论文研究-基于CMOE准则的盲自适应RLS检测器.pdf

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针对直接递归最小二乘(RLS)算法存在的检测数值不稳定和收敛速度较慢等问题,将约束最小输出能量(CMOE)准则与直接RLS算法结合,提出一种基于CMOE准则的盲自适应RLS多用户检测算法。将该算法与直接RLS算法进行动、静态环境下输出信干比(SIR)、剩余输出能量(EOE)和误码率(BER)等方面的仿真,对比得出该算法具有更好的动态跟踪能力,更快的收敛速度和更高的稳定性。
李辉,史朋,高维廷:基于CMQF准则的盲自适应RIS检测器 2013,49(7)113 C(n)=c,(n-1)-Pk(n)y(n) (16) 更新算法 由于+y2(m)P(-Dy(n)是一非零常数所以对式(14) 变形可得 xk(n)=[ k(n)y"(n)P(- D)y(ny (17) 对式(15)两边同时右乘以y(m)可得 直接RLS P(m))(n)=x[-k(n)y")P(n-D)yo) 对比式(17)和式(18)可以得出 2 k(n)=P(n)v(n) 0 88 将式(13)代入式(16)中可得 迭代次数 G,(n)=/-Pok(n)y(n)c, (n-1) (20) 图2静态环境下期望用户的输出信千比 对式(20)用递推的方法进行推导,可得判决向量c1(n) 1.0 的最终形式为: 0.9 G,()=i[l-P, k(y oG.(0) 0.8 (21) 将式(19)和P(n)=R的定义式代入式(21)中,可得: 0.6 直接RLS更新算法 c; (n)=1I-PbK(r"oG,(0) I-PDR, v(i r (c(0) (22) 由式(22)可以看出:本文新算法最终得出的判决向量 c;(n)只与匹陧滤波器的输出y(n)有关。这样便免了因 迭代次数 需要太多观测数据所带来的不便,并且解决了检测算法数 图3静态环境下期望用户的剩余输出能量 值不稳定的问题 动态环境下:初始条件与静态时相同,当迭代次数为 4仿真结果与分析 0-600次时,SR变化和静态时相同。当迭代次数为600次 将直接RLS算法和本文更新算法在初始条件相同时,时,3个信噪比为40dB的千扰用户同时加入系统;当迭 分别进行静、动态环境下的仿真。在加性高斯白噪声环境代次数为1200次时,4个信噪比为40dB和1个信噪比为 中,考虑一个多径信道下的同步DS-CDMA系统,用扩频增60dB的干扰用户同时退出系统。由图4和图5可以看出: 益为1-31的随机Gold码扩频序列,调制方式为BPsK调无论是将干扰用户加入还是退出系统,随迭代次数的增 制。设用户1为期望用户,其他用户均为干扰用户,则输出加,更新算法总是比直接RLS算法到达相同SR用的迭代 信干比定义 次数要少一些(比如,更新算法和直接RLS算法到达同 {Ah+x习 SR(125dB)时的迭代次数分别是900次和1200次),且最 SIR= 终SR均高于直接RLS算法;更新算法的期望用户EOE总 E1<n+∑4b5+x> 比直接RLS算法更快趋于零(比如,更新算法和直接RLS 算法分在800次左右和1200次左右收敛),且最终期望 (23)用户EOE基本约等于零,说明更新算法比直接RLS算法在 (+|x1)-∑A(k+<s,x1>) 更新算法 静态环境下:系统用户总数为10,令用户1为期望用 ,信噪比为20dB.其他干扰用户的信噪比分别为1个 20dB、1个30dB、2个40dB、3个50dB、1个60dB。设定 迭代次数N=2000次(在第2000次时,系统已达稳定状 态),由图2和图3可以看出:随迭代次数的增加,更新算法 明显比直接RLS算法更快地到达同一S/R,且最终的SR高 直接RLS 于直接RLS算法(更新算法和直接RLS分别约为17bB和 13dB);更新算法期望用户FOE明显低于直接RIS算法, 更快趋于零(更新算法和直接RLS分别约在300次和800 次时收敛),说明更新算法比直接RLS算法的抑制多用户 迭代次数 干扰能力吏强,收敛速度(即趋于稳定值时的速度)吏快。 图4动态环境下期望用户的输出信千比 ll← 013,49(7) Computer Engineering and4 pplications计算机工程与应用 1.0 5结论 本文在直接RLS算法的基础上加入CMOE准则,提出 种基于CMOF准则的盲自适应MU算法;并分别在静 u6直按RLS 更新算法 态和动态环境下进行了仿真,得出期望用户的SR和EOE 随迭代次数变化的波形图,还对其BER进行了仿真。仿真 04 0.3 结果表甽,无论是在稳定性、收敛速度、动态环境中的跟踪 能力,还是误码性能等方面,更新算法都优于直接RLS算 法。因此,本文更新算法是一种抑制多用户干扰性能较好 的算法。 迭代次数 参考文献: 图5动态环境下期望用户的剩余输出能量 [张贤达,保铮通信信号处理[M]北京:国防工业出版社,2000 动态跟踪能力方面更强(即系统动态变化时,其SR和EOE[2]彭林第三代移动通信技术M]北京:电子工业出版社,2000 变化很小或者基本没变化),稳妵性(即系统动态变化时, 其回复到原平衡状态的性能)更好,收敛速度更快。 [3 Verdu S Multiuser detection [M]. Cambridge Town, UK: Cam 山图6可以看出:在初始条作完全相同的情况下,随信 bridge Universily Press, 1998 嗓比(SNR)增加,更新算法总比直接RLS算法的BER小(比14 godward, cetic B S Adaptive detection for DS-CDMAJ Proceedings of the IEEE, 1998, 86(7):1413-1434 如,在SNR为8dB时,更新算法BER已为10-4,而直接RLS [S]田杰CDMA系统中的育多用户检测技术的研究[D]西安:西 算法还差一些才到104),说明了更新算法抑制多用户干 安电子科技大学,2007. 扰的能力比直接RLS算法更强 [6]于红梅CDMA通信系统中盲多用户检测技术算法研究[D] 西安:西北工业大学,2008 [7 Honig M, Mahow U Blind adaptive multiuser detection J ITET Trans on Inform Theory, 1995. 41(4):944-960 10 [8 Poor H V, Wang X. Codc-aidcd interfer n fo DS/CDMA communications-Part II: parallel blind adaptive 直接RLS mplementationskJ.IEEE Transactions on Communications 10 1998,45(9):1112-1122 更新算法一 19高维廷,李辉,翟海天基于自适应卡尔曼滤波的盲多用户检 测算法[]计算机工程 [IO] Iim T, Rasmussen I. KAdaptive symbol and parameter SNRdB stimation in asynchronous multiuser CDMA detectors[I 图6两种算法的误码率(BER)对比 IEEE Trans on Communications, 1997, 45(1): 213-220 (上接44页) 1995,3(2):119-153 [11] Martcns A Analyzing Wcb scrvicc bascd busincss proccsscs[C]! 114] Van der Aalst W M P.The application of Petri nets to work Proceedings of the European Conterence on Theory and flow management[].The Journal of Circuits, Systems and Praclice of Suliware Conference on Fundamental Approach Computers,1998,8(1):199-203 es to Software Engineering, 2005 19-33 [15] Andonoff E, Bouzguenda L, Ilanachi C Specifying workflow sAI J C. Randell b. ct al. Ba onccpts and Web services using Petri nets with objects and generating taxonomy of dependable and secure computing[J]. IELL of their owl-s specification[C]//Proceedings of the 6th Transactions on Dependable and Secure Computing, 2004 International Conterence on E-Commerce and web tech (1):11-33 nologies(EC-Web05),2005: 41-52 [13] Gicorgakopoulos D), Hornick M, Shcth A. An overview of work- [16] Lu w, Xu F, Lv J.An approach of software reliability eval- tlow management: from process modeling to workflow auto uation in the opcn cnvironment[].Chinesc Journal of com ation infrastructure[J]. Distributed and Parallel Databases rulers,2010(3):452-462

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