空间复用MIMO系统的信号检测方法研究_通信工程.doc

摘要：近年来，随着科学技术日新月异的发展，生产力水平达到了前所未有的高度。与此同时，城市化也在这样的背景下发展越来越快，高层建筑异军突起，但由于高层建筑都有建筑面积大、建筑高度高、用电设备多、人员集中等特点，使火灾隐患不断增加，重特大火灾发生率呈上升趋势。经济快速发展的同时人们生活水平也大幅提高，越来越多、越来越先进的家用电器走进了千家万户，随之导致生活中用电、用火、用气日益频繁，家庭火灾发生率也急剧攀升，特别是广大老年人由于用火用电不规范、火灾防范意识不强等情况，导致老年人住宅火灾发生频率越来越高。近年来，多输入多输出（MIMO）技术已成为无线通信领域的一个研究热点．它可以大幅度提高通信系统的传输速率，但同时也带来了信号的重叠和码间干扰，这对接收端的信号检测增加了难度．而接收端信号检测性能的好坏将直接影响整个MIMO系统的性能，因此，对信号检测方法的研究显得尤为重要．本文对空间复用MIMO系统的信号检测方法进行研究，主要工作如下：

首先，论文回顾了MIMO技术的发展历程，提出了MIMO技术的优点和存在的不足，同时对其信号检测技术的研究现状作了介绍．第二，介绍了MIMO系统的信道模型，信道容量和空时编码技术．第三，深入研究了空间复用MIMO系统的三种典型的信号检测方法：迫零检测（ZF）、最小均方误差检测（MMSE）、排序的连续干扰消除（OSIC）．

理论分析和仿真表明，在同一个MIMO信道模型中，OSIC检测的性能最优，MMSE次之，ZF最差．同时，天线配置会对三种信号检测产生相同影响．具体来说，当发射天线数一定时，接收天线数越大，检测性能越好；当接收天线数一定时，发射天线越多，检测性能越差；当发射天线数和接收天线数相同时，同时增加或减少其天线数对检测性能的影响不大．

关键词：多输入多输出；迫零检测；最小均方误差检测；排序的连续干扰消除

目录

摘要

ABSTRACT

第1章-绪论-1

1.1-课题的研究背景和意义-1

1.2 MIMO技术简介-2

1.2.1 MIMO技术的发展历程-2

1.2.2 MIMO技术的优点-2

1.2.3 MIMO技术存在的问题-3

1.3-MIMO信号检测技术的研究现状-3

1.4-论文的主要工作及内容安排-4

第2章-MIMO无线通信系统概述-5

2.1无线信道及其衰落模型-5

2.1.1 大尺度衰落-5

2.1.2 小尺度衰落-5

2.2 MIMO系统信道模型-6

2.3 MIMO信道容量-7

2.3.1 确定性MIMO信道容量-7

2.3.2 随机MIMO 信道容量-9

2.4 空时编码-9

2.4.1 STBC-9

2.4.2 BLAST-10

第3章-空间复用MIMO系统的信号检测方法-11

3.1空间复用MIMO系统-11

3.1.1 空间复用基本原理-11

3.1.2 空间复用增益-12

3.1.3空间复用MIMO系统模型-12

3.2 线性信号检测-13

3.2.1 ZF信号检测-13

3.2.2 MMSE信号检测-14

3.3 OSIC信号检测-16

3.3.1 基于MMSE准则的OSIC检测-16

3.3.2 基于ZF准则的OSIC检测-17

第4章  各检测方法仿真及性能比较-19

4.1收发天线数对检测算法性能的影响-19

4.2 不同检测方法的性能比较-22

第5章 结论与展望-23

5.1 小结-23

5.2 不足之处及对未来的展望-23

参考文献-25

致谢--26

附录：MATLAB仿真程序-27