專利名稱：Gsm系統(tǒng)中干擾信號消除模塊及其實現(xiàn)方法
GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊及其實現(xiàn)方法技術領域
本申請涉及一種GSM通信系統(tǒng)中的單天線干擾消除技術(SAIC, Single antenna interference cancellation)。
背景技術：
GSM通信系統(tǒng)中，基站到接收機(即移動終端)之間的無線信號傳輸可能會受到熱噪聲以及共信道干擾的影響，共信道干擾主要來自于鄰近的基站。在GSM通信系統(tǒng)中，為了增加系統(tǒng)的容量，相同的頻率資源會復用，如果小區(qū)規(guī)劃不夠合理，共信道干擾會對移動終端的信號接收帶來較大影響。
共信道干擾屬于有色噪聲(colored noise)。在傳統(tǒng)的GSM接收機中，使用 MLSE (最大似然序列估計)算法去除碼間干擾和白噪聲?！禡aximum-1 ikelihood sequence estimation of digital sequences in the presence of intersymbol interference)) (作者F0RNEY、G. , Jr。出自期刊《IEEE Transactions On Information Theory))第 18 卷第363 378頁，1972年5月)對此具有詳細介紹。該份文獻中，共信道干擾被近似為高斯白噪聲來去除的，這種近似的方法在干擾信號很弱時是成立的。但是，當共信道干擾較強時，共信道干擾就無法以這種方式有效去除。
為了克服MLSE算法的不足，業(yè)界發(fā)展出新的干擾消除技術。在GSM通信系統(tǒng)中，期望信號和干擾信號都是通過突發(fā)脈沖序列傳輸?shù)?，每一個突發(fā)脈沖序列包含一個已知的訓練序列。移動終端通常只有一個天線，使用所謂SAIC算法(單天線干擾消除算法) 消除干擾。根據(jù)是否依賴于訓練序列，SAIC算法通常可分為聯(lián)合監(jiān)測SAIC算法和盲檢測SAIC算法。聯(lián)合監(jiān)測SAIC算法是基于JMLSE (聯(lián)合最大似然序列估計)算法，((Joint Estimation Algorithms for C0-channel Signal Demodulation》(作者Giridhar, K. 等。出自會議記錄〈〈Communications, 1993.1CC' 93Geneva. Technical Program, Conference Record, IEEE International Conferenceon))第 3 卷第 1497 1501 頁，1993 年 5 月 23 26 日)、《Joint Demodulationof CO-channel Signals Using MLSE and MAPSD Algorithms))(作者Giridhar K.等。出自會議記錄《Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1993.1CASSP-93. , 1993IEEE International Conference on》第 4 卷第 160 I63 頁，I"3 年 4 月 27 3O 日)、《Co-channel interference cancelling receiver for TDMA mobile systems))(作者Ranta，P. A.等。出自會議記錄《Communications，1995.1CC’95Seattle，’ Gateway to Globalization’，1995IEEE International Conferenceon)) 第I卷第17 21頁，1995年6月18 22日)對此具有詳細介紹。聯(lián)合監(jiān)測SAIC算法在性能上通常要優(yōu)于盲檢測SAIC算法，但是盲檢測SAIC算法在不知道干擾信號所使用的訓練序列時有較大優(yōu)勢。
現(xiàn)有的聯(lián)合監(jiān)測SAIC算法具有如下缺點
一是算法復雜性高，其所基于的JMLSE算法的網(wǎng)格狀態(tài)數(shù)是2' N是干擾信號和期望信號數(shù)之和，L是信道記憶長度。假定N=2 (即有一個期望信號， 外加一個干擾信號)，L=4, JMLSE算法的網(wǎng)格狀態(tài)數(shù)是256，遠遠多于傳統(tǒng)MLSE算法的網(wǎng)格狀態(tài)數(shù)2n, l (N’ =1，L=4)的 16 個。ニ是需要知道干擾信號的訓練序列，在不能預先獲知干擾信號信息的情況下，還需要額外的訓練序列識別算法檢測干擾信號。三是還需要干擾信號和期望信號的突發(fā)脈沖序列幀同歩。這需要相關的GSM基站完全同步，這一點往往不能夠滿足。而且即使在GSM基站同步的情況下，期望信號和干擾信號不同的傳播時延也會導致異步的情況。
發(fā)明內(nèi)容
本申請所要解決的技術問題是提供ー種GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊及其實現(xiàn)方法，改進了現(xiàn)有的聯(lián)合監(jiān)測SAIC算法的上述不足。為解決上述技術問題，本申請GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊在GSM接收機中具有SAIC均衡器；所述SAIC均衡器包括模擬前端、聯(lián)合檢測模塊和聯(lián)合信道估計模塊； 所述模擬前端將接收信號傳遞給聯(lián)合信道估計模塊和聯(lián)合檢測模塊；所述聯(lián)合信道估計模塊計`算接收信號中的期望信號和干擾信號，并傳遞給聯(lián)合檢測模塊；所述聯(lián)合檢測模塊根據(jù)MLSE算法或JMLSE算法，去除接收信號中的干擾信號，輸出期望信號。所述GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊的實現(xiàn)方法為，接收信號由模擬前端采樣后傳遞給聯(lián)合信道估計模塊和聯(lián)合檢測模塊；聯(lián)合信道估計模塊計算接收信號中的期望信號和干擾信號，并傳遞給聯(lián)合檢測模塊；當聯(lián)合信道估計模塊判定接收信號中具有干擾信號，則聯(lián)合檢測模塊采用JMLSE算法；否則聯(lián)合檢測模塊采用MLSE算法；聯(lián)合檢測模塊根據(jù)MLSE算法或JMLSE算法，去除接收信號中的干擾信號，輸出期
望信號。本申請GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊及其實現(xiàn)方法，一方面在不損失性能的條件下，降低算法復雜性，即減少JMLSE算法的網(wǎng)格狀態(tài)數(shù)。另ー方面還提供干擾信號的訓練序列識別算法，從而可準確估計干擾信號所使用的訓練序列、時間偏移以及信道參數(shù)。再一方面還克服了各基站同步的GSM網(wǎng)絡中期望信號和干擾信號因為不同的傳播時延而導致異步的情況，可以適應不同傳播時延。
圖1是ー個普通的突發(fā)脈沖序列的數(shù)據(jù)結(jié)構；圖2是本申請GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊的結(jié)構示意圖；圖3是圖4中相關累加模塊的結(jié)構示意圖；圖4是圖2中聯(lián)合信道估計模塊的結(jié)構示意圖；圖5是圖2中聯(lián)合檢測模塊的判斷流程圖；圖6是本申請JMLSE算法與傳統(tǒng)MLSE算法的仿真結(jié)果比較圖7是本申請JMLSE算法的網(wǎng)格狀態(tài)轉(zhuǎn)移示意圖。
圖中附圖標記說明
200為SAIC均衡器；201為A基站；202為B基站；203為C基站；204為模擬前端； 205為聯(lián)合檢測模塊；206為聯(lián)合信道估計模塊；207為天線；301為相關累加模塊；具體實施方式
本申請所涉及的技術適用于GSM通信網(wǎng)絡的基站及移動終端。
請參閱圖1,這是普通的突發(fā)脈沖序列(NB)的數(shù)據(jù)結(jié)構。加密位(Encrypted bits)的長度是58比特(bit)，通常是加密的客戶數(shù)據(jù)或話音，其中包含I個比特用作借用標志。借用標志是表示該突發(fā)脈沖序列是否被FACCH (快速隨路控制信道)信令借用。訓練序列(Training Sequence)的長度是26比特,這是一串已知的數(shù)據(jù)。尾比特(TB)的長度是3比特，總是000，幫助SAIC均衡器判斷起始位和終止位。保護間隔(GP)的長度是8. 25 個比特，沒有有用數(shù)據(jù)。
圖2顯示一個存在共信道干擾的信道模型，該模型示例性地表示出3個基站201、 202和203，以及移動終端中的SAIC均衡器200。所述SAIC均衡器200中包括模擬前端 204、聯(lián)合檢測模塊205和聯(lián)合信道估計模塊206等。假設期望信號來自A基站201，兩個干擾信號分別來自B基站202和C基站203。期望信號和干擾信號通過不同的傳播路徑來到移動終端的天線207，有著不同的傳播時延。等效的離散信道模型可以表示為
權利要求
1.一種GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊，在GSM接收機中具有SAIC均衡器；其特征是，所述SAIC均衡器包括模擬前端、聯(lián)合檢測模塊和聯(lián)合信道估計模塊； 所述模擬前端將接收信號傳遞給聯(lián)合信道估計模塊和聯(lián)合檢測模塊； 所述聯(lián)合信道估計模塊計算接收信號中的期望信號和干擾信號，并傳遞給聯(lián)合檢測模塊； 所述聯(lián)合檢測模塊根據(jù)MLSE算法或JMLSE算法，去除接收信號中的干擾信號，輸出期望信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊，其特征是，所述聯(lián)合信道估計模塊包括多個相關累加模塊、第一比較選擇模塊、聯(lián)合信道估計器以及第二比較選擇模塊； 每個相關累加模塊均采用MLSE算法對接收信號與各個訓練序列計算出期望信號和各個干擾信號的脈沖信號響應序列、時間偏移和相關功率； 第一比較選擇模塊采用干擾信號選擇算法，得到期望信號和第一次比較選擇后的主要干擾信號； 所述聯(lián)合信道估計器計算期望信號和第一次比較選擇后的主要干擾信號的聯(lián)合信道脈沖響應； 所述第二比較選擇模塊采用干擾信號選擇算法，得到期望信號和第二次比較選擇后的主要干擾信號； 所述第二次比較選擇后的主要干擾信號作為聯(lián)合信道估計模塊輸出的干擾信號，其數(shù)量為O或正整數(shù)。
3.—種GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊的實現(xiàn)方法，其特征是，接收信號由模擬前端采樣后傳遞給聯(lián)合信道估計模塊和聯(lián)合檢測模塊； 聯(lián)合信道估計模塊計算接收信號中的期望信號和干擾信號，并傳遞給聯(lián)合檢測模塊；當聯(lián)合信道估計模塊判定接收信號中具有干擾信號，則聯(lián)合檢測模塊采用JMLSE算法；否則聯(lián)合檢測模塊采用MLSE算法； 聯(lián)合檢測模塊根據(jù)MLSE算法或JMLSE算法，去除接收信號中的干擾信號，輸出期望信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊的實現(xiàn)方法，其特征是，所述MLSE算法即N=I時的JMLSE算法，其中N表示期望信號與干擾信號的數(shù)量之和。
5.根據(jù)權利要求3所述的GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊的實現(xiàn)方法，其特征是，所述JMLSE算法的網(wǎng)格狀態(tài)數(shù)是2U+V_2，其中u為期望信道脈沖響應的抽頭數(shù)，V為干擾信道脈沖響應的抽頭數(shù)。
6.根據(jù)權利要求5所述的GSM系統(tǒng)中干擾信號識別和消除的方法，其特征是，所述u取5、或6、或7，所述V取2或3。
7.根據(jù)權利要求3所述的GSM系統(tǒng)中干擾信號識別和消除的方法，其特征是，所述聯(lián)合信道估計模塊計算接收信號中的期望信號和干擾信號的方法為 多個相關累加模塊均采用MLSE算法對接收信號與各個訓練序列計算出期望信號和各個干擾信號的脈沖信號響應序列、時間偏移和相關功率； 第一比較選擇模塊采用干擾信號選擇算法，得到期望信號和第一次比較選擇后的主要干擾信號； 所述聯(lián)合信道估計器計算期望信號和第一次比較選擇后的主要干擾信號的聯(lián)合信道脈沖響應； 所述第二比較選擇模塊采用干擾信號選擇算法，得到期望信號和第二次比較選擇后的主要干擾信號； 所述第二次比較選擇后的主要干擾信號作為聯(lián)合信道估計模塊輸出的干擾信號，其數(shù)量為O或正整數(shù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的GSM系統(tǒng)中干擾信號識別和消除的方法，其特征是，所述干擾信號選擇算法為，首先計算載干比，將載干比的倒數(shù)與一個門限值做比較，大于該門限值則判定為屬于主要干擾信號，否則就判定為不屬于。
全文摘要
本申請公開了一種GSM系統(tǒng)中干擾信號消除模塊。在SAIC均衡器中包括模擬前端、聯(lián)合檢測模塊和聯(lián)合信道估計模塊。所述模擬前端將接收信號傳遞給聯(lián)合信道估計模塊和聯(lián)合檢測模塊。所述聯(lián)合信道估計模塊計算接收信號中的期望信號和干擾信號，并傳遞給聯(lián)合檢測模塊。所述聯(lián)合檢測模塊根據(jù)MLSE算法或JMLSE算法，去除接收信號中的干擾信號，輸出期望信號。本申請還公開了所述干擾信號消除模塊的實現(xiàn)方法，根據(jù)是否具有干擾信號而采用JMLSE算法或MLSE算法。本申請在不損失性能的條件下，降低算法復雜性；還提供干擾信號的訓練序列識別算法，從而可準確估計干擾信號所使用的訓練序列、時間偏移以及信道參數(shù)；還可以適應期望信號與干擾信號具有不同傳播時延的情形。
文檔編號H04L25/03GK103051573SQ20121053569
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權日2012年12月12日
發(fā)明者孔德琦 申請人:銳迪科科技有限公司