一种扩频通信多址干扰消除方法技术

本发明专利技术公开了一种扩频通信中多址干扰消除方法，涉及到扩频通信系统中，当存在多路扩频信号时，信号接收端进行扩频信号接收解调，所采用的多址干扰消除和信号解调方法。所述方法包括：一、计算各路信号相干积分值，估计各路信号幅值；二、由本地伪码计算互相关矩阵，计算复合矩阵；三、将信号与复合矩阵排序，求排序后矩阵的广义逆矩阵；四、对排序后的部分信号进行遍历，并进行影响消除；五、对剩余信号进行干扰消除与检测；六、选出最小检测残差值对应的解调结果。通过本发明专利技术可以以较低运算复杂度对多路扩频信号并行传输所导致的多址干扰进行有效消除，大幅度降低多路扩频信号的解调误码率，具有新颖性、创造性和灵活实用的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种扩频通信多址干扰消除方法
本专利技术涉及扩频通信领域，尤其是涉及一种扩频通信多址干扰消除方法。
技术介绍
目前，在卫星导航、航天测控、民用移动通信系统中扩频通信体制得到了广泛应用，新一代扩频通信系统要求利用有限带宽资源传输多路高速率低扩频增益的数据，其所带来的多址干扰影响十分严重，需要更为有效的多址干扰消除方法。目前常见的多址干扰抑制技术可分为联合检测和干扰消除两类，传统的联合检测方法包括最大似然方法(ML)，迫零方法(ZF)以及最小均方误差方法(MMSE)，而常见的干扰消除方法包括串行干扰消除(SIC)、并行干扰消除(PIC)、以及部分并行干扰消除方法(PPIC)。已有技术在方法复杂度和干扰消除性能上难以实现统一，如最大似然方法性能最优但复杂度极高不具有可实现性，迫零方法运算复杂度较低但性能难以满足实际需要，进而使其扩频通信多址干扰抑制技术的工程应用以及系统性能的进一步提高受到了极大限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免上述
技术介绍
的不足而提供一种具有高干扰消除性能同时兼具较低复杂度的扩频通信多址干扰消除方法。本方法适用于当存在多路扩频信号时，信号接收端进行扩频信号接收解调，所采用的多址干扰消除和信号解调方法；本方法具有工程可实现性，同时具有灵活的方法结构，可以根据软硬件条件和干扰消除性能要求对方法进行调节，以满足工程应用的需求。本专利技术的目的是这样实现的，一种扩频通信多址干扰消除方法，包括以下步骤：①接收端对接收的N路扩频信号分别采用匹配滤波的方法得到N路扩频信号的相干积分向量，对相干积分向量分别采用信号幅值估计的方法实时估计出N路扩频信号的幅值；②本地产生与N路扩频信号对应的伪码，由各路伪码计算出互相关矩阵，将N路扩频信号的幅值与互相关矩阵相乘得到复合矩阵；③将复合矩阵按照其列向量的模值平方由小到大进行列排序得到排序复合矩阵，根据复合矩阵列向量之间的顺序变化调整相干积分向量的元素顺序及N路扩频信号的信号顺序，求出排序复合矩阵的广义逆矩阵；④对排序后的N路扩频信号的第1路至第d路信号根据数字基带信号调制方式进行遍历得到前d路信号的候选信号集合，将候选信号集合与排序复合矩阵的前d列相乘得到前d路信号的多址干扰向量集合，在排序后的相干积分向量中减去多址干扰向量集合得到去除前d路信号干扰的相干积分向量集合，d为整数且d∈[1，N]；⑤对去除前d路信号干扰的相干积分向量集合的第d+1路至第N路信号分别采用串行干扰消除的方法进行检测，得到去除前d路信号干扰的N-d路信号的候选信号向量集合以及检测残差集合；⑥从检测残差集合中选出最小的检测残差，从候选信号向量集合中选出最小的检测残差对应的候选信号向量，按照步骤③中的相干积分向量的元素的排序顺序逆向调整该候选信号向量的元素顺序，得到与接收的N路扩频信号顺序相同的信号向量，该信号向量就是最终去除多址干扰影响的扩频信号解调结果；完成扩频通信多址干扰消除方法。其中，所述的第1路至第d路信号为排序复合矩阵的小于预设门限值的列所对应的排序后的N路扩频信号的前d路扩频信号，d为整数且d∈[1，N]，N为大于1的整数。其中，所述步骤③中排序复合矩阵的广义逆矩阵为：Hordered+＝(HorderedHHordered)-1Hordered式中，Hordered表示排序复合矩阵，Hordered+表示排序复合矩阵的广义逆矩阵。其中，所述的去除前d路信号干扰的相干积分向量集合为:Y-Hordered(：，1：d)×(b1(k1)，b2(k2)，…bd(kd))T式中，Y表示排序后的相干积分向量，Hordered表示排序复合矩阵，bd(kd)是第d路扩频信号的第kd个候选信号的信息比特值，(k1，k2，…，kd)取(1，1，…，1)到(Ns，Ns，…，Ns)的整数，Ns为调制星座数，去除前d路信号干扰的相干积分向量集合由Nsd个向量组成。其中，所述的检测残差集合为：r2＝RN-d+12，RN-j＝Hordered+(：，d+1：M-j)×(Y-Hordered(：，1：d)×(b1(k1)，b2(k2)，…bd(kd))T-Hordered(：，N-j+1：N)×(xN-j+1，…，xN)T)，xN-i(k1，k2，…kd)＝Q(RN-j)，式中，r2表示检测残差集合，N为扩频信号的路数，d∈[1，N]，j为整数且j∈[0，d-1]，Q()表示取整判决，Hordered表示排序复合矩阵，Hordered+表示排序复合矩阵的广义逆矩阵，M表示发送的数据长度，(k1，k2，…kd)取(1，1，…，1)到(Ns，Ns，…Ns)的整数，bd(kd)表示第d路扩频信号的第kd个候选信号的信息比特值，Ns为调制星座数。本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：(i)本专利技术提出的扩频通信多址干扰消除方法，基于深入的理论分析，具有较为独特的方法结构，能够以较低的运算复杂度，实现逼近最大似然性能的多址干扰消除和检测性能，具有新颖性和创造性的特点。(ii)本专利技术提出的扩频通信多址干扰消除方法，具有灵活的方法结构，其运算复杂度和多址干扰消除性能可以随方法结构变化进行调整，可以适应不同的软硬件条件及多址干扰环境，具有较强的工程可实现性，具有实用性的特点。附图说明图1是本专利技术的扩频通信多址干扰消除方法流程图；图2是本专利技术的系统结构图；图3是本专利技术的基于BPSK扩频信号的多址干扰消除方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的描述。本专利技术的系统结构如图2所示，信号采集装置为模拟/数字(A/D)转换装置，用于将同时接收的多路扩频信号转换为数字信号，信号解调处理装置为具有较强运算能力的数据处理装置，该装置用于对采集的扩频信号进行多址干扰消除和解调。本专利技术的扩频通信多址干扰消除方法流程图如图1所示，该方法具体包括以下步骤：步骤101：接收端对接收的N路扩频信号分别采用匹配滤波的方法得到N路扩频信号的相干积分向量，对相干积分向量分别采用信号幅值估计的方法实时估计出N路扩频信号的幅值；步骤102：本地产生与N路扩频信号对应的伪码，由各路伪码计算出互相关矩阵，将N路扩频信号的幅值与互相关矩阵相乘得到复合矩阵；步骤103：将复合矩阵按照其列向量的模值平方由小到大进行列排序得到排序复合矩阵，根据复合矩阵列向量之间的顺序变化调整相干积分向量的元素顺序及N路扩频信号的信号顺序，求出排序复合矩阵的广义逆矩阵；步骤104：对排序后的N路扩频信号的第1路至第d路信号根据数字基带信号调制方式进行遍历得到前d路信号的候选信号集合，将候选信号集合与排序复合矩阵的前d列相乘得到前d路信号的多址干扰向量集合，在排序后的相干积分向量中减去多址干扰向量集合得到去除前d路信号干扰的相干积分向量集合；步骤105：对去除前d路信号干扰的相干积分向量集合的第d+1路至第N路信号分别采用串行干扰消除的方法进行检测，得到去除前d路信号干扰的N-d路信号的候选信号向量集合以及检测残差集合；步骤106：从检测残差集合中选出最小的检测残差，从候选信号向量集合中选出最小的检测残差对应的候选信号向量，按照步骤③中的相干积分向量的元素的排序顺序逆向调整该候选信号向量的元素顺序，得到与接收的N路扩频信号顺序相同的信号向量，该信号向量就是最终去除多址干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩频通信多址干扰消除方法，其特征在于：包括以下步骤：①接收端对接收的N路扩频信号分别采用匹配滤波的方法得到N路扩频信号的相干积分向量，对相干积分向量分别采用信号幅值估计的方法实时估计出N路扩频信号的幅值；②本地产生与N路扩频信号对应的伪码，由各路伪码计算出互相关矩阵，将N路扩频信号的幅值与互相关矩阵相乘得到复合矩阵；③将复合矩阵按照其列向量的模值平方由小到大进行列排序得到排序复合矩阵，根据复合矩阵列向量之间的顺序变化调整相干积分向量的元素顺序及N路扩频信号的信号顺序，求出排序复合矩阵的广义逆矩阵；④对排序后的N路扩频信号的第1路至第d路信号根据数字基带信号调制方式进行遍历得到前d路信号的候选信号集合，将候选信号集合与排序复合矩阵的前d列相乘得到前d路信号的多址干扰向量集合，在排序后的相干积分向量中减去多址干扰向量集合得到去除前d路信号干扰的相干积分向量集合，d为整数且d∈[1，N]；⑤对去除前d路信号干扰的相干积分向量集合的第d+1路至第N路信号分别采用串行干扰消除的方法进行检测，得到去除前d路信号干扰的N‑d路信号的候选信号向量集合以及检测残差集合；⑥从检测残差集合中选出最小的检测残差，从候选信号向量集合中选出最小的检测残差对应的候选信号向量，按照步骤③中的相干积分向量的元素的排序顺序逆向调整该候选信号向量的元素顺序，得到与接收的N路扩频信号顺序相同的信号向量，该信号向量就是最终去除多址干扰影响的扩频信号解调结果；完成扩频通信多址干扰消除方法。...

【技术特征摘要】
1.一种扩频通信多址干扰消除方法，其特征在于：包括以下步骤：①接收端对接收的N路扩频信号分别采用匹配滤波的方法得到N路扩频信号的相干积分向量，对相干积分向量分别采用信号幅值估计的方法实时估计出N路扩频信号的幅值；②本地产生与N路扩频信号对应的伪码，由各路伪码计算出互相关矩阵，将N路扩频信号的幅值与互相关矩阵相乘得到复合矩阵；③将复合矩阵按照其列向量的模值平方由小到大进行列排序得到排序复合矩阵，根据复合矩阵列向量之间的顺序变化调整相干积分向量的元素顺序及N路扩频信号的信号顺序，求出排序复合矩阵的广义逆矩阵；④对排序后的N路扩频信号的第1路至第d路信号根据数字基带信号调制方式进行遍历得到前d路信号的候选信号集合，将候选信号集合与排序复合矩阵的前d列相乘得到前d路信号的多址干扰向量集合，在排序后的相干积分向量中减去多址干扰向量集合得到去除前d路信号干扰的相干积分向量集合，d为整数且d∈[1,N]；⑤对去除前d路信号干扰的相干积分向量集合的第d+1路至第N路信号分别采用串行干扰消除的方法进行检测，得到去除前d路信号干扰的N-d路信号的候选信号向量集合以及检测残差集合；⑥从检测残差集合中选出最小的检测残差，从候选信号向量集合中选出最小的检测残差对应的候选信号向量，按照步骤③中的相干积分向量的元素的排序顺序逆向调整该候选信号向量的元素顺序，得到与接收的N路扩频信号顺序相同的信号向量，该信号向量就是最终去除多址干扰影响的扩频信号解调结果；完成扩频通信多址干扰消除方法。2.根据权利要求1所述的一种扩频通信多址干扰消除方法，其特征在于：所述的第1路至第d路信号为排序复合矩阵的小于预设门限值的列所对应的排序后的N路扩频信号的前d路扩频信号，d为整数且d∈[1,N]，N为大于1的整数。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍亚川，蔚保国，王缚鹏，张金涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13