OFDM系統均衡器研究與設計

摘 要:無線OFDM通信系統中信道的時變特性非常明顯，載波間正交性遭到破壞，出現載波間相互干擾(ICI)，給系統均衡帶來了極大困難。基于等效數字基帶模型下ICI分析，在現有的 OFDM協議標準中，存在一些空閑載波。利用這些空閑子載波信息，研究了一種適用于時變信道 OFDM 系統的稀疏矩陣均衡器結構。該算法具有 ICI 消除與均衡效果良好，計算量適中，頻譜利用率高的特點。關鍵詞:時變信道; OFDM系統; ICI; 系統均衡; MMSE算法

中圖分類號:TN602文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)15-0092-04

Research and Design of Equalizer in OFDM System

HUANG Jun-you

(Sichuan Information Technology College， Guangyuan 628017， China)

Abstract: The time-varying characteristic of channel in wireless OFDM communication system is obvious， the destroyed orthogonality between carrier may cause the inter-carrier interference (ICI)， which leads to a great difficulty for system equalization. A number of free carrier are existed in current OFDM protocol standards based on the ICI analysis under equivalent digital base-band model. A structure of sparse matrix equalizer applicable to time-varying channels for OFDM system is studied by using the information of idle sub-carrier. ICI elimination and equalization of the algorithm have good effect， suitable calculation and high spectral efficiency.Keywords: time-varying channel; OFDM system; ICI; system equalization; MMSE algorithm

0 引 言

傳統OFDM 系統設計，假設信道參數在一個OFDM 符號周期內不變化，信號通過頻率選擇性衰落信道后載波間的正交性保持不變，接收機通過簡單的單抽頭頻域均衡即可補償信道失真。無線OFDM 通信系統信道時變特性更明顯，當信道參數隨時間快速變化時，正交頻分復用通信系統(OFDM)載波間的正交性遭到破壞，出現載波間的相互干擾(ICI)，傳統的單抽頭頻域均衡器不再適用[1]。快變信道中的 OFDM 系統均衡接收常采用兩種方法:先對接收信號進行ICI消除，恢復載波間的正交性，然后再進行單抽頭頻域均衡;采用最小均方誤差(MMSE)均衡來補償信道失真[2]。

1 等效數字基帶模型下ICI分析

模型如圖1所示。設系統有N個載波，發送設備先對發送符號進行串/并變換，得到長度為 N 的數據矢量，第i個數據矢量表示為:S(i)=[si，0，si，1，…，si，N-1]T，對數據矢量進行N點快速傅里葉逆變換(N-IFFT)，得到時域數據，在此數據前面插入長度為M 的循環前綴CP，得到長度為N+M的OFDM 數據幀，經并/串變換，信號在信道中傳輸。……