多天線通信系統(tǒng)的檢測(cè)算法研究.pdf

1、新一代移動(dòng)通信能夠?yàn)榭蛻艚K端提供高質(zhì)量高速率的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。物理層的核心關(guān)鍵技術(shù)包括MIMO、OFDM和信道編碼等。MIMO能夠在不額外占用頻譜資源的情況下顯著提升系統(tǒng)的頻譜效率和功率效率，OFDM具有相對(duì)單載波系統(tǒng)而言較高的譜效率同時(shí)能夠有效對(duì)抗寬帶系統(tǒng)中的頻率選擇性衰落，信道編碼則是獲得接近系統(tǒng)容量不可或缺的環(huán)節(jié)。本文針對(duì)窄帶和寬帶MIMO系統(tǒng)的檢測(cè)和信道估計(jì)算法進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下： 1.IC-MMSE迭代檢測(cè)算法是一

2、種基于MMSE濾波和譯碼反饋信息的低復(fù)雜度迭代檢測(cè)算法，它很好地折衷了系統(tǒng)性能和復(fù)雜度，因此十分適合于采用大數(shù)量天線和大規(guī)模調(diào)制星座的V-BLAST系統(tǒng)。本文提出了一種使用估計(jì)信道狀態(tài)信息的修正IC-MMSE迭代檢測(cè)算法。理論分析表明修正的IC-MMSE迭代檢測(cè)算法能夠獲得較小的MMSE濾波輸出均方誤差，仿真結(jié)果表明和傳統(tǒng)的(忽略信道估計(jì)誤差的)IC-MMSE檢測(cè)算法相比，該算法能夠在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下獲得可觀的信噪比增益。

3、 2.V-BLAST系統(tǒng)接近最優(yōu)性能的低復(fù)雜度檢測(cè)算法是當(dāng)前重要的研究領(lǐng)域。本文提出了一個(gè)新的接近最優(yōu)性能的具有固定的、低復(fù)雜度的檢測(cè)算法，稱為MG-C檢測(cè)算法。該算法接近最優(yōu)性能的特點(diǎn)源自它使用了基于MMSE濾波的多輸出判決反饋機(jī)制，其低復(fù)雜度的特點(diǎn)則來(lái)源于使用了Cholesky分解來(lái)進(jìn)行重要合并項(xiàng)搜索和LLR計(jì)算。仿真結(jié)果表明該算法能夠以較低的復(fù)雜度獲得接近最優(yōu)檢測(cè)的性能。 3.對(duì)目前存在的以及近期提出的V-BLAST檢測(cè)

4、算法進(jìn)行了廣泛研究，提出了兩個(gè)等價(jià)性定理： 第一，在所熟知的次優(yōu)檢測(cè)算法中，PDA檢測(cè)算法和被廣泛應(yīng)用于CDMA系統(tǒng)的MMSE-ISDIC檢測(cè)算法在性能上是等價(jià)的； 第二，在接近最優(yōu)性能的檢測(cè)算法中，近期(2007年6月)提出的基于正交投影的K-Best檢測(cè)算法與基于QR和Cholesky分解的K-Best檢測(cè)算法在性能上是等價(jià)的。這兩個(gè)等價(jià)性定理的提出將目前關(guān)于這兩個(gè)方面的相關(guān)研究分支聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)者們避免可能是重復(fù)的

5、研究工作或者得到性能相同但名稱不同的研究成果。 4.MIMO-OFDM系統(tǒng)的檢測(cè)算法是目前的研究熱點(diǎn)之一。本文研究了BICM MIMO-OFDM系統(tǒng)在頻率選擇性時(shí)間選擇性(即雙選擇性)衰落信道下的檢測(cè)和信道譯碼算法，提出了一種在性能上接近使用理想子載波干擾抵消的MAP檢測(cè)算法的低復(fù)雜度迭代檢測(cè)算法，稱為quasi-MAP-ISDIC檢測(cè)算法。該算法結(jié)合了MAP檢測(cè)和ISDIC兩種技術(shù)，同時(shí)采用組最優(yōu)濾波處理的思想降低MAP檢測(cè)的

6、復(fù)雜度?；跈z測(cè)模塊對(duì)符號(hào)進(jìn)行MAP檢測(cè)或?qū)⒎?hào)視作干擾的不同情況，Turbo譯碼模塊向檢測(cè)模塊分別提供外部信息以及軟判決和剩余干擾方差。通過(guò)系統(tǒng)級(jí)迭代，該算法能夠以較低的復(fù)雜度獲得接近使用理想子載波干擾抵消的MAP檢測(cè)算法的性能。 本文研究了MIMO-OFDM系統(tǒng)在雙選擇性衰落信道下的信道估計(jì)算法。采用頻域子載波簇作為導(dǎo)頻，該導(dǎo)頻模式考慮了ICI的分布特征因此適合于雙選擇性衰落信道下MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)。針對(duì)近期提