[发明专利]循环前缀缺失下基于BEM的OFDM系统信号检测方法

摘要

本发明公开了一种在循环前缀缺失下基于BEM的OFDM系统信号检测方法，本发明首先利用已经估计的BEM加权系数和BEM基得到信道时域矩阵，然后进行符号间干扰、循环前缀重构、FFT变换、信道均衡和信号检测、IFFT、更新迭代次数、判断是否达到预先设置的次数，如果没有，返回检测数据并对循环前缀重构，直到到达预先设置次数，输出检测值。本发明通过BEM对快时变信道建模，建模后的信道在每帧数据内随着采用点是变化的，因此要根据时变的信道矩阵对每帧接收数据进行符号间干扰消除和循环前缀重构，并通过迭代进一步更新循环前缀重构部分。

主权项

1.循环前缀缺失下基于BEM的OFDM系统信号检测方法，包括如下步骤：S1：设发送天线第i帧发送的频域OFDM数据为Xⁱ，由数据子载波和导频子载波交错排列，其中，导频结构采用的是簇形，每簇中间位置处为非零导频，两侧是零数据导频；利用梳状导频估计得到信道BEM加权系数h^b，表达式为其中信道的多径数为表示信道第l条径冲激响应h_l在BEM下的加权系数，BEM所采用基矩阵的维数为Q+1；S2：利用已知的BEM基底矩阵B和第i帧OFDM数据信道BEM加权系数h^b，得到多径瑞利时域信道h，h=[h₀,h₁,...h_l,...,h_L]^T；其中h_l=[h_0,l,h_1,l…h_N-1,l]，N表示第i帧OFDM数据采样点数；在第i帧OFDM数据持续时间内信道冲激响应h_l采用BEM来近似，采用复指数基扩展模型，则信道第l条径第n时刻的衰落系数表示为：hn,l=Σq=0Qe(j2πn/N)(q-Q/2)*hQ,lb---(1)]]>S3：由于接收端对第i帧OFDM数据之前的数据已经完成检测，所以第i-1帧OFDM数据是已知的；利用步骤S2求出的信道时域信息h_n,l和第i-1帧数据，得到第i帧数据响应yⁱ中的符号间干扰具体过程为：设发送的数据为Xⁱ，对Xⁱ作长度为N的IFFT变换，则第i帧发送天线时域符号表示为：xⁱ=F_NXⁱ         (2)其中F_N表示FFT变换矩阵；由于发送的OFDM数据单元没有循环前缀的保护，因此接收第i帧的时域OFDM数据单元的前L个样本将受到来自相邻第i-1帧的OFDM数据的符号间干扰：yni=Σl=0nhn,lix⟨n-l⟩Ni+Σl=n+1Lhn,lix⟨n-l⟩Ni-1+wni,0≤n<LΣl=0Lhn,lix⟨n-1⟩Ni+wni,L≤n<N---(3)]]>其中n表示采用时刻，N表示OFDM数据单元长度；则第i-1帧数据对第i帧数据干扰部分可以表示为：yRe_ISIi(n)=Σl=n+1Lhn,lix⟨n-1⟩Ni-1,0≤n<L---(4)]]>写成向量形式为：yRe_ISIi=HRe_ISIixi-1---(5)]]>其中：HRe_ISIi=0···0h0,Lih0,L-1i···h0,1i0······0h1,Li···h1,2i·····················0············0hL-1,Li···············00·····················0···0·········0N×N---(6)]]>S4：当信道时变特性非常显著时，令循环前缀初次重构数据部分：yAddi(n)=0,0≤n<L---(7)]]>S5：对进行干扰消除和初次循环前缀重构得到y~ni=yni-yRe_ISIi(n)+yAddi(n),0≤n<Lyni,L≤n<N---(8)]]>S6：求得频域响应利用步骤S4得到的以及信道信息h_n,l，接收的频域信号表示为：Y~i=HXi+Wi---(9)]]>其中，W是频域上噪声，H元素可以为：H(m,k)=Σn=0N-1(Σl=1L-1hn,le-j2πkl/N)ej2πn(k-m)/N---(10)]]>S7：信道均衡和信号检测；采用MMSE准则构造第i帧OFDM数据单元的频域均衡器有：G=(H^HH+σ²I_N)^-1H^H       (11)其中σ²是噪声方差，I_N是N×N的单位矩阵；之后检测得到的发端频域信号矢量再做N点的IFFT得到发送的时域信号S8：对的循环前缀重构部分进行修正，有：y~ni,I=1=yni-yRe_ISIi(n)+yAddi,I=1(n),0≤n<Lyni,L≤n<N---(12)]]>其中：yAddi,I=1(n)=Σl=n+1Lhn,lix^⟨n-1⟩Ni0≤n<L---(13)]]>S9：更新；利用迭代后更新的接收数据响应返回步骤S5重复上述过程得到迭代后检测数据继续迭代，直到达到事先设置的迭代次数M，记最后检测数据为