接收分段均衡方法

正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)已廣泛應(yīng)用在有線與無線通信系統(tǒng)中，成為新一代無線傳輸?shù)暮蜻x方案。OFDM信號通過逆快速傅里葉變換(IFFT)實現(xiàn)，接收端通過FFT恢復(fù)，故在實現(xiàn)上較為簡單。但收端要求子載波間有較好的正交性，如果收發(fā)兩端頻率不是精確同步，或者接收端在高速移動環(huán)境下產(chǎn)生多普勒擴展，就會破壞接收機子載波間的正交性，產(chǎn)生載波間干擾(ICI)[1]。為了提高系統(tǒng)性能，需要采用精確的頻率同步方式，對殘余的頻率偏移進行補償，同時，對多普勒頻率擴展也要有較好的處理措施。

對于收發(fā)兩端頻率不完全同步引起的頻偏或本振頻率漂移引起的頻偏，在一個相對短的時間內(nèi)，可看成穩(wěn)定、靜態(tài)的。因此，可采取跟蹤、頻偏估計的方法來實現(xiàn)頻率同步[2~4]。當(dāng)進行頻率同步和頻偏補償后，還有較小殘余偏差產(chǎn)生的載波間干擾，故采用載波間干擾消除方式來提高系統(tǒng)的信噪比。目前針對頻偏引起的ICI消除方式主要有頻域均衡、時域加窗、ICI自消除方案和選擇符號映射與部分序列傳輸?shù)姆椒╗5~8]，且都能取得較好的效果。對于接收機高速移動產(chǎn)生的多普勒擴展，隨著移動速度與運動環(huán)境的變化而變化，無法進行跟蹤補償，只能用載波間干擾消除方法來提高接收機性能。將ICI自消除方案應(yīng)用于多普勒擴展環(huán)境也能收到較好效果[7]，但需要用兩個或多個子載波傳輸一路數(shù)據(jù)，頻譜效率有較大的降低。文獻[9]提出了一種頻域均衡方法，具有較高的實現(xiàn)復(fù)雜度，但性能提高較小，且只有在信噪比較高時才有效。針對快速移動下的OFDM載波間干擾，本文將討論一種接收分段均衡方法。

分段均衡方法
將一個時變的OFDM符號分為多個子符號段，每一小段里的信道參數(shù)不變或變化量很小。具體操作如下：設(shè)OFDM的子載波數(shù)為N，將正確同步的OFDM時域符號在刪除保護間隔以后，切取長度為N點的OFDM符號，并分為m段，每段長度為N/m。將每一小段按原來在OFDM時域符號的位置前后補零，得到長度為N的OFDM符號，再作N點FFT變換到頻域；用估計出的對應(yīng)于該段數(shù)據(jù)的信道頻域參數(shù)分別對其均衡，將均衡后的結(jié)果相加求和，再進行判決，解調(diào)得到信源信號，其操作過程如圖1所示，圖中是將OFDM符號分為四段均衡，將接收到的一個OFDM符號經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換分成均勻的4段，按分段數(shù)據(jù)在原來OFDM符號中的位置前后補零到符號長度為N，然后分別經(jīng)過FFT變換得到長度為N的頻域數(shù)據(jù)；同時，將時域信道參數(shù)也分為四段，分別進行FFT得到分段頻域信道參數(shù)H1、H2、H3、H4，然后用分段后的頻域數(shù)據(jù)與分段后的頻域信道參數(shù)分別進行相除均衡，將均衡后的結(jié)果進行合并，再送到調(diào)制解調(diào)器進行解調(diào)。通過分段，減小了信道時變對載波間干擾的影響。

圖1 分段均衡示意圖