mimo系统中球形解码检测算法的改进研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文MIMO系统中球形解码检测算法的改进研究作者姓名：关迪元指导教师：肖军教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：信号与信息处理论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答懒蝴：张石评阅人：张石郑春红东北大学2014年6月万方数据AThesisinSignalandInformationProcessingResearchofImprovedonSphereDecodingDetectionAlgorithmforMIMOSystemByGuanD

2、iyuanSupervisor：ProfessorXiaoJunNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：集超■孔日期：砷l睥莎月蝈学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关

3、部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年D／学位论文作者签名：欠溉签字日期：训悼6月w日导师签名：确每签字日期：ML中年b月№日万方数据东北大学硕士学位论文摘要MIMO系统中球形解码检测算法的改进研究摘要多天线系统(Multiple．InputMultiple．Output，MIMO)是近年来数字通信领域中重大的技术突破之一。MIMO系统在发射和接收两端配置了多根天线，充分利用了信道的空间特性

4、，实现了多个数据流在相同频带和相同时间的传输和接收，不仅提升了通信系统的传输质量和传输速率，而且又不增加额外的带宽消耗，是新一代无线移动通信系统采用的关键技术之一。本文首先介绍了无线通信信道和MIMO无线信道的基础知识，深入分析了多天线无线通信的原理、当前的研究进展，重点对传统的MIMO系统信号检测算法进行了研究，其中包括最大似然检测算法、迫零检测算法、最小均方误差检测算法和干扰消除检测算法，并且通过仿真分析比较这些传统信号检测算法的检测性能。其次，分析了MIMO系统信号检测算法中近年来被广泛研究的球形解码算法，重点研究了球形解码算法中两个传统的算法，

5、即VB算法和CL算法。在CL算法的基础之上，本文提出了一种改进的球形解码算法。改进的球形解码算法首先对信道矩阵进行重新排列，然后引入半径迭代的思想，建立新的搜索半径更新公式，对低信噪比时的半径进行抑制，从而达到降低算法计算复杂度的目的。仿真实验表明，改进的球形解码算法在不引起明显的性能损失时，达到了降低传统球形解码算法复杂度的效果。再次，介绍了适用于发射天线数目多于接收天线数目这种MIMO系统信号检测的广义球形解码算法，并提出了一种新的快速广义球形解码算法，即双层球形解码算法。由于在双层球形解码算法的整个检测过程中搜索半径的初始值是非常重要的，而理想半

6、径的确定本质上是个寻优过程，所以本文提出了一种基于蚁群算法的双层球形解码算法来对其进行改进，采用蚁群算法对内外层初始化搜索半径进行优化，进一步减少其算法的计算复杂度。仿真实验表明，改进的双层球形解码算法在确定高质量初始半径的同时，也使算法本身的搜索得到优化，在较宽的信噪比范围内有效的降低了双层球形解码算法的计算复杂度。关键词：MIMO系统；信号检测；球形解码算法；广义球形解码算法．II．万方数据ResearchofImprovedonSphereDecodingDetectionAlgorithmforMIMOSystemAbstractMultipl

7、e—InputMultiple-Output(MIMO)makesasignificantbreakthroughinthefieldofwirelessmobilecommunicationinrecentyears．MIMOsystemsetsupmultipleantennasatthetransmittingandreceivingterminalsrespectivelyandmakesfulluseofthespacecharacteristicofthechannel，andrealizesthetransmissionandrecept

8、ionofthemultipledatastreamsinthesamefrequencyba