基于主动禁忌搜索及消息传递联合低复杂度检测方法研究

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大规模MIMO(Massive Multiple-input Multiple-output,Massive MIMO)技术在发射器和接收器中使用多天线阵列可以数倍地提高网络连接的容量,增加信号的收发路径和频谱效率。Massive MIMO带来优势的同时也引发了一系列的问题,由于天线数目变多,导致信道增益矩阵的维度变大。因此,对基站端进行信号检测的算法提出了更高的要求,目标是实现低复杂度且高性能的检测器。最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)算法具有较好的检测性能,但是该算法的矩阵求逆过程在多天线情况下复杂度高。论文对传统的MMSE算法进行改进提出了一种基于分块迭代求逆的MMSE算法。首先证明了Massive MIMO系统中MMSE滤波器矩阵是实对称正定的,同时介绍了信道硬化的特性,然后用实对称矩阵分块迭代求逆算法来替换MMSE信号检测过程中的矩阵求逆部分,最后给出了算法的详细实现过程并进行了实验仿真分析,结果显示论文改进的检测算法性能与MMSE检测性能相近,但具有更低的算法复杂度,利于工程实现。针对主动禁忌搜索(Reactive Tabu Search,RTS)信号检测算法在高阶调制情况下性能不佳的问题,论文提出了主动禁忌搜索消息传递检测(Reactive Tabu Search-Message Passing Detection,RTS-MPD)联合算法。信号通过RTS算法输出后进行干扰消除,然后将干扰消除后的信号使用消息传递检测(Message Passing Detection,MPD)算法来降低输出符号最后一位比特出错的概率。仿真结果表明,论文所提的RTS-MPD联合算法能够有效降低误码率。
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