MIMO信道中分层空时信号检测技术研究

论文摘要

随着人们对无线通信系统高品质服务需求的增长,通信系统的研究者们提出了许多空时信号处理技术和算法来实现系统容量的增长。实践表明多入多出（MIMO,Multiple-Input-Multiple-Output）系统在无线通信中的应用具有极大的优势。它能够充分利用空间提供的分集增益,有效地提高了信道容量,在未来的固定网接入、无线局域网、移动通信等领域具有广泛的应用前景。MIMO技术是无线移动通信领域的新技术。该技术能在不增加带宽的情况下成倍迪提高通信系统的容量和频谱利用率,是新一代移动通信系统的关键技术。因此,有很多学者对MIMO系统进行了研究。V-BLAST（Vertical-BellLaboratories Layered Space-Time）系统作为MIMO系统一部分也同样成为科学工作者的研究热点。关于V-BLAST系统检测算法的分析已经有很多文献,但是对于基于矩阵分析的检测算法却没有比较全面的分析比较文献。作者在读研究生期间研究了这个领域,所以在此分析比较了这些算法,并提出了简化ZF（Zero-Forcing）检测算法的设想,同时进行了仿真分析。自适应技术是下一代通信技术的关键技术之一,必将与MIMO技术相结合,所以作者对这个领域进行了学习,在此做一个学习总结,并将研究得到的结果和大家分享。本文介绍了自适应的V-BLAST系统的原理和信道分析。以V-BLAST系统的干扰消除的排序为基础研究了自适应情况下干扰消除的排序。根据注水原理,研究了注水法的子信道信噪比最佳分布。本文做的工作希望对学习和研究通信领域的工作人员在研究MIMO-OFMD系统和自适应MIMO系统时有所帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 论文说明 缩略语表
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 无线通信系统中MIMO技术研究概况
• 1.2.1 空间分集——空时编码技术
• 1.2.2 空间复用——分层空时结构
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 MIMO系统概述
• 2.1 MIMO系统模型
• 2.2 MIMO信道分类方式
• 2.3 点对点MIMO系统的信道容量
• 2.3.1 静态MIMO信道的容量
• 2.3.2 衰落MIMO信道的容量
• 2.4 小结
• 第三章 分层空时信号检测技术
• 3.1 BLAST系统
• 3.2 V-BLAST系统结构
• 3.3 检测算法总结
• 3.3.1 QR分解检测算法
• 3.3.2 ZF检测原理
• 3.3.3 MMSE检测原理
• 3.3.4 最大似然（ML）准则
• 3.4 检测算法性能仿真的信道
• 3.5 小结
• 第四章 仿真结果分析
• 4.1 普通接收机和V-BLAST接收机的差异
• 4.2 不同调制方式对检测性能的影响
• 4.3 天线对数不同对检测性能的影响
• 4.4 收发天线的数目不同对于检测性能的影响
• 4.4.1 收天线数目固定,发天线数的改变对性能的影响
• 4.4.2 发天线固定,收天线数改变对性能的影响
• 4.4.3 收天线数是发天线数的二倍时对性能的影响
• 4.5 不同检测算法的性能差异
• 4.5.1 简化的ZF算法的性能分析
• 4.5.2 QR分解、ZF排序和MMSE算法的性能分析
• 4.5.3 MMSE算法排序和不排序的性能比较
• 4.5.4 几种MMSE检测算法性能对比
• 4.6 结论
• 第五章 自适应调制的V-BLAST系统的研究
• 5.1 比特分配算法介绍
• 5.2 比特分配算法分类
• 5.2.1 优化目标分类
• 5.2.2 实现方法分类
• 5.3 自适应调制的V-BLAST系统
• 5.3.1 链路自适应技术的基本原理
• 5.3.2 系统结构
• 5.3.3 自适应调制V-BLAST系统的子信道
• 5.3.4 自适应情况下干扰消除的排序
• 5.4 小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献:
• 附录A