《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于空間復(fù)用的信號檢測算法研究
來源：電子技術(shù)應(yīng)用2012年第6期
張德民，唐元元,，李小文，焦鳳鳴
重慶郵電大學(xué) 重慶市移動通信技術(shù)重點實驗室, 重慶 400065
摘要： 為了在接收端恢復(fù)出發(fā)送端的原始數(shù)據(jù),，需要在接收端進行信號檢測。對幾種經(jīng)典的傳統(tǒng)信號檢測算法進行了詳細(xì)闡述和分析,并對各種算法進行了Matlab仿真和性能比較,。由此得出,改進型的V-BLAST算法可以用于TD-LTE無線綜合測試儀的開發(fā)。
中圖分類號： TN929
文獻標(biāo)識碼: A
文章編號： 0258-7998(2012)06-0100-04
Research on signal detection algorithms based on spatial multiplexing
Zhang Demin, Tang Yuanyuan, Li Xiaowen, Jiao Fengming
Chongqing Key Lab of Mobile Communications, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China
Abstract： In order to restore the data stream of the transmitter at the receiving end, signal detection is necessary. Several classical traditional signal detection algorithms are analyzed and discussed in this paper. Simulations are conducted with Matlab to analyze their performances. Through the comparison of the complexity and performance of the several algorithms, improved V-BLAST algorithm is applied to TD-LTE wireless integrated test set.
Key words : MIMO system; ML algorithm; ZF algorithm; MMSE algorithm; V-BLAST algorithm

    隨著3G技術(shù)的成熟和商用，很多國家將研究重點轉(zhuǎn)移到4G技術(shù)上,。LTE是3GPP近幾年來啟動的最大的科研項目,，能夠提高頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率的MIMO技術(shù)[1]成為了LTE技術(shù)的首選。LTE又稱為準(zhǔn)4G技術(shù),，所以MIMO系統(tǒng)信號檢測算法的好壞對MIMO系統(tǒng)有著很大的影響，對MIMO系統(tǒng)信號檢測的研究尤為重要,。

    MIMO系統(tǒng)接收端的信號檢測是本文研究TD-LTE系統(tǒng)終端測試儀的重點。雖然ML算法[2]在傳統(tǒng)信號檢測中性能最優(yōu),，但因其復(fù)雜度比較高,，很少在實際系統(tǒng)中應(yīng)用,。ZF算法[2]由于沒有考慮噪聲的影響，MMSE算法[2]雖然考慮了噪聲的干擾,，但是各天線之間的符號干擾沒有濾除盡，所以都不會單獨使用,。傳統(tǒng)的V-BLAST算法[3]復(fù)雜度較ML算法有所降低，但有誤碼傳播的特性,，在信噪比較低的信道中性能較差,。與終端相比,，為保證信號檢測的正確性，網(wǎng)絡(luò)端允許復(fù)雜度較高的信號檢測算法,。為此,，考慮將ML和V-BLAST相結(jié)合的算法[5]，應(yīng)用到TD-LTE無線綜合測試儀的開發(fā)中,。
1 系統(tǒng)信道模型
    LTE系統(tǒng)中MIMO系統(tǒng)信道模型如圖1所示,。


 



    (6)前5步完成了對于一個子載波的信號檢測,。對于時頻位置下每個子載波,，重復(fù)前5步即可獲得發(fā)送端所有的復(fù)值符號。
2.6 性能仿真
    LTE系目前主要支持2發(fā)2收和4發(fā)4收兩種情況。本研究分別在2發(fā)2收和4發(fā)4收的情況下,，對各種算法的性能用MATLAB進行蒙特卡洛仿真。仿真條件為：信道為TD-LTE信道,，調(diào)制方式為QPSK,，時域上對應(yīng)一個時隙,，頻域上對應(yīng)25RB，采用常規(guī)CP,，2發(fā)2收和4發(fā)4收兩種情況，信號檢測采用ML算法,、ZF算法、MMSE算法,、傳統(tǒng)的V-BLAST算法和改進的V-BLAST算法,。從圖2和圖3中可以看出,，ML、ZF,、MMSE,、V-BLAST算法的比特錯誤率明顯高于ML和改進型的V-BLAST算法,，但由于ML算法的復(fù)雜度比較高，故改進型的V-BLAST算法適合應(yīng)用在TD-LTE無線綜合測試儀系統(tǒng)的開發(fā),。

    本文通過對幾種信號檢測的原理、性能和復(fù)雜度的分析,，并通過對各種算法進行Matlab仿真，從仿真圖中可以看到無論在2發(fā)2收,，還是在4發(fā)4收的情況下，第一層保留的符號數(shù)越多,，錯誤比特率越低,，性能也就越好，所以應(yīng)該根據(jù)開發(fā)的系統(tǒng)對復(fù)雜度所能容忍的程度來確定第一層的K值,。因為本文開發(fā)的TD-LTE無線綜合測試儀系統(tǒng)追求的譯碼的準(zhǔn)確性可以允許復(fù)雜度比較高的算法，故性能比較好,，復(fù)雜度適中K=4的改進型V-BLAST算法可以應(yīng)用在TD-LTE無線綜合測試儀系統(tǒng)的開發(fā)中。
參考文獻
[1] 沈嘉,，索士強,全海洋,，等．3 GPP長期演進技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：人民郵電出版社,，2008.
[2] MORALES J D，PARIS J F,，ENTRAMBASAGUAS J T. Performance tradeoffs among low-complexity detection Algorithms for MIMO-LTE receivers[J]. International Journal of Communication Systems，2009,22(7)：885-897.
[3] SOBHANMANESH F, NOOSHABADI S, HABIBI D. A robust QR-based detector for V-BLAST and its efficient hardware implementation. in:Proc. of IEEE Asia-PacificConference on Communications, 2005:421-424.
[4] 3GPP TS 36．211．V．9．1．0 Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E—UTRA);physical channels and Modulation(Release 9).
[5] 郭歌.LTE系統(tǒng)中下行信號檢測算法研究[D].重慶:重慶郵電大學(xué),，2011.

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