[发明专利]一种基于压缩感知的OFDM系统脉冲干扰抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于压缩感知的OFDM系统脉冲干扰抑制方法，其先假定脉冲噪声和背景噪声均服从高斯分布，然后根据使条件期望函数最大化来求取高斯分布的未知的超参数的估计值，再结合超参数的估计值和脉冲噪声在OFDM符号内已知导频上的投影求解脉冲噪声的后验均值以得到脉冲噪声的估计值，最后利用接收信号向量减去脉冲噪声估计值的DFT变换形式达到抑制脉冲噪声干扰的目的，优点是利用脉冲噪声在OFDM符号内已知导频上的投影进行脉冲噪声的估计，降低了信号处理过程中所需要的采样速率；在超参数的迭代估计过程中利用了超参数交替更新过程，加快了收敛速度，并简化了条件期望函数的最大化求解过程，使得最终对脉冲噪声干扰抑制的性能明显改善。

主权项

1.一种基于压缩感知的OFDM系统脉冲干扰抑制方法，其特征在于包括以下步骤：①在发送端，将待发送的OFDM信号向量记为X，假设X中存在M个已知导频，则将X中的M个已知导频构成的向量记为X_T；然后对X先后进行离散傅立叶逆变换和添加循环前缀，得到发送信号向量；其中，X的维数为N×1维，X_T的维数为M×1维，T表示由X中的M个已知导频的索引构成的索引集，T的长度为M，1<M<N；②假定用于传输信号的信道的状态信息已知，发送端通过信道传输发送信号向量给接收端，将发送信号向量在传输过程中在信道内产生的脉冲噪声向量和背景噪声向量对应记为e和n，且假定未知的脉冲噪声向量e服从均值为0、方差为γ的高斯分布，并假定未知的背景噪声向量n服从均值为0、方差为σ²的高斯分布，其中，未知的脉冲噪声向量e和未知的背景噪声向量n的维数均为N×1维，γ和σ²均为未知的超参数，且γ和σ²均为正实数；③在接收端，对接收到的接收信号向量先后进行去除循环前缀和离散傅立叶变换，得到待处理的接收信号向量，记为Y；然后从Y中提取出X_T叠加脉冲噪声向量e和背景噪声向量n后形成的信号向量，记为Y_T；再根据信道的状态信息，去除Y_T中与X_T相对应的已知的信号向量，得到仅包含未知的脉冲噪声向量e和未知的背景噪声向量n的已知向量Z，且已知向量Z服从高斯分布；其中，Y的维数为N×1维，Y_T的维数为M×1维，Z的维数为M×1维；④在已知向量Z的条件下，通过使条件期望函数最大化，交替估计未知的超参数γ和未知的超参数σ²，获得未知的超参数γ和未知的超参数σ²的最终估计值，对应记为和⑤根据未知的超参数γ的最终估计值和未知的超参数σ²的最终估计值以及已知向量Z，计算未知的脉冲噪声向量e的后验均值，记为μ，然后将未知的脉冲噪声向量e的后验均值μ作为未知的脉冲噪声向量e的估计值，记为其中，中的“=”为赋值符号；⑥对未知的脉冲噪声向量e的估计值进行离散傅立叶变换，得到的频域表达式，然后将Y减去的频域表达式，得到脉冲噪声干扰抑制后的接收信号向量。