超宽带通信系统中多用户检测技术的研究

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1、摘摘要要近年来，超宽带通信系统正受到越来越多的关注。相对窄带和传统宽带系统来说，超宽带通信系统具有许多优越性，因此它有着广泛的应用空间（如被应用在无线个人局域网中）。到目前为止，基于脉冲无线电的超宽带多址接入通信系统主要依赖的是传统的匹配滤波接收技术，但是随着系统用户数量的增加，多址干扰将严重影响到系统的容量和性能，而多用户检测是改善系统性能、提高数据速率的一种有效方法。本文主要对超宽带多址接入通信系统中的多用户检测进行研究。在对超宽带和多用户检测原理进行深入分析的基础上，本文将多用户检测技术应用于跳时超宽带系统的接收机中，构建了若干种次优多用户检测器的结构，并通过理论分析和仿

2、真验证了其可行性。进而通过对Turbo理论的研究，将Turbo理论的迭代思想运用于跳时超宽带多址系统的多用户检测中，探讨了一种Turbo理论和多用户检测在跳时超宽带多址系统中的联合应用方案——迭代多用户检测器。在该方案中，接收检测器被分成两部分，二者通过迭代算法不断地进行外信息的交换，从而使检测器的判决精度逐渐提高。该检测器利用跳时超宽带系统所传递信号的特殊结构降低了运算复杂度，因而比较易于实现。在此结构的基础上，本文提出并实现了一种基于软干扰抵消和MMSE滤波的低复杂度迭代多用户检测算法，通过对性能和复杂度方面的具体分析比较，可以看出采用这种算法的迭代接收机有着很低的运算复杂度，被

3、认为可以应用在实际系统中。仿真结果显示，采用这种迭代结构的多用户接收机的性能显著优于传统接收机，经过较少次迭代后，多址干扰就可被有效的抑制，系统性能得到明显提高。关键词：超宽带多址干扰Turbo原理多用户检测干扰消除Ι万方数据AbstractAbstractInrecentyears,therehasbeenagrowinginterestinUltra-wideband(UWB)communicationsystems.Thesesystemshaveanumberofadvantagesovernarrow-bandandconventionalwide-bandsyst

4、ems.UWBradiosystemiscurrentlybeingconsideredforanumberofapplications,suchaswirelesspersonalareanetworks(WPAN).MultipleaccessUWBcommunicationssystemsbasedonimpulseradiohavesofarreliedprimarilyonconventionalmatchedfiltertechniques.Asusernumbersincrease,multiple-accessinterference(MAI)isexpectedto

5、adverselyaffectsystemcapacityandperformance.Multi-userdetectionisatechnology,whichcanachievehighdataratesrequiredfromthesesystems.Thispaperinvestigatesmulti-userdetectioninmultiple-accesscommunicationsystemsbasedonUWBtechnology.BasedonthethoroughanalysisoftheprincipleofUWBandmulti-userdetection

6、,thispaperintroducestheideaofmulti-userdetectionintoTH-UWBsystem,andproposessomeschemesofhypo-optimaldetectors.Thesedetectorsareanalyzedboththeoreticallyandviasimulations.Furthermore,fromanewpointofview,weinvestigatetheapplicationofTurboprincipleintothemulti-userdetectioninUWBmultiple-accesscom

7、municationsystems,andproposeaschemeofjointdetectionofTurbocodeandmulti-userdetectioninTH-UWBmultipleaccesscommunicationsystem—iterative(Turbo)multi-userdetectior.Inthisapproachthedetectionproblemisdivided,artificially,intotwoparts