自适应子空间多用户检测技术在ofdm-cdma系统中的应用

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1、http://www.paper.edu.cn自适应子空间多用户检测技术在OFDM-CDMA系统中的应用马闯北京邮电大学，北京（10086）E-mail:maqiutian@gmail.com摘要：正交频分复用技术OFDM和码分多址技术CDMA的结合能够很大程度上提高系统的抗多径的性能和信息的传输速率。这里分别对OFDM-CDMA系统中的均衡器和多用户检测予以介绍，讨论了基于PASTd与FAST算法的自适应子空间多用户检测技术在OFDM-CDMA系统中的应用，并对FAST算法进行了模拟仿真。关键词：OFDM-CDMA多用户检测均衡器P

2、ASTdFAST1.引言随着移动通信的迅猛发展，现有的包括GSM和IS-95通信系统已很难满足发展要求，因此第三代移动通信倍受注目。而在第三代移动通信中，宽带DS/CDMA是迄今最为看好的多址接入方式。现有的CDMA技术在系统容量、软切换等诸多方面都有卓越的性能，然而CDMA作为一种扩频技术，它将信息比特扩展到比基带信号宽很多的频谱上传输，使码元的周期大大缩短，这样在面对几十兆的多媒体高速率数据传输时必然会受到码间串扰的影响，尤其在多径衰落比较严重的无线信道里面传输时，码间串扰会更加突出。而OFDM方案的引入可以较好地解决这个问题。正

3、交频分复用技术OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）是HPA联盟（HomePlugPowerlineAlliance）工业规范的基础。OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成若干正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，而且互不干扰。这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相干带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于

4、是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。正是由于上述特点使得OFDM特别适于存在多径传播和有多普勒频移的移动无线传输信道中传输高速数据。目前国外已经将OFDM技术应用到了数字声音广播（DAB）和欧洲高清晰度电视传输标准（DVB-T）等系统中。OFDM-CDMA技术将CDMA与OFDM两种技术相结合。在频域上，它利用了CDMA的正交扩频码，实现多个用户使用同一频率资源，即码分多址；在时域上，经串并变换它将数据分到各个子载波上，实行并行高速传输。这样，一方面满足多用-1-http://www.p

5、aper.edu.cn户对同一资源的共享，另一方面，通过降低子信道码速，起到了抗码间干扰的作用，从而提高了系统的性能。OFDM-CDMA技术是当前通信领域中的一个研究热点。本文重点讨论了OFDM-CDMA中的均衡和多用户检测问题。这两个问题都是接收端正确解调出原始信号的关键技术，均衡技术解决了OFDM信号在信道中传输时产生的瑞利衰落问题，而多用户检测技术解决了CDMA信号的多址干扰问题。文章组织如下：第二部分介绍OFDM-CDMA的系统框架和信号模型，第三部分，介绍了基本的均衡技术和多用户检测技术，第四部分子空间技术，PASTd算法和

6、FAST算法将得到介绍，第五部分对基于FAST算法的子空间多用户检测技术模拟仿真，第六部分总结全文。2.OFDM-CDMA系统2．1OFDM-CDMA技术基本原理OFDM-CDMA的根本原理是将CDMA的多址技术与OFDM的正交载波调制技术相结合。CDMA应用已经比较广泛，下面只对OFDM的基本原理予以介绍。OFDM技术是一种多载波调制技术，其特点是各子载波相互正交。其基本模型如图1所示。假设原始的基带数据信号的带宽为B，码元速率为R，码元周期为T。由原理图1可知，OFDM就是将原始信号串并变换后分割成N路子信号，分c割后的码元速率为

7、R/N，周期为NT。然后用N个子信号去调制N个相互正交ccc的子载波。因为子载波在频谱上是重叠的，所以可以得到较高的频谱利用率。在接收端对收到的信号分别进行N路的相关运算，完成信号的提取，实现信号的c传输。OFDM系统的最大的优点就是把高速数据通过串并变换，使得每个子载波上的数据符号周期相对增加，从而可以有效减小无线信道的时间弥散所带来的码间干扰。由于无线信道具有频率选择性，但是不可能所有的子载波都同时处于比较深的衰落中，因此，可以在串并变换时通过动态比特分配的方法充分利用损耗小的信道，从而可以提高系统的性能，很好的达到消除多径干扰。

8、-2-http://www.paper.edu.cnejwt1e−jwt1积分'd(0)d(0)并串x()t积分串并···信道···变变+换换jwte−jwN−1teN−1积分'dN(1c−)dN(1c−)图1：OFDM