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1、2007年10月西安电子科技大学学报(自然科学版)Oct.2007第34卷第5期JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYVol.34No.5MIMO系统中的低复杂度迭代树搜索算法杨远,胡军锋,王伟,张海林(西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西西安710071)摘要:提出了应用于Turbo2MIMO系统的基于比特的迭代树搜索检测算法.利用自然二进制映射和扩展信道矩阵的QR分解,使迭代树搜索算法(ITS)中的度量计算转换为逐比特进行,这样大大减小了树中每层需要进行的度量更新和排序的运算量.在此基础上,
2、再利用先验信息进一步减小度量更新的计算量.由于扩展信道矩阵的秩等于发射天线数,该算法对信道缺秩的情况不敏感.仿真结果表明:在误码率性能上,该算法略次于使用自然二进制映射的基于符号的ITS算法,与使用格雷映射的基于符号的ITS算法只有1dB左右的差距;而该算法的计算量在高信噪比时只相当于基于符号的ITS算法的6%～40%.关键词:多输入多输出(MIMO)系统;迭代检测解码;树搜索算法中图分类号:TN911.23文献标识码:A文章编号:100122400(2007)0520687206Lowcomplexityiterativetre
3、esearchdetectionforMIMOsystemsYANGYuan,HUJun2feng,WANGWei,ZHANGHai2lin(StateKeyLab.ofIntegratedServiceNetworks,XidianUniv.,Xi′an710071,China)Abstract:Thispaperpresentsalowcomplexitybit2leveliterativetreesearch(ITS)detectorforTurbo2MIMOwirelesscommunicationsystems.When
4、combiningnaturalbinarybitmappingandQRdecompositionontheaugmentedchannelmatrixwiththesymbol2levelITS,wegetabit2levelITSalgorithm.Inthisalgorithmthemetriciscomputedinabit2by2bitfashion.Inthiswaythecomputationalcomplexityofmetricupdatingandsortingcanbegreatlyreduced.Base
5、donthebit2levelITS,thecomplexitycanbefurtherreducedusingtheaprioriinformationfromthedecoder.Becausetherankoftheaugmentedchannelmatrixisalwaysequaltothenumberoftransmittingantennas,thealgorithmcanworkwellinanill2conditionedchannel.Simulationshowsthattheproposedalgorith
6、mcanachievesimilarperformancetothatoftheITSusingnaturalbinarybitmappingandhasabout1dBgapwiththeITSusingGraybitmapping.InthehighSNRregion,thecomplexityoftheproposedbit2levelITSisabout6%～40%ofthesymbol2levelITS.KeyWords:MIMO;iterativedetectionanddecoding;treesearchingal
7、gorithm使用V2BLAST结构的空时传输结构能够极大地提高无线通信系统的传输速率,提高频谱利用率.而与信道编码结合考虑的联合检测解码系统指出了一条接近MIMO信道容量的途径,通常称这种系统为Turbo2MIMO系统.在文献[1,2]中提出了在MIMO系统中使用软输入软输出检测器和信道解码器进行联合检测解码的方法.能够实现软输入软输出的最优MIMO检测器是最大似然检测器(MLD),但MLD的复杂度和每个MIMO符号中的比特数成指数关系,这限制了MLD的广泛应用.文献[3]中提出的列表球形算法(LSD)算法应用于Turbo2MI
8、MO系统中能够取得近似MLD的性能,但它的复杂度和发射天线数目近似为多项式关系,在最坏情况下复杂度和每MIMO符号中的比特数成指数关系.文献[4]中提出了基于M算法的迭代树搜索算法(ITS),它以发射天线数目作为树的深度,在每一层搜索时保留M个路径
