本课题研究的意义

在CDMA 系统中，依靠不同扩频码来区分不同的用户，如果不同的用户之间的扩频码是完全正交的，则用户之间将没有干扰存在。但不幸的是，在CDMA系统中，由于各个用户的随机接入以及各个用户扩频码的互相关性，用户地址码之间不能保证完全的正交性，从而引起多址干扰。随着用户数的增加，这种干扰将越来越严重，从而导致系统的性能急剧恶化。

首先回顾一些传统的抗多址干扰技术。一是设计正交性优良的签名序列。但理论上已经证明具有理想自相关性和理想互相关性的扩频码是不存在的，而且多用户干扰总是存在的。二是采用功率控制的方法使所有用户信号的到达功率相等，避免产生强者愈强，弱者愈弱的远近效应而使多址干扰影响更加复杂化和更加严重。三是利用智能天线实现空间分集或小区扇区化以及波束形成。空间分集可以削弱以至利用多径干扰带来的影响，小区扇区化可以削弱其它扇区用户带来的MAI，而波束形成则可以通过在所需信号的方向上形成主瓣而将其他方向的多址干扰大幅抑制。四是采用Rake 接收机。利用Rake 接收实现时间分集也可带来额外的信噪比，相当于削弱了MAI 的影响。以上提出的几种方法均未考虑MAI 的结构特征，因此这些方法可以削弱但不能从根本上消除MAI。而多用户检测技术则充分利用了造成多址干扰的所有用户信息对多个用户做联合检测而从接收信号中减掉相互间干扰的方法，有效地消除MAI地影响，从而具有优良的抗干扰性能，提高了系统的容量，而且由于多用户检测技术具有抗远近效应地能力，可以降低系统对功率控制的要求，所以CDMA系统多用户检测技术成为近来研究的热点之一。

首先分析了当前CDMA系统严重受限于多址干扰的问题，探讨了改进传统的主要思路，考虑到最优多用户检测器在具体实现上的复杂性，重点讨论了次优多用户检测器以及Hopfield神经网络多用户检测器。在加性高斯白噪声环境中，讨论了解相关检测器，计算复杂度远小于最优多用户检测器，而性能上比传统检测器强，且有最佳的抗远近效应能力，但却是以背景噪声增大为代价换来的。因此具有优良的抗干扰性能，解决了远近效应问题，降低了系统对功率控制精度的要求，可以更加有效地利用上行链路频谱资源，显著提高系统容量。论文围绕CDMA通信系统的理论基础及CDMA通信系统的多用户检测的问题，主要进行了以下的研究工作：

1．整理和总结了CDMA通信系统中的多用户检测技术的发展和研究概况。对CDMA通信理论基础、技术原理和CDMA通信系统模型作了必要的阐述说明。

2．详细的分析和研究了传统检测方法、最优多用户检测方法、一些经典的次优多用户检恻算法。

3．重点研究了Hopfield神经网络在多用户检测中的应用，并对其进行性能分析，给出了基于遗传算法和Hopfield神经网络多用户检测器及其检测模型，该算法利用遗传算法全局收敛的特点，给Hopfield神经网络提供了较好的初始值，从而避免了由于初始值的随机选取而收敛到能量函数的局部最小点。这种算法能提高系统性能，比单独的Hopfield神经网络多用户检测器具有更好的检测性能。