LTE-advanced上行MIMO检测技术研究.pdf

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1、LTE．Advanced上行MIMO检测技术研究学号：090749姓名：陈基剑导师：赵新胜教授专业：通信与信息系统隶．轫大·璺移动通信国家重点实验室2011年12月／7—了℃><：K5百—＼，，7—丫℃>‘：×5x—＼STUDYONMIMODETECTIONTECHNOLOGYⅢLTE—ADVANCEDUPLn町KSYSTEMADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheDegreeofMasterofEngineeringBYCHENJi-jianSuper

2、visedbyProf．ZHAOXin—shengSchoolofInformationScienceandEngineeringoutheastUniversityDecember2011东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。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

3、表示了谢意。研究生签名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。～妣隆蚺p期：及11，了．；摘要LTE／LTE-Advanced(LTE．A)系统MIMO检测算法按照处理

4、方式可分为线性检测和非线性检测。线性检测复杂度低，但性能往往无法满足高速数据传输的要求。非线性检测性能较高，但复杂度也高。性能和复杂度是衡量MIMO检测技术的两个重要指标，能否取得性能和复杂度的平衡是衡量算法优劣的关键。为满足更高速率的数据传输要求，LTE．A上行采用多天线配置，应用空分复用技术大大提高了系统容量。MIMO的应用对上行接收技术提出了新的挑战，设计低复杂度，低延时又具备高性能的MIMO检测算法是上行接收技术的关键。另一方面，LTE．A系统上行采用基于OFDM的DFT扩展OFDM(DFT-S．OFD

5、M)技术方案，在保留的OFDM频域均衡简单，资源分配灵活的优点同时大大降低了峰均比(PAPR)。然而，DFT-S．OFDM却带来一些新的问题，其中一个便是“噪声增强效应”，由于接收信号频域均衡后需进行IDFT操作，单个子载波上的噪声扩散到所有子载波上，使得DFT-S．OFDM系统性能在低编码效率时相比传统OFDM系统有一定的损耗。应用非线性的判决反馈干扰消除技术能在一定程度上补偿“噪声增强效应”造成的性能损耗，但干扰消除算法需要在上一级的检测的基础上进行检测，易造成错误扩散。本文针对LTE．A上行系统MIMO检

6、测中三个主要问题：DFT-S．OFDM．MIMO系统“噪声增强”作用造成的性能损耗问题、DFT-S—OFDM．MIMO系统非线性检测算法错误扩散问题、DFT-S．OFDM．MIMO系统非线性检测算法性能与复杂度的优化问题进行了研究。分析了传统的线性MMSE、ZF算法，非线性的基于干扰消除的SIC及PIC算法应用于LTE—A上行系统时存在的缺陷，得出以下研究结果：为抑制“噪声增强”及错误扩散，提出了修正的基于MMSE准则的排序串行干扰(ModifiedMmse．basedOrderSuccessiveInterf

7、erenceCancellation，MMOSIC)算法；为降低非线性算法计算复杂度，提出了基于硬判决误符号门限的自适应混合干扰消除(AdaptiveHybridInterferenceCancellation，ADHIC)算法；为优化Turbo反馈干扰消除接收性能和复杂度，提出了软顾判决结合的改进Turbo反馈检测(ModifiedTurboFeedbackDetection，MTFD)方案。通过LTE．A上行链路平台仿真表明：所提算法较为有效地抑制了DFT-S—OFDM．MIMO系统中的“噪声增强”和“错误

8、扩散”效应，且较好的兼顾了算法性能和复杂度的平衡。关键词：LTE，LTE．Advanced，MIMO检测，DFT-S．OFDM系统，干扰消除摘要IIABSTRACTABSTRACTTheMIMOdetectionalgorithmforLTE／LTE—Advanced(LTE-A)systemscanbeclassifiedaslinearandnonlineardetectionap