多径信道环境条件下的DS‑CDMA信号盲估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107733820A(43)申请公布日2018.02.23(21)申请号201710975637.6(22)申请日2017.10.19(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新西区西源大道2006号(72)发明人曾辉张花国刘莹尤少钦(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232代理人孙一峰(51)Int.Cl.H04L25/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称多径信道环境条件下的DS-CDMA信号盲估计方法(57)摘要本发明属于信号盲估计技术领域，具体的说是涉及一种多径信道环境条件下的DS-CDMA信号盲估计方法。本发明将接收到的多径DS-CDMA信号建模成矩阵形式，然后根据信息码矩阵的Toeplitz特殊结构和±1特性，利用ILSP算法对接收信号矩阵进行分解，得到由用户扩频序列和信道参数卷积得到的序列构成的联合信道矩阵的估计矩阵最后利用联合信道矩阵解扩得到用户信息码矩阵。本发明的有益效果是：本发明提出了一种多径信道环境条件下的DS-CDMA信号盲估计方法，并且本发明的方法即使在低信噪比条件下依然具有较好的性能。CN107733820ACN107733820A权利要求书1/2页1.多径信道环境条件下的DS-CDMA信号盲估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建DS-CDMA信号矩阵模型Y：将接收到的经多径传播的DS-CDMA信号表示为：其中，R表示用户的个数，Ar为第r个用户的信号幅度，br为第r个用户的信息码序列，M为2信息码个数，hr为第r个用户的扩频码序列与多径信道参数的卷积序列，v(n)为方差为σ的高斯白噪声；上述DS-CDMA信号的矩阵形式为：Y＝HAST+N(1)其中，JR×JR维对角矩阵A＝diag(A1,...,A1,...,AR,...,AR)，J为由于多径引起的码间干扰的信息码个数，L×JR维矩阵H为R个用户的扩频序列与多径系数卷积后的序列h和零构造而成的矩阵，(M+J-1)×JR维矩阵S是由M×R维信息码矩阵B的元素构造的Toeplitz矩阵，N为均值为0、方差为σ2的高斯白噪声矩阵；单个用户的信息码矩阵的结构为：S2、获取矩阵H的估计矩阵根据步骤S1中所述，矩阵S为Toeplitz结构，可得矩阵H与矩阵S相乘可以转化矩阵H的Toeplitz结构与矩阵S的非Toeplitz矩阵形式相乘，即：其中，H矩阵可以写为[H1H2...HJR]，Hi为H矩阵的第i列；sr＝[S(r-1)J+1S(r-1)J+2...SJ(r-1)+J]表示第r个用户的信息码组成的Toeplitz矩阵结构；为H矩阵的Toeplitz形式，B矩阵为信号发射端发出的多用户信息码矩阵，具体形式为：根据公式3，可得矩阵的大小为(M+J-1)×MR维，其Toeplitz结构的具体形式为：2CN107733820A权利要求书2/2页矩阵可以划分为R个(M+J-1)×M维的Toeplitz矩阵，根据公式1可得：则获得估计矩阵的具体方法包括：S21、令i＝0，随机初始化M×R维矩阵并由得到Toeplitz形式矩阵S22、令i＝i+1，计算1≤r≤R，消除尺度影响；S23、将改写为Toeplitz形式计算再由矩阵得到Toeplitz形式矩阵S24、重复步骤(2)～(3)直到算法收敛或达到最大迭代次数，算法收敛条件为：其中ε为收敛的门限值；S25、重复步骤(1)～(4)多次，选择迭代效果最好的一次作为最终结果；S3、用最终得到的H矩阵的估计矩阵进行解扩得到信息矩阵S矩阵的估计矩阵3CN107733820A说明书1/5页多径信道环境条件下的DS-CDMA信号盲估计方法技术领域[0001]本发明属于DS-CDMA(Direct-SequenceCode-DivisionMultipleAccess)的盲估计技术领域，具体的说是涉及一种基于Toeplitz矩阵结构的多径信道环境条件下的DS-CDMA信号盲估计方法。背景技术[0002]直接序列扩频(DSSS,DirectSequenceSpreadSpectrum)是现代通信系统中最常用的通信技术之一。在信号发送端将信息码序列与一个高速率的扩频码序列相乘，使得信号频谱扩展，可降低传输信号的功率谱密度，具有低截获概率特性。DSSS通信系统合作接收方，利用已知的扩频序列对接收信号合作解扩，可抑制干扰并恢复出传输信息。对于合作接收方，可以用从发送方的扩频序列从接收信号中解扩出传输的信息码序列，但对于非合作接收方则需要对接收的信号进行处理，从中提取出信号扩频序列，然后用估计得到的扩频序列解扩得到传输信息码序列。针对DS-CDMA信号，不同用户使用不同的扩频序列，且各用