[发明专利]基于ILSP算法的信号盲解扩方法

说明书

本发明属于盲解扩技术领域，尤其涉及一种基于ILSP算法的多径传播的短码DS‑CDMA信号盲解扩方法。本发明为基于ILSP算法经多径信道传播的同步短码DS‑CDMA信号盲解扩方法，将接收到的同步短码DS‑CDMA信号建模成矩阵形式，然后根据信息码矩阵的特殊结构和±1特性，利用ILSP算法对接收信号矩阵进行分解，得到由用户扩频序列和信道参数卷积得到的序列构成的联合信道矩阵的估计矩阵最后利用联合信道矩阵解扩得到用户信息码矩阵。计算机仿真表明本发明即使在低信噪比条件下依然具有较好的性能。

技术领域

本发明属于盲解扩技术领域，尤其涉及一种基于ILSP算法的多径传播的短码DS-CDMA信号盲解扩方法。

背景技术

直接序列扩频(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)通信技术由于其优秀的抗干扰和抗截获能力，广泛的应用于民用和军事通信领域，因此具有十分深远的实用价值和研究意义。DSSS通信技术是在信号发送时，利用高速率的扩频序列与信息码序列相乘，使得信号的频谱被扩宽，谱密度降低，在接收方，再用与发送时相同的高速序列与接收到的信号相乘，使信号的频谱恢复完成解扩，而噪声和干扰的频谱却被扩展了，谱密度降低，这样就很容易将噪声和干扰从信号中滤除。对于合作接收方，可以用预先知道的扩频序列从接收信号中解扩得到传输的信息码序列，但对于非合作接收方需要对接收的信号进行处理，从中提取出信号扩频序列，然后用估计得到的扩频序列解扩得到传输信息码序列。多用户场景，每个用户采用不同的扩频码序列，此时的得到的扩频序列为DS-CDMA信号，在实际应用中DS-CDMA信号的应用更加广泛，因此对DS-CDMA信号的盲解扩研究意义更大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种基于ILSP算法的信号盲解扩方法，本发明提出的方法适用于进多径信道传播的同步短码DS-CDMA信号盲解扩问题。

为实现上述发明的目的，本发明包括以下步骤：

S1、接收到的经多径传播的短码DS-CDMA信号可表示为其中，R表示用户的个数，a_r为第r个用户的信号幅度，b_r为第r个用户的信息码序列，M为信息码个数，h_r为第r个用户的扩频码序列与多径信道参数的卷积序列，n(n)为方差为σ²的高斯白噪声；

S2、经多径传播的短码DS-CDMA信号的矩阵形式写为Y＝HAS^T+N，其中，JR×JR维对角矩阵A＝diag(a₁,…a₁,……a_R,…a_R)为信号幅度矩阵，J为由于多径引起的码间干扰的信息码个数，L×JR维矩阵H为R个用户的扩频序列与多径系数卷积后的序列h和零构造而成的矩阵，M×JR维矩阵S是由(M+J)×R维信息码矩阵B的元素构造成的Toeplitz矩阵，矩阵N为接收信号中噪声的矩阵形式；

S3、对于DS-CDMA信号矩阵模型Y，由于矩阵S的Toeplitz矩阵特殊结构和±1特性，若存在模糊矩阵会破坏矩阵S的Toeplitz结构，而矩阵A为对角矩阵，即只会对矩阵H各列产生尺度影响，只需对H每列进行归一化处理即可消除，因此利用ILSP算法对矩阵Y分解得到S矩阵和H矩阵的估计矩阵和具体如下：

S31、令i＝0，随机初始化(M+J)×R维矩阵并由矩阵得到Toeplitz形式矩阵

S32、令i＝i+1，计算1≤r≤R，消除尺度影响；

S33、计算由矩阵得到信息码矩阵再由矩阵得到Toeplitz形式矩阵

S34、重复S32-S33直到算法收敛或达到最大迭代次数，其中，算法收敛的条件为ε为收敛的门限值，ε＝1×10^-9，所述最大迭代次数为50次；

S4、用最终得到的H矩阵的估计矩阵进行解扩得到信息矩阵S矩阵的估计矩阵