低復(fù)雜度大規(guī)模MIMO檢測算法的研究.pdf

1、在發(fā)送端和接收端都有多根天線的MIMO系統(tǒng)由于其在發(fā)射分集和數(shù)據(jù)速率等方面的優(yōu)勢，變得越來越受歡迎，從而發(fā)展到今天已經(jīng)相當(dāng)成熟了。而為了進(jìn)一步提高頻譜效率和信道容量，提出了以大型陣列天線代替原來的幾根天線的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)。目前對大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的研究尚處于起步階段，而接收端的檢測技術(shù)作為MIMO系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，對其檢測算法的研究將會極大地推動對大規(guī)模MIMO研究的發(fā)展。
　　傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)的檢測算法包括ZF、MF、

2、MMSE和ZF-SIC等算法。其中球形檢測算法在以高復(fù)雜度為代價(jià)的基礎(chǔ)上可以獲得近似ML檢測的性能。而本文研究的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的發(fā)射天線和接收天線數(shù)量可以達(dá)到數(shù)十乃至數(shù)百根，若采用傳統(tǒng)的MIMO檢測算法，其檢測復(fù)雜度將會變得難以忍受，因此尋找適用于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的低復(fù)雜度的檢測算法成為關(guān)鍵。
　　本文首先介紹了大規(guī)模MIMO技術(shù)的研究背景和研究現(xiàn)狀，指明了全文的研究方向。接著對大規(guī)模MIMO系統(tǒng)進(jìn)行了簡單的介紹。主要簡單地

3、分析了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的總速率上界問題，探討了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括信道估計(jì)技術(shù)、下行預(yù)編碼和上行檢測技術(shù)，從技術(shù)特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀兩個(gè)方面進(jìn)行了介紹。同時(shí)還討論了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)未來有待進(jìn)一步研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。本文重點(diǎn)對低復(fù)雜度的大規(guī)模MIMO的檢測算法進(jìn)行了研究。詳細(xì)介紹了基于本地鄰域搜索的似然上升搜索（LAS）檢測算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)過程。接著從三個(gè)方面分析了LAS算法的復(fù)雜度，并在不同SNR或者不同天線數(shù)的條

4、件下對LAS算法的檢測性能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。然后介紹了一種基于LAS的MOS-LAS算法，該算法通過生成多個(gè)不同的局部最小點(diǎn)并從中找出最優(yōu)值的方式達(dá)到了改善的目的。根據(jù)生成局部最小點(diǎn)的方式不同又細(xì)分為MIV-LAS算法和MSCS-LAS算法。本文對MIV-LAS算法和MSCS-LAS算法的思想進(jìn)行了詳細(xì)地介紹，并通過仿真驗(yàn)證了算法的有效性。最后還介紹了另外用一種低復(fù)雜度的主動禁忌搜索（RTS）檢測算法。本文詳細(xì)闡述了RTS算法的算法原理和