無線MIMO系統(tǒng)中迭代檢測與信道估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、無線多輸入多輸出(Multipie-Input Multiple-Output)技術(shù)可以顯著提高系統(tǒng)容量，是下一代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵傳輸技術(shù)。Turbo迭代接收機(jī)是逼近MIMO系統(tǒng)容量的有效途徑，而迭代接收機(jī)對信道估計(jì)精度提出了很高的要求。因此，本文重點(diǎn)研究了無線MIMO系統(tǒng)的迭代檢測與信道估計(jì)技術(shù)。 首先研究基于線性檢測的迭代軟干擾抵消檢測算法。證明了基于概率數(shù)據(jù)融合的檢測算法和基于線性最小均方誤差的迭代軟干擾抵消算法是等價(jià)的

2、，并提出了塊迭代的軟干擾抵消算法和基于瞬時(shí)信噪比排序的軟干擾抵消算法。仿真結(jié)果表明，在低階調(diào)制下，迭代軟干擾抵消算法可以有效地逼近最優(yōu)檢測。 提出基于循環(huán)前綴的MIMO分塊傳輸系統(tǒng)的空頻Turbo迭代接收機(jī)。接收機(jī)算法利用循環(huán)前綴分塊傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)，對線性最小均方誤差軟輸入軟輸出檢測進(jìn)行適當(dāng)簡化，可以在離散傅立葉變換域中實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜度大大降低。由于我們從一般的分塊傳輸去推導(dǎo)這類系統(tǒng)的迭代接收機(jī)，因此該算法適用于各種基于預(yù)編碼的塊傳

3、輸系統(tǒng)。研究結(jié)果表明，空頻Turbo接收機(jī)可以大大提高多輸入多輸出分塊傳輸系統(tǒng)的性能，并且可以逼近信道容量。 提出一種基于多項(xiàng)式展開的軟輸入軟輸出檢測算法。該算法首先采用多項(xiàng)式展開對迫零檢測進(jìn)行逼近，然后利用反饋信號的先驗(yàn)信息進(jìn)行軟干擾抵消。對檢測輸出做高斯假設(shè)，可以得到發(fā)送信號的后驗(yàn)概率。由于該檢測器僅存在矩陣向量相乘運(yùn)算，復(fù)雜度大大降低。我們將該算法應(yīng)用于無編碼系統(tǒng)的迭代檢測和編碼系統(tǒng)的Turbo迭代接收機(jī)，并對其在尾隨零分

4、塊傳輸系統(tǒng)和分層多碼道碼分多址系統(tǒng)中的性能進(jìn)行評估。仿真結(jié)果表明，通常情況下僅需要1—3次展開，經(jīng)過迭代檢測，系統(tǒng)的誤碼率性能可以逼近基于線性最小均方誤差的迭代接收機(jī)。因此，該算法較好地獲得了復(fù)雜度和性能的折中。 論文還研究了頻率選擇性衰落信道下MIMO系統(tǒng)的信道參數(shù)估計(jì)算法。我們先對最優(yōu)導(dǎo)頻設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)同一個(gè)恒模零相關(guān)序列經(jīng)過適當(dāng)?shù)囊莆唬梢缘玫組IMO單載波塊傳輸系統(tǒng)的時(shí)域最優(yōu)導(dǎo)頻租MIMO正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的頻域最優(yōu)導(dǎo)

5、頻。接著本文研究了稀疏信道下MIMO正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)算法。提出了一種迭代的算法，它利用有限沖擊響應(yīng)信道的抽頭之間的相關(guān)性從噪聲中提取出信道信息并同時(shí)估計(jì)出多徑時(shí)延。理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果表明，信道越稀疏，所提算法的性能越好。 最后，論文提出一種非理想信道下聯(lián)合信道估計(jì)與符號檢測的迭代接收機(jī)。針對存在多載波窄帶干擾的MIMO正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，提出了基于馬爾可夫鏈蒙特卡羅方法的迭代接收機(jī)。該方法不僅可以精確地估計(jì)出信道沖擊響應(yīng)