Turbo-BLAST檢測與自適應(yīng)功率分配算法研究.pdf

1、MIMO技術(shù)可以提高無線通信系統(tǒng)的鏈路可靠性和數(shù)據(jù)傳輸速率,當(dāng)未知信道狀態(tài)信息時,發(fā)射端采用空時編碼、空分復(fù)用等技術(shù),充分利用MIMO無線信道的分集和復(fù)用增益可以提高系統(tǒng)的性能。當(dāng)已知全部或部分信道狀態(tài)信息時,在發(fā)射端采用自適應(yīng)天線選擇和功率分配等技術(shù)可以提高系統(tǒng)的信道容量或改善系統(tǒng)的誤比特率性能。在多用戶環(huán)境下,還可以通過自適應(yīng)資源分配技術(shù),進一步改善系統(tǒng)的性能。本論文研究內(nèi)容包括信道完全被估計和信道估計有誤差兩種情況下,Turbo-

2、BLAST迭代檢測技術(shù)、Turbo-BLAST系統(tǒng)的自適應(yīng)功率分配和天線選擇技術(shù)、基于CDMA技術(shù)的上行多用戶Turbo-BLAST系統(tǒng)的解相關(guān)以及迭代檢測算法,基于迫零準(zhǔn)則的下行多用戶Turbo-BLAST系統(tǒng)的自適應(yīng)資源分配技術(shù)。論文的主要內(nèi)容如下:
　　 1.在研究傳統(tǒng)Turbo-BLAST檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對信道估計有誤差情況,提出了一種考慮信道估計誤差的迭代檢測算法,把信道估計誤差和高斯自噪聲的影響作為等效噪聲,推導(dǎo)

3、出等效噪聲的方差,用信道估計矩陣進行基于軟干擾抵消的迭代檢測,可以在信道估計有誤差時帶來明顯性能增益,同時沒有過多的增加計算復(fù)雜度。
　　 2.提出以信道容量為優(yōu)化目標(biāo)的自適應(yīng)算法和對應(yīng)的迭代檢測算法。通過對MIMO信道進行奇異值分解,把MIMO信道分解為多個并行的子信道,發(fā)送端在總功率約束條件下,采用注水原理對各個并行的子信道進行功率分配,可以顯著提高Turbo-BLAST系統(tǒng)的信道容量性能,在接收端,對接收信號進行基于軟干擾

4、抵消的迭代檢測可以改善系統(tǒng)的誤比特率性能。此外,在接收天線保持不變的情況下,適當(dāng)增加發(fā)射天線數(shù)目,對其有選擇地發(fā)送可以進一步提高系統(tǒng)容量。
　　 3.提出以誤比特率為優(yōu)化目標(biāo)的自適應(yīng)算法和相應(yīng)的迭代檢測算法。首先針對信道完全被估計以及信道估計有誤差兩種情況,提出以誤比特率為優(yōu)化目標(biāo)的自適應(yīng)功率分配算法,發(fā)送端以誤比特率為目標(biāo)函數(shù),在總功率約束的條件下,運用拉格郎日極值法來獲得最佳的功率分配矩陣,在接收端對接收信號進行迭代檢測,所

5、提方案可適用于M-QAM和M-PSK等不同調(diào)制方式。通過發(fā)送端的自適應(yīng)功率分配,可以顯著改善系統(tǒng)的誤比特率性能,而通過接收端的迭代檢測,誤比特率性能可以得到進一步改善。然后在接收天線保持不變的情況下,采用基于后驗信干噪比的天線選擇算法進行發(fā)送天線選擇,可以進一步改善系統(tǒng)的誤比特率性能。
　　 4.構(gòu)造了一種基于CDMA技術(shù)的多用戶Turbo-BLAST系統(tǒng)模型,針對信道估計有誤差情況,提出了考慮信道估計誤差的解相關(guān)算法和相應(yīng)的迭

6、代檢測算法。所提方案聯(lián)合多用戶檢測和迭代檢測思想,通過多用戶檢測可以消除用戶間干擾,而通過迭代檢測可去除天線間干擾。所提方案在解相關(guān)后的算法復(fù)雜度僅和期望用戶的天線數(shù)目有關(guān),而與活動用戶數(shù)目沒有關(guān)系,在沒有明顯增加計算復(fù)雜度的基礎(chǔ)上,可以實現(xiàn)多用戶復(fù)用,并通過接收端的迭代檢測改善系統(tǒng)的誤比特率性能。而對每個用戶進行以誤比特率為優(yōu)化目標(biāo)的自適應(yīng)功率分配,則可以改善多用戶Turbo-BLAST系統(tǒng)的誤比特率性能。
　　 5.提出一種