智能計算在CDMA多用戶檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化數(shù)字移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，第三代及第四代移動通信必將使人們的工作和日常生活更加便捷、豐富。為提供豐富的多媒體業(yè)務(wù)及高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，無論是第三代還是四代移動通信系統(tǒng)都需要更高的無線容量。CDMA移動通信系統(tǒng)是一種干擾限制的系統(tǒng)，多址干擾是這種通信系統(tǒng)的主要干擾。如何有效地抑制多址干擾，提高系統(tǒng)性能和容量具有很重要的現(xiàn)實意義。解決多址干擾問題的一種有效途徑是多用戶檢測，它不是把多址干擾簡單地看作干擾噪聲來處理，而是把多址干擾作為一

2、種有用的信息加以利用，充分地利用各用戶間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行綜合檢測，提高系統(tǒng)的檢測性能和容量，因此多用戶檢測成為CDMA移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。 CDMA多用戶檢測問題可以看作一個組合優(yōu)化問題，可將智能計算的優(yōu)化機(jī)理應(yīng)用于多用戶檢測的尋優(yōu)過程。本文主要致力于智能計算方法在多用戶檢測的應(yīng)用研究。由于采用最大似然檢測(MLD)的最優(yōu)多用戶檢測方法具有指數(shù)的計算復(fù)雜度，因此，研究能夠有效抑制多址干擾(MAI)、具有低誤碼率(BER)和合理

3、的計算復(fù)雜度、對遠(yuǎn)近問題不敏感的次優(yōu)檢測方法是本文的主要內(nèi)容。 本文主要包括以下創(chuàng)新之處：(1)提出了一種隨機(jī)加擾的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并設(shè)計了多用戶檢測方法。并結(jié)合遺傳算法和進(jìn)化規(guī)劃設(shè)計了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)化規(guī)劃的多用戶檢測器。 (2)提出了一種新的簡單有效的的克隆選擇算法，結(jié)合改進(jìn)的克隆選擇算法(CSA)和Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提出兩種混合多用戶檢測算法。一種方法是使用CSA作為Hopfield

4、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始階段給后面階段的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供一個好的初始值，一種方法是把Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)嵌入到CSA的每一代中。通過混合Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到CSA中，可以加快CSA的收斂速度減少計算復(fù)雜度。另外，CSA所提供的好的初值可以改善Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能，嵌入的Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還改善了CSA的性能。將免疫系統(tǒng)的免疫機(jī)制引入到遺傳算法的設(shè)計中。模擬免疫系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳系統(tǒng)的信息處理機(jī)制，提出了免疫

5、遺傳算法，設(shè)計了基于免疫遺傳算法的多用戶檢測器。 (3)我們聯(lián)合使用粒子群優(yōu)化算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提出了解決CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測問題的新方法。使用這種方法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被嵌入到粒子群算法中去提高每一代粒子的適應(yīng)度，混合算法以較快的收斂速度獲得好的收斂性能。把免疫系統(tǒng)的免疫機(jī)制引入到粒子群優(yōu)化算法的設(shè)計中，模擬免疫系統(tǒng)、群集智能的信息處理機(jī)制，提出了免疫粒子群優(yōu)化算法。這種免疫粒子群算法結(jié)合了粒子群的近似全局優(yōu)化能力和由Hopfield

6、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的免疫系統(tǒng)的快速信息處理機(jī)制，加快了算法的收斂速度，并提高了粒子群算法的全局收斂能力。設(shè)計的多用戶檢測仿真實驗證明了算法的有效性。 (4)利用遺傳量子優(yōu)化算法解決優(yōu)化問題的基本思想，提出了一種融合遺傳量子算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)量子算法。進(jìn)而設(shè)計了一種解決CDMA通信系統(tǒng)的多用戶檢測問題的新方法。 (5)隨機(jī)Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過對狀態(tài)變量引入噪聲，從而避免局部收斂，進(jìn)而達(dá)到最優(yōu)檢測。本文給出了MC-C