[发明专利]单载波交织频分多址系统中的多用户信噪比盲估计方法

说明书

本发明公开一种单载波交织频分多址系统中的多用户信噪比盲估计方法，其步骤为：(1)将输入的信号变换为频域信号；(2)将频域数据变换为时域数据；(3)发送已调制信号；(4)接收含有噪声的信号；(5)多用户信号分离获得各用户时域信号；(6)计算噪声的平均功率；(7)计算单载波交织频分多址符号的平均功率；(8)计算单载波交织频分多址符号的信噪比；(9)计算每个子帧的信噪比。本发明盲估计信噪比，提升了单载波频分多址系统的传输效率；通过大量的各用户时域信号直接计算每个子帧的信噪比，使得本发明能够提高信噪比估计的准确性，尤其是低信噪比估计的准确性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及信号处理技术领域中的单载波交织频分多址系统中的多用户信噪比盲估计方法。本发明可用于卫星通信、移动通信、电离层散射通信、对流层散射通信等通信技术领域中，采用单载波交织频分多址系统(SC-IFDMA)，并对系统中各用户的信噪比进行盲估计的方法。

背景技术

在通信系统中，常见的表征信道传输质量的指标有：信道时延扩展、信噪比、误码率、误帧率等。其中误码率、误帧率是通信系统传输质量的直接衡量指标，往往需要统计大量的数量才能得到，耗时较长，不利于即时使用。但信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)可以实时测量，它与误码率、误帧率也有直接的关系，所以常采用信噪比作为通信系统传输质量的衡量指标。高精度的信噪比估计可以为功率控制、越区切换和信道速率匹配等提供准确的信道质量信息，充分发掘信道潜在的传输能力，提升通信系统的性能。

现有的信噪比估计方法总体上可以分为两种：一种是基于已知数值的导频数据估计信噪比的方法，另一种是盲估计方法。前者需要不断地在每条子载波上发送大量的导频数据，提高估计的准确性，这样会降低通信系统的传输效率；后者是通过统计有用信号和噪声干扰的特征值估计信噪比，插入的导频数据也作为部分样本数据盲估计信噪比。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所在其申请的专利文献“一种信噪比估计方法”(申请号201410152838.2，申请日2014.04.16，公开号103916342A)中提出一种根据接收信号中插入的导频数据估计信道信噪比的方法。该方法首先从接收到的数据符号中获取到导频所在位置的导频数值、信道估计值和高斯白噪声，然后根据导频数值、信道估计值和高斯白噪声获取相应导频所在位置的导频位置信息，最后根据导频位置、信道估计值和导频位置信息获取接收信号的信噪比估计值。该方法存在的不足之处是，在估计信噪比时，需要一定的先验信息，为提高信噪比估计的准确性，需要在频域信号中插入较多的导频数据，这样会降低数据传输的效率，但过少的导频会导致信噪比估计的准确度下降，不能很好的反应通信链路质量，影响系统的性能。

上海鑫皇实业有限公司在其申请的专利文件“一种OFDM系统的信噪比盲估计方法”(申请号201510288359.8，申请日2015.05.29，公开号106302286A)中提出一种OFDM系统的信噪比盲估计方法。该方法首先对OFDM前导序列进行傅里叶变换，然后经傅里叶变换后的前导符号获取数据子载波平均功率，经傅里叶变换后的前导符号获取虚载波平均功率，最后根据信号的平均功率和虚载波平均功率确定信噪比。该方法存在的不足之处是，需要使用前导符号估计信号的功率和噪声功率，若信道变化剧烈，前导符号估计出的信噪比不再适用于数据符号部分，而且前导符号的样本数据有限，导致低信噪比估计不准确。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出一种单载波交织频分多址系统中使用各用户时域信号盲估计信噪比的方法，适用于信道具有非线性功放，信号包络波动小，低信噪比特性的通信环境，可以提升估计低信噪比的准确性，提高单载波交织频分多址系统的传输效率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案，包括如下步骤：

(1)将输入的信号变换为频域信号：