应用于MIMO接收系统中的检测算法研究

论文摘要

近几年来,信息理论的研究结果表明:在存在丰富散射的无线信道中,收发两端均采用多天线,即多输入多输出（MIMO）系统可以获得比单发单收系统更高的容量。因此,MIMO技术引起了研究者的极大关注而且得到了很大的发展。本文首先介绍了:MIMO系统的基本概念,分析了MIMO信道的特点,给出了MIMO的信道容量。由于贝尔实验室垂直分层空时码（V-BLAST）可以充分的利用MIMO的系统容量,本文接下来介绍了V-BLAST的结构及检测算法,包括最大似然检测算法（Maximum Likelihood）、迫零检测算法（Zero Forcing）、最小均方误差检测算法（MMSE）、基于QR分解的检测算法、球译码算法（Sphere Decoding）。并且,分析了它们的性能和复杂度。对Turbo码以及迭代检测技术的基本原理做了详细阐述,并针对V-BLAST系统的优缺点介绍了将Turbo码与MIMO技术相结合的系统结构与相应的迭代检测算法,包括最大后验概率（MAP）迭代检测算法、序列列表迭代检测算法,并改进了列表检测算法的列表搜索方法,介绍了首序列优先的搜索方法,仿真结果说明首序列优先检测算法与基本算法相比,在复杂度增加很小的情况下取得了更好的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 研究背景
• 1.3 MIMO 系统的发展历史
• 1.4 MIMO 系统的研究现状
• 1.5 MIMO 系统的特点
• 1.6 MIMO 系统的性能度量
• 1.7 MIMO 系统的分集与复用
• 1.8 本文的主要研究工作及内容安排
• 第二章 MIMO 无线信道
• 2.1 引言
• 2.2 MIMO 系统模型
• 2.3 MIMO 系统容量
• 2.4 随机信道系数的MIMO 系统容量
• 2.4.1 MIMO 快瑞利衰落信道的容量
• 2.4.2 MIMO 慢瑞利衰落信道的容量
• 第三章 贝尔实验室垂直分层空时码
• 3.1 最大似然检测算法
• 3.2 迫零检测算法
• 3.3 最小均方误差检测算法
• 3.3.1 MMSE 线性检测算法
• 3.3.2 扩充矩阵的MMSE 算法
• 3.4 基于QR 分解的检测算法
• 3.4.1 QR 分解检测算法
• 3.4.2 排序QR 分解算法
• 3.5 球译码算法
• 3.5.1 Viterbo Boutros 球译码算法
• 3.5.2 Hassibi Vikalo 球译码算法
• 3.5.3 复球译码算法
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于序列列表的MIMO 迭代检测技术
• 4.1 Turbo 迭代检测技术
• 4.1.1 迭代思想来源——Turbo 码
• 4.1.2 Turbo 迭代检测的基本原理及系统传输模型
• 4.1.3 软输出迭代检测算法
• 4.2 基于序列列表的MIMO 迭代检测技术
• 4.2.1 MIMO 系统模型
• 4.2.2 MAP 迭代思想
• 4.2.3 列表序列检测算法
• 4.2.4 改进的列表堆栈算法
• 4.3 性能仿真
• 第五章 结束语
• 5.1 全文总结
• 5.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间研究成果