基于LDPC编码的MIM0系统迭代接收机研究

研究了基于LDPC编码无线MIMO通信系统中的软输出最小均方误差干扰抵消迭代(MMSE PIC)检测算法.针对初次迭代检测时PIC输出的后验比特对数似然比(LLR)不可靠的问题,利用MMSE滤波器输出的高斯近似表示,给出了基于后验概率估计的迭代干扰抵消检测算法,以提高检测器输出的编码比特对数似然比的可靠性.仿真结果表明:改进的检测算法优于现有算法.     

基于后验概率估计的软输出MMSE MIMO排序串行干扰抵消检测算法

该文研究了信道编码无线MIMO通信系统中的软输出MMSE排序串行干扰抵消检测算法。利用MMSE滤波器输出的高斯近似表示,提出了基于后验概率估计的判决误差传播抑制算法,以提高检测算法输出的编码比特对数似然比的可靠性;利用检测器的矩阵结构和矩阵求逆引理,进一步提出了降低复杂度的实现方法。仿真结果表明:提出的检测算法优于现有算法,当BER为10-4,在所给的仿真条件下有1～3dB的性能增益。     

基于切比雪夫-迹迭代的大规模MIMO系统软输出信号检测

在多用户大规模多输入多输出(MIMO)系统信号检测算法中,最小均方误差(MMSE)算法可取得近似最优性能,但MMSE算法中高维矩阵求逆的复杂度过高,导致在实际应用中难以快速有效地实现.同时,对于高阶正交幅度调制(HQAM),如果符号向比特的解映射采用硬判决,将会导致后续信道译码的性能明显下降.因此,该文针对采用格雷编码的HQAM的多用户大规模MIMO系统,提出一种基于切比雪夫-迹迭代(CTI)的低复杂度软输出信号检测算法.该算法不但有效地规避了信号检测所需的高维矩阵求逆,同时,利用格雷编码的调制信号的比特翻转特性和二叉树结构,给出了一种融合三叉链表搜索的比特对数似然比(LLR)简化计算方法.仿真结果表明,该文所提的软输出信号检测算法最多需要3次迭代就能收敛并可取得接近MMSE算法的性能,在复杂度和性能之间取得了很好的折中.     

MMSE信道估计下的软输出MMSE MIMO检测算法

信道编码的MIMO无线通信系统中,MIMO信号检测器需要输出编码比特的对数似然比,以获得更好的误码率性能.现有的软输出MMSE MIMO检测算法基于理想信道估计得到,在实际信道估计下会导致性能损失.本文针对MMSEMIMO信道估计,基于MMSE信道估计的统计特性,推导了考虑信道估计误差影响的新的软输出MMSE MIMO检测算法.仿真结果表明,相对于现有的软输出MMSE MIMO检测算法,所提出的算法可以显著降低由于信道估计误差导致的残留误码平层,而增加的计算复杂度可以忽略不计;同时,所提算法对信道估计误差方差的相对误差不敏感,具有实际应用的价值.     

一种改进的LDPC编码FSO-MIMO系统迭代检测解码算法

基于双伽玛(Gamma-Gamma)湍流信道,研究了低 密度奇偶校验码(LDPC)的自由空间光通信多输入多输出(FSO-MIMO)系统迭代检测解码(ID D)算法。针对最优最大后验概率(MAP)算法复杂度高和BP迭代过程 中比特节点后验对数似然比(LLR)震荡现象,结合概率数据辅助(PDA)算法在信号检测中 的良好性能, 提出了一种基于反馈均值的LDPC+PDA系统IDD码算法,采用BP解码方法,经迭代处理,求出 每次内 迭代中比特节点输出的后验信息均值,并将其作为解码器的输出反馈给检测器,从而提高了 解码器传递给 检测器的消息可靠性。仿真结果表明,当误码率(BER)为10－5左右 时,在弱湍流条件下,改进的IDD算法相 对传统的算法具有0.3dB的性能优势;在强湍流条件下,改进的IDD 算法比传统的算法提高了0.65dB 的性能增益。因而,改进的IDD算法能够进一步抑制湍流特别是强湍流的影响,提高了系统 性能。     

部分并行软干扰消除迭代多用户检测算法研究

本文提出了一种基于部分并行干扰消除(PPIC)结构的迭代多用户检测算法,并对基于PPIC的迭代多用户检测器的迭代结构进行了改进.由于PPIC多用户检测器前一级输出的信息的准确度会影响到后一级的检测,所以为了提高基于PPIC的迭代多用户检测器的性能,对PPIC每一级的输出信息结合最大后验概率(MAP)信道译码器单独进行迭代处理,这样就提高了PPIC每一级输出的信息的准确性.该迭代结构可用于其他基于PIC型的迭代多用户检测算法.     

MIMO系统中基于对数似然比排序的干扰消除

本文提出适用于MIMO系统中,基于对数似然比排序进行干扰消除的检测算法。本算法首先计算成对符号的对数似然比,根据似然比逐行计算对应的判决率,并对各行的判决率从小到大排序进行逐行消除。通过为成对符号建立对数似然比,可以根据最大后验准则判决提供可靠的排序信息。仿真结果显示:与典型的消除算法相比,基于对数似然比消除的算法,不但可以降低由于错误消除引起的差错扩散,而且相比于经典的MMSE、ZF干扰消除算法,其误码性能得到较大的改善。     

一种适用于空分复用MIMO系统的迭代检测器

本文在比特交织turbo编码调制的空分复用M IMO系统发送框架下,研究了一类与Turbo码的迭代译码联合进行的软干扰抵消迭代检测算法。在首次检测中,使用了基于匹配滤波(M F)的多级串行软干扰抵消方法,在后续的检测中使用了单级并行软干扰抵消方法。本文又把迭代检测同turbo码的迭代译码联合,大大降低了每次联合检测turbo译码需要的迭代译码次数。     

OFDM系统中基于软干扰抵消的Turbo均衡算法研究

针对OFDM系统中子载波间干扰带来的性能恶化问题,在最优Turbo均衡的基础上,提出了基于软干扰对消技术的MAP均衡算法。Turbo均衡部分首先利用先验信息进行干扰抵消,然后通过干扰抵消输出结果计算编码比特后验概率;同时对信道矩阵进行带状近似,提出简化算法,运算复杂度进一步降低。通过仿真分析表明,相比于传统turbo均衡算法,该算法在工程应用中更具有可行性。     

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.     

大规模MIMO系统低复杂度混合迭代信号检测

在大规模MIMO系统上行链路信号检测算法中,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,传统的MMSE检测算法涉及高维矩阵求逆运算,由于复杂度过高而使其在实际应用中难以快速有效地实现.基于最速下降(steepest descent,SD)算法和高斯一赛德尔(Gauss-Seidel,GS)迭代的方法提出了一种低复杂度的混合迭代算法,利用SD算法为复杂度相对较低的GS迭代算法提供有效的搜索方向,以加快算法收敛的速度.同时,给出了一种用于信道译码的比特似然比(LLR)近似计算方法.仿真结果表明,通过几次迭代,给出的算法能够快速收敛并接近MMSE检测性能,并将算法复杂度降低一个数量级,保持在O(K2).     

Turbo-MIMO系统中一种基于部分后验概率的软检测算法

迭代树搜索(ITS)是一种有效的基于M-算法的软MIMO检测方案。然而ITS会遇到某些比特的对数似然比(LLR)无法确定的情况,虽可采用赋常数值方法(称为clipping)解决,但这会影响系统性能。为此,该文提出一种新的基于M-算法的软检测方案。该方案在树的每一级递推计算部分符号序列的后验概率,并基于此近似计算从第1级到该级的所有比特LLR,再采用M-算法保留部分符号序列延伸至下一级。该算法可确保每比特都可计算LLR,且能得到可靠性高的LLR值。考虑到某些比特LLR会多次计算,文中给出了算法的低复杂度实现。另外,该文还给出了一种计算符号序列后验概率的简单方法。最后,仿真结果表明所提算法相比ITS具有更好的性能,并使性能与复杂度达到较好的折中。     

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。     

基于置信度震荡的LDPC码译码算法研究

在采用基于对数似然比的置信度传递译码算法LLR-BP(Log-Likelihood Ratio Belief Propagation)对低密度奇偶校验码LDPC code(Low-density Parity-check code)译码时,变量节点对数似然比外信息ex-LLR(Extrinsic Log-Likelihood Ratio)的震荡会引起比特节点发生错误.文中分析了ex-LLR值和后验概率值(APP)产生震荡的原因及两者的关系,提出了减弱其对整个译码过程影响的两种改进译码算法.仿真结果表明,改进的译码算法在基本不增加译码复杂度的情况下,能够降低译码错误平层,进一步改善传统的LLR-BP译码算法的性能.     

V-BLAST系统中采用发射功率分配的MMSE迭代软干扰抵消算法

作为一种软输入软输出的MIMO检测算法,MMSE迭代软干扰抵消算法在MIMO Turbo接收机中得到广泛的关注。为了进一步改善系统性能,采用链路自适应方案是很好的选择。该文给出变发射功率的MMSE迭代软干扰抵消算法,并采用了一种有效的发射功率分配方案,只需要很少的控制信令,就可以获得较大的误码率性能改善。通过没有信道编译码的链路仿真,在4发4收QPSK调制的V-BLAST系统中,如果误码率要求为BER=10-3,MMSE迭代软干扰抵消检测算法迭代次数为2时,采用推荐的发射功率分配方案比不采用发射功率分配方案的系统性能提高了约2dB,如果调制方式为16QAM,系统性能提高了约6dB。     

MIMO系统中一种新颖的联合信道估计与检测算法

本文基于EM(Expectation-Maximum)算法,提出了一种简单而有效的联合信道估计与检测接收机结构。接收机中通过采用非穷尽列表形式的后验概率检测算法,避免了传统干扰抵消结构中各天线发送信号间的残余干扰对后验概率计算的影响。并进一步针对常用的非穷尽列表形式后验概率检测算法存在的列表冗余度大的问题,提出了自适应长度的列表球形译码算法(ASLSD,Adaptive Size List Sphere Decoding)。该算法通过更新检测半径和设置停止条件,使检测列表长度可随信噪比和迭代次数自适应变化。而且通过将列表操作与LSD(List Sphere Decoding)算法相结合,避免了符号序列在不同半径下的重复检测和排序操作。仿真表明,在复杂度方面,该算法需搜索的路径数远小于LSD算法。在算法性能方面,以3次迭代10~(-4)误码率为例,该算法与PIC算法相比可以获得近2dB的性能增益,因而具有更优的性能与复杂度的折衷。     

一种适用于Turbo译码的新型迭代停止算法

针对Turbo码迭代译码延时大的问题,本文提出了一种加速译码的新型迭代停止方法,该方法利用了两个分量译码器输出的对数似然比LLR(Logarithm Likelihood Ratio)的统计特性,简称为LCB(LLR Characters Based)算法.同现存的经典停止准则相比,在相同的比特误码率性能下,新方法有效的降低了译码平均迭代次数,加速了Turbo码译码,可应用于流媒体信号传输系统.     

双向中继信道下迭代差分接收机设计

物理层网络编码(PNC)能够将系统吞吐量提高一倍,其实现方式多基于相关解调,然而实际无线信道具有快时变、多径传播等特点,导致瞬时信道状态信息难以获取,本文针对这一问题基于比特交织编码迭代译码系统提出了一种基于差分调制的非相干物理层网络编码接收机设计方案,在没有信道状态信息(CSI)的条件下中继接收机能够基于非相干解调得到网络编码比特的对数似然比(LLR),然后通过软译码和迭代反馈进一步提高系统抗噪声性能,实验结果表明该方案可以实现可靠的物理层网络编码非相干接收。     

LDPC码译码算法及性能分析

为了进一步降低低密度奇偶校验(LDPC)码译码算法的复杂度,基于经典置信传播(BP)译码算法,给出了对数域迭代后验概率对数似然比(APP LLR)算法。通过概率域的和积算法(SPA)和对数域的迭代APP LLR算法的性能仿真及分析可见,迭代APP LLR算法能以较小的性能损失换取复杂度的大幅降低。进一步选用迭代APP LLR算法,结合不同地形条件下的VHF频段信道模型,仿真了LDPC码编译码系统的性能。理论分析及仿真结果均表明,基于迭代APP LLR算法的LDPC码,实现简单,性能优异,具有良好的工程应用前景。     

频域均衡联合基于能量排序的部分并行干扰删除检测算法

针对频率选择性信道下的DS-CDMA系统,该文提出了一种联合MMSE(最小均方误差)频域均衡与基于能量排序的部分并行干扰删除(MMSE-EOPPIC)的多用户检测算法。该算法首先采用基于重叠剪切法的MMSE频域均衡代替Rake接收机对各用户的数据信息进行初始估计,然后在干扰删除的每个迭代级根据用户能量由强到弱的顺序依次对用户进行部分干扰删除;为了提高每个迭代级检测的可靠性,该文将当前级已经检测出的能量较强用户的硬判决值用于重构当前级能量较弱用户的多址干扰(MAI)。仿真结果表明MMSE-EOPPIC检测算法可以有效提高系统的比特误码率性能。