MIMO-SCFDE无线通信接收机中的IIC算法

摘要

和有线通信相比，无线通信面临着更多的挑战。如何提高频谱利用率、如何克服无线信道衰落问题便是诸多挑战中棘手的两个。基于CP的分块传输技术:正交频分复用和单载波频域均衡在对付无线信道衰落方面表现出色，而多输入多输出系统对提高频谱效率方面作用突出。分块传输技术和MIMO系统的结合继承了二者的优点，在对抗无线信道衰落和提高频谱效率方面具有很大作用，是未来无线通信系统的关键技术和支撑技术。
　　 基于顺序干扰抑制的窄带接收机，由于采用了很好的干扰抑制技术，使得不同层间的干扰大大减轻，性能一般显著优于基于线性均衡的解相关接收机。其典型代表是Bell实验室GFoschini提出的BLAST接收机。V-BLAST虽然受到学术界的青睐，但由于存在误码扩散现象和复杂性过高的问题，至今尚未被工业界广泛接受。
　　 本文首先介绍了多输入多输出系统、分块传输系统以及由二者结合而产生的MIMO-SCFDE和MIMO-OFDM系统，分析了其系统性能和信号处理过程。随后介绍了基于干扰消除思想的V-BLAST算法。
　　 基于干扰消除思想的算法在OFDM中的研究非常广泛，而在SC-FDE系统中的应用和研究却十分少见。本文针对现有的线性均衡接收机存在的性能差的问题，提出一种既能保持解相关接收机结构简单易实现的优点，又能使系统性能得到显著提升的MIMO-SCFDE无线通信接收机中的ⅡC算法，详细地描述了该算法的工作过程和信号处理过程，对该算法进行了迭代次数和复杂度方面的分析，并与V-BLAST算法进行了比较，我们发现，ⅡC算法不论是排序、复杂度还是分集程度都优于V-BLAST。随后我们进行了性能仿真，通过仿真我们发现，与常规解相关接收机、MIMO-OFDMV-BLAST接收机和MIMO-SCFDE块BLAST接收机相比，使用ⅡC算法的MIMO-SCFDE系统的性能有非常明显地提高。随着发射天线数的增多，系统获得的分集将增加，系统性能更加优越，而且在一定范围内增加迭代次数，也可以有效降低系统误比特率。同时，通过仿真结果我们发现ⅡC各轮迭代的BER性能还与调制进制数、SNR等有一定的关系。为了进一步改善系统性能，我们将纠错码中的卷积码加入到ⅡC算法中，卷积码进一步加强了ⅡC算法的迭代过程，使二者相互促进，取得显著效果。

目录

声明

摘要

符号说明

缩略词表

第一章 绪论

1．1 移动通信概论

1．2 问题的提出

1．3 论文安排

第二章 分块传输系统和多输入多输出系统

2．1 分块传输系统

2．1．1 OFDM系统简介

2．1．2 SC-FDE技术简介

2．2 多输入多输出系统

2．2．1 MIMO技术简介

2．2．2 MIMO系统的信道容量

2．3 多输入多输出技术与分块传输系统的结合

2．3．1 MIMO-SCFDE系统

2．3．2 MIMO-OFDM系统

2．3．3 MIMO接收机的均衡技术

第三章 BLAST检测算法概述

3．1 窄带BLAST系统检测原理分析

3．2 基于正交变换的窄带V-BLAST检测方法

3．2．1 ZF V-BLAST算法

3．2．2 MMSE V-BLAST算法

3．3 宽带V-BLAST检测算法

3．3．1 MIMO-OFDM V-BLAST算法

3．3．2 MIMO-SCFDE系统的V-BLAST算法

第四章 MIMO-SCFDE系统中的IIC算法

4．1 MIMO-SCFDE系统的IIC算法

4．1．1 信号表示和信号处理过程

4．1．2 IIC算法的复杂性分析

4．1．3 IIC与V-BLAST的比较

4．1．4 IIC算法的性能界

4．1．5 系统性能仿真

4．2 IIC算法与卷积码结合

4．2．1 IIC和卷积码结合的系统介绍

4．2．2 系统性能仿真

第五章 总结和展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文和专利

学位论文评阅及答辩情况表