本文選題：大規(guī)模MIMO　切入點(diǎn)：信號檢測　出處：《重慶大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：大規(guī)模MIMO具有傳輸效率高、頻譜利用率高、能量效率高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)近年來成為無線通信領(lǐng)域一個(gè)研究熱點(diǎn)。信號檢測技術(shù)是大規(guī)模MIMO的核心技術(shù)之一,對整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性有著重要影響。隨著大規(guī)模MIMO天線數(shù)目的增加,常規(guī)MIMO的信號檢測技術(shù)應(yīng)用到大規(guī)模MIMO當(dāng)中,存在復(fù)雜度過高、檢測性能不佳的問題。為解決這兩個(gè)基本問題,論文重點(diǎn)研究了兩種啟發(fā)式算法似然上升搜索算法(LAS)及動(dòng)態(tài)禁忌搜索算法(RTS)。論文主要工作如下:(1)給出了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型。分析了現(xiàn)有信號檢測算法的性能和復(fù)雜度。重點(diǎn)研究了LAS、RTS算法及兩種算法的衍生算法,并通過實(shí)驗(yàn)仿真分析初值性能、初值個(gè)數(shù)及最大搜索次數(shù),對BER性能及復(fù)雜度的影響,為論文研究工作提供了切入點(diǎn)。(2)針對LAS信號檢測算法易陷入局部極小、檢測性能不佳以及現(xiàn)有改進(jìn)算法改善了局部極小的情況、但大大增加了信號檢測復(fù)雜度的問題,提出一種結(jié)合遺傳性質(zhì)的改進(jìn)LAS信號檢測算法。該算法在傳統(tǒng)LAS算法基礎(chǔ)上,通過分析無差錯(cuò)接收情況下ML代價(jià)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)信息判定解的質(zhì)量,然后用解的質(zhì)量不斷修正算法所需要的迭代次數(shù)。同時(shí)繼承最優(yōu)解向量、引入隨機(jī)因素對最優(yōu)解向量的某些位置進(jìn)行變異、得到下一次迭代的初始向量。仿真結(jié)果表明結(jié)合遺傳性質(zhì)的改進(jìn)LAS算法進(jìn)一步提高了算法的性能,使LAS算法所需要的迭代次數(shù)減少,降低了復(fù)雜度。(3)針對RTS算法在高階調(diào)制的情況下,檢測性能較差的問題,提出一種基于等效信道維度的改進(jìn)分層RTS算法。該算法在分層RTS算法基礎(chǔ)上,根據(jù)等效信道矩陣維度,自適應(yīng)改變最大搜索步數(shù)。在等效信道矩陣維度較小時(shí),用較小的最大搜索步數(shù)避免迂回搜索;在等效信道矩陣維度較大時(shí),用較大的最大搜索步數(shù)讓搜索的范圍更廣,增強(qiáng)搜索能力,提高檢測性能。仿真結(jié)果表明,算法提高了信號檢測能力,提升了系統(tǒng)可靠性。
[Abstract]:Large-scale MIMO has the advantages of high transmission efficiency, high spectral efficiency, high energy efficiency and strong anti-jamming ability. In recent years, signal detection technology is one of the core technologies of large-scale MIMO. With the increase of the number of large-scale MIMO antennas, the signal detection technology of conventional MIMO is applied to large-scale MIMO, and the complexity is too high. To solve these two basic problems, This paper focuses on two heuristic algorithms, likelihood ascending search (LAS) and dynamic Tabu search (MIMO). The main work of this paper is as follows: (1) A large scale MIMO system model is presented. The performance and complexity of existing signal detection algorithms are analyzed. The algorithm of LASORTS and the derivation algorithm of the two algorithms are studied in detail. And through the experimental simulation analysis of the initial value performance, the number of initial values and the maximum number of searches, the effects on the performance and complexity of BER are analyzed, which provides a breakthrough point for the research work of this paper. (2) for the LAS signal detection algorithm, it is easy to fall into local minima. The poor detection performance and the existing improved algorithms improve the local minima, but greatly increase the complexity of signal detection. An improved LAS signal detection algorithm combining genetic properties is proposed. The algorithm is based on the traditional LAS algorithm. By analyzing the statistical information of ML cost function in the case of error-free reception, the quality of the solution is determined, and then the iterative times required by the algorithm are constantly corrected with the quality of the solution. At the same time, the optimal solution vector is inherited. The initial vector of the next iteration is obtained by introducing random factors to some positions of the optimal solution vector. The simulation results show that the improved LAS algorithm with genetic properties can further improve the performance of the algorithm. The number of iterations required for LAS algorithm is reduced, and the complexity is reduced. (3) aiming at the problem of poor detection performance of RTS algorithm in the case of high order modulation, An improved hierarchical RTS algorithm based on the equivalent channel dimension is proposed. The algorithm adaptively changes the maximum search steps according to the equivalent channel matrix dimension based on the hierarchical RTS algorithm. When the dimension of the equivalent channel matrix is larger, the larger maximum search steps can make the search range wider, enhance the search ability and improve the detection performance. The simulation results show that, when the dimension of the equivalent channel matrix is large, the maximum search steps are used to avoid roundabout search. The algorithm improves the signal detection ability and the reliability of the system.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.23;TN919.3

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本文編號：1594839