一种迭代邻小区间干扰抑制的方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区干扰 抑制的方法与装置。
【背景技术】
[0002] OFDM即正交频分复用技术，多载波调制的一种，在Raleigh衰落信道下的一种强 大的传输技术。OFDM的基本原理是将一个宽频信道分成若干正交子信道，将高速数据信号 转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。将传输带宽划分成一系列正 交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址。正因为子载波相互正 交，使单个小区内的用户之间没有干扰，然而相同频率的信号在小区之间复用，因此针对用 户的下行传输，不可避免造成蜂窝系统中邻小区干扰（inter-cell interference, ICI)， 尤其是对小区边缘的用户，而这也正式需要解决的问题。
[0003] 现在主要用于邻小区干扰抑制的技术有干扰删除、干扰协作和干扰随机化三种主 要技术。在使用干扰删除时，邻小区间需要保持同步，目标小区必须知道干扰小区的导频结 构，才能对干扰信号进行信道估计，局限性较大。干扰协作技术如部分频率复用、小区间功 率控制以及资源分配方案等在系统处于较轻和中等负载的情况下能够获得不错的性能，但 是在满负载的系统中，性能会有很强的衰落。干扰随机化技术如扰码以及跳频能够有效抑 制单个用户所受干扰，而在宏观上并没有降低整个系统中的噪声和干扰。交织分多址技术 能够分开并且消除其他用户的干扰，在较重负载的系统中有较好的使用前景。
[0004] 交织分多址（Interleave-division multiple access, IDMA)技术通过给不同的 用户分配不同的交织器消除干扰，相比于其他的正交多址技术具有更高的性能。IDM依靠 交织来区分不同用户的信号，在检测方面可以采用逐码迭代的多用户检测，从而提高了频 谱的利用率并可以降低接收机的复杂度。通过将IDM技术应用于OFDM中，能够充分利用 两种技术的优点，在多径信道环境下提高传输吞吐率以及误码率性能。
[0005] 本发明主要针对OFDM-IDM下行链路，提出一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区干 扰抑制的接收机，应用了本发明中所述的最优贝叶斯检测算法。从仿真结果中可以看出，本 算法对邻小区的干扰有良好的抑制效果，其小区边缘用户的信号干扰问题能得到良好的解 决。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提出一种对邻小区的干扰有良好的抑制效果，基于最优贝叶斯 的迭代小区间干扰抑制的方法与装置。
[0007] 1、基于OFDM-IDM的邻小区干扰抑制发射机 图2所示为0FDM-IDMA的邻小区干扰抑制的发射机结构，包括：turbo编码器、扩频器、 交织器η、调制器、傅立叶反变换器（IFFT)、循环前缀（CP)、信道CHk;其中： 采用BPSK调制，第k个用户的传输比特流{m ? = I，2，...3 M }开始以 JJ = MZiVc的速率进行编码，产生{= 1,2，··.，Ari)的编码流；经 过扩频H = 1,2,…，Aru}后L1KH i·= I52，..·，JVr)，再经过交 织器η得到频域信号"夂f = 1,2,..., ,之后进行傅立叶反变换 (IFFT)得到时域符号f = 1,25…，，然后添加循环前缀（CP)封装 成帧，最后经过信道CHk发送出去。
[0008] 发射机支持k个用户的多通道码流合成传输，每个用户的信号基于传统的CDM系 统进行OFDM调制。
[0009] 2、基于OFDM-IDM的邻小区干扰抑制接收机 图3所示为OFDM-IDM的邻小区干扰抑制接收机结构，包括：循环前缀（CP)、傅立叶变 换（IFFT)、MUD、解交织器、解码器DEC ; 接收机接收信号后做傅立叶变换，得到： y = Hd+ η (D 是方差为沪的高斯白噪声。接收的信号先进行循环前缀（CP)和帧间隔（GI)的去除， 再经过MUD得到第一次估计信号￡eMK〇 (4(1·)),然后解交织得到(Kf·)) ，之后进入DEC中进行解码得到信号的估计值(矣（i·)),解码后的外信息
[WWW) 再通过交织变成Z ^od Idl(J)) 返回到MUD中，作为下一次更 新所需要的先验信息并更新接收信号，对信号实现软解调。
[0010] 3、接收机中的最优贝叶斯检测算法 使用一个完美的迭代接收机来模拟频域信道传递函数（FDCTF)，其长片码是用MUD和 DEC两部分来转换分离的。接下来，关注检测算法，考虑1个符号周期的OFDM副载波，然后消 除副载波指数m和OFDM的符号指数j。设// = [4, _ A] ' T = [·',..., & f 。其上标代表转置。
[0011]用(X)来表示观察到的先验信息的对数似然比（外信息），外信息 (X)通过MUD传递给外通道解码器。基于每个用户的信息都是独立的，所以第k 个用户的外信息的对数似然比14- (a) = (a) -14- (a)。 即是对接收信号所做的判决检测。其对数似然比即是判决门限。
[0012] 首先讨论多用户最优贝叶斯检测的外信息，它可以用（2)来估 算。
[0013]
【主权项】
1. 一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区间干扰抑制的装置，其特征在于包括：基于 OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制发送机与基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制接收机两部 分；其中，所述的发送机，包括：turbo编码器、扩频器、交织器、调制器、傅立叶反变换器 (IFFT)、循环前缀（CP)、信道CHk;原始比特流经过turbo编码器进行turbo编码，再通过 扩频器进行扩频，随后通过交织器进行信号的随机交织，接着通过调制器将该信号调制到 BPSK信号，再进行OFDM封装处理：包括对信号做IFFT、添加CP，封装成帧，通过信道CHk之 后形成发射信号； 所述的接收机，包括：循环前缀（CP)、傅立叶变换（IFFT)、MUD、解交织器、解码器DEC; 接收的信号先进行循环前缀（CP)和帧间隔（GI)的去除，然后经过MUD得到第一次的估 计信号
，然后进行解交织得到
，之后进入DEC中进 行解码得到信号的估计值，
，解码后的外信息.
再通过交织变成
返回到MUD中，作为下一次更新所需要的先验信息并更新接收信号，对信 号实现软解调；其中，接收机MUD中采用最优贝叶斯检测算法。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述MUD中采用最优贝叶斯检测算法，是根据 接收符号的先验概率，推导每个码片的最优贝叶斯检测的外信息估计值算式（5)，具体流 程如下： (一）多用户最优贝叶斯检测的外信息的对数似然比，
，用（1)式来估算：
其中』、表示排除JT中的第k个元素； (一)计算先验概率My，从DEC通过交织后反馈给MUD的
的对数似然比 中获得：
(二） 计算条件概率密度函数
，通过计算从联合概率密度函 数，
中除以先验概率中的
来得到：
(三） 此外，条件似然函数表示为：
~代表成正比；因此，外信息的对数似然比表达成：
其中
由（2)式给出。
3. -种基于权利要求1所述的装置的基于最优贝叶斯的迭代小区间干扰抑制的方法， 其特征在于具体步骤如下： 采用基于IDMA的OFDM信号发送与接收系统模型，信号在发射机经过交织器交织并调 制后发射，在接收机中通过MUD和DEC解码器，利用最优贝叶斯检测算法，更新接收信号的 先验信息，降低干扰，对信号实现软解调； 其中，所述的0FDM-IDMA发射系统模型，针对下行数据传输，各基站使用独立的交织 器，用户根据自己所处小区的交织器解调获得当前的基站信号； 所述的0FDM-IDMA接收系统模型，用户接收机先进行OFDM的解调，然后进行IDMA信号 软解调，通过MUD与DEC解码器的迭代更新，获得接收信号； 接收符号的先验概率从DEC通过交织后反馈给MUD的，
的对数似然比 中获得，其算式为：
外信息.
通过解交织后送到DEC中，外信息的算式为：
【专利摘要】本发明属于无线通信技术领域，具体为一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区干扰抑制的方法与装置。本发明采用基于IDMA的OFDM信号发射与接收系统模型，信号在发射机经过交织器交织并调制后发射，在接收机中通过MUD和DEC解码器，利用最优贝叶斯检测算法，更新接收信号的先验信息，降低干扰，对信号实现软解调。本发明装置包括基于最优贝叶斯的迭代邻小区干扰抑制发送机与接收机两部分。本发明能够在较重负载的系统中提升小区边缘用户的抗干扰能力。
【IPC分类】H04L1-00, H04L27-26, H04B1-10
【公开号】CN104580054
【申请号】CN201410733266
【发明人】许翰, 周小林
【申请人】复旦大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月8日