[發明專利]一種正交頻分復用技術通信系統中的脈沖噪聲抑制方法

有效

• 申請號: 201811317423.0
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109729035B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 盧志剛;李有明;呂新榮;王旭芃;曾宇恩;王沛鑫
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 程天鵬

本發明公開了一種正交頻分復用技術通信系統中的脈沖噪聲抑制方法，特點是包括以下步驟，首先在OFDM通信系統的發送端，根據初始發送的二進制數據獲取待發送的二進制數據；OFDM通信系統的發送端根據待發送的二進制數據經過OFDM通信系統的信道發送至OFDM通信系統的接收端得到接收到的數據r，OFDM通信系統的接收端根據r得到OFDM頻域符號y；再根據y得到OFDM通信系統中的脈沖噪聲的估計值向量；最后根據脈沖噪聲的估計值向量對y進行脈沖噪聲抑制，從而完成對OFDM通信系統中脈沖噪聲的抑制過程；優點是能夠有效的降低系統誤碼率，提高了系統的魯棒性，提高信道估計精度。

技術領域

本發明涉及一種脈沖噪聲抑制方法，尤其是一種正交頻分復用技術通信系統中的脈沖噪聲抑制方法。

背景技術

正交頻分復用(Orthogonal frequency division multiplexing，簡稱OFDM)已被用作許多新興通信標準的調制技術，它可以有效地抑制無線信道的多徑失真。然而，在一些場景中，如車載網絡，智能電網和淺海水下通信網絡，基于OFDM的通信系統可能容易受到脈沖噪聲的影響，傳統的信道估計算法估計性能有待改進。

在實際中，OFDM通信系統中信道的多徑特性與脈沖噪聲的影響是同時存在的，信道估計與脈沖噪聲估計無法獨立分開，因此聯合估計信道和脈沖噪聲逐漸引起重視。通過因子圖(Factor Graph)和消息傳遞方法可以聯合估計信道和脈沖噪聲，該設計方案假設信道服從瑞利分布并且信道的先驗分布是已知的。由于多數無線信道不服從瑞利分布而且先驗分布也無法得知，因此限制了該方法在實際中的應用，而本發明不需要知道信道先驗信息，直接將信道與脈沖噪聲聯合估計，降低了通信系統的誤碼率，提高了脈沖噪聲的估計性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于遞歸卡爾曼濾波的SBL算法的正交頻分復用技術通信系統中的脈沖噪聲抑制方法，該方法通過聯合信道參數和脈沖噪聲信號來抑制脈沖噪聲。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種正交頻分復用技術通信系統中的脈沖噪聲抑制方法，包括以下步驟：

①在OFDM通信系統的發送端，將初始發送的二進制數據b進行信道編碼和OFDM 映射得到二進制數據x，將x進行離散傅立葉逆變換并插入循環前綴得到待發送的二進制數據；

②OFDM通信系統的發送端將待發送的二進制數據經過OFDM通信系統的信道發送至OFDM通信系統的接收端得到接收到的數據p，OFDM通信系統的接收端對p去除循環前綴并通過快速傅里葉變換得到OFDM頻域符號y；

③根據y通過基于遞歸卡爾曼濾波的稀疏貝葉斯學習算法去聯合估計得到OFDM通信系統中的脈沖噪聲的估計值向量

④根據對y進行脈沖噪聲抑制，獲得經過脈沖噪聲抑制后的OFDM頻域符號從而完成對OFDM通信系統中脈沖噪聲的抑制過程，其中，F表示離散傅里葉變換矩陣。

所述的步驟②中p＝HF^*x+i+g，其中H表示一個N×N的信道循環矩陣，H的第一列為h，h由歸一化的OFDM通信系統的信道脈沖響應向量構成，N為OFDM通信系統的信道子載波數目，F表示離散傅里葉變換矩陣，F^*是F的共軛轉置矩陣，i表示OFDM 通信系統的信道脈沖噪聲的時域采樣值，g表示OFDM通信系統的信道的背景噪聲的時域采樣值，y＝Fp＝Λx+Fi+n，其中表示構造關于的對角矩陣，n為g經過快速傅里葉變換后得到的向量。

所述的步驟③中根據y通過基于遞歸卡爾曼濾波的稀疏貝葉斯學習算法去聯合估計得到OFDM通信系統中的脈沖噪聲的估計值向量具體包括以下步驟：

③-1、將h設定為稀疏的，定義待求解的向量為ω，ω＝[h^T,i^T]^T，定義觀測矩陣為φ，則有y＝φω+n；