[发明专利]改进的DFT-S-OFDM信道估计响应降噪方法

说明书

本发明提供一种改进的DFT‑S‑OFDM信道估计响应降噪方法，包括：将频域信道估计响应转换为时域信道估计响应；将时域信道估计响应中噪声和数据点进行分类后降噪；在去掉首尾两个循环前缀长度的数据点之外，中间的数据点直接进行强制置零法处理完成中间部分数据点的降噪；首尾两个循环前缀长度的数据点采用阈值判决的方法滤除噪声。利用该方法可使DFT‑S‑OFDM系统以较小的实现复杂度完成对接收端信道估计响应较优的降噪性能，进而提升系统接收性能。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其是一种改进的DFT-S-OFDM信道估计响应降噪方法。

背景技术

基于离散傅里叶变换扩展的正交频分复用(Discrete Fourier TransformSpread Orthogonal Frequency Division Multiplexing，DFT-S-OFDM)是一种单载波调制技术，该技术也是LTE上行链路常用调制方式，与多载波调制技术OFDM相比，它不仅具有较高的传输速率和频带利用率，其最突出的特点是传输信号具有较低的峰值与均值功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)，使得系统射频放大器有较高的功率效率。

但是，DFT-S-OFDM系统对相位抖动和频率偏移误差很敏感，无线环境中的多径衰落和多普勒干扰会破坏子载波间的正交性，引起子载波间干扰。因此，接收端需要对信道响应作出正确的估计，进而准确恢复受到干扰的原始发送信号。

基于最小二乘准则(Least Square，LS)的信道估计方法由于其具有实现简单，计算复杂度低的特性因而在通信系统中有着广泛的应用，但是LS算法在估计过程中没有考虑噪声的影响，尤其在低信噪比的情况下估计得到的信道响应包含有很大的噪声，因此，针对最小二乘(LS)准则得到的信道估计响应进行噪声滤除对于DFT-S-OFDM系统来说是一个必须要解决的重要问题。

一种传统降噪方法是强行置零法，首先通过离散逆傅里叶变换(IDFT)将频域信道估计响应转换到时域，对于无线信道来说，时域信道响应的能量主要集中在极个别的数据点上，包含信道能量的数据点个数一般小于所添加的循环前缀的长度，这是为了对抗多径干扰设定的。而估计得到的信道响应长度是一个数据符号的长度，远大于循环前缀的长度。因此，整个时域信道估计响应超出循环前缀长度的数据点应该全部是噪声，将信道估计响应循环前缀长度外的数据点强行置零从而完成降噪，最后将降噪处理后的信道时域响应通过DFT变换转换到频域，整个处理流程如图1所示，其中L_cp表示循环前缀长度。

强行置零法结构简单，计算复杂度低，对于采样间隔信道来说，该方法可以滤除信道估计响应循环前缀外的噪声，但是循环前缀长度内的噪声依然无法滤除；对于非采样间隔信道来说，由于系统抽样速率和多径时延并非整数倍的关系，所以信道估计响应能量会出现泄露，而实际的无线信道大多数都是非采样间隔信道，强行置零不仅会将噪声滤除，同时也会将能量泄露部分的数据点也滤除掉，使得信道估计响应产生失真，进而影响系统接收性能。图2a和图2b分别为采样间隔信道和非采样间隔信道估计响应幅频特性图。

还有一种降噪方法是基于阈值判决的方式，通过设定判决阈值，将信道估计响应能量小于阈值的数据点判定为噪声，同时也将这部分数据点置零从而完成降噪功能。整个处理流程如图3所示。

基于判决阈值的降噪方法解决了信道响应能量泄露时存在的问题，但是该方法需要计算信道估计响应内部每一个数据点的能量，且每个数据点需要与阈值进行比较，实现复杂度高；同时降噪性能与选取的阈值息息相关，阈值选取不当有可能会误滤除一些能量较小的数据点。

发明内容