直扩CDMA通信系统中的多用户检测技术研究.pdf

湖南大学
硕士学位论文
直扩CDMA通信系统中的多用户检测技术研究
姓名:张细政
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:任长学
20030101
摘要论文题目:、直扩通信系统中的多用户检测技术在直扩码分多址狢系统中存在的多种干扰中,多址干扰对系统性技术,将当前的各种检测器分为线性检测器和干扰抵消检测器两大类,分别阐道下、同/异步系统中信号输出表达式,依据最小均方差准则,讨论了同步方式扰比,能够有效地抑制多址干扰,具有良好的抗远近效应能力;采用允能的影响最为强烈,多址干扰的强弱会直接影响到系统容量的大小。作为多址干扰抑制技术的主要技术手段,多用户检测对于改善系统误码性能和提高系统容量有着重大意义。论文总结了自多用户检测思想提出以来的各种多用户检测述了两类检测器中每种具体结构检测器的检测原理及其对应检测技术的优缺点。论文引入基于横向均衡结构的多用户检测器,用矩阵方法推导了信下检测器的输出信号干扰比与信噪比、扩频码相关阵以及用户功率大小等因素间的关系。针对该检测器,将最小均方算法τ糜诟眉觳馄鳎隽怂惴实现的计算步骤,仿真了算法收敛特性及误码性能,分析了自适应能力。论文还对其它的一些盲算法作了详细介绍,包括子空间分解、最小输出能量和恒模算法。实验仿真表明稳态时这种结构的检测器可获得高于解相关检测器的信号干应算法时能够准确收敛到稳态解上,较好的实现自适应检测。关键词:移动通信直扩码分多址多用户检测横向均衡器自适应算法
柚,猽甦琣..盯痵.:狢,猆·琈—:甅甌瓵.,,,,瑂.,’.畐..,
移动通信系统概述第一章绪言第一代移动通信技术主要指蜂窝式模拟移动通信,技术特征是使用蜂窝网络的小区制,从而克服了大区制容量密度低、活动范围受限的问题。第二代移动通信是蜂窝数字移动通信,使蜂窝系统进行信息传输的数字化,具有数字化的诸多优点。第三伐移动通信按目前通行的概念是宽带多媒体蜂窝系统,主要是使用频率利用率高的技术,提供高质量的宽带多媒体综合业务,并能实现网络的全球覆盖。技术上从到并无重大的改变,属于一种平滑过渡。采用的主要技术疶和—怯7⒑臀さ规范,由7⒑臀ぃ庑┘际醵家訡际跷:诵摹即码分多址,起源于扩频技术。由于扩频技术具有抗干扰能力强、保密性能好的特点,年代就在军事通信领域获得到了广泛的应用【。为提高频率利用率,在扩频的基础上,人们提出了码分多址,即在同一频带内利用不同的地址码来区分无线信道。表给出了各代移动通信典型实现系统技术特性比较:时间典型使用技术主要技术特性第小区制蜂窝系统模拟话音数字话音数据速率/数字蜂窝狈指粗隙合并为/数据速率:痵在线连接第代通用分组数字蜂窝#/宽带码分多址,实现宽数据速率最高达痵瓹带多媒体业务在线连接宽带数据业务宽带多媒体综合业务无线接入点:
第三代移动通信的关键技术包括【】:多址技术由于移动用户在不断地随机移动,想要建立它们之间的通信,首先必须引入区分与识别动态用户地址的多址技术。第三代移动通信以为技术核心,系统具有频率规划简单、频谱效率高、软切换和宏分集、软容量等诸多的优势:它可以克服同频干扰,使扇区间和小区间都可以同频复用而提高了频谱效率;可以克服多径传播干扰,使多径传播造成的选择性衰落变为多径信号增强合成,改善了传输性能:可以采用变速率编码,简单地实现话音间隙的利用;可以采用软切换增加切换的可靠性。多载波调制技术在信号调制方面,第三代移动通信采用自适应多进制方式,即根据无线信道的衰落程度、信道流量或其它参数的动态变化,收发信机同步地改变调制的进制数。在衰落较轻或业务空闲时,减少进制数,反之增加进制数。对于扩频通信系统,信号传输带宽可达数十陨希尴呋肪车南喔纱硪话阄J賙,是一个频率选择性衰落通道。因此,将带宽分为鲈夭ǖ髦撇⒔写洌样每个窄带信号经历的是銎教沟姆瞧德恃≡裥运ヂ渫ǖ溃毙薷脑夭ㄊ而各路的传输速率不变时,也就是改变了总的传输速率。所以,多载波调制比较容易满足不同业务的需要,灵活地实现多媒体业务。多用户检测技术在传统的接收机中,各用户的接收相互独立,在多径衰落环境下,由于各用户之间所用的扩频码通常难以保证正交,造成多用户之间相互干扰,限制了系统容量的提高。解决此问题的有效办法是采用多用户检测技术,通过测量各用户扩频码之间的非正交性,用矩阵求逆方法或迭代方法消除多用户问的相互干扰。从理论上讲,采用多用户检测技术能极大改善系统容量,然而,基站接收端的等效干扰用户等于正谕ɑ暗囊贫没艘曰径丝晒鄄獾降亩嗑妒这意味着在实际系统中,等效干扰用户数将多达数百个,这样,即使采用与干扰用户数成线性关系的多用户抵消算法,仍将使硬件实现过于复杂。因此,如何把多用户干扰抵消算法复杂度降低到可接受的程度,是多用户检测技术能否投入实用的关键