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1、(10)申请公布号 CN 102163990 A (43)申请公布日 2011.08.24 CN 102163990 A *CN102163990A* (21)申请号 201010119467.X (22)申请日 2010.02.22 H04B 1/7097(2011.01) (71)申请人 中兴通讯股份有限公司 地址 518057 广东省深圳市南山区科技南路 55 号 (72)发明人 殷玮玮 马毅华 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 余刚 吴孟秋 (54) 发明名称 多用户干扰消除方法及基站 (57) 摘要 本发明公开了一种多用户干扰消除方法及基 。
2、站， 该方法包括以下步骤 ： 基站根据干扰用户的 频偏值重构 midamble 干扰信号 ； 以及， 基站从接 收到的 midamble 信号中消除重构的 midamble 干 扰信号， 得到消除干扰后的 midamble 信号。本发 明提高了干扰信号重构的准确性， 进而提高了后 续频偏估计的准确性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 CN 102163992 A1/2 页 2 1. 一种多用户干扰消除方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 基站根据干扰用户的频偏值重构 midamble 干扰信。
3、号 ； 以及， 所述基站从接收到的 midamble 信号中消除所述重构的 midamble 干扰信号， 得到消除 干扰后的 midamble 信号。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述基站根据所述干扰用户的所述频偏 值重构所述 midamble 干扰信号包括 ： 所述基站计算第 i 个所述干扰用户对应的所述 midamble 干扰信号 bi bi， 1， bi， 2， bi， jbi， b-l， 其中，是第 i 个所述干扰用户的所述频偏值， ai， j是舍弃 了被数据符号多径干扰的部分码片的预定干扰信号， 所述预定干扰信号是第 i 个所述干扰 用户对应的忽略了频偏值影响。
4、的 midamble 干扰信号， j 1， 2， b-l， b 是 midamble 序 列的长度， l 是所述部分码片的数量， i 1， N， N 为所述干扰用户的数量。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 所述预定干扰信号其中， hi 为第 i 个所述干扰用户的信道冲激响应， * 计算卷积， 为第 i 个所述干扰用户对应的 midamble 序列。 4. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 所述基站从接收到的 midamble 信号中消 除所述重构的 midamble 干扰信号包括 ： 所述基站计算消除干扰后的 midamble 信号其中， r 是所述基站接收到的。
5、 midamble 信号。 5. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述基站从接收到的 midamble 信号中消 除所述重构的midamble干扰信号之后， 还包括 ： 所述基站对所述消除干扰后的midamble信 号进行频偏估计， 得到当前用户在当前时刻的频偏值。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于， 所述基站对所述消除干扰后的 midamble 信号进行频偏估计包括 ： 所述基站对所述消除干扰后的 midamble 信号进行频偏估计， 得到所述当前用户在当 前时刻的瞬时频偏 fm， 并对 fm进行平滑得到所述当前时刻的频偏粗估计结果 所述基站采用对所述基站在所述。
6、当前时刻接收到的数据信号进行补偿， 得到补偿后 的数据信号 ； 所述基站对所述补偿后的数据信号进行频偏估计， 得到所述当前用户在所述当前时刻 的频偏细估计结果 fd， 并对 fd进行平滑， 得到所述当前用户在所述当前时刻的频偏值 7. 根 据 权 利 要 求 6 所 述 的 方 法， 其 特 征 在 于， 对 fm进 行 平 滑 包 括 ： 计 算 其中， 是上一时刻的值， 且p为平滑系数， 0p 1。 8. 根 据 权 利 要 求 6 所 述 的 方 法， 其 特 征 在 于， 对 fd进 行 平 滑 包 括 ： 计 算 其中， 是上一时刻的值， 且p 为平滑系数， 0 p 1。 权 利 要。
7、 求 书 CN 102163990 A CN 102163992 A2/2 页 3 9. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述干扰用户的所述频偏值为所述干扰 用户在上一时刻的所述频偏值， 或者， 为所述干扰用户在当前时刻的所述频偏值。 10. 一种基站， 其特征在于， 包括 ： 干扰重构模块， 用于根据干扰用户的频偏值重构 midamble 干扰信号 ； 干扰消除模块， 用于从接收到的midamble信号中消除所述重构的midamble干扰信号， 得到消除干扰后的 midamble 信号。 权 利 要 求 书 CN 102163990 A CN 102163992 A1/6 页 。
8、4 多用户干扰消除方法及基站 技术领域 0001 本发明涉及通信领域， 具体而言， 涉及一种多用户干扰消除方法及基站。 背景技术 0002 在无线移动通信系统中， 由于基站和终端处于相对运动的状态， 因此接收到的信 号会有多普勒频移， 特别是高速场景下， 这种频移尤其明显。 多普勒频移会影响上行接入成 功率、 切换成功率， 还会对系统的容量和覆盖产生影响。因此， 基站和终端必须进行频率偏 差估计和补偿， 才能满足业务质量要求。 0003 相关技术中的频偏估计算法利用已知的训练序列， 例如， 时分同步码分多址 (Time Division-Synchronous Code Division Mu。
9、ltipleAccess， 简称为 TD-SCDMA) 系统中的 midamble 码， 通过发送序列和接收序列做相关， 得到接收序列的相位偏转， 从而求出频偏。 0004 在TD-SCDMA系统中， 由于多个用户是码分复用的， 因此接收到的midamble码是多 个用户各自的 midamble 序列经过信道叠加后的结果。因此， 如何从接收信号中分离出每个 用户的信号， 进而分别进行频偏估计是一个棘手的问题。 0005 相关技术中利用每个用户的信号冲激响应重构出每个用户的接收 midamble 序 列， 再利用干扰消除方法， 将接收信号中其他用户的 midamble 信号消除， 得到待估计用户。
10、 的 midamble 接收序列， 并用此序列进行频偏估计。 0006 以上的干扰消除方法虽然可以消除干扰用户的 midamble 接收信号， 但是在实际 系统中干扰信号是有频偏的， 尤其是在高速大频偏的情况下， 频偏造成的干扰信号相位旋 转是不可忽略的， 上述方法忽略了干扰用户的频偏值， 必然带来重构干扰信号的误差， 进而 也会影响频偏估计的精度。 发明内容 0007 本发明的主要目的在于提供一种多用户干扰消除方法及基站， 以解决上述问题。 0008 本发明的一个方面提供了一种多用户干扰消除方法， 包括以下步骤 ： 基站根据干 扰用户的频偏值重构midamble干扰信号 ； 以及， 基站从接。
11、收到的midamble信号中消除重构 的 midamble 干扰信号， 得到消除干扰后的 midamble 信号。 0009 优选地， 基站根据干扰用户的频偏值重构 midamble 干扰信号包括 ： 基站计 算 第 i 个 干 扰 用 户 对 应 的 midamble 干 扰 信 号 bi bi， 1， bi， 2， bi， jbi， b-l， 其 中， 是第 i 个干扰用户的频偏值， ai， j是舍弃了被数据符号多径 干扰的部分码片的预定干扰信号， 预定干扰信号是第 i 个干扰用户对应的忽略了频偏值影 响的 midamble 干扰信号， j 1， 2， b-l， b 是 midamble 。
12、序列的长度， l 是部分码片的数 量， i 1， N， N 为干扰用户的数量。 0010 优选地， 预定干扰信号其中， hi为第i个干扰用户的信道冲激响应， *计 算卷积， 为第 i 个干扰用户对应的 midamble 序列。 0011 优选地， 基站从接收到的midamble信号中消除重构的midamble干扰信号包括 ： 基 说 明 书 CN 102163990 A CN 102163992 A2/6 页 5 站计算消除干扰后的 midamble 信号其中， r 是基站接收到的 midamble 信号。 0012 优选地， 基站从接收到的midamble信号中消除重构的midamble干扰。
13、信号之后， 还 包括 ： 基站对消除干扰后的 midamble 信号进行频偏估计， 得到当前用户在当前时刻的频偏 值。 0013 优选地， 基站对消除干扰后的 midamble 信号进行频偏估计包括 ： 基站对消除干扰 后的 midamble 信号进行频偏估计， 得到当前用户在当前时刻的瞬时频偏 fm， 并对 fm进行平 滑得到当前时刻的频偏粗估计结果基站采用对基站在当前时刻接收到的数据信号 进行补偿， 得到补偿后的数据信号 ； 基站对补偿后的数据信号进行频偏估计， 得到当前用户 在当前时刻的频偏细估计结果fd， 并对fd进行平滑， 得到当前用户在当前时刻的频偏值 0014 优选地， 对 fm。
14、进行平滑包括 ： 计算其中， 是上一时刻 的值， 且p 为平滑系数， 0 p 1。 0015 优选地， 对 fd进行平滑包括 ： 计算其中， 是上一时刻的 值， 且p 为平滑系数， 0 p 1。 0016 优选地， 干扰用户的频偏值为干扰用户在上一时刻的频偏值， 或者， 为干扰用户在 当前时刻的频偏值。 0017 本发明的另一个方面提供了一种基站， 包括 ： 干扰重构模块， 用于根据干扰用户的 频偏值重构midamble干扰信号 ； 干扰消除模块， 用于从接收到的midamble信号中消除重构 的 midamble 干扰信号， 得到消除干扰后的 midamble 信号。 0018 通过本发明，。
15、 在重构干扰信号的时候考虑频偏值的影响， 解决了相关技术中重构 的干扰信号误差较大的问题， 提高了干扰信号重构的准确性， 进而提高了后续频偏估计的 准确性。 附图说明 0019 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 ： 0020 图 1 是根据本发明实施例的基站的结构框图 ； 0021 图 2 是根据本发明实施例的基站的详细结构框图 ； 0022 图 3 是根据本发明实施例的多用户干扰消除方法的流程图 ； 0023 图 4 是根据本发明实例 1 的多用户干扰消除及频偏估计过程的。
16、流程图 ； 以及， 0024 图 5 是根据本发明实例 2 的多用户干扰消除及频偏估计过程的流程图。 具体实施方式 0025 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是， 在不冲突的 情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 0026 首先介绍根据本发明实施例的一种基站的结构， 通过该基站可以提高干扰信号的 重构精度， 进而提高频偏估计的精度， 图 1 是根据本发明实施例的基站的结构框图， 如图 1 所示， 该基站包括 ： 说 明 书 CN 102163990 A CN 102163992 A3/6 页 6 0027 干扰重构模块 12， 用于根据干扰用户的频偏。
17、值重构 midamble 干扰信号 ； 0028 干扰消除模块 14， 用于从接收到的 midamble 信号中消除重构的 midamble 干扰信 号， 得到消除干扰后的 midamble 信号。 0029 具体地， 如图 2 所示， 上述干扰重构模块 12 可以包括 ： 第一计算单元 22， 用于计算 其中， hi为第 i 个干扰用户的信道冲激响应， * 计算卷积， 为第 i 个干扰用户 对应的 midamble 序列， i 1， N， N 为干扰用户的数量 ； 0030 码片选择单元 24， 用于舍弃中被数据符号多径干扰的前 l 个码片， 得到 ai， 1， ai， 2，ai， b-l，。
18、 其中， b 是 midamble 序列的长度 ； 0031 第二计算单元 26， 用于计算得到第 i 个干扰用户对应 的干扰 midamble 信号 bi bi， 1， bi， 2，bi， b-l， 其中， j 1， 2， b-l， 是第 i 个干扰用 户的频偏值。 0032 上述基站可以进一步包括频偏估计模块 28， 用于对干扰消除后的 midamble 信号 进行频偏估计， 得到当前用户在当前时刻的频偏值。 0033 根据本发明的实施例， 还提供了一种多用户干扰消除方法， 图 3 是根据本发明实 施例的多用户干扰消除方法的流程图， 如图 3 所示， 该方法包括以下步骤 ： 0034 步骤。
19、 S302， 基站根据干扰用户的频偏值重构 midamble 干扰信号 ； 以及， 0035 步骤S304， 基站从接收到的midamble信号中消除重构的midamble干扰信号， 得到 消除干扰后的 midamble 信号。 0036 考虑到相关技术中由于未将频偏的影响纳入干扰信号的重构导致的干扰信号重 构精度低， 进而导致频偏估计误差较大的问题， 本发明实施例提供的方法在干扰消除时将 干扰用户的频偏带入重构， 充分考虑了频偏对信号的影响， 从而提高了重构的精度。 0037 优选地， 步骤 S302 包括 ： 基站计算第 i 个干扰用户对应的 midamble 干扰信号 bi bi， 1，。
20、 bi， 2，bi， jbi， b-l， 其中，是第 i 个干扰用户的频偏 值， ai， j是舍弃了被数据符号多径干扰的部分码片的预定干扰信号， 预定干扰信号是第 i 个 干扰用户对应的忽略了频偏值影响的midamble干扰信号(即， 采用相关技术中的干扰信号 重构方法产生的干扰信号 )， j 1， 2， b-l， b 是 midamble 序列的长度， l 是部分码片的 数量， i 1， N， N 为干扰用户的数量。 0038 在该过程中， 舍弃了被数据符号多径干扰的部分码片， 使得计算结果更加精确。 0039 上述预定干扰信号的计算式为 ：其中， hi为第i个干扰用户的信道冲激 响应， *。
21、 计算卷积， 为第 i 个干扰用户对应的 midamble 序列。以上的 hi可以通过现有技 术中的信道估计算法获得， 具体的获得方式在此不再赘述。 0040 优选地， 步骤 S304 具体包括 ： 基站计算消除干扰后的 midamble 信号 其中， r 是基站接收到的 midamble 信号。优选地， 干扰用户可以为在当前小区中， 除了当前 用户之外的其他用户的部分或全部。 0041 优选地， 步骤 S304 之后， 还包括 ： 基站对消除干扰后的 midamble 信号进行频偏估 计， 得到当前用户在当前时刻的频偏值。通过上述的干扰消除方法得到的消除干扰后的信 号具有更高的准确度， 因此。
22、， 对以上消除干扰后的信号进行频偏估计得到的频偏估计结果 说 明 书 CN 102163990 A CN 102163992 A4/6 页 7 也更加准确了。 0042 在上述过程中， 基站对消除干扰后的 midamble 信号进行频偏估计的过程可以包 括以下步骤 ： 0043 1、 基站对消除干扰后的 midamble 信号进行频偏估计， 得到当前用户在当前时刻 的瞬时频偏 fm， 并对 fm进行平滑得到当前时刻的频偏粗估计结果具体地， 对 fm进行平 滑包括 ： 计算其中， 是上一时刻的值， 且( 即， 在初 始时刻设)， p 为平滑系数， 0 p 1。 0044 2、 基站采用对基站在当。
23、前时刻接收到的数据信号进行补偿， 得到补偿后的数据 信号。 0045 3、 基站对补偿后的数据信号进行频偏估计， 得到当前用户在当前时刻的频偏细估 计结果fd， 并对fd进行平滑， 得到当前用户在当前时刻的频偏值具体地， 对fd进行平滑 包括 ： 计算其中， 是上一时刻的值， 且( 即， 在初始时 刻设)， p 为平滑系数， 0 p 1。 0046 由于midamble序列的长度较短， 因此利用midamble估计频偏的算法精度较差， 必 须考虑进一步降噪的方法。基于此， 本发明实施例对于 midamble 序列估计出的瞬时频偏值 做平滑处理， 利用连续子时刻的频偏值的强相关性， 通过时间上的。
24、平滑滤波减小噪声对频 偏估计结果的影响， 提高估计的精度。 0047 优选地， 以上的干扰用户的频偏值可以为干扰用户在上一时刻的频偏值， 或者， 也 可以为干扰用户在当前时刻的频偏值。具体地 ： 0048 若当前用户的干扰用户已采用上述方法进行过干扰消除和频偏估计， 则当前用户 可以采用干扰用户在当前时刻的频偏值来进行干扰消除及频偏估计， 这种情况下， 计算结 果更加准确 ； 0049 若当前用户的干扰用户尚未采用上述方法进行过干扰消除和频偏估计， 则当前用 户可以采用干扰用户在上一时刻的频偏值来进行干扰消除及频偏估计， 这种情况下的计算 结果虽然没有上一种情况下的计算结果精确， 但是， 频偏。
25、在时间上的相关性较高， 将历史频 偏值带入干扰信号重构， 也可以得到比较精确的干扰信号用于干扰消除。 0050 需要说明的是， 以上描述的时刻的概念可以具体为帧、 子帧、 时隙等等。 0051 下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。 0052 实例 1 0053 该实例描述了对各用户并行进行干扰消除及频偏估计的过程。图 4 是根据本发明 实例 1 的干扰消除及频偏估计过程的流程图， 如图 4 所示， 上述过程主要包括以下步骤 ： 0054 步骤 S401， 基站为每个用户存储一个频偏值， 初始时刻频偏值设为 0， 在该实例 中， 将频偏值存放在频偏寄存器中， 但不限于此。 005。
26、5 步骤 S402， 基站利用接收 midamble 码进行信道估计， 分别得到每个用户的信道冲 激响应 h ； 0056 步骤 S403， 利用每个用户的信道冲激响应和对应的 midamble 序列， 以及频偏寄存 器中的频偏值同时重构出所有用户到达基站侧的 midamble 信号。其中第 i 个用户的重构 过程具体如下 ： 说 明 书 CN 102163990 A CN 102163992 A5/6 页 8 0057 1) 由信道估计的结果重构接收信号为 ：其中 hi为第 i 个用户的信道冲 激响应， 为第 i 个用户的 midamble 序列， 长度为 144( 即 b 144， 但不限。
27、于此 )， * 为卷 积 ； 0058 2) 舍弃前面可能被数据符号多径干扰的 16 个码片 ( 即， l 16， 但不限于此 )， 取 出 后面 128 个码片 ( 即， b-l 144-16 128)， 即可得到 ai， 1， ai， 2，ai， 128； 0059 3) 加 入 频 偏 后， 得 到 第 i 个 用 户 的 128 个 接 收 midamble 码 片 信 号 为 ： 其中 j 1， 2， 128， 为频偏寄存器中的频偏值 ； 0060 步骤 S404， 令待估计频偏用户以外的其他用户为干扰用户， 对所有用户同时进行 干扰消除， 得到所有用户的用于频偏估计的接收 mida。
28、mble 序列。即， 消除干扰后的信号为 其中 r 是接收到的多个用户叠加后的 midamble 信号， Ki是第 i 个用户的干扰 用户集合， bk是在上一步计算出的第 k 个用户的重构信号 ； 0061 步骤 S405， 由干扰消除后的 midamble 序列 r进行频偏估计， 得到瞬时值 fm； 0062 步骤 S406， 对 fm做平滑， 即，其中 n 代表子帧 号 ( 该实例中以子帧为例， 子帧即对应实施例中描述的时刻的概念 )，是上一时刻 midamble 估计后的平滑值，p 0， 1， 是平滑系数。该步骤中， 也可以采用其他 的公式对 fm做平滑。 0063 步骤S407， 用m。
29、idamble码粗估计的结果对数据部分进行补偿， 并用补偿后的数 据细估计出精确的瞬时频偏 fd； 0064 步骤 S408， 对 fd进行平滑， 得到即其中 是上一时刻用数据估计频偏后的平滑值，p 0， 1， 是平滑系数。该步 骤中， 也可以采用其他的公式对 fd做平滑。 0065 步骤 S409， 更新频偏寄存器中的频偏值为 0066 该实例中， 干扰消除及频偏估计处理时采用的频偏值均为上一时刻的频偏值， 由 于采用了并行处理， 因此， 这种方式的计算速度较快。 0067 实例 2 0068 该实例描述了对各用户串行进行干扰消除及频偏估计的过程。图 5 是根据本发明 实例 2 的干扰消除及。
30、频偏估计过程的流程图， 如图 5 所示， 上述过程主要包括以下步骤 ： 0069 步骤 S501， 基站为每个用户存储一个频偏值， 初始时刻频偏值设为 0， 在该实例 中， 将频偏值存放在频偏寄存器中， 但不限于此。 0070 步骤 S502， 基站利用接收 midamble 码进行信道估计， 分别得到每个用户的信道冲 激响应 h ； 0071 步骤 S503， 按照功率大小顺序对所有用户排序， 按照用户的功率从大到小的顺序 对用户进行干扰消除及频偏估计 ； 0072 步骤 S504， 对待处理用户重构其干扰用户信号， 具体过程同 S403 ； 0073 步骤 S505， 干扰消除， 得到待估。
31、计用户的用于频偏估计的接收 midamble 信号 其中 r 是接收到的多个用户叠加后的 midamble 信号， K 是待估计用户的干扰 说 明 书 CN 102163990 A CN 102163992 A6/6 页 9 用户集合， bk是在上一步计算出的第 k 个用户的重构信号 ； 0074 步骤 S506， 由干扰消除后的 midamble 序列进行频偏估计， 得到瞬时值 fm； 0075 步骤 S507， 对 fm做平滑， 即其中 n 代表子帧 号，是上一时刻 midamble 估计后的平滑值，p 0， 1， 是平滑系数 ； 该 步骤中， 也可以采用其他的公式对 fm做平滑。 007。
32、6 步骤S508， 用midamble码粗估计的结果对数据部分进行补偿， 并用补偿后的数 据细估计出精确的瞬时频偏 fd； 0077 步骤 S509， 对 fd进行平滑， 得到即其中 是上一时刻用数据估计频偏后的平滑值，p 0， 1， 是平滑系数 ； 该步 骤中， 也可以采用其他的公式对 fd做平滑。 0078 步骤 S510， 更新频偏寄存器中待估计用户的频偏值为 0079 步骤 S511， 取排序队列中的下一个用户为待估计用户。转到 S504。 0080 与实例 1 不同的是， 本实例中干扰信号重构时， 当干扰用户排在待估计用户之前 时， 可以利用干扰用户的本次(即， 当前帧)的频偏估计值。
33、， 这种方式的频偏估计精度更高， 但是执行速度较慢。 0081 在以上的实施例中， 在干扰信号消除之后还描述了利用消除之后的信号进行频偏 估计的过程， 估计的结果又应用于下一次的干扰消除中， 该方法能够显著地提高频偏估计 及干扰消除的精度。 虽然如此， 本领域技术人员应该理解， 本发明实施例提供的在干扰信号 重构的过程中考虑频偏影响的方法即使结合现有的频偏估计方法来使用， 仍然具有较好的 提高干扰消除精度的作用。 0082 综上所述， 本发明实施例提供的多用户干扰消除方案提高了干扰信号重构的准确 性， 进而提高了后续频偏估计的准确性。 0083 显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明。
34、的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布在多个计算装置所组成 的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现， 从而， 可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行， 并且在某些情况下， 可以以不同于此处的顺序执行所示 出或描述的步骤， 或者将它们分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或 步骤制作成单个集成电路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。 0084 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 102163990 A CN 102163992 A1/3 页 10 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102163990 A CN 102163992 A2/3 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102163990 A CN 102163992 A3/3 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 102163990 A 。