9.4 干扰抵消多用户检测器在线视频

我们刚才给大家介绍的

都是一些工程当中常用的

线性多用户检测

那么请大家注意

这个地方的线性指的是说

多用户检测

它的基本结构

只涉及到线性运算

不管是解相关

还是MMSE

还是多项式展开

因为里面只涉及了一些矩阵变化

或者说近似矩阵分矩阵求解

所以它都属于是线性检测算法

除掉这些线性检测算法以外

还可以采用一些

非线性的

实用化的检测算法

这一大类的检测算法

我们就都称为是

干扰抵消的检测算法

这个地方所谓的干扰抵消

它的基本思路

其实我们还是对比第8章

给大家讲过的基本知识

实际上很像呢

我们在第8章讲过的那种

DFE判决反馈均衡器

大家回忆一下判决反馈均衡器

它是说还有两个滤波器

一个是前馈滤波器

一个是反馈滤波器

我们在前馈滤波器做了前向均衡

均衡之后的输出

我们要判决

判决之后重建出来干扰

送到反向滤波器重建出来干扰

然后对下一个符号进行抵消

所以它的基本思路

DFE判决

反馈均衡器

它是靠判决

重建干扰

抵消

来消除码间干扰的影响

我们这儿讲的

判决抵消的

多用户检测器

它的思路也是类似的

那是先进行一部分用户信号的

判决

然后重建出来

你对其他用户的干扰

抵消了以后

然后再检测其他的用户

所以他思想这很

它实际上

借鉴了

DFE的基本原理

所以我们就可以类比

来帮助大家去理解

我们在干扰抵消多用护检测器当中

我们重点是给大家讲两类

干扰底下的检测器

一类我们称为是串行干扰抵消

检测器

叫SIC

叫SIC

是我们简称叫

串行干扰D抵消检测器SIC

另外一类检测器

我们称为是并行干扰

抵消检测器

叫PIC

那么下面呢我们分别来介绍

串行干扰抵消检测器

顾名思义

它就是这样的一个结构

大家观察图上给的示例结构

我接收信号

我收到以后

一个用户解

先把第一个用户进行匹配滤波

然后匹配滤波的输出

我们进行判决

判决了之后

我就把第一个用户信号就估出来

对吧

然后重建出来

就重新进行扩频

调制重建出来

对第一个用户

就第一个用户的信号

就重构出来

重建出来以后的话

我们把总信号当中

减掉第一个用户的信号

这不就相当于K个用户的信号

叠加

现在变成了K-1个了

因为第一个用户的信号

能被去掉

对吧

然后我们再来检测

第二个用户

匹配滤波

然后判决

然后重建干扰

然后再抵消

然后再检测第三个因素

对吧

依次类推

那么这就是大家看这个结构 先减

第一个再减

第二个再减

第三个

它是一个串行抵消的过程

所以我们就简称叫SIC

串行抵消的这种检测器

它实际上

在工程应用当中

要满足一些条件

并且它也有相应的劣势

那么下面给一些评述

对于串行抵消检测器来讲

首先大家想想

SIC它不是任意减的

你肯定先得要保证判决的可靠性

因此对于SIC检测器而言

首先要关注的是

最佳的判决的顺序

要检测顺序

或者判决顺序

是首先要关注的

一般来讲

我们是按照

各个用户的信号强度

或者信号的功率

从大到小排序

先检测信号最强的

再检测的次强的再检测

第三强的信号

最弱的用户最后检测

也就是说检测顺序从强到弱的

为什么要这么做

主要原因在于

这个信号最强的用户

它虽然也受到别人的干扰

但是因为它的信号强

所以它的检测的准确率

或者判决的

可靠性是比较高的

它重建出来的干扰是比较准的

因此它就可以有效的

从总的接收信号里面进行抵消

但是对于串行抵消检测算法来讲

还有另外一个问题是

它的缺陷我们也总结一下

它的另外一个问题是

它的检测器的结构

是个串行结构

所以它的检测的时延是比较大的

如果你有4个用户

它就等于有4部分的时延

有16个用户

就得有16个时延

所以从时延意义上来讲

串行低效检测算法是比较长的

一般来讲

这个SIC最多用于4个用户的

串行检测

如果再多的话

这个工程上来讲

实施性就不够

不必一定满足要求了

那么SIC检测算法

还有另外一个比较大的缺点

我们也给大家说明一下

SIC的

另外一个缺陷

我们可以把它类比

DFE

同学们还记得

DFE判决反馈均衡器

它的一个重要缺点是啥

是吧

当时我们说过

如果DFE

假如说

你从判决之后是有错误的

那么从反馈之路

重建出来的干扰也是错的

你抵消就会错上加错

最后 DFE

在低信道条件下

就判决不准确的时候

它的均衡器的性能

还不如简单的线性均衡

那么这个错误传播

会导致 DFE性能的下降

那么这样的缺陷

也被SIC给继承了

那么串行干扰抵消的

这种多用户检测器呢

它也具有错误传播现象

那么这个很容易理解

大家想想

因为它是先检测出来

信号最强的用户

再减次强的再减第三强的

前面的用户检测出来以后

做干扰重建

抵消了

然后再检测后一个用户

如果前一个用户要是在进行判决

的时候有错误

那么你进行干扰抵消的时候

那就不仅没有抵消到真正的干扰

还额外又引入新干扰

会导致后面的用户

越减越错

越减越错

也是恶性循环

也会有错误传播

所以SIC

它在这种低信噪的条件下

或者说在远近效应

不明显的情况下

你来应用SIC

也会有恶劣的性能损失

它的接收性呢会非常差

在这种情况下

甚至我们还不如不用串行干扰

底线

还不如直接用线性多用检测

算法呢

好

这就是他的优点和缺点

考虑到SIC的这些优缺点

那么我们也可以采用

也有所补偿改进

我们可以采用

并行干扰抵消检测算法

这就是PIC

大家看所谓的并行干扰

抵消就是说

我们这儿看到

这相当于是有两级结构

我们先给一级给大家看看

是一

我们先把前一级检测出来

然后我估计了

就

相当于对每一个用户并行的

估完了之后

然后重建了干扰

重建了

干扰之后的话

大家注意

对每一个用户

我们都把它

对其他所有用户的干扰

全部都建立起来

相当于是说

比如我们举个例子

用户一 他受到其他K-1个

用户的干扰

也就用户2用户3用户4用户K

它都有干扰

我们把用户234到K的干扰

全对用户一的干扰

全部叠加起来

然后从接收信号里减掉

然后再进行检测

那么类似的对于用户而言

也是

那么我们把用户1用户2

用户3用户4用户5用户K对它的

干扰全部叠加起来

然后从总的介绍信号里减掉

然后再进行检测

采用这样的两级结构

就可以实现一个两极并行干扰的

底下的检测器了

PIC的检测

一般来讲

它相对于SIC有一定的优势

因为它不存在这种前后依赖关系

它是并行的

所有用户都是同时减的

所以在这种错误传播现象上

要比SIC要好

但到照样不可避免的

会有一线的判决错误出现

所以PIC的性能

也是受一定的局限的

不是能够达到理论上最优的

好

那么还有第三类的

这种干扰抵消检测器

这种检测器

它其实是直接借鉴了

DFE的结构

我们称它为是迫零判决反馈检测器

它这种结构是我们考虑到

把相关矩阵

我们把它做一个

下三角的分解

比如说我们把它划分为是F转置

乘以F那么这样的话

把 F矩阵

因为这是一个有矩阵或者正交

矩阵

我们把左城=乘到接收信号上去

这样最终的信号模型

就变成了一个F矩阵

乘上A矩阵乘上B

请大家注意

这个地方的

F与A的相乘乘完了以后

它其实是一个下个三角矩阵

就长这样

上面全是0

这样的矩阵

我们在进行求解的时候

求这个方程求未知数的时候

很简单

我就可以一点一点进行递推

解方程从因为最上面这个角上

它只有一个未知数

解出来之后带下来

然后第二个方程

就两个位数里面的一个

就可以已知了

这样一层一层进行递推

那么然后来进行的干扰重建

和抵消这种方法

它比前面的这个串行

或者并行干扰

抵消检测算法的性能要更好

而复杂度略高一点

所以在工程使用上

也具有一定的价值

我们给大家看到

它的迫零判决

反馈检测器的一个基本结构

大家观察

这就是一个

总体的接收机结构

接收到的信号前端

我们先做一个匹配滤波

然后我们再把它乘上一个

F矩阵的逆这样

相当于变成了一个下三角矩阵了

然后首先先检测最上面的这一路

第一层的用户那先检测出来

然后把它重建了干扰

抵消完之后呢

然后检测第二个用户

然后第二个用户检测出来之后的话

第二个用户也重建干扰

第一个用户也重建干扰

把用户1

用户2的干扰全体下掉

然后再检测第3个用户

依次列就再检测第4个用户等等

这就是所谓的

迫零判决反馈的检测器

好

那么在实际的多用户检测

工程应用当中

像前面我们提到的

线性多用户检测器

和判决返回多用户检测器

和经常使用

那么有的时候是两种方法

要组合起来来应用

最后我们把这一章的内容

做一点小结

咱们这一章的内容

主要给大家讲的是一种高级的

移动通信系统当中的

信号处理的技术

我们称为是多用户检测技术

那么我们首先先给大家介绍了

最优多用户检测算法

针对同步CDMA和异步

CDMA系统

我们可以看到

最优多用户检测算法

它的性能虽然好

但都是指数的算法

至少应当是和用户数的

成指数增长关系的

所以虽然说最优多用户检测性能

很好

但是不能够进行的工程使用

而接着我们又介绍了呢

在工程使用当中

最常见的两类多用户检测方法

一类就是线性多用户检测

包括解相关MSSE

多项式展开

另外一类是干扰抵消检测算法

主要是串行干扰抵消

和并行干扰抵消检测算法

好

以上就是本章的主要内容

谢谢大家