在干擾條件下的lte上行系統(tǒng)的信號檢測方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種在干擾條件下的LTE上行系統(tǒng)的信號檢測方 法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] LTE (長期演進(jìn)）系統(tǒng)已經(jīng)將 SC-抑MA (Single-carrier Rrequen巧-Division Multiple Access,單載波頻分多址）技術(shù)作為上行鏈路的多址技術(shù)。由于LTE系統(tǒng)采用全 局頻率復(fù)用，鄰小區(qū)干擾現(xiàn)象較為嚴(yán)重；此外，在某些頻段下，LTE上行可能會遭受各種異 系統(tǒng)帶來的干擾，如：
[000引（1)無繩電話（2. 4 或 5. xGHz);
[0004] 似藍(lán)牙個人區(qū)域聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（2. 4GHz);
[0005] (3)藍(lán)牙無線耳機(jī)；
[0006] (4)微波爐（在2. 4GHz頻帶中50 %的忙閑度將產(chǎn)生脈沖干擾）。
[0007] 干擾的存在將嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能，降低小區(qū)吞吐量。并且傳統(tǒng)的基于 MMSE(Minimum Mean Square化ror，最小均方誤差）均衡的檢測算法只能抑制由于信道的 頻率選擇性衰落引起的符號間干擾，在有異系統(tǒng)干擾存在的情況下，完全失效。因此，迫切 希望能夠提出一種具有抗異系統(tǒng)干擾的檢測算法。
[0008] 但是，因為送些異系統(tǒng)的干擾不具有平坦的功率譜特性，且不同的干擾對LTE接 收機(jī)的性能影響差別很大，故分析過程比較復(fù)雜。當(dāng)多種干擾和噪聲同時存在時，難W評估 非白干擾對系統(tǒng)性能的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)的LTE上行鏈路基于頻域最小均方誤差 (Minimum Mean Square化ror, MM沈）均衡的檢測方法在干擾條件下失效的問題。
[0010] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種在干擾條件下的LTE上行系統(tǒng)的信號檢測 方法，適用于1根發(fā)射天線和M根接收天線的天線配置，所述方法包括：
[0011] 接收M根接收天線的基帶信號，經(jīng)過快速傅里葉變換，解映射得到頻域基帶信號 心，1《1《M，1《k《Ns,其中1表示第1根接收天線，k表示子載波序號，Ns表示用戶設(shè) 備實際占用子載波數(shù)目；
[0012] 提取每根天線接收信號中插入的LTE上行參考解調(diào)信號DMRS，然后計算各接收天 線的信道增益Kk;
[0013] 組合M根接收天線的基帶信號和信道增益得到信號矩陣Yk,及增益矩陣Hk ;
[0014] 計算每個子載波上的干擾噪聲協(xié)方差矩陣Rk ;
[0015] 對組合后的每一子載波上的接收信號進(jìn)行干擾預(yù)處理，得到干擾預(yù)處理后的接收 信號^ = DY;.和信道增益氣=DHt ;其中D = Rk ；
[0016] 根據(jù)巧A對干擾預(yù)處理后的接收信號做頻域均衡。
[0017] 可選地，所述提取每根天線接收信號中插入的LTE上行參考解調(diào)信號DMRS，然后 計算各接收天線的信道增益hi,k的步驟包括：
[0018] S201、提取各天線接收信號中插入的上行參考解調(diào)信號yf""，其中1表示第1根接 收天線；
[0019] S202、對yf…做最小二乘估計LS，得到LS估計輸出向量h" =X^iyfin，X為上行 參考解調(diào)信號；
[0020] S203、計算時域矩形窗的頻域相關(guān)矩陣，得：
[0021]
[002引其中，F(xiàn)w為NXN的離散傅里葉變換DFT矩陣，N為子載波數(shù)目，g為時域矩形窗，Q 為窗長，Q的取值小于循環(huán)前綴長度；
[0023] S204、計算用戶設(shè)備實際占用子載波的頻域相關(guān)矩陣，得：
[0024]
[0025] S205、對反M故特征值分解，得；反W- =UAAUf :
[0026] S206、將最小二乘估計值在弦W'的特征域進(jìn)行加窗處理，得：
[0027]
[0028] 其中Qi為矩形窗窗長，Qi的取值為對角矩陣A非零元素的個數(shù)。
[0029] 可選地，組合所得到的信號矩陣Yk,和增益矩陣Hk分別為：
[0030] Yk= [yi,k，…，yM,k]T，Hk=比i,k，…，hM,k]T。
[0031] 可選地，所述計算每個子載波上的干擾噪聲協(xié)方差矩陣Rk的步驟包括：
[0032] S401、提取組合信號中每個子載波的上行參考解調(diào)信號Yf";
[0033] S402、計算每個子載波的干擾噪聲協(xié)方差矩陣Rk, Rk的計算方法如下：
[0034]
[0035] 其中，1(表示累計的子載波數(shù)目，^」表示向下取整。
[0036] 可選地，所述對組合后的每一子載波上的接收信號進(jìn)行干擾預(yù)處理的步驟包括：
[0037] S501、計算預(yù)處理矩陣D，D計算方法如下：
[0038] 對每個子載波的干擾噪聲協(xié)方差矩陣做特征值分解：
[0039] Rk = UVIJH =化乂1/2郵.（uv1/2uH) H
[0040] 其中，V為對角矩陣，U為酉矩陣，yi/2表示對其對角元素開方；
[0041] 令 D = Rk =UV i/2uH .
[0042] S502、白化處理：
[0043] 用所述D乘上每個子載波的接收信號得到：
[0044] % = DY,' =DHa +Du,
[0045] 其中，Uk表示第k個子載波的干擾噪聲向量，則經(jīng)過干擾預(yù)處理后的信道矩陣 f!,二 DH ;。
[0046] 可選地，所述根據(jù)趕,對干擾預(yù)處理后的接收信號做頻域均衡的步驟包括：
[0047] 計算頻域均衡的權(quán)值向量W，并合并干擾預(yù)處理后的接收信號％，W的計算方法如 下：
[0048] w = Hf(H*Hf+1)-1。
[0049] 本發(fā)明還提供了一種在干擾條件下的LTE上行系統(tǒng)的信號檢測裝置，適用于1根 發(fā)射天線和M根接收天線的天線配置，所述裝置包括：
[0050] 變換模塊，用于接收M根接收天線的基帶信號，經(jīng)過快速傅里葉變換，解映射得到 頻域基帶信號yi,k，1《1《M，1《k《成，其中1表示第1根接收天線，k表示子載波序號， 成表示用戶設(shè)備實際占用子載波數(shù)目；
[0051] 信道增益計算模塊，用于提取每根天線接收信號中插入的LTE上行參考解調(diào)信號 DMRS，然后計算各接收天線的信道增益Kk ;
[0052] 組合模塊，用于組合M根接收天線的基帶信號和信道增益得到信號矩陣Yk,及增益 矩陣Hk ;
[0053] 干擾噪聲協(xié)方差矩陣計算模塊，用于計算每個子載波上的干擾噪聲協(xié)方差矩陣 Rk;
[0054] 干擾預(yù)處理模塊，用于對組合后的每一子載波上的接收信號進(jìn)行干擾預(yù)處理，得 到干擾預(yù)處理后的接收信號索,=DYt.和信道增益舟A =DH,;其中，D = Rk I/2 ;
[00巧]頻域均衡模塊，用于根據(jù)才干擾預(yù)處理后的接收信號做頻域均衡。
[0056] 可選地，所述信道增益計算模塊包括：
[0057] 導(dǎo)引向量提取子模塊，用于提取各天線接收信號中插入的上行參考解調(diào)信號yf" ，其中1表示第1根接收天線；
[005引最小二乘估計子模塊，用于對yf""做最小二乘估計LS，得到LS估計輸出向量 '心:= X-Iyf % X為上行參考解調(diào)信號；
[0059] 特征值加權(quán)子模塊，用于計算時域矩形窗的頻域相關(guān)矩陣，得：
[0060]
[006。 其中，F(xiàn)w為NXN的離散傅里葉變換DFT矩陣，N為子載波數(shù)目，g為時域矩形窗，Q 為窗長，Q的取值小于循環(huán)前綴長度；
[0062] 并計算用戶設(shè)備實際占用子載波的頻域相關(guān)矩陣，得：
[0063]
[0064] 對得到反M故特征值分解，得：反A =U,,AUf ;
[0065] W及將最小二乘估計值在及-?的特征域進(jìn)行加窗處理，得：
[0066]
[0067] 其中Qi為矩形窗窗長，Qi的取值為對角矩陣A非零元素的個數(shù)。
[006引可選地，所述組合模塊組合所得到的信號矩陣Yk,和增益矩陣Hk分別為：
[0069] Yk= [yi,k，...，yM'k]T，Hk=比i,k，...，hM,k]T。
[0070] 可選地，所述干擾噪聲協(xié)方差矩陣計算模塊包括：
[0071] 上行參考解調(diào)信號提取子模塊，用于提取組合信號中每個子載波的上行參考解調(diào) 信號皆
[0072] 干擾噪聲協(xié)方差矩陣計算子模塊，用于計算每個子載波的干擾噪聲協(xié)方差矩陣 Rk:
[0073]
[0074] 其中，K表示累計的子載波數(shù)目，L」表示向下取整。
[00巧]可選地，所述干擾預(yù)處理模塊包括：
[0076] 預(yù)處理矩陣計算子模塊，用于對每個子載波的干擾噪聲協(xié)方差矩陣做特征值分 解；Rk = uvijH = (uyi/V) ? (uvi/2ijH)H，令 D = Rk I/2 = UV 1/?";其中，V 為對角矩陣，U 為酉 矩陣，yi/2表示對其對角元素開方；
[0077] 白化處理子模塊，用于用所述D乘上每個子載波的接收信號得到：
[0078] 琴:=二說1堿十0而
[0079] 其中，Uk表示第k個子載波的干擾噪聲向量，則經(jīng)過干擾預(yù)處理后的信道矩陣 H, = DH, O
[0080] 可選地，所述頻域均衡模塊根據(jù)巧t對干擾預(yù)處理后的接收信號做頻域均衡是 指：
[0081] 所述頻域均衡模塊計算頻域均衡的權(quán)值向量W，并合并干擾預(yù)處理后的接收信號 奪4 ;其中，W =白f(瓦白f+礦。
[0082] 本發(fā)明的有益效果是：將接收到的包括干擾的用戶信號進(jìn)行白化等干擾預(yù)處理， 使白化后的干擾信號服從白噪聲分布。經(jīng)過干擾預(yù)處理后的信號能夠用現(xiàn)有的LTE上行接 收機(jī)處理，消除了異系統(tǒng)的干擾影響。
【附圖說明】
[0083] 圖1本發(fā)明實施例中的典型LTE上行系統(tǒng)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)圖；
[0084] 圖2本發(fā)明實施例中的典型LTE上行系統(tǒng)基帶接收機(jī)結(jié)構(gòu)圖；
[0085] 圖3為本