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第六章通信信号处理;

第六章通信信号处理

■分集接收和最佳接收系统

■多用户检测技术

■空时二维处理技术;■众所周知，CDMA通信系统是一个自干扰系统，其容量和性能主要受其他用户的干扰，传统的匹配滤波接收机或者相关接收机存在两个主要问题:

■1、多址干扰低限（interferencefloor）这是由于干扰信号与期望信号不是完全正交，期望用户匹配滤波器输出中总会含有来自多

址干扰成分，所以，即使接收系统热噪声电平趋于零，接收系统误码性能还是有非零下界，这个下界就是多址干扰下限。

■2、远近效应问题在异步扩频系统或同步扩频系统中，扩频码不可能完全正交，如果干扰用户较期望用户远离基站或衰落深度不同，那么干扰用户对基站的接收功率会比期望用户接收功率大，

即使准确得到本地扩频序列，它与干扰信号互相关也可能比期望信号相关值大，导致输出信号中多址干扰分量淹没期望信号的严重后果，这就是扩频通信中典型的远近效应问题。;■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??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。;■在CDMA系统中，小区干扰分为三种:接收机收到的

热噪声、用户信号的码间干扰（ISI）、多址干扰

（MAI），这三种干扰各有不同的消除办法。在实际

系统中，热噪声的影响远远小于MAI的影响。在通常使用的无线电通信系统中，均通过限制接收机噪声系数来确定接收机的灵敏度。ISI的形成有多种原因，

主要包括（1）信号传输时没有满足Nyquist第一准则，即在抽样时刻存在失真，解决的办法是用升余弦滚降滤波器对其滤波避免；（2）由无线传输信道的多径

效应引起，这种干扰是不可避免的，只能采用均衡技术克服。;■扩频通信理论表明,在用户接收机完全同步并采用理想正交扩频码的条件下,用户之间不会产生多用户干扰。但是在多径衰落信道中,理想的完全同步是无法实现的,扩频码也不可能做到完全正交。理论分析已经证明,同时具有理想自相关特性和互相关特性的二进制扩频码是不存在的,即始终存在一个界,称为Welch界。所以CDMA扩频通信系统中,用户之间必然存在一定的相关

性。虽然单个用户产生的MAI不大,但是随着用户数的增加和信号功率的增大,MAI成为宽带CDMA通信系统的主要干扰源,限

制了系统容量的增加和性能的改善。MAI又分为小区内干扰和小区间干扰两部分。其中小区间干扰是指其它同频小区产生的干扰,可以通过合理的小区配置减小其影响,最坏情况下,其干扰功率不会超过小区内干扰的60％,因此系统容量主要取决于对小区内干扰的处理技术。;■传统的检测技术仅通过扩频码波形设计、功率控制、FEC编码、

自适应天线空分技术来降低多址干