【正文】 串行干擾消除操作過程及注意事項 7 串行干擾消除檢測算法 9 串行干擾消除檢測算法的優(yōu)缺點 10 并行干擾消除 11 并行干擾消除操作過程及注意事項 11 并行干擾消除檢測算法 12 并行干擾抵消算法的特點 14 4 MATLAB 仿真與分析 15 傳統(tǒng)檢測和解相關檢測的比較 15 傳統(tǒng)檢測和干擾消除接收機的比較 15 線性干擾消除和非線性干擾消除的性能比較 16 結論 18 參考文獻 19 內蒙古大學本科 學年論文 （設計） 第 1 頁 多用戶檢測技術研究 1 緒論 多用戶檢測技術產(chǎn)生背景 第三代移動通信系統(tǒng)是能夠滿足國際電聯(lián)提出的 IMT20xx/FPLMTS系統(tǒng)標準的新一代移動通信系統(tǒng) ， 要求具有很好的網(wǎng)絡兼容性 ， 能夠實現(xiàn)全球范圍內多個不同系統(tǒng)間的漫游 ， 不僅要為移動用戶提供話音及低速率數(shù)據(jù)業(yè)務 ， 而且要提供廣泛的多媒體業(yè)務。 多用戶檢測是綜合考慮同時占用某個信道的所有用戶或某些用戶，消除或減弱其它用戶對任一用戶的影響，并同時檢測出所有這些用戶或某些用戶的信息的一種信號檢測方法。 隨著多用戶檢測技術的發(fā)展越來越成熟，其應用領域也不斷擴大，多用戶檢測成為目前研究的一個熱點。當前最為迫切的任務是進行寬帶 CDMA通信系統(tǒng)的關鍵技術的研究工作 ， 要努力形成自己的專利技 術 ， 提高中國電信業(yè)的獨立性和與外國電信廠商競爭的能力。與傳統(tǒng)的 FDMA、 內蒙古大學本科 學年論文 （設計） 第 2 頁 TDMA系統(tǒng)相比 , CDMA系統(tǒng)具有頻率 規(guī)劃簡單、軟容量、保密性好、易于無縫切換和宏分集等優(yōu)點 ,但 CDMA系統(tǒng)的主要缺陷就是由多址干擾帶來的容量限制。在實際的 CDMA通信系統(tǒng)中 ， 各個用戶信號之間存在一定的相關性 ， 這就是多址干擾 (Multiple Access Interference ,MAI)存在的根源。傳統(tǒng)的檢測技術完全按照經(jīng)典直接序列擴頻理論對每個用戶的信號分別進行擴頻碼匹配處理，因而抗多址干擾 ( MAI )能力較差； 如圖 ， 多用戶檢測 (MultiUser Detection, MUD)技術在傳統(tǒng)檢測技術的基礎上， 通過取消小區(qū)間干擾來改進性能，增加系統(tǒng)容量。 多用戶檢測的主要優(yōu)點：它是消除或減弱 CDMA中多址干擾的有效手段，也是消除或減弱 CDMA中多徑衰落干擾的有效手段，并且能夠消除或減弱 CDMA中的遠近效應，簡化 CDMA系統(tǒng)中的功率控制，降低功率控制的精度要求，彌補 CDMA中由于正交擴頻互相關性不理想所帶來的一系列消極影響，改善 CDMA系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)容量、擴大 內蒙古大學本科 學年論文 （設計） 第 4 頁 校區(qū)覆蓋范圍 。從原理圖上就可以看出：多用戶檢測的關鍵取決于相關器的同步擴頻碼字跟蹤、各個用戶信號的檢測性能、相對能量的大小信道估計的準確性等接收機的性能，也就是取決于捕捉到的能量、相位的影響和碼跟蹤差錯。 匹 配 濾 波 器 1匹 配 濾 波 器 2匹 配 濾 波 器 K線性變換T比 特 判 決比 特 判 決比 特 判 決? ?rt 1?b 2?b?kb 圖 解相關器示意圖 這種檢測器是將多用戶通信環(huán)境的多址干擾等效為一個信道的傳輸響應矩陣 ,即碼字之間的相關矩陣 R ,該矩陣僅與各用戶的擴頻序列以及序列間的相對時延有關。 MMSE檢測器是在消除多址干擾和增大信道噪聲這兩者之間采取折中而達到某種平衡 ， 從性能上來說 ， 在信噪比低的情況下 ， MMSE檢測器優(yōu)于解相關檢測器 ， 在信噪比高的情況下 ， 解相關檢測器比 MMSE性能更優(yōu) 。由于盲自適應多用戶檢測既不需要訓練序列，也不需要其他用戶的擴頻碼信息，所需要的信息幾乎與 傳統(tǒng)的檢測器相同，因此，它本質上是一種單用戶抗多徑自適應檢測。 CDMA工作原理的核心在于偽隨機碼 (Pseudo Noise Code ,PN碼 )的相關性 ， 用公式表示為 ： , 1 ( ) ( )bTi k i kbp g t g t dtT? ?，其中 , 1itg ?? ；如果 ,1kki k p??；如果 , 0 1iki k p? ? ?。串行干擾抵消算法之所以按信號功率強度由強到弱依次消除多址干擾是因為 ： 對于功率最強用戶信號，最容易正確解調和恢復 ； 去除功率最強用戶信號對剩下用戶來說受益最大。此外，每一級的檢測錯誤將會在以下各級中累加，它會嚴重影響整個系統(tǒng)的檢測性能。 (5)串行干擾 消除 結構簡單，運算復雜度與用戶數(shù)呈線性關系。 內蒙古大學本科 學年論文 （設計） 第 11 頁 串行干擾消除檢測算法具有以下缺點 ： (1)SIC檢測算法檢測每個用戶都會相應增加一個時延，當系統(tǒng)負荷較大時，時延大，不能滿足實時要求； (2)SIC檢測算法需要對用戶按功率進行排序，因此當用戶信號功率強度發(fā)生變化時需要重新排序； (3)SIC檢測算法要求初級檢測必須準確，否則不但不能消除多址干擾，還會引入虛擬用戶，引起誤差傳播。在每級干擾 消 除檢測中 ， 并不是完全刪除其他用戶的信號強度 ， 而是乘以一個相對小的系數(shù) ， 避免了傳統(tǒng)匹配濾波接收檢測中的誤碼率被不斷放大。 再 次 擴 頻匹 配 濾 波 器 組判 決判 決判 決? ?br t T?? ?1? 0b? ?2? 0b? ?? 0Kb? ?1 bE t T?? ?2 bE t T?? ?KbE t T?? ?1? bg t T?? ?2? bg t T?? ?? Kbg t T?1i??2i??iK?? ??????? ?1? 1b? ?2? 1b? ?? 1Kb 圖 并行干擾消除原理圖 與 SIC相比 ， PIC檢測器的實現(xiàn)結構復雜 ， 并且當某一級檢測器對一個用戶的判決有誤時 ， 下一級會使該用戶對其它用戶的干擾加倍 ， 即出現(xiàn)誤差傳播的現(xiàn)象 。同步信道下 ， 第一級采用傳統(tǒng)檢測的兩級并行干擾消除檢測器的第 k 個用戶的判決輸出可以表示為： sg nk k j jk jjkb y A b??????????? （ ） 并行干擾抵消算法的特點 (1)PIC算法的時延與用戶數(shù)沒有關系，僅和級數(shù)有關，可以保證實時處理的要求； (2)運算復雜度與用戶數(shù)成線性關系； (3)在有嚴格功率控制時， PIC算法的性能優(yōu)于 SIC算法；但當沒有功率控制時， PIC算法的性能不如 SIC算法。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10105104103102101E b / N 0BERM U D 解相關檢測單用戶檢測 圖 傳統(tǒng)檢測和解相關檢測的性能比較 傳統(tǒng)檢測和干擾消除接收機的比較 干擾消除多用戶檢測技術包括串行干擾消除和并行干擾消除。在任何條件下 ,相對于傳統(tǒng)的單用戶接收機系統(tǒng) ,采用線性 SIC技術能顯著提高系統(tǒng)容量 。 在背景噪聲不大、多址干擾占主導的情況下，解相關矩陣檢測器的優(yōu)勢比較明顯，而在背景噪聲較大的情況下，解相關矩陣檢測器的性能可能低于傳統(tǒng)檢測器。通過多用戶 檢測技術的發(fā)展，將會使第三代移動通信系統(tǒng)更加完善，