V-BLAST中硬判反馈迭代和检测研究

论文摘要

多输入多输出（MIMO）技术是无线移动通信领域的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下成倍地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采用的关键技术。本文首先分析了MIMO系统的基本概念和信道模型,推导了准静态瑞利衰落信道下的MIMO系统容量,研究了目前几种主要的空时码――空时分组码（STBC）、空时网格码（STTC）和差分空时分组码（D-STBC）的基本结构、编解码结构以及在未来移动通信系统中的应用。贝尔实验室垂直分层空时结构（V-BLAST）在室内的实验环境中达到了20bps/Hz以上的频谱利用率,这一频谱利用率在普通的系统中很难实现,因此V-BLAST及其在实际系统中的应用得到了研究人员极大关注。本文详细分析了V-BLAST的原理,讨论了发射机结构;研究了极大似然（ML）、迫零（ZF）算法和最小均方误差（MMSE）检测算法;讨论了干扰抑制和干扰消除算法,重点介绍了基于QR分解和MMSE的干扰抑制和干扰消除;提出了一种基于Golden经典算法改进的V-BLAST检测算法,提高了系统的性能。本文工作的重点是研究水平和垂直编码在硬判决反馈迭代接收时的性能。探讨了V-BLAST硬判迭代接收机的结构,通过系统仿真比较水平编码和垂直编码的性能,得出了结论:并不能简单地说水平编码优于垂直编码,它们的性能优劣取决于接收机结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1. 研究背景
• 1.2. 多天线技术
• 1.2.1. 智能天线技术
• 1.2.2. 分集接收技术
• 1.2.3. 空间复用技术
• 1.3. V-BLAST 技术研究概括
• 1.4. 论文研究内容
• 第二章 MIMO 信道建模和信道容量
• 2.1. 无线衰落信道
• 2.1.1. 无线信道模型
• 2.1.2. 四种常用的信道模型
• 2.2. MIMO 信道模型
• 2.3. MIMO 系统容量
• 2.3.1. 准静态瑞利衰落信道下的 MIMO 系统容量
• 2.3.2. MIMO 信道容量的表示方法
• 2.3.3. 相关性对MIMO 系统容量的影响
• 2.4. 小结
• 第三章 空时编码
• 3.1 空时分组码
• 3.1.1. 空时分组码编码
• 3.1.2. 空时分组码的译码
• 3.2. 空时网格码
• 3.2.1. 空时网格码编码
• 3.2.2. 空时网格码的译码
• 3.3. 差分空时分组码
• 3.3.1. 差分空时分组码编码
• 3.3.2. 差分空时分组码译码
• 3.4. 性能仿真和结果讨论
• 3.5. 小结
• 第四章 V-BLAST 系统结构及其检测算法研究
• 4.1. V-BLAST 系统简介
• 4.2. LST 发射机
• 4.2.1. 垂直分层结构
• 4.2.2. 水平分层结构
• 4.2.3. 对角分层空时结构
• 4.2.4. 螺旋分层空时结构
• 4.3. 分集合并技术
• 4.3.1. 选择合并（SC）
• 4.3.2. 最大比合并（MRC）
• 4.3.3. 等增益合并（EGC）
• 4.4. V-BLAST 检测算法研究
• 4.4.1. 极大似然算法（ML）
• 4.4.2. 迫零（ZF）算法和最小均方误差（MMSE）算法
• 4.4.3. 干扰抑制和干扰消除算法
• 4.4.4. 一种改进的V-BLAST 检测算法
• 4.4.5. 基于自适应调制的 V-BLAST 检测算法
• 4.5. 仿真与讨论
• 4.6. 小结
• 第五章 水平和垂直编码硬判决反馈迭代研究
• 5.1. 引言
• 5.2. 水平编码和垂直编码系统模型
• 5.2.1. 卷积码的基本知识
• 5.2.2. 水平编码和垂直编码结构
• 5.2.3. 系统模型
• 5.3. 硬判迭代接收机方案
• 5.3.1. PIC 迭代接收机
• 5.3.2. BIC 结合 PIC
• 5.4. 仿真与讨论
• 5.4.1. BIC 与 OSIC 性能比较
• 5.4.2. 水平编码和垂直编码性能比较
• 5.4.3. 天线数目对接收机性能的影响
• 5.4.4. 错误扩散对性能的影响
• 5.5. 小结
• 第六章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文