[發明專利]非正交多脈沖調制的非相干多用戶檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201611032864.7
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106788882B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 王杰令;周斌;王敏;王棚
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 61205 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 程曉霞;王品華

本發明公開一種非正交多脈沖調制的非相干多用戶檢測方法及裝置，該方法包括：接收經過非正交多脈沖調制的多用戶疊加信號；建立接收信號的偽線性模型；將接收信號通過一組匹配濾波器得到信道相關矩陣；對相關矩陣作QR分解，將相關矩陣轉換為上三角矩陣結構；各用戶間通過依次反饋已判決用戶信息以消除用戶間多址干擾；各用戶內通過解相關求逆運算消除用戶內各信號的相關性；對檢測后的信號擇大判決，從M種可能結果中選擇最大值作為判決輸出。本發明通過反饋功率較大用戶的判決信號，極大提高功率較弱用戶的檢測性能，并且各用戶通過判決反饋有效消除了多址干擾，即使干擾用戶較多時仍然具有很好穩定性，用于無線通信技術領域。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及非正交多脈沖調制的多用戶檢測，具體是一種非正交多脈沖調制的非相干多用戶檢測方法及裝置，可用于提高功率較弱用戶的檢測性能，并且即使干擾用戶數增加，檢測系統仍能具有很好的穩定性。

背景技術

非正交多脈沖調制(nonorthogonal multipulse modulation，NMM)屬于一種非線性調制技術，由于在接收端采用非相干檢測，不需要載波的相位信息，使得接收端檢測裝置更易于實現。加性高斯白噪聲信道下的多用戶NMM系統，各個用戶分別通過發送M種可能的信號波形來傳輸log₂M比特的信息，并且這些信號波形可以是非正交、能量不相等的。這樣，由于各個用戶發送信息的非正交性，當疊加地到達接收端時將產生多址干擾，嚴重影響NMM系統的容量和性能。并且隨著干擾用戶的數量和功率的增加，多址干擾問題將變得愈發嚴重，尤其當用戶之間的功率不平衡時，必須要通過某種手段來緩解或消除多址干擾的影響。

多用戶檢測是抑制多址干擾、提升NMM系統容量的一種有效途徑。傳統檢測技術在接收信號過匹配濾波器后，直接進行擇大判決處理來恢復原信號，將多址干擾直接當作高斯噪聲。而多用戶檢測的概念是通過利用多址干擾中包含的用戶間互相關信息，有效降低甚至消除干擾的影響。

與傳統碼分多址(code division multiple access,CDMA)系統不同的是，NMM系統在進行多用戶檢測時，不僅需要消除用戶間的多址干擾，而且用戶內還需要進行非相干檢測。通過擴展所有用戶所有發送信號的信號空間，可以將NMM視作一種偽線性調制。基于這種偽線性調制，提出了可以完全消除多址干擾的非相干解相關檢測器，該檢測器后置了三種非相干判決準則：最優、漸進最優以及廣義最大似然比準則。然后還提出了性能更優的非相干最小均方誤差(minimum mean squared error，MMSE)檢測器，同樣得到了該檢測器的三種非相干判決準則：最大值準則、漸進最優以及廣義最大似然比準則。雖然解相關、MMSE這兩種線性檢測器的運算復雜度都不高，但是由于解相關矩陣求逆操作放大了噪聲功率，而MMSE仍然有殘余的多址干擾，使得檢測器的性能并不理想。因此，又有人進一步研究了一種非相干判決反饋多用戶檢測器，該檢測器可以極大地提高功率較弱用戶的檢測性能，但是由于在完成每個用戶的判決后都需要重新更新信道相關矩陣，并對其進行求逆運算，運算復雜度非常高。

綜上，現有的NMM系統的非相干多用戶檢測方法中，要么放大了噪聲功率，要么仍有殘余的多址干擾，要么檢測性能雖然很好，但其運算復雜度過高。因此，有必要提出一種運算復雜度不高，但是性能依舊很好，即能做到復雜度與性能上的折中的多用戶檢測方法與裝置。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提出了一種非正交多脈沖調制的非相干多用戶檢測方法及裝置。其在具有較低復雜度的同時，能極大地提高功率較弱用戶的檢測性能，性能要遠遠超過已有的線性檢測器，甚至可以接近單用戶的檢測性能界。并且即使系統中的干擾用戶數逐漸增多，本發明仍然具有很好的穩定性。

本發明是一種非正交多脈沖調制的非相干多用戶檢測方法，其特征在于，包括有如下步驟：