【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星通信，涉及一种卫星通信系统的多用户检测方法与装置，特别适用于直接序列扩频通信系统(ds-cdma)。
技术介绍
1、在卫星通信
，低轨卫星通信具有覆盖范围广、通信延迟低、不受地形限制等优势，近年来受到民用、军用通信领域的广泛关注。扩频技术以其抗干扰能力强、功率谱密度低等优点在卫星通信系统中得到广泛应用。然而，随着用户数量的增加，特别是在不同用户信号的功率差异较大的场景下，低轨卫星通信系统面临着严重的多址干扰问题，这在很大程度上限制了上行链路的通信性能。捕获过程对到达的用户信号进行检测，得到信号频偏和码相位延时的粗略估计，是接收机后续模块可以正常运行的前提，当用户数较多时，不同用户之间的多址干扰导致其相关峰位置可能产生偏移，特别是当不同用户信号功率差异较大时，大功率用户的相关峰可能会对小功率用户的相关峰造成压制式影响，使小功率用户错捕或漏捕，检测概率降低，从而导致系统的用户容量下降。因此，多用户场景中的多址干扰问题不容小觑，需要有效的解决方法。
2、现有的多用户检测技术通过综合利用各个用户的扩频序列、时延、幅度和相位信息，对各用户进行联合检测，从而有效抑制多址干扰，是提升通信性能的关键技术之一。目前，典型的多用户检测方法包括串行干扰对消、并行干扰对消、q路滤波法、子空间投影法等。其中，前三者在正常工作时需要对强信号进行精确跟踪，而子空间投影法则仅需伪码初始相位和载波频偏有限的先验信息，因此特别适合于捕获阶段的应用。
技术实现思路
1、针对多用户场景
2、本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。
3、本专利技术公开的一种卫星通信系统的多用户检测方法，包括如下步骤：
4、步骤一、通过fft并行捕获算法获得时频二维平面，并记录过门限的最大相关峰位置(xk,yk)，k为捕获到的第k个用户；通过(xk,yk)换算得到该用户的载波频偏及码相位的粗略估计值，分别记为fk、τk；
5、步骤二、设置联合参数候选组数为nc，优选组数为nopt，算法的迭代次数为niter；根据步骤一中得到的fk、τk设置参数量化范围，对待估计参数和进行量化；其中，为频偏精细估计值，量化位数为n1；为码相位精细估计值，量化位数为n2；
6、步骤三、根据步骤二得到的量化位数n1和量化位数n2，联合参数估计的总量化位数为n＝n1+n2；故设估计参数组合为其中j为迭代次数，为第j次迭代中参数组合的第i个比特；设各个比特值为1的概率为其中初始条件下设为0.5；
7、步骤四、根据步骤三中得到的pj生成nc组构成nc组信号sj，sj为重构的包含频偏及码相位延时估计参数的信号；
8、步骤五、使用每一个sj构建投影算子，即从原信号r中减去投影到强信号子空间上的信号，得到nc组弱信号及噪声的投影值
9、步骤六、对nc组信号yj分别进行二次局部捕获；存储捕获平面的(xk，yk)及其周围8个网格点的相关峰值h1～h9，并求其均值此时得到nc个均值
10、步骤七、对nc个均值进行排序，选取最小的nopt组，将选择的nopt组对应的nopt个参数组合取出；重新计算每一位rnj对应的将更新为
11、步骤八、迭代执行步骤四、步骤五、步骤六和步骤七，直至收敛或达到规定的迭代次数niter，输出最终得到的
12、步骤九、将步骤八中最终得到的参数组合用于生成重构信号send，并计算最终的投影算子得到弱信号及噪声的投影值yend，此时判定yend中的最大功率用户已被分离并剔除，返回步骤一对yend中的其余用户信号进行捕获，即k＝k+1，重新开始一轮新的迭代，降低大功率用户对小功率用户检测的影响，提高小功率用户的捕获概率。
13、本专利技术公开的一种卫星通信系统的多用户检测装置，用于实现所述一种卫星通信系统的多用户检测方法。本专利技术公开的一种卫星通信系统的多用户检测装置，包括初始全平面捕获模块、概率计算与参数联合量化模块、子空间投影用户分离模块、局部重捕获模块、目标重排迭代反馈模块和判决输出模块。
14、所述初始全平面捕获模块，用于对接收信号进行初始捕获操作，输出强信号的频偏及码相位粗略估计结果，频偏及码相位粗略估计结果将作为概率计算与参数联合量化模块的输入。
15、所述概率计算与参数联合量化模块，利用初始捕获模块输出的频偏和码相位粗略估计值确定参数范围，对其进行联合精细量化，得到更加准确的频偏和码相位估计值，这些值将作为子空间投影用户分离模块的输入。
16、所述子空间投影用户分离模块，利用交叉熵迭代产生的频偏及码相位精细估计值构建投影算子，实现用户信号的分离。
17、所述局部重捕获模块，对分离后的信号进行重新局部捕获，得到目标相关峰值。
18、所述目标重排迭代反馈模块，对目标数值进行排列并将其反馈至概率计算与参数联合量化模块，对概率值进行更新，并反馈回概率计算与参数联合量化模块进行迭代。
19、所述判决输出模块对迭代结束后的判决结果进行整理，输出最大功率用户的码相位及频偏结果至接收机的其他模块并对当前最大功率用户进行后续处理，剔除了最大功率用户的信号重新返回初始全平面捕获模块进行下一用户的检测与剔除；逐步迭代，依照用户功率大小顺序依次捕获、重构并剔除大功率用户信号，逐步降低大功率用户信号对小功率用户信号的影响，并提高小功率用户的捕获概率，从而有助于提升卫星通信多用户系统的用户容量。
20、有益效果：
21、1、本专利技术公开的一种卫星通信系统的多用户检测方法与装置，实现多用户信号的分离与弱信号的检测；依照用户功率大小顺序依次捕获、重构并剔除大功率用户信号，通过迭代过程逐步降低大功率用户信号对小功率用户信号的影响，并提高小功率用户的捕获概率，有助于提升卫星通信多用户系统的用户容量。
22、2、本专利技术公开的一种卫星通信系统的多用户检测方法与装置，在初始捕获阶段完成伪码初始相位和载波频偏的粗略估计，然后采用基于交叉熵的参数量化与概率计算方法提高伪码初始相位和载波频偏的估计精度；将子空间投影算法与交叉熵迭代参数估计算法相结合，通过子空间投影算法减少交叉熵算法所需估计的参数数量，利用交叉熵算法为子空间投影算法提供更高精度的参数估计结果，同时避免了过度增加计算资源的消耗。
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1.一种卫星通信系统的多用户检测方法，其特征在于：包括如下步骤，
2.实现如权利要求1所述方法的装置，其特征在于：包括初始全平面捕获模块、概率计算与参数联合量化模块、子空间投影用户分离模块、局部重捕获模块、目标重排迭代反馈模块和判决输出模块；
【技术特征摘要】
1.一种卫星通信系统的多用户检测方法，其特征在于：包括如下步骤，
2.实现如权利要求1所述方法的装置，其特征在于：包...
【专利技术属性】
技术研发人员：李悦，李龙，陈超，安建平，武澎涛，乔舒琦，王帅，岳平越，张瑞，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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