[发明专利]消除TD-SCDMA系统小区内和小区间干扰的方法

摘要

一种有效消除TD-SCDMA系统小区内和小区间干扰的方法。TD-SCDMA采用智能天线和多用户联合检测技术，是具有自主知识产权的移动通信标准。智能天线(Smart Antenna，SA)技术是以动态跟踪期望用户的赋形波束收发信号，极大降低系统小区间干扰。3G的数据速率高，工作特性复杂，要求智能天线提供精确而灵活的干扰控制小区内干扰包括多址干扰和码间干扰，联合检测(JointDetection，JD)技术是一种良好的抗多址干扰及码间干扰的技术。两者的结合，可以降低干扰，从而提高系统的容量，获得高频谱利用率，并使在基站和用户设备中的功率控制部分更加简单，同时还降低了网络成本。

主权项

一种消除TD-SCDMA系统小区内和小区间干扰的方法，其特征在于该方法是在智能天线基础上结合联合检测技术实现的，具体步骤如下：第1、基于智能天线技术消除TD-SCDMA系统小区间干扰第1.1、智能天线的组成：包括天线阵列、模数转换、数字波束形成网络和自适应信号处理器四部分，天线阵列部分采用8个阵元的均匀直线阵，2阵元间距为λ/2；第1.2、由自适应信号处理器通过自适应算法和优化准则来调节各个阵元的加权幅度和相位，动态地产生空间的定向波束，具体步骤是：第1.2.1、首先根据阵列信号及当前权重算出波束赋形器的输出值，并且求出赋形器的输出与期望信号的差值；假设阵列天线所接收到的信号可以表示为：x(n)＝[x1(n)，x2(n)，...，xM(n)]H对接收加权系数为：w＝[w1，w2，...wM]H波束赋形器的输出可以写为：y(n)＝wH(n)x(n)赋形器的误差，即输出信号与期望信号的差值为：e(n)＝s(n)-y(n)；其中：H代表共轭转置，M代表天线阵元数；第1.2.2、则根据求出的差值自动调整波束赋形器的加权权重w(n+1)＝w(n)+2μe(n)x(n)其中，μ是步长因子，μe(n)x(n)的值影响着LMS算法的性能，μe(n)x(n)值过小算法收敛速度慢，值过大则会导致算法不稳定，甚至发散；第2、基于联合检测技术消除TD-SCDMA系统小区内干扰第2.1、首先我们假设在同一个频率及同一个时隙内，有K个用户传输有限长度的数据：其中第k个用户发送的经过QPSK调制后的数据可用矢量d(k)表示，d(k)＝(d1(k)d2(k)，...dN(k))T，k＝1，2，...K向量h(k)表示多径瑞利衰落信道下用户k信道冲激响应，可通过burst中的midamble来准确地估计，h(k)＝(h1(k)h2(k)，...，hW(k))T，k＝1，2，...K矢量c(k)为用户的扩频码序列，表示为：c(k)＝(c1(k)c2(k)，...，cQ(k))T，k＝1，2，...K其中，T代表转置，W为冲激响应的采样周期Tc即扩频码的Chip周期的有效样值长度，Q为扩频因子，最大为16，由扩频序列c(k)和h(k)向量的乘积可以得到用户k的合并信道冲激响应b(k)，b(k)＝c(k)*h(k)有了以上一些矩阵和向量，那么接收机接收到的总信号可表示如下： e = Σ k = 1 K e ( k ) + n = Σ k = 1 K A ( k ) d ( k ) + n = Ad + n 其中，e＝(e1，e2，...，eNQ+W-1)T，A＝(A(1)，A(2)，...，A(K))e为K个用户接收到的总信号，A是由K个用户的合并信道冲击响应b(k)所组成的矩阵，对上式进行量化处理可得： d ^ c , lin = Me = MAd + Mn = diag ( MA ) d + diag ‾ ( MA ) d + Mn 上式中diag(X)表示矩阵X的对角线矩阵，即只保留对角线元素的矩阵；而diag(X)则表示保留非对角线元素的矩阵，即除了对角线元素为零，其余元素保留；这样，上式右端diag(MA)d+diag(MA)d+Mn中第1项diag(MA)d为有用信号；第2项diag(MA)d为ISI和MAL；第三项Mn为噪声；上式清晰地指明了线性联合检测算法的研究方向，即MMSE-BLE即最小均方误差线性块均衡器准则选取M矩阵，使得上式中后2项，即MAI+ISI和噪声对估计值的影响尽可能小。