CN103138856B - 一种检测干扰的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测干扰的方法及装置，包括：对载波信道进行信道估计，得到载波信道的冲击响应的抽头根据载波信道的冲击响应的抽头计算载波信道的自相关函数计算接收的基带符号的自相关函数计算干扰或者噪声的自相关函数 检测是否成立，如果则确定不存在干扰；如果则确定存在干扰本发明计算方法简单，干扰检测的漏警概率低，采用本发明所述方法，能够准确的检测干扰的存在，从而为数字基带均衡解调时是否采取干扰抑制或者干扰消除算法提供依据。

Description

一种检测干扰的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种检测干扰的方法及装置。

背景技术

在无线通信中，主要有两大情形，一种是在无线信道中加入高斯白噪声，另外一种是在无线信道中加入干扰。为了更加准确的对无线信号进行均衡解调，对这两中情形，通常会采取不同的处理方法，换句话说，对于干扰受限的情况，需要进行干扰抑制或者干扰消除。因此，在进行数字基带的均衡解调之前，确定当前接收机接收的无线信号是噪声受限还是干扰受限，就显得非常重要。

目前的检测技术或者是基于噪声和干扰的一阶统计特性来进行，或者是基于特定的频谱特性来进行，这些方法检测的准确度不是很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测干扰的方法及装置，能够准确地检测出无线信号是否存在干扰。

为解决上述技术问题，本发明的一种检测干扰的方法，包括：

对载波信道进行信道估计，得到载波信道的冲击响应的抽头

根据载波信道的冲击响应的抽头 计算载波信道的自相关函数

计算接收的基带符号的自相关函数

计算干扰或者噪声的自相关函数

检测 是否成立，如果 则确定不存在干扰；如果则确定存在干扰。

进一步地，所述根据载波信道的冲击响应的抽头 计算载波信道的自相关函数 包括：

按照 进行计算，得到载波信道的自相关函数 其中，L_H为信道冲激响应的弥散长度，τ＝0，…，L_H-1。

进一步地，所述计算接收的基带符号的自相关函数 包括：

按照 进行计算，得到接收的基带符号的自相关函数其中，L_B为一帧中基带符号的个数，τ＝0，…，L_H-1，y_k为接收的基带符号。

进一步地，所述检测 是否成立，包括：

计算接收的基带符号的功率 其中，L_B为一帧中基带符号的个数，y_k为接收的基带符号；

计算 根据C检测 是否成立。

进一步地，所述根据C检测 是否成立，包括：

如果C等于0，则确定 成立；

如果C不等于0，则判断C是否小于λ，如果C小于λ，则确定为噪声受限；如果C不小于λ，则确定为干扰受限。

进一步地，所述对载波信道进行信道估计，包括：

在存在多根接收天线时，对所述多根接收天线的信号合成为一路信号，对合并得到的一路信号进行信道估计。

进一步地，一种检测干扰的装置，包括：信道估计单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元和干扰确定单元，其中：

所述信道估计单元，用于对载波信道进行信道估计，得到载波信道的冲击响应的抽头

所述第一计算单元，用于根据载波信道的冲击响应的抽头 计算载波信道的自相关函数

所述第二计算单元，用于计算接收的基带符号的自相关函数

所述第三计算单元，用于计算干扰或者噪声的自相关函数 ${\widetilde{\mathrm{\ρ}}}_G\left(\mathrm{\τ}\right)={\widetilde{\mathrm{\ρ}}}_y\left(\mathrm{\τ}\right)-{\widetilde{\mathrm{\ρ}}}_H\left(\mathrm{\τ}\right);$

所述干扰确定单元，用于检测 是否成立，如果 则确定不存在干扰；如果 则确定存在干扰。

进一步地，所述第一计算单元，具体用于按照 进行计算，得到载波信道的自相关函数 其中，L_H为信道冲激响应的弥散长度，τ＝0，…，L_H-1。

进一步地，所述第二计算单元，具体用于按照 进行计算，得到接收的基带符号的自相关函数 其中，L_B为一帧中基带符号的个数，τ＝0，…，L_H-1，y_k为接收的基带符号。

进一步地，所述干扰确定单元，具体用于计算接收的基带符号的功率 其中，L_B为一帧中基带符号的个数，y_k为接收的基带符号；计算 根据C检测 是否成立。

综上所述，本发明计算方法简单，干扰检测的漏警概率低，采用本发明所述方法，能够准确的检测干扰的存在，从而为数字基带均衡解调时是否采取干扰抑制或者干扰消除算法提供依据。

附图说明

图1为本发明实施方式的检测干扰的方法的流程图；

图2为本发明实施方式的检测干扰的装置的架构图。

具体实施方式

无线通信系统中的信道不是理想信道，其中还存在各种随机起伏噪声，包括大气噪声、电子设备的基底噪声和脉冲噪声等，另外需要指出，由于频率复用以及其他原因，无线信道中还常常遭受到干扰，将这些独立的随机噪声用随机信号ε_k表示，ε_k服从正态分布，即ε_k～N(0，σ²)，因此，噪声受限的无线信道模型表示为：

$y_k=\underset{j=0}{\overset{L_H-1}{\mathrm{\Σ}}}{h}_j{u}_{k-j}+{\mathrm{\ϵ}}_k---\left(1\right)$

其中，y_k为接收的基带符号，h_j为无线信道的冲激响应的第j个抽头，u_k为发射符号，L_H为无线信道冲激响应的弥散长度。

干扰受限的信道模型表示为：

$y_k=\underset{j=0}{\overset{L_H-1}{\mathrm{\Σ}}}{h}_j{u}_{k-j}+\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{L_G^{\left(m\right)}-1}{\mathrm{\Σ}}}{g}_j^{\left(m\right)}{v}_{k-j}^{\left(m\right)}+{\mathrm{\ϵ}}_k---\left(2\right)$

其中，M表示干扰源的数目，L_H为无线信道冲激响应的弥散长度， 为第m个干扰源所经过的信道的冲激响应的弥散长度；u_k为发射符号， 是从干扰源发动的离散信号形式，h_j为无线信道冲激响应的第j个抽头， 是对应第m个干扰源的无线信道的第j个抽头。

在进行干扰抑制之前，首要解决的问题是对干扰信号的检测。如果通过干扰检测算法确定不存在干扰，则不需要进行干扰抑制或者干扰消除，如果确定存在干扰，则进行干扰抑制或者干扰消除。

本文基于接收信号的互相关性来确定是否存在干扰。本文给出两个相互对立的假设。

H₀：信道模型符合公式(1)。

H₁：信道模型符合公式(2)。

(y_k)的互相关函数ρ_y(τ)＝ρ_H(τ)+ρ_G(τ)+ρ_ε(τ)，由于ρ_ε(τ)＝δ_τ，0σ²，其中，δ_m，n为Delta函数。因此，当网络中不存在干扰，即H₀成立时，ρ_G(τ)＝ρ_y(τ)-ρ_H(τ)＝0，τ≠0，因此，本实施方式的检验方法就是检验ρ_G(τ)是否为0，来确定是否存在干扰。也就是说，如果ρ_G(τ)不为0，则存在干扰，如果为0，则不存在干扰。

本实施方式的检测干扰的方法，包括：

步骤一：对信号源所经过的无线信道(载波信道)进行信道估计，得到信号源所经过的信道的冲激响应的抽头

信号源所经过的信道的冲激响应的抽头 也可称为信道估计

本实施方式中不对信道估计的方法进行限制，本实施方式中可以采用任何已有的信道估计方法。

步骤二：根据 计算信号源所经过的无线信道的自相关函数 ${\widetilde{\mathrm{\ρ}}}_H\left(\mathrm{\τ}\right)=\underset{k=0}{\overset{L_H-\mathrm{\τ}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{h}}_k{\tilde{h}}_{k+\mathrm{\τ}}^{*},$ 其中τ＝0，…，L_H-1；

步骤三：计算接收的基带符号的自相关函数 其中，τ＝0，…，L_H-1；L_B为一帧中基带符号的个数；

步骤四：计算 检测 是否成立。

本实施方式中，检测 是否成立，可以通过计算接收的基带符号的功率 其中，L_B为一帧中基带符号的个数，利用统计量进行检测，C等于0时，则 成立；C不等于0时，则判断C是否小于λ，如果C小于λ，则确定为噪声受限；如果C不小于λ，则确定为干扰受限。这里做归一化的目的主要是为了分位点值的大小不受接收功率的影响。此处，λ的具体数值可以根据经验确定，本实施方式并不对的λ具体数据进行限定。

实际系统常常会有多根接收天线，为了更加准确的对干扰进行检测，可以利用分集合并的方法对各个天线的信号进行最大比合并、等增益合并、选择性合并等算法合成为一路信号，然后再对此信号进行检测，能够进一步克服信道衰落的影响，更加准确的检测干扰。

下面结合附图对本实施方式进一步的详细描述：

以GSM系统为例来做进一步的阐述，无线信道选用典型的TU50信道。

如图1所示，本实施方式的检测干扰的方法，包括：

步骤101：接收的基带信号为y_k，根据LS等信道估计准则计算载波信道(信号源所经过的无线信道)的信道估计 具体如下：

令y＝(y₆₁ y₆₂ … y₈₆)^T， $T=\left(\begin{array}{cccc}{t}_0& 0& \·\·\·& 0\\ t_1& t_0& \·\·\·& 0\\ \·& \·& & \\ \·& \·& \·\·\·& t_{19}\\ \·& \·& & \\ t_{25}& t_{24}& \·\·\·& t_{20}\end{array}\right),$ 根据 得到信道估计，将信道估计转换为 得到 其中T为由26位训练序列{t_i}，i＝0，…，25构成的矩阵。

步骤102：计算载波信道的自相关函数 其中τ＝0，…，L_H-1；

步骤103：计算接收的基带符号的自相关函数 其中τ＝0，…，L_H-1；L_B为一帧中基带符号的个数；

步骤104：计算接收的基带符号的功率

步骤105：计算干扰或者噪声的自相关函数

步骤106：对 进行归一化得到统计量C， 检测C＝0是否成立。

实际进行判断时，若C＜λ，则认为是噪声受限；否则，认为是干扰受限。

如图2所示，本实施方式的检测干扰的装置，包括：信道估计单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元和干扰确定单元，其中：

信道估计单元，用于对载波信道进行信道估计，得到载波信道的冲击响应的抽头

第一计算单元，用于根据载波信道的冲击响应的抽头 计算载波信道的自相关函数

第二计算单元，用于计算接收的基带符号的自相关函数

第三计算单元，用于计算干扰或者噪声的自相关函数 ${\widetilde{\mathrm{\ρ}}}_G\left(\mathrm{\τ}\right)={\widetilde{\mathrm{\ρ}}}_y\left(\mathrm{\τ}\right)-{\widetilde{\mathrm{\ρ}}}_H\left(\mathrm{\τ}\right);$

干扰确定单元，用于检测 是否成立，如果 则确定不存在干扰；如果 则确定存在干扰。

第一计算单元，具体用于按照 进行计算，得到载波信道的自相关函数 其中，L_H为信道冲激响应的弥散长度，τ＝0，…，L_H-1。

第二计算单元，具体用于按照 进行计算，得到接收的基带符号的自相关函数 其中，L_B为一帧中基带符号的个数，τ＝0，…，L_H-1，y_k为接收的基带符号。

干扰确定单元，具体用于计算接收的基带符号的功率 其中，L_B为一帧中基带符号的个数，y_k为接收的基带符号；计算 根据C检测 是否成立。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种检测干扰的方法，其特征在于，包括：

对载波信道进行信道估计，得到载波信道的冲击响应的抽头

根据载波信道的冲击响应的抽头计算载波信道的自相关函数

计算接收的基带符号的自相关函数

计算干扰或者噪声的自相关函数

检测是否成立，如果则确定不存在干扰；如果则确定存在干扰；

所述检测是否成立，包括：

计算接收的基带符号的功率 其中，L_B为一帧中基带符号的个数，y_k为接收的基带符号；

计算根据C检测是否成立。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据载波信道的冲击响应的抽头计算载波信道的自相关函数包括：

按照进行计算，得到载波信道的自相关函数其中，L_H为信道冲激响应的弥散长度，τ＝0,…,L_H-1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算接收的基带符号的自相关函数包括：

按照进行计算，得到接收的基带符号的自相关函数其中，L_B为一帧中基带符号的个数，L_H为信道冲激响应的弥散长度，τ＝0,…,L_H-1，y_k为接收的基带符号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据C检测是否成立，包括：

如果C等于0，则确定成立；

如果C不等于0，则判断C是否小于λ，如果C小于λ，则确定为噪声受限；如果C不小于λ，则确定为干扰受限。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对载波信道进行信道估计，包括：

在存在多根接收天线时，对所述多根接收天线的信号合成为一路信号，对合并得到的一路信号进行信道估计。

6.一种检测干扰的装置，其特征在于，包括：信道估计单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元和干扰确定单元，其中：

所述信道估计单元，用于对载波信道进行信道估计，得到载波信道的冲击响应的抽头

所述第一计算单元，用于根据载波信道的冲击响应的抽头计算载波信道的自相关函数

所述第二计算单元，用于计算接收的基带符号的自相关函数

所述第三计算单元，用于计算干扰或者噪声的自相关函数

所述干扰确定单元，用于检测是否成立，如果则确定不存在干扰；如果则确定存在干扰；

所述干扰确定单元，具体用于计算接收的基带符号的功率 其中，L_B为一帧中基带符号的个数，y_k为接收的基带符号；计算根据C检测是否成立。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述第一计算单元，具体用于按照进行计算，得到载波信道的自相关函数其中，L_H为信道冲激响应的弥散长度，τ＝0,…,L_H-1。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述第二计算单元，具体用于按照进行计算，得到接收的基带符号的自相关函数其中，L_B为一帧中基带符号的个数，L_H为信道冲激响应的弥散长度，τ＝0,…,L_H-1，y_k为接收的基带符号。