SPWM脉宽调制.docx

1绪论1.1 研究背景随着移动通信的迅猛发展,移动用户的数量以惊人的速度在扩张,由用户数量增长而造成通信质量的下降矛盾就显得特别突出。其主要表现为:信道的容量被干扰所限定,尤其是同信道干扰和邻信道干扰。另外,在无线通信中,由于信道是时变的,为避免信道变化所引起的误码现象,CDMA自适应接收机的自适应收敛速度就必须足够的快,但如果速率变换是允许的,那么自适应接收机在多速率CDMA系统中的应用就会变得非常麻烦,主要是因为在速率变化后,多速率CDMA自适应接收机的自适应权值要重新更新。因此,在速率变化后的期间内,信号会严重衰减。多用户检测技术是现代CDMA系统中能够有效解决上述问题的一个关键核心技术。然而,由于不同用户的随机接入,很难做到扩频码完全正交,进而不可避免存在多址干扰(Multiple-access interference,MAI)。传统检测器按照经典直接序列扩频理论直接对匹配滤波器的输出进行判决, 以获得期望信号,没有考虑多址干扰的影响,当用户增加时多址干扰相应增大,远近效应(不同用户到达基站的功率有差异,进而强功率用户抑制弱功率用户,即称为远近效应)变得突出,使得系统性能严重下降。为此,提出了选用相关性能好的扩频码,结合功率控制，前相纠错编码等技术来抑制CDMA系统中的多址干扰。目前,商用上主要采用功率控制技术来抑制多址干扰,但功率控制法只能减弱多址干扰的影响,而不能从根本上消除MAI。多用户检测技术在传统检测技术的基础上,充分利用造成多址干扰的所有用户信号信息对多用户做联合检测,以有效地消除MAI和远近效应问题。1.2 研究意义第三代移动通信系统是按照国际电信联盟（International Telecommunication Union,ITU）提出的IMT-2000(International Mobile Telecommmunications-2000)标准进行设计的新一代移动通信系统，简称为3G(The Third Generation)系，要求具有很好的网络兼容性，能够实现全球范围内多个不同系统之间的漫游，不仅要为移动用户提供话音及低速率数据业务，而且要提供广泛的多媒体业务。在1999年10月份的ITU芬兰会议上，第三代移动通信的无线接口技术规范获得通过，这标志着第三代移动通信技术格局的最终确定。第三代移动通信技术分为CDMA和TDMA两大类共五种技术，其中主流技术为三种CDMA技术：欧洲和日本共同提出的WCDMA(Wide-band CDMA)技术、美国提出的CDMA2000技术和我国提出的TD-SCDMA(Time Division Synchronization Code Division Multiple Access)技。因此，CDMA技术已经成为第三代移动通信系统中的主流技术。但是CDMA系统是一个自干扰系统，由于在实际系统中各用户之间的码字不可能达到完全正交和完全同步，因此，多用户之间互相产生的干扰是不可避免的，这个干扰称为多址干扰（Multiple Access Interference,MAI。多址干扰一般分为同信道干扰和邻信道干扰，而同信道干扰占主要部分。由于多址干扰的存在，使得接收机在接收远区用户信号的同时，也受到近区强用户信号的干扰，从而导致了“远——近”效应。鉴于CDMA系统是一种干扰受限系统，系统中存在的多址干扰不仅严重影响系统的抗干扰性，同时还严重限制了系统容量的提高，因此接收机的设计是一个很重要的问题。传统接收机是对单个用户的信号使用相应的匹配滤波器进行解调，并没有利用已知的其它用户信息，而且将多址干扰视为高斯白噪声，因此大大降低了系统容量。为了进一步减少MAI，在传统CDMA移动通信系统中采用功率控制技术，从而使系统性能得到一定的改善。但是，功率控制法也存在一些不足，如需要占用信道带宽来传递功率控制信息、系统实现复杂、控制性能与移动用户的运动速度以及信源的统计特性有关。因此，要想真正消除多址干扰，大幅度提高系统容量，必须通过多用户检测（Multiuser Detection,MUD）技术。多用户检测的基本思想是：综合利用包括干扰用户在内的各种信息及信号处理手段，抑制甚至消除多址干扰，从而达到更准确地检测期望用户信号的目的，并同时检测出所有这些用户或某些用户信息的一种检测方法。因此，多用户检测技术成为了解决多用户综合业务环境中可靠性及实现大容量传输的有效技术。1.3研究现状及进展多用户检测的想法最早由在1979年提出的，在文章中首次提出了关于多址干扰的抑制问题，当时并没有引起人们的重视。1986年Verdu的研究将多用户检测的理论研究向前推动了一大步，认为多址干扰是具有一定结构的有效信息，理论上证明采用最大似然序列检测可以逼近单用户接收性能，能有效地克服远近效应，大大地提