廣義擴展mimo-ofdm系統(tǒng)中檢測算法研究及優(yōu)化

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1、北京郵電大學博士論文摘要在被稱作B3G或4G的下一代移動通信系統(tǒng)中,MIMO一0FDM技術被普遍接受為物理層的框架。MIMO系統(tǒng)的信道容量在高信噪比下近似與接收或者發(fā)送天線數的最小值呈正比,可以實現移動通信的高速傳輸:0FI)M技術可以對抗寬帶信道的頻率選擇性衰落,是B3G系統(tǒng)的關鍵技術。但普通的MlMO.OH)M系統(tǒng)僅僅只能獲得復用增益,因此需要對MIMO.0FDM系統(tǒng)進行廣義擴展,以能夠同時獲得編碼、復用及分集增益。更重要的是,為發(fā)揮廣義擴展MIMO.0FDM系統(tǒng)的潛力,需要設計各種有效可靠的檢測算法應用于各類通信環(huán)境。本文主要工作是圍繞廣義擴展MIMO.0FDM的檢測算法展開的,具

2、體如下:1.系統(tǒng)提出MIMO.OFDM系統(tǒng)的廣義擴展方法,并提出廣義擴展MIMO.oFDM系統(tǒng)的多級并行干擾刪除算法和簡化的串行迭代干擾刪除算法。針對時間、頻率選擇性衰落信道進行了較深入的分析,得到了適用于不同無線環(huán)境的廣義擴展MIMO.OFDM系統(tǒng)架構;結合vBL峪T和STBC/SFBC的思想,推導了廣義擴展MIMO.OFDM系統(tǒng)的線性和非線性算法。對普通串行干擾刪除算法和串行迭代干擾刪除算法的缺點進行了研究分析,提出了多級并行干擾刪除算法和簡化的串行迭代干擾刪除算法:多級并行于擾刪除算法采用并行思想避開反復的排序和矩陣求逆操作,簡化的串行迭代干擾刪除算法在理論和仿真分析的基礎上,摒棄

3、掉對性能影響很小的迭代步驟,均能實現在保證誤碼率性能不受影響的同時,復雜度的大幅降低。仿真結果和量化的計算復雜度分析驗證了以上結論。2.提出基于預處理的半定松弛簡化算法和基于輔助變量引入的概率數據輔助簡化算法和相應的Thrb0迭代檢測算法。分析研究了半定松弛、概率數據輔助等準最大似然檢測思想,并將其應用到廣義擴展MIMO.OFDM系統(tǒng);提出了基于預處理的半定松弛簡化算法和基于輔助變量引入的概率數據輔助簡化算法,以上算法都能得到近似準最大似然檢測的性能,且相比普通算法復雜度得到了有效地降低;引入MCMC思想推廣了概率數據輔助算法,使算法能適用于更多的通信環(huán)境。分析了Turbo迭代技術的特點

4、及研究現狀,針對廣義擴展MIMO.OFI)M系統(tǒng)迭代檢測的關鍵技術問題進行了深入研究,提出了北京郵電大學博士論文摘要基于簡化半定松弛算法以及簡化概率數據輔助算法的Turbo迭代檢測算法,該算法能獲得很好的誤碼率性能。仿真結果和量化的計算復雜度分析驗證了以上結論。3.提出結合簡化半定松弛檢測和非線性檢測的組合檢測算法,并經分析得到性能較優(yōu)、復雜度較低的最佳組合優(yōu)化檢測算法.對廣義擴展MIMO—OFDM系統(tǒng)的非線性及準最大似然檢測算法流程進行了研究,提出了相應的組合優(yōu)化檢測算法;同時,針對各類算法的特點,研究了不同的優(yōu)化組合方案,推導出了性能較優(yōu)、復雜度較低的最佳組合優(yōu)化檢測算法。仿真結果和

5、量化的計算復雜度分析驗證了以上結論。4.給出了廣義擴展MIMO.OFDM系統(tǒng)的信道估計算法和插值算法。針對廣義擴展MIM0.OFDM系統(tǒng),對信道估計方法和流程進行了研究,推導出了相應的信道估計算法和插值算法。關鍵詞:MIM0.OFDM系統(tǒng)廣義擴展多級并行干擾刪除算法預處理半定松弛概率數據輔助算法組合優(yōu)化迭代檢測Ⅱ北京郵電大學博士論文^bstractAbstractGenemlly,thenext星renerationmobilecomI肌nicationsystcmsarecalledB3Gor4GsystemsofwhichMIMO.OFDMisacceptedasthebasic協m

6、ework.nechannclcapac時ofMultipleInputMultipleOutput(MIMO)systcmsincrca∞sappmximatelylineaflywiththeminimumofthenumbersofthe打ansmitand艙ceivcantcnn勰athigllSNR.Oftho璺DnalFrequencyDivisionMultiplexing(oFI)M)is柚e蚯dent獅dsimpletcchniquetoovcr∞methe雒bctof6.equencyselectivi何causedbymultipaths.Butordinar),M

7、IMO—OFDMcanoIlly0btainIhespacemultiplexinggains,soweshouldapplySTB(’/SFBCcodetothesysteminordeftoobtainalltheenoode,multiplexinganddiVersitygains.Moreimponan“y;weshoulddesi{rnef£icientanddependablereceivedetectionalgor

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