《數(shù)字通信》八、4G--LTE關鍵技術(MIMO-信道模型信道容量空時碼編碼規(guī)則分集復用)

1、1現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術數(shù)字通信數(shù)字通信現(xiàn)代通信系統(tǒng)（現(xiàn)代通信系統(tǒng)（MIMO部分）部分） 華中科技大學 電信學院（常規(guī)（常規(guī)MIMO、容量分析、空時、容量分析、空時碼編譯碼）碼編譯碼）2現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Wireless Channels3現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術問題問題 帶寬需求有限頻譜資源：GSM、GPRS、3G牌照及其昂貴 可靠性挑戰(zhàn)性的無線隨機衰落信道傳播媒介：衰落、路徑衰減、ISI、CCI、Doppler頻移、載波頻偏、噪聲等 功率:

2、有限的電池壽命、昂貴的功率放大器 小區(qū)覆蓋面積4現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術MIMO System Performance ImprovementMIMO及空時二維處理技術及空時二維處理技術：天線陣列、編碼、調(diào)制、分集等通信技術與信號處理技術有機結(jié)合形成的編碼調(diào)制技術5現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術 發(fā)送接收的都是矩陣 利用空分復用增益提高頻譜效率：容量隨發(fā)射、接收陣列的較小天線數(shù)線性增長 無需額外帶寬 利用MIMO分集增益提高傳輸可靠性、覆蓋、QOS 同信道干擾減小、蜂窩容量增加 不增加發(fā)送功率：分割高SN

3、R的單個信道成多個低SNR信道，利用陣列增益提高小區(qū)覆蓋面積本質(zhì)是提供了更多的自由度MIMO System Performance Improvement6現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術能與能與OFDM、UWB等很好的結(jié)合，等很好的結(jié)合， MIMO技術是技術是3GPP，IEEE 802.16等的可選技術，是國內(nèi)等的可選技術，是國內(nèi)“FuTURE”項目的框架技術之一項目的框架技術之一基于分布式基于分布式MIMO的分布式通信技術有望成為下一代的分布式通信技術有望成為下一代移動通信技術的候選技術移動通信技術的候選技術7現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MI

4、MOOFDM自適應技術自適應技術8現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術 第第8章章 MIMO信道建模與系統(tǒng)性能分析信道建模與系統(tǒng)性能分析u 信道建模簡單回顧信道建模簡單回顧u 基于射線跟蹤和相關衰落特征統(tǒng)計的基于射線跟蹤和相關衰落特征統(tǒng)計的Kronecker信道模型信道模型u 基于散射描述的基于散射描述的VCR信道模型信道模型u 模型比較模型比較u MIMO系統(tǒng)收發(fā)模型系統(tǒng)收發(fā)模型u 容量分析容量分析u 空間分集空間分集9現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術o 數(shù)字通信第2章、第14章； 通信信號處理第3章o 以前的信道建

5、模主要是研究用數(shù)學模型描述無線信道的時域衰落特征，重點在于建立存在移動無線衰落信道中的散射體、折射體和繞射體的統(tǒng)計模型或幾何模型，從而用于無線信道衰落分布的預測、估計和測量。并按大尺度效應和小尺度效應來劃分信道對接收信號的影響。o 大尺度效應主要體現(xiàn)在相應的路徑損耗和基于對數(shù)正態(tài)分布的陰影衰落o 小尺度效應主要體現(xiàn)在多徑現(xiàn)象導致的時域擴展和鏈路兩端相對位置的快速移動導致的多普勒擴展10現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Attenuation in Wireless Channelso Path loss: Signals attenuate due to

6、distanceo Shadowing loss : absorption of radio waves by scattering structureso Fading loss :constructive and destructive interference of multiple reflected radio wave pathso Channel parameters: coherence time, coherence bandwidtho If symbol periodcoherence time, the channel is time selectiveo If sym

7、bol periodi.i.d. CN(0,1),幅值服從Rayleigh分布發(fā)射端不知道信道狀態(tài)，而接收端具有信道狀態(tài)的精確信息發(fā)射天線的總功率恒定，與發(fā)射天線數(shù)無關所有天線同步地發(fā)送具有相同符號周期的信號所有天線使用相同的頻帶MYHXW39現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術o H為MN信道增益矩陣，它的元素給出了發(fā)射接收天線對間的信道衰減系數(shù)。o S為NL發(fā)射矩陣，R為ML接收矩陣，N是ML高斯白噪聲矩陣。在L個符號周期定義的分組發(fā)射時間單元內(nèi)， S的元素snl規(guī)定了在時刻l從天線n上發(fā)送的基帶符號， R的元素rml表示在時刻l從天線上m接收的基帶符號

8、， N的元素nml表示在時刻l天線m上的AWGN。o 為歸一化最大平均發(fā)送功率，在噪聲功率歸一化的情況下，等于信噪比，并且與發(fā)送天線數(shù)無關。o 為保持平均發(fā)射功率恒定，發(fā)射矩陣須滿足功率約束o 設則準靜態(tài)情況下RHSN2,i ji jnhm CNHmSSINMNNMM212222111211H40現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術 理想MIMO信道容量分析41現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術 理想MIMO信道各態(tài)歷經(jīng)容量（Foschini,Telatar） *erg2C = Elogdet + = min,log1N

9、MMNOHIHH42現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Capacity in Ideal MIMO Systems43現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術43wxHyttrrnnnn信號方程： tttrrrtrnnnnnnnnVUH奇異值分解wUwyUyxVx:定義iiiiwxymin21nHH2iH其中是 的奇異值， 是 的特征值。H=rand(4,4) U,S,V=svd(H)U1=U(:,1)U1*U144現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術min,trmM MHHUVxHsnx

10、sn=+ sVsH xUxH nU n,1,.,kkm設的非負對角元素為 kkkkx sn=+,trM Mkmn一個MIMO信道可以等效轉(zhuǎn)換成個有功率增益為的并行SISO子信道，MIMO系統(tǒng)的容量是這m 個子信道的容量之和。 m, are and unitary matrices, respective lyrrttMMMMU VH xU xPre-processingPost-processing酉相似不影響各態(tài)歷經(jīng)容量分析 sVs45現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術o 由上述推導，H可以分解為r 個平行SISO信道46現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO

11、及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Hij CN (0,1) nr=1nr= ntOrdered eigenvaluedistribution for nr= nt = 4 case.47現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術47奇異值分解（SVD）可將MIMO信道轉(zhuǎn)化成并行信道：iiiiwxywxHyttrrnnnn48現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術o 容量分析 with rCSI（） SISO：Hh11，Es。2221122log1log1/CP hPbps Hz2,0,i jhCN定義12 rTMx xxx和

12、12 tTMs sss分別為接收和發(fā)送矢量xHsnn 為Mr維AWGN矢量0,0.5jnCN49現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術 SIMO： 選擇性合并接收： MRC接收：11121,rTMshhhE =H2221,21,max log1log1max/jjjChhbps Hz22222log1|log1/rMCbps Hz HCapacity increases logarithmically with number of receive antennas.H11H2150現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術H11H

13、12 3 dB SNR increase if transmitter knows H Capacity increases logarithmically with Mt11121,tMsthhhE =MH22222log1() |log1()/tttMCMMbps HzHCapacity increases logarithmically with Mt, 這句話所包含內(nèi)容需查閱；發(fā)端若沒有完整信道信息時，發(fā)射功率均勻分配；有完整信道信息時，功率是注水分配的；51現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術51o 未知信道信息情況n 平均發(fā)送功率o 已知信息信息

14、情況n 注水發(fā)送功率2210log (1)|rsMIMOiiiTxiECsN M210log (1)rsiMIMOiTxiECN M0( -)optsiTxiE NM最佳功率分配：52現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術H11H22H12H2122211211HHHHHCdiversity = log2detI +(PT/22 )HH= 22212221log21logTTPPWhere the i are the eigenvalues to HH1 2 2m=min(nr, nt) parallel channels, equal power alloc

15、ated to each ”pipe”Interpretation:ReceiverTransmitter53現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術miitTtTnPHHnPIC122*221logdetlogH unknown at TXH known at TXmiiipC1221logWhere the power distribution over”pipes” are given by a water filling solutionmimiiiTpP1111 2 2 3 3 4 4p1p2p3p4),min(trnnm 54現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)

16、MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術o 發(fā)送端可以接入空間子信道，在空間子信道中分配可變能量可以最大化互信息o 最佳能量分配政策：55現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術o 推導過程56現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Water-filling in AWGN ChannelsWater Filling算法詳細過程參見后幾頁；57現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術空時分集與復用具體信號傳輸58現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術問題：

17、接收端有完美問題：接收端有完美CSICSI，如何利用理論上的信道容量，如何利用理論上的信道容量A1A1：空分復用：空分復用 提高速率，獲取高頻譜效率 額外獨立信號路徑增加自由度資源 空分復用：多天線提供并行空間信道，發(fā)送獨立子數(shù)據(jù)流 空分復用增益定義r：log(/)RrSNR bps Hz 直接提高頻譜效率直接提高頻譜效率59現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術A2A2：空間分集：空間分集：提高鏈路可靠性、功率效率o分集：典型的分集技術包括時間分集、頻率分集及空間分集(也稱天線分集)o在傳統(tǒng)的蜂窩移動通信系統(tǒng)中，空間分集的優(yōu)勢沒能充分發(fā)揮，其應用領域僅局限在

18、接收分集方面。60現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Diversity Gaino Intuitively, the more independently fading, identical copies of a given signal the receiver is provided with, the faster the bit error rate (BER) decreases as a function of the per signal SNR. At high SNR values, it has been shown that whe

19、re d represents the diversity gaino Definition:deSNRP*( )SNRA diversity gain ( ) is achived atif logand ( )or more precisely,log( log) multiplexing gai limlon g droutoutdrRrSNRpRSNRprS RrN*( )drSNR 分集/ 復用增益，主要體現(xiàn)在SNR指數(shù)的變化上；61現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Diversity Options in Wireless Channelso

20、Receive replicas of signal via independently fading channelsn Time diversityoChannel coding + interleavingoNot effective in slow fadingn Frequency diversityoThe fact that signals transmitted over different frequencies induce different multipath structures is exploitedoOFDM, frequency hopping, RAKE r

21、eceivers, equalizersoNot effective in flat fadingn Space (antenna) diversityoMultiple transmit/receive antennas that are spatially separated or differently polarizedoNo penalty in bandwidth efficiency62現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Space Diversity: Receive Diversityo Multiple receive antennas

22、that are well separated to generate independent receptions of the transmitted signaln Selection diversity: choose the antenna with the largest SNRn Switch diversity: choose an alternate antenna if the SNR falls below a certain thresholdn Linear combining: linearly combine a weighted replica of all r

23、eceived signals - EGC, MRC, MMSEo Dramatic improvement even with two branch selection diversityo Hard to implement in mobile handsetn Correlation between closely located antennasn Expense of multiple down-conversion RF paths63現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術o 分集VS容量 MISOn 穩(wěn)定接收信號波形，減少衰落n 增加發(fā)送天線不能

24、無限提高容量 SIMOn 穩(wěn)定接收信號波形，減少衰落n 收集更多的發(fā)送功率n 增加接收天線可無限提高容量，但呈對數(shù)增長 MIMOn 同時增加m,n，容量線性增長 最大可取得的分集增益是發(fā)送接收天線之積64現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Diversity-Multiplexing Tradeoff)()( where, 0),(,(in points connectingfunctionlinear piecewise thebygiven is )( curve tradeoffoptimal the),min(For *knknkdKkkdkrdnn

25、Krtrt65現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術6566現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術66,YHXNXYTM信號方程：其中， 、 是矩陣（的空時碼）67現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術67o總體設計準則n編碼目的：降低誤碼率n使PEP（Pair-wise Error Probability ）最小;o收發(fā)端已知信道信息情況(CSIT)n見有關參考資料（擺點問題）o收發(fā)雙方均未知信道信息情況n見有關參考資料（Grassmann流形）o發(fā)端未知但收方已知信道信息情況(CSIR)6

26、8現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術68o設系統(tǒng)傳輸速率為Rn則T 時間內(nèi)的傳輸比特數(shù)是TRo設發(fā)射天線數(shù)為Mn則需要 個TM 矩陣G 作為碼本S1，S2，SLo設星座點集為 =x1,x2xkn矩陣G =gij, i=1,2T, j=1,2M）中的每個元素是星座集合 中元素的共軛線性組合2TR69現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術69o 設接收信號為Y, 按照ML 譯碼準則為：o 則兩個碼字S1和S2成對出錯的概率PEP為:n 其中，r = rank(S), 2argmin |argmin ( ) ( )HSYSHMt

27、r YG x HYG x HMM21222212(|)(),()21 41()()2.HHrNNrdP SSHQdtrSSHHMM S=DHUDV是 中 的奇異值22212.=det()HrSS 70現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術70o空時碼設計準則（空時碼設計準則（Tarokh,1988）n秩準則秩準則(空間分集空間分集)o 任意兩個碼字之差的秩任意兩個碼字之差的秩rank(S)越大越好越大越好n行列式準則（編碼增益）行列式準則（編碼增益）o 任意兩個碼字之差任意兩個碼字之差S的的 越大越好越大越好det()HSS71現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO

28、及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術7172現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術7273現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術73水平碼：水平碼：H-BLAST結(jié)構結(jié)構74現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術74對角碼：對角碼：D-BLAST結(jié)構結(jié)構75現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術75垂直碼：垂直碼：V-BLAST結(jié)構結(jié)構76現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術76混合編碼結(jié)構77現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)M

29、IMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術7778現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術78o 設接收信號為Y, 按照ML 譯碼準則為：o 若要碼本正交，則要求 中不出現(xiàn)混合項o 于是可以得到如下結(jié)論 當且僅當 中只出現(xiàn) 時，碼本G正交2argmin |argmin ( ) ( )HSYSHMtr YG x HYG x HMM1212( ,.)( ,.)HkkGx xx Gx xx1212( ,.)( ,.)HkkGx xx Gx xx22212| ,| ,.|kxxx79現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術79o 當當

30、M=2時，時，Alamouti(1998)給出如下的碼（給出如下的碼（R=1）o 當當M=3,4時，時，Tarokh(1999)給出了如下的碼給出了如下的碼(R=3/4)1212*21( ,)xxG x xxx*123*213*3132000 xxxxxGxxxx123*2134*312*3210000 xxxxxxGxxxxxx80現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術X1X20 T2TX1-X2*X2X1*0 T2TAnt 1Ant 2DataSTC encoderDataxModulationEncoder matrix:*1*2212xxxxG81現(xiàn)代

31、通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術Alamouti SchemenRate = 1 nDiversity order = 2 o Simple decoding82現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術ncHr10*10*1*221*10,ccnnhhhhrrcnHrncHnHcHHrHr2*FDiagonal matrix due to orthogonalityThe MIMO/ MISO system is in fact transformed to an equivalent SISO system with SNR

32、SNReq = | H |F2 SNR/nt | H |F2 = 1 1 2 2 1 1 2 283現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術STBCBlock of K symbols K input symbols, T output symbols T K R=K/T is the If R=1 the STBC has Block of T symbolsnt transmit antennasConstellation mapperData in*V.Tarokh, H.Jafarkhani, A.R.CalderbankSpace-time block

33、 codes from orthogonal designs, IEEE Trans. On Information Theory June 1999 84現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術84o優(yōu)點優(yōu)點n譯碼具有線性譯碼復雜度，被譯碼具有線性譯碼復雜度，被3GPP采納采納o缺點缺點n速率局限性：速率局限性：M 2時時, R不能大于不能大于1n分集增益和復用增益不能優(yōu)化折中分集增益和復用增益不能優(yōu)化折中n所以有人提出準正交空時碼所以有人提出準正交空時碼85現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術8586現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系

34、統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術862天線延遲分集：87現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術8788現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術88MIMO檢測算法檢測算法o最大似然檢測算法最大似然檢測算法MLn 是發(fā)射信號是發(fā)射信號X的估計值，的估計值，Y是接收信號是接收信號n為發(fā)射信號為發(fā)射信號X所在的空間所在的空間n 在在X所在的空間所在的空間內(nèi)尋找最小值內(nèi)尋找最小值 nML算法是在信號空間算法是在信號空間中找出中找出X,使使 最小最小2argminXXYHXXargminX2YHX89現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信

35、系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術89MIMO檢測算法檢測算法oML算法優(yōu)點n性能最好oML算法缺點n復雜度很高o 若調(diào)制信號的星座點個數(shù)為M，對于發(fā)射天線為N的系統(tǒng)，要進行MN 種遍歷比較，指數(shù)級復雜度o 快速搜索算法，可以通過減少搜索范圍實現(xiàn)：在接收信號Y的半徑為R范圍內(nèi)搜索，即球形譯碼 ，Viterbo, 199990現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術90MIMO檢測算法檢測算法oZF檢測算法檢測算法n通過通過ZF濾波對接收信號濾波對接收信號Y進行濾波，將不同發(fā)射天線符號進行濾波，將不同發(fā)射天線符號間的干擾置間的干擾置0 11111

36、21221222212MMNNNMNMiiiiijjj iyxhhhyhhhxnhhhyxyh xh xn不同天線發(fā)射符號間的干擾91現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術91MIMO檢測算法檢測算法o ZF檢測算法檢測算法n 設計濾波矩陣設計濾波矩陣GZF 將接收信號將接收信號Y中干擾項置零中干擾項置零n ZF使使MIMO檢測變?yōu)槿舾蓹z測變?yōu)槿舾瑟毩⒌牟⑿歇毩⒌牟⑿袛?shù)據(jù)流的檢測數(shù)據(jù)流的檢測111()()()()ZFNtHHZFHHHHZFiiiG HIGH HHXG YH HH HXH HH Nxxn第i條數(shù)據(jù)流92現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIM

37、OOFDM自適應技術自適應技術92MIMO檢測算法檢測算法o ZF檢測算法的優(yōu)點檢測算法的優(yōu)點n 復雜度大幅度降低復雜度大幅度降低o ZF檢測算法的缺點檢測算法的缺點n 在抑制干擾的同時容易將噪聲放大，影響性能在抑制干擾的同時容易將噪聲放大，影響性能 93現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及MIMOOFDM自適應技術自適應技術93MIMO檢測算法檢測算法o MMSE檢測檢測n 為了改善為了改善ZF算法的抗噪性能，濾波矩陣算法的抗噪性能，濾波矩陣GMMSE的設計原則：均方誤差的設計原則：均方誤差(MSE)最小最小,即：即： 12102argmin ()NtrMMSEX XHHMMSENsMMSEGE GYXNGH HIHXGY94現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)MIMO及及M