MIMO系統(tǒng)信號檢測算法研究.pdf

1、在不增加系統(tǒng)帶寬和發(fā)射功率的前提下，多輸入多輸出技術(MIMO)可以顯著提高無線通信系統(tǒng)的信道容量和頻譜利用率，因而被認定為下一代無線通信的核心技術之一。MIMO系統(tǒng)的信號檢測是MIMO技術得以實際應用的關鍵技術和重要環(huán)節(jié)之一。本文對MIMO系統(tǒng)的信號檢測算法進行了深入研究，取得以下主要成果:
　　針對串行干擾消除檢測算法中存在誤差傳播和計算復雜度較高的問題，提出基于最大似然(ML)的串行干擾消除檢測算法。該算法將信號檢測分為兩級

2、，在第一級中進行多層ML檢測，減少檢測誤差的產生，降低了誤差傳播的影響;增加冗余序列，提高下一級的檢測精度;第二級采用排序QR分解檢測算法，降低算法的計算復雜度。通過調節(jié)ML搜索的層數(shù)和冗余序列的個數(shù)，使算法在檢測性能和計算復雜度間取得較好折中。
　　針對寬度優(yōu)先QRD-M檢測算法計算復雜度較高問題，提出深度優(yōu)先QRD-M算法。該算法先利用ML檢測的窮舉搜索特性，對根節(jié)點的各個分支進行窮舉搜索并對度量值進行排序，然后從度量值最小的

3、分支出發(fā)，進行深度優(yōu)先檢測，直到搜索到葉節(jié)點得到一條度量值較小的路徑。以該路徑的度量值為終止條件，對其它分支依次進行QRD-M檢測，當有葉節(jié)點的度量值小于終止條件時，更新終止條件;當分支度量值超過此終止條件時，即退出搜索。通過終止條件的設置，大大縮小了算法的搜索范圍，在降低算法計算復雜度的同時保持檢測性能基本一致。
　　針對QRD-M和深度優(yōu)先QRD-M算法的時延問題，提出并行QRD-M檢測算法。該算法對根節(jié)點的各個分支并行執(zhí)行Q

4、RD-M檢測，在相同的時間內搜索了更多的節(jié)點。因此，所提算法的檢測性能顯著提高，但復雜度也隨之增加。為降低計算復雜度，提出基于ML檢測的部分序列并行QRD-M算法，通過設置ML檢測的層數(shù)和并行搜索序列個數(shù)，可以在檢測性能和計算復雜度之間取得折中。
　　為了使算法具有并行QRD-M算法的檢測性能和深度優(yōu)先QRD-M算法的較低計算復雜度特性，提出分組QRD-M檢測算法。利用ML檢測的最優(yōu)檢測性能，對P層信號進行ML檢測，并對其度量值進

5、行排序后，從中選擇度量值較小的L個序列進行分組，使度量值最小的路徑包含在第一組中的可能性變大;再對各分組依次進行深度優(yōu)先QRD-M檢測，以較少的計算量獲得近似ML解。通過對這些可調參數(shù)的不同設置，可使算法在檢測性能和計算復雜度之間進行折中，以滿足不同的性能要求。
　　Chase算法可以看作是現(xiàn)有檢測器的統(tǒng)一框架，通過對框架中參數(shù)的不同選擇，可使算法演變?yōu)榇懈蓴_消除算法、并行干擾消除算法、樹搜索算法等。針對Chase算法中存在誤差