[发明专利]水声正交频分复用通信系统帧间干扰消除方法

摘要

水声正交频分复用通信系统帧间干扰消除方法，涉及水声正交频分复用通信。包括建立多径干扰信号模型，分别研究对于多径干扰信号的时延值小于或大于符号间隔两种情形下的消除模型，利用压缩感知理论估计多径干扰信号的时延和幅值，根据算法设计利用时延和幅值信息对原始信号消除干扰；最后对消除干扰后的OFDM信号进行频域的均衡处理。提出的干扰信号时延和幅值估计不同于传统的估计算法，是基于压缩感知理论的估计算法，对噪声不敏感，估计更准确，可以有效消除由于多径时延造成的码间干扰影响，提高系统的性能。

主权项

水声正交频分复用通信系统帧间干扰消除方法，其特征在于包括水声OFDM系统发送端信号处理和水声OFDM系统接收端信号处理；所述水声OFDM系统发送端的信号处理包括以下步骤：(1)先将经过QPSK符号映射后的信号，进行串并转换得到并行信号，在并行信号中插入梳状导频值，其中插入的个数满足：M＜＜N  (1)式(1)中，M是插入的导频个数，N是子载波总的个数；(2)对插入导频的并行信号进行傅里叶反变换(IFFT)，得到OFDM调制信号；(3)将OFDM调制信号末尾的Lcp个子载波信号进行复制，放在所述的OFDM调制信号前面，得到加入循环前缀的OFDM调制信号，循环前缀是一种有效克服码间干扰的保护间隔，但是也会降低系统的传输效率，因此，所选取的保护间隔的长度满足：Lcp＝T/4  (2)式(2)中，T表示符号时间；(4)将步骤(3)中所述加入循环前缀的OFDM调制信号依次经过数模变换、上变频后发送出去；所述水声OFDM系统接收端信号处理是针对水声OFDM通信系统中前一帧符号对下一帧符号的多径干扰消除，接收端信号处理包括以下步骤：A、建立多径干扰信号模型对于前一帧符号的多径干扰时延可能出现的情况有：多径干扰时延小于符号时间Tcp＜τp＜T，其中T为符号周期，Tcp为循环前缀保护间隔长度；另一种情况是前一帧符号的多径干扰时延大于符号时间τp＞T，其中T为符号周期；B、基于步骤A中不同的干扰信号模型，利用压缩感知理论估计出多径干扰信号的时延和幅值，然后消除干扰信号，最后进行均衡处理和判决输出；多径干扰信号的时延和幅值估计对于步骤A中的Tcp＜τp＜T情况时，具体包括步骤如下：a.在系统接收端，基于压缩感知信道估计原理，利用接收到的前一帧符号的频域导频值和对应的发送导频值，估计出信道的时域脉冲响应，得到(ap；τp)，其中ap和τp分别表示路径的多普勒刻度和时延值；b.根据多径信号的(ap；τp)，把接收到的前一帧时域符号延迟移位τp，并乘以干扰抑制因子wp；c.从接收到的时域信号中减去前一帧信号移位后的末尾τp/Ts长度的干扰信号，其中Ts为采样间隔；d.对干扰消除后的信号进行均衡处理，判决输出；多径干扰时延和幅值估计对于A中的τp＞T时，具体包括以下步骤：a.在系统接收端，基于压缩感知原理，利用接收到的当前符合的频域导频值和前一帧符号的发送的导频值，估计出信道的时域脉冲响应，得到(ap；τp)；b.根据多径信号的(ap；τp)，把接收到的前一帧时域符号延迟移位τp，并乘以干扰抑制因子wp；c.从接收到的时域信号中减去前一帧信号移位后的前面(T+Tcp‑τp)/Ts长度的干扰信号，其中Ts为采样间隔；对干扰消除后的信号进行均衡处理，判决输出。