【正文】 某一級算法對一個用戶判決有誤時，下一級不但不能消除誤差，反而會使該用戶對其它用戶干擾加倍，即出現(xiàn)誤差傳播現(xiàn)象。 并且如果多級檢測器的級數(shù)過多 ， 對性能的改善并不明顯 ， 有可能出現(xiàn)下一級誤碼率高于前一級誤碼率的現(xiàn)象 ， 一般 PIC的級數(shù)應(yīng)限制在 3級以內(nèi)。 PIC的好處在于實現(xiàn)了多用戶的干擾消除 ， 而時延又小于 SIC， 但與此同時也增加了算法的計算量。 但是，由于串行干擾消除檢測算法概念和硬件實現(xiàn)都比較簡 單，是目前實際系統(tǒng)中最有可能廣泛應(yīng)用的多用戶檢測算法之一。多用戶檢測中的干擾消除 算法充分利用了多個用戶的信息，并且工程實現(xiàn)相對簡單。 (2)在串行干擾 消除 檢測器中，由于每解調(diào)一個用戶便會引入一定的處理時延，當(dāng)用戶較多時，時延將累積到系統(tǒng)難以忍受的地步。因此，串行干擾抵消檢測算法能大大提高弱用戶檢測準(zhǔn)確率。所以第 K 個用戶的相關(guān)器輸出是 ： ,11 ( ) ( )1 ( ) ( )bbTkkbK Tk k i k i i ki bikk k k ky r t g t d tTA d p A d n t g t d tTA d M A I Z???? ? ?? ? ??? ? （ ） 串行干擾消除 串行干擾消除操作過程及注意事項 串行干擾消除 (Successive Interference Cancellation, SIC)串行干擾消除器由多級組成，一級對一個用戶序列信號進行判決、再造、消除，以給下面的各級減輕 MAI ，各用戶的操作順序是根據(jù)信號功率的下降順序來確定的。盲算法的收斂速度慢是通病，特別是 對于快速時變信道，這是一個致命的弱點。 多項式擴展 (PE)多用戶檢測 。得到信道傳輸?shù)哪婢仃?T ,就可以將多用戶信號經(jīng)過 K 個匹配濾波器的輸出 ,再通過此逆矩陣進行求逆運算 ,以等效地消除各用戶擴頻序列間的相關(guān)性 ,從而達到消除多址干擾的目的。在理想情況下，與沒有 MUD的系統(tǒng)相比， MUD減少干擾 。多用戶檢測的主要缺點：大大增加 CDMA系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜度，增加 CDMA系統(tǒng)的處理時延，特別是對于采用自適應(yīng)算法，以及對于擴頻碼較長的系統(tǒng)更是如此。實際容量的增加取決于算法的有效性、無線環(huán)境和系統(tǒng)負載。由個別用戶產(chǎn)生的 MAI 固然很小 ， 可是隨著用戶數(shù)的增加或信號功率的增大 ， MAI 就成為寬帶 CDMA通信系統(tǒng)的一個主要干擾。在蜂窩移動碼分多址通信中 , 干擾大概分為三種類型 :加性白噪聲干擾、多徑干擾與多用戶間的多址干擾。寬帶CDMA通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括抗干擾 (多用戶檢測 )、抗多徑衰落 (天線分集和 RAKE接收 )、抗遠近效應(yīng) (功率控制 )等 ， 而它們之間又是相輔相成、互相補充的 ， 均為當(dāng)前研究的熱點。 關(guān)鍵詞 ： 多用戶檢測，串行干擾消除，并行干擾消除 RESEARCH ON MUTIUSER DETECTION TECHNIQUE Author: Hu Bo Tutor: Sun Kai Abstract: Multiuser detection is an antiinterference key technology in broadband CDMA system. Multiuser detection is a method for signal detection。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 學(xué)院、系 電子信息工程學(xué)院 電子系 專業(yè)名稱 電子信息科學(xué)與技術(shù) 多用戶檢測技術(shù)研究 多用戶檢測技術(shù)研究 摘要 ： 多用戶檢測是寬帶 CDMA通信系統(tǒng)中抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)。 it overall evaluates all users or certain users who occupy some channels, other users to any user39。 近年來移動通信一直是全球電信業(yè)的熱點 , 其發(fā)展?fàn)顩r備受矚目。由于在同一個小區(qū)間同時通信的用戶不是一個而是多個 ,在碼分多址中多個用戶占用同一時隙、同一頻率 ,當(dāng)同時通信用戶數(shù)較多時 ,多址干擾成為最主要的干擾。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)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MAI 干擾能力較差 ； 多用戶檢測 (MultiUser Detection, MUD)技術(shù)在傳統(tǒng)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上 ， 充分利用造成 MAI 干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進行檢測 ， 從而具有優(yōu)良的抗干擾性能 ， 解決了遠近效應(yīng)問題 ， 降低了系統(tǒng)對功率控制精度的要求 ， 因此可以更加有效地利用上行鏈路頻譜資源 ， 顯著提高系統(tǒng)容量。 充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對多個用戶做聯(lián)合檢測或從接收信號中減掉相互間干擾的方法，有效地消除 MAI 的影響，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能。多用戶檢測一般需要知道很多附加信息，如所有用戶的擴頻碼、衰落信道的主要統(tǒng)計參量：幅度、相位。實際情況下， MUD的有效性不到 100% ，也就是說取決于檢測方案、信道估計、時延估測和功率控制差錯。實際上 T 是一個非因果的無限沖擊響應(yīng)的矩陣傳遞函數(shù) ,是不可實現(xiàn)的。這一算法的基本思想是應(yīng)用的矩陣多項式來逼近一個線性變換。但對于慢時變的移動信道，它仍是很有吸引力的算法。將檢測用戶信號的功率按從大到小 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計） 第 8 頁 排列的原因是： (1)強功 率用戶用傳統(tǒng)檢測器時，其誤碼率比弱功率用戶低，容易得到正確的判 。 通過上述過程可以看出： (1)串行干擾消除按信號功率從大到小依次相消，其性能很大程度上取決于用戶接收信號的功率分布，用戶接收信號的功率分布差別越大， 性能提高就越明顯。因此，在 SIC方案中，每個分組的用戶不宜取太多，一般取 4個用戶即可。存在的問題是：對干擾的估計要求相當(dāng)準(zhǔn)確，否則干擾刪除的效果會大大削弱甚至使系統(tǒng)惡化。 并行干擾消除 并行干擾消除操作過程及注意事項 并行干擾消除 (Parallel Interference Cancellation, PIC)為了解決 SIC在時延以及重排上的缺陷問題，產(chǎn)生了并行干擾 消 除檢測，它不需要對用戶的信號強度進行排序。 具體的操作如下： 如圖 ， 并行干擾消除檢測器的每一級將前一級的硬判決輸出與幅度估計相乘，再通過擴頻碼擴頻，就得到了延時一個比特的每個用戶接收信號的估計值。 并行干擾消除檢測算法 不失一般性，以用戶 0k 為例來推導(dǎo)并行干擾消除的過程 。如果級數(shù)過多，對性能改善并不明顯，有可能出現(xiàn)下一級誤碼率高于上一級誤碼率現(xiàn)象，這時并行干擾抵消算法反而帶來誤碼率的惡化。 串行干擾消除多用戶檢測器在接收信號中對多個用戶逐個進行數(shù)據(jù)判決，判出一個就從總的接收信號中減去該信號，從而消除該用戶信號造成的多址干擾。 因此 ,對實際的多速率 SIC系統(tǒng)進行功率分配時 ,不能簡單地用理想 SIC模型來替代實際的線性 SIC系統(tǒng) ,以免系統(tǒng) 性能嚴重惡化 。在抗 “ 遠一近 ” 效應(yīng)方面，由于解相關(guān)矩陣用戶檢測器是全解相關(guān)，因而不受 “ 遠一近 ” 效應(yīng)的影響，故它的抗 “ 遠一近 ” 效應(yīng)最強，而最小均方誤差檢測器是部分解相關(guān)，它的抗 “ 遠一近 ” 效應(yīng)性能劣于解相關(guān)矩陣檢測器，但優(yōu)于傳統(tǒng)檢測器。碼分多址通信系統(tǒng)中，由于多用戶檢測技術(shù)的存在，有效削弱了小區(qū)內(nèi)多址干擾的影響，使得系統(tǒng)容量顯著提高 ； 其次，上行鏈路性能的改進允許移動臺使用較小的處理增益工作，這意味著同樣的帶寬可以支持更高的數(shù)據(jù)速率，或?qū)⒍嘤嗟膸捰糜诟纳葡滦墟溌返娜萘?； 再次，由于多址干擾和遠近效應(yīng)的減弱，降低了所有用戶以同樣功率達到接收端的要求，所以多用戶檢測器的使用對移動 臺功率控制的精度要求有所降低。從而為分析、選擇不同多用戶檢測器提供了一些依據(jù) ,也為進一步研究多用戶檢測算法提供了一定的參考。 如圖 ， 在相同情況下，串行干擾消除檢測器 性能比傳統(tǒng)檢測 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計） 第 16 頁 器有較大提高， 誤比特率明顯小于傳統(tǒng)檢測的誤比特率。一般而言，從系統(tǒng)處理時延和復(fù)雜度考慮，級數(shù)應(yīng)限制在三級以內(nèi)。 相 關(guān) 器判 決 器判 決 器判 決 器? ?rt ??1mb2mb mKb1A2AKA1S2SKS1i ??2i ??iK??????? 11mb?12mb?1mKb?圖 并行干擾消除檢測算法框圖 由圖 ， 對于一個同步 DSCDMA系統(tǒng) ,假定小區(qū)內(nèi)用戶數(shù)為 K ，則接收信號可以表示為： ? ?1( ) ( ) ( ) , 0 ,Kk k k n bkr t A b S t t t T??? ? ?? （ ） 式中 kA 為第 k 個用戶的幅度； ? ?1, 1kb ?? ? 為第 k 個用戶的信息比特； ()kSt為擴頻波形；()nt 為具有單位功率譜密度的高斯白噪聲。對該值用傳統(tǒng)檢測方法進行檢測，就得到了該級的各用戶信號的檢測