● 摘要
多输入多输出(Multiple-input Multiple-output, MIMO)天线技术,由于其能够利用空间资源,在使用相同带宽资源的情况下,显著提高无线通信系统的数据传输速率,现已成为了未来无线通信系统的关键技术之一。
本文将针对MIMO通信系统中联合信道估计与信号检测问题进行深入研究。在传统的未编码及编码MIMO系统中,已有大量文献研究了多种低复杂度、次优信号检测算法。然而,这些信号检测算法通常基于MIMO系统接收端准确已知信道状态信息(Channel State Information, CSI)这一假设,而在实际的MIMO系统,通常需要对信道进行估计从而获取CSI。
针对该问题,本文提出了一种双重迭代接收机架构,将信道估计与信号检测进行联合迭代处理。该双重迭代接收机架构主要包括外部迭代信道估计与内部迭代信号检测两部分。对于外部迭代信道估计,本文首先推导了一种能够同时利用导频信息和已检测数据信息进行信道估计的基于格基规约(Lattice Reduction, LR)的最大似然(Maximum Likehoold, ML)信道估计算法。然后,针对该算法,本文又推导了一种基于正交分离度(Orthogonal Defect, OD)和最小误码(Error Probability, EP)两种判决准则的改进算法以进一步降低该算法的计算复杂度。针对内部迭代信号处理,为了避免最大后验概率(Maximum a Posteriori Probability, MAP)算法的极高复杂度,本文采用了一种基于格基规约的随机抽样检测算法以获得内部信号检测迭代性能与复杂度之间的较好折衷。
文章最后对本文所提出的双重迭代接收机及低复杂度迭代信道估计与检测算法进进行了仿真,并与其它算法在性能和复杂度方面进行了对比分析。仿真结果表明,本文提出的低复杂度双重迭代接收机能够在保证系统性能的情况下显著降低计算复杂度。
文章的主要创新之处在于提出了一种双重迭代接收机架构;针对双重迭代接收机外部迭代信道估计,推导了一种通用的迭代半盲信道估计算法,并针对该算法提出了基于OD和EP判决准则的低复杂度迭代半盲估计算法。
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