CDMA系统中基于自调整步长的LMS盲多用户检测算法的研究

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在码分多址(Code Division Mutiple Access,CDMA)系统中,多址干扰(Multi-Access Interference,MAI)、多径衰落及远近效应是影响接收机通信性能主要因素,然而多址干扰不是不可避免的。多用户检测(Multiuser Detection,,MUD)技术可以减小以致消除多址干扰的影响,缓解远近效应问题,改善系统性能,增大系统容量。但是,传统的多用户检测需要过多的先验知识(各个用户的地址码、相对时延、功率及信道参数等),这在时变的多径衰落环境下是很难获得的。近年来,盲自适应多用户检测成为研究的热点。因为它不需要发送训练序列,只需要目标用户扩频波形和传播时延,而且它能跟踪时变的移动通信环境。 本文所做的主要工作如下: (1)介绍了CDMA通信系统组成,分析了扩频通信的原理及扩频序列的伪随机特性,指出了MAI存在的根本原因及MUD是第三代移动通信系统(The Third Mobile Communication System,3G)的关键技术。总结了现有主要的多用户检测技术,并对现有的主要的非盲自适应对用户检测方法进行了归纳、分析,指出了它们的优缺点。 (2)从线性多用户检测的典型形式出发,论述了MOE(Minimum Output Energy)盲多用户检测问题的实质是:以一定的代价函数最大/最小为目标,受一定的线性条件约束,求解关于权值的最优化问题。分析了同步、无衰落、单径信道环境下的基于MOE的盲自适应多用检测问题并指出了其优点及存在的问题:最小输出能量检测器(MOE)具有全局收敛,但是稳态剩余均方误差比较大、收敛速度较慢及收敛步长难以选取。 (3)针对多径衰落的信道环境,提出了一种自整步长的LMS算法的盲自适应多用户检测方法并给予了具体的数学推导。该算法克服了定步长LMS算法的收敛步长与输入信号的自相关特征值大小相关的缺点,它的收敛步长能跟踪时变的移动通信环境;它采用了多径合并的RAKE接收技术,能充分利用多径信号能量并一定程度上克服多径效应,同时该接收机可以与传统的RAKE接收机兼容。对本文提出的方法进行了仿真实验,结果表明该算法不仅加快了收敛,并且具有较好的抑制多址干扰和克服远近效应的能力。
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