基于Prior-ICA算法的CDMA多用户检测的研究

论文摘要

CDMA技术已经成为第三代移动通信系统中的主流技术,CDMA系统利用相互正交（或尽可能正交）的不同编码分配给不同用户来调制信号,从而实现多用户同时使用同一频带接入系统。然而由于各个用户的随机接入以及各个用户扩频码的互相关性,用户之间不能保证完全的正交性,因而造成了多个用户同时通信时,必然要产生多址干扰。为了有效地克服多址干扰的影响,多用户检测（MUD-Multiple User Detection）技术的使用就显得尤为重要。本文首先介绍了多用户检测的基本原理和一些次最优多用户检测器。并对多数检测方法的优缺点和实际应用进行了归纳和总结。其中盲自适应多用户检测器不需要训练序列,也不需要其它干扰用户的扩频信息。因此,盲检测技术已经成为今后多用户检测技术中研究的一个热点。其次详细研究了独立分量分析算法（ICA-Independent Component Analysis）。作为近年来发展起来的一种新的盲源分离技术,ICA的目的是从多通道测量所得到的由若干独立信源线性组合成的观察信号中,将这些独立成分分解开来。并且ICA不需要任何的系统先验参数,在分离信号时只需计算各信号的高阶统计特性。最后本文重点研究了基于ICA的多用户检测在CDMA系统的应用。传统的ICA多用户检测方法并没有利用用户的扩频码信息,而期望用户的扩频码在接收端一般是可知的,且其本身也具有分离信号的能力,因此单独的ICA盲多用户检测方法不能充分利用用户信息,从而造成了已知资源的浪费。本文在正交-三角分解（QR分解）基础上利用已知用户的扩频码来解决ICA算法中的不确定性问题,并且避免了复杂的子空间计算。仿真结果表明:此算法的误码率在相同的试验环境下可以取得比传统的匹配滤波器和传统的ICA算法更好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 多用户检测技术的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 多用户检测技术
• 2.1 CDMA 扩频通信系统
• 2.1.1 扩频通信的基本概念
• 2.1.2 扩频通信的理论基础
• 2.1.3 DS-CDMA 扩频通信系统
• 2.1.4 CDMA 系统的容量
• 2.1.5 扩频序列
• 2.1.6 CDMA 系统中存在的问题
• 2.2 多用户检测
• 2.2.1 多用户问题的产生
• 2.2.2 多用户检测的基本原理
• 2.2.3 多用户检测的基本分类
• 2.3 DS-CDMA 多用户检测的信号模型
• 2.4 最优多用户检测器
• 2.5 线性多用户检测算法
• 2.5.1 解相关多用户检测器
• 2.5.2 线性最小均方差检测器
• 2.6 非线性多用户检测算法
• 2.6.1 串行干扰抵消检测器（SIC）
• 2.6.2 并行干扰取消检测器（PIC）
• 2.7 盲多用户检测
• 2.8 本章小结
• 第3章 独立分量分析
• 3.1 独立分量分析的基本理论
• 3.1.1 问题的提出
• 3.1.2 独立分量分析模型及基本条件
• 3.1.3 独立分量分析存在的不确定性
• 3.2 主分量分析（PCA）与独立分量分析
• 3.3 数据的预处理
• 3.4 独立性测度
• 3.4.1 统计独立
• 3.4.2 非高斯性
• 3.5 独立分量分析算法
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于独立分量分析的多用户检测算法
• 4.1 DS-CDMA 离散信号模型
• 4.2 传统的基于ICA 的多用户检测
• 4.3 基于PRIOR-ICA 的多用户检测
• 4.3.1 可行性分析
• 4.3.2 方法的提出
• 4.3.3 仿真结果
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢