[發明專利]單載波交織頻分多址系統中的多用戶信噪比盲估計方法

有效

• 申請號: 201711144165.6
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107947899B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 任光亮;牛曉明;丁建;張會寧
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發明公開一種單載波交織頻分多址系統中的多用戶信噪比盲估計方法，其步驟為：(1)將輸入的信號變換為頻域信號；(2)將頻域數據變換為時域數據；(3)發送已調制信號；(4)接收含有噪聲的信號；(5)多用戶信號分離獲得各用戶時域信號；(6)計算噪聲的平均功率；(7)計算單載波交織頻分多址符號的平均功率；(8)計算單載波交織頻分多址符號的信噪比；(9)計算每個子幀的信噪比。本發明盲估計信噪比，提升了單載波頻分多址系統的傳輸效率；通過大量的各用戶時域信號直接計算每個子幀的信噪比，使得本發明能夠提高信噪比估計的準確性，尤其是低信噪比估計的準確性。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及信號處理技術領域中的單載波交織頻分多址系統中的多用戶信噪比盲估計方法。本發明可用于衛星通信、移動通信、電離層散射通信、對流層散射通信等通信技術領域中，采用單載波交織頻分多址系統(SC-IFDMA)，并對系統中各用戶的信噪比進行盲估計的方法。

背景技術

在通信系統中，常見的表征信道傳輸質量的指標有：信道時延擴展、信噪比、誤碼率、誤幀率等。其中誤碼率、誤幀率是通信系統傳輸質量的直接衡量指標，往往需要統計大量的數量才能得到，耗時較長，不利于即時使用。但信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)可以實時測量，它與誤碼率、誤幀率也有直接的關系，所以常采用信噪比作為通信系統傳輸質量的衡量指標。高精度的信噪比估計可以為功率控制、越區切換和信道速率匹配等提供準確的信道質量信息，充分發掘信道潛在的傳輸能力，提升通信系統的性能。

現有的信噪比估計方法總體上可以分為兩種：一種是基于已知數值的導頻數據估計信噪比的方法，另一種是盲估計方法。前者需要不斷地在每條子載波上發送大量的導頻數據，提高估計的準確性，這樣會降低通信系統的傳輸效率；后者是通過統計有用信號和噪聲干擾的特征值估計信噪比，插入的導頻數據也作為部分樣本數據盲估計信噪比。

中國科學院上海微系統與信息技術研究所在其申請的專利文獻“一種信噪比估計方法”(申請號201410152838.2，申請日2014.04.16，公開號103916342A)中提出一種根據接收信號中插入的導頻數據估計信道信噪比的方法。該方法首先從接收到的數據符號中獲取到導頻所在位置的導頻數值、信道估計值和高斯白噪聲，然后根據導頻數值、信道估計值和高斯白噪聲獲取相應導頻所在位置的導頻位置信息，最后根據導頻位置、信道估計值和導頻位置信息獲取接收信號的信噪比估計值。該方法存在的不足之處是，在估計信噪比時，需要一定的先驗信息，為提高信噪比估計的準確性，需要在頻域信號中插入較多的導頻數據，這樣會降低數據傳輸的效率，但過少的導頻會導致信噪比估計的準確度下降，不能很好的反應通信鏈路質量，影響系統的性能。

上海鑫皇實業有限公司在其申請的專利文件“一種OFDM系統的信噪比盲估計方法”(申請號201510288359.8，申請日2015.05.29，公開號106302286A)中提出一種OFDM系統的信噪比盲估計方法。該方法首先對OFDM前導序列進行傅里葉變換，然后經傅里葉變換后的前導符號獲取數據子載波平均功率，經傅里葉變換后的前導符號獲取虛載波平均功率，最后根據信號的平均功率和虛載波平均功率確定信噪比。該方法存在的不足之處是，需要使用前導符號估計信號的功率和噪聲功率，若信道變化劇烈，前導符號估計出的信噪比不再適用于數據符號部分，而且前導符號的樣本數據有限，導致低信噪比估計不準確。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的不足，提出一種單載波交織頻分多址系統中使用各用戶時域信號盲估計信噪比的方法，適用于信道具有非線性功放，信號包絡波動小，低信噪比特性的通信環境，可以提升估計低信噪比的準確性，提高單載波交織頻分多址系統的傳輸效率。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案，包括如下步驟：

(1)將輸入的信號變換為頻域信號：