[發明專利]一種相位噪聲聯合估計方法

有效

• 申請號: 201811311748.8
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109167744B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 施玉松;錢漢望;劉建坡;李寶清;袁曉兵
• 申請（專利權）人: 上海事凡物聯網科技有限公司
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L25/02;H04W16/14;H04B17/391;H04B17/345
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

本發明提供一種相位噪聲聯合估計方法，包括：將OFDM/OQAM系統的晶振源噪聲和信道乘性噪聲定義為復合相位噪聲，以其為序列建立統一的狀態空間模型；在首幀符號中插入離散導頻，接收端通過計算獲得復合相位噪聲的初始測量值；然后進行蒙特卡洛采樣，根據一階自回歸模型和初始相位噪聲完成基于粒子濾波的遞推估計，得到復合相位噪聲的估計值；最后通過均衡得到系統發送的符號序列。本發明將晶振源噪聲和信道乘性噪聲進行聯合估計，提高了算法效率，系統僅需在首幀插入完整的導頻結構，其余幀通過粒子濾波進行遞推估計，可以有效節省導頻開銷，提高頻譜效率。

技術領域

本發明涉及寬帶無線通信領域，特別是涉及一種相位噪聲聯合估計方法。

背景技術

正交頻分復用/偏移正交幅度調制(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing/Offset Quadrature Amplitude Modulation，OFDM/OQAM)引入子載波濾波器組，可以獲得更好的時間頻率聚焦(Time Frequency Localization，TFL)特性，帶外衰減更迅速，甚至不加循環前綴也能獲得很好的抗符號間干擾(Inter-Symbol Interference，ISI)性能，提升了頻譜效率。

傳統的相位噪聲是指晶振的非理想導致載波頻率和目標頻率存在短時隨機差異，體現在時域上就是正弦波相位發生不連續的快速跳變，單純抑制的效果不理想。在接收端，要想無誤的恢復出發射信號，除了要補償相位噪聲外，還需要考慮信道上的乘性噪聲，包括幅度衰減、時間色散和頻率色散，體現在接收信號上就是幅度和相位的短時快變。由于乘性噪聲和相位噪聲在估計方法上存在很多相似點，因此兩者可以聯合估計和抑制。本發明所述的相位噪聲均同時包含晶振相位噪聲和信道乘性噪聲。

在無線通信系統中，相位噪聲估計的好壞直接影響到接收端的信道容量和誤碼性能。目前在OFDM/OQAM系統中，信道乘性噪聲的估計一般采用干擾抵消(InterferenceCancellation Method，ICM)或干擾近似(Interference Approximation Method，IAM)的方法。

其中，基于干擾抵消的方法，是通過設計使周邊相鄰格點疊加在中心導頻上的干擾為0，為了簡化算法，一般僅計算一階鄰域，因此均方估計的殘余誤差較高，后續往往需要迭代運算、高階均衡等途徑進一步消除殘余干擾，增加了系統復雜度。

基于干擾近似的方法，一般需要連續的塊狀導頻結構，通過計算疊加在中心導頻點的偽導頻來抑制噪聲的影響，該方法導頻開銷較大，另外不同導頻結構性能差異也很明顯，對后續均衡算法也帶來一定的壓力。

此外，這兩種估計方法都需要完整的導頻結構，導頻開銷高于傳統的OFDM技術；而由于OFDM/OQAM的一大優勢在于可以不加循環前綴，從而提高信道容量，現有的估計方法的較大的導頻開銷使得OFDM/OQAM技術中的有效數據在幀中的占比減少，導致頻譜效率下降，信道容量降低，優勢被削弱。

發明內容

本發明的目的在于提供一種相位噪聲聯合估計方法，以有效節省導頻開銷，提高頻譜效率，突出OFDM/OQAM系統在應用上的優勢。

為了實現上述目的，本發明基于上述原理提供了以下技術方案：

一種相位噪聲聯合估計方法，其特征在于，包括：

步驟S1：將OFDM/OQAM系統的晶振源噪聲和信道乘性噪聲定義為復合相位噪聲，該OFDM/OQAM系統的時變信道具有多徑，并假設所述多徑之間相互獨立，以復合相位噪聲為序列建立該OFDM/OQAM系統的時變信道的一階自回歸模型；

步驟S2：在OFDM/OQAM系統的發射端的首幀符號中插入離散導頻，接收端采集所述首幀符號的觀測值，并獲得復合相位噪聲的初始測量值；