[發(fā)明專利]WCDMA信號擾碼估計和信源信息盲解碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611245474.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106789789B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 苗佳佳;沈雷;郭婧婧
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L25/03
• 代理公司: 33240 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 杜軍<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.WCDMA信號擾碼估計和信源信息盲解碼方法，其特征在于首先將接收到的載波頻率未知和多用戶疊加在一起的WCDMA信號建模，然后利用復獨立分量分析分離不同用戶的擾碼和信息碼，最后利用鎖相環(huán)技術去除擾碼和信息碼中的剩余頻偏，具體包括如下步驟：

步驟1.WCDMA上行專用物理信道包含上行專用物理數(shù)據(jù)信道和上行專用物理控制信道,在每個無線幀內DPDCH和DPCCH是I/Q碼復用的,將接收到的多用戶和未知頻偏的WCDMA信號，轉化為基帶信號y(n)：

其中，d_Ik(n)表示第k個用戶的DPDCH信息序列，w_Ik(n)為對應的OVSF碼；d_Qk(n)表示第k個用戶的DPCCH信息序列，w_Qk(n)為對應的OVSF碼，其擴頻因子為256；s_Ik(n)和s_Qk(n)分別表示第k個用戶的長擾碼實部和虛部，也就是截短的gold序列，長度和WCDMA信號一幀的長度一致，為38400個碼片；h(n)為采用滾降因子為0.22的根升余弦濾波器；v_k(n)服從單位均值的高斯分布；N表示接收到信號的長度；

步驟2.為將WCDMA信號建模為盲源分離結構模型，將接收到的信號按照DPDCH信道OVSF碼周期進行等幀間隔采樣；

2-1.將接收到的多用戶WCDMA信號按照DPDCH信道OVSF碼周期進行等幀間隔采樣，長擾碼S_k＝s_Ik+js_Qk為第k個用戶截短的長度為38400的Gold序列，w_Ik為第k個用戶的DPDCH信道的OVSF碼，d_Ik(n)表示第k個用戶的DPDCH信息序列，長擾碼周期T＝38400，L為DPDCH信道的OVSF碼長度，M為幀數(shù)，對于接收到的信號，在第一幀中，從第一個碼片開始連續(xù)采樣長度為L的數(shù)據(jù)，然后忽略余下的數(shù)據(jù)，再從第二幀的第一個碼片開始連續(xù)采樣長度為L的數(shù)據(jù)，并忽略第二幀中后面的數(shù)據(jù)，根據(jù)第一幀和第二幀的情況，依次對后續(xù)的數(shù)據(jù)幀進行等幀間隔采樣；同理，DPCCH信道所示幀采樣結構與DPDCH信道所示幀采樣結構相同，其幀采樣周期也是DPDCH信道OVSF碼長；由于每個用戶的OVSF碼和擾碼都不相同，所以每個用戶通過OVSF碼和擾碼組成的新的擴頻序列也不相同；將接收到的多用戶WCDMA信號看成是各個用戶的業(yè)務信道和控制信道在不同碼空間的投影，因此接收到多用戶WCDMA信號能夠建模成盲源分離的形式；

2-2.將WCDMA信號建模為盲源分離結構模型，具體表述如下：

由于每一幀的長度T＝38400，則根據(jù)幀間隔采樣，第m幀采樣的數(shù)據(jù)形成一個向量，表示為：

Y′_m＝[y((m-1)*38400+1),y((m-1)*38400+2),...,y((m-1)*38400+L)] (2)

根據(jù)WCDMA信號的結構，以及公式(1)和(2)，將幀等間隔采樣后的向量Y′_m能夠建模成觀測矩陣：

Y_m＝GB_m+V_m m＝1,2,…,M (3)

式(3)中，G是多用戶載波調制的擴頻序列組成的混合矩陣，B_m是由多用戶組成的載波調制的第m幀信息碼向量，V_m是方差為σ²的高斯噪聲在第m幀采樣得到的向量，其中：

式(4)中，C_k1表示第k個用戶DPDCH信道中OVSF碼和擾碼疊加在一起的載波調制的擴頻序列，C_k2表示第k個用戶DPCCH信道中OVSF碼和擾碼疊加在一起的載波調制的擴頻序列，b_k1m和b_k2m分別表示第k個用戶DPDCH信道和DPCCH信道載波調制的第m幀信息碼；即：

式(5)中，Δω_k為第k個用戶的載波頻率，c_I1k(i)＝w_Ik(i)·s_Ik(i)，c_I2k(i)＝w_Ik(i)·s_Qk(i)表示為DPDCH信道的OVSF碼分別與擾碼實部和虛部疊加組成的新的擴頻碼，c_Q1k(i)＝w_Qk(i)·s_Ik(i)，c_Q2k(i)＝w_Qk(i)·s_Qk(i)表示為DPCCH信道的OVSF碼分別與擾碼實部和虛部疊加組成的新的擴頻碼，由于DPCCH信道的OVSF碼為全1碼片，故疊加的新的擴頻序列還是擾碼本身，即：c_Q1k(i)＝s_Ik(i)，c_Q2k(i)＝s_Qk(i)；

式(6)中，b_Ik(m)，b_Qk(m)分別表示第k個用戶的DPDCH和DPCCH信道的第m幀信息碼，且b_Ik(m)＝d_Ik(T(m-1)/L)，b_Qk(m)＝d_Qk(T(m-1)/L)；

由公式(3)、(4)、(5)、(6)聯(lián)立可知，混合矩陣G是擾碼和OVSF碼疊加的新的擴頻碼以QPSK調制在載波Δω_k上構成，每幀信息碼B_m是以BPSK調制在載波Δω_k·T上構成，每一個信號對應兩個信號子空間；由于混合矩陣是滿秩，且信源是統(tǒng)計獨立的，所以多用戶WCDMA信號經(jīng)過時域截段取值后，能夠建模成時域盲源分離的形式；此時，通過盲源分離算法可以對所有用戶載波調制的信息碼B_m和擴頻序列G進行估計；

步驟3.利用PCA對觀測矩陣進行白化，通過基于復數(shù)Fast-ICA算法對白化后的數(shù)據(jù)進行處理；

步驟4.對觀測矩陣中的信息碼向量B_m進行數(shù)據(jù)解調和擾碼估計；

步驟5.由于所得到擾碼序列是部分序列，故根據(jù)步驟1-步驟4能夠依次估計出長度為L的擾碼序列片段，然后再拼接在一起，從而得到完整的擾碼序列。