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下一代移动通信系统(Beyond3G/4G)为提高频谱效率,实现速率高达100Mb/s的传输服务,采用MIMO(Multiple Input Multiple Output,多输入多输出)和OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)技术作为两项最主要的关键技术。MIMO多天线技术在平坦衰落信道下能有效提高信道容量,并利用分集增益提高传输可靠性。OFDM是一种多载波传输技术,能有效对抗多径干扰和频率选择性衰落。本文对无线通信MIMO-OFDM系统中的几个关键技术开展研究,包括基于CDD (Cyclic Delay Diversity,循环延时分集)的预编码技术,V-OFDM (Vector OFDM,矢量OFDM)迭代检测技术和MIMO迭代检测技术。主要内容如下,(1)提出一种LTE-Advanced下行基于OFDM-CDD的预编码方案,根据不同天线端口设置来设计相应的CDD相移矩阵和预编码矩阵,使得系统在发射端无任何信道信息条件下都具有良好的性能。(2)提出一种用于V-OFDM系统的IMAP (Integrated Maximum a posteriori Probability)接收机,采用的检测算法只需要知道包括信道相关性和噪声方差在内的信道先验信息。本文利用V-OFDM信号的特殊结构,采取多种方式简化了该IMAP接收机。本文将证明这种IMAP接收机的性能远好于基于MMSE(Minimum Mean Square Error,最小均方误差)信道估计的传统MAP (CMAP:Conventional Maximum a posteriori Probability)接收机。(3)研究下一代移动通信系统上行单用户MIMO可行的迭代检测算法。本文详细分析了三种类型的MIMO迭代检测算法,一是基于MAP (Maximum a posteriori Probability)的迭代检测,二是基于LMMSE (Linear MMSE)的迭代检测,三是基于Sphere Decoder的迭代检测,包括硬件实现相对比较容易的K-Best Sphere Decoder和Single-Tree-Search Sphere Decoder。