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1、引言
為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)頻譜效率并有效對(duì)抗無線信道的頻率選擇性衰落，3G長期演進(jìn)系統(tǒng)（LTE）采用了正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。
本文在分析了OFDM系統(tǒng)中的子載波間干擾的基礎(chǔ)上，給出了多種ICI干擾消除技術(shù)。
2、子載波間干擾問題分析
首先定量分析一下OFDM系統(tǒng)中的子載波間干擾，接收端解調(diào)后第k個(gè)子載波的數(shù)據(jù)可表示成：
如果信道在一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)時(shí)不變，（1）式中的αm(k,d)=0(k≠d)，不存在ICI干擾，從而保證了子載波間的正交性，但由于信道的時(shí)變性，解調(diào)出的數(shù)據(jù)存在乘性干擾、ICI干擾和加性噪聲。當(dāng)信道變化較慢時(shí)，可以近似認(rèn)為信道在一個(gè)OFDM塊內(nèi)保持不變，那么信道均衡可以通過簡單的一階頻域?yàn)V波實(shí)現(xiàn)。但是信道時(shí)變產(chǎn)生的時(shí)間選擇性衰落將破壞子載波間的正交性，產(chǎn)生載波間干擾。當(dāng)信道變化較快時(shí)，信道快時(shí)不變的假設(shè)必然帶來系統(tǒng)性能的嚴(yán)重惡化。
3、子載波間干擾抑制技術(shù)
抑制子載波間干擾（ICI），補(bǔ)償系統(tǒng)頻偏已成為OFDM系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù)。通常對(duì)收發(fā)信機(jī)中振蕩器載頻的不同步所引入的固定頻偏，通過對(duì)頻偏的估計(jì)及補(bǔ)償，ICI可以很容易的得到抑制。但對(duì)由于信道的時(shí)變性所引入的頻偏，頻偏的估計(jì)以及ICI的抑制已變得十分困難，需要較復(fù)雜的估計(jì)過程及補(bǔ)償措施。
3.1 頻域均衡
頻域均衡法用來消除由于ICI造成的信號(hào)失真。其基本思路是在傳輸端傳送一些特殊的訓(xùn)練序列和導(dǎo)頻信號(hào)，接收端利用已知的訓(xùn)練序列或者已知的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)。根據(jù)導(dǎo)頻估計(jì)出信道的脈沖響應(yīng)的方法通常有匹配濾波器法、MMSE、ML等。假設(shè)信道的時(shí)變性線性變化，通過估計(jì)信道的脈沖響應(yīng)來抑制ICI，OFDM系統(tǒng)中的頻域接收信號(hào)用矩陣的形式表示為：
由于相鄰子載波對(duì)當(dāng)前載波的ICI干擾較大，可以只考慮相鄰q個(gè)載波的ICI干擾系數(shù)，從而簡化矩陣來減少運(yùn)算量。這種頻域線性均衡的方法可以有效去除ICI干擾，但是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，并且需要多余的信息開銷。
3.2 時(shí)域均衡
均衡的方法是較常見的方法，由于OFDM系統(tǒng)時(shí)域和頻域?qū)ε嫉奶匦�，均衡的濾波器可以加在時(shí)域，也可以加在頻域，時(shí)域?yàn)V波和頻域?yàn)V波可以完全等效。線性均衡有迫零和最小均方誤差兩種算法，非線性的算法有判決反饋均衡和串行干擾消除的方法。
時(shí)域均衡的方法是在DFT之前加時(shí)變?yōu)V波器，來改善接收機(jī)的頻率響應(yīng)，使之對(duì)ICI不敏感。最常用的窗函數(shù)是Nyquist窗，特征是加窗后各子載波保持正交關(guān)系。
對(duì)于時(shí)域均衡方法，可以用基于泰勒級(jí)數(shù)展開的模型來分析多普勒頻移所引入的ICI，并且利用干擾矩陣的特點(diǎn)給出了簡化的均衡結(jié)構(gòu)，但這種均衡算法仍具有較高的計(jì)算復(fù)雜度。也可以設(shè)計(jì)基于ICI抑制的時(shí)域?yàn)V波器，來補(bǔ)償信道的時(shí)變性，從而使信道轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)不變信道。這些方法需要已知信道的狀態(tài)信息，并且需要計(jì)算信道傳輸矩陣的逆，因此復(fù)雜度高。
