一种循环前缀去除方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种循环前缀去除方法及装置。该方法包括：获取OFDM系统中待处理OFDM符号对应的接收数据序列z，其中

【技术实现步骤摘要】
一种循环前缀去除方法及装置
本专利技术实施例涉及通信
，具体涉及一种循环前缀去除方法及装置。
技术介绍
随着无线通信技术的不断发展，尤其是快速傅里叶变换的实现，带动了正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，简称OFDM)技术的飞速发展，其良好的抗信道衰落能力得到了广泛的应用。OFDM利用正交性，实现了子载波的高度重叠，大大提升了频谱利用率，并且由于OFDM子载波带宽一般只有几KHz到几十KHz，在抗衰落方面也有着天然的优势。然而，OFDM技术要求子载波之间需要保持很高的正交性，这在复杂的无线信道中一般难以得到保证，特别是多径效应会引入符号间干扰(InterSymbolInterference，简称ISI)与载波间干扰(Inter-ChannelInterference，简称ICI)，因此在实际应用过程中，引入了保护间隔(GuardInterval，简称GI)来避免ISI与ICI。保护间隔一般需要大于无线信道的时延扩展，在保护间隔期间，发送端可以选择不发送任何信息，例如发送空波形，采用这种策略的系统拥有更低的发射功率以及更简单的发射机，但是空波形只能消除ISI，却无法消除ICI，因此其实际使用价值有限。目前最常用的是在保护间隔期间发送OFDM符号中最后一段数据的副本，即循环前缀(CyclicPrefix，简称CP)。循环前缀的使用，能够有效避免符号间干扰与载波间干扰，从而得到了广泛的应用。由于通信系统中接收端的操作流程即为发送端的逆过程，因此在接收端需要进行去除循环前缀CP的操作。目前去除CP的操作是将接收到的OFDM符号直接去除前面的CP数据，剩下的即认为是有效数据。假设一个OFDM传输的符号，一共有Nd+NCP个传输数据，其中Nd表示有效数据的个数，NCP表示循环前缀对应的数据点个数，那么发送数据可以表示为：假设有R个抽头的时变信道冲击响应为：hT＝[h0h1…hR-1]公式(2)那么接收到的信号z可以表示为：其中，信道矩阵一共有(Nd+NCP)×(Nd+NCP)维，v是高斯噪声，其维度与信道矩阵是一致的。直接去除CP的方法是将信道矩阵的前NCP行数据直接去除，从而得到：其中，信道矩阵变成了Nd×(Nd+NCP)维，由于循环前缀是有效数据的后半部分的副本，因此公式(4)可以表达为循环卷积的形式，即：其中，包含x中的最后Nd个元素，而循环矩阵Q可以进行对角化，输出：Q＝F-1HF公式(6)F-1与F分别是离散傅里叶逆变换(InverseDiscreteFourierTransform，简称IDFT)矩阵与离散傅里叶变换(DiscreteFourierTransform，简称DFT)矩阵，H是对角矩阵：其中，每个对角元素即相当于相应子载波的频域信道响应。对得到的数据进行快速傅里叶(FastFourierTransform，简称FFT)变换，即可得到有效数据。图1为现有技术中OFDM符号起点位置与OFDM符号的关系示意图，如图1所示，OFDM符号起点位置可能出现三种情况：理想、提前或滞后。根据OFDM数据符号的循环前缀性质，每个时域OFDM数据符号的前NCP个点是由有效数据部分的最后NCP个复制所得到的，因此FFT窗提前相当于时域输入序列的循环移位。这种情况下对接收数据z做FFT变换，FFT窗的范围只要在最大多径时延扩展之外的无符号间干扰范围(InterSymbolInterference-Freeregion)之内，即其中，Tmax为最大多径时延，T为当前采样时间间隔，则Zl,k可以表示为：其中，e为自然对数的底，j为虚数，N为FFT点数，k表示第k个子载波，nε为时延扩展，2π表示傅里叶级数的周期，π为圆周率，Yl.k表示发送端第l个符号的第k条频域数据子载波，Zl,k表示FFT窗有偏移情况下解调出的数据子载波，Nl.k表示时域高斯白噪声经过FFT变换后的结果。由此可见FFT窗的提前，并不破坏子载波间的正交性，仅仅引起解调的数据子载波产生一个与子载波序号成比例的相位旋转。在FFT窗滞后(nε>0)的情况下，FFT的输入向量可表示为：其中Ns＝N+NGI，NGI表示保护间隔GI对应的点数，Ns表示一个OFDM符号的总点数，zl包含了第l+1个符号中的前nε个取样。对向量zl进行FFT解调得到：其中，K为频域调制子载波数，第二项表达式为符号同步误差引起的载波间干扰(ICI)，第三项表达式为引起的符号间干扰(ISI)，其中，e为自然对数的底，j为虚数，N为FFT点数，k表示第k个子载波，nε为时延扩展，n表示第n个时域样值点，Yl+1.i表示发送端第l+1个符号的第i条频域数据子载波，Nl.k表示时域高斯白噪声经过FFT变换后的结果。由此可见，如果OFDM符号起点位置偏后，将会丢失OFDM符号的部分数据并覆盖下一个OFDM符号的部分数据，引入ICI干扰和ISI干扰，严重影响后续的解码操作，导致误码率较高。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种循环前缀去除方法及装置。第一方面，本专利技术实施例提供一种循环前缀去除方法，包括：获取OFDM系统中待处理OFDM符号对应的接收数据序列z，其中Nd为所述OFDM系统的子载波数，NCP为所述OFDM系统的循环前缀长度；根据所述循环前缀长度NCP和预设长度λ，从所述接收数据序列z中分别截取长度为N1的第一时域数据序列z′和长度为N2的第二时域数据序列z″，其中所述预设长度λ是根据所述OFDM系统的最大多径时延预先确定的，且λ<NCP，N1+N2＝Nd；根据所述第一时域数据序列z′和所述第二时域数据序列z″，确定所述待处理OFDM符号对应的有效数据序列。可选地，所述预设长度λ根据下述方法确定：获取所述OFDM系统的最大多径时延Tmax；获取所述OFDM系统的系统带宽B和所述OFDM系统的循环前缀持续时长TCP；根据下述公式确定所述预设长度λ：可选地，所述根据所述循环前缀长度NCP和所述预设长度λ，从所述接收数据序列z中截取长度为N1的第一时域数据序列z′，包括：从所述接收数据序列z中查找第一起点数据从所述第一起点数据起，从所述接收数据序列z中截取长度为N1的第一时域数据序列z′，其中，N1＝Nd-λ。可选地，所述根据所述循环前缀长度NCP和所述预设长度λ，从所述接收数据序列中截取长度为N2的第二时域数据序列z″，包括：从所述接收数据序列z中查找第二起点数据从所述第二起点数据起，从所述接收数据序列z中截取长度为N2的第二时域数据序列z″，其中，N2＝λ。可选地，所述方法还包括：对所述有效数据序列做FFT变换，确定所述待处理OFDM符号对应的频域数据序列。第二方面，本专利技术实施例提供一种循环前缀去除装置，包括：获取模块，用于获取OFDM系统中待处理OFDM符号对应的接收数据序列z，其中Nd为所述OFDM系统的子载波数，NCP为所述OFDM系统的循环前缀长度；截取模块，用于根据所述循环前缀长度NCP和预设长度λ，从所述接收数据序列z中截取长度为N1的第一时域数据序列z′和长度为N2的第二时域数据序列z″，其中所述预设长度λ是根据所述OFDM系统的最大多径时延预先确定的，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环前缀去除方法，其特征在于，包括：获取OFDM系统中待处理OFDM符号对应的接收数据序列z，其中

【技术特征摘要】
1.一种循环前缀去除方法，其特征在于，包括：获取OFDM系统中待处理OFDM符号对应的接收数据序列z，其中Nd为所述OFDM系统的子载波数，NCP为所述OFDM系统的循环前缀长度；根据所述循环前缀长度NCP和预设长度λ，从所述接收数据序列z中分别截取长度为N1的第一时域数据序列z′和长度为N2的第二时域数据序列z″，其中所述预设长度λ是根据所述OFDM系统的最大多径时延预先确定的，且λ<NCP，N1+N2＝Nd；根据所述第一时域数据序列z′和所述第二时域数据序列z″，确定所述待处理OFDM符号对应的有效数据序列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设长度λ根据下述方法确定：获取所述OFDM系统的最大多径时延Tmax；获取所述OFDM系统的系统带宽B和所述OFDM系统的循环前缀持续时长TCP；根据下述公式确定所述预设长度λ：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述循环前缀长度NCP和所述预设长度λ，从所述接收数据序列z中截取长度为N1的第一时域数据序列z′，包括：从所述接收数据序列z中查找第一起点数据从所述第一起点数据起，从所述接收数据序列z中截取长度为N1的第一时域数据序列z′，其中，N1＝Nd-λ。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述循环前缀长度NCP和所述预设长度λ，从所述接收数据序列中截取长度为N2的第二时域数据序列z″，包括：从所述接收数据序列z中查找第二起点数据从所述第二起点数据起，从所述接收数据序列z中截取长度为N2的第二时域数据序列z″，其中，N2＝λ。5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪龙龙，叶进，
申请(专利权)人：北京星网锐捷网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11