一种阵列天线MT-CDMA系统上行链路接收方法

摘要

一种阵列天线MT-CDMA系统上行链路接收方法，首先对阵列天线每一阵元所接收的信号进行子载波信号分离；其次，将所分离出的每一阵元的子载波信号进行解扩和匹配滤波处理，实现用户信号的解扩和用户子载波多径信号的分离，获得用户子载波多径信号的匹配滤波输出；然后，将不同阵元上匹配滤波器输出信号中属于同一用户同一子载波同一多径的信号进9行空域合并；之后，再将所得到空域合并后的信号中属于同一用户同一子载波的各个多径信号进行时域合并；最后，对所得到经空域、时域合并后的用户子载波信号的最终判决变量进行判决，得到用户子载波信号的判决结果。系统具有良好的接收性能，接收处理简单，易于实现。

主权项

1.一种阵列天线MT-CDMA系统上行链路接收方法，对任一用户k任一子载波l′，其特征在于包括以下接收步骤：步骤1，将阵列天线第1阵元所接收的信号r₁(t)，第2阵元所接收的信号r₂(t)，…，第N阵元所接收的信号r_N(t)分别送入载波信号分离模块(1-1)，(1-2)，…，(1-N)中，N个载波分离模块完成输入信号与发射端调制方式对应的子载波cos(ω_l′t)、sin(ω_l′t)组合相乘的运算，实现各子载波信号的分离，得到输出信号，x₁(t)＝r₁(t)(cos(ω_l′t)+sin(ω_l′t))，x₂(t)＝r₂(t)(cos(ω_l′t)+sin(ω_l′t))，…，x_N(t)＝r_N(t)(cos(ω_l′t)+sin(ω_l′t))；其中，ω_l′是MT-CDMA信号第l′个子载波的角频率；步骤2，将信号x₁(t)分别送入P个解扩和匹配滤波模块(2-1-1)，(2-2-1)，…，(2-P-1)，进行解扩和子载波多径信号的分离，得到第i比特信号：$y_{k,l\prime ,\mathrm{1,1}}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,1}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,1}}{r}_1\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,1})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,1}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,1}}{r}_1\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,1})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$$y_{k,l\prime ,\mathrm{2,1}}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,2}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,2}}{r}_1\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,2})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,2}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,2}}{r}_1\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,2})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$                          …，$y_{k,l\prime ,P,1}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,P}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,P}}{r}_1\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,P})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,P}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,P}}{r}_1\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,P})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$同时将信号x₂(t)分别送入P个解扩和匹配滤波模块(2-1-2)，(2-2-2)，…，(2-P-2)，进行解扩和子载波多径信号的分离，得到第i比特信号：$y_{k,l\prime ,\mathrm{1,2}}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,1}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,1}}{r}_2\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,1})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,1}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,1}}{r}_2\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,1})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$$y_{k,l\prime ,\mathrm{2,2}}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,2}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,2}}{r}_2\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,2})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,2}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,2}}{r}_2\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,2})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$                          …，$y_{k,l\prime ,P,2}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,P}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,P}}{r}_2\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,P})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,P}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,P}}{r}_2\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,P})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$                          …，同时将信号x_N(t)分别送入P个解扩和匹配滤波模块(2-1-N)，(2-2-N)，…，(2-P-N)，进行解扩和子载波多径信号的分离，得到第i比特信号：$y_{k,l\prime ,1,N}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,1}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,1}}{r}_N\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,1})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,1}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,1}}{r}_N\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,1})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$$y_{k,l\prime ,2,N}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,2}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,2}}{r}_N\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,2})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,2}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,2}}{r}_N\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,2})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$                          …，$y_{k,l\prime ,P,N}\left(i\right)={\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,P}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,P}}{r}_N\left(t\right)c_k^1(t-{\tau }_{k,P})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt}+j{\int }_{(i-1)T_L+{\tau }_{k,P}}^{{\mathrm{iT}}_L+{\tau }_{k,P}}{r}_N\left(t\right)c_k^Q(t-{\tau }_{k,P})(\cos \left({\omega }_{l\prime }t\right)+\sin \left({\omega }_{l\prime }t\right))\mathrm{dt},$步骤2各式中，MT-CDMA信号的比特周期为T_L，和分别为QPSK调制方式同相和正交信号分量所对应的扩频序列，τ_k，1…τ_k，P分别是用户k第1到第P条多径的时延；步骤3，将N个匹配滤波输出信号y_{k，l′，1，1}(i)，y_{k，l′，1，2}(i)，…，y_{k，l′，1，N}(i)送入空域合并模块(3-1)，得到矢量y_k，l′，1(i)＝[y_{k，l′，1，1}(i)，y_{k，l′，1，2}(i)，…，y_{k，l′，1，N}(i)]^T，通过空域合并权矢量$w_{k,l\prime ,1}^s\left(i\right)=[w_{k,l\prime ,\mathrm{1,1}}^s\left(i\right),w_{k,l\prime ,\mathrm{1,2}}^s\left(i\right),...,w_{k,l\prime ,1,N}^s\left(i\right)],$完成用户k第1条径信号的空域合并，得到空域合并后的信号$z_{k,l\prime ,1}\left(i\right)=w_{k,l\prime ,1}^s\left(i\right)·y_{k,l\prime ,1}\left(i\right);$同时将N个匹配滤波输出信号y_{k，l′，2，1}(i)，y_{k，l′，2，2}(i)，…，y_{k，l′，2，N}(i)送入空域合并模块(3-2)，得到矢量y_k，l′，2(i)＝[y_{k，l′，2，1}(i)，y_{k，l′，2，2}(i)，...，y_{k，l′，2，N}(i)]^T，通过空域合并权矢量$w_{k,l\prime ,2}^s\left(i\right)=[w_{k,l\prime ,\mathrm{2,1}}^s\left(i\right),w_{k,l\prime ,\mathrm{2,2}}^s\left(i\right),...,w_{k,l\prime ,2,N}^s\left(i\right)],$完成用户k第2条径信号的空域合并，得到空域合并后的信号$z_{k,l\prime ,2}\left(i\right)=w_{k,l\prime ,2}^s\left(i\right)·y_{k,l\prime ,2}\left(i\right),$…，同时将N个匹配滤波输出信号y_{k，l′，P，1}(i)，y_{k，l′，P，2}(i)，…，y_{k，l′，P，N}(i)送入空域合并模块(3-P)，得到矢量y_k，l＇，P(i)＝[y_{k，l＇，P，1}(i)，y_{k，l′，P，2}(i)，...，y_{k，l′，P，N}(i)]^T，通过空域合并权矢量$w_{k,l\prime ,P}^s\left(i\right)=[w_{k,l\prime ,P,1}^s\left(i\right),w_{k,l\prime ,P,2}^s\left(i\right),...,w_{k,l\prime ,P,N}^s\left(i\right)],$完成用户k第P条径信号的空域合并，得到空域合并后的信号$z_{k,l\prime ,P}\left(i\right)=w_{k,l\prime ,P}^s\left(i\right)·y_{k,l\prime ,P}\left(i\right);$步骤4，将空域合并后的P条多径信号z_k，l′，1(i)，z_k，l′，2(i)，…，z_k，l′，P(i)送入时域合并模块(4)，得到矢量z_k，l′(i)＝[z_k，l′，1(i)，z_k，l′，2(i)，…，z_k，l′，P(i)]^T，通过时域合并权矢量$w_{k,l\prime }^t\left(i\right)=[w_{k,l\prime ,1}^t\left(i\right),w_{k,l\prime ,2}^t\left(i\right),...,w_{k,l\prime ,P}^t\left(i\right)]$完成多径信号的时域合并，获得用户k最终的判决变量$Z_{k,l\prime }\left(i\right)=w_{k,l\prime }^s\left(i\right)·z_{k,l\prime }\left(i\right);$步骤5，将最终的判决变量Z_k，l′(i)送入信号判决模块(5)进行极性判决，得到任一用户k任一子载波l′信号的判决结果。