【技术实现步骤摘要】
本申请涉及通信，尤其涉及一种正交频分复用系统窄带干扰消除方法、系统及存储介质。
技术介绍
1、ofdm(orthogonal frequency division multiplexing，正交频分复用)技术已经被广泛应用于现代无线通信系统中，例如ieee 802.11/16以及包含lte、lte-a和5g nr的3gpp。然而，由于ofdm缺乏抗强干扰的能力，在部署大量未经协调的物联网设备或在同一频段存在干扰设备的场景下，接收信号可能会受到nbi(narrowband interference，窄带干扰)的影响，导致接收波形失真。当ofdm信号受到异步nbi(asynchronous nbi，a-nbi)的影响时，a-nbi导致的频谱泄漏将使部分子带受到严重的载波间干扰。
2、目前的窄带干扰消除方案中，往往假设已知nbi源的数量，或者设定容易受到噪声影响的阈值确定nbi数量。然而，从干扰源获取该信息或正确选择适用于变化的干扰与噪声比(interference-to-noise ratio，inr)的阈值难度大且准确性低。相关技术中，采用机器学习模型来检测并估计窄带干扰的数量，将ofdm符号上的每个子载波分类为受干扰或不受干扰，但是目前没有考虑对a-nbi的检测，导致干扰检测准确性低，进而导致干扰消除效果差，难以还原出准确的有效信号。此外，目前的nbi消除方案中，为了降低计算复杂度，利用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit，omp)算法找到接收信号中的干扰信号然后进行干扰消除，但其在迭
技术实现思路
1、本申请实施例的主要目的在于提出一种正交频分复用系统窄带干扰消除方法、系统及存储介质，旨在提高窄带干扰消除的效果。
2、为实现上述目的，本申请实施例的一方面提出了一种正交频分复用系统窄带干扰消除方法，包括以下步骤：
3、通过对接收信号进行预处理，得到接收信号的接收频域信号；
4、通过预先训练的干扰检测模型对所述接收频域信号进行干扰检测，并根据干扰检测结果得到窄带干扰数量，其中，所述干扰检测模型包括依次连接的归一化层、长短期记忆网络层、多个第一卷积层和第二卷积层，所述第一卷积层包括多个卷积单元和修正线性单元；
5、根据所述接收频域信号初始化残差信号；
6、基于正交匹配追踪算法，根据所述窄带干扰数量调用二分搜索算法，以对所述残差信号分别进行第一阶段搜索和第二阶段搜索得到干扰频率，其中，所述第一阶段搜索用于确定干扰频率的搜索中心，所述第二阶段搜索用于根据所述搜索中心确定干扰频率；
7、根据所述干扰频率计算得到干扰估计信号，并根据所述干扰估计信号更新残差信号；
8、根据与窄带干扰数量相同的更新次数后得到残差信号确定重建信号。
9、在一些实施例中，所述干扰检测模型通过以下步骤得到：
10、初始化干扰检测模型，以及获取训练数据集，其中，所述训练数据包括同步窄带干扰样本和异步窄带干扰样本；
11、将所述训练数据集输入初始化后的干扰检测模型中，得到预测的干扰检测结果，其中，所述干扰检测结果表示输入信号中的每一个子载波位于窄带干扰整数频率的预测概率；
12、根据每一个子载波的预测概率和子载波标签确定二元交叉熵损失；
13、根据所有子载波的预测概率之和与所有子载波标签确定平均绝对误差；
14、根据所述二元交叉熵损失和所述平均绝对误差确定模型损失；
15、根据所述模型损失更新所述干扰检测模型的参数。
16、在一些实施例中，所述平均绝对误差通过以下公式计算：
17、
18、其中，b为批训练的批量，n为子载波总数，[pb]n为第b+1个ofdm符号中第n+1个子载波标签，是第b+1个ofdm符号的第n+1个子载波的预测概率。
19、在一些实施例中，所述对所述接收频域信号分别进行第一阶段搜索和第二阶段搜索得到干扰频率，包括以下步骤：
20、根据所述接收频域信号初始化残差信号，以及初始化搜索间隔；
21、通过第一阶段搜索，采用周期图法识别所述残差信号的最大干扰幅度位置，并根据所述最大干扰幅度位置确定搜索中心；
22、通过第二阶段搜索，根据所述搜索间隔和所述搜索中心确定搜索集合，其中，所述搜索集合包括搜索的中间点、左端点和右端点；分别根据所述搜索集合中的中间点、左端点和右端点确定对应的感知向量；分别根据各个感知向量确定对应的中间点相关值、左端点相关值和右端点相关值，得到相关值集合；对所述相关值集合进行搜索确定最大相关值；
23、根据预设间隔规则更新所述搜索间隔，并根据所述最大相关值更新搜索中心，重复执行第二阶段搜索，得到干扰频率。
24、在一些实施例中，所述干扰频率通过以下公式计算：
25、
26、其中，k表示迭代搜索次数，n表示子载波数量，β1＝δsπ，β2＝δsπ/n，δs、分别表示最后一次搜索的搜索中心、搜索间隔、搜索中心的感知向量、左端点的感知向量、右端点的感知向量。
27、在一些实施例中，所述根据所述干扰频率计算得到干扰估计信号，并根据所述干扰估计信号更新残差信号，包括以下步骤：
28、根据第q次调用二分搜索算法得到的干扰频率确定对应的感知向量；
29、将所述感知向量写入感知矩阵的第q+1列中，得到更新后的感知矩阵；
30、基于最小二乘法，根据所述感知矩阵和所述接收频域信号得到干扰估计信号；
31、将所述接收频域信号减去所述干扰估计信号，得到残差信号。
32、在一些实施例中，在根据与窄带干扰数量相同的更新次数后得到残差信号确定重建信号这一步骤之后，所述正交频分复用系统窄带干扰消除方法还包括以下步骤：
33、获取最后一次更新残差信号时的感知矩阵；
34、置零感知矩阵的第q+1列的感知向量得到新的感知矩阵，并将接收频域信号中减去新的感知矩阵中对应的干扰估计信号，得到残差信号；
35、调用二分搜索算法，根据所述残差信号重新估计第q个干扰频率；
36、将第q个干扰频率的感知向量写入感知矩阵的第q+1列，并根据重写后的感知矩阵确定新的重建信号。
37、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种正交频分复用系统窄带干扰消除系统，包括：
38、第一模块，用于通过对接收信号进行预处理，得到接收信号的接收频域信号；
39、第二模块，用于通过预先训练的干扰检测模型对所述接收频域信号进行干扰检测，并根据干扰检测结果得到窄带干扰数量，其中，所述干扰检测模型包括依次连接的归一化层、长短期记忆网络层、多个第一卷积层和第二卷积层，所述第一卷积层包括多个卷积单元和修正线性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述干扰检测模型通过以下步骤得到：
3.根据权利要求2所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述平均绝对误差通过以下公式计算：
4.根据权利要求1所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述对所述接收频域信号分别进行第一阶段搜索和第二阶段搜索得到干扰频率，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述干扰频率通过以下公式计算：
6.根据权利要求5所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述根据所述干扰频率计算得到干扰估计信号，并根据所述干扰估计信号更新残差信号，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，在根据与窄带干扰数量相同的更新次数后得到残差信号确定重建信号这一步骤之后，所述正交频分复用系统窄带干扰消除方法还包括以下步骤：
8.一种
9.一种电子系统，其特征在于，所述电子系统包括存储器、处理器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序以及用于实现所述处理器和所述存储器之间的连接通信的数据总线，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。
10.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，用于计算机可读存储，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述干扰检测模型通过以下步骤得到：
3.根据权利要求2所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述平均绝对误差通过以下公式计算：
4.根据权利要求1所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述对所述接收频域信号分别进行第一阶段搜索和第二阶段搜索得到干扰频率，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述干扰频率通过以下公式计算：
6.根据权利要求5所述的正交频分复用系统窄带干扰消除方法，其特征在于，所述根据所述干扰频率计算得到干扰估计信号，并根据所述干扰估计信号更新残差信号，包括以下步骤：<...
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