[發明專利]一種水聲OFDM載波間干擾的頻域抑制方法與系統

有效

• 申請號: 202110247293.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113098815B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 李渝舟;邱吉慧;王志戰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/03;H04B13/02;H04B11/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 祝丹晴

1.一種水聲OFDM系統中載波間干擾的頻域抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、基于最小均方誤差原則構建ICI頻域抑制目標優化模型，并根據前導碼中的導頻信號，通過最小化所述ICI頻域抑制目標優化模型的目標函數，估計當前數據幀的最佳基準頻偏；具體包括：

S11、基于最小均方誤差原則構建ICI頻域抑制目標優化模型；

S12、將前導碼中的導頻信號分為并行的A、B兩路信號；A路信號為前導碼中的導頻信號，B路信號為導頻信號與采樣時刻的乘積；

S13、初始化當前基準頻偏和導頻信號對應子載波處的權重值；

S14、將A、B兩路信號分別以當前基準頻偏的分數倍預設的頻率間隔進行若干次頻譜搬移，并分別對頻譜搬移后的信號進行相同點數的FFT運算，得到多路FFT信號；

S15、將A路信號所對應的多路FFT信號加權組合后得到A路導頻上的已解調信號；將B路信號所對應的多路FFT信號構成矢量，經由一組哈達瑪積運算后進行加權組合，得到B路導頻的已解調信號；

S16、基于A路導頻上的已解調信號，計算ICI頻域抑制目標優化模型的目標值，并判斷相鄰兩次的目標值的比值是否小于預設閾值，若是，則轉至步驟S17；否則，操作結束，當前基準頻偏即為當前數據幀的最佳基準頻偏；

S17、基于A路導頻上的已解調信號和B路導頻的已解調信號更新當前基準頻偏和權重值，轉至步驟S14；

其中，所述ICI頻域抑制目標優化模型的目標函數為：

f_e為當前基準頻偏；為第p個導頻信號子載波處的權重值；b_k為原始數據符號；K_P＝{k₁,...,k_P-1,k_P}；k_p為前導碼中的第p個導頻信號所對應的子載波下標；p＝1,2,...,P；P為導頻信號的個數；為A路第p個導頻上的已解調信號；為A路第p個導頻信號所對應的各路FFT信號構成的列向量；

S2、將接收信號以預設頻率間隔進行若干次頻譜搬移后，對頻譜搬移后的信號分別進行相同點數的FFT運算，得到各子載波處的多路FFT信號；所述預設頻率間隔為所述當前數據幀的最佳基準頻偏的分數倍；

S3、將所述多路FFT信號逐子載波地進行加權組合，得到載波間干擾頻域抑制后的信號。

2.根據權利要求1所述的水聲OFDM系統中載波間干擾的頻域抑制方法，其特征在于，所述步驟S13中，將A、B兩路信號分別以頻率間隔頻率間隔進行2I次頻譜搬移，各得到(2I+1)路信號；

其中，A路信號為v(t)，B路信號為tv(t)；A路信號所對應的頻譜搬移后的信號為B路信號所對應的頻譜搬移后的信號為I為正整數。

3.根據權利要求2所述的水聲OFDM系統中載波間干擾的頻域抑制方法，其特征在于，A路第p個導頻信號所對應的第i路FFT信號為：

v_i(t)為A路信號所對應的頻譜搬移后的信號，Δf為子載波間隔。

4.根據權利要求2所述的水聲OFDM系統中載波間干擾的頻域抑制方法，其特征在于，B路第p個導頻上的已解調信號為：

其中，為B路第p個導頻信號所對應的各路FFT信號構成的列向量；β＝[-I,...,-1,0,1,...,I]^T；表示哈達瑪積運算；

B路第p個導頻信號所對應的第i路FFT信號為：

tv_i(t)為B路信號所對應的頻譜搬移后的信號，Δf為子載波間隔。

5.根據權利要求1所述的水聲OFDM系統中載波間干擾的頻域抑制方法，其特征在于，所述步驟S2中，第k路子載波處的多路FFT信號為：

z_k＝[z_k，-I,...,z_k,-1,z_k,0,z_k,1,...,z_k,I]^T

其中，I為正整數，r(t)為接收信號，f_base為當前數據幀的最佳基準頻偏。