分層MIMO系統(tǒng)接收技術(shù)研究.pdf

1、MIMO技術(shù)最初由貝爾實(shí)驗(yàn)室提出，是一種改變通信產(chǎn)業(yè)面貌的突破性技術(shù)。分層MIMO系統(tǒng)以提高系統(tǒng)傳輸速率為主要目標(biāo)，綜合采用了先進(jìn)的糾錯(cuò)碼技術(shù)和信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，具有克服現(xiàn)有系統(tǒng)傳輸瓶頸的能力，是當(dāng)前MIMO技術(shù)最主要的一種應(yīng)用方式。本文以分層MIMO系統(tǒng)的接收處理技術(shù)為研究對(duì)象，對(duì)其所涉及的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，即無(wú)線衰落信道的仿真方法、外部信息轉(zhuǎn)移函數(shù)的計(jì)算方法、分層MIMO系統(tǒng)的低復(fù)雜度迭代接收方法以及LDPC碼的構(gòu)造方法進(jìn)行了研究。作者的主

2、要工作可以概括為：
　　 1.針對(duì)Jakes信道仿真器無(wú)法產(chǎn)生多個(gè)不相關(guān)衰落信道的缺點(diǎn)，提出了一種基于主徑/子徑劃分的諧波疊加衰落信道仿真方法。該方法將多徑稱為主徑，將主徑進(jìn)一步劃分為四條子徑，主徑參數(shù)隨機(jī)產(chǎn)生且互不相關(guān)，而同一條主徑內(nèi)部的四條子徑具有固定的參數(shù)配置。在這種參數(shù)配置下，該主徑/子徑劃分方法在諧波數(shù)目很少的情況下就可以產(chǎn)生滿足Clarke參考模型的不相關(guān)衰落信道。
　　 2.分析了EXIT函數(shù)的兩種計(jì)算方法

3、——直方圖法和直接求均值法的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，給出了直接求均值法的適用條件。同時(shí)，針對(duì)直方圖法在計(jì)算EXIT函數(shù)時(shí)，所得結(jié)果的精度受直方圖間隔寬度影響的問(wèn)題，采用基于數(shù)據(jù)的最優(yōu)直方圖改進(jìn)了原有的方法。這種最優(yōu)直方圖可以根據(jù)對(duì)數(shù)似然比數(shù)據(jù)自適應(yīng)地選擇最優(yōu)的間隔寬度，進(jìn)而獲得精確的EXIT函數(shù)。同時(shí)，這種方法使直方圖統(tǒng)計(jì)和EXIT函數(shù)的計(jì)算一體化完成，無(wú)需人為選擇參數(shù)，從而簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程。
　　 3.針對(duì)列表序列(LISS)算法計(jì)算

4、復(fù)雜度較高的問(wèn)題，提出了選擇性擴(kuò)展LISS算法。該方法在進(jìn)行檢測(cè)樹(shù)擴(kuò)展時(shí)，利用先驗(yàn)信息從星座圖中選擇部分可能性較大的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展。與原始的LISS算法相比，由于擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的大量減少，使計(jì)算復(fù)雜度大為降低。此外，由于充分利用了先驗(yàn)信息，使選中進(jìn)行樹(shù)形擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)具有很高的可信性，因此在性能損失不大的情況下可以明顯降低檢測(cè)方法的計(jì)算復(fù)雜度。
　　 4.以EXIT圖作為主要的分析工具，分析了分層MIMO迭代接收系統(tǒng)中的MIMO檢測(cè)器、糾錯(cuò)

5、碼譯碼器的外部信息轉(zhuǎn)移特性。根據(jù)EXIT圖的分析結(jié)果，對(duì)混合檢測(cè)方法以及Turbo碼的內(nèi)部迭代譯碼進(jìn)行了優(yōu)化。在整體誤碼率損失0.1-0.3dB的代價(jià)下，優(yōu)化后的方法使整個(gè)迭代接收系統(tǒng)的計(jì)算量減少了約1/3。
　　 5.提出了漸進(jìn)邊增長(zhǎng)算法的兩種基于平衡搜索樹(shù)的快速實(shí)現(xiàn)方法。與基于標(biāo)志位的實(shí)現(xiàn)方法相比，基于平衡搜索樹(shù)的方法在進(jìn)行Tanner圖樹(shù)形展開(kāi)過(guò)程中動(dòng)態(tài)跟蹤校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分層結(jié)構(gòu)的變化。這樣只需在建立到根節(jié)點(diǎn)的第一條連接邊時(shí)進(jìn)行