基于DCD迭代的多用戶檢測算法研究及其FPGA設計.pdf

1、隨著第三代移動通信時代的到來，三種主流的3G技術普遍將碼分多址作為其空中接口標準的基礎，在通信容量急劇增長的背景下CDMA系統(tǒng)固有的MAI(多址干擾)對系統(tǒng)造成的不利影響變得非常嚴重，對多址干擾的解決已刻不容緩，在這樣的時代背景下，多用戶檢測技術成了人們廣泛討論和研究的熱門話題。多用戶檢測是相對單用戶檢測而言的，其基本策略在于：不再把除期望用戶之外的其他信息當作干擾信息，而是要積極利用其他用戶信號的特征碼、幅度、定時和延遲等信息來解調期

2、望用戶信號，從而使多徑多址干擾大幅度降低，同時使遠近效應的不利影響降到最低。
　　 作為解決以上難題的核心技術MUD(Multi-User Detection)一直受到人們的熱烈關注，理論界一直在為降低多用戶檢測算法的復雜度做著不懈的努力。目前提出的各類多用戶檢測算法復雜度仍然很高，硬件實時實現(xiàn)仍然很困難，所以目前仍未進入實用化階段，但隨著多用戶檢測技術的不斷發(fā)展，各種高性能算法中的不是特別復雜的多用戶檢測器算法不斷被提出來，微

3、電子技術的蓬勃發(fā)展使硬件的集成度及計算能力以難以想象的速度增加，多用戶檢測器將會從理論走向實際，在基站或終端中得到應用。
　　 本文研究了DCD(Dichotomous Coordinate descent)二分坐標下降法，圍繞該算法在多用戶檢測中的應用和硬件設計，所做的主要工作如下：
　　 第一，分析了直擴碼分多址DS—CDMA技術的原理和特點，針對由于擴頻碼不嚴格正交而導致的多址干擾，研究了解決問題的一些主要措施，從

4、而引出多用戶檢測的概念，通過分析指出現(xiàn)有算法的優(yōu)缺點。
　　 第二，將多用戶檢測看作是一個組臺優(yōu)化問題，將一些優(yōu)化搜索算法應用到多用戶檢測中，由一維搜索的坐標下降法進行推導得出DCD算法，建立基于DCD迭代算法的多用戶檢測器模型，然后在MATLAB軟件平臺上編寫相關程序，進行蒙特卡洛仿真，觀察該算法在其三個控制參數變化時檢測性能的變化，得到SNR-BER曲線。仿真結果表明所研究的DCD迭代算法性能在用戶容量較大時比傳統(tǒng)算法的優(yōu)勢

5、更加顯著。最后還將實數域內的DCD算法推廣到復數域，使DCD算法適用性大大增加。
　　 第三，給出了DCD多用戶檢測算法的FPGA設計。該設計引入了近年來較為新穎的FPGA，開發(fā)思路，即先在MATLAB中進行浮點仿真，得到最理想化的性能仿真曲線，同時跟蹤關鍵變量，觀察它們的動態(tài)變化范圍，運用統(tǒng)計的方法得出其概率分布，然后分別對各個數據定長定標，在MAlTLAB中做定點仿真，得到滿足性能要求的數據精度，確定變量最終的數據格式，最后