多用户检测器在数字通信中的应用与探讨,

摘要:CDMA (Code Division Multiple Access)扩频通信是具有广阔发展前景的通信方式之一，并广泛应用于军事通信和民用通信中。特别是近十几年来，由于移动通信的迅猛发展，移动用户的数量以惊人的速度在扩张，这样由于用户数量增长而造成通信质量的下降矛盾就显得特别突出。由于信道的容量是由干扰所限定的，尤其是同信道干扰和邻信道干扰的影响更为严重。因此，多用户检测技术成为通信领域的新热点。在毕业设计仿真中，针对CDMA毕业设计速率高的特点，提出了在不同仿真阶段采用不同的采样率的对策，取得了明显降低仿真运算量的效果。通过运行仿真毕业设计，得到了仿真结果和理论分析结果相吻合的结论。


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关键词：多用户检测；解相关检测器；最小均方误差检测器；毕业设计仿真；多址干扰

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目录

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1  绪论………………………………………………………………………………………...6
 1.1 引言…………………………………………………………………………………6
1.2 CDMA毕业设计的固有问题……………………………………………………………...6
1.3 多用户检测技术发展现状…………………………………………………………7
1.4 本毕业设计的主要内容安排………………………………………………………………...8

2  通信毕业设计中的多用户检测器的分类与研究……..……………………………………..9
2.1 多用户检测技术的发展…………………………………………………...…………9
    2.1.1 多用户检测算法分类……………………………………………………….9
    2.1.2 最佳多用户检测器………………………………………………………...10
2.2 线性多用户检测器………………………………………………………………….11

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2.2.1 解相关检测器……………………………………………………………...12
2.2.2最小均方误差检测器………………………………………………………13
2.2.3多项式扩展检测器 (PE检测器) …………………………………………15
2.3 非线性多用户检测器……………...…………………..………………………...…15
     2.3.1 串行干扰消除检测器……………………………………..…………….…16 [版权所有：http://think58.com]
     2.3.2 并行干扰消除检测器…………………………………..………………….17
     2.3.3 判决反馈多用户检测器…………………………..……………………….18
     2.3.4 神经网路多用户检测………………………………..…………………….19
2.4 本章小结………………………………………………………..…………………..19
3 多用户检测器毕业设计的仿真设计……..................................................................................20 [来源：http://www.think58.com]
3.1仿真模型的构造………………………………………………………………….….20
3.2 仿真毕业设计中各个模块的具体实现…………………………………………….……21
3.2.1 卷积编码………………………………………………………………...…21
3.2.2 用户地址码…………………………………………………………...……22
3.2.3 块交织…………………………………………………………………...…22 [资料来源：http://www.THINK58.com]
3.2.4 维特比译码……………………………………………………………...…23
3.2.5 误码率估计模块………………………………………………………...…24
3.2.6 多用户检测………………………………………………………………...24
3.3 仿真结果分析…………………………………………………………………….…24
4 结论 ……………………………………………………………………………………...28 [来源：http://www.think58.com]
参考文献……………………………………………………………………………….……..29
致谢……………………………………………………………………………………….…..30
附录
附录A 毕业设计仿真流程图……………………………………………………..…………31
附件
附件1 开题报告(文献综述)
附件2 译文及原文影印件
 

部分毕业设计：

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1.3 多用户检测技术发展现状
    多用户检测技术的思想最早在 1979年由K.S.Schneider提出，1983年 R.Kohno发表了对多用户干扰抵消器的研究，利用其他用户的己知信息消除多址干扰，实现无多址干扰的多用户检测，并指出了一些研究方向。1986年S.Verdu将多用户检测的理论向前推进了一大步，认为多址干扰是具有一定结构的有效信息，并在理论上证明采用最大似然序列检测(Maximum Likelihood Sequence Detection, MLSD)可以接近单用户接收性能，并能有效地克服 “远近效应”大大提高毕业设计容量，从而开始了对于多用户检测的广泛研究。

    但是，最大似然序列检测MLSD结构是匹配滤波器组加上维特比译码算法，其复杂度为O( )，其中k为用户数目，这在工程上基本无法实现，因此人们开始研究各种次优多用户检测器，要求在保证一定性能的条件下能够将复杂度降低到工程上可以接受的程度。研究首先集中在为高斯白噪((Additive White Gaussian Noise, AWGN)信道寻找次优的多用户检测器，之后是研究多径衰落信道下的多用户检测器，先是慢衰落信道，然后是快衰落信道。因为多用户检测的参数：功率、相位和用户信号间的互相关系数经常改变，因此又开始研究自适应多用户检测器。实际上信号检测所需的参数从来不完美，因此开始研究对于功率、相位和时延估计不理想时的影响。一般的研究方法是将各个关键技术分割后进行独立的研究，这种分割方法在理论上并不能使得毕业设计的性能达到最优，因此近年来各种技术的结合问题也引起了人们的广泛注意，例如多用户检测和信道编解码结合技术。 [资料来源：http://www.THINK58.com]

截止目前，主要的次优检测有:线性检测，最小均方误差检测，多级检测判决反馈检测，干扰抵消检测等。如果说1993年以前主要是各种多用户检测器提出的时期，那么近年来的研究工作主要是在这些多用户检测结构下，如何使之走向实用化。第三代移动通信毕业设计IMT 2000提出在候补建议中采用多用户检测技术。目前，日本主要研究多级干扰抵消检测，美国主要研究自适应线性多用户检测，欧洲标准协会(ESA)在卫星通信IMT 2000的候补建议中提出了前向链路采用最小均方误差检测器(Minimum Mean-Squared error Detector, MMSE) 。

1.4 本毕业设计的主要内容安排
    本毕业设计第一章介绍了CDMA通信毕业设计的优点，同时指出了CDMA毕业设计中由于扩频码的不完全正交而存在多址干扰，而常规接收机无法克服这个问题，从而提出研究多用户检测技术的必要性。
    本毕业设计第二章阐述多用户检测技术的基本原理，讨论了多用户检测技术的发展过程。将多用户检测分为线性多用户检测和非线性多用户检测，作为下一步工作的基础。
本毕业设计第三章详述了本毕业设计的仿真设计构想，并对仿真毕业设计中各个模块的具体实现进行介绍并分析。 [资料来源：http://think58.com]

2 通信毕业设计中的多用户检测器的分类与研究
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2.1 多用户检测技术的发展
多用户信号检测接收机的基本思想是:充分挖掘和利用毕业设计内各用户参数信息(信号到达时间、使用的扩频序列、信号幅度等)来消除多址干扰。进而提高检测毕业设计的稳定性。一般多用户检测器整体结构图如图2.1所示。后面我们将就几种重要的多用户检测器进行简要的分析。

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4 结论 [资料来源：THINK58.com]

多用户检测是消除多址干扰，提高CDMA毕业设计容量的关键技术。本毕业设计着重研究了解相关检测和最小均方误差检测两种线性多用户检测方法的误码率性能以及这两种多用户检测方法的毕业设计仿真设计问题，所完成的主要工作包括:
1.通过研究解相关和最小均方误差多用户检测器，提出相应的模型结构，并对其性能进行了分析。
2.基于理论分析结果，运用Matlab仿真设计了解相关和MMSE两种多用检测器。并用其设计了具有多用户检测功能的CDMA仿真毕业设计。
3.在仿真设计中，对毕业设计速率高的特点提出了不同阶段采样速率不同的方法，大大减少计算机的运算量。


通过本毕业设计的工作，已经建立一个具有多用户检测能力的CDMA仿真毕业设计研究平台。应该指出:尽管多用户检测技术有许多优点，至今为止，世界范围内的研究尚未解决真正投入商业应用的问题，其原因是:
1.检测器的时间复杂度和结构复杂度与实际应用存在着差距。尤其当一些参数估计不理想时，相关系数矩阵发生变化，多用户检测器的性能会随之下降;

2.多用户检测不仅需要考虑本小区内的用户干扰，而且也需要考虑周围小区的干扰。因此，问题变得更加复杂，并有待进一步研究多用户检测理论。

但是随着多用户检测理论的不断成熟、工业技术的不断进步，多用户检测技术一定能在移动通信毕业设计中得到充分的应用。
本毕业设计的多用户检测仿真仍有需要进一步完善补充的地方，例如:毕业设计总用户数K对多用户检测算法性能的影响、多用户检测在瑞利等衰落信道中的性能分析等问题。
 

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参考文献
[1] 吴伟陵 移动通信中的关键技术 北京邮电出版社 2000年 211-230
[2] 严菡 赵胜辉 第三代移动通信中的关键技术—多用户检测
[3] 孙键 多用户检测技术的应用与发展（南京邮电学院通信工程系 南京210003）
[4] 倪梁方 郑宝玉 吴新余 分集接收混合遗传算法多用户检测器在异步CDMA移动通信中的应用研究
[5] 王海鹰 李承权 码分多址(CDMA)移动通信中的关键技术及其实现 《微波与卫星通信》1994年第4期
[6] 王青 邬国扬 薛继红 数字化移动通信中的关键技术 《移动通信》1994年第3期
[7] 陈岚 万国春 数字移动通信中的关键技术 南昌职业技术师范学院学报(2000年第3期 )
[8] 原进红 数字移动通信中的关键技术 技术发展动态
[9] 杨晓波 杨新 范录宏 多用户检测技术对CDMA毕业设计的影响研究 电子科技大学学报 2003年
[10] 倪梁方 郑宝玉 吴新余 混合遗传算法在CDMA移动通信多用户检测中的应用研究

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