Ofdma智能天线系统的用户信号产生及干扰抑制的方法与装置的制作方法

专利名称：Ofdma智能天线系统的用户信号产生及干扰抑制的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种OFDMA智能天线通信系统的用户信号产生及相应的 干扰抑制的方法与装置。
背景技术：
对于一个支持数据和语音混合通信的OFDMA无线系统，窄带和宽带 用户同时接入无线系统是非常有可能的。因此，有必要灵活地安排子载波 以实时地适应业务流量的变化。另一方面，窄带业务对信号接收提出了更 高的要求。特别的，移动信道的频率和时间选择性，同频干扰的频率和时 间选择性，严重多径带来的符号间和载波间干扰，电路非线性性和相位噪 声带来的干扰，都会造成信号接收质量的严重下降。本发明提出的信号设 计，产生和分配方法并结合智能天线将很大程度地改善上述信号接收问题， 提高无线系统整体性能。发明内容本发明提供了 一种OFDMA智能天线系统的用户信号产生及相应的干 扰抑制方法。该方法首先基于要发送的用户消息生成该用户的调制信号；然后将每 个时隙的所有时频网格分成多个子信道，每个子信道包括个时间上重叠 的子载波，并将子信道为该A^个子载波中，相邻子载波的频率间 隔的最大值是相邻子载波的频率间隔的最小值的三倍或三倍以上，再将多 个子信道的并集分配给该用户，根据要发送的消息的大小决定子信道的数 量，并按照最佳分配准则选择子信道的位置以减小干扰；将用户调制信号 映射到分配的时频网格集，生成用户频域信号，并对用户频域信号进行快 速傅立叶反变换，生成用户时域信号并发送；对接收到的用户时域信号依 次进行快速傅立叶变换和基于分配的时频网格集的逆映射，得到用户接收
调制信号；最后对用户接收调制信号进行解调得到用户信息。对要发送的用户消息进行前向纠错控制编码，再对编码后的比特进行 比特置换，基于指定的调制方案将置换后的比特转换成信道符号向量，并 且将每个信道符号向量与转换矩阵相乘，相乘后得到的符号向量即可作为 调制信号。可以按照如下方式设计子信道将每个子信道的iv,个子载波分成r组， "i，每组包括iv,/r个子载波；每个子信道的第d组的iv,/r个子载波均匀 分布，其中第i个子载波和第(i +1 )个子载波之间的频率间隔为《-《)=p ，这里《为整数，表示第d组中的第/个子载波在整个频谱波段中的频率位 置；每个子信道的第d组和第(d+l)组的第i个子载波的频率间隔等于《+1=《，《<户。优选的，《=2， r>l。优选的，分配给用户的时频 网格集中，不存在分别属于不同的子信道的两个相邻子载波。对于配备多个接收天线的系统，可以将用户调制信号映射到分配的时 频网格集，并在每个子信道的一个或多个时频网格中插入空信号，生成用 户频域信号；接收时，利用多个天线接收的每一子信道的空信号学习干扰 的空间和时频特性，将每个接收天线得到的用户接收调制信号进行合并达 到干扰抑制。优选的，利用多天线接收的每一子信道的空信号构成空间协 方差矩阵。不同扇区的基站和终端的通信均采用相同的子信道对时频网格的划 分；同时，在每个子信道的一个或多个时频网格中插入空信号且对于相邻 扇区，每个子信道的空信号的位置也不同。本发明还提供了 一种OFDMA智能天线系统的用户信号产生及相应的 干扰抑制的装置。该装置包括消息调制单元，对要发送的用户消息进行前向纠错控制编码和比特置 换，并基于指定的调制方案将置换后的比特转换成信道符号向量，将符号 向量作为用户调制信号；子信道分配单元，将每个时隙的所有时频网格分成多个子信道，每个 子信道包括^/个时间上重叠的子载波，W/^4,并将子信道设计为该^/个 子载波中，相邻子载波的频率间隔的最大值是相邻子载波的频率间隔的最
小值的三倍或三倍以上；用户信道分配单元，为该用户分配一个时频网格集，该集合是一个或 多个子信道的并集，根据要发送的消息的大小决定子信道的数量，并按照 最佳分配准则选择子信道的位置以减小干扰；调制信号映射单元，将用户调制信号映射到分配的时频网格集，并在 每个子信道的一个或多个时频网格中插入空信号，生成用户频域信号；IFFT发送单元，对用户频域信号进行快速傅立叶反变换，生成用户时 域信号并发送；FFT接收单元，安装于每一个接收天线中，用于接收用户时域信号， 并对接收到的用户频域信号进行快速傅立叶变换；逆映射单元，安装于每一个接收天线中，用于基于分配的时频网格集 对快速傅立叶变换后的信号进行逆映射，得到用户接收调制信号；干扰抑制单元，利用多个天线接收的每一子信道的空信号学习干扰的 空间和时频特性，并基于每一分配的子信道，将每个接收天线得到的用户 接收调制信号进行合并达到干扰抑制，得到干扰抑制调制信号；解调单元，对合并后的用户接收调制信号进行解调得到用户信息。本发明可以减少接收机的各种干扰，使OFDMA系统具有以下特点 可以根据业务需求灵活安排子载波；可以克服频率或时间选择性衰落；可 以抑制窄带和宽带通信的多小区干扰；可以减少严重多径时延扩展引起的 自干扰；可以减少随收发链而存在的电路非线性或相位噪声引起的自干扰； 还可以减少移动信道的多普勒扩展引起的自干扰。


下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进 一 步详细的说明。图1为OFDMA-TDMATDD系统的典型帧结构图；图2为下行信号传输流程的方框示意图；图3为上行信号传输流程的方框示意图；图4为小区干扰几何模型图；图5为用于所有扇区的子载波分配方案的示意图； 图6为用于所有扇区的具有观测窗口的子载波分配方案的示意图； 图7为相邻扇区所使用的频谱波段的示例图； 图8为可多小区干扰观测方法的示意图； 图9为严重多径引起的自干扰的观测方法的示意图； 图IO为载波间干扰引起的多址干扰的观测方法的示意图； 图11为OFDMA智能天线系统的用户信号产生及相应的干扰抑制的装 置示意图。
具体实施方式
一个OFDMA-TDMA复用方案中，频谱一皮分成多个子载波，时间被分 成连续的时隙，每个时隙由多个符号周期组成。因此，在一个OFDMA系 统中，无线资源可以表示为二维的时频网格。在TDD(时分双工)系统中， 每个时隙配置为下行时隙、上行时隙或保护时隙。图1显示的是一个典型 OFDMA-TDMATDD系统的帧结构。OFDMA下行信号为单点对多点，上行信号为多点对单点。图2中， 通过将每个用户的调制信号映射到分配给此用户的时频网格上，来产生下 行传输信号。根据用户带宽需求，这些用户的调制信号将填充部分或所有 时频网格。信号格式和子载波映射模块规范了调制方式，编码方式和编码 率等，还提供了每个用户的子载波映射图。在完成调制信号到子载波的映 射后，对所有下行时隙的时频网格进行Nffi点快速傅立叶反变换，产生一 个符号长度的下行基本时域信号。假定数字采样率是fs,那么每一符号的 基本时域信号长度为Ts=fsNfft,并且相邻子载波频率间距为1/TS。然后再对 每个符号进行循环延拓使符号加长为(l+a)Ts。第i个用户终端，对接收到 的下行时隙信号进行Nffl点快速傅立叶变换，产生包含调制信号的时频网 格。终端利用BTS中同一用户采用的子载波映射图，来解调接收到的时频 网格的调制信号。终端可从下行控制消息获取子载波映射图，然后对接收 到的调制信号进行符号检测，得到后面信道解码所需要的符号或比特信息。图3显示的是上行信号传输方框图的基带模型。上行功能与下行功能 相似。但是，需要通过控制消息将上行信号格式和子载波映射图从BTS发
采样信号。同时，量化器应用抗饱和最优非线性标量量化器取代传统的Lloyd-Max量化器。解压縮时，为了补偿ADC引起的信号功率损失，本 发明应用ADC输入信号标准差对量化编码码字进行解码及功率补偿。附图2给出本发明ADC输出信号幅度均值与ADC输入、输出信号 标准差映射曲线。其中，ADC输出信号幅度均值与ADC输入信号标准 差映射曲线为BAQ算法应用的归一化曲线，ADC输出信号幅度均值与 ADC输出信号标准差映射曲线为本发明给出的归一化曲线。ADC输出信号幅度均值与ADC输入信号标准差非线性映射关系如 公式(1)所示，<formula>formula see original document page 10</formula>其中，<formula>formula see original document page 10</formula>。 CT为adc输入信号标准差；n为从0到127的整数取值，t为被积函数的自变:ADC输出信号标准差与ADC输入信号标准差关系式如公式(2)所示，<formula>formula see original document page 10</formula>(2)其中， 为adc输出信号标准差。于是，由公式(1)和(2)，以ADC输入信号标准差为中间变量， 即可得到ADC输出信号幅度均值与ADC输出信号标准差之间的隐函数 关系。关系曲线如附图2所示。由于待压縮信号为ADC输出信号，当 ADC输出信号饱和度较高时，两种映射曲线的非线性段偏差较大。此时， 应用公式(1)给出的映射关系无法将ADC输出信号的标准差归一化， 因此，本发明中使用ADC输出信号幅度均值与ADC输出信号标准差对 采样数据进行归一化。当信号饱和度较低时，两种映射曲线的线性段近
这里A是码扩矩阵。上行信号可用类似方法产生。对于常规的OFDMA系统，上行信号由 下式给出<formula>formula see original document page 11</formula>对于CS-OFDMA系统，上行信号由下式给出<formula>formula see original document page 11</formula>为了增加无线网络的频谱效率，通常希望信号传输和接收方案设计成 所有相邻小区使用相同无线频率。这种频率方案的一个直接结果是引入了 多小区干扰，并可能会严重削弱系统吞吐量。换句话说，图2和图3中FFT 模块输出的接收到的调制信号，不仅包括有用信号，还包括来自其它小区 的干扰信号。图4显示的是干扰几何模型，基站B1， B2, B3在带宽至少 为万的重叠频谱上运行。T1,T2和T3利用重叠频i普中的子载波与他们各 自的BTS通信。如果所有三个终端分配的子载波集至少有部分重叠，当 BTS B2与终端T2通信时，B2/T2还会生成对终端Tl和终端T3的上下行 干扰。如果所有三个终端分配的子载波集均没有重叠，则三方通信互不干 扰；或者如果BTS或终端或者两者都配备多天线，通过在BTS或终端的 接收机采用零陷算法，就能够减少干扰。本发明的 一个具体实施方式
中，每个时隙的所有时频网格被分成多个 子信道，每个子信道包括 子载波和iV,符号，子信道是最小的无线资源分 配单位。优选的，iV,是参数K"2)的倍数，除非有别的考虑，例如避免用 直流子载波发射信号。 个子载波进一步被分成r组，每组包含iV,/r个子
载波。每组中子载波的频率间隔足够大，可以在信号检测或信道译码后实 现频率分集。 一种优选的方式是，将第一组的iV,/r个子载波均匀扩展到预 定的大小为&的频率波段，这样该组中的子载波频率间隔就是^ 的 倍数，第二组的子载波通过将第一组的所有子载波下移J个子载波得到， 第三组的子载波通过将第二组的所有子载波下移,2个子载波得到，其余组 依此类推。优选的，任何子信道的所有子载波的频谱范围限制在一个预定 的AJ直内。 一种优选的Aw值为1MHZ。有两个优选的子信道-子载波分配 方案，在图5 (a)中显示为~=4,厂=2和"2; (b)中显示为 =4, r = 2 和J-l。所有扇区使用相同的子信道-子载波分配方案，这样，无论干扰规 避或干扰零陷都可容易的实现。对于多个相邻扇区在重叠频谱波段上运行的配置， 一种优选的方式是 让重叠的频谱的大小是l的倍数。图7显示的是一个这样的频谱分配例 子。在图7的(a)部分，三个扇区的5个子波段重叠，在图7的(b)部 分，Bl和B2的三个波段重叠，B2和B3的四个子波段重叠，Bl和B3的 两个子波段重叠。为了有效的抑制干扰，将开启观测窗口以了解干扰的时间/频率/空间特 性。每个观测窗口占据了一个子载波的一个符号时间。观测窗口不传送能 量。每个子信道定义一个或多个观测窗口。每个子信道的观测窗口的相对 位置取决于子信道索引和扇区索引。对于定义了观测窗口的子信道，两种 优选的邻小区子信道-子载波分配方案如图6示意。在图6 (a)中参数为 Ar,=4， r = 2, "2,在图6 (b)中参数为~=4, r-2和"l。每个方案中， 每个子信道定义两个观测窗口。观测窗口的位置由一个数字对决定，分别 代表分配给子信道的时频网格集中的相对子载波位置和符号位置，如图6 (a)所示，扇区1的第1个子信道具有相对位置为(1, 1)和(3, 3)的 观测窗口，扇区1的第2个子信道具有相对位置为(2, 1)和(4, 3)的 观测窗口。扇区1的第3个子信道具有相对位置为(1, 1 )和(3, 3)的 观测窗口。扇区1的第4个子信道具有相对位置为(2, 1)和(4, 3)的 观测窗口 。扇区2的子信道-子载波分配方案将仍然和扇区1 一致。然而， 为了使接收机观测到多小区干扰，扇区2的第i个子信道的观测窗口的相
对位置将不同于扇区1的第i个子信道。具体地讲，扇区2的第1个子信道在相对位置(2, 1)和(4, 3)有观测窗口，扇区1的第2个子信道在 相对位置(1, 1 )和(3, 3 )有观测窗口 ，扇区1的第3个子信道在相对 位置(2, 1)和(4, 3)有观测窗口，扇区1的第4个子信道在相对位置 (1， 1)和(3, 3)有观测窗口。图6 (b)遵循相同的分配规则，分配给 第j个扇区的第i个子信道的观测窗口的位置不能与第k个扇区的第i个子 信道的观测窗口位置在时频网格上重叠，这里pyt。假设每个大小为^的波段的子载波的总数量是Nbf,并且波段的总数 量为Nbw,则每个时隙中，子载波的总数为Nbf^Nband (为了简单起见，这 里暂不考虑直流子载波和边缘子载波)，子信道的总数为Nseh=NbPNband/Nf。 因此，每个波段中有Nsch—band=Nbf/Nf的子信道。根据以上的分配方案，分 配给第i个子信道的子载波索引由如下公式确定卿C/ = A: gap + scg/"tfex(0 ■ + <i j' + mod(sc肠c/ex(/), t/) + ytoo^c/zTrofex / <i). r y. = 0,...,r_l这里，为第i个子信道分配的子载波索引集等于集合OO，...,卜l的并 集。为了方便起见，无线资源以子信道为单元来分配。因此将子信道索引 集定义为分配方式。
一旦为用户决定了分配的子信道方式&,相应的用户子载波方式c;由如下7>式确定注老^f乌于扇区索引无关。 一旦规定了每个时隙的子载波集，将根据 图2和图3描述的过程生成信号。如果如图4和图5所示，相邻扇区之间 有重叠的波段，终端和BTS接收的信号将可能包含有用信号和干扰信号。 由于子信道-子载波映射方案是独立于扇区索引的，在接收信号通过FFT 操作转换回频域后，第q个扇区的j信道的子载波将受到来自p扇区的j 信道的相同子载波的干扰。P扇区的第m个天线，第k个子载波和第n个 符号位置接收到的传输信号如下
K A "]=《[A:,"] +《[A;,"] + ^ [A:,"]这里，《p,"]是p扇区的有用信号，《[&"]是来自q扇区的干扰，已，，"] 是热噪声。如果在每个子信道中定义观测窗口， q扇区的第j个子信道的观 测窗口位置不同于p扇区的第j个子信道的观测窗口位置，p扇区的接收机 就可以利用观测窗口的信号观测到来自q扇区的干扰。，"]=，,"]+ ，,"〗Z ，,"]， = 1,...，M因此包括干扰和噪声的空间特性。只要接收天线的数 量M大于l,采用零陷算法就可以降低干扰。本发明的一个实例中，空间 相关矩阵组成如下F=|^Z，，"]ZP这里z，,";^[z/^,"],…,z^^,"]r是一个向量。上面的公式中，用k个子载波和N个符号组成相关矩阵。基于相关矩阵计算零陷加权。这样做的一个方法^r下w = (^)—'-s这里s是有用信号的估计向量。为了有效的抑制干扰，需要能够区分有用信号和干扰的空间特性。另外也可以通过观测窗口以i p捕获干扰的空间特性。用以上的子载波分配方案，可以降低干扰。图8说明了多小区干扰 观测方法，图中仅显示了一个子载波和8个符号。p扇区和q扇区均定义 一个符号作为发送信号的观测窗口 ，但是不同扇区的观测窗口的位置不同。假设信号同步到达接收机，那么p扇区的接收机通过p扇区的观测窗口 ， 就能识别出q扇区的干扰。同样的，使用这种传输方法也能减少由严重多径引起的自干扰。图9 表示在多径信道接收到的信号。接收机与来自主径的强信号是同步的。然 而，接收机还接收来自反射路径的信号，相对主路径的延迟时间为t。如 果t大于OFDMA符号的Tep，正交性将被破坏，来自反射路径的部分信号 能量将泄漏进主路径的信号。观测窗口可以观测到泄漏，并且零陷算法可 以抑制这种干"f尤。在一个理想的信道中，如果给不同用户分配的子信道的集合不重叠， OFDMA系统将不存在多址干扰。然而，假如由严重多径引起的较大延迟
扩展，高速移动引起的较大多普勒扩展，或者无线频率线路的非线性/相位 噪声，来自载波间干扰的多址干扰不可避免，就可能严重削弱系统性能。 通常的，载波间干扰随工作子载波和干扰子载波之间的频率间隔而衰落， 间隔越大，载波间干扰越小。因此，将同一用户的工作子载波分配得相互 相隔较远，同时将不同用户的工作子载波分配得相互间隔较近，是比较有 利的。通过频率间隔来减少来自同一用户的载波间干扰，同时在观测窗口 观测来自其它用户的载波间干扰的空时频特性并通过零陷算法加以抑制。 图IO给出一个例子，子载波分配和多天线结合处理能够减少载波间干扰，图10中的4个子载波是图6 (a)显示的前4个子载波。给用户1分配子 信道l，其子载波为1和3;给用户2分配子信道2，其子载波为2和4。 由于分配给任意用户的子载波彼此不相邻，可以避免自干扰。另一方面， 来自相邻子载波的载波间干扰由其它用户产生，在大多数情况下，考虑到 用户的空间特性是不同的，这种干扰可以利用自适应阵列处理加以抑制。图11是根据本发明实施方式的用户信号产生及相应的干扰抑制的装 置的示意图。如图所示，该装置包括消息调制单元、子信道分配单元、用 户信道分配单元、调制信号映射单元、IFFT发送单元、FFT接收单元、逆 映射单元、干扰抑制单元、解调单元。上述单元可以通过所有能够完成相 应计算的软件模块或硬件逻辑模块实现。消息调制单元，对要发送的用户消息进行前向纠错控制编码和比特置 换，并基于指定的调制方案将置换后的比特转换成信道符号向量，将符号 向量作为用户调制信号。优选的，消息调制单元还包括一个转换矩阵模块， 用于将每个信道符号向量与转换矩阵相乘，再将相乘后得到的符号向量作 为调制信号。子信道分配单元，将每个时隙的所有时频网格分成多个子信道，并按 照如下方式设计子信道每个子信道包括A^个时间上重叠的子载波， 巧>4,将每个子信道的巧个子载波分成r组，每组包括iv,〃个子载 波；每个子信道的第d组的,/r个子载波均匀分布，其中第i个子载波和 第(i+l)个子载波之间的频率间隔为《-气1)=^,这里^为整数，表示第 c/组中的第/个子载波在整个频谱波段中的频率位置；每个子信道的第d组和第(d+l)组的第i个子载波的频率间隔等于A,-《《<^。优选 的，《=2 , r > 1 。用户信道分配单元，为该用户分配一个时频网格集，该集合是一个或 多个子信道的并集，根据要发送的消息的大小决定子信道的数量。优选的， 分配后的时频网格集中，不存在分别属于不同的子信道的两个相邻子载波。调制信号映射单元，将用户调制信号映射到分配的时频网格集，并在 每个子信道的一个或多个时频网格中插入空信号，生成用户频域信号。优 选的，在用户信道分配单元中，不同扇区的基站和终端的通信均采用相同的子信道对时频网格的划分；同时在调制信号映射单元中，每个子信道的 空信号的位置也不同。IFFT发送单元，对用户频域信号进行快速傅立叶反变换，生成用户时 域信号并发送。FFT接收单元，安装于每一个接收天线中，用于接收用户时域信号， 并对接收到的用户时域信号进行快速傅立叶变换，生成用户频域信号。逆映射单元，安装于每一个接收天线中，用于基于分配的时频网格集 对快速傅立叶变换后的信号进行逆映射，得到用户接收调制信号。干扰抑制单元，利用多个天线接收的每一子信道的空信号学习干扰的空间和时频特性，并基于每一分配的子信道，将每个接收天线得到的用户接收调制信号进行合并达到干扰抑制。解调单元，对合并后的用户接收调制信号进行解调得到用户信息。
权利要求
1、由多个基站和多个终端构成的OFDMA智能天线通信系统中，用户通过终端与基站通信，在OFDMA接入方式中，无线资源划分成二维时频网格，本发明提出一种OFDMA智能天线系统的用户信号产生及干扰抑制方法，其特征在于，包括a. 基于要发送的用户消息生成该用户的调制信号；b. 将每个时隙的所有时频网格分成多个子信道，每个子信道包括Nf个时间上重叠的子载波，Nf≥4，并将子信道设计为该Nf个子载波中，相邻子载波的频率间隔的最大值是相邻子载波的频率间隔的最小值的三倍或三倍以上；c. 为该用户分配一个时频网格集，该集合是一个或多个子信道的并集，根据要发送的消息的大小决定子信道的数量，并按照最佳分配准则选择子信道的位置以减小干扰；d. 将用户调制信号映射到分配的时频网格集，生成用户频域信号；e. 对用户频域信号进行快速傅立叶反变换，生成用户时域信号并发送；f. 对接收到的用户时域信号依次进行快速傅立叶变换和基于分配的时频网格集的逆映射，得到用户接收调制信号；g. 对用户接收调制信号进行解调得到用户信息。
2、 权利要求l所述的方法，其特征在于步骤a，调制信号的产生包括 以下步骤al.对要发送的消息进行前向纠错控制编码； a2.对编码后的比特进行比特置换；a3.基于指定的调制方案将置换后的比特转换成信道符号向量，并 且将每个信道符号向量与转换矩阵相乘，再将相乘后得到的符号向量作为 调制信号。
3、 权利要求l所述的方法，其特征在于步骤b,按照如下方式设计子 信道3.1. 将每个子信道的7V,个子载波分成r组，ai，每组包括7V,〃个子载波；3.2. 每个子信道的第d组的 /r个子载波均匀分布，其中第i个子载 波和第(i+l)个子载波之间的频率间隔为《-这里^为整数，表 示第d组中的第/个子载波在整个频谱波段中的频率位置；3.3. 每个子信道的第d组和第(d+l)组的第i个子载波的频率间隔等 于<-^+1二《，
4、 权利要求l所述的方法，其特征在于步骤c，所述的最佳分配准则 是，分配后的时频网格集中，不存在分别属于不同的子信道的两个相邻子 载波。
5、 权利要求l所述的方法，其特征在于，对于配备多个接收天线的系 统，步骤d中，进一步的在每个子信道的一个或多个时频网格中插入空信 号，生成用户频域信号；步骤f中，利用多个天线接收的每一子信道的空 信号学习干扰的空间和时频特性，将每个接收天线得到的用户接收调制信号进行合并达到干扰抑制。
6、 权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的子信道有两个参数g = 2, r>1 。
7、 权利要求5所述的方法，其特征在于步骤b中，不同扇区的基站 和终端的通信均采用相同的子信道对时频网格的划分；同时，步骤d中， 对于相邻扇区，每个子信道的空信号的位置也不同。
8、 权利要求5所述的方法，其特征在于，利用多个天线接收的每一子 信道的空信号构成空间协方差矩阵。
9、 由多个基站和多个终端构成的OFDMA智能天线通信系统中，用户 通过终端与基站通信，在OFDMA接入方式中，无线资源划分成二维时频 网格，本发明提出一种OFDMA智能天线系统的用户信号产生及干扰抑制 的装置，该装置包括消息调制单元，对要发送的用户消息进行前向纠错控制编码和比特置 换，并基于指定的调制方案将置换后的比特转换成信道符号向量，将符号 向量作为用户调制信号； 子信道分配单元，将每个时隙的所有时频网格分成多个子信道，每个子信道包括A^个时间上重叠的子载波，并合理设计子信道使得该 W/个子载波中，相邻子载波的频率间隔的最大值是相邻子载波的频率间隔 的最小值的三倍或三倍以上；用户信道分配单元，为该用户分配一个时频网才各集，该集合是一个或 多个子信道的并集，根据要发送的消息的大小决定子信道的数量，并按照 最佳分配准则选择子信道的位置以减小干扰；调制信号映射单元，将用户调制信号映射到分配的时频网格集，并在 每个子信道的一个或多个时频网格中插入空信号，生成用户频域信号；IFFT发送单元，对用户频域信号进行快速傅立叶反变换，生成用户时 域信号并发送；FFT接收单元，安装于每一个接收天线中，用于接收用户时域信号， 并对接收到的用户频域信号进行快速傅立叶变换；逆映射单元，安装于每一个接收天线中，用于基于分配的时频网格集 对快速傅立叶变换后的信号进行逆映射，得到用户接收调制信号；干扰抑制单元，利用多个天线接收的每一子信道的空信号学习干扰的 空间和时频特性，并基于每一分配的子信道，将每个接收天线得到的用户 接收调制信号进行合并达到干扰抑制；解调单元，对合并后的用户接收调制信号进行解调得到用户信息。
10、 权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的消息调制单元还包 括一个转换矩阵模块，用于将每个信道符号向量与转换矩阵相乘，再将相 乘后得到的符号向量作为调制信号。
11、 权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的子信道分配单元， 按照如下方式设计子信道将每个子信道的iv,个子载波分成r组，每 组包括iv,/r个子载波；每个子信道的第d组的iv,〃个子载波均匀分布，其 中第i个子载波和第(i+l)个子载波之间的频率间隔为f-《,P，这里 ^为整数，表示第J组中的第/个子载波在整个频谱波段中的频率位置；每 个子信道的第d组和第(d+l)组的第i个子载波的频率间隔等于
12、 权利要求9所述的装置，其特征于用户信道分配单元，所述的最 佳分配准则是，为用户分配的时频网格集中，不存在分别属于不同的子信 道的两个相邻子载波。
13、 权利要求9所述的装置，其特征于，所述的用户信道分配单元， 不同扇区的基站和终端的通信均采用相同的子信道对时频网格的划分；同 时，所述的调制信号映射单元，对于相邻扇区，每个子信道的空信号的位 置也不同。
14、 权利要求9所述的装置，其特征在于干扰抑制单元，利用多天线 接收的每一子信道的空信号构成空间协方差矩阵。l芗、权利要求11所述的装置，其特征在于，所述的子信道有两个参数
全文摘要
本发明提供一种OFDMA智能天线系统的用户信号产生及干扰抑制方法。将所有时频网格分成多个子信道，每子信道包括N_f个子载波，N_f≥4，子信道设计为N_f个子载波中，相邻子载波的频率间隔最大值是最小值的三倍以上。多个子信道的并集分配给一个用户，将用户调制信号映射到分配的时频网格集，生成用户时域信号发送。最后处理接收的时域信号得到用户消息。还提供一种OFDMA智能天线系统的用户信号产生及干扰抑制装置。包括消息调制单元，子信道分配单元，用户信道分配单元，调制信号映射单元，IFFT发送单元，FFT接收单元，逆映射单元，干扰抑制单元，解调单元。本发明能够减少各种物理信道条件的噪声引起的接收性能问题，如时间或频率选择性衰落，其它小区终端发出的干扰等。
文档编号H04B7/04GK101399585SQ20071012258
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月27日 优先权日2007年9月27日
发明者航 李 申请人:北京信威通信技术股份有限公司