一种脉冲干扰环境下OFDM 系统的盲信号干扰噪声比估计方法

摘要

本发明公开了一种脉冲干扰环境下OFDM系统的盲信号干扰噪声比估计方法，通过在OFDM系统的接收端求取接收信号的周期自相关函数，分析发送信号、脉冲干扰信号以及高斯白噪声的周期自相关函数的能量分布规律，选取合适的延时变量和循环频率，有效的分离信号功率和干扰加噪声功率，这样可根据信号干扰噪声比定义，准确有效的估计信号传输过程中的盲信号干扰噪声比的估计值，本发明方法不仅计算复杂度低，而且估计精确度高，且对于频谱资源严重匮乏的今天，可以有效的提高频带利用率，节省带宽资源，同时对于脉冲干扰严重影响的OFDM系统，能够准确有效的提高通信系统的质量。

主权项

一种脉冲干扰环境下OFDM系统的盲信号干扰噪声比估计方法，其特征在于包括以下步骤：①在OFDM系统的发送端，通过多径衰落信道发送OFDM信号给OFDM系统的接收端，其中，OFDM系统的发送端发送的OFDM信号在通过多径衰落信道传输的过程中受到脉冲、高斯白噪声干扰；②在OFDM系统的接收端接收到包含脉冲干扰信号和高斯白噪声的接收信号，记为y(n)，其中，n表示离散时间点，L_h表示多径衰落信道的多径数，S_i表示多径衰落信道的第i径的信号功率因子，表示多径衰落信道的第i径的到达相位，τ_i表示多径衰落信道的第i径的延时变量，j为虚数单位，x(n‑τ_i)表示OFDM系统的发送端发送的OFDM信号x(n)延时τ_i后的变量，I(n)表示脉冲干扰信号，v(n)表示高斯白噪声，A表示脉冲干扰信号的信号功率因子，N表示高斯白噪声的信号功率因子；然后根据自相关函数的定义，得到接收信号y(n)的自相关函数，记为R_y(n,τ)，其中，τ表示延时变量，和分别表示多径衰落信道的第i₁径的信号功率因子、到达相位和延时变量，和分别表示多径衰落信道的第i₂径的信号功率因子、到达相位和延时变量，表示OFDM系统的发送端发送的OFDM信号在时间点n处延迟的延时变量上延迟后的自相关函数，R_I(n,τ)表示脉冲干扰信号的自相关函数，R_v(n,τ)表示高斯白噪声的自相关函数，表示多径衰落信道的第i₁径的延时变量，表示多径衰落信道的第i₂径的延时变量；再根据周期自相关函数的定义，对离散时间点n作傅立叶级数展开，得到接收信号y(n)的周期自相关函数，记为R_y(k,τ)，$R_y(k,\tau )=\underset{i=0}{\overset{L_h-1}{\Sigma }}{S}_i{e}^{-j2\mathrm{\pi k}{\tau }_{i_1}/P}{R}_x(k,\tau )+\Gamma (k,\tau )+{\mathrm{AR}}_I(k,\tau )+{\mathrm{NR}}_v(k,\tau ),$其中，k表示循环频率，R_x(k,τ)表示OFDM系统的发送端发送的OFDM信号的周期自相关函数，R_I(k,τ)表示脉冲干扰信号的周期自相关函数，R_v(k,τ)表示高斯白噪声的周期自相关函数，表示OFDM系统的发送端发送的OFDM信号在延时变量上延迟后的周期自相关函数，P表示循环周期；③分析OFDM系统的发送端发送的OFDM信号、脉冲干扰信号以及高斯白噪声的周期自相关函数的能量分布图，得出OFDM系统的发送端发送的OFDM信号的周期自相关函数的能量分布规律为：随着τ值的增加和k值偏离零点，OFDM信号的谱能量逐渐减小，OFDM信号的谱能量在τ＝0和k＝0处存在，且在τ≠0或者k≠0处也存在，当任意两径的时间间隔超过一个OFDM符号时，值会越来越大，得到Γ(k,τ)＝0；脉冲干扰信号的周期自相关函数的能量分布规律为：脉冲干扰信号的谱能量在τ≠0处不存在，且大多数谱能量分布在k＝0处；高斯白噪声的周期自相关函数的能量分布规律为：高斯白噪声的谱能量分布在τ＝0且k＝0处；④根据OFDM系统的发送端发送的OFDM信号、脉冲干扰信号以及高斯白噪声的周期自相关函数的能量分布规律，得到$R_y(k,\tau )=\underset{i=0}{\overset{L_h-1}{\Sigma }}{S}_i{e}^{-j2\mathrm{\pi k}{\tau }_{i_1}/P}{R}_x(k,\tau )+{\mathrm{AR}}_I(k,\tau )+{\mathrm{NR}}_v(k,\tau ),$然后对$R_y(k,\tau )=\underset{i=0}{\overset{L_h-1}{\Sigma }}{S}_i{e}^{-j2\mathrm{\pi k}{\tau }_{i_1}/P}{R}_x(k,\tau )+{\mathrm{AR}}_I(k,\tau )+{\mathrm{NR}}_v(k,\tau )$的两边同时取绝对值，再选取延时变量τ≠0，计算得到多径衰落信道的信号功率因子，其中，“||”为取绝对值符号；⑤令$S=\underset{i=0}{\overset{L_h-1}{\Sigma }}{S}_i,$然后在$R_y(k,\tau )=\underset{i=0}{\overset{L_h-1}{\Sigma }}{S}_i{e}^{-j2\mathrm{\pi k}{\tau }_{i_1}/P}{R}_x(k,\tau )+{\mathrm{AR}}_I(k,\tau )+{\mathrm{NR}}_v(k,\tau )$的绝对值等式中选取延时变量τ＝0且循环频率k＝0，再根据S计算脉冲干扰信号加高斯白噪声的功率因子，记为A+N，A+N＝|R_y(0,0)|‑S|R_x(0,0)|，其中，R_y(0,0)表示接收信号y(n)的周期自相关函数R_y(k,τ)在延时变量τ＝0且循环频率k＝0时的值，R_x(0,0)表示OFDM系统的发送端发送的OFDM信号的周期自相关函数在延时变量τ＝0且循环频率k＝0时的值，“||”为取绝对值符号；⑥根据S和A+N得到盲信号干扰噪声比，记为SINR，