專(zhuān)利名稱:一種改善ofdm系統(tǒng)子載波間干擾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用具有低干擾窗特性的擴(kuò)頻碼來(lái)改善OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)因頻偏或多普勒頻率等引起的子載波干擾(ICI)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)境下的寬帶傳輸技術(shù)，能夠同時(shí)滿足寬帶傳輸和抗多徑干擾兩方面的要求，不僅能夠提高頻譜利用率，提供更高的數(shù)據(jù)吞吐率，還能夠有效抑制多徑干擾，在無(wú)線通信領(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。
圖1是典型的OFDM系統(tǒng)的信號(hào)處理過(guò)程示意圖。OFDM技術(shù)雖然對(duì)無(wú)線多徑信道具有很好的適應(yīng)性，但是對(duì)頻偏、多普勒頻率引起的子載波不正交從而導(dǎo)致子載波間干擾(ICI)卻比較敏感。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)和基站接收到的信號(hào)都存在多普勒頻偏或者多普勒擴(kuò)展。另外，由于各移動(dòng)臺(tái)的參考頻率是獨(dú)立的，盡管可以通過(guò)頻率同步使移動(dòng)臺(tái)的參考頻率同步到基站參考頻率，但是總會(huì)有剩余頻差存在，各移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的上行信號(hào)不會(huì)嚴(yán)格頻率同步。因此，在OFDM無(wú)線通信系統(tǒng)中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于移動(dòng)狀態(tài)下，或上行傳輸采用頻分多址，就存在ICI，從而限制了系統(tǒng)的性能。
目前廣泛使用的擴(kuò)頻碼主要是M序列和LAS碼。M序列的非零自相關(guān)值比較小，但是互相關(guān)值比較大；LAS碼的自相關(guān)和互相關(guān)序列在零偏移附近的相關(guān)值為零，但是LS碼本身沒(méi)有保護(hù)間隔，需要在LS碼插入保護(hù)間隔，降低了頻譜效率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用具有低干擾窗特性的正交擴(kuò)頻碼在頻域，即，在OFDM的各個(gè)子載波上，進(jìn)行擴(kuò)頻/解擴(kuò)操作，減小由于頻偏或者多普勒頻率造成的子載波之間的相互干擾，改善OFDM系統(tǒng)移動(dòng)接收性能和上行傳輸性能的方法。
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)方案一種改善OFDM系統(tǒng)子載波間干擾的方法，其特征在于包括以下步驟
1)在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端，對(duì)各個(gè)用戶數(shù)據(jù)選擇不同的擴(kuò)頻碼，確定調(diào)制方式；2)在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端，對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并進(jìn)行星座映射；3)在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端，利用步驟1)中選擇的所述擴(kuò)頻碼，對(duì)星座映射后相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，并相加，得到全部用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻結(jié)果；4)在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端，將步驟3)中得到的全部用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻結(jié)果頻域變換和數(shù)模變換后發(fā)送出去；5)在OFDM系統(tǒng)接收端，接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行前端處理、模數(shù)變換和頻域變換后，利用步驟1)中選擇的所述擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)；以及6)在OFDM系統(tǒng)接收端，通過(guò)星座映射和解碼，得到用戶數(shù)據(jù)。
其中，步驟2)中，對(duì)編碼后用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分組和分段，對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行星座映射。
所述分組和分段步驟是指，根據(jù)步驟1)中所述調(diào)制方式和所述擴(kuò)頻碼的個(gè)數(shù)及碼字長(zhǎng)度，將編碼后的信息比特分組和分段，其中，所述分組中的分段數(shù)小于或等于所述擴(kuò)頻碼的個(gè)數(shù)，每個(gè)所述分段中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度決定于所述調(diào)制方式。
步驟3)中對(duì)星座映射后相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，是指將經(jīng)過(guò)星座映射后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，分組組數(shù)小于等于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，然后再利用步驟1)中選擇的所述擴(kuò)頻碼對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
如果所述分組組數(shù)小于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，則，用所述擴(kuò)頻碼中與所述分組組數(shù)相同數(shù)目的擴(kuò)頻碼分別對(duì)所述每組數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
所述擴(kuò)頻碼是具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼，其不同碼之間正交，而且在靠近零偏移的窗口內(nèi)，除零之外，所述擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)值低于設(shè)定值的擴(kuò)頻碼。
所述具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)值越靠近零偏移，相關(guān)值越小。
所述具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼是在CCK碼的分量碼之間插入保護(hù)間隔得到的，或者是在LAS碼之間插入保護(hù)間隔得到的。
所述的保護(hù)間隔是插入在分量碼之間或分量碼邊上的連續(xù)的零，所述插入在分量碼之間的零的個(gè)數(shù)等于分量碼的長(zhǎng)度；所述插入在分量碼邊上的連續(xù)的零的個(gè)數(shù)不低于分量碼的長(zhǎng)度的一半。
所述的保護(hù)間隔是插入在LAS碼之間或LAS碼邊上的連續(xù)的零，所述插入在LAS碼之間的零的個(gè)數(shù)等于LAS碼零干擾窗的大小的1/2；所述插入在LAS碼邊上的連續(xù)的零的個(gè)數(shù)不低于LAS碼零干擾窗的大小的1/4。
步驟3)中所述擴(kuò)頻步驟之后，還包括對(duì)OFDM調(diào)制步驟，將OFDM的子載波分為兩部分，一部分進(jìn)行常規(guī)OFDM調(diào)制，另一部分進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。
進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的子載波可以是連續(xù)的，也可以是分段連續(xù)的；如果是分段連續(xù)的，那么一段數(shù)據(jù)的相鄰數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的子載波也是相鄰的。
一種改善OFDM系統(tǒng)子載波間干擾的信號(hào)處理電路，包括順序連接的編碼電路、比特星座映射電路，IFFT變換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、模擬前端處理電路，其特征在于所述比特星座映射電路與所述IFFT變換電路之間還包括擴(kuò)頻電路和加法電路，其中擴(kuò)頻電路對(duì)星座映射后用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，并且在加法電路中對(duì)擴(kuò)頻結(jié)果執(zhí)行相加，得到全部用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻結(jié)果。
所述擴(kuò)頻電路將經(jīng)過(guò)星座映射后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，分組組數(shù)小于等于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，然后再對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻；如果所述分組組數(shù)小于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，則，用所述擴(kuò)頻碼中與所述分組組數(shù)相同數(shù)目的擴(kuò)頻碼分別對(duì)所述每組數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
所述擴(kuò)頻電路中使用的擴(kuò)頻碼是具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼，其不同碼之間正交，而且在靠近零偏移的窗口內(nèi)，除零之外，所述擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)值低于設(shè)定值的擴(kuò)頻碼。
一種改善OFDM系統(tǒng)子載波間干擾的信號(hào)處理電路，包括順序連接的模擬前端處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、FFT變換電路、星座比特映射電路和解碼電路，其特征在于所述FFT變換電路和所述星座比特映射電路之間還包括解擴(kuò)電路，所述解擴(kuò)電路對(duì)FFT變換電路的輸出進(jìn)行解擴(kuò)。
所述解擴(kuò)電路解擴(kuò)處理所用的擴(kuò)頻碼是具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼，其不同碼之間正交，而且在靠近零偏移的窗口內(nèi)，除零之外，所述擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)值低于設(shè)定值的擴(kuò)頻碼。
本發(fā)明所述的改善OFDM系統(tǒng)子載波間干擾的方法可以減小由于頻偏或者多普勒頻率造成的子載波之間的相互干擾，改善OFDM系統(tǒng)移動(dòng)接收性能和上行傳輸性能。
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(shuō)明。
圖1是典型的OFDM系統(tǒng)的信號(hào)處理過(guò)程示意圖。
圖2是擴(kuò)頻OFDM系統(tǒng)信號(hào)處理過(guò)程示意圖。
圖3是直接序列擴(kuò)頻OFDM與常規(guī)OFDM在頻偏下的子載波干擾性能對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式首先，本發(fā)明需要選擇一個(gè)低干擾窗特性的擴(kuò)頻碼。作為示例，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案設(shè)一組擴(kuò)頻碼為C＝(C1，C2，...，CM)，Ci＝(C1i，C2i，...，CNi)，Cij∈{1，0，-1}，M為擴(kuò)頻碼的個(gè)數(shù)，N為擴(kuò)頻碼的長(zhǎng)度。所選擇的擴(kuò)頻碼必須滿足如下原則1.正交性。不同碼之間必須正交。即C1iC1j+C2iC2j+...+CNiCNj＝0對(duì)任意i≠j2.低干擾窗特性。在一定的窗口內(nèi)，擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)應(yīng)當(dāng)比較低。并且越靠近零偏移，相關(guān)值越小。定義碼字序列的非循環(huán)相關(guān)序列為Rij(n)＝c1ic1+nj+c2ic2+nj+...+cN-nicNjn＝-N+1，-N+2，...，N-1對(duì)于具有低干擾窗特性的擴(kuò)頻碼，當(dāng)-W＜＝n＜＝W時(shí)，n越接近零，Maxij{｜Rij(n)|}越接近于零(不考慮Rii(0))。
例如，擴(kuò)頻碼選擇為利用擴(kuò)頻增益為16的LAS碼構(gòu)造的具有低干擾窗擴(kuò)頻碼，記為Ci＝(C1i，C2i，...，C16i)，i＝1，2，3，4，且Cji∈{1，-1}。
如果采用CCK碼來(lái)構(gòu)造具有低干擾窗擴(kuò)頻碼，則分量碼之間需要插入保護(hù)間隔。例如B＝(B11，B12，...，B14；B21，B22，...，B24；B41，B42，...，B44；)，Bij＝(B1ij，B2ij，...，B4ij)，對(duì)應(yīng)的碼字集合C為Ci＝(0，0，B1i1，B2i1，B3i1，B4i1，0，0，0，0，B1i2，B2i2，B3i2，B4i2，0，0，0，0，B1i3，B2i3，B3i3，B4i3，0，0，0，0，B1i4，B2i4，B3i4，B4i4，0，0)。對(duì)于一般的CCK碼，插入在中間的連續(xù)的零的個(gè)數(shù)為分量碼的長(zhǎng)度，邊上的連續(xù)的零的個(gè)數(shù)不低于分量碼的長(zhǎng)度的一半。如果OFDM的子載波采用了CCK碼的擴(kuò)頻調(diào)制和其他調(diào)制方式的混合調(diào)制，可以在CCK擴(kuò)頻和非CCK擴(kuò)頻的邊界上，對(duì)非CCK擴(kuò)頻調(diào)制的子載波調(diào)制零，使得對(duì)非CCK擴(kuò)頻調(diào)制中調(diào)制為零的子載波與CCK擴(kuò)頻調(diào)制中調(diào)制為零的子載波可以構(gòu)成不低于分量碼長(zhǎng)度的相鄰的子載波。
如果采用LAS碼，分量碼之間也需要插入保護(hù)間隔。插入方式與注1類(lèi)似，只是連續(xù)的零的個(gè)數(shù)只與零干擾窗的大小有關(guān)。如果零干擾窗為[-W，W]，則用(W+1)取代注1中的分量碼長(zhǎng)度值。
參照?qǐng)D2所示，基于已選擇的具有低干擾窗特性擴(kuò)頻碼，本發(fā)明擴(kuò)頻OFDM系統(tǒng)信號(hào)處理過(guò)程可以分為以下幾個(gè)步驟1.根據(jù)調(diào)制方式和擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)及長(zhǎng)度，將編碼后的信息比特分組和分段，其中，每組的分段數(shù)小于或等于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，每段數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度由調(diào)制方式?jīng)Q定。
設(shè)擴(kuò)頻碼的個(gè)數(shù)為M，碼字長(zhǎng)度為N，每個(gè)碼字的漢明重量為K(即碼字的非零碼個(gè)數(shù))，每個(gè)子載波調(diào)制的信息比特?cái)?shù)為Q，將編碼后的信息比特分組，每組長(zhǎng)度為mQ，每組分為m段，每段長(zhǎng)度為Q。m小于或等于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)M。每段的Q個(gè)比特屬于同一用戶，同一組的不同段可以屬于不同的用戶，也可以屬于相同用戶。不同組對(duì)應(yīng)的用戶可以相同，也可以不同。
舉例而言，設(shè)經(jīng)過(guò)編碼后的信息比特流為B＝(b1，b2，...，bk，...)。并且OFDM的調(diào)制方式為16QAM，將信息比特流進(jìn)行分組和分段，I＝(I111，I211，I311，I411，I112，I212，I312，I412，I113，I213，I313，I413，I114，I214，I314，I414，I121，I221，I321，I421，...，I1mn，I2mn，I3mn，I4mn，...)，m＝1，2，3，...，n＝1，2，3，4，Ikmn＝b4(4(m-1)+n-1)+k。
2.星座映射。
根據(jù)調(diào)制方式和比特星座圖對(duì)應(yīng)關(guān)系將每段Q比特信息映射為復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)。編碼后的信息比特經(jīng)過(guò)星座映射后成為復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流與信息比特流一樣分組，每組m個(gè)數(shù)據(jù)，m小于或等于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)M。
前述信息比特流經(jīng)過(guò)星座映射后的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)流為D＝(d11，d12，d13，d14，d21，d22，d23，d24，...，dm1，dm2，dm3，dm4，...)。其中dmn是一復(fù)數(shù)，與信息比特(I1mn，I2mn，I3mn，I4mn)對(duì)應(yīng)。具體的對(duì)應(yīng)方式由調(diào)制方式確定。
3.擴(kuò)頻。將M個(gè)擴(kuò)頻碼的m個(gè)碼字分別對(duì)每一組的m個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
擴(kuò)頻操作就是將擴(kuò)頻碼與一個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)相乘。將同一組的m數(shù)據(jù)擴(kuò)頻后的m個(gè)數(shù)據(jù)流相加合并為一個(gè)數(shù)據(jù)流。擴(kuò)頻后的數(shù)據(jù)流也是分組的，每組包含N個(gè)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)于信息比特流分組后的一組比特流經(jīng)過(guò)星座映射和擴(kuò)頻后的數(shù)據(jù)。
前述舉例中，擴(kuò)頻后的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)序列為S＝(s11，s21，....，s161，s12，s22，...，s162，...，s1m，s2m，...，s16m，...)，其中sim＝dm1ci1+dm2ci2+dm3ci3+dm4ci4。
4.OFDM波調(diào)制。首先對(duì)OFDM的子載波分為兩類(lèi)，一類(lèi)進(jìn)行常規(guī)OFDM調(diào)制，另一類(lèi)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的子載波可以是連續(xù)的，也可以是分段連續(xù)的，而且每個(gè)連續(xù)的段是碼字長(zhǎng)度N的整數(shù)倍。對(duì)需要進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的子載波分段，每段包含N個(gè)子載波，并且是相鄰的。將每一段數(shù)據(jù)流分別對(duì)應(yīng)一段需要進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的一段子載波，將每段數(shù)據(jù)流的每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)載波，對(duì)應(yīng)方式需要保證一段數(shù)據(jù)流的相鄰數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的子載波也是相鄰的。
設(shè)OFDM符號(hào)序列為Smb1，Smb2，...，Smbn，...，每個(gè)符號(hào)有16K(小于一個(gè)OFDM符號(hào)的所有子載波數(shù)目)個(gè)子載波進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，將進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的子載波編號(hào)SC111，SC121，...，SC1161，SC112，SC122，...，SC1162，...，SCm1n，SCm2n，...，SCm16n，...。其中m表示子載波所屬的OFDM符號(hào)，n＝1，2，...，K，并且SCmin與SCmi+1n是相鄰的子載波。子載波SCmin對(duì)應(yīng)的調(diào)制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)為si16K(m-1)+n。
5.離散傅利葉反變換(IDFT)。子載波調(diào)制過(guò)后得到頻域數(shù)據(jù)，余下的處理和常規(guī)OFDM調(diào)制相同。
在接收端，按照與發(fā)射端相反的順序處理。
(1)離散傅利葉變換(DFT)。首先對(duì)接收到的基帶信號(hào)進(jìn)行離散傅立葉變換。
(2)解擴(kuò)。將DFT變換后的數(shù)據(jù)按照與發(fā)射端子載波調(diào)制相同的方式分類(lèi)和分段。對(duì)于每一段數(shù)據(jù)，如果該段屬于擴(kuò)頻調(diào)制，就用相應(yīng)的擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)。
(3)星座比特映射和解碼。解擴(kuò)后的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行星座比特映射和解碼，這部分的操作和常規(guī)OFDM解調(diào)相同。
本發(fā)明一個(gè)示例設(shè)定如下參數(shù)OFDM的子載波總數(shù)512子載波編號(hào)-256，-255，...，-1，0，1，...，254，255，0對(duì)應(yīng)直流子載波可用子載波數(shù)384，編號(hào)從-192到-1，和1到192擴(kuò)頻方式所有子載波均采用擴(kuò)頻調(diào)制調(diào)制方式BPSK，0映射為1，1映射為-1
用戶1數(shù)據(jù)110011010010000100010100用戶2數(shù)據(jù)110110101110000101010111用戶3數(shù)據(jù)011111000110110110111111用戶4數(shù)據(jù)0100110010010001101000111.擴(kuò)頻碼的選擇。擴(kuò)頻碼選擇為利用擴(kuò)頻增益為16的LAS碼構(gòu)造的具有低干擾窗擴(kuò)頻碼C1＝(1-1 1 1 1-1-1-1 1 1 1-1 1 1-1 1)C2＝(1-1 1 1-1 1 1 1 1 1 1-1-1-1 1-1)C3＝(1-1-1-1 1-1 1 1 1 1-1 1 1 1 1-1)C4＝(1-1-1-1-1 1-1-1 1-1-1-1-1 1-1-1)2.發(fā)射端的實(shí)現(xiàn)。
(1)擴(kuò)頻碼分配。用戶1使用擴(kuò)頻碼C1，用戶2使用擴(kuò)頻碼C2，用戶3使用擴(kuò)頻碼C3，用戶4使用擴(kuò)頻碼C4；(2)數(shù)據(jù)分組和分段。由于每個(gè)用戶只有一個(gè)擴(kuò)頻碼，所以數(shù)據(jù)不用分組。BPSK的調(diào)制方式每個(gè)星座對(duì)應(yīng)一比特，所以每段數(shù)據(jù)為一比特；(3)星座映射。根據(jù)BPSK調(diào)制方式，數(shù)據(jù)0映射為1，數(shù)據(jù)1映射-1，由此得到各用戶的數(shù)據(jù)星座映射后的結(jié)果為用戶1D1＝(-1-1 1 1-1-1 1-1 1 1-1 1 1 1 1-1 1 1 1-1 1 1 1 1)用戶2D2＝(-1-1 1-1-1 1-1 1-1-1-1 1 1 1 1-1 1-1 1-1 1-1-1-1)用戶3D3＝(1-1-1-1-1-1 1 1 1-1-1 1-1-1 1-1-1 1-1-1-1-1-1-1)用戶4D4＝(1-1 1 1-1-1 1 1-1 1 1-1 1 1 1-1-1 1-1 1 1 1-1-1)(4)擴(kuò)頻。將每個(gè)用戶經(jīng)星座映射后的每個(gè)數(shù)據(jù)乘以相應(yīng)的擴(kuò)頻碼。處理結(jié)果如下用戶1Dk1＝D1*C1＝(-C1-C1 C1 C1-C1-C1 C1-C1 C1 C1-C1 C1 C1 C1 C1-C1 C1 C1 C1-C1 C1 C1 C1 C1)＝(-C1-C1...C1)＝(-1 1-1-1-1 1 1 1-1-1-11-1-1 1-1-1 1-1-1-1 1 1 1-1-1-1 1-1-1 1-1...1-1 1 1 1-1-1-1 1 1 1-1 11-1 1)；
用戶2Dk2＝D2*C2＝(-C2-C2 C2-C2-C2 C2-C2 C2-C2-C2-C2 C2C2 C2 C2-C2 C2-C2 C2-C2 C2-C2-C2-C2)＝(-C2-C2-C2)＝(-11-1-1 1-1-1-1-1-1-1 1 1 1-1 1-1 1-1-1 1-1-1-1-1-1-1 1 1 1-1 1...-1 1-1-1 1-1-1-1-1-1-1 1 1 1-1 1)用戶3Dk3＝D3*C3＝(C3-C3-C3-C3-C3-C3 C3 C3 C3-C3-C3 C3-C3-C3 C3-C3-C3 C3-C3-C3-C3-C3-C3-C3)＝(C3-C3...-C3)＝(1-1-1-1 1-1 1 1 1 1-1 1 1 1 1-1-1 1 1 1-1 1-1-1-1-1 1-1-1-1-1 1...-1 1 1 1-11-1-1-1-1 1-1-1-1-1 1)用戶4Dk4＝D4*C4＝(C4-C4 C4 C4-C4-C4 C4 C4-C4 C4 C4-C4 C4 C4C4-C4-C4 C4-C4 C4 C4 C4-C4-C4)＝(C4-C4...-C4)＝(1-1-1-1-11-1-1 1-1-1-1-1 1-1-1-1 1 1 1 1-1 1 1-1 1 1 1 1-1 1 1...-1 1 1 1 1-1 1 1-11 1 1 1-1 1 1)各用戶擴(kuò)頻后的數(shù)據(jù)相加得到如下的數(shù)據(jù)Dk＝(0 0-4-4 0 0 0 0 0-2-4 2 0 2 0-2-4 4 0 0 0 0 0 0-4-2 0 2 0-20 2...-2 2 2 2 2-2-2-2-2 0 2 0 2 0-2 4)(5)OFDM調(diào)制。將Dk的第1到第192個(gè)數(shù)據(jù)依次調(diào)制到OFDM子載波-192到-1，將Dk的第193到第384個(gè)數(shù)據(jù)依次調(diào)制到OFDM子載波1到192。調(diào)制過(guò)程可以用如下公式表示Xt(n)＝∑1910Dk(m)ejw(m-192)n+∑384193Dk(m)ejw(m-191)n，w＝2π/512，n＝0，1，...，511(6)其它處理。余下的處理和常規(guī)OFDM調(diào)制相同。
3.接收端的實(shí)現(xiàn)。
(1)前端信號(hào)處理，確定進(jìn)行DFT處理的數(shù)據(jù)段。這部分的處理和常規(guī)OFDM接收處理相同。接收的的信號(hào)經(jīng)過(guò)變頻、采樣量化后得到基帶離散數(shù)字信號(hào)，并確定將要進(jìn)行DFT處理的連續(xù)采樣的離散數(shù)字信號(hào)Xr(0)，Xr(1)，...，Xr(511)。
(2)DFT。對(duì)信號(hào)Xr(0)，Xr(1)，...，Xr(511)號(hào)進(jìn)行離散傅立葉變換，得到頻域離散數(shù)字信號(hào)R(n)＝∑5110Xr(m)e-jwmn，w＝2π/512，n＝-192，...，192。
(2)解擴(kuò)。將DFT變換后的數(shù)據(jù)按照與發(fā)射端子載波調(diào)制相同的方式分類(lèi)和分段。對(duì)于每-段數(shù)據(jù)，如果該段屬于擴(kuò)頻調(diào)制，就用相應(yīng)的擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)。計(jì)算解擴(kuò)信號(hào)的公式為Km(n)＝∑150Cm(i)R(16n-192+i)，m＝1，2，3，4，n＝0，...，11Km(n)＝∑161Cm(i-1)R(16n-192+i)，m＝1，2，3，4，n＝12，...，23其中Km(n)表示用戶m的解擴(kuò)后的第n個(gè)數(shù)據(jù)，Cm為第m個(gè)擴(kuò)頻碼。
(3)星座比特映射和解碼。解擴(kuò)后的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行星座比特映射和解碼，這部分的操作和常規(guī)OFDM解調(diào)相同。
圖3是直接序列擴(kuò)頻OFDM與常規(guī)OFDM在頻偏下的子載波干擾性能對(duì)比圖。從圖3可以看出，在頻偏情況下，常規(guī)OFDM的子載波干擾性能比直接序列擴(kuò)頻OFDM相差10dB左右。本發(fā)明直接序列擴(kuò)頻OFDM方法有效改善了子載波間的干擾。
權(quán)利要求
1.一種改善OFDM系統(tǒng)子載波間干擾的方法，其特征在于包括以下步驟1)在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端，對(duì)各個(gè)用戶數(shù)據(jù)選擇不同的擴(kuò)頻碼，確定調(diào)制方式；2)在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端，對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并進(jìn)行星座映射；3)在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端，利用步驟1)中選擇的所述擴(kuò)頻碼，對(duì)星座映射后相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，并相加，得到全部用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻結(jié)果；4)在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端，將步驟3)中得到的全部用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻結(jié)果頻域變換和數(shù)模變換后發(fā)送出去；5)在OFDM系統(tǒng)接收端，接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行前端處理、模數(shù)變換和頻域變換后，利用步驟1)中選擇的所述擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)；以及6)在OFDM系統(tǒng)接收端，通過(guò)星座映射和解碼，得到用戶數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于步驟2)中，對(duì)編碼后用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分組和分段，對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行星座映射。
3.如權(quán)利要求
2所述的方法，其特征在于所述分組和分段步驟是指，根據(jù)步驟1)中所述調(diào)制方式和所述擴(kuò)頻碼的個(gè)數(shù)及碼字長(zhǎng)度，將編碼后的信息比特分組和分段，其中，所述分組中的分段數(shù)小于或等于所述擴(kuò)頻碼的個(gè)數(shù)，每個(gè)所述分段中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度決定于所述調(diào)制方式。
4.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于步驟3)中對(duì)星座映射后相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，是指將經(jīng)過(guò)星座映射后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，分組組數(shù)小于等于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，然后再利用步驟1)中選擇的所述擴(kuò)頻碼對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
5.如權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于如果所述分組組數(shù)小于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，則，用所述擴(kuò)頻碼中與所述分組組數(shù)相同數(shù)目的擴(kuò)頻碼分別對(duì)所述每組數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
6.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述擴(kuò)頻碼是具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼，其不同碼之間正交，而且在靠近零偏移的窗口內(nèi)，除零之外，所述擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)值低于設(shè)定值的擴(kuò)頻碼。
7.如權(quán)利要求
6所述的方法，其特征在于所述具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)值越靠近零偏移，相關(guān)值越小。
8.如權(quán)利要求
6所述的方法，其特征在于所述具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼是在CCK碼的分量碼之間插入保護(hù)間隔得到的，或者是在LAS碼之間插入保護(hù)間隔得到的。
9.如權(quán)利要求
8所述的方法，其特征在于所述的保護(hù)間隔是插入在分量碼之間或分量碼邊上的連續(xù)的零，所述插入在分量碼之間的零的個(gè)數(shù)等于分量碼的長(zhǎng)度；所述插入在分量碼邊上的連續(xù)的零的個(gè)數(shù)不低于分量碼的長(zhǎng)度的一半。
10.如權(quán)利要求
8所述的方法，其特征在于所述的保護(hù)間隔是插入在LAS碼之間或LAS碼邊上的連續(xù)的零，所述插入在LAS碼之間的零的個(gè)數(shù)等于LAS碼零干擾窗的大小的1/2；所述插入在LAS碼邊上的連續(xù)的零的個(gè)數(shù)不低于LAS碼零干擾窗的大小的1/4。
11.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于步驟3)中所述擴(kuò)頻步驟之后，還包括對(duì)OFDM調(diào)制步驟，將OFDM的子載波分為兩部分，一部分進(jìn)行常規(guī)OFDM調(diào)制，另一部分進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。
12.如權(quán)利要求
11所述的方法，其特征在于進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的子載波可以是連續(xù)的，也可以是分段連續(xù)的；如果是分段連續(xù)的，那么一段數(shù)據(jù)的相鄰數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的子載波也是相鄰的。
13.一種改善OFDM系統(tǒng)子載波間干擾的信號(hào)處理電路，包括順序連接的編碼電路、比特星座映射電路，IFFT變換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、模擬前端處理電路，其特征在于所述比特星座映射電路與所述IFFT變換電路之間還包括擴(kuò)頻電路和加法電路，其中擴(kuò)頻電路對(duì)星座映射后用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，并且在加法電路中對(duì)擴(kuò)頻結(jié)果執(zhí)行相加，得到全部用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻結(jié)果。
14.如權(quán)利要求
13所述信號(hào)處理電路，其特征在于所述擴(kuò)頻電路將經(jīng)過(guò)星座映射后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，分組組數(shù)小于等于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，然后再對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻；如果所述分組組數(shù)小于擴(kuò)頻碼個(gè)數(shù)，則，用所述擴(kuò)頻碼中與所述分組組數(shù)相同數(shù)目的擴(kuò)頻碼分別對(duì)所述每組數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
15.如權(quán)利要求
13所述信號(hào)處理電路，其特征在于所述擴(kuò)頻電路中使用的擴(kuò)頻碼是具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼，其不同碼之間正交，而且在靠近零偏移的窗口內(nèi)，除零之外，所述擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)值低于設(shè)定值的擴(kuò)頻碼。
16.一種改善OFDM系統(tǒng)子載波間干擾的信號(hào)處理電路，包括順序連接的模擬前端處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、FFT變換電路、星座比特映射電路和解碼電路，其特征在于所述FFT變換電路和所述星座比特映射電路之間還包括解擴(kuò)電路，所述解擴(kuò)電路對(duì)FFT變換電路的輸出進(jìn)行解擴(kuò)。
17.如權(quán)利要求
16所述信號(hào)處理電路，其特征在于所述解擴(kuò)電路解擴(kuò)處理所用的擴(kuò)頻碼是具有低干擾窗的擴(kuò)頻碼，其不同碼之間正交，而且在靠近零偏移的窗口內(nèi)，除零之外，所述擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)值低于設(shè)定值的擴(kuò)頻碼。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改善OFDM系統(tǒng)子載波間干擾的方法及實(shí)現(xiàn)電路。該方法包括以下步驟在發(fā)送端，對(duì)各個(gè)用戶數(shù)據(jù)選擇不同的擴(kuò)頻碼，確定調(diào)制方式；對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并進(jìn)行星座映射；利用選擇的所述擴(kuò)頻碼，對(duì)星座映射后相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，并相加，得到全部用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻結(jié)果；將得到的全部用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻結(jié)果頻域變換和數(shù)模變換后發(fā)送出去；在接收端，接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行前端處理、模數(shù)變換和頻域變換后，利用選擇的所述擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)；以及通過(guò)星座映射和解碼，得到用戶數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以減小由于頻偏或者多普勒頻率造成的子載波之間的相互干擾，改善OFDM系統(tǒng)移動(dòng)接收性能和上行傳輸性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1992689SQ200510048874
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月31日
發(fā)明者康良川 申請(qǐng)人:方正通信技術(shù)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan