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事不关己,不准挂起——联合检测技术



事不关己,不准挂起——联合检测技术
 
我们之前一直说的都是,在CDMA系统中,不同的用户之间是不会产生干扰的,因为它们采用的扩频码不同。实际上,由于多径效应, 终端发出的信号无法精确地同步到达接收机,另外由于远近效应也会使接收机收到的各信号强度不同,这两种情况都有可能造成码字之间的正交性被削弱。当不同扩频码之间不再能够保证正交时,不同的用 户之间实际上会产生干扰,这就是多址干扰(MAI, Multi-Address Interference )存在的根源之所在。
 
传统的CDMA信号检测方法总是把来自其他用户的干扰(即多址 干扰)看作是一种噪声来处理。也就是不管三七二十一,基站和终端对每个信号进行分离和解析的过程都是独立的,至于掺杂在其中的其他用户的信号,我通通当作事不关己的噪声来处理。这种信号分离技术称为单用户检测(SUD, Single-User Detection )。
 
这种处理方式从效率上而言其缺陷是明显的,这就好比传达室来了一堆信件,但是没有一个值班人员来分拣,于是你在信件堆里查啊查啊,查到你的你就捞了出来,其余一堆别人的信件你就不管了。然后下一位同学也如法炮制,只查自己的信件,别的一概不管......请问
 
这种分拣方式其效率是不是低下呢?你一定在想,如果有一个值班人员来分拣或者前面的同学在处理自己信件的同时也顺便帮忙给大家分拣那有多好啊。
 
对于CDMA系统而言,当系统中用户数比较少的时候,个别用户产生的多址干扰并不大,这种纯粹把其他用户的信号当噪声的处理方式也未尝不可。但是随着用户数的进一步增加或者信号功率的增大, 再把MAI当作热噪声一样的干扰,那就会导致信噪比严重恶化,从而使得系统容量大幅下降。比如IS-95 CDMA系统正是因为使用了单用户检测技术,所以导致其实际容量远小于扩频码所能容纳的码道数。
 
实际上,这些多址干扰信号里面包含许多先验的信息,比如这些用户所采用的信道码以及这些用户的信道估计等。这么多有用的信息, 全部当作噪声来处理岂不可惜了?所以为了进一步提高CDMA系统容量,人们想到将其他用户的信息联合加以利用,也即多用户检测 (Multi-User Detection ) 。

多用户检测最早是在1979年由Schneider首先提出的,后经不断发展,已经成为主流的应对干扰信号分离手段。 多用户检测分为干扰抵消(IC, Interference Cancellation )和联合检测 (JD, Joint Detection )两种。
 

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