banner.jpg)
相關(guān)專題：
1、引言
為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)頻譜效率并有效對抗無線信道的頻率選擇性衰落，3G長期演進(jìn)系統(tǒng)（LTE）采用了正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。
本文在分析了OFDM系統(tǒng)中的子載波間干擾的基礎(chǔ)上，給出了多種ICI干擾消除技術(shù)。
2、子載波間干擾問題分析
首先定量分析一下OFDM系統(tǒng)中的子載波間干擾，接收端解調(diào)后第k個子載波的數(shù)據(jù)可表示成：
如果信道在一個OFDM符號內(nèi)時不變，（1）式中的αm(k,d)=0(k≠d)，不存在ICI干擾，從而保證了子載波間的正交性，但由于信道的時變性，解調(diào)出的數(shù)據(jù)存在乘性干擾、ICI干擾和加性噪聲。當(dāng)信道變化較慢時，可以近似認(rèn)為信道在一個OFDM塊內(nèi)保持不變，那么信道均衡可以通過簡單的一階頻域濾波實現(xiàn)。但是信道時變產(chǎn)生的時間選擇性衰落將破壞子載波間的正交性，產(chǎn)生載波間干擾。當(dāng)信道變化較快時，信道快時不變的假設(shè)必然帶來系統(tǒng)性能的嚴(yán)重惡化。
3、子載波間干擾抑制技術(shù)
抑制子載波間干擾（ICI），補償系統(tǒng)頻偏已成為OFDM系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù)。通常對收發(fā)信機中振蕩器載頻的不同步所引入的固定頻偏，通過對頻偏的估計及補償，ICI可以很容易的得到抑制。但對由于信道的時變性所引入的頻偏，頻偏的估計以及ICI的抑制已變得十分困難，需要較復(fù)雜的估計過程及補償措施。
3.1 頻域均衡
頻域均衡法用來消除由于ICI造成的信號失真。其基本思路是在傳輸端傳送一些特殊的訓(xùn)練序列和導(dǎo)頻信號，接收端利用已知的訓(xùn)練序列或者已知的導(dǎo)頻信號進(jìn)行信道估計。根據(jù)導(dǎo)頻估計出信道的脈沖響應(yīng)的方法通常有匹配濾波器法、MMSE、ML等。假設(shè)信道的時變性線性變化，通過估計信道的脈沖響應(yīng)來抑制ICI，OFDM系統(tǒng)中的頻域接收信號用矩陣的形式表示為：
由于相鄰子載波對當(dāng)前載波的ICI干擾較大，可以只考慮相鄰q個載波的ICI干擾系數(shù)，從而簡化矩陣來減少運算量。這種頻域線性均衡的方法可以有效去除ICI干擾，但是實現(xiàn)復(fù)雜，并且需要多余的信息開銷。
3.2 時域均衡
均衡的方法是較常見的方法，由于OFDM系統(tǒng)時域和頻域?qū)ε嫉奶匦�，均衡的濾波器可以加在時域，也可以加在頻域，時域濾波和頻域濾波可以完全等效。線性均衡有迫零和最小均方誤差兩種算法，非線性的算法有判決反饋均衡和串行干擾消除的方法。
時域均衡的方法是在DFT之前加時變?yōu)V波器，來改善接收機的頻率響應(yīng)，使之對ICI不敏感。最常用的窗函數(shù)是Nyquist窗，特征是加窗后各子載波保持正交關(guān)系。
對于時域均衡方法，可以用基于泰勒級數(shù)展開的模型來分析多普勒頻移所引入的ICI，并且利用干擾矩陣的特點給出了簡化的均衡結(jié)構(gòu)，但這種均衡算法仍具有較高的計算復(fù)雜度。也可以設(shè)計基于ICI抑制的時域濾波器，來補償信道的時變性，從而使信道轉(zhuǎn)變?yōu)闀r不變信道。這些方法需要已知信道的狀態(tài)信息，并且需要計算信道傳輸矩陣的逆，因此復(fù)雜度高。
