DS-CDMA系统盲均衡和多用户检测技术的研究

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在无线或卫星通信信道中,传输数字信息所用的扩频(SS)信号的带宽扩展系数远大于一,扩频信号固有的这种信息冗余度,可用来克服信道存在的严重干扰。码分多址(CDMA)系统除了其自身的优点外,还具有比传统的多址方式如时分或频分系统更好的频率利用率,是第三代移动通信系统的主要选择。CDMA通信系统中,主要的干扰是由非正交的扩频信号形成的多址干扰(MAI)、无线信道多径扩散特性引起的符号间干扰(ISI)和传统的通信系统产生的窄带干扰(NBI)以及信道噪声组成。本文研究直接序列码分多址(DS-CDMA)系统中的盲均衡和多用户检测,主要工作如下: 1.研究在多径扩散码分多址信道中,低复杂性的盲多用户检测算法。在实际通信系统中,运用信道估计和目标用户特征波形,用户信息可以用次优化的子空间方法识别。本文提出的盲线性最小均方误差(MMSE)多用户检测算法是基于定向参数的,不需要相关矩阵求逆的复杂运算,可以大大降低运算复杂性。在实现结构上无需已知各用户信号的特征波形,因此,该检测器的算法和结构较简单。通过仿真将它与传统检测器以及解相关检测器进行比较,可知该算法可以进一步改善多用户检测器的性能。 2.研究适合盲线性MMSE检测器的自适应信号相位估计算法。扩频信号具有低功率谱,其中存在多种干扰信号。在“远近效应”环境中,如果不使用复杂的算法就很难估计信号的相位。运用自适应滤波器和目标用户信号及噪声的特性,本文提出的相位估计器是一种次优化多用户信号相位估计器。通过仿真研究该算法,可知该算法在多用户信号相位检测中具有较好的性能。 3.研究运用目标用户特征波形的低复杂性盲信道估计算法。运用信号及噪声的谱分解特性,本文提出的信道估计器是基于子空间分解的、适合于低复杂性盲多用户检测算法的信道估计。在多径扩散信道中,运用信道估计算法估计信道响应,提高盲检测性能。通过研究该算法,可知该算法在多用户信号的检测中具有较好的鲁棒(Robust)性能。 4.研究频率非选择性衰落信道中DS-CDMA信号的低复杂性盲均衡和多用户检测算法。在实际中,线性最小均方误差检测器能较好地工作在高斯噪声信道,但在瑞利(Rayleigh)衰落信道里,该检测器会失去对目标用户信号的锁定,而跟踪其它用户信号。运用DS-CDMA衰落信道模型和自适应信号相位估计算法,本文提出了用次优化的子空间方法识别用户信息。通过系统分析和仿真,可知该算法在衰落信道多用户检测中与传统的多用户检测算法相比较具有较好的抗衰落性能。5.研究在多径扩散码分多址信道中,DS-CDMA通信系统的盲干扰抑制算法。在实际接收信号的解调中,需要抑制两种类型的干扰一宽带的MAI及ISI和传统通信系统产生的窄带干扰。本文研究了窄带干扰信号模型如:正弦波、自回归和数字信号模型以及传统的窄带干扰抑制方法,提出了低复杂性的盲最小均方误差多用户检测算法可以同时抑制窄带干扰和多址干扰及码间干扰,而传统的方法是分别用不同算法抑制宽带和窄带干扰。通过系统分析和仿真,可知该算法的性能优于传统窄带干扰抑制算法。
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