[发明专利]水声OFDM判决二次信道均衡方法

摘要

本发明的目的在于提供水声OFDM判决二次信道均衡方法，首先进行梳状导频最小均方误差即CombMMSE信道估计，利用频响对接收数据进行一次均衡，得到一次均衡后的数据，对一次均衡后数据子载波进行解映射，再通过卷积解码或Turbo解码得到原始数据的估计，将解码后的数据按原编码规则重新进行编码，得到二次编码后的数据，将估计出来的数据子载波作为训练序列，并联合梳状导频子载波得到块状导频的估计，由此所有子信道上都有了训练数据，接下来利用块状导频最小均方误差即BlockMMSE算法，重新进行二次信道估计。本发明大大降低了梳状导频插值误差，并且可以在导频间隔较大的情况下达到较好的均衡效果。

主权项

1.水声OFDM判决二次信道均衡方法，其特征是：(1)梳状导频最小均方误差即CombMMSE信道估计：利用LS算法得到梳状导频位置的信道频响：其中X_C为发送的梳状导频向量构成的对角阵，R_C为接收的梳状导频向量，下脚标C表示梳状导频，FFT点数为N，梳状导频数目为N₁，数据加导频数目总和为N₂，对进行补零处理：H^(k)=H^LS(k),1≤k≤N10,N1+1≤k≤N,]]>对做N点IFFT，得到信道冲激响应的估计：gLS(n)=1NΣ0N-1H^(k)ej2πNnk,]]>对g_LS(n)滤波处理，并根据估计出的信道冲激响应长度对其截断，得到gLS′(n),0≤n≤L^-1,]]>进行时域自相关矩阵计算得到带入到MMSE信道估计公式中得到梳状导频最小均方误差估计(CombMMSE)的信道频响H_CombMMSE：HCombMMSE=F2Rg′LSg′LSF1H(F1Rg′LSg′LSF1H+σ2n(XCXCH)-1)-1H^LS,]]>其中上脚标H表示共轭转置，上脚标-1表示矩阵求逆，σ²_n为噪声方差，导频子载波在N个子载波中对应的序号为：数据加导频子载波对应的序号为：则F₁、F₂定义如下：F1=WNk10·WNk1(L^-1)···WNkN10·WNkN1(L^-1)]]>F2=WNk10·WNk1(L^-1)···WNkN20·WNkN2(L^-1)]]>其中通过H_CombMMSE计算式估计出数据和导频位置的信道频响；(2)利用梳状导频进行CombMMSE信道估计后，得到所有数据子载波的信道频响k为一个OFDM符号中子信道的索引，t为帧结构中的OFDM符号索引，利用该频响对接收数据Y(t，k)进行一次均衡，得到一次均衡后的数据S·(t,k):S·(t,k)=Y(t,k)/H^(t,k),k=0,1,...,K,]]>其中的上标～表示判决之前的数据符号估计，对一次均衡后数据子载波进行解映射，再通过卷积解码或Turbo解码得到原始数据的估计将解码后的数据按原编码规则重新进行编码，得到二次编码后的数据：其中E_C表示信道编码函数，中的下脚标c，2表示第二次信道编码。对编码后的数据重新进行子载波映射，得到映射后的数据为：S^(t,k)=M(dc,2(t,k)),k=0,1,...,K']]>为了区别于判决前的数据符号估计用的上标^表示判决后的数据符号估计，通过二次编码和子载波映射后，将估计出来的数据子载波作为训练序列，并联合梳状导频子载波得到块状导频的估计，由此所有子信道上都有了训练数据，接下来利用块状导频最小均方误差即BlockMMSE算法，重新进行二次信道估计：定义估计的块状导频构成的对角阵为计算公式如下：H^mmse2=RHHH^BH(X^BRHHX^BH+σn2I)-1Y,]]>RHH=F2RggF2H,]]>其中的下脚标2表示第二次信道估计，R_gg为时域信道自相关矩阵，R_HH为频域信道自相关矩阵，Y为接收数据符号向量，为噪声方差，最终利用估计出来的信道频响均衡接收数据即完成整个判决二次均衡过程。