一种用于CDMA通信系统的并行干扰抵消方法

摘要

本发明提供一种用于CDMA通信系统的并行干扰抵消方法，不仅消除由于用户内的符号间干扰而导致的误码传播现象，而且提升了CDMA通信系统对用户信号的检测能力，从而实现CDMA通信系统容量的提升。该方法包括以下步骤：每个PIC结构中带干扰抵消IC-Rake接收机输出对应的输入信号的信道估计信息和多径干扰抵消后的软比特信息；根据所述软比特信息和所述信道估计信息，对所述对应的输入信号进行本地信号再生，得到所述对应的输入信号的再生信号；根据所述再生信号对基带信号进行多址干扰消除，得到的多址干扰消除后的信号作为下一级PIC结构的输入信号，在最后一级PIC结构中的软比特信息作为整个所述PIC结构的输出信号。

说明书

技术领域

本发明涉及CDMA（Code-Division Multiple Access，码分多址）通信系统技术领域，特别涉及CDMA通信系统中的并行干扰抵消方法。

背景技术

目前，CDMA通信系统因其固有的优点已经成为第三代移动通信必选的基础技术之一，而多址干扰的问题却限制了CDMA通信系统的容量和性能的提升。

现有的消除多址干扰问题的技术中，采用得比较多的是多用户检测技术，充分利用了多个用户的信息，对多个用户进行联合检测，从而尽可能减少多址干扰对接收机性能的影响。

目前，最优的多用户检测技术是最大似然序列检测，这种方法性能高效，但运算复杂度极大，难以在实际的硬件系统中使用，因此，必须寻找较低复杂度的次优多用户检测方法，其中，干扰抵消方法因其复杂度和性能的良好折衷，受到较多的关注。干扰抵消方法一般分为串行干扰抵消方法和并行干扰抵消（Parallel Interferences Cancellation，PIC）方法。

串行干扰抵消方法，首先，对用户信号进行功率排序；接着，取其中功率最大的用户信号，对其进行判决检测，再接着，对该用户信号进行本地再生；然后，将该用户信号从接收信号中去除，再次对当前功率最大的用户信号进行判决检测，以此类推，最后对所有接收信号中功率最小的用户信号进行再生。串行干扰抵消方法易于实现，但其延时较大，而且需要进行功率排序，以及对初始信号估计敏感，在使用时存在着较强的误码传播现象，对系统的性能提升有限。

并行干扰抵消方法，也是采用多级的方式，但与串行干扰抵消方法不同的是，并行干扰抵消方法，在每一级同时进行判决、再生和消除所有多址干扰，利用前级判决的信息构造所有用户的干扰信号，然后从接收信号中抵消掉干扰信号，该方法具有处理延迟小、计算量大的特点，与相比单用户检测方法有明显的性能优势，因此，并行干扰抵消方法是一种比较适合CDMA系统的多用户检测方法。

CDMA通信系统采用了一般的Rake接收机，用于分离多径信号并有效地合并多径信号能量，但此种一般的Rake接收机在多径的情况下，由于CDMA通信系统中的信号的非理想正交特性会产生严重的用户内符号间干扰，使得Rake接收机的性能恶化，造成信号的误码传播。为解决所述多径干扰问题，研究出了一种用于多径干扰抵消的IC-Rake（Interferences Cancellation，带干扰抵消）接收机，该种接收机不只包含一般接收机的功能，而且还对多径信号进行多径干扰抵消，很好地抑制了通信中存在的多径干扰，提高了信号的传播精度。

而现有的并行干扰抵消方法采用了一般的Rake接收机，在多径环境下，同样存在用户内符号间干扰问题，导致了并行干扰抵消结构中的对用户信号的误码传播，并且由于该误码现象，影响了该方法进行的用户间的多址干扰抵消，从而减低了CDMA系统系统对用户信号的检测和CDMA通信系统的容量。

发明内容

本发明提出一种用于CDMA通信系统的并行干扰抵消方法，解决的技术问题是，不仅消除由于现有技术中用户内的符号间干扰而导致的对用户信号的误码传播现象，实现用户信号的精确传播，而且提升CDMA通信系统对用户信号的检测能力，从而实现CDMA通信系统容量的提升。

一种用于CDMA通信系统的并行干扰抵消方法，使用至少两级的并行干扰抵消PIC结构，在每一级所述并行干扰抵消PIC结构中对各输入信号并行进行处理，基带信号的各用户信号作为第一级所述并行干扰抵消PIC结构中的各输入信号，第k-1级所述并行干扰抵消PIC结构的各输出信号作为第k级所述并行干扰抵消PIC结构中的各输入信号，最后一级所述并行干扰抵消PIC结构中的各软比特信息作为整个所述并行干扰抵消PIC结构的输出信号，其特征在于，

并行干扰抵消PIC结构的每一级，除了最后一级，包括以下步骤：

步骤1、各个带干扰抵消IC-Rake接收机接收对应的输入信号并作相应的处理，得到所述对应的输入信号的信道估计信息和多径干扰抵消后的软比特信息；

步骤2、根据各个所述对应的输入信号的所述软比特信息和所述信道估计信息，对各个所述对应的输入信号进行本地信号再生，得到各个所述对应的输入信号的再生信号；

步骤3、根据各个所述对应的输入信号的所述再生信号，对所述基带信号进行多址干扰消除，得到并输出多址干扰消除后的各个用户信号；

并行干扰抵消PIC结构的最后一级，包括步骤：

各个带干扰抵消IC-Rake接收机接收对应的输入信号并作相应的处理，得到并输出该级输入信号的信道估计信息和多径干扰抵消后的软比特信息。

本发明提出一种用于CDMA通信系统的并行干扰抵消方法，使用了带干扰抵消IC-Rake接收机，消除了用户内符号干扰问题，解决了并行干扰抵消结构使用一般的接收机由于上述问题而导致的对用户信号误码传播现象，实现用户信号的精确传播，而且提升了CDMA通信系统对用户信号的检测能力，从而提升了CDMA通信系统的容量。

附图说明

图1为本发明用于CDMA通信系统的并行干扰抵消方法的流程示意图；

图2为本发明使用串行干扰抵消结构的IC-Rake接收机的流程示意图;

图3为本发明使用并行干扰抵消结构的IC-Rake接收机的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

一种用于CDMA通信系统的并行干扰抵消方法，其流程示意图如图1所示，一种用于CDMA通信系统的并行干扰抵消方法，使用至少两级的并行干扰抵消PIC结构，在每一级所述并行干扰抵消PIC结构中对各输入信号并行进行处理，基带信号的各用户信号作为第一级所述并行干扰抵消PIC结构中的各输入信号，第k-1级所述并行干扰抵消PIC结构的各输出信号作为第k级所述并行干扰抵消PIC结构中的各输入信号，最后一级所述并行干扰抵消PIC结构中的各软比特信息作为整个所述并行干扰抵消PIC结构的输出信号；

对于并行干扰抵消结构，级数越多，多址干扰消除地越彻底，但同时也伴随着时延越大和计算量越大的问题，最后反而对提升不了方法的性能，所以并行干扰抵消结构的级数一般采用两级或三级。

作为一种优选的实施例，本发明采用两级PIC结构，基带信号作为第一级PIC结构的输入信号，第一级PIC结构的各个用户的输出信号作为第二级PIC结构的输入信号，第二级PIC结构中的各个多径干扰抵消后的软比特信息作为整个所述并行干扰抵消PIC结构的输出信号。

并行干扰抵消PIC结构的每一级，除了最后一级，包括以下步骤：

步骤1、各个带干扰抵消IC-Rake接收机接收对应的输入信号并作相应的处理，得到所述对应的输入信号的信道估计信息和多径干扰抵消后的软比特信息；

步骤2、根据各个所述对应的输入信号的所述软比特信息和所述信道估计信息，对各个所述对应的输入信号进行本地信号再生，得到各个所述对应的输入信号的再生信号；

步骤3、根据各个所述对应的输入信号的所述再生信号，对所述基带信号进行多址干扰消除，得到并输出多址干扰消除后的各个用户信号；

所述并行干扰抵消PIC结构的最后一级，包括步骤：

各个带干扰抵消IC-Rake接收机接收对应的输入信号并作相应的处理，得到该级输入信号的信道估计信息和多径干扰抵消后的软比特信息。

作为一种实施例，所述带干扰抵消IC-Rake接收机接收对应的输入信号并作相应的处理，具体如下，如图2：

步骤101、接收所述对应的输入信号，并对所述对应的输入信号进行信道估计，得到所述对应的输入信号的信道估计信息；

步骤102、根据所述对应的输入信号的各径信号分量的功率大小，对所述各径信号分量进行排序；

步骤103、循环执行以下步骤1031、1032、1033，且所述对应的输入信号作为第一个循环中的待解调信号，第n-1个循环中的多径干扰抵消后的待解调信号作为第n个循环中的待解调信号，当所述多径干扰抵消后的待解调信号只包含一个径的信号分量时，只执行步骤1031，并终止循环，执行步骤104：

步骤1031、对所述待解调信号进行解调，得到所述待解调信号中的功率最大的信号分量的软比特；

步骤1032、对所述功率最大的信号分量进行本地信号再生，得到所述功率最大的信号分量的再生信号；

步骤1033、根据所述再生信号，对所述带解调信号进行多径干扰抵消，得到多径干扰抵消后的待解调信号；

步骤104、将得到的所述各径信号分量的软比特进行多径合并，得到所述对应的输入信号的软比特信息。

作为另一个实施例，所述带干扰抵消IC-Rake接收机，采用至少两级的第二并行干扰抵消PIC结构（所述第二并行干扰抵消PIC结构，与上述并行干扰抵消PIC结构是相同的，但为了区分上述使用的并行干扰抵消PIC结构与IC-Rake接收机使用的并行干扰抵消PIC结构，将IC-Rake接收机使用的并行干扰抵消PIC结构命名为第二并行干扰抵消PIC结构），

所述带干扰抵消IC-Rake接收机接收对应的输入信号并作相应的处理，具体如下，如图3：

步骤101、接收所述对应的输入信号，并对所述对应的输入信号进行信道估计，得到所述对应的输入信号的信道估计信息；

步骤102、根据所述对应的输入信号的各径信号分量的功率大小，对所述各径信号分量进行排序；

步骤103、所述对应的输入信号的各径信号分量作为第一级所述第二并行干扰抵消PIC结构中的各输入信号，第m-1级所述第二并行干扰抵消PIC结构的各输出信号作为第m级所述第二并行干扰抵消PIC结构中的各输入信号，最后一级所述第二并行干扰抵消PIC结构中的各软比特信息作为整个所述第二并行干扰抵消PIC结构的输出信号，

所述第二并行干扰抵消PIC结构的每一级，除了最后一级，具体包括以下步骤：

步骤1031、对该级输入信号并行进行解调，得到所述该级输入信号的各径信号分量的软比特；

步骤1032、根据所述该级输入信号的各径信号分量的软比特，对所述各径信号分量并行进行本地信号再生，得到所述各径信号分量的再生信号；

步骤1033、根据所述各径信号分量的再生信号，对所述对应的输入信号进行多径干扰抵消，得到并输出多径干扰抵消后的所述对应的输入信号的各径信号分量；

所述第二并行干扰抵消PIC结构的最后一级，具体包括以下步骤：

步骤1034、对该级输入信号并行进行解调，得到该级输入信号的各径信号分量的软比特；

步骤1035、将得到的该级输入信号的所述各径信号分量的软比特进行多径合并，得到并输出所述对应的输入信号的软比特信息;

同样，对应IC-Rake接收机采用的第二并行干扰抵消PIC结构，级数越多，多径干扰消除地越彻底，但同时也伴随着时延越大和计算量越大的问题，最后反而对提升不了方法的性能，所以并行干扰抵消结构的级数一般采用两级或三级。

本发明提出的并行干扰抵消方法，采用了所述并行干扰抵消PIC结构，在每一级的结构中的IC-Rake接收机，可以只使用串行干扰抵消结构（即串行干扰抵消方法）或并行干扰抵消结构，也可以两种结构混合使用。

本发明提出的并行干扰抵消方法，不只可以应用于CDMA通信系统，还可以应用于CDMA通信系统的扩展系统，如WCDMA系统、CDMA2000或TD-SCDMA系统。

本发明提出的并行干扰抵消方法，可以应用于单天线系统，也可以应用于多天线系统中。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。