D01:10.13374j.isml00103x2006.09.017 第28卷第9期 北京科技大学学报 Vol.28 Na 9 2006年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sep.2006 CDMA中干扰消除多用户检测器的研究 刘向东 顾学迈 哈尔滨工业大学，哈尔滨150001 摘要基于统计分析方法.导出了传统并行干扰消除检测器(PC)、部分干扰消除检测器(P一 PIC)和最小均方误差检测器(M一PIC)的输出均值和方差.结果表明：与传统PIC检测器比较，P一 PC检测器降低了软判决量的均值和方差的偏差：选择恰当的部分干扰消除系数.可以使M一PIC 的输出均值增大，方差减小、误码性能优于PIC检测器. 关键词移动通信系统：并行干扰消除：软判决：最小均方误差 分类号TN9295 在第三代移动通信系统方案中，扩频长码得 (4)从总的接收信号r(t)中减掉g1,产生部分清 到了普遍的应用，W-CDMA和CDMA20O0方案 除干扰（用户1信号）的信号r)(1).如果第(3) 均采用了码长为21一1的G0LD序列作为上行 步得到的估计值g准确的话，那么第一级的输出 链路中的用户地址码.长码调制信号不具备短码 为：最强用户数据的判决值和没有最强用户引起 调制信号的周期稳定性，一个用户每个比特的扩 的MAI的接收信号.这个过程将以多级方式进 展序列都不同，每个比特周期内各用户扩频码构 行重复第k级的输入是被前一级部分清除MAI 成的相关矩阵也不同.若采用线性多用户检测方 的接收信号r(k-)(1),其输出为一个用户的判决 法进行干扰抑制，则每个比特周期都要重新计算 数据b.,并由此得到进一步清除干扰的接收信号 地址码相关矩阵的逆阵，其计算量不可接受.因 r()(t. 而，线性多用户检测不适于长码方案.干扰消除 用户1 多用户检测器通过再造并消除多址干扰来提高接 判决 ⑧ 匹配滤波器 s(-T) 收机抗干扰能力，不依赖于信号的周期稳定性，比 A(-T) 幅度估计扩频序列 8(-T) 较适用于长码方案. 0 工K-不 ©r0 1串行干扰消除多用户检测器 图1串行干扰除器第一级结构 (SIC) Fig.1 The first stage of SIC 这种检测器采用串行的去干扰方式，一般由 SIC检测器结构简单，运算复杂度与用户数 多级组成.检测判决的每一级都再生一个用户的 呈线性关系.不足在于：每一级干扰消除都会引 信号，同时在接收信号中抵消掉这个用户信号，从 入1bit延迟：用户功率变化时需要重新排序；若 而减轻下一级的MAI.这种检测器第一级的结构 初始信号比特估计不可靠，则会对后级的检测产 如图1. 生极大影响刂 第一级前面有一个排序功能，即根据接收信 号的功率由大到小排序.第一级的功能包括：(1) 2并行干扰消除多用户检测器 用传统检测器检测出功率最强信号y1.(2)对y1 (PIC) 作出硬判决，从而得到用户1的信息bi.(3)由接 并行干扰消除(PIC)检测器与SIC检测器原 收信号再生出用户1的时域估计g1.需要用到的 理类似不同之处在于PIC检测器对所有用户造 条件有：(a)第2步中的判决数据bi;(b)估计用 成的MAI进行并行处理对于每一个用户而言同 户的定时和幅度：（己知用户的扩频码序列. 时减去其余所有用户的干扰.PIC检测器也可采 收稿日期：2005-11-15修回日期.200603-12 用多级级联结构，可以采用硬判决（非线性）或软 作者简介：刘向东(1962一)，男，教授，博士研究生 判决（线性）.CDMA 中干扰消除多用户检测器的研究 刘向东 顾学迈 哈尔滨工业大学, 哈尔滨 150001 摘 要 基于统计分析方法, 导出了传统并行干扰消除检测器( PIC) 、部分干扰消除检测器( P￾PIC) 和最小均方误差检测器( MV-PIC) 的输出均值和方差.结果表明:与传统 PIC 检测器比较, P￾PIC 检测器降低了软判决量的均值和方差的偏差;选择恰当的部分干扰消除系数, 可以使 MV-PIC 的输出均值增大、方差减小、误码性能优于 PIC 检测器. 关键词 移动通信系统;并行干扰消除;软判决;最小均方误差 分类号 TN 929.5 收稿日期:2005 11 15 修回日期:2006 03 12 作者简介:刘向东( 1962—) , 男, 教授, 博士研究生 在第三代移动通信系统方案中, 扩频长码得 到了普遍的应用, W-CDMA 和 CDMA2000 方案 均采用了码长为 2 41 -1 的 GOLD 序列作为上行 链路中的用户地址码 .长码调制信号不具备短码 调制信号的周期稳定性, 一个用户每个比特的扩 展序列都不同, 每个比特周期内各用户扩频码构 成的相关矩阵也不同 .若采用线性多用户检测方 法进行干扰抑制, 则每个比特周期都要重新计算 地址码相关矩阵的逆阵, 其计算量不可接受 .因 而, 线性多用户检测不适于长码方案.干扰消除 多用户检测器通过再造并消除多址干扰来提高接 收机抗干扰能力, 不依赖于信号的周期稳定性, 比 较适用于长码方案. 1 串行 干 扰 消除 多 用 户 检 测 器 ( SIC) 这种检测器采用串行的去干扰方式, 一般由 多级组成 .检测判决的每一级都再生一个用户的 信号, 同时在接收信号中抵消掉这个用户信号, 从 而减轻下一级的MAI .这种检测器第一级的结构 如图 1 . 第一级前面有一个排序功能, 即根据接收信 号的功率由大到小排序.第一级的功能包括:( 1) 用传统检测器检测出功率最强信号 y1 .( 2) 对 y 1 作出硬判决, 从而得到用户 1 的信息 b 1 .( 3) 由接 收信号再生出用户 1 的时域估计 g 1 .需要用到的 条件有 :( a) 第 2 步中的判决数据 b 1 ;( b) 估计用 户的定时和幅度;( c) 已知用户的扩频码序列. ( 4)从总的接收信号 r( t) 中减掉 g 1, 产生部分清 除干扰(用户 1 信号)的信号 r(1) ( t) .如果第( 3) 步得到的估计值 g 1 准确的话, 那么第一级的输出 为:最强用户数据的判决值和没有最强用户引起 的MAI 的接收信号 .这个过程将以多级方式进 行重复, 第 k 级的输入是被前一级部分清除 MAI 的接收信号 r( k -1) ( t ), 其输出为一个用户的判决 数据 b k , 并由此得到进一步清除干扰的接收信号 r( k ) ( t) . 图 1 串行干扰消除器第一级结构 Fig.1 The first stage of SIC SIC 检测器结构简单, 运算复杂度与用户数 呈线性关系.不足在于 :每一级干扰消除都会引 入 1 bit 延迟 ;用户功率变化时需要重新排序;若 初始信号比特估计不可靠, 则会对后级的检测产 生极大影响[ 1] . 2 并行 干 扰 消 除多 用 户 检 测 器 ( PIC) 并行干扰消除( PIC) 检测器与 S IC 检测器原 理类似, 不同之处在于 PIC 检测器对所有用户造 成的 MAI 进行并行处理, 对于每一个用户而言同 时减去其余所有用户的干扰.PIC 检测器也可采 用多级级联结构, 可以采用硬判决(非线性)或软 判决(线性) . 第 28 卷 第 9 期 2006 年 9 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .28 No.9 Sep.2006 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2006.09.017