本申请公开了一种海上信道的OFDM传输方法及系统。该方法可以包括：发射端发射信号，经IFFT转换成时域并消除干扰后，通过FFT转换回频域，获得频域信号；将频域信号分为有用数据与导频数据，针对导频数据进行信道估计；针对信道估计后的信号与有用数据进行均衡和并串转换以及解调，接收端获得最终的接收信号。本发明专利技术通过改进的信道估计方法，可以有效的滤除噪声干扰。噪声干扰。噪声干扰。
【技术实现步骤摘要】
海上信道的OFDM传输方法及系统
[0001]本专利技术涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种海上信道的OFDM传输方法及系统。
技术介绍
[0002]海上通信可靠性极易受到海洋复杂环境的影响，如何在海上大噪声条件下保证高质量船舶通信是个难题。相比于陆地无线通信，海上无线通信中存在着信号衰减和信号失真等问题，且海上通信中噪声极大的问题较为突出。目前海上贸易日趋频繁，伴随着船舶上各类智能化设备不断增多，通信数据也迅速增长，海上通信的需求显得更为迫切。
[0003]正交频分复用(OFDM)作为一种平行多载波调制技术，由于其具有频谱利用率高，抗干扰能力强的优点，在海上通信领域得到了广泛的应用。对于OFDM系统而言，在实际中经常使用LS(传统最小二乘)算法做信道估计，这种算法计算方便，不过受信道噪声影响很大，导致性能较差。基于离散傅里叶变换(DFT)的信道估计算法是LS算法的改进算法，该算法改善了LS算法性能。但是DFT算法在信道估计中对噪声的处理仅去除了循环前缀外的噪声，效果提升一般，非常影响通信质量。
[0004]因此，有必要开发一种海上信道的OFDM传输方法及系统。
[0005]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0006]本专利技术提出了一种海上信道的OFDM传输方法及系统，其能够改进的信道估计方法，可以有效的滤除噪声干扰。
[0007]第一方面，本公开实施例提供了一种海上信道的OFDM传输方法，包括：
[0008]发射端发射信号，经IFFT转换成时域并消除干扰后，通过FFT转换回频域，获得频域信号；
[0009]将所述频域信号分为有用数据与导频数据，针对所述导频数据进行信道估计；
[0010]针对信道估计后的信号与所述有用数据进行均衡和并串转换以及解调，接收端获得最终的接收信号；
[0011]所述信道估计包括：
[0012]针对所述频域信号通过最小二乘算法进行初步估计，进而通过小波包降噪处理，得到频域降噪结果；
[0013]针对所述频域降噪结果进行N点IDFT，将CP外部信道响应全部置零，保留CP长度范围内信道响应值，通过改进阈值处理完成CP内部去噪，获得时域降噪处理的响应值；
[0014]针对所述时域降噪处理的响应值进行N点DFT转换后再将转换得到的频域信道响应值进行DFT，将所处域转换为变换域，通过低通滤波器针对变换域噪声进行过滤，获得过滤数据；
[0015]针对所述过滤数据进行IDFT，获得变换域去噪后频域信道响应值，进而通过插值算法，获得信道估计后的信号。
[0016]优选地，针对所述频域信号通过最小二乘算法进行初步估计为：
[0017]在发射端利用接收导频Y和插入导频X之比来求得导频信号在信道中的响应：
[0018][0019]其中，为在频域将导频处获得的响应，H(k)为信道的频率响应，W(k)为通信过程中的噪声。
[0020]优选地，所述小波包降噪处理包括：
[0021]选取一个小波并确定所要分解的级别，再对信号做小波包分解；
[0022]定义最优小波包基，通过熵标准计算最优树，获得最优小波基；
[0023]确定阈值对小波包分解因子进行阈值量化操作；
[0024]对小波包进行重构操作。
[0025]优选地，通过以下公式进行N点IDFT：
[0026][0027]其中，为经过IDFT处理后的时域响应，为经过小波包降噪处理后的结果，N为子载波个数，k为频域区间值，n为时域区间值，j为虚数。
[0028]优选地，所述改进阈值处理的阈值确定包括：
[0029]取循环前缀L以内的全部信道响应振幅模中位值为阈值部分：
[0030][0031]取循环前缀以外的全部信道响应振幅模平均值为阈值部分：
[0032][0033]根据两者之和确定最终阈值：
[0034]D＝α
·
(D1+D2)
[0035]其中，D为最终阈值，D1为循环前缀以内的全部信道响应振幅模中位值，D2为循环前缀以外的全部信道响应振幅模平均值，α为相乘系数，median表示为中位值，mean表示为平均值。
[0036]优选地，通过改进阈值处理完成CP内部去噪：
[0037][0038]其中，为经过时域降噪处理的响应值。
[0039]优选地，通过低通滤波器针对变换域噪声进行过滤：
[0040][0041]G(n)索引显示噪声存在于整个变换域内，设置一个低通滤波器使得变换域中的高
频对应部分的G(n)置为0：
[0042][0043]其中，为滤波器滤噪后的结果，G(n)为变换域响应，n
c
为1/2循环前缀长度。
[0044]优选地，通过以下公式针对所述过滤数据进行IDFT：
[0045][0046]其中，为变换域去噪后频域信道响应值。
[0047]优选地，发射端发射信号，经IFFT转换成时域并消除干扰后，通过FFT转换回频域，获得频域信号包括：
[0048]针对所述发射端的信号进行QPSK调制，以复数形式进行串并转换获得N路并行数据；
[0049]插入导频获得复数信号X(k)，插入的导频为块状导频；
[0050]信号经IFFT，获得其时域形式x(n)；
[0051]采用循环前缀作为保护间隔的引入，再进行并串转换将信号送入信道；
[0052]对接收到的信号做串并转换，去除循环前缀，然后进行FFT转换回频域，获得频域信号。
[0053]作为本公开实施例的一种具体实现方式，
[0054]第二方面，本公开实施例还提供了一种海上信道的OFDM传输系统，包括：
[0055]发射端，用于发射信号至去干扰模块；
[0056]所述去干扰模块，用于将信号经IFFT转换成时域并消除干扰后，通过FFT转换回频域，获得频域信号；
[0057]信道估计模块，用于将所述频域信号分为有用数据与导频数据，针对所述导频数据进行信道估计；
[0058]后整模块，用于针对信道估计后的信号与所述有用数据进行均衡和并串转换以及解调，将最终的接收信号发送至接收端；
[0059]所述信道估计模块通过以下步骤进行信道估计：
[0060]针对所述频域信号通过最小二乘算法进行初步估计，进而通过小波包降噪处理，得到频域降噪结果；
[0061]针对所述频域降噪结果进行N点IDFT，将CP外部信道响应全部置零，保留CP长度范围内信道响应值，通过改进阈值处理完成CP内部去噪，获得时域降噪处理的响应值；
[0062]针对所述时域降噪处理的响应值进行N点DFT转换后再将转换得到的频域信道响应值进行DFT，将所处域转换为变换域，通过低通滤波器针对变换域噪声进行过滤，获得过滤数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海上信道的OFDM传输方法，其特征在于，包括：发射端发射信号，经IFFT转换成时域并消除干扰后，通过FFT转换回频域，获得频域信号；将所述频域信号分为有用数据与导频数据，针对所述导频数据进行信道估计；针对信道估计后的信号与所述有用数据进行均衡和并串转换以及解调，接收端获得最终的接收信号；所述信道估计包括：针对所述频域信号通过最小二乘算法进行初步估计，进而通过小波包降噪处理，得到频域降噪结果；针对所述频域降噪结果进行N点IDFT，将CP外部信道响应全部置零，保留CP长度范围内信道响应值，通过改进阈值处理完成CP内部去噪，获得时域降噪处理的响应值；针对所述时域降噪处理的响应值进行N点DFT转换后再将转换得到的频域信道响应值进行DFT，将所处域转换为变换域，通过低通滤波器针对变换域噪声进行过滤，获得过滤数据；针对所述过滤数据进行IDFT，获得变换域去噪后频域信道响应值，进而通过插值算法，获得信道估计后的信号。2.根据权利要求1所述的海上信道的OFDM传输方法，其中，针对所述频域信号通过最小二乘算法进行初步估计为：在发射端利用接收导频Y和插入导频X之比来求得导频信号在信道中的响应：其中，为在频域将导频处获得的响应，H(k)为信道的频率响应，W(k)为通信过程中的噪声。3.根据权利要求1所述的海上信道的OFDM传输方法，其中，所述小波包降噪处理包括：选取一个小波并确定所要分解的级别，再对信号做小波包分解；定义最优小波包基，通过熵标准计算最优树，获得最优小波基；确定阈值对小波包分解因子进行阈值量化操作；对小波包进行重构操作。4.根据权利要求1所述的海上信道的OFDM传输方法，其中，通过以下公式进行N点IDFT：其中，为经过IDFT处理后的时域响应，为经过小波包降噪处理后的结果，N为子载波个数，k为频域区间值，n为时域区间值，j为虚数。5.根据权利要求1所述的海上信道的OFDM传输方法，其中，所述改进阈值处理的阈值确定包括：取循环前缀L以内的全部信道响应振幅模中位值为阈值部分：
取循环前缀以外的全部信道响应振幅模平均值为阈值部分：根据两者之和确定最终阈值：D＝α
·
(D1+2)其中，D为最终阈值，D1为循环前缀以内的全部信道响应振幅模中位值，D2为循环前缀以外的全部信道响应振幅模平均值，α为相乘系数，median表示为中位值，me...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨蕾，刘阳，慕德旭，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：
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