Massive MIMO中基于BP的檢測(cè)算法研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的MIMO技術(shù)已日漸成熟，且已成為L(zhǎng)TE/LTE-Advanced中的關(guān)鍵技術(shù)。目前LTE標(biāo)準(zhǔn)所支持的最大天線(xiàn)數(shù)目為8，其實(shí)際的頻譜效率僅為5 bps/Hz。Massive MIMO作為MIMO技術(shù)的延伸，也是5G的核心技術(shù)之一。它可將天線(xiàn)數(shù)增加到數(shù)十根甚至上百根，最大限度地利用已有資源，將信道容量和頻譜效率提高數(shù)十倍。然而，在Massive MIMO系統(tǒng)中，由于天線(xiàn)數(shù)目眾多，接收信號(hào)復(fù)雜，信道矩陣維度巨大，對(duì)接收端的信號(hào)

2、檢測(cè)算法提出了更高的要求，希望以較低的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)良好的性能。正是在這樣的背景下，本文對(duì)適用于Massive MIMO信號(hào)檢測(cè)的置信度傳播（BP）算法進(jìn)行進(jìn)一步地研究，使其在不同的場(chǎng)景下達(dá)到更高的性能并具有更低的復(fù)雜度。
　　BP算法作為Massvie MIMO中比較優(yōu)秀的檢測(cè)算法，近年來(lái)引起了學(xué)者們地高度關(guān)注。本文主要就如何進(jìn)一步降低BP算法的復(fù)雜度以及解決在高階調(diào)制方式下，BP檢測(cè)算法表現(xiàn)不好的問(wèn)題進(jìn)行了研究。本文提出了降低BP

3、算法復(fù)雜度的三種方法：分層置信度傳播、強(qiáng)制收斂、節(jié)點(diǎn)選擇，并對(duì)它們進(jìn)行了分析比較；提出了適用于采用高階調(diào)制方式的Massvie MIMO系統(tǒng)的GTA-BP算法和GTA-BP-SIC算法，并對(duì)其進(jìn)行了仿真分析。
　　本文首先介紹了Massive MIMO系統(tǒng)及其信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的研究背景和面臨的現(xiàn)狀，并對(duì)MIMO系統(tǒng)模型和常見(jiàn)的Massive MIMO檢測(cè)算法的原理作了簡(jiǎn)要概述。再詳細(xì)闡述了基于馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)和因子圖模型的BP算法并提出

4、了三種降低置信度傳播算法復(fù)雜度的方法。并對(duì)將每一種方法的原理進(jìn)行了介紹，并將它們與純置信度傳播算法的性能進(jìn)行了仿真對(duì)比。然后提出了在具有高階調(diào)制的Massive MIMO系統(tǒng)中用于信號(hào)檢測(cè)GTA-BP算法。詳細(xì)論述了如何將高斯近似樹(shù)運(yùn)用在BP算法中，并給出了算法的詳細(xì)過(guò)程和仿真分析，解決了BP算法在高階調(diào)制系統(tǒng)中性能不好的問(wèn)題。最后受MMSE-SIC算法的啟發(fā)，將GTA-BP算法與串行干擾消除思想相結(jié)合提出了GTA-BP-SIC算法。對(duì)