mimo-ofdm通信系统中信号检测算法的研究.pdf

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摘 要
MIMO-OFDM 通信系统作为后 3G 或 4G 的核心技术，结合了MIMO 技术和 OFDM
技术，既能提高通信系统容量，提高频谱利用率，又能有效抵抗干扰和噪声。而一个通
信系统质量的好坏，很大程度上取决于检测模块的性能。因此，信号检测算法成为
MIMO-OFDM 通信系统的研究重点，同时也是本文的研究核心。
本文首先介绍MIMO、OFDM 技术的相关理论知识，包括无线信道特性、MIMO
信道容量和 V-BLAST MIMO 系统模型以及 OFDM 的基本原理、调制解调技术和抗干扰
功能；并给出 MIMO-OFDM 通信系统模型。然后对 MIMO-OFDM 通信系统的传统信号
检测算法进行了详细地研究，包括 ZF、MMSE、SIC、OSIC、QR、ML 算法以及球形
译码 SD 算法。最后分析了这些信号检测算法的计算复杂度和检测性能。
本文重点介绍了一种新型的使用 ZF 和 ML算法相结合的 ZF-MLD 算法，该算法在
不明显增加计算量的情况下，检测性能比传统的 ZF 检测算法有了明显地提升。在 4*4
的多天线空时复用系统中，由于该算法使用了两次矩阵伪逆运算，计算复杂度偏高，针
对这一特点，本文在该算法基础上，结合干扰消除的思想，提出 ZF-IC-MLD 算法。实
验及分析证明，在检测性能没有降低的情况下，ZF-IC-MLD 算法计算复杂度比 ZF-MLD
算法有了一定的降低。
ZF-MLD 算法相比 ZF 算法，在检测性能上有了一定幅度的提升，但还无法适用于
检测误码率要求较低的场合。本文根据ZF-MLD 算法检测性能不足的特点，在该算法的
基础上，结合局部搜索的思想，提出 ZF-LR-MLD 算法。实验证明，在牺牲一定计算复
杂度的情况下，ZF-LR-MLD 算法的检测性能比 ZF-MLD 算法有了明显的提高。