本文關(guān)鍵詞： MIMO V-BLAST OFDM 迭代檢測 預(yù)處理　出處：《西安電子科技大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：MIMO-OFDM是新一代移動通信系統(tǒng)的物理層的核心關(guān)鍵技術(shù)。MIMO系統(tǒng)能夠顯著提升系統(tǒng)的頻譜效率和功率效率,同時不額外占用頻譜資源,OFDM系統(tǒng)相對于單載波系統(tǒng)而言能夠有效對抗無線通信系統(tǒng)中的多徑所造成的頻率選擇性衰落效應(yīng)。本文在MIMO系統(tǒng)中所研究的主要方向是V-BLAST系統(tǒng)下的信號檢測技術(shù),對于V-BLAST系統(tǒng)下的信號檢測技術(shù)研究,本文主要介紹了常用的檢測算法,包括線性檢測算法(包括ZF檢測和MMSE檢測),ML檢測,次最優(yōu)低復(fù)雜度迭代檢測算法(包括PDA檢測和MMSE-ISDIC檢測),線性檢測算法復(fù)雜度低,但性能太差,ML檢測復(fù)雜度過高,常用于與其它檢測算法做比較。本文重點分析低復(fù)雜度迭代檢測算法,介紹了PDA檢測算法的基本原理,并給出了PDA檢測算法中噪聲和干擾的真實PDF。對于MMSE-ISDIC檢測算法,本文給出了詳細推導(dǎo),并且給出了MMSE-ISDIC檢測算法的一種改進,這種改進是基于傳統(tǒng)的MMSE-ISDIC檢測算法所使用的噪聲和干擾的方差并不精確,從而提出了一種更精確的描述,這種改進可以在一定程度上提升原檢測算法的性能。OFDM技術(shù)能夠有效的對抗無線通信系統(tǒng)中的頻率選擇性衰落,但當無線信道為時變時,就會產(chǎn)生多普勒頻移,同時產(chǎn)生時間選擇性衰落,多普勒頻移會破壞OFDM子載波間的正交性,從而產(chǎn)生子載波間干擾。本文在OFDM系統(tǒng)中所研究的主要方向為OFDM在頻率選擇性時間選擇性(即雙選擇性)衰落信道下的信號檢測算法,包括傳統(tǒng)檢測算法和低復(fù)雜度檢測算法。本文分析了雙選衰落信道對OFDM符號的影響,分析了子載波間干擾的產(chǎn)生機制,并給出了OFDM在雙選衰落信道下的系統(tǒng)模型。同時,介紹了幾種常用的檢測算法,包括線性檢測算法,以及根據(jù)雙選衰落信道下的OFDM系統(tǒng)信道矩陣的特點而直接忽略信道矩陣帶外能量的低復(fù)雜度檢測算法FIR-MMSE-SIC檢測算法。對于OFDM低復(fù)雜度檢測算法,常用的方法是直接忽略帶外能量,如FIR-MMSE-SIC檢測算法,這會造成一定的性能損失。對于低復(fù)雜度檢測算法,當信道為萊斯信道時,本文介紹了一種發(fā)送預(yù)處理,通過發(fā)送預(yù)處理,可以使信道矩陣的能量更向?qū)蔷�集中,也就是減小ICI,從而提高低復(fù)雜度檢測算法的性能。同時,本文提出了一種發(fā)送接收聯(lián)合預(yù)處理的方法,通過本文所提出的發(fā)送接收聯(lián)合預(yù)處理,不僅可以使信道矩陣的能量向?qū)蔷�方向集中,更能保證信道矩陣大部分都集中在一定大小的帶狀內(nèi),從而在忽略信道矩陣帶外能量時不會產(chǎn)生太大的性能損失。經(jīng)過發(fā)送接收聯(lián)合預(yù)處理后,在接收端采用低復(fù)雜度檢測算法進行信號檢測時,會比只有發(fā)送預(yù)處理,只有接收預(yù)處理或沒有預(yù)處理的OFDM系統(tǒng)取得更好的性能。
[Abstract]:MIMO-OFDM is the key technology of the physical layer of the new generation mobile communication system. The MIMO-OFDM system can significantly improve the spectrum efficiency and power efficiency of the system, and it does not occupy additional spectrum resources. Compared with single carrier system, OFDM system can effectively resist the frequency selective fading effect caused by multipath in wireless communication system. The main research direction of this paper is V-BLA in MIMO system. St system signal detection technology. For the research of signal detection technology in V-BLAST system, this paper mainly introduces the commonly used detection algorithms, including linear detection algorithm (including ZF detection and MMSE detection / ML detection). The suboptimal low complexity iterative detection algorithms (including PDA detection and MMSE-ISDIC detection) have low complexity but poor performance. This paper focuses on the analysis of low complexity iterative detection algorithm and introduces the basic principle of PDA detection algorithm. The real PDFs of noise and interference in the PDA detection algorithm are given. For the MMSE-ISDIC detection algorithm, the detailed derivation is given in this paper. An improvement of the MMSE-ISDIC detection algorithm is also given, which is based on the inaccuracy of the variance of noise and interference used in the traditional MMSE-ISDIC detection algorithm. Thus, a more accurate description is proposed, which can improve the performance of the original detection algorithm. OFDM can effectively combat the frequency selective fading in wireless communication systems. However, when the wireless channel is time-varying, it will produce Doppler shift and time-selective fading, which will destroy the orthogonality between OFDM subcarriers. The main research direction of this paper is the signal detection algorithm of OFDM in frequency-selective time-selective (i.e. double-selective) fading channels. This paper analyzes the influence of double-selected fading channels on OFDM symbols, and analyzes the generation mechanism of inter-carrier interference (ISI). The system model of OFDM in dual fading channel is given. At the same time, several common detection algorithms, including linear detection algorithm, are introduced. According to the characteristics of the channel matrix of OFDM system in double fading channel, the low complexity detection algorithm FIR-MMSE-SIC algorithm which ignores the energy of the channel matrix out of band is directly ignored. For OFDM, the detection algorithm of low complexity is proposed. Low complexity detection algorithm. The common method is to directly ignore the out-of-band energy, such as FIR-MMSE-SIC detection algorithm, which will cause a certain performance loss. For low-complexity detection algorithm, when the channel is a Rice channel. This paper introduces a transmission preprocessing, which can make the energy of the channel matrix more diagonal, that is, to reduce the ICI, so as to improve the performance of the low complexity detection algorithm. In this paper, a method of joint preprocessing of transmission and reception is proposed, which can not only concentrate the energy of the channel matrix in diagonal direction. It can also ensure that most of the channel matrix is concentrated in a certain size band, so that the channel matrix energy out of the band will not produce too much performance loss. After transmission and reception joint preprocessing. When the receiver uses a low complexity detection algorithm for signal detection, it will achieve better performance than the OFDM system with only sending preprocessing, receiving preprocessing or no preprocessing.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN919.3

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本文編號：1452108