理论教育 带循环前缀的频域均衡:简单但代价高

带循环前缀的频域均衡:简单但代价高

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们看到ISI信道形式上基本上快变成循环卷积啦,特别是当i≥L时。如果是循环卷积的形式的话,我们知道通过DFT变换可以变成乘积形式,乘积总比卷积看起来简单。对式采用DFT变形,得到DFT{y}=DFT{h}DFT{x}+DFT{w}分开写有Yi=HiXi+Wi这样,把时域的多径信道变成了频域平行信道,当然要付出CP的代价。接收端可以对每个平行信道单独检测,把Xi都判决出来后,再用IDFT把xi还原出来。当然对于不加CP的频域均衡也有很多研究成果,但稍微复杂一些,这里就不做介绍了。

带循环前缀的频域均衡:简单但代价高

上面讨论的几种接收算法(均衡算法)都是不去改动信号发射机制,直接实打实地去均衡,并且都可以看成在时域做均衡。有没有办法通过对发射机制改动一下,使得均衡变简单呢?我们看到ISI信道

形式上基本上快变成循环卷积啦,特别是当iL时。如果是循环卷积的形式的话,我们知道通过DFT变换可以变成乘积形式,乘积总比卷积看起来简单。那我们就想办法先凑个循环卷积形式出来吧。

要想使得从0≤i<L起就是卷积形式,即要

观察知,如果发射端发送的是

接收到的是[y-L+1y-L+2,…,y0,y1,…,yN-1],则

从而对于

有如下循环卷积关系:978-7-111-42053-8-Chapter11-65.jpg

这种得到循环卷积的方法里,在x0之前额外发的信号称为循环前缀(Cyclic Prefix,CP)。对式(14-25)采用DFT变形,得到(www.daowen.com)

DFT{y}=DFT{h}DFT{x}+DFT{w}(14-26)

分开写有

Yi=HiXi+Wi(14-27)这样,把时域的多径信道变成了频域平行信道,当然要付出CP的代价。接收端可以对每个平行信道单独检测,把Xi都判决出来后,再用IDFT把xi还原出来。

我们在刚开始提到从频域看ISI信道时就说过,不管是否加CP,DFT变到频域来看为

那么总是可以写成

其中,DFT{x[n]}i表示序列x[n]的DFT对应的第i个分量。h^i有什么规律可循吗?如上面讲的,如果加上CP,那么h^ihi满足DFT关系

完全由信道决定,和发的信号xi没有任何关系;而如果不加CP,虽然从频域看也可以写成平行信道,但是978-7-111-42053-8-Chapter11-69.jpg不仅和信道hi有关,还和当前发的信号xi的取值相关,那基本上没办法相干解调了,因为要知道频域信道978-7-111-42053-8-Chapter11-70.jpg,需要先知道时域信道抽头hi和发射的信号xi才能均衡解调xi,这就像“鸡生蛋,还是蛋生鸡”问题一样。当然对于不加CP的频域均衡也有很多研究成果,但稍微复杂一些,这里就不做介绍了。

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