收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

MIMO检测与HARQ合并中的不确定性处理研究

夏金环  
【摘要】: 凭借在提高系统频谱利用率方面的卓越表现,多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术已经成为移动通信发展史上的里程碑技术。实际应用中,MIMO技术通常和混合自动重传(Hybrid Automatic Repeat reQuest, HARQ)技术组合构成MIMO-HARQ系统。已有的MIMO检测算法和HARQ系统的数据合并算法都是基于传统的贝叶斯理论。贝叶斯的有关理论和方法一直都是度量不确定性的重要手段,但由于它刻画不确定性知识不细致,还通常要求给出先验概率和条件概率等限制了其更广泛的应用。证据理论(Dempster-Shafer Theory, DST)是贝叶斯理论的扩展,在处理不确定性方面有其独特的优势。本文在DST的框架下,研究了MIMO检测和MIMO-HARQ系统中数据合并的方法,归纳起来,主要的工作和创新有以下几个方面: 首先,本文提出一种基于DST的MIMO检测算法,称为DS检测。DS检测方法把MIMO信号的检测看作是一个智能推理过程,对判决统计量的不确定性进行精细的刻画,能够获得更好的检测性能。另外,利用Turbo码的译码原理,结合信道纠错编码,本文又提出了一种DS联合迭代检测译码算法,在该算法中,DS检测器输出的符号级软信息转化为比特级软信息,并作为软译码的输入,软译码输出的信息又反馈给DS检测器,构成一个收敛的迭代算法。 其次,最大比合并(Maximal-Ratio Combining, MRC)被认为是在贝叶斯理论体系下具有最优性能的合并算法。本文基于DST对不确定性信息的处理能力,提出了一种单输入单输出(Single-Input Single-Output, SISO) -HARQ系统下性能优于MRC的数据合并算法,即DSC算法。其中,针对基本可信度分配(Basic Probability Assignment, BPA)的计算,本文提出了两种方法,分别是基于接收信号和候选集合之间距离的方法,即SISO-DSC-D,和基于发送符号的后验概率的方法,即SISO-DSC-APP。当原始信息比特先验等概率时,两种计算方法等价,并通过软信息BPA之间的合并运算抵消不确定性信息的影响,使得性能优于MRC。当先验不等概率且已知先验信息时,由于利用了先验信息,SISO-DSC-APP在低信噪比时性能优于SISO-DSC-D,且和基于最大后验概率(Maximum A-Posteriori, MAP)判决准则的MRC-MAP算法的性能相当。随着信噪比的提高,SISO-DSC-APP和SISO-DSC-D的性能趋于一致,并且都优于MRC-MAP算法的性能。另外,与MRC算法相比,本文提出的DSC算法具有处理不确定性信息的优势,因此算法具有鲁棒性,特别适合于衰落信道下的数据合并。 第三,本文提出两种基于DST的MIMO-HARQ系统下数据合并算法,一种是用于符号级合并的DS-Symb-DSC算法,另一种是用于比特级合并的DS-Bit-DSC算法。两种算法都是软检测软合并算法,首先在DS检测阶段,对判决统计量做出软判决,定义相应的符号级或比特级的广义软信息并将其当作一个反映判决结果的证据,然后和原有出错的信息包所提供的证据在DS合并阶段根据组合规则进行融合,消除证据中所含有的不确定性信息,从而得到更优的合并性能。与传统基于最小均方误差(Minimum Mean Square Error, MMSE)检测的符号级后合并算法MMSE-post和比特级对数似然比(Log-Likelihood Ratio, LLR)合并算法MMSE-LLR相比,本文提出的DS-Symb-DSC和DS-Bit-DSC算法具有明显的性能优势,并且当原始信息比特先验不等概率时,DS-Symb-DSC算法的性能优于一种MIMO-HARQ系统中的最大似然(Maximum Likelihood, ML)合并算法。另外,本文提出的比特级的DS合并算法是一种通用的合并算法,理论推导证明LLR合并是其一种特例。通过对算法在计算复杂度方面的分析比较可以得出,本文所提算法还具有低复杂度的优势。 第四,对于高维的秩亏损MIMO系统,本文提出了一种基于模拟退火的检测算法,它能在不明显降低ML算法性能的同时,大大降低算法的复杂度,特别是其并行运算的性质使得这种算法更实用。对于低维的秩亏损MIMO系统,本文还提出了一种结合ML和MMSE的算法,即ML-MMSE算法。在这种算法中,关键是对选取信道条件较差的子信道上传输的符号采用ML穷举搜索检测,而对信道较好的子信道上传输的符号进行MMSE检测。这种ML-MMSE检测算法能够在复杂度和性能之间取得较好的折中,特别适合于低维的秩亏损MIMO检测问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张长海,袁琦,刘磊;最优合并算法及证明[J];吉林大学自然科学学报;1997年04期
2 卢学妙;;m层三元树的合并算法[J];云南师范大学学报(自然科学版);1987年04期
3 张毅;吕秀琴;闫利;;基于ArcObjects的公路动态分段数据的组织与实现[J];地理空间信息;2007年02期
4 叶菲;罗景青;俞志富;;一种改进的并行处理SVM学习算法[J];微电子学与计算机;2009年02期
5 蒋浩江,刘山;一种新的基于广播Banyan网的组播地址合并算法[J];南昌大学学报(理科版);2003年02期
6 吴波;;基于ArcEngine的属性自动挂接[J];城市勘测;2008年05期
7 王建,李方伟;第三代移动通信系统多用户联合检测算法[J];信息技术;2005年01期
8 朱海绫,卢焕,章常青;低信噪比下两种点目标检测算法的研究[J];红外与激光工程;1999年01期
9 邓亮;贾玉兰;史凡;曾召华;;一种TD-SCDMA系统多媒体广播/组播下行接收算法——Chip级合并算法[J];电声技术;2008年07期
10 刘歆;牛少彰;;信息隐藏的检测算法研究综述[J];北京电子科技学院学报;2005年04期
11 於东军,赵海涛,杨静宇;模糊子集及规则的合并算法研究[J];系统仿真学报;2003年08期
12 蔡长安,刘昊,李清玲;RAID系统的并行优化及性能分析[J];信阳农业高等专科学校学报;2001年02期
13 庞银卓,张新荣;一种基于局部同态性分析的边缘检测算法[J];计算机应用;2005年03期
14 李文生;李一兵;;一种认知无线电频谱检测新算法[J];应用科技;2011年01期
15 刘衡竹,陈旭灿,陈福接;视频服务器中视频流存储分配算法的研究[J];计算机学报;1998年04期
16 高俊,吴伟昶;基于图像处理的快速位置检测算法研究[J];计算机工程与应用;2003年34期
17 邵泽玲,李潇潇;一种图像帧间运动检测算法[J];青岛大学学报(自然科学版);2005年01期
18 周继军,杨义先;图像LSB隐藏游程检测算法[J];西安邮电学院学报;2005年01期
19 杨文忠;彭曙蓉;;简报近似网页的一种检测算法[J];微计算机应用;2006年01期
20 王宏,迟忠先;UNION—FIND算法及其相关问题[J];微电子学与计算机;1989年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨立东;;基于提升小波变换的音频数字水印隐藏与检测算法[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
2 杜鹏英;任国海;江皓;姚立海;;心电QRS复合波检测方法研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
3 刘海涛;程型清;李道本;;低复杂度复球译码检测算法[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
4 孙明;孙红;;智能交通系统中车辆的图像检测方法研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年
5 杜建忠;黄炜;;V-BLAST系统中几种检测算法的研究[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
6 项玉玲;王军;李少谦;;SFBC-OFDM系统中的软输出检测算法[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
7 曾建英;杨克俭;;基于VC2005的几种图像边缘检测算法实现与比较[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(1)[C];2008年
8 李艳芳;陈增禄;詹佩;陈佩;;一种电压跌落补偿新拓扑及其跌落检测及补偿控制方法研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
9 李佳;魏更宇;胡楠;王枞;杨义先;;基于特征自生成的畸形SIP信令检测算法[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2010年
10 赵生妹;吕芬;李飞;郑宝玉;;量子旋转检测算法及其在现代通信中应用[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏金环;MIMO检测与HARQ合并中的不确定性处理研究[D];北京邮电大学;2010年
2 刘军;自适应检测算法的性能分析及应用[D];西安电子科技大学;2012年
3 胡玲娜;静止图像数字水印的盲检测算法研究[D];上海交通大学;2010年
4 江亚群;电能质量参数检测算法的研究[D];湖南大学;2009年
5 洪涛;液体火箭发动机涡轮泵实时故障检测算法研究[D];电子科技大学;2012年
6 席景科;时空孤立点检测算法研究[D];中国矿业大学;2010年
7 谢宏威;印刷电路板焊点智能检测算法的研究[D];华南理工大学;2011年
8 帅晓飞;距离扩展目标的检测算法研究[D];电子科技大学;2011年
9 许治华;抗几何攻击的图像拷贝检测算法研究[D];华中科技大学;2010年
10 石磊;认知无线电中空闲频谱检测技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李强;多符号差分相移键控(PSK)调制半定松弛检测算法研究[D];西南交通大学;2011年
2 柏才盟;无线数字电视信号的频谱检测算法研究[D];大连理工大学;2013年
3 何琛;心电信号中T波电交替的检测算法研究[D];浙江大学;2011年
4 许敏;无参数聚类边界点检测算法的研究[D];郑州大学;2011年
5 于红绯;基于乳腺数字X光片的病变检测算法研究[D];东北大学;2008年
6 袁媛;视频中人群异常事件检测算法研究[D];大连理工大学;2011年
7 张凤娟;基于多天线空间相关性的序贯频谱检测算法[D];华南理工大学;2012年
8 白丽丽;用于机器人定位导航的树木检测算法研究[D];南京理工大学;2012年
9 贾龙真;MIMO系统中的检测技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 王明智;嵌入式目标检测算法的研究与实现[D];大连理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;分担分析提高无线安全性[N];网络世界;2005年
2 周晓娟;解决三大问题 确保TD顺利起步[N];通信产业报;2007年
3 包家庆;IDS五大发展趋势[N];网络世界;2002年
4 科文;VIXD算法分析Web异常[N];中国计算机报;2008年
5 ;方兴未艾的入侵检测技术[N];人民邮电;2007年
6 华信邮电咨询设计研究院 肖清华樊耀东;TD—SCDMA室内分布系统设计分析[N];人民邮电;2008年
7 ;守护中小企业网络安全[N];网络世界;2009年
8 张梦然;美开发面部表情自动识别新技术[N];科技日报;2008年
9 赵晓涛;当Web安全成为难以实现的梦想[N];网络世界;2008年
10 李国敏;企业信息安全的制胜之道[N];科技日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978