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盲自适应多用户检测技术研究

作　者: 章仁飞
导　师: 曾孝平
学　校: 重庆大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 多址干扰盲自适应检测特征值分解干扰子空间干扰空间
分类号: TN929.533
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

围绕着CDMA无线蜂窝移动通信系统中的多址干扰（MAI）抵消问题，本论文在现有盲自适应多用户检测技术基础上，提出了一种新的基于干扰空间线性MMSE盲自适应多用户检测器及其相应的基于干扰自相关矩阵C₁跟踪算法。数学分析和仿真结果表明：该检测器具有实现复杂度低、跟踪速度快和健壮性强的优点。随着CDMA移动通信系统容量增大，同频信道中同时处于通信状态的用户数增多，单用户检测器抗多址干扰能力急剧下降。传统多用户检测在单用户检测技术基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户的信息进行联合检测，从而具有良好的抗多址干扰能力，但存在一些缺陷：（1）不仅要求知道期望用户的地址PN码及其定时信息，还要求其他干扰用户的地址PN码及其定时信息；（2）不能消除其他相邻小区的多址干扰对本小区的影响；（3）不能直接应用在CDMA移动通信系统中的下行链路。在传统多用户检测技术基础上，自适应多用户检测利用训练序列在仅知道期望用户地址PN码及其定时信息条件下就可以进行检测，不足的就是训练序列占用了额外的频率资源。研究结果表明：盲自适应多用户检测可以不需要训练序列，在仅知道期望用户地址PN码及其定时信息条件下自适应跟踪信道中用户地址PN码的变化，更有效地抵消小区内和小区间多址干扰，很方便地应用在上行和下行链路。为实现盲自适应检测，通常采用对接收信号样本矩阵进行特征值分解（EVD）或奇异值分解（SVD）后进行跟踪，由此带来的子空间秩跟踪使得实现复杂度很高；另一方面，在跟踪算法中考虑一些实际情况而作出近似处理，从而引起误差积累和正交性误差，导致每次跟踪开始阶段跟踪速度变慢。为此，本论文提出基于干扰空间线性MMSE盲自适应多用户检测器及其相应的基于干扰自相关矩阵C₁跟踪算法。仿真结果还表明，该检测器具有很好的健壮性。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本论文所做的工作  12
  1.4 本论文的内容安排  12-14
2 CDMA系统信号和信道模型  14-16
3 CDMA移动通信系统中的多用户检测技术  16-26
  3.1 引入多用户检测技术的必要性  16-18
    3.1.1 CDMA移动通信系统中的干扰分析  16-17
    3.1.2 CDMA移动通信系统中克服多址干扰的主要措施  17-18
  3.2 多用户检测的传统系统模型  18
  3.3 多用户检测对CDMA移动通信系统容量的影响  18-22
    3.3.1 CDMA移动通信系统容量分析  18-21
    3.3.2 多用户检测对CDMA移动通信系统容量影响的仿真分析  21
    3.3.3 仿真分析的结论  21-22
  3.4 多用户检测技术的分类  22-23
    3.4.1 多用户检测技术的优缺点  22
    3.4.2 多用户检测技术的分类  22-23
  3.5 线性MMSE盲自适应多用户检测技术  23-25
  3.6 本章小结  25-26
4 基于干扰子空间的线性MMSE盲自适应多用户检测  26-43
  4.1 引言  26-27
    4.1.1 盲自适应多用户检测引入信号子空间的必要性  26
    4.1.2 基于干扰子空间的线性MMSE盲自适应多用户检测的可行性  26-27
  4.2 基于信号子空间的盲多用户检测技术  27-32
    4.2.1 信号子空间的概念  27-28
    4.2.2 基于信号子空间的盲自适应检测概念  28-29
    4.2.3 基于信号子空间的线性MMSE盲自适应多用户检测器  29-31
    4.2.4 本小节结论  31-32
  4.3 基于干扰子空间的线性MMSE盲自适应多用户检测  32-37
    4.3.1 干扰子空间的概念  32-33
    4.3.2 基于干扰子空间的线性MMSE盲自适应多用户检测器  33-36
    4.3.3 本小节结论  36-37
  4.4 基于NIC的干扰子空间跟踪算法  37-42
    4.4.1 基于NIC的干扰子空间跟踪算法的提出  37-38
    4.4.2 基于NIC的干扰子空间跟踪算法的可行性论证  38-39
    4.4.3 基于NIC的干扰子空间跟踪算法  39-42
  4.5 本章小结  42-43
5 修正后的基于干扰空间线性MMSE盲自适应检测器  43-54
  5.1 基于干扰子空间的盲自适应多用户检测器存在的问题  43-44
  5.2 修正后的基于干扰空间线性MMSE盲自适应检测器  44-51
    5.2.1 权矢量修正方法  44-45
    5.2.2 修正后的盲自适应多用户检测器权矢量  45-46
    5.2.3 修正后的盲自适应多用户检测器权矢量的可行性论证  46-50
    5.2.4 本小节结论  50-51
  5.3 基于干扰自相关矩阵C_1的盲自适应跟踪算法  51-53
    5.3.1 匹配情况下的基于干扰自相关矩阵C_1的盲自适应跟踪算法  52
    5.3.2 失配情况下的基于干扰自相关矩阵C_1的盲自适应跟踪算法  52-53
    5.3.3 本小节结论  53
  5.4 本章小结  53-54
6 性能分析  54-64
  6.1 基于干扰空间盲多用户检测器的权矢量收敛性  54-56
  6.2 基于干扰空间盲多用户检测器的输出MSE收敛性  56-58
  6.3 基于干扰空间盲多用户检测器的输出干扰分析  58
  6.4 稳定状态下基于干扰空间盲多用户检测器的输出SIR  58-60
  6.5 修正因子对基于干扰空间盲多用户检测器的性能影响  60
  6.6 基于干扰空间盲多用户检测器的误码率分析  60-62
  6.7 基于干扰空间盲多用户检测器的渐近效率分析  62-63
  6.8 本章小结  63-64
7 计算机仿真及其分析  64-76
  7.1 MATLAB仿真软件简介  64
  7.2 仿真模型的建立  64-65
  7.3 Gold序列的产生  65-66
  7.4 计算机仿真结果及其分析  66-76
    7.4.1 修正后的基于干扰空间盲自适应多用户检测器性能仿真  66-72
    7.4.2 对比性能仿真  72-75
    7.4.3 仿真结论  75-76
8 全文总结  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-81
附录  81

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