一种高阶调制迭代小区干扰抑制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，具体设及一种基于OFDM-IDMA的高阶调制信号的 小区间干扰抑制的方法与装置。
【背景技术】
[0002] 正交频分复用(OFDM)技术由于拥有较高的频谱利用率W及对抗多径效应的能力 是下一代无线通信的主要技术。为了获得较高的频谱利用率，基于OFDM的小区系统的频率 复用系数通常为1，因此，针对用户的下行传输，不可避免造成蜂窝系统中的邻小区干扰 (inter-cell interferenceJCI)，降低传输可靠性，特别是小区边缘用户受到的来自多个 小区的干扰，如何提高边缘小区的抗干扰能力是目前主要研究的课题。
[0003] 当前的几种干扰抑制方法包括干扰协作、干扰随机化W及干扰删除。干扰协作技 术如部分频率复用、小区间功率控制W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W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。通过将 IDMA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W及误码率性能。在当前的IDMA的技术中，初始信息估计化Iementary Signal Estimator，ESE)方法能够实现BPSKW及实部和虚部都独立映射的QPSK调制方法中。
[0005] 本发明主要针对OFDM-IDMA下行链路，提出一种基于高阶OFDM-IDMA的邻小区干扰 抑制的接收机，应用本发明中所述初始信息估计化Iementary Signal Estimator，ESE)方 法，实现IDMA的高阶调制。仿真结果表明，该接收机在不同信道条件下能够提供较好的检测 性能。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提出一种基于OFDM-IDMA的高阶调制信号的小区间干扰抑制的 方法与装置。
[0007] 1、基于(FDM-IDMA的邻小区干扰抑制发射机
[000引图2所示为OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制的发射机结构。
[0009] 第k小区给用户发送的比特为山=[dk[l]，. . .，dkWb]]T，经过化Ao编码之后，编码 序列为Ck= kk[l]，. . .，Ck[Nc]]T，经过扩频码Uk= [Uk[l]，. . .，Uk[Nu] ]T之后得到Sk= kk [1]，. . .，sk[Ns]]T，经过交织器化得到频域信号Xk=[Xk[l]，. . .，XkWx]]，X中每Qk比特组合 映射成星座符号，得到调制序列皿=[mk[l]，. . .，mk[Nm/Qk]]，映射关系为：
[0010] (I)
[00川其中义|t/y，q=l，. . .，Qk，是第k个基站传输的第j个符号的第q比特，比如:mk (j)=map([0010])，贝ljbi(mk( j))=0，i = l，2,4;b3(mk( j)) = l。
[001引经过IFFT得到时域符号祉=[祉[1]，...，祉[Nx]]，经过信道hk之后得到接收的信号 如。
[001引 2、基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制接收机
[0014] 图3所示为OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制接收机结构。
[0015] 接收信号r在接收机端去除循环前缀(CP) W及帖间隔(GI)作FFT之后实现得到r'
(2)
[0017] 其中，w'（j)为两个维度方差为O2复高斯白噪声，未描述简化之后省略j，h'k为hk经 过FFT之后的等效信道。经过ESE得到初始估计信号{eESE(xi(n))}，经过解交织之后得{6ESE (ci(n))}，解码之后得到信号的估计占 1，解码后的外信息{eDEC(ci(n))}经过再交织得到{eoEC (xi(n))}，返回到ESE作为下一次迭代的外信息输入。
[0018] 3、接收机中ESE算法
[0019] ESE的具体流程如下：
[0020] (1化SE的目的是计算对数似然值：
C 3)：
[00对作为软解调皿C的输入。星座图上的信号点概率可W表示为巧"％ 二11；!'{媒為树}， 根据贝叶斯方程，得到条件概率为：
[0024]其中，进二[S坤/，" (5)="}，由(引式可W得到：
[0027] 称之为xf ^勺先验值；
[0028] 由公式(2)可得：
[0029 ] r'=HjJUk+Sk (5)
[0030]其中，备=y AWa =Z、W/,. +W为4小区所受干扰和噪声和，由中屯、定理得到 左V足 每为高斯变量，因此公式(4)中P{r' Imk二s}近似符合高斯分布。将概率P{r' Imk二s}表示为 向量形式，其中，r' =(严 rim)T，m=|/雌 7wf )r，s=(s巧 sim)T，
[003。 令Pa.:?为矩阵二f的均值和方差矩阵，则概率分布为：
[0033]其中，= 代表信道增益心的复数矩阵，由公式巧）， 篇的均值和方差可表示为：
(巧
f ''了
[003引其中，^^和百"1为矩阵111= Wf mf y的均值和方差矩阵更新片《&和百。^，即 软解调输出值由DEC返回ESE作为编码比特的先验值：
(11)
[0040]该先验值可用来更新星座图上信号点的概率，星座点概率为：
<( (12) ,重复使用公式(7)-(10),可更新
[0043] 根据上述内容，本发明提供的基于OFDM-IDMA的高阶调制信号的小区间干扰抑制 的方法(即基于OFDM-IDMA的信息传输方法），其步骤归纳如下:采用基于IDMA的OFDM信号发 送与接收系统模型，发射机信号经过交织器交织之后再进行信号调制，通过接收机中ESE估 计器和DEC解码器，更新接收信号的先验信息，降低干扰。本发明方法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。
[0044] 上述方法中，所述的OFDM-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。
[0045] 上述方法中，所述的OFDM-IDMA接收系统模型，用户接收机先进行(FDM的解调，然 后进行IDMA信号软解调，通过ESE估计器与DEC解码器的迭代更新，获得接收信号。
[0046] 上述方法中，所述ESE估计器，根据接收符号的先验概率，推导每个码片的先验信 息估计值（由式(4))。
[0047] 上述方法中，所述的DEC解码器，根据接收信号中干扰信号的均值和方差K..，与的 更新，返回编码比特的先验值（由式(11))。
[0048] 本发明提供的基于OFDM-IDMA的高阶调制信号的小区间干扰抑制的装置，包括:上 述的基于0抑M-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。发射机结构如图2所示，由turbo编码器、扩频器、交织器叫、调制器、反向傅里叶变 换IFFT、循环前缀CP、保护间隔GI、多径信道CH等依次连接组成;原始比特流经过turbo编码 器进行化rbo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 过调制器将该信号再调制到高阶星座信号（如16QAM、64QAM等），再进行OFDM封装处理(包括 对信号做IFFT，添加 CP，封装成帖），通过多径无线信道之后形成接收信号。所述的OFDM-IDMA接收系统模型，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；接收机结构如图3所示，接收信号首先经过解调器对 OFDM信号帖作解调处理(包括去CP，对信号做FFT，信道均衡），随后通过ESE估计器，得到的 估计信号值通过DEC解码器，输出信号估计，并获得下一次更新所需要的先验信息，更新接 收信号ESE，对信号进行迭代软解调。
[0049] 本发明主要针对OFDM-IDMA下行链路，提出一种基于高阶OFDM-IDMA的邻小区干扰 抑制的接收机，应用本发明中所述初始信息估计化Iementary Signal Estimator，ESE)方 法，实现IDMA的高阶调