在干扰条件下的lte上行系统的信号检测方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，特别涉及一种在干扰条件下的LTE上行系统的信号检测方 法和装置。
【背景技术】
[0002] LTE (长期演进）系统已经将 SC-抑MA (Single-carrier Rrequen巧-Division Multiple Access,单载波频分多址）技术作为上行链路的多址技术。由于LTE系统采用全 局频率复用，邻小区干扰现象较为严重；此外，在某些频段下，LTE上行可能会遭受各种异 系统带来的干扰，如：
[000引（1)无绳电话（2. 4 或 5. xGHz);
[0004] 似藍牙个人区域联网设备（2. 4GHz);
[0005] (3)藍牙无线耳机；
[0006] (4)微波炉（在2. 4GHz频带中50 %的忙闲度将产生脉冲干扰）。
[0007] 干扰的存在将严重影响系统性能，降低小区吞吐量。并且传统的基于 MMSE(Minimum Mean Square化ror，最小均方误差）均衡的检测算法只能抑制由于信道的 频率选择性衰落引起的符号间干扰，在有异系统干扰存在的情况下，完全失效。因此，迫切 希望能够提出一种具有抗异系统干扰的检测算法。
[0008] 但是，因为送些异系统的干扰不具有平坦的功率谱特性，且不同的干扰对LTE接 收机的性能影响差别很大，故分析过程比较复杂。当多种干扰和噪声同时存在时，难W评估 非白干扰对系统性能的影响。
【发明内容】
[0009] 本发明要解决的技术问题是传统的LTE上行链路基于频域最小均方误差 (Minimum Mean Square化ror, MM沈）均衡的检测方法在干扰条件下失效的问题。
[0010] 为了解决上述问题，本发明提供了一种在干扰条件下的LTE上行系统的信号检测 方法，适用于1根发射天线和M根接收天线的天线配置，所述方法包括：
[0011] 接收M根接收天线的基带信号，经过快速傅里叶变换，解映射得到频域基带信号 心，1《1《M，1《k《Ns,其中1表示第1根接收天线，k表示子载波序号，Ns表示用户设 备实际占用子载波数目；
[0012] 提取每根天线接收信号中插入的LTE上行参考解调信号DMRS，然后计算各接收天 线的信道增益Kk;
[0013] 组合M根接收天线的基带信号和信道增益得到信号矩阵Yk,及增益矩阵Hk ;
[0014] 计算每个子载波上的干扰噪声协方差矩阵Rk ;
[0015] 对组合后的每一子载波上的接收信号进行干扰预处理，得到干扰预处理后的接收 信号^ = DY;.和信道增益氣=DHt ;其中D = Rk ；
[0016] 根据巧A对干扰预处理后的接收信号做频域均衡。
[0017] 可选地，所述提取每根天线接收信号中插入的LTE上行参考解调信号DMRS，然后 计算各接收天线的信道增益hi,k的步骤包括：
[0018] S201、提取各天线接收信号中插入的上行参考解调信号yf""，其中1表示第1根接 收天线；
[0019] S202、对yf…做最小二乘估计LS，得到LS估计输出向量h" =X^iyfin，X为上行 参考解调信号；
[0020] S203、计算时域矩形窗的频域相关矩阵，得：
[0021]
[002引其中，Fw为NXN的离散傅里叶变换DFT矩阵，N为子载波数目，g为时域矩形窗，Q 为窗长，Q的取值小于循环前缀长度；
[0023] S204、计算用户设备实际占用子载波的频域相关矩阵，得：
[0024]
[0025] S205、对反M故特征值分解，得；反W- =UAAUf :
[0026] S206、将最小二乘估计值在弦W'的特征域进行加窗处理，得：
[0027]
[0028] 其中Qi为矩形窗窗长，Qi的取值为对角矩阵A非零元素的个数。
[0029] 可选地，组合所得到的信号矩阵Yk,和增益矩阵Hk分别为：
[0030] Yk= [yi,k，…，yM,k]T，Hk=比i,k，…，hM,k]T。
[0031] 可选地，所述计算每个子载波上的干扰噪声协方差矩阵Rk的步骤包括：
[0032] S401、提取组合信号中每个子载波的上行参考解调信号Yf";
[0033] S402、计算每个子载波的干扰噪声协方差矩阵Rk, Rk的计算方法如下：
[0034]
[0035] 其中，1(表示累计的子载波数目，^」表示向下取整。
[0036] 可选地，所述对组合后的每一子载波上的接收信号进行干扰预处理的步骤包括：
[0037] S501、计算预处理矩阵D，D计算方法如下：
[0038] 对每个子载波的干扰噪声协方差矩阵做特征值分解：
[0039] Rk = UVIJH =化乂1/2邮.（uv1/2uH) H
[0040] 其中，V为对角矩阵，U为酉矩阵，yi/2表示对其对角元素开方；
[0041] 令 D = Rk =UV i/2uH .
[0042] S502、白化处理：
[0043] 用所述D乘上每个子载波的接收信号得到：
[0044] % = DY,' =DHa +Du,
[0045] 其中，Uk表示第k个子载波的干扰噪声向量，则经过干扰预处理后的信道矩阵 f!,二 DH ;。
[0046] 可选地，所述根据赶,对干扰预处理后的接收信号做频域均衡的步骤包括：
[0047] 计算频域均衡的权值向量W，并合并干扰预处理后的接收信号％，W的计算方法如 下：
[0048] w = Hf(H*Hf+1)-1。
[0049] 本发明还提供了一种在干扰条件下的LTE上行系统的信号检测装置，适用于1根 发射天线和M根接收天线的天线配置，所述装置包括：
[0050] 变换模块，用于接收M根接收天线的基带信号，经过快速傅里叶变换，解映射得到 频域基带信号yi,k，1《1《M，1《k《成，其中1表示第1根接收天线，k表示子载波序号， 成表示用户设备实际占用子载波数目；
[0051] 信道增益计算模块，用于提取每根天线接收信号中插入的LTE上行参考解调信号 DMRS，然后计算各接收天线的信道增益Kk ;
[0052] 组合模块，用于组合M根接收天线的基带信号和信道增益得到信号矩阵Yk,及增益 矩阵Hk ;
[0053] 干扰噪声协方差矩阵计算模块，用于计算每个子载波上的干扰噪声协方差矩阵 Rk;
[0054] 干扰预处理模块，用于对组合后的每一子载波上的接收信号进行干扰预处理，得 到干扰预处理后的接收信号索,=DYt.和信道增益舟A =DH,;其中，D = Rk I/2 ;
[00巧]频域均衡模块，用于根据才干扰预处理后的接收信号做频域均衡。
[0056] 可选地，所述信道增益计算模块包括：
[0057] 导引向量提取子模块，用于提取各天线接收信号中插入的上行参考解调信号yf" ，其中1表示第1根接收天线；
[005引最小二乘估计子模块，用于对yf""做最小二乘估计LS，得到LS估计输出向量 '心:= X-Iyf % X为上行参考解调信号；
[0059] 特征值加权子模块，用于计算时域矩形窗的频域相关矩阵，得：
[0060]
[006。 其中，Fw为NXN的离散傅里叶变换DFT矩阵，N为子载波数目，g为时域矩形窗，Q 为窗长，Q的取值小于循环前缀长度；
[0062] 并计算用户设备实际占用子载波的频域相关矩阵，得：
[0063]
[0064] 对得到反M故特征值分解，得：反A =U,,AUf ;
[0065] W及将最小二乘估计值在及-?的特征域进行加窗处理，得：
[0066]
[0067] 其中Qi为矩形窗窗长，Qi的取值为对角矩阵A非零元素的个数。
[006引可选地，所述组合模块组合所得到的信号矩阵Yk,和增益矩阵Hk分别为：
[0069] Yk= [yi,k，...，yM'k]T，Hk=比i,k，...，hM,k]T。
[0070] 可选地，所述干扰噪声协方差矩阵计算模块包括：
[0071] 上行参考解调信号提取子模块，用于提取组合信号中每个子载波的上行参考解调 信号皆
[0072] 干扰噪声协方差矩阵计算子模块，用于计算每个子载波的干扰噪声协方差矩阵 Rk:
[0073]
[0074] 其中，K表示累计的子载波数目，L」表示向下取整。
[00巧]可选地，所述干扰预处理模块包括：
[0076] 预处理矩阵计算子模块，用于对每个子载波的干扰噪声协方差矩阵做特征值分 解；Rk = uvijH = (uyi/V) ? (uvi/2ijH)H，令 D = Rk I/2 = UV 1/?";其中，V 为对角矩阵，U 为酉 矩阵，yi/2表示对其对角元素开方；
[0077] 白化处理子模块，用于用所述D乘上每个子载波的接收信号得到：
[0078] 琴:=二说1碱十0而
[0079] 其中，Uk表示第k个子载波的干扰噪声向量，则经过干扰预处理后的信道矩阵 H, = DH, O
[0080] 可选地，所述频域均衡模块根据巧t对干扰预处理后的接收信号做频域均衡是 指：
[0081] 所述频域均衡模块计算频域均衡的权值向量W，并合并干扰预处理后的接收信号 夺4 ;其中，W =白f(瓦白f+矿。
[0082] 本发明的有益效果是：将接收到的包括干扰的用户信号进行白化等干扰预处理， 使白化后的干扰信号服从白噪声分布。经过干扰预处理后的信号能够用现有的LTE上行接 收机处理，消除了异系统的干扰影响。
【附图说明】
[0083] 图1本发明实施例中的典型LTE上行系统发射机结构图；
[0084] 图2本发明实施例中的典型LTE上行系统基带接收机结构图；
[0085] 图3为本