MIMO系统中球形解码检测算法的改进研究
[Abstract]:Multiple-Input Multiple-Output MIMO (MIMO) is one of the most important technological breakthroughs in the field of digital communication in recent years. MIMO systems have configured multiple antennas at both transmitting and receiving ends, which make full use of the spatial characteristics of the channel. The transmission and reception of multiple data streams in the same frequency band and at the same time are realized, which not only improves the transmission quality and transmission rate of the communication system, but also does not increase the additional bandwidth consumption. It is one of the key technologies used in the new generation of wireless mobile communication systems. In this paper, the basic knowledge of wireless communication channel and MIMO wireless channel is introduced, the principle of multi-antenna wireless communication is deeply analyzed, and the current research progress is discussed. The traditional signal detection algorithm of MIMO system is studied in detail. These algorithms include the maximum likelihood detection algorithm, the zero forcing detection algorithm, the minimum mean square error detection algorithm and the interference cancellation detection algorithm. The detection performance of these traditional signal detection algorithms is analyzed and compared by simulation. Secondly, the spherical decoding algorithm which has been widely studied in the signal detection algorithm of MIMO system in recent years is analyzed, and two traditional algorithms in the sphere decoding algorithm, namely VB algorithm and CL algorithm, are studied emphatically. Based on CL algorithm, an improved spherical decoding algorithm is proposed. The improved spherical decoding algorithm firstly rearranges the channel matrix and then introduces the idea of radius iteration to establish a new search radius updating formula to suppress the radius of low signal-to-noise ratio (SNR). In order to reduce the computational complexity of the algorithm. Simulation results show that the improved spherical decoding algorithm can reduce the complexity of the traditional spherical decoding algorithm without causing obvious performance loss. Thirdly, the generalized sphere decoding algorithm which is suitable for the detection of MIMO signals with more transmitting antennas than receiving antennas is introduced, and a new fast generalized sphere decoding algorithm, double layer sphere decoding algorithm, is proposed. Because it is very important to search for the initial value of the radius in the whole detection process of the double-layer spherical decoding algorithm, the determination of the ideal radius is essentially an optimization process. In this paper, a double layer spherical decoding algorithm based on ant colony algorithm is proposed to improve the algorithm. Ant colony algorithm is used to optimize the initial radius of the inner and outer layer to further reduce the computational complexity of the algorithm. The simulation results show that the improved double layer spherical decoding algorithm not only determines the high quality initial radius but also optimizes the search of the algorithm itself and effectively reduces the computational complexity of the double layer sphere decoding algorithm in a wide range of signal-to-noise ratio (SNR).
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN919.3
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,本文编号:2182036
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