[发明专利]异步DS－CDMA盲多用户检测的粒子滤波方法

摘要

本发明涉及移动通信技术领域的一种异步DS－CDMA系统盲多用户检测的粒子滤波方法，以抑制多址干扰和远近效应，降低系统误码率。其主要步骤是：第一，产生若干个信道增益、时延以及用户符号的随机粒子，初始化随机粒子的重要性权重；第二，按照每个用户的物理信道特性所建立的马尔柯夫模型，结合用户符号粒子，对每一个信道增益和时延的随机粒子进行卡尔曼滤波估计，减小粒子分布的偏差；第三，得到粒子的联合后验概率，并将粒子加权平均得到用户符号、信道时延和增益的估计值；第四，在该过程中，进行粒子权重的更新和归一化，并根据有效采样尺寸进行粒子的重要性重采样。具有性能稳定、较易实现特点。

主权项

1.一种异步DS-CDMA盲多用户检测的粒子滤波方法，包括A、基站在射频解调后，根据用户k在前一个符号处的信道增益h_n-1，k和时延τ_n-1，k的先验概率分布p(h_n-1，k，τ_n-1，k)，产生N个随机粒子{h_n-1，k⁽ⁱ⁾，τ_n-1，k⁽ⁱ⁾}，i＝1…N，将这些随机粒子按用户顺序1到K，构成随机粒子向量{H_n-1⁽ⁱ⁾，τ_n-1⁽ⁱ⁾}，将联合粒子的重要性权重w_n⁽ⁱ⁾设置为1/N；B、随机产生用户k的N个符号粒子b_n，k⁽ⁱ⁾，i＝1…N，它们的取值为1和-1，将用户1到K的符号粒子，分别按照各个用户的扩频序列s_k(t)，对用户符号进行扩频调制b,n,k(1)=bn,ksk(t),]]>将这些随机粒子按用户顺序1到K，构成N个扩频调制信号粒子向量b’_n⁽ⁱ⁾；C、按照信道物理特性所确定的时延和增益的马尔柯夫模型，用卡尔曼滤波一步预测信道时延和增益粒子{H_n|n-1⁽ⁱ⁾，τ_n|n-1⁽ⁱ⁾}；D、将每个用户信道时延和增益的随机粒子{H_n⁽ⁱ⁾，τ_n⁽ⁱ⁾}近似为{H_n|n-1⁽ⁱ⁾，τ_n|n-1⁽ⁱ⁾}，结合用户扩频调制信号的随机粒子b’_n⁽ⁱ⁾，构成基站接收的异步混合扩频信号粒子y(i)(t)=Σk=1KΣn=-∞+∞hk(i)(n)bk(i)(n)sk(t-nT-τk(i)(n)),]]>经过采样数为扩频码长度L的L次采样后，用已知的各用户的扩频码进行解扩，得到各用户的接收信号粒子y~(i)=[y~1(i)y~2(i)...y~K(i)]T=diag(Eb1...EbK)diag(h1(i)...hK(i))R[b1(i)...bK(i)]T,]]>其中，上标T代表转置；E_bj和h_j⁽ⁱ⁾分别表示用户的发射功率和信道增益；b_j⁽ⁱ⁾表示用户的符号粒子；j＝1…K；R表示扩频码的相关系数矩阵；E、将基站实际接收信号y(t)=Σk=1KΣn=-∞+∞hk(n)bk(n)sk(t-nT-τk(n))+w(t)]]>经匹配滤波器的输出y＝[y₁y₂…y_k]^T与做差e=y~(i)-y,]]>再对L个采样点上的误差平方累积求和，得到随机粒子概率p(y(t)|b_n⁽ⁱ⁾，H_n⁽ⁱ⁾，τ_n⁽ⁱ⁾)为1/exp(∑_j＝1^Ke_j²)；F、更新粒子权重wn(i)=1/exp(Σj=1Kej2);]]>G、归一化粒子权重w~n(i)=wn(i)/Σj=1Nwn(j);]]>H、求取各用户符号估计为bn,opt=sign(1/NΣi=1NW~n(i)bn(i));]]>I、通过b_n，opt构成观测矩阵，用卡尔曼滤波一步修正信道时延和增益粒子{H_n|n-1⁽ⁱ⁾，τ_n|n-1⁽ⁱ⁾}，得到{H_n⁽ⁱ⁾，τ_n⁽ⁱ⁾}；J、求取信道增益的估计为Hn,opt=1/NΣi=1Nw~n(i)Hn(i),]]>时延的估计为τn,opt=1/NΣi=1Nw~n(i)τn(i);]]>K、计算有效采样尺寸N^eff=Σi=1N(wn(i))2,]]>该数值若小于设置门槛N_thres，则对联合粒子{H_n-1⁽ⁱ⁾，τ_n-1⁽ⁱ⁾}进行序列重要性重采样；L、进行时间序列更新，重复A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K步骤。