多天线系统检测算法研究

论文摘要

理论研究表明:瑞利衰落信道富散射环境下,多天线系统（MIMO）可显著提高通信系统的传输容量。贝尔实验室垂直分层空时码就是这样一个多天线系统。本文以该系统为研究对象,研究其各种检测方法,重点着眼于衰落信道相关性及信道估计误差对其最大似然接收机差错性能的影响。论文主要工作和成果可概括如下:首先,基于MIMO系统模型,从信息论角度分析MIMO信道容量。研究垂直分层空时码最大后验概率、最大似然、线性迫零、最小均方误差、连续干扰消除、QR分解、迭代QR分解和球译码检测算法,通过仿真实验对各算法性能进行详细比较和分析。其次,以垂直分层空时码最大似然接收机平方欧氏距离的统计特性为研究出发点,在理想信道和非理想信道估计两种情况下,推导出非相关及相关瑞利衰落信道成对差错概率的精确及高信噪比近似计算公式;并以近似计算公式为基础,定量分析相关性和信道估计误差对最大似然接收机分集增益及信噪比损失的影响。最后,介绍正交频分复用（OFDM）基本原理和MIMO-OFDM系统结构,研究TU信道模型下OFDM系统导频信道估计方法,推导给出MIMO-OFDM系统在任意空间相关信道下成对差错概率公式和系统可获得的最大分集增益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 未来移动通信关键技术
• 1.2.1 多输入多输出系统（MIMO）
• 1.2.2 正交频分复用（OFDM）
• 1.2.3 MIMO 和OFDM 结合
• 1.3 论文主要研究工作及内容安排
• 第二章 MIMO 系统基本理论
• 2.1 MIMO 无线信道
• 2.1.1 非频率选择性信道模型
• 2.1.2 相关信道
• 2.1.3 频率选择性信道模型
• 2.2 MIMO 系统容量分析
• 2.2.1 平均功率分配MIMO 信道容量
• 2.2.2 最佳分配发射功率MIMO 信道容量
• 2.2.3 两种方案的对比分析
• 2.3 空时编码技术
• 2.3.1 空时分组编码
• 2.3.2 空时格形码
• 2.3.3 分层空时编码
• 2.4 本章小结
• 第三章 V-BLAST 系统检测算法
• 3.1 最大似然检测算法
• 3.2 线性迫零检测算法
• 3.3 最小均方误差检测算法
• 3.4 连续干扰消除算法
• 3.5 QR 分解检测算法
• 3.5.1 基本QR 分解检测算法
• 3.5.2 迭代QR 分解检测算法
• 3.6 球译码算法
• 3.6.1 实球译码算法
• 3.6.2 复球译码算法
• 3.7 本章小结
• 第四章 V-BLAST 最大似然接收机性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 MIMO 系统模型
• 4.2.1 MIMO 信道模型
• 4.2.2 MIMO 信道估计模型
• 4.3 最大似然接收机差错性能分析指标
• 4.3.1 成对错误概率和比特差错概率的联合界
• 4.3.2 最大似然接收机分集增益及信噪比损失定义
• 4.4 非相关瑞利衰落信道最大似然接收机差错性能分析
• 4.4.1 理想信道估计
• 4.4.2 非理想信道估计
• 4.5 相关瑞利衰落信道最大似然接收机差错性能分析
• 4.5.1 理想信道估计、发射相关瑞利衰落信道
• 4.5.2 理想信道估计、接收相关瑞利衰落信道
• 4.5.3 理想信道估计、联合相关瑞利衰落信道
• 4.5.4 非理想信道估计、相关瑞利衰落信道
• 4.6 本章小结
• 第五章 宽带信道中的多天线MIMO 系统
• 5.1 OFDM 系统基本原理
• 5.2 OFDM 系统信道估计
• 5.2.1 OFDM 系统信道估计模型
• 5.2.2 COST 207 信道模型
• 5.2.3 基于导频OFDM 系统信道估计
• 5.2.4 仿真结果及其分析
• 5.3 MIMO-OFDM 系统
• 5.3.1 任意空间相关SFBC-OFDM 系统性能界分析
• 5.3.2 任意空间相关SFBC-OFDM 系统可获得最大分集增益分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间所发表的论文