基于MIMO的垂直分层空时码检测算法研究

分层空时码技术是提高无线信道传输速率的一种十分有效的方法,而迫零检测算法和最小均方误差检测算法是分层空时码体制中经常采用的两种检测算法,本文通过对迫零、优化迫零及最小均方误差检测三种算法的性能进行研究和比较,得出了各种算法的误码性能,从而提出了它们各自适合的应用环境。     

LTE系统中MIMO接收算法的研究与仿真

随着现代无线技术的发展,传统的通信方法通过使用信道编码等方法,不能满足对频率要求比较高的现代通信系统。MIMO系统的搞数据传输速率和能够扩大系统容量等优点,在现代通信技术领域有很强的竞争力。而MIMO技术的关键是接收机,接收机的主要算法有ZF(有迫零算法)、MMSE(最小均方误差算法)、最大似然解码算法、(BLAST)分层空时处理等算法,文章主要针对MMSE与ZF算法的性质进行研究,在不同的发射天线下,通过对比MMSE与ZF算法的性能,利用蒙特卡洛模拟仿真的方法 MMS与ZF算法的误码率进行分析。     

一种改进的NLMS算法在声回波抵消中的应用

收敛速度和残余均方误差是衡量最小均方算法性能的重要指标。在声回波抵消算法中,为了寻求收敛速度快和计算量小的自适应算法,在归一化最小均方误差算法基础上,把当前时刻以前的误差引入归一化收敛因子中得到一种新算法,可以减小信号样本波动对权重带来的影响。该算法比传统的归一化最小均方算法收敛性能更好,稳态失调也比其小。计算机仿真结果表明,新算法在自适应回波抵消中的综合性能要优于传统的归一化最小均方误差算法。     

VLST系统中ZF检测算法的研究

垂直分层空时码(VLST)是贝尔实验室提出的一种基于MIMO传输方式的空时码系统,其中,迫零检测算法(ZF)、最小均方误差检测算法(MMSE)和最大似然检测算法(ML)是常用的3种检测算法。着重对经典的ZF检测算法进行了深入的数学分析,并通过matlab仿真试验,给出了该算法在不同的调制方法、不同的信道估计误差下的性能分析,为构造实际VLST系统给出了理论依据     

线性联合检测算法在TD-SCDMA系统中的性能分析与比较

时分、同步码分多址（TD－SCDMA）系统是基于时分双工（TDD）的块传输系统，它使用了联合检测这项关键技术来抵抗符号间干扰（ISI）和多址干扰（MAI）。以上行链路为例，本文分析了三种线性联合检测算法－－匹配滤波块均衡器（MF－BLE）、迫零块均衡器（ZF－BLE）和最小均方误差块均衡器（MMSE－BLE）。从理论上，我们描述了这三种线性联合检测算法的基本原理，并对它们进行了比较（包括抗干扰性能和计算量）。随后，我们模拟了不同参数条件下（信道模型、码道数目、天线数目）这几种算法的性能，并与理论分析进行对照，得出一定结论。     

迫零检测V-BLAST系统的发送功率分配方式研究

V-BLAST是一种较容易实现并被广泛研究的MIMO空时码结构,常用解码方式连续迫零抵消算法(ZF-VBLAST)使得先后解调的数据有不同的分集增益和误码率,而通过在发送端引入功率分配可以改变分集增益从而改变系统的性能。本文分析了平均分配、灌水法则分配和ChannelInversion三种发送湍功率分配方式对系统频谱效率的影响,并对它们进行了仿真,讨论了它们的适用场合。     

VBLAST系统译码算法的新方案

VBLAST(垂直分层空时编码)系统具有很高的频谱效率，但是误码性能一般。提出了一种迭代信号处理算法(ISP算法)，利用最大的可用分集来改善通过迫零算法得到的初始数据的估计，从而提高系统的误码性能。并结合一种减小迫零算法计算量的改进算法进一步得到一种新的算法——改进ISP算法，仿真结果表明改进ISP算法大大减小了计算复杂度，而且只有很小的性能损失，因而更加适用在实际的系统之中。     

SC-FDE系统中归一化FBLMS算法的研究

单载波频域均衡（SC-FDE）系统传统上采用最小均方误差（MMSE）算法和快速块最小均方（FBLMS）算法进行频域均衡,文中对单载波频域均衡系统中归一化FBLMS算法进行了仿真研究,并与MMSE算法和FBLMS算法进行比较。测试和分析了系统的均方误差和误码率。仿真结果表明：该算法克服了收敛速度和失调量之间的矛盾,提高了算法的收敛速度,降低了误码率,该结果对SC-FDE系统的进一步研究具有参考价值。     

SC-CP的迫零均衡和最小均方误差均衡性能比较

简要介绍了基于循环前缀的单载波调制,通过仿真比较了在基于循环前缀的单载波调制下迫零均衡和最小均方误差均衡的性能。结果表明在非理想信道及存在噪声的情况下,最小均方误差均衡的性能优于迫零均衡的性能。     

迫零准则下的V-BLAST检测算法比较

在采用分层空时编码V-BLAST的MIMO系统中,笔者对基于迫零准则的四种信号检测算法的性能进行了仿真分析。系统接收端分别使用迫零算法ZF、排序加干扰抵消的迫零算法ZF-OSIC、QR分解算法和排序的QR算法SQRD检测信号,通过仿真得到误码率曲线。对算法复杂度及相应误码率综合比较,得出了ZF-OSIC算法下系统接收端性能最好,SQRD算法为最可行的结论。     

FSO MIMO系统中分层空时码检测算法

多输入多输出(MIMO)系统可以有效提高频谱效率和系统容量。基于MIMO系统重点研究了无线光通信垂直分层空时系统(V-BLAST)检测算法。首先分析了最大似然、线性迫零、最小均方误差以及排序干扰抵消等典型的传统检测算法,基于OOK调制和4PPM调制对采用不同检测算法的系统差错性能进行了仿真对比,最后对Turbo码与BLAST技术相结合构成的新系统采用了软输入软输出(SISO)迭代检测译码方案。仿真结果表明,分层空时检测算法中性能最优的是ML,其次是SISO-MAP,ZF算法性能最差;Turbo-BLAST系统可以有效提高无线光通信系统的抗干扰性能。     

FSO中分层空时编码的误码性能

分层空时编码(BLAST)虽然具有极高的频谱效率,能成倍提高光通信系统的信息传输速率,但BLAST系统的误码率较大,严重影响了光通信系统的可靠性。在描述了湍流信道中多输入多输出(MIMO)系统的信道模型后,针对多进制脉冲位置调制(Q-PPM)技术,推导出了采用线性译码算法时分层空时码的极大似然判决准则及其误码率公式,并比较了最大似然译码算法、线性译码算法、串行干扰消除译码算法的误码性能。最后,利用仿真实验进行了验证。结果表明:在自由空间光通信(FSO)中,串行干扰消除译码算法的误码性能更接近最大似然译码算法的性能,明显优于线性译码算法。在4×4系统中,当误比特率为2×10-2时,相对于最小均方误差(MMSE)译码算法,最大似然译码算法和MMSE-SIC译码算法的信噪比分别改善了约14.5 dB和7 dB。理论分析与实验结果相一致。     

Approximate Minimum BER Power Allocation for MIMO Spatial Multiplexing Systems

Precoding for multiple-input multiple-output (MIMO) spatial multiplexing generally requires high feedback overhead and/or high-complexity processing. Simultaneous reduction in transmitter complexity and feedback overhead is proposed by imposing a diagonal structural constraint to precoding, i.e., power allocation. Minimum bit-error rate (MBER) is employed as the optimization criterion, and an approximate MBER (AMBER) power-allocation algorithm is proposed for a variety of receivers, including zero-forcing (ZF), successive interference cancellation (SIC), and ordered SIC (OSIC). While previously proposed precoding schemes either require ZF equalization for MBER, or use a minimum mean-squared error (MMSE) criterion, we provide a unified MBER solution to power allocation for ZF, SIC, and OSIC receiver structures. Improved error-rate performance is shown both analytically and by simulation. Simulation results also indicate that SIC and OSIC with AMBER power allocation offer superior performance over previously proposed MBER precoding with ZF equalization, as well as over MMSE precoding/decoding. Performance under noisy channels and power feedback is analyzed. A modified AMBER algorithm that mitigates error propagation in interference cancellation is developed. Compared with existing precoding methods, the proposed schemes significantly reduce both transmit processing complexity and feedback overhead, and improve error-rate performance     

一种组合的LSD和DFE V-BLAST检测算法

在多天线系统中,BLAST是提高系统通信容量的有效方式。最简单的空间复用方式是V-BLAST,它的检测算法相对简单,有ZF-DFE,MMSE-DFE,ML和ML-DFE等检测算法。该文在这几种算法的基础上,讨论了改进ML-DFE性能的方法,给出了ZF和MMSE方式的组合LSD和DFE检测算法。仿真表明LSD算法只需输出3个检测结果,在复杂度增加不多的条件下,就可以获得大的性能改进,而MMSE方式的算法较ZF算法有更好的性能。     

Reliability feedback–aided low‐complexity detection in uplink massive MIMO systems

Massive multiple‐input multiple‐output (MIMO) plays a crucial role in realizing the demand for higher data rates and improved quality of service for 5G and beyond communication systems. Reliable detection of transmitted information bits from all the users is one of the challenging tasks for practical implementation of massive‐MIMO systems. The conventional linear detectors such as zero forcing (ZF) and minimum mean square error (MMSE) achieve near‐optimal bit error rate (BER) performance. However, ZF and MMSE require large dimensional matrix inversion which induces high computational complexity for symbol detection in such systems. This motivates for devising alternate low‐complexity near‐optimal detection algorithms for uplink massive‐MIMO systems. In this work, we propose an ordered sequential detection algorithm that exploits the concept of reliability feedback for achieving near‐optimal performance in uplink massive‐MIMO systems. In the proposed algorithm, symbol corresponding to each user is detected in an ordered sequence by canceling the interference from all the other users, followed by reliability feedback‐based decision. Incorporation of the sequence ordering and the reliability feedback‐based decision enhances the interference cancellation, which reduces the error propagation in sequential detection, and thus, improves the BER performance. Simulation results show that the proposed algorithm significantly outperforms recently reported massive‐MIMO detection techniques in terms of BER performance. In addition, the computational complexity of the proposed algorithm is substantially lower than that of the existing algorithms for the same BER. This indicates that the proposed algorithm exhibits a desirable trade‐off between the complexity and the performance for massive‐MIMO systems.     

LTE系统中的信号检测算法性能分析

为了满足高数据率和高系统容量的需求,LTE系统采用了MIM0多天线技术。MIMO信号检测算法的性能将直接影响系统的整体性能。本文主要介绍7＂LTE系统中的ZF、MMSE、OSIC和Turbo迭代检测算法,并通过LTE下行链路仿真对其进行性能分析。结果表NTurbo迭代检测性能最优,并选择2次迭代即可。MMSE—OSIC、MMSE、ZF—OSIC性能次之,ZF性能最差。     

V-BLAST光MIMO系统检测算法分析

为了降低系统光多输入多输出(MIMO)系统的复杂度,提高系统的性能,介绍了迫零(ZF)检测算法、最小均方误差(MMSE)检测算法、最大似然(ML)检测算法在垂直分层空时编码(V-BLAST)光MIMO空时系统中的应用。从理论上对算法性能和复杂度进行研究,然后在MATLAB建立仿真模型,对多模光纤的传输函数进行仿真,结果表明在多模光纤链路中,ZF算法性能较低;MMSE算法较ZF算法有所改进;ML算法通过比较接收符号和原发送的符号之间的相似度,从而获得原符号的最小差错概率,其性能最好。     

一种基于错误传播补偿的V—BLAST自适应比特和功率分配算法

本文探讨了V-BLAST系统在总发射功率受限和一定目标误码率要求的前提下,基于自适应调制时间块的比特、功率分配问题,分析和比较了系统在采用不同串行干扰抵消顺序时的抗信道时变性能和抗错误传播性能,找出了在BER和速率两方面性能最优的串行干扰抵消顺序。针对错误传播对系统BER性能的冲击,提出了一种新的基于错误传播补偿的V-BLAST自适应比特、功率分配方案。仿真结果表明,该方案能显著提高系统在时变信道下的BER性能,有效增大自适应调制块长度,减小反馈开销。     

分层空时码检测算法的研究

分层空时码技术是提高无线信道传输速率的一种十分有效的方法.迫零检测算法和最小均方误差检测算法是分层空时码体制中经常使用的两种检测算法,它们都使用了通常的线性合并置零技术,因此要求接收天线数不小于发射天线数,即要求在接收机上安装较多的天线,从而限制了分层空时码在移动环境下的应用.本文引入分层空时码的最大似然检测算法,突破了前两种算法对接收天线数的限制,并分别针对单路径和多径衰落信道环境,对分层空时码的三种检测算法的性能进行了仿真比较和分析,从而提出了它们各自适合的应用环境.     

基于多种调制方式的空时OFDM系统多用户检测技术

建立了基于空时分组码的多输入多输出(MIMO)-正交频分复用(OFDM)系统模型,研究了基于最小均方误差的串行干扰消除(MMSE-SIC)多用户检测算法,通过优化排序迭代结构,使得接收算法具有较好的性能.仿真结果表明,该算法在误码率方面能够取得优于常规线性MMSE算法的性能,而且得出星座图中映射点间距也影响着检测算法的性能,随着间距的缩小,误码概率会上升.