专利名称：一种干扰噪声估计和干扰抑制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，具体涉及一种干扰噪声估计和干扰抑制方法及相应系统。
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，正交频分多址接入)技术为基础的通信系统而言(4G, ffimax, LTE),女台终受至Ij 较严重的 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)同道干扰(Co-Channel Interference，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、抑制和消除问题是一个热门的研究问题，也是4G通信系统同频组网必须要解决的问题。主动式的手段通常表现为功率控制、动态的频率复用、邻区的波束和调度协作以及正在讨论中的CoMP (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支持。而在被动式的干扰消除技术则不依赖于信令的交互，通常由接收机完成，可以广泛适用于各种网络中。通常说来，接收侧的干扰消除往往要依赖于空间、时间和频率三个维度的资源，考虑到第四代通信系统广泛采用了多天线技术(MIMO)，在空间维度上进行对多个天线上的信号响应样本的分集合并接收被MIMO系统广泛的采用。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，IRC)，在消除邻区同频干扰上体现出了优异的性能。但IRC算法需要获得比较准确的干扰协方差矩阵和每天线的信道估计，性能才会非常好，如果统计样本点不够多，会出现干扰协方差矩阵不可逆或者退化，从而造成干扰抑制效果的下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种干扰噪声的估计方法及相应系统，以解决相邻小区存在同频干扰时信道信息估计问题。为解决上述技术问题，本发明提供了一种干扰噪声估计方法，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噪声估计时，该方法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，计算得到该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵；对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵；对该数据流对应的每一数据子载波，将对该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵进行对角加载后得到的结果，作为该数据子载波位置对应的第二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，所述对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵，采用的计算公式如下
权利要求
1.一种干扰噪声估计方法，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噪声估计时， 该方法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，计算得到该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵；对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵；对该数据流对应的每一数据子载波，将对该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵进行对角加载后得到的结果，作为该数据子载波位置对应的第二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，其特征在于所述对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵，采用的计算公式如下
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括按式(a)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频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；按式(a)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，赋予相同的权值。
4.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， 还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时频二维资源块且包含至少一导频子载波和一数据子载波，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导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵，采用的计算公式如下
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，计算得到该导频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，将对该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵进行对角加载后得到的结果，作为该数据子载波位置对应的第二干扰噪声协方差矩阵，计算公式如下
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述α = Y或者α = 1-γ，其中，0≤Y≤L
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于 A为NKXXNkx的单位矩阵；或者，A为NKXXNkx的对角矩阵，其对角线上的元素取值为
10.如权利要求1-9中任意一项权利要求所述的方法，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， 按以下方式计算该数据流对应的每一导频子载波位置的信道系数估计值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。
11.一种干扰噪声抑制方法，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，该方法包括将接收数据承载区域内的时频二维资源块划分为干扰抑制区域，在每一个干扰抑制区域内，对该干扰抑制区域承载的每一数据流，按以下方式进行干扰噪声估计按权利要求8所述的干扰噪声估计方法，得到该数据流对应的各导频子载波位置的信道系数估计值和各数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵；对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵；对该数据流对应的每一数据子载波，将对该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵进行对角加载后得到的结果，作为该数据子载波位置对应的第二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第二干扰噪声协方差矩阵，计算得到该数据子载波上的数据信号估计；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。
12.—种干扰噪声估计系统，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，其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，计算得到该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵；第二装置，其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导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵；第三装置，其用于对该数据流对应的每一数据子载波，将对该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵进行对角加载后得到的结果，作为该数据子载波位置对应的第二干扰噪声协方差矩阵。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于该系统还包括第四装置，其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时频二维资源块且包含至少一导频子载波和一数据子载波，M为正整数；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导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵，采用的计算公式如下
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述第一装置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，计算得到该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵，采用的计算公式如下‘_力)=(力⑴-纪(/>(/))(力⑴-纪(/)冲)广其中，为该干扰抑制区域中该数据流对应的第i个导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵，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)为发送端在第i个导频子载波上发送的导频信号，yp(i)为第i个导频子载波上的接收信号，&⑴为第i个导频子载波位置的信道系数估计值，(ΜΜ ⑴广表示矩阵(力⑴-纪⑴冲》的共轭转置。
15.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述第三装置对该数据流对应的每一数据子载波，将对该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵进行对角加载后得到的结果，作为该数据子载波位置对应的第二干扰噪声协方差矩阵，计算公式如下 %1_D(j) = akM_D(j) + pX其中，^^dC/+)为该干扰抑制区域中该数据流对应的第j个数据子载波位置的第二干扰噪声协方差矩阵，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个数; α ^ 0 ；^ 』(/)为该干扰抑制区域中该数据流对应的第j个数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵；β > 0 ； Λ表示NkxXNkx的对角矩阵，Nkx表示所述接收端的接收天线的数目。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于 所述α = Υ或者α = 1-γ，其中，0彡y ^ I0
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于所述P=,气；或者β=,^rxXINrxXI其中，0彡y彡1卞(_/+))表示对矩阵U7+)求迹，即表示矩阵U/)中所有对角线元素的累加和；Λ· (I-Z3⑴)表示矩阵⑺的最大特征值；I为该干扰抑制区域内导频子载波的个数，Nex为接收天线数目。
18.如权利要求15所述的系统，其特征在于 A为NKXXNkx的单位矩阵；或者，Λ为NkxXNkx的对角矩阵，其对角线上的元素取值为
19. 一种干扰噪声抑制系统，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，该系统包括第一装置，用于按照与权利要求12-18中任一权利要求所述的系统相同的方式，计算得到该数据流对应的各导频子载波位置的信道系数估计值和各数据子载波位置的干扰噪声协方差矩阵；第二装置，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导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵；第三装置，用于对该数据流对应的每一数据子载波，将对该数据子载波位置的第一干扰噪声协方差矩阵进行对角加载后得到的结果，作为该数据子载波位置对应的第二干扰噪声协方差矩阵；第四装置，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第二干扰噪声协方差矩阵，计算得到该数据子载波上的数据信号估计。
全文摘要
本发明公开了一种干扰噪声估计和干扰抑制方法及相应系统，在干扰抑制区域内，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，计算得到该导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵；对该数据流对应的每一数据子载波，将该数据流对应的各导频子载波位置的干扰噪声协方差矩阵的加权平均，作为第一干扰噪声协方差矩阵，将对第一干扰噪声协方差矩阵进行对角加载后得到的结果，作为第二干扰噪声协方差矩阵。本发明在相邻小区存在同频干扰时，可准确估计干扰噪声，提高干扰抑制效果。
文档编号H04L27/26GK102571659SQ20101059044
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15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