專利名稱：Ofdm通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種OFDM通訊系統(tǒng)抗干擾方法，尤其涉及一種OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法。
背景技術(shù)：
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交頻分復(fù)用技術(shù)。OFDM多載波調(diào)制的一種。其主要思想是:將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾ICI。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對(duì)容易。OFDM系統(tǒng)的物理層主要包括離散子載波分配方式和連續(xù)子載波分配方式，離散子載波分配方式通過子載波映射將物理上連續(xù)的子載波按照一定的映射關(guān)系映射為離散的邏輯子載波，進(jìn)而形成邏輯子載波束以抵抗無線信道的頻率選擇性衰落；連續(xù)子載波分配方式為每個(gè)用戶分配的子載波的物理編號(hào)都是連續(xù)的，在頻率選擇性衰落信道下，系統(tǒng)可以選擇一組信道質(zhì)量較好且連續(xù)的子載波束，為QoS等級(jí)高的用戶優(yōu)先提供可靠的通信質(zhì)量。尚散子載波分配方式將子信道內(nèi)每個(gè)子載波分布在整個(gè)可用帶寬范圍內(nèi)，在頻率選擇性衰落信道下每個(gè)子信道的性能被平均化，不會(huì)像鄰近子載波分配那樣出現(xiàn)很差或很好的子信道；在每個(gè)子信道上一般只出現(xiàn)個(gè)別子載波的錯(cuò)誤，可以通過前向糾錯(cuò)進(jìn)行恢復(fù)。但當(dāng)信道內(nèi)存在較強(qiáng)的窄帶干擾信號(hào)時(shí)，采用離散子載波分配方式的系統(tǒng)同樣不可避免地出現(xiàn)譯碼錯(cuò)誤。離散子載波分配方式使用頻域分集提高系統(tǒng)抵抗信號(hào)強(qiáng)度較弱的窄帶干擾，但實(shí)際應(yīng)用中，窄帶干擾信號(hào)功率具有不確定性，在較強(qiáng)的窄帶干擾下，會(huì)大范圍地提高信道內(nèi)的底噪，以致OFDM對(duì)窄帶干擾的抵抗能力、離散子載波分配方式的頻率分集機(jī)制以及信道糾錯(cuò)編碼技術(shù)均不能抵抗干擾，該信道仍為不理想的狀態(tài)或不可用狀態(tài)。在連續(xù)子載波分配方式的應(yīng)用中，基站需要得到各個(gè)用戶的信道條件，然后統(tǒng)一分配資源，要求用戶的信道條件比較穩(wěn)定，不適合高速移動(dòng)用戶，也不適合用戶數(shù)量較少且對(duì)數(shù)據(jù)速率要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景。連續(xù)子載波分配方式在頻率選擇性衰落信道下，更適合多用戶調(diào)度的應(yīng)用模式，為高優(yōu)先級(jí)用戶提供高等級(jí)的QoS，但在用戶數(shù)量較少，連續(xù)子載波分配機(jī)制不能體現(xiàn)出性能的優(yōu)勢(shì)；同樣也不能抵抗較強(qiáng)的窄帶干擾信號(hào)。上行鏈路中常采用反饋信道，以協(xié)助基站確定下行鏈路的發(fā)射參數(shù)，但在較強(qiáng)窄帶干擾信號(hào)的干擾下，反饋信道傳輸信息的正確性將不能保證。需要一種具有較好魯棒性的幀結(jié)構(gòu)在基站和終端之間交互可用的頻域資源?？紤]需要實(shí)時(shí)視頻傳輸業(yè)務(wù)場(chǎng)景下，用戶數(shù)量較少且對(duì)數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)囊髽O高。在較強(qiáng)的窄帶干擾信號(hào)干擾下，雖然OFDM技術(shù)和頻率分集技術(shù)可以抵抗窄帶干擾，但離散子載波分配方式和連續(xù)子載波分配方式均可能出現(xiàn)譯碼錯(cuò)誤，導(dǎo)致視頻傳輸出現(xiàn)馬賽克、停頓、抖動(dòng)等，極大地影響業(yè)務(wù)的正常使用，不能滿足用戶對(duì)高質(zhì)量視頻服務(wù)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，可以抵抗突發(fā)干擾。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，所述方法包括如下步驟:在基站側(cè)設(shè)置干擾檢測(cè)幀，使用干擾檢測(cè)方法檢測(cè)信道中是否存在窄帶干擾信號(hào);若存在窄帶干擾信號(hào)，使用干擾回避方法對(duì)窄帶干擾占據(jù)的頻譜資源進(jìn)行回避；最后生成可用頻譜資源的bitmap掩碼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部可用頻譜資源的交互。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，S1、基站的MAC層分配干擾檢測(cè)時(shí)間，在干擾檢測(cè)時(shí)間內(nèi)不調(diào)度數(shù)據(jù)；MAC層通知物理層進(jìn)行干擾檢測(cè)；S2、基站的物理層檢測(cè)OFDM通訊系統(tǒng)當(dāng)前的干擾情況，得到當(dāng)前信道的受干擾狀態(tài)，判斷信道是否可用，得到上行鏈路和下行鏈路中指示可用頻譜資源的bitmap掩碼；S3、基站的物理層將干擾檢測(cè)結(jié)果及所述bitmap掩碼反饋至MAC層，MAC層根據(jù)干擾檢測(cè)結(jié)果及所述bitmap掩碼計(jì)算可用數(shù)據(jù)帶寬，生成最終的bitmap掩碼；并將最終的bitmap掩碼傳遞給物理層，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的可用數(shù)據(jù)帶寬進(jìn)行調(diào)整；S4、物理層根據(jù)MAC層傳遞回來的bitmap掩碼進(jìn)行組巾貞,生成包含bitmap掩碼信息的下行子幀，并傳輸下行有效數(shù)據(jù)；S5、終端接收到下行子幀后，通過解析得到下行bitmap掩碼，進(jìn)而解析得到上行bitmap掩碼，得到上行鏈路使用的子載波及其映射關(guān)系，生成上行子幀；S6、終端根據(jù)上行bitmap掩碼，發(fā)送上行子幀；S7、基站接收到終端的上行子幀，繼續(xù)進(jìn)行上下行數(shù)據(jù)的傳輸。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟SI具體包括:根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的誤幀率、誤碼率信息，由基站側(cè)發(fā)起干擾檢測(cè)；基站MAC層分配干擾檢測(cè)時(shí)間，確定干擾檢測(cè)幀，即在基站正常運(yùn)行狀態(tài)下MAC層分配干擾檢測(cè)幀，通過調(diào)度指定一個(gè)上行子幀用作干擾檢測(cè)幀，在此干擾檢測(cè)幀中不傳輸數(shù)據(jù)；同時(shí)MAC層通知物理層進(jìn)行干擾檢測(cè)，物理層在指定幀的上行時(shí)間對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，判斷干擾信號(hào)對(duì)應(yīng)的子載波位置；檢測(cè)時(shí)間根據(jù)上行子幀的時(shí)間長(zhǎng)度來確定，檢測(cè)時(shí)間小于上行子幀的時(shí)間長(zhǎng)度。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟SI中，基站的MAC層分配干擾檢測(cè)時(shí)間的方法為:當(dāng)發(fā)起干擾檢測(cè)時(shí)，基站不給當(dāng)前小區(qū)內(nèi)任何終端分配帶寬，所有終端都不能在干擾檢測(cè)時(shí)間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，或者在應(yīng)用于載波偵聽方式的系統(tǒng)中，通過信令通知所有用戶在干擾檢測(cè)時(shí)間里不得發(fā)送數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S2中檢測(cè)OFDM通訊系統(tǒng)當(dāng)前干擾情況的過程具體包括如下步驟:在基站正常運(yùn)行狀態(tài)中，MAC層在收到上層模塊發(fā)起的干擾檢測(cè)指示后，通過調(diào)度將指定某一上行子幀用作干擾檢測(cè)，不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；物理層在指定幀的上行時(shí)間對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析，判斷干擾信號(hào)對(duì)應(yīng)的子載波位置，使用干擾檢測(cè)算法計(jì)算干擾信號(hào)能量的大小，并確定系統(tǒng)當(dāng)前的底噪大小；物理層將干擾檢測(cè)情況反饋給MAC層，MAC層計(jì)算可用的物理資源，可用的數(shù)據(jù)帶寬，生成bitmap掩碼,通知物理層按照bitmap掩碼進(jìn)行子載波映射。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S2中檢測(cè)OFDM通訊系統(tǒng)當(dāng)前干擾情況的過程具體包括如下步驟:步驟S21，在干擾檢測(cè)子幀內(nèi)，物理層的將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，進(jìn)行累加求和后作為該位置處的干擾能量；
權(quán)利要求
1.一種OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 在基站側(cè)設(shè)置干擾檢測(cè)幀，使用干擾檢測(cè)方法檢測(cè)OFDM通訊系統(tǒng)信道中是否存在窄帶干擾信號(hào)； 若存在窄帶干擾信號(hào)，使用干擾回避方法對(duì)窄帶干擾占據(jù)的頻譜資源進(jìn)行回避； 最后生成可用頻譜資源的bitmap掩碼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部可用頻譜資源的交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于，所述方法具體包括: 51、基站的MAC層分配干擾檢測(cè)時(shí)間，在干擾檢測(cè)時(shí)間內(nèi)不調(diào)度數(shù)據(jù)；MAC層通知物理層進(jìn)行干擾檢測(cè)； 52、基站的物理層檢測(cè)OFDM通訊系統(tǒng)當(dāng)前的干擾情況，得到當(dāng)前信道的受干擾狀態(tài)，判斷信道是否可用，得到上行鏈路和下行鏈路中指示可用頻譜資源的bitmap掩碼； 53、基站的物理層將干擾檢測(cè)結(jié)果及所述bitmap掩碼反饋至MAC層，MAC層根據(jù)干擾檢測(cè)結(jié)果及所述bitmap掩碼計(jì)算可用數(shù)據(jù)帶寬，生成最終的bitmap掩碼；并將最終的bitmap掩碼傳遞給物理層，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的可用數(shù)據(jù)帶寬進(jìn)行調(diào)整； 54、物理層根據(jù)MAC層傳遞回來的bitmap掩碼進(jìn)行組巾貞,生成包含bitmap掩碼信息的下行子幀，并傳輸下行有效數(shù)據(jù)； 55、終端接收到下行子幀后，通過解析得到下行bitmap掩碼，進(jìn)而解析得到上行bitmap掩碼，得到上行鏈路使用的子載波及其映射關(guān)系，生成上行子幀； 56、終端根據(jù)上行bitmap掩碼，發(fā)送上行子幀； 57、基站接收到終端的上行子幀，繼續(xù)進(jìn)行上下行數(shù)據(jù)的傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述步驟SI具體包括:根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的誤幀率、誤碼率信息，由基站側(cè)發(fā)起干擾檢測(cè)；基站MAC層分配干擾檢測(cè)時(shí)間，確定干擾檢測(cè)幀，即在基站正常運(yùn)行狀態(tài)下MAC層分配干擾檢測(cè)幀，通過調(diào)度指定一個(gè)上行子幀用作干擾檢測(cè)幀，在此干擾檢測(cè)幀中不傳輸數(shù)據(jù)；同時(shí)MAC層通知物理層進(jìn)行干擾檢測(cè)，物理層在指定幀的上行時(shí)間對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，判斷干擾信號(hào)對(duì)應(yīng)的子載波位置；檢測(cè)時(shí)間根據(jù)上行子幀的時(shí)間長(zhǎng)度來確定，檢測(cè)時(shí)間小于上行子巾貞的時(shí)間長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述步驟SI中，基站的MAC層分配干擾檢測(cè)時(shí)間的方法為:當(dāng)發(fā)起干擾檢測(cè)時(shí)，基站不給當(dāng)前小區(qū)內(nèi)任何終端分配帶寬，所有終端都不能在干擾檢測(cè)時(shí)間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，或者在應(yīng)用于載波偵聽方式的系統(tǒng)中，通過信令通知所有用戶在干擾檢測(cè)時(shí)間里不得發(fā)送數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述步驟S2中檢測(cè)OFDM通訊系統(tǒng)當(dāng)前干擾情況的過程具體包括如下步驟: 在基站正常運(yùn)行狀態(tài)中，MAC層在收到上層模塊發(fā)起的干擾檢測(cè)指示后，通過調(diào)度將指定某一上行子幀用作干擾檢測(cè)，不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 物理層在指定幀的上行時(shí)間對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析，判斷干擾信號(hào)對(duì)應(yīng)的子載波位置，使用干擾檢測(cè)算法計(jì)算干擾信號(hào)能量的大小，并確定系統(tǒng)當(dāng)前的底噪大??； 物理層將干擾檢測(cè)情況反饋給MAC層，MAC層計(jì)算可用的物理資源，可用的數(shù)據(jù)帶寬，生成bitmap掩碼,通知物理層按照bitmap掩碼進(jìn)行子載波映射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述步驟S2中干擾檢測(cè)算法具體包括如下步驟: 步驟S21，在干擾檢測(cè)子幀內(nèi)，物理層的將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，進(jìn)行累加求和后作為該位置處的干擾能量；
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述步驟S4具體包括:物 理層根據(jù)MAC層傳遞回來的bitmap掩碼使用干擾回避方法完成子載波映射，根據(jù)bitmap掩碼的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行組幀，生成包含bitmap掩碼信息的下行子幀； 干擾回避方法包括上行鏈路的干擾回避、下行鏈路的干擾回避； 下行鏈路的干擾回避方法是:通過干擾檢測(cè)得到可用的bitmap掩碼；通過改變子載波映射中的重編號(hào)序列，將不可用的頻率資源子集的編號(hào)排除，形成新的重編號(hào)序列，根據(jù)新的重編號(hào)序列，完成頻率資源子集到邏輯資源子集的映射； 上行鏈路的干擾回避方法是:上行鏈路使用的頻域資源從上行鏈路傳輸?shù)男畔⒅蝎@取，系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的可用的頻率資源信息，在生成下行bitmap掩碼的同時(shí)，生成在物理上具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的上行bitmap掩碼；上行鏈路根據(jù)bitmap掩碼改變子載波映射中的重編號(hào)序列，根據(jù)重編號(hào)序列，完成頻率資源子集到邏輯資源子集的映射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述步驟S4中，物理層根根據(jù)動(dòng)態(tài)交互bitmap掩碼的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行組幀；所述動(dòng)態(tài)交互bitmap掩碼的幀結(jié)構(gòu)采用增強(qiáng)型的可用頻域資源信息傳輸格式，對(duì)該區(qū)域使用全部數(shù)據(jù)子載波進(jìn)行傳輸，且進(jìn)行若干倍重復(fù)編碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述步驟S5具體包括:終端接收到下行子幀后，通過幀控制頭得到下行子幀的頻域資源的bitmap掩碼及媒體接入?yún)f(xié)議MAP,進(jìn)而完成數(shù)據(jù)的解析；通過解析得到上行bitmap掩碼，得到上行鏈路使用的子載波及其映射關(guān)系，生成上行子幀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述方法增加對(duì)bitmap掩碼的CRC校驗(yàn)碼,保證終端或基站接收到正確的bitmap掩碼。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，其特征在于: 所述方法進(jìn)一步包括:對(duì)除了幀控制頭之外的其它控制信道區(qū)域及下行數(shù)據(jù)區(qū)域，使用由bitmap 掩碼定義的頻率資源進(jìn)行傳輸；在終端側(cè)譯碼時(shí)，采用并譯碼方法，提高系統(tǒng)抵抗干擾的能力。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種OFDM通訊系統(tǒng)中抵抗窄帶干擾的方法，OFDM物理層通過干擾檢測(cè)，獲得當(dāng)前系統(tǒng)所使用的信道內(nèi)的干擾情況，MAC層根據(jù)物理層上報(bào)的干擾情況計(jì)算出可用的頻譜資源對(duì)應(yīng)的bitmap掩碼并重新傳遞給物理層，物理層根據(jù)bitmap掩碼，使用干擾回避方法，重新進(jìn)行子載波映射，物理層通過用于動(dòng)態(tài)交互bitmap掩碼的幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在基站和終端之間的bitmap信息交互，終端根據(jù)新的bitmap掩碼進(jìn)行下行接收和上行發(fā)射，進(jìn)行正常的通信流程。本發(fā)明可以有效抵抗窄帶干擾，降低有擾環(huán)境下的系統(tǒng)FER，提高離散型子載波分配方式的性能，可以實(shí)現(xiàn)存在多種突發(fā)干擾情景下系統(tǒng)的正常通信。
文檔編號(hào)H04L27/26GK103095633SQ20111034665
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者劉廣宇, 高子旺, 贠超, 陳擁兵, 陸犇, 卜智勇, 解云雁 申請(qǐng)人:上海瀚訊無線技術(shù)有限公司