[发明专利]一种改进UFMC载波加权干扰抑制算法

说明书

本发明涉及一种改进UFMC载波加权干扰抑制算法，属于移动通信技术领域。该算法是对UFMC符号的子带间引入干扰消除子载波，对子带和干扰消除子载波进行加权处理，加权后的子载波在频域进行干扰抵消，减小子带间干扰；通过目标函数得到满足子带频域功率最小的加权系数向量；通过引入干扰消除子载波加强干扰抑制效果；通过2个约束条件保证数据接收质量和发射功率的稳定性。相比传统的抑制方法，本发明能达到比较好的抑制效果，同时对系统发射功率和频带利用率进行严格的控制，综合性能较好。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种改进UFMC载波加权干扰抑制算法。

背景技术

通信技术的飞速发展与人们日益提升的通信需求和用户体验息息相关。OFDM作为第四代移动通信(4G)中关键技术，凭借其突出的抗干扰能力和较高的频谱利用率而获赞无数，被广泛应用于LTE和WIFI等一系列国际主流标准当中。然而现在迎来了5G的变革时代，新通信场景面临的是海量连接，超低时延，高频谱利用率以及业务的多样化等一系列的高要求，OFDM技术已经不能够满足当前的通信需求，与此同时UFMC作为5G的候选波形被提出。UFMC结合了OFDM和FBMC的技术特点，一方面在OFDM技术的基础之上，取消了循环前缀CP，提高了符号的频谱利用率；另一方面采用了子带划分机制，使5G业务具有更强的灵活性，最后基于子带的滤波设计也降低了子带间干扰，与FBMC系统相比具有符号长度更短，系统复杂度更低的性能特点。UFMC系统为了获得更好的性能，需要有效的抑制子带带外衰减，减小IBI，提升系统抗干扰性能。

专利[CN104580058A]中提出一种OFDM系统子载波间干扰自消除方法，核心思想是在每个复数数据相邻位置调制相反数，由于相邻符号间的子载波干扰系数大小相近，相邻子载波带外衰减在频域干扰对消，从而干扰得到抑制。该方法能有效抑制子载波的带外衰减，减小干扰，同时实现方法简单有效，系统复杂度低，同时在功率控制上有较大的额外功率开销，所以该技术对于功率控制宽松的场景较为适用。对于5G时代mMTC应用场景面对的是每平方公里百万设备连接，海量的联网终端设备对通信系统提出了严格的功率控制和频谱利用率的要求，故需要一种能对系统具有抗干扰性，同时对功耗和频谱利用率也有严格把控的技术方法。

专利[CN102238128A]中提到了一种用于差分OFDM系统自消除子载波间干扰的方法。该方法相较于传统差分OFDM系统增加了插零和移位抵消的过程。插零可以抵消相邻子载波之间的干扰，移位抵消可以有效降低来自同步误差和运动引起的多普勒影响，该方法在高速移动场景下具有较好的抗干扰性能。在5G中eMMB场景，需要支持大带宽连接，对频带利用率提出了苛刻的要求。在非高速运动场景，需要一种能在频带利用率方面具有优势，同时也能保证较好的抗干扰性能的技术方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改进UFMC载波加权干扰抑制算法，用于解决5G应用场景下的干扰抑制问题。

UFMC载波加权干扰抑制算法技术方案如下：

一种改进UFMC载波加权干扰抑制算法(即UFMC-SW-CC算法)，对每一个数据子载波乘以一个加权系数，给出目标优化函数使得系统的总功率最小，同时给出约束条件：加权后的数据能量保持不变；求出相应的加权系数并调制到相应的子载波上，从而减小子带带外衰减；运用SW算法进行UFMC系统干扰抑制，消除IBI；为了进一步消除子带间干扰，提升系统性能，运用载波干扰消除(CC)算法，进一步对子带带外衰减(OOB)进行抑制，在提升IBI性能的同时保持原有的频谱利用率，并且不对系统的信号传输能量造成很大变化。

该算法包括以下步骤：

S1：在UFMC系统中每个子带边界插入等量数目的子载波；

S2：给出目标优化函数，最优权值应使得系统的总功率最小；

S3：给出约束条件：加权后的数据能量保持不变；加权系数的幅值在一定范围内；