CN105721377A - Ofdm系统的抗干扰方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种OFDM系统的抗干扰方法和装置。该方法是在一发送端执行，且包括以下步骤：将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置；根据该备份位置计算待发送数据的各个OFDM符号相对于原始数据的相位偏差；根据该相位偏差计算各个OFDM符号上的相位校准值；以该相位校准值对备份位置的搬移后数据进行相位校准；以及根据校准后的相位生成OFDM符号。

Description

OFDM系统的抗干扰方法和装置

技术领域

本发明涉及OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交频分复用)系统，尤其是涉及OFDM系统的抗干扰方法和装置。

背景技术

现代战争电子对抗中敌方常用的一种干扰方式为窄带干扰。针对应用于军事通信的TD-LTE系统，主要面临的干扰方式为下行导频信道或广播信道的窄带干扰，使得终端由于无法进行正常的下行同步和小区驻留导致无法通信。

通常采取备份同步信号和广播信道的方式抵抗窄带干扰。具体地说，在原中心频点受到干扰的情况下，通过频域搬移的方式将同步信号和广播信道备份到其他频点发送。备份位置可以有多个。终端通过在备份频点接收，可以避开干扰，获取完整的同步信号和广播信道，从而进一步完成同步过程。

但是这一方案存在一个严重缺陷。具体地说，在备份位置接收需要变频，此时空口信号为带有循环前缀(CP)的时域数据，而备份是在频域实现而尚未添加CP。这样会在接收到的OFDM符号与原始OFDM符号间引入一个额外的相位偏差，导致广播信道解调失败。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种OFDM系统的抗干扰方法和装置，以保证备份后的广播信道能正确解调。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种OFDM系统的抗干扰方法，是在一发送端执行，该方法包括以下步骤：将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置；根据该备份位置计算待发送数据的各个OFDM符号相对于原始数据的相位偏差；根据该相位偏差计算各个OFDM符号上的相位校准值；以该相位校准值对备份位置的搬移后数据进行相位校准；以及根据校准后的相位生成OFDM符号。

在本发明的一实施例中，该预定的备份位置为一个。

在本发明的一实施例中，该预定的备份位置为多个。

在本发明的一实施例中，计算各个OFDM符号上的相位校准值的步骤包括：对于当前备份频点f₀+Δ处的1ms数据，计算第l个OFDM符号与原始数据的相位差：其中，Δ为备份位置与原始位置的频率差，f_s为基带采样率，N_CP,l′为第l′个OFDM符号的循环前缀长度。

在本发明的一实施例中，在将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置之前还包括：执行资源映射；检测干扰程度，且根据干扰程度决定是否进行所述搬移。

在本发明的一实施例中，该OFDM系统为TD-LTE系统。

在本发明的一实施例中，该发送端为基站。

本发明还提出一种OFDM系统的抗干扰装置，包括：用于将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置的模块；用于根据该备份位置计算各个OFDM符号相对于原始数据的相位偏差的模块；用于根据该相位偏差计算各个OFDM符号上的相位校准值的模块；用于以该相位校准值对备份位置的搬移后数据进行相位校准的模块；以及用于根据校准后的相位生成OFDM符号的模块。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、接收数据不存在相位偏差的问题；

2、相位校准在频域完成，实现简单；

3、校准由发送端完成，不会增加终端实现的复杂度。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出本发明一实施例的方法流程图。

图2示出本发明另一实施例的方法流程图。

具体实施方式

本发明的实施例描述OFDM的抗干扰方法和装置，它可以保证备份后的广播信道能正确解调。

已知的OFDM的抗干扰方法和装置的问题在于，经过备份后的OFDM符号与原始OFDM符号引入了一个不期望的额外的相位偏差，导致广播信道解调失败。

经过分析，相位偏差产生的具体原因如下：

根据DFT变换的性质，变频对于时域数据而言，相当于相位的变化。进行数字变频时可以用如下公式表示：

${s^{\′}}_i=s_i\·\exp (-j\·2\mathrm{\π}\·\frac{\mathrm{\Δ}\·i}{f_s})---\left(1\right)$

其中s_i为时域采样点i对应的接收符号，f_s为基带采样率，Δ为备份位置与原始位置的频率差。

以第0个OFDM符号为例，没有定时偏差的情况下，有效数据不包括循环前缀(CP)，起始位置为i＝N_CP,0(N_CP,0为CP长度)，接收端期望的时域数据为：

${s^{\&prime;\&prime;}}_i=s_i\&CenterDot;\exp (-j\&CenterDot;2\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&Delta;}\&CenterDot;(i-N_{\mathrm{CP},0})}{f_s}),N_{\mathrm{CP},0}\&le;i<N+N_{\mathrm{CP},0}---\left(2\right)$

比较公式(1)与(2)可以发现，接收数据与期望数据间存在一个取决于CP长度的相位偏差。对于其他OFDM符号，也存在同样的问题。

鉴于频域备份会在接收端引入严重的相位偏差，本发明的实施例提出在发送端预先进行相位校准，以消除这一相位偏差。图1示出本发明一实施例的方法流程图。参考图1所示，以TD-LTE系统为例，方法包括在发送端执行以下步骤：

在步骤101，将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置。这一搬移例如是为了避开存在的干扰。如前所述，这一搬移产生了相位偏差，可以在发送端预先进行校准。

在步骤102，根据备份位置计算待发送数据的各个OFDM符号相对于原始数据的相位偏差。在此，备份位置可以是一个或者多个，因此可以根据不同的备份位置计算不同的相位偏差。

在步骤103，根据相位偏差计算各个OFDM符号上的相位校准值。

在步骤104，以相位校准值对备份位置的搬移后数据进行相位校准。

在步骤105，根据校准后的相位生成OFDM符号。

举例来说，在步骤102中，对于当前备份频点f₀+Δ处的1ms数据，可以计算第l个OFDM符号与原始数据的相位差：

其中，Δ为备份位置与原始位置的频率差，f_s为基带采样率，N_CP,l′为第l′个OFDM符号的CP长度。

相应的在步骤103中可以计算第l个OFDM符号上的相位校准值：

上式结果以π为单位，mod为取模操作。

在步骤104中，可以对搬移后的频域数据s_k,l进行相位校准：

其中，k和l分别是备份位置上每个资源元素(RE)的子载波和OFDM符号索引。

最后，即可以在步骤105根据校准后的相位生成OFDM符号。

图2示出本发明另一实施例的方法流程图。参考图2所示，本实施例与图1所示实施例的不同之处在于，在将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置之前先决定是否进行这一搬移。具体地说，在步骤201，执行资源映射。这一步骤可以根据协议进行，以TD-LTE移动通信系统来说，可以根据3GPP协议执行资源映射。在步骤202，检测干扰程度，且根据干扰程度决定是否进行搬移，如果搬移，则进入步骤203，否则直接在步骤207生成OFDM符号，并进行后续处理。步骤203-206与图1所示步骤101-104类似，在此不再展开描述。

需要说明的是，所有基于OFDM的系统在进行频域备份时均存在相位偏差的问题，以上过程只是以TD-LTE系统为例进行阐述，对于其他OFDM系统，该方案同样适用。本发明的抗干扰方法和装置是在OFDM系统的发送端，例如基站实施。

本发明上述实施例的抗干扰方法和装置，相比已知的抗干扰方案有以下优点：

1、接收数据不存在相位偏差的问题；

2、相位校准在频域完成，实现简单；

3、校准由发送端完成，不会增加终端实现的复杂度。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种OFDM系统的抗干扰方法，是在一发送端执行，该方法包括以下步骤：

将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置；

根据该备份位置计算待发送数据的各个OFDM符号相对于原始数据的相位偏差；

根据该相位偏差计算各个OFDM符号上的相位校准值；

以该相位校准值对备份位置的搬移后数据进行相位校准；以及

根据校准后的相位生成OFDM符号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该预定的备份位置为一个。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该预定的备份位置为多个。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算各个OFDM符号上的相位校准值的步骤包括：

对于当前备份频点f₀+Δ处的1ms数据，计算第l个OFDM符号与原始数据的相位差：

其中，Δ为备份位置与原始位置的频率差，f_s为基带采样率，N_CP,l'为第l'个OFDM符号的循环前缀长度。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置之前还包括：

执行资源映射；

检测干扰程度，且根据干扰程度决定是否进行所述搬移。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该OFDM系统为TD-LTE系统。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该发送端为基站。

8.一种OFDM系统的抗干扰装置，包括：

用于将同步信号和广播信道搬移到预定的备份位置的模块；

用于根据该备份位置计算各个OFDM符号相对于原始数据的相位偏差的模块；

用于根据该相位偏差计算各个OFDM符号上的相位校准值的模块；

用于以该相位校准值对备份位置的搬移后数据进行相位校准的模块；以及

用于根据校准后的相位生成OFDM符号的模块。