2011082201阿苦伍支講述

1、信息與通信工程學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文開題報告題目：基于并行干擾消除技術(shù)的多用戶檢測技術(shù)級:201108222011082201名:阿苦伍支指導(dǎo)教師審查意見:指導(dǎo)教師簽字:哈爾濱工程大學(xué)本科生學(xué)士學(xué)位論文開題報告姓名阿苦伍支學(xué)號2011082201報告日期2014.12.15基于并行干擾消除技術(shù)的多用戶檢測技術(shù)研究設(shè)ir (論文)題U項建弘指導(dǎo)教師1、背景說明隨著信息技術(shù)和無線通信技術(shù)的突出成就和急劇發(fā)展，無線通信技術(shù)正在發(fā)生巨大 的變革，其應(yīng)用范用涉及國防系統(tǒng)、政府系統(tǒng)、商用系統(tǒng)和個人生活等諸多方面，集中表現(xiàn)在個人通信、多媒體信息業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用三個方面。把信息送給個人，使移動通信走向個人通信，既

2、是人們的夢想，也是科學(xué)家追求的U標(biāo)，而移動通信則是通向個人通信的必經(jīng)階段。移動通信是當(dāng)前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣和最前沿的通信領(lǐng)域之一。20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的第一代商用移動通信中，不同的用戶的模擬信號通過占用不同頻段，實現(xiàn)了頻分多址(Frequency Division Multiple Access FDMA)。第一代蜂窩移 動通信系統(tǒng)缺點包括：系統(tǒng)容量小、頻率利用率低、移動設(shè)備復(fù)雜、費用較高、業(yè)務(wù)種類單一僅限于語音、系統(tǒng)保密性差等。90年代中期，第二代數(shù)字通信將信道按時隙劃分，實現(xiàn)了時分多址(Time DivisionMultiple Access , TDMA)。它提供了更高的頻譜利用率，更好

3、的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以及比第一代 系統(tǒng)更先進(jìn)的漫游能力。然而第二代移動通信系統(tǒng)主要為支持話音和低速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計，隨著人們對通信業(yè)務(wù)范和業(yè)務(wù)速率要求的不斷提商，已有的第二代移動通信網(wǎng)很難滿足新的業(yè)務(wù)需求，不能實現(xiàn)全球覆蓋無縫漫游。當(dāng)前的第三代移動通信(3G)的主要制式WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA確定了碼分多址技術(shù)在移動通信中的地位。隨著用戶數(shù)U的增多和多媒體通信的發(fā)展，以正交頻分復(fù)用技術(shù)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing , OFDM)為核心的第四代通信 也己進(jìn)入應(yīng)用階段。OFDM技術(shù)和碼分多址接入方式結(jié)合使用，可使多用戶在同一信

4、道上進(jìn)行信息傳輸。第三代移動通信系統(tǒng)雖然存在不同制式，但它們兒乎都釆用了碼分多址(Code Division Multiple Access CDMA)技術(shù)，山此可以看出，CDMA是未來移動通 信發(fā)展的主流技術(shù)。CDMA系統(tǒng)的主要特性表現(xiàn)在以下兒個方面：(1)系統(tǒng)容量大，采用CDMA多址方式使得CDMA系統(tǒng)的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬FDMA 和數(shù)字TDMA系統(tǒng)。(2)通信容量的軟特性，CDMA系統(tǒng)中，新增用戶只會使通信質(zhì)量略有下降，不會發(fā)生硬阻塞。(3)業(yè)務(wù)質(zhì)量好，CDMA系統(tǒng)特有的軟切換釆用“先通后斷”的方式，減少了掉話率,保證了通信的質(zhì)量；CDMA系統(tǒng)采用的擴頻技術(shù)將發(fā)射信號隱蔽在噪聲和干擾中，可

5、以 防止竊聽，具有很好的保密性。更適于在衰落信道中傳輸,CDMA系統(tǒng)中當(dāng)多徑時延大于一個碼片(chip)間隔時, 多徑信號間的互相關(guān)很小，從而對系統(tǒng)性能的影響很小。(5)經(jīng)濟性，頻率復(fù)用方案簡單經(jīng)濟，易于管理，釆用多種特有的技術(shù)來提高系統(tǒng)性能，極大的降低了發(fā)射功率。(6)平滑升級，CDMA網(wǎng)絡(luò)的升級是平滑過渡、向下兼容的，就是只要更換信道板、 升級軟件，并追加少量投資，就可以將第二代系統(tǒng)逐步升級到第三代系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)的這些優(yōu)點使它成為新一代的移動通信系統(tǒng)以及未來個人通信系統(tǒng)中最具競爭力、最有前景的無線多址技術(shù)。但是，山于釆用的是碼分多址的方案，系統(tǒng)內(nèi) 各用戶使用相同的頻帶發(fā)射信號，共學(xué)一個

6、信道，在時域和頻域上都是混疊的，因此也 存在一定的問題。碼分多址是一個自干擾系統(tǒng)，山于實際系統(tǒng)中各用戶之間的碼字不可 能達(dá)到完全正交和完全同步，因此，多用戶之間互相產(chǎn)生的干擾不可避免，這個干擾稱 為多址干擾MAI (Multiple Access Interference)也稱為多用戶干擾。用戶誤碼率性能會變 差。另一方面，移動用戶位置的不斷變化以及多徑傳播的影響，多址干擾將更為嚴(yán)重， 這使得系統(tǒng)容量受到限制，同時還帶來“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，即近處的強功率信號會抑制遠(yuǎn)處 的弱功率信號，使得系統(tǒng)性能嚴(yán)重惡化，嚴(yán)fi影響系統(tǒng)的性能。因此，多用戶檢測作為 寬帶CDMA通信系統(tǒng)中的抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)受到廣泛重視

7、。多級迭代干擾消除方法能夠 有效的抑制用戶間的多址干擾，將其基帶的接受信號經(jīng)過解擴之后通過一個多級迭代干 擾消除系統(tǒng)進(jìn)行干擾消除。在這個干擾消除系統(tǒng)中，后一迭代的輸出用戶佔計比前一級 的佔計信號更精確，即更接近用戶信號。從信息論的角度看，CDMA系統(tǒng)是一種多輸入、多輸出的信道，因此單用戶檢測器 不能充分利用信道容量。多用戶檢測技術(shù)則是利用各個用戶的擴頻序列、時延、幅度和 相位信息對各用戶進(jìn)行聯(lián)合檢測，來有效的抑制多址干擾。傳統(tǒng)檢測器將多址干擾與口 噪聲都視為口噪聲來處理；而多用戶檢測則認(rèn)為多址干擾與口噪聲具有互不相同的統(tǒng)計 特性，多址干擾是可以佔計并通過信號設(shè)計和相關(guān)技術(shù)措施降低的。2、主要內(nèi)

8、容圖3-1基于并行干擾消除技術(shù)的多用戶檢測原理框圖在第一級中，接收到的基帶信號分別通過K個用戶的匹配濾波器組進(jìn)行解擴操作，輸出各個干擾數(shù)據(jù)的第一級估計葉M；以t 假設(shè)用戶g為檢測U標(biāo)，則結(jié)合干擾信號的幅度、相位、擴頻波形和時延對其他K-1個用戶的信號進(jìn)行構(gòu)，再從總的接收信 號中減去所有干擾用戶的估計信號，得到干擾抵消后的信號。在干擾抵消的過程中，為 了降低前級判決的誤差向下級的擴散，采用一組權(quán)值來控制抵消比重， 其中X為第X級干擾抵消。最后再次經(jīng)過用戶g的匹配濾波就可以得到用戶g的信號要 的新的佔訃值該新的估計值可作為后級估il的輸入，逐級進(jìn)行上述干擾抵消過程, 最終得到去除多址干擾后的U標(biāo)信

9、號的佔計值。采用并行干擾消除技術(shù)的多用戶CDMA 系統(tǒng)的性能取決于干擾重構(gòu)時對干擾功率、干擾位移的估計的準(zhǔn)確性。若能保證估計的 準(zhǔn)確性，且并行干擾消除過程中結(jié)合軟判決發(fā)則及抵消權(quán)重控制機制，有效抵抗CDMA 系統(tǒng)中的多址干擾對于系統(tǒng)檢測性能的影響，可以達(dá)到近似于單用戶系統(tǒng)的性能。I 開始丿*無周期氏碼生成隨機K個用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)擴頻調(diào)制x=l多用戶信號延遲疊加，加入噪聲F=X=2 丨 匹配濾波判決及性能統(tǒng)計*(55圖3-2基于并行干擾消除的多址檢測仿真流程圖進(jìn)度安排:第一周一一第二周查閱文獻(xiàn)，為開題報告做準(zhǔn)備，進(jìn)行開題報告的撰寫。第三周一第四周學(xué)習(xí)擴頻通信原理，包括擴頻通信系統(tǒng)的分類和性能指 標(biāo)

10、。第五周一一第六周學(xué)習(xí)并掌握并行干擾消除檢測器的結(jié)構(gòu)、原理。第七周一一第八周學(xué)習(xí)并掌握多用戶檢測竹4i m飾1 m在MATLAB平臺上開始仿真，實現(xiàn)多址信號檢測及并行弟7L眉）弟十周干擾消除技術(shù)。第十一周一一第十二周調(diào)試程序，測試并行干擾消除的性能。第十三周一一第十四周進(jìn)行相關(guān)論文的總結(jié)與撰寫。4、主要參考資料 1李永強.CDMA系統(tǒng)中多用戶檢測算法及其與智能天線技術(shù)相結(jié)合的研究碩士學(xué)位論文重慶.重慶郵電學(xué)院.200L2王慶揚，張青，韋崗.CDMA移動通信系統(tǒng)中的多用戶檢測技術(shù)移動通信.2000年第2期.3張傳福.第三代移動通信技術(shù)及其演進(jìn)人民郵電大學(xué).2008年8月.4賈忠亍移動通信技術(shù)及其

11、應(yīng)用清華大學(xué)出版社.2009年4月.5曾一凡，李暉.擴頻通信原理機械工業(yè)出版社.2005年9月.6|S. Verdu. ComputationalComp lexityof Optimum Multiuser Detection.Algorithmica. 1989. 4:303-312.7R Lupas. and S. Verdu. Nerar-far resistance of multiuser detectors in asynchronous code-division multiple access communications. I EEE Trans. Communications. COM3& April 1990. pp.496-50& 8R, Lupas and S. Verdu. Linear multistage detectors for synchronous code division multi pie access channels. IEEE Trans. On Comm. 199