基于球形译码的空间调制系统信号检测算法研究

发布时间：2017-11-17 04:25

  本文关键词：基于球形译码的空间调制系统信号检测算法研究

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【摘要】：单输入单输出(SISO,Single In Single Out)技术没有信道间干扰(ICI,Inter Channel Interference),但是频谱效率低。传统的多输入多输出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)技术解决了频谱效率低的问题,但是信道间干扰严重,接收端译码复杂度高,且部分技术不适用于非对称天线系统。正当无线通信处于这进退两难的尴尬境地时,一种新型的MIMO技术——空间调制(SM,Spatial Modulation)技术破局而出,并逐渐成为近年来的研究热点。空间调制技术打破传统的二维传送思想,引入天线索引作为附加维度,用以传输额外信息,极大地提升了频谱效率;同时,该技术采用单射频模块,每个时隙只选择一根天线激活,用以传输传统的调制信息,从根本上避免了信道间干扰。本文以探寻更低复杂度且性能接近最优的信号检测算法为目标,主要对空间调制系统中的信号检测算法进行研究,并着重研究球形译码(SD,Sphere Decoding)检测算法。本文首先通过对传统球形译码检测过程和更新半径的详细推导和分析,找出了传统球形译码计算复杂度僵持难下的根本原因——更新半径存在较大冗余;然后通过理论推导和采样分析,证明了传统球形译码更新半径中的冗余量服从非中心卡方分布;最后在空间调制系统和广义空间调制(GSM,Generalised SM)系统中提出了几个低复杂度的改进球形译码检测算法。论文主要研究工作及取得的成果如下:(1)在SM系统中提出了一种基于QR分解和非中心卡方分布期望的球形译码检测算法ESD;(2)在SM系统中提出了一种基于QR分解和非中心卡方分布最大值的球形译码检测算法MSD;(3)在GSM系统中提出了一种基于非中心卡方分布期望、不需要进行QR分解的球形译码检测算法G-ESD;(4)在GSM系统中提出了一种基于非中心卡方分布最大值、不需要进行QR分解的球形译码检测算法G-MSD。论文通过蒙特卡罗仿真,分别在空间调制系统和广义空间调制系统中对上述算法进行了比较和分析。仿真结果表明,上述算法均在保证误比特性能(BER,Bit Error Rate)的同时有效降低了最大似然检测(ML,Maximum Likelihood)和传统球形译码的计算复杂度。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3;TN911.23

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