[发明专利]一种相位噪声联合估计方法

说明书

本发明提供一种相位噪声联合估计方法，包括：将OFDM/OQAM系统的晶振源噪声和信道乘性噪声定义为复合相位噪声，以其为序列建立统一的状态空间模型；在首帧符号中插入离散导频，接收端通过计算获得复合相位噪声的初始测量值；然后进行蒙特卡洛采样，根据一阶自回归模型和初始相位噪声完成基于粒子滤波的递推估计，得到复合相位噪声的估计值；最后通过均衡得到系统发送的符号序列。本发明将晶振源噪声和信道乘性噪声进行联合估计，提高了算法效率，系统仅需在首帧插入完整的导频结构，其余帧通过粒子滤波进行递推估计，可以有效节省导频开销，提高频谱效率。

技术领域

本发明涉及宽带无线通信领域，特别是涉及一种相位噪声联合估计方法。

背景技术

正交频分复用/偏移正交幅度调制(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing/Offset Quadrature Amplitude Modulation，OFDM/OQAM)引入子载波滤波器组，可以获得更好的时间频率聚焦(Time Frequency Localization，TFL)特性，带外衰减更迅速，甚至不加循环前缀也能获得很好的抗符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)性能，提升了频谱效率。

传统的相位噪声是指晶振的非理想导致载波频率和目标频率存在短时随机差异，体现在时域上就是正弦波相位发生不连续的快速跳变，单纯抑制的效果不理想。在接收端，要想无误的恢复出发射信号，除了要补偿相位噪声外，还需要考虑信道上的乘性噪声，包括幅度衰减、时间色散和频率色散，体现在接收信号上就是幅度和相位的短时快变。由于乘性噪声和相位噪声在估计方法上存在很多相似点，因此两者可以联合估计和抑制。本发明所述的相位噪声均同时包含晶振相位噪声和信道乘性噪声。

在无线通信系统中，相位噪声估计的好坏直接影响到接收端的信道容量和误码性能。目前在OFDM/OQAM系统中，信道乘性噪声的估计一般采用干扰抵消(InterferenceCancellation Method，ICM)或干扰近似(Interference Approximation Method，IAM)的方法。

其中，基于干扰抵消的方法，是通过设计使周边相邻格点叠加在中心导频上的干扰为0，为了简化算法，一般仅计算一阶邻域，因此均方估计的残余误差较高，后续往往需要迭代运算、高阶均衡等途径进一步消除残余干扰，增加了系统复杂度。

基于干扰近似的方法，一般需要连续的块状导频结构，通过计算叠加在中心导频点的伪导频来抑制噪声的影响，该方法导频开销较大，另外不同导频结构性能差异也很明显，对后续均衡算法也带来一定的压力。

此外，这两种估计方法都需要完整的导频结构，导频开销高于传统的OFDM技术；而由于OFDM/OQAM的一大优势在于可以不加循环前缀，从而提高信道容量，现有的估计方法的较大的导频开销使得OFDM/OQAM技术中的有效数据在帧中的占比减少，导致频谱效率下降，信道容量降低，优势被削弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相位噪声联合估计方法，以有效节省导频开销，提高频谱效率，突出OFDM/OQAM系统在应用上的优势。

为了实现上述目的，本发明基于上述原理提供了以下技术方案：

一种相位噪声联合估计方法，其特征在于，包括：

步骤S1：将OFDM/OQAM系统的晶振源噪声和信道乘性噪声定义为复合相位噪声，该OFDM/OQAM系统的时变信道具有多径，并假设所述多径之间相互独立，以复合相位噪声为序列建立该OFDM/OQAM系统的时变信道的一阶自回归模型；

步骤S2：在OFDM/OQAM系统的发射端的首帧符号中插入离散导频，接收端采集所述首帧符号的观测值，并获得复合相位噪声的初始测量值；