CN101133562A

CN101133562A - 邻小区用户信号干扰抑制方法

Info

Publication number: CN101133562A
Application number: CNA2005800487581A
Authority: CN
Inventors: 江海; 陈林江
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2025-08-08
Also published as: WO2007016811A1; CN101133562B; EP1921757A1; EP1921757A4

Abstract

本发明提供一种邻小区用户信号干扰抑制方法，首先对本小区用户信号和邻小区用户信号做信道估计，估计出本小区用户与邻小区用户的信道冲激响应；然后根据所述各小区的信道冲激响应，对各小区的用户信号进行联合检测，得到各小区用户的符号。本发明将少数功率较大的邻小区用户信号作为可解出的信号，加入到联合检测中，从而消除了这些较大功率的邻小区用户信号造成的干扰，有效的抑制了同频邻小区的干扰，提高了系统性能。

Description

邻小区用户信号干扰抑制方法

技术领域

本发明涉及一种信号干扰抑制方法，尤其涉及一种 TD-SCDMA (时分双工同步码分多址）系统中，对邻小区的用户信号干扰进行抑制的方法。背景技术

CDMA系统是一个自干扰系统，同一小区的其它用户对目标用户来说是干扰，并且同频邻小区的用户对目标用户也是干扰。在一般的 CDMA 系统中，这些干扰主要是靠各用户的信道化码之间的良好的互相关特性来抑制的，但只能做到降低用户间干扰，无法完全消除用户间干扰。

对此，在 TD-SCDMA系统中，采用了联合检测技术，意思是在解目标用户的信号时，不将同一小区的其它用户的信号当成未知干扰，而是当成可以解出的信号，同时解出同一小区的所有用户的信号。这样就消除了同一小区的用户之间的相互干扰。然而，对于同频邻小区的用户信号，依然当成干扰。在有些情况下，同频邻小区的干扰会严重影响系统的性能。

对于邻小区干扰，一般的处理方式是靠小区间的不同扰码之间的良好的互相关特性来抑制的。然而，在 TD-SCDMA系统中，扰码长度比较短，在有些情况下，对邻小区干扰的抑制可能并不够理想。如果能采取措施有效的抑制同频邻小区的干扰，则能够提高系统性能，有利于采用更高频谱利用率的组网方式。发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种邻小区用户信号干扰抑制方法，在 TD-SCDMA系统中减小邻小区干扰的影响，提高系统性能。本发明提供一种邻小区用户信号干扰抑制方法，包括如下步骤：对本小区用户信号和邻小区用户信号做信道估计，估计出本小区用户与邻小区用户的信道冲激响应；

根据所述各小区的信道冲激响应，对各小区的用户信号进行联合检测，得到各小区用户的符号。

本发明将少数功率较大的邻小区用户信号 (如处于本小区和邻小区边缘的邻小区用户信号），不作为未知干扰，而作为可解出的信号，加入到联合检测中，从而消除了这些较大功率的邻小区用户信号造成的干扰，有效的抑制了同频邻小区的干扰，提高了系统性能。附图概述

图 1为本发明所述的信道估计方案一的实施例框图；

图 2为本发明所述的信道估计方案二的实施例框图；

图 3为本发明的第一实施例框图；

图 4为本发明的第二实施例框图。本发明的最佳实施方式

本发明首先需要对本小区用户信号和邻小区用户信号做信道估计。在 TD-SCDMA系统中，会发射训练序列以便于接收端做信道估计。接收到的训练序列信号 ^e"'可表示为

N

e_m = M₀h₀ +∑ ,./¾ + n_m

'=ι 公式（1 )

其中 ^M。表示本小区的训练序列矩阵，维数是 128 X 128 M i = l,...,N 表示希望消除干扰的 N个邻小区的训练序列矩阵，维数是 128 X 128 N 可以根据实际需要设定，例如考虑本小区的第一层邻小区，表示各种干扰和噪声，维数是 128 X 1，是本小区用户的信道冲激响应，维数是 128 X 1， ^ ^，…，^是！^个邻小区用户的信道冲激响应，维数是 128 X 1 我们的目标是通过信号处理算法，估计出 ^和^^¹，…，。为此，我们可以采用以下两种方案。

信道估计方案一：

如图 1所示，为本发明所述的信道估计方案一的实施例示意图。第一步，对 ^' ^{= ()}，···，^做初步估计。方法如下：

Ν

¾ = M e_m = ¾ + Mj'Mjhj + M~^ln_m

=0

公式（2) 中包含了其它小区信号和噪声带来的误差，不过这些误差由于乘以

^^而大大被降低由于矩阵^，^，…^构造的特殊性—具有循环右移特性，因此（2) 式可以用快速傅立叶变换来做，节省了计算量。

第二步，对做信道后处理，得出用户信号径的抽头位置。也就是说，将的 128个抽头 ^)^ ^{= 1}，一，¹²⁸的功率与一个门限（门限的取值与噪声功率有关）进行比较，低于门限的抽头认为是噪声，其质置为零，高于门限的抽头认为是信号，其值保留。假设经过信道后处理之后，信号抽头个数 ι 信号抽头的位置为

第三步，对， ^{= 1}，，故信道后处理，也就是说，将，^1，'"，^的 ₁₂₈ 个抽头 ^^)， ¹，…，¹²⁸的功率与一个门限进行比较，低于门限的抽头认为是噪声，其质置为零，高于门限的抽头认为是信号，其值保留。得出用户信号径的抽头位置 …' ， ^{= 1}''''' 。

Τ ' >128-Ζ°

如果，则取功率最大的 1²⁸-^°个抽头位置。

第四步，联合估计各个小区的信道冲激响应，如下：

^comp - comp^^ comp ) ^ comp^m ( 3 )

N N

Vr Tr < i28 其中 M。是一个合成矩阵，维数是 _{128 X} i , ) ，其构成方式如下：取矩阵 ^Μ '的以下列 W ''''' ^{= ()}'…' 合并在一起，构

N Μ 。 ^^是合成信道冲激响应，维数是' =。 X I，其中包含了本小区用户的信道冲激响应和 Ν个邻小区用户的信道冲激响应。

总体说来，第一步到第三步是为了估计各小区用户的信号径的时延位置，第四步进行多小区用户的联合的信道估计，消除了各小区用户之间的信道估计干扰。

信道估计方案二：

如图 2所示，为本发明所述的信道估计方案二的实施例示意图。方案二是方案一的简化，具体的说就是保留方案一的第一步到第三步，不做第四步。因为方案一的第四步需要做矩阵求逆，而且该矩阵不具有循环右移特性，无法用快速傅立叶变换来简化计算量，因此计算复杂度很高。不过去掉第四步也有缺点，那就是（2) 式计算出的信道估计中包含了其它小区信号带来的误差，而这是可以通过第四步消除的。

信道估计之后，就要对本小区和 N个邻小区的用户信号进行联合检测，系统方程可以表示为：

N

/=0

d₀

-[A A ^N ]

公式（4) 其中 4 i = 0 N是各个小区的系统矩阵，由各个小区的用户的扩频码、扰码和信道冲激响应构成。邻小区的扰码和用户的扩频码的获得要分两种情况：第一种情况，邻小区与本小区用同一个基站，这种情况下，邻小区的扰码和用户的扩频码不用通过 RNC (无线网络控制器）就可以确切知道的。第二种情况，邻小区与本小区有不同的基站，在这种情况下，可由 RNC利用信令交互来得到邻小区的扰码和用户的扩频码。

对（4) 的进行估计，可以用迫零块线性均衡估计（ZF-BLE)或最小均方误差块线性均衡估计（MMSE-BLE) ，如下；

迫零块线性均衡估计： ^ucomp ~ ^ad 公式 (5)

最小均方误差块线性均衡估计：

公式 (6)

其中是干扰噪声的自相关矩阵，是信号 "'Ρ的自相关矩阵。如果要解的邻小区用户信号较多，导致矩阵 ^ 的列秩大于行秩，使得方程（4) 无穷解，则可以采取下面的措施来得到唯一解：

可以增加接收天线的个数来增加行秩；

或者可以减少要解的邻小区用户信号数，来减小列秩。这样做会增加 ^d， ( ( 5 ) 或（6) ) 中误差。

或者加约束条件来求得唯一解。例如约束条件可以是使得各个用户信号 ^d 距离调制星座图的星座点的距离的均方误差最小。

如果利用信道估计方案一，则本发明的整体方案的步骤如图 3所示，为本发明的整体技术方案的第一实施例框图。

步骤 301 : 接收到码片级采样信号。

步骤 302、 303：对本小区和 N个邻小区分别做初步的信道估计，如式（2) 所示方法。

步骤 304: 对本小区的初步的信道估计做信道后处理。也就是说，将的 128个抽头 ^Χ ·'·，¹²⁸的功率与一个门限进行比较，低于门限的抽头认为是噪声，其质置为零，高于门限的抽头认为是信号，其值保留，由此得到信号抽头的位置为 ^^Λ°，"·，^。

步骤 305 : 对 Ν个邻小区的信道估计，^Z' = U进行做信道后处理。也就是说，将 = 1，···，^的 128个抽头 ^ Χ···，¹²⁸的功率与一个门限进行比较，低于门限的抽头认为是噪声，其质置为零，高于门限的抽头认为是信号，其值保留。由此得到信号抽头的位置为 ^^"·' '^Ζ' ^{= 1}，…，步骤 306: 将矩阵^ '的以下列 {«"'，％^' ^{= ()}-，^，合并在一起，构成矩阵。"

步骤 307:进行本小区和邻小区的联合信道估计，求出^^，如式（3 )。步骤 308: 产生本小区和邻小区的扰码、扩频码。

步骤 309: 利用和各小区的扰码、以及各个小区用户的扩频码，合成矩阵^^，如式（4) 。

步骤 310: 对各个小区的用户信号做联合检测，得到各小区用户的符号 p 如式（5) 或（6) 。

如果利用信道估计方案二，则整体方案的步骤如图 4所示，为本发明的第二实施例框图。

步骤 401 : 接收到码片级采样信号。

步骤 402、 403：对本小区和 N个邻小区分别做初步的信道估计，如式 (2) 。

步骤 404: 对本小区的初步的信道估计做信道后处理。也就是说，将的 128个抽头 ^^，^¹，…，¹²⁸的功率与一个门限进行比较，低于门限的抽头认为是噪声，其质置为零，高于门限的抽头认为是信号，其值保留。由此得到信号抽头的位置为 °^Λ°，'··， }。

步骤 405：对 Ν个邻小区的信道估计， = 1，…，进行做信道后处理。也就是说，将，^ 的 128个抽头 ( Χ···，¹²⁸的功率与一个门限进行比较，低于门限的抽头认为是噪声，其质置为零，高于门限的抽头认为是信号，其值保留。由此得到信号抽头的位置为 ^^，…' ' ^{= 1}，…，步骤 406: 产生本小区和邻小区的扰码、扩频码。

步骤 407: 利用和各小区的扰码、以及各个小区用户的扩频码，合成矩阵^^，如式（4) 。

步骤 408: 对各个小区的用户信号做联合检测，得到各小区用户的符号，如式 5) 或 (6) 。

工业实用性

本发明提供的降低邻小区干扰影响的方法，将少数功率较大的邻小区用户信号作为可解出的信号，加入到联合检测中，从而消除这些较大功率的邻小区用户信号造成的干扰。 TD-SCDMA系统是个时分系统，不同用户分散在不同的时隙当中，一个小区中同一时隙的用户数最多为 8个，邻小区同一时隙的较大功率的用户信号数（往往是处于本小区和邻小区边缘的用户）一般很小，因此一般来说，使用本发明的方法增加的计算量也不会太大。

本发明描述的方法不仅可以应用在基站，也可以应用在移动终端，尤其是处于小区边缘的移动终端。

Claims

权利要求书

1、一种邻小区用户信号干扰抑制方法，

其特征在于，包括如下步骤- 对本小区用户信号和邻小区用户信号做信道估计，估计出本小区用户与邻小区用户的信道冲激响应；

根据所述各小区的信道冲激响应，对各小区的用户信号进行联合检测，得到各小区用户的符号。 2、如权利要求 1所述的方法，

其特征在于，所述的信道估计步骤，包括如下步骤：

根据接收到码片级采样信号，对本小区与邻小区分别做初步的信道估计；

对本小区与邻小区初步的信道估计分别做信道后处理，以估计所述各小区用户的信号径的时延位置。
3、如权利要求 2所述的方法，其特征在于，更包括如下步骤：联合估计所述各小区的信道冲激响应，以消除各小区用户之间的信道估计干扰。
4、如权利要求 3所述的方法，

其特征在于，所述的联合估计步骤，更包括如下步骤：

根据所述各小区用户的信号径时延位置，构成矩阵；

根据矩阵 M_comp进行所述各小区的联合估计。
5、如权利要求 1所述的方法，

其特征在于，所述的联合检测步骤，包括如下步骤：确定本小区和邻小区的扰码与扩频码；

根据所述各小区的信道冲激响应以及扰码与扩频码，合成矩阵 4 根据所述矩阵 A_c 对各个小区的用户信号做联合检测，得到各小区用户的符号^ comp
6、如权利要求 2所述的方法，

其特征在于，所述的初步的信道估计步骤，使用的方法为：

其中， h_t,i = 0,..., N ·'

M。表示本小区的训练序列矩阵， M,., = 1,...,N表示希望消除干扰的 N 个邻小区的训练序列矩阵，表示各种干扰和噪声，是本小区用户的信道冲激响应， ¾,i = l, ...,N是 N个邻小区用户的信道冲激响应。
7、如权利要求 6所述的方法，

其特征在于，所述的对本小区与邻小区初步的信道估计分别做信道后处理步骤，其中，对本小区的信道后处理步骤包括：

将的 128个抽头 ( μ = 1, ...,128的功率与一个门限进行比较，低于门限的抽头认为是噪声，其质置为零，高于门限的抽头认为是信号，其值保留；

设经过信道后处理之后，信号抽头个数为 L^Q，则信号抽头的位置为

？ ^2？ ' " '？ }，

对邻小区的信道后处理步骤包括：

将 ,_Z'-1,...,N的 128个抽头 ¾ ( μ = 1,...,128的功率与一个门限进行比较，低于门限的抽头认为是噪声，其质置为零，高于门限的抽头认为是信号，其值保留；得出用户信号径的抽头位置 ^ …^^^,…, N ;

如果 I！ > 128 - L⁰，则取功率最大的 1²⁸-^°个抽头位置。

;=1
8、如权利要求 4所述的方法，

其特征在于，所述的联合估计步骤，使用的方法为：

h yM^H M V j M^H e ；，

其中 M_∞mp是一个合成矩阵，维数是 128X '，其构成方式为：取矩阵^的以下列^ ,..., }, = 0,..., 合并在一起，构成。^是合成信道冲激响应，维数是 i'xi，其中包含了本小区用户的信道冲激响应和 N个邻小区用户的信道冲激响应。
9、如权利要求 5所述的方法，

其特征在于，所述的联合检测步骤，其方程表示为:

;=1

d₀

[ "■ w]

： A_compd_comp + n_d

其中 4, = o,...,N是各个小区的系统矩阵，由各个小区的用户的扩频码、扰码和信道冲激响应构成；

对 ^进行估计，可以用迫零块线性均衡估计或最小均方误差块线性均衡估计法，其中，

迫零块线性均衡估计：

- ( Δ^Η R-¹ A ¹ Λ^Η R~^le .，

最小均方误差块线性均衡估计：

其中 ^R"是干扰噪声的自相关矩阵，是信号 ^d。。^的自相关矩阵。
10、如权利要求 5所述的方法，

其特征在于，所述的确定本小区和邻小区的扰码与扩频码步骤，当邻小区与本小区有不同的基站时，无线网络控制器利用信令交互来得到所述扰码与扩频码。