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时分同步码分多址系统中串行消除同频干扰的方法和装置

阅读:981发布:2020-11-21

专利汇可以提供时分同步码分多址系统中串行消除同频干扰的方法和装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种用于时分同步码分多址系统中串行消除同频干扰的方法和装置,对于每个小区,将上一级干扰消除过程中该小区的重构 信号 和本级干扰消除过程中去除之前所有小区 干扰信号 后的残留信号 叠加 ,恢复小区的接收信号;然后通过基于匹配 滤波器 ,或者基于联合检测生成的解调符号重构小区干扰信号;再将本级干扰消除过程中该小区的重构信号从 输入信号 中去除,得到去除该小区干扰后的残留信号;并根据串行级数,反复执行上述步骤。本发明提供的方法和装置,能够以较小的实现复杂度,在很大程度上,特别是同频邻小区功率高于本小区的恶劣条件下,消除同频小区信号的影响,提高本小区信号的接收性能。,下面是时分同步码分多址系统中串行消除同频干扰的方法和装置专利的具体信息内容。

1、一种应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消方法的消除同频 小区信号干扰的方法,其特征在于,本小区和各个同频邻小区分别单独采用 基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法,并串行进行干扰 消除,包含以下步骤:
步骤1、串行完成本串行干扰抵消级中所有小区的干扰消除:
步骤1.1、对每个小区,小区接收信号恢复单元(320)依次将上一串行 干扰抵消级干扰消除过程中该小区的重构信号和本串行干扰抵消级干扰消除 过程中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号叠加,依次恢复该小区的接 收信号;
步骤1.2、信道估计及干扰重构单元(400)采用基于匹配滤波器产生的 解调符号重构各个小区信号的方法,依次串行完成各个小区干扰信号的重构;
所述的采用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法, 具体包括:
步骤1.2.1、有效路径分离;
步骤1.2.2、生成信道冲激响应;
步骤1.2.3、基于匹配滤波器产生解调符号,包括:
步骤1.2.3.1、由匹配滤波器(410_3)对输入信号中的数据部分进行解扰、 解扩操作;
步骤1.2.3.2、由最大比合并器(420)对解扰、解扩后得到的符号进行最 大比合并,得到解调符号;
步骤1.2.3.3、由符号判决器(430)对解调符号进行符号判决,得到发送 符号的估计值;
步骤1.2.4、重构小区信号;
步骤1.3、对每个小区,小区重构信号去除单元(330)依次将本级干扰 消除过程中该小区的重构信号从输入信号中去除,依次得到去除该小区干扰 后的残留信号;
步骤2、根据系统事先设置的串行干扰抵消级数,重复执行步骤1,直到 完成所有级的串行干扰抵消操作。
2、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消 方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.1中,对 于当前本小区和M个同频邻小区,小区接收信号恢复单元(320)将第s-1级 干扰消除过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除过程中去除之前所 有小区干扰信号后的残留信号 叠加,恢复各小区的接收信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1 ;
其中,s=1,2,…,S,且S表示系统设定的串行干扰抵消的级数;
j=1,2,…,M,M+1。
3、如权利要求2所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消 方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.1中,当s=1 时,即进行第一级干扰消除,所述的上一级干扰消除过程中该小区的重构信 号为0。
4、如权利要求2所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.1中, 当j=1时,即进行第一个小区的干扰消除,则所述的本级干扰消除过程中去 除之前所有小区干扰信号后的残留信号为0。
5、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消 方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.2中,基 于匹配滤波器的信道估计及干扰重构单元(400),根据当前接收数据I/Q路 的采样输入 或者第s-1级干扰消除后的信号,采用基于匹配滤 波器产生的解调符号重构小区信号的处理方法,依次串行完成各个小区接收 信号的重构,得到第s级的每个小区的重构信号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , Z ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1,Z为采样序列的长度。
6、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消 方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采用 基于匹配滤波器产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤1.2.1 包含以下子步骤:
步骤1.2.1.1、针对每个小区,将输入信号中的中导码序列部分的后128 个码片数据 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) 通过匹配滤波器(410_1),分别与该小区的 基本中导码序列BM=(m1,m2,…,m128)进行逐比特循环异或操作,计算得到各个 路径上的每次逐比特异或结果的功率DP:
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
步骤1.2.1.2、通过有效路径检测器(490)检测有效路径:
将每个路径上的DP与特定限Th进行比较;选择大于等于门限Th的 DP所对应的路径为有效路径,否则为无效路径;最终有效路径检测器(490) 检测到的L条有效路径为:Peff=(p1,p2,…,pL)。
7、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消 方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采用 基于匹配滤波器产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤1.2.2 包含以下子步骤:
步骤1.2.2.1、通过匹配滤波器(410_2)和信道估计器(480)计算各个 路径上的信道估计ChE:
根据当前小区的基本中导码序列为BM=(m1,m2,…,m128),以及接收的输入 信号中的中导码序列部分的后128个码片的数据为 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 计 算各个路径上的信道估计ChE为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
步骤1.2.2.2、根据步骤1.2.1.2中得到的有效路径和步骤1.2.2.1中得到的 信道估计,由信道冲激响应器(470)生成信道冲激响应H=(h1,h2,…,hT),其 长度T表示系统支持的最大时延,该信道冲激响应有效路径位置上的值为该 路径上的信道估计值,非有效路径位置上的值为零,即:
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th .
8、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于匹配滤波器产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤 1.2.3.1具体包括:
根据有效路径的位置P、当前小区的扰码ScC和激活的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数,SF表 示扩频因子,采用匹配滤波器(410_3)对输入信号中的数据部分 进行解扰、 解扩操作,解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l 条有效路径上的符号,K表示符号的个数。
9、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法中,所述的步骤 1.2.3.2具体包括:
根据信道冲激响应,即有效路径上的信道估计,最大比合并器(420)对 不同路径上的解扰、解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码道 上的解调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号。
10、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法中,所述的步骤 1.2.3.3具体包括:
由符号判决器(430)对解调符号进行符号判决,得到发送符号的估计值:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
11、如权利要求10所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法中,步骤1.2.3.3 中,所述的符号判决为硬判决,由解调符号硬判决器对解调符号进行符号判 决,得到的硬判决结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 .
12、如权利要求10所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的 采用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法中,步骤 1.2.3.3中,所述的符号判决为软判决,由解调符号软判决器对解调符号进行 符号判决,得到的软判决结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
13、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法中,所述的步骤 1.2.4包含以下子步骤:
步骤1.2.4.1、由调制扩频器(440)对符号判决的结果进行调制扩频操作, 得到激活码道上的码片序列:
根据当前小区采用的扰码ScC、激活码道上的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 由调制扩频器(440)对符号判决的 结果进行调制和扩频,得到每个激活码道上码片级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值;
步骤1.2.4.2、由若干卷积器(460)对应完成若干激活码道上接受信号的 重构:
由卷积器(460)对步骤1.2.4.1中得到的每个激活码道上的码片序列与 步骤1.2.2中得到的信道冲激响应完成卷积操作,得到每个激活码道上的重构 信号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号;
步骤1.2.4.3、由激活码道信号叠加器(450)对各个激活码道上的重构信 号进行叠加,完成激活码道合并,从而完成小区信号的重构,得到小区的重 构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n .
14、如权利要求13所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法中,所述的步骤 1.2.4还包含步骤1.2.4.4,对小区重构信号 乘以特定的加权因子ρs,进行加 权操作:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
15、如权利要求1所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.3中, 对每个小区,小区重构信号去除单元(330)依次将第s级干扰消除过程中该 小区的重构信号 从输入信号 中去除,得到第s级的去除该小区干扰后的 残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1。
16、一种应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消方法的消除同 频小区信号干扰的装置,其特征在于,包括依次连接的小区接收信号恢复单 元(320)、基于匹配滤波器的信道估计及干扰重构单元(440)、和小区重构 信号去除单元(330);
所述的基于匹配滤波器的信道估计及干扰重构单元(440)包含通过电 路连接的有效路径分离装置、信道冲激响应装置、基于匹配滤波器的解调符 号生成装置和小区信号重构装置;
所述的基于匹配滤波器的解调符号生成装置包含依次连接的第三匹配滤 波器(410_3)、最大比合并器(420)和符号判决器(430)。
17、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的小区接收信号 恢复单元(320),依次对于当前本小区和M个同频邻小区,将第s-1级干扰 消除过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除过程中去除之前所有小 区干扰信号后的残留信号 叠加,依次恢复各小区的接收信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1
其中,s=1,2,…,S,且S表示系统设定的串行干扰抵消的级数;
j=1,2,…,M,M+1。
18、如权利要求17所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,当s=1时,即进行第 一级干扰消除,所述的上一级干扰消除过程中该小区的重构信号为0。
19、如权利要求17所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,当j=1时,即进行 第一个小区的干扰消除,所述的本级干扰消除过程中去除之前所有小区干扰 信号后的残留信号为0。
20、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的基于匹配滤波 器的信道估计及干扰重构单元(440),根据当前接收数据I/Q路的采样输入 r ^ = ( r 1 , r 2 , · · · , r Z ) 或者第s-1级干扰消除后的信号,采用基于匹配滤波器产生的 解调符号重构小区信号的处理方法,依次串行完成各个小区接收信号的重构, 得到第s级的每个小区的重构信号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , Z ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1,Z为采样序列的长度。
21、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的有效路径分 离装置包含依次连接的第一匹配滤波器(410_1)和有效路径检测器(490);
所述的第一匹配滤波器(410_1)的输入端接收输入信号中的中导码序 列的后128个码片数据BM=(m1,m2,…,m128),与当前小区的基本中导码序列 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) 进行逐比特循环异或操作,计算得到每次逐比特异或结 果的功率DP:
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
所述的有效路径检测器(490)将第一匹配滤波器(410_1)输出的每个 路径上的DP值,分别与特定门限Th进行比较;选择大于等于门限Th的DP 所对应的路径为有效路径,否则为无效路径;最终有效路径检测器(490)检 测到的L条有效路径为:Peff=(p1,p2,…,pL)。
22、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的信道冲激响 应装置包含依次连接的第二匹配滤波器(410_2)、信道估计器(480)和信道 冲激响应器(470);
所述的第二匹配滤波器(410_2)的输入端接收输入信号中的中导码序列 的后128个码片数据BM=(m1,m2,…,m128),结合当前小区的基本中导码序列 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 通过信道估计器(480)计算得到各个路径上的信道估 计ChE为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
所述的信道冲激响应器(470)的输入端还连接有效路径检测器(490) 的输出端;该信道冲激响应器(470)根据有效路径和信道估计,生成信道冲 激响应H=(h1,h2,…,hT):
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th ;
其中,信道冲激响应的长度T表示系统支持的最大时延。
23、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的第三匹配滤波 器(410_3)的输入端接收输入信号中的数据部分,并与有效路径检测器(490) 连接;
该第三匹配滤波器(410_3)根据有效路径的位置P、当前小区的扰码ScC 和激活的扩频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道 的个数,SF表示扩频因子,对输入信号中的数据部分 进行解扰、解扩操作, 解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l 条有效路径上的符号,K表示符号的个数。
24、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的最大比合并 器(420)的输入端还连接信道冲激响应器(470),其根据信道冲激响应, 即有效路径上的信道估计,对第三匹配滤波器(410_3)输出的不同路径上的 解扰、解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码道上的解调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号。
25、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的符号判决器 (430)对最大比合并器(420)输出的解调符号进行符号判决,得到发送符 号的估计值:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
26、如权利要求25所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的符号判决器 (430)是解调符号硬判决器,采用该解调符号硬判决器得到的硬判决结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 .
27、如权利要求25所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的符号判决器 (430)是解调符号软判决器,采用该解调符号软判决器得到的软判决结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
28、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的小区信号重构 装置包含依次连接的调制扩频器(440)、若干卷积器(460)和激活码道信号 叠加器(450)。
29、如权利要求28所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的调制扩频器 (440)根据当前小区采用的扰码ScC、激活码道上的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 对符号判决器(430)输出的判决结 果进行调制和扩频,得到每个激活码道上码片级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中, 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值。
30、如权利要求28所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的若干卷积器 (460)的个数为N个,对应N个激活码道;该N个卷积器(460)的输入 端分别还连接信道冲激相应器(470);
所述的N个卷积器(460)对由调制扩频器(440)输出的每个激活码道 上的码片序列与由信道冲激相应器(470)生成的信道冲激响应完成卷积操作, 得到每个激活码道上的重构信号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号。
31、如权利要求28所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的激活码道信 号叠加器(450)对各个激活码道上的重构信号进行叠加,完成激活码道合并, 和小区信号的重构,得到小区的重构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n .
32、如权利要求28所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的小区信号重 构装置还包含一加权乘法器,其输入端连接激活码道信号叠加器(450)的输 出端;
该加权乘法器对激活码道信号叠加器(450)输出的小区重构信号 乘 以特定的加权因子ρs:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
35、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的小区重构信号 去除单元对每个小区,依次将第s级干扰消除过程中该小区的重构信号 从 输入信号 中去除,得到第s级的去除该小区干扰后的残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1。
36、如权利要求16所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的装置根据系 统设置的串行干扰抵消级数S,以及上一串行干扰抵消级计算得到的各小区 去除干扰后的残留信号 对每一串行干扰抵消级,重复执行消除同频小区 信号干扰的操作,直至完成所有级的串行干扰抵消操作。
37、一种应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消方法的消除同 频小区信号干扰的方法,其特征在于,本小区和各个同频邻小区分别单独采 用基于联合检测产生的解调符号重构各个小区信号的方法,并串行进行干扰 消除,包含以下步骤:
步骤1、串行完成本串行干扰抵消级中所有小区的干扰消除:
步骤1.1、对每个小区,小区接收信号恢复单元(320)依次将上一串行 干扰抵消级干扰消除过程中该小区的重构信号和本串行干扰抵消级干扰消除 过程中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号叠加,依次恢复该小区的接 收信号;
步骤1.2、信道估计及干扰重构单元(500)采用基于联合检测产生的解 调符号重构各个小区信号的方法,依次串行完成各个小区干扰信号的重构;
所述的采用基于联合检测产生的解调符号重构各个小区信号的方法,包 括:
步骤1.2.1、有效路径分离;
步骤1.2.2、生成信道冲激响应;
步骤1.2.3、基于联合检测产生解调符号,包括:
步骤1.2.3.1、由匹配滤波器(410_3)对输入信号中的数据部分进行解扰、 解扩操作;
步骤1.2.3.2、由最大比合并器(420)对解扰、解扩后得到的符号进行最 大比合并,得到解调符号;
步骤1.2.3.3、联合检测;
步骤1.2.3.4、由符号判决器(430)对解调符号进行符号判决,得到发送 符号的估计值;
步骤1.2.4、重构小区信号;
步骤1.3、对每个小区,小区重构信号去除单元(330)依次将本级干扰 消除过程中该小区的重构信号从输入信号中去除,依次得到去除该小区干扰 后的残留信号;
步骤2、根据系统事先设置的串行干扰抵消级数,重复执行步骤1,直到 完成所有级的串行干扰抵消操作。
38、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.1中, 对于当前本小区和M个同频邻小区,小区接收信号恢复单元(320)将第s-1 级干扰消除过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除过程中去除之前 所有小区干扰信号后的残留信号 叠加,恢复各小区的接收信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1 ;
其中,s=1,2,…,S,且S表示系统设定的串行干扰抵消的级数;
j=1,2,…,M,M+1。
39、如权利要求38所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.1中, 当s=1时,即进行第一级干扰消除,所述的上一级干扰消除过程中该小区的 重构信号为0。
40、如权利要求38所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.1中, 当j=1时,即进行第一个小区的干扰消除,则所述的本级干扰消除过程中去 除之前所有小区干扰信号后的残留信号为0。
41、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.2中, 基于联合检测的信道估计及干扰重构单元(500),根据当前接收数据I/Q路 的采样输入 r ^ = ( r 1 , r 2 , · · · , r Z ) 或者第s-1级干扰消除后的信号,采用基于联合检 测产生的解调符号重构小区信号的处理方法,依次串行完成各个小区接收信 号的重构,得到第s级的每个小区的重构信号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , Z ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1,Z为采样序列的长度。
42、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤1.2.1 包含以下子步骤:
步骤1.2.1.1、针对每个小区,将输入信号中的中导码序列部分的后128 个码片数据 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) 通过匹配滤波器(410_1),分别与该小区的 基本中导码序列BM=(m1,m2,…,m128)进行逐比特循环异或操作,计算得到各个 路径上的每次逐比特异或结果的功率DP:
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
步骤1.2.1.2、通过有效路径检测器(490)检测有效路径:
将每个路径上的DP与特定门限Th进行比较;选择大于等于门限Th的 DP所对应的路径为有效路径,否则为无效路径;最终有效路径检测器(490) 检测到的L条有效路径为:Peff=(p1,p2,…,pL)。
43、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤1.2.2 包含以下子步骤:
步骤1.2.2.1、通过匹配滤波器(410_2)和信道估计器(480)计算各个 路径上的信道估计ChE:
根据当前小区的基本中导码序列为BM=(m1,m2,…,m128),以及接收的输入 信号中的中导码序列部分的后128个码片的数据为 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 计 算各个路径上的信道估计ChE为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
步骤1.2.2.2、根据步骤1.2.1.2中得到的有效路径和步骤1.2.2.1中得到的 信道估计,由信道冲激响应器(470)生成信道冲激响应H=(h1,h2,…,hT),其 长度T表示系统支持的最大时延,该信道冲激响应有效路径位置上的值为该 路径上的信道估计值,非有效路径位置上的值为零,即:
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th .
44、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤1.2.3.1 具体包括:
根据有效路径的位置P、当前小区的扰码ScC和激活的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数,SF表 示扩频因子,采用匹配滤波器(410_3)对输入信号中的数据部分 进行解扰、 解扩操作,解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l 条有效路径上的符号,K表示符号的个数。
45、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤1.2.3.2 具体包括:
根据信道冲激响应,即有效路径上的信道估计,最大比合并器(420)对 不同路径上的解扰、解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码道 上的解调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号。
46、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的 采用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤 1.2.3.3包括以下子步骤:
步骤1.2.3.3.1、系统矩阵生成器(590)根据当前小区采用的扰码、激活 的扩频码的点乘结果与信道冲激响应进行卷积,产生系统矩阵:
根据由扰码、扩频码生成器(580)生成的当前小区的扰码ScC,激活的 扩频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数, SF表示扩频因子,以及由步骤1.2.2中得到的信道冲激响应H,由系统矩阵 生成器(590)计算得到系统矩阵A:
                    bn=H(ScC.*Cn);
                    B=[b1,b2,…,bN]T;

其中,[]T表示矩阵转置,A矩阵中的B矩阵的个数等于需要联合检测的 符号个数;
步骤1.2.3.3.2、联合检测器(530)采用迫零线性均衡器算法或者最小 方误差线性块均衡器算法进行联合检测操作,得到解调符号
47、如权利要求46所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的 采用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,步骤1.2.3.3.2中, 采用所述的迫零线性块均衡器算法,得到的解调符号 为:
d ^ = ( A H · A ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号, 表示联合检测得到 的解调符号。
48、如权利要求46所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的 采用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,步骤1.2.3.3.2中, 采用所述的最小均方误差线性块均衡器算法,得到的解调符号 为:
d ^ = ( A H · A + σ 2 · I ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号,σ2表示噪声方差, 表示联合检测得到的解调符号。
49、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的 采用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤 1.2.3.4具体包括:
由符号判决器(430)对解调符号进行符号判决,得到发送符号的估计值:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
50、如权利要求49所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,步骤1.2.3.4中,所 述的符号判决为硬判决,由解调符号硬判决器对解调符号进行符号判决,得 到的硬判决结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 .
51、如权利要求49所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的 采用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,步骤1.2.3.4中, 所述的符号判决为软判决,由解调符号软判决器对解调符号进行符号判决, 得到的软判决结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
52、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的 采用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤1.2.4 包含以下子步骤:
步骤1.2.4.1、由调制扩频器(440)对符号判决的结果进行调制扩频操作, 得到激活码道上的码片序列:
根据当前小区采用的扰码ScC、激活码道上的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 由调制扩频器(440)对符号判决的 结果进行调制和扩频,得到每个激活码道上码片级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值;
步骤1.2.4.2、由若干卷积器(460)对应完成若干激活码道上接受信号的 重构:
由卷积器(460)对步骤1.2.4.1中得到的每个激活码道上的码片序列与 步骤1.2.2中得到的信道冲激响应完成卷积操作,得到每个激活码道上的重构 信号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号;
步骤1.2.4.3、由激活码道信号叠加器(450)对各个激活码道上的重构信 号进行叠加,完成激活码道合并,从而完成小区信号的重构,得到小区的重 构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n .
53、如权利要求52所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,步骤1.2中所述的采 用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方法中,所述的步骤1.2.4 还包含步骤1.2.4.4,对小区重构信号 乘以特定的加权因子ρs,进行加权操 作:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
54、如权利要求37所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的方法,其特征在于,所述的步骤1.3中, 对每个小区,小区重构信号去除单元(330)依次将第s级干扰消除过程中该 小区的重构信号 从输入信号 中去除,得到第s级的去除该小区干扰后的 残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1。
55、一种应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵消方法的消除同 频小区信号干扰的装置,其特征在于,包括依次连接的小区接收信号恢复单 元(320)、基于联合检测的信道估计及干扰重构单元(500)、和小区重构信 号去除单元(330);
所述的基于联合检测的信道估计及干扰重构单元(500)包含通过电路 连接的有效路径分离装置、信道冲激响应装置、基于联合检测的解调符号生 成装置和小区信号重构装置;
所述的基于联合检测的解调符号生成装置包含依次连接的第三匹配滤波 器(410_3)、最大比合并器(420)、联合检测装置和符号判决器(430)。
56、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的小区接收信号 恢复单元(320),依次对于当前本小区和M个同频邻小区,将第s-1级干扰 消除过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除过程中去除之前所有小 区干扰信号后的残留信号 叠加,依次恢复各小区的接收信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1
其中,s=1,2,…,S,且S表示系统设定的串行干扰抵消的级数;
j=1,2,…,M,M+1。
57、如权利要求56所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,当s=1时,即进行 第一级干扰消除,所述的上一级干扰消除过程中该小区的重构信号为0。
58、如权利要求56所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,当j=1时,即进行 第一个小区的干扰消除,所述的本级干扰消除过程中去除之前所有小区干扰 信号后的残留信号为0。
59、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的基于联合检测 的信道估计及干扰重构单元(500),根据当前接收数据I/Q路的采样输入 r ^ = ( r 1 , r 2 , · · · , r Z ) 或者第s-1级干扰消除后的信号,采用基于联合检测产生的解 调符号重构小区信号的处理方法,依次串行完成各个小区接收信号的重构, 得到第s级的每个小区的重构信号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , Z ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1,Z为采样序列的长度。
60、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的有效路径分 离装置包含依次连接的第一匹配滤波器(410_1)和有效路径检测器(490);
所述的第一匹配滤波器(410_1)的输入端接收输入信号中的中导码序 列的后128个码片数据BM=(m1,m2,…,m128),与当前小区的基本中导码序列 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) 进行逐比特循环异或操作,计算得到每次逐比特异或结 果的功率DP:
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
所述的有效路径检测器(490)将第一匹配滤波器(410_1)输出的每个 路径上的DP值,分别与特定门限Th进行比较;选择大于等于门限Th的DP 所对应的路径为有效路径,否则为无效路径;最终有效路径检测器(490)检 测到的L条有效路径为:Peff=(p1,p2,…,pL)。
61、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的信道冲激响 应装置包含依次连接的第二匹配滤波器(410_2)、信道估计器(480)和信道 冲激响应器(470);
所述的第二匹配滤波器(410_2)的输入端接收输入信号中的中导码序列 的后128个码片数据BM=(m1,m2,…,m128),结合当前小区的基本中导码序列 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 通过信道估计器(480)计算得到各个路径上的信道估 计ChE为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
所述的信道冲激响应器(470)的输入端还连接有效路径检测器(490) 的输出端;该信道冲激响应器(470)根据有效路径和信道估计,生成信道冲 激响应H=(h1,h2,…,hT):
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th ;
其中,信道冲激响应的长度T表示系统支持的最大时延。
62、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的第三匹配滤波 器(410_3)的输入端接收输入信号中的数据部分,并与有效路径检测器(490) 连接;
该第三匹配滤波器(410_3)根据有效路径的位置P、当前小区的扰码ScC 和激活的扩频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道 的个数,SF表示扩频因子,对输入信号中的数据部分 进行解扰、解扩操作, 解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l 条有效路径上的符号,K表示符号的个数。
63、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的最大比合并 器(420)的输入端还连接信道冲激响应器(470),其根据信道冲激响应, 即有效路径上的信道估计,对第三匹配滤波器(410_3)输出的不同路径上的 解扰、解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码道上的解调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号。
64、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的联合检测装 置包含依次连接的扰码、扩频码生成器(580)、系统矩阵生成器(590)和联 合检测器(530)。
65、如权利要求64所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的扰码、扩频 码生成器(580)生成的当前小区的扰码ScC,以及激活的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数,SF表 示扩频因子。
66、如权利要求64所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的系统矩阵生成 器(590)的输入端还连接信道冲激响应器(470)的输出端,其根据由扰码、 扩频码生成器(580)生成的当前小区的扰码ScC、激活的扩频码ChC,以及 由信道冲激响应器(470)生成的信道冲激响应H,计算得到系统矩阵A:
                    bn=H(ScC.*Cn);
                    B=[b1,b2,…,bN]T;

其中,[]T表示矩阵转置,A矩阵中的B矩阵的个数等于需要联合检测的 符号个数。
67、如权利要求64所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的联合检测器 (530)的输入端分别连接系统矩阵生成器(590)和最大比合并器(420); 采用迫零线性块均衡器算法或者最小均方误差线性块均衡器算法进行联合检 测操作,得到解调符号
68、如权利要求67所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的联合检测器 (530)采用迫零线性块均衡器算法,检测得到的解调符号为:
d ^ = ( A H · A ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号, 表示联合检测得到 的解调符号。
69、如权利要求67所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的联合检测器 (530)采用最小均方误差线性块均衡器算法,检测得到的解调符号为:
d ^ = ( A H · A + σ 2 · I ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号,σ2表示噪声方差, 表示联合检测得到的解调符号。
70、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的符号判决器 (430)对最大比合并器(420)输出的解调符号进行符号判决,得到发送符 号的估计值:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
71、如权利要求70所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的符号判决器 (430)是解调符号硬判决器,采用该解调符号硬判决器得到的硬判决结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 .
72、如权利要求70所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的符号判决器 (430)是解调符号软判决器,采用该解调符号软判决器得到的软判决结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
73、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的小区信号重构 装置包含依次连接的调制扩频器(440)、若干卷积器(460)和激活码道信号 叠加器(450)。
74、如权利要求73所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的调制扩频器 (440)根据当前小区采用的扰码ScC、激活码道上的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 对符号判决器(430)输出的判决结 果进行调制和扩频,得到每个激活码道上码片级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值。
75、如权利要求73所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的若干卷积器 (460)的个数为N个,对应N个激活码道;该N个卷积器(460)的输入 端分别还连接信道冲激相应器(470);
所述的N个卷积器(460)对由调制扩频器(440)输出的每个激活码道 上的码片序列与由信道冲激相应器(470)生成的信道冲激响应完成卷积操作, 得到每个激活码道上的重构信号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号。
76、如权利要求73所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的激活码道信 号叠加器(450)对各个激活码道上的重构信号进行叠加,完成激活码道合并, 和小区信号的重构,得到小区的重构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n .
77、如权利要求73所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的小区信号重 构装置还包含一加权乘法器,其输入端连接激活码道信号叠加器(450)的输 出端;
该加权乘法器对激活码道信号叠加器(450)输出的小区重构信号 乘 以特定的加权因子ρs:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
78、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰抵 消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的小区重构信号 去除单元(330)对每个小区,依次将第s级干扰消除过程中该小区的重构信 号 从输入信号 中去除,得到第s级的去除该小区干扰后的残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1。
79、如权利要求55所述的应用于时分同步码分多址系统基于串行干扰 抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,其特征在于,所述的装置根据系 统设置的串行干扰抵消级数S,以及上一串行干扰抵消级计算得到的各小区 去除干扰后的残留信号 对每一串行干扰抵消级,重复执行消除同频小区 信号干扰的操作,直至完成所有级的串行干扰抵消操作。

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发明涉及一种用于时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code-Division MultipleAccess,简称TD-SCDMA)移动通信系统的串行消除 同频干扰的方法和装置,具体的说,涉及一种最大限度串行消除同频干扰信 号对有用信号的影响,提高接收机接收性能的方法和装置。

背景技术

直接扩频码分多址(简称DS-CDMA)系统中,由于采用了码分多址技 术,客观上存在不同小区采用同频组网的可能,这就意味着某个基站(NodeB) 可能受到多个同频邻小区内移动台(UE)信号的干扰,或者某个移动台可能 受到多个同频小区基站信号的干扰。由于不同信号的传播时延不同,以及扰 码的存在,造成各个信号所采用的扩频码集并非完全正交,这种由非零互相 关系数引起的干扰常被称为多址干扰(Multiple Access Interference,简称 MAI)。CDMA系统中通常采用匹配滤波器(Matched Filter,简称MF,传统 的Rake接收机就符合MF原理)或者多用户检测装置(Multi-user Detector, 简称MUD)恢复扩频和加绕前的数据。传统的Rake接收机无法有效抑制多 址干扰,而多用户检测可以较好的消除MAI带来的影响。
多用户检测方法主要分为两种:线性多用户检测和非线性多用户检测。 线性多用户检测(联合检测接收机)由于需要完成系统矩阵求逆的操作,当 CDMA系统采用的扩频因子(Spread Factor,简称SF)较大、扰码长度较长 或者干扰用户的数量太多时,系统矩阵的维数将增加,矩阵求逆的运算量将 变得无法接受。在这种情况下,非线性多用户检测方法(干扰抵消)可以以 较低的实现复杂度获得较好的接收性能。非线多用户检测方法主要分为两种: 并行干扰消除(Parallel Interference Cancellation,简称PIC)和串行干扰消除 (Successive Interference Cancellation,简称SIC)。相比之下,PIC具有处理 延时短,不需要将各个小区进行功率排序等优势;而SIC消耗的资源更少, 并且在各个小区信号功率差距较大时稳定性更好、性能更好。
如图1所示,为TD-SCDMA系统的结构示意图。该结构是根据3G合 作项目(3GPP)规范TS 25.221(Release 4)中的低码片速率时分双工 (LCR-TDD)模式(1.28Mcps),或者中国无线通信标准(CWTS)规范TSM 05.02(Release 3)中给出的。TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mcps,每 一个无线帧(Radio Frame)100、101的长度为5ms,即6400个码片(对于 3GPP LCR-TDD系统,每个无线帧长度为10ms,并可划分为两个长度为5ms 的子帧(Subframe),其中每个子帧包含6400个码片)。其中,每个TD-SCDMA 系统中的无线帧(或者LCR系统中的子帧)100、101又可以分为7个时隙 (TS0~TS6)110-116,以及两个导频时隙:下行导频时隙(DwPTS)12和 上行导频时隙(UpPTS)14,以及一个保护间隔(Guard)13。进一步的, TS0时隙110被用来承载系统广播信道以及其它可能的下行业务信道;而 TS1~TS6时隙111-116则被用来承载上、下行业务信道。上行导频时隙 (UpPTS)14和下行导频时隙(DwPTS)时隙12分别被用来建立初始的上、 下行同步。TS0~TS6时隙110-116长度均为0.675ms或864个码片,其中包 含两段长度均为352码片的数据段DATA1(17)和DATA2(19),以及中 间的一段长度为144码片(chip)的训练序列——中导码(Midamble)序列 18。Midamble序列在TD-SCDMA有重要意义,包括小区标识、信道估计和 同步(包括频率同步)等模都要用到它。DwPTS时隙12包含32码片的保 护间隔20、以及一个长度为64码片的下行同步码(SYNC-DL)码字15,它 的作用是小区标识和建立初始同步;而UpPTS时隙包含一个长度为128码片 的上行同步码(SYNC-UL)码字16,用户终端设备利用它进行有关上行接 入过程。
TD-SCDMA下行时隙的两部分数据段DATA1(17)和DATA2(19) 所承载的数据采用扩频码和扰码进行了扩频和加绕。当存在同频干扰的情况 下,由于TD-SCDMA系统采用的扩频码(Spreading Code)和扰码(Scrambling Code)长度都比较短(都只有16chip),不同小区的扩频码和扰码之间的互 相关特性不理想,传统的Rake接收机或者单小区的联合检测装置(Joint Detection,简称JD)无法有效抑制邻小区干扰信号的影响,造成了TD-SCDMA 系统接收性能的劣化。为了使TD-SCDMA系统获得较高的系统容量,必须 提高它在同频干扰下的接收性能。本发明引入串行干扰抵消的方法,有效的 提高了同频干扰条件下,TD-SCDMA系统的接收性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于时分同步码分多址系统串行消除同频 干扰的方法和装置,能够以较小的实现复杂度,在很大程度上,特别是同频 邻小区功率高于本小区的恶劣条件下,消除同频小区信号的影响,提高本小 区信号的接收性能。
本发明提供一种应用于TD-SCDMA系统基于串行干扰抵消(SIC)方法 的消除同频小区信号干扰的方法,特点是,本小区和各个同频邻小区分别单 独采用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法,并串行进 行干扰消除,其包括以下步骤:
步骤1、串行完成本SIC级中所有小区的干扰消除:
步骤1.1、对每个小区,小区接收信号恢复单元依次将上一SIC级干扰 消除过程中该小区的重构信号和本SIC级干扰消除过程中去除之前所有小区 干扰信号后的残留信号叠加,依次恢复该小区的接收信号;
步骤1.2、信道估计及干扰重构单元(Channel Estimation and Interference Generation Unit,简称CEIGU)采用基于匹配滤波器(MF)产生的解调符号 重构各个小区信号的方法,依次串行完成各个小区干扰信号的重构;
所述的采用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法, 具体包括:
步骤1.2.1、有效路径分离;
步骤1.2.2、生成信道冲激响应;
步骤1.2.3、基于匹配滤波器产生解调符号,包括:
步骤1.2.3.1、由匹配滤波器对输入信号中的数据部分进行解扰、解扩操 作;
步骤1.2.3.2、由最大比合并器对解扰、解扩后得到的符号进行最大比合 并,得到解调符号;
步骤1.2.3.3、由符号判决器对解调符号进行符号判决,得到发送符号的 估计值;
步骤1.2.4、重构小区信号;
步骤1.3、对每个小区,小区重构信号去除单元依次将本级干扰消除过程 中该小区的重构信号从输入信号中去除,依次得到去除该小区干扰后的残留 信号;
步骤2、根据系统事先设置的SIC级数,重复执行步骤1,直到完成所 有级的SIC操作。
所述的步骤1.1中,对于当前本小区和M个同频邻小区,小区接收信号 恢复单元将第s-1级干扰消除过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除 过程中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号 叠加,恢复各小区的接收 信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1
其中,s=1,2,…,S,且S表示系统设定的串行干扰抵消的级数;
             j=1,2,…,M,M+1。
所述的步骤1.1中,当s=1时,即进行第一级干扰消除,则所述的上一 级干扰消除过程中该小区的重构信号为0。
所述的步骤1.1中,当j=1时,即进行第一个小区的干扰消除,则所述 的本级干扰消除过程中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号为0。
所述的步骤1.2中,基于MF的CEIGU,根据当前接收数据I/Q路的采 样输入 r ^ = ( r 1 , r 2 , · · · , r Z ) 或者第s-1级干扰消除后的信号,采用基于MF产生的 解调符号重构小区信号的处理方法,依次串行完成各个小区接收信号的重构, 得到第s级的每个小区的重构信号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , Z ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1,Z为采样序列的长度。
步骤1.2中所述的采用基于匹配滤波器产生的解调符号重构小区信号的 方法,具体包括:
步骤1.2.1、有效路径分离;
步骤1.2.1.1、针对每个小区,将输入信号中的中导码序列(Midamble 码)部分的后128个码片数据 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) 通过匹配滤波器,分别与 该小区的基本中导码序列(Basic Midamble)BM=(m1,m2,…,m128)进行逐比特 循环异或操作,计算得到各个路径上的每次逐比特异或结果的功率(Delay Profile,简称DP):
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
步骤1.2.1.2、通过有效路径检测器检测有效路径:
将每个路径(Path)上的DP与特定限Th进行比较;选择大于等于门 限Th的DP所对应的path为有效路径,否则为无效path;最终有效路径检测 器检测到的L条有效路径为:Peff=(p1,p2,…,pL);
步骤1.2.2、生成信道冲激响应(Channel Impulse):
步骤1.2.2.1、通过匹配滤波器和信道估计器计算各个路径上的信道估计 (Channel Estimation,简称ChE):
根据当前小区的基本中导码序列为BM=(m1,m2,…,m128),以及接收的输入 信号中的中导码序列部分的后128个码片的数据为 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 计 算各个路径上的信道估计ChE为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
步骤1.2.2.2、根据步骤1.2.1.2中得到的有效路径和步骤1.2.2.1中得到的 信道估计,由信道冲激响应器生成信道冲激响应H=(h1,h2,…,hT),其长度T表 示系统支持的最大时延,该信道冲激响应有效路径位置上的值为该路径上的 信道估计值,非有效路径位置上的值为零,即:
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th ;
步骤1.2.3、基于匹配滤波器产生解调符号:
步骤1.2.3.1、由匹配滤波器对输入信号中的数据部分进行解扰、解扩操 作:
根据有效路径的位置P、当前小区的扰码ScC和激活的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) ,
其中N表示激活码道的个数,SF表 示扩频因子,采用匹配滤波器对输入信号中的数据部分 进行解扰、解扩操 作,解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l条 有效路径上的符号,K表示符号的个数;
步骤1.2.3.2、由最大比合并器对解扰、解扩后得到的符号进行最大比合 并,得到解调符号:
根据信道冲激响应,即有效路径上的信道估计,最大比合并器对不同路 径上的解扰、解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码道上的解 调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号;
步骤1.2.3.3、符号判决器对由联合检测器产生的解调符号进行符号判决, 得到发送符号的估计值为:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
步骤1.2.3.3中,所述的符号判决包括硬判决软判决: 所述的硬判决由解调符号硬判决器进行操作,得到硬判决后的结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 ;
所述的软判决由解调符号软判决器进行操作,得到软判决后的结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
步骤1.2.4、重构小区信号:
步骤1.2.4.1、由调制扩频器对符号判决的结果进行调制扩频操作,得到 激活码道上的码片序列:
根据当前小区采用的扰码ScC、激活码道上的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 由调制扩频器对符号判决的结果进行 调制和扩频,得到每个激活码道上码片级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值;
步骤1.2.4.2、由若干卷积器对应完成若干激活码道上接受信号的重构:
由卷积器对步骤1.2.4.1中得到的每个激活码道上的码片序列与步骤 1.2.2中得到的信道冲激响应完成卷积操作,得到每个激活码道上的重构信 号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号;
步骤1.2.4.3、由激活码道信号叠加器对各个激活码道上的重构信号进行 叠加,完成激活码道合并,从而完成小区信号的重构,得到小区的重构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n ;
步骤1.2.4.4、重构信号加权:将该小区重构信号 乘以特定的加权因子 ρs,减少由于符号判决不正确造成的性能损失:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
所述的步骤1.3中,对每个小区,小区重构信号去除单元依次将第s级干 扰消除过程中该小区的重构信号 从输入信号 中去除,得到第s级的去除 该小区干扰后的残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1。
本方法中,分别对各个同频邻小区进行信号重构时,所需的当前同频邻 小区的基本小区信息,包括基本中导码序列,扰码和激活的扩频码等是系统 已知的,或通过检测得到的。
与上述方法相对应,本发明还提供一种应用于TD-SCDMA系统基于串行 干扰抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,所述装置包含依次连接的小 区接收信号恢复单元、基于MF的CEIGU、和小区重构信号去除单元;
所述的小区接收信号恢复单元,依次对于当前本小区和M个同频邻小 区,将第s-1级干扰消除过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除过程 中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号 叠加,依次恢复各小区的接收 信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1
其中,s=1,2,…,S,且S表示系统设定的串行干扰抵消的级数;
      j=1,2,…,M,M+1。
当s=1时,即进行第一级干扰消除,则所述的上一级干扰消除过程中该 小区的重构信号为0。
当j=1时,即进行第一个小区的干扰消除,则所述的本级干扰消除过程 中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号为0。
所述的基于MF的CEIGU,根据当前接收数据I/Q路的采样输入 r ^ = ( r 1 , r 2 , · · · , r Z ) 或者第s-1级干扰消除后的信号,采用基于MF产生的解调符 号重构小区信号的处理方法,依次串行完成各个小区接收信号的重构,得到 第s级的每个小区的重构信号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , Z ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1,Z为采样序列的长度。
所述的基于MF的CEIGU,包括通过电路连接的有效路径分离装置、信 道冲激响应装置、基于匹配滤波器的解调符号生成装置和小区信号重构装置;
所述的有效路径分离装置包含依次连接的第一匹配滤波器和有效路径检 测器;
该第一匹配滤波器的输入端接收输入信号中的中导码序列的后128个码 片数据BM=(m1,m2,…,m128),与当前小区的基本中导码序列 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) 进行逐比特循环异或操作,计算得到每次逐比特异或结 果的功率:
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
该有效路径检测器将第一匹配滤波器输出的每个路径上的DP值,分别 与特定门限Th行比较;选择大于等于门限Th的DP所对应的path为有效路 径,否则为无效path;最终有效路径检测器检测到的L条有效路径为: Peff=(p1,p2,…,pL)。
所述的信道冲激响应装置包含依次连接的第二匹配滤波器、信道估计器 和信道冲激响应器;
该第二匹配滤波器的输入端接收输入信号中的中导码序列的后128个码 片数据BM=(m1,m2,…,m128),结合当前小区的基本中导码序列 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 通过信道估计器计算得到各个路径上的信道估计ChE 为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
该信道冲激响应器的输入端还连接有效路径检测器的输出端;所述的信 道冲激响应器根据有效路径和信道估计,生成信道冲激响应H=(h1,h2,…,hT):
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th ;
其中,信道冲激响应的长度T表示系统支持的最大时延。
所述的基于匹配滤波器的解调符号生成装置包含依次连接的第三匹配滤 波器、最大比合并器和符号判决器;
该第三匹配滤波器的输入端接收输入信号中的数据部分,并与有效路径 检测器连接,所述的第三匹配滤波器根据有效路径的位置P、当前小区的扰 码ScC和激活的扩频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激 活码道的个数,SF表示扩频因子,对输入信号中的数据部分 进行解扰、解 扩操作,解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l条 有效路径上的符号,K表示符号的个数;
该最大比合并器的输入端还连接信道冲激响应器,其根据信道冲激响应 H,即有效路径上的信道估计,对第三匹配滤波器输出的不同路径上的解扰、 解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码道上的解调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号;
该符号判决器对最大比合并器输出的解调符号进行符号判决,得到发送 符号的估计值:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
所述的符号判决器是解调符号硬判决器,采用该解调符号硬判决器得到 的硬判决结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 ;
所述的符号判决器是解调符号软判决器,采用该解调符号软判决器得到 的软判决结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
所述的小区信号重构装置包含依次连接的调制扩频器、N个卷积器和激 活码道信号叠加器;
该调制扩频器根据当前小区采用的扰码scC、激活码道上的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 对符号判决器输出的判决结果进行调 制和扩频,得到每个激活码道上码片级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值;
该N个卷积器输入端还连接信道冲激相应器,其对由调制扩频器输出的 每个激活码道上的码片序列与由信道冲激相应器生成的信道冲激响应完成卷 积操作,得到每个激活码道上的重构信号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号;
该激活码道信号叠加器对各个激活码道上的重构信号进行叠加,完成激 活码道合并,从而完成小区信号的重构,得到小区的重构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n ;
进一步,所述的小区信号重构装置还包含一加权乘法器,其输入端连接 激活码道信号叠加器的输出端,该加权乘法器对激活码道信号叠加器输出的 小区重构信号 乘以特定的加权因子ρs,减少由于符号判决不正确造成的性 能损失:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
所述的小区重构信号去除单元对每个小区,依次将第s级干扰消除过程 中该小区的重构信号 从输入信号 中去除,得到第s级的去除该小区干扰 后的残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1。
本装置根据系统事先设置的SIC级数S,以及上一SIC级计算得到的各 小区去除干扰后的残留信号 对每一SIC级,重复执行消除同频小区信号 干扰的操作,直至完成所有级的SIC操作。
本发明另外提供一种应用于TD-SCDMA系统基于串行干扰抵消(SIC) 方法的消除同频小区信号干扰的方法,特点是,本小区和各个同频邻小区分 别单独采用基于联合检测产生的解调符号重构各个小区信号的方法,并串行 进行干扰消除,其包括以下步骤:
步骤1、串行完成本SIC级中所有小区的干扰消除:
步骤1.1、对每个小区,小区接收信号恢复单元依次将上一SIC级干扰 消除过程中该小区的重构信号和本SIC级干扰消除过程中去除之前所有小区 干扰信号后的残留信号叠加,依次恢复该小区的接收信号;
步骤1.2、信道估计及干扰重构单元(Channel Estimation and Interference Generation Unit,简称CEIGU)采用基于联合检测(JD)产生的解调符号重 构各个小区信号的方法,依次串行完成各个小区干扰信号的重构;所述的采 用基于匹配滤波器产生的解调符号重构各个小区信号的方法,具体包括:
步骤1.2.1、有效路径分离;
步骤1.2.2、生成信道冲激响应;
步骤1.2.3、基于联合检测产生解调符号,包括:
步骤1.2.3.1、由匹配滤波器对输入信号中的数据部分进行解扰、解扩操 作;
步骤1.2.3.2、由最大比合并器对解扰、解扩后得到的符号进行最大比合 并,得到解调符号;
步骤1.2.3.3、联合检测;
步骤1.2.3.4、由符号判决器对解调符号进行符号判决,得到发送符号的 估计值;
步骤1.2.4、重构小区信号;
步骤1.3、对每个小区,小区重构信号去除单元依次将本级干扰消除过程 中该小区的重构信号从输入信号中去除,依次得到去除该小区干扰后的残留 信号;
步骤2、根据系统事先设置的SIC级数,重复执行步骤1,直到完成所 有级的SIC操作。
所述的步骤1.1中,对于当前本小区和M个同频邻小区,小区接收信号 恢复单元将第s-1级干扰消除过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除 过程中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号 叠加,恢复各小区的接收 信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1
其中,s=1,2,…,S,且S表示系统设定的串行干扰抵消的级数;
      j=1,2,…,M,M+1。
所述的步骤1.1中,当s=1时,即进行第一级干扰消除,则所述的上一 级干扰消除过程中该小区的重构信号为0。
所述的步骤1.1中,当j=1时,即进行第一个小区的干扰消除,则所述 的本级干扰消除过程中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号为0。
所述的步骤1.2中,基于JD的CEIGU,根据当前接收数据I/Q路的采样 输入 r ^ = ( r 1 , r 2 , · · · , r Z ) 或者第s-1级干扰消除后的信号,采用基于JD产生的解调 符号重构小区信号的处理方法,依次串行完成各个小区接收信号的重构,得 到第s级的每个小区的重构信号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , Z ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1,Z为采样序列的长度。
步骤1.2中所述的采用基于联合检测产生的解调符号重构小区信号的方 法,具体包括:
步骤1.2.1、有效路径分离;
步骤1.2.1.1、针对每个小区,将输入信号中的中导码序列(Midamble 码)部分的后128个码片数据 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) 通过匹配滤波器,分别与 该小区的基本中导码序列(Basic Midamble)BM=(m1,m2,…,m128)进行逐比特 循环异或操作,计算得到各个路径上的每次逐比特异或结果的功率(Delay Profile,简称DP):
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
步骤1.2.1.2、通过有效路径检测器检测有效路径:
将每个路径(Path)上的DP与特定门限Th进行比较;选择大于等于门 限Th的DP所对应的path为有效路径,否则为无效path;最终有效路径检测 器检测到的L条有效路径为:Peff=(p1,p2,…,pL);
步骤1.2.2、生成信道冲激响应(Channel Impulse):
步骤1.2.2.1、通过匹配滤波器和信道估计器计算各个路径上的信道估计 (Channel Estimation,简称ChE):
根据当前小区的基本中导码序列为BM=(m1,m2,…,m128),以及接收的输入 信号中的中导码序列部分的后128个码片的数据为 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 计 算各个路径上的信道估计ChE为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
步骤1.2.2.2、根据步骤1.2.1.2中得到的有效路径和步骤1.2.2.1中得到的 信道估计,由信道冲激响应器生成信道冲激响应H=(h1,h2,…,hT),其长度T表 示系统支持的最大时延,该信道冲激响应有效路径位置上的值为该路径上的 信道估计值,非有效路径位置上的值为零,即:
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th ;
步骤1.2.3、基于联合检测产生解调符号:
步骤1.2.3.1、由匹配滤波器对输入信号中的数据部分进行解扰、解扩操 作:
根据有效路径的位置P、当前小区的扰码ScC和激活的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数,SF表 示扩频因子,采用匹配滤波器对输入信号中的数据部分 行解扰、解扩操 作,解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l条 有效路径上的符号,K表示符号的个数;
步骤1.2.3.2、由最大比合并器对解扰、解扩后得到的符号进行最大比合 并,得到解调符号:
根据信道冲激响应,即有效路径上的信道估计,最大比合并器对不同路 径上的解扰、解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码道上的解 调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号;
步骤1.2.3.3、联合检测:
步骤1.2.3.3.1、系统矩阵生成器根据当前小区采用的扰码、激活的扩频 码的点乘结果与信道冲激响应进行卷积,产生系统矩阵(System Response Matrix):
根据由扰码、扩频码生成器生成的当前小区的扰码ScC,激活的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数,SF表 示扩频因子,以及由步骤1.2.2中得到的信道冲激响应H,由系统矩阵生成器 计算得到系统矩阵A:
              bn=H(ScC.*Cn);
              B=[b1,b2,…,bN]T;

其中,[]T表示矩阵转置,A矩阵中的B矩阵的个数等于需要联合检测的 符号个数;
步骤1.2.3.3.2、联合检测器采用迫零线性块均衡器算法(Zero-Forcing Block Linear Equalizer,简称ZF-BLE)或者最小均方误差线性块均衡器算法 (Minimum Mean Square Error Block Linear Equalizer,简称MMSE-BLE)进 行联合检测操作,得到解调符号;
采用所述的迫零线性块均衡器算法,得到的解调符号为:
d ^ = ( A H · A ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号, 表示联合检测得到 的解调符号。
采用所述的最小均方误差线性块均衡器算法,得到的解调符号为:
d ^ = ( A H · A + σ 2 · I ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号,σ2表示噪声方差, 表示联合检测得到的解调符号。
步骤1.2.3.4、符号判决器对由联合检测器产生的解调符号进行符号判决, 得到发送符号的估计值为:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
步骤1.2.3.4中,所述的符号判决包括硬判决和软判决:
所述的硬判决由解调符号硬判决器进行操作,得到硬判决后的结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 ;
所述的软判决由解调符号软判决器进行操作,得到软判决后的结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
步骤1.2.4、重构小区信号:
步骤1.2.4.1、由调制扩频器对符号判决的结果进行调制扩频操作,得到 激活码道上的码片序列:
根据当前小区采用的扰码ScC、激活码道上的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), 由调制扩频器对符号判决的结果进行 调制和扩频,得到每个激活码道上码片级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值;
步骤1.2.4.2、由若干卷积器对应完成若干激活码道上接受信号的重构: 由卷积器对步骤1.2.4.1中得到的每个激活码道上的码片序列与步骤 1.2.2中得到的信道冲激响应完成卷积操作,得到每个激活码道上的重构信 号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号;
步骤1.2.4.3、由激活码道信号叠加器对各个激活码道上的重构信号进行 叠加,完成激活码道合并,从而完成小区信号的重构,得到小区的重构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n ;
步骤1.2.4.4、重构信号加权:将该小区重构信号 乘以特定的加权因子 ρs,减少由于符号判决不正确造成的性能损失:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
所述的步骤1.3中,对每个小区,小区重构信号去除单元依次将第s级干 扰消除过程中该小区的重构信号 从输入信号 中去除,得到第s级的去除 该小区干扰后的残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1。
本方法中,分别对各个同频邻小区进行信号重构时,所需的当前同频邻 小区的基本小区信息,包括基本中导码序列,扰码和激活的扩频码等是系统 已知的,或通过检测得到的。
与上述方法相对应,本发明还提供一种应用于TD-SCDMA系统基于串行 干扰抵消方法的消除同频小区信号干扰的装置,所述装置包含依次连接的小 区接收信号恢复单元、基于JD的CEIGU、和小区重构信号去除单元;
所述的小区接收信号恢复单元,依次对于当前本小区和M个同频邻小 区,将第s-1级干扰消除过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除过程 中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号 叠加,依次恢复各小区的接收 信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1
其中,s=1,2,…,S,且S表示系统设定的串行干扰抵消的级数;
       j=1,2,…,M,M+1。
当s=1时,即进行第一级干扰消除,则所述的上一级干扰消除过程中该 小区的重构信号为0。
当j=1时,即进行第一个小区的干扰消除,则所述的本级干扰消除过程 中去除之前所有小区干扰信号后的残留信号为0。
所述的基于JD的CEIGU,根据当前接收数据I/Q路的采样输入 r ^ = ( r 1 , r 2 , · · · , r Z ) 或者第s-1级干扰消除后的信号,采用基于JD产生的解调符号 重构小区信号的处理方法,依次串行完成各个小区接收信号的重构,得到第s 级的每个小区的重构信号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , Z ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1,Z为采样序列的长度。
所述的基于JD的CEIGU,包括通过电路连接的有效路径分离装置、信 道冲激响应装置、基于联合检测的解调符号生成装置和小区信号重构装置;
所述的有效路径分离装置包含依次连接的第一匹配滤波器和有效路径检 测器;
该第一匹配滤波器的输入端接收输入信号中的中导码序列的后128个码 片数据BM=(m1,m2,…,m128),与当前小区的基本中导码序列 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 进行逐比特循环异或操作,计算得到每次逐比特异或结 果的功率:
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
该有效路径检测器将第一匹配滤波器输出的每个路径上的DP值,分别 与特定门限Th进行比较;选择大于等于门限Th的DP所对应的path为有效路 径,否则为无效path;最终有效路径检测器检测到的L条有效路径为: Peff=(p1,p2,…,pL)。
所述的信道冲激响应装置包含依次连接的第二匹配滤波器、信道估计器 和信道冲激响应器;
该第二匹配滤波器的输入端接收输入信号中的中导码序列的后128个码 片数据BM=(m1,m2,…,m128),结合当前小区的基本中导码序列 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 通过信道估计器计算得到各个路径上的信道估计ChE 为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
该信道冲激响应器的输入端还连接有效路径检测器的输出端;所述的信 道冲激响应器根据有效路径和信道估计,生成信道冲激响应H=(h1,h2,…,hT):
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th ;
其中,信道冲激响应的长度T表示系统支持的最大时延。
所述的基于联合检测的解调符号生成装置包含依次连接的第三匹配滤波 器、最大比合并器、联合检测装置和符号判决器;
该第三匹配滤波器的输入端接收输入信号中的数据部分,并与有效路径 检测器连接,所述的第三匹配滤波器根据有效路径的位置P、当前小区的扰 码ScC和激活的扩频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激 活码道的个数,SF表示扩频因子,对输入信号中的数据部分 进行解扰、解 扩操作,解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l条 有效路径上的符号,K表示符号的个数;
该最大比合并器的输入端还连接信道冲激响应器,其根据信道冲激响应, 即有效路径上的信道估计,对第三匹配滤波器输出的不同路径上的解扰、解 扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码道上的解调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号;
该联合检测装置包含依次连接的扰码、扩频码生成器、系统矩阵生成器 和联合检测器;
所述的扰码、扩频码生成器生成的当前小区的扰码ScC,以及激活的扩 频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数,SF 表示扩频因子;
所述的系统矩阵生成器的输入端还连接信道冲激响应器的输出端,其根 据由扰码、扩频码生成器生成的当前小区的扰码ScC、激活的扩频码ChC, 以及由信道冲激响应器生成的信道冲激响应H,计算得到系统矩阵A:
                  bn=H(ScC.*Cn);
                  B=[b1,b2,…,bN]T;

其中,[]T表示矩阵转置,A矩阵中的B矩阵的个数等于需要联合检测的 符号个数;
所述的联合检测器的输入端分别连接系统矩阵生成器和最大比合并器; 采用迫零线性块均衡器算法或者最小均方误差线性块均衡器算法进行联合检 测操作,得到解调符号
所述的联合检测器采用迫零线性块均衡器算法,检测得到的解调符号为:
d ^ = ( A H · A ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号, 表示联合检测得到 的解调符号。
所述的联合检测器采用最小均方误差线性块均衡器算法,检测得到的解 调符号为:
d ^ = ( A H · A + σ 2 · I ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号,σ2表示噪声方差, 表示联合检测得到的解调符号。
该符号判决器对最大比合并器输出的解调符号进行符号判决,得到发送 符号的估计值:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
所述的符号判决器是解调符号硬判决器,采用该解调符号硬判决器得到 的硬判决结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 ;
所述的符号判决器是解调符号软判决器,采用该解调符号软判决器得到 的软判决结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
所述的小区信号重构装置包含依次连接的调制扩频器、N个卷积器和激 活码道信号叠加器;
该调制扩频器根据当前小区采用的扰码ScC、激活码道上的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 对符号判决器输出的判决结果进行调 制和扩频,得到每个激活码道上码片级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值;
该N个卷积器输入端还连接信道冲激相应器,其对由调制扩频器输出的 每个激活码道上的码片序列与由信道冲激相应器生成的信道冲激响应完成卷 积操作,得到每个激活码道上的重构信号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号; 该激活码道信号叠加器对各个激活码道上的重构信号进行叠加,完成激 活码道合并,从而完成小区信号的重构,得到小区的重构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n .
进一步,所述的小区信号重构装置还包含一加权乘法器,其输入端连接 激活码道信号叠加器的输出端,该加权乘法器对激活码道信号叠加器输出的 小区重构信号 乘以特定的加权因子ρs,减少由于符号判决不正确造成的性 能损失:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
所述的小区重构信号去除单元对每个小区,依次将第s级干扰消除过程 中该小区的重构信号 从输入信号 中去除,得到第s级的去除该小区干扰 后的残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1。
本装置根据系统事先设置的SIC级数S,以及上一SIC级计算得到的各 小区去除干扰后的残留信号 对每一SIC级,重复执行消除同频小区信号 干扰的操作,直至完成所有级的SIC操作。
本发明提供的一种应用于时分同步码分多址系统串行消除同频干扰的方 法和装置,能够以较小的实现复杂度,在很大程度上,特别是同频邻小区功 率高于本小区的恶劣条件下,消除同频小区信号的影响,提高本小区信号的 接收性能。
附图说明
图1为背景技术中3GPP规范给出的TD-SCDMA系统帧结构示意图;
图2为本发明提供的采用串行干扰抵消方法消除同频干扰的结构示意 图;
图3为本发明提供的基于匹配滤波器解调结果的CEIGU的结构示意图;
图4为本发明提供的基于联合检测解调结果的CEIGU的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图2~图4,通过优化的具体实施例,对本发明作详细描述。
以TD-SCDMA一个时隙的串行干扰消除为例,假设该时隙的接收信号 为 r = ( r 1 , r 2 , · · · , r 352 , r 113 BM , r 114 BM , · · · , r 128 BM , r 1 BM , · · · r 128 BM , r 353 , r 354 , · · · , r 704 ) , 其中,r1~r352表示数 据段DATA1的接收信号,r113 BM,r114 BM,…,r128 BM,r1 BM,…r128 BM表示接收的中导码序列信 号,r353~r704表示数据段DATA2的接收信号。
如图3所示,为本发明提供的基于匹配滤波器解调结果的CEIGU的结构 示意图,该CEIGU的核心是由匹配滤波器解调结果得到小区各个激活码道 上的码片级数据,然后通过与信道冲激响应卷积完成各个码道接收信号的重 构,具体的操作步骤如下:
步骤1、有效路径分离:
步骤1.1、针对每个小区,将输入信号中的Midamble码部分的后128个 码片数据通过匹配滤波器410_1,分别与该小区的Basic Midamble码进行逐 比特循环异或操作,计算DP;
设当前小区的基本中导码序列为BM=(m1,m2,…,m128),接收的输入信号中 的中导码序列部分的后128个码片的数据为 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 则各个路 径上的DP的计算公式为:
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
步骤1.2、通过与匹配滤波器410_1连接的有效路径检测器490检测有效 路径:
将每个path上的DP与特定门限Th进行比较;选择大于等于门限Th的 DP所对应的path为有效路径,否则为无效path;最终有效路径检测器检测 到的L条有效路径为:Peff=(p1,p2,…,pL);
步骤2、生成信道冲激响应:
步骤2.1、通过依次连接的匹配滤波器410_2和信道估计器480计算各个 路径上的ChE:
设当前小区的基本中导码序列为BM=(m1,m2,…,m128),接收的输入信号中 的中导码序列部分的后128个码片的数据为 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 则各个路 径上的信道估计ChE为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
步骤2.2、由信道冲激响应器470生成信道冲激响应H=(h1,h2,…,hT):
信道冲激响应器470分别连接有效路径检测器490和信道估计器480的 输出端,根据分别输出的有效路径和信道估计,生成信道冲激响应 H=(h1,h2,…,hT),其长度T表示系统支持的最大时延,该信道冲激响应有效路 径位置上的值为该路径上的信道估计值,非有效路径位置上的值为零,即:
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th ;
步骤3、基于匹配滤波器产生解调符号;
步骤3.1、由匹配滤波器410_3对输入信号中的数据部分进行解扰、解扩 操作:
该匹配滤波器410_3的输入端还连接有效路径检测器490,根据其输出 的有效路径的位置P、当前小区的扰码ScC和激活的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数,SF表 示扩频因子,匹配滤波器410_3对输入信号中的数据部分 进行解扰、解扩 操作,解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l条 有效路径上的符号,K表示符号的个数;
步骤3.2、由最大比合并器420对解扰、解扩后得到的符号进行最大比合 并,得到解调符号:
该最大比合并器420的输入端分别连接匹配滤波器410_3和信道冲激响 应器470,根据信道冲激响应,即有效路径上的信道估计,最大比合并器420 对不同路径上的解扰、解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码 道上的解调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号;
步骤3.3、由连接最大比合并器420输出端的符号判决器430对解调符号 进行符号判决,得到发送符号的估计值:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
步骤3.3中,所述的符号判决包括硬判决和软判决,所述的符号判决器 430可以是解调符号硬判决器,也可以是解调符号软判决器;
所述的硬判决由解调符号硬判决器进行操作,得到硬判决后的结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 ;
所述的软判决由解调符号软判决器进行操作,得到软判决后的结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
步骤4、重构小区信号:
步骤4.1、由调制扩频器440对符号判决的结果进行调制扩频操作,得到 激活码道上的码片序列:
该调制扩频器440的输入端连接符号判决器430,其根据当前小区采用 的扰码ScC、激活码道上的扩频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 对 符号判决器430输出的判决结果进行调制和扩频,得到每个激活码道上码片 级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值;
步骤4.2、由N个卷积器460对应完成若干激活码道上接受信号的重构: 该N个卷积器460的输入端分别连接调制扩频器440和信道冲激响应器 470,对输出的每个激活码道上的码片序列与信道冲激响应完成卷积操作,得 到每个激活码道上的重构信号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号;
步骤4.3、由与N个卷积器460连接的激活码道信号叠加器450对各个 激活码道上的重构信号进行叠加,完成激活码道合并,从而完成小区信号的 重构,得到小区的重构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n ;
步骤4.4、重构信号加权:将该小区重构信号 乘以特定的加权因子ρs, 减少由于符号判决不正确造成的性能损失:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
如图4所示,为本发明提供的基于联合检测解调结果的CEIGU的结构示 意图,具体的操作步骤如下:
步骤1、有效路径分离:
步骤1.1、针对每个小区,将输入信号中的中导码序列部分的后128个码 片数据通过匹配滤波器410_1,分别与该小区的基本中导码序列进行逐比特 循环异或操作,计算DP;
设当前小区的基本中导码序列为BM=(m1,m2,…,m128),接收的输入信号中 的中导码序列部分的后128个码片的数据为 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 则各个路 径上的DP的计算公式为:
DP k = Σ n = 1 128 | | r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 | | ;
步骤1.2、通过与匹配滤波器410_2连接的有效路径检测器490检测有效 路径:
将每个path上的DP与特定门限Th进行比较;选择大于等于门限Th的 DP所对应的path为有效路径,否则为无效path;最终有效路径检测器检测 到的L条有效路径为:Peff=(p1,p2,…,pL);
步骤2、生成信道冲激响应:
步骤2.1、通过依次连接的匹配滤波器410_2和信道估计器480计算各个 路径上的ChE:
设当前小区的基本中导码序列为BM=(m1,m2,…,m128),接收的输入信号中 的中导码序列部分的后128个码片的数据为 r ^ BM = ( r 1 BM , r 2 BM , · · · , r 128 BM ) , 则各个路 径上的信道估计ChE为:
ChE k = Σ n = 1 128 r n BM * m ( n - k + 1 ) mod 128 ;
步骤2.2、由信道冲激响应器470生成信道冲激响应:
信道冲激响应器470分别连接有效路径检测器490和信道估计器480的 输出端,根据分别输出的有效路径和信道估计,生成信道冲激响应 H=(h1,h2,…,hT),其长度T表示系统支持的最大时延,该信道冲激响应有效路 径位置上的值为该路径上的信道估计值,非有效路径位置上的值为零,即:
h i = ChE i DP i Th 0 DP i < Th ;
步骤3、基于匹配滤波器产生解调符号;
步骤3.1、由匹配滤波器410_3对输入信号中的数据部分进行解扰、解扩 操作:
该匹配滤波器410_3的输入端还连接有效路径检测器490,根据其输出 的有效路径的位置P、当前小区的扰码ScC和激活的扩频码 ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活码道的个数,SF表 示扩频因子,匹配滤波器410_3对输入信号中的数据部分 进行解扰、解扩 操作,解扰、解扩后得到的符号为:
U = ( u ^ 1 , u ^ 2 , · · · , u ^ N ) ;
u ^ n = ( u ^ 1 n , u ^ 2 n , · · · , u ^ L n ) ;
u ^ l n = ( u ( l , 1 ) n , u ( l , 2 ) n , · · · , u ( l , K ) n ) ;
u ( l , k ) n = Σ i = 1 SF r p k + ( k - 1 ) · SF + i × conj ( c i n ) × conj ( ScC i ) ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的符号, 表示第n个激活码道第l条 有效路径上的符号,K表示符号的个数;
步骤3.2、由最大比合并器420对解扰、解扩后得到的符号进行最大比合 并,得到解调符号:
该最大比合并器420的输入端分别连接匹配滤波器410_3和信道冲激响 应器470,根据信道冲激响应,即有效路径上的信道估计,最大比合并器420 对不同路径上的解扰、解扩后的符号进行最大比合并操作,得到每个激活码 道上的解调符号:
Y = ( y ^ 1 , y ^ 2 , · · · , y ^ N ) ;
y ^ n = ( y 1 n , y 2 n , · · · , y K n ) ;
y k n = Σ l = 1 L conj ( ChE l ) × u ( l , k ) n ;
其中, 表示第n个激活码道所对应的解调符号;
步骤3.3、联合检测:
步骤3.3.1、系统矩阵生成器590根据当前小区采用的扰码、激活的扩频 码的点乘结果与信道冲激响应进行卷积,产生系统矩阵:
该系统矩阵生成器590的输入端分别连接扰码、扩频码生成器580和信 道冲激响应器470,根据由扰码、扩频码生成器580生成的当前小区的扰码 ScC,激活的扩频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 其中N表示激活 码道的个数,SF表示扩频因子,以及由信道冲激响应器470生成的信道冲激 响应H,计算得到系统矩阵A:
                 bn=H(ScC.*Cn);
                 B=[b1,b2,…,bN]T;

其中,[]T表示矩阵转置,A矩阵中的B矩阵的个数等于需要联合检测的 符号个数;
步骤3.3.2、联合检测器530采用迫零线性块均衡器算法或者最小均方误 差线性块均衡器算法进行联合检测操作,得到解调符号;
该联合检测器530的输入端分别连接系统矩阵生成器590和最大比合并 器420;
联合检测器530采用所述的迫零线性块均衡器算法,得到的解调符号为:
d ^ = ( A H · A ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号, 表示联合检测得到 的解调符号。
联合检测器530采用所述的最小均方误差线性块均衡器算法,得到的解 调符号为:
d ^ = ( A H · A + σ 2 · I ) - 1 × A H · r ^ ;
其中,A表示系统矩阵, 表示输入的I/Q路信号,σ2表示噪声方差, 表示联合检测得到的解调符号。
步骤3.4、符号判决器430对由联合检测器530产生的解调符号进行符号 判决,得到发送符号的估计值为:
D = ( d ^ 1 , d ^ 2 , · · · , d ^ N ) ;
d ^ n = ( d 1 n , d 2 n , · · · , d K n ) ;
其中 表示第n个激活码道所对应的解调符号的判决结果。
步骤3.4中,所述的符号判决包括硬判决和软判决,所述的符号判决器 430可以是解调符号硬判决器,也可以是解调符号软判决器;
所述的硬判决由解调符号硬判决器进行操作,得到硬判决后的结果为:
d k n = sign ( y k n ) = 1 y k n 0 - 1 y k n < 0 ;
所述的软判决由解调符号软判决器进行操作,得到软判决后的结果为:
d k n = tanh ( m · y k n σ 2 ) ;
其中,m表示接收信号幅度的均值,σ2表示接收信号的噪声方差,tanh表 示双曲正切函数。
步骤4、重构小区信号:
步骤4.1、由调制扩频器440对符号判决的结果进行调制扩频操作,得到 激活码道上的码片序列:
该调制扩频器440的输入端连接符号判决器430,其根据当前小区采用 的扰码ScC、激活码道上的扩频码ChC=(C1,C2,…,CN), C n = ( c 1 n , c 2 n , · · · , c SF n ) , 对 符号判决器430输出的判决结果进行调制和扩频,得到每个激活码道上码片 级的发射信号估计值:
V = ( v ^ 1 , v ^ 2 , · · · , v ^ N ) ;
v ^ n = ( v 1 n , v 2 n , · · · , v K × SF n ) ;
其中 表示第n个激活码道上的码片级的发射信号估计值;
步骤4.2、由N个卷积器460对应完成若干激活码道上接受信号的重构:
该N个卷积器460的输入端分别连接调制扩频器440和信道冲激响应器 470,对输出的每个激活码道上的码片序列与信道冲激响应完成卷积操作,得 到每个激活码道上的重构信号:
W = ( w ^ 1 , w ^ 2 , · · · , w ^ N ) ;
w ^ n = ( w 1 n , w 2 n , · · · , w K × SF n ) ;
w ^ n = H v ^ n ;
其中, 表示第n个码道上的重构信号;
步骤4.3、由与N个卷积器460连接的激活码道信号叠加器450对各个 激活码道上的重构信号进行叠加,完成激活码道合并,从而完成小区信号的 重构,得到小区的重构信号
x ^ s = Σ n = 1 N w ^ n ;
步骤4.4、与激活码道信号叠加器450的输出端相连的加权乘法器对小区 重构信号加权:将该小区重构信号 乘以特定的加权因子ρs,减少由于符号 判决不正确造成的性能损失:
x ^ s = x ^ s × ρ s .
如图2所示,为采用串行干扰抵消方法消除同频干扰的结构示意图,其 核心思想是串行重构各个同频小区的信号,并在此基础上完成干扰信号消除, 具体步骤如下:
对于当前本小区,设存在M个同频邻小区;当前接收数据I/Q路采样输 入为 r ^ = ( r 1 , r 2 , · · · , r N ) , 其中,N为采样序列的长度;系统设定的串行干扰抵消 的级数为S;
步骤1、串行完成本SIC级中所有小区的干扰消除:
步骤1.1、对每个小区,小区接收信号恢复单元320将第s-1级干扰消除 过程中该小区的重构信号 和第s级干扰消除过程中去除之前所有小区干 扰信号后的残留信号 叠加,恢复该小区的接收信号
e ^ j s = r ^ j - 1 s + x ^ j s - 1 ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1;
所述的步骤1.1中,各个小区复用该小区接收信号恢复单元320;
所述的步骤1.1中,若是进行第一级干扰消除,即s=1时,则所述的上 一级干扰消除过程中该小区的重构信号为0;若是第一个进行干扰消除的小 区,即j=1时,则所述的本级干扰消除过程中去除之前所有小区干扰信号后 的残留信号为0;
步骤1.2、CEIGU根据步骤1.1中得到的第s级的各个小区的接收信号 相应的串行完成各个小区接收信号的重构,得到第s级的每个小区的重构信 号:
x ^ j s = ( x ( j , 1 ) s , x ( j , 2 ) s , · · · , x ( j , N ) s ) ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1;
所述的CEIGU可以是基于MF的CEIGU 400,根据如图3所述的基于 MF产生的解调符号重构小区信号的处理方法,完成各小区干扰信号的重构;
所述的CEIGU可以是基于JD的CEIGU 500,根据如图4所述的基于JD 产生的解调符号重构小区信号的处理方法,完成各小区干扰信号的重构;
所述的CEIGU还可以根据基于其他解调算法得到的解调符号重构小区 信号的处理方法,完成各小区干扰信号的重构;
所述的步骤1.2中,各个小区复用该CEIGU完成干扰信号重构;
步骤1.3、对每个小区,小区重构信号去除单元330将本级干扰消除过程 中该小区的重构信号从输入信号中去除,得到去除该小区干扰后的残留信号; 即小区重构信号去除单元330将第s级干扰消除过程中该小区的重构信号 从输入信号 中去除,得到第s级的去除该小区干扰后的残留信号
r ^ j s = e ^ j s - x ^ j s ;
其中,s=1,2,…,S,j=1,2,…,M,M+1;
所述的步骤1.3中,各个小区复用该小区重构信号去除单元330。
步骤2、根据系统事先设置的SIC级数S,重复执行步骤1,直到完成所 有级的SIC操作。
本方法中,分别对各个同频邻小区进行信号重构时,所需的当前同频邻 小区的基本小区信息,包括基本中导码序列,扰码和激活的扩频码等是系统 已知的,或通过检测得到的。
本领域的普通技术人员显然清楚并且理解,本发明所举的最佳实施例仅 用以说明本发明,而并不用于限制本发明,本发明所举各实施例中的技术特 征,可以任意组合,而并不脱离本发明的思想。根据本发明公开的一种应用 于TD-SCDMA移动通信系统中的消除同频干扰的方法和设备,可以有许多方 式修改所公开的发明,并且除了上述的具体给出的优选方式外,本发明还可 以有其它许多实施例。因此,凡属依据本发明构思所能得到的方法或改进, 均应包含在本发明的权利范围之内。本发明的权利范围由所附的权利要求限 定。
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