加权分数傅里叶变换域脉冲噪声削减方法技术

加权分数傅里叶变换域脉冲噪声削减方法，涉及无线通信领域和电力线传输领域。本发明专利技术是为了降低脉冲噪声对接收端信号解调的干扰。本发明专利技术提出使用加权分数傅立叶方法来处理脉冲干扰，相比在频域处理脉冲噪声，在分数域处理可以使脉冲噪声能量更集中在较小幅度范围内，因此能够降低脉冲噪声对接收端信号解调的干扰。本发明专利技术适用于无线通信领域和电力线传输领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域和电力线传输领域。
技术介绍
在变电站无线通信场景中，由于高电磁活动会产生脉冲噪声干扰，因此无线通信的传输可靠性会受到严重影响。见文献1、2和3，(文献1：Q.Shan,等于2009年公开的《Noise amplitude distribution of impulsive noise from measurements in a power substation》；文献2：Q.Shan等于2011年公开的《Estimation of impulsive noise in an electricity substation》；文献3：M.G.Sanchez等于2007年公开的《Interference and impairments in radio communication systems dueto industrial shot noise》)；并且在电力线传输中也会有脉冲噪声的干扰，见文献4，(文献4：Ferreira H C,Grové H M,Hooijen O,et al.Power line communication[M].John Wiley&Sons,Inc.,2001)。目前，在脉冲噪声通信信道中，由于OFDM比单载波能将脉冲噪声更均匀的扩展到整个数据符号中，因此普遍采用OFDM调制方式来传输数据，见文献5和6，(文献5：J.A.Bingham等于1990年公开的《Multicarrier modulation for data transmission:An idea whose time has come》；文献6：S.V.Zhidkov等于2006年公开的《Performance analysis and optimization ofOFDM receiver with blanking nonlinearity in impulsivenoise environment》)；然而，脉冲噪声仍然严重影响OFDM系统的系统容量和误码性能。本专利技术采用WFRFT数学工具以改善OFDM体制在脉冲噪声中的传输性能以及提高基于DPTE-LUTBlanking方法的传输性能。与本专利技术相关的现有技术一：文献7(J.Haring and H.Vinck等于2000年发表的《OFDM transmission corruptedby impulsive noise》)研究了OFDM系统在脉冲噪声信道中的传输性能，讨论了OFDM受脉冲噪声的影响。与本专利技术相关的现有技术二：文献8和9(文献8：E.Alsusa和K.M.Rabie等于2013公开的《“Dynamic peak-based threshold estimation method for mitigating impulsive noise inpower-line communication systems》；文献9：K.M.Rabie和E.Alsusa等于《Quantized peak-basedimpulsive noise blanking in power-line communications》)，提出基于DPTE-LUT Blanking方法来抑制脉冲噪声对OFDM系统传输可靠性的影响。
技术实现思路
本专利技术是为了降低脉冲噪声对接收端信号解调的干扰，从而提供一种加权分数傅里叶变换域脉冲噪声削减方法。加权分数傅里叶变换域脉冲噪声削减方法，它包括以下步骤：步骤一、在发送端，首先将N个数据进行基带映射，获得一组复数向量s，s:＝[s0,s1,...,sN-1]t，再将复数向量s通过α+1阶的4-WFRFT变换，得到向量x；N为正整数；步骤二、在频域对信号向量x进行子载波映射，然后进行IDFT处理，将信号向量x变换到时域，得到信号向量t；步骤三、对信号向量t的包络峰值做b比特量化，得到b比特量化信息，对其调制后作为边带信息，并与信号向量t一同发射至脉冲信道；b为正整数；步骤四、接收端从脉冲信道接收步骤三发射的边带信息和信号向量t，对接收到的边带信息进行解调，并根据查表法估计接收到的信号包络峰值大小；步骤五、将步骤四中估计的信号包络峰值设为Blanking阀值T：并根据公式： y k = r k , | r k | ≤ T 0 , | r k | > T , k = 0 , 1 , ... , N - 1 ]]>对接收到的信号r进行Blanking处理；式中：和分别表示Blanking模块的输入和输出信号；信号r为除去边带信息后的接收信号；步骤六、将Blanking输出信号做IDFT处理，得到信号向量y，并对y进行频域均衡处理和子载波解映射处理，获得处理后的信号；步骤七、对步骤六处理后的信号做-1-α阶4-WFRFT后进行基带星座解映射，得到解调出的信号比特信息。本专利技术提出使用加权分数傅立叶方法来处理脉冲干扰，在分数域处理脉冲噪声能够比在频域处理使脉冲噪声能量更集中在较小幅度范围内，因此能够降低脉冲噪声对接收端信号解调的干扰。附图说明图1是加权分数傅里叶变换域脉冲噪声抑制Blanking方法的原理示意图；图2是WFRFT信号通过脉冲噪声信道示意图；图3是脉冲噪声实部/虚部在分数域和频域中的概率密度仿真示意图；图4是传输信息符号包络峰值概率分布仿真示意图；图5是WFRFT与OFDM基带信号BER对比图；具体实施方式具体实施方式一、加权分数傅里叶变换域脉冲噪声削减方法，它包括以下步骤：步骤一、在发送端，首先将N个数据进行基带映射，获得一组复数向量s，s:＝[s0,s1,...,sN-1]t，再将复数向量s通过α+1阶的4-WFRFT变换，得到向量x；N为正整数；步骤二、在频域对信号向量x进行子本文档来自技高网...

【技术保护点】
加权分数傅里叶变换域脉冲噪声削减方法，其特征是：它包括以下步骤：步骤一、在发送端，首先将N个数据进行基带映射，获得一组复数向量s，s:＝[s0,s1,...,sN‑1]t，再将复数向量s通过α+1阶的4‑WFRFT变换，得到向量x；N为正整数；步骤二、在频域对信号向量x进行子载波映射，然后进行IDFT处理，将信号向量x变换到时域，得到信号向量t；步骤三、对信号向量t的包络峰值做b比特量化，得到b比特量化信息，对其调制后作为边带信息，并与信号向量t一同发射至脉冲信道；b为正整数；步骤四、接收端从脉冲信道接收步骤三发射的边带信息和信号向量t，对接收到的边带信息进行解调，并根据查表法估计接收到的信号包络峰值大小；步骤五、将步骤四中估计的信号包络峰值设为Blanking阀值T：并根据公式：yk=rk,|rk|≤T0,|rk|>T,k=0,1,...,N-1]]>对接收到的信号r进行Blanking处理；式中：和分别表示Blanking模块的输入和输出信号；信号r为除去边带信息后的接收信号；步骤六、将Blanking输出信号做IDFT处理，得到信号向量y，并对y进行频域均衡处理和子载波解映射处理，获得处理后的信号；步骤七、对步骤六处理后的信号做‑1‑α阶4‑WFRFT后进行基带星座解映射，得到解调出的信号比特信息。...

【技术特征摘要】
1.加权分数傅里叶变换域脉冲噪声削减方法，其特征是：它包括以下步骤：步骤一、在发送端，首先将N个数据进行基带映射，获得一组复数向量s，s:＝[s0,s1,...,sN-1]t，再将复数向量s通过α+1阶的4-WFRFT变换，得到向量x；N为正整数；步骤二、在频域对信号向量x进行子载波映射，然后进行IDFT处理，将信号向量x变换到时域，得到信号向量t；步骤三、对信号向量t的包络峰值做b比特量化，得到b比特量化信息，对其调制后作为边带信息，并与信号向量t一同发射至脉冲信道；b为正整数；步骤四、接收端从脉冲信道接收步骤三发射的边带信息和信号向量t，对接收到的边带信息进行解调，并根据查表法估计接收到的信号包络峰值大小；步骤五、将步骤四中估计的信号包络峰值设为Blanking阀值T：并根据公式： y k = r k , | r k | ≤ T ...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅林，王晓鲁，王震铎，沙学军，张乃通，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23