CN108141236B - 使用内插/外推来降低干扰 - Google Patents

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CN108141236B CN201580083678.3A CN201580083678A CN108141236B CN 108141236 B CN108141236 B CN 108141236B CN 201580083678 A CN201580083678 A CN 201580083678A CN 108141236 B CN108141236 B CN 108141236B
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Abstract

提供了一种用于降低干扰的方法。所述方法在接收器中执行，并且，包含以下的步骤：接收形成符号的一部分的第一信号；通过将第一信号与第二信号比较，从而提取差分信号，其中，第一信号和第二信号基于相同的信息；估计所述符号的差分信号的基础频率；将基础频率映射至所述符号的第一时间；利用使用来自至少一个相邻符号的基础频率的内插和/或外推来估计所述符号的其它时间的频率；基于估计的频率，重构干扰信号；以及从所述符号的所接收的信号减去所重构的干扰信号。

Description

使用内插/外推来降低干扰
技术领域
本发明涉及用于使用内插/外推来降低干扰的方法、接收器、计算机程序以及计算机程序产品。
背景技术
作为现代的通信系统（如4G/5G、WiFi、DSL（数字订户线)、UWB（超宽带）等）的基本调制方案，OFDM（正交频域复用）在现代的通信系统中占主要地位。除了OFDM的许多优点之外，一个问题是，OFDM倾向于带内窄带RFI（射频干扰），诸如，单载波干扰机、FM（调频）信号、AM（调幅）信号等。这是由于来自OFDM接收器中的FFT（快速傅里叶变换）操作的频谱泄漏而导致的。泄漏使窄带干扰信号的能量遍布于期望的信号的整个带宽上，这可能显著地干扰OFDM系统的所有子载波。因而，OFDM系统可能容易地被强窄带信号源干扰。例如，如下的状况是一个众所周知的问题：当WiFi装置接近于执行中的微波炉时，WiFi装置可能完全地被干扰。
当有人故意地生成强干扰信号来干扰周围系统时，即使在得到许可的频谱带中，如LTE（长期演进）那样的无线系统也仍然可能因故意设置的干扰机而受到损害。同样地，在得到许可的频谱带中，可能出现非故意的干扰（例如，来自有故障的设备、本地振荡器泄漏、来自其它带中的发射器的谐波或互调产物）。此外，在一些系统中，无线电基站被提供以中央数字处理单元（例如，用于基带处理）和包含天线的远程无线电头端。至远程无线电头端的链路携带RF（射频）信号，但能够被降频转换到中间频率，例如，从而能够使用以太网敷设线缆。然而，相同IF带上的附近强模拟调制的信号（例如，来自步话机）可以找到如下的方法：通过线缆或线缆连接器而被耦合至系统中，且从而干扰从线缆接收的降频转换后的RF信号。实际上，许多以太网线缆无屏蔽或被不充分地屏蔽，由此，RFI信号对预期的信号的接收造成负面影响。
在C.De Frein，M.F.Flanagan和A.D.Fagan的“OFDM Narrowband InterferenceEstimation using Cyclic Prefix Based Algorithm”，11th International OFDMWorkshop，Hamburg，Germany，30-31 August 2006，http://ee.ucd.ie/~mark/papers/OFDM_Workshop_NBI.pdf中，呈现了用于宽带OFDM接收器的NBI（窄带干扰）抵消算法。NBI被建模为单音正弦波。在NBI的估计之前，将所接收的信号的信息承载分量去除。然而，该解决方案呈现了单音正弦波建模中的很大的限制；实际上，干扰进入大量的波形中。
发明内容
目标是提供降低接收器中的干扰的方法。
根据第一方面，提供了一种用于降低干扰的方法。所述方法在接收器中执行，并且，包含以下的步骤：接收形成符号的一部分的第一信号；通过将第一信号与第二信号比较，从而提取差分信号，其中，第一信号和第二信号基于相同的信息；估计所述符号的差分信号的基础频率；将基础频率映射至所述符号的第一时间；利用使用来自至少一个相邻符号的基础频率的内插和/或外推来估计在所述符号的其它时间的频率；基于估计的频率，重构干扰信号；以及从所述符号的所接收的信号减去所重构的干扰信号。所述符号能够是例如OFDM符号。
所述方法可以进一步包含以下的步骤：通过对估计的频率进行积分，从而运算估计的相位函数；基于相位函数，运算差分信号的估计的振幅和相位；且其中，重构的步骤包含基于估计的相位函数、估计的振幅以及估计的相位，重构干扰信号。
所述方法可以进一步包含以下的步骤：接收第二信号，其中，第一信号和第二信号两者都基于从一个发射器发射相同的信息。
第一信号和第二信号之一可以携带循环前缀，该循环前缀包含另一信号的信息的副本。备选地或另外地，第一信号和第二信号之一可以携带循环后缀，该循环后缀包含另一信号的信息的副本。
第二信号可以是已知的参考信号，该参考信号包含被发射器用于发射第一信号的信息。
估计基础频率的步骤可以包含最小平方估计的使用。
可以在数字域中执行所述方法。
估计频率的步骤可以使用滑动窗口函数。
估计频率的步骤可以使用样条函数。
第一时间可以在所述符号的中间。
根据第二方面，提供了一种接收器。接收器包含：处理器；和存储指令的存储器，所述指令在由处理器执行时，促使接收器：接收形成符号的一部分的第一信号；通过将第一信号与第二信号比较，从而提取差分信号，其中，第一信号和第二信号基于相同的信息；估计所述符号的差分信号的基础频率；将基础频率映射至所述符号的第一时间；利用使用来自至少一个相邻符号的基础频率的内插和/或外推来估计所述符号的其它时间的频率；基于估计的频率，重构干扰信号；以及从所述符号的所接收的信号减去所重构的干扰信号。
接收器可以进一步包含指令，所述指令在由处理器执行时，促使接收器：通过对估计的频率进行积分，从而运算估计的相位函数；基于相位函数，运算差分信号的估计的振幅和相位；且其中，用于重构的指令包含如下的指令：在由处理器执行时，基于估计的相位函数、估计的振幅以及估计的相位，促使接收器重构干扰信号。
接收器可以进一步包含指令，所述指令在由处理器执行时，促使接收器：接收第二信号，其中，第一信号和第二信号两者都基于从一个发射器发射相同的信息。
第一信号和第二信号之一可以携带循环前缀（和/或后缀)，可以包含另一信号的信息的副本。
第二信号可以是已知的参考信号，该参考信号包含被发射器用于发射第一信号的信息。
用于估计基础频率的指令可以包含如下的指令：在由处理器执行时，促使接收器使用最小平方估计。
接收器可以配置成执行用于在数字域中处理的指令。
用于估计频率的指令可以包含如下的指令：在由处理器执行时，促使接收器使用滑动窗口函数。
用于估计频率的指令可以包含如下的指令：在由处理器执行时，促使接收器使用样条函数。
第一时间可以在所述符号的中间。
根据第三方面，提供了一种接收器，该接收器包含：用于接收形成符号的一部分的第一信号的部件；用于通过将第一信号与第二信号比较从而提取差分信号的部件，其中，第一信号和第二信号基于相同的信息；用于估计所述符号的差分信号的基础频率的部件；用于将基础频率映射至所述符号的第一时间的部件；用于利用使用来自至少一个相邻符号的基础频率的内插和/或外推来估计所述符号的其它时间的频率的部件；用于基于估计的频率来重构干扰信号的部件；以及用于从所述符号的所接收的信号减去所重构的干扰信号的部件。
根据第四方面，提供了一种用于降低干扰的计算机程序。所述计算机程序包含计算机程序代码，该计算机程序代码当在接收器上运行时，促使接收器：接收第一信号；通过将第一信号与第二信号比较，从而提取差分信号，其中，第一信号和第二信号基于相同的信息；估计符号的差分信号的基础频率；将基础频率映射至符号的第一时间；利用使用来自至少一个相邻符号的基础频率的内插和/或外推来估计符号的其它时间的频率；基于估计的频率，重构干扰信号；以及从符号的所接收的信号减去所重构的干扰信号。
根据第五方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含根据第四方面的计算机程序和在上面存储所述计算机程序的计算机可读部件。
通常，除非在本文中明确地另外定义，否则权利要求中所使用的所有术语都将根据技术领域中其普通含义来解译。除非明确地另外阐述，否则对“一（a/an）/所述元件、设备、构件、部件、步骤等”的所有引用都被开放地解译为指所述元件、设备、构件、部件、步骤等的至少一个实例。除非明确地阐述，否则本文中所公开的任何方法的步骤都不必按所公开的确切顺序来执行。
附图说明
现在，参考附图通过示例的方式来描述本发明，在附图中：
图1是图示其中能够应用本文中所呈现的实施例的环境的示意图；
图2是图示循环前缀的使用的示意图；
图3是图示在图1的接收器10中所使用的干扰抵消的示意图；
图4A-B是图示在图1的接收器中所执行的用于降低干扰的方法的流程图；
图5是图示在图4A-B中所图示的方法中如何估计干扰的示意图；
图6是示出图1的接收器的一些构件的示意图；
图7是示出图1的接收器的功能模块的示意图；以及
图8示出包含计算机可读部件的计算机程序产品的一个示例。
具体实施方式
现在，将在下文中参考附图而更全面地描述本发明，在附图中，示出本发明的某些实施例。然而，本发明可以按许多不同的形式来实施，并且，不应当被直译为限于本文中所阐明的实施例；相反，通过示例的方式来提供这些实施例，使得本公开将是详尽且完整的，并且，将对本领域那些技术人员全面地传达本发明的范畴。贯穿描述，相似编号指相似元件。
图1是图示其中能够应用本文中所呈现的实施例的环境的示意图。此处的发射器9通过通信信道11而将信号发送至接收器10。通信信道11能够是基于导线的信道（诸如，以太网、光纤、G.fast（ITU-T G.9700、G.9701）等）或无线信道（诸如，WiFi、LTE（长期演进）、WCDMA（宽带码分多接入）等）。虽然LTE用作图示本文中所呈现的实施例的示例，但实施例能够应用于其中应当降低干扰的任何合适的通信标准。接收器10能够安置于还包含发射器的装置中。
然而，干扰信号i（t）与来自发射器9的原始信号组合。因此，接收器10将接收作为原先从发射器9发射的信号和干扰信号i（t）的组合的信号。其它因素也可能对由接收器10所接收的信号造成影响，但本文中所呈现的实施例针对降低干扰的作用。
图2是图示循环前缀（CP）的使用的示意图。在此，示出第一符号12a和第二符号12b。符号12a-b能够是例如OFDM（正交频域复用）符号。更多符号能够在所示出的符号12a-b之后或之前。
注意第一符号12a，该第一符号12a包含第一信号13a、第二信号14a以及第三信号15a。第二信号14a是第一信号13a的副本，其以循环前缀表示。循环前缀的目的是补偿无线电信道的失真（例如，由于多径而导致），并且，保持OFDM子载波之间的正交性。第三信号15a不具有任何循环前缀副本。因而，第一信号13a和第三信号15a一起构成传输信号的信息，其中，第二信号14a是第一信号13a的副本。
以相同的方式，第二符号12b包含其自身的第一信号13b、第二信号14b以及第三信号15b。此外，第二信号14b是第一信号13b的循环前缀副本。
如在下文中更详细解释的，由于循环前缀以相同的信息从发射器发射，因而通过对符号内的第一信号和第二信号进行比较，从而能够推导干扰信号的知识。
CP长度通常被规定比无线信道时延扩展更长，以避免符号间干扰（ISI）。考虑到来自CP长度的小容量开销，通过CP，能够以频域中更低得多的复杂性来实现信道均衡。例如，在15 kHz子载波间距的LTE中，正常的CP为5.2 μs/4.7 μs，而延长的CP为16.7 μs。正常的CP与小于符号的7%开销相对应。尤其是对于典型的室内环境，信道扩展通常小于1 μs。因此，LTE中的CP比信道扩展更长得多。当CP比实际的信道扩展更长时，未占用的CP提供能够用于RFI抵消的额外冗余。
图3是图示在图1的接收器10中使用的干扰抵消的示意图。
在此，r（t）是期望接收的信号。干扰i（t）被加到接收的信号，由此，接收器实际上接收y（t）。使用干扰估计器1，估计干扰信号是
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。通过从y（t）减去所估计的干扰
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，从而获得对期望接收的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE005
的接近估计。
现在，将参考图4A-B而描述实现这的方式，图4A-B是图示在图1的接收器中执行的用于降低干扰的方法的流程图。
在接收第一信号的步骤40中，接收第一信号（14a）。第一信号形成符号（例如，OFDM符号）的一部分。
在提取差分的步骤42中，通过将第一信号与第二信号比较，从而提取差分信号。第一信号和第二信号基于相同的信息。例如，第一信号和第二信号之一可以包含循环前缀/后缀，包含另一信号的信息的副本。备选地，第二信号是已知的参考信号，接收器已知该信号被用作用于生成第一信号的信息。
在估计基础频率的步骤44中，对符号的差分信号的基础频率进行估计。该估计能够例如基于最小平方估计。
在对基础频率进行映射的步骤46中，将基础频率映射至符号的第一时间。该第一时间能够处于符号的任何时间。在一个实施例中，第一时间被设置于符号的中间。
在内插/外推的步骤48中，利用使用来自至少一个相邻符号的基础频率的内插和/或外推来对符号的其它时间的频率进行估计。该步骤能够例如利用滑动窗口函数。备选地或另外地，使用样条函数来执行内插/外推。
在重构干扰信号的步骤54中，基于所估计的频率，重构干扰信号。
在减去的步骤56中，从符号的接收的信号减去所重构的干扰信号。
在有条件的更多符号的步骤58中，确定是否存在更多符号，针对所述更多符号而执行干扰降低。如果是这种情况，则方法返回至接收第一信号的步骤40，但现在针对新的符号。如果未将干扰降低应用于任何更多符号，则方法结束。
现在，注意图4B，将仅描述与图4A的流程图所图示的方法相比是新的或修改的步骤。
任选地，存在接收第二信号的步骤41，在步骤41中，接收第二信号。第一信号和第二信号两者都基于从一个发射器发射相同的信息。例如，第一信号和第二信号之一能够携带循环前缀，包含另一信号的信息的副本，参见例如图2和上文对应的描述。
在运算相位函数的步骤50中，通过对所估计的频率进行积分，从而运算估计的相位函数。
在运算振幅和相位的步骤52中，基于相位函数，运算差分信号的估计的振幅和相位。
在该实施例中，重构干扰信号的步骤54包含基于所估计的相位函数、所估计的振幅以及所估计的相位，重构干扰信号。
图4A-B的方法能够在数字域中执行，从而简化运算和估计的实现。
现在，将更详细地描述图4A-B中所图示的方法的实施例。
首先，我们将描述采用FM信号的形式的干扰信号。在FM中，基带信息承载信号（例如，语音信号）m（t）对载波的频率进行调制。信息信号m（t）应用于VCO（电压控制振荡器）的控制电压。因此，FM信号的瞬时频率ω（t）（以rad/s为单位）能够表达为：
ω（t）=ω c +2πK VCO m（t） （1）
其中，ω c 是载波，并且，K VCO 是以Hz/V的单位所表达的VCO的电压频率增益。因此，2 πK VCO m（t）的项表示频率偏移函数。于是，FM信号能够表达为：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
作为示例，使m（t）=A m cos（ω m t），则对应的FM信号表达为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
其中，△f=K VCO A m 表示来自载波频率的以Hz为单位的峰值频率偏移，因为
ω（t）=ω c +△ωcos（ω m t） （4）
其中，△ω=2π△f是以rad为单位的频率。同样地，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
被定义为FM的调制指数，该调制指数通常用于FM信号谱分析。
通过使用如上所述的CP或另一已知信号比较，从而在步骤42中获得用于参数估计的良好差分信号。对于FM，挑战是如何估计频率变化且进一步重构FM信号。在本文中所呈现的实施例中，这能够通过估计频率变化函数且重构用于抵消的FM信号来实现。下文描述更多细节。
将FM信号以更通用的方式改写为
Figure DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示相位变化函数。为了重构x FM （t），一个任务是估计随时间变化的p（t）。我们进一步写成
Figure DEST_PATH_IMAGE017
其中，ω（t）=ω c +2πK VCO m（t）表示频率变化函数。在此，我们首先估计
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，且然后运算p（t）。
在步骤44中，估计基础频率d CP （t）。对于每个符号，我们能够通过将接收的信号与已知参考信号比较，从而获得CP差分信号d CP （t）=y CP （t）-y CPO （t）或等效信号。假设
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，我们将d CP （t）的基础频率估计为ω d 。在此，我们示出ω d 的最小平方（LS）估计。将d CP （t）的相位视为
Figure DEST_PATH_IMAGE023
Figure DEST_PATH_IMAGE025
（其是线性函数）。能够通过线性回归来估计斜率ω d 。假定p d （t）的样本为p d （t i ），其中t i =（i-1）T s ，其中T s 是采样周期，并且i∈[1， 2，...，N]，其中，N是所使用的样本的数量，LS意义上ω d 的最佳拟合/估计被运算为
Figure DEST_PATH_IMAGE027
注意到，为了更好的性能，能够使用不遭受由于接收器之前的信道而导致的ISI的时间样本。如先前所辩论的，能够使用CP的冗余部分，或通过将其与已知参考信号比较。
LS方法给出最大似然估计，当估计SNR高（即，与噪声比较相对强的干扰）时，最大似然估计比特征分解方法更准确。
在步骤46中，将基础频率ω d 映射于ω（t）上。使用特定符号上的信号的一部分（即，d CP （t））来估计基础频率
Figure DEST_PATH_IMAGE029
。以下为合理的假设：
Figure DEST_PATH_IMAGE031
的良好估计与符号周期内的时间瞬间的实际频率相对应。进一步，d CP （t）包括在符号的开始所携带的频率信息(例如，CP)和在符号的结束所携带的频率信息两者。因此，我们能够作出进一步假设：
Figure 879467DEST_PATH_IMAGE029
与符号的中间的时间瞬间的实际频率相对应，因为，CP和CP的原始部分围绕符号的中间对称。如图5中所示出且如下文中所解释的，每个符号的半符号时间瞬间的估计的
Figure 796608DEST_PATH_IMAGE029
与原始FM信号频率变化函数
Figure 576345DEST_PATH_IMAGE019
很好地匹配。看起来
Figure 971554DEST_PATH_IMAGE029
是每个半符号时间瞬间的ω（t）的样本。这表明当估计对于强FM信号是准确的时，尤其是当其携带低频信息信号（在该示例中，是500 Hz）时，假设是有效的。这对于其中大部分的能量低于1 kHz的语音信号是足够准确的。
在步骤48中，通过从ω d 内插和/或外推，从而估计ω（t）。
明显地，在图5中示出所估计的
Figure 723609DEST_PATH_IMAGE029
能够捕捉ω（t）的整体形状，因为ω（t）与符号时间相比变化缓慢。通过此发现，能够通过以周围的多个符号的已知
Figure 546072DEST_PATH_IMAGE029
来内插和/或外推，从而进一步估计关于任何符号的频率变化函数ω（t）。
作为一个示例，基于滑动窗口的实现能够用于内插和/或外推，现在将描述这。使用于估计的当前符号为符号o，以符号指数k∈[-K+1，-K+2，...，0]来定义K个连续符号的滑动窗口。例如，当K=3时，k∈[-2，-1，0]。滑动窗口考虑到当前符号和K-1个先前符号。每次当前符号移到下一个符号时，滑动窗口就更新。
而且，将
Figure DEST_PATH_IMAGE033
定义为滑动窗口中的符号k的估计的基础频率。在当前符号到达时，先前K-1个符号的
Figure 813105DEST_PATH_IMAGE033
已经被估计且可用。如果接收器不具有这样的缓冲器，则接收器能依赖于外推以从先前K-1个符号的已知
Figure 12005DEST_PATH_IMAGE033
外推当前符号的
Figure 680884DEST_PATH_IMAGE019
。例如，使当前符号的开始时间t 0 =0。假设半符号时间映射，与
Figure 861199DEST_PATH_IMAGE033
相对应的时间瞬间能够表达为：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
其中，T sym 是符号周期。通过先前K-1个符号的多对t d （k）和
Figure 615528DEST_PATH_IMAGE033
，我们得知
Figure DEST_PATH_IMAGE037
。然后，能够例如通过基于样条内插的技术来将任何时间瞬间t∈[0, T sym ]的当前符号的
Figure 352540DEST_PATH_IMAGE019
外推为
Figure DEST_PATH_IMAGE039
。
如果接收器能够缓冲一个符号，则首先能够估计当前符号
Figure DEST_PATH_IMAGE041
的基础频率估计，然后将所述基础频率估计与先前符号的
Figure 813608DEST_PATH_IMAGE033
一起使用。在这种情况下，对于第一半符号周期，对当前符号的ω（t）进行内插，而对于第二半符号周期，对当前符号的ω（t）进行外推。
如果接收器能够缓冲两个或更多符号，则有可能将下一个符号带到滑动窗口中。在这种情况下，能够对当前符号的ω（t）进行内插。内插通常比外推运作得更好。在这种情况下，需要缓冲接下来的（一个或多个）符号以使用内插。
在步骤50中，通过对ω（t）进行积分，从而运算相位函数p（t）。对于
Figure DEST_PATH_IMAGE043
，能够通过
Figure DEST_PATH_IMAGE045
来估计当前符号的FM信号p（t）的相位变化函数。对于数字处理，考虑到对于第n个样本的对应
Figure DEST_PATH_IMAGE047
，使用数值积分技术来运算
Figure DEST_PATH_IMAGE049
。
在步骤52中，运算振幅和初始相位。通过FM干扰信号，差分信号能够表达为
Figure DEST_PATH_IMAGE051
一旦得知p（t），我们就能够将
Figure DEST_PATH_IMAGE053
表达为
Figure DEST_PATH_IMAGE055
在数字处理中，通过来自上一个步骤的估计
Figure 368086DEST_PATH_IMAGE049
，通过对可用的样本求平均值，从而能够将
Figure 609712DEST_PATH_IMAGE053
估计为
Figure DEST_PATH_IMAGE057
其中，n是样本指数，N f 是FFT区间中的样本的数量，并且N s 是用于估计的样本的数量。
在步骤54中，重构干扰信号。现在，FM信号能够在当前符号周期上重构为：
Figure DEST_PATH_IMAGE059
在步骤56中，减去干扰信号，由此在抵消之后所接收的信号能够表达为：
Figure DEST_PATH_IMAGE061
在数字处理中，在抵消之后所接收的信号能够表达为
Figure DEST_PATH_IMAGE063
已通过仿真来评估方法的实施例的性能。两种信道已被研究。一种信道是AWGN（加性高斯白噪声）信道，而另一种信道是用于远程无线电头端的Cat线缆信道。使用LTE 20MHz简档（profile），其中，CP长度设置为144个样本或4.7 μs。FM信号具有峰值频率偏移△f=2.5 kHz。由于语音能量集中低于1 kHz，因而信息信号m（t）被建模为500 Hz或1 kHz的余弦波。SINR（信号与干扰和噪声比）以dB为单位，平均超过200个OFDM符号为了性能比较而被运算。在该示例中，使用样条内插，并且滑动窗口长度设置为三，其选取一个先前符号、当前符号以及一个接下来的符号。当我们在仿真中设置干扰级别时，干扰级别采取在RFI载波频率接收的期望的信号功率谱密度（PSD）级别的参考。在此，PSD被定义为每FFT面元（FFTbin）的功率（mW）与FFT面元宽度（Hz）之间的比的dB值。例如，当我们设置SIR=-50 dB时，这意味着干扰比在RFI载波频率所接收的期望的信号强50 dB，但并非在整个数据带宽上都是如此。
首先，将评估AWGN信道。在移除接收器中的CP的框之前，在时间域中应用RFI抑制方法。在复基带中对系统建模。在这种情况下，由于在发射器与接收器之间不存在时延扩展信道（诸如，空气和线缆等），因而整个CP长度用于RFI估计。因此，在这种情况下，FEQ（频域均衡器）只是占位符，因为对于AWGN信道不需要FEQ。
已通过比在FM载波的信号强50 dB的强FM干扰/干扰机来执行仿真。这表明，在不没有任何抑制的情况下，正如预期那样，在1 MHz的FM载波频率，SINR极度降级了大约100dB。同样地，由于谱泄漏，在其它频率，SINR中存在不多于30 dB的降级。在FM载波频率，上述方法以15 dB胜过在背景技术部分中提到的现有技术方法。通过现有技术方法，大约1 MHz的SINR低于-10 dB，这比LTE接收灵敏度低得多，而通过上述方法，SINR为大约5 dB，这比LTE接收灵敏度高得多。这意味着，在这种情况下，通过本文中所呈现的实施例，LTE信号能够经受住FM干扰。本文中所呈现的实施例的泄漏扩展还更窄，尽管SINR在其它频率类似，仅比没有RFI的情况低10 dB。
其它仿真已表明，当干扰与噪声相比是高的时，更特定地当INR（干扰与噪声比）大于50 dB时，本文中所呈现的实施例比现有技术方法更好。当INR小于50 dB时，性能仅略低于现有技术方法。对于SNR=30、40、50 dB，结果示出相同趋势。由于减少的估计质量而导致改进随着INR减少而减少。对于500 Hz信息信号，SINR改进上至15 dB，而对于1 kHz，SINR上至11 dB。这是由于频率对于1 kHz的信息信号改变更快的事实。
如上文所表明的，当噪声级别与干扰相比相对低时，本文中所呈现的实施例的干扰降低执行得非常好。这在远程无线电头端场景中非常适合。在远程无线电头端部署中，线缆接口噪声能够低至-160 dBm/Hz。发射信号PSD能够是-76 dBm/Hz。在下行链路中，考虑到40 dB的高线缆损耗，SNR高至44 dB。此外，线缆信道具有非常短的时延扩展。这能够实现在下行链路中将大部分CP长度用于估计。基带发射信号升频转换到适当的IF频率，以便通过线缆来传输。在远程无线电头端接收器之前，添加线缆噪声和RFI。在远程无线电头端中，接收的信号降频转换到基带以用于RFI抑制。备选地，接收的信号直接升频变换到RF以用于传输。在该仿真中，在不失一般性的情况下未考虑空中信道和空中接口噪声。此处的结果反映出在远程无线电头端的RF发射端口处达到的SINR。该SINR确定在系统中从DU（数字单元）一直到UE（用户装备）全程能够达到的最大SINR。
使用了以下的仿真参数：对于OFDM信号的IF载波设置于140 MHz，带有20 MHz LTE简档，而FM RFI设置于141 MHz。线缆接口噪声设置为-160 dBm/Hz。线缆接口发射PSD设置为-76 dBm/Hz。使用线缆模型来生成150米Cat 5e线缆的线缆信道脉冲响应。信道脉冲响应具有小于0.2 μs的非常短的时延扩展。考虑到在LTE中使用的4.7 μs CP，CP中大部分样本能够用于RFI估计中。在该仿真中，假设理想同步，使得接收器丢弃由信道时延所导致的第一样本。因此，在两个抵消方法中，每个符号上的CP的仅前5个样本用于估计。而且，在无噪声的情况下，理想FEQ与完美信道估计一起使用。线缆衰减在141 MHz大约是37 dB。因此，接收的SNR=-76-37-（-160）=47 dB，并且如果RFI功率设置为-65 dBm，则在141 MHz，SIR=-76-37-（-65）=-48 dB。
当RFI功率为-65 dBm时，在现有技术方法与在此呈现的实施例的方法之间比较SINR。类似于AWGN的情况，两种方法能够显著地抵消RFI。通过本文中所呈现的实施例，在FM载波，SINR从-46 dB改进至8 dB，这是54 dB的改进。其比现有技术方法好16 dB。FFT泄漏也比现有技术方法更窄。
另一仿真针对相对于噪声的不同干扰功率级别的线缆信道而探索本文中所呈现的实施例与现有技术方法相比的SINR改进。对于线缆的结果与AWGN信道匹配得非常好。这是由于信道扩展短且大部分符号用于估计的事实。对于AWGN信道同样如此，当INR大于50dB时，本文中所呈现的实施例比现有技术方法表现得更好。
本文中所呈现的实施例通常能够典型地在接收器中的ADC（模数转换器）之后应用于时间域信号上。如果使用CP，则在接收器之前，信号经历的信道时延扩展应当比CP长度更短。通常，这对室内小型基站是非常有用的，在室内小型基站中，LTE CP长度比室内无线信道时延扩展长得多。
对于远程无线电头端，本文中所提出的实施例在DL中能够在具有数字处理能力的远程无线电头端中实现。使模拟IF信号数字化，然后在DSP（数字信号处理器）或FPGA（现场可编程门阵列）中进行处理。在上行链路（UL）中，这能够在对应的中心节点中实现。由于线缆信道非常短，因而在空中信道的顶上添加的时延扩展非常小。对于本文中所呈现的实施例，将存在足够多的未使用的CP以抵消RFI。
此外，这对于下一代DSL中的G.fast（ITU-T G.9700、G.9701）和功率线家庭网络中的G.hn也是有用的。VHF（非常高频率）带中的模拟FM信号还可能显著地干扰系统。对于G.fast中的短环路，未使用的CP能够用于抵消。对于较少时延扩展的功率线信道，也存在能够用于抵消的未使用的CP。
图5是图示对干扰何时在图4A-B中所图示的方法中被估计的仿真的示意图。
实线ω（t）示出干扰信号。交叉点
Figure 71786DEST_PATH_IMAGE031
指示使用图4A-B中所图示的方法所获得的估计的干扰信号的实例。即使当对于干扰信号看到更复杂的波形时，也能够在各交叉点之间使用内插来以高准确度估计干扰信号。
在该示例中，FM载波对应于基带中的1 MHz，信息信号m（t）是500 Hz余弦波，SNR=50 dB，SIR=-50 dB，并且在半符号时间每个符号上的估计的
Figure 715257DEST_PATH_IMAGE029
被映射。
图6是示出图1的接收器10的一些构件的示意图。使用能够执行存储于存储器657（因而能够是计算机程序产品）中的软件指令6的合适的中央处理单元（CPU）、多处理器、微控制器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路等中的一个或更多的任何组合来提供处理器60。处理器60能够配置成执行以上参考图4A-B所描述的方法。
存储器65能够是读和写存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的任何组合。存储器65还包含永久存储装置，其例如能够是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的一个或组合。
还提供数据存储器66以用于在执行处理器60中的软件指令期间读取和/或存储数据。数据存储器66能够是读和写存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的任何组合。
接收器10还包含I/O接口62以用于与其它外部实体通信。可选地，I/O接口62还包括用户接口。
接收器10还包含一个或更多接收器电路63（可选地，与收发器中的发射器电路组合），接收器电路63包含用于从发射器接收信号的模拟和数字构件。可选地，提供合适数量的天线61，以便使用无线通信来接收信号。
省略接收器10的其它构件，以便不使本文中所呈现的概念难以理解。将注意到，形成接收器10的一部分的所示出的一个或更多构件可以形成主机装置的一部分，该主机装置包含接收器且然后可以与主机装置的其它功能（诸如，发射器等）共享。
图7是示出图1的接收器的功能模块的示意图。能够使用软件指令（诸如，计算机程序）来实现模块，所述软件指令在网络节点1中和/或使用硬件（诸如，专用集成电路、现场可编程门阵列、离散逻辑构件等）来执行。模块对应于图4A-B中所图示的方法中的步骤。
接收器80与步骤40和41相对应。提取器81与步骤42相对应。估计器82与步骤44相对应。映射器83与步骤46相对应。内插器/外推器84与步骤48相对应。运算器85与步骤50和52相对应。重构器86与步骤54相对应。减法器87与步骤56相对应。评估器88与步骤58相对应。
图8示出包含计算机可读部件的计算机程序产品的一个示例。计算机程序91能够存储于该计算机可读部件上，该计算机程序能够促使处理器执行根据本文中所描述的实施例的方法。在该示例中，计算机程序产品是光盘，诸如，CD（紧致盘）或DVD（数字通用光盘）或蓝光盘。如上文所解释的，计算机程序产品还能够在装置的存储器（诸如，图6的计算机程序产品65）中实施。虽然计算机程序91在此示意地示出为所描绘的光盘上的轨迹，但计算机程序能够以适合于计算机程序产品的任何方式（诸如，可移除固态存储器，例如，通用串行总线（USB）驱动器）来存储。
已主要参考少量实施例在上文中描述本发明。然而，如由本领域技术人员所容易领会的，如随附专利权利要求所定义的，除了上文所公开的实施例之外的其它实施例同样在本发明的范畴内是可能的。

Claims (21)

1.一种用于降低干扰的方法，所述方法在接收器（10）中执行，并且包含以下步骤：
接收（40）形成符号的一部分的第一信号（14a）；
通过将所述第一信号与第二信号比较，从而提取（42）差分信号，其中所述第一信号和所述第二信号基于相同的信息；
估计（44）所述符号的所述差分信号的基础频率；
将所述基础频率映射（46）至所述符号的第一时间；
通过对来自至少一个相邻符号的基础频率进行内插和/或外推来估计（48）在所述符号的其它时间的频率；
通过对从所估计的频率得出的频率变化函数进行积分来运算（50）估计的相位函数；
基于所述估计的相位函数来运算（52）所述差分信号的估计的振幅和估计的相位；
基于所述估计的相位函数、所述估计的振幅以及所述估计的相位来重构（54）干扰信号；以及
从所述符号的接收的信号减去（56）所重构的干扰信号。
2.根据权利要求1所述的方法，还包含以下步骤：
接收（41）所述第二信号，其中所述第一信号和所述第二信号两者都基于从一个发射器发射相同的信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一信号和所述第二信号之一携带循环前缀，所述循环前缀包含另一信号的信息的副本。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二信号是已知参考信号，所述已知参考信号包含被发射器用于发射所述第一信号的信息。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中估计（44）基础频率的步骤包含最小平方估计的使用。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法在数字域中执行。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中估计（48）频率的步骤使用滑动窗口函数。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中估计（48）频率的步骤使用样条函数。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一时间在所述符号的中间。
10.一种接收器（10），所述接收器包含：
处理器（60）；以及
存储指令（67）的存储器（64），所述指令（67）在由所述处理器执行时，促使所述接收器（10）：
接收形成符号的一部分的第一信号（14a）；
通过将所述第一信号与第二信号比较，从而提取差分信号，其中所述第一信号和所述第二信号基于相同的信息；
估计所述符号的所述差分信号的基础频率；
将所述基础频率映射至所述符号的第一时间；
通过对来自至少一个相邻符号的基础频率进行内插和/或外推来估计所述符号的其它时间的频率；
通过对从所估计的频率得出的频率变化函数进行积分来运算估计的相位函数；
基于所述估计的相位函数来运算所述差分信号的估计的振幅和估计的相位；
基于所述估计的相位函数、所述估计的振幅以及所述估计的相位来重构干扰信号；以及
从所述符号的接收的信号减去所重构的干扰信号。
11.根据权利要求10所述的接收器（10），还包含指令（67），所述指令（67）在由所述处理器执行时，促使所述接收器（10）：
接收所述第二信号，其中所述第一信号和所述第二信号两者都基于从一个发射器发射相同的信息。
12.根据权利要求10或11所述的接收器（10），其中所述第一信号和所述第二信号之一携带循环前缀，所述循环前缀包含另一信号的信息的副本。
13.根据权利要求10或11所述的接收器（10），其中所述第二信号是已知参考信号，所述已知参考信号包含被发射器用于发射所述第一信号的信息。
14.根据权利要求10或11所述的接收器（10），其中用于估计基础频率的指令包含指令（67），所述指令（67）在由所述处理器执行时，促使所述接收器（10）使用最小平方估计。
15.根据权利要求10或11所述的接收器（10），其中所述接收器配置成执行用于在数字域中处理的指令。
16.根据权利要求10或11所述的接收器（10），其中用于估计频率的指令包含指令（67），所述指令（67）在由所述处理器执行时，促使所述接收器（10）使用滑动窗口函数。
17.根据权利要求10或11所述的接收器（10），其中用于估计频率的指令包含指令（67），所述指令（67）在由所述处理器执行时，促使所述接收器（10）使用样条函数。
18.根据权利要求10或11所述的接收器（10），其中所述第一时间在所述符号的中间。
19.一种接收器（10），包含：
用于接收形成符号的一部分的第一信号（14a）的部件；
用于通过将所述第一信号与第二信号比较来提取差分信号的部件，其中所述第一信号和所述第二信号基于相同的信息；
用于估计所述符号的所述差分信号的基础频率的部件；
用于将所述基础频率映射至所述符号的第一时间的部件；
用于通过对来自至少一个相邻符号的基础频率进行内插和/或外推来估计所述符号的其它时间的频率的部件；
用于通过对从所估计的频率得出的频率变化函数进行积分来运算估计的相位函数的部件；
用于基于所述估计的相位函数来运算所述差分信号的估计的振幅和估计的相位的部件；
用于基于所述估计的相位函数、所述估计的振幅以及所述估计的相位来重构干扰信号的部件；以及
用于从所述符号的接收的信号减去所重构的干扰信号的部件。
20.一种用于降低干扰的装置，包括用于执行根据权利要求1至9中的任一项所述的方法的各步骤的部件。
21.一种计算机可读介质，上面存储了计算机程序，所述计算机程序在被执行时，导致计算机执行根据权利要求1至9中的任一项所述的方法。
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