CN104113358B - 一种适用于宏小区与家庭基站同频工作的干扰消除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种适用于宏小区与家庭基站同频工作的干扰消除方法。通过设计系统使得同频工作的宏小区基站和家庭基站在相同频段相同时隙时上下行工作模式相反；通过在各基站接收机处设置一个信号预处理单元，利用有线连接将干扰发射机信号传输到该信号预处理单元进行信号处理，使之与来自空中接口的干扰发射机信号相互抵消。本发明所述方法可有效地降低宏小区基站与家庭基站之间由于上下行不同步所带来的互干扰，同时这种系统结构设计使得各个基站不对对方的用户产生直接干扰，从而提升了通信系统的性能。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种适用于宏小区与家庭基站之间同频工作的干扰消除方法。
背景技术
在通信系统中，当相邻基站处于同一频段同时工作时，两者间的上下行不同步会导致在两基站间产生相互干扰，从而影响了通信系统的正常运行。为了消除这种基站之间的干扰，已有的方法有波束成型、干扰协调等。但这些方法不能够适用于所有通信情形，同时还可能牺牲通信系统的效率。
保证室内无线覆盖的效果一直是通信系统中的一个难题。尤其在建筑物密集的区域，简单的增大宏基站的发射功率并不能解决覆盖问题。为了解决这一问题,家庭基站应运而生。家庭基站是根据3G发展和移动宽带化趋势推出的超小型化移动基站。家庭基站由于改善了室内信号覆盖水平，可以明显提高用户的宽带和语音服务质量，同时，增加家庭基站相当于提升了基站数目，也提升了网络容量。虽然家庭基站可以保证室内无线覆盖质量，但同时会和同频工作的宏小区基站之间产生相互干扰。
本发明提出的方法，可有效降低宏小区与家庭基站之间由于上下行不同步所带来的干扰。与传统的干扰消除方法相比，适用范围广，对原有的通信系统结构无影响，不降低通信系统的效率。
发明内容
本发明的目的是对于同频工作的宏小区和家庭基站提供一种新的干扰消除方法，可以对干扰信号进行有效的消除。
本发明提供的技术方案如下：
一种适用于宏小区与家庭基站同频工作的干扰消除方法，其特征在于，通过设计系统使得同频工作的宏小区基站和家庭基站在相同频段相同时隙时上下行工作模式相反；通过在各基站接收机处设置一个信号预处理单元，利用有线连接将干扰发射机信号传输到该信号预处理单元进行信号处理，使之与来自空中接口的干扰发射机信号相互抵消；所述干扰来自于同频工作的宏小区基站与家庭基站。
所述的干扰消除方法，其特征在于，通过在基站之间加入独立有线连接实现干扰消除，所述的有线连接是独立光纤或电缆连接。
所述的干扰消除方法，其特征在于，针对时分双工系统，设计系统帧结构使得每一个时隙中宏小区基站与家庭基站工作在相反的上下行模式。
所述的干扰消除方法，其特征在于，针对频分双工系统，设计系统的上下行频段使得每个频段中宏小区基站与家庭基站工作在相反的上下行模式。
所述的干扰消除方法，其特征在于，所述信号预处理单元由两部分组成，分别是信道模拟器和加法器；信道模拟器利用信道估计方法估计基站之间的空口信道参数，通过参数的估计值和有线信道传送来的干扰发射机发送的信号恢复出接收机端收到的空口干扰信号，然后在随后的加法器中与接收信号相减，从而与空中接口接收到的干扰信号进行抵消。
所述的干扰消除方法，其特征在于，所述信号预处理单元设置在射频电路中。
所述的干扰消除方法，其特征在于，在数字基带上设置第二个信号预处理单元，在基带信号上进行进一步消除。
本发明所述方法可有效地降低宏小区基站与家庭基站之间由于上下行不同步所带来的互干扰，同时这种系统结构设计使得各个基站不对对方的用户产生直接干扰，从而提升了通信系统的性能。
附图说明
图1是本发明所述的TDD系统帧结构图。
图2是下行宏小区基站对上行家庭基站的干扰示意图
图3是下行家庭基站对上行宏小区基站的干扰示意图
图4是本发明所述的FDD系统频段分配示意图
图5是干扰消除模块的示意图
具体实施方式
下面分别针对TDD时分双工方式和FDD频分双工方式来具体说明本发明提出的一种适用于宏小区与家庭基站同频工作的干扰消除方法。
宏基站与家庭基站各自采用TDD方式工作于同一频段上时，一个系统帧结构示例如图1所示。一个帧包含若干个时隙（图中示例为7个），每个时隙可作为上行或下行时隙使用。通过有线网络使得宏基站与家庭基站的帧结构同步，即两者帧起始时刻相同。对于家庭基站与宏小区来说，每个时隙的上下行工作模式相反，即当宏小区处于下行模式时，家庭基站处于上行模式，这时宏小区的基站会对家庭基站产生巨大的干扰信号，如图2所示；同理，当家庭基站处于下行模式，宏小区处于上行模式时，家庭基站也会对宏小区基站产生干扰，如图3所示。这样设计系统帧结构的好处是，宏小区和家庭基站不会直接对对方的用户产生直接干扰而导致牺牲了系统性能，从而降低了用户体验。在上述两种情况中，宏小区基站以及家庭基站的天线增益和发射功率远大于上行移动用户，因此上行移动用户对下行用户的干扰可忽略不计。
宏基站与家庭基站各自采用FDD方式工作于同一频段上时，上下行频段分配如图4所示。宏小区基站的下行频段同时作为家庭基站的上行频段使用，宏小区基站的上行频段同时作为家庭基站的下行频段使用。对于家庭基站与宏小区来说，每个频段的上下行工作模式相反。即当宏小区处于下行模式时，家庭基站处于上行模式，这时宏小区的基站会对家庭基站产生巨大的干扰信号，如图2所示；同理，当家庭基站处于下行模式，宏小区处于上行模式时，家庭基站也会对宏小区基站产生干扰，如图3所示。这样分配频段的好处是，宏小区和家庭基站不会直接对对方的用户产生直接干扰而导致牺牲了系统性能，从而降低了用户体验。在上述两种情况中，宏小区基站以及家庭基站的天线增益和发射功率远大于上行移动用户，因此上行移动用户对下行用户的干扰可忽略不计。
为了消除上述两种双工情况下来自空中接口的干扰，我们利用有线连接（如光纤或电缆）将宏小区基站和家庭基站进行连接，建立一个独立的信号连接信道，将自己的发射信号送至对方基站。如图5所示。
在每个基站接收机前设置一个信号预处理单元。信号预处理单元由两部分组成，分别是信道模拟器和加法器。信道模拟器的作用是利用现有常用的信道估计方法（如MSE等）估计基站之间的空口信道参数，通过参数的估计值和有线信道传送来的干扰发射机发送的信号恢复出接收机端收到的空口干扰信号，然后在随后的加法器中与接收信号相减，从而与空中接口接收到的干扰信号进行抵消。
考虑到接收机的自动增益控制（AGC）性能以及模拟数字转换位数的限制，上述信号预处理单元应首先设置在射频电路中。如果消除不够完全，则在数字基带再设置一个相同工作原理的信号预处理单元，在基带信号上进行进一步消除。
实施例：
适用于宏小区与家庭基站同频工作的干扰消除方法的实施例如下所述。
一、选择具体系统，设计系统结构。
1．若系统为TDD系统，则其中一个示例系统的帧结构如图1所示。图中每个时隙宏小区和家庭基站间的上下行模式相反，每个帧分为7个时隙（现有通信系统经常采用7个时隙的结构，但是并不限于7个时隙），每个时隙既可用作上行又可用作下行。通过有线网络对宏小区和家庭基站进行帧同步。图1中所示宏小区基站4个时隙为下行，3个时隙为上行；与之相对应，家庭基站4个时隙为上行，3个时隙为下行。
2．若系统为FDD系统，则其中一个示例系统的上下行频段分配如图4所示。图中每个频段上宏小区和家庭基站的上下行模式相反。宏小区的下行频段，同时为家庭基站的上行频段；宏小区的上行频段，同时为家庭基站的下行频段，
二、宏小区基站和家庭基站内之间用独立有线信道进行连接。并在各自的接收机处设置一个信号预处理单元，一个示例信号预处理单元结构如图5所示。
三、当宏小区工作在下行模式时，如图2，宏小区基站通过有线信道将发射信号传送至家庭基站处，家庭基站通过信号预处理单元进行信道估计，利用现有常用的信道估计方法（如MSE等）估计出空口信道参数，然后利用宏小区基站传送过来的信号与估计出的信道参数恢复出干扰信号，与空口接收到的干扰信号进行对消，然后将干扰消除后的信号送入家庭基站的接收机。
四、当家庭基站工作在下行模式时，如图3，家庭基站通过有线信道将发射信号传送至宏小区基站处，宏小区基站通过信号预处理单元进行信道估计，利用现有常用的信道估计方法（如MSE等）估计出空口信道参数，然后利用家庭基站传送过来的信号与估计出的信道参数恢复出干扰信号，与空口接收到的干扰信号进行对消，然后将干扰消除后的信号送入宏小区基站的接收机。
Claims (5)
1.一种适用于宏小区与家庭基站同频工作的干扰消除方法，其特征在于，通过设计系统使得同频工作的宏小区基站和家庭基站在相同频段相同时隙时上下行工作模式相反；通过在各基站接收机处设置一个信号预处理单元，利用有线连接将干扰发射机信号传输到该信号预处理单元进行信号处理，使之与来自空中接口的干扰发射机信号相互抵消，针对时分双工系统，设计系统帧结构使得每一个时隙中宏小区基站与家庭基站工作在相反的上下行模式；针对频分双工系统，设计系统的上下行频段使得每个频段中宏小区基站与家庭基站工作在相反的上下行模式。
2.如权利要求1所述的干扰消除方法，其特征在于，通过在基站之间加入独立有线连接实现干扰消除，所述的有线连接是独立光纤或电缆连接。
3.如权利要求1所述的干扰消除方法，其特征在于，所述信号预处理单元由两部分组成，分别是信道模拟器和加法器；信道模拟器利用信道估计方法估计基站之间的空口信道参数，通过参数的估计值和有线信道传送来的干扰发射机发送的信号恢复出接收机端收到的空口干扰信号，然后在随后的加法器中与接收信号相减，从而与空中接口接收到的干扰信号进行抵消。
4.如权利要求1所述的干扰消除方法，其特征在于，所述信号预处理单元设置在射频电路中。
5.如权利要求1所述的干扰消除方法，其特征在于，在数字基带上设置第二个信号预处理单元，在基带信号上进行进一步消除。
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