专利名称：一种宽带同频干扰噪声估计和干扰抑制的方法及相应系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种宽带同频干扰噪声估计和干扰抑制的方法及相应系统。
背景技术：
无线通信系统总是受到各种各样的干扰，对于第4代以OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址)技术为基础的通信系统(如 4G(第四代移云力通信及其技术)、Wimax(fforldwidelnteroperability for Microwave Access，全球微波互联接入)、LTE (Long TermEvolution，长期演进))而言，始终受到较严重的 OFDM (Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,正交频分复用)同道干扰 (Co-Channel Interference，简称为CCI)。在蜂窝网络中，由于频谱复用的关系，此种干扰表现为邻区干扰，由于干扰源通常同时干扰多个数据载波，因而可以认为是一种宽带的干扰。目前，邻区干扰控制、抑制及消除问题是一个热门的研究课题，也是4G通信系统同频组网过程中必须要解决的问题。主动式的手段通常表现为功率控制、动态的频率复用、邻区的波束及调度协作、以及正在讨论中的CoMP(Coordinated Multi-points transmission/reception，协同多点传输)中的联合传输，这些技术在标准制定时就需要做较详细的讨论，需要网络结构和信令的支持。而被动式的干扰消除技术则不需要依赖于信令的交互，通常仅由接收机完成，因此可以广泛适用于各种网络。通常情况下，接收机侧的干扰消除过程往往要依赖于空间、时间和频率三个维度的资源。第四代通信系统广泛采用了多天线技术(Multiple-InputMultiple-Output，简称为ΜΙΜ0)，而MIMO系统广泛采用在空间维度上对多个天线上的信号响应样本的分集进行合并接收。传统的最大比合并(Maximum Ratio Combining，简称为MRC)技术等，在噪声受限的信道环境下有着非常优秀的性能，但在干扰受限的信道环境下性能并不理想，因为该技术只利用了每根天线的信道信息，并没有利用干扰的统计特性。同时一类以抑制干扰为目的的多天线分集合并算法——干扰抑制合并技术(Interference Rejection Combining, 简称为IRC)，在消除邻区同频干扰上体现出了优异的性能。但IRC算法仅在获得比较准确的干扰统计特性和每根天线的信道估计的前提下，性能才会非常好；如果干扰的统计特性不准确或者信道估计中包含了干扰，其性能并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种宽带同频干扰噪声估计的方法，已解决现有技术中对干扰估计不准确的缺陷。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽带同频干扰噪声估计的方法，用于正交频分复用(OFDM)或正交频分多址(OFDMA)系统的接收端，在一干扰抑制区域内，用该方法对其中承载的一个数据流进行干扰噪声估计时，包括
对该数据流对应的每一导频子载波，根据发送端在该导频子载波上发送的导频信号、该导频子载波上的接收信号和该导频子载波位置的信道系数估计值，计算出该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值；对该数据流对应的每一数据子载波，根据发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值、该数据子载波上的接收信号和该数据子载波位置的信道系数估计值，计算出该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值；对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置和各个数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵；其中，该干扰抑制区域为接收数据承载区域中的一时频二维资源块。较佳地，所述发送端在该数据流对应的每一数据子载波上发送的数据信号的初步估计值按以下方式得到将该数据子载波位置的信道系数估计值的共轭转置与该数据子载波上的接收信号相乘；将相乘后的结果作为发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值；或者，对相乘后的结果进行硬判决，将硬判决的结果作为发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值。较佳地，所述该数据流对应的每一导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值按下式计算得到
权利要求
1.一种宽带同频干扰噪声估计的方法，用于正交频分复用(OFDM)或正交频分多址 (OFDMA)系统的接收端，在一干扰抑制区域内，用该方法对其中承载的一个数据流进行干扰噪声估计时，包括对该数据流对应的每一导频子载波，根据发送端在该导频子载波上发送的导频信号、 该导频子载波上的接收信号和该导频子载波位置的信道系数估计值，计算出该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值；对该数据流对应的每一数据子载波，根据发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值、该数据子载波上的接收信号和该数据子载波位置的信道系数估计值，计算出该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值；对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置和各个数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵；其中，该干扰抑制区域为接收数据承载区域中的一时频二维资源块。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述发送端在该数据流对应的每一数据子载波上发送的数据信号的初步估计值按以下方式得到将该数据子载波位置的信道系数估计值的共轭转置与该数据子载波上的接收信号相乘；将相乘后的结果作为发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值；或者， 对相乘后的结果进行硬判决，将硬判决的结果作为发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述该数据流对应的每一导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值按下式计算得到‘》(力(0-纪(0沖))(力(0-纪(0冲)广(a)其中，^^“/)为该干扰抑制区域内该数据对应的第i个导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值，i = 1，…，I，I为该干扰抑制区域中该数据流对应的导频子载波的个数； P(i)为发送端在该第i个导频子载波上发送的导频信号，yp(i)为该第i个导频子载波上的接收信号，&⑴为该第i个导频子载波位置的信道系数估计值，(力⑴-力 ⑴广为矩阵(力⑴-纪⑴冲))的共轭转置。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述该数据流对应的每一数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值按下式计算得到K1 _D(J)=、y d U、Λ U))、y d U、Λ U、Hj)f⑷其中，:^14(/)为该干扰抑制区域内该数据对应的第j个数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值，j = 1，…，J，J为该干扰抑制区域中该数据流对应的数据子载波的个数dC/+)为发送端在该第j个数据子载波上发送的数据信号的初步估计值，yd(j)为该第j个数据子载波上的接收信号，^ C/+)为该第j个数据子载波位置的信道系数估计值，(h CzMd (7卩(7)广表示矩阵( (7)-毛(7口(7))的共轭转置。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置和各个数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵，采用的计算公式如下
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于按式(c)计算数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵之前，将该干扰抑制区域划分为一个或多个干扰噪声估计单元，每一干扰噪声估计单元为一个时域二维资源块且其中至少包含一个导频子载波和一个数据子载波；按式(c)计算数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵时，为同一干扰噪声估计单元中各个导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值赋予相同的权值，为同一干扰噪声估计单元中各个数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值赋予相同的权值。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述在一干扰抑制区域内，用该方法对其中承载的一个数据流进行干扰噪声估计时， 将该干扰抑制区域划分为M个干扰噪声估计单元，每一干扰噪声估计单元为一个时域二维资源块且其中至少包含一个导频子载波和一个数据子载波，M为正整数；所述对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置和各个数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵，采用的计算公式如下
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述发送端在该数据流对应的每一导频子载波位置的信道系数估计值按以下方式得到将该导频子载波上的接收信号与发送端在该导频子载波上发送的导频信号的共轭相乘，得到该导频子载波位置的信道系数估计值；所述发送端在该数据流对应的每一数据子载波位置的信道系数估计值按以下方式得到对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置的信道系数估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的信道系数估计值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在一干扰抑制区域内，用该方法对其中承载的一个数据流进行干扰噪声估计时， 还将该干扰抑制区域划分为K个信道估计单元，每一信道估计单元为一个时域二维资源块且包含至少一个导频子载波和一个数据子载波，K为正整数；所述对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置的信道系数估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的信道系数估计值，采用的计算公式如下
10.一种宽带同频干扰抑制的方法，应用于正交频分复用(OFDM)或正交频分多址 (OFDMA)系统的接收端，在一干扰抑制区域内，用该方法对其中承载的一个数据流进行干扰抑制时，包括按权利要求8或9所述的宽带同频干扰噪声估计方法，得到该数据流对应的各数据子载波位置的信道系数估计值和干扰噪声协方差矩阵；对该数据流对应的每一数据子载波，根据该数据子载波上的接收信号，及该数据子载波位置的信道系数估计值和干扰噪声协方差矩阵进行数据检测，得到该数据子载波上的数据信号估计值；其中，该干扰抑制区域为接收数据承载区域中的一时频二维资源块。
11.一种宽带同频干扰噪声估计的系统，用于正交频分复用(OFDM)或正交频分多址 (OFDMA)系统的接收端，在一干扰抑制区域内对其中承载的一个数据流进行干扰噪声估计， 该干扰抑制区域为接收数据承载区域中的一时频二维资源块，该系统包括第一装置，用于对该数据流对应的每一导频子载波，根据发送端在该导频子载波上发送的导频信号、该导频子载波上的接收信号和该导频子载波位置的信道系数估计值，计算出该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值；第二装置，用于对该数据流对应的每一数据子载波，根据发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值、该数据子载波上的接收信号和该数据子载波位置的信道系数估计值，计算出该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值；第三装置，用于对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置和各个数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括第四装置所述第四装置用于将该数据子载波位置的信道系数估计值的共轭转置与该数据子载波上的接收信号相乘；然后，将相乘后的结果作为发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值；或者，对相乘后的结果进行硬判决，将硬判决的结果作为发送端在该数据子载波上发送的数据信号的初步估计值。
13.如权利要求11所述的系统，其特征在于所述第一装置计算出该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值，采用的计算公式如下
14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括第五装置 所述第五装置用于将该干扰抑制区域划分为M个干扰噪声估计单元，每一干扰噪声估计单元为一个时域二维资源块且其中至少包含一个导频子载波和一个数据子载波，M为正整数；相应地，所述第三装置对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置和各个数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵，采用的计算公式如下
15.如权利要求11或12或13或14所述的系统，其特征在于，还包括第六装置和第七装置；所述第六装置用于按以下方式得到发送端在该数据流对应的每一导频子载波位置的信道系数估计值并输出到所述第一装置将该导频子载波上的接收信号与发送端在该导频子载波上发送的导频信号的共轭相乘，得到该导频子载波位置的信道系数估计值；所述第七装置用于按以下方式得到在该数据流对应的每一数据子载波位置的信道系数估计值并输出到所述第二装置对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置的信道系数估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的信道系数估计值。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，还包括第八装置；所述第八装置用于将该干扰抑制区域划分为K个信道估计单元，每一信道估计单元为一个时域二维资源块且包含至少一个导频子载波和一个数据子载波，K为正整数；相应地，所述第七装置对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个导频子载波位置的信道系数估计值的加权平均，作为该数据子载波位置的信道系数估计值，采用的计算公式如下
17. 一种宽带同频干扰抑制的系统，应用于正交频分复用(OFDM)或正交频分多址 (OFDMA)系统的接收端，在一干扰抑制区域内对其中承载的一个数据流进行干扰抑制，该干扰抑制区域为接收数据承载区域中的一时频二维资源块，该系统包括第一子系统，用于按与权利要求15或16所述的宽带同频干扰噪声估计的系统相同的方式，得到该数据流对应的各数据子载波位置的信道系数估计值和干扰噪声协方差矩阵；第二子系统，用于对该数据流对应的每一数据子载波，根据该数据子载波上的接收信号，及该数据子载波位置的信道系数估计值和干扰噪声协方差矩阵进行数据检测，得到该数据子载波上的数据信号估计值。
全文摘要
一种宽带同频干扰噪声估计和干扰抑制的方法及相应系统，在一干扰抑制区域内用该方法对其中承载的一个数据流进行干扰噪声估计时，包括对该数据流对应的每一导频子载波，根据发送端在该子载波上发送的信号、该子载波上的接收信号和该子载波位置的信道系数估计值，计算该子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值；对该数据流对应的每一数据子载波，根据发送端在该子载波上发送的信号的初步估计值、该子载波上的接收信号和该子载波位置的信道系数估计值，计算该子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值；对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各个子载波位置的干扰噪声协方差矩阵估计值的加权平均，作为该子载波位置的干扰噪声协方差矩阵。
文档编号H04L25/03GK102480453SQ20101055732
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者宁迪浩, 朱登魁, 肖华华, 鲁照华 申请人:中兴通讯股份有限公司