专利名称：基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法
技术领域：
本发明涉及基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法， 属于通信领域。
背景技术：
对于无线移动通信系统的上行链路(Uplink，UL)系统，多个用户经常会同时接入 同一基站(Base stati0n，BS)，但由于每个用户所在位置不同，每个用户到达基站的时间不 尽相同，尽管在CDMA系统中可以采用不同的正交扩频码来区分用户，但由于上行链路的非 同步和信道延迟扩展，用户彼此间将不能保持正交性，因此会产生严重的多用户接入干扰 (MAI)。MAI将会严重降低上行链路的传输性能。如何采用适合的技术来避免MAI，一直是 学者研究的重点之一。目前提出的新型二维块扩频(2D，2-dimenstional Block spread CDMA)技术，参 见图1和图2，其中图1所示为单载波CDMA(SC-CDMA)系统的发送和接收示意图，图2是 多载波CDMA(MC-CDMA)系统的发送和接收示意图，在平稳慢衰落信道(slow flatfading channel)下，与传统多用户检测算法相比，其具有低复杂度，和较高的传输性能可以很好的 解决MAI问题，是一种新型的上行链路接入系统结构。然而在对二维块扩频系统的介绍中，可以看出二维块扩频系统之所以可以避免多 用户干扰，一是由于采用正交码字使用户保持正交，二是假设信道是慢衰落系统，在连续的 块时间间隔内保持不变。而当信道变成快衰落系统时，信道参数将在连续的块时间里发生 变化，此时将破坏系统整体性能，尤其当二维块扩频系统联合MIMO (Multiple-InputMultip le-Out-put，多输入多输出)分集技术时，性能将急剧下降。
发明内容
本发明目的是为了解决快衰落信道的二维块扩频系统的残留多用户干扰的问题， 提供了基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法。本发明基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法，在 SC-CDMA系统下发射过程步骤一、将U路调制信号分别进行码片级扩频，获得U路码片级扩频后的信号；步骤二、将步骤一获得的U路码片级扩频后的信号分别进行块扩频，获得U路块扩 频后的信号；步骤三、将步骤二获得的U路块扩频后的信号分别进行加入保护间隔处理，获得 处理后的U路信号，并通过发射天线发射至信道；接收过程步骤四、采用接收天线接步骤三发射的U路信号，并将接收到的信号进行去保护间隔处理，获得处理后的信号；步骤五、将步骤四获得的处理后的信号进行块解扩处理，获得块解扩后的信号；步骤六、将步骤五获得的块解扩后的信号进行快速傅立叶变换，获得变换后频域 信号；步骤七、将步骤六获得的频域信号进行最大似然检测，获得U路检测后信号；步骤八、将步骤七获得的U路检测信号分别进行快速傅立叶逆变换，获得U路变换 后时域信号；步骤九、对步骤八获得的U路变换后时域信号分别进行码片级解扩，获得U路解扩 后信号；步骤十、对步骤九获得的U路解扩后信号解调后输出；U为正整数。在MC-CDMA 系统下发射过程步骤一、将U路调制信号分别进行码片级扩频，获得U路码片级扩频后的信号；步骤二、将步骤一获得的U路码片级扩频后的信号分别进行快速傅立叶逆变换， 获得U路变换后时域信号；步骤三、将步骤二获得的U路变换后时域信号分别进行块扩频，获得U路块扩频后 的信号；步骤四、将步骤三获得的U路块扩频后的信号分别进行加入保护间隔处理，获得 处理后的U路信号，并通过发射天线发射至信道；接收过程步骤五、采用接收天线接步骤四发射的信号，并将接收到的信号进行去保护间隔 处理，获得处理后的信号；步骤六、将步骤五获得的处理后的信号进行块解扩处理，获得块解扩后的信号；步骤七、将步骤六获得的块解扩后的信号进行快速傅立叶变换，获得变换后频域 信号；步骤八、将步骤七获得的频域信号进行最大似然检测，获得U路检测后信号；
步骤九、对步骤八获得的U路变换后时域信号分别进行码片级解扩，获得U路解扩 后信号；步骤十、对步骤九获得的U路解扩后信号解调后输出；U为正整数。本发明的优点本发明方法采用基于最大似然检测算法的方式，在这SFt个(SFt 代表块扩频因子，即连续发送的块扩频个数)传输的码片里找出最优组合，使得似然矩阵 可以获得最小值，以此加以区分多用户信号，提供最优的传输性能，有效的抑制残留的多用 户干扰信号。本发明基于最大似然检测的方法，与传统二维块扩频解扩系统相比，具有很好的 误码率(BER)性能，可以明显改善由于信道增益在连续块里不能保持常数所产生的残余多 用户干扰。
图1是背景技术中在SC-CDMA系统下二维块扩频系统的发射和接收结构示意图；图2是背景技术中在MC-CDMA系统下二维块扩频系统的发射和接收结构示意图；图3是本发明所述方法在SC-CDMA系统下二维块扩频系统的发射和接收结构示意 图；图4是本发明所述方法在MC-CDMA系统下二维块扩频系统的发射和接收结构示意 图；图5是多用户干扰形成过程示意图；图6是误码率仿真示意图，图中_ ■-代表传统块解扩算法时系统的误码率曲线， -_级__ _代表采用最大似然检测算法时系统的误码率曲线。
具体实施例方式具体实施方式
一下面结合图3说明本实施方式，本实施方式基于最大似然检测 的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法，在SC-CDMA系统下发射过程步骤一、将U路调制信号分别进行码片级扩频，获得U路码片级扩频后的信号；步骤二、将步骤一获得的U路码片级扩频后的信号分别进行块扩频，获得U路块扩 频后的信号；步骤三、将步骤二获得的U路块扩频后的信号分别进行加入保护间隔处理，获得 处理后的U路信号，并通过发射天线发射至信道；接收过程步骤四、采用接收天线接步骤三发射的U路信号，并将接收到的信号进行去保护 间隔处理，获得处理后的信号；步骤五、将步骤四获得的处理后的信号进行块解扩处理，获得块解扩后的信号；步骤六、将步骤五获得的块解扩后的信号进行快速傅立叶变换，获得变换后频域 信号；步骤七、将步骤六获得的频域信号进行最大似然检测，获得U路检测后信号；步骤八、将步骤七获得的U路检测信号分别进行快速傅立叶逆变换，获得U路变换 后时域信号；步骤九、对步骤八获得的U路变换后时域信号分别进行码片级解扩，获得U路解扩 后信号；步骤十、对步骤九获得的U路解扩后信号解调后输出；U为正整数。
具体实施方式
二 下面结合图4至图6说明本实施方式，本实施方式基于最大似然 检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法，在MC-CDMA系统下发射过程步骤一、将U路调制信号分别进行码片级扩频，获得U路码片级扩频后的信号；步骤二、将步骤一获得的U路码片级扩频后的信号分别进行快速傅立叶逆变换， 获得U路变换后时域信号；
步骤三、将步骤二获得的U路变换后时域信号分别进行块扩频，获得U路块扩频后 的信号；步骤四、将步骤三获得的U路块扩频后的信号分别进行加入保护间隔处理，获得 处理后的U路信号，并通过发射天线发射至信道；接收过程步骤五、采用接收天线接步骤四发射的信号，并将接收到的信号进行去保护间隔 处理，获得处理后的信号；步骤六、将步骤五获得的处理后的信号进行块解扩处理，获得块解扩后的信号；步骤七、将步骤六获得的块解扩后的信号进行快速傅立叶变换，获得变换后频域 信号；步骤八、将步骤七获得的频域信号进行最大似然检测，获得U路检测后信号；步骤九、对步骤八获得的U路变换后时域信号分别进行码片级解扩，获得U路解扩 后信号；步骤十、对步骤九获得的U路解扩后信号解调后输出；U为正整数。工作原理发射和接收的采用相同的平方根奈奎斯特码片成型滤波器；并且接收使用理想采 样时间。因此本文的传输过程采用码片间隔的离散时间序列表示。^」代表小于或等于实 数变量a的最大整数；「…代表大于或等于实数变量a的最小整数共有U个用户，即U路信号要处理，为了表述方便，以第u路信号为例进行分析， 第u路用户的数据调制后的信息系列为{du(n) ；n = 0 N。/SFf-l}，这里SFf代表码片级 的扩频因子长度，这里SFt代表块级的扩频因子长度，N。是FFT(或IFFT)变换的长度大 小，FFT为快速傅立叶变换，IFFT为快速傅立叶逆变换。对于码片级扩频，采用扩频序列
为{c，(t).J = 0 ~ SFf -1}，且扩频序列{Cf>(0}满足|θ)| = 1。扩频后的序列将与扰码序列 = 0 乂-1}相乘，使其变为类似高斯白噪声的发射信号。对于SC-CDMA系统，其发 射序列{O);〖 = 0 乂-1}表达式如公式⑴所示
权利要求
基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法，其特征在于，在SC CDMA系统下发射过程步骤一、将U路调制信号分别进行码片级扩频，获得U路码片级扩频后的信号；步骤二、将步骤一获得的U路码片级扩频后的信号分别进行块扩频，获得U路块扩频后的信号；步骤三、将步骤二获得的U路块扩频后的信号分别进行加入保护间隔处理，获得处理后的U路信号，并通过发射天线发射至信道；接收过程步骤四、采用接收天线接步骤三发射的U路信号，并将接收到的信号进行去保护间隔处理，获得处理后的信号；步骤五、将步骤四获得的处理后的信号进行块解扩处理，获得块解扩后的信号；步骤六、将步骤五获得的块解扩后的信号进行快速傅立叶变换，获得变换后频域信号；步骤七、将步骤六获得的频域信号进行最大似然检测，获得U路检测后信号；步骤八、将步骤七获得的U路检测信号分别进行快速傅立叶逆变换，获得U路变换后时域信号；步骤九、对步骤八获得的U路变换后时域信号分别进行码片级解扩，获得U路解扩后信号；步骤十、对步骤九获得的U路解扩后信号解调后输出；U为正整数。
2.根据权利要求1所述的基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰 抑制方法，其特征在于，步骤七中的最大似然检测采用基于遗传算法的最大似然检测、基于 模拟退火的最大似然检测或基于蚁群算法的最大似然检测。
3.基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法，其特征在于， 在MC-CDMA系统下发射过程步骤一、将U路调制信号分别进行码片级扩频，获得U路码片级扩频后的信号； 步骤二、将步骤一获得的U路码片级扩频后的信号分别进行快速傅立叶逆变换，获得U 路变换后时域信号；步骤三、将步骤二获得的U路变换后时域信号分别进行块扩频，获得U路块扩频后的信号；步骤四、将步骤三获得的U路块扩频后的信号分别进行加入保护间隔处理，获得处理 后的U路信号，并通过发射天线发射至信道； 接收过程步骤五、采用接收天线接步骤四发射的信号，并将接收到的信号进行去保护间隔处理， 获得处理后的信号；步骤六、将步骤五获得的处理后的信号进行块解扩处理，获得块解扩后的信号； 步骤七、将步骤六获得的块解扩后的信号进行快速傅立叶变换，获得变换后频域信2号；步骤八、将步骤七获得的频域信号进行最大似然检测，获得U路检测后信号； 步骤九、对步骤八获得的U路变换后时域信号分别进行码片级解扩，获得U路解扩后信号；步骤十、对步骤九获得的U路解扩后信号解调后输出； U为正整数。
4.根据权利要求3所述的基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰 抑制方法，其特征在于，步骤七中的最大似然检测采用基于遗传算法的最大似然检测、基于 模拟退火的最大似然检测或基于蚁群算法的最大似然检测。
全文摘要
基于最大似然检测的二维块扩频系统中的残留多用户干扰抑制方法，属于通信领域，本发明为解决快衰落信道的二维块扩频系统的残留多用户干扰的问题。本发明是针对快衰落信道的，与传统慢衰落信道相比，在接收信号时加入了最大似然检测环节，最大似然检测是将接收到的信号通过FFT变换到频域后，通过最大似然检测算法的最优搜索，最优搜索的手段可以采用全局搜索、基于遗传算法的搜索或基于模拟退火算法的搜索，找到使得目标函数最小的一组发送信号的频域表达形式，即原始信号经过码片级扩频以后的频域表达，此时完成了多用户检查目的，具有很好的误码率性能，可以明显改善由于信道增益在连续块里不能保持常数所产生的残余多用户干扰。
文档编号H04B1/707GK101951277SQ20101029800
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者于启月, 刘博 , 孟维晓 申请人:哈尔滨工业大学