第三代移动通信中的多用户检测技术

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1、第三代移动通信中的多用户检测技术

2、第1...摘要：研究了应用于CDMA移动通信系统中的各种多用户检测技术的原理和优缺点，指出目前多用户检测技术主要分为线性多用户检测和干扰消除用户检测两种。并对各种多用户检测的特点进行了分析比较。1第三代移动通信简介移动通信发展的最目标是实现任何人可以在任何地点、任何时间与他人进行任何方式的通信。到目前为止，移动通信系统已发展到第三代。第一代移动通信系统是采用FDMA方式的模拟蜂窝系统，如AMPS、TACS等，其缺点是容量小，不能满足飞速发展的移动通信业务量的需要。第二

3、代移动通信系统采用TDMA或CDMA为主的数字蜂窝系统，如GSM/DCS1800、IS136、IS-95等，其容量和功能都比模拟系统有了很大的提高，但其业务种类主要限于话音和低速数据（<=9.6kbis/s）。而社会的发展对通信业务种类和数量需求的剧增，使得人们已不再满足于第二代系统。于是，一种能够供全球漫游，支持多媒体业务且不足够容量的第三代移动通信系统就应运而生。第三代移动通信系统是按照国际电联（InternationalTelemunicationUnion,ITU）提出的ITM-2000

4、标准进行设计的新一代移动通信系统，简称为3G（TheThirdGeneration）系统。事实上，国际电联（ITU）早在1985年就提出了第三代移动通信系统的概念，当时称为未来公共陆地移动通信系统（FPLMTS），后考虑到该系统预计在2000年左右成型，且主要工作于2000Mhz频段，故日本等国家建议更名为国际移动电信系统，即IMT-2000。三代移动通信系统有以下特点：（1）全球化，IMT-2000是一个全球性的系统，它包含多种系统，在设计上具有高度的通用性，该系统中的业务以及它与固定网之间的业务可

5、以兼容，能提供全球温游。（2）多媒体化，提供高质量的多媒体业务。如话音、可变速率数据、活动视频和高清晰的图象等多种业务，实现多种信息一体化。（3）综合化，能把现存的寻呼系统、蜂窝无线通信系统、卫星移动通信系统综合在统一的系统中，以提供多种业务。（4）智能化，主要表现在优化网络结构方面（引入智能网概念）和收发信机的软件无线电化。e.个人化，用户可用唯一个人电信号码（PTN）在任何终端上获取所需要的电信业务，这就超越了传统的终端移动性，实现个人移动性。在1999年10月份的ITU芬兰会议上，第三代移动通信

6、（IMT-2000）的无线接口技术规范获得通过，标志着第三代技术的格局最终确定。它分为CDMA和TDMA两大类共五种技术，其中主流技术为三种CDMA技术：IMT-2000CDMA-DS（直接扩频）即欧洲和日本共同提出的A技术；IMT-2000CDMA-MC（多载波）即美国提出的cdma2000技术；IMT-2000CDMATDD（时分双工）包括我国提出的TD-SCDMA和欧洲提出的UTRATDD。因此，CDMA技术已经成为三代移动通信系统中的主流技术。2CDMA系统特点与传统的FDMA、TDMA系统相

7、比，CDMA系统具有频谱效率高、软容量、保密性好、易于无缝切换和宏分集等优点，但同时也要克服多址干扰和远近效应这两个严重影响系统容量问题。在CDMA系统中，依靠不同的扩频码来区分不同的用户，如果不同的扩频码之间是完全正交的，则各个用户之间将没有干扰存在。但不幸的是，在CDMA系统中，由于多个用户的随机接入以及用户扩频码之间的互相关性，用户地址码之间不能保证正交性，从而此起多址干扰。多址干扰包括小区内干扰和邻区干扰两种。随着用户数的增加，这种干扰将越来越严重，从而导致系统性能的急剧恶化。这种恶化无法靠提

8、高信噪比来解决。传统的单用户检测系统完全按照经典的直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码的处理，因此抗多址干扰的能力较差。无线电信号经过移动信道时会受到来自不同途径的衰落。由于用户离基站的距离不同，因而衰落也不同。如果移动台以相同的功率发射，将会导致基站接收近站点移动台的信号比接收远站点移动台的信号强的多。这样将会导致强信号抑制弱信号，使得相对较弱的用户信号得不到正常的检测，这就是众所周知的远近效应问题。现有系统都是靠严格的功率控制来解决这一问题的，但如果功率控制的误差超过1dB，系统的性能将

9、会有明显的变化，而精确的功率控制非常复杂，将导致费用的上升。传统的CDMA信号检测技术将根据直接序列扩频理论对基带接收信号进行地址码相关计算，独立处理每个用户的信号，因此称为相关检测或单用户检测。它不具备抗多址干扰和远近效应的能力。3CDMA系统模型为了有效的说明CDMA系统以及多用户检测的基本原理，本文中我们将CDMA通信系统进行简化，设有K个用户，采用直接序列扩频，信道为单路径同步信道，则接收信号的基带表示为：500)this.style.ouseg