多天線系統(tǒng)低復雜度干擾消除接收機的研究.pdf

1、BLAST(Bell Labs Layered Space-Time architecture：貝爾實驗室分層空時結(jié)構(gòu))以及其簡化版本V-BLAST(vertical BLAST：垂直BLAST)，是實現(xiàn)高頻譜效率MIMO（multiple-input multiple-output：多輸入多輸出）通信系統(tǒng)的一種有效方式。包含天線選擇和AMC(Adaptive Modulation and Coding：自適應調(diào)制編碼)的V-BLAST

2、通?？梢员环Q為擴展V-BLAST(Extended V-BLAST)。在空間復用增益之外，MIMO系統(tǒng)也能提供空間分集增益(spatial diversity gain)，空時分組碼(space-time block code：STBC)就是一個例子。STBC和V-BLAST的組合被稱為分組空時分組碼(Group-wise STBC：G-STBC)，它能夠同時實現(xiàn)空間復用增益和空間分集增益。
　　本文研究用于V-BLAST、G-S

3、TBC和上述的擴展V-BLAST的接收算法的低復雜度實現(xiàn)。通常本文不改變現(xiàn)有算法的原理和性能，只是充分利用中間結(jié)果以減少所需的計算復雜度。本文比較有價值的幾個工作總結(jié)如下：
　　1.本文改進現(xiàn)有的遞歸V-BLAST算法，它相對于現(xiàn)有的遞歸V-BLAST算法的加速是1.3。
　　2.本文提出針對包含多路Alamouti STBC的G-STBC的快速遞歸算法。相對于現(xiàn)有高效率G-STBC算法,本文提出的G-STBC遞歸算法達到更

4、好的性能，而且通常需要更少的復雜度：它對現(xiàn)有次優(yōu)順序干擾消除G-STBC接收算法的加速是2.57。
　　3.本文提出一個用于逆Cholesky分解的快速算法,用來為V-BLAST的估計誤差協(xié)方差矩陣計算一個三角形的平方根。然后它被用來提出一個改進的平方根V-BLAST算法,它加速在先前的平方根V-BLAST算法中的幾個步驟,同時它在MIMO OFDM系統(tǒng)中能夠提供進一步的計算量節(jié)省。與傳統(tǒng)的逆Cholesky分解相比，本文提出的逆

5、Cholesky分解避免了對Cholesky因子進行回代的操作,而回代的操作是一個固有的串行過程，并不適合于并行實現(xiàn)。本文提出的平方根V-BLAST算法比現(xiàn)有的高效率V-BLAST算法更快。在MIMO OFDM系統(tǒng)中,它對先前的平方根V-BLAST算法和已知的最快遞歸V-BLAST算法的加速分別是3.9到5.2和1.05到1.4。
　　4.主要針對傳統(tǒng)乘法加法數(shù)字計算器,本文提出逆LDMT分解算法和廣義Givens旋轉(zhuǎn)算法，它們都

6、是免平方根和免除法的。然后它們被用來提出一個免平方根和接近免除法的快速V-BLAST算法。當計算逆Cholesky因子,相對于現(xiàn)有的免平方根和免除法的替代的Cholesky分解和需要K個除法的三角矩陣回代求逆，本文提出的逆LDMT分解具有1.19倍的加速。而本文提出的廣義Givens旋轉(zhuǎn)的計算復雜度與現(xiàn)有的高效Givens旋轉(zhuǎn)相同。
　　5.本文針對擴展V-BLAST開發(fā)高效的實現(xiàn)算法。當發(fā)射天線數(shù)目M等于接收天線數(shù)目N,相對于現(xiàn)

7、有的兩種算法,本文相應提出的兩種高效率算法的加速分別是0.14M+1.82和(M+58)/24。
　　6.本文提出高效率的平方根G-STBC算法，它對現(xiàn)有的次優(yōu)順序逐次干擾消除G-STBC算法的平均加速是2.96到3.6，而且它的計算復雜度通常低于上述的本文提出的遞歸G-STBC算法。
　　本文單獨考慮高效率遞歸算法和高效率平方根算法。因此，下一步的工作可以考慮把本文所提的高效率遞歸算法和高效率平方根算法相結(jié)合，以進一步降低