专利名称：一种抑制相邻小区干扰的方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制相邻小区干扰的方法-正交小区码(OCC)，目的在于提高前 向或反向链路本小区的信干燥比，提高频谱效率；适用于无线通信领域。
背景技术：
无线通信系统的一项基本任务是建立和保持无线终端与基站间的通信链路，实现 通信数据的双向传输，由基站传往无线终端方向的链路，称为前向(或下行)链路；由无线 终端传往基站方向的链路，称为反向(或上行)链路。根据双工方式的不同，通信系统一般 分为时分双工(TDD)系统和频分双工(FDD)系统。TDD系统采用相同频率进行上行、下行链路数据传输，而利用不同时隙隔离上行、 下行链路之间的干扰，即在上行时隙内基站只接收不发射，而在下行时隙内基站只发射不 接收。而FDD系统，基站同时进行收发，用不同的频率来区分上、下行链路，一般需要对称的 频谱资源。现行的移动通信GSM系统属于FDD系统、而TD-SCDMA系统属于TDD系统。FDD 系统和TDD系统在小区边缘均存在着相邻小区的干扰问题，本方案的提出可以有效的消除 邻小区的干扰，从而提高信干比。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制相邻小区干扰的方法，本发明用正交小区码对发 射信号做正交码调制，使得相邻小区之间的干扰信号可以正交，进而消除了相邻小区信号 的干扰，达到了提高接收端的信干燥比，频带利用率为1/3带宽，与传统CDMA技术频带利用 率为1/4相比，提高了频带利用率。这一技术既适合于TDD系统，也适合于FDD系统。为了将OCC技术用于目前的通信系统，需要限制的三点要求如下首先，对通信系统中的小区进行分簇；考虑到实际的蜂窝系统，我们规定3个小区 为一簇(cluster)，具体结构示意图见图1 ；第二，接收端所在簇内3个小区的基站必须保证同步发射，这在目前技术是容易 实现的；第三，信道在3个符号持续时间内保持不变。满足上面三点，接收端通过对接收信号做正交化处理，就可以得到消除掉相邻小 区干扰后的信号。本发明的方法流程如图4所示，其中具体步骤如下第一步，定义3个正交码，分别给划分在同一簇的3个小区。正交码组用符号
表示，包括3个码，分别用c^—g)，其中ξ = 0,1,2,.. J-I表示小区号，J表示一簇小区的
大小，在本发明中 J 取值为 3(J 还可以取 4，7，. . a2+ab+b2(a = 0，l，2...，b = 0，l，2...)a，b 不同时取0)。小区具体划分方式如图1所示。若J取值为4，则小区划分方式为图2中编 号为1，2，3，4的小区为一簇；若J取值为7，则小区划分方式为图2中编号为1，2. . . 7的小 区为一簇，其余的依此类推。同一组小区正交码具有如下正交性
小区正交码是3维正交矩阵的3个分量即可。第二步，在保证基站同步发射信号条件下，进一步对发射信息符号添加循环前缀 保护，从而提高接收端接收到的3个码之间的互相正交性，进一步提高接收端对相邻小区 干扰信号的抑制能力；接收端所在簇内的所有基站发射信号如下 接收到的信号可以表示为如下形式 其中ξ表示符号序列，⑷表示第j个小区的正交码，於)⑷表示第j个基站 发给第k个用户的数据，表示第j个基站在第i个码片的信道。我们对基站发射的信 号做如下规定
(3)并且信道的最大多径时延不超过循环前缀长度，以保证不破坏发射信号与信道的 圆周卷积。第三步，接收端对接收到的信号做互相关处理，消去相邻小区的干扰。具体方法 用^K)乘以接收向量，即得到第j个基站的发射信号，其中现有通信系统中，小区在给接 收端发送信息符号时会自动将本小区所用的调制码(本发明中是正交码CjttK))发给接收 端，以便接收端对接收信息符号进行解调。综上所述，本发明的技术方案如下一种抑制相邻小区干扰的方法，其步骤为1)将通信系统中的小区划分为多簇，每一簇包括相邻的J个小区；其中小区信道 在J个信息符号持续时间内保持不变，J为自然数；2)选取J个正交码，分别分配给同一簇内的J个小区；3)接收端所在簇内的J个小区同时连续发送J个信息符号；其中同一小区所发送 的J个信息符号为J个相同的信息符号，并采用本小区的正交码对本小区要发送的每一用 户数据进行正交化编码；4)接收端对接收到的信息符号进行互相关处理，解调出该接收端的用户数据。进一步的，所述J个小区正交码为J维正交矩阵的J个分量。进一步的，采用基于DFT方法得到一正交码组，该正交码组包括所述J个小区正交码。进一步的，J的取值通过公式a2+ab+b2确定，其中a = 0,1,2-, b = 0，1，2…，且 3，13不同时取0。进一步的，J= 3。进一步的，所述步骤3)中，在每一信息符号前添加循环前缀后采用本小区的正交 码对本小区要发送的每一用户数据进行正交化编码。
进一步的，同一簇内不同小区所连续发送的J个相同信息符号均为相同的一组J 个相同信息符号。进一步的，同一簇内不同小区所连续发送的J个相同信息符号互为不同的一组J 个相同信息符号。进一步的，所述互相关处理的方法为接收端利用所在小区的正交码乘以接收向 量，解调出该接收端的用户数据。进一步的，小区信道的最大多经时延不超过所述循环前缀的长度。本发明的积极效果为与现有技术相比，本发明可以完全消除相邻小区的干扰，提高了接收信号的信干 燥比，因此提高频谱效率。本发明对信干燥比的提升可以通过图1和图2的对比看出，图1中，小区1的干 扰来自外圈的6个OCCl的小区的干扰，距离是3R，其中R是小区半径；图2中，小区2的 干扰来自内圈的编号为2-7的小区的干扰，距离是V^R。由信干燥比随和距离的计算公式
得，本发明可以有效的增加信干燥比。
本发明通过对发射信号做了正交码调制，使得频带利用率为原来的1/3，但仍然好 于传统的码分多址系统，如图3所示。
图1、OCC技术对蜂窝小区簇的划分N = 3 ；图2、传统的小区蜂窝模型相邻小区干扰模型；图3、OCC技术VS传统的CDMA系统的信干燥比性能比对图；图4、本发明的方法流程图。
具体实施例方式下面，通过公式的推导，详细的对本发明的实施方式做以说明。本发明提出一种消 除相邻小区干扰的方案，用正交小区码对前向链路的发射信号做一次扩频，使得相邻小区 之间的干扰信号可以正交，进而消除了相邻小区信号的干扰，达到了提高接收端的信干燥 比，频带利用率为1/3带宽，与传统CDMA技术频带利用率为1/4相比，提高了频带利用率。 这一技术既适合于TDD系统，也适合于FDD系统。OCC技术需要限制的三点要求如下首先，考虑到实际的蜂窝系统，我们规定3个小区为一簇(cluster)，具体结构示 意图见图1 ；第二，接收端所在簇内的3个小区的基站必须保证同步发射，这在目前技术是容 易实现的；第三，信道在3个符号持续时间内保持不变。满足上面三点，接收端通过对接收信号做互相关处理，就可以得到消除掉相邻小 区干扰后的信号。具体步骤如下
第一步，定义3个正交码，分别给划分在同一簇的3个小区。正交码组用符号Cj-表示，包括3个码，分别用其中ξ =0，1，2，..-1表示小区号，了表示一簇小区的 大小，在本发明中J取值为3，值得一提的是J还可以取4，7，11，..。小区具体划分方式如 图1所示。同一组小区正交码具有如下正交性 小区正交码是3维正交矩阵的3个分量即可，本发明采用基于DFT方法得到的正 交码组，具体形式如下
第二步，在保证基站同步发射信号条件下，进一步对发射信息符号添加循环前缀 保护，从而提高接收端接收到的3个码之间的互相正交性，进一步提高接收端对相邻小区 干扰信号的抑制能力；接收端所在簇内的基站发射信号如下 接收到的信号可以表示为如下形式 其中ξ表示符号序列，cfK)表示第j个小区的正交码，於它)表示第j个基站 发给第k个用户的数据，cf (0表示第j个基站在第i个码片的信道。我们对基站发射的信 号做如下规定 并且信道的最大多径时延不超过循环前缀长度，以保证不破坏发射信号与信道的 圆周卷积。第三步，接收端对接收到的信号做互相关处理，消去相邻小区的干扰。具体方法 将接收到的信号写成矩阵的形式如下所示
用C”⑷乘以接收向量，即得到第j个基站的发射信号。以j = 0为例演示做相
关检测的过I
从而消除了接收信号中来自基站1，2的信号干扰t
权利要求
一种抑制相邻小区干扰的方法，其步骤为1)将通信系统中的小区划分为多簇，每一簇包括相邻的J个小区；其中小区信道在J个信息符号持续时间内保持不变，J为自然数；2)选取J个正交码，分别分配给同一簇内的J个小区；3)接收端所在簇内的J个小区同时连续发送J个信息符号；其中同一小区所发送的J个信息符号为J个相同的信息符号，并采用本小区的正交码对本小区要发送的每一用户数据进行正交化编码；4)接收端对接收到的信息符号进行互相关处理，解调出该接收端的用户数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述J个小区正交码为J维正交矩阵的J个 分量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于采用基于DFT方法得到一正交码组，该正交码 组包括所述J个小区正交码。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于J的取值通过公式a2+ab+b2确定，其中a =0，1，2. . .，b = 0，1，2...，且 a，b 不同时取 0。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于J= 3。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3)中，在每一信息符号前添加循环 前缀后采用本小区的正交码对本小区要发送的每一用户数据进行正交化编码。
7.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于同一簇内不同小区所连续发送的J个相 同信息符号均为相同的一组J个相同信息符号。
8.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于同一簇内不同小区所连续发送的J个相 同信息符号互为不同的一组J个相同信息符号。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述互相关处理的方法为接收端利用所在 小区的正交码乘以接收向量，解调出该接收端的用户数据。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于小区信道的最大多经时延不超过所述循环 前缀的长度。
全文摘要
本发明涉及一种抑制相邻小区干扰的方法，属于无线通信领域。本发明的方法为1)将通信系统中的小区划分为多簇，每一簇包括相邻的J个小区；其中小区信道在J个信息符号持续时间内保持不变；2)选取J个正交码，分别分配给同一簇内的J个小区；3)接收端所在簇内的J个小区同时连续发送J个信息符号；其中同一小区所发送的J个信息符号为J个相同的信息符号，并采用本小区的正交码对本小区要发送的每一用户数据进行正交化编码；4)接收端对接收到的信息符号进行互相关处理，解调出该接收端的用户数据。与现有技术相比，本发明可以大大消除相邻小区的干扰，提高了接收信号的信干燥比，从而提高频谱效率。
文档编号H04L27/26GK101917208SQ20101025274
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者李建业, 焦秉立, 马猛 申请人:北京大学