多用户检测技术概述

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的信息对单个用户的信号进行检测，从一定程度上解决了远近效应问题，降低系统对功率控制的要求，从而改善系统性能，提高系统容量。多用户检测是CDMA通信系统的接收端，以抑制多址干扰为目标的联合检测算法。所谓“联合”是指，接收端不但要考虑目标用户的相关扩频码信息，还要考虑同时传输给同一基站的其他移动台的相关扩频码信息，消除或减弱其他用户对目标用户的影响，只有这样，才能够“知己知彼，百战不殆”。由于考虑到实现的复杂性，多用户检测技术将首先应用于上行链路的基站一侧。多用户检测只能去除小区内各用户之间的干扰，由于缺乏必要的信息，小区间的干扰难以消除。下面的介绍将默认为基站端的多用户检测。

举例

单用户检测和多用户检测。

在移动通信系统中，同时通信的用户非常多，基站收到的信号是不同用户发送的信号的叠加，但是单用户检测和多用户检测的处理手段完全不同。

单用户检测：此处的单用户检测并不是说只有一个用户在向基站发送信息，而是基站只关注目标用户的信息，而将其他用户的发送信息，均作为毫无规律的噪声处理。

多用户检测：尽管基站接收信号中包含从不同用户发送的信号（都混杂在一起），但不同用户之间的扩频码存在某些关联，多用户检测利用这种关联对混合信号进行检测，可以从不同角度获取更为全面的信息，从而做出更准确的判决。

最佳多用户检测器就是最大似然序列估计（MLSE）检测器，它将发送序列的所有可能状态组成候选序列集合，依次选择一个候选序列和接收信号进行相关运算，并计算相关值，也就是计算候选序列和接收信号的相似程度，从中选择最相似的一个序列作为输出。虽然最佳检测器有极好的性能，但算法的复杂度太高，实现困难。

举例

寻找犯罪嫌疑人。

公安局最近抓获一名有犯罪前科的嫌疑人，嫌疑人的特征为“瓜子脸，大眼睛”，但嫌疑人拒不交代他的身份，公安人员从数据库中调取照片，发现和乙最相似，因此，判断嫌疑人即为乙。

多用户检测技术的优势包括：(www.xing528.com)

1）提高系统容量。

2）提高上行频谱利用率。对上行信道的改善将使移动台以较低的处理增益运作。上行信道节约下来的带宽可以用于改善下行信道的容量；换句话说，使用同样的上行信道带宽可以支持更高的数据速率。

图8-8 最大似然寻找犯罪嫌疑人

3）降低对功控精度的要求。由于多用户检测技术降低了MAI以及远近效应对系统性能的影响，所有用户以相同功率到达接收机的需要不再苛刻，这样功率控制的负担得以减轻。也可以这么说：多用户检测器增加基站复杂度，但移动台复杂度降低。

4）更高效的使用功率。上行信道干扰的减弱一定程度上减小了移动用户所需传送的功率。换句话说，相同的传输功率可以用来覆盖更多的区域。

但多用户检测技术依然存在以下局限：

1）来自相邻小区的MAI依然存在。由于上行和下行信道在各小区间要实行复用，所以一个小区发射的信号势必会对其相邻小区造成干扰。如果检测算法中没有考虑这种情况，那么性能自然会有所下降。

2）在下行信道执行多用户检测有难度。由于移动台的特殊要求，将多用户检测技术用于移动台有一定的困难，而主要用于基站方面。然而，对于FDD模式中的上下行对称业务，仅仅改善上行信道的容量而无视下行信道并不能令系统的总体容量得到改善。

3）多用户检测会增加处理时延和复杂性。从处理时延考虑，数10ms的处理时延对语音信号是不可接受的；从复杂性考虑，最佳检测器随用户数的指数级增长复杂度是不现实的，而需要重点研究较低复杂度的次优检测技术。