MC-CDMA中的检测算法研究与应用

论文摘要

码分多址通过采用将窄带信号与扩频信号相乘而扩展为宽带信号后再进行发射的技术,具有多址能力、衰落的稳健性、抗干扰能力强以及可以实现软切换等特点,因而受到广泛的重视,已经成功的应用于第二代移动通信中。但是由于存在多址干扰和符号间干扰,CDMA难于实现高速传输。随着移动通信的发展,业务需求由单一的话音向高速多媒体业务发展,此时传统的CDMA技术将无法胜任。基于此,必须寻找更加适合高速数据传输,抗干扰能力更强的解决方案,而OFDM利用了多径效应在频域上的特性,使信道的频域均衡更容易实现,适合高速数据传输,可以有效地对抗频率选择性衰落。MC-CDMA就是在这样地背景下应运而生的,它将OFDM和CDMA相结合,集二者的优点于一体,在高速数据传输时,其抗符号干扰的性能明显优于传统的单载波CDMA,在发送端和接收端,利用快速傅立叶变换（FFT）很容易产生和恢复这些多载波信号,而无需增加发射机和接收机的复杂性,同时由于各子载波频谱相互重叠,使得MC-CDMA具有很高的频谱利用效率。本文就是探讨在MC-CDMA系统中主要用于抗多址干扰的多用户检测技术,以往的研究较多关注于下行链路的多址干扰的抑制,而实际多用户检测技术会增加接收端的复杂度,在移动终端侧由于设备所限使用很少,因此实际应用价值不高,并且,上行链路由于功率控制的不完善、非同步传输的影响,多址干扰更加严重,迫切需要深入研究。本文则系统考虑到上行链路中的技术难点,考虑结合序贯假设检验理论到多用户检测算法中,将其应用到DS-CDMA系统接收机中对用户信号进行检测判决,抑制多址干扰的同时更加准确的检测出有用信号,达到降低系统误码率的目的。通过深入分析经过多径衰落信道到达接收端的信号特征,并且充分利用基站已经掌握的干扰用户信息,推导出检测统计量的表达式,确定序贯似然比检验的施行特征和两个判决阈值,对到达信号进行不固定长度的接收判决,最终恢复出用户信息。通过在Matlab中进行系统仿真,得到较好的误码性能,因此进一步应用到MC-CDMA系统中。对于MC-CDMA系统,考虑在发送端对数据源进行多载波调制的特殊性,在仿真建模中对检测统计量、判决阈值进行相应修改,然后进行系统仿真得出误码曲线,与其它多用户检测算法相比,误码性能得到提升而且并没有明显增加系统复杂度,在算法性能和系统复杂度上取得了很好的折衷,具有一定的理论和应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 背景介绍
• 1.2 多载波调制
• 1.3 多用户检测技术
• 1.4 论文的选题意义
• 1.5 论文内容
• 第二章 MC-CDMA 系统
• 2.1 多载波调制概述
• 2.2 MC-CDMA 基本原理
• 2.3 MC-CDMA 系统多用户检测技术
• 2.3.1 多用户检测技术
• 2.3.2 MC-CDMA 系统多用户检测
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于序贯检测的DS-CDMA 多用户接收机
• 3.1 引言
• 3.2 序贯检测的基本原理
• 3.2.1 序贯似然比检验的基本原理
• 3.2.2 序贯似然比检验的意义
• 3.3 序贯检测算法实现
• 3.4 仿真结果分析
• 3.4.1 仿真系统参数
• 3.4.2 仿真结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于序贯检测的MC-CDMA 多用户接收机
• 4.1 MC-CDMA 系统模型
• 4.1.1 MC-CDMA 系统发送端
• 4.1.2 MC-CDMA 系统信道模型
• 4.1.3 MC-CDMA 系统接收端
• 4.1.4 MC-CDMA 系统多用户模型
• 4.2 序贯检测算法实现
• 4.3 仿真结果及分析
• 4.3.1 仿真环境
• 4.3.2 仿真结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 论文进一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录： 作者在攻读硕士学位期间发表的论文