无线通信中低复杂度迭代检测算法研究

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CDMA系统是一个干扰受限的系统,抑制多址干扰可相应提高系统容量。MIMO技术可分为复用增益技术和分集增益技术,利用复用增益技术时,对于某一发射天线发送的信号而言,其它发射天线所发射的信号在接收端相叠加会彤成多天线干扰,抑制多天线干扰同样可提高系统容量。迭代检测技术利用软输入软输出(SISO)译码器所提供的信息,可以较好的抑制干扰量,因而近年来受到了较多的重视。本论文在跟踪和了解当前迭代检测技术最新进展的基础上,提出了新的算法。所做工作可归纳如下: 1)对基于最大后验准则(MAP)的检测算法进行了改进,提出了P-MAP算法。基本思想是利用软输入软输出(SISO)译码器提供的信息,将干扰信息分为两类:一类干扰量对应的发送符号具有较高的估值可靠度,另一类干扰量对应的发送符号具有较低的估值可靠度;将具有较高估值可靠度发送符号对应的干扰量从接收信号中直接消除,然后再利用MAP算法进行检测。P-MAP算法的性能可以逼近MAP算法,但计算复杂度低于MAP算法,并且计算复杂度可随着迭代运算次数和信道信噪比的增加而相应降低。 2)提出了软干扰消除随机数据联合检测算法(SC-PDA),对该算法进行了系统的理论分析。随机数据联合检测算法(PDA)具有优异的检测性能和较低的计算复杂度,因而受到了当前学者的广泛关注。本文提出的SC-PDA算法的计算复杂度低于PDA,并且可以取得优于PDA算法的系统性能。 3)提出了串行随机数据联合检测算法(SEQ-PDA)和排序串行随机数据联合检测算法(O-SEQ-PDA)。SEQ-PDA和O-SEQ-PDA算法对所发送的符号逐个进行检测,因此不仅可以利用SISO译码器提供的信息,还可以利用当前检测过程中SISO检测器输出的信息来抑制干扰量,这两种算法的时延长于并行检测算法,但是性能优于并行检测算法。O-SEQ-PDA算法先检测具有较高检测可靠度的发送符号,后检测具有较低检测可靠度的发送符号,性能较SEO-PDA算法的性能有了进一步的提高。 4)利用互信息度量为工具,提出了一种针对双迭代接收机结构来设计非规则LDPC码的方法。 5)提出了一种低复杂度的迭代信道估计算法,称之为随机数据联合.期望最大化(PDA-EM)算法。最大后验准则一期望最大化(MAP-EM),信道估计算法是对基于最大后验准则信道估计算法的一种迭代逼近求解,能够利用SISO译码器提供的信息来提高信道估计性能,但是计算复杂度较高。我们将 PDA算法嵌入到EM算法中,可相应降低算法的计算复杂度,并且仿真结果显示PDA-EM算法的性能与MAP-EM算法相接近。
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