[发明专利]一种OFDM系统中的迭代信道估计和脉冲噪声抑制方法

说明书

本发明涉及一种OFDM系统中的迭代信道估计和脉冲噪声抑制方法，属于电力线通信领域。该方法主要分为三部分，一是通过数学上得出的自适应阈值，在期望的虚警概率下检测并抑制强脉冲干扰；二是根据发送端插入的已知导频信号在接收端进行信道估计；三是利用迫零均衡后的信号和深度神经网络重构剩余脉冲干扰。最后达到检测和抑制脉冲噪声，迭代实现准确信道估计和良好误码率的目的。本发明对基于自适应阈值置零的信道估计中剩余未得到抑制的脉冲干扰进行了较为彻底的消除，在各种脉冲干扰出现概率和各种脉冲干扰强度下性能保持稳定，在大多数脉冲干扰环境下，本发明只需迭代3次或3次以内就可以达到与无脉冲干扰下信道估计相当的性能。

技术领域

本发明属于电力线通信领域，涉及一种基于OFDM电力线通信系统中的迭代信道估计和脉冲噪声抑制方法

背景技术

电力线通信(Power Line Communication,PLC)是指以电力线网络作为传输媒介进行数据传输的一种通信方式。在许多现有的有线通信系统中，电力线通信(PLC)系统由于其具有竞争力的数据速率，近乎通用的覆盖范围以及易于访问等优点，近年来电力线通信被看成解决信息高速公路“最后一公里”问题的一种解决方案，成为了当前通信技术领域的研究热点。然而电力线网络最初并不是为数据传输而设计的，利用它进行通信必须解决许多问题，包括时变阻抗，窄带干扰，脉冲噪声(IN)和频率选择性衰落等。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术能够抵抗信道的频率选择性衰落，充分利用频带，可以在电力线信道带宽有限的情况下实现数据的高速传输，因此成为了当前PLC系统调制解调方案的热门选择。IN对PLC来说是一个很大的挑战。由于IN的持续时间短而幅度大，对于基于正交频分复用(OFDM)的PLC系统，IN影响大多数子载波并引起噪声桶效应，直接应用传统的信道估计算法如LS、DFT、LMMSE等，无法获得准确的信道估计，因此在基于OFDM的PLC系统中实现脉冲干扰抑制和准确信道估计十分关键。

非线性法因为其方法简单且易于实现而成为实际中抑制脉冲噪声应用最广泛的方法。在基于OFDM的PLC通信系统中，接收器上应用非线性处理器实现脉冲干扰抑制。非线性预处理器可以是以下之一：常规限幅，置零，联合置零/限幅和深度限幅。非线性预处理器通常以一个阈值(例如常规限幅和置零)或两个阈值(例如联合置零/限幅和深度限幅)为特征。然后，通过优化这些阈值可实现最佳输出信噪比(SNR)。但是确定阈值需要预定的信道和脉冲噪声参数，这些参数会随信道条件变化而变化。另外OFDM信号的高峰均功率比(PAPR)破坏了用于减轻IN的基于阈值的常规方法的性能，导致脉冲噪声抑制效果不佳，信道估计性能不理想。

发明内容

有鉴于此，提出了一种OFDM系统中的迭代信道估计和脉冲噪声抑制方法，可以解决脉冲噪声抑制和信道估计问题。

未达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种OFDM系统中的迭代信道估计和脉冲噪声抑制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：接收机接收到时域参考符号r_n，对r_n中超过自适应阈值v₁的样点进行置零处理得到记录被置零的样点位置；

S2：对进行OFDM解调变换到频域得到

S3：经过多路复用器后为接收端信号表示为

S4：进行初始LS信道估计得到H_LS，将LS估计结果变换到时域得到循环前缀长度L以外的所有样点置零后得到将变换回频域得到初始DFT信道频率响应估计值

S5：用初始DFT估计结果对进行迫零均衡得到经过解映射和导频插入后得到发送的基带信号的初步估计则剩余噪声项

S6：对步骤S4中进行IFFT变换得到噪声项的时域表达式记录中幅度超过自适应阈值v₂的样点集合b_A(n)；