基于粒子滤波改进算法的多用户检测技术研究

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4、dfortheDegreeofMasterCandidate：LiShengjieSupervisor：Doc.XianJinlongSchoolofInformationScience&EngineeringHenanUniversityofTechnology,Zhengzhou,China摘要多用户检测技术（Multi-UserDetection,MUD）是无线移动通信领域中一项主要的抗干扰技术，同时也是CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)系统中的重要技术。从CDMA理论上来讲，所有用户的扩频码的互相关系数恒等

5、于零，各个用户的传输数据只需要在接收端加上相对应的匹配滤波器就能够得到完美的估计。但是在实际工程中，扩频码之间的互相关系数肯定不为零，严重干扰了用户信息的估计，这就是多址干扰(Multipleaccessinterference,MAI)存在的根本原因。多用户检测技术深度分析了MAI产生机制，以消除互相关系数为目的，提升系统的可靠性。首先，本文建立直接序列扩频码分多址系统（DirectSequenceSpectrum-CodeDivisionMultipleAccess,DS-CDMA）的模型，将MUD算法融入到此模型中。利用计算机仿真，依次探

6、讨了最佳MUD算法、解相关MUD算法和最小均方误差MUD算法等经典的MUD算法。其次，为了便于经典MUD算法理论上的分析，通常假定被人们所熟知的高斯噪声为背景噪声。但高斯噪声的特性并不能完全体现现实噪声的脉冲特性，非高斯噪声的存在导致了经典MUD性能的下降。本文针对上述传统多用户检测中背景噪声的缺陷，研究了非高斯噪声的理论基础，选取拉普拉斯噪声和阿尔法稳定噪声作为各种MUD方案鲁棒性研究的前提条件。最后，本文针对单一的多用户检测算法中存在的缺陷，在对几个经典的多用户检测算法的理论分析之上引入了粒子滤波算法。粒子滤波（ParticleFilter

7、,PF）算法的应用加强了非高斯噪声下MUD的信号估计能力和适应能力。然后从数学的层面上探讨了标准PF算法的原理并得出实现步骤。最后针对粒子多样性匮乏、重要性函数的选取以及运算量大的缺陷，本文提出了将重要性重采样粒子滤波、重要性权值选择粒子滤波、加权逼近粒子滤波，改进的无迹粒子滤波和自适应部分系统重采样粒子滤波算法应用到MUD方案中。仿真结果得出，这五种改进算法提升了多用户检测器的性能，并且在非高斯噪声中也具有很强的鲁棒性，提高以DS-CDMA系统为典型的多址移动通信的综合抗干扰能力。关键字：多址干扰；MUD；非高斯噪声；PF；PF改进算法iAb

8、stractMulti-userdetectioninwirelessmobilecommunicationsisnotonlyanimportant