[发明专利]在码分多址无线通信系统中检测扩频信号的方法

说明书

本发明涉及一种信号检测方法，更确切地说是涉及一种针对多径衰落环境下的码分多址无线通信系统，利用子空间分解和最小二乘法拟合来估计与用户相关的特征波形的方法。

近几年来，包括蜂窝、集群、无绳电话、寻呼等的无线通信发展异常迅猛，远远高于整个通信业的发展速度，在这样一场“无线革命”中，近年来兴起的无线用户环路系统(WIRELESS LOCAL LOOP)将是无线通信领域内的一个新的热点。

现代的无线用户环路系统是应用蜂窝移动或数字无绳电话的技术，在电话用户与市话交换局间采用高性能、低价格的无线联接，可使电话用户免受市话电缆的束缚，取得有限的移动自由性，和使电话运营者省去市话电缆建设之劳，便于扩充服务区域。

其中采用码分多址CDMA(CODE DIVISION MULTIPLEN AC-CESS)技术的无线通信系统，作为下一代无线业务的商用多址系统，可保证有效地利用带宽和有强的抗干扰能力及对业务类型变化的适应能力，因而正日益受到青睐。

在码分多址系统中，扩频(CDMA)信号的检测是建立通信的基础，检测CDMA信号的一般途径是在多用户接入情况下求得每一个用户的特征波形(SIGNATURE WAVEFORM)以及相应的传播信道参数，再利用该波形从其他信号中区分出每一CDMA信号。传统的在时变环境下求得每个用户特征波形的方法是在传输的数据流中加入训练序列(一种周期性发送的导引PILOT信号)。但这种作法的代价是大大降低了信道的有效性和系统的稳定性，使传输效率降低，并且在衰落情况下训练序列本身会发生差错以至难以识别，特别是当信道变化速率增加时，将不能使用这种方法。若使用自适应多用户检测法来对付快衰落信道，也仍需由导引信号获得对特征波形的准确估计。

以上分析表明，为了进行可靠的信号检测，CDMA系统必须在基站了解每个用户发出信号的特征波形信息，而训练序列技术在无线通信中又过于烦琐，因此缺乏有效的数据盲处理技术已成为妨碍CDMA系统在频率选择性环境下应用的重要原因，因此目前在CDMA无线通信系统中急切需要一种不用训练序列而能有效判断多用户信道参数和特征波形的方法。

本发明的目的是提供一种在码分多址无线通信系统中检测扩频(CDMA)信号的方法，在基站接收机中可不必使用训练序列，即用盲识别处理技术判断众多用户的传播信道特征，在同步或异步CDMA系统中提供对特征波形的直接解答估计，在远近效应和频率选择性衰落环境下提高码分多址系统的容量和通信质量。

本发明的在码分多址无线通信系统中检测扩频信号的方法，应用于传播信道特性随环境变化的移动通信领域中，利用由用户码所定义的子空间确定用户特征，并仅根据系统输出识别特征波形检测出CDMA信号。

本发明的在码分多址无线通信系统中检测CDMA信号的方法基本由两部分组成，第一部分是利用数据矩阵的子空间信息估计特征波形，第二部分是在估计出的特征波形基础上用得到的抽样数据判决发送的CDMA信号。CDMA系统对基站接收机的输出数据进行处理得到参数估计，以达到检测CDMA信号的目的，参数估计是利用用户的特征波形来完成的，而特征波形是由测量值自协方差矩阵正交子空间信息和用户扩频码唯一确定的。

本发明的在码分多址无线通信系统中检测扩频信号的方法，其特征在于是包括以下步骤：

1)由基站接收机将来自码分多址(CDMA)用户的上行信号以码片速率抽样得到信号测量值；

2)用一个符号周期内的信号测量值堆叠成一个数据向量，计算这些数据向量的自协方差矩阵(RX)；

3)从自协方差矩阵得到零空间(Uo)和根据用户扩谱码构造内核矩阵(Ci)，得到自协方差矩阵的正交子空间；

4)在正交子空间的基础上得到一组线性方程组，用对线性方程组的最小二乘解法得到第i个用户的信道向量；

5)用估计的信道向量和内核矩阵的乘积重建第i个用户的特征波形向量；

6)对每个码分多址(CDMA)用户重复步骤4)和5)，求得每一用户的总的特征波形向量送各多用户接收机。

所述步骤1)中的基站接收机是多接收机，所述的信号测量值是基站利用众多接收机和或分组抽样数据得到的信号测量值；所述步骤6)是对每一用户，利用所述步骤3)、4)、5)解出相应特征波形向量并将所有接收机的特征波形向量组成一个总的特征波形向量。