專利名稱：一種多信道盲已知干擾消除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信與信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及適用于存在同頻干擾的多信道傳輸系統(tǒng)的盲已知干擾消除方法。
背景技術(shù)：
同頻干擾是目前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)面臨的重要問題，因此干擾消除技術(shù)近年來受到工業(yè)界與學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。從美國《電子與電氣工程師協(xié)會(huì)通信領(lǐng)域選刊》(IEEEJournalon Selected Areas in Communications)已可檢索到的深圳大學(xué)張勝利等人的論文《盲已知干擾消除》(Blind known interference cancellation [EarlyAccess Articles])中提出的一種同頻干擾消除方法，在接收端已知干擾符號(hào)的條件下(即“已知”)，直接通過接收端采取有限復(fù)雜度的信號(hào)處理即可較好地消除同頻干擾，無需干擾信道狀態(tài)信息(即“盲”)，從而避免了這一信息反饋帶來的開銷，并防止信道狀態(tài)測(cè)量誤差導(dǎo)致的性能損失，因此能夠在嚴(yán)重干擾環(huán)境下獲得良好性能。但是，該論文中的盲已知干擾消除(blind known interference cancellation, BKIC)方法本質(zhì)上是為單信道傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，該方法要求在穩(wěn)定的平坦信道中通過較長的信號(hào)處理長度抑制干擾消除殘余誤差(雖然該論文中討論了 BKIC用于頻率選擇性信道的情況，但其給出的解決方案是基于干擾信道的每個(gè)抽頭逐一執(zhí)行單信道處理)，而這一條件在未來移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中占主流地位的正交頻分復(fù)用(orthogonal frequency-division multiplexing, 0FDM)系統(tǒng)中可能難以滿足。OFDM系統(tǒng)同時(shí)利用多個(gè)窄帶子信道(子載波)進(jìn)行通信，以長期演進(jìn)技術(shù)(longtermevolution, LTE)為例,其一個(gè)基本傳輸單元(物理資源塊)內(nèi)包含12個(gè)15kHz帶寬的子載波，每個(gè)子載波的符號(hào)數(shù)目在正常循環(huán)前綴(cyclic prefix，CP)配置下僅為7，且各子載波經(jīng)歷的信道狀態(tài)可能差異很大，在城市室外環(huán)境中均方根時(shí)延擴(kuò)展為IOu s的條件下，信道相干帶寬約為20kHz，意味著各子載波的信道衰落近似統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，因此現(xiàn)有BKIC方法只能單獨(dú)處理各子載波的接收信號(hào)，難以實(shí)現(xiàn)較大長度的處理，導(dǎo)致BKIC輸出信號(hào)中含有較強(qiáng)的干擾消除殘余誤差成分，限制了處理性能
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明的目的是提出一種多信道盲已知干擾消除(mult1-channel blindknowninterference cancellation, MC-BKIC)方法，在接收端完全已知同頻干擾發(fā)送符號(hào)(此后簡記為“干擾符號(hào)”)但缺少干擾信道信息的條件下，克服現(xiàn)有單信道盲已知干擾消除(single-channel blind known interference cancellation, SC-BKIC)方法用于多信道傳輸系統(tǒng)時(shí)存在的缺陷，更加有效地消除多信道接收信號(hào)中的同頻干擾成分。本發(fā)明多信道盲已知干擾消除方法，在發(fā)送端對(duì)各子信道發(fā)送符號(hào)進(jìn)行聯(lián)合預(yù)處理；在接收端，在各子信道的干擾符號(hào)完全已知的條件下，首先對(duì)各子信道接收序列分別執(zhí)行逐項(xiàng)加權(quán)差分，其中接收序列差分權(quán)值設(shè)置為該子信道當(dāng)前干擾符號(hào)與下一干擾符號(hào)之商以完全消除同頻干擾成分；隨后對(duì)各子信道差分序列進(jìn)行消除有用符號(hào)串?dāng)_交叉項(xiàng)的逐項(xiàng)加權(quán)累加，依次得到各路累加序列；最后對(duì)所有累加序列進(jìn)行平均，先得出第一子信道第一有用符號(hào)的估計(jì)值，再通過該估計(jì)值與各路累加序列的各符號(hào)分別進(jìn)行加權(quán)差分得到所有有用符號(hào)的估計(jì)值；其特征在于:所述在發(fā)送端對(duì)各子信道發(fā)送符號(hào)進(jìn)行的聯(lián)合預(yù)處理為:在發(fā)送端設(shè)置除第一個(gè)子信道以外所有子信道的首位發(fā)送符號(hào)，使之與前一子信道的末尾發(fā)送符號(hào)在乘以各自的信道系數(shù)后相等；所述在接收端對(duì)各子信道差分序列進(jìn)行的逐項(xiàng)加權(quán)累加為:在接收端設(shè)置各路差分序列的各項(xiàng)對(duì)應(yīng)的差分序列累加權(quán)值為:該路差分序列對(duì)應(yīng)子信道的首位干擾符號(hào)與當(dāng)前干擾符號(hào)之商乘以所有之前子信道的首位干擾符號(hào)與末尾干擾符號(hào)之商，采用此差分序列累加權(quán)值對(duì)各子信道差分序列進(jìn)行逐項(xiàng)加權(quán)累加，依次得到不包含有用符號(hào)串?dāng)_交叉項(xiàng)的各路累加序列，其中除第一路以外每一路累加序列的首項(xiàng)通過前一路累加序列的末項(xiàng)與對(duì)應(yīng)子信道差分序列的首項(xiàng)乘以對(duì)應(yīng)的差分序列累加權(quán)值之積求和得到，各路累加序列的其余各項(xiàng)通過該路累加序列的前一項(xiàng)與對(duì)應(yīng)子信道差分序列的當(dāng)前項(xiàng)乘以對(duì)應(yīng)的差分序列累加權(quán)值之積求和得到；所述在接收端對(duì)第一子信道第一符號(hào)的估計(jì)值與各路累加序列進(jìn)行的加權(quán)差分為:在得出第一子信道第一有用符號(hào)的估計(jì)值后，設(shè)置各路累加序列的各項(xiàng)對(duì)應(yīng)的累加序列差分權(quán)值等于對(duì)應(yīng)的上述差分序列累加權(quán)值的倒數(shù)，將第一子信道第一有用符號(hào)估計(jì)值分別與各路累加序列的各項(xiàng)相減之后乘以對(duì)應(yīng)的累加序列差分權(quán)值，得到對(duì)應(yīng)的子信道接收序列中其它各有用符號(hào)的估計(jì)值。由于本發(fā)明采取了對(duì)多個(gè)子信道的信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合處理的方式，即在發(fā)送端進(jìn)行各子信道首位符號(hào)的聯(lián)合預(yù)處理，以及在接收端對(duì)各子信道的差分序列進(jìn)行聯(lián)合累加與平均操作，使得整體處理的符號(hào)長度成倍增加，避免了由于BKIC處理長度不足而導(dǎo)致的性能瓶頸，有效抑制了處理后干擾消除殘余誤差成分，在信噪比較高的情況下，相比在各子信道內(nèi)獨(dú)立執(zhí)行SC-BKIC，或?qū)⒍嘈诺澜邮招蛄写雍髨?zhí)行SC-BKIC處理的方案，能夠獲得顯著性能提升。本發(fā)明作為同頻干擾環(huán)境下的多信道傳輸系統(tǒng)中一種通用的干擾消除方法，既可用于頻域多信道傳輸，如OFDM系統(tǒng)中同一相干時(shí)間內(nèi)的多個(gè)子載波，也可用于時(shí)域多信道傳輸中的干擾消除，如米用時(shí)域交織而分散在不同相干時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男盘?hào)。


圖1為本發(fā)明MC-BKIC方法中的發(fā)送端信號(hào)處理原理框圖。圖2為本發(fā)明MC-BKIC方法中的接收端信號(hào)處理原理框圖。圖3為本發(fā)明MC-BKIC方法用于多載波傳輸時(shí)，其中的發(fā)送數(shù)據(jù)塊示意圖。圖4為本發(fā)明MC-BKIC方法用于2個(gè)子信道處理時(shí)，在不同子信道符號(hào)數(shù)下的調(diào)制誤碼率性能比較圖。圖5為本發(fā)明MC-BKIC方法用于2個(gè)子信道處理時(shí)，與SC-BKIC方法相比的調(diào)制
誤碼率性能圖。圖6為本發(fā)明MC-BKIC方法用于2個(gè)子信道處理時(shí)，與SC-BKIC方法相比的干擾
消除殘余誤差功率性能圖。圖7為本發(fā)明MC-BKIC方法用于不同數(shù)目的子信道聯(lián)合處理時(shí)，調(diào)制誤碼率性能比較圖。圖8為本發(fā)明MC-BKIC方法用于不同數(shù)目的時(shí)域交織塊聯(lián)合處理時(shí)，在瑞利衰落信道下的中斷容量性能比較圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:多信道盲已知干擾消除方法流程。本實(shí)施例中設(shè)所述多信道傳輸系統(tǒng)中包括K個(gè)平坦的子信道，K = 2，3，…。接收端在第k個(gè)子信道接收的有用符號(hào)記為xk(t)，t = 1，…，N，N為每個(gè)子信道接收序列的符號(hào)數(shù)，噪聲符號(hào)記為zk(t)，所受干擾的發(fā)送符號(hào)記為yk(t)，其經(jīng)歷的干擾信道狀態(tài)為gk。一般而言，有用符號(hào)xk(t)為第k個(gè)子信道的發(fā)送符號(hào)Sk(t)與第k個(gè)子信道的狀態(tài)hk的乘積:xk(t) = hksk(t)。各子信道上的接收信號(hào)為:
權(quán)利要求
1.一種多信道盲已知干擾消除方法，在發(fā)送端對(duì)各子信道發(fā)送符號(hào)進(jìn)行聯(lián)合預(yù)處理；在接收端，在各子信道的干擾符號(hào)完全已知的條件下，首先對(duì)各子信道接收序列分別執(zhí)行逐項(xiàng)加權(quán)差分，其中接收序列差分權(quán)值設(shè)置為該子信道當(dāng)前干擾符號(hào)與下一干擾符號(hào)之商以完全消除同頻干擾成分；隨后對(duì)各子信道差分序列進(jìn)行消除有用符號(hào)串?dāng)_交叉項(xiàng)的逐項(xiàng)加權(quán)累加，依次得到各路累加序列；最后對(duì)所有累加序列進(jìn)行平均，先得出第一子信道第一有用符號(hào)的估計(jì)值，再通過該估計(jì)值與各路累加序列的各符號(hào)分別進(jìn)行加權(quán)差分得到所有有用符號(hào)的估計(jì)值；其特征在于: 所述在發(fā)送端對(duì)各子信道發(fā)送符號(hào)進(jìn)行的聯(lián)合預(yù)處理為:在發(fā)送端設(shè)置除第一個(gè)子信道以外所有子信道的首位發(fā)送符號(hào)，使之與前一子信道的末尾發(fā)送符號(hào)在乘以各自的信道系數(shù)后相等； 所述在接收端對(duì)各子信道差分序列進(jìn)行的逐項(xiàng)加權(quán)累加為:在接收端設(shè)置各路差分序列的各項(xiàng)對(duì)應(yīng)的差分序列累加權(quán)值為:該路差分序列對(duì)應(yīng)子信道的首位干擾符號(hào)與當(dāng)前干擾符號(hào)之商乘以所有之前子信道的首位干擾符號(hào)與末尾干擾符號(hào)之商，采用此差分序列累加權(quán)值對(duì)各子信道差分序列進(jìn)行逐項(xiàng)加權(quán)累加，依次得到不包含有用符號(hào)串?dāng)_交叉項(xiàng)的各路累加序列，其中除第一路以外每一路累加序列的首項(xiàng)通過前一路累加序列的末項(xiàng)與對(duì)應(yīng)子信道差分序列的首項(xiàng)乘以對(duì)應(yīng)的差分序列累加權(quán)值之積求和得到，各路累加序列的其余各項(xiàng)通過該路累加序列的前一項(xiàng)與對(duì)應(yīng)子信道差分序列的當(dāng)前項(xiàng)乘以對(duì)應(yīng)的差分序列累加權(quán)值之積求和得到； 所述在接收端對(duì)第一子信道第一符號(hào)的估計(jì)值與各路累加序列進(jìn)行的加權(quán)差分為:在得出第一子信道第一有用符號(hào)的估計(jì)值后，設(shè)置各路累加序列的各項(xiàng)對(duì)應(yīng)的累加序列差分權(quán)值等于對(duì)應(yīng)的上述差分序列累加權(quán)值的倒數(shù)，將第一子信道第一有用符號(hào)估計(jì)值分別與各路累加序列的各項(xiàng)相減之后乘以對(duì)應(yīng)的累加序列差分權(quán)值，得到對(duì)應(yīng)的子信道接收序列中其它各有用符號(hào)的估計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多信道盲已知干擾消除方法，特征是在發(fā)送端設(shè)置除第一個(gè)子信道外所有子信道的首個(gè)發(fā)送符號(hào)，使之與前一子信道末尾發(fā)送符號(hào)在乘以各自信道系數(shù)后相等；接收端根據(jù)各子信道差分序列依次進(jìn)行各路逐項(xiàng)加權(quán)累加，累加權(quán)值為當(dāng)前及之前各子信道的已知干擾符號(hào)特定項(xiàng)之商的乘積，且除第一路以外每一路累加序列的首項(xiàng)通過前一路末項(xiàng)與本路子信道差分序列首項(xiàng)加權(quán)累加獲得；通過第一子信道第一有用符號(hào)的估計(jì)值與各路累加序列進(jìn)行加權(quán)差分恢復(fù)各有用符號(hào)，差分權(quán)值為對(duì)應(yīng)的差分序列累加權(quán)值的倒數(shù)。與現(xiàn)有BKIC方法相比本發(fā)明成倍增加了整體符號(hào)處理長度，更有效地抑制了干擾消除殘余誤差，可用于消除OFDM或時(shí)域交織傳輸中的干擾。
文檔編號(hào)H04L5/00GK103078822SQ201310010968
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者楊非, 趙明, 張四海, 周武旸 申請(qǐng)人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)