[发明专利]自适应并行干扰抵消多用户检测器的算法及实现

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种新型的多用户检测装置，具体的说是一种自适应并行干扰抵消多用户检测器。

(二)背景技术

多用户检测技术是一门以消除或减小扩频系统中不同发射信号间多址干扰为目的的应用技术。1979年，K.S.Schneide就针对卫星通信提出了一种同步CDMA系统多用户检测算法，但在当时并未引起业界人士的广泛关注。直到1984年，Verdu在其博士论文中提出并分析了最优多用户检测器(Optimum DectectorMultiuser Detector)和最大似然序列检测器；1986年，Verdu利用对数似然函数的可分解性，论证了CDMA系统中的最优多用户检测器可通过匹配滤波器后接维特比译码器组成，该技术才引起了人们的广泛关注。与此相对的，Verdu提出的最优多用户检测器存在的实际问题是随着用户数的增加其运算复杂度呈指数倍增长，不具备现实生活中的利用价值。但该理论引发了研究人员对多用户检测技术的重视，在最优多用户检测器的基础上人们将与最优多用户检测器性能接近，而计算复杂度较低的次最优多用户检测器作为了研究重点，其基本思路是使次最优多用户检测器的性能与运算复杂度之间达到良好的平衡。

1989年，R.Lupas提出了解相关多用户检测器(Decorrelator MultiuserDectector)，该方案的基本原理是将所有接收信号伪随机码间的线性相关性除去，使伪随机码实现正交；但该检测器的缺点在于需要对系统相关矩阵求逆，运算复杂度较高。

1994年，U.Madhow等人提出了线性最小均方误差多用户检测器(LinearMinimum Mean Square Error Multiuser Detector，下文简称MMSE)，该方案的基本原理是将被检测的某个接收信号与其估计值之间误差的均方值达到最小。MMSE检测器结合了解相关多用户检测器和传统检测器的特性，可理解为这两种检测器的折中。当系统中多址干扰强，噪声干扰弱时，MMSE检测器即为解相关多用户检测器；当系统中多址干扰弱，噪声干扰强时，MMSE检测器即为传统的单用户检测器。

1986年，R.Kohon等人提出了干扰抵消多用户检测器(InterferenceCalncellation Multiuser Detector)，该方案的基本原理是利用反馈减小多址干扰。该检测器首先恢复干扰信号，其次从所有接收信号中减去干扰信号，从而获得期望用户信号。该检测器的缺点在于以降低大功率用户的性能为代价，提高了弱用户性能。

1995年，M.Honig等人提出了盲多用户检测器(Blind MultiuserDetection)，该方案的基本原理是利用接收信号的特征波形确定代价函数及迭代算法从而完成对信号的检测。

在上述的大部分多用户检测器中都存在一个前提，也就是系统中必须具有不同信号的伪随机码、幅值、相位以及信道时延等先验信息。但同时并准确估计所有信号参数是一类较为复杂的问题，不准确，不完备的先验信息都会导致系统性能的恶化。为此，将自适应技术应用于多用户检测器是近年来多用户检测技术的研究热点，该方案的基本原理是将不同的多用户检测器与自适应技术相结合，对不同多用户检测算法进行优化组合，可以解决系统需具备较多先验信息和计算复杂度较高的问题。在无线电导航系统中，由于信道是时变的，因此采用了自适应技术的多用户检测算法可以自适应的不断调整自身结构及参数以适应信道条件的不断变化。其中，基于最小均方误差(MMSE)优化准则的自适应MMSE检测器具有不需要相关的系统先验信息，只需通过发送训练序列的方式经迭代即可获得使信号均方误差最小的权值，进而改善系统性能的特点，是本发明的重要组成部分之一。

图1给出了自适应多用户检测器基本原理方框图。

由图1可以看到，b₁到b_n为接收信号判决输入，w₁到w_n为对应权值，接收信号经加权计算累加后生成对应的判决量，同时根据判决量生成误差值修正权值向量。采用了自适应技术的多用户检测器就是通过信号的变化情况实时调整权值，进而使检测器能够适应时变的系统环境。

海上无线电导航系统信号传输信道为时变信道，地波、天波信号参数均随着信号的传播距离、时间、大气折射率等因素的改变而不断变化。典型的多用户检测技术均不具有随信道变化实时调节检测器参数的能力，因此当信道参数发生变化时，会导致检测器性能下降，其对系统性能改善的效果不能满足系统要求。

(三)发明内容