[发明专利]一种新型正交频分复用系统信号处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及正交频分复用系统的接收机信号处理技术，具体涉及一种新型正交频分复用系统信号处理方法及装置。

背景技术

正交频分复用（OFDM）是一种将发送的数据调制到一系列正交的子载波上传送出去的技术。目前OFDM被广泛的应用于宽带数字通信、基于无线信道或者同轴线信道传输的数字电视及广播系统、无线网络以及LTE移动通信系统等方面。

众所周知，多载波的相干OFDM系统和单载波系统相比，对发射机中晶体振荡器引入的相位噪声更加敏感，特别是在子载波间隔较小或者使用高阶调制的情况下，振荡器相位噪声会严重影响OFDM系统的传输性能。相位噪声在OFDM系统中会引起公共相位误差（CPE）和子载波间干扰（ICI）。考虑到在实际系统应用中信号处理算法需要低复杂度，很多文献中报道的试验系统中使用的相位噪声抑制算法主要是实现CPE的抑制，相位噪声引起的ICI被近似为高斯噪声忽略掉了，具体请参考如下文献：1）X.Yi et.al.,“Phase noise effects on high spectral efficiency coherent optical OFDM transmission”,Journal of Lightwave Technology，vol.26,no.10,pp.1309-1316,2008；2）W.Shieh,“Maximum-likelihood phase and channel estimation for coherent optical OFDM”,IEEE Photonics Technology Letters,vol.20,no.12,pp.919-921,2008；3）S.Wu et.al.,“A phase noise suppression algorithm for OFDM-based WLANs”,IEEE Communication Letters,vol.6,no.12,pp.535-537,2002。

文献“C.Yang et.al.，Phase noise suppression for coherent optical block transmission systems:a unified framework,Optics Express,vol.19,no.18,Optics Express,2011.”中提出了一种相位噪声抑制方法，可以同时有效抑制相位噪声导致的CPE和ICI，并且和仅仅补偿CPE的算法相比，复杂度的增加非常的有限。但是该算法是针对光纤通信系统设计的，光纤通信系统的一个重要特点是使用较低阶的调制格式，如QPSK；同时应用该算法的前提是发射机必须使用导频。对于基于同轴线传输的OFDM系统，系统传输距离比较短，信道较好，调制方式上希望能够采用高阶调制，如1024QAM，甚至是4096QAM，同时尽量的不使用导频或者使用极少量导频来提高频谱效率。因此，上述算法不能用于该应用背景下的相位噪声抑制。

发明内容

本发明目的在于针对上述问题，提供一种新型OFDM系统信号接收方法和装置，针对高阶调制（如1024QAM、4096QAM）的OFDM传输系统，可在系统不使用导频或者仅使用极稀少导频的前提下获得较好的相位噪声抑制性能，可以进一步提高OFDM系统的频谱效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种正交频分复用系统信号处理方法，其步骤包括：

1）通过射频前端对接收的OFDM信号进行相干解调，对解调后的基带模拟信号进行模数转换采样并去掉循环前缀，得到一系列时域的OFDM符号；

2）进行信道估计，对每个OFDM符号进行信道均衡，得到N个频域数据；

3）从所述N个频域数据中挑选L个元素组成向量a_i，其中N>L；

4）将叠加在每个OFDM符号上的N×1的相位噪声向量通过正交基展开映射到M维子空间上，其中M<L；根据所述向量a_i及信道估计结果计算出所述M维子空间的M个正交基展开系数从而估计出所述N×1的相位噪声向量；

5）基于所述N×1的相位噪声向量，对接收到的一系列时域的OFDM符号进行时域的相位噪声抑制，之后变换到频域进行信道均衡；

6）对信道均衡后的符号数据进行判决和解映射，并输出。

一种应用上述方法的正交频分复用系统信号处理装置，其包括：

射频前端模块，负责对接收的OFDM信号进行相干解调；