LDPC结合垂直分层空时码的迭代检测算法的研究

文中提出了基于球形检测的Fincke-Pohst-MAP(FP-MAP)的联合迭代检测算法,介绍了LDPC码结合垂直分层空时码(V-BLAST)在协作MIMO系统中的应用。理论分析和推导了联合迭代的具体过程,通过仿真结果的研究表明,FP-MAP球形检测算法与迫零排序加干扰抵消(ZF-OSIC)算法和基于递推最小二乘法的判决反馈均衡(RLS-DFE)算法相比,误码率的性能分别提高了1 dB和0.3 dB左右,而且FP-MAP算法的性能最接近于ML检测。最后还将LDPC码、卷积码和Turbo码与V-BLAST级联的协作MIMO系统进行了比较分析,仿真结果可知LDPC级联系统在较高信噪比区域时的性能更优越。     

一种降低垂直分层空时码球解码复杂度的自适应调制

针对垂直分层空时码球解码算法复杂度高的问题，提出了一种新的基于部分信息反馈的自适应调制算法．该算法首先根据每个发送天线总功率增益，选择该天线所用星座图大小，保持每次传输的总码率恒定，然后调整码元解码顺序，减少球解码总的搜索结点数，对于不同调制方式的复信号点球解码算法，给出了不同的结点搜索方法．由于球解码查找树根结点的减少，避免了低自由度信道系数引起的额外搜索，因此降低了迭代搜索次数．仿真结果表明，对于3天线垂直分层码，3bit反馈信息使球解码的迭代次数降低了50％，而且提高了系统性能．     

基于V-BLAST的多载波直接序列扩频CDMA系统上行链路性能分析

提出了一种应用多输入多输出（MIMO）的垂直分层空时（V-BLAST）检测算法的多载波直接序列扩频CDMA（MC-DS-CDMA）的系统结构,对系统上行链路的误码率性能进行了理论分析,推导出了接收天线数大于发射天线数条件下系统误码率的理论表达式,并通过计算机仿真进行了验证,数值结果表明,收发天线数对系统性能具有较大的影响,相对于传统MC-DS-CDMA系统,减少发射天线数或增加接收天线数均可使基于V—BLAST算法的MC-DS-CDMA系统的性能和容量有不同程度的改善．     

基于旋转不变子空间的垂直分层空时码

提出一种基于旋转不变子空间的垂直分层空时码及其直接信号检测算法。通过构造范得蒙分层空时码，可将阵列信号处理的思想应用到空时码中，利用空时相关阵的特征结构，从空时信号的旋转不变子空间中解得发射序列，实现了无需信道信息和导频的信号检测，有效地节约了估计信道时占用的频带资源。仿真结果表明，该算法在不知信道信息的情况下十分接近使用准确信道信息的相干检测器。     

空时码在MIMO系统下的性能比较

多输入多输出（MIMO）无线信道具有分集增益和空间增益,因此MIMO系统比单输入单输出（SISO）系统有更高的频谱利用率．本文分析了V—BLAST的几种经典的检测算法,并进行了仿真;仿真结果和理论分析表明：不同的天线组合和检测算法对MIMO系统的性能都有很大的影响,因此要从更全面的观点来分析空时码．     

一种新的V-BLAST系统分段检测算法

因为垂直分层空时传输(V-BLAST)系统在平坦衰落信道中的传统检测方法判决反馈均衡(DFE)方法有错误扩散的问题,使得系统的总体性能取决于最初检测的分层信号的误符号率性能,针对这一问题提出了分段检测的概念,用性能最好的最大似然(ML)算法来联合检测最初的几个分层信号,以此来提高整个检测算法的性能,对于后续的几个分层信号,仍采用较为简单的DFE的方法．同时还提出了基于最小均方误差(MMSE)准则的新的分段检测方法．新分段检测方法和传统的DFE方法相比,在增加较小的复杂度的情况下,明显地改善了检测性能,仿真结果也验证了这一点．     

基于卷积码、LDPC码、Turbo码的BICM—ID性能的研究

比特交织编码调制迭代译码（BICM—ID）是一种编码、调制和迭代译码相结合的技术,主要应用于无线通信中的信道编译码．BICM—ID在结构设计上加入了比特交织器和软输入软输出（SISO）译码器,结合迭代译码,最终实现次优译码．不同的编码方法在BICM—ID系统中也有着很大的性能差异,针对几种常见纠错编码方法——卷积码、Turbo码、LDPC码,在BICM—ID系统下的误码率性能进行比较．仿真得到系统在AWGN信道和Rayleigh衰落信道下的误码率曲线,表明不同纠错编码的BICM-ID系统性能与理论分析相一致．     

V-BLAST系统检测算法

目的 为了降低垂直分层空时码(V-BLAsT)系统的复杂度,提高系统性能.方法 介绍了V-BLAST的干扰抵消、并行解码、QR分解算法,提出了两种改进的检测算法,利用MATLAB对它们在复杂度和性能方面进行仿真与分析.结果 仿真显示干扰同时抵消算法在信噪比为10dB时误码率为10～2,性能最优,在译码时对初始估值进行排序,增加了译码复杂度;并行解码算法和QR算法的复杂度较小,但误码性能降低.结论 要求性能高的选用干扰抵消算法,要求复杂度低的选用并行解码或QR算法,性能和复杂度兼顾则选用循环迭代QR算法.     

基于外信息符号差的 LT码串行译码算法

在无线通信系统中,LT码采用置信传播（ BP ）译码算法进行译码,缺少有效的迭代控制机制。针对这一问题,首先将串行置信传播（ SBP ）算法应用于LT码的译码,极大地提高了译码收敛速度。其次,通过对LT码在加性高斯白噪声（ AWGN）信道下的外信息转移（ EXIT）曲线的分析,提出了一种基于外信息符号差的串行置信传播（ ESD-SBP ）译码算法,即根据一次完整迭代前后符号节点译码器（ SND）的外信息符号变化情况来快速判断译码收敛情况、控制迭代停止。最后对固定迭代次数、互熵算法（CE）、循环冗余校验（CRC）以及外信息符号差算法（ESD）进行了性能对比。仿真结果表明,在不降低串行译码（ SBP ）算法性能的前提下,可以有效减小迭代次数。     

一种新的排序最小均方误差串行干扰消除检测算法

针对分组空时块码（G-STBC）多发多收（MIMO）系统中的信号检测问题，提出了一种新的排序最小均方误差（MMSE）串行干扰消除（SIC）检测算法，新算法基于“G-STBC等效信道模型”，并采用一个新的低复杂度的排序标准——“等效检测后信干噪比（POST-SINR）”，可用于存在较多组的G-STBC系统中，通过仿真比较，验证了该算法有效挖掘G-STBC系统提供分集增益的能力，反映了算法采用IC和排序引入的性能优势，并证实了“等效POST-SINR”的有效性。     

一种高效的V-BLAST最大似然检测算法

垂直分层空时码(V-BLAST)是贝尔实验室提出的一种多发射多接收天线(MIMO)结构无线通信系统,该系统具备较高频谱利用率和易于实现的特点.在V-BLAST检测算法中,最大似然算法有最好的检测性能,但它的算法复杂度最高.笔者提出了一种高效的V-BLAST最大似然检测算法,此算法在保证较高的检测性能的前提下大大减小了算法复杂度.     

一种基于信息传递的MIMO系统符号检测算法

提出了一种新的基于信息传递的MIMO系统符号检测算法.该算法首先采用MMSE方法进行均衡,以均衡后的软信息为基础,按照各接收天线上接收信号的信干噪比大小,以单个接收天线为单位,依次对选定的发送符号作进一步判决,每次判决的结果均传递给其他接收天线,用来参与对其他符号的检测.理论分析和仿真结果均表明,该算法可以有效改善传统MMSE均衡的效果,在接收天线数目不是很大的情况下,可以取得与V-BLAST算法相当的性能,相比于V-BLAST算法,计算复杂度大大降低.     

多入多出系统中一种新的部分极大似然算法

提出了一种新的应用于多入多出(MIMO)系统的结合最小均方误差串行干扰消除(MMSE-SIC)的部分极大似然(ML)算法.该算法对一部分符号进行ML估计,并结合MMSE-SIC算法对其他符号进行检测,最后选择与接收信号欧式距离最小的一组符号向量作为解调输出.仿真结果表明,在4发4收V-BLAST系统中BER=10-2处,所提出算法比传统的MMSE-SIC算法有大约4 dB的性能增益,甚至接近于ML算法的性能,而且对于空间相关也具有较强的鲁棒性.     

一种改进的MIMOOFDM信号迭代反馈检测算法

传统串行干扰消除(SIC)算法进行信号检测时,前期的错误判决,会对后期的检测造成巨大的影响、为了降低这种差错传播的概率,提出一种新型的反馈串行干扰消除算法,利用反馈信息,通过选取候选点,构造候选向量,从构成的向量集合中,利用ML准则选取最接近接收信号一个向量,以此达到降低因前期错误判决而引起的差错传播的概率,提升系统的检测性能。仿真结果表明,在天线数量N_t=N_r=6,阈值d_(th)=0.5的情况下,误码率达到10~(-4)时,本文检测算法的检测性能比OSIC检测算法的检测性能提升了约3 d B。     

V-BLAST OFDM中的载波间干扰分析

从理论上分析了垂直贝尔实验室分层空时结构(V-BLAST)正交频分复用(OFDM)系统中,由于无线移动信道的时变性引入的多普勒(Doppler)扩展所导致的载波间干扰(ICI).推导了瑞利(Rayleigh)平坦衰落信道下ICI功率的理论结果,并用平均矢量误符号率(AVSER)分析了存在ICI时系统在最大似然(ML)检测下的理论性能.分析结果表明,由多普勒扩展导致的ICI会使系统产生较为严重的性能平层;利用多个接收天线所提供的空间分集可在一定程度上抑制ICI,从而改善系统性能.     

基于部分检测相关的OFDM符号同步新算法

在DVB-T(D igitalTerrestrialV ideo B roadcasting)系统中,针对传统ML(M aximum L ikelihood)符号同步算法在多径信道中估计误差大,实现复杂度高的缺点,提出一种新的OFDM(O rthogonal Frequency D ivisionMu ltip lexing)盲符号同步算法———部分检测相关(PMC:Partial M easuring Correlation)算法。该算法基于OFDM信号的自相关性,通过检测OFDM部分循环前缀(CP:Cyc lic Prefix)的自相关结果估计符号同步。相对于传统的最大似然(ML)算法,PMC算法省去了保护间隙(G I:Guard Interval)检测模块,且相关运算量降低;同时,在多径信道下估计误差远小于传统ML算法。通过理论分析和计算机仿真说明了PMC盲符号同步算法的良好性能和低复杂度。     

离散粒子群优化在垂直分层空时系统检测中的应用

为了改善垂直分层空时系统串行干扰抵消算法的性能,提出了一种离散粒子群检测算法(DPSO-DA).该算法将垂直分层空时系统中的最优检测视为组合优化问题,根据最大似然检测公式构造DPSO算法的适应度函数,利用DPSO算法来解决该组合优化问题,从而寻找最优解.针对DPSO-DA 有可能出现早熟现象,进一步提出了一种混合离散粒子群检测算法 (HDPSO-DA).HDPSO-DA 对 DPSO-DA 的进化方程进行了重新设计,在搜索中以一定变异概率对选中的粒子进行变异,进一步改善了DPSO-DA的性能.理论分析和仿真结果表明,当误码率为10-3时,与基于最小均方误差准则的串行干扰抵消算法相比,DPSO-DA 和 HDPSO-DA 可获得约3dB 和 5dB的增益,且具有更低的复杂度.     

基于迭代QR分解的MMSE V-BLAST算法

针对采用最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)检测算法在MIMO系统接收端进行检测时,需要进行大量伪逆运算导致检测复杂度增加的问题,提出了用一种基于迭代QR分解的MMSE V-BLAST算法,避免了伪逆运算,有效地降低了检测算法的复杂度,使系统检测性能得到了明显改善.在多散射物无线通信环境下进行仿真实验,结果表明,与传统的算法相比,提案算法在保证相同信噪比,误码率没有显著变化的前提下,系统检测复杂度明显改善.理论分析证明,系统中有效天线数目越多,所提出的算法优越性越明显.     

一种基于功率分配和天线选择算法的V-BLAST系统设计

将天线选择算法引入采用功率分配算法的V—BLAST（vertical bell laboratories layered space．time）系统能有效改善BER的性能，从而降低错误传播对系统的影响．在此，以最小化向量错误概率为目标，在一种发射端有2根天线的最优功率分配V—BLAST系统的基础上引入发射天线选择技术（算法），将该系统从发射端有2根天线的V-BLAST系统扩展到通用的V-BLAST系统中．仿真结果表明，此方案无论是在各层BER性能上还是在向量错误概率上都优于原系统的无天线选择方案，并且随着系统向量错误概率的进一步降低，有天线选择的方案相对于无天线选择的方案在性能上会有进一步的提高.     

一种新型的针对频率选择性MIMO信道的空时分层检测算法

在FS-BLAST算法的基础上,提出了一种改进的适用于频率选择性多输入多输出(MIMO)信道的接收方案,该方案采用部分最大似然分层检测,其主要思想是在空时分层检测的基础上,部分地引入最大似然(ML)检测,从而有效地克服FS-BLAST类算法由于误差扩散所导致的系统性能下降的缺点.该方法的特点是仅对接收信号的一部分使用最大似然检测,因此,计算量并没有太大的增加.另外,该方法可以自由地选取进行最大似然检测的信号维数,因此可根据实际系统特点在计算复杂度和误码率性能间选取最优折衷.