基于循环相关算法的直扩系统多用户检测算法的.研究

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1、哈尔滨一【：程火学硕士学位论文第1章绪论1．1课题的目的和意义随着扩频通信系统理论和扩频信号处理理论的建立和完善，奠定了扩频通信的理论基础和工程实现的可能性。同时，由于直接序列扩频通信系统(简称直扩系统，DSSS)具有抗干扰能力强、保密性好、可靠性高、便于随机接入和多址通信的功能特点，被广泛应用于军事、民用通信、遥感和遥测等领域。特别是近几年来，以直扩系统为核心技术的CDMA通信系统曰益受到，、泛的重视。本课题研究工作的重点是以直扩系统的多用户检测技术为切入点，对常规的相关检测算法进行改进，并对m序列和mW序

2、列的多用户检测特性进行分析，试图寻求一种具有良好抗多址干扰(MAI)和多径干扰能力的直扩系统接收机模型和相关的多用户检测算法算法。相对于传统的多路复用方式(FDMA、TDMA)，直扩系统具有系统容量大、抗干扰能力强、抗多径衰落能力较强、频带利用率高、发射功率低、保密性能好等优越性⋯。但是，由于扩频序列很难实现完全的正交(有时甚至是不可能达到正交的)，使MAI严重影响系统性能，尤其是极大地限制了系统用户的数量，这其中以远近效应的影响尤为突出。所谓远近效应，是指近端无用强信号抑制了远端有用弱信号。目前主要抑制MA

3、I的方法有功率控制和多用户信号检测技术。功率控制通过测量扩频通信系统的正向信道的损耗来估计其反向信道的损耗，从而来调整移动台的发射功率。但由于移动台一般处于移动状态，其所处的环境处在不断的变化中，因而其发射功率不能做到精确的调整。多用户检测技术屏弃了传统的检测技术完全按经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理的接收方式，在传统检测技术的基础上，充分利用造成MAI干扰的所有用户信号信息对单个用户的信号进行检测，从而具有优良的抗干扰性能，解决了远近效应问题，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可

4、以更加有效地利用上行链路频谱资源，显著提高系统容量。而大多数的多用户检测算法是以解相关检测为核心技术哈尔滨_T槿大学碳士学位论文的，可见相关检测技术将直接影响到多用户检测算法的性能。基于以上的原因，本文对循环相关算法用于直扩系统多用户检测的可行性和技术特性进行了仿真和分析，试图寻求一种具有良好抗干扰和噪声且工程可实现的相关算法。同时，本文也将对具有慢跳频频谱特性的mW序列在直扩系统中进行抗远近效应的可行性进行分析。通过利用发送信息控制Walsh函数序列产生的顺序来控制扩频信号的频谱结构，使其在整个扩展频谱范围

5、内有选择地占用其中某一频带，从而达到抗远近效应，并对多用户检测算法性能进行改进。1．2直扩系统MUD技术现状和发展趋势多用户检测的概念是指多址通信中的信号检测【l】，实际是为了有别于常规匹配滤波器接收机提出的。常规匹配滤波器接收机是把多址干扰与信道自噪声统统视为白噪声来处理；而多用户检测则认为多址干扰和白噪声具有不相同的统计特征，多址干扰是可以被估计的、可被再生的、可去除的。因此也可以说，多用户检测就是对每个单个用户都利用多个用户的信息去实现检测接收的。S．Verdu于1986年提出最优多用户监测器f2]，最

6、优检测本质是～个序列检铡问题，即对接收信号序列的整体进行处理，采用最大似然序列找出一个接收信号序列，使得给顶输出序列的似然函数最大。最优检测器由K个匹配滤波器和维持比算法组成，其性能接近于无多址干扰的单用户接收机。但是该算法的运算量随着用户数量K的增加而呈指数递增，因此无法实时实现。基于最优检测器原理面建立的直扩系统多用户检测器主要是有解相关监测器和最小均方误差检测器两类。解相关检测器是一种多址干扰对消检测器，即将直扩系统中的多址干扰等效成信道的传输响应矩阵，将K个经过匹配滤波器输出的接收信号输入信道矩阵的逆

7、矩阵，以等效地抵消各个用户扩频序列之间的相关性，从而达到干扰对消的目的。这种解相关检沏,III消除直扩系统的MAI，其同时放大了噪声，使得多用户检测的性能降低。最小均方误差检测器(MMSE检测器)与解相关检测器的结构相同，运用最小均方准则选取线性变换，得到MMSE检测器。可见，MMSE检测器哈自；滨工程大学硕士学位论文是在解相关检测器和传统的匹配滤波器接收机之间采取的折衷而达到的某个平衡，但是其需要估计用户的能量，抗远近效应的能力较弱，同时也要面对矩阵求逆的问题。目前，直扩系统多半采用多用户检测技术为非线性检

8、测技术【3]，主要有并行干扰对消检测器MPIC(MultistageParellelInterferenceCanceller)[41、逐次干扰对消检测器SIC(SuccessiveInterferenceCanceller)陋J干口判决反馈检测器DFD(DecisionFeedbackDetector)[61。这些干扰对消检测器一般也被称为减性对消检测器，这类检测器的主要思想是在接收方重建全部或部