專利名稱：抑制cdma系統(tǒng)音頻干擾的子空間最小輸出能量碼輔助方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在CDMA無(wú)線通信系統(tǒng)中抑制音頻干擾的方法。本發(fā)明特別涉及解決現(xiàn)存直接最小輸出能量(MMOE,Minimum Mean Output Energy)碼輔助方法計(jì)算復(fù)雜度高的問(wèn)題。
背景技術(shù)：
擴(kuò)頻系統(tǒng)在無(wú)線信道中得到廣泛應(yīng)用的原因是它能夠有效對(duì)抗多徑引起的頻率選擇性衰落以及它在共道信道中的優(yōu)越性能，其中具有代表性的核心技術(shù)是碼分多址(CDMA7Code Division Multiple Access)技術(shù)。窄帶干擾是經(jīng)常介入擴(kuò)頻系統(tǒng)的干擾，其中音頻干擾是窄帶干擾中最常見(jiàn)的類型之一。雖然擴(kuò)頻系統(tǒng)自身具備一定的抗干擾能力，但有效的干擾抑制技術(shù)可以顯著改善系統(tǒng)性能。最初的擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代，直至80年代末，抗干擾技術(shù)的主要關(guān)注點(diǎn)在基于預(yù)測(cè)/估計(jì)濾波和頻域?yàn)V波的直擴(kuò)系統(tǒng)窄帶干擾抑制上，以Milstein為主的科研人員成就最高，如文獻(xiàn)“L B Milstein, Interference rejectiontechniquesin spread spectrum communication, IEEE Proceedings, 1988，，的綜述。進(jìn)入 90 年代中期，隨著CDMA研究熱潮的到來(lái)，以Poor和Rusch為首的科研人員將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了基于線性預(yù)測(cè)、非線性預(yù)測(cè)和多用戶檢測(cè)等技術(shù)的CDMA系統(tǒng)多干擾聯(lián)合抑制上，如文獻(xiàn)“HV Poor, L A Rusch, Narrowbandinterference suppression in spread spectrum CDMA,IEEE PersonalCommuni cat ion, 1994” 的綜述。20 世紀(jì),Wang 等科研人員進(jìn)一步將 CDMA 系統(tǒng)干擾抑制技術(shù)發(fā)展為預(yù)測(cè)技術(shù)、變換域技術(shù)和碼輔助技術(shù)，如文獻(xiàn)“Xiaodong Wang, H VPoor, Wireless Communication Systems-AdvancedTechniques for Signal Reception,Beijing !Publishing House of Electronics Industry, 2005”的綜述。在以上各技術(shù)中，預(yù)測(cè)技術(shù)包括線性預(yù)測(cè)和非線性預(yù)測(cè)兩大分支，其研究集中在接收結(jié)構(gòu)的改進(jìn)上，但由于采取了逐比特的處理方式，存在的典型問(wèn)題是誤碼率高，如文獻(xiàn)“J Wang，L B Milstein,Adaptive LMS filters forcellular CDMA overlay situations, IEEE Select AreasCommun, 1996”。在這種觀點(diǎn)下，利用信號(hào)碼特征進(jìn)行塊處理的碼輔助技術(shù)顯得格外有效，它是多用戶系統(tǒng)進(jìn)行干擾抑制最有前途的技術(shù)之一，這ー領(lǐng)域中Poor和Wang的成就最高。在現(xiàn)存的碼輔助技術(shù)中，直接最小輸出能量(MMOE, Minimum Mean OutputEnergy)碼輔助方法由于性能優(yōu)異且易于自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)得到了廣泛研究，如文獻(xiàn)“S Buzzi, M Lops,H V Poor, Code-Aided Interference Suppression for DS/CDMAOverlay Systems, IEEEProcessing, 2002"o但直接MMOE碼輔助技術(shù)由于矩陣求逆存在計(jì)算復(fù)雜度高、浪費(fèi)系統(tǒng)資源的問(wèn)題。
相應(yīng)的，降低直接MMOE碼輔助方法計(jì)算復(fù)雜度，同時(shí)不降低系統(tǒng)性能的方法顯著需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是提供一種可以抑制CDMA系統(tǒng)中音頻干擾的子空間MMOE碼輔助方法，可以降低現(xiàn)存直接MMOE碼輔助方法計(jì)算復(fù)雜度，同時(shí)保持系統(tǒng)高輸出信干噪比性能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是高性能低運(yùn)算復(fù)雜度的子空間最小輸出能量(ΜΜ0Ε，Minimum Mean Output Energy)碼輔助方法，包括下列步驟(I)接收無(wú)線通信信號(hào)，包括CDMA信號(hào)、白噪聲和音頻干擾。(2)將所述無(wú)線通信信號(hào)下變頻到中頻信號(hào)。(3)數(shù)字化所述中頻信號(hào)，以提供數(shù)字信號(hào)。(4)將所述數(shù)字信號(hào)解調(diào)，以提供基帶信號(hào)。(5)將所述基帶信號(hào)包絡(luò)r(t)通過(guò)切普匹配濾波以提供采樣信號(hào)r(m)，其中m為米樣信號(hào)標(biāo)號(hào)且m = 0,1,2···。米樣信號(hào)r(m)可以建模為
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線CDMA系統(tǒng)中抑制音頻干擾的高性能低運(yùn)算復(fù)雜度方法，其特征在于包括 (1)接收無(wú)線通信信號(hào)； (2)將所述無(wú)線通信信號(hào)下變頻到中頻信號(hào)； (3)數(shù)字化所述中頻信號(hào)，以提供數(shù)字信號(hào)； (4)將所述數(shù)字信號(hào)解調(diào)，以提供基帶信號(hào)； (5)將所述基帶信號(hào)包絡(luò)r(t)通過(guò)切普匹配濾波以提供采樣信號(hào)r(m)，其中m為采樣信號(hào)標(biāo)號(hào)且m = 0,1, 2…； (6)將所述采樣信號(hào)Hm)通過(guò)加窗存儲(chǔ)器，對(duì)于第n個(gè)發(fā)送信號(hào)，在處理間隔[nTb, (n+l)Tb]內(nèi)對(duì)采樣信號(hào)r(m)加窗得到(NXl)維加窗向量r(n) = [r(nN+N-1),r (nN+N-2)，-,r (nN) ]T，其中n為發(fā)送信號(hào)標(biāo)號(hào)且n = 0，I，2…，Tb為信號(hào)周期，N為擴(kuò)頻增益； (7)將所述加窗向量r(n)高性能低運(yùn)算復(fù)雜度濾波。
2.如權(quán)利要求I所述的一種在無(wú)線CDMA系統(tǒng)中抑制音頻干擾的高性能低運(yùn)算復(fù)雜度濾波方法，其特征在于信號(hào)可以建模為 米樣信號(hào)r(m)可以建模為 r (m) = y (m) +i (m) + e (m) =Y0 (m) +z (m) +i (m) + e (m) 式中y(m)表示CDMA采樣信號(hào)，包括期望用戶0的信號(hào)分量ytl(m)和多址干擾(MAI，Multiple Access Interference)的信號(hào)分量z(m) ；i (m)表示音頻干擾采樣信號(hào)；e (m)表示功率譜密度為(7〗的高斯白噪聲采樣信號(hào)，<0.01，且系統(tǒng)同步； 加窗向量r(n)可以建模為 r (n) = y (n) +i (n) + e (n) =y0 (n) +z (n) +i (n) + e (n) 式中y (n)為CDMA加窗信號(hào)，包括期望用戶0的信號(hào)分量％ (n)和MAI的信號(hào)分量z (n)，i (n)為音頻干擾加窗信號(hào)，e (n)為高斯白噪聲加窗信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種在無(wú)線CDMA系統(tǒng)中抑制音頻干擾的高性能低運(yùn)算復(fù)雜度濾波方法，其特征在于CDMA米樣信號(hào)和音頻干擾米樣信號(hào)可以建模為 CDMA米樣信號(hào)可以建模為K,coy(m) = YjAk Y,bk (n)sk (m - nN)k=0oo 其中期望用戶0和MAI的采樣信號(hào)模型分別為CO 少0( ) = A (n)s0(m — nN)A7=—coK7coz(m) = YjAk Y,bk (n)sk (m - nN) k=/7=-00 式中Kz表示MAI用戶數(shù)目(Kz ^ I), Ak表示第k個(gè)用戶接收信號(hào)幅度，A0為期望用戶接收信號(hào)幅度，bk(n)表示第k個(gè)用戶信號(hào)流(I或-Ihbtl(I1)為期望用戶信號(hào)流，Sk表示第k個(gè)用戶直接序列擴(kuò)頻碼采樣值，S0為期望用戶直接序列擴(kuò)頻碼采樣值，采樣前時(shí)域擴(kuò)頻序列為
4.如權(quán)利要求2所述的一種在無(wú)線CDMA系統(tǒng)中抑制音頻干擾的高性能低運(yùn)算復(fù)雜度濾波方法，其特征在于CDMA加窗向量和音頻干擾加窗向量可以建模為 CDMA加窗向量可以建模為
5.如權(quán)利要求I所述的一種在無(wú)線CDMA系統(tǒng)中抑制音頻的高性能低運(yùn)算復(fù)雜度濾波方法，其特征在于采取子空間最小輸出能量(MMOE,MinimumMean Output Energy)碼輔助方法，包括如下步驟 步驟I:估計(jì)統(tǒng)計(jì)自相關(guān)矩陣 Rrr (n) =E{r (n) rT (n) | b} =Ryy (n)+Rii (n) +R E E (n) =Ryy0 (n) +Rzz (n) +Rii (n) +R E E (n) 式中Ryy (n) =E{y(n)yT(n)}為CDMA加窗信號(hào)自相關(guān)矩陣，包括期望用戶0的自相關(guān)矩陣及_ (n) = E {j0 (n)y] 0)}和 MAI 的自相關(guān)矩陣 Rzz (n) = E{z (n) zT (n)}, Rii (n) = E{i (n)iT(n)}為音頻干擾加窗信號(hào)自相關(guān)矩陣，Re e (n) =E{e (n) eT(n)}為高斯白噪聲加窗自相關(guān)矩陣。
估計(jì)CDMA自相關(guān)矩陣
全文摘要
為了改善現(xiàn)存直接最小輸出能量(MMOE，Minimum Mean Output Energy)碼輔助方法對(duì)CDMA系統(tǒng)中音頻干擾進(jìn)行抑制時(shí)計(jì)算復(fù)雜度高的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種子空間MMOE碼輔助方法。本發(fā)明包括接收無(wú)線通信信號(hào)并將其下變頻到中頻信號(hào)。數(shù)字化中頻信號(hào)，解調(diào)數(shù)字信號(hào)到基帶信號(hào)。將基帶信號(hào)通過(guò)切普匹配濾波提取采樣信號(hào)，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行加窗存儲(chǔ)得到信號(hào)向量，并對(duì)信號(hào)向量進(jìn)行干擾抑制。本發(fā)明提出的子空間MMOE碼輔助方法性能與直接MMOE碼輔助方法相近，計(jì)算復(fù)雜度遠(yuǎn)低于直接MMOE碼輔助方法，實(shí)現(xiàn)了低運(yùn)算復(fù)雜度下的高性能音頻干擾抑制。
文檔編號(hào)H04B1/711GK102624422SQ20111003264
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者殷復(fù)蓮 申請(qǐng)人:中國(guó)傳媒大學(xué)