專利名稱：一種基于ofdm信號循環(huán)平穩(wěn)特性的盲信噪比估計方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種信噪比估計方法，尤其是涉及一種基于OFDM信號循環(huán)平穩(wěn)特性 的盲信噪比估計方法。
背景技術(shù)：
隨著3G時代的來臨，雖然其傳輸速率比2G速率有顯著提升，但是仍然無法滿足 人們對高傳輸速率，特別是快速移動環(huán)境下的高傳輸需求。正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)以其傳輸速率快，頻譜利用率高，抗干擾能 力強的特點已成為下一代移動通信的關鍵技術(shù)。OFDM技術(shù)是一種多載波技術(shù)，其主要思想 是通過串并轉(zhuǎn)換讓高速率的數(shù)據(jù)流分解成多路低速率的子載波數(shù)據(jù)流，以并行的方式在多 路子信道上傳輸，并選擇合適的載波間隔保證子載波之間相互正交，再通過調(diào)制最后經(jīng)過 并串變換實現(xiàn)信號的合成。與單載波技術(shù)相比，具有高的頻譜資源和有效地對抗多徑傳播 引起的碼間干擾。無線通信的發(fā)展，使其對系統(tǒng)的抗干擾能力的要求也逐漸增高，而信噪比是衡量 通信系統(tǒng)抗干擾能力的一個重要指標。準確的信噪比是反映通信質(zhì)量，實現(xiàn)高速、高可靠性 傳輸?shù)闹匾笜?。在多載波調(diào)制系統(tǒng)中，在接收端為了準確的估計發(fā)送信號，必須做頻域均 衡，這需要預先知道信號傳輸過程中的信道參量；而在多載波調(diào)制過程的發(fā)送端，比特分配 以及多進制正交幅度調(diào)制(Multiple Quadrature Amplitude Modulation,MQAM)高階調(diào)制 基于子載波上的信噪比值。信噪比估計的應用還在于為自適應編碼調(diào)制、空時編碼以及動 態(tài)資源分配與跨層優(yōu)化等提供準確的物理層無線信道狀態(tài)參數(shù)，最終獲得空間、時間、頻率 的分集增益，使系統(tǒng)整體綜合性能達到最佳。由此可見，信道傳輸過程中的信噪比估計問題 是通信領域的重要問題，它所涉及和影響的范圍非常廣泛，一直是寬帶通信中的熱點研究 領域。信噪比估計大致可以分為兩類一是基于數(shù)據(jù)輔助的，即在信道中發(fā)送周期性的 導頻(訓練序列)，一類是基于非數(shù)據(jù)輔助的，即未知發(fā)射信號，只是對接收信號進行處理， 也就是盲信噪比估計方法。它們各有優(yōu)缺點，基于數(shù)據(jù)輔助的估計方法估計性能較好，但是 需要發(fā)送的導頻序列與接收端同步或在接收端完成接收判決才能進行估計；而盲信噪比估 計方法不需要發(fā)送導頻信息，使得頻譜利用率提高，也不需要與接收端同步和完成判決，而 缺點就是算法復雜度大，估計時間較長。盲信噪比估計方法主要是基于信號本身的統(tǒng)計特性，如分離符號累計量估計方法 (SSME方法)，二階四階矩方法(M2M4方法)，信號方差比方法(SVR方法)，平方信號噪聲方 差方法(SNV方法)等。但是這些方法在使用中存在不同的問題，例如SSME方法只能在實 高斯白噪聲信道下二進制相移鍵控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)調(diào)制時進行信噪 比估計，而SNV方法在低信噪比時性能較差等。在盲信噪比估計方法中，M2M4方法和SVR 方法使用范圍較廣且性能較好。OFDM系統(tǒng)的盲信噪比估計方法因不需要插入導頻，極大地 提高了系統(tǒng)的頻帶利用率。早期Soong等人提出了一種利用信號的二階四階矩的盲信噪比估計方法，即M2M4方法。該方法主要是通過推導受到噪聲干擾的接收信號的二階矩與四階 矩，得到接收信號二階矩、四階矩與信號功率、噪聲功率的關系式，并對兩式進行聯(lián)合求解， 分別得到信號功率和噪聲功率的估計，進而得到信噪比的估計值。這種方法利用了高階統(tǒng) 計量，算法運算量大，而估計精確度需要長時間觀測數(shù)據(jù)。事實上OFDM信號通常具有循環(huán) 平穩(wěn)特性，如何充分利用此特性設計基于二階統(tǒng)計量的盲信噪比估計具有重要實際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題提供一種基于OFDM信號循環(huán)平穩(wěn)特性的盲信噪比估 計方法，該方法能夠快速、準確的準確地估計信號傳輸過程中的信噪比值。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種基于OFDM信號循環(huán)平穩(wěn)特 性的盲信噪比估計方法，包括以下步驟①在OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端，首先對輸入的數(shù)據(jù)信號進行正交相移調(diào)制處理得到調(diào) 制信號，然后將調(diào)制信號依次通過串并變換、傅里葉逆變換和并串變換進行處理，得到由多 個OFDM符號構(gòu)成的OFDM信號，再將各個OFDM符號的最后端的L個采樣點作為循環(huán)前綴復 制到各個OFDM符號自身的最前端，得到加有循環(huán)前綴的OFDM信號，最后將加有循環(huán)前綴的 OFDM信號作為OFDM發(fā)送信號，記為χ (η)，將OFDM發(fā)送信號χ (η)通過多徑信道發(fā)送到OFDM 系統(tǒng)的接收端，其中η表示連續(xù)時間變量；②在OFDM系統(tǒng)的接收端，OFDM發(fā)送信號χ (η)通過多徑信道后形成的OFDM接收
信號記為
權(quán)利要求
1. 一種基于OFDM信號循環(huán)平穩(wěn)特性的盲信噪比估計方法，其特征在于包括以下步驟①在OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端，首先對輸入的數(shù)據(jù)信號進行正交相移調(diào)制處理得到調(diào)制信 號，然后將調(diào)制信號依次通過串并變換、傅里葉逆變換和并串變換進行處理，得到由多個 OFDM符號構(gòu)成的OFDM信號，再將各個OFDM符號的最后端的L個采樣點作為循環(huán)前綴復制 到各個OFDM符號自身的最前端，得到加有循環(huán)前綴的OFDM信號，最后將加有循環(huán)前綴的 OFDM信號作為OFDM發(fā)送信號，記為χ (η)，將OFDM發(fā)送信號χ (η)通過多徑信道發(fā)送到OFDM 系統(tǒng)的接收端，其中η表示連續(xù)時間變量；②在OFDM系統(tǒng)的接收端，OFDM發(fā)送信號χ(η)通過多徑信道后形成的OFDM接收信號記為y(n)，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于OFDM信號循環(huán)平穩(wěn)特性的盲信噪比估計方法，特點是在多徑衰落信道模型下，基于OFDM信號循環(huán)平穩(wěn)特性，分析接收信號的周期自相關函數(shù)Ry(k，τ)的能量分布規(guī)律，結(jié)合近似逼近理論，最終實現(xiàn)信噪比的盲估計優(yōu)點在于利用OFDM信號本身具有的循環(huán)平穩(wěn)特性，以及接收信號周期自相關函數(shù)的能量分布規(guī)律，利用二階統(tǒng)計量可準確估計多徑環(huán)境下的信噪比值。與基于高階統(tǒng)計的盲估計方法相比，本發(fā)明的方法運算量小，估計精確度高，特別是在低信噪比和小觀測信號的環(huán)境下，其優(yōu)點尤其突出。
文檔編號H04L25/02GK102143116SQ20111006307
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者朱文升, 李有明, 洪順利, 王曉麗, 金明 申請人:寧波大學