[发明专利]使用波束成形进行邻信道干扰抑制

说明书

技术领域

技术领域涉及无线电通信，特别涉及改进对邻信道干扰(ACI)的抑制。

背景技术

图1示出了示例性蜂窝无线通信系统2。多个移动站(MS)10(有时称作 移动终端、用户设备等)位于由小区C1到C6覆盖的地理服务区域。无线电基 站(RBS)4位于由小区C1到C6覆盖的地理服务区域内，并作为移动站10和 无线通信系统2之间的接口。无线电基站4通常连接到基站控制器(BSC)6或 无线电网络控制器(RNC)，其继而连接到一个或多个核心网络节点，如移动交 换中心(MSC)、服务GSM支持节点(SGSN)等。BSC 6可以连接到其他BSC， 核心网络节点通常耦合到外部网络，例如公共交换电话网(PSTN)8和/或因特 网。

图1中的无线通信系统2只有一个允许使用的受限频带。在允许频带中为 每个小区分配一组信道。每组信道在隔开一定数量的小区之后被重新使用，这 样相邻的小区就被分配了不同组的信道，以减少/减轻同信道干扰。因而，对于 将频谱分成窄频带的无线通信系统-如GSM来说，通常需要精细的频率规划。

尽管网络规划者尽最大的努力，一定程度的邻信道干扰(ACI)也是不可避 免的。因为信号频谱的带宽大于载波间的间隔，所以相邻载波频率上两个信号 的能量常常导致不希望的干扰。邻信道干扰的一个例子在图2的曲线图中示出。 信道1的高频部分溢出到信道2的低频部分，干扰了信道1上的期望信号。这 种相邻干扰的结果是频谱效率的损失。用户可能经历掉话、较低数据速率或者 其他中断，运营商可能因为容量的损失和较低用户满意度而遭受收入的损失。

抑制ACI的一种方式是使用预置带通或低通滤波器(模拟的或数字的)。尽 管这种预置滤波器在ACI存在时通常可以很好地对其进行抑制，但是使用它们 的代价就是会对接收机的灵敏度造成相当大的损害。换句话说，这些滤波器将 一些期望信号和ACI一起除去了。更具体地，这样的滤波器“削减(clip)”了 期望信号的能量，从而增强了抑制相邻干扰的能力，但是其代价是降低了在热 噪声存在的情况下对微弱信号进行检测和解码的能力。因为其没有考虑ACI而 操作，所以即使在没有ACI存在时预置ACI也滤除/削弱了期望信号的一些频谱。 另一个问题是同信道干扰抑制随着窄的带通/低通滤波而减弱。

随着系统的发展，例如，EDGE被引入到GSM中，已经开始应用新的调制 技术。以EDGE为例，引入了8PSK调制。8PSK调制比以前所使用的调制需要 更宽的滤波器，这是因为8PSK调制的信号对符号间干扰(ISI)非常敏感。窄 的带通或低通滤波器增加了ISI。EDGE中所使用的更宽的滤波器还提高了接收 机灵敏度，但是代价是降低了相邻干扰抑制的有效性。

响应这种困难的办法是使用自适应ACI抑制算法，该算法分析接收到的信 号，查找任何类型的干扰，并且如果发现某些干扰，那么尝试对其进行抑制。 一种自适应ACI抑制算法是基于统计模型的，其中估计的干扰被“装入(fit)” 给定的数学模型或模型族中。自适应ACI抑制算法基于对训练符号和可能的负 载数据的分析，从而产生对干扰的频谱或自相关的估计。然后这些干扰估计被 用于设计自适应ACI抑制滤波器，其通常以软件来实现。这种方法的优点在于 如果不存在邻信道干扰，那么就不进行ACI滤波。从而，接收机的灵敏度不会 降级。

自适应ACI抑制方法的问题是这种基于软件的干扰抑制滤波器通常是次优 的。首先，执行估计可用的样本数量常常很少。其次，无线电环境非常不友好， 导致即使在单个传输脉冲的持续时间内，期望信号和干扰也有很大变化。第三， 由于计算工作量的原因，即使干扰的频谱可能相当复杂，例如，当存在多个同 时的干扰信号时，也必须使用相对简单的模型对其进行近似。所有这三点都会 导致相对不准确的干扰估计，并因此导致次优的干扰抑制滤波。另一种自适应 算法需要对输入信号进行滤波，并在原始和经滤波信号的质量估计之间进行一 些比较。这些算法是自组的(ad-hoc)，难以(或者实际上不可能)进行理论上 的分析，必须单独基于仿真进行调谐，而且常常没有良好的性能。

目的在于根据上述指出的问题提供改进邻信道干扰(ACI)抑制的技术。

发明内容