MIMO系统信号检测算法的研究

论文摘要

多输入多输出（MIMO: Multiple Input Multiple Output）无线传输技术是现代数字通信领域一项重大的技术突破。由多根发射和接收天线构成的无线MIMO系统可以在不增加发射功率和带宽的前提下提高系统的传输速率。MIMO系统在带来巨大容量的同时也加大了接收端信号检测的难度,因此在无线MIMO通信系统中,接收端的信号检测问题是一个非常关键的问题。本文对无线MIMO系统中的信号检测问题展开了较为深入地研究。首先,本文讨论了无线MIMO系统中常用的几种启发式检测算法,包括最大似然算法、线性等效算法、串行干扰消除算法、带排序的串行干扰消除算法、QR分解算法,并对它们的误码性能进行了仿真分析。其次,重点研究了基于QR分解的球检测算法,球检测算法是在最大似然准则基础上产生的,它在具有合理计算量的同时能够达到最大似然检测的性能。本文介绍了基于F-P（Fincke-Pohst）搜索规则和S-E （Schnorr-Euchner）搜索规则的球检测算法,然后讨论了两种球检测算法的预处理排序规则,并在误码性能和计算量两方面与球检测算法进行了仿真比较。最后,进一步研究了球检测算法的预处理排序规则,提出了一种基于Householder变换QR分解的预处理排序规则,并对此规则下的球检测算法在性能和计算量两方面进行了仿真。新的预处理排序规则结合了球检测算法优越的误码性能和启发式算法计算量小的特点,能在不牺牲球检测算法误码性能的情况下,使系统检测的计算量得到显著下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无线MIMO 技术简介
• 1.3 MIMO 系统信号检测算法的研究现状
• 1.4 本文研究的内容
• 第二章 无线MIMO 系统
• 2.1 无线信道及其特征
• 2.1.1 大尺度衰落
• 2.1.2 小尺度衰落
• 2.2 无线MIMO 系统的模型
• 2.3 无线MIMO 系统的信道容量
• 2.4 信道状态对MIMO 系统容量的影响
• 第三章 MIMO 系统的信号检测算法
• 3.1 最大似然检测算法
• 3.2 线性检测算法
• 3.2.1 ZF 检测算法
• 3.2.2 MMSE 检测算法
• 3.3 非线性检测算法
• 3.3.1 串行干扰消除（SIC）检测算法
• 3.3.2 排序串行干扰消除（OSIC）检测算法
• 3.3.3 QR 检测算法
• 3.4 仿真与分析
• 第四章 球检测算法
• 4.1 基本思想
• 4.2 格点搜索规则
• 4.2.1 基于F-P 搜索规则
• 4.2.2 基于S-E 搜索规则
• 4.3 基于球检测算法的预处理排序规则研究
• 4.3.1 基于ZF-OSIC 预处理排序
• 4.3.2 基于MMSE-OSIC 预处理排序
• 4.3.3 仿真与分析
• 第五章 基于球检测算法的改进算法研究
• 5.1 基本思想
• 5.2 基于HOUSEHOLDER 变换QR 分解的预处理排序
• 5.2.1 基于ZF-SQRD 预处理排序
• 5.2.2 基于MMSE-SQRD 预处理排序
• 5.3 仿真与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文