CN103428151A

CN103428151A - 去循环前缀的方法及装置

Info

Publication number: CN103428151A
Application number: CN2012102969241A
Authority: CN
Inventors: 张志卿
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2032-08-20
Also published as: CN103428151B

Abstract

本发明公开了一种去循环前缀的方法及装置。其中，该方法包括：获取待去CP的时域数据，确定待去CP的时域数据的去CP点；将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点，并按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理。通过本发明，避免了负时偏使得去CP后截取的数据未包括所有有用的采样点而破坏载波的正交性的问题，保证了载波的正交性，从而提高了解调性能。

Description

去循环前缀的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种去循环前缀的方法及装置。

背景技术

在无线通信系统的正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称为OFDM）技术中，截取数据的时间点晚于数据到达的时间点称为负时偏。如图1所示，负时偏将导致去循环前缀（Cyclic Prefix，简称为CP）后截取的数据未包括所有有用的采样点，从而破坏载波的正交性，影响OFDM解调性能。在多径的情况下，如图2所示，进行去CP等操作将破坏一部分径的正交性，从而影响OFDM解调性能。

发明内容

针对相关技术中，负时偏使得去CP后截取的数据未包括所有有用的采样点而破坏载波的正交性的问题，本发明提供了一种去循环前缀方法及装置，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种去循环前缀的方法，包括：获取待去CP的时域数据；确定所述待去CP的时域数据的去CP点；将所述待去CP的时域数据的所述去CP点提前预设值个采样点，并按照提前后的去CP点对所述待去CP的时域数据进行去CP处理。

优选地，获取待去循环前缀CP的时域数据，包括：接收时偏补偿后的正交频分复用OFDM时域数据，将所述时偏补偿后的OFDM时域数据作为待去CP的时域数据。

优选地，接收时偏补偿后的正交频分复用OFDM时域数据，包括：确定各个接收天线的当前时偏估计值；根据所述当前时偏估计值和上次数据截取时间点，确定所述各个接收天线的当前数据截取时间点；通过所述各个接收天线按照所述当前数据截取时间点，接收多个径的OFDM时域数据。

优选地，所述预设值大于或等于所述当前数据截取时间点与所述多个径中的最早径到达的时间点之差。

优选地，所述预设值小于或等于L_cp-（L_lat-L_data），其中，L_cp为所述CP的长度，L_lat为所述多个径中的最晚径到达的时间点，L_data为所述当前数据截取时间点。

优选地，在长期演进LTE中，所述预设值为16或者32。

优选地，按照提前后的去CP点对所述待去CP的时域数据进行去CP处理之后，还包括：将去CP后的时域数据变换成频域数据；对所述频域数据进行所述预设值个采样点对应的相位补偿。

根据本发明的另一方面，提供了一种去循环前缀的装置，包括：获取模块，用于获取待去循环前缀CP的时域数据；确定模块，用于确定所述待去CP的时域数据的去CP点；调整模块，用于将所述待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点；处理模块，用于按照提前后的去CP点对所述待去CP的时域数据进行去CP处理。

优选地，所述获取模块按照以下方式获取待去循环前缀CP的时域数据：接收时偏补偿后的正交频分复用OFDM时域数据，将所述时偏补偿后的OFDM时域数据作为待去CP的时域数据。

优选地，所述获取模块包括：第一确定单元，用于确定各个接收天线的当前时偏估计值；第二确定单元，用于根据所述当前时偏估计值和上次数据截取时间点，确定所述各个接收天线的当前数据截取时间点；接收单元，用于通过所述各个接收天线按照所述当前数据截取时间点，接收多个径的OFDM时域数据。

优选地，在长期演进LTE中，所述预设值为16或者32。

优选地，还包括：变换模块，用于将去CP后的所述时域数据变换成频域数据；补偿模块，用于对所述频域数据进行所述预设值个采样点对应的相位补偿。

通过本发明，获取待去CP的时域数据，确定待去CP的时域数据的去CP点；将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点，并按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理，避免了负时偏使得去CP后截取的数据未包括所有有用的采样点而破坏载波的正交性的问题，保证了载波的正交性，从而提高了解调性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的去CP点的示意图；

图2是根据相关技术的多径的示意图；

图3是根据本发明实施例的去循环前缀的方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的去循环前缀的装置的示意图；

图5是根据本发明实施例优选的去循环前缀的装置的示意图；

图6是根据本发明实施例另一优选的去循环前缀的装置的示意图；

图7是根据本发明具体实施例的去循环前缀的方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明实施例中，由于CP是OFDM尾部数据的重复，出现正时偏时能够包含所有有用的采样点，只是对频域的数据引入了相位的偏移。本发明实施例，根据小于CP的正时偏不影响OFDM系统的正交性的基本原理，使接收的时域信号尽量包含所有径的有效数据，在估计的时偏的基础上对时域数据进行的去CP点进行提前，以避免负时偏使得去CP后截取的数据未包括所有有用的采样点而破坏载波的正交性的问题，保证了载波的正交性，从而提高OFDM的解调性能。

根据本发明实施例，提供了一种去循环前缀的方法，在去CP时，将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个数的采样点，避免了负时偏破坏载波的正交性进而影响OFDM解调性能的问题。

图3是根据本发明实施例的去循环前缀的方法的流程图，如图3所示，该方法可以包括以下几个步骤（步骤S302-步骤S306）。

步骤S302，获取待去CP的时域数据。

在本发明实施例的一个优选实施方式中，可以接收时偏补偿后的OFDM时域数据，将时偏补偿后的OFDM时域数据作为待去CP的时域数据。

在接收时偏补偿后的OFDM时域数据时，可以通过用户设备的各个接收天线接收OFDM时域数据，其中，该时域数据包含多个径的数据，确定各个接收天线的时偏估计值，并按照确定的时偏估计值，分别对各个接收天线接收到的时域数据进行时偏补偿，得到所述待去CP的时域数据，得到待去CP的时域数据。

在本发明实施例的一个优选实施方式中，接收时偏补偿后的OFDM时域数据时，确定各个接收天线的当前时偏估计值，根据当前时偏估计值和上次数据截取时间点，确定各个接收天线的当前数据截取时间点，并通过各个接收天线按照当前数据截取时间点，接收多个径的OFDM时域数据。对于UE的每根接收天线，确定各个接收天线的时偏估计值，该值可以通过历史估计值确定，估计方法包括时域估计，频域估计等。具体的，可以根据上次接收数据的时间点和历史估计出的时偏值，确定本次数据的时间开关开启点，从而获取各个接收天线上OFDM时域数据，此数据即为待去CP的时域数据。

例如，用户设备（User Equipment，简称为UE）的各个接收天线可以接收各个径上的OFDM时域数据，UE对各个接收天线分别估计出时偏，估计出的时偏估计值可以是各个帧的平滑值。UE侧对各个接收天线的时域数据分别用估计出的时偏进行时偏补偿，时偏补偿在时域进行，时偏估计是正时偏时，将截取数据的时间点推后时偏值个采样点；估计是负时偏时，将截取数据的时间点前移时偏值个采样点。

步骤S304，确定待去CP的时域数据的去CP点。

在OFDM系统中，OFDM符号在送入信道之前，会加入循环前缀，将加入循环前缀的OFDM符号送入信道进行传送。在接收到OFDM时域数据时，将加入的循环前缀去掉，在本发明的一个具体实施例中，以获取的数据开始处为起始点计算各OFDM时域符号的去CP点，即去CP时的数据截取点（即去CP点）是距离时域数据的头部CP长度的采样点，如图1所示，理想的去CP点的位置为无时偏时的数据截取点。

步骤S306，将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点，并按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理。

UE接收到的各个径上的时域数据，经过时偏补偿后，如图2所示，部分径上的数据在去CP时会出现负时偏，使得相应的时域数据不能包含所有有效的采样点，从而会破换子载波的正交性。在步骤S306中，可以将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点，以避免负时偏的问题。然而，在去CP点的提前量过大时，可能后导致部分径上的数据不能包含所有有效的采样点。因此，在本发明实施例的一个优选实施方式中，提前的预设值大于或等于当前数据截取时间点与多个径中的最早径到达的时间点之差。

优选地，提前的预设值还小于或等于L_cp-（L_lat-L_data），其中，L_cp为CP的长度，L_lat为多个径中的最晚径到达的时间点，L_data为当前数据截取时间点。在实际应用中，由于最晚径的能量并不大，对性能造成的影响较小，提前的预设值可以大于或等于当前数据截取时间点与多个径中的最早径到达的时间点之差，而不需要小于或等于L_cp-（L_lat-L_data）。

在长期演进（Long Term Evolution，简称为LTE）中，提前的预设值可以为16或者32等经验值。

将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点后，按照提前后的去CP点对各个径的待去CP的时域数据进行去CP处理，避免了去CP时出现负时偏而影响子载波正交性的问题，同时，也会使OFDM符号在频域上产生相位偏移。因此，在本发明实施例的一个优选实施方式中，按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理之后，将去CP后的时域数据变换成频域数据，并对频域数据进行上述预设值个采样点对应的相位补偿。

例如，在本发明的一个具体实施例中，为了补偿因去CP时提前的预设值（相当于正时偏）而产生频域相位偏移的问题，需要对频域数据进行上述预设值个采样点对应的相位补偿时，对于每个OFDM符号的FFT个点（k=0,1,…,FFT），其对应的补偿信号的相位值θ_k按照下式计算：θ_k=N*k*2π/FFT。然后用频域的每个点复乘θ_k的复数，公式如下：

S′_k为调整后的频域数据，S_k为调整前的频域数据。

通过本发明实施例，获取待去CP的时域数据，确定待去CP的时域数据的去CP点，将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点，并按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理，避免了负时偏使得去CP后截取的数据未包括所有有用的采样点而破坏载波的正交性的问题，保证了载波的正交性，从而提高了解调性能。

根据本发明实施例，还提供了一种去循环前缀的装置，用以实现本发明上述实施例提供的方法。

图4是根据本发明实施例的去循环前缀的装置的示意图，如图4所示，该装置主要包括：获取模块10、确定模块20、调整模块30和处理模块40。获取模块10，用于获取待去CP的时域数据；确定模块20，与获取模块10相耦合，用于确定待去CP的时域数据的去CP点；调整模块30，与确定模块20相耦合，用于将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点；处理模块40，与调整模块30相耦合，用于按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理。

在本发明实施例的一个优选实施方式中，获取模块10可以接收时偏补偿后的OFDM时域数据，将时偏补偿后的OFDM时域数据作为待去CP的时域数据。

获取模块10接收时偏补偿后的OFDM时域数据时，可以确定各个接收天线的当前时偏估计值，根据当前时偏估计值和上次数据截取时间点，确定各个接收天线的当前数据截取时间点，并通过各个接收天线按照当前数据截取时间点，接收多个径的OFDM时域数据。因此，在本发明实施例的一个优选实施方式中，为了实现上述功能，在如图5所示的装置中，获取模块10可以包括：第一确定单元102，用于确定各个接收天线的当前时偏估计值；第二确定单元104，与第一确定单元102相耦合，用于根据当前时偏估计值和上次数据截取时间点，确定各个接收天线的当前数据截取时间点；接收单元106，与第二确定单元104相耦合，用于通过各个接收天线按照当前数据截取时间点，接收多个径的OFDM时域数据。

在本发明的一个具体实施例中，时偏估计是正时偏时，将截取数据的时间点推后时偏值个采样点；估计是负时偏时，将截取数据的时间点前移时偏值个采样点。

在OFDM系统中，OFDM符号在送入信道之前，会加入循环前缀，将加入循环前缀的OFDM符号送入信道进行传送。在接收到OFDM时域数据时，将加入的循环前缀去掉，在本发明的一个具体实施例中，去CP时的数据截取点（即去CP点）可以是距离时域数据的头部CP长度的采样点，如图1所示，确定模块20确定的去CP点的位置可以为无时偏时的数据截取点。

将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点后，按照提前后的去CP点对各个径的待去CP的时域数据进行去CP处理，避免了去CP时出现负时偏而影响子载波正交性的问题，同时，也可能使OFDM符号在频域上产生相位偏移。按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理之后，还可以将去CP后的时域数据变换成频域数据，并对频域数据进行上述预设值个采样点对应的相位补偿。在本发明实施例的一个优选实施方式中，为了实现上述功能，在如图6所示的装置中，上述装置还可以包括：变换模块50，用于将去CP后的时域数据变换成频域数据；补偿模块60，与变换模块50相耦合，用于对频域数据进行预设值个采样点对应的相位补偿。

通过本发明实施例，获取模块10获取待去CP的时域数据，确定模块20确定待去CP的时域数据的去CP点，调整模块30将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点，由处理模块40按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理，避免了负时偏使得去CP后截取的数据未包括所有有用的采样点而破坏载波的正交性的问题，保证了载波的正交性，从而提高了解调性能。

下面通过具体实施例进行描述。

根据本发明具体实施例，提供了一种去循环前缀的方法，依据小于CP的正时偏不影响OFDM的正交性的原理，使接收的时域信号尽量包含所有径的有效数据，也就是在估计的时偏基础上对时域数据进行的去CP点进行提前，然后在频域进行提前量的补偿弥补相位误差从而提高解调性能。

图7是根据本发明具体实施例的去循环前缀的方法的流程图，如图7所示，该装置可以包括以下几个步骤（步骤S702-步骤S710）。

步骤S702，UE侧各个接收天线分别估计出时偏。

在步骤S702中，UE侧估计出的时偏估计值可以是各个帧的平滑值。

步骤S704，UE对侧各个接收天线的时域数据分别用估计出的时偏进行补偿。

在步骤S704中，UE侧的时偏补偿在时域进行，估计是正时偏时，将截取数据的时间点推后时偏值个采样点；估计是负时偏时，将截取数据的时间点前移时偏值个采样点。

步骤S706，UE侧进行时偏补偿的时域数据去CP时固定提前N个采样点。

在步骤S706中，固定提前的N个采样点应大于等于当前数据截取时间点与多个径中的最早径到达的时间点，同时小于或等于L_cp-（L_lat-L_data），其中，L_cp为CP的长度，L_lat为多个径中的最晚径到达的时间点，L_data为当前数据截取时间点，可以取16、32等经验值。

步骤S708，对去CP后的各个OFDM符号的时域数据进行快速傅里叶（FFT）变换，变换到频域。

步骤S710，对于频域的每个OFDM符号进行步骤S706的N个采样点的补偿。

在步骤S710中，每个时域的偏移都对应频域的相位偏移，因此每个OFDM符号上各RE的相位补偿值如下：对于每个OFDM符号的FFT个点（k=0,1,...,FFT），其对应的补偿信号的相位值θ_k按照下式计算：θ_k=N*k*2π/FFT。然后用频域的每个点复乘θ_k的复数，公式如下：

S′_k为调整后的频域数据，S_k为调整前的频域数据。

下面通过实例对上述方法进行进一步描述。

在本实例中，以UE端收到一个长度为30720（包含14个OFDM符号的数据和CP）个ts（采样间隔）的包含5个路径的时域数据为例（如图2所示）。

步骤1，UE经过计算（一般是多帧估计的平均值）的时偏是12ts。

步骤2，时域时偏补偿，对时域的数据进行截取，如图2所示部分为截取的30720个ts的时域数据，从图中可以看到径1-3的前部分数据被截取，去CP时会造成图1负时偏的截取情况；而径4-5则是图1中正时偏的情况。

步骤3，去CP时将各径统一提前16ts，相当于径1-3的各OFDM符号变成了正时偏，包含了所有的采样点信息，只是造成了频域相位的变化。同时径4-5也进行了提前。经过上述去cp后，每根接收天线的时域数据变成14个OFDM符号的数据，每个OFDM符号数据长度是2048。

步骤4，14个2048点的时域数据通过FFT变到频域。

步骤5，对每个OFDM符号的2048个点的频域数据进行补偿，假设每个符号的频域数据为S_k（k=0,1,…,FFT），则将每个S_k乘以e^{j*16*k*2π/2048}进行相位的补偿。

通过本发明实施例，在估计的时偏的基础上对时域数据进行的去CP点进行提前，可以改善多径情况下部分径的正交性被破坏的情况，然后在频域进行提前量的补偿弥补相位误差，有效地提高了解调性能。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

获取待去CP的时域数据，确定待去CP的时域数据的去CP点；将待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点，并按照提前后的去CP点对待去CP的时域数据进行去CP处理，避免了负时偏使得去CP后截取的数据未包括所有有用的采样点而破坏载波的正交性的问题，保证了载波的正交性，然后在频域进行提前量的补偿弥补相位误差，有效地提高了OFDM的解调性能。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种去循环前缀的方法，其特征在于，包括：

获取待去循环前缀CP的时域数据；

确定所述待去CP的时域数据的去CP点；

将所述待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点，并按照提前后的去CP点对所述待去CP的时域数据进行去CP处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待去循环前缀CP的时域数据，包括：

接收时偏补偿后的正交频分复用OFDM时域数据，将所述时偏补偿后的OFDM时域数据作为待去CP的时域数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，接收时偏补偿后的正交频分复用OFDM时域数据，包括：

确定各个接收天线的当前时偏估计值；

根据所述当前时偏估计值和上次数据截取时间点，确定所述各个接收天线的当前数据截取时间点；

通过所述各个接收天线按照所述当前数据截取时间点，接收多个径的OFDM时域数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设值大于或等于所述当前数据截取时间点与所述多个径中的最早径到达的时间点之差。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设值小于或等于L_cp-（L_lat-L_data），其中，L_cp为所述CP的长度，L_lat为所述多个径中的最晚径到达的时间点，L_data为所述当前数据截取时间点。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，在长期演进LTE中，所述预设值为16或者32。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，按照提前后的去CP点对所述待去CP的时域数据进行去CP处理之后，还包括：

将去CP后的时域数据变换成频域数据；

对所述频域数据进行所述预设值个采样点对应的相位补偿。

8.一种去循环前缀的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待去循环前缀CP的时域数据；

确定模块，用于确定所述待去CP的时域数据的去CP点；

调整模块，用于将所述待去CP的时域数据的去CP点提前预设值个采样点；

处理模块，用于按照提前后的去CP点对所述待去CP的时域数据进行去CP处理。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块按照以下方式获取待去循环前缀CP的时域数据：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

第一确定单元，用于确定各个接收天线的当前时偏估计值；

第二确定单元，用于根据所述当前时偏估计值和上次数据截取时间点，确定所述各个接收天线的当前数据截取时间点；

接收单元，用于通过所述各个接收天线按照所述当前数据截取时间点，接收多个径的OFDM时域数据。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述预设值大于或等于所述当前数据截取时间点与所述多个径中的最早径到达的时间点之差。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述预设值小于或等于L_cp-（L_lat-L_data），其中，L_cp为所述CP的长度，L_lat为所述多个径中的最晚径到达的时间点，L_data为所述当前数据截取时间点。

13.根据权利要求12的装置，其特征在于，在长期演进LTE中，所述预设值为16或者32。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

变换模块，用于将去CP后的所述时域数据变换成频域数据；

补偿模块，用于对所述频域数据进行所述预设值个采样点对应的相位补偿。