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MIMO系统的检测算法与信道估计技术仿真研究

喻娜  
【摘要】:未来无线移动通信系统的发展趋势之一是极大提高数据传输速率的同时也能增加频谱利用率。多输入多输出(MIMO)技术作为B3G和4G移动通信系统中的关键技术之一,能够极大改善无线通信的频谱效率和通信可靠性。 然而,为在实际系统中获得优异的性能改善,一方面必须研究和开发低复杂度高性能的信号检测算法,另一方面还需要对MIMO信道进行精确的估计,使发送数据经过信道衰落后在接收端能被正确还原。信道估计所提供信息的准确与否,将直接影响和决定无线信道的传输能力和利用效率。因此检测技术和信道估计技术在MIMO系统中扮演着十分关键的角色。 本文正是从MIMO系统研究出发,理论和实际相结合,重点研究了MIMO通信系统中的信号检测技术和信道估计技术。 首先,本文简要介绍了MIMO系统以及MIMO技术的研究现状,并概括了本文的主要研究工作。其次分析得到了MIMO信道容量的具体计算公式,另外在无线通信的信道特性基础上,阐述了常见的几种Rayleigh衰落的信道模型以及MIMO信道建模。 接着,本文重点介绍了垂直分层空时码的编译码技术,其译码方案包括极大似然译码、迫零算法、最小均方误差算法、基于迫零准则的连续干扰抵消算法和定序连续干扰抵消算法,进行了各种算法的仿真比较。重点仿真分析在此基础上得到的一种结合极大似然译码算法和定序连续干扰抵消算法的改进译码方案,给出了改进算法完整的算法流程,这种算法在译码算法复杂度和系统性能之间有所折衷。最后,在研究了信道估计原理的基础上,重点分析了基于训练序列的几种常用信道估计技术,分别讨论了频率非选择性(平坦)衰落和频率选择性衰落条件下的MIMO信道估计方法,并给出了相应的仿真结果,最后简单介绍了平坦衰落以及频率选择性衰落MIMO系统中训练序列的设计原则。


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