[发明专利]一种基于OFDM信号循环平稳特性的盲信噪比估计方法

摘要

本发明公开了一种基于OFDM信号循环平稳特性的盲信噪比估计方法，特点是在多径衰落信道模型下，基于OFDM信号循环平稳特性，分析接收信号的周期自相关函数Ry(k，τ)的能量分布规律，结合近似逼近理论，最终实现信噪比的盲估计优点在于利用OFDM信号本身具有的循环平稳特性，以及接收信号周期自相关函数的能量分布规律，利用二阶统计量可准确估计多径环境下的信噪比值。与基于高阶统计的盲估计方法相比，本发明的方法运算量小，估计精确度高，特别是在低信噪比和小观测信号的环境下，其优点尤其突出。

主权项

1.一种基于OFDM信号循环平稳特性的盲信噪比估计方法，其特征在于包括以下步骤：①在OFDM系统的发送端，首先对输入的数据信号进行正交相移调制处理得到调制信号，然后将调制信号依次通过串并变换、傅里叶逆变换和并串变换进行处理，得到由多个OFDM符号构成的OFDM信号，再将各个OFDM符号的最后端的L个采样点作为循环前缀复制到各个OFDM符号自身的最前端，得到加有循环前缀的OFDM信号，最后将加有循环前缀的OFDM信号作为OFDM发送信号，记为x(n)，将OFDM发送信号x(n)通过多径信道发送到OFDM系统的接收端，其中n表示连续时间变量；②在OFDM系统的接收端，OFDM发送信号x(n)通过多径信道后形成的OFDM接收信号记为y(n)，其中，v(n)表示平稳高斯白噪声，L_h是信道的多径阶数，S_j、τ_j和分别是第j径的功率因子，时延和到达时的相位；③根据自相关函数的定义，得到OFDM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，j₁、j₂表示两个不同的路径，分别是第j₁、j₂径，分别表示第j₁、j₂径的延时变量，分别表示第j₁、j₂径的到达相位，y^*(n+τ)表示y(n+τ)的共扼，y(n+τ)表示接收信号y(n)在延时τ后的信号，x(n-τ_i)是发送信号经过第j径时延后的信号，与互为共轭，δ(τ)为平稳高斯白噪声v(n)的自相关函数，N是噪声功率因子，δ(τ)是变量τ的冲击函数，为发送信号自相关函数，将发送信号的自相关函数表示为：则接收信号自相关函数转换为：④然后根据OFDM接收信号y(n)的自相关函数R_y(n，τ)，对离散时间点n对应的R_y(n，τ)作傅立叶级数展开，得到OFDM接收信号y(n)的周期自相关函数，记为R_y(k，τ)，其中，k为循环频率，为OFDM发送信号x(n)的周期自相关函数R_x(k，τ)延时的值，δ(τ)δ(k)为平稳高斯白噪声v(n)的周期自相关函数，δ(k)是变量k的冲击函数，N是噪声功率因子，i表示复数中的虚数单位；⑤令得到接收信号y(n)的周期自相关函数：然后对两边同时取绝对值有其中，为信号功率因子，N为噪声功率因子；接着，利用N_num接收信号对R_y(k，τ)进行统计量估计：其中N_num为符号数，P为循环周期，r(n)为接收信号，r(n+τ)为r(n)延时τ的接收信号，r^*(n+τ)与r(n+τ)互为共轭；最后根据最小均方误差理论，对求偏导并置为零可得信噪比估计表达式：⑥重复执行步骤①～⑤500～1000次，并对各次计算得到的信噪比估计值的总和计算其平均值，将该平均值作为最终的信噪比估计值。