MIMO作业报告.doc

... ... MIMO 系统与 OFDM 传输技术大作业—— V-BLAST 系统迫零算法和最小均方误差算法比较研究学号: 1301120334 姓名:李楠... ... 一、摘要 V-BLAST 空间多路复用系统一种模式。这种简化了的 BLAST 结构同样最先由贝尔实验室提出。它采用一种直接的天线与层的对应关系,即编码后的第 k 个子流直接送到第 k根天线,不进行数据流与天线之间对应关系的周期改变。它的数据流在时间与空间上为连续的垂直列向量,称为 V-BLAST(Vertical-BLAST) 。由于 V-BLAS T 中数据子流与天线之间只是简单的对应关系,因此在检测过程中, 只要知道数据来自哪根天线即可以判断其是哪一层的数据,检测过程简单。分层空时编码技术是提高无线信道传输速率和容量的一种非常有效的方法。在无需提高信号发射功率和额外增加带宽的情况下就可以大幅度的提高系统容量。但是,分层空时编码无法获得最大分集增益,所以接收端在恢复信号时选用的译码算法对系统性能至关重要。在平坦瑞利衰落环境下,研究了贝尔实验室分层空时的发射和接收结构中的垂直分层( Vertical Bell Laboratories layered Space-Time ,V-BLAST ), 接着对接收端的几种常用的译码算法进行介绍,介绍迫零(Zero forcing ,ZF) 算法, 最小均方误差算法。二者为线性接收机,而 ZF 接收机的性能最差, 该接收机是最简单的一种空时信号处理接收机,可得到宽带 ZF 检测算法,由于 ZF 接收机忽略了噪声的存在,因此在实际上放大了噪声,在存在大量噪声和 ISI 干扰时,性能不如 MMSE 接收机;由于 MMSE 接收机同 ZF 接收机相比,以 MMSE 为准则,同时考虑了噪声和干扰,平衡了干扰和噪声增强, 使总的误差最小,因此性能优于 ZF 接收机;最大似然接收机( ML )性能最好, 但复杂度最高,复杂度和发射天线数成指数增长的关系。根据这些理论,本文通过计算机的仿真方法,在同样的环境和条件下,本文对使用迫零算法的分层空时码的误码率进行了仿真,并和最小均方误差算法( Minimum Mean Square Error MMSE )进行比较。二、系统模型 MIMO 信号模型采用平坦衰落的 MIMO 信道模型,即假设点到点的 MIMO 系统,具有 Tn 个发射天线和 Rn 个接收天线,系统的结构如图 1所示: ... ... 图1 MIMO 系统结构图针对该系统结构可写出系统的输入输出关系式为:n Hx r??(1) 假设每个符号周期系统发送的信号为 Tn 维列矢量,即上式中的 x为 Tnxxxx][ 21??,其中第 i 个分量 ix , 表示从第 i 个天线发送的信号;上式中的 Tnrrrr][ 21??,其中第 j个分量 jr 表示第 j个天线接收的信号;H为信道响应矩阵,可以表示为: 1,1 1, , T R R T n n n n h h H h h ? ?? ??? ?? ?? ??? ???(2) 该信道响应矩阵