專利名稱：一種基于交織差分最小均方誤差準則的多用戶檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)的接收檢測方法，尤其涉及一種應用于寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)基于交織差分最小均方誤差(IDMMSE)準則的多用戶檢測方法。
背景技術(shù)：
在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的上行鏈路中，由于多徑效應和擴頻碼間的非正交性導致的多址干擾成為限制系統(tǒng)容量和性能的主要因素，而多用戶檢測技術(shù)能夠有效地抑制多址干擾，因而成為未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。在已有的多用戶檢測技術(shù)中，最大似然檢測算法可以獲得最佳檢測性能，但其譯碼復雜度與用戶數(shù)呈指數(shù)增長關(guān)系，在實際系統(tǒng)中難以實現(xiàn)。線性檢測算法盡管能大幅降低復雜度，但其檢測性能明顯下降。而自適應多用戶檢測算法由于能夠較好地取得計算復雜度和檢測性能之間折衷而備受關(guān)注，其中基于最小均方誤差(MMSE)準則的自適應檢測算法的實現(xiàn)手段主要包括最小二乘法(LS)、遞推最小二乘法(RLQ和最小均方算法(IiK)等，這些算法普遍根據(jù)訓練序列來跟蹤信道，在快衰落信道中效果不理想。寬帶碼分多址WCDMA是目前主流的空中接口技術(shù)標準之一。近年來，針對WCDMA系統(tǒng)的特點，部分學者提出了基于MMSE準則的自適應多用戶檢測算法。文獻Du Qinghe,Zhu Shihua, Ren Pinyi. An improved adaptive MMSE algorithm for multirate multiuser detection in WCDMA systems[C]. Proceedings of the IEEE 6th international symposium on circuits and systems. IEEE press，2004. 317-320提出了基于訓練序列的自適應MMSE算法，但該算法在快衰落時變信道中，使用訓練序列難以跟上信道的變化節(jié)奏。tgI一Tai Lu ；Lu, Ε. MIMO NLMS-ZF data detection approach for WCDMA based HSDPA systems[C], Sarnoff Symposium, 2009. IEEE press，2009. 1-5提出針對高速下行分組接入(HSDPA)網(wǎng)絡(luò)的歸一化迫零準則的LMS算法，利用目標用戶的擴頻碼波形和信道信息進行的半盲自適應算法，在信道變化較快時存在很高的失調(diào)比例。文獻Sharma S K, Naseem Ahmad S.Suppression of Multiple Access Interference(MAI)in Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA). International Conference on Wireless and Optical Communications Networks, 2007 1-6提出利用判決反饋均衡的MMSE算法抑制多址干擾，但該方法同樣難以適應快衰落信道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中應用于WCDMA系統(tǒng)的盲自適應多用戶檢測算法存在需要訓練序列、不能適應快衰落信道的缺陷，同時根據(jù)國際標準3rd Generation Partnership Project. 3G TS 25.213 ver 2. 3. 0-1999, Technical specification group radio access networks spreading and modulation (FDD) [S] · 1999巾夫 1 白勺 WCDMAg· 的二級擴頻機制，對文獻Madhow. U，Zhu L. J,Galup L. Differential MMSE :new adaptive algorithms for equalization, interference suppression and beamforming[C],32ndAsilomar Conf. Signals, Systems and Computers Oct. 1998 :641_642提出的應用于 DS-CDMA系統(tǒng)的典型DMMSE算法進行改進，提出一種適用于快變信道下WCDMA系統(tǒng)的交織差分最小均方誤差(IDMMSE)多用戶檢測方法。為實現(xiàn)上述技術(shù)任務，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種基于交織差分最小均方誤差準則的多用戶檢測方法，其特征在于，該方法中發(fā)射端有K個用戶，每個用戶的上行鏈路占用一個專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH信道)和一個專用物理控制信道(DPCCH信道)，K個用戶的信息同時發(fā)給基站，基站逐個接收每個用戶所發(fā)送的信息，每個用戶的上行鏈路的發(fā)送信息過程相同，基站接收每個用戶的信息過程相同，其中用戶k的信息發(fā)送過程，以及基站接收用戶k所發(fā)送的信息過程為步驟一，擴頻處理(1) 一級擴頻用戶k DPDCH信道的第i個待發(fā)送符號乘以用戶k DPDCH信道的OVSF擴頻碼Ck, 1；得到DPDCH信道化編碼后的信號，該信號乘以DPDCH信道權(quán)重因子β工，得到DPDCH 信道化編碼加權(quán)后的信號；用戶k DPCCH信道的第i個待發(fā)送符號yk(i)乘以用戶k DPCCH信道的OVSF擴頻碼Ck, Q，得到DPCCH信道化編碼后的信號，該信號乘以DPCCH信道權(quán)重因子β Q，得到DPCCH 信道化編碼加權(quán)后的信號，對該信號進行η /2移相處理；DPDCH信道化編碼加權(quán)后的信號和經(jīng)過π /2移相處理后的DPCCH信道化編碼加權(quán)后的信號相加組成一級擴頻后的復信號dk(i)，該復信號dk(i)為包括G個碼片的向量；其中i為待發(fā)送符號的編號，i取正整數(shù)；Cu包括G個碼片，且Cu的序列周期時間等于待發(fā)送符號對應的時間；Ck,Q的序列周期時間等于待發(fā)送符號yk(i)對應的時間；G e [4 8 16 32 64 128] ； β工和β Q均為常實數(shù)；I表示實部，Q表示虛部；(2) 二級擴頻dk(i)乘以用戶k的復數(shù)型S(2)短擾碼\中的一個片段&(mod(iA256/G)))，得到二級擴頻后的信號uk (i)；其中 的周期為256個碼片；為了實現(xiàn)dk(i)與&按位相乘，將&分割為256/G 個片段，記為Sk(O)，Sk(I)…，&056/G-1)，每個片段為包括G個碼片的向量，其中的一片段為 Sk (mod (i/(256/G)))，mod ( ·)表示取余數(shù)運算；步驟二，交織處理二級擴頻后的信號uk(i)存入到NX (256/G)維的交織寄存器矩陣中，該交織寄存器矩陣的存入方式為從第1行至第N行依次逐行逐個信號存入；重復上述步驟，待交織寄存器矩陣存滿時，Uk (i)經(jīng)交織寄存器矩陣交織后輸出信號vk(i)，該交織寄存器矩陣的輸出方式為從第1列至第(256/G)列依次逐列逐個信號輸出；步驟三，信道傳輸信號Vk (i)經(jīng)無線信道傳輸?shù)玫叫盘柎?0 ；步驟四，解交織處理信號圮(/)存入NX (256/G)維的解交織寄存器矩陣中，該解交織寄存器矩陣的存入方式為從第1列至第(256/G)列依次逐列逐個信號存入；
待解交織寄存器矩陣存滿時，經(jīng)解交織寄存器矩陣解交織后輸出信號<(0， 該交織寄存器矩陣的輸出方式為從第1行至第N行依次逐行逐個信號輸出；步驟五，解擾處理信號按位乘以[Sk(mod(iA256/G)))r得到復數(shù)信號之(/)，其中，[·Γ為復數(shù)共軛；對復數(shù)信號式⑴經(jīng)過取實部運算后，得到由G個碼片組成的實數(shù)向量之⑴；步驟六，多用戶檢測算法消除多址干擾之(0輸入至由G個移位寄存器組成的橫向濾波器中，與橫向濾波器的權(quán)系數(shù) wk(i)做內(nèi)積，得到軟輸出&(0，同時根據(jù)下述優(yōu)化準則得到更新后的橫向濾波器的權(quán)系數(shù)；令遺忘因子n =0.5，迭代步長μ = 0.001，具體步驟為①當i< 256/G時，wk(i) = Ck, 遺留影響值M(i) = 0. 1，執(zhí)行⑤；否則，執(zhí)行②;②計算誤差值
ekO) = ^0)wk(i-256/Gfizk(i - 256 /G)-^(/ -256 /G)w,(/ -256 /G)H(/)；③更新遺留影響值M(,+)= ηΜ( - 256/G) + (1 - η)ζ, (if zk (i)；
wi(/-256/G) + -^-zi(i)zk(i)x(/ -256/G)e(/)④更新權(quán)系數(shù)
權(quán)利要求
1. 一種基于交織差分最小均方誤差準則的多用戶檢測方法，其特征在于，該方法中發(fā)射端有K個用戶，每個用戶的上行鏈路占用一個專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH信道)和一個專用物理控制信道(DPCCH信道)，K個用戶的信息同時發(fā)給基站，基站逐個接收每個用戶所發(fā)送的信息，每個用戶的上行鏈路的發(fā)送信息過程相同，基站接收每個用戶的信息過程相同，其中用戶k的信息發(fā)送過程，以及基站接收用戶k所發(fā)送的信息過程為步驟一，擴頻處理(1)一級擴頻用戶k DPDCH信道的第i個待發(fā)送符號乘以用戶k DPDCH信道的OVSF擴頻碼Ck,工，得到DPDCH信道化編碼后的信號，該信號乘以DPDCH信道權(quán)重因子β 1；得到DPDCH信道化編碼加權(quán)后的信號；用戶k DPCCH信道的第i個待發(fā)送符號yk(i)乘以用戶k DPCCH信道的OVSF擴頻碼Ck, Q，得到DPCCH信道化編碼后的信號，該信號乘以DPCCH信道權(quán)重因子β Q，得到DPCCH信道化編碼加權(quán)后的信號，對該信號進行η /2移相處理；DPDCH信道化編碼加權(quán)后的信號和經(jīng)過π /2移相處理后的DPCCH信道化編碼加權(quán)后的信號相加組成一級擴頻后的復信號dk(i)，該復信號dk(i)為包括G個碼片的向量；其中i為待發(fā)送符號的編號，i取正整數(shù)；Cu包括G個碼片，且Cu的序列周期時間等于待發(fā)送符號&(1)對應的時間；Ck,Q的序列周期時間等于待發(fā)送符號yk(i)對應的時間；G e [4 8 16 32 64 128] ； β工和β Q均為常實數(shù)；I表示實部，Q表示虛部；(2)二級擴頻dk(i)乘以用戶k的復數(shù)型S(2)短擾碼&中的一個片段&(mod(iA256/G)))，得到二級擴頻后的信號uk (i)；其中 的周期為256個碼片；為了實現(xiàn)dk(i)與&按位相乘，將&分割為256/G個片段，記為Sk(O)，Sk(I)…，SJ256/G-1)，每個片段為包括G個碼片的向量，其中的一片段為Sk (mod (i/(256/G)))，mod ( ·)表示取余數(shù)運算；步驟二，交織處理二級擴頻后的信號uk(i)存入到NX (256/G)維的交織寄存器矩陣中，該交織寄存器矩陣的存入方式為從第1行至第N行依次逐行逐個信號存入；重復上述步驟，待交織寄存器矩陣存滿時，uk(i)經(jīng)交織寄存器矩陣交織后輸出信號vk(i)，該交織寄存器矩陣的輸出方式為從第1列至第(256/G)列依次逐列逐個信號輸出；步驟三，信道傳輸信號vk(i)經(jīng)無線信道傳輸?shù)玫叫盘柎?0;步驟四，解交織處理信號代(0存入NX (256/G)維的解交織寄存器矩陣中，該解交織寄存器矩陣的存入方式為從第1列至第(256/G)列依次逐列逐個信號存入；待解交織寄存器矩陣存滿時，化(0經(jīng)解交織寄存器矩陣解交織后輸出信號之(0，該交織寄存器矩陣的輸出方式為從第1行至第N行依次逐行逐個信號輸出；步驟五，解擾處理信號MO按位乘以[&(mod(iA256/G)))r得到復數(shù)信號式(/)，其中，[· Γ為復數(shù)共軛；對復數(shù)信號式ω經(jīng)過取實部運算后，得到由G個碼片組成的實數(shù)向量之⑴；步驟六，多用戶檢測算法消除多址干擾之(0輸入至由G個移位寄存器組成的橫向濾波器中，KO與橫向濾波器的權(quán)系數(shù)Wk⑴做內(nèi)積，得到軟輸出&(0，同時根據(jù)下述優(yōu)化準則得到更新后的橫向濾波器的權(quán)系數(shù)；令遺忘因子n =0.5，迭代步長μ = 0.001，具體步驟為①當i≤256/G時，wk(i)=Ck,ρ遺留影響值M(i) =0.1，執(zhí)行⑤；否則，執(zhí)行②；②計算誤差值
2.如權(quán)利要求1所述的基于交織差分最小均方誤差準則的多用戶檢測方法，其特征在于，所述無線信道的沖擊響應函數(shù)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于交織差分最小均方誤差準則的多用戶檢測方法。該方法基于快衰落信道中兩個相鄰符號周期內(nèi)信道變化很小的假設(shè)，根據(jù)相鄰接收符號幅度的比率變化自適應調(diào)整橫向濾波器的權(quán)系數(shù)，在抑制多址干擾的同時，可避免使用訓練序列跟蹤信道狀態(tài)信息，同時引入交織技術(shù)，使得在信源處不相鄰、但具有相同綜合擴頻序列的符號在實際傳輸過程中相鄰傳輸。因此可以提高WCDMA系統(tǒng)在快衰落信道中的誤碼性能。
文檔編號H04B1/7105GK102571140SQ20121004427
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者馮興樂, 李蔚, 梁中華 申請人:長安大學