MIMO系统中k-best球形译码算法研究

通过对广度优先策略中有恒定复杂度的层排序k-best球译码算法进行分析,提出一种每节点保留可变扩展节点的层排序k-best球形译码算法(k-best SDA Ⅱ),在64QAM调制及每层保留8节点的实数SDA模型下,通过仿真的方法得出了保留恒定扩展节点的k-best SDA当每节点保留扩展节点数大于等于2时,性能基本不变(k-best SDAⅠ);而改进的k-best SDAⅡ则对k-best SDAⅠ在性能与复杂度上作了比较好的折中,前者计算复杂度大约减少了28%,而性能的损失基本可以忽略。

基于免疫算法的球形译码算法研究

在多输入多输出(MIMO)系统的信号检测算法中,球形译码算法的性能最接近最大似然检测算法,是目前应用最为广泛的一种信号检测方法,但传统的球形译码算法在低信噪比时计算复杂度较高,在高信噪比时误码率性能不够理想.该文提出了一种改进的球形译码方法,利用免疫算法的寻优能力来获得最佳的初始搜索半径,从而达到在保证译码性能的同时有效地降低计算复杂度的目的.实验仿真结果表明,与传统的球形译码算法相比,基于免疫算法的球形译码方法在高信噪比下可以达到最大似然译码的性能,同时能有效降低低信噪比时的运算复杂度,从而更符合现代无线通信实时性的要求.

一种新型可变半径的球形译码算法

在MIMO系统的信号检测算法中,球形译码算法的性能最接近最大似然检测算法,但传统的球形译码算法复杂度较高。详细分析了球形译码算法原理的基础上对传统算法进行改进,提出了一种新型可变半径的球形译码算法。仿真结果表明,新算法可以在保持译码性能的同时有效地降低运算复杂度,从而更适合现代无线通信实时性的要求。

用于病态MIMO系统的一种快速球形译码算法

如今的球形译码算法研究,多是针对MIMO系统的传输矩阵满秩的情况。然而现实常常出现传输矩阵是奇异阵的情况即传输矩阵为病态矩阵,原先的球形译码算法将不再适用。本文提出了一种快速的球形译码算法,设法将病态矩阵变为满秩矩阵,并利用迫零检测估计来对最初的半径取值加以限制,大大加快了搜索速度,而性损失却很小。

重排序K-Best球形译码算法

为了提高无线通信系统的频谱利用率,降低最大似然接收机的复杂度。文中在基于球形译码的MIMO接收机并在保证接近最大似然接收机性能的前提下,给出了在K-Best球形译码算法的基础上对K-Best球形译码算法进行重排序的实现方法。

空间调制信号的低复杂度球形译码算法

为进一步降低球型译码算法(SM-SD)的复杂度,同时不影响算法的误比特性能,提出一种SM-SD算法,采用了不同于目前存在的SM-SD算法的复变量实数化方式,具有独特的搜索树结构,搜索树的相邻两层相互独立.分析了新算法的原理及搜索过程,通过矩阵运算理论分析了几种SM-SD算法的运算复杂度,然后在不同的空间调制系统中对SM-SD算法的误比特性能和运算复杂度进行仿真.理论分析和仿真结果表明:新算法的性能接近于最大似然算法,运算复杂度低于已有的各种类型的球型译码算法,因此更加适合于检测空间调制信号.

基于动态分组的球形译码算法

在MIMO信号检测中,采用最大似然算法可以使系统的误码率最低,但最大似然算法要搜索整个信号空间,计算速度相当慢。球形译码算法性能最接近最大似然算法,它通过减少需要比较的信号点可大大降低计算量。提出了动态分组的球形译码算法,对传统球形译码算法进行了改进。仿真结果表明,所提算法可以根据M IMO系统的需要进行动态调整,可在小信噪比时降低误码率,大信噪比时提高译码速率。

混合的深度优先及宽度优先球形译码算法

结合深度优先及宽度优先算法,提出了一种混合算法,将搜索树分成两部分:一部分进行深度优先搜索;另一部分进行宽度优先搜索。利用深度优先搜索的结果裁剪宽度优先搜索中那些距离较大的点,以降低搜索复杂度。该算法合理地综合了2种算法的优点,具有较低的计算复杂度及较高的性能。仿真结果表明,该算法的性能与最优算法相比差别非常小,与宽度优先算法相比节省了大量的计算复杂度,在高信噪比的情况下,计算复杂度的节省尤其明显。

结合最小均方误差的改进球形译码检测算法

在多输入多输出(MIMO)系统的信号检测算法中,球形译码算法的检测性能最接近最大似然算法,但传统球形译码算法运算复杂度较高。为降低球形译码算法复杂度,提出一种新型的球形译码检测算法。新算法由改进的快速球形译码算法与最小均方误差算法相结合而成。改进的快速球形译码算法通过在球形半径收缩时乘上一个常量参数来提高半径收缩速度,减少算法搜索的信号点数,从而达到降低复杂度的目的。最小均方误差算法则能够通过减小噪声对接收信号的干扰来降低因搜索噪声点而产生的复杂度。将最小均方误差算法的信道矩阵应用在改进的快速球形译码算法中,将两种算法有效地结合,能够进一步降低算法复杂度。仿真结果表明,当信噪比(SNR)低于10 dB时,新算法相比于原始球形译码算法,检测性能平均提高了9%左右。

低复杂度的新型球形译码检测算法

在多输入多输出(MIMO)信号检测算法中,球形译码检测算法的复杂度会随着半径的增大而迅速增加,代价较高。为了避免这一问题,提出一种改进的球形译码算法,该算法考虑改变搜索的起始位置,从最接近信号点上下限中间位置开始搜索,并根据信号点和中间位置的距离对信号点升序排序,随着译码半径的改变,排序不变,这样就减少搜索次数,降低算法复杂度。仿真结果表明,随着半径取值的增加,新型球形译码算法复杂度大幅度降低的同时,仍然保证了译码性能最接近性能最优的最大似然检测算法。

一种极化码联合SC球形列表译码算法

为了降低极化码译码复杂度,提出了一种极化码联合SC球形列表(joint successive cancellation sphere list,JSCSL)译码算法。JSCSL译码算法结合了串行消除列表(successive cancellation list,SCL)译码和球形列表(list sphere decoding,LSD)译码相同的列表结构,联合不同的译码流程,增加译码并行性,从而降低译码复杂度。JSCSL译码算法将码字分割,在2个方向上使用不同译码方案,即从前往后和从后往前分别采取SCL译码和LSD译码,最终选取满足冗余循环校验(cyclic redundancy check,CRC)校验的码字。理论推导了2部分译码的中间分割点,使得独立译码时间近似,以达到最优的并行译码。仿真结果表明,与性能较优的CA-SCL(CRC-aided successive cancellation list)译码算法相比,JSCSL译码算法性能与其相近,但译码复杂度降低了40%~50%,因此,JSCSL译码算法在译码性能和复杂度达到新的平衡。

一种低复杂度MIMO球形检测算法

针对球形译码检测算法在信噪比较低时复杂度大的问题,提出一种新型球形检测算法。通过使用一个压缩因子对低信噪比时的球半径进行抑制,同时结合最小均方误差检测算法降低算法复杂度。仿真结果表明,在信噪比低于10 dB时,该算法相对传统球形译码算法,复杂度平均降低10%左右,并且性能损失较少。

MIMO-OFDM系统的SAGE-ISD联合估计检测算法

针对采用最小均方误差估计MIMO-OFDM系统信道时计算复杂度高,以及采用期望最大化算法存在收敛速度慢等缺陷,提出一种新的联合估计检测算法,将线性最小均方误差信道估计、广义空间迭代期望最大化算法和改进球形译码检测算法相结合进行联合估计检测,采用线性最小均方误差信道估计对信道进行信道初估计,并利用联合迭代技术结合广义空间迭代期望最大化算法及改进球形译码检测算法进行信道估计校正和信号检测,从而提高系统的可靠性。理论研究和仿真结果表明:在相同误比特率下,算法性能优于传统的检测算法,其与理想信道估计下的最大似然检测算法仅平均相差0.5 dB。该算法在较少的迭代次数下,可获得较理想的信道估计和检测结果,并以较低系统复杂度的代价,逼近理想信道估计下的最大似然检测算法。

多天线通信系统中一种自适应分组检测算法

针对多天线通信系统,提出了一种基于信道质量的自适应分组检测算法。该算法首先对信道矩阵作修正的选主列QR分解,然后根据各检测层的后检测信噪比与预先计算并存储在系统中的分组门限相比较的结果,将待检符号矢量分为敏感符号分组和可靠符号分组。对敏感符号分组优先采用具有接近最大似然性能的球形译码算法检测,在消除了敏感符号分组影响后,对可靠符号分组采用低复杂度的逐层检测算法。由于分组门限的设置依据后检测信噪比的统计特性,而后检测信噪比与信道环境密切相关,因此,该算法能够根据信道质量自适应调整敏感符号分组中的符号数目,从而可通过选择分组门限,实现对系统检测性能和复杂度的折中考虑。计算机仿真验证了该算法的有效性。

大规模MIMO无线专网下行链路检测算法研究

以充分开发利用大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)空间上的无线资源、提升系统频谱效率和功率效率为目标,在充分分析无线专网信道特点的基础上,提出了线性检测和非线性检测2种方案,将多级预编码和检测算法有机结合,对高斯、乡村、市区及山区等信道条件下的误码性能和吞吐量进行了仿真分析,验证了球形译码算法优于MMSE检测算法,适用于基于大规模MIMO无线通信专网下行链路高性能接收机。

旋转星座准正交空时分组码的改进性研究

当发射天线数大于2时,复信号空时分组码不能实现满速率编码,可以通过星座旋转来设计发送矩阵,使系统同时获得满分集增益和最大的编码速率。通过对传统的旋转星座准正交空时分组码加以改进,使每根天线在不同时隙发射的信号属于不同星座,在保证满分集和最大的编码速率的同时,减小了码间干扰,更有利于译码器译码,提高了系统性能。

基于球形译码的联合多用户检测

针对采用码分多址接入(CDMA,Code Division Multiple Access)的多输入多输出系统(MIMO,Multiple Input Multiple Output),建立多个用户同步上行接入基站的信道模型,收发端都采用2根天线。在基站端,由于扩频码非完全正交产生多个用户之间干扰和信道干扰影响信号检测的问题,分析并给出了多用户信号的最大似然函数,利用球形译码算法实现多用户的联合检测(Joint MUD,Joint Multiple User Detection),并行处理信道干扰和多址干扰。仿真结果表明,提出的接收机有较好性能,同时降低了运算的复杂度。

一种基于旋转变换和正交设计的满分集空时频编码技术

为了在MIMO—OFDM系统中更好地获得空间、时间和频率三维分集增益及较高编码增益，设计了一种最大码元速率为1的改进空时频编码技术。编码过程中，首先对两组发射数据向量进行旋转，然后以两天线为一组对旋转后的数据流在连续的两个OFDM符号之间进行正交设计，并按一定的准则分配到不同的子载波上，从而获得满分集增益和最优化编码增益。译码时，先将接收信号进行线性合并和白化处理，然后利用复杂度较低的球形译码器实现最大似然译码。分别对两发两收和四发一收系统进行仿真，结果表明，改进的编码技术与同样可获得满分集增益的空频码相比，具有0．5～0．6dB的性能增益，因此具有更高的应用价值。