MIMO通信系统信号检测算法研究

论文摘要

多输入多输出（MIMO）通信系统的信号检测是该系统中的一项重要技术。本论文研究了用于MIMO信号检测的V-BLAST（Vertical Bell laboratories LAyered Space-Time）算法、球形解码算法和用于时变MIMO系统克服其信道时变的均衡算法。论文的主要贡献如下:1.提出了一种基于软判决的V-BLAST算法。该算法在传统V-BLAST算法每一路信号的检测中引入软判决、并在检测中将后验概率足够大的结果均予保留,显著提高了系统的误码性能。理论分析表明,通过适当地选取后验概率的门限值,该算法可以取得趋近于球形解码的误码性能。2.提出了一种降低V-BLAST算法运算复杂度的检测算法。该算法在V-BLAST算法每一步检测信号的选取中不仅选取信噪比/信干噪比最大的那一路信号,而且选取信噪比/信干噪比足够高的各路信号,相当程度地降低了V-BLAST检测的预处理运算复杂度。3.提出了一种用于球形解码的基于接收信号最小均方误差解的初始球半径选取方法。该方法既使得选取的球半径足够小,又保证了所选取的球中至少有一个发射信号映射点,显著降低了球形解码在低、中信噪比情况中的运算复杂度。4.提出了一种用于MIMO-OFDM系统信号检测的简化V-BLAST算法。该算法利用已完成检测的子信道的V-BLAST检测参数来近似地计算与其相邻的子信道的检测参数,大幅降低了MIMO-OFDM系统V-BLAST检测的运算复杂度。5.提出了一种用于克服MIMO信道时变性的去相关自举均衡器。该均衡器基于MIMO源信号的统计特性对MIMO常规均衡器的输出信号进行去相关均衡,同时仅利用其输入信号对其自身参数进行即时的更新,以很低的运算复杂度有效地克服了MIMO系统因信道时变而产生的同信道干扰。

论文目录

• 摘要（中文）
• 摘要（英文）
• 缩略词表
• 数学符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 MIMO 系统模型
• 1.3 MIMO 通信中的信号检测算法
• 1.4 论文的主要研究工作
• 第二章 基于 MMSE 解的球形解码初始球半径选取方法
• 2.1 引言
• 2.2 球形解码算法
• 2.3 基于MMSE 解的初始球半径选取方法
• 2.4 仿真结果
• 2.5 结论
• 第三章 软判决 V-BLAST 算法
• 3.1 引言
• 3.2 V-BLAST 算法
• 3.3 树搜索模型对V-BLAST 检测误码性能的解释
• 3.4 V-BLAST 检测中的噪声特性
• 3.5 软判决V-BLAST 算法
• 3.6 软判决V-BLAST 算法的趋近MIMO-ML 性能的特性
• 3.7 路径保留计算中实际后验概率门限的选取
• 3.8 软判决V-BLAST 算法的路径保留算法
• 3.9 路径保留计算中基于源信号星座图的弃尾式搜索
• 3.10 仿真结果
• 3.11 结论
• 第四章 一种降低复杂度 V-BLAST 检测算法
• 4.1 引言
• 4.2 V-BLAST 检测的预处理
• 4.3 降低复杂度V-BLAST 检测方法
• 4.4 信噪比/信干噪比门限的选取
• 4.5 仿真结果
• 4.6 结论
• 第五章 用于MIMO-OFDM 信号检测的简化V-BLAST 算法
• 5.1 引言
• 5.2 MIMO-OFDM 系统输入、输出信号间的数学关系
• 5.3 MIMO-OFDM 系统的V-BLAST 检测
• 5.4 MIMO-OFDM 系统的简化V-BLAST 算法
• 5.5 仿真结果
• 5.6 结论
• 第六章 用于克服MIMO信道时变性的去相关自举均衡器
• 6.1 引言
• 6.2 时变MIMO 系统的同信道干扰
• 6.3 用于MIMO 盲均衡的去相关均衡算法
• 6.4 用于时变MIMO 系统的自举均衡器
• 6.5 自举均衡算法中迭代步长的上限
• 6.6 仿真结果
• 6.7 结论
• 结束语
• 参考文献
• 博士期间发表论文
• 致谢