一种基于交织差分最小均方误差准则的多用户检测方法

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。

主权项

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和一个专用物理控制信道，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专用物理数据信道的第i个待发送符号x_k(i)乘以用户k专用物理数据信道的OVSF码C_k,I，得到专用物理数据信道化编码后的信号，专用物理数据信道化编码后的信号乘以专用物理数据信道权重因子β_I，得到专用物理数据信道化编码加权后的信号；用户k专用物理控制信道的第i个待发送符号y_k(i)乘以用户k专用物理控制信道的OVSF码C_k,Q，得到专用物理控制信道化编码后的信号，专用物理控制信道化编码后的信号乘以专用物理控制信道权重因子β_Q，得到专用物理控制信道化编码加权后的信号，对专用物理控制信道化编码加权后的信号进行π/2移相处理；专用物理数据信道化编码加权后的信号和经过π/2移相处理后的专用物理控制信道化编码加权后的信号相加组成一级扩频后的复信号d_k(i)，该复信号d_k(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；C_k,I包括G个码片，且C_k,I的序列周期时间等于待发送符号x_k(i)对应的时间；C_k,Q的序列周期时间等于待发送符号y_k(i)对应的时间；G∈[4 8 16 32 64 128]；β_I和β_Q均为常实数；I表示实部，Q表示虚部；（2）二级扩频：d_k(i)乘以用户k的复数型S(2)短扰码S_k中的一个片段S_k(mod(i/(256/G)))，得到二级扩频后的信号u_k(i)；其中：S_k的周期为256个码片；为了实现d_k(i)与S_k按位相乘，将S_k分割为256/G个片段，记为S_k(0),S_k(1)…,S_k(256/G-1),每个片段为包括G个码片的向量，其中的一片段为S_k(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u_k(i)存入到N×（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；待交织寄存器矩阵存满时，u_k(i)经交织寄存器矩阵交织后输出信号v_k(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v_k(i)经无线信道传输得到信号步骤四，解交织处理：信号存入N×（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所述解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[S_k(mod(i/(256/G)))]^*得到复数信号其中，[·]^*为复数共轭；对复数信号经过取实部运算后，得到由G个码片组成的实数向量步骤六，多用户检测算法消除多址干扰：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w_k(i)做内积，得到软输出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η=0.5，迭代步长μ＝0.001，具体步骤为：①当i≤256/G时，w_k(i)＝C_k,I，遗留影响值M(i)＝0.1，执行⑤；否则，执行②；②计算误差值$e_k\left(i\right)={\bar{x}}_k\left(i\right)w_k{(i-256/G)}^H{\hat{z}}_k(i-256/G)-{\bar{x}}_k(i-256/G)w_k{(i-256/G)}^H{\hat{z}}_k\left(i\right),$其中：[·]^H为共轭转置运算；③更新遗留影响值$M\left(i\right)=\mathrm{\eta M}(i-256/G)+(1-\eta ){\hat{z}}_k{\left(i\right)}^H{\hat{z}}_k\left(i\right);$④更新权系数$w_k\left(i\right)=\frac{w_k(i-256/G)+\frac{\mu }{M\left(i\right)}{\hat{z}}_k\left(i\right){\hat{z}}_k\left(i\right){\bar{x}}_k^{*}(1-256/G){e_k}^{*}\left(i\right)}{\left|w_k{(i-256/G)}^H{\hat{z}}_k(i-256/G)\right|},$其中：为的共轭，e_k^*(i)为e_k(i)的共轭；⑤横向滤波器的软输出标量为用户k专用物理数据信道的第i个待发送符号x_k(i)经过信道传输后在基站的硬判决；其中sgn(·)表示判决函数；⑥令i=i+1，若i＞T，结束程序，T为待发送的总符号数；否则，返回①。