一种基于ZP-OFDM系统的自适应接收方法及系统技术方案

本发明专利技术属于通信技术领域，具体涉及一种基于ZP

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法及系统


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法及系统。

技术介绍

[0002]在OFDM系统中，最基本的传输单位是OFDM符号。多径衰落信道会使连续两个OFDM符号发生混叠，引起符号间干扰(Inter
‑
Symbol Interference，ISI)。为保证OFDM系统的性能，需要在两个连续的OFDM符号之间插入保护间隔，以消除多径信道带来的符号间干扰ISI影响，其中，保护间隔的长度大于或等于多径信道的最大时延。OFDM的保护间隔有两种不同的插入方法。一种是零填充(Zero Padding，ZP)，即在保护间隔中填充零。另一种是利用循环前缀(CP)实现OFDM符号的循环扩展。CP既起到了保护间隔的作用，避免了ISI，同时又使得循环扩展消除了载波间干扰(ICI)。
[0003]但CP存在功率损失的问题，而ZP可以规避这个问题，但ZP会破坏子载波间的正交性，引入ICI。为了使ZP和加CP一样，能消除ICI，ZP
‑
OFDM系统中采用一种称为重叠和相加(OLA)的技术，以捕获信道的多径能量并保持接收数据的正交性，从而具有与CP
‑
OFDM信号相同的性质。在传输过程中，ZP的长度是固定的。在传统的OFDM接收机中，重叠相加过程固定使用与ZP相同的长度来完成。
[0004]但在小延迟扩展信道情况下，收集与ZP长度相同的采样点进行重叠相加，反而会降低系统性能。例如，在加性高斯白信道(AWGN)下，OLA操作将等于ZP长度的噪声采样点添加到FFT中，会使SNR降低达1dB。
[0005]总之，现有技术使用固定长度进行重叠相加去除零填充后缀，导致在小延迟扩展信道情况下，重叠相加过程中会取一些纯噪声采样点进行叠加，降低SNR，从而对系统误比特率(BER)产生不利影响。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法及系统，用以解决现有技术使用固定长度进行重叠相加去除零填充后缀，导致信噪比SNR降低、系统误比特率高的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所提供的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：
[0008]本专利技术的一种基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法，包括以下步骤：
[0009]1)在ZP
‑
OFDM系统中，对获取的采样信号依据设定窗口进行自相关，计算得到自相关能量值；
[0010]2)对所述自相关能量值进行滤波，得到最大能量值；依据最大能量值和设定门限值，确定采样区间，依据所述采样区间的长度确定信道延迟扩展长度L
ch
；
[0011]3)依据OFDM符号中零填充后缀的长度L
ZP
和信道延迟扩展长度L
ch
，确定重叠和相
加的长度L
OLA
；
[0012]4)使用重叠和相加的长度L
OLA
进行重叠相加去除零填充后缀。
[0013]上述技术方案的有益效果为：本专利技术首先将获得的采样信号进行自相关计算，再然后，依据自相关能量值估计信道延迟扩展长度，依据该信道延迟扩展长度确定重叠和相加的长度L
OLA
。最后，使用重叠和相加的长度L
OLA
进行重叠相加去除零填充后缀。本专利技术根据测量的信道延迟扩展来调整重叠和相加的长度L
OLA
的大小，以适应不同信道情况，提高系统接收性能，解决了信噪比降低和系统误比特率升高的问题。
[0014]进一步地，为了提高信道延迟扩展长度的精确度，步骤2)中采用长度为J的滑动平均滤波器对自相关能量值进行滤波，得到最大能量值，长度J的取值应大于理论信道延迟扩展长度；查找自相关能量值中大小等于最大能量值乘以第一设定门限值时对应的两个采样点，依据两个采样点确定采样区间，长度J与采样区间的长度的差值为信道延迟扩展长度L
ch
。
[0015]进一步地，为了提高信道延迟扩展长度的精确度，步骤2)中在所述自相关能量值中找到最大能量值，在最大能量值对应采样点两边确定大于最大能量值乘以第二设定门限值的所有自相关能量值，依据所述所有自相关能量值对应的采样点中的第一个采样点和最后一个采样点确定采样区间，所述采样区间的长度为信道延迟扩展长度L
ch
。
[0016]进一步地，为提高信噪比，步骤3)中采用以下公式确定重叠和相加的长度L
OLA
：
[0017]L
OLA
＝min(L
ch
,L
ZP
)。
[0018]进一步地，为了提高信噪比，步骤1)中所述采样信号为经过匹配滤波处理后的信号。
[0019]进一步地，采用以下公式进行匹配滤波：
[0020][0021]其中，B(n)为匹配滤波输出信号，n为采样点数据索引，0≤k≤N
‑
1，N为FFT点数，C
*
(k)为C(k)的共轭，A(n)为接收到的基带采样信号r(n)的符号序列，C(k)为本地PS序列p(k)的符号序列。
[0022]进一步地，为了提高信噪比，步骤1)中采用以下公式计算得到自相关能量值D(n)：
[0023]D(n)＝B(n)
·
B
*
(n
‑
M
·
L)2[0024]其中，L为一个前导OFDM符号的时域点数，M为间隔的OFDM符号数，B
*
(n)为B(n)的共轭，B(n)为匹配滤波输出信号。
[0025]进一步地，为了提高信道延迟扩展长度的精确度，所述第一设定门限值为预设的百分比门限值T
ratio1
，85％≤T
ratio1
≤95％。
[0026]进一步地，为了提高信道延迟扩展长度的精确度，所述第二设定门限值为10
ThdB20
，ThdB为预设的功率门限值，
‑
15≤ThdB≤
‑
10。
[0027]本专利技术提供的一种基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收系统，该系统包括处理器，所述处理器用于执行计算机程序，以实现如本专利技术的一种基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法。
[0028]上述技术方案的有益效果为：本专利技术首先将获得的采样信号进行自相关计算，再然后，依据自相关能量值估计信道延迟扩展长度，依据该信道延迟扩展长度确定重叠和相加的长度L
OLA
。最后，使用重叠和相加的长度L
OLA
进行重叠相加去除零填充后缀。本专利技术根据
测量的信道延迟扩展来调整重叠和相加的长度L
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在ZP
‑
OFDM系统中，对获取的采样信号依据设定窗口进行自相关，计算得到自相关能量值；2)对所述自相关能量值进行滤波，得到最大能量值；依据最大能量值和设定门限值，确定采样区间，依据所述采样区间的长度确定信道延迟扩展长度L
ch
；3)依据OFDM符号中零填充后缀的长度L
ZP
和信道延迟扩展长度L
ch
，确定重叠和相加的长度L
OLA
；4)使用重叠和相加的长度L
OLA
进行重叠相加去除零填充后缀。2.根据权利要求1所述的基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法，其特征在于：步骤2)中采用长度为J的滑动平均滤波器对自相关能量值进行滤波，得到最大能量值，长度J的取值应大于理论信道延迟扩展长度；查找自相关能量值中大小等于最大能量值乘以第一设定门限值时对应的两个采样点，依据两个采样点确定采样区间，长度J与采样区间的长度的差值为信道延迟扩展长度L
ch
。3.根据权利要求1所述的基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法，其特征在于：步骤2)中在所述自相关能量值中找到最大能量值，在最大能量值对应采样点两边确定大于最大能量值乘以第二设定门限值的所有自相关能量值，依据所述所有自相关能量值对应的采样点中的第一个采样点和最后一个采样点确定采样区间，所述采样区间的长度为信道延迟扩展长度L
ch
。4.根据权利要求1所述的基于ZP
‑
OFDM系统的自适应接收方法，其特征在于：步骤3)中采用以下公式确定重叠和相加的长度L
OLA
：L
OLA
＝min(L
ch
,L
ZP
)。5.根据权利要求1所述的基于ZP
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄梅莹，孙胤杰，吴义文，陈飞飞，楼红伟，李正卫，
申请(专利权)人：深圳智微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：