MIMO-OFDM系统中信号检测算法的研究

摘要

MIMO系统通过多天线技术增加空间分集增益，但是无法对抗由多径引起的频率选择性衰落，OFDM系统具有很强的抗干扰和频率选择性衰落的能力，两者结合的MIMO-OFDM系统因其频谱利用率高、信号传输稳定、传输速率高等基本特性被公认为是第四代移动通信系统(4G)最具竞争力的方案之一。本文针对影响MIMO-OFDM系统质量优劣关键技术之一的信号检测技术展开研究。
　　 首先，本文对MIMO-OFDM系统的最优检测算法、线性检测算法、非线性检测算法进行了研究，并结合仿真实验验证了最优检测在性能上有明显优势，但是计算代价较高；线性检测算法、非线性检测算法虽然性能较差，但是计算简单，易于实现。
　　 MIMO-OFDM系统可以结合传输结构(如STBC、V-BLAST)来提高检测性能，本文对目前在MIMO-OFDM信号检测领域取得了性能和计算复杂度之间折中的V-BLAST检测--经典串行干扰消除算法进行了研究。仿真实验验证了经典排序串行干扰消除算法由于加入了信噪比排序操作，比传统非线性检测算法性能略有提高。接着，本文对近年来提出的一种基于对数似然比排序的串行干扰消除算法进行了深入研究，仿真实验验证了该算法比经典串行干扰消除算法性能上有所提高，但是由于对符号后验概率的近似计算引起该算法在高阶调制时性能不理想。
　　 针对排序干扰消除算法性能不理想的问题，本文提出了一种基于最小估计误差逆序和并行干扰消除的改进V-BLAST检测算法。最后，本文对经典串行干扰消除算法、基于对数似然比排序的串行干扰消除算法和改进算法进行分析比较，结合仿真实验验证了改进算法在降低排序干扰消除算法计算复杂度的同时，能够取得比排序串行干扰消除算法更好的误码性能，具有较好的应用价值。