專(zhuān)利名稱(chēng)：在碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)中檢測(cè)擴(kuò)頻信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)檢測(cè)方法，更確切地說(shuō)是涉及一種針對(duì)多徑衰落環(huán)境下的碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)，利用子空間分解和最小二乘法擬合來(lái)估計(jì)與用戶相關(guān)的特征波形的方法。
近幾年來(lái)，包括蜂窩、集群、無(wú)繩電話、尋呼等的無(wú)線通信發(fā)展異常迅猛，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于整個(gè)通信業(yè)的發(fā)展速度，在這樣一場(chǎng)“無(wú)線革命”中，近年來(lái)興起的無(wú)線用戶環(huán)路系統(tǒng)(WIRELESS LOCAL LOOP)將是無(wú)線通信領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)新的熱點(diǎn)。
現(xiàn)代的無(wú)線用戶環(huán)路系統(tǒng)是應(yīng)用蜂窩移動(dòng)或數(shù)字無(wú)繩電話的技術(shù)，在電話用戶與市話交換局間采用高性能、低價(jià)格的無(wú)線聯(lián)接，可使電話用戶免受市話電纜的束縛，取得有限的移動(dòng)自由性，和使電話運(yùn)營(yíng)者省去市話電纜建設(shè)之勞，便于擴(kuò)充服務(wù)區(qū)域。
其中采用碼分多址CDMA(CODE DIVISION MULTIPLEN AC-CESS)技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)，作為下一代無(wú)線業(yè)務(wù)的商用多址系統(tǒng)，可保證有效地利用帶寬和有強(qiáng)的抗干擾能力及對(duì)業(yè)務(wù)類(lèi)型變化的適應(yīng)能力，因而正日益受到青睞。
在碼分多址系統(tǒng)中，擴(kuò)頻(CDMA)信號(hào)的檢測(cè)是建立通信的基礎(chǔ)，檢測(cè)CDMA信號(hào)的一般途徑是在多用戶接入情況下求得每一個(gè)用戶的特征波形(SIGNATURE WAVEFORM)以及相應(yīng)的傳播信道參數(shù)，再利用該波形從其他信號(hào)中區(qū)分出每一CDMA信號(hào)。傳統(tǒng)的在時(shí)變環(huán)境下求得每個(gè)用戶特征波形的方法是在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中加入訓(xùn)練序列(一種周期性發(fā)送的導(dǎo)引PILOT信號(hào))。但這種作法的代價(jià)是大大降低了信道的有效性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使傳輸效率降低，并且在衰落情況下訓(xùn)練序列本身會(huì)發(fā)生差錯(cuò)以至難以識(shí)別，特別是當(dāng)信道變化速率增加時(shí)，將不能使用這種方法。若使用自適應(yīng)多用戶檢測(cè)法來(lái)對(duì)付快衰落信道，也仍需由導(dǎo)引信號(hào)獲得對(duì)特征波形的準(zhǔn)確估計(jì)。
以上分析表明，為了進(jìn)行可靠的信號(hào)檢測(cè)，CDMA系統(tǒng)必須在基站了解每個(gè)用戶發(fā)出信號(hào)的特征波形信息，而訓(xùn)練序列技術(shù)在無(wú)線通信中又過(guò)于煩瑣，因此缺乏有效的數(shù)據(jù)盲處理技術(shù)已成為妨礙CDMA系統(tǒng)在頻率選擇性環(huán)境下應(yīng)用的重要原因，因此目前在CDMA無(wú)線通信系統(tǒng)中急切需要一種不用訓(xùn)練序列而能有效判斷多用戶信道參數(shù)和特征波形的方法。
本發(fā)明的目的是提供一種在碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)中檢測(cè)擴(kuò)頻(CDMA)信號(hào)的方法，在基站接收機(jī)中可不必使用訓(xùn)練序列，即用盲識(shí)別處理技術(shù)判斷眾多用戶的傳播信道特征，在同步或異步CDMA系統(tǒng)中提供對(duì)特征波形的直接解答估計(jì)，在遠(yuǎn)近效應(yīng)和頻率選擇性衰落環(huán)境下提高碼分多址系統(tǒng)的容量和通信質(zhì)量。
本發(fā)明的在碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)中檢測(cè)擴(kuò)頻信號(hào)的方法，應(yīng)用于傳播信道特性隨環(huán)境變化的移動(dòng)通信領(lǐng)域中，利用由用戶碼所定義的子空間確定用戶特征，并僅根據(jù)系統(tǒng)輸出識(shí)別特征波形檢測(cè)出CDMA信號(hào)。
本發(fā)明的在碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)中檢測(cè)CDMA信號(hào)的方法基本由兩部分組成，第一部分是利用數(shù)據(jù)矩陣的子空間信息估計(jì)特征波形，第二部分是在估計(jì)出的特征波形基礎(chǔ)上用得到的抽樣數(shù)據(jù)判決發(fā)送的CDMA信號(hào)。CDMA系統(tǒng)對(duì)基站接收機(jī)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到參數(shù)估計(jì)，以達(dá)到檢測(cè)CDMA信號(hào)的目的，參數(shù)估計(jì)是利用用戶的特征波形來(lái)完成的，而特征波形是由測(cè)量值協(xié)方差矩陣子空間信息和用戶擴(kuò)譜碼唯一確定的。
本發(fā)明的在碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)中檢測(cè)擴(kuò)頻信號(hào)的方法，其特征在于是包括以下步驟1)由基站接收機(jī)將來(lái)自CDMA用戶的上行信號(hào)以碼片速率抽樣得到信號(hào)測(cè)量值；2)用一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的信號(hào)測(cè)量值堆疊成一個(gè)數(shù)據(jù)向量，計(jì)算這些數(shù)據(jù)向量的自協(xié)方差矩陣RX；3)從協(xié)方差矩陣得到零空間Uo和根據(jù)用戶擴(kuò)譜碼構(gòu)造內(nèi)核矩陣Ci，得到協(xié)方差矩陣的正交子空間；4)在正交子空間的基礎(chǔ)上得到一組線性方程組，用對(duì)線性方程組的最小二乘解法得到第i個(gè)用戶的信道向量；5)用估計(jì)的信道向量和內(nèi)核矩陣的乘積重建第i個(gè)用戶的特征波形向量；6)對(duì)每個(gè)CDMA用戶重復(fù)步驟4)和5)，求得每一用戶的總的特征波形向量送各多用戶接收機(jī)。
所述步驟1)中的基站接收機(jī)是多接收機(jī)，所述的信號(hào)測(cè)量值是基站利用眾多接收機(jī)和或分組抽樣數(shù)據(jù)得到的信號(hào)測(cè)量值；所述步驟6)是對(duì)每一用戶，利用所述步驟3)、4)、5)解出相應(yīng)特征波形并將所有接收機(jī)的特征波形向量組成一個(gè)總的特征波形。
對(duì)每一用戶特征波形的判決包括兩個(gè)基本步驟，即子空間分解和最小二乘法擬合，該子空間技術(shù)不僅可用于處理單接收機(jī)的準(zhǔn)同步CDMA系統(tǒng)，還可用于處理多用戶接收(物理、虛擬)和異步CDMA系統(tǒng)。本方法不僅適用于無(wú)線通信應(yīng)用中，也適用于如水下聲學(xué)、地震學(xué)分析等其他應(yīng)用領(lǐng)域，其所提供的區(qū)分共信道信號(hào)的能力使其極易用于使用不相同特征波形的多用戶情況中。
子空間技術(shù)用于處理多用戶接收和異步CDMA系統(tǒng)時(shí)，其解決方法可歸結(jié)為1、在一個(gè)符號(hào)(symbol)周期內(nèi)將從所有接收機(jī)得到的抽樣數(shù)據(jù)堆疊，得到一超極(super)數(shù)據(jù)向量；2、利用最小二乘法擬合的方法判決每一用戶的信道向量以及相應(yīng)的特征波形向量；3、利用用戶的特征波性(包括碼、時(shí)間或空間特性)對(duì)每一用戶進(jìn)行CDMA信號(hào)檢測(cè)。
對(duì)應(yīng)用本方法的CDMA系統(tǒng)需滿足兩方面的條件1)信道是有限沖激響應(yīng)(FIR)，其響應(yīng)長(zhǎng)度同一個(gè)符號(hào)(symbol)的周期相比是很小的；2)所有用戶的直接路徑信號(hào)大致在符號(hào)級(jí)上是同步的(以上兩點(diǎn)對(duì)大多數(shù)無(wú)線應(yīng)用來(lái)說(shuō)是合理的)。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方法

圖1、在具有頻率選擇性環(huán)境下同步CDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意2、多徑效應(yīng)和定時(shí)偏差對(duì)特征波形影響的示意3、使用本方法的S-CDMA接收機(jī)結(jié)構(gòu)框4、由頻率選擇性信道和分組抽樣技術(shù)造成的碼片間干擾的示意5、采用本方法仿真檢測(cè)的CDMA信號(hào)示意6、圖3中級(jí)聯(lián)DSP信號(hào)處理流程圖參見(jiàn)圖1，圖示顯示了一個(gè)CDMA無(wú)線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并說(shuō)明了影響CDMA通信質(zhì)量與系統(tǒng)容量的關(guān)鍵因素。多個(gè)用戶(圖中僅示出兩個(gè)用戶；用戶#1和用戶#2)在頻率選擇性衰落信道中同時(shí)發(fā)送CDMA信號(hào)，基站天線收到的信號(hào)是所有用戶直接路徑信號(hào)S1(t)、S2(t-T2)……和它們的多徑反射信號(hào)S1(t-T1)……的疊加，在典型的CDMA系統(tǒng)中，因?yàn)閺母饔脩舭l(fā)出的攜帶信息的信號(hào)被其特有的特征波形所確定，使得信號(hào)能從疊加的信號(hào)中檢測(cè)出來(lái)。但是，由于多徑反射、直達(dá)路徑的定時(shí)偏移，以及其他環(huán)境因素的影響可能使傳送波形形狀變得不可預(yù)測(cè)，因而使信號(hào)性能發(fā)生惡化。
參見(jiàn)圖2，圖2進(jìn)一步示出多徑效應(yīng)及定時(shí)偏差等特征波形的影響。圖中，無(wú)線信道(簡(jiǎn)稱(chēng)信道)h(t)為用戶與基站天線間的總的傳送函數(shù)，特征波形W(t)是指與每一用戶相關(guān)的特征CDMA波形。C(1)、C(2)……C(L)表示多用戶。
在理想情況下，CDMA信號(hào)的特征波形W(t)是由用戶擴(kuò)譜碼{c(1)}lL＝1(通常由基站指定)和精心設(shè)計(jì)的脈沖成形函數(shù)決定的。在實(shí)際工作中，由于多徑衰落和傳播延遲造成環(huán)境變化，h(t)也隨之變化，由此得到的對(duì)CDMA系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)必不可少的、需要被識(shí)別的特征波形也變成未知(盡管傳播信道有隨機(jī)性特點(diǎn)，但特征波形總保持一定的由其碼所決定的特定波形)。
參見(jiàn)圖3，示出本發(fā)明方法的一種應(yīng)用。本發(fā)明的方法既可用于單接收機(jī)，也可用于多接收機(jī)和(或)分組(fractionally spaced)系統(tǒng)，在應(yīng)用于多信道系統(tǒng)中時(shí)，基站使用一組天線陣和(或)過(guò)采樣(oversample)技術(shù)。
本例中，每碼片(chip)周期內(nèi)抽4次樣，從4個(gè)實(shí)際接收機(jī)以碼片的速率進(jìn)行抽樣獲得測(cè)量值，輸出可等效于4振子天線陣系統(tǒng)。
多天線基站的多信道接收機(jī)30收到抽樣的測(cè)量結(jié)果，送到專(zhuān)用的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)31和一系列的CDMA多用戶接收機(jī)#1…#p(32、33)。專(zhuān)用的數(shù)字信號(hào)處理器DSP用于估計(jì)特征波形和進(jìn)一步計(jì)算所有用戶的最佳接收機(jī)濾波器。計(jì)算出的濾波器參數(shù)再送到各個(gè)多用戶接收機(jī)#1…#p，以解出每個(gè)用戶發(fā)送的信號(hào)，濾波器的輸出還送解調(diào)器34、35……中，用于在解調(diào)器中恢復(fù)攜帶的信息的信號(hào)序列。
數(shù)字信號(hào)處理器31可以由一個(gè)也可以由多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器構(gòu)成，用特定的算法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的信號(hào)處理過(guò)程，包括利用用戶的特征波形所作的參數(shù)估計(jì)。數(shù)字信號(hào)處理器31的輸入信號(hào)來(lái)自多信道接收機(jī)30，該信號(hào)是經(jīng)過(guò)分組和過(guò)取樣的、具有多徑傳布和頻率選擇性衰落、遠(yuǎn)近效應(yīng)等嚴(yán)重惡化的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)處理器的輸出信號(hào)是經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法處理過(guò)的多用戶的總的特征波形向量，以供多用戶接收機(jī)#1……#p作進(jìn)一步處理。
本發(fā)明的方法是用從基站接收機(jī)收到的信號(hào)來(lái)直接估計(jì)特征波形，即從系統(tǒng)輸出的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)特征波形，且不使用訓(xùn)練序列而進(jìn)行數(shù)據(jù)有效的特征波形估計(jì)。本發(fā)明首先利用數(shù)據(jù)矩陣的子空間信息估計(jì)特征波形，其次再在估計(jì)出的特征波形基礎(chǔ)上用得到的抽樣數(shù)據(jù)判決發(fā)送的CDMA信號(hào)。
該方法中首要的問(wèn)題是對(duì)盲特征波形的有效估計(jì)，以一個(gè)單天線且擁有P個(gè)用戶并忽略噪聲的CDMA系統(tǒng)為例，基站接收機(jī)的基帶輸出信號(hào)可寫(xiě)作y(t)=Σl=1pΣm=-∞∞Si(m)wi(t-mTs)---(1)]]>此處si(m)是第i個(gè)用戶傳送的信息信號(hào)序列，wi(t)是與其相關(guān)聯(lián)的特征波形，Ts表示符號(hào)(symbol)的寬度。
這里特征波形wi(t)是與用戶擴(kuò)譜碼和信道沖激響應(yīng)有關(guān)wi=Σl=1Lcci(l)hi(t-lT-δti)---(2)]]>此處T是碼片(chip)的寬度，{ci(1)，ci(2)，…，ci(Lc)ci(1)＝±1}是接收機(jī)已知的擴(kuò)譜碼，Lc是碼長(zhǎng)，hi(t)是未知的總的信道響應(yīng)。通常把hi(t)認(rèn)為是有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器是合理的，長(zhǎng)度為〔OLT〕。因此wi(t)范圍為〔O(Lc+L-1)T〕。在一個(gè)同步CDMA系統(tǒng)中，所有用戶直達(dá)路徑信號(hào)可同步到一個(gè)碼片(chip)寬度T的幾分之一內(nèi)。因此我們假設(shè)δti∈〔-T/4T/4〕用碼片(chip)的速度(t＝iT-t0，i＝1，2…，)從t0＝T/2起對(duì)y(t)進(jìn)行抽樣，得到離散時(shí)間模式等式y(tǒng)(n)＝[y(n，1)，y(n，2)，…y(n，Lc)]T，Y(n，K)＝Y(jié)(nTs+KT-t0)；wi＝[Wi(1)，wi(2)，…，wi(Lc+L-1)T， wi(k)＝wi(kT-t0)；(3)hi＝[hi(1)，hi(2)，…，hi(L)]r， hi(k)＝hiδti)；這里感興趣的問(wèn)題是由Y(n)估計(jì){wi}。數(shù)據(jù)向量Y(n)在一個(gè)符號(hào)(symbol)周期內(nèi)包含Lc個(gè)抽樣值，y(n)=Σl=1pwi(1)···wi(L-1)wI(L)···wi(L)wi(L+1)···WI(L+L-1)0···0Tsi(n)si(n-1)---(4)]]>在大多數(shù)PCS(個(gè)人通信系統(tǒng))應(yīng)用中，由于最大延遲擴(kuò)展同符號(hào)(symbol)周期相比是很小的，既L＜＜Lc，因此符號(hào)(symbol)間干擾(ISI)可被忽略，y(n)的主要部分為，x(n)=defy(n,l),y(n,Lc)=Σi=1pwi(L),wi(Lc)si(n)=defΣi=1pWisi-(n)---(5)]]>不受ISI的影響。為了估計(jì)受碼片間干擾(ICI)而失真的特征波形，從公式2得到，wI(K)=Σi=1Lcci(l)hi(k-1)=Σi=1Lhi(l)ci(k-1),k=1,···,Lc+L-1---(6)]]>因此Wi-=Ci(L)···Ci(1)ci(L+1)···Ci(2),,,ci(Lc)···ci(Lc-L+1)hi---(7)]]>說(shuō)明
(或wi)是由未知信道向量hi所唯一確定的。估計(jì)特征波形的問(wèn)題現(xiàn)在轉(zhuǎn)化為估計(jì)信道向量的問(wèn)題。
給出N個(gè)向量，我們得到
對(duì)數(shù)據(jù)矩陣X進(jìn)行子空間分解X=WS=(UsUo)(OOΣso)(vsHvsH)---(9)]]>這里(·)H是Hermitian矩陣，Us中的向量同P個(gè)非0奇異值有關(guān)，它排列在由W矩陣的列定義的信號(hào)子空間中；而Uo中的向量與0奇異值有關(guān)，它排列在正交子空間中，而此正交子空間是信號(hào)子空間的正交補(bǔ)，由此可得Uo⊤W⇒UoHwi=O,i=1······P---(10)]]>Us和Uo的維數(shù)分別為(Lc-L)×P和(Lc-L)×(Lc-L-P)。把wi＝Cihi代入(10)中得到UoHCihi=O,i=1······P---(11)]]>上述方程組有(Lc-L-P)個(gè)方程式，L未知，因此如果P≤Lc-2L，方程組(11)含冗余方程，因此可唯一解出非平凡解hi滿足‖hi‖＝1上述對(duì)特征波形估計(jì)的方法可總結(jié)如下1.應(yīng)用對(duì)X的奇異值分解或?qū)XH的本征值分解，計(jì)算正交子空間Uo；2.對(duì)每一用戶，通過(guò)解公式(11)中的線性方程組估計(jì)信道向量hi。在存在噪聲的情況下，可用方程組(11)的最小均方解估計(jì)hi；3.用公式(6)重建向量{wi}。
本發(fā)明的方法在使用中應(yīng)該注意以下三方面的問(wèn)題
1.上述方法的主要優(yōu)點(diǎn)是使用最少的抽樣數(shù)據(jù)得到閉環(huán)方式特征波形估計(jì)，可適合于劇烈環(huán)境變化下快速系統(tǒng)恢復(fù)，特別是能在P符號(hào)(symbol)周期內(nèi)判決出特征波形；2.P≤Lc-2L條件僅在抽樣率為1/T的單天線系統(tǒng)時(shí)需要，該算法很容易通過(guò)進(jìn)一步使用空間過(guò)采樣(spatial oversampling)(多天線)和(或)時(shí)間過(guò)采樣(temporal oversampling)技術(shù)來(lái)推廣到過(guò)載(overload)系統(tǒng)(P＞L0)中；3.L＜＜Lc的條件，雖然在多數(shù)PCS應(yīng)用中是成立的，但通過(guò)在二個(gè)或多個(gè)符號(hào)(symbo1)周期內(nèi)疊加抽樣數(shù)據(jù)的方法可放松這一要求X(n)＝[Y(n，L)，……，Y(n，LC)，y(n+1，1)，y(n+1，2)，……Y(n+1，LC)]T不考慮L的值(0≤L≤Lc)，每一用戶的范圍如下wi(L+1)···wi(Lc)wi(Lc+1)···wi(Lc+L-1)0···00···0···wi(L)wi(L+1)···wi(Lc)]]>通過(guò)相應(yīng)修改公式(10)和(11)，所推薦的子空間算法甚至在非同步系統(tǒng)中仍可應(yīng)用。
我們模擬一個(gè)單接收機(jī)S-CDMA系統(tǒng)，其中Lc＝32，P＝25，SNR＝5db，δti位于〔-T/4 T/4〕內(nèi)。對(duì)每一用戶來(lái)說(shuō)，多徑延遲和多徑的數(shù)目分別為〔0 3T〕和〔1 10〕。我們將40個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)用到上面提到的信道估計(jì)的算法中。當(dāng){hi}被確認(rèn)后，特征波形{wi}就可重建。然后我們利用一簡(jiǎn)單迫零(zero forcing)接收器(去相關(guān)器)來(lái)恢復(fù)原始信號(hào)。
參見(jiàn)圖4，采出由頻率選擇性信道和分組(fractionally spaced)抽樣技術(shù)造成的碼片間干擾，在多徑傳播(具有頻率選擇性衰落)條件下，分組抽樣的結(jié)果，圖示表明，多徑傳播使每個(gè)碼片的信號(hào)互相重疊，造成碼片間干擾。
參見(jiàn)圖5，作為與圖4的對(duì)比，采用本發(fā)明的方法仿真檢測(cè)到的CDMA信號(hào)，即將50個(gè)用戶的信號(hào)放在一個(gè)兩維數(shù)組中，采用本發(fā)明的盲特征波形估算法來(lái)檢測(cè)出信號(hào)攜帶的信號(hào)。
圖中示出了一個(gè)用戶的模擬的信道響應(yīng)和處理結(jié)果。信道的能量分配表明存在強(qiáng)的多徑信號(hào)。比較使用迫零(zero forcing)均衡器和傳統(tǒng)匹配濾波器所得到的信號(hào)星座圖，可以明顯看出本方法可得到令人滿意的特征波形估計(jì)。
上述方法直接適用于多接收機(jī)系統(tǒng)。只要從天線陣和(或)過(guò)采樣(oversampling)接收機(jī)輸出中得到數(shù)據(jù)測(cè)量值，那么我們?cè)瓌t上可從所有M(M)1)個(gè)實(shí)際上或虛擬的接收機(jī)中構(gòu)造出數(shù)據(jù)矩陣。定義新的特征波形向量和信道向量如下X=X1,XM,wi-=wi1-,wiM-,hi=hi1,hiM---(12)]]>X＝[wi…Wp]S＝WS仍成立，同樣X(jué)和W子空間的空間關(guān)系也仍保持。但是Uo中正交向量的數(shù)目大體上增加到M(Lc-L)-P，很明顯hi是UoHCi00Cihi=0]]>的解，然后可相應(yīng)解出所有的特征波形。
參見(jiàn)圖6，進(jìn)一步示出圖3中專(zhuān)用數(shù)字信號(hào)處理器的信號(hào)處理過(guò)程。步驟601，接收由多信道接收機(jī)30收到的來(lái)自多個(gè)CDMA用戶的信號(hào)測(cè)量值并形成數(shù)據(jù)向量；步驟602，求出協(xié)方差矩陣RX，步驟603，建立零空間，構(gòu)成內(nèi)核矩陣，得到正交子空間；步驟604，求出第i個(gè)用戶的信號(hào)向量；步驟605，求出第i個(gè)用戶的特征波形向量；經(jīng)不斷地重復(fù)步驟604、605，于步驟606，求得每一個(gè)用戶的總的特征波形向量，過(guò)后送多用戶接收機(jī)作進(jìn)一步處理。
本發(fā)明的基本特點(diǎn)是1、數(shù)據(jù)利用率高，不需要有關(guān)輸入的任何知識(shí)，不需要知道噪聲和信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性，而是利用由用戶碼所定義的子空間確定用戶特征波形，就可對(duì)CDMA系統(tǒng)中所有激活用戶的信道參數(shù)和特征波形進(jìn)行估計(jì)，因而省去了對(duì)訓(xùn)練序列的要求，可在不過(guò)分增加硬件及其復(fù)雜性的情況下大大提高系統(tǒng)的容量、可靠性、靈活性等性能；2、方法本身可靠特別是能獲得直接解，可有效地利用數(shù)據(jù)且不經(jīng)復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)和迭代就可完成對(duì)特征波形的估計(jì)，本特性特別適用于快速變化的無(wú)線環(huán)境，特別是能利用在P個(gè)(P代表用戶數(shù))符號(hào)內(nèi)采集的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)來(lái)決定特征波形；3、本方法可擴(kuò)展到天線陣和(或)分組(fractionally spaced)系統(tǒng)，在術(shù)進(jìn)一步提高所接收的信號(hào)質(zhì)量，將本發(fā)明應(yīng)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)中時(shí)，還有助于解決同步問(wèn)題并降低頻率衰落性衰落的影響。
權(quán)利要求
1.一種在碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)中檢測(cè)擴(kuò)頻信號(hào)的方法，其特征在于是包括以下步驟1)由基站接收機(jī)將來(lái)自CDMA用戶的上行信號(hào)以碼片速率抽樣得到信號(hào)測(cè)量值；2)用一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的信號(hào)測(cè)量值堆疊成一個(gè)數(shù)據(jù)向量，計(jì)算這些數(shù)據(jù)向量的自協(xié)方差矩陣RX；3)從協(xié)方差矩陣得到零空間Uo和根據(jù)用戶擴(kuò)譜碼構(gòu)造內(nèi)核矩陣Ci，得到協(xié)方差矩陣的正交子空間；4)在正交子空間的基礎(chǔ)上得到一組線性方程組，用對(duì)線性方程組的最小二乘解法得到第i個(gè)用戶的信道向量；5)用估計(jì)的信道向量和內(nèi)核矩陣的乘積重建第i個(gè)用戶的特征波形向量；6)對(duì)每個(gè)CDMA用戶重復(fù)步驟4)和5)，求得每一用戶的總的特征波形向量送各多用戶接收機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)中檢測(cè)擴(kuò)頻信號(hào)的方法，其特征在于所述步驟1)中的基站接收機(jī)是多接收機(jī)，所述的信號(hào)測(cè)量值是基站利用眾多接收機(jī)和或分組抽樣數(shù)據(jù)得到的信號(hào)測(cè)量值；所述步驟6)是對(duì)每一用戶，利用所述步驟3)、4)、5)解出相應(yīng)特征波形并將所有接收機(jī)的特征波形向量組成一個(gè)總的特征波形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在碼分多址無(wú)線通信系統(tǒng)中檢測(cè)CDMA信號(hào)的方法，使基站接收機(jī)不必使用訓(xùn)練序列即可計(jì)算出多用戶的傳播信道參數(shù)。該盲識(shí)別方法包括首先利用數(shù)據(jù)矩陣的子空間信息估計(jì)單個(gè)用戶的特征波形，和在估計(jì)出的特征波形基礎(chǔ)上用得到的抽樣數(shù)據(jù)并利用接收機(jī)算法判決恢復(fù)發(fā)送的CDMA信號(hào)?？蓱?yīng)用于同步、異步CDMA系統(tǒng)中，可在多天線、分組測(cè)試基站上結(jié)合附加分集技術(shù)提高接收信號(hào)質(zhì)量和在移動(dòng)系統(tǒng)中解決同步及頻率衰落影響。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1167416SQ97103699
公開(kāi)日1997年12月10日 申請(qǐng)日期1997年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月28日
發(fā)明者劉輝, 徐廣涵 申請(qǐng)人:北京信威通信技術(shù)有限公司