一种干扰源定位的方法及装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种干扰源定位的方法及装置。

背景技术：

对于分时长期演进(timedivisionlongtermevolution，td-lte)系统，要求基站保持严格的时间同步，一般采用全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)同步的方式来保证基站之间的定时同步。由于采用同频覆盖的方式布网，存在邻小区间的相互干扰。由于td-lte系统的上下行传输共享频率，因此td-lte系统中除存在传统的小区间的干扰外，还存在远端基站的下行信号干扰目标小区上行信号的情形。

由于电磁波的传播特性，在某些场景下，例如空气传播环境好、大气波导效应等因素下，td-lte系统的远距离同频干扰可能发生在相距很远(例如几十公里甚至几百公里)的基站间，并且远端发射源的下行信号经过传播延迟到达近端同频的目标基站后，可能会进入目标基站的其他传输时隙，从而影响近端目标系统的正常工作，并且这种干扰可能是多基站累积叠加的效果。

实际应用中，可以考虑在实施干扰的小区的一定时隙发射特定的自定义的导频序列，然后在被干扰小区侧去检测该特定的“自定义的导频序列”，在此将“自定义的导频序列”称为“特殊导频”。由于该“特殊导频”和实施干扰的小区通过一定方式一一对应，所以被干扰小区只要检测到相应的“特殊导频”就能够知道是哪个远端小区对它实施了干扰。

在存在不同带宽的实际系统中存在不同带宽相互干扰的场景，通过上述“特殊导频”设计方案，存在以下问题：

1、接收端要遍历所有可能的带宽组合方式，系统的“特殊导频”序列条数多；接收端检测需要遍历各种组合带宽，复杂度大。图1是现有技术提供的t各种带宽大气波导干扰图，如图1所示，系统由20m和10m组成。目标小区受到3个小区的干扰，如果“特殊导频”序列设计是这样的，20m对应一个序列，10m对应一个序列，那么目标小区需要遍历如下几种检测才能得知实施干扰是哪个小区，包括：在20m带宽内，检测20m对应的序列；在上半10m带宽内检测20m对应的下半带宽的序列；在上半10m带宽内检测10m对应的序列。另外，不同的目标小区，需要做的遍历检测也不一样。整个系统会相当复杂。

2、不同小区的子载波在频域可能没有完全对齐，如果接收端做频率补偿，会加大复杂度；而如果不做频率补偿，会有一定的性能损失。

技术实现要素：

根据本发明实施例提供的技术方案解决的技术问题是降低系统在定位干扰源时的复杂度。

根据本发明实施例提供的一种干扰源定位的方法，包括：

所有小区根据系统基准子载波，对其发射和接收的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿；

每个小区利用本地生成的本地干扰源检测序列对其接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行相关处理；

每个小区在其进行的所述相关处理的结果为相关时，将发送所述干扰源检测序列的小区确定为干扰源。

优选地，在所有小区根据系统基准子载波，对其发射的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿之前，还包括：

每个小区根据小区间带宽重叠形成的混叠带宽中包含的子载波个数，将其导频序列变换为干扰源检测序列；

对变换得到的干扰源检测序列进行反快速傅里叶变换处理，得到所述干扰源检测序列对应的时域数据。

优选地，所述每个小区利用本地生成的本地干扰源检测序列对其接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行相关处理的步骤包括：

所述每个小区将本地生成的本地干扰源检测序列与接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行频域的共轭点乘处理，得到相关频域数据；

对处理得到的相关频域数据进行反快速傅里叶变换处理，得到相关时域数据。

优选地，所述本地干扰源检测序列通过以下步骤得到：

每个小区根据小区间带宽重叠形成的混叠带宽中包含的子载波个数，将本地保存的其它小区的导频序列变换为本地干扰源检测序列。

优选地，所述接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列通过以下步骤得到：

每个小区对收到的时域数据进行快速傅里叶变换处理，并从处理得到的频域数据中提取干扰源检测序列。

优选地，通过对所述相关时域数据进行时域峰值搜索，确定所述相关处理的结果是否为相关。

根据本发明实施例提供的存储介质，其存储用于实现上述干扰源定位的方法的程序。

根据本发明实施例提供的一种干扰源定位的装置，包括：

补偿模块，用于根据系统基准子载波，对其发射和接收的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿；

相关处理模块，用于利用本地生成的本地干扰源检测序列对其接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行相关处理；

小区定位模块，用于在所述相关处理的结果为相关时，将发送所述干扰源检测序列的小区确定为干扰源。

优选地，所述补偿模块还用于在对发射的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿之前，根据小区间带宽重叠形成的混叠带宽中包含的子载波个数，将小区的导频序列变换为干扰源检测序列，并对变换得到的干扰源检测序列进行反快速傅里叶变换处理，得到所述干扰源检测序列对应的时域数据。

优选地，所述相关处理模块将本地生成的本地干扰源检测序列与接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行频域的共轭点乘处理，得到相关频域数据，并对处理得到的相关频域数据进行反快速傅里叶变换处理，得到相关时域数据。

优选地，所述相关处理模块根据小区间带宽重叠形成的混叠带宽中包含的子载波个数，将本地保存的其它小区的导频序列变换为本地干扰源检测序列。

优选地，所述相关处理模块对接收的时域数据进行快速傅里叶变换处理，并从处理得到的频域数据中提取所述干扰源检测序列。

优选地，所述小区定位模块通过对所述相关时域数据进行时域峰值搜索，确定所述相关处理的结果是否为相关。

本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

通过本发明实施例，在系统存在多种不同带宽的混叠时，不需要遍历检测各种混叠场景，只需要在混叠带宽中检测相关可能的序列，即可完成干扰小区的定位，能够降低定位复杂度，提高计算速度。

附图说明

图1是现有技术提供的t各种带宽大气波导干扰图；

图2是本发明实施例提供的干扰源定位的流程图；

图3是本发明实施例提供的干扰源定位的装置框图；

图4是本发明实施例提供的混叠带宽的确定示意图；

图5是本发明实施例提供的小区间子载波对齐示例图；

图6是本发明实施例提供的干扰小区1的信号生成方式过程图；

图7是本发明实施例提供的干扰小区2的信号生成方式过程图；

图8是本发明实施例提供的干扰小区3的信号生成方式过程图；

图9是本发明实施例提供的20m目标小区的收端信号接收流程图；

图10是本发明实施例提供的20m干扰小区1的收端信号接收流程图；

图11是本发明实施例提供的20m干扰小区2的收端信号接收流程图；

图12是本发明实施例提供的10m干扰小区3的收端信号接收流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图2是本发明实施例提供的干扰源定位的流程图，如图2所示，步骤包括：

步骤s101：所有小区根据系统基准子载波，对其发射和接收的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿。具体地说，所有小区根据系统基准子载波，对其发射的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿，使每个小区接收的用于承载干扰源检测序列的子载波与所述系统基准子载波对齐；每个小区根据系统基准子载波，对其接收的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿，使收到的用于承载干扰源检测序列的子载波与该小区的子载波对齐。例如，小区1的子载波20khz，小区2的子载波21khz,系统基准子载波15khz,小区1在信号生成期间，需要对其发射的子载波进行频偏补偿，补偿值为-5khz，从而使小区1发射的子载波与系统基准子载波对齐；小区2根据系统基准子载波，对其收到的小区1发射的子载波进行频偏补偿，补偿值为6khz,从而使小区2接收的子载波与小区2的子载波对齐。

若将目标小区的子载波作为系统基准子载波，则所述目标小区对其发射和接收的用于承载干扰源检测序列的子载波进行零频偏补偿，即频偏补偿值为零，而其它小区以目标小区的子载波为基准，对其发射和接收的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿，使其发射的用于承载干扰源检测序列的子载波与所述目标小区的子载波对齐，使其接收的用于承载干扰源检测序列的子载波与本地的子载波对齐。

在每个小区根据系统基准子载波，对其发射的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿之前，每个小区根据小区间带宽重叠形成的混叠带宽中包含的子载波个数，将其导频序列变换为干扰源检测序列，并对变换得到的干扰源检测序列进行反快速傅里叶变换处理，得到所述干扰源检测序列对应的时域数据。

例如，小区a的带宽为2ⁿ*b，混叠带宽为b，混叠带宽含nsubcarrier，该小区a的导频序列长度为nsequence，且nsequence小于nsubcarrier。此时，发送方向，首先小区a通过插0处理对其导频序列进行扩展，使扩展后的序列的长度等于nsubcarrier；其次对扩展后的序列中的正频数据和负频数据进行交换处理，并通过在交换处理得到的序列中间进行插0处理，得到干扰源检测序列，该序列的长度为nfft；然后通过反快速傅里叶变换等方式，对该干扰源检测序列进行频域到时域的变换处理，对于小区a，需要将干扰源检测序列的长度扩展为2ⁿ*nfft之后进行频域到时域的变换，得到干扰源检测序列对应的时域数据；最后小区a对其子载波进行频率补偿后，在得到的时域数据中加入循环移位数据并发送出去。接收方向，小区a从接收到的导频序列所在符号的数据中去掉循环移位数据，并对接收数据的子载波进行频率补偿。

其中，在将长度为nfft的干扰源检测序列扩展为长度为2ⁿ*nfft的序列时，可以通过多种方式实现，例如，通过拼接2ⁿ个干扰源检测序列得到长度为2ⁿ*nfft的序列，通过拼接其它序列得到长度为2ⁿ*nfft的序列。

步骤s102：每个小区利用本地生成的本地干扰源检测序列对其接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行相关处理。

执行步骤s102时，每个小区将本地生成的本地干扰源检测序列与接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行频域的共轭点乘处理，得到相关频域数据，并对处理得到的相关频域数据进行反快速傅里叶变换处理，得到相关时域数据。

其中，每个小区根据小区间带宽重叠形成的混叠带宽中包含的子载波个数，将本地保存的其它小区的导频序列变换为本地干扰源检测序列。例如，小区a通过插0处理，将本地保存的长度等于nsubcarrier其它小区的导频序列进行扩展，使扩展后的序列的长度等于nsubcarrier，并对扩展后的序列中的正频数据和负频数据进行交换处理，通过在交换处理得到的序列中间进行插0处理，得到本地干扰源检测序列，该本地干扰源检测序列的长度为nfft。

其中，每个小区对收到的时域数据进行快速傅里叶变换处理，并从处理得到的频域数据中提取干扰源检测序列。例如，小区a对已去掉循环移位数据的时域数据进行快速傅里叶变换处理，得到长度为2ⁿ*nfft的频域数据，从所述长度为2ⁿ*nfft的频域数据中提取混叠带宽对应的长度为nfft的干扰源检测序列。

在得到本地干扰源检测序列和干扰源检测序列之后，使用本地干扰源检测序列的共轭点乘干扰源检测序列，得到相关频域数据r，将相关频域数据r进行频域到时域的转换处理，得到相关时域数据rt。

步骤s103：每个小区在其进行的所述相关处理的结果为相关时，将发送所述干扰源检测序列的小区确定为干扰源。

通过对所述相关时域数据rt进行时域峰值搜索，确定所述相关处理的结果是否为相关，若具有明显峰值，则本地干扰源检测序列对应的已知小区为实施干扰的小区，即干扰源。

本发明实施例采用频偏预补偿的子载波对齐的“特殊导频(即自定义的导频序列)”发射和接收检测方式，能够降低系统的复杂度。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括步骤s101至步骤s103。其中，所述的存储介质可以为rom/ram、磁碟、光盘等。

图3是本发明实施例提供的干扰源定位的装置框图，如图3所示，包括：

补偿模块10，用于根据系统基准子载波，对其发射和接收的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿，使每个小区接收的用于承载干扰源检测序列的子载波与所述系统基准子载波对齐。进一步地，补偿模块10还用于在对发射的用于承载干扰源检测序列的子载波进行频偏补偿之前，根据小区间带宽重叠形成的混叠带宽中包含的子载波个数，将小区的导频序列变换为干扰源检测序列，并对变换得到的干扰源检测序列进行反快速傅里叶变换处理，得到所述干扰源检测序列对应的时域数据。

相关处理模块20，用于利用本地生成的本地干扰源检测序列对其接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行相关处理。具体地说，相关处理模块20首先对接收的时域数据进行快速傅里叶变换处理，从处理得到的频域数据中提取所述干扰源检测序列，并根据小区间带宽重叠形成的混叠带宽中包含的子载波个数，将本地保存的其它小区的导频序列变换为本地干扰源检测序列，然后将本地生成的本地干扰源检测序列与接收的子载波所承载的所述干扰源检测序列进行频域的共轭点乘处理，得到相关频域数据，最后对处理得到的相关频域数据进行反快速傅里叶变换处理，得到相关时域数据。

小区定位模块30，用于在所述相关处理的结果为相关时，将发送所述干扰源检测序列的小区确定为干扰源。具体地说，小区定位模块30通过对所述相关时域数据进行时域峰值搜索，确定所述相关处理的结果是否为相关，若具有明显峰值，则本地干扰源检测序列对应的已知小区为干扰源。

本发明实施例通过导频序列能够对干扰源小区定位，在整个系统的发射端按照本发明实施例的“特殊导频”设计方案发射信号，在收端按照本发明实施例提供的检测流程检测相关“特殊导频”，以此来完成干扰信号所在的小区的定位，即对实施干扰的小区的定位。

下面结合图4至图6对本发明实施例进一步说明。

实施干扰的小区在特定的时域和频域资源，发射特定的自定义的导频序列，即“特殊导频”。被干扰小区在特定的时域频域资源去检测该特定的自定义的导频序列，即“特殊导频”。每个小区所发射的自定义的导频对系统其他所有小区都是已知的。

如果在整个系统中存在多种带宽组合，它们之间存在带宽重叠的部分，本发明实施例称它们的混叠区为混叠带宽，混叠带宽binv_x，如图4所示的本发明实施例提供的混叠带宽的确定示意图。混叠带宽binv在除去一定保护带宽后含nsubcarrier个子载波。整个系统混叠带宽可以一块或者多块binv_x。每个混叠带宽都以相同的方式进行处理。所以下面只介绍其中某一个混叠带宽binv的处理流程。

非混叠带宽部分，可以采用和混叠带宽部分相同的方式处理，也可不做任何处理，对系统干扰的定位功能不影响。

在混叠带宽中，两两小区间的子载波不是完全对齐的。设图4中的目标小区与干扰小区1的子载波是对齐的，它们的子载波频偏为0hz；目标小区与干扰小区2的子载波是不对齐的，它们的子载波不对齐频偏为f_20hz；目标小区与干扰小区3的子载波是不对齐的，它们的子载波不对齐频偏为f_30hz。整个系统规定一个“系统子载波基准”(即系统基准子载波)，然后所有小区的子载波都以这个“系统子载波基准”为基准，发射端进行相应的频偏预补偿(即频率补偿)，以使得发信号的载波和“系统子载波基准”对齐；接收端进行相应的频偏预补偿，以使得接收信号的载波和接收端的子载波对齐。例如，系统以目标小区所在载波为“系统子载波基准”，那么干扰小区2在收发端都要进行f_20hz的频偏预补偿，干扰小区3在收发端都要进行f_30hz的频偏预补偿。

系统中所有小区以混叠带宽binv为基本单位，设计导频序列。该导频序列可以是m序列、gold序列、zc序列，或其他自相关性很好，互相关性不好的序列。

设计的导频的序列长度小于nsubcarrier记为nsequence，把nsequence长的“特殊导频”序列的前或后或中间或它们的组合部分插0值，变成长度为nsubcarrier。然后做正负频交换中间插0成nfft，然后进行nfft点反快速傅里叶变换(inversefastfouriertransform，ifft)操作，生成nfft点时域数据，对时域数据进行相应的预频偏补偿，然后加上ncp点循环移位数据(cyclicprefix，cp)，然后发射出去，如图6至图8所示。

收端在接收到“特殊导频”所在符号的(ncp+2ⁿ*nfft)点数据后(n＝0,1,2…)，先去掉ncp点cp数据，然后做nfft点快速傅里叶变换(fastfouriertransform，fft)操作，得到2ⁿ*nfft点频域数据，取混叠带宽对应的nfft点时域数据，得到yinv。同时收端在本地把nsequence长的系统中所有可能的特殊导频序列按照实施干扰小区相同的方式生成频域数据s。r＝s^*.*yinv,完成s共轭点乘yinv操作。对r进行nfft点ifff操作得到nfft点的时域数据rt，如果本地的序列和发端的序列是相同的，那么rt会有一个很明显的峰值，收端以此就可以确定干扰来自那个小区的信息,如图9至图12所示。

本发明实施例的发端信号生成方式，包括带宽等于binv小区的导频设计和信号生成方式，具体如何由每binv频域数据生成时域数据可能有多种方式，本发明实施例只给出其中的一种。

发端信号生成方式，包括带宽等于2ⁿ*binv小区(n＝0，1,2,3…)的导频设计和信号生成方式。具体如何由每binv频域数据生成时域数据可能有多种方式，本发明实施例只给出其中的一种。

本发明实施例收端信号的检测只需要在混叠带宽处检测。

图5是本发明实施例提供的小区间子载波对齐示例图,如图5所示，子载波不对齐实例为：目标小区射频载频为2.6g，干扰小区3射频载频为2.605g，考虑到20m带宽上下各有1m的保护带宽，10m小区上下各有0.5m保护带宽。两个小区的子载波不对齐情况如图5所示。如果系统以目标小区的子载波为“系统子载波基准”，那么干扰小区3就要预补偿频偏(15000*i-5000)hz或(15000*i+10000)hz(一般使得预补偿频偏值小于15khz)。

下面结合图6至图12对本发明实施例进一步说明。其中：

f00为：目标小区与自己的“系统子载波基准”的频偏值，实际上等于0hz。

f10：为干扰小区1与目标小区“系统子载波基准”的频偏值。

f20：为干扰小区2与目标小区“系统子载波基准”的频偏值。

f30：为干扰小区3与目标小区“系统子载波基准”的频偏值。

系统以目标小区的子载波为“系统子载波基准”，干扰小区1的信号生成方式如图6所示。步骤包括：干扰小区1对长度为nsequence的导频序列插0，例如在序列前或后或中间或组合中插0，得到长度为nsubcarrier的序列，然后对长度为nsubcarrier的序列进行正负交换及中间插0处理，得到长度为nfft的干扰源检测序列，将2个nfft的序列拼接为长度为2*nfft的序列后，将该序列进行ifft变换，得到干扰源检测序列对应的时域数据。对干扰小区1的子载波进行频率补偿(按照频偏值f10补偿)之后，在得到的时域数据中加入cp数据并发送出去。

图7是本发明实施例提供的干扰小区2的信号生成方式过程图，如图7所示，干扰小区2对长度为nsequence的导频序列插0，例如在序列前或后或中间或组合中插0，得到长度为nsubcarrier的序列，然后对长度为nsubcarrier的序列进行正负交换及中间插0处理，得到长度为nfft的干扰源检测序列，将2个nfft的序列拼接为长度为2*nfft的序列后，将该序列进行ifft变换，得到干扰源检测序列对应的时域数据。对干扰小区2的子载波进行频率补偿(按照频偏值f20补偿)之后，在得到的时域数据中加入cp数据并发送出去。

图8是本发明实施例提供的干扰小区3的信号生成方式过程图，如图8所示，干扰小区3对长度为nsequence的导频序列插0，例如在序列前或后或中间或组合中插0，得到长度为nsubcarrier的序列，然后对长度为nsubcarrier的序列进行正负交换及中间插0处理，得到长度为nfft的干扰源检测序列，将该序列进行ifft变换，得到干扰源检测序列对应的时域数据。对干扰小区3的子载波进行频率补偿(按照频偏值f30补偿)之后，在得到的时域数据中加入cp数据并发送出去。

3个小区的序列不同，也可以相同，相同时可通过其他信息区分不同小区，这些信息在整个系统中是约定好的。

图9是本发明实施例提供的20m目标小区的收端信号接收流程图，如图9所示，20m目标小区在收到的导频序列所在符号的数据中去掉cp数据，并对接收数据的子载波进行频率补偿(按照频偏值-f00补偿)，对已去掉cp数据的时域数据进行fft变换处理，得到长度为2ⁿ*nfft的频域数据，从所述长度为2ⁿ*nfft的频域数据中提取混叠带宽对应的长度为nfft的干扰源检测序列yinv。另外，目标小区对本地保存的长度等于nsubcarrier其它小区的导频序列进行插0处理，得到长度等于nsubcarrier的序列，并对该序列进行正负频交换及中间插0处理，得到本地干扰源检测序列s，该本地干扰源检测序列的长度为nfft。目标小区利用公式r＝s^*.*yinv得到相关频域数据r，对相关频域数据r进行nfft点ifff操作得到nfft点的时域数据rt，最后进行时域峰值搜索，如果rt存在一个很明显的峰值，则本地干扰源检测序列s对应的小区即为干扰小区。

图10是本发明实施例提供的20m干扰小区1的收端信号接收流程图，与图9所示实施例相比，尽在进行频率补偿时，按照频偏值-f10补偿，在此不再赘述。

图11是本发明实施例提供的20m干扰小区2的收端信号接收流程图，与图9所示实施例相比，尽在进行频率补偿时，按照频偏值-f20补偿，在此不再赘述。

图12是本发明实施例提供的10m干扰小区3的收端信号接收流程图，与图9所示实施例相比，尽在进行频率补偿时，按照频偏值-f30补偿，在此不再赘述。

综上所述，本发明的实施例具有以下技术效果：

本发明实施例在系统存在多种不同带宽的混叠时，不需要遍历检测各种混叠场景，只需要在混叠带宽中检测相关可能的序列，即可完成对干扰小区的检测定位。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。