[通信/电子]多输入多输出论文：多输入多输出 信号检测 准最大似然算法

[通信/电子]多输入多输出论文：多输入多输出 信号检测 准最大似然算法 多输入多输出论文:多输入多输出 信号检测 准最大似然算法 【中文摘要】多输入多输出(MIMO)系统可以在不增加发射功率和带宽 的条件下有效地提高信道容量和频谱利用率,因而在下一代移动通信 和宽带无线接入系统中有广泛应用。其中垂直贝尔实验室分层空时 (VBLAST)结构通过空间复用可以获得很高的频谱利用率,但是在该结 构中发射端不采用分集技术,使得系统误码率增加,进而影响通信质 量。为了解决这一问题,接收端采用性能优越的检测算法至关重要。 本文研究了MIMO系统的关键技术——信号检测技术。论文涉及的具 体内容如下:1.介绍了移动通信中的无线信道特性和分集技术,以及 在平坦瑞利衰落环境下MIMO系统的基本模型和容量,并说明在丰富 散射的传播环境下,信道容量与发射接收天线数目中的较小值成正比 关系;2.研究分析了多种传统的接收端信号检测算法的原理、性能和 可实现性,如最大似然检测,线性检测及基于排序和干扰消除的非线 性检测算法和球形译码;3.针对上述传统算法性能和复杂度的不足之 处,提出了两种基于半定规划的准最大似然算法,即PSK算法和SDR算 法。这两种算法能在不同信道状况和信噪比水平下,均能达到较低的 计算复杂度和准最优的检测性能。 【英文摘要】Without increasing transmitted power or expanding the bandwidth, the channel capacity and spectral efficiency can be improved efficiently in multi-input multi-output (MIMO) system.Because of the advantages, the MIMO technique has been widely used in the next generation of mobile communications and broadband wireless access systems.Vertical Bell Labs layered space-time (VBLAST) architecture can attain very high spectral efficiency with the application of spatial multiplexing. However, on the other hand, no diversity at the transmitter increases the bit error rate(BER) of system and then influences the communication quality. In order to solve the problem, detection algorithms with superior performance at the receiver are the key factor. In this thesis, we focus on the key technology of VBLAST architecture-MIMO signal detection technology. The main contents in this thesis are:1) This thesis introduces the basic principles of wireless channel characteristics in mobile communication and diversity technology. Then theoretically analyzes the system model and capacity at the environment of flat Rayleigh-fading channel, proving that the channel capacity is directly proportional to the minor number of transmit antennas and receive antennas in rich-scattering propagation environment.2) For the signal detection at the receiver, the basic principles, performance and computational complexity of various traditional detection algorithms, e.g. maximum likelihood detection (ML), linear detection (LD), nonlinear algorithm including successive interference cancellation without or with ordering (SIC or VBLAST) and sphere decoding (SD) are described in detail.3) The thesis puts forward two kinds of quasi-maximum likelihood algorithms based on semi-definite programming, SDR algorithm and PSK algorithm, which reduces the complexity of SD, while preserving the near optimal performance under various channel condition and signal to noise ratio (SNR) levels. 【关键词】多输入多输出 信号检测 准最大似然算法 半正定规 划 【英文关键词】MIMO Signal detection Quasi-maximum Likelihood algorithm Semidefinite programming 【目录】半定规划在MIMO检测中的应用研究 摘要 2-3 Abstract 3 第一章 绪论 6-10 1.1 论文研 究背景 6-7 1.2 MIMO系统概述 7-8 1.3 论文主要内容 8-10 第二章 MIMO系统和空时编码 10-20 2.1 MIMO信 道容量 10-14 2.1.1 MIMO系统模型 10-11 2.1.2 MIMO 系统容量的推导 11-14 2.1.3 随机信道下的MIMO信道容量 14 2.2 空时编码技术 14-18 2.2.1 分层空时码 (Layered Space-Time Code,LST) 15 2.2.2 空时分组码 (Space-Time Block Code,STBC) 15-16 2.2.3 空时格码 (Space-time Trellis Code,STTC) 16-18 2.3 本章小结 18-20 第三章 VBLAST结构的基本模型和接收端信号检测技术 20-32 3.1 VBLAST结构的基本模型 20-21 3.2 接收端的信号检测技术 21-28 3.2.1 最大似然检测 (ML) 21-22 3.2.2 线性检测(LD) 22-25 3.2.3 基于串行干扰消除(SIC)的非线性检测算法 25-26 3.2.4 基于排序串行干扰消除的非线性检测算法VBLAST算法 26-28 3.3 仿真结果和性能分析 28-31 3.3.1 线性检测算法 (LD) 28-29 3.3.2 基于干扰消除的非线性检测算法(SIC和VBLAST) 29-31 3.4 本章小结 31-32 第四章 MIMO系统半定松弛检测技术 32-52 4.1 半定松弛检测器的基本原理 32-34 4.2 算法原理 34-36 4.3 算法实现 36-40 4.3.1 半定松弛算法检测器(SDR Detector) 36-38 4.3.2 低秩半定松弛检测器(PSK Detector) 38-40 4.4 SD(球形)检测算法 40-41 4.5 仿真以及性能分析 41-50 4.5.1 仿真设置 41-43 4.5.2 仿真结果以及分析 43-50 4.6 本章小结 50-52 第五章 结束语 52-54 5.1 本文的主要工作 52 5.2 进一步的工作 52-54 致谢 54-56 参考文献 56-58 【采买全文】 1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发. 【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供，无涉版权。作者如有异议请与总库或学校联系。