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大规模天线系统被认为是下一代5G通信的关键技术之一。在接收端配置有大规模天线阵列,大规模天线系统可以实现非常高的频谱和能量效率。大规模系统面临的一个挑战是对信道状态信息(Channel State Information,CSD的估计和导频污染的问题,随着天线数目的大量增加,信道信息估计复杂度非常高而变得不可以接受。所以我们需要考虑低复杂度和低开销的大规模天线系统。一些非相干的传输方法可以考虑,典型的的非相干检测器是差分检测(Differential Detection,DD),每个用户在发射端采用差分编码,接收端采用自相关接收机(Autocorrelation Receiver,AcR)进行差分检测,在缺少精确信道信息的条件下也能检测出信号。然而由于缺少信道信息,非相干检测的性能受到一定的制约,怎样设计合理高效的算法提高非相干检测性能是本论文研究的重点。在此情况下,论文研究大规模天线系统下的属于低复杂度范围内的非相干检测问题。论文的研究内容和创新点如下:1.大规模天线系统下的多符号差分检测(Multiple Symbol Differential Detection,MSDD)。MSDD一次检测多个符号,在许多实际的情景下,它可以渐进的达到相干检测的性能。本文将传统的基于单天线的MSDD扩展至接收端有大规模天线阵列的场景。2..大规模天线系统下的软入软出(Soft-inputSoft-output,SISO)MSDD。为了降低通信过程中信道的衰落、噪声和干扰的影响,进一步提高非相干系统的性能,我们可以结合信道编码。性能良好的信道编码,例如低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code,LDPC)和 Turbo 码的迭代译码算法,依赖于检测器的软输出。大规模天线系统中现存的MSDD硬判决输出不适宜迭代译码,所以我们需要进一步研究在大规模天线系统下MSDD的软输出判决子,为进一步地与信道编码结合做准备。3.大规模天线系统下的非相干联合多符号差分检测与信道译码。将信道编码的因子图与SISOMSDD的因子图进行融合,提出的SISO MSDD可以很容易与性能良好的信道编码结合。该联合检测与译码模型,可以使符号的软信息在SISO MSDD和与SISO信道译码器中迭代,使得更为精确的符号先验信息进入检测器,同时使得进入译码的符号的后验信息也更为精确,译码性能进一步地提高。4.大规模系统下的非相干多用户传输方法。首先,在已知用户能量空间分布(Power Space Profile,PSP)的情况下,提出一个简单的用户调度策略,在这个策略下,可以减少不同用户在线性天线阵列上PSP的重叠。提出的用户调度策略只利用非常少的信道信息,几乎是盲的。接下来,接收端的信号经过一个低复杂度的多用户分离器后送入非相干的顺序干扰消除器,接下来送入一个联合检测与译码器。相对于传统的相干的大规模天线系统,提出的算法能够有效地克服信道估计的高复杂度问题而取得较好的性能。