连续干扰抵消多用户检测算法优化探究

除了线性多用户检测器以外，还有非线性多用户检测器。从工程上看，它比线性检测器更具实用前景。在非线性多用户检测器中，目前研究最多的是基于反馈判决的连续干扰抵消技术，另外，还有序列检测器、分组检测器、基于神经网络的多用户检测器和采用其他信号处理技术的检测器。

连续干扰抵消检测器的基本思路是先解出各用户的数据比特，再根据信道估计值将该数据比特重构，即重构出期望用户的干扰信号，再从原接收的信号中减去这一重构的干扰信号，以达到干扰抵消的目的。

连续干扰抵消多用户检测器分为串行检测器和并行检测器，串行检测器每次只检测一个用户，即在接收信号中对用户逐个进行判决；并行检测器并行地预测同时并行的减去每个用户所有的多址干扰。

（1）串行干扰抵消（SIC）

串行干扰抵消采用的是串行结构依次检测各用户信号。每一级只检测一个用户信号，因此K个用户需要K级判决，检测顺序通常根据各用户信号功率下降顺序来确定的。以第一级为例，检测前先对K个用户的接收信号能量按从大到小排序。然后用传统检测器判决出最强的信号，再利用判决出的信号和对该用户信号幅度及时延的估计，重构该用户信号经过信道后的信号，从接收信号中减去恢复的信号。重复以上过程直到最后一个用户为止。这样，在判决第k个用户的时候，已经消除了前k-1个用户信号的影响。由于判决顺序由信号的强弱决定，信号能量大的先判决，所以被检测用户的信号在剩余的用户信号中能量总是最大的，这就大大增加了检测的可靠性。

SIC相对于传统的检测器可以获得很大的性能增益，而且硬件实现简单。但有两个缺点影响SIC的实用化：一是SIC需要不断地对各个用户重新排序，因为用户的功率总在变化；二是错误传播，第一阶的判决很重要，如果第一阶判决错误，干扰消除后多址干扰不减反增，严重影响检测性能。(www.xing528.com)

（2）并行干扰抵消（PIC）

并行干扰抵消也是多级的。但和SIC不同的是，PIC在每一阶都同时判决、再生和消除所有多址干扰。也就是说，PIC利用前级判决的信息构造所有用户的干扰信号，然后从接收信号中抵消掉干扰信号，最后同时判决。

PIC的处理时延小，但计算量大；而SIC的处理时延大，但计算量小。当SIC的级数增加时，系统性能将提高，但运算量和时延也相应增加。试验和仿真表明，SIC级数大于三级时，系统性能提高不明显，因此在实现中选取三级比较合适。当功率控制不理想时，如在多径信道中，PIC性能劣于SIC；反之，PIC优于SIC；另外，SIC有利于检测较弱的用户信号，但这是以降低较强用户信号的检测性能为代价的。以上说明实际系统中应该在时延和性能间折中，即SIC和PIC结合检测。

从长远来讲，随着未来的移动通信系统中用户数的急剧膨胀，系统中的多址干扰会日益严重，而移动数据业务对误码率提出了更高的要求，因此对多用户信号检测技术的需求会更加迫切，多用户信号检测技术很有可能会写入下一代移动通信的标准中。现有的多用户信号检测技术主要集中在小区内干扰的消除。随着载波频率的提高，小区的范围会变得越来越模糊，甚至可能出现个人小区的概念。在这种情况下，小区间的多用户信号检测技术亟待研究。另外，在使用了多天线系统后，多用户信号检测技术和多天线系统的联合检测也是研究的一个方向。