CN117714245B - 无线自组网系统中的干扰抑制系统、方法、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了无线自组网系统中的干扰抑制系统、方法、设备及介质，属于无线LTE自组网技术领域，本发明要解决的技术问题为如何能够有效地应对自组网系统中的各种干扰源，提高自组网系统的性能和可靠性，并适应复杂多变的环境，采用的技术方案为：该系统包括提取模块、参考符号处理模块及空间处理模块；提取模块用于将OFDM接收信号经过傅里叶变换处理，得到频域数据；并从频域数据中提取数据符号；参考符号处理模块用于从频域数据中提取参考符号，并对参考符号进行相应处理得到信道估计结果及噪声方差估计的结果。

Description

无线自组网系统中的干扰抑制系统、方法、设备及介质
技术领域
本发明涉及无线LTE自组网技术领域，具体地说是一种无线自组网系统中的干扰抑制系统、方法、设备及介质。
背景技术
自组网系统是一种无线通信网络，由多个节点组成，这些节点可以自主地建立和维护网络连接，而无需中央控制。在自组网中，节点之间的通信可能会受到各种干扰源的影响，例如同频干扰、跳频干扰、多径传播干扰等。这些干扰会导致数据传输的可靠性和性能下降，因此在自组网系统中进行干扰抑制是至关重要的。
目前已经提出了一些方法来应对自组网系统中的干扰问题。例如，一些方法利用自适应调制技术，根据当前的信道条件和干扰情况，动态地选择合适的调制方式和编码方案，以提高系统的抗干扰性能。另外，一些方法利用功率控制和干扰对消等技术，通过调整节点的传输功率和接收参数，以减小干扰对网络的影响。
然而，现有的干扰抑制方法仍然存在一些挑战和局限性，无法有效地解决自组网系统中的干扰问题。例如，某些方法需要额外的硬件设备或高能耗的算法，增加了系统的复杂性和成本。而其他方法则可能对系统的实时性和可扩展性造成不利影响。
故如何能够有效地应对自组网系统中的各种干扰源，提高自组网系统的性能和可靠性，并适应复杂多变的环境是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种无线自组网系统中的干扰抑制系统、方法、设备及介质，来解决如何能够有效地应对自组网系统中的各种干扰源，提高自组网系统的性能和可靠性，并适应复杂多变的环境的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种无线自组网系统中的干扰抑制系统，该系统包括提取模块、参考符号处理模块及空间处理模块；
提取模块用于将OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分复用技术）接收信号经过傅里叶变换处理，得到频域数据；并从频域数据中提取数据符号；
参考符号处理模块用于从频域数据中提取参考符号，并对参考符号进行解扰及最小二乘信道估计的处理得到信道估计结果及噪声方差估计的结果；
空间处理模块用于接收从频域数据中提取的数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及通过DSP控制接口配置的噪声方差校正值，并对数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值进行解调处理，获取似然比（LLR）。
作为优选，噪声方差估计值公式如下：
；
其中，表示噪声方差估计值；/>表示从频域数据中提取出参考符号；/>表示对参考符号进行信道估计的结果。
更优地，噪声方差校正值根据干扰测量值和干扰类型配置，具体如下：
当干扰类型为数据干扰时，则标记干扰类型为全频带，即Nos_type =‘wideband’，噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf为干扰节点的功率值；RSRPServ为干扰节点的功率值；β 1为调整因子；针对Nos_type = ‘wideband’，配置噪声方差校正值应用于所有频域子载波；
当干扰类型为参考信号干扰，则标记干扰类型为参考符号位置，即Nos_type =‘RS’，噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf为干扰节点的功率值；RSRPServ为干扰节点的功率值；β 2为调整因子；针对Nos_type = ‘RS’，配置噪声方差校正值应用于所有参考符号所在的子载波。
更优地，通过DSP控制接口将干扰类型及噪声方差校正值配置给空间处理模块进行饱和处理，得到修正后的噪声方差，具体如下：
。
一种无线自组网系统中的干扰抑制方法，该方法具体如下：
S1、接收节点接收发送节点的数据，并将OFDM接收信号经过傅里叶变换处理得到频域数据，下一步执行步骤S2；
S2、根据接收的数据进行干扰测量，下一步执行步骤S3；
S3、根据干扰测量结果，判别是否存在数据干扰：
①若是，则跳转至步骤S5；
②若否，则执行步骤S4；
S4、根据干扰测量结果，判别是否存在参考符号干扰：
①若是，则跳转至步骤S5；
②若否，则跳转至步骤S6；
S5、根据干扰测量结果和干扰类型，计算并配置噪声方差校正值，下一步执行步骤S6；
S6、完成干扰类型及噪声方差校正值的计算后，通过DSP控制接口将数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值配置给空间处理模块。
作为优选，步骤S2中的干扰测量具体如下：
信号干扰比(SINR)测量：利用参考信号进行噪声估计，计算信号干扰比(SINR)；若当前时刻的信号干扰比(SINR)值明显低于之前的信号干扰比(SINR)值，则判定为可能存在干扰节点的干扰；
噪声协方差测量：利用参考信号进行噪声估计，计算噪声的协方差；若噪声协方差明显为非白噪声，则判定为可能存在干扰节点的干扰。
作为优选，干扰类型包括数据干扰和参考信号干扰；
若干扰类型为数据干扰，则标记干扰类型为全频带：Nos_type = ‘wideband’；
若干扰类型为参考信号干扰，则标记干扰类型为参考符号位置：Nos_type =‘RS’。
作为优选，根据干扰测量结果和干扰类型，计算并配置噪声方差校正值具体如下：
若Nos_type = ‘wideband’，则噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf表示干扰节点的功率值；RSRPServ表示干扰节点的功率值；β 1为调整因子；
由于数据干扰已经计算过，因此调整因子1/β 1的值需要设置为较小值，典型的1/β 1=1/100；
对Nos_type =‘wideband’，配置噪声方差校正值应用于所有频域子载波；
若Nos_type =‘RS’，则噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf表示干扰节点的功率值；RSRPServ表示干扰节点的功率值；β 2为调整因子；对参考符号干扰，由于其没有计算过，因此调整因子1/β 2的值需要设置为较小值，典型的1/β 2=1/6；
对Nos_type =‘RS’，配置噪声方差校正值应用于所有参考符号所在的子载波；
其中，噪声方差估计值公式如下：
；
其中，表示噪声方差估计值；/>表示从频域数据中提取出参考符号；/>表示对参考符号进行信道估计的结果；
空间处理模块对数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值进行饱和处理，得到修正后的噪声方差，具体如下：
。
一种电子设备，包括：存储器和至少一个处理器；
其中，所述存储器上存储有计算机程序；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，使得所述至少一个处理器执行如上述的无线自组网系统中的干扰抑制方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如上述的无线自组网系统中的干扰抑制方法。
本发明的无线自组网系统中的干扰抑制系统、方法、设备及介质具有以下优点：
（一）本发明解决了当前自组网系统中普遍存在的干扰问题，先根据干扰测量结果，判别是否存在邻节点干扰；再根据邻节点干扰类型，判别干扰为数据类型干扰或是参考符号干扰；根据不同的干扰类型，使用不同的噪声方差校正值；最终实现了高效、低复杂度的干扰抑制，优化自组网系统的性能；
（二）本发明能够有效地应对自组网系统中的各种干扰源，提高系统的性能和可靠性，具备较低的计算和通信开销，适应复杂多变的环境，并在实际自组网系统中具备可实施性；
（三）本发明改善了自组网系统的性能，提高了自组网系统的可靠性、稳定性和吞吐量，同时降低通信中断的风险，从而满足日益增长的无线通信需求；
（四）本发明不需要对干扰节点的干扰做出精确的解析，只需根据干扰类型和干扰水平进行干扰抑制，降低了处理复杂度低，又可有效提高自组网系统抗干扰的性能。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为无线自组网系统中的干扰抑制系统的结构框图；
附图2为无线自组网系统中的干扰抑制方法的流程框图；
附图3为空间处理模块中应用噪声方差校正值的结构图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的无线自组网系统中的干扰抑制系统、方法、设备及介质作以下详细地说明。
实施例1：
如附图1所示，本实施例提供了一种无线自组网系统中的干扰抑制系统，该系统包括提取模块、参考符号处理模块及空间处理模块；
提取模块用于将OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分复用技术）接收信号经过傅里叶变换处理，得到频域数据；并从频域数据中提取数据符号；
参考符号处理模块用于从频域数据中提取参考符号，并对参考符号进行解扰及最小二乘信道估计的处理得到信道估计结果及噪声方差估计的结果；
空间处理模块用于接收从频域数据中提取的数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及通过DSP控制接口配置的噪声方差校正值，并对数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值进行解调处理，获取似然比（LLR）。
本实施例中的噪声方差估计值公式如下：
；
其中，表示噪声方差估计值；/>表示从频域数据中提取出参考符号；/>表示对参考符号进行信道估计的结果。
本实施例中，噪声方差校正值根据干扰测量值和干扰类型配置，具体如下：
当干扰类型为数据干扰时，则标记干扰类型为全频带，即Nos_type =‘wideband’，噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf为干扰节点的功率值；RSRPServ为干扰节点的功率值；β 1为调整因子；针对Nos_type = ‘wideband’，配置噪声方差校正值应用于所有频域子载波；
当干扰类型为参考信号干扰，则标记干扰类型为参考符号位置，即Nos_type =‘RS’，噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf为干扰节点的功率值；RSRPServ为干扰节点的功率值；β 2为调整因子；针对Nos_type = ‘RS’，配置噪声方差校正值应用于所有参考符号所在的子载波。
如附图3所示，本实施例中，通过DSP控制接口将干扰类型及噪声方差校正值配置给空间处理模块进行饱和处理，得到修正后的噪声方差，具体如下：
。
该系统的工作过程具体如下：
（1）OFDM接收信号经过傅里叶变换处理，得到频域数据。
（2）从频域数据中提取出参考符号。对参考符号进行相应处理，得到信道估计、噪声方差估计等结果。
（3）从频域数据中提取出数据符号，将其和S102步骤计算出的信道估计、噪声方差，以及通过DSP控制接口配置的噪声方差校正值一起送到空间处理模块。
（4）空间处理模块经过相应处理（解调处理），计算出似然比（LLR）送给后续单元。
对于步骤（2），记为从频域数据中提取出参考符号，/>为对参考符号进行信道估计的结果，则噪声方差/>估计值可以计算为：
；
步骤（3）中的噪声方差校正是本发明的核心点。在自组网系统中，当发送节点向接收节点发送数据时，2跳之外的干扰节点可能会同时发送数据或参考信号，这将导致接收节点的数据接收性能恶化。另一方面，干扰节点的发送数据对接收节点是未知的，无法精确地检测并消除。
实施例2：
如附图2所示，本实施例中的一种无线自组网系统中的干扰抑制方法，该方法具体如下：
S1、接收节点接收发送节点的数据，并将OFDM接收信号经过傅里叶变换处理得到频域数据，下一步执行步骤S2；
S2、根据接收的数据进行干扰测量，下一步执行步骤S3；
S3、根据干扰测量结果，判别是否存在数据干扰：
①若是，则跳转至步骤S5；
②若否，则执行步骤S4；
S4、根据干扰测量结果，判别是否存在参考符号干扰：
①若是，则跳转至步骤S5；
②若否，则跳转至步骤S6；
S5、根据干扰测量结果和干扰类型，计算并配置噪声方差校正值，下一步执行步骤S6；
S6、完成干扰类型及噪声方差校正值的计算后，通过DSP控制接口将数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值配置给空间处理模块。
本实施例步骤S2中的干扰测量具体如下：
信号干扰比(SINR)测量：利用参考信号进行噪声估计，计算信号干扰比(SINR)；若当前时刻的信号干扰比(SINR)值明显低于之前的信号干扰比(SINR)值，则判定为可能存在干扰节点的干扰；
噪声协方差测量：利用参考信号进行噪声估计，计算噪声的协方差；若噪声协方差明显为非白噪声，则判定为可能存在干扰节点的干扰。
本实施例干扰类型包括数据干扰和参考信号干扰；
若干扰类型为数据干扰，则标记干扰类型为全频带：Nos_type = ‘wideband’；
若干扰类型为参考信号干扰，则标记干扰类型为参考符号位置：Nos_type =‘RS’。
作为优选，根据干扰测量结果和干扰类型，计算并配置噪声方差校正值具体如下：
若Nos_type = ‘wideband’，则噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf表示干扰节点的功率值；RSRPServ表示干扰节点的功率值；β 1为调整因子；
由于数据干扰已经计算过，因此调整因子1/β 1的值需要设置为较小值，典型的1/β 1=1/100；
对Nos_type =‘wideband’，配置噪声方差校正值应用于所有频域子载波；
若Nos_type =‘RS’，则噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf表示干扰节点的功率值；RSRPServ表示干扰节点的功率值；β 2为调整因子；对参考符号干扰，由于其没有计算过，因此调整因子1/β 2的值需要设置为较小值，典型的1/β 2=1/6；
对Nos_type =‘RS’，配置噪声方差校正值应用于所有参考符号所在的子载波；
其中，噪声方差估计值公式如下：
；
其中，表示噪声方差估计值；/>表示从频域数据中提取出参考符号；/>表示对参考符号进行信道估计的结果；
如附图3所示，空间处理模块对数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值进行饱和处理，得到修正后的噪声方差，具体如下：
。
实施例3：
本实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器；
其中，存储器存储计算机执行指令；
处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得处理器执行本发明任一实施例中的无线自组网系统中的干扰抑制方法。
处理器可以是中央处理单元（CPU），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现成可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通过处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可用于储存计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现电子设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器还可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，只能存储卡（SMC），安全数字（SD）卡，闪存卡、至少一个磁盘存储期间、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
实施例4：
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，指令由处理器加载，使处理器执行本发明任一实施例中的无线自组网系统中的干扰抑制方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机（或CPU或MPU）读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘（如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RYM、DVD-RW、DVD+RW）、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种无线自组网系统中的干扰抑制系统，其特征在于，该系统包括提取模块、参考符号处理模块及空间处理模块；
提取模块用于将OFDM接收信号经过傅里叶变换处理，得到频域数据；并从频域数据中提取数据符号；
参考符号处理模块用于从频域数据中提取参考符号，并对参考符号进行解扰及最小二乘信道估计的处理得到信道估计结果及噪声方差估计的结果；
空间处理模块用于接收从频域数据中提取的数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及通过DSP控制接口配置的噪声方差校正值，并对数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值进行解调处理，获取似然比；
其中，噪声方差估计值公式如下：
；
其中，表示噪声方差估计值；/>表示从频域数据中提取出参考符号；/>表示对参考符号进行信道估计的结果；
噪声方差校正值根据干扰测量值和干扰类型配置，具体如下：
当干扰类型为数据干扰时，则标记干扰类型为全频带，即Nos_type = ‘wideband’，噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf为干扰节点的参考信号功率值；RSRPServ为目标接收节点的参考信号的功率值；β 1为调整因子；针对Nos_type = ‘wideband’，配置噪声方差校正值应用于所有频域子载波；
当干扰类型为参考信号干扰，则标记干扰类型为参考符号位置，即Nos_type = ‘RS’，噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf为干扰节点的参考信号功率值；RSRPServ为目标接收节点的参考信号的功率值；β 2为调整因子；针对Nos_type = ‘RS’，配置噪声方差校正值应用于所有参考符号所在的子载波；
通过DSP控制接口将干扰类型及噪声方差校正值配置给空间处理模块进行饱和处理，得到修正后的噪声方差，具体如下：
。
2.一种无线自组网系统中的干扰抑制方法，其特征在于，该方法具体如下：
S1、接收节点接收发送节点的数据，并将OFDM接收信号经过傅里叶变换处理得到频域数据，下一步执行步骤S2；
S2、根据接收的数据进行干扰测量，下一步执行步骤S3；
S3、根据干扰测量结果，判别是否存在数据干扰：
①若是，则跳转至步骤S5；
②若否，则执行步骤S4；
S4、根据干扰测量结果，判别是否存在参考符号干扰：
①若是，则跳转至步骤S5；
②若否，则跳转至步骤S6；
S5、根据干扰测量结果和干扰类型，计算并配置噪声方差校正值，下一步执行步骤S6；
S6、完成干扰类型及噪声方差校正值的计算后，通过DSP控制接口将数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值配置给空间处理模块；
其中，步骤S2中的干扰测量具体如下：
信号干扰比测量：利用参考信号进行噪声估计，计算信号干扰比；若当前时刻的信号干扰比值低于之前的信号干扰比值，则判定为存在干扰节点的干扰；
噪声协方差测量：利用参考信号进行噪声估计，计算噪声的协方差；若噪声协方差为非白噪声，则判定为存在干扰节点的干扰；
干扰类型包括数据干扰和参考信号干扰；
若干扰类型为数据干扰，则标记干扰类型为全频带：Nos_type = ‘wideband’；
若干扰类型为参考信号干扰，则标记干扰类型为参考符号位置：Nos_type = ‘RS’；
根据干扰测量结果和干扰类型，计算并配置噪声方差校正值具体如下：
若Nos_type = ‘wideband’，则噪声方差校正值为：
；
其中RSRPIntf为干扰节点的参考信号功率值；RSRPServ为目标接收节点的参考信号的功率值；β 1为调整因子；
对Nos_type =‘wideband’，配置噪声方差校正值应用于所有频域子载波；
若Nos_type =‘RS’，则噪声方差校正值为：
；
其中，RSRPIntf为干扰节点的参考信号功率值；RSRPServ为目标接收节点的参考信号的功率值；β 2为调整因子；
对Nos_type =‘RS’，配置噪声方差校正值应用于所有参考符号所在的子载波；
其中，噪声方差估计值公式如下：
；
其中，表示噪声方差估计值；/>表示从频域数据中提取出参考符号；/>表示对参考符号进行信道估计的结果；
空间处理模块对数据符号、信道估计的结果、噪声方差估计值以及噪声方差校正值进行饱和处理，得到修正后的噪声方差，具体如下：
。
3.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和至少一个处理器；
其中，所述存储器上存储有计算机程序；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，使得所述至少一个处理器执行如权利要求2所述的无线自组网系统中的干扰抑制方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如权利要求2所述的无线自组网系统中的干扰抑制方法。
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