CN101711049A - 一种基于干扰消除的选径方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于干扰消除的选径方法和装置，应用于通信技术领域，该方法包括：通过训练序列TSC和对应的接收信号得到初始信道估计值；使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值，并对参考信道估计值进行弱径删除运算，得到选径后的信道估计值。应用本发明实施例提供的方法和装置增加了对干扰消除后的删除弱径操作，完成了干扰消除过程引入的或者干扰抵消残余的噪声与干扰。

Description

一种基于干扰消除的选径方法和装置

技术领域

本发明涉及本发明涉及一种GSM/EDGE(Global System for MobileCommunications/Enhanced Data Rate for GSM Evolution)接收机中的干扰消除的方法，尤其涉及在整个GSM/EDGE接收机上如何对信道估计参数进行选径的一种基于干扰消除的选径方法和装置。

背景技术

在新一代移动通信系统的研究中，由于EDGE(Enhanced Data Rate for GSMEvolution)方式有数据传输速率高、系统吞吐量大、升级成本低等优点，从而得到了广泛的应用。其中接收机的设计是关键的一环，而信道估计的准确性又是接收机设计领域的重点。通常情况下，分两种方式初步确定信道估计值：(1)基于迫零准则做矩阵计算的方式；(2)基于滑动相关原理的方式，这两种方式各有优劣。不管采用哪种信道估计方法，均会由于噪声或者干扰带来虚假路径，业界采用一种弱径删除的办法来消除部分虚假径的引入。关于弱径删除的常用办法可以归纳成为如下几种：(1)固定门限方法，即以最高能量径为基准，设定一个固定门限，小于这个门限的就当成噪声删除；(2)自适应门限方法，即以噪声方差为基准，小于噪声方差K倍的径当成噪声删除。由于噪声方差是变化的，因此叫自适应，另外，K值也是可以在一定范围内变化的。

目前，由于小区范围越来越小，同频和邻频干扰也跟随越来越严重，因此需要采用一定的干扰抵消技术、例如IRC(干扰抵消合并，Interference RejectionCombining)、MIC(单干扰消除，Mono Interference Cancel)、STIRC(空时干扰抵消合并，space-time Interference Rejection Combining)等等。任何一种干扰抵消技术在抵消干扰的同时，都会残留一定的干扰。因此之前经过信道估计得到的信道冲击响应h和信号x，经过干扰抵消模块之后，信道冲击响应h1会存在一定的残余噪声或者干扰，使得最后输出的信道参数不够准确。

发明内容

本发明提供一种基于干扰消除选径方法和装置，本发明方法和装置将干扰消除过程引入的或者干扰抵消残余的噪声进行删除，提高GSM/EDGE接收机的性能。

一种基于干扰消除的选径方法，包括：

通过训练序列TSC和对应的接收信号得到初始信道估计值；

使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值；

对参考信道估计值进行弱径删除运算，得到选径后的最终信道估计值。

使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值，包括：

使用初始信道估计值、训练序列TSC与所述接收信号获得噪声方差矩阵，由该噪声方差矩阵得到干扰消除矩阵W；

将初始信道估计值与干扰消除矩阵W做干扰消除运算，得到参考信道估计值。

所述得到初始信道估计值之后，进一步包括：

对得到的初始信道估计值进行第一次弱径删除运算，得到弱径删除后的初始信道估计值。

进一步，所述第一次弱径删除运算包括：

根据所述初始信道估计值确定各路径的最大幅度值M，将M/N作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到删径后的初始信道估计值。

对参考信道估计值进行弱径删除运算包括：

根据所述参考信道估计值确定各路径的最大幅度值F，将F/T作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到删径后的参考信道估计值，其中，M、N、F和T都是正数，并且T小于N。

一种基于干扰消除的选径装置，包括：

第一信道估计模块，用于通过训练序列TSC和对应的接收信号得到初始信道估计值；

干扰消除模块，用于使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值；

弱径删除运算模块，用于对参考信道估计值进行弱径删除运算，得到选径后的最终信道估计值。

弱径删除运算模块还用于对得到的初始信道估计值进行弱径删除运算。

其中，所述干扰消除模块包括：

干扰消除矩阵生成单元，用于使用初始信道估计值、训练序列TSC与所述接收信号获得噪声方差矩阵，由该噪声方差矩阵得到干扰消除矩阵W；

干扰消除运算单元，用于将初始信道估计值与干扰消除矩阵W做干扰消除运算，得到参考信道估计值。

所述弱径删除运算模块包括：

第一用弱径删除运算单元，用于根据所述初始信道估计值确定各路径的最大幅度值M，将M/N作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到第一次删径后的初始信道估计值；

第二弱径删除运算单元，用于根据所述参考信道估计值确定各路径的最大幅度值F，将F/T作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到选径后的最终信道估计值，其中，M、N、F和T都是正数，并且T小于N。

应用本发明实施例提供的方法和装置，在干扰消除后进行一次弱径删除，实现了删除干扰消除过程引入的或者干扰抵消残余的噪声。

附图说明

图1为本发明实施例一种基于干扰消除选径的方法的流程图；

图2为本发明实施例一种基于干扰消除选径的方法在具体应用环境中的流程图；

图3为本发明实施例一种基于干扰消除选径的装置的结构图；

图4为本发明实施例干扰消除模块的结构图；

图5为本发明实施例弱径删除运算模块的结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种基于干扰消除的选径方法，该方法包括：通过训练序列TSC与接收信号作用，得到初始信道估计值；使用初始信道估计值、训练序列TSC和接收信号进行干扰消除运算，得到参考信道估计值，并对参考信道估计值进行弱径删除运算。

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例一种基于干扰消除选径方法，具体步骤包括：

步骤101，通过训练序列TSC与对应的接收信号作用，得到初始信道估计值；

本发明实施例中，进行信道估计的方法可以有多种，下面采用LS方法进行信道估计：

$\hat{H}={\left(M^{H}M\right)}^{-1}{M}^{H}Y$

其中M为训练序列构造的toeplitz矩阵，Y为训练序列在接受信号所对应数据部分。

步骤102，对得到的初始信道估计值进行第一次弱径删除运算。

对于干扰受限的场景下可以不进行该步骤，保留该信道估计值在弱径上的信号，从而使后面求噪声方差时更加准确；

另外，对信道冲击响应(即信道估计值)进行首次删径处理，此次操作的门限Thre1可适当放宽，可以相对最强径小[10dB～15dB]范围的弱径进行删除。

其中，进行弱径删除运算的方法具体包括：

根据所述信道估计值确定各路径的最大幅度值M，将M/N作为弱径删除的门限值，将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到第一次删径后的信道估计值；

步骤103，使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值，并对参考信道估计值进行弱径删除运算，得到选径后的信道估计值。

对参考信道估计值进行弱径删除运算包括：

根据所述参考信道估计值确定各路径的最大幅度值F，将F/T作为第二次弱径删除的门限值，将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到删径后的信道估计值，其中，M、N、F和T都是正数，并且T小于N。

其中，步骤103是使用接收信号与步骤101得到的信道估计值作噪声方差，然后由噪声方差得到干扰消除矩阵W，接着将若干路径的信道估计值、接收信号与干扰消除矩阵W做干扰消除运算，得到一组新的信道参数和接收信号(即参考信道估计值)，具体的实现方式可以是：

其中，当本发明实施例中选用TSC算法进行干扰消除时，所述步骤103具体包括：

估计出来的信道冲击响应(即参考信道估计值)，获得恢复出来的训练序列TSC所对应的信号Y_Re，通过这个恢复信号Y_Re与原始信号之差可以求噪声，其中该恢复信号Y_Re具体的求解公式为：

$Y\_\mathrm{Re}=\mathrm{TSC}\⊗\hat{H}$

通过TSC所对应的接收信号Y与恢复出来的信号Y_Re，可以获得噪声Noise：

Noise＝Y-Y_Re

由噪声Noise，可以进一步获得噪声方差矩阵Rn：

Rn＝Noise*Noise.′

对获得的方差矩阵Rn进行cholesky分解，得到一个上三角矩阵，然后对这个上三角矩阵进行转置运算，求逆得到干扰消除矩阵W，最后将初始估计出来的信道冲击响应经过干扰消除矩阵W，即可获得新的信道冲击响应h1。

本发明对进行干扰消除的GSM/EDGE接收机进一步提升其性能，该方法是在对信号和信道参数进行干扰消除后再一次进行选径操作；与原先的方式相比，该方法能够提高干扰消除后信道参数的精确度，从而进一步提高系统的性能。

如图2所示，根据具体的应用环境对本发明所提供的方法，做进一步的说明：

步骤201，利用训练序列TSC的后21个符号得到对应的toeplitz矩阵M，然后算出M的伪逆(M^HM)^-1M^H，利用这个伪逆与训练序列对应位置的接收信号做矩阵乘法得到信道估计值；

步骤202，对于信道估计值进行首次删径处理，即先确定最大径(即各路径中幅度值最大的一条路径)的幅度值，根据该最大径的幅度值设置门限值，并将每一个径的幅度值与所述门限值进行比较，如果小于所述门限值则将该路径设的信道估计值设置为0，这样得到第一次删径后的信道估计值。

其中，所述门限值一般可设置为比最大幅度值小10～15dB。

此次操作的门限可适当放宽，对于干扰受限的场景下甚至可以不用删径，保留其在弱径上的干扰，从而使后面求噪声方差时更加准确。

步骤203，利用训练序列TSC与求得的信道估计值做卷积，然后用TSC对应位置的接收信号与TSC恢复的信号相减得到噪声方差，接着由噪声方差求cholesky分解，得到一个上三角矩阵，然后对这个上三角矩阵转置求逆得到干扰消除矩阵，然后将这个矩阵对信道估计值、接收信号做矩阵左乘运算得到干扰消除后的信道参数和接收信号。

除了可以上述方式(即IRC，Interference Reject Combining)进行干扰抵消算法外，还可应用其他的干扰抵消方式，例如STIRC：Space-Time InterferenceReject Combining，MIC：Mono-Interference Cancel等方法来获得干扰矩阵W，可以应用到本分发明实施例中实现干扰消除的方式有多种此处不再一一例举。

步骤204，对上一步得到的新信道参数进行弱径删除运算，具体的做法与第一次时相同，此时门限可以设置较为严格，保证能最大限度上删除干扰/噪声。

步骤205，经过第二次选径后的信道参数和信号经过匹配滤波、白化滤波器后进入均衡解调模块。

如图3所示，本发明实施例还提供一种基于干扰消除选径装置，该装置包括第一信道估计模块301、干扰消除模块302、第二信道估计模块303和弱径删除运算模块304：

第一信道估计模块301，用于通过训练序列TSC和对应的接收信号得到初始信道估计值；

干扰消除模块302，用于使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值；

弱径删除运算模块303，用于对参考信道估计值进行弱径删除运算，得到选径后的最终信道估计值。

其中，弱径删除运算模块303还用于对得到的初始信道估计值进行弱径删除运算。

如图4所示，所述干扰消除模块302还包括干扰消除矩阵生成单元401和干扰消除运算单元402：

干扰消除矩阵生成单元401，用于使用初始信道估计值、训练序列TSC与所述接收信号获得噪声方差矩阵，由该噪声方差矩阵得到干扰消除矩阵W；

干扰消除运算单元402，用于将初始信道估计值与干扰消除矩阵W做干扰消除运算，得到参考信道估计值。

如图5所示，所述弱径删除运算模块303还包括：

第一用弱径删除运算单元501，用于根据所述初始信道估计值确定各路径的最大幅度值M，将M/N作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到第一次删径后的初始信道估计值；

第二弱径删除运算单元502，用于根据所述参考信道估计值确定各路径的最大幅度值F，将F/T作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到选径后的最终信道估计值，其中，M、N、F和T都是正数，并且T小于N。

为了保证信号的完整性，放宽第一次弱径删除的门限值，所述第一用弱径删除运算单元501还用于将比初始信道估计值中最大幅度值小10dB～15dB的幅度值作为第一次弱径删除的门限值；

另外，为了很好的处理干扰消除过程引入的噪声，则需严格设置第二次删径处理的门限值，所以所述第二弱径删除运算单元502还用于将比参考信道估计值中最大幅度值小5dB～8dB的幅度值作为参考信道估计值进行弱径删除运算的门限值。

应用本发明实施例提供的方法和装置，该方法是在对信号和信道参数进行干扰消除后再一次进行选径操作；与原先的方式相比，它放宽了信道估计之后的弱径门限以便保证信号的完整性，同时增加了对干扰消除后的第二次删除弱径操作，很好的完成了干扰消除过程引入的或者干扰抵消残余的噪声。

本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其它的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于干扰消除的选径方法，其特征在于，包括：

通过训练序列TSC和对应的接收信号得到初始信道估计值；

使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值；

对参考信道估计值进行弱径删除运算，得到选径后的最终信道估计值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值，包括：

使用初始信道估计值、训练序列TSC与所述接收信号获得噪声方差矩阵，由该噪声方差矩阵得到干扰消除矩阵W；

将初始信道估计值与干扰消除矩阵W做干扰消除运算，得到参考信道估计值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对参考信道估计值进行弱径删除运算包括：

根据所述参考信道估计值确定各路径的最大幅度值F，将F/T作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到选径后的最终信道估计值，其中，F和T都是正数。

4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述得到初始信道估计值之后，进一步包括：

对得到的初始信道估计值进行第一次弱径删除运算，得到第一次弱径删除后的初始信道估计值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，第一次弱径删除运算包括：

根据所述初始信道估计值确定各路径的最大幅度值M，将M/N作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到弱径删径后的初始信道估计值，其中，M和N都是正数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对参考信道估计值进行弱径删除运算包括：

根据所述参考信道估计值确定各路径的最大幅度值F，将F/T作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到选径后的最终信道估计值，其中，F和T都是正数，并且T小于N。

7.一种基于干扰消除的选径装置，其特征在于，包括：

第一信道估计模块，用于通过训练序列TSC和对应的接收信号得到初始信道估计值；

干扰消除模块，用于使用所述接收信号和训练序列TSC对初始信道估计值进行干扰消除，得到参考信道估计值；

弱径删除运算模块，用于对参考信道估计值进行弱径删除运算，得到选径后的最终信道估计值。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，弱径删除运算模块还用于对得到的初始信道估计值进行弱径删除运算。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，干扰消除模块包括：

干扰消除矩阵生成单元，用于使用初始信道估计值、训练序列TSC与所述接收信号获得噪声方差矩阵，由该噪声方差矩阵得到干扰消除矩阵W；

干扰消除运算单元，用于将初始信道估计值与干扰消除矩阵W做干扰消除运算，得到参考信道估计值。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述弱径删除运算模块包括：

第一弱径删除运算单元，用于根据所述初始信道估计值确定各路径的最大幅度值M，将M/N作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到第一次删径后的初始信道估计值；

第二弱径删除运算单元，用于根据所述参考信道估计值确定各路径的最大幅度值F，将F/T作为弱径删除的门限值，并将每条路径的幅度值与所述门限值比较，删除小于所述门限值的路径，得到选径后的最终信道估计值，其中，M、N、F和T都是正数，并且T小于N。

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