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DS-CDMA系统中基于遗传算法的多用户检测技术研究

作　者: 姚畅
导　师: 钱盛友
学　校: 湖南师范大学
专　业: 电路与系统
关键词: 直接序列码分多址 多用户检测 分布式遗传算法 解相关 迁移策略
分类号: TN929.533
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 163次
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内容摘要


DS-CDMA通信系统是一个干扰受限系统,传统的检测技术由于多址干扰和“远—近”效应的影响使系统的性能和容量明显下降。多用户检测正是针对上述问题而提出的一项关键技术。由于最优多用户检测器具有随用户数量增加而呈指数规律增长的计算复杂度,不具有实用的价值,因此研究如何获取快速、高效、性能优良的多用户检测器对于目前及未来的移动通信系统将具有重要的理论与现实意义。本文主要研究非线性检测中基于遗传算法的多用户检测技术。论文主要做了以下三个方面的研究工作: 1)从DS-CDMA系统模型出发,分析了现有的基于简单遗传算法(SGA)的多用户检测技术及其检测性能,并以SGA检测技术为基础,针对自适应遗传算法易局部收敛的缺点,将改进自适应遗传算法(IAGA)应用于多用户检测,提出了一种基于改进自适应遗传算法的多用户检测器(IAGA-MUD)。仿真结果表明:IAGA-MUD具有较好的抗多址干扰和抗远近效应性能,同时算法克服了自适应遗传算法局部收敛的缺点,提高了检测性能。 2)针对单种群遗传操作中种群规模较大,收敛速度较慢,同时还有可能出现“早熟”的问题,结合分布式遗传算法快速全局寻优和解相关算法抗多址干扰的特点,提出了一种基于迁移策略的分布式遗传算法解相关多用户检测器(DGAD-MUD)。仿真结果表明:DGAD-MUD在抗远近效应和用户容量方面较SGA多用户检测器具有更好的性能:并且由于采用了并行遗传算法中的迁移策略遗传算子,使得算法搜索到全局最优解的速度更快。 3)在相同的实验仿真环境下,将本文提出的IAGA-MUD和DGAD-MUD的检测性能进行比较,仿真结果表明:DGAD-MUD在抗远近效应和对用户数的容量方面较IAGA-MUD显示出了更好的优越性。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-18
  1.1 研究背景  9-11
  1.2 第三代移动通信关键技术  11-14
    1.2.1 智能天线技术  11-12
    1.2.2 软件无线电技术  12
    1.2.3 CDMA多址技术  12-13
    1.2.4 多载波调制技术  13
    1.2.5 多用户检测技术  13-14
  1.3 多用户检测理论及其研究现状  14-16
    1.3.1 多用户检测技术的提出及其基本思想  14-15
    1.3.2 多用户检测技术的发展及现状  15-16
    1.3.3 多用户检测技术在实际中的应用  16
  1.4 本文的主要工作及内容安排  16-18
第二章 DS-CDMA多用户检测  18-39
  2.1 DS-CDMA通信系统模型  18-23
    2.1.1 同步DS—CDMA系统接收模型  19-21
    2.1.2 异步DS-CDMA系统接收模型  21-23
  2.2 多用户检测的性能测度  23-25
    2.2.1 误码率  23-24
    2.2.2 渐近有效性  24-25
    2.2.3 抗远近能力  25
  2.3 多用户检测方法的分类  25-37
    2.3.1 传统检测方法  27-28
    2.3.2 最优检测方法  28-29
    2.3.3 次最优检测方法  29-37
  2.4 本章小结  37-39
第三章 遗传算法理论及其在多用户检测技术中的应用  39-50
  3.1 遗传算法理论  39-46
    3.1.1 遗传算法的基本原理  39-41
    3.1.2 遗传算法的基本操作  41-45
    3.1.3 遗传算法的应用  45-46
  3.2 遗传算法应用于多用户检测的可能性  46-49
    3.2.1 组合优化问题  46-47
    3.2.2 计算复杂性  47
    3.2.3 遗传算法应用于多用户检测的可行性  47-49
  3.3 本章小结  49-50
第四章 基于改进自适应遗传算法的多用户检测器  50-66
  4.1 基于SGA的多用户检测器系统模型和算法实现  50-53
    4.1.1 系统模型  50-51
    4.1.2 算法实现  51-53
  4.2 基于IAGA的多用户检测器系统模型及算法实现  53-58
    4.2.1 自适应遗传算法(AGA)  53-55
    4.2.2 改进的自适应遗传算法(IAGA)  55-56
    4.2.3 基于IAGA的多用户检测器系统模型及算法实现  56-58
  4.3 仿真结果及性能分析  58-65
    4.3.1 基于SGA多用户检测器的仿真  58-61
    4.3.2 基于IAGA多用户检测器的仿真  61-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章 基于迁移策略的分布式遗传算法解相关多用户检测器  66-80
  5.1 分布式遗传算法概述  66-70
    5.1.1 基于“联姻”策略的分布式遗传算法  67-68
    5.1.2 基于“迁移”策略的分布式遗传算法  68-70
  5.2 基于迁移策略的分布式遗传算法解相关多用户检测器系统模型及算法实现  70-73
    5.2.1 系统模型  70-71
    5.2.2 算法实现  71-73
  5.3 仿真结果及性能分析  73-79
    5.3.1 仿真结果及性能分析  73-77
    5.3.2 DGAD和IAGA两种算法多用户检测性能比较  77-79
  5.4 本章小结  79-80
第六章 总结  80-82
参考文献  82-86
常用符号及其说明  86-87
攻读学位期间发表的学术论文  87-88
致谢  88-89

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 蜂窝式移动通信系统（大哥大、移动电话手机） > 码分多址（CDMA）移动通信
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