[发明专利]多速率长短码直扩码分多址信号的长短码估计方法

摘要

本发明公开了一种多速率短码扩频长码加扰直扩码分多址信号的长短码估计方法。首先根据其最大长扰码周期和最小扩频码周期，对接收信号进行两次分段得到信号矩阵，利用Fast‑ICA算法分离得到各用户的复合码片段。然后以信息速率递减依次估计用户长短码序列，拼接由Fast‑ICA算法分离得到的复合码片段组成模糊序列，采用二次延迟相乘法消除次序模糊和扩频码干扰，结合分圆陪集与三阶相关特性，利用特征信息匹配法完成同一速率对应所有用户的长扰码估计，同时由相关运算估计短扩频码，再通过相似系数矩阵清除所有已估计用户的复合码片段，直至完成所有用户的长短码估计。

主权项

1.多速率长短码直扩码分多址信号的长短码估计方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、将多速率长短码直扩码分多址信号以扩频码码片速率采样转化为基带信号，构建成盲分离中瞬时线性混合信号模型，通过Fast‑ICA方法分离得到各用户的复合码片段；步骤2、首先估计最小速率对应用户的长短码序列，拼接盲分离得到的复合码片段得到完整的模糊序列，采用两次延迟相乘法消除次序模糊和扩频码的影响；步骤3、结合分圆陪集理论构建m序列的三阶相关峰值点特征信息矩阵，计算延迟信号在峰值点处的三阶相关函数平均值，通过特征信息匹配的方法完成长扰码序列的估计；步骤4、根据复合码序列和估计得到的长扰码序列，利用相关运算完成短扩频码估计；步骤5、根据序列片段的相似系数矩阵清除已估计用户的所有片段，完成复合码片段的清洗；步骤6、重构模糊序列，循环步骤2‑步骤5，直到完成接收信号中所有用户的长短码序列估计；步骤1具体如下：1‑1.假设已知总用户数为U的多速率LSC‑DS‑CDMA信号的载波频率，将接收到的基带信号以扩频序列码片速率采样，则接收信号表示为：其中，n是采样时刻，1≤n≤N，N为接收信号长度；V为信号中所有用户的不同信息速率种类数，其信息速率分别为R₁,R₂,…R_V，对应的扩频码周期分别为Lb₁,Lb₂,…Lb_V，Lb_i＝1/R_i，且满足Lb_V＝2Lb_V‑1＝,…,＝2^V‑1Lb₁；U_i是信息速率为R_i的用户个数，U₁+U₂+…+U_V＝U；A_i.j为信号幅度，d_i,j(n)、b_i,j(n)和c_i,j(n)分别为用户的信息码、短扩频码和长扰码序列，s_i.j(n)为长短码的复合码序列；由于从不同起始时刻的信号中恢复出来的伪码序列只是原始序列的循环移位，不妨设τ_i,j＝0；w(n)是加性零均值高斯白噪声，方差为σ²；第i种速率对应的用户，短扩频码选用周期为Lb_i的正交可变扩频因子码，长扰码选用m序列，由于m序列周期为奇数，将m序列的第一个码片加到其末尾，记新的周期为Lc_i；每一个用户的短扩频码和长扰码均不相同，但信息速率相同的用户长短码周期相同，且有Lc_V＝2Lc_V‑1…,＝2^V‑1Lc₁；1‑2.根据最大长扰码周期Lc_V对信号分段，将其转化为由Z个信号片段组成的阵列信号，式(1)可以表示成矩阵的形式：r(n)＝A(n)S(n)+W(n)   (2)其中，1≤n≤Lc_V，r(n)＝[r₁(n) r₂(n) … r_Z(n)]^T，r_z(n)＝r((z‑1)·Lc_V+n)，1≤i≤V，1≤j≤U_i，W(n)＝[w₁(n) w₂(n) … w_Z(n)]^T，w_z(n)＝w((z‑1)·Lc_V+n)；混合矩阵A(n)是时变的，表示为：其中符号表示向上取整 ；1‑3.由最小扩频码周期Lb₁将各阵元信号分成K个序列片段，则第k个片段的接收信号可表示为r^k(n)＝A^k(n)S^k(n)+W^k(n)   (4)式中1≤n≤Lb₁，1≤k≤K，在序列片段对应的时间内，混合矩阵A^k(n)可以表示为：其中A^k(n)近似恒定；式(4)为典型的盲分离中瞬时线性混合信号模型；用Fast‑ICA算法完成各用户复合码序列估计。