[發明專利]一種基于采樣點處理的多用戶聯合檢測方法

有效

• 申請號: 201611223766.1
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106603201B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 吳勝;林新聰;匡麟玲;倪祖耀;晏堅
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

本發明屬于衛星通信技術領域，尤其涉及一種基于采樣點處理的多用戶聯合檢測算法。包括輸入接收采樣點序列、等效信道系數和噪聲方差；進行第m次迭代，計算比特值的均值和方差；計算比特值到采樣節點傳遞消息的均值和方差；計算采樣節點的均值和方差；計算采樣節點到比特值傳遞消息的均值和方差；更新比特值的均值和方差；計算比特值的似然信息；多用戶檢測器輸出的似然信息作為譯碼器的輸入，譯碼器輸出外信息，計算比特值第m+1次迭代的取值概率；進行第m+1次迭代；根據的正負進行比特判決，如果則bi＝1；否則bi＝?1。本發明避免了傳統符號級檢測器從采樣值向符號值轉化過程引起的信息量損失，有效降低干擾消除算法的計算復雜度和提高干擾消除的性能。

技術領域

本發明屬于衛星通信技術領域，尤其涉及一種基于采樣點處理的多用戶聯合檢測方法。

背景技術

衛星移動通信系統中采用了碼分多址(CDMA)技術，處在衛星波束覆蓋下的不同用戶可以同時向衛星發送信號。CDMA系統給不同用戶分配不同的擴頻碼，這些碼字自相關性強，且互相關值小，可實現多個用戶共享時頻資源。在衛星移動通信系統上行鏈路中，由于不同用戶的擴頻碼不完全正交，不同用戶的信號相互干擾，即多址干擾(MAI)。多址干擾會引起遠近效應，也就是功率大的信號抑制功率小的信號。即使采用了完美的功率控制技術，當用戶數增加時MAI也會隨之增加，最終淹沒期望用戶的信號。因此，有必要在接收端采用多用戶檢測技術消除其他用戶的干擾。

1986年，Verdu針對高斯白噪聲(AWGN)信道，提出了最優多用戶檢測算法——最大似然序列估計算法，該算法不但需要很多信息，包括每個用戶是否工作、定時和相位同步、擴頻序列、功率和信道條件，而且該算法的運算復雜度是關于用戶總數程指數增長，當用戶數量很多時，是難以實現的，因此該算法只有理論上的意義。1989年，R.Lupas采用基于矩陣求逆的簡單方法，在忽略噪聲情況下，可以全部消除干擾，缺點是低信噪比時，會放大噪聲，檢測性能下降。為了克服這個問題，U.Madhow在1994年對矩陣求逆作了改進，向矩陣加一個噪聲項再求逆，估計出的序列和發送序列的均方誤差最小。最優檢測器計算次數隨用戶總量程指數增長，R.Lupas和U.Madhow提出的方法都涉及矩陣求逆，計算次數隨用戶數三次方增長，實現復雜度有明顯的下降，但是依然很高。另外，這些算法都是在符號級上作干擾消除，首先對基帶信號按p倍碼片速率采樣得到采樣序列，其次對采樣序列匹配濾波并對其輸出按碼片速率采樣得到碼片值，然后對碼片值進行解擴得到帶干擾的符號值，將其作為多用戶檢測算法的輸入，算法最終輸出干擾消除后的符號值。

傳統多用戶檢測器是先從采樣值獲得符號值，然后在符號級上進行多用戶干擾消除。對于單用戶系統，采用匹配濾波方法從采樣值獲得符號值是最佳的接收方法。但對于多用戶系統，存在多址干擾的情況下，就不再是最佳的，得到的符號值也不是各個用戶原始信息比特的充分統計量。另外，如果對基帶信號采樣是存在偏差，解擴環節對碼片值進行累加合并，會放大采樣偏差，因此符號級檢測器在采樣值向符號值轉化的過程會有較大的信息量損失，導致檢測性能不是最優的。

發明內容