專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除方法及裝置。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信系統(tǒng)總是受到各種各樣的干擾，對(duì)于以O(shè)FDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交頻分多址接入)技術(shù)為基礎(chǔ)的第4代通信0G)系統(tǒng)，如 Wimax(Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波互聯(lián)接入)，LTE(Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))而言，始終受到較嚴(yán)重的OFDM同道干擾 (Co-Channel Interference，簡(jiǎn)稱(chēng)為CCI)。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，由于頻譜復(fù)用的關(guān)系，此種干擾表現(xiàn)為鄰區(qū)干擾，由于干擾源通常干擾多個(gè)數(shù)據(jù)載波，因而可以認(rèn)為是一種寬帶的干擾。目前，鄰區(qū)干擾控制/抑制/消除問(wèn)題是一個(gè)熱門(mén)的研究問(wèn)題，也是4G通信系統(tǒng)同頻組網(wǎng)必須要解決的問(wèn)題。主動(dòng)式的手段通常表現(xiàn)為功率控制、動(dòng)態(tài)的頻率復(fù)用、鄰區(qū)的波束賦形/調(diào)度協(xié)作以及正在討論中的CoMP (Coordinated Multipoint transmission/ reception，多點(diǎn)協(xié)作傳輸接收)中的聯(lián)合傳輸，這些技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)就需要做較詳細(xì)的討論，需要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信令支持。而在被動(dòng)式的干擾消除技術(shù)則不依賴(lài)于信令的交互，通常由接收機(jī)完成，可以廣泛適用于各種網(wǎng)絡(luò)中。通常說(shuō)來(lái)，接收側(cè)的干擾消除往往要依賴(lài)于空間、時(shí)間和頻率三個(gè)維度的資源，考慮到第四代通信系統(tǒng)廣泛采用了多天線技術(shù)(MIMO)，在空間維度上進(jìn)行對(duì)多個(gè)天線上的信號(hào)響應(yīng)樣本的分集合并接收被MIMO系統(tǒng)廣泛的采用。傳統(tǒng)的多天線分集合并算法有等增益合并，選擇性合并以及最大比合并(Maximum Ratio Combining，簡(jiǎn)稱(chēng)為MRC)等，在噪聲受限的信道環(huán)境下有著非常優(yōu)秀的性能，但在干擾受限的信道環(huán)境下性能并不理想，同時(shí)一類(lèi)以抑制干擾為主要目的的多天線分集合并算法被稱(chēng)為干擾抑制合并技術(shù)(Interference Rejection Combining，簡(jiǎn)稱(chēng)為IRC)，在消除鄰區(qū)同頻干擾上體現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。但I(xiàn)RC 算法的復(fù)雜度比MRC算法高，且在噪聲受限的場(chǎng)景下相較于MRC算法并無(wú)優(yōu)勢(shì)甚至?xí)霈F(xiàn)一定程度的性能惡化。目前，解決上述問(wèn)題的辦法是進(jìn)行IRC算法與MRC算法的自適應(yīng)切換，在干擾受限的場(chǎng)景下進(jìn)行IRC合并，在噪聲受限的場(chǎng)景下進(jìn)行MRC合并。與傳統(tǒng)MRC合并算法相比，IRC算法的核心思想是進(jìn)行干擾和噪聲相關(guān)矩陣(Ni矩陣)的估計(jì)，使用NI矩陣的逆矩陣來(lái)處理接收信號(hào)，抑制干擾分量，保留信號(hào)分量。因而在實(shí)際使用IRC算法時(shí)，能否獲得較準(zhǔn)確的OT矩陣估計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵因素，也就是說(shuō)OT矩陣中干擾的特性體現(xiàn)的越明顯，IRC合并算法的性能越好。現(xiàn)有技術(shù)中主要存在如下技術(shù)問(wèn)題一般意義上的干擾抑制合并與非干擾抑制合并的自適應(yīng)切換技術(shù)，是通過(guò)接收側(cè)的信號(hào)特征來(lái)判決接收信號(hào)中有無(wú)干擾成份，進(jìn)而選擇分集合并算法。但在實(shí)際使用時(shí)，往往存在著接收信號(hào)中存在很大的干擾成份，但NI矩陣中包含的干擾分量較少或沒(méi)有，此時(shí)使用IRC算法反而會(huì)使性能惡化。這是因?yàn)閰⑴c統(tǒng)計(jì)計(jì)算NI矩陣的樣本數(shù)量不足時(shí)(通常為一定資源粒度里的導(dǎo)頻數(shù)目)，肌矩陣的計(jì)算值無(wú)法反應(yīng)干擾的特性，此時(shí)估計(jì)獲得的OT矩陣的主要成分是噪聲，無(wú)法體現(xiàn)出干擾信道的空間相關(guān)特性，在這種情況下，由于無(wú)法獲得干擾信號(hào)的特征，只能選擇使用非干擾抑制的合并算法(MRC)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除方法及裝置， 能夠在干擾抑制算法(IRC)與非干擾抑制算法(MRC)間進(jìn)行自適應(yīng)地切換。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除方法， 包括測(cè)量每根接收天線上的噪聲功率；判斷待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的干擾噪聲協(xié)方差矩陣(m矩陣)的對(duì)角線元素之和與各接收天線上的噪聲功率的均值的比值是否大于預(yù)定的門(mén)限值，若是，則對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)；否則，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)。進(jìn)一步地，所述方法還包括通過(guò)信道估計(jì)得出資源塊上每個(gè)數(shù)據(jù)載波的信道響應(yīng)估計(jì)值；并根據(jù)所述信道響應(yīng)估計(jì)值估計(jì)每個(gè)數(shù)據(jù)載波的OT矩陣的估計(jì)值。進(jìn)一步地，通過(guò)空載波或者靜默幀的方式測(cè)量所述各接收天線上的噪聲功率。進(jìn)一步地，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)，具體包括計(jì)算所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的OT矩陣的逆矩陣，并按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)S1=Hf-(Ri)1-yr,其中，&為第i個(gè)合并后的數(shù)據(jù)載波符號(hào)，Ri為第i個(gè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣估計(jì)值， Ii為各接收天線上第i個(gè)數(shù)據(jù)載波的響應(yīng)構(gòu)成的列向量，找“為各接收天線信道響應(yīng)估計(jì)值構(gòu)成的列向量。進(jìn)一步地，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)，具體包括按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)戈=Hf 兄.。本發(fā)明還提供了一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除裝置，所述裝置包括天線噪聲測(cè)量模塊，用于測(cè)量每根接收天線上的噪聲功率；自適應(yīng)判決模塊，用于判斷估計(jì)的待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的OT矩陣的對(duì)角線元素之和與各接收天線上的噪聲功率的均值的比值是否大于預(yù)定的門(mén)限值；合并處理模塊，用于根據(jù)所述自適應(yīng)判決模塊的判決結(jié)果，若判決結(jié)果為是，則對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)；否則，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)。進(jìn)一步地，所述裝置還包括信道估計(jì)模塊，用于通過(guò)信道估計(jì)得出資源塊上每個(gè)數(shù)據(jù)載波的信道響應(yīng)估計(jì)值；NI矩陣估計(jì)模塊，用于根據(jù)所述信道估計(jì)模塊得出的所述信道響應(yīng)估計(jì)值估計(jì)每個(gè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣的估計(jì)值。
進(jìn)一步地，所述天線噪聲測(cè)量模塊用于，通過(guò)空載波或者靜默幀的方式測(cè)量所述各接收天線上的噪聲功率。進(jìn)一步地，所述合并處理模塊用于，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)時(shí)，具體包括計(jì)算所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的OT矩陣的逆矩陣，并按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)S1=Hf-(R1)'1-yr,其中，&為第i個(gè)合并后的數(shù)據(jù)載波符號(hào)，Ri為第i個(gè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣估計(jì)值， Ii為各接收天線上第i個(gè)數(shù)據(jù)載波的響應(yīng)構(gòu)成的列向量，找“為各接收天線信道響應(yīng)估計(jì)值構(gòu)成的列向量。進(jìn)一步地，所述合并處理模塊用于，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)時(shí)，具體包括按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)成=Hf 兄.。本發(fā)明從影響IRC合并算法的最根本因素OT估計(jì)矩陣入手，通過(guò)OT矩陣的特定數(shù)值特征判斷當(dāng)前獲得的NI矩陣是否包含較多的干擾成份，進(jìn)而選擇使用IRC算法還是 MRC算法，使系統(tǒng)獲得最優(yōu)的性能。采用本發(fā)明，在存在嚴(yán)重的鄰區(qū)同頻干擾時(shí)，能夠顯著的抑制這種干擾；同時(shí)，在不存在同頻干擾或者同頻干擾很弱時(shí)，依然能夠獲得穩(wěn)健的性能，不會(huì)出現(xiàn)性能的惡化；并且，在出現(xiàn)OT矩陣估計(jì)不準(zhǔn)確時(shí)，依然能夠獲得穩(wěn)健的性能，且能夠降低此種情況下的復(fù)雜度和運(yùn)算量。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自適應(yīng)多天線分集合并方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的主要構(gòu)思為首先，估計(jì)每根天線上的噪聲功率；其次，將多個(gè)接收天線的底噪功率的均值與估計(jì)的NI矩陣的對(duì)角線元素相比較，判決出OT矩陣中是否包含較多的干擾成份，進(jìn)而決定是否進(jìn)行矩陣求逆和其他運(yùn)算；最后，進(jìn)行相應(yīng)分集合并處理。基于以上構(gòu)思，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除方法，具體采用如下技術(shù)方案測(cè)量每根接收天線上的噪聲功率；判斷估計(jì)的待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的OT矩陣的對(duì)角線元素之和與各接收天線上的噪聲功率的均值的比值是否大于預(yù)定的門(mén)限值，若是，則對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行IRC檢測(cè)； 否則，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行MRC合并檢測(cè)。進(jìn)一步地，所述方法還包括通過(guò)信道估計(jì)得出資源塊上每個(gè)數(shù)據(jù)載波的信道響應(yīng)估計(jì)值；并根據(jù)所述信道響應(yīng)估計(jì)值估計(jì)每個(gè)數(shù)據(jù)載波的干擾噪聲協(xié)方差矩陣(OT矩陣)。進(jìn)一步地，所述接收天線上的噪聲功率的測(cè)量包括但不限于以下方式
a)空載波的方式，即利用沒(méi)有發(fā)送任何數(shù)據(jù)的空載波進(jìn)行所述接收天線上的噪聲功率估計(jì)；b)靜默幀的方式，即某一幀該基站通知用戶(hù)不發(fā)射任何信號(hào)，此時(shí)基站側(cè)就可以測(cè)量天線底噪功率。進(jìn)一步地，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行IRC檢測(cè)，具體包括計(jì)算所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的OT矩陣的逆矩陣，并按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)S1=Hf-{R^-yr,其中，戈為第i個(gè)合并后的數(shù)據(jù)載波符號(hào)，Ri為第i個(gè)載波上的NI矩陣，yi為各個(gè)接收天線上第i個(gè)載波的響應(yīng)構(gòu)成的列向量，H嚴(yán)為各天線信道估計(jì)結(jié)果構(gòu)成的列向量。進(jìn)一步地，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行IRC檢測(cè)，具體包括按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)戈=Hf 兄.。為了便于闡述本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例的自適應(yīng)多天線分集合并方法的流程示意圖，如圖1所示，該流程主要包括以下步驟步驟110，空載波天線底噪估計(jì)，測(cè)量每根接收天線上的噪聲功率σ ρ其中j表示第j根接收天線；步驟120，通過(guò)信道估計(jì)，得出待檢測(cè)資源塊上ρ個(gè)數(shù)據(jù)載波的信道響應(yīng)估計(jì)值 Hl ,其中i、j表示第j根接收天線中第i個(gè)載波；具體地，可以采用序列相關(guān)信道估計(jì)方法，即利用不同基站發(fā)出的不同序列之間的相關(guān)特性來(lái)抑制干擾。步驟130，NI矩陣估計(jì)，獲得待檢測(cè)資源塊上每個(gè)數(shù)據(jù)載波的干擾噪聲協(xié)方差矩陣NI的估計(jì)值Ri,其中，Ri為第i個(gè)數(shù)據(jù)載波上的NI矩陣估計(jì)值，Ri的維度為[接收天線數(shù)*接收天線數(shù)]；其中，估計(jì)OT矩陣的目的是使用OT矩陣的逆矩陣作為處理權(quán)值的一部分，使用該處理權(quán)值進(jìn)行抑制干擾。步驟140，自適應(yīng)判決，判斷下式是否成立，若成立，則轉(zhuǎn)入步驟150 ；否則轉(zhuǎn)入步驟 160，

權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除方法，其特征在于，包括 測(cè)量每根接收天線上的噪聲功率；判斷待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的干擾噪聲協(xié)方差矩陣(Ni矩陣)的對(duì)角線元素之和與各接收天線上的噪聲功率的均值的比值是否大于預(yù)定的門(mén)限值，若是，則對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)；否則，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 通過(guò)信道估計(jì)得出資源塊上每個(gè)數(shù)據(jù)載波的信道響應(yīng)估計(jì)值； 并根據(jù)所述信道響應(yīng)估計(jì)值估計(jì)每個(gè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣的估計(jì)值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)空載波或者靜默幀的方式測(cè)量所述各接收天線上的噪聲功率。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)，具體包括計(jì)算所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣的逆矩陣，并按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào) S1=Hf-{R^-y,·,其中，&為第i個(gè)合并后的數(shù)據(jù)載波符號(hào)，Ri為第i個(gè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣估計(jì)值，yi為各接收天線上第i個(gè)數(shù)據(jù)載波的響應(yīng)構(gòu)成的列向量，找為各接收天線信道響應(yīng)估計(jì)值構(gòu)成的列向量。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)，具體包括按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)-yr。
6.一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除裝置，其特征在于，所述裝置包括 天線噪聲測(cè)量模塊，用于測(cè)量每根接收天線上的噪聲功率；自適應(yīng)判決模塊，用于判斷估計(jì)的待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣的對(duì)角線元素之和與各接收天線上的噪聲功率的均值的比值是否大于預(yù)定的門(mén)限值；合并處理模塊，用于根據(jù)所述自適應(yīng)判決模塊的判決結(jié)果，若判決結(jié)果為是，則對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)；否則，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括信道估計(jì)模塊，用于通過(guò)信道估計(jì)得出資源塊上每個(gè)數(shù)據(jù)載波的信道響應(yīng)估計(jì)值； NI矩陣估計(jì)模塊，用于根據(jù)所述信道估計(jì)模塊得出的所述信道響應(yīng)估計(jì)值估計(jì)每個(gè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣的估計(jì)值。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述天線噪聲測(cè)量模塊用于，通過(guò)空載波或者靜默幀的方式測(cè)量所述各接收天線上的噪聲功率。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的裝置，其特征在于，所述合并處理模塊用于，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)時(shí)，具體包括計(jì)算所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣的逆矩陣，并按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)Sl=Hf-(R1)'1-yr,其中，&為第i個(gè)合并后的數(shù)據(jù)載波符號(hào)，Ri為第i個(gè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣估計(jì)值，yi為各接收天線上第i個(gè)數(shù)據(jù)載波的響應(yīng)構(gòu)成的列向量，找為各接收天線信道響應(yīng)估計(jì)值構(gòu)成的列向量。
10.如權(quán)利要求6、7或8所述的裝置，其特征在于，所述合并處理模塊用于，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)時(shí)，具體包括按照如下公式計(jì)算合并后符號(hào)A=Hf ^yl。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自適應(yīng)多天線分集合并干擾消除方法及裝置，該方法包括測(cè)量每根接收天線上的噪聲功率；判斷待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波的NI矩陣的對(duì)角線元素之和與各接收天線上的噪聲功率的均值的比值是否大于預(yù)定的門(mén)限值，若是，則對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行干擾抑制合并檢測(cè)；否則，對(duì)所述待檢測(cè)數(shù)據(jù)載波進(jìn)行非干擾抑制合并檢測(cè)。本發(fā)明從影響IRC合并算法的最根本因素NI估計(jì)矩陣入手，通過(guò)NI矩陣的特定數(shù)值特征判斷當(dāng)前獲得的NI矩陣是否包含較多的干擾成份，進(jìn)而選擇使用IRC算法還是MRC算法，使系統(tǒng)獲得最優(yōu)的性能。
文檔編號(hào)H04L25/03GK102480314SQ20101055614
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者寧迪浩, 朱登魁, 肖華華, 魯照華 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司