MIMO―OFDM系統信號檢測中幾種非線(xiàn)性算法的比較
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本文仿真基于平坦瑞利衰落信道下的MIMO一OFDM系統，采用QPSK調制，子載波數為52，循環(huán)前綴16，且接收端對信道狀態(tài)已知，涉及的線(xiàn)性檢測器均為MMSE，PIC階數取2。下面給出不同情況下幾種檢測算法的仿真曲線(xiàn)，并進(jìn)行比較。
(1)相同收發(fā)天線(xiàn)數下各種算法的比較
圖2是各種檢測算法在發(fā)射天線(xiàn)、接收天線(xiàn)同為2時(shí)的仿真結果。圖中給出系統誤碼率和信噪比(定義為比特能量和噪聲功率的比，用Eb／N0(dB)表示)的關(guān)系。在誤碼率為10-3數量級比較，BLAST算法雖與ML算法仍有差距，但在非線(xiàn)性算法中性能最佳，較其他算法有2～6 dB信噪比提升，這是因為它采用了排序，將可靠的符號或信噪比最高的符號優(yōu)先檢測，在一定程度上減輕了誤差傳播；SIC、PIC和QR算法性能較差，原因是它們沒(méi)考慮檢測順序，首次檢測符號可能不為最佳，擴大了誤差傳播。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/158151.htm
(2)發(fā)射天線(xiàn)為2，接收天線(xiàn)變化時(shí)BLAST算法性能比較
圖3是發(fā)射天線(xiàn)為2，不同接收天線(xiàn)個(gè)數時(shí)的仿真曲線(xiàn)。從結果看，通過(guò)增加接收天線(xiàn)能顯著(zhù)改善接收機誤碼特性，在誤碼率為10一3數量級上，接收天線(xiàn)從2根增加到3根，可獲得10 dB左右增益；增加到4根可獲得13 dB左右增益。這是因為當收發(fā)天線(xiàn)數目相等時(shí)，BLAST算法第一層檢測數據流只能獲得1階的分集增益，而當接收天線(xiàn)比發(fā)射天線(xiàn)多l時(shí)，第一層檢測數據流可獲得2階分集增益，因此性能提升明顯。
(3)接收天線(xiàn)為4，發(fā)射天線(xiàn)變化時(shí)BLAST算法性能比較
圖4是接收天線(xiàn)為4，發(fā)射天線(xiàn)不同時(shí)的性能仿真曲線(xiàn)。隨著(zhù)發(fā)射天線(xiàn)數的減少，數據吞吐量減小，但誤碼率降低。從這點(diǎn)看出，空間復用增益和分集增益是相互矛盾的，因此在設計MIMO系統時(shí)可根據實(shí)際情況選擇天線(xiàn)數，在兩種增益間進(jìn)行權衡。
(4)不同天線(xiàn)組合下，部分算法的比較分析
圖5比較了不同天線(xiàn)組合下BLAST，PIC，QR算法的性能。仿真表明，雖然在相同收發(fā)天線(xiàn)數目下BLAST算法優(yōu)于PIC，PIC算法優(yōu)于QR，但當發(fā)射天線(xiàn)變化時(shí)，結果也會(huì )改變。如圖，接收天線(xiàn)同為4，發(fā)射天線(xiàn)為3時(shí)的PIC算法性能好于發(fā)射天線(xiàn)為4時(shí)的BLAST算法，發(fā)射天線(xiàn)為2時(shí)的QR算法好于上述兩種。這是以增加接收機的硬件代價(jià)和犧牲數據吞吐量為代價(jià)的。
5 結 語(yǔ)
本文通過(guò)仿真，比較了MIMO一OFDM系統中幾種非線(xiàn)性檢測算法的性能。結果表明，相同條件下，BLAST算法性能最佳，較其他三種算法有2～6 dB增益，SIC與PIC次之，QR性能最差。這是因為SIC，PIC，QR算法不能從檢測排序中獲得增益。結果還表明，增加接收天線(xiàn)數可獲得更多分集增益，提高無(wú)線(xiàn)鏈路可靠性，而發(fā)射天線(xiàn)的增加可提高數據吞吐量，使系統獲得更多復用增益，因此在設計MIMO一OFDM系統時(shí)，應同時(shí)考慮兩種增益，在兩者間進(jìn)行權衡。
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