專利名稱：一種抑制相鄰小區(qū)干擾的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抑制相鄰小區(qū)干擾的方法-正交小區(qū)碼(OCC)，目的在于提高前 向或反向鏈路本小區(qū)的信干燥比，提高頻譜效率；適用于無線通信領域。
背景技術：
無線通信系統(tǒng)的一項基本任務是建立和保持無線終端與基站間的通信鏈路，實現(xiàn) 通信數(shù)據(jù)的雙向傳輸，由基站傳往無線終端方向的鏈路，稱為前向(或下行)鏈路；由無線 終端傳往基站方向的鏈路，稱為反向(或上行)鏈路。根據(jù)雙工方式的不同，通信系統(tǒng)一般 分為時分雙工(TDD)系統(tǒng)和頻分雙工(FDD)系統(tǒng)。TDD系統(tǒng)采用相同頻率進行上行、下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸，而利用不同時隙隔離上行、 下行鏈路之間的干擾，即在上行時隙內基站只接收不發(fā)射，而在下行時隙內基站只發(fā)射不 接收。而FDD系統(tǒng)，基站同時進行收發(fā)，用不同的頻率來區(qū)分上、下行鏈路，一般需要對稱的 頻譜資源?，F(xiàn)行的移動通信GSM系統(tǒng)屬于FDD系統(tǒng)、而TD-SCDMA系統(tǒng)屬于TDD系統(tǒng)。FDD 系統(tǒng)和TDD系統(tǒng)在小區(qū)邊緣均存在著相鄰小區(qū)的干擾問題，本方案的提出可以有效的消除 鄰小區(qū)的干擾，從而提高信干比。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種抑制相鄰小區(qū)干擾的方法，本發(fā)明用正交小區(qū)碼對發(fā) 射信號做正交碼調制，使得相鄰小區(qū)之間的干擾信號可以正交，進而消除了相鄰小區(qū)信號 的干擾，達到了提高接收端的信干燥比，頻帶利用率為1/3帶寬，與傳統(tǒng)CDMA技術頻帶利用 率為1/4相比，提高了頻帶利用率。這一技術既適合于TDD系統(tǒng)，也適合于FDD系統(tǒng)。為了將OCC技術用于目前的通信系統(tǒng)，需要限制的三點要求如下首先，對通信系統(tǒng)中的小區(qū)進行分簇；考慮到實際的蜂窩系統(tǒng)，我們規(guī)定3個小區(qū) 為一簇(cluster)，具體結構示意圖見圖1 ；第二，接收端所在簇內3個小區(qū)的基站必須保證同步發(fā)射，這在目前技術是容易 實現(xiàn)的；第三，信道在3個符號持續(xù)時間內保持不變。滿足上面三點，接收端通過對接收信號做正交化處理，就可以得到消除掉相鄰小 區(qū)干擾后的信號。本發(fā)明的方法流程如圖4所示，其中具體步驟如下第一步，定義3個正交碼，分別給劃分在同一簇的3個小區(qū)。正交碼組用符號
表示，包括3個碼，分別用c^—g)，其中ξ = 0,1,2,.. J-I表示小區(qū)號，J表示一簇小區(qū)的
大小，在本發(fā)明中 J 取值為 3(J 還可以取 4，7，. . a2+ab+b2(a = 0，l，2...，b = 0，l，2...)a，b 不同時取0)。小區(qū)具體劃分方式如圖1所示。若J取值為4，則小區(qū)劃分方式為圖2中編 號為1，2，3，4的小區(qū)為一簇；若J取值為7，則小區(qū)劃分方式為圖2中編號為1，2. . . 7的小 區(qū)為一簇，其余的依此類推。同一組小區(qū)正交碼具有如下正交性
小區(qū)正交碼是3維正交矩陣的3個分量即可。第二步，在保證基站同步發(fā)射信號條件下，進一步對發(fā)射信息符號添加循環(huán)前綴 保護，從而提高接收端接收到的3個碼之間的互相正交性，進一步提高接收端對相鄰小區(qū) 干擾信號的抑制能力；接收端所在簇內的所有基站發(fā)射信號如下 接收到的信號可以表示為如下形式 其中ξ表示符號序列，⑷表示第j個小區(qū)的正交碼，於)⑷表示第j個基站 發(fā)給第k個用戶的數(shù)據(jù)，表示第j個基站在第i個碼片的信道。我們對基站發(fā)射的信 號做如下規(guī)定
(3)并且信道的最大多徑時延不超過循環(huán)前綴長度，以保證不破壞發(fā)射信號與信道的 圓周卷積。第三步，接收端對接收到的信號做互相關處理，消去相鄰小區(qū)的干擾。具體方法 用^K)乘以接收向量，即得到第j個基站的發(fā)射信號，其中現(xiàn)有通信系統(tǒng)中，小區(qū)在給接 收端發(fā)送信息符號時會自動將本小區(qū)所用的調制碼(本發(fā)明中是正交碼CjttK))發(fā)給接收 端，以便接收端對接收信息符號進行解調。綜上所述，本發(fā)明的技術方案如下一種抑制相鄰小區(qū)干擾的方法，其步驟為1)將通信系統(tǒng)中的小區(qū)劃分為多簇，每一簇包括相鄰的J個小區(qū)；其中小區(qū)信道 在J個信息符號持續(xù)時間內保持不變，J為自然數(shù)；2)選取J個正交碼，分別分配給同一簇內的J個小區(qū)；3)接收端所在簇內的J個小區(qū)同時連續(xù)發(fā)送J個信息符號；其中同一小區(qū)所發(fā)送 的J個信息符號為J個相同的信息符號，并采用本小區(qū)的正交碼對本小區(qū)要發(fā)送的每一用 戶數(shù)據(jù)進行正交化編碼；4)接收端對接收到的信息符號進行互相關處理，解調出該接收端的用戶數(shù)據(jù)。進一步的，所述J個小區(qū)正交碼為J維正交矩陣的J個分量。進一步的，采用基于DFT方法得到一正交碼組，該正交碼組包括所述J個小區(qū)正交碼。進一步的，J的取值通過公式a2+ab+b2確定，其中a = 0,1,2-, b = 0，1，2…，且 3，13不同時取0。進一步的，J= 3。進一步的，所述步驟3)中，在每一信息符號前添加循環(huán)前綴后采用本小區(qū)的正交 碼對本小區(qū)要發(fā)送的每一用戶數(shù)據(jù)進行正交化編碼。
進一步的，同一簇內不同小區(qū)所連續(xù)發(fā)送的J個相同信息符號均為相同的一組J 個相同信息符號。進一步的，同一簇內不同小區(qū)所連續(xù)發(fā)送的J個相同信息符號互為不同的一組J 個相同信息符號。進一步的，所述互相關處理的方法為接收端利用所在小區(qū)的正交碼乘以接收向 量，解調出該接收端的用戶數(shù)據(jù)。進一步的，小區(qū)信道的最大多經時延不超過所述循環(huán)前綴的長度。本發(fā)明的積極效果為與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明可以完全消除相鄰小區(qū)的干擾，提高了接收信號的信干 燥比，因此提高頻譜效率。本發(fā)明對信干燥比的提升可以通過圖1和圖2的對比看出，圖1中，小區(qū)1的干 擾來自外圈的6個OCCl的小區(qū)的干擾，距離是3R，其中R是小區(qū)半徑；圖2中，小區(qū)2的 干擾來自內圈的編號為2-7的小區(qū)的干擾，距離是V^R。由信干燥比隨和距離的計算公式
得，本發(fā)明可以有效的增加信干燥比。
本發(fā)明通過對發(fā)射信號做了正交碼調制，使得頻帶利用率為原來的1/3，但仍然好 于傳統(tǒng)的碼分多址系統(tǒng)，如圖3所示。


圖1、OCC技術對蜂窩小區(qū)簇的劃分N = 3 ；圖2、傳統(tǒng)的小區(qū)蜂窩模型相鄰小區(qū)干擾模型；圖3、OCC技術VS傳統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)的信干燥比性能比對圖；圖4、本發(fā)明的方法流程圖。
具體實施例方式下面，通過公式的推導，詳細的對本發(fā)明的實施方式做以說明。本發(fā)明提出一種消 除相鄰小區(qū)干擾的方案，用正交小區(qū)碼對前向鏈路的發(fā)射信號做一次擴頻，使得相鄰小區(qū) 之間的干擾信號可以正交，進而消除了相鄰小區(qū)信號的干擾，達到了提高接收端的信干燥 比，頻帶利用率為1/3帶寬，與傳統(tǒng)CDMA技術頻帶利用率為1/4相比，提高了頻帶利用率。 這一技術既適合于TDD系統(tǒng)，也適合于FDD系統(tǒng)。OCC技術需要限制的三點要求如下首先，考慮到實際的蜂窩系統(tǒng)，我們規(guī)定3個小區(qū)為一簇(cluster)，具體結構示 意圖見圖1 ；第二，接收端所在簇內的3個小區(qū)的基站必須保證同步發(fā)射，這在目前技術是容 易實現(xiàn)的；第三，信道在3個符號持續(xù)時間內保持不變。滿足上面三點，接收端通過對接收信號做互相關處理，就可以得到消除掉相鄰小 區(qū)干擾后的信號。具體步驟如下
第一步，定義3個正交碼，分別給劃分在同一簇的3個小區(qū)。正交碼組用符號Cj-表示，包括3個碼，分別用其中ξ =0，1，2，..-1表示小區(qū)號，了表示一簇小區(qū)的 大小，在本發(fā)明中J取值為3，值得一提的是J還可以取4，7，11，..。小區(qū)具體劃分方式如 圖1所示。同一組小區(qū)正交碼具有如下正交性 小區(qū)正交碼是3維正交矩陣的3個分量即可，本發(fā)明采用基于DFT方法得到的正 交碼組，具體形式如下
第二步，在保證基站同步發(fā)射信號條件下，進一步對發(fā)射信息符號添加循環(huán)前綴 保護，從而提高接收端接收到的3個碼之間的互相正交性，進一步提高接收端對相鄰小區(qū) 干擾信號的抑制能力；接收端所在簇內的基站發(fā)射信號如下 接收到的信號可以表示為如下形式 其中ξ表示符號序列，cfK)表示第j個小區(qū)的正交碼，於它)表示第j個基站 發(fā)給第k個用戶的數(shù)據(jù)，cf (0表示第j個基站在第i個碼片的信道。我們對基站發(fā)射的信 號做如下規(guī)定 并且信道的最大多徑時延不超過循環(huán)前綴長度，以保證不破壞發(fā)射信號與信道的 圓周卷積。第三步，接收端對接收到的信號做互相關處理，消去相鄰小區(qū)的干擾。具體方法 將接收到的信號寫成矩陣的形式如下所示


用C”⑷乘以接收向量，即得到第j個基站的發(fā)射信號。以j = 0為例演示做相
關檢測的過I
從而消除了接收信號中來自基站1，2的信號干擾t
權利要求
一種抑制相鄰小區(qū)干擾的方法，其步驟為1)將通信系統(tǒng)中的小區(qū)劃分為多簇，每一簇包括相鄰的J個小區(qū)；其中小區(qū)信道在J個信息符號持續(xù)時間內保持不變，J為自然數(shù)；2)選取J個正交碼，分別分配給同一簇內的J個小區(qū)；3)接收端所在簇內的J個小區(qū)同時連續(xù)發(fā)送J個信息符號；其中同一小區(qū)所發(fā)送的J個信息符號為J個相同的信息符號，并采用本小區(qū)的正交碼對本小區(qū)要發(fā)送的每一用戶數(shù)據(jù)進行正交化編碼；4)接收端對接收到的信息符號進行互相關處理，解調出該接收端的用戶數(shù)據(jù)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述J個小區(qū)正交碼為J維正交矩陣的J個 分量。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于采用基于DFT方法得到一正交碼組，該正交碼 組包括所述J個小區(qū)正交碼。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于J的取值通過公式a2+ab+b2確定，其中a =0，1，2. . .，b = 0，1，2...，且 a，b 不同時取 0。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于J= 3。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟3)中，在每一信息符號前添加循環(huán) 前綴后采用本小區(qū)的正交碼對本小區(qū)要發(fā)送的每一用戶數(shù)據(jù)進行正交化編碼。
7.如權利要求1或6所述的方法，其特征在于同一簇內不同小區(qū)所連續(xù)發(fā)送的J個相 同信息符號均為相同的一組J個相同信息符號。
8.如權利要求1或6所述的方法，其特征在于同一簇內不同小區(qū)所連續(xù)發(fā)送的J個相 同信息符號互為不同的一組J個相同信息符號。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述互相關處理的方法為接收端利用所在 小區(qū)的正交碼乘以接收向量，解調出該接收端的用戶數(shù)據(jù)。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于小區(qū)信道的最大多經時延不超過所述循環(huán) 前綴的長度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抑制相鄰小區(qū)干擾的方法，屬于無線通信領域。本發(fā)明的方法為1)將通信系統(tǒng)中的小區(qū)劃分為多簇，每一簇包括相鄰的J個小區(qū)；其中小區(qū)信道在J個信息符號持續(xù)時間內保持不變；2)選取J個正交碼，分別分配給同一簇內的J個小區(qū)；3)接收端所在簇內的J個小區(qū)同時連續(xù)發(fā)送J個信息符號；其中同一小區(qū)所發(fā)送的J個信息符號為J個相同的信息符號，并采用本小區(qū)的正交碼對本小區(qū)要發(fā)送的每一用戶數(shù)據(jù)進行正交化編碼；4)接收端對接收到的信息符號進行互相關處理，解調出該接收端的用戶數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明可以大大消除相鄰小區(qū)的干擾，提高了接收信號的信干燥比，從而提高頻譜效率。
文檔編號H04L27/26GK101917208SQ20101025274
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權日2010年8月13日
發(fā)明者李建業(yè), 焦秉立, 馬猛 申請人:北京大學