2011082201阿苦伍支讲述

1、信息与通信工程学院学士学位论文开题报告题目：基于并行干扰消除技术的多用户检测技术级:201108222011082201名:阿苦伍支指导教师审查意见:指导教师签字:哈尔滨工程大学本科生学士学位论文开题报告姓名阿苦伍支学号2011082201报告日期2014.12.15基于并行干扰消除技术的多用户检测技术研究设ir (论文)题U项建弘指导教师1、背景说明随着信息技术和无线通信技术的突出成就和急剧发展，无线通信技术正在发生巨大 的变革，其应用范用涉及国防系统、政府系统、商用系统和个人生活等诸多方面，集中表现在个人通信、多媒体信息业务、互联网络应用三个方面。把信息送给个人，使移动通信走向个人通信，既

2、是人们的梦想，也是科学家追求的U标，而移动通信则是通向个人通信的必经阶段。移动通信是当前发展最快、应用最广和最前沿的通信领域之一。20世纪80年代出现的第一代商用移动通信中，不同的用户的模拟信号通过占用不同频段，实现了频分多址(Frequency Division Multiple Access FDMA)。第一代蜂窝移 动通信系统缺点包括：系统容量小、频率利用率低、移动设备复杂、费用较高、业务种类单一仅限于语音、系统保密性差等。90年代中期，第二代数字通信将信道按时隙划分，实现了时分多址(Time DivisionMultiple Access , TDMA)。它提供了更高的频谱利用率，更好

3、的数据业务，以及比第一代 系统更先进的漫游能力。然而第二代移动通信系统主要为支持话音和低速率的数据业务设计，随着人们对通信业务范和业务速率要求的不断提商，已有的第二代移动通信网很难满足新的业务需求，不能实现全球覆盖无缝漫游。当前的第三代移动通信(3G)的主要制式WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA确定了码分多址技术在移动通信中的地位。随着用户数U的增多和多媒体通信的发展，以正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing , OFDM)为核心的第四代通信 也己进入应用阶段。OFDM技术和码分多址接入方式结合使用，可使多用户在同一信

4、道上进行信息传输。第三代移动通信系统虽然存在不同制式，但它们儿乎都釆用了码分多址(Code Division Multiple Access CDMA)技术，山此可以看出，CDMA是未来移动通 信发展的主流技术。CDMA系统的主要特性表现在以下儿个方面：(1)系统容量大，采用CDMA多址方式使得CDMA系统的容量远远高于模拟FDMA 和数字TDMA系统。(2)通信容量的软特性，CDMA系统中，新增用户只会使通信质量略有下降，不会发生硬阻塞。(3)业务质量好，CDMA系统特有的软切换釆用“先通后断”的方式，减少了掉话率,保证了通信的质量；CDMA系统采用的扩频技术将发射信号隐蔽在噪声和干扰中，可

5、以 防止窃听，具有很好的保密性。更适于在衰落信道中传输,CDMA系统中当多径时延大于一个码片(chip)间隔时, 多径信号间的互相关很小，从而对系统性能的影响很小。(5)经济性，频率复用方案简单经济，易于管理，釆用多种特有的技术来提高系统性能，极大的降低了发射功率。(6)平滑升级，CDMA网络的升级是平滑过渡、向下兼容的，就是只要更换信道板、 升级软件，并追加少量投资，就可以将第二代系统逐步升级到第三代系统。CDMA系统的这些优点使它成为新一代的移动通信系统以及未来个人通信系统中最具竞争力、最有前景的无线多址技术。但是，山于釆用的是码分多址的方案，系统内 各用户使用相同的频带发射信号，共学一个

6、信道，在时域和频域上都是混叠的，因此也 存在一定的问题。码分多址是一个自干扰系统，山于实际系统中各用户之间的码字不可 能达到完全正交和完全同步，因此，多用户之间互相产生的干扰不可避免，这个干扰称 为多址干扰MAI (Multiple Access Interference)也称为多用户干扰。用户误码率性能会变 差。另一方面，移动用户位置的不断变化以及多径传播的影响，多址干扰将更为严重， 这使得系统容量受到限制，同时还带来“远近效应”，即近处的强功率信号会抑制远处 的弱功率信号，使得系统性能严重恶化，严fi影响系统的性能。因此，多用户检测作为 宽带CDMA通信系统中的抗干扰的关键技术受到广泛重视

7、。多级迭代干扰消除方法能够 有效的抑制用户间的多址干扰，将其基带的接受信号经过解扩之后通过一个多级迭代干 扰消除系统进行干扰消除。在这个干扰消除系统中，后一迭代的输出用户佔计比前一级 的佔计信号更精确，即更接近用户信号。从信息论的角度看，CDMA系统是一种多输入、多输出的信道，因此单用户检测器 不能充分利用信道容量。多用户检测技术则是利用各个用户的扩频序列、时延、幅度和 相位信息对各用户进行联合检测，来有效的抑制多址干扰。传统检测器将多址干扰与口 噪声都视为口噪声来处理；而多用户检测则认为多址干扰与口噪声具有互不相同的统计 特性，多址干扰是可以佔计并通过信号设计和相关技术措施降低的。2、主要内

8、容图3-1基于并行干扰消除技术的多用户检测原理框图在第一级中，接收到的基带信号分别通过K个用户的匹配滤波器组进行解扩操作，输出各个干扰数据的第一级估计叶M；以t 假设用户g为检测U标，则结合干扰信号的幅度、相位、扩频波形和时延对其他K-1个用户的信号进行构，再从总的接收信 号中减去所有干扰用户的估计信号，得到干扰抵消后的信号。在干扰抵消的过程中，为 了降低前级判决的误差向下级的扩散，采用一组权值来控制抵消比重， 其中X为第X级干扰抵消。最后再次经过用户g的匹配滤波就可以得到用户g的信号要 的新的佔讣值该新的估计值可作为后级估il的输入，逐级进行上述干扰抵消过程, 最终得到去除多址干扰后的U标信

9、号的佔计值。采用并行干扰消除技术的多用户CDMA 系统的性能取决于干扰重构时对干扰功率、干扰位移的估计的准确性。若能保证估计的 准确性，且并行干扰消除过程中结合软判决发则及抵消权重控制机制，有效抵抗CDMA 系统中的多址干扰对于系统检测性能的影响，可以达到近似于单用户系统的性能。I 开始丿*无周期氏码生成随机K个用户的发送数据扩频调制x=l多用户信号延迟叠加，加入噪声F=X=2 丨 匹配滤波判决及性能统计*(55图3-2基于并行干扰消除的多址检测仿真流程图进度安排:第一周一一第二周查阅文献，为开题报告做准备，进行开题报告的撰写。第三周一第四周学习扩频通信原理，包括扩频通信系统的分类和性能指 标

10、。第五周一一第六周学习并掌握并行干扰消除检测器的结构、原理。第七周一一第八周学习并掌握多用户检测竹4i m饰1 m在MATLAB平台上开始仿真，实现多址信号检测及并行弟7L眉）弟十周干扰消除技术。第十一周一一第十二周调试程序，测试并行干扰消除的性能。第十三周一一第十四周进行相关论文的总结与撰写。4、主要参考资料 1李永强.CDMA系统中多用户检测算法及其与智能天线技术相结合的研究硕士学位论文重庆.重庆邮电学院.200L2王庆扬，张青，韦岗.CDMA移动通信系统中的多用户检测技术移动通信.2000年第2期.3张传福.第三代移动通信技术及其演进人民邮电大学.2008年8月.4贾忠亍移动通信技术及其

11、应用清华大学出版社.2009年4月.5曾一凡，李晖.扩频通信原理机械工业出版社.2005年9月.6|S. Verdu. ComputationalComp lexityof Optimum Multiuser Detection.Algorithmica. 1989. 4:303-312.7R Lupas. and S. Verdu. Nerar-far resistance of multiuser detectors in asynchronous code-division multiple access communications. I EEE Trans. Communications. COM3& April 1990. pp.496-50& 8R, Lupas and S. Verdu. Linear multistage detectors for synchronous code division multi pie access channels. IEEE Trans. On Comm. 199