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随着无线个域网WPAN(Wireless Personal Area Network)的发展,人们对高速率通信的要求与日俱增。超宽带(Ultra Wide Band)技术凭借短距离内高传输速率、低功耗、低成本的优点,成为室内高速无线通信的首选方案,其广泛的应用前景和巨大的市场潜力被越来越多的研究者认可。
在UWB的工作环境中,多个用户共享同一信道,多址干扰会严重影响系统的接收性能。多用户检测技术能够有效的降低多址干扰,提高系统的检测性能,增强系统的抗远近效应能力,是UWB系统的一项关键技术。目前的多用户检测算法复杂度较高,实际中并没有得到广泛的应用,因此本文研究的低复杂度的多用户检测算法有很强的实际意义。
本文首先研究了几种复杂度较低的多用户检测算法:匹配滤波多用户检测、解相关多用户检测和最小均方误差多用户检测。传统匹配滤波多用户检测算法结构简单,但是系统的检测性能较差,抗远近效应能力较低,不能满足工程应用的要求。解相关多用户检测和最小均方误差多用户检测都涉及到矩阵求逆,用户数目较多的环境下,运算量大,复杂度仍然很高。
接着,对基于时间分集的干扰消除多用户检测算法进行了深入分析,该检测算法复杂度低,具有良好的检测性能和抗远近效应能力,但是在用户数目较多的环境下性能急剧下降。为使系统能够容纳较多的用户,提出了基于时间分集的改进解相关多用户检测算法,改进算法充分利用了干扰支路的信息,在用户数目较多的环境下仍保持较好的检测性能。由于要保证分集支路的数目,时间分集检测算法适用于用户数目较多、对传输速率要求不高的环境。
最后,为满足更高传输速率的要求,提出了基于伪随机循环跳时码的改进多用户检测算法,改进算法利用TH-UWB系统的跳时结构为用户分配时间上互不重叠的跳时序列,算法复杂度低,检测性能较好。为保证系统的传输速率,算法容纳的用户数目有限,适用于用户数目较少、对传输速率要求较高的环境。