基于MIMO-OFDM系统的盲多用户检测算法研究

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随着移动通信技术的飞速发展,通信业迈入4G时代的脚步正在加快。多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)技术结合而成的MIMO-OFDM系统可以有效地对抗通信过程中的多径效应和频率选择性衰落,成倍的增加系统容量和频谱利用率,因而已成为通信领域研究的热点。在MMO-OFDM通信系统中,随着用户数量的增加,多用户之间产生的多址干扰(Multi-site Interference, MAI)现象越发突出。基于盲源分离(Blind Source Separation, BSS)的盲多用户检测技术可以有效的解决MAI问题。由于MMO-OFDM系统产生的信号是复数信号,所以采用BSS方法中的复数独立分量分析(Complex Independent Component Analysis, CICA)算法进行盲多用户检测,主要研究工作如下:首先,本文在介绍多用户检测的基本概念及其原理基础上,通过对MMO-OFDM系统模型的分析,将基于MMO-OFDM系统的盲多用户检测问题转化为N个子载波上的盲源分离问题。其次,将复数快速ICA (Complex FastICA, CFastICA)算法应用到MMO-OFDM系统的盲多用户检测中,在N个子载波上进行N次CFastICA算法分离,并利用相关函数对CFastICA算法引起的不确定性进行分析和修正。仿真结果表明:与复数自然梯度算法(Complex Natural Gradient, CNGA)相比CFastICA算法收敛速度快、误码率低、稳定性好。再次,本文采用复数联合对角化方法(Complex Joint Approximative Diagonalization of Eigenmatrix, CJADE)进行MMO-OFDM系统的盲多用户检测,与CFastICA算法的自适应信号处理方式不同,该方法为批处理方式处理信号。仿真研究结果表明:CJADE、 CFastICA两种算法的分离效果基本相同,误码率都比CNGA算法低一个数量级。CJADE算法比CFastICA算法运行速度快,但编程复杂度要高。最后,对本文的研究工作进行了总结,并对未来的研究工作进行了展望。
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