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M准则的低复杂度空间调制信号检测算法

针对空间调制技术提出一种基于M准则的次最优检测算法（M-ML）,该算法通过缩小最大似然检测中发送符号搜索空间来降低复杂度.仿真结果显示,在发送天线相关性较高的场景下,M-ML算法可以获得与最大似然检测相当的误码率性能.同时,通过将M-ML算法和最大似然算法进行复杂度比较发现,随着调制阶数与发送天线数的提升,M-ML算法复杂度将不断降低.     

一种准正交空时分组码的快速译码方法

准正交空时分组码可以对天线数大于2的复信号星座进行全速率的编码，但是准正交空时分组码采用成对最大似然译码（DML），其译码复杂性随信号星座数量呈指数增长。针对准正交空时分组码的这种缺点提出了一种快速最大似然译码（FML）算法。仿真及计算结果显示，在信号星座数较大时，采用快速最大似然译码方法可以在保证性能损失很小的前提下，使接收机的译码复杂性减少2～3个数量级，而且该方法可以推广到任意数量的发射天线。     

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.     

贝尔实验室垂直分层空时系统中的混合顺序检测算法

为了提高系统频谱效率，提出了一种新的混合顺序检测算法．该算法针对自适应调制的特点，在平均信噪比较低时采用逆序检测，经多次迭代干扰抵消后将无效信道变为有效信道，而在信噪比较高时采用正序检测，经多次迭代检测后将未饱和信道变为饱和信道．混合顺序检测算法在少量增加复杂度的同时，其频谱效率优于单纯的正序或逆序检测算法．仿真结果表明，在发射天线数与接收天线数均为4、目标误码率为10^-3的贝尔实验室垂直分层空时系统中，当信噪比为10dB时，混合检测的频谱效率比正序检测提高了8％，当信噪比为30dB时，其频谱效率比逆序检测提高了6％。     

一种改进的排序QR分解V-BLAST检测算法

垂直分层空时编码(V-BLAST)是贝尔实验室提出的一种MIMO系统.在基于QR分解算法的基础上,结合最大似然算法,提出了一种改进算法,称为排序ML-QR算法.该算法先对信道矩阵按列范数从小到大进行列置换,再进行QR分解,对最先检测的两层信号采取最大似然检测,提高最先检测级的性能,剩下层的信号采用QR分解算法检测.理论分析及仿真实验结果表明,提出的排序ML-QR算法优于传统的分层空时检测算法,在高信噪比的情况下性能改善更加明显.     

一种准正交空时分组码的快速译码方法

准正交空时分组码可以对天线数大于2的复信号星座进行全速率的编码,但是准正交空时分组码采用成对最大似然译码(DML),其译码复杂性随信号星座数量呈指数增长。针对准正交空时分组码的这种缺点提出了一种快速最大似然译码（FML）算法。仿真及计算结果显示,在信号星座数较大时,采用快速最大似然译码方法可以在保证性能损失很小的前提下,使接收机的译码复杂性减少2~3个数量级,而且该方法可以推广到任意数量的发射天线。     

有效逼近MIMO信道容量的软解调算法

针对Turbo-MIMO系统中基于最大后验概率(MAP)的软解调方案复杂度过高的问题,基于准最大似然相移键控(QML-PSK)检测以及比特级多流编码分层调制空时(LST)传输的思想,提出了一种适用于任意正交幅度调制(QAM)星座图且可逼近MIMO信道容量的低复杂度软解调算法及其接收机模型.该算法将求解外信息时的MAP问题转换成最大似然(ML)解调问题,然后使用高效的QML-PSK检测算法求解.然而QML-PSK检测算法仅适用于PSK信号的软解调,因此文中提出了一种QAM-PSK软解调算法,采用比特级多流编码LST传输技术将高阶QAM信号转化为PSK信号.理论分析和仿真结果表明,与现有最优的基于球形译码的软解调算法相比,QAM-PSK软解调算法能以不到其1/2的复杂度获得几乎相同的误码率性能,并且其低复杂度优势在问题维数增大时更为明显.     

一种新的空间调制QPSK信号检测算法

空间调制(SM)是一种新颖的多天线传输方案,它将激活天线序号与传统的信号调制相结合,共同承载发送信息.由于SM系统的最大似然(ML)最优检测算法既需要检测出激活天线序号又需要检测出发送的信息符号,检测复杂度很高.为此,利用二进制二次规划的全局最优条件,针对空间调制QPSK信号,提出了一种新的最优的ML简化检测算法.新算法在保证了传统ML最优检测性能的前提下,明显降低了算法的复杂度,特别在大天线空间调制系统中具有更加明显的优势.最后通过计算机仿真,验证了新算法的ML最优性.     

基于树形结构酉空时星座设计的译码方法

针对酉空时码最大似然检测复杂度高的问题，提出了一种酉空时星座的设计及低复杂度译码方法．根据酉空时信号失真测度的定义，依照最邻近原则对星座进行划分，以最小失真准则计算各个星座子集中信号的最佳中心，再通过迭代算法，交替使用两个局部最佳准则，生成由各个信号子集与对应中心所构成的若干子树，形成树形结构的酉空时星座．接收方以接收信号为树根，选择具有最小失真的中心信号．对选定的中心信号对应的子树进行遍历搜索得到对发送信号的估值．该译码方法仅需要对某一中心信号及其对应子树的叶子节点进行计算，避免了最大似然方法对整个星座的全搜索，从而有效地降低了译码复杂度．仿真实验表明，相对于最大似然检测方法，该方法能够以有限的性能损失换取译码计算的有效简化．