基于独立分量分析的自适应最小均方误差多用户检测

分析了CDMA矩阵信号模型和线性独立分量分析的数学模型,根据比较得出这两种模型具有相同形式.将独立分量分析应用于CDMA系统的多用户检测中,提出了基于ICA后处理的自适应最小均方误差(MMSE)多用户检测方法.该方法采用自适应MMSE检测器的输出来初始化独立分量分析的迭代,既利用了信源的独立性,又充分利用了已知扩频码的信息,从而提高了多用户检测器的性能.仿真结果表明:采用提出方法的误码性能优于自适应MMSE检测方法,尤其在高信噪比的情况下,误码性能得到了较大改善.     

基于冗余量测的GNSS多路径误差抑制算法

针对惯性/卫星组合导航系统中,全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)量测受多径效应影响的问题,提出了一种基于冗余量测的GNSS多径误差抑制方案。该方案包含了一个基于量测新息的GNSS多径误差卡方检验器和一个自适应Kalman滤波器。首先,通过卡方检验来判断量测新息零均值的特性丧失与否以检测GNSS量测中的多径误差。当检测到量测中存在多径误差时,自适应滤波器根据惯性导航系统的冗余量测估计出当前GNSS测量噪声协方差阵,以合理调节量测权重,增强滤波性能。最后,通过仿真与实际跑车试验,验证了该方案能够有效抑制GNSS多径误差,提高了导航精度。     

衰落信道下加权抵消的线性并行干扰消除多用户检测器

在衰落信道下,提出了具有加权抵消的线性并行干扰消除多用户检测器(weight cancelled linear parallel interference canceller, WLPIC),不同于传统的线性并行干扰消除检测器（linear parallel interference canceller, LPIC）估计多址干扰的方法,WLPIC利用前一级软输出乘以一个相应的加权系数来恢复后一级期望用户信号中的多址干扰,并进行干扰抵消。基于最小均方误差准则,给出了加权系数的计算公式。对WLPIC进行了误码性能分析。理论分析和仿真结果表明,WLPIC能有效地克服远近效应,性能优于LPIC和匹配滤波检测器。     

基于多智能体导航的高超飞行器信息融合方法

精确导航技术是高超飞行器(hypersonic vehicle, HV)充分发挥威力的关键所在。然而,高马赫数和强机动性致使HV的导航系统误差及其观测噪声无法准确描述,制约着导航信息的精确性和实时性。为及时获取高精度导航信息,设计基于集员框架的卡尔曼滤波算法。一方面采用多智能体分布式协同探测,形成观测椭球交叉集合,提高了观测效率和测量精度;另一方面,通过设计两类噪声模型,求其与状态估值的最小均方误差,实现滤波增益的计算,提高算法对噪声的抗扰动能力,使状态估值达到均方误差最小。通过数字仿真,将设计方法应用到HV导航模型中,并与扩展卡尔曼滤波和集员滤波的状态估值进行比较,结果表明,提出算法在不同噪声影响下具有更高的估计精度。研究成果将为HV实现实时精确导航提供技术支持,并具有重要的理论意义和应用价值。     

超宽带系统中的迭代多用户检测算法

针对超宽带通信系统的多用户检测问题,将Turbo理论中的迭代思想应用于跳时超宽带多址通信系统的多用户检测中,提出了一种基于Turbo码的多用户检测与跳时超宽带多址系统相结合的联合应用方案———迭代多用户检测器,并推导出了一种基于软干扰消除和最小均方误差(MMSE)滤波的低复杂度迭代多用户检测算法,仿真结果证明,在室内超宽带信道条件下,使用该算法的这种接收结构的性能显著优于传统接收机,经过几次迭代后多址干扰被有效地抑制,系统性能明显提高。     

基于均匀场理论的CDMA多用户检测的方法

基于均匀场理论提出了实现码分多址(CDMA)最佳多用户检测的一种神经网络方法。从理论上证明了该算法的稳定性,理论分析和计算机仿真表明该算法能有效地抑制噪声干扰、能有效地克服远近效应,且能实时求解,有利于VLSI实现。     

基于子空间的MMSE群盲多用户检测算法

针对CDMA上行链路系统中,基站已知小区内用户的扩频码而对小区外用户扩频码未知的情况,提出一种基于子空间方法的最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)群盲多用户检测算法。该算法利用所有已知的扩频码有效消除了多址干扰,采用改进的紧缩近似投影子空间(projection approximation subspacetracking with deflation,PASTd)跟踪算法实现信号子空间的自适应跟踪,提高了收敛速度。仿真结果表明,所提算法收敛速度快,输出信干噪比和误码率性能优于PASTd盲多用户检测,逼近奇异值分解(singular value decom-position,SVD)群盲多用户检测,并保持了较低的计算复杂度。     

双射频通道抗远近效应技术

卫星导航系统经伪卫星增强后区域性能得到较大提升,但在近场时,接收机会产生远近效应,这是码分多址体制伪卫星系统实现的难点。首先,介绍现有抗远近效应技术的特点,分析伪码互相关性在满足伪卫星工作区域需求上的不足,研究伪卫星与卫星的组合定位算法。然后,从空域的角度提出利用双射频通道加自适应调零天线来抗远近效应的技术,并搭建半实物仿真平台。最后,通过实验证明这种方法有效地提高了抗远近效应的能力,扩大了伪卫星增强系统的覆盖范围。     

基于干扰相消和局部搜索的多用户检测算法

大规模多输入多输出（multiple input multiple output, MIMO）中基站天线数远大于用户数,固匹配滤波（matching filtering, MF）检测子在上行多用户检测中有重要的应用潜力。但是和传统的迫零（zero forcing, ZF）、最小均方误差（minimum mean square error, MMSE）检测子相比,MF存在明显的性能损失,且在高信噪比区域出现“误差门限”效应。为了解决MF上述的不足,提出一种基于匹配滤波连续干扰相消和局部搜索的多用户检测算法。理论分析表明,与MF类似,所提方法的计算复杂度远低于MMSE、ZF,并且实验证明此方法的误符号率和误比特率明显低于MF。     

复杂环境下的UWB脉冲成形算法

针对超宽带定位系统在多用户和弱信号环境下接收端易出现码间串扰(inter symbol interference, ISI)和多用户干扰(multiuser interference, MUI)等问题,提出一种基于修正最小均方误差估计(minimum mean square error estimation, MMSE)的自适应迭代算法进行超宽带(ultra wideband,UWB)脉冲设计。该算法选取修正Hermite多项式(modefied Hermite polynomial, MHP)作为脉冲设计基函数。通过分析MHP的时频特性对最小均方误差估计准则下组合脉冲的各阶MHP系数进行修正,在此基础上根据组合脉冲功率谱密度与美国联邦通讯委员会(federal communications commission, FCC)辐射掩蔽之间的拟合程度设计自适应算法,对组合脉冲进行自适应调整实现脉冲设计。仿真结果表明该方案获得的脉冲有较高功率利用率,同时在多用户接入和弱信号检测方面也具备很强的适用性。     

Multiuser detector based on wavelet networks

Multiple access interference (MAI) and near-far problem are two major obstacles in DS-CDMA systems. Combining wavelet neural networks and two matched filters, the novel multiuser detector, which is based on multiple variable function estimation wavelet networks over single path asynchronous channel and space-time channel respectively is presented. Excellent localization characteristics of wavelet functions in both time and frequency domains allowed hierarchical multiple resolution learning of input-output data mapping. The ma thematic frame of the neural networks and error back ward propagation algorithm are introduced. The complexity of the multiuser detector only depends on that of wavelet networks. With numerical simulations and performance analysis, it indicates that the multiuser detector has excellent performance in eliminating MAI and near-far resistance.     

基于免疫克隆选择算法的多用户检测技术研究

为了解决最佳检测器计算复杂度较高的难题，提出一种精简有效的克隆选择算法。把人工免疫系统和神经网络系统的信息处理机制引入到CSA提出了免疫克隆选择算法。所提ICSA通过使用随机Hopfield神经网络制备疫苗构成新的免疫算子，把新的免疫算子结合到克隆选择算法中，不仅加快了克隆选择算法的收敛速度，并提高了克隆选择算法的全局收敛能力。然后在CDMA系统利用此算法设计了新的多用户检测器。仿真结果证明了ICSA检测器能够快速收敛到全局最优解，并且无论抗多址干扰和抗远近效应能力都优于传统方法和一些应用优化算法的多用户检测器。     

部分并行干扰抵消多用户检测器仿真设计

针对DS/CDMA系统中多址干扰及远近效应。提出了一种选通并行部分干扰抵消(SPPIC)算法,利用匹配滤波器输出的判决统计对多址干扰进行选通部分抵消,有效地减小判决统计量的偏差,以提高系统性能。给出了选通并行部分干扰抵消检测器的非相干实现结构,通过仿真实验证明该算法的有效性。     

Compressive sensing based multiuser detector for massive MBM MIMO uplink

Media based modulation(MBM)is expected to be a prominent modulation scheme,which has access to the high data rate by using radio frequency(RF)mirrors and fewer transmit antennas.Associated with multiuser multiple input multiple output(MIMO),the MBM scheme achieves better performance than other conventional multiuser MIMO schemes.In this paper,the massive MIMO uplink is considered and a conjunctive MBM transmission scheme for each user is employed.This conjunctive MBM transmission scheme gathers aggregate MBM signals in multiple continuous time slots,which exploits the structured sparsity of these aggregate MBM signals.Under this kind of scenario,a multiuser detector with low complexity based on the compressive sensing(CS)theory to gain better detection performance is proposed.This detector is developed from the greedy sparse recovery technique compressive sampling matching pursuit(CoSaMP)and exploits not only the inherently distributed sparsity of MBM signals but also the structured sparsity of multiple aggregate MBM signals.By exploiting these sparsity,the proposed CoSaMP based multiuser detector achieves reliable detection with low complexity.Simulation results demonstrate that the proposed CoSaMP based multiuser detector achieves better detection performance compared with the conventional methods.     

New blind adaptive approach to multiuser detection in CDMA systems

Due to a number of advantages, blind adaptive multiuser detector has become a research hotspot in recent years. But low convergence rate problem occurs to many blind adaptive algorithms. A new blind adaptive approach to multiuser detection is presented. The simulation results show that by reasonably choosing time varying step size, the proposed detector can not only improve the convergence rate, but also reduce the bit error rate (BER) of the system, and so it can effectively improve the system performance with less computational cost.     

基于自适应卡尔曼滤波盲多用户检测的新算法

研究在稳态的码分多址(code-divisionmultiple-access,CDMA)系统存在很强的抗多址干扰时,使多用户检测中的最优判决向量的估计保持较高的数值鲁棒性的算法。采用一种新的自适应卡尔曼滤波多用户检测算法估计CDMA系统多用户接收器的最优判决向量,高性能盲自适应多用户检测算法。通过仿真实验,可以看出,该算法收敛速度快、跟踪性能好、数值稳定性好。仿真实验表明,提出的方法能够有效抑制阵发性多用户干扰,具有很强的抗多址(multipleaccessinterference,MAI)干扰能力和较高的数值鲁棒性。     

Efficient multiuser detector based on box-constrained deregularization and its FPGA design

Multiuser detection can be described as a quadratic optimization problem with binary constraint.Many techniques are available to find approximate solution to this problem.These techniques can be characterized in terms of complexity and detection performance.The "efficient frontier" of known techniques include the decision-feedback,branch-and-bound and probabilistic data association detectors.The presented iterative multiuser detection technique is based on joint deregularized and box-constrained solution to quadratic optimization with iterations similar to that used in the nonstationary Tikhonov iterated algorithm.The deregularization maximizes the energy of the solution,this is opposite to the Tikhonov regularization where the energy is minimized.However,combined with box-constraints,the deregularization forces the solution to be close to the binary set.We further exploit the boxconstrained dichotomous coordinate descent (DCD) algorithm and adapt it to the nonstationary iterative Tikhonov regularization to present an efficient detector.As a result,the worst-case and average complexity are reduced down to 2.8 and 2.5 floating point operation per second,respectively.The development improves the "efficient frontier" in multiuser detection,which is illustrated by simulation results.Finally,a field programmable gate array (FPGA) design of the detector is presented.The detection performance obtained from the fixed-point FPGA implementation shows a good match to the floating-point implementation.     

盲信号分离空时多用户检测器及仿真

提出了一种利用盲信号分离技术(BSS)与阵列天线相结合的新的盲空时多用户检测器。利用基于高阶累积量快速定点的独立分量分析(ICA)算法，从CDMA系统的多址干扰信号中较好分离出需要用户信号和多址干扰信号，进而通过匹配滤波检测出需要的用户信号。该检测器具有结构简单，具有较好的抑制多址干扰和抗“远-近”效应能力，而且收敛速度快。