【正文】 的增多或信號(hào)功率的增大，多址干擾就成了寬帶 CDMA系統(tǒng)中的一個(gè)主要干擾，它對(duì)系統(tǒng)容量起著制約的作用。干擾抑制技術(shù)能夠在有限的帶寬內(nèi)增加信道容量。此外，由于無線信道的時(shí)間彌散特性而引入的 ISI在低速的 CDMA系統(tǒng)中往往被忽視了，但是對(duì)于寬帶 CDMA， ISI就不得不引起重視。因此有必要對(duì)多用戶檢測(cè)技術(shù)做深入的研究。 71 多用戶檢測(cè)問題 ? ? ? ? ? ?tniTtsibtAtriKkkkkk ???? ? ?? 1)()( ?k? bK T???? ?? ?101?() ：第 k個(gè)用戶的時(shí)延， bk(i) ：為用戶 k的第 i個(gè)信息碼元，由取值 、 持續(xù) 時(shí)間 Tb（碼元周期）的方脈沖組成； sk(t) ： 第 k個(gè)用戶的擴(kuò)頻波形，由取值 、 持續(xù)時(shí)間 Tc（碼片周期）的方脈沖組成； 假設(shè)異步 DS/CDMA系統(tǒng)中，共有 K個(gè)用戶，接收機(jī)接收到的信號(hào)為： Ak(t)：第 k個(gè)用戶的信號(hào)幅度，通常認(rèn)為移動(dòng)信道是一個(gè)慢衰落信道，在一個(gè)比特的周期內(nèi)信號(hào)幅度保持不變，即 Ak(t) =Ak(i)。 檢測(cè)時(shí)將接收到的信號(hào)通過一組匹配濾波器 ， 每個(gè)濾波器與一個(gè)特定用戶的擴(kuò)頻波形相匹配 ， 然后對(duì)各路匹配濾波器輸出采樣 ， 然后對(duì)采樣得到的軟輸出進(jìn)行判決得到檢測(cè)信號(hào) 。 ? 匹配濾波器的軟輸出之的判決環(huán)節(jié)根據(jù)軟輸出的正負(fù)得出用戶數(shù)據(jù) b的估計(jì) 。 y1 1b? y2 2b? r ( t ) yK Kb? 匹配濾波 器組 t=iT b + τ1 s 1 (t τ1) t=iT b + τ2 s 2 (t τ2) t=iT b + τK s K (t τk) g k (t τk) ?bTbT1 判決 判決 判決 ?bTbT1 ?bTbT1 用戶 k 第 i 個(gè)時(shí)隙匹配濾波器的輸出為： ???????????K1kjj,kjjKkj1jj,kjjkkk)1(h)1i(b)1i(A)0(h)i(b)i(A)i(b)i(A)i(y )i()1(h)1i(b)1i(Ak1k1jj,kjj????????? （ 8 . 2 ） )( ik?是噪聲經(jīng)相關(guān)器后的輸出， ?????????kbbkbTiTtiTtkbkbkdt)t(n)iTt(sT1)i(???? )(,mhjk 是擴(kuò)頻碼 k 和 j 之間的互相關(guān)函數(shù)，定義為????????kbkTttjbjkkbj,kdt)mTt(s)t(sT1)m(h????，}1,0,1{ ??m 顯然有)1(h)1(hk,jj,k??。多址干擾項(xiàng)kM A I是由于在 CDMA 系統(tǒng)中，所有用戶均使用相同頻段的無線信道和相同的時(shí)隙，用戶間僅靠地址擴(kuò)頻碼的不同，即靠他們之間互相關(guān)特性加以區(qū)分，所以 只要用戶間互相關(guān)不為零，就存在著用戶間的干擾，稱為多址干擾。 3)(8 )i(M A I ( i ))i(bA)i(y kkkkk ????? 傳統(tǒng)的匹配濾波器接收機(jī)是單用戶加性高斯白噪聲信道中的最優(yōu)接收機(jī)，而多址干擾顯然并非高斯分布，所以傳統(tǒng)接收機(jī)在 CDMA系統(tǒng)中的性能不佳。但是當(dāng)用戶數(shù)增多時(shí)，多址干擾也隨之增大，傳統(tǒng)檢測(cè)器的性能也隨著用戶數(shù)的增多而迅速下降。 造成目標(biāo)用戶的信號(hào)淹沒在大功率干擾中而無法正常接收，這就是所謂的遠(yuǎn)近效應(yīng) NearFar Problem） 。 同時(shí)，由于 CDMA為一干擾受限系統(tǒng)，即干擾的大小直接影響系統(tǒng)容量，因此有效地克服和抑制多址干擾就成為 CDMA系統(tǒng)中主要和關(guān)鍵的問題。 但是這些研究并不能很好地解決問題，所以需要針對(duì) CDMA系統(tǒng)的特殊性專門設(shè)計(jì)新的檢測(cè)器以改善系統(tǒng)性能，這就是 多用戶檢測(cè)的出發(fā)點(diǎn)。 然而，多用戶檢測(cè)技術(shù)決不僅僅是一個(gè)信號(hào)處理的問題，它更多的應(yīng)該屬于信息論的范疇。背景噪聲是隨機(jī)的，不可預(yù)測(cè)；而多址干擾仍然攜帶著用戶擴(kuò)頻碼的相關(guān)信息，可以一定程度的預(yù)知。正是借助于這種可預(yù)測(cè)性，抑制甚至消除多址干擾才成為 可能。 ? 主要作用有： ? 降低干擾，使用多用戶檢測(cè)技術(shù)可以降低甚至完全消除 MAI干擾 。 ? . 削弱“遠(yuǎn)近效應(yīng)”的影響，由于多用戶檢測(cè)技術(shù)能完全消除 MAI干擾，因此產(chǎn)生的噪聲量將與干擾信號(hào)的接收功率無關(guān)，從而大大減少“遠(yuǎn)近效應(yīng)”對(duì)信號(hào)接收的影響。 為了更好地說明這個(gè)問題 ， 可以將視作若干個(gè)函數(shù)矢量的疊加并帶有高斯噪聲產(chǎn)生的隨機(jī)偏置 ， 如圖所示 。 )( tn?)( tr?? ? ? ?tsbA1111?? ? ? ?tsbA2221?? ? ? ?tsbA3331? ? 多用戶檢測(cè)的基本思想是把所有用戶的信號(hào)都當(dāng)作是有用信號(hào)，而不是當(dāng)作干擾信號(hào)處理，利用多個(gè)用戶的碼元、時(shí)間、信號(hào)幅度以及相位等信息聯(lián)合檢測(cè)單個(gè)用戶的信號(hào)，以達(dá)到較好的接收效果，前提是要求預(yù)先知道造成干擾的用戶相關(guān)信息。多用戶檢測(cè)算法有最優(yōu)和次優(yōu)之分， Verdu曾經(jīng)提出最優(yōu)多用戶檢測(cè)器，最優(yōu)的多用戶檢測(cè)器由匹配濾波器和通過 Viterbi算法實(shí)現(xiàn)的最大可能的序列檢測(cè)器組成，但是這種方法過于復(fù)雜，所以有人提出了一些次優(yōu)的檢測(cè)方法。 ?MUD的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) ? 抑制多徑干擾 ? 消除或減輕遠(yuǎn)近效應(yīng) ? 降低了對(duì)功控高度精度的要求，可簡(jiǎn)化功控 ? 彌補(bǔ)擴(kuò)頻碼互相關(guān)性不理想造成的影響 ? 改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)容量，增大小區(qū)覆蓋范圍 ? 大大增加了設(shè)備的復(fù)雜度 ? 增加了系統(tǒng)時(shí)延，特別是采用自適應(yīng)算法時(shí)更為嚴(yán)重 ? 多用戶檢測(cè)一般需要知道用戶的一些信息，需要通過不斷地信道估計(jì)來實(shí)現(xiàn)，而且估計(jì)的精度會(huì)直接影響檢測(cè)器的性能 ? MUD的主要研究方向 最優(yōu)檢測(cè)器雖然是理論上的最佳結(jié)構(gòu)，但是由于不可實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，它只能是其他次優(yōu)檢測(cè)器的性能上界。按照最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則進(jìn)行序列檢驗(yàn)，有 )0:)(|( ??? ttrdp) ) }t(r|d(p a r g { m a xb? ?K}1,1{b ??最優(yōu)檢測(cè)器實(shí)際上是最大似然序列檢測(cè)器 (MLSE)。 對(duì)異步系統(tǒng)，可用一組匹配濾波器加 Viterbi算法實(shí)現(xiàn)。 ? 四、多用戶檢測(cè)對(duì)系統(tǒng)性能的改善 ? 五、多用戶檢測(cè)器的分類 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????基于子空間的檢測(cè)器非盲自適應(yīng)檢測(cè)器盲自適應(yīng)檢測(cè)器基于碼片速率檢測(cè)器判決反饋部分干擾對(duì)消并行干擾對(duì)消串行干擾對(duì)消多級(jí)型非線性多項(xiàng)式檢測(cè)器檢測(cè)器解相關(guān)檢測(cè)器線性基于匹配濾波輸出次優(yōu)檢測(cè)器最優(yōu)檢測(cè)器DFMMS E 最優(yōu)檢測(cè)器 線性檢測(cè)器 自適應(yīng)型 解相關(guān)多用戶檢測(cè)器 最小輸出能量檢測(cè)器 非盲檢測(cè)器 單用戶 MMSE檢測(cè)器 多用戶 MMSE檢測(cè)器 單用戶 檢測(cè)器盲檢測(cè)器 統(tǒng)計(jì)算法檢測(cè)器