基于粒子濾波改進(jìn)算法的多用戶檢測(cè)技術(shù)研究

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3、讀、誘譲,:福治異掉踩;誦'.-‘.、'跳瑣.、、:三苗貧/或辟說:、扣巧:;記托幣連iA每備孽盞讀,‘.礦;嫌乾皆馬;暮義憩謀5茲請(qǐng)識(shí)蚊萬.亂攻識(shí)ii嫌讀學(xué)校代碼_10463_密級(jí)□碩士學(xué)位論文基于粒子濾波改進(jìn)算法的多用戶檢測(cè)技術(shù)研究作者姓名李勝杰指導(dǎo)教師咸金龍博士學(xué)科門類工學(xué)學(xué)科專業(yè)信號(hào)與信息處理培養(yǎng)單位信息科學(xué)與工程學(xué)院完成時(shí)間二〇一六年五月TheResearchofMultiuserDetectionBasedonImprovedParticleFilterAlgorithmsADissertationSubmitte

4、dfortheDegreeofMasterCandidate:LiShengjieSupervisor:Doc.XianJinlongSchoolofInformationScience&EngineeringHenanUniversityofTechnology,Zhengzhou,China摘要多用戶檢測(cè)技術(shù)(Multi-UserDetection,MUD)是無線移動(dòng)通信領(lǐng)域中一項(xiàng)主要的抗干擾技術(shù),同時(shí)也是CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)系統(tǒng)中的重要技術(shù)。從CDMA理論上來講,所有用戶的擴(kuò)頻碼的互相關(guān)系數(shù)恒等

5、于零,各個(gè)用戶的傳輸數(shù)據(jù)只需要在接收端加上相對(duì)應(yīng)的匹配濾波器就能夠得到完美的估計(jì)。但是在實(shí)際工程中,擴(kuò)頻碼之間的互相關(guān)系數(shù)肯定不為零,嚴(yán)重干擾了用戶信息的估計(jì),這就是多址干擾(Multipleaccessinterference,MAI)存在的根本原因。多用戶檢測(cè)技術(shù)深度分析了MAI產(chǎn)生機(jī)制,以消除互相關(guān)系數(shù)為目的,提升系統(tǒng)的可靠性。首先,本文建立直接序列擴(kuò)頻碼分多址系統(tǒng)(DirectSequenceSpectrum-CodeDivisionMultipleAccess,DS-CDMA)的模型,將MUD算法融入到此模型中。利用計(jì)算機(jī)仿真,依次探

6、討了最佳MUD算法、解相關(guān)MUD算法和最小均方誤差MUD算法等經(jīng)典的MUD算法。其次,為了便于經(jīng)典MUD算法理論上的分析,通常假定被人們所熟知的高斯噪聲為背景噪聲。但高斯噪聲的特性并不能完全體現(xiàn)現(xiàn)實(shí)噪聲的脈沖特性,非高斯噪聲的存在導(dǎo)致了經(jīng)典MUD性能的下降。本文針對(duì)上述傳統(tǒng)多用戶檢測(cè)中背景噪聲的缺陷,研究了非高斯噪聲的理論基礎(chǔ),選取拉普拉斯噪聲和阿爾法穩(wěn)定噪聲作為各種MUD方案魯棒性研究的前提條件。最后,本文針對(duì)單一的多用戶檢測(cè)算法中存在的缺陷,在對(duì)幾個(gè)經(jīng)典的多用戶檢測(cè)算法的理論分析之上引入了粒子濾波算法。粒子濾波(ParticleFilter

7、,PF)算法的應(yīng)用加強(qiáng)了非高斯噪聲下MUD的信號(hào)估計(jì)能力和適應(yīng)能力。然后從數(shù)學(xué)的層面上探討了標(biāo)準(zhǔn)PF算法的原理并得出實(shí)現(xiàn)步驟。最后針對(duì)粒子多樣性匱乏、重要性函數(shù)的選取以及運(yùn)算量大的缺陷,本文提出了將重要性重采樣粒子濾波、重要性權(quán)值選擇粒子濾波、加權(quán)逼近粒子濾波,改進(jìn)的無跡粒子濾波和自適應(yīng)部分系統(tǒng)重采樣粒子濾波算法應(yīng)用到MUD方案中。仿真結(jié)果得出,這五種改進(jìn)算法提升了多用戶檢測(cè)器的性能,并且在非高斯噪聲中也具有很強(qiáng)的魯棒性,提高以DS-CDMA系統(tǒng)為典型的多址移動(dòng)通信的綜合抗干擾能力。關(guān)鍵字:多址干擾;MUD;非高斯噪聲;PF;PF改進(jìn)算法iAb

8、stractMulti-userdetectioninwirelessmobilecommunicationsisnotonlyanimportant

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