现代数字信号处理ch6—2.pptVIP

第六章 通信信号处理;第六章 通信信号处理;多用户检测技术 ;目前，CDMA 系统缓解多址干扰的主要手段是采用严格的功率控制技术，但是这种技术只能在一定程度上控制远近效应，不能从根本上消除MAI，因而对系统容量的提高非常有限。在CDMA 系统中，多用户检测（MUD）是必威体育精装版发展起来的用以消除多址干扰的技术，又称为联合检测或干扰抑制技术。基本思想是对各个用户作联合检测或从接收信号中减掉干扰信号，从而有效消除多址干扰和码间干扰，缓解远近效应，改善系统性能，提高系统容量。 MUD 的理论研究起源于八十年代初期。1986 年， Verdu提出以匹配滤波器加维特比算法来实现最大似然序列检测（MLSD），适用于受ISI 影响的信道。虽然这种算法的复杂度与用户数呈指数增长关系（2k），而且MLS检测器还需要知道接收信号的幅度和相位，但是他的研究思想为MUD 的进一步研究和实用化奠定了基础，促使人们去寻求比传统检测器更好的各种次优多用户检测器。 目前已提出很多种MUD 算法，按照处理方法可以分线性和非线性两类；按照检测器处理信号时需要知道期望用户信息量的多少分为盲和非盲多用户检测器。线性多用户检测器包括解相关检测、最小均方误差检测等；非线性检测器包括并行（串行）干扰抵消算法、多级检测、非线性类概率检测等。 ;一、MUD 的基本思想;;;;二、多用户检测算法;;式中， 是第j个用户与第k个用户特征波形的互相关，定义为 而 为高斯随机过程，其均值为零，方差等于 。若令 并记为归一化的互相关矩阵： 其对角线元素 ，则（2）式可用向量表示为 并且;线性检测通过线性变换T可得到： 而线性检测器的字符统计量为 由于y是线性变换T的输入，所以匹配滤波器与线性变换可以组合在一起。令组合后的等效滤波器的矩阵为C，接收机的接收信号即匹配滤波器组的输入信号为r，则有： 。于是，（8）式可以写成标量形式 式中 。这里ck是直接作用于接收信号的等效为滤波器的系数（向量）。线性多用户检测的设计问题，就转化为通过某个代价函数的最小化来选择T或ck??? ;2.1.1 解相关算法;2.1.2 线性最小均方误差算法;2.2 非线性多用户检测算法;2.2.1 串行干扰对消器;;2.2.2 并行干扰对消;;;;2.4 盲自适应MUD;;;2.5 空时MUD;;; 三、多用户检测系统模型3.1 系统模型;式中，K为系统活动用户数；Ak为用户k的信号发送振幅，通常认为其在整个接收过程中为一常数；bk为第k个用户发送的数据符号，如果满足 ，则称为恒模调制，如MPSK等；Sk(t)为第k个用户的扩频序列； 为载波相位；Tb为符号间隔；n(t)是系统背景噪声，其为零均值，双边功率谱密度为N0/2的复高斯随机变量。一般情况下，为了叙述上的简化我们都假设载波相位 ，采用BPSK调制方案，此时数据符号bk退化为 ，高斯噪声n(t)也退化为实值随机变量，功率谱密度认为N0/2，式(1)则可进一步简化为 ;;;;;3.2 最优多用户检测器;四、次最优多用户检测器;4.1 线性多用户检测器;;;（1）解相关算法;（2） 线性最小均方误差算法;;4.2 干扰抵消算法;（1）串行干扰抵消;（2）并行干扰抵消;并行干扰抵消在对信道参数估计精确的情况下具有良好的信噪比，与SIC相比，不需要进行功率排序，也不会引入太多的时延。缺点是实现复杂度是用户数K的平方量级，而且也有一旦首级误判将导致错误传递的问题。;5 空时联合检测的多级相关补偿方法;