MIMO技术是指在收发两端配置多根天线的通信系统。它可以显著提高通信系统的传输容量和频谱效率。但是由于MIMO使用多天线技术,导致彼此之间的干扰增大,因此如何准确无误的检测出接收到的天线信号成为研究的热点问题。所以本文重点对信号检测算法进行研究分析,以此获得在复杂度和误码率之间获得良好折衷的信号检测算法。
1.2 MIMO系统的发展历史及研究现状
1.3 本文主要工作及安排
本文主要对MIMO的检测算法进行研究,对传统算法,球形译码,半定松弛检测算法的性能及复杂度进行分析比较。下面是本文主要工作安排:
第二章,主要介绍了MIMO系统模型,VBLAST模型,对信道容量公式进行了相应推导,同时分析了MIMO系统分集复用的最佳折衷。
第三章,对传统检测算法进行研究,包括ML,ZF,MMSE,QR,SIC,OSIC,对它们的性能进行仿真比较,复杂度进行了理论上的分析。
第四章,对球形译码算法进行分析,主要研究了基于深度搜索的算法和基于宽度搜索的算法,对两者性能和复杂度进行了仿真比较。
第五章,对半定松弛检测算法进行分析的,对几种经典的松弛算法原理进行了阐释,以及对发射信号估计值判决方法进行了说明。并且对几种方法进行了仿真比较。
2 MIMO系统的基本原理
2.1 引言
本章首先对MIMO系统模型,VBLAST模型进行介绍。然后对MIMO系统的传输容量进行详细的推导。最后对分集复用特性进行研究,并且分析了分集复用的最佳折衷。
2.2 MIMO系统模型来~自^751论+文.网www.751com.cn/
2.2.1 MIMO系统模型
在平坦衰落环境下,发射接收端均采用多根天线,如果发射端有 根天线,接收端有 根天线,就构成了一个 无线MIMO系统。图2.1给出了MIMO的系统模型:
图2.1 MIMO系统模型
在某时刻 ,发射信号为 ,接收信号为 ,则第 时刻接收信号为
式中, 表示在 时刻,从发射天线 到接收天线 的信道衰落增益, 为接收机输入噪声。上式又可以写成
发送符号向量为 ,各个元素都是均值为0,方差为 的独立随机变量,若 的总功率为 ,则发射信号 的自相关矩阵为:
接收符号向量为 。信道传输矩阵为 ,其中 是从第 根发送天线到第 根接收天线的信道衰落增益,它是均值为0,方差为1复高斯随机变量。 为接收机的噪声向量,它的各分量是均值为0,方差为 的独立高斯变量。为了简化计算,可以将上述的复数模型转化为实数模型