正交多頻分工系統/正交多頻分工系統多重擷取系統之低複雜度子載波間干擾消除演算法

Abstract

正交分頻多工(OFDM)已經是一項對付頻率選擇衰落通道的成功技術，目前已經被應用到很多有線及無線通訊系統。然而，在高速移動的環境下，無線通道可能在一個OFDM符元內是時變的。這現象可能會造成子載波間干擾(ICI)，嚴重降低OFDM系統效能。ZF(Zero-Forcing)及MMSE(minimum mean square error)是兩種常見消除ICI的方法。不幸地，直接運用ZF及MMSE需要執行一個大矩陣的反矩陣(matrix inverse)運算，此運算將需要很大的運算量。在本計畫中，我們首先提出一低複雜度的ZF解法(LC-ZF)來消除移動OFDM系統中的ICI問題。主要的概念在於利用線性變化通道形成ICI矩陣的一種特殊結構，配合牛頓遞回方法來求取反矩陣。經過我們對此問題的特殊解法，快速傅立業轉換(Fast Fourier Transform, FFT)可以被使用來化簡運算量。假如令是子載波的個數，我們所提出的方法可以將計算複雜度從降低到，節省的計算量相當可觀。接著我們將研究使用此概念來化簡MMSE的複雜度(LC-MMSE)，並進一步的將此法延伸至非線性變化通道，研究LC-ZF及LC-MMSE演算法，同時再結合PIC 及SIC演算法，以得到更好的效能。我們將應用類似的概念於多使用者的OFDM系統(OFDMA)中，由於OFDMA是一多使用者的系統，所有使用者的載波頻率偏移(CFO)不止會引起自我的干擾，而且會對其他使用者造成干擾，我們將研究CFO所引起的ICI，使用上述的概念以提出一低複雜度的ICI消除方法。最後我們將考慮OFDMA系統中CFO及時變通道同時所引起的ICI及其低複雜度的ICI消除方法.