【正文】 信號最強(qiáng)的用戶檢測出來的同時(shí)也減小 了對其他用戶的干擾。 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。串行干擾抵消算法之所以按信號功率強(qiáng)度由強(qiáng)到弱依次消除多址干擾是因?yàn)?： 對于功率最強(qiáng)用戶信號，最容易正確解調(diào)和恢復(fù) ； 去除功率最強(qiáng)用戶信號對剩下用戶來說受益最大。 用戶1匹配濾波器延 遲判決? ?rt1Y幅度估計(jì)1?b? ?1 tA ??擴(kuò)頻序列? ?1 tS ??? ?1 tr??圖 串行干擾消除原理圖 然后再檢測次最強(qiáng)用戶信號，重復(fù)以下步驟， “ 判決 — 再造 — 消除 ” ，直至所有用戶信號被檢測出。 如圖 ，接收機(jī)首先根據(jù)接收信號功率估值對用戶進(jìn)行排序，然后按功率由高到低次序?qū)Ω饔脩粜盘栆来芜M(jìn)行判決和估計(jì)。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(jì)） 第 8 頁 排列的原因是： (1)強(qiáng)功 率用戶用傳統(tǒng)檢測器時(shí)，其誤碼率比弱功率用戶低，容易得到正確的判 。 CDMA工作原理的核心在于偽隨機(jī)碼 (Pseudo Noise Code ,PN碼 )的相關(guān)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? ? ?。干擾抵消多用戶檢測主要有串行干擾消 除和 并行干擾消 除。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器。但對于慢時(shí)變的移動(dòng)信道，它仍是很有吸引力的算法。由于盲自適應(yīng)多用戶檢測既不需要訓(xùn)練序列，也不需要其他用戶的擴(kuò)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(zhì)上是一種單用戶抗多徑自適應(yīng)檢測。因此，人們開始直接從業(yè)務(wù)信號本身提取信道狀態(tài)信息的自適應(yīng)檢測技術(shù)，成為盲自適應(yīng)檢測。但多項(xiàng)式擴(kuò)展多用戶檢測有一個(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) 。這一算法的基本思想是應(yīng)用的矩陣多項(xiàng)式來逼近一個(gè)線性變換。 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(dá)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(guān)檢測器 ， 在信噪比高的情況下 ， 解相關(guān)檢測器比 MMSE性能更優(yōu) 。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計(jì)） 第 6 頁 MMSE多用戶檢測 使用最小均方誤差準(zhǔn)則 ， 可以得到 MMSE多用戶檢測。這種檢測器具有以下特點(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 ； 不需對用戶幅度進(jìn)行估計(jì)。實(shí)際上 T 是一個(gè)非因果的無限沖擊響應(yīng)的矩陣傳遞函數(shù) ,是不可實(shí)現(xiàn)的。 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(guān)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(gè)信道的傳輸響應(yīng)矩陣 ,即碼字之間的相關(guān)矩陣 R ,該矩陣僅與各用戶的擴(kuò)頻序列以及序列間的相對時(shí)延有關(guān)。本節(jié)主要介紹線性干擾消除，下章具體介紹非線性干擾消除 。線性多用戶檢測主 要有下面幾類 : 解相關(guān)檢測 ,最小均方誤差檢測 , 盲自適應(yīng)多用戶檢測和多項(xiàng)式擴(kuò)展多用戶檢測，其中前三類只能用于 短碼系統(tǒng) , 而多項(xiàng)式檢測可以在長碼系統(tǒng)中應(yīng)用 。實(shí)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(jì)、時(shí)延估測和功率控制差錯(cuò)。從原理圖上就可以看出：多用戶檢測的關(guān)鍵取決于相關(guān)器的同步擴(kuò)頻碼字跟蹤、各個(gè)用戶信號的檢測性能、相對能量的大小信道估計(jì)的準(zhǔn)確性等接收機(jī)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(cuò)。多用戶檢測將不期望的多接入干擾從接入信號中分離。 多用戶檢測技術(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。多用戶檢測一般需要知道很多附加信息，如所有用戶的擴(kuò)頻碼、衰落信道的主要統(tǒng)計(jì)參量：幅度、相位。 多用戶檢測的主要優(yōu)點(diǎn)：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(yuǎn)近效應(yīng)，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(bǔ) CDMA中由于正交擴(kuò)頻互相關(guān)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(kuò)大 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計(jì)） 第 4 頁 校區(qū)覆蓋范圍 。 發(fā) 射 機(jī) 1發(fā) 射 機(jī) n發(fā) 射 機(jī) 2信 道接 收 機(jī) 圖 多用戶檢測技術(shù)原理圖 多用戶檢測的作用就是去除多用戶之間的相互干擾。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)對功率控制精度的要求。 充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對多個(gè)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。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對每個(gè)用戶的信號分別進(jìn)行擴(kuò)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(shù)在傳統(tǒng)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上， 通過取消小區(qū)間干擾來改進(jìn)性能，增加系統(tǒng)容量。相信 , 隨著第三代通信系統(tǒng)逐步步入商用階段 ,由于用戶數(shù)急 劇膨脹 ,系統(tǒng)中的多址干擾會日益嚴(yán)重 , 因此對 多 用戶檢測技術(shù)的需求會更加迫切 ,多用戶檢測技術(shù)聯(lián)合其他優(yōu)化技術(shù)必將發(fā)揮它重要的作用 ,它的發(fā)展將會進(jìn)一步 完善 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) 。現(xiàn)在研究較多的有 MUD技術(shù)與空時(shí)二級信號處理、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)的多用戶檢測近來也受到人們的注意。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對每個(gè)用戶的信號分別進(jìn)行擴(kuò)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(gè)用戶的信號進(jìn)行檢測 ， 從而具有優(yōu)良的抗干擾性能 ， 解決了遠(yuǎn)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。在實(shí)際的 CDMA通信系統(tǒng)中 ， 各個(gè)用戶信號之間存在一定的相關(guān)性 ， 這就是多址干擾 (Multiple Access Interference ,MAI)存在的根源。解決以上問題的一個(gè)有效方法是使用多用戶檢測技術(shù) (Multiple User Detection, MUD)。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。由于在同一個(gè)小區(qū)間同時(shí)通信的用戶不是一個(gè)而是多個(gè) ,在碼分多址中多個(gè)用戶占用同一時(shí)隙、同一頻率 ,當(dāng)同時(shí)通信用戶數(shù)較多時(shí) ,多址干擾成為最主要的干擾。與傳統(tǒng)的 FDMA、 內(nèi)蒙古大學(xué)本科 學(xué)年論文 （設(shè)計(jì)） 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(diǎn) ,但 CDMA系統(tǒng)的主要缺陷就是由多址干擾帶來的容量限制。目前國際電聯(lián)接受的 3G標(biāo)準(zhǔn)主要有以下三種 :WCDMA、 CDMA20xx與 TDSCDMA。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。 近年來移動(dòng)通信一直是全球電信業(yè)的熱點(diǎn) , 其發(fā)展?fàn)顩r備受矚目。當(dāng)前最為迫切的任務(wù)是進(jìn)行寬帶 CDMA通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的研究工作 ， 要努力形成自己的專利技 術(shù) ， 提高中國電信業(yè)的獨(dú)立性和與外國電信廠商競爭的能力?？傮w來說 ， 雖然這些方案不甚相同 ， 但是全世界在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用寬帶碼分多址 (CDMA)技術(shù)已經(jīng)達(dá)成共識。ITU已對 IMT20xx的測試環(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。 it overall evaluates all users or certain users who occupy some channels, other users to any user39。 隨著多用戶檢測技術(shù)的發(fā)展越來越成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，多用戶檢測成為目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。然后對各類多用戶檢測技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析比較。 本文主要研究了CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的各種多用戶檢測算法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）