CN101075843B - 一种用于联合检测的同频相邻小区选择的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于联合检测的同频相邻小区选择的方法及装置，从全部相邻小区集合N中选择小区集合L，该小区集合L和本小区一起作为本次检测的小区集合I，对本次检测的小区集合I进行多码集信道估计，并进行多小区联合检测；计算小区集合L的功率并进行功率排序，从中选择功率较大的小区集合M，该小区集合M连同本小区一起作为下次检测的小区集合I’的第一部分I1，并从已选小区集合M之外的相邻小区中选择小区作为下次检测小区集合I’的第二部分I2。本发明通过上述方案，能够使参与扩展的联合检测的小区选择更具有全面性，从而保证总是对干扰较强的小区进行干扰抵消和联合检测。

Description

一种用于联合检测的同频相邻小区选择的方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种同频相邻小区优化选择的方法及装置，以用于联合检测。

背景技术

现有的时分-同步码分多址(TD-SCDMA，Time-Division SynchronizationCode Division-Multiple-Access)系统适合进行联合检测以消除本小区的多址干扰，然而系统的抗干扰能力会受到限制。为此，现有技术采取了改进方法，以提高系统在各小区同频工作时的性能。

常用的改进方法是在基站进行扩展的联合检测，将相邻小区的干扰信号也纳入联合检测范围，以便消除相邻小区的干扰，从而提高信号的检测性能。具体过程为：接收机在接收到信号后，先对各个小区进行信道估计，根据各小区信道估计的结果选择进入联合检测需要的码道，在多小区联合检测后输出检测数据。当基站处理能力不足以完成所有同频相邻小区的信道估计时，多小区信道估计并没有针对相邻每个小区都进行，而是从相邻小区列表中随机或固定选取几个相邻小区进行信道估计，后续的码道分组和联合检测也都是限于选取的已经进行信道估计的相邻小区进行。

在蜂窝结构的无线网络中，一个基站主要是受到相邻6个小区的干扰，理论上应该将这6个干扰小区都纳入扩展的联合检测范围。但是限于目前基站的计算能力及码道数目的限制，实际上无法做到同时进行包括本小区在内的7个小区的联合检测。

然而，实际的无线网络中各小区的负载往往是不平衡的。这也就意味着对于一个小区来说，遭受周围同频相邻小区的干扰大小并不相同。由于现有扩展联合检测的方法中只能随机或固定选取被检测的小区，很可能造成干扰较强小区的漏检，使系统性能无法得到保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种保证系统性能的同频相邻小区优化选择的方法及装置，能够使参与扩展的联合检测的小区选择更具有全面性，从而保证总是对干扰较强的小区进行干扰抵消和联合检测。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种用于联合检测的同频相邻小区选择的方法，包括步骤：

A、从全部相邻小区集合N中选择小区集合L，该小区集合L和本小区一起作为本次联合检测的小区集合I，对本次联合检测的小区集合I进行多码集信道估计，并进行多小区联合检测；L＜N；

B、计算小区集合L中的各小区的功率并进行功率排序，从中选择排序位置靠前的功率较大的小区集合M，该小区集合M连同本小区一起作为下次联合检测的小区集合I’的第一部分I1，并从已选小区集合M之外的相邻小区中选择小区作为下次联合检测的小区集合I’的第二部分I2；所述下次联合检测小区集合I’的第一部分I1及第二部分I2的数目之和与本次联合检测小区集合I的数目相等；M＜L；

C、将下次联合检测的小区集合I’作为下次联合检测的范围，重复步骤A。

其中，所述下次联合检测小区集合I’的第二部分I2按照以下方式之一进行：

选择相邻小区N中未选择小区的全部；或

从相邻小区N中未选择小区中随机选择；或

选择相邻小区N中未选择小区的全部，并从小区L中功率较小的(L-M)个小区中随机选择。

其中，按照信道估计总功率或最大窗功率进行功率排序。

其中，按照下述步骤进行多小区联合检测：

1)利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；

2)对所述各个相邻小区的码道进行码道分组；

3)利用所述各个相邻小区的信道估计结果和码道分组的结果，用联合检测方法进行联合检测，获得检测数据。

此外，本发明提供一种用于联合检测的同频相邻小区选择的装置，包括：

功率计算及比较器，用于计算从全部相邻小区集合N中选择的小区集合L的功率，进行功率比较并排序；

小区选择器，用于从全部相邻小区集合N中选择小区集合L，该小区集合L和本小区一起作为本次联合检测的小区集合I；还用于从小区集合L中选择排序位置靠前的功率较大的小区集合M，连同本小区一起作为下次联合检测的小区集合I’的第一部分I1，并用于从已选小区集合M之外的相邻小区中选择小区作为下次联合检测的小区集合I’的第二部分I2；L＜N；M＜L；

信道估计器，用于对包括小区集合L和本小区的本次联合检测的小区集合I进行多码集信道估计；

联合检测器，用于对已经进行过信道估计的本次联合检测的小区集合I进行多小区联合检测；

其中，所述下次联合检测小区集合I’的第一部分I1及第二部分I2的数目之和与本次联合检测小区集合I的数目相等。

其中，所述下次联合检测小区集合I’的第二部分I2按照以下方式之一进行：

选择相邻小区N中未选择小区的全部；或

从相邻小区N中未选择小区中随机选择；或

选择相邻小区N中未选择小区的全部，并从小区L中功率较小的(L-M)个小区中随机选择。

其中，所述功率排序按照信道估计总功率或最大窗功率进行。

其中，所述联合检测器用于利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；对所述各个相邻小区的码道进行码道分组；利用所述各个相邻小区的信道估计结果和码道分组的结果，用联合检测方法进行联合检测，获得检测数据。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案能更好的适用于干扰动态变化的移动通信网络，有益效果具体如下：

1、通过在对相邻小区进行选择，使每次选择的相邻小区都按照总功率或最大窗功率进行排序，将功率较大的相邻小区总是保留作为下次检测范围的一部分；而下次检测的另一部分则从相邻小区中未选择的部分，及本次选择的相邻小区中功率较小的部分中选择，从而保证每次检测时都针对干扰较强的小区进行，从而提升了联合检测的效果。

2、此外，通过在本次检测的时候，记录强干扰小区以便可以纳入下次检测的范围内，这种优化选择小区进行检测的方式可以保证当干扰小区的干扰功率发生变化时可以动态调整，无论进行多少次联合检测，总能动态的将干扰较强的小区留下，从而避免漏检情况的发生。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是本发明同频相邻小区优化选择方法的流程图；

图2是本发明实施例多码集信道估计的流程图；

图3是本发明实施例多码集信道估计的原理框图；

图4是本发明实施例多小区联合检测方法的流程图；

图5是本发明同频相邻小区优化选择装置结构示意图；

图6是本发明实施例蜂窝网结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种同频相邻小区优化选择的技术方案，尤其适用于现有的无线网络环境，通过采用功率排序的方式，总是去掉功率较小的干扰小区，而保留功率较强的小区，同时引进上次没有参与信道估计的小区重新进行排序。这种方案从时间统计上总能保证留下进行多小区联合检测的小区是当时干扰功率较强的，从而提高系统的性能。

在具体说明本发明方案之前先定义几个定义：

(1)本小区所有相邻小区设为N个，基站处理相邻小区的个数设为L，L＜N；

(2)本小区必须参与每次的联合检测，亦即基站每次处理小区的个数为(L+1)个。

如图1所示，具体步骤如下：

步骤1、从全部相邻小区N中选择小区集合L，该小区集合L和本小区一起作为本次检测小区集合I(I＝L+1)，对本次检测小区I进行多码集信道估计；

步骤2、计算选择的相邻小区集合L的总功率或最大窗功率并对该功率进行排序，记录前M个功率较大的相邻小区的标识ID；

步骤3、对选择的相邻小区和本小区组成的本次检测小区I进行多小区联合检测；

步骤4、输出联合检测结果；

步骤5、判断未进入本次选择的小区数目(N-L)与选择小区中没有记录的小区数目(L-M)之间的关系，以确定下次检测小区的范围；

其中：记录的小区集合M连同本小区一起作为下次检测小区集合I’的第一部分I1，由于M＜L，而每次检测的小区个数是一定的，故不足的个数需要作进一步选择，即从已选小区集合M之外的相邻小区中选择小区作为下次检测小区集合I’的第二部分I2，以保证下次检测小区集合I’的第一部分I1及第二部分I2的数目之和与本次检测小区集合I的数目相等；

步骤6、当未进入本次选择的小区数目(N-L)与选择小区中没有记录的小区数目(L-M)相等，则本次未选择的小区(L-M)个将全部作为下次检测小区I’的第二部分I2；继续步骤9；

步骤7、当未进入本次选择的小区数目(N-L)大于选择小区中没有记录的小区数目(L-M)，则从本次未选择的小区(N-L)中随机选择(L-M)个小区作为下次检测小区集合I’的第二部分I2；继续步骤9；

步骤8、当未进入本次选择的小区数目(N-L)小于选择小区中没有记录的小区数目(L-M)相等，则本次未选择的小区(N-L)的全部，以及从本次选择的功率较弱的小区(L-M)中选择[(L-M)-(N-L)]个一起作为下次检测小区集合I’的第二部分I2；继续步骤9；

步骤9、入选的(L+1)个小区作为下次检测的范围，重复步骤1。

其中，在上述步骤1中需要进行多码集信道估计，用作后续的多小区联合检测之用，故在此对多码集信道估计作一下简单说明。

多码集信道估计技术是一种适用于时隙码分多址无线通信系统的信道估计的方案，以针对存在多码集信道估计码响应信号的情况，实现多码集联合信道估计，并改善单码集信道估计性能。本发明人的在先申请-时隙码分多址系统多码集信道估计方法，申请号为031006701，对该方案有详细记载，在此简单说明如下：如图2、3所示，简单说明多码集信道估计方案的具体实现过程；

步骤201、初始化；

步骤202、对各个码集接收信号分别进行单码集信道估计，获得原始信道估计结果；

步骤203、判断是否达到迭代次数，如果是则进入步骤207，否则继续步骤204；

步骤204、对原始信道估计结果进行有限时间判决处理，保留满足一定条件的响应信号的信道估计抽头；

步骤205、由所述信道估计抽头恢复各个码集信号响应引起的干扰分量；

步骤206、各个码集接收信号分别抵消非本码集的干扰分量，获得各码集净信号，将净信号作为下一步处理的码集信号，返回进行步骤202；

步骤207、输出各个单码集信道估计的结果。

本发明引入上述多码集信道估计方案，能够基于有限时间位置判决反馈处理的多码集联合信道迭代估计。不仅提供了同时得到多个码集信道估计的技术方案，也提供了改善单码集信道估计性能的方法。而单码集信道估计是把除了本码集之外的所有其它信号包括其它码集信道估计码的响应信号都当成了高斯噪声来对待。因此，本发明引入多码集信道估计技术，可以充分利用多码集信号所提供的信息，抵消多码集信号之间的主要干扰，并将获得的各码集净信号进行迭代估计，就可以极大地改善信道估计的性能。其实多码集信道估计是在单码集信道估计的基础上进行判决反馈迭代处理，在通常码集数不太多的情况下，计算量不大。尤其多天线系统来说，该方案可以提供更加简单有效的处理方法，其计算复杂度远低于利用信号空间特性的处理方法；对于单天线系统来说，本方案也可以提供改善信道估计性能的处理方法。

此外，在上述步骤3中需要进行多小区联合检测，本发明提供的对相邻小区进行优化选择的技术方案，也正是为多小区联合检测所用，从而实现有选择性的消除干扰，进而提高系统的性能。因此，有必要对多小区联合检测的过程进行详细说明。

多小区联合检测是针对时隙CDMA系统中同频相邻小区信号间的相互干扰而提出的，其是一种基于多小区结构信息的联合检测方法。本发明提供的同频相邻小区优化选择的技术方案，适用于在先申请号为200410080196、200510075207.6、200510075206.1的时隙码分多址系统多小区联合检测。在先申请的时隙码分多址系统多小区联合检测方法，充分利用多个小区信号的结构信息，对同频相邻小区的多址干扰进行有效的抑制，从而大大提高了在同频相邻小区工作时的系统性能。

如图4所示，具体实现包括以下步骤：

步骤401：多个同频小区的信道估计码部分对应的是多个码集的信道估计码信号，采用前述的多码集信道估计的方法，可以得到多个同频相邻小区的信道估计结果。

针对同频多小区工作时存在多码集信道估计码响应信号的情况，采用基于有限时间位置判断反馈处理的多码集联合信道迭代估计方法，可以得到多个小区的信道估计结果。具体过程如下：

对单码集信道估计的结果进行有限时间判决处理，只保留具有较强信号响应的有限个抽头，由此恢复出其他码集干扰信号，并抵消该干扰信号，得到各个码集的净信号，再将各个码集的净信号进行单码集信道估计，重复上述处理直至达到迭代次数后，输出信道估计结果。

还可以采用优化的多码集信道估计方法，从单码集信道估计结果中提取最大干扰抽头，直接进行干扰恢复和干扰抵消的迭代运算，从而得到多个小区的信道估计结果。

步骤402：对所述各个相邻小区的码道进行码道分组。为了降低联合检测的复杂度，在对调整后的各小区的估计结果进行联合检测前可以先对各个相邻小区的码道进行码道分组，然后再对调整并分组后的本小区的估计结果及相邻小区的码道的估计结果进行联合检测。

可以按以下几种方式对码道进行码道分组：

(1)基于码道所属小区的分组方法：有几个同频小区就设成几组，每组内的码道只包括该小区码道。

(2)基于码道功率或幅度的分组方法：由多小区信道估计结果得到的信道响应，或者由各个码道匹配滤波的输出结果，可以估算各码道信号的功率或幅度；然后，依据功率或幅度的强弱来进行分组。

(3)基于码道相关性的分组方法：首先估算多小区信号中各个码道之间的相关性，按照相关性的强弱对所有码道进行分组；对于多个码道的相关性可以是相关性的均值、最大值或最小值。

(4)基于上述方法的混合方法，或其它分组方法。

步骤403：利用各小区用户的组合信道响应的估计结果进行联合检测，获得检测数据。

联合检测方法可以是干扰抵消方法，或者是线性块均衡的联合检测方法，还可以是两者混合的方法.例如，可以在各个分组内采用线性块均衡的联合检测方法，而在不同的码道分组间采用干扰抵消的方法.

上述参与码道分组和联合检测的码道可以是各个相邻小区预先分配的码道；

在同频相邻小区工作时，多小区分配了大量的码道，因此，也可以是对各个相邻小区的所有码道经过激活检测处理后保留下来的那些激活码道。

此外，本发明又进一步提供一种用于实现相邻小区优化选择的装置，结构如图5所示，具体为：

小区选择器1，从全部相邻小区N中选择小区集合L，将该小区集合L和本小区一起作为本次检测小区集合I，用于信道估计；

功率计算及比较器2，用于计算选择的小区集合L的总功率或最大窗功率，进行功率比较并排序；

信道估计器3，用于对包括小区集合L和本小区的本次检测小区集合I进行多码集信道估计；

联合检测器4，用于对已经进行过信道估计的本次检测小区集合I进行多小区联合检测。

其中，该功率计算及比较器2内还可以包括存储器，用于记录功率排序的小区ID标识，可以是全部，也可以是功率较强的部分小区标识。这样，小区选择器1可以从中直接调取所需部分。

该小区选择器1将已经存储的功率较大的小区集合M，连同本小区一起作为下次检测小区集合I’的第一部分I1，其余部分将从已选小区集合M之外的相邻小区中选择小区作为下次检测小区集合I’的第二部分I2，所述下次检测小区集合I’的第一部分I1及第二部分I2的数目之和与本次检测小区集合I的数目相等。

在选择下次检测小区集合I’的第二部分I2时，分三种情况：

当未进入本次选择的小区数目(N-L)与选择小区中没有记录的小区数目(L-M)相等，则本次未选择的小区(L-M)个将全部作为下次检测小区I’的第二部分I2；

当未进入本次选择的小区数目(N-L)大于选择小区中没有记录的小区数目(L-M)，则从本次未选择的小区(N-L)中随机选择(L-M)个小区作为下次检测小区I’的第二部分I2；

当未进入本次选择的小区数目(N-L)小于选择小区中没有记录的小区数目(L-M)，则本次未选择的小区(N-L)的全部，以及从本次选择的功率较弱的小区(L-M)中选择[(L-M)-(N-L)]个一起作为下次检测小区I’的第二部分I2。

通过上述装置，在每次联合检测的同时总能保留功率较强的小区用于下次检测，同时引进上次没有参与信道估计的小区重新进行排序，从而实现在所有相邻小区中动态调整、优先选择强干扰小区用于检测，从而尽可能的消除干扰。

下面举例说明本发明上述技术方案在具体实施中的应用。

一般的蜂窝网结构中，一个基站周围的相邻小区有6个，分布情况如图6所示。

实施例1：

假设每个基站每时隙最多能对5个小区进行联合检测，即减去本小区则为4个；每次保留2个功率最强的相邻小区，用于参加下次的联合检测。

即：N＝6、L＝4、M＝2。

在本次的信道估计和联合检测中，选取I＝5个小区(包括本小区)进行多码集信道估计和多小区联合检测，并记录功率最强的M＝2个相邻小区的标识ID。本次未参与多码集信道估计和多小区联合检测的小区个数为N-L＝6-4＝2个，恰好等于本次选择的相邻小区L除去本次记录的功率最强的相邻小区M，即(L-M)个都可以纳入的下次检测的相邻小区范围内，即N-L＝L-M＝2个小区，相当于上述步骤6中N-L＝L-M的分支。

这样，在下次进行多码集信道估计和多小区联合检测时，5个小区分别为本小区1个，上次检测记录的功率最强的相邻小区2个，及新入选的相邻小区2个。

实施例2：

假设每个基站每时隙最多能对5个小区进行联合检测，即减去本小区则为4个；每次保留3个功率最强的相邻小区，用于参加下次的联合检测。

即：N＝6、L＝4、M＝3。

在本次的信道估计和联合检测中，选取I＝5个小区(包括本小区)进行多码集信道估计和多小区联合检测，并记录功率最强的M＝3个相邻小区的标识ID。本次未参与多码集信道估计和多小区联合检测的小区个数为N-L＝6-4＝2个，恰好大于本次选择的相邻小区L除去本次记录的功率最强的相邻小区M，即可以从本次未入选的(N-L＝2)中随机选择(L-M＝1)个相邻小区纳入下次检测的相邻小区范围内，即：I＝L+1＝4+1＝5个；而I1＝M+1＝3+1＝4个，故I2＝I-I1＝L-M＝4-3＝1个，相当于上述步骤7中N-L＞L-M的分支。

这样，在下次进行多码集信道估计和多小区联合检测时，5个小区分别为本小区1个，上次检测记录的功率最强的相邻小区3个，及新入选的相邻小区1个。

实施例3：

假设每个基站每时隙最多能对5个小区进行联合检测，即减去本小区则为4个；每次保留1个功率最强的相邻小区，用于参加下次的联合检测。

即：N＝6、L＝4、M＝1。

在本次的信道估计和联合检测中，选取I＝5个小区(包括本小区)进行多码集信道估计和多小区联合检测，并记录功率最强的M＝1个相邻小区的标识ID。本次未参与多码集信道估计和多小区联合检测的小区个数为N-L＝6-4＝2个，恰好小于本次选择的相邻小区L除去本次记录的功率最强的相邻小区M，即可以将本次未入选的(N-L＝2)全部选出还不够，还需要进一步在本次未记录的功率较弱的相邻小区(L-M)中随机选出[(L-M)-(N-L)＝1]个纳入下次检测的相邻小区范围内，即：I＝L+1＝4+1＝5个；而I1＝M+1＝1+1＝2个，故I2＝I-I1＝L-M＝4-1＝3个，相当于上述步骤8中N-L＜L-M的分支。

这样，在下次进行多码集信道估计和多小区联合检测时，5个小区分别为本小区1个，上次检测记录的功率最强的相邻小区1个，及新入选的相邻小区3个(其中有2个是本次检测未入选的，另一个是从本次未记录的功率较弱的相邻小区中随机选择的)。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于联合检测的同频相邻小区选择的方法，其特征在于，包括步骤：

A、从全部相邻小区集合N中选择小区集合L，该小区集合L和本小区一起作为本次联合检测的小区集合I，对本次联合检测的小区集合I进行多码集信道估计，并进行多小区联合检测；L＜N；

B、计算小区集合L中的各小区的功率并进行功率排序，从中选择排序位置靠前的功率较大的小区集合M，该小区集合M连同本小区一起作为下次联合检测的小区集合I’的第一部分I1，并从已选小区集合M之外的相邻小区中选择小区作为下次联合检测的小区集合I’的第二部分I2；所述下次联合检测小区集合I’的第一部分I1及第二部分I2的数目之和与本次联合检测小区集合I的数目相等；M＜L；

C、将下次联合检测的小区集合I’作为下次联合检测的范围，重复步骤A。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述下次联合检测小区集合I’的第二部分I2按照以下方式之一进行：

选择相邻小区N中未选择小区的全部；或

从相邻小区N中未选择小区中随机选择；或

选择相邻小区N中未选择小区的全部，并从小区L中功率较小的(L-M)个小区中随机选择。

3.如权利要求1所述的方法，其中，按照信道估计总功率或最大窗功率进行功率排序。

4.如权利要求1所述的方法，其中，按照下述步骤进行多小区联合检测：

1)利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；

2)对所述各个相邻小区的码道进行码道分组；

3)利用所述各个相邻小区的信道估计结果和码道分组的结果，用联合检测方法进行联合检测，获得检测数据。

5.一种用于联合检测的同频相邻小区选择的装置，其特征在于，包括：

功率计算及比较器，用于计算从全部相邻小区集合N中选择的小区集合L的功率，进行功率比较并排序；

小区选择器，用于从全部相邻小区集合N中选择小区集合L，该小区集合L和本小区一起作为本次联合检测的小区集合I；还用于从小区集合L中选择排序位置靠前的功率较大的小区集合M，连同本小区一起作为下次联合检测的小区集合I’的第一部分I1，并用于从已选小区集合M之外的相邻小区中选择小区作为下次联合检测的小区集合I’的第二部分I2；L＜N；M＜L；

信道估计器，用于对包括小区集合L和本小区的本次联合检测的小区集合I进行多码集信道估计；

联合检测器，用于对已经进行过信道估计的本次联合检测的小区集合I进行多小区联合检测；

其中，所述下次联合检测小区集合I’的第一部分I1及第二部分I2的数目之和与本次联合检测小区集合I的数目相等。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述下次联合检测小区集合I’的第二部分I2按照以下方式之一进行：

选择相邻小区N中未选择小区的全部；或

从相邻小区N中未选择小区中随机选择；或

选择相邻小区N中未选择小区的全部，并从小区L中功率较小的(L-M)个小区中随机选择。

7.如权利要求5所述的装置，其中，所述功率排序按照信道估计总功率或最大窗功率进行。

8.如权利要求5所述的装置，其中，所述联合检测器用于利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；对所述各个相邻小区的码道进行码道分组；利用所述各个相邻小区的信道估计结果和码道分组的结果，用联合检测方法进行联合检测，获得检测数据。

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