低复杂度高性能MIMO接收机设计与性能分析

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随着无线通信用户数量的急剧增加和移动多媒体业务的迅速发展,人们对通信系统的传输速率和性能提出了越来越高的要求,业界也因此展开了对未来移动通信技术的研究,其中,多输入多输出(MIMO)技术被认为是下一代移动通信系统的关键技术。MIMO技术可以在不额外增加发射功率和传输带宽的前提下使系统的容量得到倍增、性能得以极大提高,这些优点使其在频谱资源日趋紧张的今天倍受青睐。然而由于从不同发射天线发出的信号之间会引起相互干扰,在MIMO系统中实现低复杂度的信号检测面临着巨大的挑战。  MLD(最大似然检测)算法是MIMO系统中性能最佳的检测算法,但随着天线数目和调制阶数的增加,其解码的复杂度几乎不可实现。而MMSE-SIC(最小均方误差的串行干扰消除检测)作为MIMO系统中另一种检测算法,在相同的条件下,性能较差,但其复杂度却远远小于MLD。在本论文中,我们主要专注于MIMO系统信号检测算法的研究,提出了一种基于信道最大/最小特征值的自适应混合检测算法。在传统的混合检测算法中,MLD算法在相关信道上每次仅检测一个数据流,这样将可能使误码率性能大大的下降。在本文提出的混合检测算法中,由MLD和MMSE-SIC两种算法组成,由于能自适应的增加MLD算法检测数据流数,我们得出了三种子混合算法,通过信道矩阵特征值的特性,自适应的控制这三种子混合算法检测数据流时的百分比,以达到更高的检测效率。  仿真结果表明,基于信道最大/最小特征值的自适应混合检测算法无论在高性噪比和低性噪比时,其性能都优于传统的混合检测算法,而且能表现出和MLD算法几乎相同的误码性能,并且在复杂度上远远的低于MLD算法,基本上实现了高性能和低复杂度。
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