专利名称：Ofdm通讯系统中抵抗窄带干扰的方法
技术领域：
本发明属于无线通讯技术领域，涉及一种OFDM通讯系统抗干扰方法，尤其涉及一种OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法。
背景技术：
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术。OFDM多载波调制的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ICI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。OFDM系统的物理层主要包括离散子载波分配方式和连续子载波分配方式，离散子载波分配方式通过子载波映射将物理上连续的子载波按照一定的映射关系映射为离散的逻辑子载波，进而形成逻辑子载波束以抵抗无线信道的频率选择性衰落；连续子载波分配方式为每个用户分配的子载波的物理编号都是连续的，在频率选择性衰落信道下，系统可以选择一组信道质量较好且连续的子载波束，为QoS等级高的用户优先提供可靠的通信质量。尚散子载波分配方式将子信道内每个子载波分布在整个可用带宽范围内，在频率选择性衰落信道下每个子信道的性能被平均化，不会像邻近子载波分配那样出现很差或很好的子信道；在每个子信道上一般只出现个别子载波的错误，可以通过前向纠错进行恢复。但当信道内存在较强的窄带干扰信号时，采用离散子载波分配方式的系统同样不可避免地出现译码错误。离散子载波分配方式使用频域分集提高系统抵抗信号强度较弱的窄带干扰，但实际应用中，窄带干扰信号功率具有不确定性，在较强的窄带干扰下，会大范围地提高信道内的底噪，以致OFDM对窄带干扰的抵抗能力、离散子载波分配方式的频率分集机制以及信道纠错编码技术均不能抵抗干扰，该信道仍为不理想的状态或不可用状态。在连续子载波分配方式的应用中，基站需要得到各个用户的信道条件，然后统一分配资源，要求用户的信道条件比较稳定，不适合高速移动用户，也不适合用户数量较少且对数据速率要求极高的应用场景。连续子载波分配方式在频率选择性衰落信道下，更适合多用户调度的应用模式，为高优先级用户提供高等级的QoS，但在用户数量较少，连续子载波分配机制不能体现出性能的优势；同样也不能抵抗较强的窄带干扰信号。上行链路中常采用反馈信道，以协助基站确定下行链路的发射参数，但在较强窄带干扰信号的干扰下，反馈信道传输信息的正确性将不能保证。需要一种具有较好鲁棒性的帧结构在基站和终端之间交互可用的频域资源。考虑需要实时视频传输业务场景下，用户数量较少且对数据可靠传输的要求极高。在较强的窄带干扰信号干扰下，虽然OFDM技术和频率分集技术可以抵抗窄带干扰，但离散子载波分配方式和连续子载波分配方式均可能出现译码错误，导致视频传输出现马赛克、停顿、抖动等，极大地影响业务的正常使用，不能满足用户对高质量视频服务的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，可以抵抗突发干扰。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，所述方法包括如下步骤:在基站侧设置干扰检测帧，使用干扰检测方法检测信道中是否存在窄带干扰信号;若存在窄带干扰信号，使用干扰回避方法对窄带干扰占据的频谱资源进行回避；最后生成可用频谱资源的bitmap掩码，实现系统内部可用频谱资源的交互。作为本发明的一种优选方案，S1、基站的MAC层分配干扰检测时间，在干扰检测时间内不调度数据；MAC层通知物理层进行干扰检测；S2、基站的物理层检测OFDM通讯系统当前的干扰情况，得到当前信道的受干扰状态，判断信道是否可用，得到上行链路和下行链路中指示可用频谱资源的bitmap掩码；S3、基站的物理层将干扰检测结果及所述bitmap掩码反馈至MAC层，MAC层根据干扰检测结果及所述bitmap掩码计算可用数据带宽，生成最终的bitmap掩码；并将最终的bitmap掩码传递给物理层，同时对系统的可用数据带宽进行调整；S4、物理层根据MAC层传递回来的bitmap掩码进行组巾贞,生成包含bitmap掩码信息的下行子帧，并传输下行有效数据；S5、终端接收到下行子帧后，通过解析得到下行bitmap掩码，进而解析得到上行bitmap掩码，得到上行链路使用的子载波及其映射关系，生成上行子帧；S6、终端根据上行bitmap掩码，发送上行子帧；S7、基站接收到终端的上行子帧，继续进行上下行数据的传输。作为本发明的一种优选方案，所述步骤SI具体包括:根据系统当前的误帧率、误码率信息，由基站侧发起干扰检测；基站MAC层分配干扰检测时间，确定干扰检测帧，即在基站正常运行状态下MAC层分配干扰检测帧，通过调度指定一个上行子帧用作干扰检测帧，在此干扰检测帧中不传输数据；同时MAC层通知物理层进行干扰检测，物理层在指定帧的上行时间对接收到的信号进行解调，判断干扰信号对应的子载波位置；检测时间根据上行子帧的时间长度来确定，检测时间小于上行子帧的时间长度。作为本发明的一种优选方案，所述步骤SI中，基站的MAC层分配干扰检测时间的方法为:当发起干扰检测时，基站不给当前小区内任何终端分配带宽，所有终端都不能在干扰检测时间内发送数据，或者在应用于载波侦听方式的系统中，通过信令通知所有用户在干扰检测时间里不得发送数据。作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中检测OFDM通讯系统当前干扰情况的过程具体包括如下步骤:在基站正常运行状态中，MAC层在收到上层模块发起的干扰检测指示后，通过调度将指定某一上行子帧用作干扰检测，不进行数据传输；物理层在指定帧的上行时间对接收到的信号进行分析，判断干扰信号对应的子载波位置，使用干扰检测算法计算干扰信号能量的大小，并确定系统当前的底噪大小；物理层将干扰检测情况反馈给MAC层，MAC层计算可用的物理资源，可用的数据带宽，生成bitmap掩码,通知物理层按照bitmap掩码进行子载波映射。作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中检测OFDM通讯系统当前干扰情况的过程具体包括如下步骤:步骤S21，在干扰检测子帧内，物理层的将收到的数据进行FFT变换，进行累加求和后作为该位置处的干扰能量；
权利要求
1.一种OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 在基站侧设置干扰检测帧，使用干扰检测方法检测OFDM通讯系统信道中是否存在窄带干扰信号； 若存在窄带干扰信号，使用干扰回避方法对窄带干扰占据的频谱资源进行回避； 最后生成可用频谱资源的bitmap掩码，实现系统内部可用频谱资源的交互。
2.根据权利要求1所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于，所述方法具体包括: 51、基站的MAC层分配干扰检测时间，在干扰检测时间内不调度数据；MAC层通知物理层进行干扰检测； 52、基站的物理层检测OFDM通讯系统当前的干扰情况，得到当前信道的受干扰状态，判断信道是否可用，得到上行链路和下行链路中指示可用频谱资源的bitmap掩码； 53、基站的物理层将干扰检测结果及所述bitmap掩码反馈至MAC层，MAC层根据干扰检测结果及所述bitmap掩码计算可用数据带宽，生成最终的bitmap掩码；并将最终的bitmap掩码传递给物理层，同时对系统的可用数据带宽进行调整； 54、物理层根据MAC层传递回来的bitmap掩码进行组巾贞,生成包含bitmap掩码信息的下行子帧，并传输下行有效数据； 55、终端接收到下行子帧后，通过解析得到下行bitmap掩码，进而解析得到上行bitmap掩码，得到上行链路使用的子载波及其映射关系，生成上行子帧； 56、终端根据上行bitmap掩码，发送上行子帧； 57、基站接收到终端的上行子帧，继续进行上下行数据的传输。
3.根据权利要求2所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述步骤SI具体包括:根据系统当前的误帧率、误码率信息，由基站侧发起干扰检测；基站MAC层分配干扰检测时间，确定干扰检测帧，即在基站正常运行状态下MAC层分配干扰检测帧，通过调度指定一个上行子帧用作干扰检测帧，在此干扰检测帧中不传输数据；同时MAC层通知物理层进行干扰检测，物理层在指定帧的上行时间对接收到的信号进行解调，判断干扰信号对应的子载波位置；检测时间根据上行子帧的时间长度来确定，检测时间小于上行子巾贞的时间长度。
4.根据权利要求2所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述步骤SI中，基站的MAC层分配干扰检测时间的方法为:当发起干扰检测时，基站不给当前小区内任何终端分配带宽，所有终端都不能在干扰检测时间内发送数据，或者在应用于载波侦听方式的系统中，通过信令通知所有用户在干扰检测时间里不得发送数据。
5.根据权利要求2所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述步骤S2中检测OFDM通讯系统当前干扰情况的过程具体包括如下步骤: 在基站正常运行状态中，MAC层在收到上层模块发起的干扰检测指示后，通过调度将指定某一上行子帧用作干扰检测，不进行数据传输； 物理层在指定帧的上行时间对接收到的信号进行分析，判断干扰信号对应的子载波位置，使用干扰检测算法计算干扰信号能量的大小，并确定系统当前的底噪大小； 物理层将干扰检测情况反馈给MAC层，MAC层计算可用的物理资源，可用的数据带宽，生成bitmap掩码,通知物理层按照bitmap掩码进行子载波映射。
6.根据权利要求5所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述步骤S2中干扰检测算法具体包括如下步骤: 步骤S21，在干扰检测子帧内，物理层的将收到的数据进行FFT变换，进行累加求和后作为该位置处的干扰能量；
7.根据权利要求2所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述步骤S4具体包括:物 理层根据MAC层传递回来的bitmap掩码使用干扰回避方法完成子载波映射，根据bitmap掩码的帧结构进行组帧，生成包含bitmap掩码信息的下行子帧； 干扰回避方法包括上行链路的干扰回避、下行链路的干扰回避； 下行链路的干扰回避方法是:通过干扰检测得到可用的bitmap掩码；通过改变子载波映射中的重编号序列，将不可用的频率资源子集的编号排除，形成新的重编号序列，根据新的重编号序列，完成频率资源子集到逻辑资源子集的映射； 上行链路的干扰回避方法是:上行链路使用的频域资源从上行链路传输的信息中获取，系统根据检测到的可用的频率资源信息，在生成下行bitmap掩码的同时，生成在物理上具有对应关系的上行bitmap掩码；上行链路根据bitmap掩码改变子载波映射中的重编号序列，根据重编号序列，完成频率资源子集到逻辑资源子集的映射。
8.根据权利要求7所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述步骤S4中，物理层根根据动态交互bitmap掩码的帧结构进行组帧；所述动态交互bitmap掩码的帧结构采用增强型的可用频域资源信息传输格式，对该区域使用全部数据子载波进行传输，且进行若干倍重复编码。
9.根据权利要求2所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述步骤S5具体包括:终端接收到下行子帧后，通过帧控制头得到下行子帧的频域资源的bitmap掩码及媒体接入协议MAP,进而完成数据的解析；通过解析得到上行bitmap掩码，得到上行链路使用的子载波及其映射关系，生成上行子帧。
10.根据权利要求1至9之一所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述方法增加对bitmap掩码的CRC校验码,保证终端或基站接收到正确的bitmap掩码。
11.根据权利要求1至9之一所述的OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，其特征在于: 所述方法进一步包括:对除了帧控制头之外的其它控制信道区域及下行数据区域，使用由bitmap 掩码定义的频率资源进行传输；在终端侧译码时，采用并译码方法，提高系统抵抗干扰的能力。
全文摘要
本发明揭示了一种OFDM通讯系统中抵抗窄带干扰的方法，OFDM物理层通过干扰检测，获得当前系统所使用的信道内的干扰情况，MAC层根据物理层上报的干扰情况计算出可用的频谱资源对应的bitmap掩码并重新传递给物理层，物理层根据bitmap掩码，使用干扰回避方法，重新进行子载波映射，物理层通过用于动态交互bitmap掩码的帧结构实现在基站和终端之间的bitmap信息交互，终端根据新的bitmap掩码进行下行接收和上行发射，进行正常的通信流程。本发明可以有效抵抗窄带干扰，降低有扰环境下的系统FER，提高离散型子载波分配方式的性能，可以实现存在多种突发干扰情景下系统的正常通信。
文档编号H04L27/26GK103095633SQ20111034665
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者刘广宇, 高子旺, 贠超, 陈拥兵, 陆犇, 卜智勇, 解云雁 申请人:上海瀚讯无线技术有限公司