[發(fā)明專利]SC-FDE系統(tǒng)低復(fù)雜度信道估計(jì)下的相位噪聲抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310092643.9
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103179062A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾赳赳;岳光榮;成先濤;李少謙
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L25/02
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

1.一種SC-FDE系統(tǒng)低復(fù)雜度信道估計(jì)下的相位噪聲抑制方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）、發(fā)送端將用戶數(shù)據(jù)分成長度為N_s的用戶數(shù)據(jù)塊，其中第i個用戶數(shù)據(jù)塊x~i=[x~i(0),x~i(1),...,x~i(Ns-1)]T,]]>x~i(m1),0≤m1≤Ns-1]]>表示第i個用戶數(shù)據(jù)塊的第m₁個發(fā)送數(shù)據(jù)；構(gòu)建長度為N_c的特殊字：u＝[u(0),u(1),...,u(N_c-1)]^Τ，u(m₂),1≤m₂≤N_c-1是特殊字中第m₂個特殊字符號，在用戶數(shù)據(jù)塊間插入特殊字作為等效循環(huán)前綴，構(gòu)成長度為N_b的傳輸數(shù)據(jù)塊P是不大于N_b/N_c的最大正整數(shù)，采用連續(xù)的MP+1個連續(xù)的特殊字構(gòu)成訓(xùn)練序列；

（2）、接收端接收訓(xùn)練序列經(jīng)信道傳輸?shù)男盘枺烙?jì)信道頻率響應(yīng)的少量頻點(diǎn)響應(yīng)和信道脈沖響應(yīng)，并計(jì)算頻域均衡所需的受相位噪聲公共相位誤差影響的初始信道頻率響應(yīng)：

訓(xùn)練序列經(jīng)信道h=[h(0),h(1),...,h(L-1)]^Τ進(jìn)行傳輸，其中L是信道的長度；訓(xùn)練序列的時(shí)域接收信號移除第1個特殊字y₀的時(shí)域接收信號，將剩下的MP個特殊字的時(shí)域接收信號記為y_s＝[y_s(0),y_s(1),...,y_s(N_c-1)]^Τ，1≤s≤MP，y_s(m₂),0≤m₂≤N_c-1表示時(shí)域接收信號y_s的第m₂時(shí)刻的采樣數(shù)據(jù)；對MP個特殊字的時(shí)域接收信號求平均值

MP個特殊字的時(shí)域接收信號y_s受加性高斯白噪聲n_s＝[n_s(0),n_s(1),...,n_s(N_c-1)]^Τ的加性影響，其元素n_s(m₂),0≤m₂≤N_c-1是相互獨(dú)立的均值為0、方差為的隨機(jī)變量，此時(shí)即時(shí)域加性高斯白噪聲的功率；同時(shí)y_s受平穩(wěn)高斯色相位噪聲的乘性影響，其元素的相位φ_s(m₂),0≤m₂≤N_c-1是均值為0的平穩(wěn)高斯隨機(jī)變量；計(jì)算時(shí)域加性高斯白噪聲平均值特殊字上的相位噪聲平均值φ‾=(Σs=1MPφs)/(MP)=[ejφ‾(0),ejφ‾(1),...,ejφ‾(Nc-1)]T,]]>將的N_c點(diǎn)FFT變換的1/N_c記為P‾(r1)=1/NcΣm2=0Nc-1ejφ‾(m2)e-j2πm2r1/Nc,0≤r1≤Nc-1;]]>

特殊字的時(shí)域接收信號平均值經(jīng)過N_c點(diǎn)FFT后得到其頻域每個頻點(diǎn)k₁,0≤k₁≤N_c-1的接收信號：

Y‾(k1)=P‾(0)Hc(k1)U(k1)+Σl=0,l≠k1Nc-1Hc(l)U(l)P‾((k1-l)modNc)+N‾(k1)]]>

H_c(k₁)、U(k₁)和分別是信道h、特殊字u和時(shí)域加性高斯白噪聲平均值的N_c點(diǎn)FFT的第k₁個頻點(diǎn)的值；是產(chǎn)生的公共相位誤差；mod表示取余運(yùn)算，當(dāng)k₁-l≥0，(k₁-l)modN_c＝(k₁-l)modN_c；當(dāng)k₁-l＜0，(k₁-l)modN_c＝N_c-(l-k₁)modN_c；

I=Σl=0,l≠kNc-1Hc(l)U(l)P‾((k1-l)modNc)]]>是由相位噪聲產(chǎn)生的碼間串?dāng)_，將視為一項(xiàng)均值為0，方差為的頻域加性高斯噪聲；根據(jù)最小二乘法準(zhǔn)則，得到受相位噪聲公共相位誤差影響的信道頻率響應(yīng)：P‾(0)H^c(k1)=Y‾(k1)/U(k1);]]>

經(jīng)N_c點(diǎn)IFFT得到長度為N_c的受公共相位誤差影響的信道脈沖響應(yīng)：其中F_c是N_c×N_c的歸一化的DFT矩陣，其第p,1≤p≤N_c行第q,1≤q≤N_c列的元素F_c^Η是F_c的共軛轉(zhuǎn)置矩陣；是信道頻率響應(yīng)的少量頻點(diǎn)響應(yīng)估計(jì)，其中是第k₁個頻點(diǎn)的信道頻率響應(yīng)估計(jì)；是信道脈沖響應(yīng)估計(jì)，其中是估計(jì)信道的第m₂個抽頭。

采用對角矩陣Dg=diag{1,e-j2πg/Nb,e-j2πg·2/Nb,...,e-j2πg·(Nc-1)/Nb},]]>1≤g≤P-1左乘向量后再經(jīng)N_c點(diǎn)FFT得到內(nèi)插向量：P‾(0)H^cg=P‾(0)FcDgh^c;]]>把內(nèi)插到得到頻域均衡所需的受相位噪聲公共相位誤差干擾的信道頻率響應(yīng)：其中的第t,1≤t≤N_c-1個元素是中的第tP+g個元素；

（3）、利用訓(xùn)練序列的時(shí)域和頻域接收信號分別進(jìn)行時(shí)域噪聲功率估計(jì)和頻域噪聲功率估計(jì)，得到時(shí)域噪聲功率估計(jì)值頻域噪聲功率估計(jì)值

（4）、利用步驟（2）估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)，計(jì)算特殊字接收信號的副本：

將步驟（2）中估計(jì)的從后往前檢測，當(dāng)檢測到信道脈沖響應(yīng)的路徑功率時(shí)把其設(shè)為零，其中α是由用戶設(shè)置的大于零的門限參數(shù)，當(dāng)?shù)谝淮螡M足時(shí)停止檢測，沒有被設(shè)為零的路徑數(shù)目為信道的有效階數(shù)；將信道有效階數(shù)記為計(jì)算特殊字接收信號第m₃，L~≤m3≤Nc]]>個元素的副本：r^c(m3)=P‾(0)Σl=0L~-1h^c(l)u(m3-l);]]>

（5）、接收端接收用戶數(shù)據(jù)塊x_i，將步驟（3）估計(jì)的時(shí)域噪聲功率和步驟（4）估計(jì)的特殊字接收信號的副本作為已知參數(shù)，利用最小均方誤差算法估計(jì)相位噪聲在傳輸數(shù)據(jù)塊循環(huán)前綴上產(chǎn)生的公共相位誤差與初始估計(jì)信道中公共相位誤差的比值

（6）、采用步驟（5）估計(jì)的和步驟（2）得到的受相位噪聲公共相位誤差影響的初始估計(jì)信道相乘，跟蹤當(dāng)前傳輸數(shù)據(jù)塊的整體信道：

H^i(k2)=Pi(0)H^b(k2)=Δθ^iP‾(0)H^b(k2)]]>

根據(jù)跟蹤得到的整體信道與步驟（3）得到的頻域噪聲功率估計(jì)值為已知參數(shù)，利用頻域最小均方誤差均衡抑制相位噪聲干擾。