【正文】 OPASTd 算法的基本思想是：在PASTd算法每次迭代更新時(shí)，引入 Schmidt 的正交化方法，這樣就可以保證所有的之間相互正交，進(jìn)而保證每次的更新是準(zhǔn)確的，不會(huì)產(chǎn)生累積誤差。下面給出 OPAST 算法的計(jì)算流程為： 5. 4改進(jìn)的子空間跟蹤算法經(jīng)事實(shí)可以證明, PASTd 算法在大多數(shù)情況下，都可以收斂到一個(gè)由主特征向量張成的正交子空間。PASTd 算法的主要優(yōu)點(diǎn)是迭代簡(jiǎn)單，算法復(fù)雜度較低。PAST 算法的主要特點(diǎn)是利用一線(xiàn)性投影來(lái)逼近式（）中的它通過(guò)計(jì)算來(lái)得到映射到的各列的的未知投影。其中，它包含自相關(guān)矩陣的K個(gè)不同的特征向量，是一個(gè)任意的歸一化矩陣。假設(shè) 為 N 1維的接收信號(hào)向量，其自相關(guān)矩陣為，其秩為。通常基于子空間跟蹤的盲多用戶(hù)檢測(cè)包含信號(hào)子空間秩的估計(jì)和子空間跟蹤算法兩個(gè)模塊。近子空間跟蹤算法（PASTd），以及 等人提出的正交投影逼近子空間跟蹤算法（OPAST）。為了克服以上的缺點(diǎn)，我們可以利用低復(fù)雜度的信號(hào)子空間的跟蹤算法來(lái)逼近信號(hào)子空間參數(shù)，這種算法可以避免直接計(jì)算矩陣求逆而帶來(lái)的高運(yùn)算量。假設(shè)用戶(hù)1為期望用戶(hù)，一個(gè)線(xiàn)性盲多用戶(hù)檢測(cè)器解調(diào)出用戶(hù)1信號(hào)的解調(diào)向量為。根據(jù)子空間投影定理，對(duì)自相關(guān)矩陣進(jìn)行特征值分解得： (）其中。這種方法的處理適合在強(qiáng)干擾信道下提高系統(tǒng)性能。由于實(shí)際系統(tǒng)中信道總是不斷變化的，于是就必須追蹤時(shí)變數(shù)據(jù)和協(xié)方差矩陣的特征值和特征向量。這種盲多用戶(hù)檢測(cè)算法的基礎(chǔ)是信號(hào)子空間追蹤和系統(tǒng)中活躍的用戶(hù)數(shù)目的判定。通過(guò)奇異值分解或特征值分解，利用奇異值和特征值的大小，可以把數(shù)據(jù)矩陣或協(xié)方差矩陣的幾何子空間區(qū)分為信號(hào)子空間和噪聲子空間兩部分。在不同的遠(yuǎn)近效應(yīng)的條件下，對(duì)改進(jìn)后的LMS算法和LMS算法進(jìn)行了比較分析，證明改進(jìn)后的算法收斂性能更佳。在迭代600次時(shí)加入三個(gè)用戶(hù)=[40，40，40]，其中=[50，40，40，40，40]5 個(gè)用戶(hù)在迭代 1200 次時(shí)斷開(kāi)。仿真的系統(tǒng)是一個(gè)10個(gè)用戶(hù)的同步系統(tǒng)，擴(kuò)頻序列是n=5的gold序列（擴(kuò)頻增益為31），系統(tǒng)比特信噪比分別為 [20,30,30,30,30,30,50,40, 40,40]，其中假設(shè)用戶(hù)一的幅度為1，取= 。通過(guò)選擇檢測(cè)器權(quán)矢量來(lái)最小化經(jīng)指數(shù)加權(quán)的輸出能量。遞歸最小二乘（Recursive Least Squares，RLS）算法的關(guān)鍵是用二乘方的時(shí)間平均的最小化準(zhǔn)則取代LMS算法的最小均方準(zhǔn)則，給出濾波器抽頭權(quán)重矢量在第n1次迭代的最小平方估計(jì)，我們能利用第n次迭代的新數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算矢量的更新估計(jì)，這就是RLS算法。而變步長(zhǎng)算法克服了定步長(zhǎng)的缺點(diǎn)，當(dāng)強(qiáng)干擾出現(xiàn)時(shí)變步長(zhǎng)算法能夠及時(shí)減小步長(zhǎng)，減小算法的抖動(dòng)，提高系統(tǒng)的性能，所以會(huì)出現(xiàn)干擾出現(xiàn)前后系統(tǒng)收斂的信干比變化不大。多址干擾用戶(hù)數(shù)為10，且A =10。隨著A值的不同，LMS算法的收斂性能會(huì)隨之變化，而改進(jìn)后的LMS算法則解決了這個(gè)問(wèn)題，對(duì)應(yīng)于不同的A值，收斂的速度是差不多的，而且最后都收斂于最優(yōu)的信噪比。需要指出的是，由于瞬時(shí)輸出能量較平均輸出能量有所失真，所以為了控制算法的失調(diào)量，一般要在可變步長(zhǎng)前面乘一個(gè)控制失調(diào)的固定收斂因子v。這種變步長(zhǎng)LMS算法的實(shí)質(zhì)是使LMS算法的步長(zhǎng)根據(jù)輸入信號(hào)矢量的變化而變化，當(dāng)輸入信號(hào)矢量較小時(shí)，步長(zhǎng)較大，保證了算法的收斂速度，當(dāng)輸入的信號(hào)矢量較大時(shí)，步長(zhǎng)較小，保證算法收斂的穩(wěn)健性。LMS 算法中，權(quán)向量更新公式為：，，為了達(dá)到快速收斂的目的，必須選擇合適的步長(zhǎng)，通過(guò)盡可能地減少瞬時(shí)輸出能量來(lái)選擇步長(zhǎng)。圖 迭代平均信干比圖 EOE圖 可以看出在迭代次數(shù)分別為 600 和 1200 次時(shí)，由于系統(tǒng)的突變導(dǎo)致信干比迅速變化，但是又快速回到較高信干比，這是由于盲自適應(yīng)的 LMS 算法可以自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的變化，達(dá)到性能最佳的狀態(tài)。仿真的系統(tǒng)是一個(gè) 10 個(gè)用戶(hù)的同步系統(tǒng)，擴(kuò)頻序列是n=5的gold序列（擴(kuò)頻增益為 31），系統(tǒng)比特信噪比分別為[20,30,30,30,30,30,50,40, 40,40]，其中假設(shè)用戶(hù)一的幅度為1，取。在沒(méi)有干擾特征波形信息的情況下，初始條件可選擇盲自適應(yīng)多用戶(hù)檢測(cè)的定步長(zhǎng) LMS 濾波算法可總括為：，在使用LMS算法時(shí)，步長(zhǎng)m 必須滿(mǎn)足輸出均方誤差收斂的穩(wěn)定性條件：N為擴(kuò)頻增益，為背景噪聲。根據(jù)前節(jié)介紹的MOE準(zhǔn)則和線(xiàn)性多用戶(hù)檢測(cè)機(jī)的典范表示的概念，在中，為用戶(hù)1的擴(kuò)頻序列，它在自適應(yīng)中是不變的，才是需要更新的，的選擇應(yīng)該使線(xiàn)性監(jiān)測(cè)器輸出能量最小。最小輸出能量準(zhǔn)則可以描述為使均方誤差取最小值。直觀(guān)地理解，檢測(cè)器輸出的能量可以表示成期望信號(hào)的能量與干擾信號(hào)（背景噪聲和多址干擾）能量之和，而期望信號(hào)的能量大小與的選取無(wú)關(guān)。對(duì)于移動(dòng)通信環(huán)境，算法的收斂性能是一個(gè)重要的指標(biāo)，它意味著跟蹤時(shí)變信道的能力。對(duì)于典范表示的線(xiàn)性變換而言，剩余能量為。設(shè)用戶(hù)為期望用戶(hù)，則可以典范表示為 （）滿(mǎn)足 （）即與正交。雖然噪聲的隨機(jī)性使得觀(guān)察值可能取得 N 維空間中的任何一個(gè)點(diǎn)，但是在實(shí)際通信系統(tǒng)中，發(fā)送數(shù)據(jù)的用戶(hù)的信號(hào)強(qiáng)度都比噪聲要大許多，所以觀(guān)察值落在所有用戶(hù)信號(hào)向量張成的子空間，即信號(hào)子空間的機(jī)會(huì)要更大。由于通信系統(tǒng)中的信號(hào)都是人為的構(gòu)造的，所以我們還可以有被發(fā)射的數(shù)據(jù)序列的統(tǒng)計(jì)規(guī)律這一輔助信息可以利用。因此研究不需訓(xùn)練、也不需獲知干擾用戶(hù)信息的盲自適應(yīng)多用戶(hù)檢測(cè)器，已成為目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。對(duì)于需要干擾用戶(hù)先驗(yàn)信息的接收機(jī)而言，最多只能消除來(lái)自本小區(qū)的干擾，對(duì)于來(lái)自其它小區(qū)的多址干擾無(wú)能為力。目前已經(jīng)提出了多種對(duì)抗多址干擾的多用戶(hù)檢測(cè)器，方案實(shí)現(xiàn)所要求的信號(hào)參數(shù)雖不相同，但是大多數(shù)不是要求知道干擾用戶(hù)的擴(kuò)頻碼知識(shí)，就是需要發(fā)送訓(xùn)練序列，唯有盲多用戶(hù)檢測(cè)器例外。MMSE檢測(cè)器的性能要優(yōu)于解相關(guān)檢測(cè)器，且有利于采用自適應(yīng)方法實(shí)現(xiàn)，因此MMSE多用戶(hù)檢測(cè)得到了廣泛的研究。缺點(diǎn)：MMSE算法需要估計(jì)接收用戶(hù)信號(hào)的幅度或能量，由于不能完全去相關(guān)也就有一定的遠(yuǎn)近效應(yīng)，所以其性能依賴(lài)于干擾用戶(hù)的信號(hào)功率。同步1同步2同步K匹配濾波器（用戶(hù)1）匹配濾波器（用戶(hù)2）匹配濾波器（用戶(hù)K）判決器（用戶(hù)1）判決器（用戶(hù)2）判決器（用戶(hù)K）圖 MMSE線(xiàn)性檢測(cè)器...在前面的分析中，我們知道MMSE算法可以同時(shí)抑制多址干擾和背景噪聲。MMSE檢測(cè)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)是第k個(gè)用戶(hù)發(fā)送信號(hào)b與其估計(jì)值之間的誤差的均方值達(dá)到最小，即在MMSE準(zhǔn)則下求最佳矩陣M，使得誤差定義的代價(jià)函數(shù)最小化。，這些信息往往由于傳播信道而發(fā)生畸變。在存在噪聲n的情況下，用R1乘式()的兩邊，則得 （）由于式()仍然沒(méi)有來(lái)自其他用戶(hù)的干擾，故檢測(cè)器與所有的獨(dú)立，唯一的干擾源為背景噪聲。1)解相關(guān)多用戶(hù)檢測(cè)多址干擾是由于不同用戶(hù)的擴(kuò)頻波形不正交引起的。解相關(guān)檢測(cè)和最小均方誤差檢測(cè)都不能使?jié)u進(jìn)效率最優(yōu)，但可以達(dá)到最優(yōu)的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)能力。但是，它的訓(xùn)練過(guò)程太長(zhǎng)，參數(shù)選取依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)，把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用于多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)的探索還在不斷深入和完善。該算法具有處理延時(shí)短、無(wú)需按功率排序、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低；缺點(diǎn)是如果初始數(shù)據(jù)判決不可靠，將對(duì)下級(jí)產(chǎn)生較大的干擾。缺點(diǎn)：每一級(jí)都有延時(shí)，當(dāng)信號(hào)功率強(qiáng)度順序發(fā)生變化時(shí)需要重新排序，如果初始數(shù)據(jù)判決不可靠，將對(duì)下級(jí)產(chǎn)生較大的干擾。這類(lèi)檢測(cè)器是以降低了大功率用戶(hù)的性能為代價(jià)來(lái)提高弱用戶(hù)性能。非線(xiàn)性多用戶(hù)檢測(cè)可以分為干擾抵消多用戶(hù)檢測(cè)和概率類(lèi)多用戶(hù)檢測(cè)等兩大類(lèi)技術(shù)。鑒于此，最優(yōu)多用戶(hù)檢測(cè)器的抗遠(yuǎn)近能力常簡(jiǎn)稱(chēng)為最優(yōu)抗遠(yuǎn)近能力。似然函數(shù)J（b）取最大值時(shí)，解調(diào)出來(lái)的b的誤碼率最小。1986年，：最優(yōu)多用戶(hù)檢測(cè)器 ?，F(xiàn)有的系統(tǒng)使用功率控制來(lái)緩解這一問(wèn)題，但精確的功率控制是困難和復(fù)雜的。但多用戶(hù)通信中的遠(yuǎn)近問(wèn)題使得有必要在這種傳統(tǒng)檢測(cè)中采用功率控制。傳統(tǒng)的單用戶(hù)檢測(cè)方法利用擴(kuò)頻碼之間的準(zhǔn)正交性來(lái)分離各用戶(hù)的信號(hào)。第三章 典型的多用戶(hù)檢測(cè)算法傳統(tǒng)的 DSCDMA 匹配濾波器接收機(jī)，對(duì)每個(gè)用戶(hù)單獨(dú)接收，它假定 CDMA 系統(tǒng)各用戶(hù)的擴(kuò)頻碼正交，在白噪聲信道中，這一方法是最優(yōu)的。剩余輸出能量定義為： （）漸進(jìn)剩余能量是指當(dāng)時(shí)，剩余輸出能量的極限即： （）在多用戶(hù)檢測(cè)中，漸近剩余能量通常比最小平均輸出能量大一些，其差值越小，就表明檢測(cè)器抵抗 MAI 的能力就越強(qiáng)。（nearfar resistance）抗遠(yuǎn)近效應(yīng)能力是一種定量表達(dá)各種檢測(cè)器抵抗“遠(yuǎn)近效應(yīng)”的性能指標(biāo)。（AME）漸進(jìn)多用戶(hù)有效性是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)衡量由 MAI 而引起的檢測(cè)器性能損失的測(cè)度指標(biāo)。此時(shí)，我們需要將實(shí)際能量用期望用戶(hù)的有效能量來(lái)代替，得到在多用戶(hù)系統(tǒng)中期望用戶(hù)的誤碼率為： （）其中，下標(biāo)“mu”表示多用戶(hù)系統(tǒng)，定義為第 k 個(gè)用戶(hù)達(dá)到時(shí)所需的能量（也稱(chēng)作有效能量）。下面將依次介紹幾種常見(jiàn)的多用戶(hù)檢測(cè)的性能測(cè)度指標(biāo)。由于盲自適應(yīng)多用戶(hù)檢測(cè)既不需要訓(xùn)練序列，也不需要其他用戶(hù)的擴(kuò)頻碼信息，所需要的信息幾乎與傳統(tǒng)的檢測(cè)器相同，因此，它本質(zhì)上是一種單用戶(hù)抗多徑自適應(yīng)檢測(cè)。但多項(xiàng)式擴(kuò)展多用戶(hù)檢測(cè)有一個(gè)最重要的特點(diǎn)是在長(zhǎng)碼系統(tǒng)和短碼系統(tǒng)中同樣容易實(shí)現(xiàn)。因此與解相關(guān)檢測(cè)器相比，MMSE檢測(cè)的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)能力有所損失。與解相關(guān)不同它不會(huì)增強(qiáng)噪聲。在實(shí)際情況中要將T 截?cái)酁橛邢揲L(zhǎng)具體實(shí)現(xiàn)可以采用橫向?yàn)V波器。多用戶(hù)檢測(cè)算法的模塊就是找到一合適的權(quán)向量ωk，所謂“合適”就是此ωk能使得各用戶(hù)擴(kuò)頻碼之間的互相關(guān)性最小，下面我們可以得到期望用戶(hù)的一般解調(diào)形式為： （） （）由Lupas 和Verdu 提議的解相關(guān)器( 又稱(chēng)為零驅(qū)動(dòng)檢測(cè)器) 結(jié)構(gòu)如圖所示。多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)的基本思想就是基于信息論最佳信號(hào)檢測(cè)理論，充分利用所有用戶(hù)的擴(kuò)頻碼的已知結(jié)構(gòu)信息和統(tǒng)計(jì)信息對(duì)用戶(hù)信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，從而達(dá)到消除多址干擾和多徑干擾，緩解遠(yuǎn)近效應(yīng)，提高系統(tǒng)容量的目的。在 CDMA 通信系統(tǒng)中，不同的用戶(hù)信號(hào)是依靠各自不同的擴(kuò)頻碼來(lái)相互區(qū)分的，在接收端接收機(jī)利用相關(guān)器從多個(gè)混疊的 CDMA 信號(hào)中檢測(cè)出使用預(yù)定用戶(hù)擴(kuò)頻碼的用戶(hù)信號(hào)，而其余的用戶(hù)信號(hào)不能被解調(diào)，它們的存在就相當(dāng)于在信道中增加了多址干擾。多用戶(hù)檢測(cè)是一種從接收機(jī)端的設(shè)計(jì)入手的干擾抑制方法，它要解決的問(wèn)題是:如何從相互干擾的數(shù)字信息串中可靠地解調(diào)出某個(gè)特定用戶(hù)的信號(hào)。第四章：研究了盲自適應(yīng)多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)LMS、RLS盲自適應(yīng)算法進(jìn)行了算法復(fù)雜度以及收斂性的研究，并對(duì)LMS算法做了改進(jìn)，通過(guò)仿真結(jié)果，對(duì)算法進(jìn)行了比較分析。第一章：簡(jiǎn)要闡述了本文的研究背景及意義，并著重介紹了多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷史以及國(guó)內(nèi)外的研究狀況，最后對(duì)各章節(jié)的內(nèi)容安排作了介紹。通過(guò)回溯多用戶(hù)檢測(cè)的發(fā)展歷程，我們可以發(fā)現(xiàn)多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)前輩的研究已經(jīng)成為一個(gè)很有研究?jī)r(jià)值的課題，而盲多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)只使用待檢測(cè)用戶(hù)的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，不需要其他用戶(hù)的信息就可以抵消多址干擾。而多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)將造成多址干擾的所有用戶(hù)信號(hào)信息均看作有用信號(hào)信息，利用其對(duì)單個(gè)期望信號(hào)解調(diào)，來(lái)降低多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響，也降低了系統(tǒng)對(duì)控制精度的要求，進(jìn)而提高了通信系統(tǒng)的容量。在CDMA系統(tǒng)中，根據(jù)依靠不同擴(kuò)頻碼來(lái)區(qū)分不同的用戶(hù)，如果不同的用戶(hù)之間的擴(kuò)頻碼是完全正交的，則用戶(hù)之間將不存在干擾。值得說(shuō)明的是，上面所說(shuō)的多用戶(hù)檢測(cè)算法基本上都是在假設(shè)信道為高斯白噪聲信道（AWGN）下基于二階或者高階統(tǒng)計(jì)量的基礎(chǔ)上研究的。對(duì)于子空間跟蹤多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)，如果合理選取子空間跟蹤算法和適當(dāng)?shù)闹裙烙?jì)法，就可以相應(yīng)提高多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)的性能。1997 年，Poor 等人又在 CMOE 準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上提出一種基于遞歸最小二乘（RLS）的盲多用戶(hù)檢測(cè)算法—RLSCMOE。Divsalar 等于 1998 年提出了一種改進(jìn)的并行干擾抵消算法，在僅增加很少的復(fù)雜度的情況下解決了此問(wèn)題。為了彌補(bǔ)此缺陷，Madhow 等提出了最小均方誤差（MMSE）檢測(cè)器，這種檢測(cè)器在消除多址干擾與噪聲放大之間取一個(gè)較好的折中。非線(xiàn)性檢測(cè)主要包括并行或串行干擾抵消算法、判決反饋干擾算法以及各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多用戶(hù)檢測(cè)算法等。該檢測(cè)器的提出，顯示了 CDMA 系統(tǒng)巨大的容量潛力和性能改善潛力，使多址干擾抑制問(wèn)題引起學(xué)者們的注意。由于硬件器件技術(shù)的限制，目前軟件無(wú)線(xiàn)電的優(yōu)勢(shì)尚不能充分地發(fā)揮。軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的出現(xiàn)是通信領(lǐng)域繼固定通信到移動(dòng)通信，摸擬通信到數(shù)字通信之后第三次革命。因而用戶(hù)發(fā)射功率的大小將直接影響到系統(tǒng)的總?cè)萘?，從而使得功率控制技術(shù)成為CDMA系統(tǒng)中最為重要的核心技術(shù)之一。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，近地強(qiáng)信號(hào)抑制遠(yuǎn)地弱信號(hào)產(chǎn)生“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。軟切換技術(shù)是建立在CDMA系統(tǒng)宏分集接收基礎(chǔ)上的一項(xiàng)新技術(shù)，軟切換技術(shù)是相對(duì)于硬切換而言的，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)始與一個(gè)新的基站聯(lián)系時(shí)，并不立即中斷與原來(lái)基站之間通信，這種切換方式即為軟切換。它可以具有合理復(fù)雜度的算法實(shí)現(xiàn)較優(yōu)化的性能。采用智能天線(xiàn)技術(shù)，實(shí)際上是通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理，使天線(xiàn)陣為每個(gè)用戶(hù)自適應(yīng)地進(jìn)行波束賦形，相當(dāng)于為每個(gè)用戶(hù)形成了一個(gè)可跟蹤它的高增益天線(xiàn)，從而既可以進(jìn)行全方位的通信，又可以用較小的發(fā)射功率覆蓋相同的服務(wù)范圍。因此設(shè)計(jì)信道編碼方案，不僅要從用戶(hù)業(yè)務(wù)的要求考慮，如信息的準(zhǔn)確度、允許的時(shí)延等，還要從提高系統(tǒng)增益的全局優(yōu)化的角度，與改進(jìn)調(diào)制解調(diào)方法、分集接收、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、降低系統(tǒng)的復(fù)雜度等其他因素綜合考慮?；旧?，Rake接收機(jī)會(huì)計(jì)算參考模式與接收信號(hào)之間的相關(guān)性，然后找出個(gè)別信號(hào)的傳送路徑。一般移動(dòng)通信是在復(fù)雜的電波環(huán)境下進(jìn)行