【摘要】：無線通信系統(tǒng)中的MIMO技術已日漸成熟,且已成為LTE/LTE-Advanced中的關鍵技術。目前LTE標準所支持的最大天線數(shù)目為8,其實際的頻譜效率僅為5 bps/Hz。Massive MIMO作為MIMO技術的延伸,也是5G的核心技術之一。它可將天線數(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,由于天線數(shù)目眾多,接收信號復雜,信道矩陣維度巨大,對接收端的信號檢測算法提出了更高的要求,希望以較低的復雜度實現(xiàn)良好的性能。正是在這樣的背景下,本文對適用于Massive MIMO信號檢測的置信度傳播(BP)算法進行進一步地研究,使其在不同的場景下達到更高的性能并具有更低的復雜度。BP算法作為Massvie MIMO中比較優(yōu)秀的檢測算法,近年來引起了學者們地高度關注。本文主要就如何進一步降低BP算法的復雜度以及解決在高階調制方式下,BP檢測算法表現(xiàn)不好的問題進行了研究。本文提出了降低BP算法復雜度的三種方法:分層置信度傳播、強制收斂、節(jié)點選擇,并對它們進行了分析比較;提出了適用于采用高階調制方式的Massvie MIMO系統(tǒng)的GTA-BP算法和GTA-BP-SIC算法,并對其進行了仿真分析。本文首先介紹了Massive MIMO系統(tǒng)及其信號檢測技術的研究背景和面臨的現(xiàn)狀,并對MIMO系統(tǒng)模型和常見的Massive MIMO檢測算法的原理作了簡要概述。再詳細闡述了基于馬爾科夫隨機場和因子圖模型的BP算法并提出了三種降低置信度傳播算法復雜度的方法。并對將每一種方法的原理進行了介紹,并將它們與純置信度傳播算法的性能進行了仿真對比。然后提出了在具有高階調制的Massive MIMO系統(tǒng)中用于信號檢測GTA-BP算法。詳細論述了如何將高斯近似樹運用在BP算法中,并給出了算法的詳細過程和仿真分析,解決了BP算法在高階調制系統(tǒng)中性能不好的問題。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合提出了GTA-BP-SIC算法。對算法的思路及每一個步驟進行了講解:如何改變BP算法的信息更新規(guī)則、如何運用最佳排序的思想。最后對GTA-BP-SIC算法進行了仿真分析,結果表明進一步提升了GTA-BP算法的性能。本文以置信度傳播算法為重點,提出了在其基礎上發(fā)展出來的低復雜度、高性能的檢測算法,為Massive MIMO信號檢測問題帶來了一些新鮮的思路和方法。
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【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.3
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本文編號：2277321