一種信號幹擾檢測方法及裝置的製作方法
2023-05-24 00:20:41 1
專利名稱：一種信號幹擾檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域，尤指一種基於噪聲幹擾功率anterferenceand Noise power, Ni)估計的幹擾信號檢測方法。
背景技術：
由於新一代無線通信系統需要更高的傳輸速率來進行數據傳輸，正交頻分復用接 Λ (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM) i^fjSgnlit。
數據分成N個不同的並行數據流，在N個子載波上並行傳輸數據，並行的多個子載波相互之間沒有幹擾，極大的提高了系統的數據傳輸速率，而且，其每個子載波的數據流具有較低的比特速率，從而提高了數據傳輸的可靠性。OFDM系統中，在發送端將經過編碼調製後的數據作為頻域信息，通過離散傅立葉逆變換Gnverse Discrete Fourier Transform, IDFT)將頻域信號變換為時域信號,在信道上進行傳輸，而在接收端接收到信道傳輸的時域信號後，進行逆變換過程，通過離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transform，DFT)將時域信號轉換為頻域信號，經調製解調後得到原始的調製數據。然而，在OFDM系統進行信號傳輸的過程中，經常會存在外界幹擾信號，影響OFDM 系統的性能。如圖1所示，即為OFDM系統中，傳輸信號時存在窄帶寬幹擾(Narrowband Interference)的示意圖。由於外界幹擾的未知性，使得OFDM系統中對幹擾的消除十分困難。因此，對幹擾進行精確的檢測，確定幹擾的位置、功率和頻率等參數，對消除幹擾是十分必要的前提條件，也是保證OFDM系統性能所必需要做的工作。傳統的幹擾檢測方法是預先設置一個幹擾檢測門限值，當存在大於這個門限制的信號時，認為系統中存在幹擾信號。然而，這種檢測方法只能檢測出功率較大、幹擾性較強的幹擾信號，對於功率較小、幹擾性相對比較弱的幹擾信號，一般很難檢測出來，尤其是對於幹擾強度和正常的信號強度相差較少的情況，更是難以檢測。且該方式一般只能檢測出幹擾的功率和個數，很難檢測出幹擾的具體位置，從而不能很好的對幹擾進行定位，不能有效的消除幹擾。可見，現有技術的信號幹擾檢測方式不能準確、有效的檢測到系統中存在的幹擾信號。
發明內容
本發明實施例提供一種信號幹擾檢測方法及裝置，用以解決現有技術中存在信號幹擾檢測的準確性和可靠性低，不能有效的檢測出系統中存在的幹擾信號的問題。本發明包括如下內容一種信號幹擾檢測方法，包括根據接收到的頻域信號中的子載波在頻域內的信道響應，遍歷頻域信號的數據星座圖，確定所述子載波對應的發射信號估計值；
根據所述發射信號估計值和所述信道響應，確定所述子載波的噪聲幹擾功率估計值；針對接收到的頻域信號中的各子載波所在的頻點，對每個頻點上的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計，計算每個頻點上各子載波的噪聲幹擾功率估計值的平均值；將計算得到的所述平均值與設定噪聲幹擾功率閾值進行比較，確定各頻點上是否存在幹擾。一種信號幹擾檢測裝置，包括信號確定模塊，用於根據接收到的頻域信號中的子載波在頻域內的信道響應，遍歷頻域信號的數據星座圖，確定所述子載波對應的發射信號估計值；功率確定模塊，用於根據所述發射信號估計值和所述信道響應，確定所述子載波的噪聲幹擾功率估計值；統計模塊，用於針對接收到的頻域信號中的各子載波所在的頻點，對每個頻點上的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計，計算每個頻點上各子載波的噪聲幹擾功率估計值的平均值；比較確定模塊，用於將計算得到的所述平均值與設定噪聲幹擾功率閾值進行比較，確定各頻點上是否存在幹擾。一種網絡設備，包括上述的信號幹擾檢測裝置。本發明有益效果如下本發明實施例提供的信號幹擾檢測方法及裝置，通過根據接收到的頻域信號中的子載波在頻域內的信道響應，遍歷頻域信號的數據星座圖，確定所述子載波對應的發射信號估計值；根據所述發射信號估計值和所述信道響應，確定所述子載波的噪聲幹擾功率估計值；針對接收到的頻域信號中的各子載波所在的頻點，對每個頻點上的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計，計算每個頻點上各子載波的噪聲幹擾功率估計值的平均值；將計算得到的所述平均值與設定噪聲幹擾功率閾值進行比較，確定各頻點上是否存在幹擾。該方式不僅能夠有效地檢測到系統中存在的幹擾，而且由於是針對每個頻點確定噪聲幹擾功率，因此能夠定位出在哪個頻點存在幹擾，從而實現準確地確定幹擾的位置和幹擾信號的功率。通過對多個子載波的統計估計，減少了信號幹擾檢測的誤差，為消除幹擾提供了可靠的證據。
圖1為現有技術中OFDM系統信號傳輸過程中存在窄帶寬幹擾的示意圖；圖2為本發明實施例中信號幹擾檢測方法的流程圖；圖3為本發明實施例中OFDM系統信號傳輸的等效基帶模型示意圖；圖4為本發明實施例中OFDM系統16QAM調製方式下的數據星座圖；圖5為本發明實施例中信號幹擾檢測裝置的結構示意圖；圖6為本發明實施例中信號幹擾檢測效果圖。
具體實施例方式由於在OFDM系統中進行數據傳輸時，傳輸的每個子載波的總功率由信號功率和噪聲加幹擾功率組成，基於OFDM系統中信號傳輸的上述特點，本發明實施例提供的信號幹擾檢測方法，對接收到的頻域信號中子載波的噪聲幹擾功率進行估計，根據各子載波所在的頻點(即物理位置)，通過對接收到的頻域信號中的多個子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計，得到的各頻點的多個子載波的噪聲幹擾估計值的平均值，根據得到的平均值確定各頻點上是否存在幹擾。本發明方法的流程如圖2所示，執行步驟如下步驟SlOl 將接收到的時域信號轉換為頻域信號。在OFDM系統中，發送端將待發送的頻域信號經過IDFT變換的轉化為時域信號，發送給時域信號接收端，接收端接收到發送端發送的時域信號後，進行DFT變換，將時域信號還原為頻域信號進行處理。從而使得OFDM系統中的發送數據可以在不同的頻點上，相互正交的若干子載波上傳送。OFDM系統中信號傳輸的等效基帶模型如圖3所示。圖中表示了時域信號第i個符號包含的N個子載波的等效基帶模型，其中，第1個子載波的發射信號為^Ciil，經傳輸過程中的信道響應Hiil和噪聲幹擾NIiil的作用，傳送到接收端後的接收信號為Yu ；……；第N個子載波的發射信號為)(。，經傳輸過程中的信道響應Hm和噪聲幹擾Ni。的作用，傳送到接收端後的接收信號為Ay步驟S102 獲取接收到的頻域信號中的子載波在頻域內的信道響應。各子載波在頻域內的信道響應，可以通過對接收到的頻域信號中的每個子載波進行信道估計，通過信道估計算法確定子載波在在頻域內的信道響應的估計值。現有的信道估計算法很多，在此不再一一列舉。步驟S103 根據獲取到的信道響應，遍歷頻域信號的數據星座圖，確定該子載波對應的發射信號估計值。根據接收到的頻域信號中的子載波的信道響應的估計值，遍歷數據星座圖，確定數據星座圖上與接收到的該子載波的頻域接收數據在數據星座圖上的映射位置最接近的星座點，將最接近的星座點所表徵的發射信號數據作為子載波的對應的發射信號估計值， 具體包括計算數據星座圖中每個星座點所表徵的發射信號數據與信道響應估計值的乘積； 然後，再根據接收到的子載波的頻域接收數據與上述計算得到的乘積的差值的平方值，確定最小的平方值所對應的星座點為與子載波的頻域接收數據在數據星座圖上映射位置最接近的星座點。例如接收到的子載波信號為Yk(Yk表示子載波的頻域接收數據)，對應的頻域內的發射信號為Xk，子載波在頻域內的信道響應為Hk，噪聲幹擾信號為NIk = Nk+Ik，其中，Nk為加性白噪聲信號，Ik為幹擾信號，k為OFDM符號中包含的子載波序號(k 一般取正整數)， 則子載波信號和對應的發射信號、噪聲幹擾信號之間的關係可以表示為Yk = HkXk+NIk。由於發射信號是未知的，因此通過遍歷如圖4所示的頻域信號的數據星座圖來確定。圖4所示為16QAM調製方式下的數據星座圖，其中每個象限中分布著若干星座點，每個星座點可以映射一個子載波數據，如圖中的圓圈所示，需要說明的是圖中的星座點僅僅是示意性的。根據上述公式，通過最大似然估計原理對發射信號進行估計，獲取發射信號估計 mxk,具體可以通過下列公式確定
權利要求
1.一種信號幹擾檢測方法，其特徵在於，包括根據接收到的頻域信號中的子載波在頻域內的信道響應，遍歷頻域信號的數據星座圖，確定所述子載波對應的發射信號估計值；根據所述發射信號估計值和所述信道響應，確定所述子載波的噪聲幹擾功率估計值； 針對接收到的頻域信號中的各子載波所在的頻點，對每個頻點上的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計，計算每個頻點上各子載波的噪聲幹擾功率估計值的平均值；將計算得到的所述平均值與設定噪聲幹擾功率閾值進行比較，確定各頻點上是否存在幹擾。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據接收到的頻域信號中的子載波在頻域內的信道響應，遍歷頻域信號的數據星座圖，確定所述子載波對應的發射信號估計值； 具體包括對接收到的頻域信號中的所述子載波進行信道估計，通過信道估計算法確定所述子載波在頻域內的信道響應的估計值；根據所述信道響應的估計值，確定所述數據星座圖上與所述子載波的頻域接收數據在數據星座圖上的映射位置最接近的星座點，將所述最接近的星座點所表徵的發射信號數據作為所述子載波的對應的發射信號估計值。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，根據所述信道響應的估計值，確定所述數據星座圖上與所述子載波的頻域接收數據在數據星座圖上的映射位置最接近的星座點，具體包括計算數據星座圖中每個星座點所表徵的發射信號數據與所述信道響應估計值的乘積；根據所述子載波的頻域接收數據與所述乘積的差值的平方值，確定最小的所述平方值所對應的星座點為與所述子載波的頻域接收數據在數據星座圖上映射位置最接近的星座點ο
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，還包括通過取絕對值的方式，將所述子載波的頻域接收數據轉換為位於所述數據星座圖第一象限內的數據；相應的，確定所述子載波對應的發射信號估計值時，僅遍歷所述數據星座圖的第一象限內的星座點。
5.如權利要求1-4任一所述的方法，其特徵在於，根據所述發射信號估計值和所述信道響應，確定所述子載波的噪聲幹擾功率估計值，具體包括計算所述發射信號估計值與所述信道響應的估計值的乘積；以及計算所述子載波的頻域接收數據與該乘積之差的平方值，得到所述子載波的噪聲幹擾功率估計值。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述針對接收到的頻域信號中的各子載波所在的頻點，對每個頻點上的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計，具體包括針對接收到的頻域信號中的每個符號中的每個子載波，根據子載波序號，查詢子載波映射關係表，確定子載波所在的頻點；針對每個頻點，對位於該頻點的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計。
7.一種信號幹擾檢測裝置，其特徵在於，包括信號確定模塊，用於根據接收到的頻域信號中的子載波在頻域內的信道響應，遍歷頻域信號的數據星座圖，確定所述子載波對應的發射信號估計值；功率確定模塊，用於根據所述發射信號估計值和所述信道響應，確定所述子載波的噪聲幹擾功率估計值；統計模塊，用於針對接收到的頻域信號中的各子載波所在的頻點，對每個頻點上的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計，計算每個頻點上各子載波的噪聲幹擾功率估計值的平均值；比較確定模塊，用於將計算得到的所述平均值與設定噪聲幹擾功率閾值進行比較，確定各頻點上是否存在幹擾。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述信號確定模塊，具體包括信道響應確定單元，用於對接收到的頻域信號中的所述子載波進行信道估計，通過信道估計算法確定所述子載波在頻域內的信道響應的估計值；發射信號確定單元，用於根據所述信道響應的估計值，確定所述數據星座圖上與所述子載波的頻域接收數據在數據星座圖上的映射位置最接近的星座點，將所述最接近的星座點所表徵的發射信號數據作為所述子載波的對應的發射信號估計值。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述發射信號確定單元，具體用於計算數據星座圖中每個星座點所表徵的發射信號數據與所述信道響應估計值的乘積， 並根據所述子載波的頻域接收數據與所述乘積的差值的平方值，確定最小的所述平方值所對應的星座點為與所述子載波的頻域接收數據在數據星座圖上映射位置最接近的星座點。
10.如權利要求7-9任一所述的裝置，其特徵在於，所述功率確定模塊，具體用於計算所述發射信號估計值與所述信道響應的估計值的乘積；以及計算所述接收到的子載波的頻域接收數據與該乘積之差的平方值，得到所述子載波的噪聲幹擾功率估計值。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述統計模塊，具體包括頻點確定單元，用於針對接收到的頻域信號中的每個符號中的每個子載波，根據子載波序號，查詢子載波映射關係表，確定子載波所在的頻點；統計單元，用於針對每個頻點，對位於該頻點的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計；計算單元，用於根據所述統計單元的統計結果，計算每個頻點上各子載波的噪聲幹擾功率估計值的平均值。
12.—種網絡設備，其特徵在於，包括如權利要求6-9任一所述的信號幹擾檢測裝置。
全文摘要
本發明公開了一種信號幹擾檢測方法及裝置，該方法包括根據接收到的頻域信號中的子載波在頻域內的信道響應，遍歷頻域信號的數據星座圖，確定所述子載波對應的發射信號估計值；根據所述發射信號估計值和所述信道響應，確定所述子載波的噪聲幹擾功率估計值；針對接收到的頻域信號中的各子載波所在的頻點，對每個頻點上的子載波的噪聲幹擾功率估計值進行統計，計算每個頻點上各子載波的噪聲幹擾功率估計值的平均值；將計算得到所述平均值與設定噪聲幹擾功率閾值進行比較，確定各頻點上是否存在幹擾。該方式能夠有效的檢測出系統中存在的幹擾信號，檢測準確性和可靠性高。
文檔編號H04L25/02GK102238111SQ20101015700
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者周旭武, 王守義, 陳威 申請人:中興通訊股份有限公司