[发明专利]一种低复杂度的GFDM信号干扰消除系统

权利要求书

1.一种低复杂度的GFDM信号干扰消除系统，其特征在于：该系统由发送端和接收端组成；所述发送端包括64QAM映射模块和GFDM信号产生模块；所述接收端包括GFDM均衡模块、64QAM解映射模块Ⅰ和子信道干扰(inter channel interference,ICI)消除模块；

发送端的信号先经过64QAM映射，在GFDM信号产生模块中，将GFDM变为多个子载波块，每个子载波块进行DFT变换和滤波，然后进行频域映射，最后通过IDFT变换到时域；接收端的GFDM均衡模块采用迫零(Zero Forcing，ZF)算法进行频域均衡，再经过64QAM解映射信号作为干扰信号的产生源，再输入到ICI消除模块，得到消除了干扰的信号，最后通过下降沿滤波矩阵的求逆过程进行第二次均衡；

所述的GFDM信号产生模块包括串并变换单元、子块DFT变换单元、子块过采样单元、子块滤波单元、频域映射单元、并串变换单元和IDFT变换单元；

所述串并变换单元用于将GFDM信号变换为多个子载波信号，其矩阵形式为：

其中，表示N点IDFT矩阵，P^(k)为第k个子载波的分配矩阵，为重复次数为L的滤波器矩阵，R^(L)表示重复次数为L的重复矩阵，W_M表示子块M点DFT矩阵，d_k表示第k个子载波信号；

所述子块DFT变换单元用于对每个子载波信号进行DFT变换，第k个子载波信号d_k的M×M的DFT变换为W_M＝{w_i,j}_M×M，其中M表示DFT点数，i、j分别表示时域索引和频域索引；

所述子块过采样单元用于执行重复次数L为2的过采样操作，即将一块子块复制为两块子块，其矩阵表示为：R^(L)＝(I_M I_M...)^T，其中I_M表示(M*M)的单位矩阵，(·)^T表示复共轭转置；

所述子块滤波单元用于执行滚降系数为0.28的根升余弦滤波，滤波器矩阵为：其对角线元素为滤波器系数，L表示重复矩阵的重复次数；

所述频域映射单元用于将每个子块采用循环的方式复制到相邻两个频域，执行矩阵为P的频域映射，矩阵P的表达式为：

其中，U＝LM/2，U(K-1)＝LM/2*(K-1)，0_U,U(k-1)表示大小为(U×U(K-1))的零矩阵，I_U表示大小为(U×U)的单位矩阵；

所述并串变换单元用于对频域映射后的多个子载波信号求和；

所述IDFT变换单元用于采用将整个频带的数据转换到时域，其中

所述GFDM均衡模块用于采用ZF算法，先执行整个带宽的DFT操作，将时域信号变换到频域，再由调制矩阵A进行均衡；均衡后的信号的每个子块的数据经过IDFT调制变换为时域信号；

ZF算法频域均衡模型为：

B_ZF＝(HA)^-1

其中，H表示频率响应矩阵；调制矩阵A表示为：k表示子载波索引，K表示子载波个数，P^(k)为第k个子载波的分配矩阵，Γ^(L)为重复次数为L的滤波器矩阵，R^(L)表示重复次数为L的重复矩阵；

所述ICI消除模块用于实现干扰消除功能，包括干扰产生模块、干扰消除模块、二次均衡模块、IDFT变换模块和64QAM解映射模块Ⅱ；

所述干扰产生模块用于产生每个子载波上的干扰，采用公式其中Γ^(f)为原型滤波器的下降沿部分，W_M为子块M点的DFT矩阵，为经过QAM解映射后变换到时域的信号；

所述干扰消除模块用于将接收信号减去前后两个子载波上的干扰信号，采用公式其中y'为干扰消除后的时域信号,y表示为时域接收信号去除CP后的信号，分别表示接收信号的前后两个子载波上的干扰信号，表示N点IDFT矩阵；

所述二次均衡模块用于采用公式对结果进行均衡，采用滤波器下降沿系数矩阵求逆，其中W_N表示N点DFT矩阵；

所述IDFT变换模块用于将二次均衡模块输出的信号从频域转换到时域；

所述64QAM解映射模块Ⅰ和Ⅱ均用于实现64QAM解映射。