TD-SCDMA联合检测算法和WCDMA多用户检测算法及其性能比较研究

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TD-SCDMA系统和WCDMA系统均是干扰受限系统。系统干扰包括多径干扰、小区内多用户干扰(多址干扰)和小区间的干扰,其中多址干扰是CDMA系统中存在的主要干扰。这些干扰的存在严重破坏了各个信道的正交性,降低了系统的频率利用率,造成系统性能的降低。而传统检测只把多址干扰纯粹看作噪声,完全没有利用其他干扰用户的信息,这使得传统检测器无法消除多址干扰,多址干扰将带来系统性能的恶化。因此,在WCDMA系统中采用了多用户检测算法以及在TD-SCDMA系统中引入了联合检测技术,以消除多址干扰。本文主要研究了TD-SCDMA系统中联合检测算法和WCDMA系统中多用户检测算法的应用。本文首先介绍CDMA系统的基本原理和传统检测技术,通过理论和仿真分析,得出传统检测器不能完全消除多址干扰,这就会导致系统性能的严重恶化。因此,引入了多用户检测和联合检测算法。在本文中,对多用户检测算法和联合检测算法进行了介绍,重点分析了并行干扰抵消检测器(PIC)和三种联合检测算法——WMF、ZF-BLE和MMSE-BLE,并进行性能仿真,与传统检测器相比,多用户检测器和联合检测器比传统检测器更能有效抑制或消除多址干扰的影响,从而能较好的改善系统性能。然后,阐述了WCDMA系统物理层的相关概念,同时结合WCDMA系统的特点建立了上行链路仿真模型和仿真图,通过不使用多用户检测和使用多用户检测的对比分析,对于WCDMA干扰受限系统,多用户检测算法可以有效的抑制多址干扰,使得WCDMA系统的性能有很大程度的提高,从而验证了理论分析结果。最后,介绍TD-SCDMA系统的物理信道的基本格式,建立了系统的传输模型,并对模型中的各个环节进行详细介绍和分析。联合检测技术的主要目的在于对用户的信号进行正确估计,难点在于系统矩阵的求逆,寻找快速求逆算法是改进联合检测算法的关键所在,本文详细推导了采用块FFT(快速傅立叶变化)算法对系统矩阵求逆的实现过程,最后通过基于块FFT的ZF-BLE算法的仿真验证该算法的性能。改进后的快速算法,比未改进的ZF-BLE具有更好的误码率性能,运算效率高,减少了运算数量级,存储量比传统算法成倍下降,更好的改善了系统性能。
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