MIMO系統(tǒng)中的空時(shí)多用戶檢測方法.pdf

1、由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了無線通信技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。當(dāng)前，第三代(3G)移動(dòng)通信系統(tǒng)已進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化制定階段，即將實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營；而第四代(4G)移動(dòng)通信技術(shù)也在廣泛研究階段。為了有效利用帶寬和抑制干擾，多址系統(tǒng)被大力推崇。在直接序列碼分多址(DS-CDMA)的系統(tǒng)中，利用不同的擴(kuò)頻碼使許多用戶共享信道帶寬。但是多址干擾和多路徑信道畸變也限制了DS-CDMA系統(tǒng)的性能，因此提出許多信號處理方法來解決這些問題

2、，這些方法分為兩類：多用戶檢測和空時(shí)處理。 時(shí)域處理只能很小程度地抑制同信道干擾，而空域處理對抑制同信道干擾相當(dāng)有效，但有效抑制碼間干擾則取決于多徑的角度擴(kuò)展。在無線通信中，同信道干擾和碼間干擾往往同時(shí)存在，因而需要使用空時(shí)聯(lián)合處理?？諘r(shí)處理同時(shí)對所有天線工作，并在時(shí)間和空間兩個(gè)域來處理接收信號。多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)正是利用相互正交的空間維和時(shí)間維，在多個(gè)發(fā)射天線和接收天線上按照時(shí)間的次序依次傳輸和接收信息符號，從而提高

3、數(shù)據(jù)速率、信號質(zhì)量和系統(tǒng)容量。 本文著重于DS-CDMA的MIMO系統(tǒng)中的空時(shí)多用戶檢測方法的研究，充分利用無線系統(tǒng)編碼的概念，基于空時(shí)分組碼的線性性質(zhì)簡化MIMO系統(tǒng)中多用戶檢測的復(fù)雜性。針對不同的通信系統(tǒng)模型，分析了線性和非線性空時(shí)多用戶檢測算法的系統(tǒng)性能。在空時(shí)分組編碼的MIMO系統(tǒng)中，構(gòu)建了一種線性空時(shí)多用戶檢測算法，并與線性分集多用戶檢測方法進(jìn)行比較，證明了這種線性空時(shí)多用戶檢測方法的優(yōu)越性能。 當(dāng)前最優(yōu)的多用

4、戶檢測方法，即最大似然多用戶檢測，運(yùn)算復(fù)雜難以應(yīng)用于實(shí)際。而應(yīng)用廣泛的解相關(guān)多用戶檢測方法需要計(jì)算相關(guān)矩陣的逆，這增加了噪聲功率和運(yùn)算時(shí)間。本文探討了干擾對消非線性空時(shí)多用戶檢測方法，即在做判決之前，從每個(gè)用戶的接收信號中減去多用戶干擾。連續(xù)干擾對消(SIC)多用戶檢測是一種由判決驅(qū)動(dòng)的次最優(yōu)的多用戶檢測方法。在非同步DS-CDMA系統(tǒng)中，利用最大平均能量最優(yōu)原理的連續(xù)干擾對消多用戶檢測用連續(xù)的方式進(jìn)行干擾對消，這種連續(xù)干擾對消在對協(xié)方

5、差矩陣的估計(jì)出現(xiàn)誤差時(shí)，具有很好的性能。本文針對空時(shí)編碼的MIMO系統(tǒng)，提出了空時(shí)全干擾對消多用戶檢測方法，通過對所有用戶進(jìn)行全干擾對消，從而檢測期望用戶的信號并抑制多址干擾。 本文針對MIMO系統(tǒng)，提出自適應(yīng)線性約束二階最小均方空時(shí)多用戶檢測方法，通過利用最小輸出能量的優(yōu)化方法，建立一種可以抑制多址干擾和加性高斯白噪聲的自適應(yīng)線性檢測算法，并獲得很好的干擾抑制能力和快速收斂性能。 實(shí)際的無線通信信道是實(shí)時(shí)變化的，當(dāng)信道

6、響應(yīng)突然變化或出現(xiàn)新的同信道用戶時(shí)，訓(xùn)練序列便需要重新發(fā)送，而訓(xùn)練序列的不斷發(fā)送會(huì)造成頻譜資源的很大浪費(fèi)，因而盲檢測應(yīng)運(yùn)而生。在本文的最后部分研究了MIMO系統(tǒng)中的盲空時(shí)多用戶檢測的問題，利用子空間追蹤算法對平坦瑞利衰落信道進(jìn)行盲空時(shí)多用戶檢測，針對簡單的同步CDMA信道和非同步具有多路徑效應(yīng)的CDMA信道，分析盲多用戶檢測的主要技術(shù)，并提出在DS-CDMA的MIMO系統(tǒng)中利用正交投影近似子空間追蹤(OPAST)算法進(jìn)行盲空時(shí)多用戶檢測