專利名稱：一種干擾檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到無線通信系統(tǒng)中的干擾檢測(cè)技術(shù)。尤其是在采用OFDM技術(shù)的系統(tǒng)中干擾檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
由于OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)能在無傳播環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高速傳輸，且抗多徑干擾性強(qiáng)，使得OFDM技術(shù)在多種無線通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。如在WRAN(無線區(qū)域網(wǎng))系統(tǒng)中，就使用了OFDM技術(shù)，OFDM技術(shù)在提供寬帶接入的同時(shí)，也為WRAN系統(tǒng)提供了靈活的頻譜資源分配，成為WRAN系統(tǒng)中干擾避免的最佳技術(shù)。WRAN系統(tǒng)為了避免對(duì)已有業(yè)務(wù)用戶產(chǎn)生有害的干擾同時(shí)確保自身系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量就必須檢測(cè)來自于已有業(yè)務(wù)用戶如TV或者是無線麥克風(fēng)的干擾。因此，檢測(cè)干擾是采用OFDM技術(shù)的WRAN系統(tǒng)中的重要組成部分。所以，在采用OFDM技術(shù)的系統(tǒng)中解決干擾的技術(shù)成為了一項(xiàng)熱門技術(shù)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，有多種干擾檢測(cè)方法。美國(guó)專利號(hào)US5488632，題目為“Transmission and reception in a hostile interference environment”的專利中，提出了一種基于干擾位置事先已知的假設(shè)的干擾檢測(cè)方法。美國(guó)專利號(hào)US6445693，題目為“Method and apparatus for estimating power of fist adjacentanalog FM interference in an in-band on-channel(IBOC)communication system”的專利中，DAB(數(shù)字音頻廣播)系統(tǒng)利用在每個(gè)子載波上測(cè)量的功率和干擾功率斜率的先驗(yàn)信息來估計(jì)干擾的存在。美國(guó)專利號(hào)US6603734，題目為“Method for eliminating interference in an OFDM radio receiver”的專利中，干擾的幅度可以通過計(jì)算一組被選擇的信號(hào)的幅度相對(duì)于該組信號(hào)的平均幅度的偏離來獲得。歐洲專利號(hào)EP1349337，題目為“Multicarrier reception withinterference detection”的專利中，干擾可以通過利用從均衡器中獲得的解調(diào)數(shù)據(jù)被檢測(cè)出來。日本專利號(hào)JP2004072724，題目為“METHOD ANDINSTRUMENT FOR MEASURING SINR FOR OFDM COMMUNICATIONSYSTEM”的專利中，接收到的OFDM子信道信號(hào)的SINR(系統(tǒng)干擾比)測(cè)量值可以通過在頻域使用一種新穎的非參數(shù)信號(hào)處理方法來獲得。專利號(hào)WO2004104530，題目為“INTERFERENCE AND NOISE ESTIMATION IN ANOFDM SYSTEM”的專利中，通過測(cè)量沒有分配給小區(qū)中的任何用戶的子載波的接收功率的總和確定噪聲和干擾總值。
然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，都是采用關(guān)機(jī)來檢測(cè)干擾，這樣就會(huì)降低系統(tǒng)的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種采用OFDM技術(shù)的系統(tǒng)中干擾檢測(cè)的方法，可檢測(cè)干擾是否存在。
本發(fā)明提供了一種采用正交頻分復(fù)用技術(shù)的系統(tǒng)中干擾檢測(cè)的方法，包括A、發(fā)射機(jī)構(gòu)造對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)；B、發(fā)射機(jī)將對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)給接收機(jī)；C、接收機(jī)通過接收的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)。
所述的對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)為二進(jìn)制移相鍵控、旋轉(zhuǎn)二進(jìn)制移相鍵控、重復(fù)二進(jìn)制移相鍵控、正交相移鍵控、旋轉(zhuǎn)正交相移鍵控和/或重復(fù)正交相移鍵控調(diào)制的信號(hào)。
所述的步驟B具體包括發(fā)射機(jī)將對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)通過導(dǎo)頻子載波發(fā)給接收機(jī)。
所述的步驟C具體包括接收機(jī)可通過接收的導(dǎo)頻信號(hào)和的功率和判決門限來確定干擾存在。
可通過下式來確定干擾存在若Σi=1N-1|Yk,i+Yk,i+1|2N-1>threshold,]]>則存在干擾，否則不存在干擾；其中， 表示接收的導(dǎo)頻信號(hào)和的功率，threshold表判決門限。
所述的判決門限可以通過下式來確定，P(Σi=1N-1|Yk,i+Yk,i+1|2N-1>threshold|H0)=Palarm]]>其中，Palarm為虛警概率，H0為無干擾時(shí)的條件，Threshold為待求的判斷門限。
所述的H0表示導(dǎo)頻信號(hào)和的功率只有噪音分量，沒有干擾分量，公式表述如下H0|Yk，i+Yk，i+1|2＝|Pk，i*Hk+nk，i+Pk，i+1*Hk+nk，i+1|2＝|nk，i+nk，i+1|2。
所述的判決門限還可以通過下式來確定P(Σi=1N-1|Yk,j+Yk,i+1|2N-1>threshold|H1)=Pdetection]]>其中，Pdetection為檢測(cè)概率，H1為有干擾時(shí)的條件，Threshold為待求的門限。
所述的H1表示導(dǎo)頻信號(hào)和的功率同時(shí)存在噪音分量和干擾分量，公式表述如下H1|Yk，i+Yk，i+1|2＝|Pk，i*Hk+Ik，i+nk，i+Pk，i+1*Hk+Ik，i+1+nk，i+1|2＝|Ik，i+Ik，i+1+nk，i+nk，i+1|2。
計(jì)算信號(hào)和的時(shí)候不需要對(duì)信道估計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明，通過在同一個(gè)子載波上構(gòu)造對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)，然后使對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)在導(dǎo)頻子載波上傳輸。在傳輸過程中，如果存在干擾，不論干擾是否變化，對(duì)稱結(jié)構(gòu)都將被破壞，使得接收的導(dǎo)頻信號(hào)的功率增加。本發(fā)明基于接收信號(hào)和的功率的大小來判斷干擾是否存在。為了驗(yàn)證本發(fā)明的結(jié)果，對(duì)本發(fā)明的干擾檢測(cè)方法進(jìn)行了仿真，從仿真結(jié)果可以看出，本發(fā)明可有效地進(jìn)行干擾檢測(cè)，且檢測(cè)成功率高。


圖1為根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的導(dǎo)頻信號(hào)的星座圖；圖2所示為本發(fā)明的子載波的設(shè)計(jì)圖；圖3為在一個(gè)子載波上傳輸兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)時(shí)，干擾檢測(cè)概率的仿真結(jié)果圖；圖4為在一個(gè)子載波上傳輸五個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)時(shí)，干擾檢測(cè)概率的仿真結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
為了便于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖描繪本發(fā)明的干擾檢測(cè)的實(shí)施例。
假設(shè)信道在一個(gè)幀周期中是不變的。在圖1中兩個(gè)使用不同的BPSK(二進(jìn)制移相鍵控)星座點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)被傳輸。如果這兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)被分配到相同幀里的相同子載波的不同OFDM符號(hào)上，這就意味著它們經(jīng)歷了相同的信道衰落，對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的接收信號(hào)將會(huì)有一個(gè)由原始星座圖旋轉(zhuǎn)得到的星座圖，因此星座圖的對(duì)稱結(jié)構(gòu)將不會(huì)改變。然而，如果有干擾在子載波上，星座圖的對(duì)稱結(jié)構(gòu)容易發(fā)生改變，這個(gè)就是我們干擾檢測(cè)方法的中心思想。
根據(jù)上述信道假設(shè)，構(gòu)造對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)(如BPSK調(diào)制的導(dǎo)頻信號(hào))，在同一個(gè)子載波上傳輸構(gòu)造的對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)。如圖1所示，其中“X”表示導(dǎo)頻信號(hào)，所述的對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)在星座圖上具有對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。在導(dǎo)頻信號(hào)的傳輸過程中，如圖1中(a)(b)所示，如果不存在的干擾，只有一些底噪音，那么對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)在星座圖上對(duì)稱結(jié)構(gòu)影響很小，結(jié)果接收的對(duì)稱導(dǎo)頻信號(hào)之和功率較小。在導(dǎo)頻信號(hào)的傳輸過程中，如圖1中(c)(d)所示，如果存在的干擾大于某一值(如閥值)時(shí)，不但會(huì)破壞星座圖上所示的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，還會(huì)使得接收導(dǎo)頻信號(hào)之和功率很大。因此，根據(jù)本發(fā)明，可通過所有接收信號(hào)之和的功率大小來判斷干擾的存在。
事實(shí)上這個(gè)思想還可以應(yīng)用于除了BPSK之外的其他任何星座圖中，同時(shí)也能夠在不論干擾從一個(gè)OFDM塊到另一個(gè)OFDM塊是否發(fā)生變化情形下應(yīng)用。如果干擾沒有發(fā)生變化，那么星座圖的對(duì)稱結(jié)構(gòu)將會(huì)是確定性的改變，這是因?yàn)樵诮邮招盘?hào)的星座圖中將會(huì)有一個(gè)相對(duì)的漂移。如果干擾發(fā)生變化，對(duì)稱結(jié)構(gòu)也將會(huì)發(fā)生變化，因?yàn)楦蓴_只有非常小的機(jī)會(huì)有和信道對(duì)星座圖相同的影響。上面所使用的導(dǎo)頻信號(hào)只需要是對(duì)稱的，例如可以采用經(jīng)過如下調(diào)制的導(dǎo)頻信號(hào)1)BPSK調(diào)制的導(dǎo)頻信號(hào)(-1，+1)；2)旋轉(zhuǎn)BPSK調(diào)制的導(dǎo)頻信號(hào)ejθ×(-1，+1)，其中θ∈
]>如果在一個(gè)幀的一個(gè)子載波上有N＞2個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，當(dāng)使用 代替|Yk，i+Yk，i+1|2來做假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)，同樣可以算出門限，而且不改變門限。
在計(jì)算接收相鄰導(dǎo)頻符號(hào)和的功率值|Yk，i+Yk，i+1|2后，將該值和門限相比，這樣確定是否存在干擾。檢測(cè)算法如下如果|Yk，i+Yk，i+1|2＞threshold則在子載波k上存在干擾；否則在子載波k上不存在干擾。
如果在一個(gè)幀的一個(gè)子載波上有N＞2個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，我們不改變門限但是使用 代替|Yk，i+Yk，i+1|2來做干擾檢測(cè)。檢測(cè)算法如下如果Σi=1N-1|Yk,i+Yk,i+1|2N-1>threshold]]>則在子載波k上存在干擾；否則在子載波k上不存在干擾。
根據(jù)本發(fā)明，計(jì)算信號(hào)和的時(shí)候不需要對(duì)信道估計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明，采用不同的干噪比(INR)對(duì)本發(fā)明的干擾檢測(cè)算法進(jìn)行仿真，圖3示出在一個(gè)子載波上傳輸兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的仿真圖，如圖3所示，這里橫坐標(biāo)軸表示子載波下標(biāo)，縱坐標(biāo)軸表示檢測(cè)概率，當(dāng)INR＝0db時(shí)，檢測(cè)的概率約為0.08；當(dāng)INR＝10db時(shí)，檢測(cè)的概率約為0.68；當(dāng)INR＝20db時(shí)，檢測(cè)的概率約為0.95。圖4示出了在一個(gè)子載波上傳輸五個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的仿真圖，如圖4所示，這里橫坐標(biāo)軸表示子載波下標(biāo)，縱坐標(biāo)軸表示檢測(cè)概率，當(dāng)INR＝0db時(shí)，檢測(cè)的概率約為0.04；當(dāng)INR＝10db時(shí)，檢測(cè)的概率約為0.88；當(dāng)INR＝20db時(shí)，檢測(cè)的概率約為1。從仿真結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)只要干噪比很高，那么本發(fā)明的干擾檢測(cè)方法檢測(cè)的成功率就會(huì)很高。
雖然通過實(shí)施例描繪了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，就可使本發(fā)明有許多變形和變化，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種采用正交頻分復(fù)用技術(shù)的系統(tǒng)中干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，包括A、發(fā)射機(jī)構(gòu)造對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)；B、發(fā)射機(jī)將對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)給接收機(jī)；C、接收機(jī)通過接收的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，所述的對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)為二進(jìn)制移相鍵控、旋轉(zhuǎn)二進(jìn)制移相鍵控、重復(fù)二進(jìn)制移相鍵控、正交相移鍵控、旋轉(zhuǎn)正交相移鍵控和/或重復(fù)正交相移鍵控調(diào)制的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，所述的步驟B具體包括發(fā)射機(jī)將對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)通過導(dǎo)頻子載波發(fā)給接收機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，所述的步驟C具體包括接收機(jī)可通過接收的導(dǎo)頻信號(hào)和的功率和判決門限來確定干擾存在。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，可通過下式來確定干擾存在若Σi=1N-1|Yk,i+Yk,i+1|2N-1>threshold,]]>則存在干擾，否則不存在干擾；其中， 表示接收的導(dǎo)頻信號(hào)和的功率，threshold表判決門限。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，所述的判決門限可以通過下式來確定，P(Σi=1N-1|Yk,i+Yk,i+1|2N-1>threshold|H0)=Palarm]]>其中，Palarm為虛警概率，H0為無干擾時(shí)的條件，Threshold為待求的判斷門限。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，所述的H0表示導(dǎo)頻信號(hào)和的功率只有噪音分量，沒有干擾分量，公式表述如下H0|Yk，i+Yk，i+1|2＝|Pk，i*Hk+nk，i+Pk，i+1*Hk+nk，i+1|2＝|nk，i+nk，i+1|2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，所述的判決門限可以通過下式來確定P(Σi=1N-1|Yk,i+Yk,i+1|2N-1>threshold|H1)=Pdetection]]>其中，Pdetection為檢測(cè)概率，H1為有干擾時(shí)的條件，Threshold為待求的門限。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，所述的H1表示導(dǎo)頻信號(hào)和的功率同時(shí)存在噪音分量和干擾分量，公式表述如下H1|Yk，i+Yk，i+1|2＝|Pk，i*Hk+Ik，i+nk，i+Pk，i+1*Hk+Ik，i+1+nk，i+1|2＝|Ik，i+Ik，i+1+nk，i+nk，i+1|2。
10.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的干擾檢測(cè)的方法，其特征在于，計(jì)算信號(hào)和的時(shí)候不需要對(duì)信道估計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用OFDM技術(shù)的系統(tǒng)中干擾檢測(cè)的方法，包括發(fā)射機(jī)構(gòu)造對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)；發(fā)射機(jī)將對(duì)稱的導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)給接收機(jī)；接收機(jī)通過接收的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)。這個(gè)思想利用了通常被設(shè)計(jì)用來作為信道估計(jì)的導(dǎo)頻信號(hào)，這樣就不需要增加額外的開銷了，并且這個(gè)思想無論干擾是否發(fā)生變化都可以運(yùn)用。這個(gè)發(fā)明的另外一個(gè)特點(diǎn)就是干擾檢測(cè)的準(zhǔn)確性，僅僅依靠干擾和噪聲之比，在干擾功率和信號(hào)功率近似相等的情況具有更好的性能。我們同時(shí)提出了實(shí)現(xiàn)這個(gè)干擾檢測(cè)思想的一個(gè)簡(jiǎn)單算法，并且在窄帶干擾的情況下對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證，仿真結(jié)果顯示算法具有良好的性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101026605SQ20061000919
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月20日
發(fā)明者胡錦潻, 張 杰, 李濤, 翁凌凡, 劉堅(jiān)能, 鄭樹坤, 穆樂思, 繆偉豪, 呂林軍 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司