摘要：文中提出一种针对多用户数据传输的搅扰消除办法，首要用于卫星转发地上多用户数据链路传输中的用户间搅扰消除。本文介绍依据并行搅扰消除的多用户检测办法的基本原理，经过LMS算法推倒用户起伏信息，给出详细完结体系模型。使用Xilinx Vertix4系列FPGA芯片在体系时钟为110 MHz时对文章提出的办法进行验证。结果表明，该办法使误码率得到有用下降，添加体系容量。本办法已应用于实践工程中，功能指标杰出。
要害词：多用户检测;搅扰消除;数据传输;误码率
因为CDMA体系是码分多址的多址计划，在实践体系中，码间搅扰(ISO)、多址搅扰(MAI)以及体系中强信号对弱信号的按捺(远近效应)成为CDMA 体系必定存在的几类首要搅扰。MAI约束着体系的容量，ISO约束着通讯的速率。对ISO的按捺能够选用均衡或分集技能。MAI的发生是因为用户接纳机无法彻底同步并选用彻底正交的扩频码。各用户信号间存在必定的相关性，然后发生多址搅扰，而按捺MAI需选用多用户检测MUD(Multiuser Detection)技能，下降了体系的误码率，进步了带宽使用率，缓解了“远近效应”，搅扰消除法是多用户检测技能的一种，其基本思想便是在接纳端先对信号做开始判定，再使用这一开始值估量出每个用户对其他用户的多址搅扰，产品每个人在其他用户的接纳信号中减掉该用户发生的多址搅扰，得到一个减轻了多址搅扰影响的核算量，然后进行检测。
这类检测办法中一种有用地办法是并行搅扰消除算法，能以较低的核算复杂度和较小的处理延时取得较大的功能改进，其实用性最强。本办法战胜现有技能的缺乏，供给了一种针对多用户数据链传输的搅扰消除办法，以进步现有搅扰消除办法的误码特性。
1 基本原理
多址搅扰消除模块是同频多路通讯体系中十分要害的技能，适合于CDMA、OFDM、MC—CDMA等通讯体系以及多进制调制体系。其首要效果便是添加体系的通讯容量，完结有限卫星带宽的有用使用，本文针对多用户链路数据传输提出了处理约束体系容量的一种消除搅扰的办法，接纳端置，对中频信号解调后，解扩预判定得到初值，则可完结MAI再生，做搅扰抵消。
现在技能上老练的多用户检测手法许多，功能较好的有最小均方差错检测、最大似然检测等。但是因为在本多通道解调器中，完结多用户检测是在FPGA内部选用软件无线电的办法完结的，所以在本计划中选用了算法相对简略的并行搅扰消除的多用户检测办法。该检测办法其最大长处在于算法简略，且复杂度随用户数据量添加而呈线性添加。
并行搅扰消除检测器。PIC (Parallel Inteference Cancellation)的基本思想是选用多级结构来完结“判定-再造-消除”的循环，来进步对用户信息的估量精度。在PIC检测器在每级中，依据上一级的输出在每个用户的接纳信号中去掉由一切其他用户对它发生的多址搅扰，并用修改正的接纳信号对每个用户进行下一级的从头检测。每级并行搅扰相消检测器相消结构原理如图1所示。
图1中，
为用户数据，Ci(m)为用户的扩频伪码，Ai(m)为每个用户的起伏，只要从输入信号r(m)中估量出上述3个参数，就能够康复出每个用户的信号，在 r(m)中减去其他用户的信号，在理论上就能够完结多用户搅扰的消除。依照传统办法，在接纳端完结信号解调处理后，经过盯梢环路能够得到用户的扩频伪码 Ci(m)，经过位同步环路能够得到用户扩频数据的估量。因为用户信号起伏的估量会遭到多用户搅扰的影响，带有互相关信息，不能简略的康复，因而需求选用依据盲估量的自习惯算法消除互相关信息的影响来得到每个用户的起伏信息Ai(m)，加权系数λi(m)便是经过LMS(least mean square，最小均方差)算法得到的用户起伏信息。
LMS算法是依据康复信号与希望信号均方差最小的原理，完结体系自习惯的收敛。在本体系中，其完结的原理如图2示，设接纳信号为r(m)，向量S(m)= [s1(m)，s2(m)，…，s12(m)]，起伏估值为λ(m)=[λ1(m)，λ2(m)，…，λ12(m)]T，初值为零向量，则康复出的信号为：
对λ(m)的求解需求准确知道
，Rrr的先验核算，而且还需求进行矩阵的求逆运算，这对体系的完结形成很大的困难。因而，工程完结中选用依据最速下降法推导出来的Widrow-Hoff LMS近似算法，其λ(m)的递推公式为：
λ(m+1)=λ(m)+2με(m)S(m) (4)
式中μ是一个操控收敛速度与稳定性的常数，称为收敛因子，其取值规模为：
其间，λmax是矩阵Rrr的最大特征值。
依据上述收敛因子的取值规模，并依据图3示的LMS算法的系数更新，对收敛因子的取值进行批改，函数如下
式中α2≈0.000 1，β2∈(0，1)
α1，β1，α2，β2为函数系数，η为门限值，实践工程中完结时，η的选值经过测验得到。该算法的复杂度与用户数成正比联系，避免了逆矩阵的核算和，Rrr的先验核算，极大下降了FPGA处理完结的难度。
2 体系完结
本办法应用于12路用户的体系中，每路用户的扩频伪码速率可选，3.069 Mcps，5.115 Mcps，9.6 Mcps，10.23 Mcps，扩频码长1023和2047可选，伪码初相恣意可装备，每路用户彼此独立，更改其间一路参数不影响其他用户正常作业。
在多路信号组成过程中，如图4示首要对数据与扩频码进行模二乘，进行起伏调理，可设置各路信号间的起伏差值最大为5 dB，对起伏调理后的信号做累加组成，加调载波，继而输出。在接纳端，图5示，首要对解调后的接纳信号做匹配解扩，对接纳信号的开始判定;搅扰消除部分，使用匹配滤波的开始值估量出每个用户对其他用户的多址搅扰，对除方针用野外一切用户的搅扰进行求和，在方针用户接纳端减掉该搅扰和，得到减轻了多址搅扰影响的核算量，然后关于扰消除得到的核算量进行解扩判定，得到搅扰消除后的数据，做后端数据处理。
在该12路用户体系中，为了完结对每用户数据的康复，需求把每个用户的数据解扩判定出来，然后经过再调制康复成输入信号，经过LMS算法，估量出每个用户信号的起伏，在输入AD数据中减去其他11路用户信号，终究得到搅扰消除后的数据从头进行数据解扩判定。
3 定论
文中与现有技能比较的长处在于：经过多址搅扰消除及优化算法，误码率得到有用下降，添加了体系容量;能够针对不同的调制办法及数据速率，灵敏习惯数据、图画的传输要求;对不同信号起伏的用户合路做处理，最大距离为5 dB;经过选用模块化规划，在需求时能够进一步添加并行度进步功能。本办法现已成功应用于实践工程中，现在运转杰出。
