[发明专利]用于PDM-CO-OFDM系统的信道估计方法

摘要

本发明用于PDM-CO-OFDM系统的信道估计方法，涉及数字信息的传输中的应用多频码的系统，步骤是：在PDM-CO-OFDM系统发送端对离散导频格式进行设计与选取，发送信息数据及导频数据；在接收端将接收到的信息数据及导频数据，利用最小二乘算法即LS算法对正交频分复用符号进行导频点信道估计；在频域进行线性插值，将得到的插值结果进行多小波去噪；在时域进行线性插值，将插值结果进行符号内频域平均，完成联合去噪；降噪处理后的信道特性经矩阵求逆运算；最后估计出发送数据。本发明基于离散导频，结合多小波与符号内频域平均的联合降噪进行信道估计，克服了相关现有OFDM信道估计方法的计算量增大和增大系统开销的缺陷。

主权项

1.用于PDM-CO-OFDM系统的信道估计方法，其特征在于：是一种基于离散导频的结合多小波与符号内频域平均的联合降噪的信道估计方法，步骤是：第一步，在PDM-CO-OFDM系统发送端对离散导频格式进行设计与选取，发送信息数据及导频数据在PDM-CO-OFDM系统发送端X和Y两个偏振方向进行导频图案的设计，采取S_f＝6，S_t1＝4和S_t2＝3，为离散导频图案，导频在频域插入间隔相同，时域插入间隔相同，但在频域每隔一个含有导频的OFDM符号插入方式才相同，当X方向上发送导频时，Y方向上发送空信号；第二步，在PDM-CO-OFDM系统接收端利用最小二乘算法即LS算法对正交频分复用符号进行导频点信道估计在PDM-CO-OFDM系统接收端，将接收到的发送端发送的信息数据及导频数据根据LS算法原理，估计出X、Y偏振方向的导频点处的信道特性，在PDM-CO-OFDM系统信道估计模型中，第i个符号及k个子载波上光纤信道响应用琼斯矩阵，通过LS信道估计得到：Hi,k=HxxHxyHyxHyy]]>假设两个导频符号t_x和t_y经历了同样的信道效应，则接收到的导频符号为：r1(k)=r1x(k)r1y(k)=Hxxtx(k)Hyxtx(k),]]>r2(k)=r2x(k)r2y(k)=Hxyty(k)Hyyty(k)]]>则，信道矩阵可由下式求出：Hi,k=HxxHxyHyxHyy=r1x(k)/tx(k)r2x(k)/ty(k)r1y(k)/tx(k)r2y(k)/ty(k)]]>由此得到信息数据、导频数据和导频点处的信道特性；第三步，在频域进行线性插值，将得到的插值结果进行多小波去噪选取CL3多小波进行去噪，具体步骤为：3.1选择奇偶法进行预处理，即将LS估计后经频域插值得到的信道响应H_i,k进行偶采样和奇采样分别赋给C_i⁰和C_i¹得到原始系数：C_i⁰＝H_i,2k，3.2多小波分解按照以下两式cj-1,k=22Σncj,nHn-2k*]]>dj-1,k=22Σncj,nGn-2k*]]>进行6次多小波分解，得到不同层的小波系数{d_j-1,k}，3.3小波系数阈值化处理，首先确定阈值为其中σ_j是各尺度下噪声标准差，通过下式近似得到之后采用软阈值法进行处理，达到多小波去噪目的，3.4多小波重构按照下式c^j,k=22(Σncj-1,nHk-2n+Σndj-1,nGk-2n)]]>完成多小波重构，得到重构后的3.5后处理，由还原得到信道响应第四步，在时域进行线性插值，将插值结果进行符号内频域平均，完成联合去噪采用符号内频域平均方法处理，即对于上述第i个符号内，第k个子载波的信道矩阵H_i，k，是将子载波k的前m个和后m个，总共（2m+1）个邻近子载波信道矩阵的求平均,对第三步的进行多小波去噪后通过时域插值得到的再进行符号内频域平均方法处理去噪，完成联合去噪，得到第k个子载波的信道矩阵表示为：Hi,k′′=1min(kmax,k′+m)-max(kmin,k′-m)+1Σk=k′-mk′+mHi,k]]>式中，k_max和k_min分别是最大和最小子载波序号，上式右端求和中超出[k_min,k_max]的子载波不存在，它们的信道矩阵设置为零；第五步，降噪处理后的信道特性经矩阵求逆运算将第四步联合去噪后的信道特性矩阵求逆，得到第六步，估计出发送数据由第五步的信道特性经矩阵求逆运算求出的信道矩阵的逆矩阵和由接收端接收到的第二步得到的信息数据和导频数据，估计出发送数据为x‾ik=yik·Hi,k′-1=yik·Hi,k′*/|Hi,k′|2,]]>其中，i＝1，…，Nf；k＝1，…，Nsc。