CN105163347B - 一种基于干扰消除的多模式无线通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于干扰消除的多模式无线通信方法，包括：S1、基站对参与通信的多个移动客户端执行预配置；S2、基站两端的移动客户端同时向基站发送信息；S3、基站对接收到的信息进行捕获和锁定，再用相应的载波调制码对捕获和锁定后的信息载波解调后，得到其两端匹配移动客户端发送信息的组合信息；S4、基站依次地对载波解调后得到的每对移动客户端的组合信息执行干扰消除操作。本发明通过对执行双向通信的移动客户端建立多模式匹配映射载波调制码分配表，然后将一端所有移动客户端所对应的载波调制码直接求和，并根据得到的组合信息执行干扰消除，既大大降低了干扰，也提升了***容量，具有有益的技术效果。

Description

一种基于干扰消除的多模式无线通信方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于干扰消除的多模式无线通信方法。

背景技术

随着通信技术的迅猛发展，特别是4G技术的开展和应用，无线通信的传输速率得到极大的提升，数据业务类型也在不断的发生变化，各种高速数据业务获得了越来越多的应用。这些新技术或新业务中，与每个移动客户端通信的对象远不止一个，且通信模式也不局限为一种，这样就使得客户端之间的匹配变得复杂起来，干扰不断增多，无线资源的分配也变得更为紧张。

另一方面，对于执行上述通信业务的基站或eNodeB来说，由于通信双方所采用的通信制式并不相同，基站在进行信息发送时需要进行多次载波调制，才能将通信信息发送到对应的移动客户端；然而，由于载波调制码的非完全理想正交性，当执行通信的客户端数目增多时，通信过程就会产生较为严重的干扰，影响通信质量。

因此，如何解决现有技术中的缺陷，提升通信***的容量，降低干扰就成为本发明的研究内容。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出一种基于干扰消除的多模式无线通信方法，所述方法包括：

S1、基站对参与通信的多个移动客户端执行预配置；

S2、基站两端的移动客户端同时向基站发送信息；

S3、基站对接收到的信息进行捕获和锁定，再用相应的载波调制码对捕获和锁定后的信息载波解调后，得到其两端匹配移动客户端发送信息的组合信息；

S4、基站依次地对载波解调后得到的每对移动客户端的组合信息执行干扰消除操作。

根据本发明的实施方式，所述方法还包括：

S5、设定识别阈值；

S6、基站根据识别阈值执行识别并得到识别结果；

S7、移动客户端端接收信息并用相应的载波调制码进行载波解调；

S8、移动客户端端执行干扰消除操作；

S9、识别干扰消除后的信息。

根据本发明的实施方式，所述S1的预配置包括：所述基站建立多模式匹配映射图和执行参数配置初始化操作，再为发送通信请求的两端移动客户端组进行响应，分析该通信请求并建立多模式匹配映射载波调制码分配表，以供两端匹配移动客户端开始通信。

根据本发明的实施方式，所述S2具体包括：基站一端某个移动客户端L₁将与其通信的另一端所有移动客户端所对应的载波调制码直接求和，即该移动客户端L_i在多模式匹配映射载波调制码分配表中所对应行的所有非0点值求和，用该载波调制码之和对传送信息进行载波调制后发送；同理，基站另一端某个移动客户端R_j将与其通信的一端所有移动客户端组应的载波调制码直接求和，即该移动客户端R_j在多模式匹配映射载波调制码分配表中所对应列的所有非0点值求和，再用该载波调制码之和对传送信息进行载波调制后发送。

根据本发明的实施方式，所述S5的设定识别阈值具体包括：

阈值

其中分别为基站接收到的两端移动客户端的实时信号强度，p_a和q_b分别为任选的目标匹配移动客户端a、b的发射功率；l_d和r_b分别为目标匹配移动客户端a、b发送的二进制位信息；α_a和α_b为移动客户端a、b所对应的信道衰弱参数，则目标匹配移动客户端a、b所对应的识别标准为：

式中，d_ab为选定的目标匹配移动客户端a、b所对应的识别参数值，m_ab为该目标匹配移动客户端a、b所发送信息在基站处的组合，I^th为其识别阈值；d_ab＝1时，表示基站两端传输的二进制位符号相反；d_ab＝-1时，表示基站两端传输的二进制位符号相同。

根据本发明的实施方式，所述S6具体包括：对两端匹配移动客户端的组合信息进行半加运算，然后，通过相应的载波调制码将半加运算后的信息进行载波调制，并发送出去；

该载波调制过程为：

式中，t_d为基站同时向其两端移动客户端发送的信息，为基站发送的信号功率，d_ij为基站一端第i个移动客户端和另一端第j个移动客户端通信时在基站处组合信息的识别参数值，c_ij为基站一端第i个移动客户端和另一端第j个移动客户端通信时使用的载波调制码，基站发送的信息二进制位只有两种：+1和-1，分别将所有识别参数值为+1的载波调制码求和后，对+1进行载波调制，再将所有识别参数值为-1的载波调制码求和后，对-1进行载波调制。

本发明的基于干扰消除的多模式无线通信方法，通过对执行双向通信的移动客户端建立多模式匹配映射载波调制码分配表，然后将一端所有移动客户端所对应的载波调制码直接求和，并根据得到的组合信息执行干扰消除，既大大降低了干扰，也提升了***容量，具有有益的技术效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的基于干扰消除的多模式无线通信方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出一种基于干扰消除的多模式无线通信方法，如附图1所示，所述方法包括：

S1、基站对参与通信的多个移动客户端执行预配置；所述预配置包括：所述基站建立多模式匹配映射图和执行参数配置初始化操作，再为发送通信请求的两端移动客户端组进行响应，分析该通信请求并建立多模式匹配映射载波调制码分配表，以供两端匹配移动客户端开始通信；

S2、基站两端的移动客户端同时向基站发送信息；基站一端某个移动客户端L_i将与其通信的另一端所有移动客户端所对应的载波调制码直接求和，即该移动客户端L_i在多模式匹配映射载波调制码分配表中所对应行的所有非0点值求和，用该载波调制码之和对传送信息进行载波调制后发送；同理，基站另一端某个移动客户端R_j将与其通信的一端所有移动客户端组应的载波调制码直接求和，即该移动客户端R_j在多模式匹配映射载波调制码分配表中所对应列的所有非0点值求和，再用该载波调制码之和对传送信息进行载波调制后发送；

S3、基站对接收到的信息进行捕获和锁定，再用相应的载波调制码对捕获和锁定后的信息载波解调后，得到其两端匹配移动客户端发送信息的组合信息；

S4、基站依次地对载波解调后得到的每对移动客户端的组合信息执行干扰消除操作；

S5、设定识别阈值

其中分别为基站接收到的两端移动客户端的实时信号强度，p_a和q_b分别为任选的目标匹配移动客户端a、b的发射功率；l_a和r_b分别为目标匹配移动客户端a、b发送的二进制位信息；α_a和α_b为移动客户端a、b所对应的信道衰弱参数，则目标匹配移动客户端a、b所对应的识别标准为：

式中，d_ab为选定的目标匹配移动客户端a、b所对应的识别参数值，m_ab为该目标匹配移动客户端a、b所发送信息在基站处的组合，I^th为其识别阈值；d_ab＝1时，表示基站两端传输的二进制位符号相反；d_ab＝-1时，表示基站两端传输的二进制位符号相同；

S6、基站执行识别并得到识别结果；对两端匹配移动客户端的组合信息进行半加运算，然后，通过相应的载波调制码将半加运算后的信息进行载波调制，并发送出去；

该载波调制过程为：

式中，t_d为基站同时向其两端移动客户端发送的信息，为基站发送的信号功率，d_ij为基站一端第i个移动客户端和另一端第j个移动客户端通信时在基站处组合信息的识别参数值，c_ij为基站一端第i个移动客户端和另一端第j个移动客户端通信时使用的载波调制码，基站发送的信息二进制位只有两种：+1和-1，分别将所有识别参数值为+1的载波调制码求和后，对+1进行载波调制，再将所有识别参数值为-1的载波调制码求和后，对-1进行载波调制；

S7、移动客户端端接收信息并用相应的载波调制码进行载波解调，得到基站发送的组合信息：

式中，u_ab为目标匹配移动客户端a、b，即基站一端第a个移动客户端接收到的与其通信的另一端第b个移动客户端载波解调后的信息，α_a为信道衰弱系数，L_c为调制序列的长度，p为发送功率，inf_ab为传输中的干扰，n₀为高斯白噪声，T表示转置；该组合信息包含的干扰为：

式中，c_ij≠c_ab表示c_ij是除去目标匹配通信移动客户端c_ab以外的其余匹配移动客户端所对应的载波调制码；

S8、移动客户端端执行干扰消除操作：具体方法与基站执行的干扰消除方法相同，

首先，得到干扰的表达式

然后，移动客户端端在载波解调出的接收信息中减去该干扰，即完成了干扰消除；

S9、识别干扰消除后的信息；所述识别过程为：

首先，计算识别参数值

其中，u_ab为干扰消除后的信息；

然后，根据移动客户端本地信息进行信息识别，所述识别参数值为

式中，r_ab为信息识别结果。

根据本发明的实施方式，所述步骤S1的基站对参与通信的多个移动客户端执行预配置具体包括下述步骤：

S1-1、建立多模式匹配映射图：基站根据两端移动客户端数量建立一个相应大小的匹配关系表，其维数为m×n阶，该表点值的初始值为零，m和n分别为表的行数和列数，表示基站两端的通信移动客户端总数；该m×n阶表中的每个点值也都用自然数下标i和j分别作为其行识别号和列识别号，且i和j的最大值分别为m和n，以使该多模式匹配映射图中的所有点值都与基站两端的匹配移动客户端一一对应；

S1-2、在该多模式匹配映射图中，基站根据移动客户端请求，把请求通信的移动客户端组所对应的表点值置为1，无通信请求的移动客户端组所对应的表点值置为0；

S1-3、基站遍历该多模式匹配映射图，为每一对有通信请求的移动客户端组分配一个载波调制码，并储存于匹配关系载波调制码分配表中。

根据本发明的实施方式，所述步骤S2中，基站一端某个移动客户端L_i将与其通信的另一端所有移动客户端所对应的载波调制码直接求和，再用该载波调制码之和对信息二进制位进行载波调制后发送，载波调制信息t_i的数学表达式为：

式中，t_i是基站接收到的载波调制信息，α_i为信道衰弱系数，p_i是识别号为i的移动客户端的信号发送功率，l_i是其发送的信息二进制位，l_i的取值为±1，c_ij为基站一端第i个移动客户端与另一端第j个移动客户端通信时对应的载波调制码。

根据本发明的实施方式，所述步骤S3中，基站用相应的载波调制码对其捕获和锁定后的信息载波解调，得到其两端匹配移动客户端的组合信息为：

式中，m_ab为基站在两端识别号分别为a和b的匹配移动客户端通信时，载波解调后得到的组合信息，t_up为基站接收到的两端所有移动客户端发送的载波调制信息之和，c为移动客户端之间通信的载波调制码，其下标为基站两端移动客户端的识别号，其上标T表示其为载波调制码的转置向量，L_c为载波调制码序列的长度，l_i和r_j分别为基站两端识别号分别为i和j的移动客户端的信息二进制位，p和q分别为该两端识别号分别为i和j的移动客户端的信号发送功率，inf为传输中的多移动客户端干扰，n₀为高斯白噪声。

根据本发明的实施方式，所述步骤S4的基站依次地对载波解调后得到的每对移动客户端的组合信息执行干扰消除操作具体包括：

S4-1、当通信的目标匹配移动客户端分别为基站两端的第a个移动客户端和第b个移动客户端时，则该选定的目标匹配移动客户端a、b的组合信息就是要为其执行干扰消除的全部信息，此时，将其他非目标移动客户端组之间传递的信息都视为干扰；

S4-2、用非目标匹配移动客户端的载波调制码载波解调出其在基站的组合信息；

S4-3、用当前目标匹配移动客户端a、b的载波调制码与非目标匹配移动客户端的载波调制码作互相关，并将该互相关的值乘以步骤S4-2中得到的组合信息，所得到的乘积，就是所有非目标匹配移动客户端组于当前匹配移动客户端a、b产生的干扰inf_ab，其表达式为：

S4-4、在当前选定目标匹配移动客户端a、b的组合信息中减去干扰inf_ab，完成干扰消除。

根据本发明的实施方式，所述方法中，针对某个目标匹配移动客户端进行干扰建模时，必须对其他的非目标匹配移动客户端的信息进行载波解调，且得到的载波解调后的二进制位信息也是受干扰的；为了使干扰消除时的载波解调信息更加理想，采用循环更新的方式进行干扰消除；即针对每对通信移动客户端的组合信息，每进行一次干扰消除，就能得到其较为理想的组合信息，然后用该较为理想的组合信息再次进行相同的干扰消除操作，使得该组合信息更加理想；经过多次循环更新后，就能得到比较理想的匹配移动客户端的组合信息；即，实际传输时，要对所述步骤S4和S8执行多次循环更新干扰消除处理，直到信息的复原理想度达到设定要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于干扰消除的多模式无线通信方法，所述方法包括：

S1、基站对参与通信的多个移动客户端执行预配置；

S2、基站两端的移动客户端同时向基站发送信息；具体包括：基站一端某个移动客户端L_i将与其通信的另一端所有移动客户端所对应的载波调制码直接求和，即该移动客户端L_i在多模式匹配映射载波调制码分配表中所对应行的所有非0点值求和，用该载波调制码之和对传送信息进行载波调制后发送；同理，基站另一端某个移动客户端R_j将与其通信的一端所有移动客户端组应的载波调制码直接求和，即该移动客户端R_j在多模式匹配映射载波调制码分配表中所对应列的所有非0点值求和，再用该载波调制码之和对传送信息进行载波调制后发送；

S3、基站对接收到的信息进行捕获和锁定，再用相应的载波调制码对捕获和锁定后的信息载波解调后，得到其两端匹配移动客户端发送信息的组合信息；具体包括：基站用相应的载波调制码对其捕获和锁定后的信息载波解调，得到其两端匹配移动客户端的组合信息为：

式中，m_ab为基站在两端识别号分别为a和b的匹配移动客户端通信时，载波解调后得到的组合信息，t_up为基站接收到的两端所有移动客户端发送的载波调制信息之和，c为移动客户端之间通信的载波调制码，其下标为基站两端移动客户端的识别号，其上标T表示其为载波调制码的转置向量，L_c为载波调制码序列的长度，l_i和r_j分别为基站两端识别号分别为i和j的移动客户端的信息二进制位，inf为传输中的多移动客户端干扰，n₀为高斯白噪声；m和n分别是i和j的最大值，p_a和q_b分别为任选的目标匹配移动客户端a、b的发射功率；l_a和r_b分别为目标匹配移动客户端a、b发送的二进制位信息；α_a和α_b为移动客户端a、b所对应的信道衰弱参数，α_i和α_j为信道衰弱系数，p_i是识别号为i的移动客户端的信号发送功率，q_j是识别号为j的移动客户端的信号发送功率；

S4、基站依次地对载波解调后得到的每对移动客户端的组合信息执行干扰消除操作；

S5、设定识别阈值；

S6、基站根据识别阈值执行识别并得到识别结果；

S7、移动客户端端接收信息并用相应的载波调制码进行载波解调；

S8、移动客户端端执行干扰消除操作；

S9、识别干扰消除后的信息。

2.一种如权利要求1所述的方法，所述S5的设定识别阈值具体包括：

阈值

其中分别为基站接收到的两端移动客户端的实时信号强度，p_a和q_b分别为任选的目标匹配移动客户端a、b的发射功率；l_a和r_b分别为目标匹配移动客户端a、b发送的二进制位信息；α_a和α_b为移动客户端a、b所对应的信道衰弱参数，则目标匹配移动客户端a、b所对应的识别标准为：

式中，d_ab为选定的目标匹配移动客户端a、b所对应的识别参数值，m_ab为该目标匹配移动客户端a、b所发送信息在基站处的组合，I^th为其识别阈值；d_ab＝1时，表示基站两端传输的二进制位符号相反；d_ab＝-1时，表示基站两端传输的二进制位符号相同。

3.一种如权利要求2所述的方法，所述S6具体包括:对两端匹配移动客户端的组合信息进行半加运算，然后，通过相应的载波调制码将半加运算后的信息进行载波调制，并发送出去；

该载波调制过程为：

式中，t_d为基站同时向其两端移动客户端发送的信息，为基站发送的信号功率，d_ij为基站一端第i个移动客户端和另一端第j个移动客户端通信时在基站处组合信息的识别参数值，c_ij为基站一端第i个移动客户端和另一端第j个移动客户端通信时使用的载波调制码，基站发送的信息二进制位只有两种：+1和-1，分别将所有识别参数值为+1的载波调制码求和后，对+1进行载波调制，再将所有识别参数值为-1的载波调制码求和后，对-1进行载波调制。