CN104253775B - 一种抗同频干扰的系统以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗同频干扰的系统以及方法,其属于TD‑SCDMA同频干扰技术领域;系统包括信号处理模块根据信道估计模块产生的信道估计结果判断是否需要对输入的信号以预置的重构方法进行重构;信号处理模块输出经信号处理模块重构的信号至一减法器;减法器使联合检测模块的数据信号输入端连接的数据信号线路中传递的数据信号减去重构的信号后输出至联合检测模块。方法包括:信号处理模块判断是否需要对信号输入端输入的信号进行重构;信号处理模块输出经过重构的信号;减法器使联合检测模块连接的数据信号线路中传递的数据信号减去重构的信号后输出至联合检测模块。上述技术方案的有益效果是:有效提高联合检测的增益,提升对于同频信号的抗干扰性能。
Description
技术领域
本发明涉及TD-SCDMA技术领域,尤其涉及一种抗同频干扰的系统以及方法。
背景技术
目前,在TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess,时分-同步码分多址)中,会产生一定的同频干扰现象。所谓同频干扰现象,是指无用信号的载频与有用信号的载频相同,从而造成对接收同频有用信号的接收机的干扰。在CDMA网络中,同频干扰是一个比较关键的问题,对提升CDMA系统的容量及其他关键指标有重要意义。在TD-SCDMA系统中,由于是时分系统,而且采用的扩频码较短,扩频增益较小,所以同频干扰危害更大。TD-SCDMA网络中,同频干扰对业务的主要影响在于网络信号良好时用户接入失败率或掉话率较高,从而可能影响网络容量,因此会导致有信号时却打不了电话,信号显示良好时却接不到电话,以及通话时掉话率严重等问题。
现有技术中解决同频干扰的方法包括采用联合检测技术(Joint Detection,JD)消除同频邻区的干扰。联合检测技术是指充分利用MAI(Multiple Access Interference,多址干扰),一步之内将所有用户的信号都分离开来的一种信号分离技术。联合检测技术主要采用对联合矩阵求逆的方法进行。传统的包括联合检测功能的接收机的结构如图1所示,采用一个低噪声放大器1(LNA,Low Noise Amplifier)作为接收机终端的前置放大器,前置放大器输出的放大信号经过一个I/O解调单元2的解调,被输入至一个放大滤波器3或者低通滤波器3进行滤波;上述滤波器3的输出端连接至一个模数转换器4(ADC,Analog-to-Digital Converter)的输入端,经过滤波后的模拟信号转经过上述模数转换器的数字采样后被转换成数字信号;模数转换器的输出端连接至一个数字滤波器5,该数字滤波器是FIR滤波器5(Finite Impulse Response,有限脉冲响应);经过转换后的数字信号经上述FIR滤波器的滤波后被输出;经过FIR滤波器输出的数据中,训练序列(Midamble码)被送入训练序列生成模块6中,数据部分通过一个数据信号线路7送入联合检测模块8的数据信号输入端9;随后信道估计模块10根据上述训练序列生成模块6中的训练序列进行信道估计并输出结果至联合检测模块8的控制信号输入端11,联合检测模块8根据数据和信道估计结果进行联合检测,并发送至后续的软解调模块12进行解调和软判决操作,之后发送至后续处理模块13进行后续处理。
但是对于现有技术来说,传统的联合检测技术无法准确检测到同频干扰,会造成使用者通信质量的下降。
中国专利(CN102195671A)公开了一种同频多小区联合检测方法及检测系统。其中同频多小区联合检测方法包括:根据不同频点或时隙承载的业务使用的扩频因子的大小选择以RNC通知基站的基带单元或基带单元自动检测的方式获取同频邻小区用户信息。上述技术方案主要用于对同频的多个小区进行联合检测,当用于检测的联合矩阵为非正交时,联合检测的增益容易下降。
中国专利(CN102984100A)公开了一种多小区迫零型干扰抑制方法。本发明的多小区迫零型干扰抑制方法通过将现有技术中的奇异值分解方法和矩阵的正交投影变换结合起来,从而得到各个基站与其目标用户间的最优预编码矩阵,抑制多用户通信系统中的干扰。上述技术方案并未涉及提升联合检测技术增益的相关技术方案,当用于检测的联合矩阵为非正交时,上述技术方案仍然存在无法准确检测同频干扰的问题。
发明内容
根据现有技术中存在的联合检测技术无法准确检测到同频干扰的技术问题,现提供一种抗同频干扰的系统以及方法的技术方案,具体包括:
一种抗同频干扰的系统,适用于采用TD-SCDMA通信制式的接收机中,所述接收机中设置有联合检测模块及信道估计模块;
其中,一信号处理模块根据所述信道估计模块产生的信道估计结果以及预置的判断方法判断是否需要对输入的信号以预置的重构方法进行重构;所述信号处理模块输出经所述信号处理模块以所述预置的重构方法重构的信号至一减法器;
所述减法器使所述联合检测模块的数据信号输入端连接的数据信号线路中传递的数据信号减去所述重构的信号后输出至所述联合检测模块。
优选的,该抗同频干扰的系统,其中,所述信号处理模块包括用于根据输入的信道估计结果以及所述预置的判断方法判断是否需要对输入的信号进行重构的条件判断单元,所述条件判断单元根据输入的信道估计结果以及所述预置的判断方法判断是否需要对输入的信号进行重构并根据是否需要重构输出相应的控制指令。
优选的,该抗同频干扰的系统,其中,所述信号处理模块包括根据所述条件判断单元输出的控制指令以及输入的信道估计结果以所述预置的重构方法对输入的信号进行重构的信号重构单元,所述信号重构单元根据所述条件判断单元输出的控制指令以及输入的信道估计结果以所述预置的重构方法对输入的信号进行重构并输出经过重构的信号。
优选的,该抗同频干扰的系统,其中,所述信号重构单元包括硬判决部件,所述硬判决部件根据所述预置的重构方法中的第一选择条件于输入的信号中选择一组信号进行硬判决。
优选的,该抗同频干扰的系统,其中,所述信号重构单元包括调制部件,所述调制部件将所述硬判决部件输出的经过硬判决的信号以所述预置的重构方法中的调制处理方法进行调制处理。
优选的,该抗同频干扰的系统,其中,所述信号重构单元包括卷积计算部件,所述卷积计算部件将所述调制部件输出的经过调制处理的信号以及根据所述预置的重构方法中的第二选择条件于输入的信道估计结果中选择的一组结果进行卷积计算,并输出卷积计算结果。
优选的,该抗同频干扰的系统,其中,所述信号处理模块包括条件输入端,所述条件输入端与所述信道估计模块连接用以接收信道估计结果。
优选的,该抗同频干扰的系统,其中,所述信号处理模块包括信号输入端,所述信号输入端与一软解调模块连接,所述软解调模块连接于所述联合检测模块的输出端,用于对所述联合检测模块输出的联合检测结果进行软解调。
优选的,该抗同频干扰的系统,其中,所述信号处理模块包括信号输出端,所述信号输出端通过所述减法器连接所述联合检测模块的数据信号输入端连接的数据信号线路。
一种抗同频干扰的方法,其中,设置有一信号处理模块,所述抗同频干扰的方法包括:
步骤1,所述信号处理模块根据信道估计结果以及预置的判断方法判断是否需要对信号以预置的重构方法进行重构;
步骤2,所述信号处理模块输出经所述信号处理模块以所述预置的重构方法重构的信号至一减法器;
步骤3,所述减法器使联合检测模块的数据信号输入端连接的数据信号线路中传递的数据信号减去所述信号处理模块以所述预置的重构方法重构的信号后输出至所述联合检测模块。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,所述信号处理模块中包括用于根据信道估计结果以及所述预置的判断方法判断是否需要对输入的信号进行重构的条件判断单元;
所述步骤1中,所述预置的判断方法包括:
步骤11,所述条件判断单元获得对应于不同小区内的不同窗口的信道估计结果;
步骤12,所述条件判断单元根据所述信道估计结果确定对应不同小区内的多个激活窗;
步骤13,所述条件判断单元提取本小区内对应多个所述激活窗的多个窗功率,以及同频邻区内对应多个所述激活窗的多个窗功率,并按照所述预置的判断条件进行比较;
步骤14,所述条件判断单元根据比较的结果输出相应的控制指令;
所述本小区内对应的多个所述激活窗为第一激活窗;所述同频邻区内对应的多个所述激活窗为第二激活窗;所述第一激活窗对应具有第一窗功率;所述第二激活窗对应具有第二窗功率。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,
所述步骤13中,所述条件判断单元根据所述预置的判断条件进行比较的步骤具体包括:
步骤131,提取多个所述第一窗功率中的最小值以及多个所述第二窗功率中的最大值
步骤132,当所述最小值和所述最大值满足公式时,所述条件判断单元输出需要对输入的信号进行重构的控制指令;
其中a表示预设的倍数值。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,当所述最小值和所述最大值不满足公式时,所述条件判断单元输出不需要对输入的信号进行重构的控制指令。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,所述信号处理模块包括根据所述条件判断单元输出的相应的控制指令以及所述信道估计结果以所述预置的重构方法对输入的信号进行重构的信号重构单元;
所述步骤2中,所述信号处理模块根据所述预置的重构方法对输入的信号进行重构的步骤具体包括:
步骤21,所述信号重构单元根据所述第一选择条件提取对应所述同频邻区的软解调信号;
步骤22,所述信号重构单元对对应所述同频邻区的软解调信号进行硬判决处理,并得到相应的硬判决信号;
步骤23,所述信号重构单元对所述硬判决信号以预置的调制处理方法进行调制处理;
步骤24,所述信号重构单元对所述经过调制处理的信号和根据所述预置的重构方法中的第二选择条件于所述信道估计结果中选择的一组结果进行卷积计算,并得到卷积计算结果;所述卷积计算结果即为以所述预置的重构方法重构的信号。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,所述步骤21中,所述信号重构单元根据所述第一选择条件提取对应所述同频邻区的所述软解调信号的步骤具体包括:
步骤211,所述信号重构单元根据从信道估计结果中获取的训练序列确定对应的多个所述第一激活窗和多个所述第二激活窗;
步骤212,所述信号重构单元提取对应多个所述第一激活窗和多个所述第二激活窗的多个扰码和多个信道化码;
步骤213,所述信号重构单元根据所述扰码和所述信道化码,调取对应多个所述第二激活窗的所述软解调信号;
步骤214,所述信号重构单元对对应多个所述第二激活窗的所述软解调信号进行硬判决处理,并得到相应的硬判决信号。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,所述步骤23中,所述预置的调制处理方法包括:
步骤231,所述信号重构单元对所述硬判决信号进行调制;
步骤232,所述信号重构单元根据对应所述第二激活窗的所述扰码,对所述硬判决信号进行加扰;
步骤233,所述信号重构单元将经过调制和加扰的所述硬判决信号与对应所述第二激活窗的所述信道化码相乘,并得到经过调制处理的信号。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,所述步骤24中,所述信号重构单元对所述经过调制处理的信号和根据所述预置的重构方法中的第二选择条件于所述信道估计结果中选择的一组结果进行卷积计算的步骤包括:
步骤241,所述信号重构单元根据对应所述第二激活窗的扰码和信道化码,提取对应所述第二激活窗的所述信道估计结果;
步骤242,所述信号重构单元将对应所述第二激活窗的经过调制的信号与对应所述第二激活窗的所述信道估计结果进行卷积计算,并得到卷积计算结果。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,于一信道估计模块中获取所述信道估计结果。
优选的,该抗同频干扰的方法,其中,于一软解调模块中获取所述软解调信号。
一种接收机,其中,包括上述抗同频干扰的系统。
一种接收机,其中,采用上述抗同频干扰的方法。
上述技术方案的有益效果是:
1)可有效的检测并去除同频邻区的信号干扰,提高TD-SCDMA接收机的工作效率;
2)采用预置的判断条件判断同频信号是否会对本小区信号造成干扰,并以判断结果作为干扰重构程序的启动要件,可以根据实际需要选择判断条件,如以一个功率阈值为判断条件以剔除一部分由于功率太低无法对本小区信号造成同频干扰的同频信号,进而提高检测同频干扰的效率;
3)采用扰码、信道化码和训练序列对干扰信号进行重构;由于训练序列、扰码以及信道化码较易于从输入的信号中获取,且由此可以重构出同频邻区的干扰信号,进而在原始的数据信号中剔除干扰信号,使得后续的联合检测技术所得到的结果更准确,提升了联检的增益;
4)可利用现有的硬件结构实现,对现有设备改动较小。
附图说明
图1是现有技术中的接收机结构示意图;
图2是现有技术中单独时隙下的信号构成示意图;
图3是现有技术中构建混合联检矩阵的公式图;
图4是本发明的实施例中,一种抗同频干扰的系统结构图;
图5是本发明的实施例中,信号处理模块的具体结构示意图;
图6是本发明的实施例中,抗同频干扰方法的总流程示意图;
图7是本发明的实施例中,采用条件判断单元进行判断的流程示意图;
图8是本发明的实施例中,采用信号重构单元进行信号重构的流程示意图;
图9是本发明的实施例中,采用硬判决部件进行硬判决的流程示意图;
图10是本发明的实施例中,采用调制部件进行调制处理的流程示意图;
图11是本发明的实施例中,采用卷积计算部件进行卷积计算的流程示意图;
图12是本发明的实施例中,本发明的抗同频干扰方法和现有技术中的抗同频干扰方法的效果对比图表。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
在TD-SCDMA通信制式下,由于多个基站之间相邻,相邻基站之间会存在覆盖的服务小区相邻的情况。而当相邻的服务小区的频率相同时,有可能会产生同频干扰。所谓的同频干扰,即指本小区的有用信号与邻区的无用信号的载频相同,从而导致接收机接收到包括了有用信号和无用信号的混合信号。此时混杂在混合信号中的无用信号就成为一种噪声信号,对接收机接收有用信号造成一定的干扰。
在TD-SCDMA通信制式下,每个信号带有一个训练序列,该训练序列即为Midamble码。通常情况下,Midamble码(训练序列)位于时隙的中部,即每个时隙下的信号组成如图2所示,包括数据块、训练序列和保护间隔,训练序列夹在两个数据块之间。本发明的实施例中,在同一小区内,同一时隙内的不同用户所采用的Midamble码由一个Midamble基本码经循环偏移后而产生,该Midamble基本码的长度为128个码片。在对Midamble基本码进行循环偏移时,需要用到一个参数K(K=2,4,6,8,10,12,14,16)。例如,我们采用K=16进行Midamble码的构建。
当K=16时,可以将Midamble基本码循环偏移k*(128/K)个码片,同时将开头的128/K个码片复制到序列的结尾,从而构成了长度为128+128/K个码片的Midamble码。上述过程中,k=1,2,3,……K,128/K=128/16=8,因此将开头的8个码片复制到序列的结尾,以构成长度为128+128/16=136个码片的Midamble码。经过上述循环偏移过程可以得到需要的Midamble码。通常情况下,认为此时本小区内相应地包括16个窗口宽度为8个码片的窗口,上述16个窗口共同组成了长度为16*8=128个码片的Midamble基本码,即上述16个窗口实际表示了构建Midamble码过程中的Midamble基本码的16个偏移。
TD-SCDMA通信制式下的移动网络在分配网络资源时也相当于在分配上述窗口。每个窗口实际与信号中的扩频码对应,当某个扩频码被发射时,相应的训练序列也同时被发射。这样接收机端就可以通过检测训练序列而得知相应的扩频码。
但是,虽然移动网络在分配资源时会分配给不同用户不同的多个窗口,但是每个用户所用到的窗口并不是被分配到的所有窗口,即,有些窗口是被启用的,有些窗口是不被启用的。因此,为了区别上述处于不同状态下的窗口,我们称被启用的窗口为激活窗。
在TD-SCDMA通信网络中,不同小区通过训练序列(即Midamble码)进行区分;同时,系统可以通过对信号加扰来避免不同小区之间的信号干扰扰码(Scrambling Code,SC)是一种随信号同时发射的码字,其作用就是为了避免不同的小区之间的信号干扰。基站在发射信号时,首先需要对信号进行加扰。而接收端接收到信号时,相应需要对信号进行解扰,再提取出有用的信息。
对于传统的联合检测技术而言,Midamble码之间是正交的,扰码之间也是正交的,因此本小区的信道化码以及扰码等组成的组合码也必定是正交的。但是由上述码字构成的联合矩阵并不一定是正交的,即当矩阵不是满秩时,联合矩阵是线性相关的,是奇异矩阵,此时的联合矩阵就是不可求逆的,也就是说该联合矩阵的解并不唯一,这就导致了联合检测的增益下降,进而导致同频干扰很难被消除。
例如,如图3所示,对于扰码为Scram19的两个码道C16_1,C16_2(或者其他两个码道例如C16_7,C16_8或者C16_11,C16_12等)的扰码和信道化码,与扰码为Scram58的14个码道C16_1,C16_2,......C16_14的扰码和信道化码所组成的组合码的复合矩阵rmix如图2所示(假设上述码道所处的服务小区互为同频邻区),其中cchancode表示每个码道所对应的信道化码。我们对复合矩阵rmix进行求秩计算,由于不同的服务小区(互为同频邻区)之间可能存在相同的码道C16_1和C16_2,因此对rmix的求秩运算结果为rank(rmix)=16-2=14,而不是16。因此认为上述由扰码和信道化码组成的复合矩阵rmix为非满秩矩阵,因此是奇异矩阵。由于上述复合矩阵是方阵,且是奇异矩阵,因此对于该复合矩阵来说是不可求逆的。尽管对于上述复合矩阵可以通过添加误差(tol)来求出其广义逆矩阵,也就是求上述复合矩阵的伪逆。但是对于奇异矩阵来说,求伪逆的结果是不唯一的。因此会导致如上所述的联检增益下降,同频干扰难以被消除等问题。
在本发明的实施例中,如图4所示,采用在现有技术中增加一个信号处理模块的方法来有效抑制同频干扰。在图1的接收机结构的基础上,该信号处理模块14的一个条件输入端15连接至信道估计模块的输出端,信号处理模块14的一个信号输出端16连接至一个减法器18,该减法器18接入接收机中连接联合检测模块8的数据信号输入端9的数据信号线路7中;同时,软解调模块12的输出端连接信号处理模块的信号输入端17。
图4的实施例中,其他模块的设置均与图1相同,即:采用一个LNA模块1对射频信号进行放大处理,经过放大处理的射频信号被发送至I/O解调单元2解调,随后经过放大/低通滤波器3滤波后被发送至模数转换器4(ADC)进行数字采样。当前信号被转换成数字信号后经过FIR数字滤波器5的滤波,其中的数据部分被分配入上述数据信号线路7中,训练序列部分被分配进入训练序列生成模块6中。数据信号线路7接入联合检测模块8的数据信号输入端9,用于向联合检测模块8传输数据信号;训练序列生成模块6的输出端连接至信道估计模块10的输入端,信道估计模块10的输出端连接至联合检测模块8的控制信号输入端11。
同时,联合检测模块8的输出端连接至软解调模块12的输入端,软解调模块12的输出端连接后续处理模块13的输入端,以对当前信号进行后续的处理。
如图4中所示的信号处理模块,其具体结构如图5所示,包括了如上所述的条件输入端15以及信号输出端16,还包括一个信号输入端17;信号处理模块的上述条件输入端14连接至信道估计模块10的输出端,信号输入端17连接至软解调模块12的输出端,信号处理模块的信号输出端16通过一个减法器18(如图4所示)连接至上述数据信号线路7中。减法器的作用在于从原始的数据信号中减去由信号处理模块的信号输出端输出的经过重构后的信号,以达到消除干扰的目的。
同样如图5所示,本发明的实施例中,信号处理模块进一步包括条件判断单元141和信号重构单元142;其中信号重构单元142还包括硬判决部件1421、调制部件1422和卷积计算部件1423。
条件判断单元141的输入端连接信号处理模块14的条件输入端,用于接收上述信道估计结果;条件判断单元141的输出端连接信号重构单元142的输入端,用于根据信道估计结果向信号重构单元142发出相应的控制指令。
信号重构单元142的输入端分别连接信号处理模块14的条件输入端15和信号输入端17,用于接收上述信道估计结果,以及软解调模块12发送的软解调信号;信号重构单元142的输出端连接信号处理模块14的信号输出端,用于输出经过重构的信号。
信号重构单元142的具体结构亦如图5所示,条件判断单元141的输入端连接信号重构单元142的输入端,用于接收上述信道估计结果,并根据信道估计结果将相应的控制指令发送至信号重构单元142;信号重构单元142中的硬判决部件1421用于接收条件判断单元141发送的控制指令并进行相应的信号重构操作。同时硬判决部件1421通过信号重构单元142的输入端接收外部的软解调模块12发送的软解调信号,并做相应的硬判决处理。
硬判决模块1421的输出端连接调制部件1422的输入端,用于将经过硬判决处理的硬判决信号发送至调制部件1422进行调制处理。
调制部件1422的输出端连接至卷积计算部件1423的输入端,用于将经过调制处理的信号发送至卷积计算部件1423进行卷积计算。
在本发明的实施例中,由于在卷积计算时需要用到信道估计结果,因此卷积计算部件同时接收由信号处理模块14的条件输入端15输入的信道估计结果。
卷积计算部件1423输出经过卷积计算的结果,该经过卷积计算的结果即是经过重构的信号。经过重构的信号被输入至减法器18中进行如上提到的减法运算,随后被输入至联合检测模块8的数据信号输入端9。
由于同频邻区的存在,因此在接收信号时不可避免地会受到同频邻区信号的干扰。在这里,我们将对应有用信号的服务小区定义为本小区,本小区中的所有窗口被定义为第一窗口,相应的,本小区中所有被激活的窗口被定义为第一激活窗;同频邻区的所有窗口被定义为第二窗口,相应的,同频邻区中所有被激活的窗口被定义为第二激活窗。每个窗口相应具有扰码和信道化码,并且具有对应的训练序列(Midamble码)。
采用如图4-5所示的抗同频干扰的系统,可以对实现如图6-11所示的下述抗同频干扰的方法。
图6为本发明的实施例中,一种抗同频干扰方法的总流程示意图。
下面对图6中的各步流程进行逐一分析。
经过FIR数字滤波的信号,其中的数据信号部分通过数据信号线路被送入联合检测模块的数据信号输入端,训练序列被送入训练序列生成模块。信道估计模块读取上述训练序列,并根据该训练序列,对多个窗口进行信道估计处理;信道估计模块输出多个信道估计结果至信号处理模块的条件输入端,同时,信号估计模块将上述多个信道估计结果发送至联合检测模块的控制信号输入端。
即:
步骤1,条件判断单元根据信道估计结果判断是否需要重构信号,并发送相应的控制指令至信号重构单元;
步骤2,信号重构单元根据控制指令对原始的数据信号进行重构,并将经过重构的干扰信号发送至减法器中;
步骤3,减法器在原始的数据信号中减去经过重构的干扰信号,并输出至联合检测模块的数据信号输入端;
步骤4,联合检测模块根据上述数据信号和信道估计结果输出联检结果,并经过软解调模块的调制和软判决至后续处理模块进行后续处理。
如图7所示,信号处理模块中的条件判断单元接收到上述信道估计结果后,首先根据接收到的信道估计结果寻找此时本小区与同频邻区的所有窗口中被激活的窗口。由于信道估计结果所表示的为信道输出的状态,因此当一个窗口未被激活时,其对应的信道估计结果并无输出值。所以条件判断单元可以通过判断对应的信道估计结果是否有输出值来确定该窗口是否是激活窗。
随后,条件判断单元提取对应每个激活窗的信号强度。对应本小区内所有第一激活窗的所有信号强度均为第一信号强度,取其最小值对应同频邻区内所有第二激活窗的所有信号强度均为第二信号强度,取其最大值信号处理模块根据公式判断上述取值是否满足干扰重构的条件(上述公式中,a表示倍数值,该值可以由用户自己定义,本发明的实施例优选为a=2)。若则信号处理模块判断此时需要对当前信号进行干扰重构;若则信号处理模块判断此时同频邻区的信号强度太弱,无法对本小区的信号构成同频干扰,因此无需对当前信号进行干扰重构。
条件判断单元根据判断结果决定启动/不启动干扰重构程序,即根据判断结果向信号重构单元发送相应的控制指令。
即:
步骤11,条件判断单元根据信道估计结果确定本小区和同频邻区的激活窗;
步骤12,条件判断单元根据预置的公式比较本小区激活窗的最小窗功率和同频邻区激活窗的最大窗功率;
步骤13,条件判断单元根据比较结果判断是否需要进行信号的干扰重构;
步骤14,条件判断单元根据判断结果向信号重构单元发送相应的控制指令。
上述预置的判断方法(即对同频邻区信号是否会对本小区的信号构成同频干扰的判断条件)以及预置的判断条件(即上述用于判断的比较公式)可以根据实际需要进行不同的变化,此处仅给出本发明的一个较优的实施方式,并非因此限定了本发明的保护范围。
如图8-11所示为信号重构单元接收到启动干扰重构程序的控制指令后进行的信号重构流程。
当干扰重构程序不启动时,信号重构单元接收到不启动干扰重构程序的控制指令,整个信号处理模块不需要输出任何经过重构的信号。
当干扰重构程序启动时,如图9所示,信号重构单元中的硬判决部件首先根据信道估计结果获取Midamble码;随后硬判决部件可以根据Midamble码找到对应的多个激活窗。
硬判决部件根据上述多个激活窗确定对应每个激活窗对应的扰码和信道化码;并根据扰码确定该激活窗是第一激活窗或者第二激活窗,即该激活窗位于本小区内还是同频邻区内。
此时信号处理模块尚未输出干扰信号至减法器,因此经过数据信号线路输出至联合检测模块的数据信号输入端的数据信号为原始的数据信号,联合检测模块根据原始的数据信号和输入至其控制信号输入端的训练序列进行联合检测,并将检测结果发送至软解调模块进行解调和软判决处理。由于此时的检测结果中包括了有用信号和无用信号,因此经过解调和软判决处理后输出的软解调信号中包括同频邻区的信号。信号处理模块根据对应同频邻区的扰码找到同频邻区的软解调信号,并对该软解调信号进行硬判决。
上述预置的第一选择条件(即根据该条件选择一个软解调信号进行硬判决)可以根据实际需要进行不同的变化,此处仅给出本发明的一个较优的实施方式,并非因此限定了本发明的保护范围。
硬判决部件向调制部件输出经过硬判决的硬判决信号。如图10所示,调制部件对该硬判决信号进行调制、随后加上对应同频邻区的扰码,再乘以对应同频邻区的激活窗的信道化码,以得到一个经过处理后的信号。在本发明的实施例中,为了方便下文描述,将该信号定义为一个对应一个同频邻区的激活窗的参数信息。
调制部件将上述参数信息发送至卷积计算部件。如图11所示,卷积计算部件根据对应同频邻区中激活窗的扰码和信道化码,在多个信道估计结果中找到对应同频邻区的激活窗的信道估计结果,并将该信道估计结果与上述对应的参数信息进行卷积计算,并最终得到卷积计算的结果。该结果即为经过重构的干扰信号。信号处理模块将上述经过重构的干扰信号输出至减法器中。
上述预置的第二选择条件(即根据该条件选择一个信道估计结果与经过调制处理的信号进行卷积计算)可以根据实际需要进行不同的变化,此处仅给出本发明的一个较优的实施方式,并非因此限定了本发明的保护范围。
上述预置的重构方法(即采用如上所述的重构方法对干扰信号进行重构的方法)可以根据实际需要进行不同的变化,此处仅给出本发明的一个较优的实施例,并非因此限定了本发明的保护范围。
减法器在原始的数据信号中(即位于如图2所示的数据信号线路中)减去上述经过重构的干扰信号,并将经过减法运算处理的数据信号发送至联合检测模块的数据信号输入端。联合检测模块根据上述经过处理的数据信号和信道估计模块输出的信道估计结果进行联合检测,并输出检测结果至软解调模块。此时由于经过减法运算消除了干扰信号,当前信号中只存在有用的信号,因此软解调模块对上述检测结果进行解调和软判决后,发送至后续的处理模块进行后续处理。
上述干扰重构的方法以如图8-11所示分解,即为:
如图8所示:
步骤21,信号重构单元根据需要进行信号重构的控制指令,开启干扰重构程序;
步骤22,硬判决部件通过信号重构单元的信号输入端读取软解调信号,并对对应于同频邻区的软解调信号进行硬判决;
步骤23,调制部件读取上述硬判决信号并进行调制处理;
步骤24,卷积计算部件读取上述经过调制处理的信号以及通过信号处理模块的条件输入端输入的对应同频邻区的信道估计结果,进行相应的卷积计算,并输出卷积计算的结果。
如图9所示:
步骤211,硬判决部件根据信道估计结果获取Midamble码,根据Midamble码找到对应的激活窗,进而确定对应的扰码和信道化码;
步骤212,硬判决部件根据扰码确定激活窗是否位于同频邻区内,并对应接收位于同频邻区内的激活窗的相应软解调信号;
步骤213,硬判决部件对上述软解调信号进行硬判决,并输出硬判决信号。
如图10所示:
步骤221,调制部件读取硬判决信号,并进行调制;
步骤222,调制部件根据对应的位于同频邻区内的激活窗的扰码,对经过调制的硬判决信号加扰;
步骤223,调制部件将经过加扰的硬判决信号与对应的位于同频邻区内的激活窗的信道化码相乘,并输出经过调制处理的参数信息。
如图11所示:
步骤231,卷积计算部件读取参数信息;
步骤232,卷积计算部件读取对应的信道估计结果;
步骤233,卷积计算部件将参数信息和信道估计结果进行卷积计算,并输出卷积计算结果。
如图12所示为采用本发明的上述方法之后进行的联合检测(NEW-JD)和采用现有技术之后进行的联合检测(NOW-JD)的效果对比图。从图7中可以看到,采用本发明的方法消除同频干扰,其联合检测的增益能提升大约8-9dB,而且本发明的方法在具有强同频干扰(即且a取值较大时)的情况下仍然可行,且能明显提升抗同频信号的性能。
图12中,BLER(Block Error Ratio)表示误包率,Ior/Ioc表示载干比,即接收到的有用信号电平与所有非有用信号电平的比值。
本发明的实施例中,还包括一种接收机,该接收机内设置有本发明的实施例中所述的抗同频干扰的系统,并可以采用如上所述的抗同频干扰的方法,实现在TD-SCDMA通信制式下的同频信号的消除。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (19)
1.一种抗同频干扰的系统,适用于采用TD-SCDMA通信制式的接收机中,所述接收机中设置有联合检测模块及信道估计模块;
其特征在于,一信号处理模块根据所述信道估计模块产生的信道估计结果以及预置的判断方法判断是否需要对输入的信号以预置的重构方法进行重构;所述信号处理模块输出经所述信号处理模块以所述预置的重构方法重构的信号至一减法器;
所述减法器使所述联合检测模块的数据信号输入端连接的数据信号线路中传递的数据信号减去所述重构的信号后输出至所述联合检测模块;
所述信号处理模块包括信号输入端,所述信号输入端与一软解调模块连接,所述软解调模块连接于所述联合检测模块的输出端,用于对所述联合检测模块输出的联合检测结果进行软解调。
2.如权利要求1所述抗同频干扰的系统,其特征在于,所述信号处理模块包括用于根据输入的信道估计结果以及所述预置的判断方法判断是否需要对输入的信号进行重构的条件判断单元,所述条件判断单元根据输入的信道估计结果以及所述预置的判断方法判断是否需要对输入的信号进行重构并根据是否需要重构输出相应的控制指令。
3.如权利要求2所述抗同频干扰的系统,其特征在于,所述信号处理模块包括根据所述条件判断单元输出的控制指令以及输入的信道估计结果以所述预置的重构方法对输入的信号进行重构的信号重构单元,所述信号重构单元根据所述条件判断单元输出的控制指令以及输入的信道估计结果以所述预置的重构方法对输入的信号进行重构并输出经过重构的信号。
4.如权利要求3所述抗同频干扰的系统,其特征在于,所述信号重构单元包括硬判决部件,所述硬判决部件根据所述预置的重构方法中的第一选择条件于输入的信号中选择一组信号进行硬判决。
5.如权利要求4所述抗同频干扰的系统,其特征在于,所述信号重构单元包括调制部件,所述调制部件将所述硬判决部件输出的经过硬判决的信号以所述预置的重构方法中的调制处理方法进行调制处理。
6.如权利要求5所述抗同频干扰的系统,其特征在于,所述信号重构单元包括卷积计算部件,所述卷积计算部件将所述调制部件输出的经过调制处理的信号以及根据所述预置的重构方法中的第二选择条件于输入的信道估计结果中选择的一组结果进行卷积计算,并输出卷积计算结果。
7.如权利要求1-6中任意一项所述抗同频干扰的系统,其特征在于,所述信号处理模块包括条件输入端,所述条件输入端与所述信道估计模块连接用以接收信道估计结果。
8.如权利要求1-6中任意一项所述抗同频干扰的系统,其特征在于,所述信号处理模块包括信号输出端,所述信号输出端通过所述减法器连接所述联合检测模块的数据信号输入端连接的数据信号线路。
9.一种抗同频干扰的方法,其特征在于,设置有一信号处理模块,所述抗同频干扰的方法包括:
步骤1,所述信号处理模块根据信道估计结果以及预置的判断方法判断是否需要对信号以预置的重构方法进行重构;
步骤2,所述信号处理模块输出经所述信号处理模块以所述预置的重构方法重构的信号至一减法器;
步骤3,所述减法器使联合检测模块的数据信号输入端连接的数据信号线路中传递的数据信号减去所述信号处理模块以所述预置的重构方法重构的信号后输出至所述联合检测模块;
所述信号处理模块中包括用于根据信道估计结果以及所述预置的判断方法判断是否需要对输入的信号进行重构的条件判断单元;
所述步骤1中,所述预置的判断方法包括:
步骤11,所述条件判断单元获得对应于不同小区内的不同窗口的信道估计结果;
步骤12,所述条件判断单元根据所述信道估计结果确定对应不同小区内的多个激活窗;
步骤13,所述条件判断单元提取本小区内对应多个所述激活窗的多个窗功率,以及同频邻区内对应多个所述激活窗的多个窗功率,并按照所述预置的判断条件进行比较;
步骤14,所述条件判断单元根据比较的结果输出相应的控制指令;
所述本小区内对应的多个所述激活窗为第一激活窗;所述同频邻区内对应的多个所述激活窗为第二激活窗;所述第一激活窗对应具有第一窗功率;所述第二激活窗对应具有第二窗功率。
10.如权利要求9所述抗同频干扰的方法,其特征在于,
所述步骤13中,所述条件判断单元根据所述预置的判断条件进行比较的步骤具体包括:
步骤131,提取多个所述第一窗功率中的最小值以及多个所述第二窗功率中的最大值
步骤132,当所述最小值和所述最大值满足公式时,所述条件判断单元输出需要对输入的信号进行重构的控制指令;
其中a表示预设的倍数值。
11.如权利要求10所述抗同频干扰的方法,其特征在于,当所述最小值和所述最大值不满足公式时,所述条件判断单元输出不需要对输入的信号进行重构的控制指令。
12.如权利要求9所述抗同频干扰的方法,其特征在于,所述信号处理模块包括根据所述条件判断单元输出的相应的控制指令以及所述信道估计结果以所述预置的重构方法对输入的信号进行重构的信号重构单元;
所述步骤2中,所述信号处理模块根据所述预置的重构方法对输入的信号进行重构的步骤具体包括:
步骤21,所述信号重构单元根据所述预置的重构方法中的第一选择条件提取对应所述同频邻区的软解调信号;
步骤22,所述信号重构单元对对应所述同频邻区的软解调信号进行硬判决处理,并得到相应的硬判决信号;
步骤23,所述信号重构单元对所述硬判决信号以预置的调制处理方法进行调制处理;
步骤24,所述信号重构单元对经过调制处理的信号和根据所述预置的重构方法中的第二选择条件于所述信道估计结果中选择的一组结果进行卷积计算,并得到卷积计算结果;所述卷积计算结果即为以所述预置的重构方法重构的信号。
13.如权利要求12所述抗同频干扰的方法,其特征在于,所述步骤21中,所述信号重构单元根据所述第一选择条件提取对应所述同频邻区的所述软解调信号的步骤具体包括:
步骤211,所述信号重构单元根据从信道估计结果中获取的训练序列确定对应的多个所述第一激活窗和多个所述第二激活窗;
步骤212,所述信号重构单元提取对应多个所述第一激活窗和多个所述第二激活窗的多个扰码和多个信道化码;
步骤213,所述信号重构单元根据所述扰码和所述信道化码,调取对应多个所述第二激活窗的所述软解调信号;
步骤214,所述信号重构单元对对应多个所述第二激活窗的所述软解调信号进行硬判决处理,并得到相应的硬判决信号。
14.如权利要求13所述抗同频干扰的方法,其特征在于,所述步骤23中,所述预置的调制处理方法包括:
步骤231,所述信号重构单元对所述硬判决信号进行调制;
步骤232,所述信号重构单元根据对应所述第二激活窗的所述扰码,对所述硬判决信号进行加扰;
步骤233,所述信号重构单元将经过调制和加扰的所述硬判决信号与对应所述第二激活窗的所述信道化码相乘,并得到经过调制处理的信号。
15.如权利要求14所述抗同频干扰的方法,其特征在于,所述步骤24中,所述信号重构单元对所述经过调制处理的信号和根据所述预置的重构方法中的第二选择条件于所述信道估计结果中选择的一组结果进行卷积计算的步骤包括:
步骤241,所述信号重构单元根据对应所述第二激活窗的扰码和信道化码,提取对应所述第二激活窗的所述信道估计结果;
步骤242,所述信号重构单元将对应所述第二激活窗的经过调制的信号与对应所述第二激活窗的所述信道估计结果进行卷积计算,并得到卷积计算结果。
16.如权利要求9所述抗同频干扰的方法,其特征在于,于一信道估计模块中获取所述信道估计结果。
17.如权利要求12所述抗同频干扰的方法,其特征在于,于一软解调模块中获取所述软解调信号。
18.一种接收机,其特征在于,包括如权利要求1-8中任一所述抗同频干扰的系统。
19.一种接收机,其特征在于,采用如权利要求9-17中任一所述抗同频干扰的方法。
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