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在散射充分的环境下,MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)通信系统能够显著提高数据吞吐量或者传输可靠性,因此被广泛应用于下一代无线通信系统中。在MIMO通信系统中,接收端的检测技术是其关键技术之一,而决定检测技术选择的主要因素是算法的误码性能和计算复杂度。球检测是一种保留ML (Maximum Likelihood)检测最优性而复杂度显著低于ML检测的算法,是实现性能与复杂度权衡的一种有效方式。本论文对空间复用策略下,接收端的球检测算法进行了深入研究,旨在实现性能与复杂度这两个指标的更优权衡：1、提出了基于超球中格点数期望值的初始半径设置算法。球检测的复杂度很大程度上取决于初始半径的设置,因为其决定了超球空间的大小。本论文中推荐的算法根据球中包含格点数的期望值设置球的初始半径,从概率上保证球不为空的前提下,为球设置最小的初始半径,从而降低了球检测的复杂度。2、提出了基于候选向量对应正确解的概率的搜索提前终止算法,本算法通过快速结束球检测以降低球检测的复杂度,即当球检测获得候选向量后,判断正确解的路径量度小于候选向量的路径量度的概率,如果概率足够小,则提前终止球检测以节省计算量。分析和仿真证明此提前终止的算法能够显著降低球检测复杂度,而性能的损失很小。3、提出了基于MMSE(Minimum Mean Square Error)检测解的树剪枝算法MMSE-TPSD。与球检测相比,MMSE检测的复杂度要低的多,因此,在球检测之前进行MMSE检测对球检测整体的复杂度影响较小。因为ML仅关心距离最小的向量,因此如果某条路径的量度远大于本层内MMSE解的量度,则可以将这个分支剪掉。分析和仿真证明MMSE-TPSD能够有效的降低球检测复杂度,而且通过调整比值门限,可以方便的实现性能与复杂度之间的权衡。4、基于MMSE-TPSD,提出了PMP-SD的树剪枝策略。PMP-SD通过比较当前路径量度与同层内路径量度最小值的差值确定是否对当前路径进行剪枝。其同样能够显著的降低球检测的复杂度,而不需要在进行球检测之前进行MMSE检测。5、基于BPSK下MMSE判决变量可靠性的计算,提出了两种适用于任意PAM星座图的可靠性计算方法：Rule-R和Rule-M。通过将Rule-R和Rule-M的结果作为球检测和次优球检测信道矩阵排序的依据,显著降低了球检测和次优球检测的复杂度,而且还能够改善次优球检测的性能。6、基于Rule-R和Rule-M,提出了适用于固定复杂度球检测的矩阵排序算法,消除了固定复杂度球检测预处理阶段的串行特性,使得固定复杂度球检测更加适合硬件并行实现,显著提高了预处理阶段的实时性。仿真表明,基于Rule-R的排序算法引起的性能损失十分微弱。