專利名稱：一種矩陣簡(jiǎn)化方法、降噪方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種矩陣簡(jiǎn)化方法、降噪方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)通信寬帶化的需求，無線通信系統(tǒng)正由窄帶向?qū)拵а杆侔l(fā)展。正交頻分復(fù)用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)是一種特殊的多載波傳輸技術(shù)，其通過將高速率的信息符號(hào)轉(zhuǎn)化為并行的低速率信息符號(hào)，然后在多個(gè)正交的子載波上并行傳輸，有效地對(duì)抗了寬帶系統(tǒng)在無線傳輸中遇到的頻率選擇性衰落現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用中，傳輸環(huán)境的因素使無線發(fā)送信號(hào)存在帶寬限制，這一要求使OFDM 系統(tǒng)中存在一定數(shù)量的虛子載波。近年來，雖然OFDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻輔助的信道估計(jì)算法已相當(dāng)成熟，現(xiàn)有技術(shù)方案中關(guān)于存在虛子載波的OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)降噪方法并不多見?，F(xiàn)有技術(shù)中的一種基于虛子載波的OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)降噪方法為基于NRM的降噪算法。但是，使用NRM進(jìn)行降噪時(shí)所使用的降噪矩陣相當(dāng)復(fù)雜，N個(gè)數(shù)據(jù)子載波會(huì)導(dǎo)致N 的平方次的矩陣乘法運(yùn)算，所以占用了大量的資源以及時(shí)間，從而影響降噪過程的效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種矩陣簡(jiǎn)化方法、降噪方法及裝置，能夠提高降噪過程的效率。本發(fā)明實(shí)施例提供的降噪方法，包括根據(jù)初始信道估計(jì)結(jié)果，數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息計(jì)算降噪矩陣，所述數(shù)據(jù)子載波信息用于指示所有子載波中數(shù)據(jù)子載波的編號(hào)，所述虛子載波信息用于指示所有子載波中虛子載波的編號(hào)；選取所述降噪矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線；將所述降噪矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零；使用所述降噪矩陣對(duì)所述初始信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行降噪得到降噪處理結(jié)果。本發(fā)明實(shí)施例提供的矩陣簡(jiǎn)化方法，包括獲取待簡(jiǎn)化的矩陣；選取所述矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線；將所述矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零。本發(fā)明實(shí)施例提供的降噪裝置，包括計(jì)算單元，用于根據(jù)初始信道估計(jì)結(jié)果，數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息計(jì)算降噪矩陣，所述數(shù)據(jù)子載波信息用于指示所有子載波中數(shù)據(jù)子載波的編號(hào)，所述虛子載波信息用于指示所有子載波中虛子載波的編號(hào)；選取單元，用于選取所述降噪矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線；處理單元，用于將所述降噪矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零；降噪單元，用于使用所述降噪矩陣對(duì)所述初始信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行降噪得到降噪處理結(jié)果。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明實(shí)施例中，獲取到待簡(jiǎn)化的降噪矩陣之后，可以選取降噪矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線，并將降噪矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零，由于這些元素被置零，所以無需參與乘法運(yùn)算，因此能夠大大減少矩陣乘法運(yùn)算的次數(shù)，從而提高降噪過程的效率。
圖1為本發(fā)明矩陣簡(jiǎn)化方法一個(gè)實(shí)施例示意圖；圖2為本發(fā)明降噪方法一個(gè)實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明降噪矩陣簡(jiǎn)化過程示意圖；圖4為本發(fā)明降噪矩陣簡(jiǎn)化過程示意圖；圖5為本發(fā)明降噪矩陣簡(jiǎn)化過程示意圖；圖6為本發(fā)明降噪裝置示意圖；圖7為本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供了一種矩陣簡(jiǎn)化方法、降噪方法及裝置，能夠提高降噪的效率。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明矩陣簡(jiǎn)化方法一個(gè)實(shí)施例包括101、獲取待簡(jiǎn)化的矩陣；本實(shí)施例中，當(dāng)需要對(duì)某個(gè)矩陣進(jìn)行簡(jiǎn)化時(shí)，可以首先獲取該矩陣。102、選取矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線；當(dāng)獲取到了需要簡(jiǎn)化的矩陣之后，即可選取該矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線，具體的，可以計(jì)算整個(gè)矩陣的全部能量，并選擇預(yù)置的對(duì)角線為主要能量分布的對(duì)角線，其中，該預(yù)置的對(duì)角線上元素的能量之和與整個(gè)矩陣的全部能量之比大于預(yù)置的門限值。103、將矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零。當(dāng)選取了矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線之后，可以將該矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零。本實(shí)施例中，獲取到待簡(jiǎn)化的降噪矩陣之后，可以選取降噪矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線，并將降噪矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零，由于這些元素被置零， 所以無需參與乘法運(yùn)算，因此能夠大大減少矩陣乘法運(yùn)算的次數(shù)，從而提高降噪過程的效率。上述的矩陣簡(jiǎn)化方法可以用于各種需要對(duì)矩陣進(jìn)行簡(jiǎn)化的場(chǎng)景，例子可以應(yīng)用于降噪的場(chǎng)景，下面舉例進(jìn)行說明請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明降噪方法一個(gè)實(shí)施例包括201、接收信號(hào)； 本實(shí)施例中，接收端可以接收到信號(hào)，該信號(hào)可用于進(jìn)行信道估計(jì)。OFDM傳輸體制通過循環(huán)前綴，能夠克服無線多徑信道帶來的符號(hào)間干擾。發(fā)射端發(fā)送的信號(hào)為x(t)，則接收端接收到的信號(hào)為y(t) =x(t)*h(t)+n(t)；其中h(t)是信道的時(shí)域沖激響應(yīng)。202、根據(jù)接收到的信號(hào)進(jìn)行初始信道估計(jì)得到估計(jì)結(jié)果；當(dāng)接收端接收到信號(hào)之后，首先根據(jù)該信號(hào)進(jìn)行初始信道估計(jì)得到估計(jì)結(jié)果。
本實(shí)施例中，在信道響應(yīng)已知的前提下，可以根據(jù)接收到的信號(hào)來估計(jì)出發(fā)送的信號(hào)，補(bǔ)償由于在信道中傳輸所造成的信號(hào)畸變。因此，在接收信號(hào)之前就需要先對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)。在相干傳輸系統(tǒng)中，最小二乘信道估計(jì)是獲取信道知識(shí)的一種簡(jiǎn)便方法。根據(jù)上面的式子Y = X*H+N，在發(fā)送端先發(fā)送一些已知的符號(hào)，接收端根據(jù)接收到的信號(hào)除以發(fā)送的信號(hào)，就可以得到信道的估計(jì)值，具體的初始估計(jì)的過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)， 具體此處不作限定。203、根據(jù)估計(jì)結(jié)果，數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息計(jì)算降噪矩陣；本實(shí)施例中，完成初始信道估計(jì)得到估計(jì)結(jié)果之后，降噪裝置可以根據(jù)估計(jì)結(jié)果， 數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息計(jì)算降噪矩陣，具體計(jì)算的過程可以為獲取進(jìn)行初始信道估計(jì)得到的頻域估計(jì)結(jié)果以及與頻域估計(jì)結(jié)果對(duì)應(yīng)的時(shí)域估計(jì)結(jié)果；按照接收到的信號(hào)的循環(huán)前綴長(zhǎng)度對(duì)時(shí)域估計(jì)結(jié)果進(jìn)行劃分時(shí)域劃分結(jié)果，按照數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息對(duì)頻域估計(jì)結(jié)果進(jìn)行劃分得到頻域劃分結(jié)果；根據(jù)時(shí)域劃分結(jié)果以及頻域劃分結(jié)果的逆離散傅立葉變換過程計(jì)算降噪矩陣。為便于理解，下面以具體的公式推導(dǎo)過程對(duì)上述計(jì)算降噪矩陣的過程進(jìn)行描述將初始信道估計(jì)得到的頻域估計(jì)結(jié)果$劃分為^idxji以及互idx_u ,其中idx_k為數(shù)據(jù)子載波信息，idx_u為虛子載波信息，需要說明的是，該idx_k用于指示所有子載波中數(shù)據(jù)子載波的編號(hào)，該1(^_1!用于指示所有子載波中虛子載波的編號(hào)，例如，在8MHz的無線帶寬限制下，1024點(diǎn)的OFDM符號(hào)中存在10M-768 = 256點(diǎn)的虛子載波，則idx_u可以表示為 “1 128，以及897 1024為虛子載波”，idx_k可以表示為“129 896為數(shù)據(jù)子載波”。同時(shí)將頻域估計(jì)結(jié)果互對(duì)應(yīng)的時(shí)域估計(jì)結(jié)果萬劃分為&以及知，其中
權(quán)利要求
1.一種降噪方法，其特征在于，包括根據(jù)初始信道估計(jì)結(jié)果，數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息計(jì)算降噪矩陣，所述數(shù)據(jù)子載波信息用于指示所有子載波中數(shù)據(jù)子載波的編號(hào)，所述虛子載波信息用于指示所有子載波中虛子載波的編號(hào)；選取所述降噪矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線；將所述降噪矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零；使用所述降噪矩陣對(duì)所述初始信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行降噪得到降噪處理結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選取所述矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線包括計(jì)算整個(gè)矩陣的全部能量；選擇預(yù)置的對(duì)角線為主要能量分布的對(duì)角線；所述預(yù)置的對(duì)角線上元素的能量之和與整個(gè)矩陣的全部能量之比大于預(yù)置的門限值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述使用所述降噪矩陣對(duì)所述初始信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行降噪得到降噪處理結(jié)果包括使用若干個(gè)乘法器進(jìn)行單次矩陣乘法運(yùn)算，所述乘法器的數(shù)目與選取的對(duì)角線的數(shù)目相同；對(duì)乘法濾波的輸入數(shù)據(jù)以及濾波系數(shù)進(jìn)行調(diào)整以完成剩余次數(shù)的矩陣乘法運(yùn)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對(duì)乘法濾波的輸入數(shù)據(jù)以及濾波系數(shù)進(jìn)行調(diào)整以完成剩余次數(shù)的矩陣乘法運(yùn)算具體為對(duì)乘法濾波的輸入數(shù)據(jù)以及濾波系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并通過八倍時(shí)鐘分時(shí)服用1個(gè)乘法器取代7個(gè)乘法器以完成剩余次數(shù)的矩陣乘法運(yùn)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)初始信道估計(jì)結(jié)果，數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息計(jì)算降噪矩陣包括獲取進(jìn)行初始信道估計(jì)得到的頻域估計(jì)結(jié)果以及與所述頻域估計(jì)結(jié)果對(duì)應(yīng)的時(shí)域估計(jì)結(jié)果；按照接收到的信號(hào)的循環(huán)前綴長(zhǎng)度對(duì)所述時(shí)域估計(jì)結(jié)果進(jìn)行劃分時(shí)域劃分結(jié)果，按照數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息對(duì)所述頻域估計(jì)結(jié)果進(jìn)行劃分得到頻域劃分結(jié)果；根據(jù)所述時(shí)域劃分結(jié)果以及頻域劃分結(jié)果的逆離散傅立葉變換過程計(jì)算降噪矩陣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述時(shí)域劃分結(jié)果以及頻域劃分結(jié)果的逆離散傅立葉變換過程計(jì)算降噪矩陣包括根據(jù)逆離散傅立葉變換過程
7.一種矩陣簡(jiǎn)化方法，其特征在于，包括 獲取待簡(jiǎn)化的矩陣；選取所述矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線； 將所述矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述選取所述矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線包括計(jì)算整個(gè)矩陣的全部能量； 選擇預(yù)置的對(duì)角線為主要能量分布的對(duì)角線；所述預(yù)置的對(duì)角線上元素的能量之和與整個(gè)矩陣的全部能量之比大于預(yù)置的門限值。
9.一種降噪裝置，其特征在于，包括計(jì)算單元，用于根據(jù)初始信道估計(jì)結(jié)果，數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息計(jì)算降噪矩陣，所述數(shù)據(jù)子載波信息用于指示所有子載波中數(shù)據(jù)子載波的編號(hào)，所述虛子載波信息用于指示所有子載波中虛子載波的編號(hào)；選取單元，用于選取所述降噪矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線；處理單元，用于將所述降噪矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零；降噪單元，用于使用所述降噪矩陣對(duì)所述初始信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行降噪得到降噪處理結(jié)
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述選取單元具體用于計(jì)算整個(gè)矩陣的全部能量，并選擇預(yù)置的對(duì)角線為主要能量分布的對(duì)角線，其中，所述預(yù)置的對(duì)角線上元素的能量之和與整個(gè)矩陣的全部能量之比大于預(yù)置的門限值。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種矩陣簡(jiǎn)化方法及裝置、降噪方法及裝置，用于提高降噪效率。本發(fā)明實(shí)施例降噪方法包括根據(jù)初始信道估計(jì)結(jié)果，數(shù)據(jù)子載波信息以及虛子載波信息計(jì)算降噪矩陣，所述數(shù)據(jù)子載波信息用于指示所有子載波中數(shù)據(jù)子載波的編號(hào)，所述虛子載波信息用于指示所有子載波中虛子載波的編號(hào)；選取所述降噪矩陣中主要能量分布的若干個(gè)對(duì)角線；將所述降噪矩陣中，在對(duì)角線范圍之外的元素置零；使用所述降噪矩陣對(duì)所述初始信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行降噪得到降噪處理結(jié)果。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種矩陣簡(jiǎn)化方法及降噪裝置。本發(fā)明實(shí)施例能夠有效提高降噪效率。
文檔編號(hào)H04L25/02GK102571661SQ201010601838
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者嚴(yán)凱, 姜建 申請(qǐng)人:中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心, 無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院