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MIMO系统中的检测技术研究
作 者: 贾龙真
导 师: 李兆训
学 校: 解放军信息工程大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 莱斯信道 空时编码 信号检测 迭代检测
分类号: TN919.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
多入多出(MIMO)系统通过在收发端采用多天线技术能够提供很高的系统频谱效率,可以满足未来无线通信系统的高速率需求,已经受到越来越多的关注。在MIMO系统中,信号的检测技术是接收端的一项关键技术。为了提高莱斯信道下MIMO检测的性能,本文将MIMO检测与空时编码以及信道译码结合起来,对MIMO检测算法进行了合理优化。本文主要内容有以下几个方面:首先,介绍了无线信道的传播特性,包括大尺度衰落和小尺度衰落;比较了几种常用空时编码技术的优缺点;仿真分析了莱斯信道下的MIMO系统容量。其次,分类总结了现有的MIMO检测算法,简单介绍了几种经典算法的基本原理,并分析了它们的优缺点,着重在莱斯信道下对算法的性能进行了仿真。仿真结果表明,次优检测算法的性能逼近了最大似然(ML)检测算法,且复杂度较ML算法大大降低,是一种适合在实际系统中采用的算法。第三,介绍了一种基于组合空时编码的MIMO传输分集系统(M-STTD系统);针对M-STTD系统,给出了一种逐天线单元干扰抵消的近最优检测算法。该算法首先在每个天线单元建立部分候选集合,然后迭代地寻找最优的集合,直到满足初始的终止条件。仿真结果表明,该算法能在有效减小传统次优算法复杂度的同时获得近最优的检测性能。最后,为了提高信道条件恶化时的MIMO系统检测性能,引入了联合检测和信道译码的迭代树搜索检测算法。针对传统迭代树搜索检测算法存在的参数选择相互制约的缺陷,给出了一种基于级联检测等效模型的迭代树搜索检测算法。给出的算法将参数选择过程等效为三级级联模型,且各级参数选择相互独立。仿真结果表明,改进的迭代检测算法能够更灵活地实现性能和复杂度的折中设计,可以在相同或相近复杂度的条件下获得更好的性能。
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全文目录
表目录 7-8 图目录 8-9 摘要 9-10 ABSTRACT 10-12 第一章 绪论 12-17 1.1 研究的背景和意义 12-13 1.2 国内外研究现状 13-14 1.3 论文的研究内容与主要工作 14-15 1.4 论文的结构安排 15-17 第二章 MIMO 空时系统模型 17-25 2.1 系统模型 17-18 2.2 MIMO 无线信道的传播特性 18-21 2.2.1 大尺度衰落 18-19 2.2.2 阴影衰落 19 2.2.3 多径衰落 19-20 2.2.4 信道时变性以及多普勒频移 20-21 2.3 MIMO 空时编码技术 21-23 2.3.1 空时编码技术概述 21-22 2.3.2 几种常用空时编码方法分析 22-23 2.4 莱斯信道下的MIMO 系统容量分析 23-24 2.5 本章小结 24-25 第三章 莱斯信道下MIMO 检测算法分析 25-39 3.1 引言 25-27 3.2 线性检测算法 27 3.2.1 ZF 检测算法 27 3.2.2 MMSE 检测算法 27 3.3 非线性检测算法 27-34 3.3.1 判决反馈类检测算法 27-30 3.3.2 最大似然类检测算法 30-32 3.3.3 迭代译码类检测算法 32-34 3.3.4 几类非线性检测算法比较 34 3.4 各类算法性能仿真 34-38 3.4.1 线性检测算法性能仿真 34-35 3.4.2 干扰抵消算法性能仿真 35-36 3.4.3 无编码系统非线性检测算法性能仿真 36-37 3.4.4 编码系统迭代译码算法性能仿真 37-38 3.5 本章小结 38-39 第四章 M-STTD 系统下的MIMO 检测算法研究 39-49 4.1 引言 39 4.2 基于组合空时编码的MIMO 传输分集系统 39-42 4.2.1 Alamouti 空时编码结构及性能分析 39-41 4.2.2 M-STTD 系统 41-42 4.3 基于树搜索的近ML 检测算法 42-44 4.3.1 算法描述 42-43 4.3.2 性能分析 43-44 4.4 一种基于M-STTD 系统的改进的树搜索检测算法 44-48 4.4.1 算法基本思想 44-45 4.4.2 算法描述 45-47 4.4.3 性能仿真 47-48 4.5 本章小结 48-49 第五章 联合信道译码的MIMO 检测算法研究 49-63 5.1 引言 49 5.2 两种信道编译码方法 49-55 5.2.1 咬尾卷积码及其译码算法 49-51 5.2.2 Turbo 码及其译码算法 51-55 5.3 迭代树搜索检测算法 55-59 5.3.1 算法基本思想 55-58 5.3.2 传统迭代树搜索检测算法的缺陷 58-59 5.4 一种基于级联检测等效模型的迭代树搜索检测算法 59-62 5.4.1 算法基本思想 59 5.4.2 算法描述 59-60 5.4.3 性能仿真 60-62 5.5 本章小结 62-63 结束语 63-64 参考文献 64-68 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作 68-69 致谢 69
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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