本发明专利技术属于无线通信技术领域，具体为一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区干扰抑制的方法与装置。本发明专利技术采用基于IDMA的OFDM信号发射与接收系统模型，信号在发射机经过交织器交织并调制后发射，在接收机中通过MUD和DEC解码器，利用最优贝叶斯检测算法，更新接收信号的先验信息，降低干扰，对信号实现软解调。本发明专利技术装置包括基于最优贝叶斯的迭代邻小区干扰抑制发送机与接收机两部分。本发明专利技术能够在较重负载的系统中提升小区边缘用户的抗干扰能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区干扰抑制的方法与装置。
技术介绍
OFDM即正交频分复用技术，多载波调制的一种，在Raleigh衰落信道下的一种强大的传输技术。OFDM的基本原理是将一个宽频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。将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址。正因为子载波相互正交，使单个小区内的用户之间没有干扰，然而相同频率的信号在小区之间复用，因此针对用户的下行传输，不可避免造成蜂窝系统中邻小区干扰(inter-cell interference, ICI)，尤其是对小区边缘的用户，而这也正式需要解决的问题。现在主要用于邻小区干扰抑制的技术有干扰删除、干扰协作和干扰随机化三种主要技术。在使用干扰删除时，邻小区间需要保持同步，目标小区必须知道干扰小区的导频结构，才能对干扰信号进行信道估计，局限性较大。干扰协作技术如部分频率复用、小区间功率控制以及资源分配方案等在系统处于较轻和中等负载的情况下能够获得不错的性能，但是在满负载的系统中，性能会有很强的衰落。干扰随机化技术如扰码以及跳频能够有效抑制单个用户所受干扰，而在宏观上并没有降低整个系统中的噪声和干扰。交织分多址技术能够分开并且消除其他用户的干扰，在较重负载的系统中有较好的使用前景。交织分多址（Interleave-division multiple access, IDMA）技术通过给不同的用户分配不同的交织器消除干扰，相比于其他的正交多址技术具有更高的性能。IDMA依靠交织来区分不同用户的信号，在检测方面可以采用逐码迭代的多用户检测，从而提高了频谱的利用率并可以降低接收机的复杂度。通过将IDMA技术应用于OFDM中，能够充分利用两种技术的优点，在多径信道环境下提高传输吞吐率以及误码率性能。本专利技术主要针对OFDM-IDMA下行链路，提出一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区干扰抑制的接收机，应用了本专利技术中所述的最优贝叶斯检测算法。从仿真结果中可以看出，本算法对邻小区的干扰有良好的抑制效果，其小区边缘用户的信号干扰问题能得到良好的解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种对邻小区的干扰有良好的抑制效果，基于最优贝叶斯的迭代小区间干扰抑制的方法与装置。本专利技术提出的基于最优贝叶斯的迭代小区间干扰抑制的装置，包括：基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制发送机与基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制接收机两部分；其中：所述基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制发射机，其结构如图2所示，包括：turbo编码器、扩频器、交织器π、调制器、傅立叶反变换器（IFFT）、循环前缀（CP）、信道CHk；原始比特流经过turbo编码器进行turbo编码，再通过扩频器进行扩频，随后通过交织器π进行信号的随机交织，接着通过调制器将该信号调制到BPSK信号，再进行OFDM封装处理：包括通过傅立叶反变换器（IFFT）、循环前缀（CP），对信号做IFFT、添加CP，封装成帧，最后通过信道CHk之后形成发射信号；具体而言，采用BPSK调制，第k个用户的传输比特流 开始以的速率进行编码，产生的编码流；经过扩频码后得，再经过交织器π得到频域信号，之后进行傅立叶反变换（IFFT）得到时域符号 ，然后添加循环前缀（CP）封装成帧，最后经过信道CHk发送出去。发射机支持k个用户的多通道码流合成传输，每个用户的信号基于传统的CDMA系统进行OFDM调制。所述基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制接收机，其结构如图3所示；包括：傅立叶变换器（IFFT）、循环前缀（CP）、MUD、解交织器、解码器DEC；接收的信号经过傅立叶变换器（IFFT）进行IFFT；进行循环前缀（CP）和帧间隔（GI）的去除，然后经过MUD得到第一次的估计信号，然后经解交织器进行解交织得到解码器先验软信息，之后进入解码器DEC中进行解码得到信号的估计值，解码后的外信息再通过交织变成多用户检测器先验软信息，返回到MUD中，作为下一次更新所需要的先验信息并更新接收信号，对信号实现软解调； 具体说来，接收机接收信号后做傅立叶变换，得到： （1）n是方差为的高斯白噪声。接收的信号进行循环前缀（CP）和帧间隔（GI）的去除，再经过MUD得到第一次估计信号，然后解交织得到，之后进入DEC中进行解码得到信号的估计值，解码后的外信息再通过交织变成返回到MUD中，作为下一次更新所需要的先验信息并更新接收信号，对信号实现软解调。本专利技术中，接收机的MUD中采用最优贝叶斯检测算法，具体介绍如下：使用一个完美的迭代接收机来模拟频域信道传递函数（FDCTF），其长片码用MUD和DEC两部分来转换分离的。接下来，关注检测算法，考虑1个符号周期的OFDM副载波，然后消除副载波指数m和OFDM的符号指数j。设，。其上标代表转置。用来表示观察到的多用户检测器MUD的先验软信息， 是多用户检测器的外信息，其由多用户检测器MUD产生，并传递给外通道解码器。基于每个用户的信息都是独立的，所以第k个用户的外信息的对数似然比是，即是对接收信号所做的判决检测，其对数似然比即是判决门限。其中，是第k个用户的对数似然比软信息。首先讨论多用户最优贝叶斯检测的外信息，它可以用（2）来估算。 （2）其中，表示排除中的第k个元素。条件概率密度函数可以通过计算从联合概率密度函数中除以先验概率中的来得到。 （3）当每个用户的信息都是独立时上式成立。先验概率可以从DEC通过交织后反馈给MUD的的对数似然比中获得，可以表示成（4）式： （4）此外，条件似然函数可以表示为（5）式： （5）∝ 代表成正比。因此，外信息可以表达成（6）式： （6）。其中，由（4）式给出。然后外信息通过解交织后送到DEC中。同时，是K个用户的信道参数，表示K个用户的发射调制符号，表示高斯白噪声的标准方差，n是噪声（noise）的缩写标注。根据上述内容，本专利技术提供的基于最优贝叶斯的迭代小区间干扰抑制的方法，其步骤归纳如下：采用基于IDMA的OFDM信号发送与接收系统模型，信号在发射机经过交织器交织并调制后发射，在接收机中通过MUD和DEC解码器，利用最优贝叶斯检测算法，更新接收信号的先验信息，降低干扰，对信号实现软解调。本专利技术方法能够在较重负载的系统中提升小区边缘用户的抗干扰能力。上述方法中，所述的OFDM-IDMA发射系统模型，针对下行数据传输，各基站使用独立的交织器，用户根据自己所处小区的交织器解调获得当前的基站信号。...
【技术保护点】
一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区间干扰抑制的装置，其特征在于包括：基于OFDM‑IDMA的邻小区干扰抑制发送机与基于OFDM‑IDMA的邻小区干扰抑制接收机两部分；其中：所述基于OFDM‑IDMA的邻小区干扰抑制发射机，包括：turbo编码器、扩频器、交织器π、调制器、傅立叶反变换器（IFFT）、循环前缀（CP）、信道CHk；原始比特流经过turbo编码器进行turbo编码，再通过扩频器进行扩频，随后通过交织器π进行信号的随机交织，接着通过调制器将该信号调制到BPSK信号，再进行OFDM封装处理：包括通过傅立叶反变换器（IFFT）、循环前缀（CP），对信号做IFFT、添加CP，封装成帧，最后通过信道CHk之后形成发射信号；发射机支持k个用户的多通道码流合成传输，每个用户的信号基于传统的CDMA系统进行OFDM调制；所述基于OFDM‑IDMA的邻小区干扰抑制接收机，包括：傅立叶变换器（IFFT）、循环前缀（CP）、MUD、解交织器、解码器DEC；接收的信号经过傅立叶变换器（IFFT）进行IFFT；进行循环前缀（CP）和帧间隔（GI）的去除，然后经过MUD得到第一次的估计信号，然后经解交织器进行解交织得到解码器先验软信息，之后进入解码器DEC中进行解码得到信号的估计值，解码后的外信息再通过交织变成多用户检测器先验软信息，返回到MUD中，作为下一次更新所需要的先验信息并更新接收信号，对信号实现软解调；接收机的MUD中采用最优贝叶斯检测算法。...
【技术特征摘要】
1. 一种基于最优贝叶斯的迭代邻小区间干扰抑制的装置，其特征在于包括：基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制发送机与基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制接收机两部分；其中：
所述基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制发射机，包括：turbo编码器、扩频器、交织器π、调制器、傅立叶反变换器（IFFT）、循环前缀（CP）、信道CHk；原始比特流经过turbo编码器进行turbo编码，再通过扩频器进行扩频，随后通过交织器π进行信号的随机交织，接着通过调制器将该信号调制到BPSK信号，再进行OFDM封装处理：包括通过傅立叶反变换器（IFFT）、循环前缀（CP），对信号做IFFT、添加CP，封装成帧，最后通过信道CHk之后形成发射信号；
发射机支持k个用户的多通道码流合成传输，每个用户的信号基于传统的CDMA系统进行OFDM调制；
所述基于OFDM-IDMA的邻小区干扰抑制接收机，包括：傅立叶变换器（IFFT）、循环前缀（CP）、MUD、解交织器、解码器DEC；接收的信号经过傅立叶变换器（IFFT）进行IFFT；进行循环前缀（CP）和帧间隔（GI）的去除，然后经过MUD得到第一次的估计信号 ，然后经解交织器进行解交织得到解码器先验软信息，之后进入解码器DEC中进行解码得到信号的估计值，解码后的外信息再通过交织变成多用户检测器先验软信息，返回到MUD中，作为下一次更新所需要的先验信息并更新接收信号，对信号实现软解调；
接收机的MUD中采用最优贝叶斯检测算法。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述MUD中采用最优贝叶斯检测算法，是根据接收符号的先验概率，推导每个码片的最优贝叶斯检测的外信息估计...
【专利技术属性】
技术研发人员：许翰，周小林，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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