基于6近似算法的联合检测性能分析

来源:南粤论文中心 作者:闫利超1,王丹1,王俊 发表于:2010-04-08 09:50  点击:
【关健词】多址干扰;联合检测;5逼近算法;性能分析
【摘要】降低计算复杂度是联合检测的主要问题,论文基于此提出了基于5近似算法的联合检测技术。把联合检测 问题转化为带约束的二次规划问题,通过二次规划问题的E近似算法进行求解。最后针对不同参数对该算法进行性能 仿真和结果分析,并与快速傅立叶变换算法进行性能和计算复杂度的比较。仿真结果表明.文章提出的新联合检测算 法具有较强的抗多径干扰能力,同时比已有算法具有较低的计算复杂度。

O   引言

TD—scDMA系统是我国自主提出并已得到ITu及
3GPP承认的第三代移动通信国际标准之一,具有抗干扰、 容量大、保密性好等优良性能。但系统中存在符号间干扰 (IsI)和多址干扰(MAI),1992年,提出了同时消除MAI和

ISI的联合检测技术。该系统是一个时域和帧控的TDMA
系统,特殊的帧结构有利于联合检测实现的高效性。根据 联合检测信号模型,可把联合检测转化为一个求最小二乘 解的问题,为了尽可能地降低复杂度,又不削弱其性能,充 分利用了系统矩阵特殊的结构,该系统所用的扩频码是按 照扩频因子周期性地重复,且信道冲激响应在一个时隙内 近似认为时不变,所以系统矩阵还具有块循环结构。利用 此结构,提出了一种Block—Fourier算法I“,将原来特殊结 构的系统矩阵扩展成块循环矩阵,这样就可以通过FFT有
效地将联合检测问题转换到频域,由于卷积计算在频域比
在时域容易得多,从而使计算复杂度进一步降低。 已有的联合检测算法主要针对系统矩阵的特殊结构进
行算法的简化。不管对系统矩阵如何变换,计算复杂度仍 是联合检测的主要问题。为了达到不削弱系统性能的同时

通信技术

又降低计算复杂度的目的,本文提出了基于E近似算法Ⅲ的
联合检测。

1               TD—scDMA系统的联合检测信号模型
均衡器的阶数上和用有限求和代替无限求和这两个近似来
求解该问题。这样,式(6)可化为:

“+峙l£                                 12
血J=曲∑l∑铲lT("归(,一神一一(z)l       (7)
』-““l_一E
以上行链路为例来构造该系统联合检测的MIMo系统 模型,考虑具有K个用户的同步基带TD—scDMA上行链 路系统,接收信号表示为:
定义如下等式:
w∞=『w㈣(一工l,    ,霄(”(L1]e cl“+1’口.
d㈨=『j∞(Ⅳo+1).,o耻’{Ⅳo+机)1Ec帆
f r7(Ⅳ0+l+工J⋯r7(Ⅳo+I一们1
,r((rr))=:∑壹y”ym’(r()r+)v+(Vr()r:)壹=∑^n^,⋯量∑硝硝””至∑中0”;g忙⋯’((ff—一I,££一一g£以JJ++VvIr)(1)
R=I              ‘。
l∈cⅣ.“2“”

其中,y(‘’(f),彳《舯,哆‘‘’和c。(‘’分别为第K个用户的接收 信号、信号幅度、符号序列和扩频码序列,’,(f)是加性高斯
白噪声,t,t和Q分别为符号周期、码片周期和扩频因子, 彬‘’∈{±1±_,}为用户发送的信息符号,且实部和虚部是以 相等的概率取的统计独立±l的随机变量。
;”’f,一以一gI)=y(r一珥一9£)·g#’(t)={:::三:5‘Ⅳ+1’‘,矿2。(2) 其中,g‘”(f)为第K个用户的复信道冲激响应,掣(f)为 码片波形,矿是以符号为周期的信道的阶数。对第七个用户 的接收信号y(‘’(f)以码片速率进行抽样,可得到第七个用户
的第,个符号第胛个码片的离散值J,。(时(,)为:

谬’(z)=∑∑[妒,”fIQ+H—g)]础t o≤ns口一l-ls女‘置      (3)

第z个符号第一个码片的抽样值为:
‘(,)=只(,)+v。(,),0<n<Q一1              (4) 经过上述的推导,我们得出了该系统上行链路的
MIMo联合检测信号模型,表达式为:
r(,1=y(,)+V(,J=H(z1·d(f J+Vl,J=∑Hlp芦(,一P)+V(,}  (5) 其中:
r(,)=[%(,J.1《,1.‘(,),-,,叠。(,)]7∈c口 y(,)=h(班M(咖托《,).,,堆.(,)]7 E∥ V(,}=[峋f,),q(,卜uI,),,·}。f,)]’∈c。 d(,1.[d”(,)t d。(,)t  d‘”(,)t.d‘”(,)]7∈c。 h”(,);[磴’(,).酽’(,).谬’f“一.诺’(,)]7 ec。
l蔓七蔓篁,H(,J-[h(1’(,)。h(”(,).h(封(,). ,h隹’(f)]Eca‘
【r7(Ⅳo+Ⅳ,+£1  ·r’fⅣa+札一L)J
其中:w(‘’(棚)∈俨~,m=一厶⋯,工,Ⅳ0是数据以符 号速率抽样的参考时刻,Ⅳ.是抽样的符号个数。根据上述 的定义,则式(7)的优化问题可写为:

lllin.,=~0印∞搿’m                (8) 所谓的联合检测就是从接收信号中恢复出用户发送的 信号。而该系统的联合检测器是由均衡器和解调器D组成 的,待检测的第七个用户的信号为:d∞=D{Rw”}∈cⅣ。我们 采用实、虚部分离的方法来表示复数,则优化问题式(8)转
化为:
mjll.,=mill(Rca隹’ hIla啪)Q(Rea∞    hna∞)      (9)
其中:Q=I一巧耳1P:=I一町《B巧)-’Pz∈醒2%”%,这样,我们
就把联合检测问题转化为一个二次规划问题。

5    寻找约束条件

为了从上述二次规划问题中检测出某一个用户的信号, 关键在于寻找合适的约束条件。在基站接收端,用户的扩 频码是已知的例,且用户的信道冲激响应可根据训练序列估 计出来【6】,因此,每个用户的合并信道冲激响应是已知的。 不失一般性,我们以第1个用户的信号为例来寻找其二次 规划的约束条件。其限制条件为:
fRca(。hna⋯)(A+IB)7...fh‘1’f^+L),⋯,h(”f再一£)]=∥     (10)(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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