申请/专利权人：哈尔滨工程大学

申请日：2023-11-29

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117880024A

主分类号：H04L25/03

分类号：H04L25/03;H04L25/02;H04B15/00;H04B11/00;H04B13/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明的目的在于提供一种极地冰下水声OFDM通信的脉冲噪声抑制方法，利用OFDM导频子载波、基于最小二乘准则对通带接收信号进行信道估计和均衡，进而对背景噪声进行估计。同时仅利用此估计值获取脉冲噪声位置信息，并利用基于广义信噪比的3σ原则检测脉冲噪声并标注出来。利用自适应中值滤波器抑制的脉冲噪声后，将噪声估计值添加至无噪声接收信号中，得到经过脉冲噪声抑制处理后的通带接收信号。然后进行后续的信道估计、信道均衡和判决过程，最终解码得到信源信息。本发明有效避免了OFDM信号对脉冲检测过程的干扰；基于广义信噪比的3σ脉冲噪声检测方法，实现了可根据脉冲噪声自适应调整的检测阈值。脉冲噪声抑制步骤则降低了算法的运算量。

主权项：1.一种极地冰下水声OFDM通信的脉冲噪声抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：输入OFDM通带接收信号后，进行OFDM解调、降采样和傅里叶变换步骤。提取导频位置的接收信号，结合已知的导频发射信号可进行初步的信道粗估计，获得时域和频域的信道估计值。由于此时的背景噪声服从非高斯分布，因此这里的信道粗估计选用了基本的最小二乘算法，减小了脉冲噪声对信道估计结果准确性的影响；步骤2：利用接收信号和步骤1中的信道估计值进行信道均衡和判决过程，得到发射信号符号。重新进行符号映射和OFDM调制步骤后重构通带发射信号。与步骤1中所得的时域信道估计值卷积，从而重构出无噪声的OFDM通带接收信号估计值；步骤3：将步骤1的含噪声接收信号和步骤2中的接收信号估计值做差，得背景噪声估计值。由于背景噪声本身的影响，以及信道估计等过程带来的误差，此处的背景噪声估计值难以做到准确，并且其中包含了所期望的信号的部分信息，因此不应作为噪声从接收信号中直接消除，而是在步骤4中用于对脉冲噪声进行检测；步骤4：对步骤3中的噪声估计值进行噪声检测和分类。首先基于SαS噪声模型对噪声估计值进行参数估计，计算得到由广义信噪比定义的脉冲噪声方差。进而使用改进的3σ原则对步骤3中的噪声估计值进行脉冲噪声检测，并将脉冲噪声位置记录在索引向量中，最终通过极值处理将脉冲噪声进行标记；步骤5：对步骤4中标记后的噪声进行处理，利用自适应中值滤波器进行脉冲噪声抑制。首先以每个脉冲噪声点为中心定义一个滤波窗口，从此窗口中剔除全部其他脉冲噪声点后，认为此时窗口内只存在高斯噪声。用全部高斯噪声点的中值代替当前窗口中心的脉冲噪声点，实现对脉冲噪声的抑制。重复此过程，直到步骤4中检测的全部脉冲噪声都经过处理；此时的背景噪声近似服从高斯分布。然后将抑制脉冲干扰后的噪声与步骤2中的无噪声接收信号估计值相加，得到抑制脉冲噪声后的接收信号。在计算中值的过程中，滤波窗口的尺寸根据窗口内脉冲噪声点的数量自适应调整；步骤6：对步骤5中的接收信号重新进行OFDM解调、信道估计、信道均衡、判决和解码过程，最终还原输出信源信息。此时接收信号的背景噪声服从高斯分布，因此信道估计步骤使用了稀疏贝叶斯学习算法，从而提高了最终解码的准确性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工程大学 一种极地冰下水声OFDM通信的脉冲噪声抑制方法

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