专利名称：一种多信道盲已知干扰消除方法
技术领域：
本发明属于无线通信与信号处理技术领域，具体涉及适用于存在同频干扰的多信道传输系统的盲已知干扰消除方法。
背景技术：
同频干扰是目前移动通信网络面临的重要问题，因此干扰消除技术近年来受到工业界与学术界的极大关注。从美国《电子与电气工程师协会通信领域选刊》(IEEEJournalon Selected Areas in Communications)已可检索到的深圳大学张胜利等人的论文《盲已知干扰消除》(Blind known interference cancellation [EarlyAccess Articles])中提出的一种同频干扰消除方法，在接收端已知干扰符号的条件下(即“已知”)，直接通过接收端采取有限复杂度的信号处理即可较好地消除同频干扰，无需干扰信道状态信息(即“盲”)，从而避免了这一信息反馈带来的开销，并防止信道状态测量误差导致的性能损失，因此能够在严重干扰环境下获得良好性能。但是，该论文中的盲已知干扰消除(blind known interference cancellation, BKIC)方法本质上是为单信道传输系统设计的，该方法要求在稳定的平坦信道中通过较长的信号处理长度抑制干扰消除残余误差(虽然该论文中讨论了 BKIC用于频率选择性信道的情况，但其给出的解决方案是基于干扰信道的每个抽头逐一执行单信道处理)，而这一条件在未来移动通信网络中占主流地位的正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing, 0FDM)系统中可能难以满足。OFDM系统同时利用多个窄带子信道(子载波)进行通信，以长期演进技术(longtermevolution, LTE)为例,其一个基本传输单元(物理资源块)内包含12个15kHz带宽的子载波，每个子载波的符号数目在正常循环前缀(cyclic prefix，CP)配置下仅为7，且各子载波经历的信道状态可能差异很大，在城市室外环境中均方根时延扩展为IOu s的条件下，信道相干带宽约为20kHz，意味着各子载波的信道衰落近似统计独立，因此现有BKIC方法只能单独处理各子载波的接收信号，难以实现较大长度的处理，导致BKIC输出信号中含有较强的干扰消除残余误差成分，限制了处理性能
发明内容
:本发明的目的是提出一种多信道盲已知干扰消除(mult1-channel blindknowninterference cancellation, MC-BKIC)方法，在接收端完全已知同频干扰发送符号(此后简记为“干扰符号”)但缺少干扰信道信息的条件下，克服现有单信道盲已知干扰消除(single-channel blind known interference cancellation, SC-BKIC)方法用于多信道传输系统时存在的缺陷，更加有效地消除多信道接收信号中的同频干扰成分。本发明多信道盲已知干扰消除方法，在发送端对各子信道发送符号进行联合预处理；在接收端，在各子信道的干扰符号完全已知的条件下，首先对各子信道接收序列分别执行逐项加权差分，其中接收序列差分权值设置为该子信道当前干扰符号与下一干扰符号之商以完全消除同频干扰成分；随后对各子信道差分序列进行消除有用符号串扰交叉项的逐项加权累加，依次得到各路累加序列；最后对所有累加序列进行平均，先得出第一子信道第一有用符号的估计值，再通过该估计值与各路累加序列的各符号分别进行加权差分得到所有有用符号的估计值；其特征在于:所述在发送端对各子信道发送符号进行的联合预处理为:在发送端设置除第一个子信道以外所有子信道的首位发送符号，使之与前一子信道的末尾发送符号在乘以各自的信道系数后相等；所述在接收端对各子信道差分序列进行的逐项加权累加为:在接收端设置各路差分序列的各项对应的差分序列累加权值为:该路差分序列对应子信道的首位干扰符号与当前干扰符号之商乘以所有之前子信道的首位干扰符号与末尾干扰符号之商，采用此差分序列累加权值对各子信道差分序列进行逐项加权累加，依次得到不包含有用符号串扰交叉项的各路累加序列，其中除第一路以外每一路累加序列的首项通过前一路累加序列的末项与对应子信道差分序列的首项乘以对应的差分序列累加权值之积求和得到，各路累加序列的其余各项通过该路累加序列的前一项与对应子信道差分序列的当前项乘以对应的差分序列累加权值之积求和得到；所述在接收端对第一子信道第一符号的估计值与各路累加序列进行的加权差分为:在得出第一子信道第一有用符号的估计值后，设置各路累加序列的各项对应的累加序列差分权值等于对应的上述差分序列累加权值的倒数，将第一子信道第一有用符号估计值分别与各路累加序列的各项相减之后乘以对应的累加序列差分权值，得到对应的子信道接收序列中其它各有用符号的估计值。由于本发明采取了对多个子信道的信号进行联合处理的方式，即在发送端进行各子信道首位符号的联合预处理，以及在接收端对各子信道的差分序列进行联合累加与平均操作，使得整体处理的符号长度成倍增加，避免了由于BKIC处理长度不足而导致的性能瓶颈，有效抑制了处理后干扰消除残余误差成分，在信噪比较高的情况下，相比在各子信道内独立执行SC-BKIC，或将多信道接收序列串接后执行SC-BKIC处理的方案，能够获得显著性能提升。本发明作为同频干扰环境下的多信道传输系统中一种通用的干扰消除方法，既可用于频域多信道传输，如OFDM系统中同一相干时间内的多个子载波，也可用于时域多信道传输中的干扰消除，如米用时域交织而分散在不同相干时间内传输的信号。
图1为本发明MC-BKIC方法中的发送端信号处理原理框图。图2为本发明MC-BKIC方法中的接收端信号处理原理框图。图3为本发明MC-BKIC方法用于多载波传输时，其中的发送数据块示意图。图4为本发明MC-BKIC方法用于2个子信道处理时，在不同子信道符号数下的调制误码率性能比较图。图5为本发明MC-BKIC方法用于2个子信道处理时，与SC-BKIC方法相比的调制
误码率性能图。图6为本发明MC-BKIC方法用于2个子信道处理时，与SC-BKIC方法相比的干扰
消除残余误差功率性能图。图7为本发明MC-BKIC方法用于不同数目的子信道联合处理时，调制误码率性能比较图。图8为本发明MC-BKIC方法用于不同数目的时域交织块联合处理时，在瑞利衰落信道下的中断容量性能比较图。
具体实施例方式实施例1:多信道盲已知干扰消除方法流程。本实施例中设所述多信道传输系统中包括K个平坦的子信道，K = 2，3，…。接收端在第k个子信道接收的有用符号记为xk(t)，t = 1，…，N，N为每个子信道接收序列的符号数，噪声符号记为zk(t)，所受干扰的发送符号记为yk(t)，其经历的干扰信道状态为gk。一般而言，有用符号xk(t)为第k个子信道的发送符号Sk(t)与第k个子信道的状态hk的乘积:xk(t) = hksk(t)。各子信道上的接收信号为:
权利要求
1.一种多信道盲已知干扰消除方法，在发送端对各子信道发送符号进行联合预处理；在接收端，在各子信道的干扰符号完全已知的条件下，首先对各子信道接收序列分别执行逐项加权差分，其中接收序列差分权值设置为该子信道当前干扰符号与下一干扰符号之商以完全消除同频干扰成分；随后对各子信道差分序列进行消除有用符号串扰交叉项的逐项加权累加，依次得到各路累加序列；最后对所有累加序列进行平均，先得出第一子信道第一有用符号的估计值，再通过该估计值与各路累加序列的各符号分别进行加权差分得到所有有用符号的估计值；其特征在于: 所述在发送端对各子信道发送符号进行的联合预处理为:在发送端设置除第一个子信道以外所有子信道的首位发送符号，使之与前一子信道的末尾发送符号在乘以各自的信道系数后相等； 所述在接收端对各子信道差分序列进行的逐项加权累加为:在接收端设置各路差分序列的各项对应的差分序列累加权值为:该路差分序列对应子信道的首位干扰符号与当前干扰符号之商乘以所有之前子信道的首位干扰符号与末尾干扰符号之商，采用此差分序列累加权值对各子信道差分序列进行逐项加权累加，依次得到不包含有用符号串扰交叉项的各路累加序列，其中除第一路以外每一路累加序列的首项通过前一路累加序列的末项与对应子信道差分序列的首项乘以对应的差分序列累加权值之积求和得到，各路累加序列的其余各项通过该路累加序列的前一项与对应子信道差分序列的当前项乘以对应的差分序列累加权值之积求和得到； 所述在接收端对第一子信道第一符号的估计值与各路累加序列进行的加权差分为:在得出第一子信道第一有用符号的估计值后，设置各路累加序列的各项对应的累加序列差分权值等于对应的上述差分序列累加权值的倒数，将第一子信道第一有用符号估计值分别与各路累加序列的各项相减之后乘以对应的累加序列差分权值，得到对应的子信道接收序列中其它各有用符号的估计值。
全文摘要
本发明公开了一种多信道盲已知干扰消除方法，特征是在发送端设置除第一个子信道外所有子信道的首个发送符号，使之与前一子信道末尾发送符号在乘以各自信道系数后相等；接收端根据各子信道差分序列依次进行各路逐项加权累加，累加权值为当前及之前各子信道的已知干扰符号特定项之商的乘积，且除第一路以外每一路累加序列的首项通过前一路末项与本路子信道差分序列首项加权累加获得；通过第一子信道第一有用符号的估计值与各路累加序列进行加权差分恢复各有用符号，差分权值为对应的差分序列累加权值的倒数。与现有BKIC方法相比本发明成倍增加了整体符号处理长度，更有效地抑制了干扰消除残余误差，可用于消除OFDM或时域交织传输中的干扰。
文档编号H04L5/00GK103078822SQ201310010968
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者杨非, 赵明, 张四海, 周武旸 申请人:中国科学技术大学