一种同步长码ds-cdma信号的盲解扩方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于盲解扩技术领域，尤其设及一种同步长码DS-CDMA信号盲解扩方法。
【背景技术】
[0002] 直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spechum,DSSS)信号由于具有截获率 低、抗干扰性强和在低信噪比条件下性能好等优点，被广泛应用于对抗、民用通信、卫星导 航等领域。根据扩频序列周期和扩频因子的大小关系，DSSS信号可分为长码DSSS信号和短 码DSSS信号两种，当扩频序列周期等于扩频因子时，DSSS信号为短码DSSS信号，当扩频序列 周期大于扩频因子时，DSSS信号为长码DSSS信号。
[0003] 针对长码直接序列码分多址（Direct Sequence-Code Division Multiple Access, DS-CDMA)信号的盲解扩，较为有效的方法是将同步多用户长码直扩信号建模为缺 失数据模型，利用奇异值阔值(Singular Value Thresholding,SVT)算法恢复出由各用户 扩频码序列张成的子空间，同时将同步长码DS-CDMA信号建模为高斯混合分布模型，利用期 望最大化化xpectation Maximization,EM)算法实现各用户扩频码序列的盲估计，接着用 估计得到的扩频码序列解扩得到用户信息码序列的估计，完成盲解扩。该方法虽然在低信 噪比情况下性能良好，但在采用EM算法实现各用户扩频码序列的盲估计时，其计算复杂度 会随用户个数的增加而急剧增加，运对于解决多用户问题十分不利。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种同步长码DS-CDMA信号盲解 扩方法，
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] 首先将接收到的同步长码DS-CDMA信号建模成缺失模型，然后通过EM算法恢复出 由各用户扩频序列张成的信号子空间，再根据扩频序列的±1特性，由迭代最小二乘 (Iterative Least Squares with Projection,ILSP)算法得到扩频序列矩阵的估计，最后 由扩频序列矩阵的估计矩阵解扩得到用户的信息矩阵的估计，最终完成盲解扩。
[0007] -种同步长码DS-CDMA信号的盲解扩方法，包括如下步骤：
[000引S1、非合作方截获到的含有高斯白噪声的同步长码DS-CDMA信号经码元速率采样 后表示成如!,、= ^^^^.怖k('!-巧G运勾+V4'的，其中，R为用户个数，r=l ,2,3, . . .，R， r=l 巧=(j. Ar为第r个用户信号的幅度，Sr为第r个用户的采用BPSK调制的信息码序列，巧为信号样本 中含信息码的个数且及=「W/巧，「?]表示向上取整，q(n)为矩形函数，当ne[0，G)时q(n) = 1，否则q(n)=0，G为扩频因子，hr为第r个用户的扩频序列，M表示接收到的信号样本中共含 有M个扩频周期且M = N/L，L为扩频波形周期(扩频因子），v(n)为方差为O2的高斯白噪声，N 为信号样本长度；
[0009] S2、将Sl得到的长码DS-CDMA信号构建成缺失矩阵;P=Foz形式，其中，矩阵Y和Z的 第mod(n，U + l行、第Lin〇d("，巧+ 1」，列的元素分别为y(n)和1，其它元素为0，W表示向下取 整，符号"0 "表示点乘，r:表示与长码DS-CDMA信号扩频码相同的短码DS-CDMA信号矩阵； [0010] S3、利用算法根据S2得到的缺失矩阵模型Y恢复出由长码DS-CDMA信号扩频序列 张成的信号子空间^^.，具体如下：
[001。 S31、令i = 0，随机初始化L X R维矩阵巧>，面X /?维矩阵巧* ;
[oon] S32、i = i + 1，更新估计护，和户'?>:仍'乂Ii'hargmaxl杉-口;|-|吟1|:，其中， .d S. ￡,.广1,'巧 0=r+(i-々〇((巧-表示对缺失矩阵Y的插补，更新估计巧1和巧，表示对无缺失矩 阵Q的低秩近似，可由矩阵Q的奇异值分解(Singular化Iue Decomposition,SVD)完成；
[0013] S33、循环迭代S32直到最大迭代次数A终止，得到的矩阵坊。即为估计得到的由长码 DS-CDMA信号扩频序列张成的信号子空间估计，所述最大迭代次数为经验值；
[0014] S4、由于扩频码序列矩阵与信号子空间之间存在模糊矩阵，根据扩频码的±1特 性，采用ILSP算法由S3所述氏来求模糊矩阵T和信息码矩阵C的估计矩阵J和后，具体实现步 骤为：
[001引 S41、令i = 0,随机初始化3乂龄隹矩阵：^1";
[0016] S42、令i = i+l，计算护)=礎,?扔皆。-。)-1)，J'-' = ；
[0017] S43、重复S42直到算法收敛或达到最大迭代次数B，其中，算法收敛的条件为 r = 11 -护呼"11 < &-，所述最大迭代次数B为经验值；
[0018] S44、重复S41-S43曲欠，选择迭代效果最好的一次作为最终结果，所述H为经验值；
[0019] S5、根据估计得到长码DS-CDMA信号的扩频序列矩阵C解扩得到信息码矩阵完成 盲解扩。
[0020] 进一步地，S33所述最大迭代次数A为40次。
[0021] 进一步地，S43所述e = 1 X 1〇-9，所述最大迭代次数B为50次。
[0022] 进一步地，S44 所述 H=40。
[0023] 本发明的有益效果是：
[0024] 本发明将截获到的长码DS-CDMA信号建模成缺失矩阵模型，然后通过EM算法恢复 出由个用户扩频序列张成的信号子空间，再根据扩频序列的±1特性，由ILSP算法得到扩频 序列矩阵的估计，最后由扩频序列矩阵的估计矩阵解扩得到用户的信息矩阵，最终完成盲 解扩。通过计算机仿真，证明本方法的有效性。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明长码DS-CDMA信号盲解扩方法的【具体实施方式】流程图。
[0026] 图2是本发明长码DS-CDMA信号建模成缺失矩阵模型示意图。
[0027] 图3是本发明具体实施1中，信号样本数固定，不同用户个数长码DS-CDM信号误码 率随信噪比变化曲线图。
[002引图4是本发明具体实施2中，信噪比固定，不同用户数时长码DS-CDMA信号误码率随 扩频序列周期数变化曲线图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例和附图，详细说明本发明的技术方案。
[0030] 在信息码个数固定的情况下，对不同用户个数的信息码矩阵误码率随信噪比 (Signal Noise Rate，SNR)变化进行仿真，其中用户个数分别为R = 3和R = 6，扩频波形周期 1 = 63，扩频因子G = 30，同步长码DS-CDMA信号样本长度N= 100 X 63 = 6300，信噪比为-10地 到-2地。而且与相同情况下的合作通信进行对比。
[0031] 具体实施1、
[0032] 如图1所示，本发明实现长码DS-CDMA信号盲解扩方法包括W下步骤：
[0033] S1、非合作方截获到的含有高斯白噪声的同步长码DS-CDMA信号经码元速率采样 后表示成)'(")=么4玄&.师Mw-而G