[发明专利]一种单载波频域均衡系统中基于判决反馈的相位噪声自矫正补偿方法

权利要求书

1.一种单载波频域均衡系统中基于判决反馈的相位噪声自矫正补偿方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、针对无线通信系统发送端的某个比特流信号，采用16QAM映射调制得到N_sym个16QAM符号；

步骤二、SC-FDE系统将16QAM符号划分成数据块，并在每个数据块首尾分别插入独特字，构成子数据块；

步骤三、每个子数据块的数字符号分别经过D/A转换模块变换后为天线可辐射的模拟信号；

针对添加独特字之后的第i个子数据块上的第m个数字符号s_i,m包括三部分：

第一部分为该子数据块的第m个独特字u_i,m；第二部分为该子数据块的第m个传输符号z_i,m；第三部分为该子数据块的第m个导频点p_i,m；N_uw表示独特字的长度；N_d表示该数据块的长度；pi表示相邻两个导频点的间隔值；pn表示导频点的数量；

步骤四、每个模拟信号经过高斯白噪声到达接收端，经过A/D转换模块分别转换成接收端的时域信号；

第i个子数据块结构上第m个数字符号对应的时域信号r_i,m如下：

为发射端第i个子数据块上第m个数字符号的相位噪声，n_i,m为第i个子数据块上第m个时域信号上的高斯白噪声分量；

步骤五、针对第i个子数据块，接收端利用导频线性插值进行相位噪声粗估计，得到该子数据块中每个数字符号的粗估计相位噪声；

首先，粗估计第i个子数据块中的首尾数字符号相位噪声，具体为：

针对该子数据块的16位首独特字，取16个符号的相位噪声平均值作为第i个子数据块的首独特字第一个符号的相位噪声；同理，该子数据块的尾独特字16个符号对应的相位噪声，取平均值作为该子数据块的尾独特字最后一个符号的相位噪声；

独特字中每个符号的相位噪声计算如下：

δ²表示高斯白噪声的功率；

然后，粗估计第i个子数据块的其余数字符号的相位噪声，具体为：

首先，计算该子数据块中各导频点的相位噪声，然后，利用导频点线性插值法，粗估计相邻两个导频点之间的各数字符号的相位噪声；

各导频点的相位噪声计算如下：

步骤六、针对第i个子数据块，利用每个数字符号的粗估计相位噪声对各自的时域信号进行相位噪声补偿，得到每个数字符号粗补偿后的数字信号；

第i个子数据块的第m个数字符号粗补偿后的数字信号如下：

表示第i个子数据块的第m个数字符号粗估计相位噪声的共轭；

步骤七、对第i个子数据块的每个粗补偿后的数字信号进行SC-FDE解调，得到解调后信号；

步骤八、对所有子数据块经SC-FDE解调后的信号进行自矫正，得到自矫正后的相位噪声。

2.如权利要求1所述的一种单载波频域均衡系统中基于判决反馈的相位噪声自矫正补偿方法，其特征在于，所述的步骤二中，每个数据块的长度均由496个16QAM符号组成；每个独特字的长度为16；每个数据块连同与之首尾相连的独特字组成一个子数据块；每个子数据块都有528个数字符号。

3.如权利要求1所述的一种单载波频域均衡系统中基于判决反馈的相位噪声自矫正补偿方法，其特征在于，所述的步骤七中，SC-FDE解调包括FFT，MMSE频域均衡以及IFFT。

4.如权利要求1所述的一种单载波频域均衡系统中基于判决反馈的相位噪声自矫正补偿方法，其特征在于，所述的步骤八具体实现步骤如下：

步骤801、将经SC-FDE解调后的信号进行16QAM解映射得到二进制比特流；

步骤802、将二进制比特流重新采用16QAM映射调制，得到补偿后的16QAM符号；

步骤803、将补偿后的16QAM符号划分成数据块，在每个数据块首尾分别插入独特字，构成补偿后的子数据块；

步骤804、针对初补偿后第i个子数据块第m个数字符号结合粗估计之前的时域信号r_i,m求得相位噪声自矫正模块中的反馈相位噪声ΔΦ^～_i,m；

利用初补偿后的数字符号和时域信号r_i,m求取第i个子数据块第m个反馈相位噪声ΔΦ^～_i,m；

*表示共轭；

步骤805、从初补偿后第i个子数据块的各导频点中，获取四个自矫正阈值；

四个自矫正阈值分别为：导频点相位噪声的相位最小值Φ_min,p,i,m、导频点相位噪声的相位最大值Φ_max,p,i,m、导频点相位噪声的幅值最小值|Φ|_min,p,i,m和导频点相位噪声的幅值最大值|Φ|_max,p,i,m；

步骤806、利用四个自矫正阈值寻找各反馈相位噪声中错误判决的相位噪声点；

具体过程如下：

当某反馈相位噪声的相位小于导频点相位噪声的相位最小值Φ_min,p,i,m，或者大于导频点相位噪声的相位最大值Φ_max,p,i,m，或者该反馈相位噪声的幅值小于导频点相位噪声的幅值最小值|Φ|_min,p,i,m，或者幅值大于导频点相位噪声的幅值最大值|Φ|_max,p,i,m，则该反馈相位噪声为错误判决的相位噪声点；

步骤807、针对错误判决的相位噪声点，根据替代规则选用相应的相位噪声值替代；具体过程如下：

第一次替代如下：从第17位反馈相位噪声开始，逐个判断，当该反馈相位噪声是错误判决的相位噪声点时，用前一个数字符号的相位噪声替代；

第二次替代如下：从第17位反馈相位噪声开始，逐个判断，当该反馈相位噪声是错误判决的相位噪声点时，用前一个数字符号的相位噪声和后一个数字符号的相位噪声平均值替代；

第三次替代如下：从第17位反馈相位噪声开始，逐个判断，当该反馈相位噪声是错误判决的相位噪声点时，用前两个数字符号的相位噪声和后两个数字符号的相位噪声平均值替代；

以此类推；

步骤808、利用矫正后的各相位噪声与各自对应的粗估计前的时域信号，求得自矫正补偿后的数字信号并进行SC-FDE解调，返回步骤801；

随着迭代次数的增加，错误判决的符号的相位噪声被更正，最终得到自矫正后的相位噪声。