[发明专利]一种UFMC系统中的主动干扰消除方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种UFMC系统中的主动干扰消除方法。

背景技术

众所周知，LTE和它目前的演进形式以及WiFi都是用OFDM作为携载数据的基本信号格式，OFDM是目前最重要的多载波调制技术。OFDM通过N个子载波把整个信道分割成N个子信道进行并行传输信息。它主要有以下优点：第一，高的频谱利用率。OFDM各子信道间不但没有保护频带，而且相邻信道间信号频谱的旁瓣是相互重叠的。此外，OFDM各子信道可以采用不同的多进制调制方案，这进一步提高了系统的频谱效率。第二，实现过程比较简单。可以采用基于FFT的方式实现调制和解调。第三，抗多径衰落能力强。通过将整个信道划分为许多窄信道，各子信道上的衰落可以看成是近似平坦的，往往每个子信道只需要单抽头的均衡器即可。虽是如此，OFDM有着很大的缺点：第一，较高的旁瓣电平。由于各子载波在时域上进行了矩形加窗，对应的频谱呈sinc形状，这通常会引起载波间的干扰(ICI)和符号间的干扰(ISI)；第二，OFDM系统峰均比较高，这会提高对射频电路中的放大器的要求，从而增加成本；第三，OFDM对时频上的定位校准十分敏感，任何一点小的载波频偏都会破坏子载波之间的正交性，引起ICI，使系统整体性能下降。

随着科技的迅速发展，未来无线移动通信系统有两大主流趋势：物联网和以小区为中心到以用户为中心的转变，如果再采用严格的同步机制，必将会带来很大的信令开销和系统能耗，应用到实际情况，会十分得不划算，因此该趋势决定着非严格的同步机制是未来无线通信的主要发展方向。考虑到上面所述的OFDM系统只有在严格的同步下才能表现出自身良好的特性，所以面对未来的需求，OFDM不再是主导技术，设计新型多载波调制技术是一个亟待解决的问题。目前典型的技术方案有以下两种：

(1)FBMC(基于滤波组的多载波调制，Filter Bank based on Multi-Carrier)：发送端采用OQAM的映射方式，它将频谱划分成多个正交的子频带，然后对每个子载波进行滤波操作。有着以下特点：a)有着较低的旁瓣电平，子载波间干扰较小；b)可以实现时频效率为1，但前提是滤波器长度趋于无穷，这会带来新的问题：滤波器的上升和下降时间会使短突发通信的效率很低，而短突发对于未来的MTC(Machine Type Communication)十分重要；c)采用的OQAM机制，不能直接与所有类型的MIMO系统兼容；d)理论上，FBMC有着良好的特性，但配置的时候，实际不可行。

(2)UFMC(一般滤波多载波调制，Universal Filtered Multi-Carrier):它将频谱划分成一系列包含若干个子载波的子频带，然后对每个子频带进行滤波操作。有着以下特点：a)支持分段频谱通信；b)与OFDM相比，频谱旁瓣电平少了几十个dB，很低；c)对于时频偏移和载波间的干扰有着更高的鲁棒性；d)由于采用不严格的时频校准，所以降低了信令开销，这也为接入引入了很多新的选择；e)关键在于滤波器的设计，具有一定的复杂度。

考虑到UFMC技术的优势，又结合现有的主动干扰消除(AIC)的思想：它是基于频谱池技术，适用于认知OFDM环境下的一种干扰抑制技术，认知用户将频谱池划分成若干个数目的子载波，在紧邻主用户频段对应占据子载波的频谱两侧位置，放置一些调制特殊加权因子的子载波，称之为干扰对消子载波，通过用加权因子对这些子载波进行调制，从而使得认知用户的数据子载波，即最初发送数据信息调制的子载波，与干扰对消子载波在主用户频段产生的带外干扰相互抵消，将干扰抑制到足够小，从而达到保护主用户通信的目的，我们提出一种UFMC系统中的主动干扰消除方法，将UFMC的每个子频带当成认知OFDM中的一个个的子载波，对其进行保护，从而使子频带间干扰达到更低。

发明内容

本发明的目的是提出一种创新方案，使UFMC系统整体性能更好。该方法不仅能够保留UFMC系统本身的优点，而且能够提高通信质量，在一定程度上降低UFMC中滤波器的设计复杂度。

UFMC系统中的主动干扰消除方法具体步骤如下：

1)假设对第i个子频带造成的干扰来自于第i-1个子频带和第i+1个子频带，将第i-1、i和i+1个子频带当成一个整体进行处理，该三个子频带所占据的子载波标号从左到右依次为：[v3:v4]、[v1:v2]和[v5:v6]；

2)对原始比特流进行多进制调制映射