具体实施方式
本发明的核心在于针对同频相邻小区信号间存在相对时延的情况,首先利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果或其组合信道响应的估计结果,然后根据不同小区各个用户信号之间存在的相对时延差,修正各小区信道估计结果或其组合信道响应的估计结果,以避免在各用户的信道估计结果或其组合信道响应的估计结果内引入同小区内其他用户的信号,然后利用组合信道响应的估计结果进行多小区联合检测,得到检测数据。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明方法的实现流程如图3所示,包括以下步骤:
步骤301:多小区信道估计:对接收的信号数据进行多码集信道估计,得到本小区及各相邻小区的信道估计结果。
多个同频小区的信道估计码部分对应的是多个码集的信道估计码信号,采用多码集信道估计的方法,可以得到多个同频相邻小区的信道估计结果。
针对同频多小区工作时存在多码集信道估计码响应信号的情况,采用基于有限时间位置判断反馈处理的多码集联合信道迭代估计方法,可以得到多个小区的信道估计结果。具体过程如下:
对单码集信道估计的结果进行有限时间判决处理,只保留具有较强信号响应的有限个抽头,由此恢复出其他码集干扰信号,并抵消该干扰信号,得到各个码集的净信号,再将各个码集的净信号进行单码集信道估计,重复上述处理直至达到迭代次数后,输出信道估计结果。
还可以采用优化的多码集信道估计方法,从单码集信道估计结果中提取最大干扰抽头,直接进行干扰恢复和干扰抵消的迭代运算,从而得到多个小区的信道估计结果。
步骤302:根据不同小区内用户信号之间的相对时延差调整本小区和/或各相邻小区的信道估计结果或组合信道响应的估计结果,使邻小区用户的信道估计结果和本小区用户的信道估计结果间或邻小区用户的组合信道响应的估计结果和本小区用户的组合信道响应的估计结果间在时间上体现出正确的先后关系,并避免在各用户的信道估计结果内或组合信道响应的估计结果内引入同小区内其他用户的信号,以保证联合检测时邻小区的干扰能正确消除。
具体调整方式将在后面详细描述。
步骤303:利用各小区用户的组合信道响应的估计结果进行联合检测,获得检测数据。
为了降低联合检测的复杂度,在对调整后的各小区的估计结果进行联合检测前可以先对各个相邻小区的码道进行码道分组,然后再对调整并分组后的本小区的估计结果及相邻小区的码道的估计结果进行联合检测。
可以按以下几种方式对码道进行码道分组:
(1)基于码道所属小区的分组方法:有几个同频小区就设成几组,每组内的码道只包括该小区码道。
(2)基于码道功率或幅度的分组方法:由多小区信道估计结果得到的信道响应,或者由各个码道匹配滤波的输出结果,可以估算各码道信号的功率或幅度;然后,依据功率或幅度的强弱来进行分组。
(3)基于码道相关性的分组方法:首先估算多小区信号中各个码道之间的相关性,按照相关性的强弱对所***道进行分组;对于多个码道的相关性可以是相关性的均值、最大值或最小值。
(4)基于上述方法的混合方法,或其它分组方法。
联合检测方法可以是干扰抵消方法,或者是线性块均衡的联合检测方法,还可以是两者混合的方法。例如,可以在各个分组内采用线性块均衡的联合检测方法,而在不同的码道分组间采用干扰抵消的方法。
上述参与码道分组和联合检测的码道可以是各个相邻小区预先分配的码道;
在同频相邻小区工作时,多小区分配了大量的码道,因此,也可以是对各个相邻小区的所***道经过激活检测处理后保留下来的那些激活码道。
本发明针对时隙CDMA***中同频相邻小区信号间异步的相互干扰,利用不同小区内用户信号之间的相对时延差,修正本小区和/或各相邻小区的信道估计结果或组合信道响应的估计结果,以有效抑制相邻小区的异步同频干扰。
首先分别从本小区的信道估计结果及相邻小区的信道估计结果中依次截取对应该小区内各用户的信道估计结果;然后,根据相对时延差修正本小区和/或各相邻小区用户的信道估计结果或其组合信道响应的估计结果。
可以采用多种方式修正本小区和/或各相邻小区的信道估计结果,下面举例详细说明。
在截取用户信道估计结果时,如果各小区最多允许进行信道估计的用户的数目相同,即对每个小区内所有用户,截取的用户信道估计结果长度相同;对不同小区内的用户,截取的用户信道估计结果长度也相同。
为了描述方便,假定相邻小区与本小区的相对时延为ΔTn,所有邻小区信号比本小区落后的相对时延的最大值为ΔTmax +,拥有ΔTmax +的小区编号为n1;所有邻小区信号比本小区超前的相对时延的最大值为ΔTmax -,拥有ΔTmax -的小区编号为n2。假定***的一个小区最多可以对K个用户进行信道估计,小区总的信道估计结果的长度为Ln,Ln/K=W,将W下取整得到W′,则各用户信道估计结果的长度为W′。其中ΔTn、ΔTmax +、ΔTmax -、W′和Ln均以该***的最小时间单位,如码片为计算单位。
对相对时延差ΔTn取整,可以是下取整、或者上取整、或者自定义取整,获取标准时延差ΔT′n,对ΔTmax +、ΔTmax -取整,得到ΔTmax +′和ΔTmax -′。
第一种方式:
本小区用户从第1个码片起在小区总的信道估计结果中依次截取W′个码片,得到第1,...,K个用户的信道估计结果;然后依据ΔTn对其进行扩展,扩展部分补0,具体的扩展方式是:在本小区各用户信号的信道估计结果的开头部分补0,补0的个数是ΔTmax -′,如果没有邻小区比本小区提前,则开头部分不用补0;在本小区各用户信道估计结果的结尾部分补0,补0的个数是ΔTmax +′,如果没有邻小区比本小区晚到,则结尾部分不用补0;
对邻小区用户,如果该邻小区信号比本小区落后,从第ΔT′n+1个码片起,如果该邻小区信号比本小区超前,从第Ln-ΔT′n+1个码片起在该邻小区信道估计结果中依次循环截取W′个码片,得到第1,...,K个用户的信道估计结果;然后对其进行扩展,扩展部分补0,扩展的具体方式是:
如果ΔTn=0,则扩展方式同本小区;
如果该邻小区信号比本小区落后且n≠n1,则在该用户的信道估计结果的开头部分补ΔTmax -′+ΔT′n个0,末尾部分补ΔTmax +′-ΔT′n个0;
如果该邻小区信号比本小区落后且n=n1,则在该用户的信道估计结果的开头部分补ΔTmax +′+ΔTmax -′个0,末尾部分不用补0;
如果该邻小区信号比本小区超前且n≠n2,则在该用户的信道估计结果的开头部分补ΔTmax -′-ΔT′n个0,末尾部分补ΔTmax +′+ΔT′n个0;
如果该邻小区信号比本小区超前且n=n2,则在该用户的信道估计结果的末尾部分补ΔTmax +′+ΔTmax -′个0,开头部分不用补0。
第二种方式:
本小区用户从第1个码片起在小区总的信道估计结果中依次截取W′个码片,得到第1,...,K个用户的信道估计结果;然后依据ΔTn对其进行扩展,扩展部分补0,具体的扩展方式是:在本小区用户信号的信道估计结果的开头部分补0,补0的个数是固定长度L1,如果没有邻小区比本小区提前,则开头部分不用补0;在本小区信道估计结果的结尾部分补0,补0的个数是固定长度L2,如果没有邻小区比本小区晚到,则结尾部分不用补0;
对邻小区用户,如果该邻小区信号比本小区落后,从第ΔT′n+1个码片起,如果该邻小区信号比本小区超前,从第Ln-ΔT′n+1个码片起在该邻小区信道估计结果中依次循环截取W′个码片,得到第1,...,K个用户的信道估计结果;
对于各相邻小区各用户信道估计结果,按以下方式扩展:
对于落后于本小区的相邻小区的各用户信道估计结果:
当ΔT′n≤L2时,在相邻小区的各用户信道估计结果前扩展L1+ΔT′n个置0的码片,在后扩展L2-ΔT′n个置0的码片;
当L2<ΔT′n≤L2+W′时,在相邻小区的各用户信道估计结果前扩展L1+ΔT′n个置0的码片,并将该信道估计结果的后ΔT′n-L2个码片去掉;
当ΔT′n>L2+W′时,则邻小区各用户信道估计结果由L1+W′+L2个置零的码片构成;
对于超前于本小区的相邻小区的各用户信道估计结果:
当ΔT′n≤L1时,在相邻小区的各用户信道估计结果前扩展L1-ΔT′n个置0的码片,在后扩展L2+ΔT′n个置0的码片;
当L1<ΔT′n≤L1+W′时,在相邻小区的各用户信道估计结果后扩展L2+ΔT′n个置0的码片,并将该信道估计结果的前ΔT′n-L1个码片去掉;
当ΔT′n>L1+W′时,则邻小区各用户信道估计结果由L1+W′+L2个置零的码片构成。
扩展时通常为简化处理,取L1=L2=L;L的大小可以由ΔT′n和计算复杂度共同决定,同样以***的最小时间单位如码片为计算单位。
第二种方式还有一种简化调整方式,即不对用户的信道估计结果进行置零码片的扩充,具体如下:
本小区用户从第1个码片起在小区总的信道估计结果中依次截取W′个码片得到第1,...,K个用户的信道估计结果,邻小区用户按照与本小区相同的方法截取。
本小区各用户信道估计结果不用调整;
对于邻小区各用户的信道估计结果,如果邻小区比本小区落后且ΔTn≤W′,则将该用户信道估计结果中的前ΔT′n个码片置0;如果邻小区比本小区落后且ΔTn>W′,则将该用户信道估计结果中的W′个码片均置0;如果邻小区比本小区超前且ΔTn≤W′,则将信道估计结果中的后ΔT′n个码片置0;如果邻小区比本小区超前且ΔTn>W′,则将该用户信道估计结果中的W′个码片均置0;如果ΔTn=0,则不作调整。
在截取用户信道估计结果时,如果各小区最多允许进行信道估计的用户的数目不同,即对不同小区内的用户,截取的用户信道估计结果长度不同,但对每个小区内所有用户,截取的用户信道估计结果长度保持相同。
为了描述方便,假定相邻小区与本小区的相对时延为ΔTn,对相对时延差ΔTn取整,获取标准时延差ΔT′n。
以下两种调整方式的截取方法相同:
从本小区总的信道估计结果的第1个码片起依次截取本小区内各用户的信道估计结果;
如果相邻小区信号比本小区落后,则从所述相邻小区总的信道估计结果的第ΔT′n+1个码片起循环截取该相邻小区内各用户的信道估计结果;如果相邻小区信号比本小区超前,则从所述相邻小区总的信道估计结果的第Ln-ΔT′n+1个码片起循环截取该相邻小区内各用户的信道估计结果。
第一种方式:
设定本小区用户信道估计结果取整后的长度为W0,邻小区用户信道估计结果取整后的长度为Wn,其中下标n表示邻小区编号;
获取各相邻小区与本小区用户信号之间的相对时延中超前于本小区用户信号的所有相对时延ΔT′n中的最大值ΔTmax -′,其中“-”表示超前;设定n1表示所有相对时延超前于本小区的邻小区编号,设定n2表示所有相对时延落后于本小区的邻小区编号,则获取max(W0,{Wn1-Δ′Tn1},{Wn2+ΔT′n2}),用Wmax表示;
在本小区各用户信道估计结果前扩展ΔTmax -′个置0的码片,后面扩展(Wmax-W0)个置0的码片;
按以下方式扩展各相邻小区各用户信道估计结果:
对于落后于本小区的相邻小区的各用户信道估计结果,在相邻小区的各用户信道估计结果前扩展ΔTmax -′+ΔT′n个置0的码片,在后扩展Wmax-(Wn+ΔT′n)个置0的码片;
对于超前于本小区的相邻小区的各用户信道估计结果,在相邻小区的各用户信道估计结果前扩展ΔTmax -′-ΔT′n个置0的码片,在后扩展Wmax-(Wn-ΔT′n)个置0的码片。
第二种方式:
设定本小区用户信道估计结果取整后的长度为W0,邻小区的用户信道估计结果取整后的长度为Wn,其中下标n表示邻小区编号;;
按以下方式扩展本小区各用户信道估计结果:
在本小区各用户信道估计结果前扩展预定长度L1个置0的码片,如果没有相邻小区信号超前本小区信号,则不扩展即L1=0;在后扩展预定长度L2个置0的码片,如果没有相邻小区信号落后本小区信号,则不扩展即L2=0;
按以下方式扩展各相邻小区各用户信道估计结果:
当W0+L2≥Wn且相邻小区信号比本小区落后时,按以下方式进行扩展;
如果ΔT′n≤L2+(W0-Wn),则在邻小区各用户信道估计结果前扩展L1+ΔT′n个置0的码片,后面扩展L2+(W0-Wn)-ΔT′n个置0的码片;
如果ΔT′n>L2+(W0-Wn)但ΔT′n≤L2+W0,则在邻小区各用户信道估计结果前扩展L1+ΔT′n个置0的码片,去掉其后ΔT′n-(L2+(W0-Wn))个码片;
如果ΔT′n>L2+W0,则该用户信道估计结果由一个长度为W0+L1+L2的全0的码片构成;
当W0+L2≥Wn且相邻小区信号比本小区超前时,按以下方式进行扩展:
如果ΔT′n≤L1,在邻小区各用户信道估计结果前扩展L1-ΔT′n个置0的码片,后面扩展L2+(W0-Wn)+ΔT′n个置0的码片;
如果ΔT′n>L1但ΔT′n≤L1+Wn,则去掉邻小区各用户信道估计结果的前ΔT′n-L1个码片,后面扩展L2+(W0-Wn)+ΔT′n个置0的码片;
如果ΔT′n>L1+Wn,则该用户信道估计结果由一个长度为W0+L1+L2的全0的码片构成;
当W0+L2<Wn且相邻小区信号比本小区落后时,按以下方式进行扩展:
如果ΔT′n≤L2+W0,则在邻小区各用户信道估计结果前扩展L1+ΔT′n个置0的码片,去掉其后ΔT′n+(Wn-(W0+L2))个码片;
如果ΔT′n>L2+W0,则该用户信道估计结果由一个长度为W0+L1+L2的全0的码片构成;
当W0+L2<Wn且相邻小区信号比本小区超前时,按以下方式进行扩展:
如果ΔT′n≤L1且ΔT′n≥(Wn-(W0+L2)),则在邻小区各用户信道估计结果前扩展L1-ΔT′n个置0的码片,后面扩展ΔT′n-(Wn-(W0+L2))个置0的码片;
如果ΔT′n≤L1且ΔT′n<(Wn-(W0+L2)),则在邻小区各用户信道估计结果前扩展L1-ΔT′n个置0的码片,去掉其后面(Wn-(W0+L2))-ΔT′n个码片;
如果ΔT′n>L1且ΔT′n≥(Wn-(W0+L2))但ΔT′n≤L1+Wn,则去掉邻小区各用户信道估计结果的前ΔT′n-L1个码片,后面扩展ΔT′n-(Wn-(W0+L2))个置0的码片;
如果ΔT′n>L1且ΔT′n<(Wn-(W0+L2))但ΔT′n≤L1+Wn,将邻小区各用户信道估计结果的前ΔT′n-L1个码片去掉,将其后面(Wn-(W0+L2))-ΔT′n个码片去掉;
如果ΔT′n>L1+Wn,则该用户信道估计结果由一个长度W0+L1+L2的全0的码片构成;
当然,还可以有其他截取和扩展的方式,在此不再一一列举。
对本小区和各相邻小区各用户的组合信道响应的估计结果的调整与上述调整过程类似,在此不再赘述。
本发明针对时隙CDMA***中同频相邻小区信号间异步的相互干扰,利用不同小区内用户信号之间的相对时延差,调整本小区和/或各相邻小区的信道估计结果或组合信道响应的估计结果,以有效抑制相邻小区的异步同频干扰。
下面具体以三个同频相邻小区为例来说明本发明多小区联合检测的过程。
本小区接收到的本小区加距离较近或干扰较强的两个同频小区的多用户信号的数据部分如图1中两边的数据块可以表示为:
其中,A0和d0是本小区的传输矩阵和数据;Ai和di是第i(i=1,2)个邻小区的传输矩阵和数据;n0是除去相邻2个小区的干扰后的干扰和噪声功率。
第一步,多小区信道估计:
三个同频小区的信道估计码部分对应的是三个码集的信道估计码信号,采用多码集信道估计的方法,可以得到三个同频相邻小区的信道估计结果。
假设得到三个小区的信道估计结果分别为h0′、h1′和h2′,其中h0′是本小区信道估计结果,h1′是干扰小区1的信道估计结果,h2′是干扰小区2的信道估计结果。
如图4所示,设小区信道估计总长度24chip(码片);本小区最多可以对4个用户进行信道估计,即本小区每个用户信道估计结果长度(调整前)为6chip;邻小区1最多可以对6个用户进行信道估计,即邻小区1每个用户信道估计结果长度(调整前)为4chip;邻小区2最多可以对3个用户进行信道估计,即邻小区2每个用户信道估计结果长度(调整前)为8chip;设邻小区1比本小区超前5chip,邻小区2比本小区滞后7chip;设扩频码长度Q=4。
用a、b、c、d分别表示本小区4个用户的信道估计结果,用e、f、g、h、i、j分别表示邻小区1的6个用户的信道估计结果,用k、l、m表示邻小区2的3个用户的信道估计结果,其中a=(a1,a2,...,a6),其他表示类似a,则各小区的信道估计结果可以具体表示如下:
h0′=(a1,a2,a3,a4,a5,a6,b1,b2,b3,b4,b5,b6,c1,c2,c3,c4,c5,c6,d1,d2,d3,d4,d5,d6);
h1′=(f2,f3,f4,g1,g2,g3,g4,h1,h2,h3,h4,i1,i2,i3,i4,j1,j2,j3,j4,e1,e2,e3,e4,f1);
h2′=(m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8,k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8,l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7,l8,m1);
因为分配给每个用户的信道估计码(如图1中的中间码)是循环移位的,这也就保证了存在相对时延情况下信道估计结果是循环的,邻小区1的相对时延为超前5chip,因而h1′中的e1,e2,e3,e4,f1循环到了小区信道估计结果的最后;邻小区2的相对时延为滞后7chip,因而h1′中的m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8循环到了小区信道估计结果的最前面。
第二步,有两种处理方式,一种是依据相对时延对不同小区各用户的信道估计结果进行调整再计算组合信道响应的估计结果,另一种是不同小区各用户的信道估计结果不作调整,计算其组合信道响应的估计结果并依据相对时延对组合信道响应的估计结果进行调整。对这两种处理方式,我们分别说明:
第一种方式:
先调整不同小区各用户的信道估计结果,有两种调整方法:
第一种调整方法:
只有邻小区1比本小区超前,所以 Wmax=max(W0,{Wn1-ΔT′n1},{Wn2+ΔT′n2})=max(W0,{W1-ΔT′1},{W2+ΔT′2})=max(6,{4-5},{8+7})=max(6,-1,15)=15chip;
本小区:从第1个码片起,在本小区总的信道估计结果h0′中依次截取6个码片,依次得到用户a、b、c、d的信道估计结果;然后扩展:在本小区各用户信道估计结果前扩展 个置0的码片,后面扩展Wmax-W0=15-6=9个置0的码片。则调整后的信道估计结果如下:
a=(0,0,0,0,0,a1,a2,...,a6,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
b=(0,0,0,0,0,b1,b2,...,b6,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
c=(0,0,0,0,0,c1,c2,...,c6,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
d=(0,0,0,0,0,d1,d2,...,c6,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区1:因为邻小区1超前本小区5chip,所以从第24-5+1=20个码片开始在h1′中依次循环截取4个码片,依次得到用户e、f、g、h、i、j的信道估计结果;然后扩展:在其各用户信道估计结果前扩展 个置0的码片即前面不作扩展,在后扩展Wmax-(W1-ΔT′1)=15-(4-5)=16个置0的码片。则调整后的信道估计结果如下:
e=(e1,e2,e3,e4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
f=(f1,f2,f3,f4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
g=(g1,g2,g3,g4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
h=(h1,h2,h3,h4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
i=(i1,i2,i3,i4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
j=(j1,j2,j3,j4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区2:因为邻小区2滞后本小区7chip,所以从第7+1=8个码片开始在h2′中依次循环截取前8个码片,依次得到用户k、l、m的信道估计结果,然后扩展:在其各用户信道估计结果前扩展 个置0的码片即前面不作扩展,在后扩展Wmax-(W2+ΔT′2)=15-(8+7)=0个置0的码片,即后面不作扩展。则调整后的信道估计结果如下:
k=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8);
l=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7,l8);
m=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8)。
第一种方法,我们将不同小区各用户的信道估计结果依据其相对时延调整成相等长度为20chip。
第二种调整方法:
本小区:从第1个码片起,在本小区总的信道估计结果h0′中依次截取6个码片,依次得到用户a、b、c、d的信道估计结果,设本小区前后补0的长度相等,即L1=L2=L=2chip。则调整后的信道估计结果如下:
a=(0,0,a1,a2,...,a6,0,0);
b=(0,0,b1,b2,...,b6,0,0);
c=(0,0,c1,c2,...,c6,0,0);
d=(0,0,d1,d2,...,c6,0,0);
邻小区1:因为邻小区1超前本小区5chip,所以从第24-5+1=20个码片开始在h1′中依次循环截取4个码片,依次得到用户e、f、g、h、i、j的信道估计结果,然后扩展:因为W0+L2=6+2=8>=4=W1且ΔT′1=5>2=L1但ΔT′1=5<=2+4=6=L1+W1,将其前ΔT′1-L1=5-2=3个码片去掉,后面扩展L2+(W0-W1)+ΔT′1=2+6-4+5=9个0。调整后的信道估计结果如下:
e=(e4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
f=(f4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
g=(g4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
h=(h4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
i=(i4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
j=(j4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区2:因为邻小区2滞后本小区7chip,所以从第7+1=8个码片开始在h2′中依次循环截取前8个码片,依次得到用户k、l、m的信道估计结果,然后扩展:因为W0+L2=6+2=8>=8=W2且ΔT′2=7>2+6-8=0=L2+(W0-W2)但ΔT′2=7<=2+6=8=L2+W0,在其前面扩展L1+ΔT′2=2+7=9个0,将其后面ΔT′2-(L2+(W0-W2))=7-(2+6-8)=7个码片去掉。调整后的信道估计结果如下:
k=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,k1);
l=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,l1);
m=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,m1)。
第二种方法,我们将不同小区各用户的信道估计结果依据其相对时延调整成相等长度为10chip。
再计算组合信道响应的估计结果:
用户的组合信道响应是对用户的扩频码和信道估计结果进行卷积运算得到,即 b的长度为Q+W-1,按照第一种方法有Q+W-1=4+20-1=23chip;按照第二种方法有Q+W-1=4+10-1=13chip。则各小区的组合信道响应的估计结果可以表示为(用各用户信道估计结果的表示符号右上角加’表示其组合信道响应的估计结果):
按照第一种方法:
本小区:
a’=(0,0,0,0,0,a’1,a’2,...,a’9,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
b’=(0,0,0,0,0,b’1,b’2,...,b’9,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
c’=(0,0,0,0,0,c’1,c’2,...,c’9,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
d’=(0,0,0,0,0,d’1,d’2,...,c’9,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区1:
e’=(e’1,e’2,...,e’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
f’=(f’1,f’2,...,f’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
g’=(g’1,g’2,...,g’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
h’=(h’1,h’2,...,h’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
i’=(i’1,i’2,...,i’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
j’=(j’1,j’2,...,j’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区2:
k’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,k’1,k’2,...,k’11);
l’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,l’1,l’2,...,l’11);
m’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,m’1,m’2,...,m’11)。
按照第二种方法:
本小区:
a’=(0,0,a’1,a’2,...,a’9,0,0);
b’=(0,0,b’1,b’2,...,b’9,0,0);
c’=(0,0,c’1,c’2,...,c’9,0,0);
d’=(0,0,d’1,d’2,...,c’9,0,0);
邻小区1:
e’=(e’1,e’2,e’3,e’4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
f’=(f’1,f’2,f’3,f’4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
g’=(g’1,g’2,g’3,g’4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
h’=(h’1,h’2,h’3,h’4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
i’=(i’1,i’2,i’3,i’4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
j’=(j’1,j’2,j’3,j’4,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区2:
k’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,k’1,k’2,k’3,k’4);
l’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,l’1,l’2,l’3,l’4);
m’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,m’1,m’2,m’3,m’4)。
第二种方式:
不调整不同小区各用户的信道估计结果:
本小区:从第1个码片起,在本小区总的信道估计结果h0′中依次截取6个码片,依次得到用户a、b、c、d的信道估计结果:
a=(a1,a2,...,a6);
b=(b1,b2,...,b6);
c=(c1,c2,...,c6);
d=(d1,d2,...,c6);
邻小区1:因为邻小区1超前本小区5chip,所以从第24-5+1=20个码片开始在h1′中依次循环截取4个码片,依次得到用户e、f、g、h、i、j的信道估计结果:
e=(e1,e2,e3,e4);
f=(f1,f2,f3,f4);
g=(g1,g2,g3,g4);
h=(h1,h2,h3,h4);
i=(i1,i2,i3,i4);
j=(j1,j2,j3,j4);
邻小区2:因为邻小区2滞后本小区7chip,所以从第7+1=8个码片开始在h2′中依次循环截取前8个码片,依次得到用户k、l、m的信道估计结果:
k=(k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8);
l=(l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7,l8);
m=(m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8)。
然后计算组合信道响应的估计结果:
用户的组合信道响应是对用户的扩频码和信道估计结果进行卷积运算得到,即 b的长度为Q+W-1,依据各小区W的不同而不同。则各小区的组合信道响应的估计结果可以表示为(用各用户信道估计结果的表示符号右上角加’表示其组合信道响应的估计结果):
本小区:W=6chip,所以组合信道响应的长度为4+6-1=9chip
a’=(a’1,a’2,...,a’9);
b’=(b’1,b’2,...,b’9);
c’=(c’1,c’2,...,c’9);
d’=(d’1,d’2,...,c’9);
邻小区1:W=4chip,所以组合信道响应的长度为4+4-1=7chip
e’=(e’1,e’2,...,e’7);
f’=(f’1,f’2,...,f’7);
g’=(g’1,g’2,...,g’7);
h’=(h’1,h’2,...,h’7);
i’=(i’1,i’2,...,i’7);
j’=(j’1,j’2,...,j’7);
邻小区2:W=8chip,所以组合信道响应的长度为4+8-1=11chip
k’=(k’1,k’2,...,k’11);
l’=(l’1,l’2,...,l’11);
m’=(m’1,m’2,...,m’11)。
再依据相对时延对组合信道响应的估计结果进行调整:
第一种调整方法:
只有邻小区1比本小区超前,所以 Wmax=max(W0,{Wn1-ΔT′n1},{Wn2+ΔT′n2})=max(W0,{W1-ΔT′1},{W2+ΔT′2})=max(9,{7-5},{11+7})=max(9,2,18)=18chip;
本小区:在本小区各用户组合信道响应的估计结果前扩展 个置0的码片,后面扩展Wmax-W0=18-9=9个置0的码片。则调整后的信道估计结果如下:
a’=(0,0,0,0,0,a’1,a’2,...,a’9,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
b’=(0,0,0,0,0,b’1,b’2,...,b’9,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
c’=(0,0,0,0,0,c’1,c’2,...,c’9,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
d’=(0,0,0,0,0,d’1,d’2,...,c’9,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区1:在其各用户信道估计结果前扩展 个置0的码片即前面不作扩展,在后扩展Wmax-(W1-ΔT′1)=18-(7-5)=16个置0的码片。则调整后的信道估计结果如下:
e’=(e’1,e’2,...,e’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
f’=(f’1,f’2,...,f’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
g’=(g’1,g’2,...,g’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
h’=(h’1,h’2,...,h’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
i’=(i’1,i’2,...,i’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
j’=(j’1,j’2,...,j’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区2:在其各用户信道估计结果前扩展 个置0的码片即前面不作扩展,在后扩展Wmax-(W2+ΔT′2)=18-(11+7)=0个置0的码片,即后面不作扩展。则调整后的信道估计结果如下:
k’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,k’1,k’2,...,k’11);
l’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,l’1,l’2,...,l’11);
m’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,m’1,m’2,...,m’11)。
第一种方法,我们将不同小区各用户的组合信道响应的估计结果依据其相对时延调整成相等长度为23chip。
第二种调整方法:
本小区:设本小区前后补0的长度相等,即L1=L2=L=2chip。则调整后的组合信道响应的估计结果如下:
a’=(0,0,a’1,a’2,...,a’9,0,0);
b’=(0,0,b’1,b’2,...,b’9,0,0);
c’=(0,0,c’1,c’2,...,c’9,0,0);
d’=(0,0,d’1,d’2,...,c’9,0,0);
邻小区1:因为邻小区1超前本小区5chip,因为W0+L2=9+2=11>=7=W1且ΔT′1=5>2=L1但ΔT′1=5<=2+9=11=L1+W1,将其前ΔT′1-L1=5-2=3个码片去掉,后面扩展L2+(W0-W1)+ΔT′1=2+9-7+5=9个0。调整后的信道估计结果如下:
e’=(e’4,e’5,e’6,e’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
f’=(f’4,f’5,f’6,f’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
g’=(g’4,g’5,g’6,g’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
h’=(h’4,h’5,h’6,h’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
i’=(i’4,i’5,i’6,i’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
j’=(j’4,j’5,j’6,j’7,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
邻小区2:因为邻小区2滞后本小区7chip,因为W0+L2=9+2=11>=11=W2且ΔT′2=7>2+9-11=0=L2+(W0-W2)但ΔT′2=7<=2+9=11=L2+W0,在其前面扩展L1+ΔT′2=2+7=9个0,将其后面ΔT′2-(L2+(W0-W2))=7-(2+9-11)=7个码片去掉。调整后的信道估计结果如下:
k’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,k’1,k’2,k’3,k’4);
l’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,l’1,l’2,l’3,l’4);
m’=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,m’1,m’2,m’3,m’4)。
第二种方法,我们将不同小区各用户的组合信道响应的估计结果依据其相对时延调整成相等长度为13chip。
第三步,利用各小区不同用户的组合信道响应的估计结果,进行多小区联合检测,获得检测数据。
首先,将三个小区的码道进行分组:
按照第一种基于码道所属小区的分组方法,可以将码道按小区个数分成三个组。分组后的信号可以表示为:
e=A0d0+A1d1+A2d2+n0 (2)
其中,传输矩阵Ai,i=0,1,2由第二步给出的该小区各个用户码道的组合信道响应的估计结果向量构成。
按照第二种基于码道功率或幅度的分组方法,由多小区信道估计结果得到的信道响应或组合信道响应,或者由各个码道匹配滤波的输出结果,可以估算各码道信号的功率;然后,依据功率的强弱来将所***道分成两组,待检测用户的码道和功率较强的干扰码道分到参与联合检测的码道分组中,功率较弱的码道分到干扰码道分组中。分组后的信号可以表示为:
e=ASdS+(AIdI+n0) (3)
其中,AS和dS是参与联合检测码道分组的传输矩阵和数据;AI和dI是干扰码道分组的传输矩阵和数据;AS和AI的构造方式同第一种分组方式。
按照第三种基于码道相关性的分组方法,首先估算所有非待检测用户码道与待检测用户所***道的相关性的均值(这里的码道是指扩频码和扰码的复合码,或组合信道响应的估计值),按照相关性均值的强弱将所***道分成两组,将待检测用户的码道和所有与其码道相关性均值较强的码道分到参与联合检测的码道分组中,将剩下的码道分到干扰码道分组中。分组后的信号可以表示为:
e=ASdS+(AIdI+n0) (4)
其中,AS和dS是参与联合检测码道分组的传输矩阵和数据;AI和dI是干扰码道分组的传输矩阵和数据;AS和AI的构造方式同第一种分组方式。与第二种分组方法使用同样的表达式。
然后,进行联合检测:
对于第一种码道分组方法,联合检测可以采用线性块均衡+干扰抵销的方法:
1)各个分组对总接收信号进行各自的线性块均衡的联合检测方法,即单小区联合检测算法;
2)由检测出的各组结果进行干扰恢复;
3)从总的接收信号中抵消掉非本组的干扰,获得净信号;
4)对待检测用户所在分组的净信号进行线性块均衡的联合检测方法,得到待检测用户的结果。
上述过程只使用了一次干扰抵消。在实际***中,可根据需要使用多次抵消以获得所需性能。
对于第二种和第三中码道分组方法,对参与联合检测的码道分组,采用线性块均衡的联合检测方法进行检测。
由此,发送数据dS估计的软输出值为:
其中,矩阵T由下式给出:
其中,
实现时可以将干扰都作为白噪声来处理,也可以针对有色噪声干扰首先进行白化处理。其中,干扰的特性可以由干扰码道分组及测量的背景噪声来计算。
可见,本发明基于时隙CDMA***中同频相邻小区各用户信号之间的相对时延差对不同小区各个用户的信道估计结果或其组合信道响应的估计结果进行调整,然后利用组合信道响应的估计结果进行多小区联合检测,获取检测数据,有效地抑制了同频相邻小区之间的干扰。
本发明方法可以用于时隙CDMA***或采用类似信号结构的无线通信***。
虽然通过实施例描绘了本发明,本领域普通技术人员知道,本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。