专利名称：一种基于交织差分最小均方误差准则的多用户检测方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统的接收检测方法，尤其涉及一种应用于宽带码分多址(WCDMA)系统基于交织差分最小均方误差(IDMMSE)准则的多用户检测方法。
背景技术：
在码分多址(CDMA)系统的上行链路中，由于多径效应和扩频码间的非正交性导致的多址干扰成为限制系统容量和性能的主要因素，而多用户检测技术能够有效地抑制多址干扰，因而成为未来移动通信的关键技术之一。在已有的多用户检测技术中，最大似然检测算法可以获得最佳检测性能，但其译码复杂度与用户数呈指数增长关系，在实际系统中难以实现。线性检测算法尽管能大幅降低复杂度，但其检测性能明显下降。而自适应多用户检测算法由于能够较好地取得计算复杂度和检测性能之间折衷而备受关注，其中基于最小均方误差(MMSE)准则的自适应检测算法的实现手段主要包括最小二乘法(LS)、递推最小二乘法(RLQ和最小均方算法(IiK)等，这些算法普遍根据训练序列来跟踪信道，在快衰落信道中效果不理想。宽带码分多址WCDMA是目前主流的空中接口技术标准之一。近年来，针对WCDMA系统的特点，部分学者提出了基于MMSE准则的自适应多用户检测算法。文献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提出了基于训练序列的自适应MMSE算法，但该算法在快衰落时变信道中，使用训练序列难以跟上信道的变化节奏。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提出针对高速下行分组接入(HSDPA)网络的归一化迫零准则的LMS算法，利用目标用户的扩频码波形和信道信息进行的半盲自适应算法，在信道变化较快时存在很高的失调比例。文献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提出利用判决反馈均衡的MMSE算法抑制多址干扰，但该方法同样难以适应快衰落信道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中应用于WCDMA系统的盲自适应多用户检测算法存在需要训练序列、不能适应快衰落信道的缺陷，同时根据国际标准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· 的二级扩频机制，对文献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提出的应用于 DS-CDMA系统的典型DMMSE算法进行改进，提出一种适用于快变信道下WCDMA系统的交织差分最小均方误差(IDMMSE)多用户检测方法。为实现上述技术任务，本发明采取如下的技术解决方案一种基于交织差分最小均方误差准则的多用户检测方法，其特征在于，该方法中发射端有K个用户，每个用户的上行链路占用一个专用物理数据信道(DPDCH信道)和一个专用物理控制信道(DPCCH信道)，K个用户的信息同时发给基站，基站逐个接收每个用户所发送的信息，每个用户的上行链路的发送信息过程相同，基站接收每个用户的信息过程相同，其中用户k的信息发送过程，以及基站接收用户k所发送的信息过程为步骤一，扩频处理(1) 一级扩频用户k DPDCH信道的第i个待发送符号乘以用户k DPDCH信道的OVSF扩频码Ck, 1；得到DPDCH信道化编码后的信号，该信号乘以DPDCH信道权重因子β工，得到DPDCH 信道化编码加权后的信号；用户k DPCCH信道的第i个待发送符号yk(i)乘以用户k DPCCH信道的OVSF扩频码Ck, Q，得到DPCCH信道化编码后的信号，该信号乘以DPCCH信道权重因子β Q，得到DPCCH 信道化编码加权后的信号，对该信号进行η /2移相处理；DPDCH信道化编码加权后的信号和经过π /2移相处理后的DPCCH信道化编码加权后的信号相加组成一级扩频后的复信号dk(i)，该复信号dk(i)为包括G个码片的向量；其中i为待发送符号的编号，i取正整数；Cu包括G个码片，且Cu的序列周期时间等于待发送符号对应的时间；Ck,Q的序列周期时间等于待发送符号yk(i)对应的时间；G e [4 8 16 32 64 128] ； β工和β Q均为常实数；I表示实部，Q表示虚部；(2) 二级扩频dk(i)乘以用户k的复数型S(2)短扰码\中的一个片段&(mod(iA256/G)))，得到二级扩频后的信号uk (i)；其中 的周期为256个码片；为了实现dk(i)与&按位相乘，将&分割为256/G 个片段，记为Sk(O)，Sk(I)…，&056/G-1)，每个片段为包括G个码片的向量，其中的一片段为 Sk (mod (i/(256/G)))，mod ( ·)表示取余数运算；步骤二，交织处理二级扩频后的信号uk(i)存入到NX (256/G)维的交织寄存器矩阵中，该交织寄存器矩阵的存入方式为从第1行至第N行依次逐行逐个信号存入；重复上述步骤，待交织寄存器矩阵存满时，Uk (i)经交织寄存器矩阵交织后输出信号vk(i)，该交织寄存器矩阵的输出方式为从第1列至第(256/G)列依次逐列逐个信号输出；步骤三，信道传输信号Vk (i)经无线信道传输得到信号代(0 ；步骤四，解交织处理信号圮(/)存入NX (256/G)维的解交织寄存器矩阵中，该解交织寄存器矩阵的存入方式为从第1列至第(256/G)列依次逐列逐个信号存入；
待解交织寄存器矩阵存满时，经解交织寄存器矩阵解交织后输出信号<(0， 该交织寄存器矩阵的输出方式为从第1行至第N行依次逐行逐个信号输出；步骤五，解扰处理信号按位乘以[Sk(mod(iA256/G)))r得到复数信号之(/)，其中，[·Γ为复数共轭；对复数信号式⑴经过取实部运算后，得到由G个码片组成的实数向量之⑴；步骤六，多用户检测算法消除多址干扰之(0输入至由G个移位寄存器组成的横向滤波器中，与横向滤波器的权系数 wk(i)做内积，得到软输出&(0，同时根据下述优化准则得到更新后的横向滤波器的权系数；令遗忘因子n =0.5，迭代步长μ = 0.001，具体步骤为①当i< 256/G时，wk(i) = Ck, 遗留影响值M(i) = 0. 1，执行⑤；否则，执行②;②计算误差值
ekO) = ^0)wk(i-256/Gfizk(i - 256 /G)-^(/ -256 /G)w,(/ -256 /G)H(/)；③更新遗留影响值M(,+)= ηΜ( - 256/G) + (1 - η)ζ, (if zk (i)；
wi(/-256/G) + -^-zi(i)zk(i)x(/ -256/G)e(/)④更新权系数
权利要求
1. 一种基于交织差分最小均方误差准则的多用户检测方法，其特征在于，该方法中发射端有K个用户，每个用户的上行链路占用一个专用物理数据信道(DPDCH信道)和一个专用物理控制信道(DPCCH信道)，K个用户的信息同时发给基站，基站逐个接收每个用户所发送的信息，每个用户的上行链路的发送信息过程相同，基站接收每个用户的信息过程相同，其中用户k的信息发送过程，以及基站接收用户k所发送的信息过程为步骤一，扩频处理(1)一级扩频用户k DPDCH信道的第i个待发送符号乘以用户k DPDCH信道的OVSF扩频码Ck,工，得到DPDCH信道化编码后的信号，该信号乘以DPDCH信道权重因子β 1；得到DPDCH信道化编码加权后的信号；用户k DPCCH信道的第i个待发送符号yk(i)乘以用户k DPCCH信道的OVSF扩频码Ck, Q，得到DPCCH信道化编码后的信号，该信号乘以DPCCH信道权重因子β Q，得到DPCCH信道化编码加权后的信号，对该信号进行η /2移相处理；DPDCH信道化编码加权后的信号和经过π /2移相处理后的DPCCH信道化编码加权后的信号相加组成一级扩频后的复信号dk(i)，该复信号dk(i)为包括G个码片的向量；其中i为待发送符号的编号，i取正整数；Cu包括G个码片，且Cu的序列周期时间等于待发送符号&(1)对应的时间；Ck,Q的序列周期时间等于待发送符号yk(i)对应的时间；G e [4 8 16 32 64 128] ； β工和β Q均为常实数；I表示实部，Q表示虚部；(2)二级扩频dk(i)乘以用户k的复数型S(2)短扰码&中的一个片段&(mod(iA256/G)))，得到二级扩频后的信号uk (i)；其中 的周期为256个码片；为了实现dk(i)与&按位相乘，将&分割为256/G个片段，记为Sk(O)，Sk(I)…，SJ256/G-1)，每个片段为包括G个码片的向量，其中的一片段为Sk (mod (i/(256/G)))，mod ( ·)表示取余数运算；步骤二，交织处理二级扩频后的信号uk(i)存入到NX (256/G)维的交织寄存器矩阵中，该交织寄存器矩阵的存入方式为从第1行至第N行依次逐行逐个信号存入；重复上述步骤，待交织寄存器矩阵存满时，uk(i)经交织寄存器矩阵交织后输出信号vk(i)，该交织寄存器矩阵的输出方式为从第1列至第(256/G)列依次逐列逐个信号输出；步骤三，信道传输信号vk(i)经无线信道传输得到信号代(0;步骤四，解交织处理信号代(0存入NX (256/G)维的解交织寄存器矩阵中，该解交织寄存器矩阵的存入方式为从第1列至第(256/G)列依次逐列逐个信号存入；待解交织寄存器矩阵存满时，化(0经解交织寄存器矩阵解交织后输出信号之(0，该交织寄存器矩阵的输出方式为从第1行至第N行依次逐行逐个信号输出；步骤五，解扰处理信号MO按位乘以[&(mod(iA256/G)))r得到复数信号式(/)，其中，[· Γ为复数共轭；对复数信号式ω经过取实部运算后，得到由G个码片组成的实数向量之⑴；步骤六，多用户检测算法消除多址干扰之(0输入至由G个移位寄存器组成的横向滤波器中，KO与横向滤波器的权系数Wk⑴做内积，得到软输出&(0，同时根据下述优化准则得到更新后的横向滤波器的权系数；令遗忘因子n =0.5，迭代步长μ = 0.001，具体步骤为①当i≤256/G时，wk(i)=Ck,ρ遗留影响值M(i) =0.1，执行⑤；否则，执行②；②计算误差值
2.如权利要求1所述的基于交织差分最小均方误差准则的多用户检测方法，其特征在于，所述无线信道的冲击响应函数
全文摘要
本发明公开了一种基于交织差分最小均方误差准则的多用户检测方法。该方法基于快衰落信道中两个相邻符号周期内信道变化很小的假设，根据相邻接收符号幅度的比率变化自适应调整横向滤波器的权系数，在抑制多址干扰的同时，可避免使用训练序列跟踪信道状态信息，同时引入交织技术，使得在信源处不相邻、但具有相同综合扩频序列的符号在实际传输过程中相邻传输。因此可以提高WCDMA系统在快衰落信道中的误码性能。
文档编号H04B1/7105GK102571140SQ20121004427
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者冯兴乐, 李蔚, 梁中华 申请人:长安大学