OFDM信号的带宽盲估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101977173A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101977173A(43)申请公布日2011.02.16(21)申请号201010538846.2(22)申请日2010.11.09(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市陕西省西安市太白南路2号(72)发明人李兵兵刘明骞王婧舒(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华朱红星(51)Int.Cl.H04L27/26(2006.01)H04L25/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称OFDM信号的带宽盲估计方法(57)摘要本发明公开了一种OFDM信号带宽的精确估计方法，主要解决现有OFDM信号在多径、低信噪比环境下带宽估计不够精确及计算量大的问题。其步骤为：对接收信号用Welch变换求得功率谱；对得到的功率谱进行小波分解将其细节部分和粗略部分分离，利用粗略部分的系数重构功率谱；对传统移动协方差定义进行改进，并按改进的定义计算重构后功率谱的移动协方差值；从得到的结果中找出最大的两个值，将这两个值所在的位置分别记为a点和b点，分别把a+p和b+p-1作为通带的起始点和截止点，以此估计带宽；设定循环次数为200，重复上述所有步骤，将估计带宽的统计平均值作为OFDM信号的精确带宽估计值。本发明在多径信道且SNR＝0dB的条件下，正确估计率达到99.1％，高于现有的OFDM带宽估计方法。CN10973ACCNN110197717301977178A权利要求书1/2页1.一种OFDM信号的带宽盲估计方法方法，包括如下步骤：(1)对接收信号进行Welch变换，求得功率谱；(2)对得到的功率谱进行小波分解将其细节部分和粗略部分分离，再利用粗略部分的系数重构功率谱，得到更为平滑的功率谱；(3)按下式计算平滑功率谱的移动协方差值：其中Cov(·)是方差运算，d(k)是小波分解后提取出的粗略部分的重构系数，N是采集的数据d(k)的长度，p是粗略部分系数d(k)的值保持一致的长度，p值的大小由d(k)的特点决定，即每隔p个点，d(k)的值才发生改变；(4)从得到的移动协方差值中找出最大的两个值，将这两个值所在的位置分别记为a点和b点，并分别把a+p和b+p-1作为OFDM信号通带的起始点和截止点，将其差值|b-a-1|作为通带的宽度，并以此估计OFDM信号的带宽；(5)设定循环次数为200，重复上述步骤(1)～(4)，求出估计带宽的统计平均值作为OFDM信号的精确带宽估计值。2.根据权利要求书1中所述的OFDM信号带宽盲估计方法，其中步骤(1)所述的Welch变换，按如下步骤进行：1.1)将长度为N的数据x(n)，n＝0，1，Λ，N-1分成L段，每段有M个数据，并将第i段数据表示为：xi(n)＝x(n+iM-M)，0≤n≤M，1≤i≤LN＝L·M，L越大，M越少；L越小，M越大，L与M的选择根据实际情况而定；1.2)对每个数据段都加上窗函数w(n)，利用下式求出每一段的周期图：式中，ω为频域变量，U称为归一化因子，其表达式为：1.3)将每一段的周期图之间看作互不相关，则用Welch变换所得功率谱为：其方差为：由上式可知，经Welch变换所得功率谱的方差是周期图的1/L，因此用Welch变换得到的功率谱更平滑。3.根据权利要求1所述的OFDM信号带宽盲估计方法，其中步骤(2)所述的对功率谱进行小波分解，是选用Harr小波进行分解。4.根据权利要求1所述的OFDM信号带宽盲估计方法，其中步骤(3)使用的移动协方差公式，按如下步骤构造而得：4.1)传统移动协方差的定义为：2CCNN110197717301977178A权利要求书2/2页r(k，k+1)＝Cov(d(k)，d(k+1))k＝1，2，Λ，N-1该式遍历所有数据点d(k)，求出的是任意相邻数据点之间的移动协方差值；当d(k)每隔p个点，其值才发生改变时，即d(k)＝d(k+1)＝Λ＝d(k+p-1)，k＝1，1+p，2+p，Λ，N-p其相同点之间的移动协方差的值为零，若用传统定义计算，则计算量太大，因此需要对传统移动协方差定义进行改进；4.2)改进的移动协方差定义：其中p是d(k)的值保持一致的长度，当p取1时，改进的移动协方差公式等效传统的移动协方差公式。3CCNN110197717301977178A说明书1/5页OFDM信号的带宽盲估计方法技术领域[0001]本发明属于通信技术领域，具体涉及一种多径信道、低信噪比条件下对OFDM信号带宽盲估计方法，可用于非合作接收系统中频谱监测和OFDM系统重构。背景技术[0002]OFDM信号是一种无线环境下的高速数据传输技术，是通信领域的研究热点之一。目前对OFDM系统的研究主