专利名称：Td－scdma系统消除同频干扰的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用均衡滤波器消除蜂窝移动通信系统同频干扰的方法，尤其涉及消除TD-SCDMA系统下行信号的同频干扰的方法。
背景技术：
在TD-SCDMA蜂窝系统中，基站采用同频配置，不同基站在下行导频时隙以及TSO时隙，采用不同的同步码和BasicMidambie码，因为同步码、BasicMidamble码以及扩频码长度较短，在移动终端接收机一侧不足以抑制不同基站的码间干扰，不同基站的公共信道互相之间形成了严重的同频干扰，影响了移动终端的正常接收。本发明利用了TD-SCDMA蜂窝系统小区半径较小，基站发射的下行信号是与GPS秒脉冲同步，不同基站到达移动终端的强导频信号，到达时间差较小这一特点，如附图2所示。这些条件为利用均衡滤波器，对不同基站发射的下行导频以及TSO时隙信号进行联合检测创造了可能。对不同的基站的下行导频以及TSO时隙信号做均衡滤波，可以明显消除不同基站信号，互相之间的同频干扰。
发明内容
本发明的目的是利用①导频搜索器、②导频均衡器、③BasicMidamble码识别器、④BasicMidamble码均衡器4个部件，如附图1所示，消除TD-SCDMA系统下行信号的同频干扰。
①导频搜索器 首先在移动终端使用匹配滤波和周期平均的方法搜索出最强信号基站的导频指峰；并且利用导频消除的方法，从天线数据中消除这个最强信号的导频；对消除了最强信号导频的天线数据，逐次用匹配滤波、周期平均和导频消除的方法，搜索出次强信号基站的导频指峰。这样就可以一个一个逐次搜索出功率超过一定门限的导频指峰，确定它们的大概功率和初步到达时间。
②导频均衡器确定了B个基站的，功率超过一定门限的导频信号的，大概功率和初步到达时间，也就确定了B个基站使用的同步码；以B个基站的同步码为训练序列，设置导频均衡器的同步码矩阵S；对B个基站的，功率超过一定门限的，导频信号做均衡滤波，消除相互之间的码间干扰。
下行导频的同步码只有64个码片，均衡器输出的抽头有限。功率超过一定门限的下行导频信号的初步到达时间已经明确，均衡器就没有必要对每个下行导频再保留较长的窗口，均衡窗口就可以减少。用本发明的方法可以把每一个同步码的均衡窗口减少到4…8个抽头，使均衡器能处理尽可能多的导频。
对导频均衡器输出的，功率超过一定门限的，B个基站导频信号的联合响应，进一步精确计算其载干比C/I，确定精确到达时间，为识别BasicMidamble码进行必要的准备。
③BasicMidamble码识别器B个基站的同步码对应4×B个可能BasicMidamble码，移动终端一侧需要对可能BasicMidamble码识别，本发明使用均衡器识别。
知道了下行导频的精确到达时间，就可以推算出BasicMidamble码的到达时间，BasicMidamble码识别器，也没有必要使用大的均衡窗口，每个可能BasicMidamble码均衡窗口长度可以减少到2…4个抽头，使其对准主能量信号。如果每个可能BasicMidamble码均衡窗口长度压缩到4个抽头，就需要4×4×B个抽头，可以识别4×B个可能使用的BasicMidamble码。用4×B个可能使用的BasicMidamble码作为训练序列，用本发明的方法设置可能BasicMidamble码混合矩阵MC，用均衡滤波的方法来识别B个基站真正使用的BasicMidamble码。
④BasicMidamble码均衡器经过BasicMidamble码识别以后，B个基站真正使用的BasicMidamble码就明确了，用识别出来的B个基站真正使用的BasicMidamble码做为训练序列，用本发明的方法设置BasicMidamble码混合矩阵M，对Midamble码天线数据进行均衡滤波，抑制B个基站的同频码间干扰；根据信道的时延扩展，用本发明的方法可以把每一个BasicMidamble码的均衡窗口减少到8…16个抽头。均衡器输出B个基站的信道响应，为解析TSO时隙B个基站的符号块进行了必要的准备，利用此信道响应再一次计算BasicMidamble码载干比C/I，确定BasicMidamble码的精确到达时间。
本发明包括如下15个步骤步骤1.在移动终端使用导频搜索器，采用匹配滤波和周期平均的方法搜索出最强信号基站的导频指峰；步骤2.用导频消除的办法，从天线数据中消除这个最强信号的导频；步骤3.对消除了最强信号导频的天线数据，逐次用导频搜索器，搜索出次强信号基站的导频指峰；步骤4.依次使用步骤1.步骤2.步骤3.的方法，一个一个搜索出功率超过一定门限的，B个基站导频指峰，确定它们的大概功率和初步到达时间；步骤5.确定B个基站的，功率超过一定门限的导频信号中的同步码；
步骤6.根据步骤5确定的B个同步码，以及步骤4确定的它们的初步到达时间，设置导频均衡器，均衡公式为H^S=(SHS)-1SHYS---(1),]]>其中 为B个同步码的联合响应估计，YS为同步码的天线数据，S为B个同步码混合矩阵，S=SC1...SCB---(2),]]>SCB是对B个同步码循环矩阵SB，分别进行列向量选择以后得到的B个裁减矩阵。SB为同步码s1B…s64B补充了b个0，(b-1)次移位构成的循环矩阵，b由B个基站下行导频到达移动终端的时间的最大差来确定，SB用MATLAB语言表达 按公式(3)生成B个同步码循环矩阵SB；步骤7.SCB是从SB的列向量里选择出来的，选择方法是从SB中选择w个连续的列向量，w＜b，w＝4…8，w的值根据时延扩展来确定；列向量的起点是根据步骤4.检测到的，超过一定门限的，B个基站导频的初步到达时间t1s…tBs来确定，从附图3可以清楚看出B个SCB的生成过程；步骤8.按公式(2)生成B个同步码混合矩阵S，按公式(1)对同步码天线数据做均衡滤波，得到B个同步码的联合响应 步骤9.根据步骤8从 进一步确认的B个同步码，以及由 推算的B个BasicMidamble码到达时间t1m…tBm，设置BasicMidamble码识别器，均衡公式为H^Mc=(MCHMC)-1MCHYM---(4),]]>其中 为4×B个可能BasicMidamble码联合响应估计，YM为Midamble码的天线数据，MC为4×B个可能BasicMidamble码混合矩阵，
MC=MC1m...MCBm---(5),]]>MCBm为对4×B个可能BasicMidamble码循环矩阵MBm，分别进行列向量选择以后得到的4×B个裁减矩阵，MBm为可能BasicMidamble码m1Bm…m144Bm补充b个0，(b-1)次移位构成的循环矩阵，用MATLAB语言表达 按公式(6)生成4×B个可能BasicMidamble码循环矩阵MBm；步骤10.BasicMidamble码识别器的MCBm，是从步骤9生成的MBm列向量里选择出来的，选择方法是从MBm中选择w个连续的列向量，w＜b，w＝2，3，4，w的值根据时延扩展来确定。列向量的起点是根据步骤9.推算的，B个BasicMidamble码到达时间t1m…tBm来确定，一个基站的4个可能BasicMidamble码MCBm在时间上要对齐，从附图4可以清楚看出4×B个MCBm的生成过程；步骤11.按公式(5)生成4×B个可能BasicMidamble码的混合矩阵MC，按公式(4)对Midamble码天线数据做均衡滤波，得到4×B个可能BasicMidamble码的联合响应 根据功率门限，从4×B个可能BasicMidamble码中，确定出B个基站真正使用的BasicMidamble码，同时确定了对应的循环矩阵MBm；步骤12.根据步骤11.确定的B个基站真正使用的BasicMidamble码和对应的循环矩阵MBm，以及步骤9.推算的B个BasicMidamble码到达时间t1m…tBm，设置BasicMidamble码均衡器，均衡公式为H^M=(MHM)-1MHYM---(7),]]>其中 为B个BasicMidamble码的联合响应估计，YM为Midamble码的天线数据，M为B个BasicMidamble码的混合矩阵，
M=MC1m..MCBm---(8),]]>B个MBm在步骤9.生成，是在步骤11.被识别后，确定的；步骤13.BasicMidamble码均衡器的MCBm，是从步骤11确定的MBm列向量里选择出来的，选择方法是从MBm中选择w个连续的列向量，w＜b，w＝8…16，w的值根据时延扩展来确定。列向量的起点是根据步骤9.推算的，B个BasicMidamble码到达时间t1m…tBm来确定，从附图5可以清楚看出B个MCBm的生成过程；步骤14.按公式(8)生成B个BasicMidamble码的混合矩阵M，按公式(7)对Midamble码天线数据做均衡滤波，得到B个BasicMidamble码的联合响应 步骤15.使用在步骤14.得到的 对TSO时隙B个基站的符号块进行联合解调。
图1是本发明4个部件①导频搜索器、②导频均衡器、③BasicMidamble码识别器、④BasicMidamble码均衡器相互关系示意图；图2是本发明移动终端一侧接收到的B个基站，TSO和下行导频定时关系的示意图；图3是本发明B个基站的同步码裁减矩阵SCB生成示意图；图4是本发明4×B个可能BasicMidamble码裁减矩阵MCBm生成示意图；图5是本发明B个BasicMidamble码裁减矩阵MCBm生成示意图；具体实施方式
下面结合具体实施用例对本发明作详细说明从附图1可以看出本发明4个模块的相互关系。假设在具体实施例中，8个基站有较强的信号到达移动终端，导频天线数据首先输入导频搜索器210，按照步骤1到步骤5的方法，完成对功率超过一定门限的导频指峰的搜索，得到起其大概功率和初步到达时间列表，并将此列表输入导频均衡器220；导频均衡器220用此列表的同步码和大概到达时间，按照步骤6到步骤8的方法，设置导频均衡器，完成对8个导频同步码的均衡滤波，根据8个同步码的联合响应 得到8个导频的准确功率和精确到达时间列表，并输入到BasicMidamble码识别器230；8个同步码对应32个可能使用的BasicMidamble码，必须对其识别才能确定8个基站真正使用的BasicMidamble码，BasicMidamble码识别器230按照步骤9到步骤11的方法，用32个可能使用的BasicMidamble码和其精确到达时间列表，设置均衡器对Midamble码天线数据均衡滤波，利用滤波输出的32个可能BasicMidamble码联合响应 使用功率门限识别出8个基站真正使用的BasicMidamble码，并将其列表输入BasicMidamble码均衡器240；BasicMidamble码均衡器240用8个基站真正使用的BasicMidamble码和精确到达时间列表，设置均衡器，对Midamble码天线数据均衡滤波，得到8个BasicMidamble码的联合响应估计 从附图2可以有出移动终端一侧接收到的8个基站，TSO和下行导频信号的定时关系，横坐标是时间，因为小区半径较小，下行导频里同步码的到达时间t1s…tBs非常靠近；同样道理，TSO时隙里BasicMidamble码的到达时间t1m…tBm也非常靠近；针对8个基站，B＝1，2，…8。
附图3描述了导频均衡器，8个基站同步码裁减矩阵SCB的生成过程，其中SB为同步码s1B…s64B补充了b个0，(b-1)次移位构成的循环矩阵，在具体实施例中，b＝40，SB是(64+40)×40矩阵；让w＝8，针对8个SB，分别从同步码的到达时间t1s…tBs开始，选择w＝8个列向量，SCB成为(64+40)×8矩阵；用8个SCB按公式(2)可以排列出(64+40)×(8×8)的8基站同步码混合矩阵S；利用S，按公式(1)可以实现对8个基站同步码的均衡滤波。
附图4描述了BasicMidamble码识别器，4×8个可能BasicMidamble码裁减矩阵MCBm的生成过程，其中MBm为可能BasicMidamble码m1Bm…m144Bm补充b个0，(b-1)次移位构成的循环矩阵，在具体实施例中，b＝40，MBm是(144+40)×40矩阵；让w＝4，针对32个MBm，分别从8个BasicMidamble码的到达时间t1m…tBm开始，选择w＝4个列向量，MCBm成为(144+40)×4矩阵，其中一个基站的4个可能BasicMidamble码MCBm在时间上对齐；用32个MCBm按公式(5)可以排列出(144+40)×(4×32)的8基站可能BasicMidamble码混合矩阵MC；利用MC，按公式(4)可以实现对8个基站32个可能BasicMidamble码的均衡滤波，得到32个可能BasieMidamble码的联合响应 用功率门限识别出8个基站真正使用的BasicMidamble码。
附图5描述了BasicMidamble码均衡器，8个基站的BasicMidamble码裁减矩阵MCBm的生成过程，其中MBm与附图4的描述一样，在步骤9生成，在步骤11得到识别和确认，在具体实施例中，b＝40，MBm是(144+40)×40矩阵；让w＝8，针对8个MBm，分别从BasicMidamble码的到达时间t1m…tBm开始，选择w＝8个列向量，MCBm成为(144+40)×8矩阵；用8个MCBm按公式(8)可以排列出(144+40)×(8×8)的8基站BasicMidamle码混合矩阵M；利用M，按公式(7)可以实现对8个基站BasicMidamble码的均衡滤波，得到8个基站BasicMidamble码的联合响应估计 以上所述的方法，一般的通信系统工程师就可以在设备中顺利实现。
权利要求
1.一种利用均衡滤波器消除TD-SCDMA系统下行导频和TS0时隙信号，多基站同频干扰的方法，其中包括步骤1.在移动终端使用导频搜索器，采用匹配滤波和周期平均的方法搜索出最强信号基站的导频指峰；步骤2.用导频消除的办法，从天线数据中消除这个最强信号的导频；步骤3.对消除了最强信号导频的天线数据，逐次用导频搜索器，搜索出次强信号基站的导频指峰；步骤4.依次使用步骤1.步骤2.步骤3.的方法，一个一个搜索出功率超过一定门限的，B个基站导频指峰，确定它们的大概功率和初步到达时间；步骤5.确定B个基站的，功率超过一定门限的导频信号中的同步码；步骤6.根据步骤5确定的B个同步码，以及步骤4确定的它们的初步到达时间，设置导频均衡器，均衡公式为H^S=(SHS)-1SHYS---(1),]]>其中 为B个同步码的联合响应估计，YS为同步码的天线数据，S为B个同步码混合矩阵，S=[SC1...SCB]---(2),]]>SCB是对B个同步码循环矩阵SB，分别进行列向量选择以后得到的B个裁减矩阵。SB为同步码s1B…s64B补充了b个0，(b-1)次移位构成的循环矩阵，b由B个基站下行导频到达移动终端的时间的最大差来确定，SB用MATLAB语言表达 按公式(3)生成B个同步码循环矩阵SB；步骤7.SCB是从SB的列向量里选择出来的，选择方法是从SB中选择w个连续的列向量，w＜b，w＝4…8，w的值根据时延扩展来确定；列向量的起点是根据步骤4.检测到的，超过一定门限的，B个基站导频的初步到达时间t1s…tBs来确定，从附图3可以清楚看出B个SCB的生成过程；步骤8.按公式(2)生成B个同步码混合矩阵S，按公式(1)对同步码天线数据做均衡滤波，得到B个同步码的联合响应 步骤9.根据步骤8.从 进一步确认的B个同步码，以及由 推算的B个BasicMidamble码到达时间t1m…tBm，设置BasicMidamble码识别器，均衡公式为H^Mc=(MCHMC)-1MCHYM---(4),]]>其中 为4×B个可能BasicMidamble码联合响应估计，YM为Midamble码的天线数据，MC为4×B个可能BasicMidamble码混合矩阵，MC=[MC1m...MCBm]---(5),]]>MCBm为对4×B个可能BasicMidamble码循环矩阵MBm，分别进行列向量选择以后得到的4×B个裁减矩阵，MBm为可能BasicMidamble码m1Bm…m144Bm补充b个0，(b-1)次移位构成的循环矩阵，用MATLAB语言表达 按公式(6)生成4×B个可能BasicMidamble码循环矩阵MBm；步骤10.BasicMidamble码识别器的MCBm，是从步骤9生成的MBm列向量里选择出来的，选择方法是从MBm中选择w个连续的列向量，w＜b，w＝2，3，4，w的值根据时延扩展来确定。列向量的起点是根据步骤9.推算的，B个BasicMidamble码到达时间t1m…tBm来确定，一个基站的4个可能BasicMidamble码MCBm在时间上要对齐，从附图4可以清楚看出4×B个MCBm的生成过程；步骤11.按公式(5)生成4×B个可能BasicMidamble码的混合矩阵MC，按公式(4)对Midamble码天线数据做均衡滤波，得到4×B个可能BasicMidamble码的联合响应 根据功率门限，从4×B个可能BasicMidamble码中，确定出B个基站真正使用的BasicMidamble码，同时确定了对应的循环矩阵MBm；步骤12.根据步骤11.确定的B个基站真正使用的BasicMidamble码和对应的循环矩阵MBm，以及步骤9.推算的B个BasicMidamble码到达时间t1m…tBm，设置BasicMidamble码均衡器，均衡公式为H^M=(MHM)-1MHYM---(7),]]>其中 为B个BasicMidamble码的联合响应估计，YM为Midamble码的天线数据，M为B个BasicMidamble码的混合矩阵，M=[MC1m...MCBm]---(8),]]>B个MBm在步骤9.生成，是在步骤11.被识别后，确定的；步骤13.BasicMidamble码均衡器的MCBm，是从步骤11确定的MBm列向量里选择出来的，选择方法是从MBm中选择w个连续的列向量，w＜b，w＝8…16，w的值根据时延扩展来确定。列向量的起点是根据步骤9.推算的，B个BasieMidamble码到达时间t1m…tBm来确定，从附图5可以清楚看出B个MCBm的生成过程；步骤14.按公式(8)生成B个BasicMidamble码的混合矩阵M，按公式(7)对Midamble码天线数据做均衡滤波，得到B个BasicMidamble码的联合响应 步骤15.使用在步骤14.得到的 ，对TS0时隙B个基站的符号块进行联合解调。
全文摘要
本发明涉及一种利用均衡滤波器消除蜂窝移动通信系统同频干扰的方法，尤其涉及消除TD－SCDMA系统下行信号的同频干扰的方法。本发明利用了TD－SCDMA蜂窝系统小区半径较小，基站发射的下行信号是与GPS秒脉冲同步，不同基站到达移动终端的强导频信号，到达时间差较小这一特点，对不同的基站的下行导频以及TS0时隙信号做均衡滤波，可以明显消除不同基站信号，互相之间的同频干扰。
文档编号H04B7/005GK101013915SQ20071000110
公开日2007年8月8日 申请日期2007年1月17日 优先权日2007年1月17日
发明者倪明 申请人:倪明