一种基于调制估计的增强型干扰消除检测算法

作者:骆云龙;席兵 刊名:重庆邮电大学学报(自然科学版) 上传者:黄秋兰

【摘要】在增强型长期演进(long term evolution-advanced,LTE-Advanced)多用户多输入多输出(multiuser multi-inpat multi-output,MU-MIMO)系统中,由于发射端的信道状态信息(channel state information,CSI)不明确,用户设备(user equipment,UE)会受到较大的残余多用户干扰。忽略干扰的检测算法在此情况下的检测性能不佳,考虑了一种干扰感知检测算法。为了对目标层和干扰层执行联合检测,UE需要获取详细的干扰调制信息。提出了一种基于调制估计的联合检测算法作为LTE-A的下行MU-MIMO增强型干扰消除检测算法。仿真结果表明,该算法能够提供约0.5~2 dB的显著增益。

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0引言多输入多输出(multi-inputmulti-output,MIMO)技术一直是无线通信系统满足鲁棒性和更高的数据速率需求的一项关键技术。它利用额外的空间维度、时间和频率,可使无线通信系统的可靠性更高,且频谱利用率更有效[1]。MIMO技术在下一代移动通信标准(3GPPLTE和LTE-Advanced)中起着重要的作用[2]。3GPPLTE通过多用户多输入多输出(multiusermulti-inpatmulti-output,MU-MIMO)为更高的频谱效率提供了可能。MU-MIMO可以充分地利用一个基站和多个用户终端之间MIMO信道的空间分集,而单用户MIMO(singleuserMIMO,SU-MIMO)在某些情况下可能无法达到。MU-MIMO可以被看作是空分多址(spacedivisionmultipleaccess,SDMA),它允许多个用户同时在同一频段空间复用。需要注意的是MU-MIMO需要每个用户在发射端的信道状态信息(channelstateinformation,CSI)。长期演进(longtermevdution,LTE)系统使用基于码本的预编码方法,用户设备(userequipment,UE)反馈最佳的预编码矩阵信息(precodingmatrixindicator,PMI),这样eNodeB就可以决定用来进行MU-MIMO传输的一组用户。LTE系统使用低分辨率的基于等增益传输(equalgaintransmission,EGT)的预编码。由于CSI较为粗略,协作调度的UE可能遭受较大的残余多用户干扰,促使了干扰感知检测算法的研究。目前已经有了一些关于MU-MIMO干扰感知检测算法性能的研究[3-4]。文献[3]中提到了2种类型的干扰感知检测算法:干扰抑制合并(interfer-encerejectioncombine,IRC)算法和联合最大对数最大后验概率(Max-Log-Map)算法。文献[5]中,在一个接收天线的情况下,欠定系统中有比接收天线更多的发射层(包括干扰)时,干扰是不可以忽略的,联合Max-Log-Map算法的性能显著优于IRC算法。即使在接收端有足够天线数的情况下,联合Max-Log-Map算法也优于IRC,这是因为它对干扰离散性的感知。在文献[3]中,联合Max-Log-Map检测算法被证明在大多数情况下优于IRC,两者性能差距较小,但IRC具有更低的复杂度。文献[4]认为只有联合Max-Log-Map是干扰感知检测算法,不同于文献[3]的是,文献[4]中考虑到了干扰调制并未在3GPPLTE[6]中被利用的事实。本文着眼于在更广泛的现实意义情况下研究干扰感知检测算法的性能,提出基于调制估计的联合Max-Log-Map检测算法。1系统模型1.1LTE-A系统综述LTE系统的下行链路(downlink,DL)传输方案自2008年3GPPLTE在R8中首次推出后不断演进。LTE-Advanced系统中有9个DL传输模式[7],传输模式8和9分别在R9和R10(LTE-A)中引入。传输模式1~6使用的是小区专用参考信号或物理下行共享信道(physicaldownlinksharedchannel,PDSCH)发送的公共参考信号(cell-specificreferencesignal,CRS),而传输模式7~9中使用的是UE专用参考信号或解调参考信号(demodulationreferencesignal,DMRS)。对于单层每个UE的一个给定的资源块(resourceblock,RB),传输模式5提供

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