[發明專利]抑制擴頻系統窄帶干擾的高速預測碼輔助方法

無效

• 申請號: 200910071731.4
• 申請日: 2009-04-08
• 公開（公告）號: CN101521521A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 郭黎利;殷復蓮;齊琳;姜曉斐;盧滿宏
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04B1/69
• 分類號: H04B1/69;H04B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1、一種抑制擴頻系統窄帶干擾的高速預測碼輔助方法，其特征在于包括：

(1)接收無線通信信號；

(2)將所述無線通信信號下變頻到中頻信號；

(3)數字化所述中頻信號，提供數字信號；

(4)將所述數字信號解調，提供基帶信號；

(5)將所述基帶信號包絡r(t)通過切普匹配濾波以提供采樣信號r(m)；

(6)將所述采樣信號r(m)進行高速濾波。

2、如權利要求1所述的抑制擴頻系統窄帶干擾的高速預測碼輔助方法，其特征在于所述的無線通信信號包括DS-CDMA信號、白噪聲和窄帶干擾，其中DS-CDMA信號擴頻碼選取短碼，短碼碼長N≤63；窄帶干擾包括音頻干擾、數字窄帶干擾或自回歸隨機過程中的一類。

3、如權利要求1或2所述的抑制擴頻系統窄帶干擾的高速預測碼輔助方法，其特征在于所述的高速濾波采取盲并行-最小均方預測-最小均方碼輔助(P-LMS-LMS)方法，包括如下步驟：

步驟1：LMS預測濾波

首先對所述采樣信號r(m)進行LMS預測濾波，設預測濾波階數為M，則M維預測權向量更新公式為

w(m+1)=w(m)+2μr~*(m)rM(m)]]>

其中預測誤差，即LMS預測濾波信號為

r~(m)=r(m)-r^(m)=r(m)-wH(m)rM(m)]]>

式中：r_M(m)＝[r(m-1)…r(m-M)]^T為濾波器輸入向量；μ為預測步長因子；

步驟2：LMS碼輔助濾波

將所述LMS預測濾波信號在處理時間[nT_b，(n+1)T_b]內加窗以提取LMS預測濾波向量r~(n)=[r~(nN+N-1)···r~(nN)]T,]]>對所述LMS預測濾波向量進行LMS碼輔助濾波，(N×K)維碼輔助權矢量更新公式為

Q(n+1)=Q(n)+2μ~r~(n)eH(n)]]>

式中：e(n)=b(n)-QH(n)r~(n)]]>為誤差向量，(n)＝[b₀(n)…b_K-1(n)]^T為用戶比特向量，為信號流(1或-1)；為碼輔助步長因子；

將所述誤差向量帶入所述權矢量更新公式，得到

Q(n+1)=Q(n)+2μ~r~(n)[bT(n)-r~H(n)Q(n)]]]>

將式中進行分解

r~(n)=WH(n){S0Pb(n)+0SMPb(n-1)}+i~(n)+ϵ~(n)]]>

式中：P=diag(P0···PK-1),]]>為信號功率對角陣，P_k為信號功率，其中K為CDMA用戶數目；S＝[s₀…s_K-1]為CDMA擴頻碼矩陣，其中s_k＝[c_k，N-1…c_k，0]T/N為擴頻碼向量，{c_k，i：i＝0，…，N-1}為直接序列擴頻碼(1或-1)，N為擴頻增益；定義S_M為S的1～M行，1～N列，同時定義

利用E{b(n)b^T(n)}＝I，E{b(n-1)b^T(n)}＝0，得到

r~(n)bT(n)=E{r~(n)bT(n)}=W1H(n)SP]]>

進而得到無需訓練序列的盲S-LMS-LMS方法的碼輔助權矢量遞推公式

Q(n+1)=Q(n)+2μ~[W1H(n)SP-r~(n)r~H(n)Q(n)]]]>

實現并行處理的關鍵是使盲S-LMS-LMS方法的碼輔助模塊無需預測模塊的計算結果由于在W₂(n)的(M×N)維元素中，僅最下方的小三角陣存在非零值，故可將所述中W2(n)參與運算的部分近似舍去，得到無需直接參與運算的并行權矢量遞推公式

Q(n+1)=Q(n)+2μ~[W1H(n)SP-W1H(n)r(n)rH(n)W1(n)Q(n)]]]>

上式中，Q的每次更新都需要等待w更新N次構成W₁，并沒有顯著縮短處理時間，縮短處理時間的關鍵是使w的更新與Q的更新同步進行，分析所述盲預測碼輔助遞推公式，預測結構完成第一次權向量w的更新，可以構成W1的第一列，左乘矩陣相當于做行變換，可得W₁^H(n)SP和W₁^H(n)r(n)的第一行，右乘矩陣相當于做列變換，可得r^H(n)W₁(n)的第一列，即得到了W₁^H(n)r(n)r^H(n)W₁(n)的第一行、第一列，這里做出重要假設，令W₁^H(n)r(n)r^H(n)W₁(n)第一行的其余數據為0，便可完成Q第一行的遞推；同理，在預測結構完成第二次權向量w的更新時，利用第一次權向量的更新結果，可得到Q第二行的第一個和第二個數據，假設Q第二行的其余數據為0，就完成了Q第二行的遞推；依此類推，w的每次更新都與Q一行的更新同步進行，得到高速盲P-LMS-LMS方法的碼輔助權矢量遞推公式Q(n+₁)＝Q(n)+₂μ[W₁^H(n)SP-tril(W₁^H(n)r(n)r^H(n)W₁(n)Q(n))]

其中tril(·)表示取下三角陣。