低复杂度高性能MIMO接收机设计与性能分析-通信与信息系统专业论文.docxVIP

摘 摘 要 I I 摘要 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。 关键词：多输入多输出；最大似然检测；最小均方误差的串行干扰消除检测；混合检测； 最大/最小特征值；高性能；低复杂度 II II AB ABSTRACT PAGE PAGE VI ABSTRACT With the increased number of wireless users and rapidly growth of mobile multimedia services, higher transmission rates and better performance are highly demanded in wireless communications. Researches on techniques for future mobile communication systems have been carried out, in which Multiple Input Multiple Output (MIMO) is regarded as the key techniques for next generation communication systems. MIMO technique can greatly improve the system capacity and performance without increasing power and bandwidth, which is high in favor due to the limitation of spectrum resources today. However, the transmitted data streams from different transmit antennas are interfering with each other, it is a great challenge to achieve low-complexity signal detection in MIMO system. MLD (Maximum Likelihood Detection) is a detection algorithm of the MIMO system of the best performance, but with the increase of the number of antennas and modulation order, the decoding complexity is almost impossible to achieve. MMSE-SIC (Minimum Mean Square Error with Successive Interference cancellation detection) as another detection algorithm for MIMO system, its performanc