接收分段均衡方法

正交频分复用(Orthogonal Frequency-Division MulTIplexing，OFDM)技术已广泛应用在有线与无线通信系统中，成为新一代无线传输的候选方案。OFDM信号通过逆快速傅里叶变换(IFFT)实现，接收端通过FFT恢复，故在实现上较为简单。但收端要求子载波间有较好的正交性，如果收发两端频率不是精确同步，或者接收端在高速移动环境下产生多普勒扩展，就会破坏接收机子载波间的正交性，产生载波间干扰(ICI)[1]。为了提高系统性能，需要采用精确的频率同步方式，对残余的频率偏移进行补偿，同时，对多普勒频率扩展也要有较好的处理措施。

对于收发两端频率不完全同步引起的频偏或本振频率漂移引起的频偏，在一个相对短的时间内，可看成稳定、静态的。因此，可采取跟踪、频偏估计的方法来实现频率同步[2~4]。当进行频率同步和频偏补偿后，还有较小残余偏差产生的载波间干扰，故采用载波间干扰消除方式来提高系统的信噪比。目前针对频偏引起的ICI消除方式主要有频域均衡、时域加窗、ICI自消除方案和选择符号映射与部分序列传输的方法[5~8]，且都能取得较好的效果。对于接收机高速移动产生的多普勒扩展，随着移动速度与运动环境的变化而变化，无法进行跟踪补偿，只能用载波间干扰消除方法来提高接收机性能。将ICI自消除方案应用于多普勒扩展环境也能收到较好效果[7]，但需要用两个或多个子载波传输一路数据，频谱效率有较大的降低。文献[9]提出了一种频域均衡方法，具有较高的实现复杂度，但性能提高较小，且只有在信噪比较高时才有效。针对快速移动下的OFDM载波间干扰，本文将讨论一种接收分段均衡方法。

分段均衡方法
将一个时变的OFDM符号分为多个子符号段，每一小段里的信道参数不变或变化量很小。具体 *** 作如下：设OFDM的子载波数为N，将正确同步的OFDM时域符号在删除保护间隔以后，切取长度为N点的OFDM符号，并分为m段，每段长度为N/m。将每一小段按原来在OFDM时域符号的位置前后补零，得到长度为N的OFDM符号，再作N点FFT变换到频域；用估计出的对应于该段数据的信道频域参数分别对其均衡，将均衡后的结果相加求和，再进行判决，解调得到信源信号，其 *** 作过程如图1所示，图中是将OFDM符号分为四段均衡，将接收到的一个OFDM符号经过串并转换分成均匀的4段，按分段数据在原来OFDM符号中的位置前后补零到符号长度为N，然后分别经过FFT变换得到长度为N的频域数据；同时，将时域信道参数也分为四段，分别进行FFT得到分段频域信道参数H1、H2、H3、H4，然后用分段后的频域数据与分段后的频域信道参数分别进行相除均衡，将均衡后的结果进行合并，再送到调制解调器进行解调。通过分段，减小了信道时变对载波间干扰的影响。

图1 分段均衡示意图

OFDM在高速移动下的载波间干扰消除