基于DCD迭代的多用戶檢測(cè)算法研究及其FPGA設(shè)計(jì).pdf

1、隨著第三代移動(dòng)通信時(shí)代的到來(lái)，三種主流的3G技術(shù)普遍將碼分多址作為其空中接口標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，在通信容量急劇增長(zhǎng)的背景下CDMA系統(tǒng)固有的MAI(多址干擾)對(duì)系統(tǒng)造成的不利影響變得非常嚴(yán)重，對(duì)多址干擾的解決已刻不容緩，在這樣的時(shí)代背景下，多用戶檢測(cè)技術(shù)成了人們廣泛討論和研究的熱門話題。多用戶檢測(cè)是相對(duì)單用戶檢測(cè)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(dāng)作干擾信息，而是要積極利用其他用戶信號(hào)的特征碼、幅度、定時(shí)和延遲等信息來(lái)解調(diào)期

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

3、電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展使硬件的集成度及計(jì)算能力以難以想象的速度增加，多用戶檢測(cè)器將會(huì)從理論走向?qū)嶋H，在基站或終端中得到應(yīng)用。
　　 本文研究了DCD(Dichotomous Coordinate descent)二分坐標(biāo)下降法，圍繞該算法在多用戶檢測(cè)中的應(yīng)用和硬件設(shè)計(jì)，所做的主要工作如下：
　　 第一，分析了直擴(kuò)碼分多址DS—CDMA技術(shù)的原理和特點(diǎn)，針對(duì)由于擴(kuò)頻碼不嚴(yán)格正交而導(dǎo)致的多址干擾，研究了解決問(wèn)題的一些主要措施，從

4、而引出多用戶檢測(cè)的概念，通過(guò)分析指出現(xiàn)有算法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 第二，將多用戶檢測(cè)看作是一個(gè)組臺(tái)優(yōu)化問(wèn)題，將一些優(yōu)化搜索算法應(yīng)用到多用戶檢測(cè)中，由一維搜索的坐標(biāo)下降法進(jìn)行推導(dǎo)得出DCD算法，建立基于DCD迭代算法的多用戶檢測(cè)器模型，然后在MATLAB軟件平臺(tái)上編寫相關(guān)程序，進(jìn)行蒙特卡洛仿真，觀察該算法在其三個(gè)控制參數(shù)變化時(shí)檢測(cè)性能的變化，得到SNR-BER曲線。仿真結(jié)果表明所研究的DCD迭代算法性能在用戶容量較大時(shí)比傳統(tǒng)算法的優(yōu)勢(shì)

5、更加顯著。最后還將實(shí)數(shù)域內(nèi)的DCD算法推廣到復(fù)數(shù)域，使DCD算法適用性大大增加。
　　 第三，給出了DCD多用戶檢測(cè)算法的FPGA設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)引入了近年來(lái)較為新穎的FPGA，開(kāi)發(fā)思路，即先在MATLAB中進(jìn)行浮點(diǎn)仿真，得到最理想化的性能仿真曲線，同時(shí)跟蹤關(guān)鍵變量，觀察它們的動(dòng)態(tài)變化范圍，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法得出其概率分布，然后分別對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)定長(zhǎng)定標(biāo)，在MAlTLAB中做定點(diǎn)仿真，得到滿足性能要求的數(shù)據(jù)精度，確定變量最終的數(shù)據(jù)格式，最后