一种水声OFDM接收机中时频域联合抑制ICI的方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112822132A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202011627272.6(22)申请日2020.12.31(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人李渝舟黄运龙邱吉慧(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人胡秋萍李智(51)Int.Cl.H04L25/03(2006.01)H04L27/26(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种水声OFDM接收机中时频域联合抑制ICI的方法和系统(57)摘要本发明公开了一种水声OFDM接收机中时频域联合抑制ICI的方法和系统，属于水声无线通信技术领域。包括：利用分段快速傅里叶变换P‑FFT中信号分段的方式，将一个OFDM块持续时间内的基带接收信号分段为多个非重叠短信号；借鉴分数快速傅里叶变换F‑FFT在多个频率上进行傅里叶变换的思想，对每个分段后的非重叠短信号在载波频率和以特定基准偏移频率的分数倍偏移载波频率的多个频率上进行傅里叶变换，从而在每个载波处产生多个输出；将每个载波处的多个输出加权合并成一路，用于符号检测，并利用随机梯度算法求解和更新加权合并的权重。本发明通过结合了P‑FFT和F‑FFT的特点，联合时域和频域抑制ICI，在多普勒因子和载波数都较大的情况下，性能有显著的提升。CN112822132ACN112822132A权利要求书1/2页1.一种水声OFDM接收机中时频域联合抑制ICI的方法，其特征在于，该方法包括：S1.利用分段快速傅里叶变换P‑FFT中信号分段的方式，将一个OFDM块持续时间内的基带接收信号分段为多个非重叠短信号；S2.借鉴分数快速傅里叶变换F‑FFT在载波频率和以载波间隔的分数倍偏移载波频率的多个频率上进行傅里叶变换的思想，对每个分段后的非重叠短信号在载波频率和以特定基准偏移频率的分数倍偏移载波频率的多个频率上进行傅里叶变换；S3.将当前载波处的多个输出加权合并成一路，用于符号检测，并更新出下一个载波处加权合并的权重，依次进行，直到检测完所有的载波。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体如下：将基带接收信号v(t)乘以一系列互不重叠的矩形窗函数φa(t)，得到A个分段后的信号va(t)＝v(t)φa(t)，a＝0，1，...，A‑1。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，矩形窗函数φa(t)具体如下：4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体如下：将va(t)按2B个预先设定的频率进行频移，得到2B个频移后的信号，其中，b＝±1，±2，…，±B，与原来未频移的信号va(t)共同构成(2B+1)个信号va，b(t)，b＝0，±1，±2，…，±B，表示为：再对每一个va，b(t)进行傅里叶变换其中，fe为基准偏移频率，B表示单边偏移频率个数，k表示载波序号，Δf表示载波间隔。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：将同一载波k处，具有相同索引a的所有(2B+1)个输出zk，a，b排列成列向量zk，a＝T[zk，a，‑B，...，zk，a，‑1，zk，a，0，zk，a，1，...，zk，a，B]，再将同一载波k处，所有A个列向量zk，a进一步排列成列向量最后用一个长度与zk相等的列向量wk的共轭转置乘以zk得到合并后的符号xk：6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：对合并后的信号进行差分相干检测得到检测符号对检测符号进行符号判决得到判决符号7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：利用检测符号和判决符号之间的均方误差计算出原始梯度gk，并利用缩放后的梯2CN112822132A权利要求书2/2页度更新出下一个载波处的权重。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用缩放后的梯度更新出下一个载波处的权重具体包含以下步骤：先计算出原始梯度gk，gk的计算表达式具体如下：其中，将原始梯度gk乘以|xk‑1|进行缩放，得到缩放后的梯度当|ek|和的数值分别小于对应的预先设定的阈值eth和gth时，利用缩放后的梯度和预先设定的步长系数μ更新出下一个载波处的权重wk+1：如果不满足上述阈值条件，不更新权重，即下一个载波的权重与当前载波处的权重相同：wk+1＝wk。9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：对合并后的信号进行相干检测得到检测符号对检测符号进行符号判决得到判决符号10.一种水声OFDM接收机中时频域联合抑制ICI的系统，其特征在于，包括：计算机可读存储介质和处理器；所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行权利