[发明专利]采用Kalman滤波器进行联合检测的方法及装置

权利要求书

1.一种无线移动通讯系统的联合检测方法，采用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位信息联合检测单个用户的信号，其特征在于：采用与Kalman滤波器检测方程形式一致的矩阵方程式表述接收信号并对其进行估算；采用与Kalman滤波器转移方程形式一致的矩阵方程式表述预测发送信号d并对其进行估算；根据训练系列或信号估算对由矩阵A、K和F构成的滤波器的抽头权值进行预测和调整；通过自适应迭代得到信道估计偏差最小值，再应用最小二乘法通过前述最小值获得最小均方误差的信号估计值，使信道估计误差和信号检测均方误差同时达到最小；其中：

采用与Kalman滤波器检测方程形式一致的矩阵方程式表述接收信号并对其进行估算的步骤包括：

接收信号矩阵方程式为：

e[n]＝A[n]·d[n]+n    (1.1)

式中：e为接收机接收的总信号向量，A为扩频序列与信道冲击响应的卷积函数构造出的矩阵，d为所有用户输入序列向量组成的输入矩阵，n为噪声向量，方括号里小写的n表示第n个步骤或时刻；

采用与Kalman滤波器转移方程形式一致的矩阵方程式表述预测发送信号d并对其进行估算的步骤包括：

发送信号d的预测矩阵方程式为：

d^[n]=MA[n]·d[n]+Mn=F·d+Mn]]>(1.2)

=F‾·d+F~·d+Mn]]>

式中：状态转移方程矩阵F＝MA，是该矩阵对角线元素组成的矩阵，是该矩阵非对角线元素组成的矩阵，M为接收机匹配滤波器矩阵，A为扩频序列与信道冲击响应的卷积函数构造出的矩阵，d为所有用户发送序列向量组成的输入矩阵，n为噪声向量，方括号里小写的n表示第n个步骤或时刻；

根据训练序列对由矩阵A、K和F构成的滤波器的抽头权值进行预测和调整的步骤包括：

接收信号的训练序列部分表示为：

emid=Σk=1Kh(k)mk+nmid]]>

采用B^-1表示由训练序列向量构成的矩阵，则上式可以改写成：

e_mid＝B^-1n+n_mid                                (1.3)

由式(1.3)可以得到信道冲击响应的估计值为：

h_est＝Be_mid                                    (1.4)

根据式(1.4)利用扩频序列与冲击响应的卷积函数构造出矩阵A，得到状态转移方程矩阵F：

F=MA=(AHRn-1A)‾-1AHRn-1A,]]>

预测状态误差的相关矩阵K在循环迭代中可以通过矩阵A计算出来，由此，预测出由矩阵A、K和F构成的滤波器的抽头权值并进行调整；

或者，根据信号估算对由矩阵A、K和F构成的滤波器的抽头权值进行预测和调整的步骤包括：

①对接收信号或信道描述矩阵A进行正交分解，即所谓正交分解；

②通过自适应迭代得到信道估计偏差最小值，再应用最小二乘法通过前述最小值获得最小均方误差的信号估计值，即所谓误差预测；

③采用自适应迭代方法根据前一步对发送信号的预测，估计出本步可能的接收信号，即所谓信道模拟；

④通过对上一步的正交分解信号、信道模拟向量与正交分量叠加后的信号、预测状态误差相关矩阵的输出信号、发送信号和信道矩阵的输出信号的运算，得到抽头权值的控制信号并对抽头权值进行调整，即所谓权值调整。