kuò)頻序列為FS1,F(xiàn)S2,...,F(xiàn)SN,每個(gè)OFDM子載波的調(diào)制比特?cái)?shù)為M,M也為自然數(shù)。
圖3為采用本發(fā)明所述方法的OFDM系統(tǒng)中,發(fā)射端擴(kuò)頻調(diào)制過程的示意圖。
如圖3所示,在發(fā)送端,發(fā)射信息經(jīng)過編碼后分為N組,分別記為S1,S2,...,SN,對(duì)每組以長(zhǎng)度M比特進(jìn)行分段,共分為j段,對(duì)每段M比特根據(jù)OFDM子載波調(diào)制所需要的比特星座映射規(guī)則映射為復(fù)數(shù)符號(hào)S11,S12,...,S21,S22,...,SN1,SN2,...Sij,其中Sij表示其為第i組第j個(gè)符號(hào)。圖中所示的上述進(jìn)程也可以有另外一種含義,即N組不同用戶信息分別進(jìn)行編碼后,對(duì)每組用戶信息按照長(zhǎng)度M比特進(jìn)行分段,共分為j段,并以前面所述相同方式進(jìn)行比特星座映射,同樣也可以得到復(fù)數(shù)符號(hào)S11,S12,...,S21,S22,...,SN1,SN2,...Sij,其中Sij為第i個(gè)用戶的第j個(gè)符號(hào)。
在完成比特星座映射之后,對(duì)每個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)利用前面提到的LAS正交擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻,第i組符號(hào)所用的擴(kuò)頻序列為FSi。對(duì)N組已擴(kuò)頻序列相加,得到調(diào)制數(shù)據(jù)序列D1,D2,...,Dk,...,其中Di=Si1FS1+Si2FS2+...+SiNFSN=(d1,d2,...,d2N)。將OFDM中所有的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行分組C1,C2,...,Ck,...,每組子載波數(shù)為擴(kuò)頻序列長(zhǎng)度2NCi1,Ci2,...,Ci2N,并且同一組中的子載波在頻率上是相鄰的。用調(diào)制數(shù)據(jù)序列D1,D2,...,Dk,...分別對(duì)OFDM中的各組子載波進(jìn)行調(diào)制,其中dik調(diào)制到Cik上。這里的K表示把OFDM的所有傳送數(shù)據(jù)的子載波分成K段,每段正好傳送一個(gè)承載若干調(diào)制數(shù)據(jù)的LAS碼字。例如,LAS碼字的長(zhǎng)度是32,而OFDM一共有256個(gè)子載波傳送數(shù)據(jù),那么我們就可以把256個(gè)子載波分成8段,K=8,每段32個(gè)子載波正好是LAS碼字的長(zhǎng)度32,而每段LAS碼字?jǐn)?shù)量有16個(gè),那么可以在一個(gè)OFDM符號(hào)周期內(nèi)同時(shí)傳送8×16=128個(gè)符號(hào)。
圖4為采用本發(fā)明所述方法的OFDM系統(tǒng)中,接收端解擴(kuò)過程的示意圖。
接收端對(duì)接收到的基帶復(fù)數(shù)信號(hào)首先進(jìn)行頻偏校正、時(shí)鐘同步、幀同步、去循環(huán)前綴處理等常規(guī)處理。對(duì)經(jīng)過上述處理后的復(fù)數(shù)信號(hào)進(jìn)行FFT計(jì)算,然后進(jìn)行頻域均衡處理,得到每個(gè)子載波調(diào)制的數(shù)據(jù)drik,其下標(biāo)和發(fā)射端的子載波編號(hào)一致。用擴(kuò)頻序列FSj對(duì)第i組接收數(shù)據(jù)Dri=(dri1,dri2,...,dri2N)進(jìn)行解擴(kuò)得到Srij=dri1FSj1+dri2FSj2+...+dri2NFSj2N。用N組擴(kuò)頻序列對(duì)每組接收數(shù)據(jù)解擴(kuò)得到N個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)Srij,i=1,2,...,j=1,2,...,N。然后對(duì)數(shù)據(jù)序列Srij進(jìn)行比特映射譯碼等后續(xù)處理。處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)重組后即成為接收信息。
在上述的擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)的過程中,比特星座映射、頻偏校正、時(shí)鐘同步、幀同步、去循環(huán)前綴等操作都是現(xiàn)有移動(dòng)通信領(lǐng)域常規(guī)的操作。頻域均衡可以采用OFDM系統(tǒng)所使用的導(dǎo)頻子載波方式,也可以采用CDMA系統(tǒng)中的FSm碼字做導(dǎo)頻信道來進(jìn)行信道估計(jì)和補(bǔ)償,這個(gè)操作和一般CDMA的導(dǎo)頻信道或?qū)ьl符號(hào)的常規(guī)操作一樣,在此就不贅述了。
通過上述擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)的操作實(shí)現(xiàn)OFDM系統(tǒng)的同步性能改善的關(guān)鍵在于擴(kuò)頻序列具有零干擾窗特性,即其非循環(huán)自相關(guān)序列和非循環(huán)互相關(guān)序列要在一定的位移范圍內(nèi)有一個(gè)零相關(guān)的窗口。設(shè)Rij(n)為擴(kuò)頻序列i和j的非循環(huán)互相關(guān)序列,則Rij(n)應(yīng)當(dāng)滿足Rij(n)=0,當(dāng)n=-L,-L+1,...,-1,1,2,...,L,L為自然數(shù),而且在滿足碼字?jǐn)?shù)量的前提下越大越好。LAS正交擴(kuò)頻碼即是滿足上述條件的理想擴(kuò)頻序列。
在上述擴(kuò)頻/解擴(kuò)的過程中,系統(tǒng)同步需要同步到零窗口偏移內(nèi)才能使解擴(kuò)后相關(guān)值為零。在OFDM系統(tǒng)中,這一點(diǎn)由OFDM本身的同步就可以做到。簡(jiǎn)單地講,就是發(fā)送端肯定是知道LAS碼的碼片和子載波的對(duì)應(yīng)關(guān)系的,但是接收端也需要知道這種對(duì)應(yīng)關(guān)系才能夠解擴(kuò)。而OFDM系統(tǒng)本身的幀同步要求已經(jīng)提供了這種同步。
本發(fā)明所述的利用具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法不僅具有理論上的合理性,通過仿真計(jì)算也證實(shí)了其具有令人滿意的改善OFDM系統(tǒng)同步性能的效果。
圖5為用于驗(yàn)證本發(fā)明所述方法效能的系統(tǒng)仿真臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
仿真系統(tǒng)包含三種兩種擴(kuò)頻的OFDM系統(tǒng)及一種普通的OFDM系統(tǒng)。兩種擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻序列分別為M序列和LAS-Code擴(kuò)頻序列;而普通的OFDM系統(tǒng)則沒有擴(kuò)頻及解擴(kuò)兩個(gè)模塊。通過對(duì)比接收的星座圖獲得仿真計(jì)算的結(jié)果。
仿真所用的參數(shù)為頻偏/子載波間隔(4種)fre_off(即ε)=0;0.10;0.25;0.5調(diào)制方式BPSKM序列長(zhǎng)度7M序列本征多項(xiàng)式(1,7)即1+x6擴(kuò)頻比64用戶數(shù)16子載波數(shù)64仿真點(diǎn)數(shù)200LAS-Code的碼組(1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31)這里,零相關(guān)窗為7。
圖6a、圖6b、圖6c分別給出了頻偏fre_off=0時(shí)普通OFDM系統(tǒng),M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,LAS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA的接收信號(hào)星座圖,其中圖6a為普通OFDM系統(tǒng),圖6b為M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,圖6c為L(zhǎng)AS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA。
可以看出,在沒有頻偏的時(shí)候,普通的OFDM系統(tǒng)和LAS-Code擴(kuò)頻后的MC-CDMA均不引入干擾,而經(jīng)過M序列擴(kuò)頻后的MC-CDMA就會(huì)引入一定的用戶間的干擾。但是這里的干擾還是很小并且可以忍受的。并不會(huì)產(chǎn)生誤碼。
圖7a、圖7b、圖7c分別給出了頻偏fre_off=0.1時(shí)普通OFDM系統(tǒng),M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,LAS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA的接收信號(hào)星座圖,其中圖7a為普通OFDM系統(tǒng),圖7b為M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,圖7c為L(zhǎng)AS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA。
圖8a、圖8b、圖8c分別給出了頻偏fre_off=0.25時(shí)普通OFDM系統(tǒng),M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,LAS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA的接收信號(hào)星座圖,其中圖8a為普通OFDM系統(tǒng),圖8b為M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,圖8c為L(zhǎng)AS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA。
在頻偏為0.1及0.25時(shí),所有OFDM系統(tǒng)的接收信號(hào)會(huì)產(chǎn)生很大的旋轉(zhuǎn),同時(shí)接收信號(hào)有發(fā)散現(xiàn)象。這種相位旋轉(zhuǎn)是可以容忍的,因?yàn)椴⒉划a(chǎn)生誤碼,使用均衡等方法就可以對(duì)其進(jìn)行糾正。但是接收信號(hào)的發(fā)散則是不能忍受的,因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致誤碼的產(chǎn)生。這種情況對(duì)普通OFDM系統(tǒng)影響最為嚴(yán)重,而經(jīng)過M序列擴(kuò)頻后的MC-CDMA系統(tǒng)在一定程度上改善了這個(gè)問題,但是比無(wú)頻偏的情況下顯然嚴(yán)重了許多,這樣,在系統(tǒng)存在噪聲的情況下也相對(duì)容易出現(xiàn)誤碼。但是經(jīng)過LAS-Code擴(kuò)頻之后的MC-CDMA系統(tǒng)則顯然大大改善了此性能,接收信號(hào)幾乎不發(fā)散。由此說明LAS-coded-OFDM系統(tǒng)有較強(qiáng)的抗系統(tǒng)頻偏能力。
圖9a、圖9b、圖9c分別給出了頻偏fre_off=0.5時(shí)普通OFDM系統(tǒng),M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,LAS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA的接收信號(hào)星座圖,其中圖9a為普通OFDM系統(tǒng),圖9b為M序列擴(kuò)頻后MC-CDMA,圖9c為L(zhǎng)AS-Code擴(kuò)頻后MC-CDMA。
在頻偏為0.5時(shí)是一種極限狀態(tài),這種情況下的效果對(duì)比很明顯,LAS-MC-CDMA系統(tǒng)的星座圖只有極少的發(fā)散,這種特性使LAS-OFDM系統(tǒng)的抗頻偏特性極佳。這是由于LAS-Code的零相干窗所帶來的好處,這是其他擴(kuò)頻序列所不滿足的。
由于本方法的特點(diǎn)是在發(fā)送端OFDM的IFFT之前用LAS正交擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻,然后在收端FFT之后用LAS正交擴(kuò)頻碼解擴(kuò)出符號(hào)。OFDM的優(yōu)勢(shì)得以保存,由于高速移動(dòng)等原因造成的子載波的正交性的破壞則由下一級(jí)的LAS正交擴(kuò)頻碼解擴(kuò)來消除。同時(shí)LAS正交擴(kuò)頻碼解擴(kuò)還能進(jìn)一步減少噪聲的影響,即還能獲得一般CDMA的增益,同時(shí)保留OFDM技術(shù)的特點(diǎn)。另外,因?yàn)镺FDM加上CDMA,還可以用CDMA的特性來組網(wǎng),這樣可以彌補(bǔ)OFDM在組網(wǎng)方面的不足。
上面雖然通過實(shí)施例描繪了本發(fā)明,但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道,本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神,所附的權(quán)利要求將包括這些變形和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于在OFDM系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制之前,采用具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼對(duì)信息符號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻;然后在接收端用所述正交擴(kuò)頻碼解擴(kuò)出所述信息符號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于所述正交擴(kuò)頻碼的非循環(huán)自相關(guān)序列和非循環(huán)互相關(guān)序列在一定的位移范圍內(nèi)至少具有一個(gè)零相關(guān)的窗口。
3.如權(quán)利要求2所述的用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于所述正交擴(kuò)頻碼為L(zhǎng)AS碼。
4.如權(quán)利要求2所述的用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于所述正交擴(kuò)頻碼為CCK碼。
5.如權(quán)利要求1所述的用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于在所述OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端,發(fā)射信息經(jīng)過編碼后分為至少一組,對(duì)每一組按照一個(gè)OFDM子載波的調(diào)制比特?cái)?shù)進(jìn)行分段,對(duì)每段根據(jù)OFDM子載波調(diào)制所需要的比特星座映射規(guī)則映射為復(fù)數(shù)符號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于在所述OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端具有至少一組用戶信息,各組用戶信息分別進(jìn)行編碼后,對(duì)每組用戶信息按照一個(gè)OFDM子載波的調(diào)制比特?cái)?shù)進(jìn)行分段,對(duì)每段根據(jù)OFDM子載波調(diào)制所需要的比特星座映射規(guī)則映射為復(fù)數(shù)符號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于在所述OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端,將OFDM中所有的數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行分組,每組子載波數(shù)為所述正交擴(kuò)頻碼的長(zhǎng)度,并且同一組中的子載波在頻率上是相鄰的。
8.如權(quán)利要求1所述的用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于在所述OFDM系統(tǒng)的接收端,對(duì)接收到的基帶復(fù)數(shù)信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換之后,首先進(jìn)行頻域均衡處理,再用所述正交擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)處理。
9.如權(quán)利要求8所述的用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,其特征在于所述頻域均衡處理可以采用OFDM系統(tǒng)使用的導(dǎo)頻子載波方式,也可以采用CDMA系統(tǒng)中的FSm碼字做導(dǎo)頻信道來進(jìn)行信道估計(jì)和補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于改善OFDM系統(tǒng)同步性能的方法,它是在OFDM系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制之前,采用具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼對(duì)信息符號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻;然后在接收端進(jìn)行快速傅立葉變換之后用正交擴(kuò)頻碼解擴(kuò)出信息符號(hào)。本方法充分利用了特定正交擴(kuò)頻碼的零干擾窗特性,有效克服了載波頻率偏移、噪聲等因素對(duì)OFDM系統(tǒng)同步性能的影響,為OFDM系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。另外,本方法也進(jìn)一步拓寬了具有零干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1753394SQ20041000959
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2004年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者張宇 申請(qǐng)人:方正通信技術(shù)有限公司