Large MIMO通信系統(tǒng)中IIC檢測算法的研究與優(yōu)化.pdf

1、新一代無線通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸可靠性提出了更高的要求，多輸入多輸出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)作為其關(guān)鍵技術(shù)之一，可以有效對抗無線傳播過程中的多徑衰落，提供空間復(fù)用增益和空間分集增益，在不增加額外帶寬和發(fā)射功率的前提下達(dá)到較高的頻譜效率和信道容量。近年來，為更好地利用MIMO技術(shù)帶來的好處，引入了大規(guī)模多天線技術(shù)，即Large MIMO技術(shù)。Large MIMO通信系統(tǒng)在收發(fā)兩端分別

2、配置數(shù)十根至數(shù)百根的大規(guī)模天線陣列，提供了更大的空間維數(shù)，即空間自由度增加，進(jìn)一步提高了信道容量和頻譜效率。然而，MIMO/Large MIMO通信系統(tǒng)性能的主要瓶頸是接收端的信號檢測算法。
　　常規(guī)的信號檢測算法以最大似然(ML，Maximum Likelihood)檢測、線性檢測和非線性檢測為代表。ML檢測采用窮搜索方式，是誤比特率(BER，Bit ErrorRate)性能最優(yōu)的檢測算法，但其復(fù)雜性很高;接近ML檢測BER性能

3、的準(zhǔn)最優(yōu)球譯碼檢測算法的復(fù)雜性也很高;一些次優(yōu)的非線性檢測算法，如串行干擾消除等，復(fù)雜性也很高，可以適用于天線數(shù)較少的MIMO系統(tǒng)，但不適用于天線數(shù)目較大的Large MlMO系統(tǒng);結(jié)構(gòu)簡單，復(fù)雜性較低的線性檢測算法的BER性能較差，不能滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)高傳輸可靠性的需求。基于最大比合并的迭代干擾消除(IIC，Iterative Interference Cancellation)算法采用并行干擾消除的方式，結(jié)合判決反饋，通過迭代過程，

4、可以有效對抗誤碼擴(kuò)散問題，能夠充分利用接收分集，大大提高了MIMO通信系統(tǒng)的性能，其計(jì)算復(fù)雜性比較低，可適用于LargeMIMO通信系統(tǒng)。部分判決(PD，Partial Decision)是不同于硬判決的一種符號判決，基于門限值分別確定判決統(tǒng)計(jì)量的同相分量和正交分量的可靠性，單獨(dú)判決，大大降低了誤判的概率。
　　在本文中，鑒于IIC檢測算法的有效性和低復(fù)雜性，并結(jié)合部分判決方法，我們將其應(yīng)用到Large MIMO系統(tǒng)中。IIC檢測

5、可以充分利用MIMO/Large MIMO系統(tǒng)提供的空域維數(shù)，隨著天線數(shù)的增加，BER性能也趨于更好，表現(xiàn)為大維度效應(yīng)。PD方法的引入，有效減輕了干擾消除過程中的誤碼擴(kuò)散現(xiàn)象，使得可利用的接收分集增加，因此PD-IIC檢測算法在增加較少計(jì)算復(fù)雜性的前提下可以獲得更優(yōu)的BER性能。然而，IIC/PD-IIC檢測算法在高階調(diào)制的情況下性能還有待于進(jìn)一步改善?？紤]到IIC檢測對接收分集比較敏感，本文又提出了多階段迭代干擾消除(M-IIC)算法