MIMO―OFDM系統(tǒng)信號檢測中幾種非線性算法的比較
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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(tǒng)，采用QPSK調制，子載波數(shù)為52，循環(huán)前綴16，且接收端對信道狀態(tài)已知，涉及的線性檢測器均為MMSE，PIC階數(shù)取2。下面給出不同情況下幾種檢測算法的仿真曲線，并進行比較。
(1)相同收發(fā)天線數(shù)下各種算法的比較
圖2是各種檢測算法在發(fā)射天線、接收天線同為2時的仿真結果。圖中給出系統(tǒng)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)的關系。在誤碼率為10-3數(shù)量級比較，BLAST算法雖與ML算法仍有差距，但在非線性算法中性能最佳，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://butianyuan.cn/article/158151.htm
(2)發(fā)射天線為2，接收天線變化時BLAST算法性能比較
圖3是發(fā)射天線為2，不同接收天線個數(shù)時的仿真曲線。從結果看，通過增加接收天線能顯著改善接收機誤碼特性，在誤碼率為10一3數(shù)量級上，接收天線從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)天線數(shù)目相等時，BLAST算法第一層檢測數(shù)據(jù)流只能獲得1階的分集增益，而當接收天線比發(fā)射天線多l(xiāng)時，第一層檢測數(shù)據(jù)流可獲得2階分集增益，因此性能提升明顯。
(3)接收天線為4，發(fā)射天線變化時BLAST算法性能比較
圖4是接收天線為4，發(fā)射天線不同時的性能仿真曲線。隨著發(fā)射天線數(shù)的減少，數(shù)據(jù)吞吐量減小，但誤碼率降低。從這點看出，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(tǒng)時可根據(jù)實際情況選擇天線數(shù)，在兩種增益間進行權衡。
(4)不同天線組合下，部分算法的比較分析
圖5比較了不同天線組合下BLAST，PIC，QR算法的性能。仿真表明，雖然在相同收發(fā)天線數(shù)目下BLAST算法優(yōu)于PIC，PIC算法優(yōu)于QR，但當發(fā)射天線變化時，結果也會改變。如圖，接收天線同為4，發(fā)射天線為3時的PIC算法性能好于發(fā)射天線為4時的BLAST算法，發(fā)射天線為2時的QR算法好于上述兩種。這是以增加接收機的硬件代價和犧牲數(shù)據(jù)吞吐量為代價的。
5 結 語
本文通過仿真，比較了MIMO一OFDM系統(tǒng)中幾種非線性檢測算法的性能。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，增加接收天線數(shù)可獲得更多分集增益，提高無線鏈路可靠性，而發(fā)射天線的增加可提高數(shù)據(jù)吞吐量，使系統(tǒng)獲得更多復用增益，因此在設計MIMO一OFDM系統(tǒng)時，應同時考慮兩種增益，在兩者間進行權衡。
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