[发明专利]一种时频域卡尔曼滤波大线宽CO-OFDM相位噪声补偿方法

摘要

一种时频域卡尔曼滤波的大线宽CO‑OFDM相位噪声补偿方法，该方法首先将接收端训练符号数据在频域利用进行卡尔曼滤波后进行信道均衡，其次将每个OFDM符号分割为若干个亚符号，在每个亚符号内的导频序列处，进行时域扩展卡尔曼滤波得到其相位噪声粗略估计值。在相邻亚符号最后一个导频序列处的相位噪声粗略估计值之间进行线性插值，得到每个时域采样点的相位噪声粗略估值并补偿，再用Avg‑BL方法相位噪声补偿后进行预判决。最后将预判决后频域数据变换到时域结合初始时域数据，在每个采样点处进行扩展卡尔曼滤波，求出相位噪声精细估计值并补偿。本发明相位噪声均衡效果较好、补偿效果较好、计算复杂度较小。

主权项

1.一种时频域卡尔曼滤波的大线宽CO‑OFDM相位噪声补偿方法，其特征在于：所述相位噪声补偿方法包括以下步骤：(1)接收端对接收到的CO‑OFDM信号进行相干探测接收，然后进行模数转换，得到电域的信号；(2)电域光纤色散补偿：将光纤信道频域传递函数的解析形式经傅立叶变换到时域，设计时域有限长单位冲激响应FIR滤波器来实现，该滤波器的阶数随色散累积而增加；(3)串并转换；(4)移除循环前缀CP；(5)频率偏移估计和补偿；(6)采用快速傅里叶变换FFT将信号从时域变为频域,同时保存该时域信号；(7)在频域用卡尔曼滤波进行信道估计：假定一个OFDM帧在时域包含N_s个OFDM符号，前N_p个为训练符号,每个OFDM符号在频域包含N_f个子载波，信道均衡前接收到的第i个符号第k个子载波的频域数据R'_i,k表示为:R'_i,k＝H_i,kC_i,k+ξ,i＝0,…,N_p‑1这里H_i,k第i个OFDM符号第k个子载波的信道转移函数，C_i,k为发送端导符号中第i个OFDM符号第k个子载波的频域数据，ξ为系统噪声，H_i,k先采用LS估计，即再对其进行卡尔曼滤波，卡尔曼滤波求出所有子载波信道转移函数估计值后，再用符号内频域平均算法ISFA计算每个子载波的信道转移函数精确估值；(8)粗略相位噪声补偿，用扩展卡尔曼滤波对相位噪声值进行粗略估计并补偿；(9)基于扩展卡尔曼滤波的精细相位噪声补偿，基于步骤(8)得到的时域信号，以及步骤(6)获得的时域信号，在每个时域采样点处，进行扩展卡尔曼滤波，求出每个时域采样点的精细相位噪声估计值，并进行补偿；(10)将步骤(9)补偿后的OFDM时域数据变换为频域数据进行最终判决。