[发明专利]一种抵抗单频和窄带干扰的自适应调制方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种OFDM系统中联合子载波SNR估计值与信道幅度响应估计值的自适应调制方法，以及采用该方法的OFDM系统，在接收信号中存在较大单频和窄带干扰时仍然能够准确地进行自适应调制。

背景技术

在信道时变的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）系统中，由于信道的多径特性，在通信频带中会产生深衰落，导致一部分子载波处的SNR（Signal to Noise Ratio，信号功率与噪声功率之比）的降低；由于信道还具有时变特性，深衰落的位置和衰落的大小随着时间变化而改变。接收端为了保证通信系统的误码性能，可以采用AMC（Automatic Modulation and Coding，自适应调制编码）控制的方法，在低信噪比的子载波上采用低阶调制格式和（或）使用更强的纠错编码，从而降低这部分子载波上承载信号的误码率。

进行AMC需要子载波的SNR信息，子载波的SNR估计又依赖于子载波上的信道估计。信道与SNR的检测方法分数据辅助检测与非数据辅助检测两种。数据辅助检测方法中，接收端已知发射数据，通过处理发射与接收数据进行信道估计与相应的SNR检测；非数据辅助检测方法中，接收端不知道发射数据，但可以通过收发恒定幅度信号等方法估计信道，然后进行SNR检测。

在传统的通信系统中，仅通过SNR信息进行AMC控制。然而，无论采用数据辅助检测或非数据辅助检测方法，当接收信号中存在强单频干扰或窄带干扰时，由于单频干扰或窄带干扰的功率远大于子载波上的信号功率，信道估计无法正常工作，从而导致SNR无法正常估计，AMC无法正常运作。

发明内容

本发明的目的是提出一种OFDM系统中联合子载波SNR估计值与信道幅度响应估计值的自适应调制方法，以及采用该方法的OFDM系统，在存在较大的单频干扰或窄带干扰的情况下，仍能正确地进行自适应调制。

本发明的联合信道幅度响应估计值与子载波SNR估计值的自适应调制技术方案如下：

一种OFDM系统中抵抗单频和窄带干扰的自适应调制方法，其步骤包括：

1）发射端发送用于进行信道估计的训练信号到接收端；

2）接收端利用训练信号进行子载波的信道估计；

3）接收端利用子载波的信道估计结果和训练信号进行子载波的SNR估计；

4）接收端联合子载波信道估计结果和子载波SNR估计结果进行AMC控制，并把AMC控制结果反馈到发射端。

更进一步，本方法在子载波信道估计和SNR估计时，既可以使用数据辅助检测，也可以使用非数据辅助检测的方法。

更进一步，步骤2）进行信道估计的方法基于下式：

Y(k)=H(k)X(k)+N(k)，

其中，k表示OFDM系统的子载波编号，X(k)表示第k个子载波上的发射信号，H(k)表示第k个子载波上的信道频域响应，N(k)表示第k个子载波上的高斯白噪声，Y(k)表示第k个子载波上的接收信号。不考虑高斯白噪声的干扰，信道估计值可以表示为：

可以用收发多次训练信号进行估计、取平均值的方法来降低噪声N(k)的影响。

更进一步，步骤3）进行SNR估计的方法如下：

3.1）由下式估算噪声功率：

其中为第k个子载波上的噪声估计值；

3.2）由下式估算子载波上的信噪比（SNR）：

其中，γ(k)表示第k个子载波上的信噪比估计值。信噪比的估计应该在信道估计完成以后进行，也可与信道估计同步进行。

更进一步，步骤4）中联合子载波信道估计结果和子载波SNR估计进行自适应调制（AMC）的方法如下：

4.1）设定一个信道幅度门限阈值η用于检测信道幅度异常，η与所有子载波信道估计值的幅度的平均值有关；

4.2）设定一个窗长N_win，用于确定检测到信道幅度异常后进行信噪比修正的子载波范围；

4.3）对各子载波的信道估计值的幅度值进行检测，若第k个子载波的信道幅度估计值大于设定的阈值η，则把对应子载波位置以及相邻±N_win个子载波的位置标记为“不可用”；

4.4）经过上述步骤处理过后，未被标记为“不可用”的子载波按照该子载波上的信噪比γ(k)进行自适应调制。