时频双选信道OFDM 系统的ICI消除与均衡

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1、第２６卷第７期信号处理Ｖｏｌ．２６．Ｎｏ．７２０１０年７月ＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＪｕｌ．２０１０时频双选信道ＯＦＤＭ系统的ＩＣＩ消除与均衡韩华吴乐南（东南大学信息科学与工程学院南京２１００９６）摘要：在正交频分复用（ＯＦＤＭ）系统中，因高速移动造成的多普勒效应导致子载波间正交性的破坏并产生载波间干扰（ＩＣＩ）。为了消除ＩＣＩ，本文通过分析ＩＣＩ分布特性及带状矩阵特性，提出了低复杂度的迭代干扰抵消算法和基于最小均方误差准则的排序串行干扰抵消（ＭＭＳＥＯＳＩＣ）算法。仿真结果表明，与传统子载波间干扰频域均衡算法相比，新算法在计算复杂度和性能之间取得

2、了良好的平衡，且ＭＭＳＥＯＳＩＣ算法可以利用时变信道的时间分集特性在高信噪比情况下有效地消除“地板效应”。关键词：正交频分复用（ＯＦＤＭ）；载波间干扰（ＩＣＩ）；排序串行干扰抵消；时频双选信道中图分类号：ＴＮ９２文献标识码：Ａ文章编号：１００３－０５３０（２０１０）０７－１０３９－０５ＩＣＩＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎａｎｄＥｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＯＦＤＭｏｖｅｒＤｏｕｂｌｙＳｅｌｅｃｔｉｖｅＣｈａｎｎｅｌＨＡＮＨｕａＷＵＬｅｎａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉ

3、ｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＯＦＤＭ）ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｏｐｐｌｅｒｅｆｆｅｃｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂｙｈｉｇｈｍｏｂｉｌｉｔｙｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｌｏｓｓｏｆｓｕｂｃａｒｒｉｅｒｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｉｎｔｅｒｃａｒｒｉｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＣＩ）．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅＩＣＩ，ｂｙｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｔｈｅＩＣＩｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｂａｎｄｅｄｍａｔｒｉｘｐｒ

4、ｏｐｅｒｔｙ，ａｎｏｖｅｌｌｏｗｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｉｔｅｒａｔｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｍｉｎｉｍｕｍｍｅａｎｓｑｕａｒｅｄｅｒｒｏｒｗｉｔｈｏｒｄｅｒｉｎｇｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ（ＭＭＳＥＯＳＩＣ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＩＣＩｏｎｅｔａｐｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｅｗｓｃｈ

5、ｅｍｅｓｏｂｔａｉｎｔｈｅｔｒａｄｅｏｆｆｂｅｔｗｅｅｎｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ＴｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄＭＭＳＥＯＳＩＣｃｏｕｌｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅ“ｅｒｒｏｒｆｌｏｏｒ”ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｔｉｍｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｉｍｅｖａｒｙｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｉｎｈｉｇｈＳＮＲｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＯＦＤＭ）；ｉｎｔｅｒｃａｒｒｉｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＣＩ）；ｏｒｄｅｒ

6、ｉｎｇｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ（ＯＳＩＣ）；ＤｏｕｂｌｙＳｅｌｅｃｔｉｖｅＣｈａｎｎｅｌ的单抽头均衡即可抵消信道影响。但未来无线通信系１引言统需要满足更高的发射频率和高速移动的应用需求，ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）而高速移动产生的多普勒频移将会破坏ＯＦＤＭ系统中作为一种无线环境下的高速传输技术，已被诸如ＤＶＢ子载波的正交性，产生载波间干扰（ＩｎｔｅｒＣａｒｒｉｅｒＩｎｔｅｒＨ，ＩＥＥＥ８０２．１１．ａ，ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ以及３ＧＰＰＬＴＥ等

7、标ｆｅｒｅｎｃｅ，ＩＣＩ）。［１］准所采用。为了消除ＩＣＩ，文献［２３］提出了线性最小均方误为了克服多径传播效应，ＯＦＤＭ利用快速傅里叶差（ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒ，ＭＭＳＥ）均衡算法；文变换（ＦＦＴ）将信号调制在相互正交的并行子载波上，３献［４］提出了复杂度为Ｏ（Ｎ）的最小二乘（Ｌｅａｓｔ并引入循环前缀（ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ，ＣＰ），将频率选择性衰Ｓｑｕａｒｅ，ＬＳ）以及串行检测（ＳｕｃｃｅｓｓｉｖｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）算法；落信道转换成平坦衰落信道，这样接收机只需用简单文献［５］基于信道在一个ＯＦＤＭ符号内线性变化的假收稿日期

8、：２００９年６月１５日；修回日期：２０１０年１月１８日基金项目：国