【正文】 結(jié)果。重復(fù)多次這樣的干擾 消 除 ， 就可以消除其他用戶的多址干擾。 ? ?rt ? ?2 ts ? ?1 ts2y??2A 0T?0T? 1y 1?b2?b圖 兩個(gè)用戶的串行干擾消除檢測(cè)算法框圖 對(duì)于一個(gè)同步 DSCDMA系統(tǒng) ,假定小區(qū)內(nèi)用戶數(shù)為 K ，則接收信號(hào)可以表示為： 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計(jì)） 第 10 頁 ? ?1( ) ( ) ( ) , 0 ,Kk k k n bkr t A b S t t t T??? ? ?? （ ） 式中 kA 為第 k 個(gè)用戶的幅度； ? ?1, 1kb ?? ? 為第 k 個(gè)用戶的信息比特； ()kSt為擴(kuò)頻波形；()nt? 為具有單位功率譜密度的高斯白噪聲。 (3)串行干擾 消除 需要對(duì)用戶的功率進(jìn)行排序。 CDMA是自干擾系統(tǒng)，因此， 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計(jì)） 第 9 頁 把信號(hào)最強(qiáng)的用戶檢測(cè)出來的同時(shí)也減小 了對(duì)其他用戶的干擾。 如圖 ，接收機(jī)首先根據(jù)接收信號(hào)功率估值對(duì)用戶進(jìn)行排序，然后按功率由高到低次序?qū)Ω饔脩粜盘?hào)依次進(jìn)行判決和估計(jì)。這種消除器與抗 ISI的反饋均衡器類似 , 所以又稱為判決反饋檢測(cè)器。但多項(xiàng)式擴(kuò)展多用戶檢測(cè)有一個(gè)最重要的特點(diǎn)是在長碼系統(tǒng)和短碼系統(tǒng)中同樣容易實(shí)現(xiàn) 。這種檢測(cè)器具有以下特點(diǎn) : 必須知道 所有用戶的擴(kuò)頻碼及其 特性 ； 必須得到所有用戶的定時(shí) ； 必須計(jì)算互相關(guān)矩陣R 的逆矩陣 ； 其性能獨(dú)立于干擾功率 ,不需估計(jì)功率的大小 ； 不需對(duì)用戶幅度進(jìn)行估計(jì)。線性多用戶檢測(cè)主 要有下面幾類 : 解相關(guān)檢測(cè) ,最小均方誤差檢測(cè) , 盲自適應(yīng)多用戶檢測(cè)和多項(xiàng)式擴(kuò)展多用戶檢測(cè)，其中前三類只能用于 短碼系統(tǒng) , 而多項(xiàng)式檢測(cè)可以在長碼系統(tǒng)中應(yīng)用 。 多用戶檢測(cè)技術(shù)工作原理 如下圖 ，假設(shè)有 k 個(gè)用戶， 每個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)比特 12kbb b ，通過擴(kuò)頻碼字進(jìn)行頻率擴(kuò)展，經(jīng)過無線信道傳輸，加入了噪 聲 ，接收端接收的用戶信號(hào)與同步的擴(kuò)頻碼字相關(guān)，接收機(jī)相乘器由乘法器、積分和信息轉(zhuǎn)存功能部分組成。這顯然消除了“遠(yuǎn) — 近”效應(yīng)的影響，可以簡化用戶的功率控制，降低系統(tǒng)對(duì)功率控制精度的要求。現(xiàn)在研究較多的有 MUD技術(shù)與空時(shí)二級(jí)信號(hào)處理、信道編碼、功率控制等技術(shù)的結(jié)合 ； 另外 ,還有用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多用戶檢測(cè)可以考慮系統(tǒng)的非線性、非平衡性和非高斯性 ,因此 ,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多用戶檢測(cè)近來也受到人們的注意。所以多址干擾不僅嚴(yán)重影響系統(tǒng)的抗干擾性 ,而且也嚴(yán)格限制了系統(tǒng)的容量提高。移動(dòng)通信系統(tǒng)在經(jīng)歷第一代和第二代后 , 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) (3G)在 20xx年 進(jìn)入準(zhǔn)備啟動(dòng)階段 , 到 20xx年 5月底 , 全球共頒發(fā)了 156張 3G許可證。ITU已對(duì) IMT20xx的測(cè)試環(huán)境提出了具體標(biāo)準(zhǔn) ， 給出了表征 IMT20xx系統(tǒng)的最低限度的參數(shù) ， 包括支持的數(shù)據(jù)速率范圍、誤碼率標(biāo)準(zhǔn)、單向的時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)、激活因子和業(yè)務(wù)量模型。 本文主要研究了CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的各種多用戶檢測(cè)算法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)。文中通過仿真比較分析了傳統(tǒng)檢測(cè)器、串行干擾抵消檢測(cè)器和解相關(guān)檢測(cè)器等經(jīng)典多用戶檢測(cè)器的誤碼率。我國現(xiàn)在已經(jīng)具備了第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的整體開發(fā)能力 ， 但在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究開發(fā)方面還剛剛起步。因此 ， 碼分多址接入 (Code Division Multiple Access, CDMA)技術(shù)已經(jīng)成為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的主流技術(shù)。 多用戶檢測(cè)技術(shù)簡介 多用戶檢測(cè)是寬帶 CDMA通信系統(tǒng)中抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計(jì)） 第 3 頁 2 多用戶檢測(cè)技術(shù) 多用戶檢測(cè)技術(shù)概述及其作用 多用戶檢測(cè)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中寬帶 CDMA通信系統(tǒng)抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)。也就是根據(jù)多用戶檢測(cè)算法，在經(jīng)過非正交信道和非正交的擴(kuò)頻碼字，重新定義用戶判決的分界線，在這種新的分界線上，可以達(dá)到更好的判決效果，去除用戶之間的相互干擾。多用戶檢測(cè)輸出的是估測(cè)的數(shù)據(jù)比特。 解相關(guān)檢測(cè) 由 Lupas和 Verdu提議的解相關(guān)器 (又稱為零驅(qū)動(dòng)檢測(cè)器 ) 結(jié)構(gòu)如圖 。與解相關(guān)不同 的是 它不會(huì)增強(qiáng)噪聲。但是，盲算法的最大問題是其收斂速度能否跟得上信道時(shí)變衰落的變化速度。 引言 首先我們將 CDMA通信系統(tǒng)進(jìn)行簡化 ， 設(shè)有 K 個(gè)用戶 ， 采用直接序列擴(kuò)頻信道為單路徑同步信道 ， 則接收信號(hào)的基帶表示為： 1( ) ( ) ( ) ( ) ( )Kk k kkr t A t g t d t n t???? （ ） CDMA通信系統(tǒng)中傳統(tǒng)的檢測(cè)器是由 K 個(gè)相關(guān)器組成的 ， 相關(guān)檢測(cè)器可以由匹配濾波器代替 ， 所以又稱為匹配濾波檢測(cè)器。接收端各用戶信號(hào)功率相差越大，越利于串行干擾抵消檢測(cè)算法的工作。也就是說如果用戶 1和用戶 2功率差別不大，或者對(duì)用戶 1的估計(jì)值與真實(shí)值 差別比較大，則會(huì)使系統(tǒng)誤差較大。 (4)串行干擾 消除 需要估計(jì)用戶信號(hào)的延時(shí)、幅度和相位。 對(duì)于有 k 個(gè)用戶的串行干擾消除 檢測(cè)器，接收信號(hào)一次去掉一個(gè)干擾波形，當(dāng)對(duì)第k 個(gè)用戶進(jìn)行判決時(shí) ,則假定對(duì) 1, ,kK? 個(gè)用戶的判決是正確的，并忽略 1, , 1k? 個(gè)用戶的存在 ,那么同步信道下第 k 個(gè)用戶的判決輸出是： 1sg n Kk k j jk jjkb y A b???????????? （ ） 串行干擾消除檢測(cè)算法的優(yōu)缺點(diǎn) 串行干擾消除檢測(cè)算法具有以下特點(diǎn) ： (1)結(jié)構(gòu)簡單，只需在傳統(tǒng)檢測(cè)算法基礎(chǔ)上附加少量硬件即可實(shí)現(xiàn)； (2)能相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)算法有較大提高； (3)不改善最強(qiáng)功率用戶抗多址干擾性能，明顯改善弱功率用戶抗多址干擾性能，總體性能得到改善； (4)計(jì)算復(fù)雜度與用戶數(shù)成線性關(guān)系。 PIC的設(shè)計(jì)思想基本上和 SIC的設(shè)計(jì)思想是一致的，只是由于 PIC是并行處理，克服了 SIC時(shí)延大的缺點(diǎn)，并且在信號(hào)發(fā)生變化時(shí)重新排序，因此具有較高的實(shí)用價(jià)值。當(dāng)信噪比較低而第一級(jí)判決的誤碼率過高時(shí)，由于錯(cuò)誤的判決而導(dǎo)致對(duì)每個(gè)干擾用戶產(chǎn)生的多址干擾的相反極性的估計(jì)，使得減去多址干擾的估計(jì)值的結(jié)果是多址干擾反而加大了，最終造成誤碼的擴(kuò)散，誤碼性能反而不如傳統(tǒng)檢器。 并行干擾抵消檢測(cè)器是對(duì)每一用戶的匹配濾波器輸出做初始判決 ， 用它去估計(jì)多址接入干擾 ， 并從初始的輸出中減去而得到更接近真實(shí)發(fā)送信號(hào)的輸出 ， 接著再進(jìn)行判決、估計(jì) ， 如此循環(huán)往復(fù) ， 直到得到期望的性能指標(biāo)。由圖 ，在相同條件下，解相關(guān)檢測(cè)的誤比特率 小于傳統(tǒng)檢測(cè)的誤比特率，其抗干擾性能優(yōu)于傳統(tǒng)檢測(cè)器的抗干擾性能。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計(jì)） 第 17 頁 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10106105104103102101E b / N 0BERM U D 解相關(guān)檢測(cè)S I C 圖 串行干擾消除和解相關(guān)檢測(cè)的性能比較 串行干擾消除 (SIC)技術(shù)可以有效抑制多址干擾 (MAI),顯著提高 CDMA系統(tǒng)容量 。文中詳細(xì)闡述多用戶檢測(cè)技術(shù)原理，分析了串行干擾抵消檢測(cè)算法 (Successive Interference Cancellation, SIC)及并行干擾抵消檢測(cè)算法 (Parallel Interference Cancellation, PIC)的原理、性能和優(yōu)缺點(diǎn)，通過以上 檢測(cè)算法進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真比 較， SIC和 PIC的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低、易于硬件實(shí)現(xiàn)，可通過進(jìn)一步改進(jìn)改善兩者抗干擾性能。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計(jì)） 第 19 頁 參考文獻(xiàn) [1] 王華奎，李艷萍 .移動(dòng)通信原理與技術(shù) [M].北京：清華大學(xué)出版社 .. 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