编码MIMO系统中一种低复杂度次优软检测算法

提出了一种低复杂度次优编码MIMO系统软检测算法.在编码MIMO系统的迭代译码中,信道译码需要MIMO检测输出每一比特的软信息,而软信息的计算需要巨大的计算量.本文在不同的迭代次数中分别利用球形译码的硬判决信息和编码比特先验信息得到发射向量的估计值.在这个估计值的基础上计算MIMO检测中每一比特的软信息,从而避免了常规的穷尽搜索检测算法,减少了复杂度.通过分析和仿真,本算法在有限性能损失的前提下使复杂度得到了极大减少.在相同没置下,本算法的一帧数据仿真时间不到原算法的1/20,并且对于不同的调制方式复杂度基本不变,达到了性能和复杂度的较好折中.     

一种软输入软输出的迭代检测算法研究

MIMO技术在LTE-Advanced系统中扮演了重要角色,在不增加系统带宽和发射功率的前提下可极大提升系统的容量与性能,被认为是无线通信领域的重大技术突破之一。信号检测技术对整个MIMO系统的性能起着至关重要的作用,也是当前研究的热点。文章针对目前广泛采用的基于MMSE处理准则的MIMO信号检测方法提出一种以MMSESIC为核心的迭代译码检测算法方案,并与MMSE软检测算法和ML软检测两种算法进行对比分析,结果证明该迭代算法是很有吸引力的检测技术。     

基于Kaczmarz迭代的大规模MIMO系统低复杂度软输出信号检测

大规模MIMO系统上行链路中,最小均方误差（MMSE）算法能获得接近最优的线性检测性能,但是涉及复杂度较高的矩阵求逆运算.本文基于Kaczmarz迭代提出一种低复杂度软输出信号检测算法,在算法实现中避免了矩阵求逆运算,将实现复杂度由O（K³）降为O（K²）.同时,引入了最优松弛参数进一步加快算法收敛,最后给出了两种用于信道译码的LLR的近似计算方法.仿真结果表明：所提出的Kaczmarz迭代软输出信号检测算法经过两到三次简单的迭代即可较快地收敛,并达到接近MMSE检测算法的误码率性能的水平,其性能与复杂度均优于基于矩阵近似求逆的一类检测算法.     

一种低复杂度的MIMO预处理球形译码算法

提出了一种新的低复杂度MIMO预处理球形译码算法.球形译码算法是MIMO译码方案达到最大似然性能的低复杂度译码算法,但当信噪比较低或调制阶数较高时,该算法的复杂度仍然很大,甚至接近穷尽搜索方法的复杂度.本文利用迫零译码的初始估值作为软信息,对信道矩阵各列进行重排列,从而改变解向量中各维信号的求解顺序,因此大大减少了低信噪比或较高调制阶数的球形译码计算复杂度.仿真结果表明,当Eb/No为0～3时,16QAM调制方式下的V-BLAST译码复杂度减少了近1/3.     

MIMO系统一种低复杂度的K-Best检测算法

文章提出了一种在2×2的MIMO空分复用系统中,采用64-QAM调制方式下的一种低复杂度的K-Best信号检测算法,改进点是通过分离实部和虚部来降低其计算复杂度,并发现复数乘法在不影响系统性能的情况下减少为2个实数乘法。与传统的K-Best算法相比,该算法减少了部分欧氏距离(PED)的计算复杂度,使加法和乘法的计算量大大降低,从而大大降低K-Best算法的计算复杂度,使其能更好的应用于现代通信系统中。     

基于迭代并行干扰消除的低复杂度大规模MIMO信号检测算法

基于干扰消除思想该文提出一种适用于大规模MIMO系统上行链路的低复杂度迭代并行干扰消除算法,在算法实现中避免了线性检测算法所需的高复杂度$({\cal O}({K^3}))$矩阵求逆运算,将复杂度保持在$({\cal O}({K^2}))$。在此基础上,引入噪声预测机制,提出一种基于噪声预测的迭代并行干扰消除算法,进一步提高了硬判决检测性能。考虑天线间残留干扰,将干扰消除思想运用到软判决中,最后提出一种基于迭代并行干扰消除的低复杂度软输出信号检测算法。仿真结果表明：提出的信号检测方法的复杂度优于MMSE检测算法,经过几次简单的迭代,算法即快速收敛并获得接近甚至优于MMSE检测算法的误码率性能。     

基于EM的低复杂度迭代载波同步算法

编码辅助载波同步算法充分利用译码软信息,可获得较理想的同步性能,但是目前这类算法存在复杂度高、处理时间长的问题。首先在推导迭代载波同步中后验均值与译码软信息关系的基础之上,通过选择性地进行译码判决反馈来减少不必要的计算点数,再根据前两次的迭代结果自适应地减小频率搜索区间长度,从而大幅降低同步参数估计的运算量。仿真结果表明,该算法能够有效工作在低信噪比环境下,可获得接近理想同步条件下的译码性能。     

基于软输出固定复杂度球形译码的高效迭代检测算法

该文在软输出固定复杂度球形译码(SFSD)算法的基础上,提出一种低复杂度高性能的MIMO迭代检测方法。该算法利用迭代过程中译码器的反馈信息更新SFSD检测算法的软输出,获得明显的迭代增益,并利用多级比特映射星座图的特点大大降低分支度量的运算次数。针对SFSD算法预处理复杂度较高的问题,该文将检测顺序调整和QR分解两个预处理步骤相结合,从而减少了矩阵求逆运算。在长期演进方案(LTE)下行链路环境中的仿真结果表明,该文提出的算法性能十分接近最优的最大后验概率(MAP)检测,并且实现复杂度相对于MAP有显著的下降。     

低复杂度MIMO检测技术分析

为了克服多径传播对信号传输的影响,提出了多入多出(MIMO)检测的3种低复杂度算法,给出了各种算法的具体原理,特别对基于Chase原理的检测算法进行了介绍,论述了相对于最大似然算法可减低复杂的程度,研究了各种算法的误码率性能及复杂度。给出了2发2收MIMO系统和3发3收MIMO系统的仿真结果。结果表明,球形译码算法和基于Chase原理的MIMO检测算法能以比较低的复杂度,获得逼近最大似然检测算法的误码率性能。研究的检测算法为MIMO无线通信接收机的硬件实现提供了理论基础。     

一种低复杂度的球形检测算法

文章研究了一种多输入多输出（MIMO）无线系统的球形检测算法,首先介绍了MIMO系统模型和传统的球形检测算法的原理,然后分析了改进算法的原理及其优点。仿真结果显示,和传统的初始半径确定方法相比,改进算法大大减少了访问节点数量,有效地降低了计算复杂度。     

Turbo乘积码构造方法的研究

Turbo乘积码因其具有接近香农限的译码性能和适合高速译码的并行结构,已成为纠错编码领域的研究热点。Turbo乘积码的分量码一般由扩展汉明码构造而成,所以该类码字编码和译码的硬件实现比较简单。当Turbo乘积码采用扩展汉明码作为子码时,随着信噪比的提高,码字的最小码重对误帧率的影响会逐步增大。文中改进了Turbo乘积码编码结构,在只增加较小的编译码复杂度和时延的情况下,提高了码字的最小码重,并减少了最小码重码字在码字空间所占的比例。通过仿真和分析,比较了这种码和TPC码在误帧率性能、码字的最小码重分布以及最小码间距估计上的差异。     

基于迭代结构的联合信源信道GSM语音解码

由于算法复杂度和延迟的限制,语音编码参数仍然保留了一定的冗余信息,这些冗余量表现为参数的非等概分布和时间相关性。该文在比特级上利用信源编码参数的冗余信息在软输入、软输出信道解码和信源参数估计之间进行迭代运算,并将此联合解码算法运用于GSM EFR系统。仿真结果表明此算法降低了编码参数的BER,提高了解码语音的信噪比,具有一定的可行性和有效性。     

MIMO系统中球形译码算法的研究

针对多输入多输出（MIMO）通信系统中球形译码检测算法在较低信噪比和较高的调制阶数时复杂度仍然很高的问题,提出一种不影响检测性能同时又能大大降低其复杂度的方案。首先,对传统的球形译码算法进行研究;其次,介绍改进的球形译码算法;最后,通过仿真结果对其进行验证。     

一种简化的非相干迭代译码算法

给出了简化的软输出非相干最大后验概率算法和相应的迭代译码算法,仿真结果表明,该算法比传统的差分检测性能优越1．5dB。     

大气光通信中迭代检测算法研究

基于对数正态(L-N)湍流信道模型,研究了LDPC编码大气光通信多输入多输出(FSO-MIMO)系统迭代检测算法。分析了内迭代与外迭代次数对系统性能及计算复杂度的影响,并针对PDA检测算法复杂度高的问题,提出了一种基于反馈阈值的M-PDA迭代检测算法。改进的算法利用译码输出的比特先验信息对发送比特进行分类,从而降低检测复杂度,并通过选取合适的阈值,可以获得更好的检测性能。仿真结果表明,实验时需要综合考虑计算复杂度和性能,选取合适的内外迭代次数,仿真条件下,误码率为10-5、反馈阈值为0.7时,可以获得0.15dB的性能增益。     

New detection algorithms based on the jointly Gaussian approach and successive interference cancelation for iterative MIMO systems

A new detection algorithm based on the jointly Gaussian approach (JGA) and successive interference cancelation (SIC), named the SIC‐JGA algorithm, is proposed for iterative MIMO systems. Both the a priori symbol estimates of the undetected layers and the a posteriori symbol estimates of the previously detected layers are used in the SIC process. To reduce the complexity of covariance matrix inversion in the proposed algorithm, simplified algorithms named S‐SIC‐JGA are investigated for both the single path and multipath block fading channels under M Phase Shift Keying modulations. A detailed complexity analysis is presented for both the SIC‐JGA and S‐SIC‐JGA algorithms. Numerical results exhibit that the system using the SIC‐JGA algorithm outperforms the JGA algorithm, with an additional complexity for determining the detection order of SIC. The S‐SIC‐JGA algorithm has a much lower complexity compared with the SIC‐JGA algorithm while experiencing an acceptable system performance degradation. Proper detection algorithms can be chosen in different iterations to balance the system performance and the detection complexity. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

频率选择性信道下空间相关MIMO的迭代检测技术

给出了一种频率选择性信道下空间相关MIMO的系统模型,其发送端采用准循环系统RA码,接收端采用一种对空间相关和非相关信道均适用的软干扰消除迭代检测算法.该算法首先采用基于最小均方误差检测(MMSE)的滑动窗口模型进行干扰消除,然后采用多天线联合最大似然检测(ML)以得到软信息,再将得到的软信息传递到译码器译码并输出发送比特的软信息作为下一次迭代的先验信息,即完成一次迭代.此模型能够取得比较好的误码率性能(BER),其改进方案既增加了发送端的调制域分集,性能又有提升.作为比较,基于软干扰消除的逐天线MMSE迭代检测的方案(ABA SC/MMSE)性能很差.仿真结果也证明了以上观点.     

LTE辅同步检测低复杂度算法设计及实现

小区搜索是LTE移动通信系统中的重要过程,移动终端通过小区搜索实现与基站之间的时间和频率同步,在这个搜索过程中通过主同步信号(Primary Synchronization Signal,PSS)检测和辅同步信号(Secondary Synchronization Signal,SSS)检测完成小区ID的识别。传统的SSS检测算法,需要遍历所有可能序列,复杂高。针对这一缺点,提出一种利用辅同步序列特点,缩小候选序列的新算法,该算法能显著降低搜索范围和计算复杂度。同时,在FPGA硬件实现时,采用1 bit量化和计算单元分时复用策略可进一步降低辅同步信号检测复杂度。仿真结果表明,设计和实现的SSS检测算法能够很好地完成小区搜索的辅同步检测过程。     

MIMO系统中一种低复杂度联合检测算法

本文改进了概率数据辅助(probabilistic data association,PDA)算法,将其应用于MIMO(multiple-input multi- ple-output)系统中,并提出了一种partial-PDA LDPC联合检测算法,比PDA LDPC联合检测算法的计算复杂度更低。计算机仿真结果显示,partial-PDA LDPC联合检测算法能够取得非常接近于PDA LDPC联合检测算法的系统性能。