[发明专利]一种OFDM系统的脉冲干扰抑制方法

摘要

本发明公开了一种OFDM系统的脉冲干扰抑制方法，其先将求取未知的脉冲噪声向量的估计值问题转化为求解一个使得l2‑l1范数型目标函数的值最小的问题，再通过迭代方式求解一个优化子问题来得到一个使得l2‑l1范数型目标函数的值最小的最优解，最后用去除循环前缀和离散傅立叶变换后的接收信号向量减去脉冲噪声向量的最终的估计值后经离散傅立叶变换得到抑制脉冲噪声干扰后的接收信号向量；优点是将原问题转化为求解一个使得l2‑l1范数型目标函数的值最小的问题，可避免直接估计脉冲噪声的最优稀疏解时出现的NP‑hard问题；通过迭代方式求解一个优化子问题来得到一个使得l2‑l1范数型目标函数的值最小的最优解，减少了用于脉冲噪声估计的时间，降低了脉冲噪声对OFDM符号错误概率的影响。

主权项

一种OFDM系统的脉冲干扰抑制方法，其特征在于包括以下步骤：①在发送端，将待发送的OFDM信号向量记为X，假设X中存在M个已知导频，则将X中的M个已知导频构成的向量记为XT；然后对X先后进行离散傅立叶逆变换和添加循环前缀，得到发送信号向量；其中，X的维数为N×1维，N>2，1<M<N，XT的维数为M×1维，T表示由X中的M个已知导频的索引构成的索引集，T的长度为M；②假定用于传输信号的信道的状态信息已知，则发送端通过信道传输发送信号向量给接收端，将发送信号向量在传输过程中在信道内产生的脉冲噪声向量和背景噪声向量对应记为e和n，其中，未知的脉冲噪声向量e和未知的背景噪声向量n的维数均为N×1维；③在接收端，对接收到的接收信号向量先后进行去除循环前缀和离散傅立叶变换，得到待处理的接收信号向量，记为Y，Y由X叠加脉冲噪声向量e和背景噪声向量n后形成；然后从Y中提取出在XT中叠加了脉冲噪声向量e和背景噪声向量n后所形成的信号向量，记为YT；再根据信道的状态信息，去除YT中与XT相对应的已知的信号向量，得到仅包含未知的脉冲噪声向量e和未知的背景噪声向量n两个成分的已知向量Z；其中，Y的维数为N×1维，YT的维数为M×1维，Z的维数为M×1维；④将求取未知的脉冲噪声向量e的估计值问题转化为求解一个e的估计值使得l2‑l1范数型目标函数的值最小的问题，然后将中的以函数形式表示为f(e)，其中，符号“|| ||2”为求取l2范数符号，符号为求取l2范数的平方，符号“|| ||1”为求取l1范数符号，FT表示已知的M×N维的离散傅立叶变换矩阵，τ表示正则化参数，f()为函数表达方式；⑤通过迭代方式求解一个e的估计值使得l2‑l1范数型目标函数的值最小，具体过程为：⑤‑1、设定正则化参数τ的值为τ＝0.1||(FT)HZ||∞，令e的估计值的初始值为e0，e0＝((FT)HFT)‑1(FT)HZ，并令k表示迭代次数，k的初始值为1，其中，符号“|| ||∞”为求取无穷范数符号，(FT)H为FT的共轭转置矩阵，((FT)HFT)‑1为(FT)HFT的逆矩阵；⑤‑2、定义一个第k次迭代的评价因子αk，再令其中，(Sk)H为Sk的共轭转置矩阵，Sk＝ek‑ek‑1，ek表示第k次迭代后得到的e的估计值，ek‑1表示第k‑1次迭代后得到的e的估计值，表示求取第k次迭代后f(ek)的一阶导数值，表示求取第k‑1次迭代后f(ek‑1)的一阶导数值，⑤‑3、根据αk和uk，计算第k次迭代后得到的e的估计值，记为ek，其中，max()为取最大值函数，符号“| |”为取绝对值符号，表示uk中的第i个元素，1≤i≤N；⑤‑4、判断是否成立，如果成立，则执行步骤⑤‑5；否则，令k＝k+1，然后返回步骤⑤‑2继续执行，其中，符号“|| ||2”为求取l2范数符号，ε为设定的正常数，k＝k+1中的“＝”为赋值符号；⑤‑5、结束迭代过程，得到e的最终的估计值，记为其中，中的“＝”为赋值符号；⑥用Y减去e的最终的估计值后经离散傅立叶变换得到的频域表达式，即得到抑制脉冲噪声干扰后的接收信号向量。