论文研究-基于盲波束成形的异步CDMA信号伪码估计.pdf

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在分析阵列天线接收的异步CDMA信号的基础上,利用信号子空间与用户特征序列的关系,提出一种新的基于盲波束成形的伪码序列盲估计算法,能在波达方向未知的情况下,估计各个用户的扩频序列。算法克服了子空间盲波束成形算法信源个数必须小于阵元个数且信源波达方向不能靠近的缺点。同时提出一种基于盲波束形成的多用户检测算法,在低信噪比条件下,性能相比于单天线多用户检测性能有很大提高。
1162010,46(5) Computer Engineering and Applications计算机工程与应用 SNR =t=1 (GC G (17) G EGC C G 0.5 当噪声方差远大于信号功率的时候C(1),SNR4/Ww a0//w ρσ。算法同时利用了扩频增益和天线阵列増益,在低信噪 1.0 比条件下具有良好的性能。 -1.5 1.5 020406080100120 020406080100120 在信号侦察中,无法知道对方的扩频序列信息,传统的匹 估计得到的用户1的扩频序列W 估计得到的用户4的扩频序列W 配滤波器或解相关算法来估计原始信息是不可能的。基于单天 1.5 线的盲源分离算法,由于无法利用天线阵元增益在低信噪比下 1.0 性能变差。传统的盲波束成形算法,把CDMA信号当作语音信05 0 号分离,分离后的CDMA信号用已知的扩频序列解扩,同样需 田 要知道扩频序列的信息。传统的盲波束成形算法要求阵元个数 -1.0 1.0 定要大于信号个数,对阵元个数的要求比较高,不符合实际 020406080100120 020406080100120 工程应用要求。 估计得到的用户3的扩频序列W估计得到的用户2的扩频序列W 提出的基于盲波束成形的多用户检测算法,可以在不知道扩 图1盲佔计得到的扩频厅列 频序列的情况下,用少数天线阵元对多个信号进行盲分离。算法 仿真中天线阵元个数小于用户数目,在3个天线阵元,扩频 同时利用了扩频増益和天线阵列增益,在低信噪比下具有良好的 序列长度为64的情况下,理论上最多可以对128个用户进行扩 性能,在CDMA信号信息的非合作解调中具有广阔的应用前景。 频序列估计和用户分离。克服了传统的盲波束成形算法应用在 CDMA信号时无法在欠定条件下工作的缺点。 5仿真结果 图2对三个阵元,不同用户个数,50次试验完全估计用户 为了验证上述算法性能,用计算机对儿种典型情况进行了扩频序列的次数进行了仿真。各个用户的波达方向随机取值。 仿真仿真中釆用等距线阵阵元间距为半波长,信号的信息码可以看到在4个用户数的情况下,在输入信号信噪比-8dB情 序列为±1等概率的随机数字序列,用户的特征序列为64位的况下,能全部正确估计扩频序列。随着用户数的增加,估计性能 WALSH码(对于m序列和Gold序列同样有效),信号调制方下降。这是由于用户数增加,基于复独立分量分析法的盲波束 式为BPSK。复独立分量分析法采用基于批处理的离线迭代算形成算法收敛性能变差;天线阵元数目增加,盲估计的性能能 法,批处理数据块长度为100比特。 相应提高;图3给出了5个阵元时候,50次试验中能完全估计 5.1扩频序列盲估计仿真 出用户扩频序列的个数。山于增加了天线阵元个数,在输入信 仿真条件,阵元数为3,用户数为4。4个用户的信号传输号信噪比-10dB情况下,能全部正确估计扩频序列。在不同用 幅度分别为1,0.8,09,1.1,传输延迟为10,15,20,25个码片,来户数目情况下,估计性能都有所提高。 波方向{0}={w9,丌/9,丌/10,2m/10),信噪比为-8dB 52盲多用户检测仿真 图1给出了估计得到的4个用户的扩频序列( WALSH码)。 仿真中,4个用户,用户的延迟随机,波达方向随机,每个 估计得到的波形跟式(14)中的g=0,…,0,4(1),…,5(L),用户信息比特发送10000进行100次蒙特卡洛仿真。误比 特率对4个用户平均得到。图4给出了基于盲波束成形多用户 0,…0]。完全吻合。从波形中经过判决可以得到walh码,同检测的性能仿真。在扩频序列长度64的情况下,横坐标E/N SNR+10lg64。 时得到信号传输延迟。 图4给出了不同天线阵元数目情况下盲多用户检测性能 仿真中用户1和用户2的波达方向是一样,用户2和用户可以看到由于利用了天线阵元的分集增益,提出基于盲波束成 3的波达方向一致,说明提出的盲波束成形算法对用户的波达形的CDMA多用户检测算法比单天线算法性能有所提高。在3 方向间隔没有任何要求。克服了传统的盲波束成形算法应用在个阵元的情况下,大约提高了4dB;5个阵元的情况下,提高了 CDMA信号时要求波达方向间隔必须大于一定角度的要求。 6dB左右。这与式(17)是吻合的。 单天线单用户检测性能 0,4个用户 ,3阵元,多用户检测性能 ,6个用户 ,8个用户 x,阵元,多用户检测性能 +,10个用户 10 ,4个用户 20 ,6个用户 H ×,8个用户 0个用户 14-12-10-8-6-4-20 14-12-10-8 20246810 信噪比/B 信噪比/dB Lb/d B 图23个阵元,50次试验中能完全 图35个阵元,50次试验中能完全 佔计出用户扩频序列的次数 佔计出用户扩频序列的次数 图4盲多用户检测性能 (下转135页)

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