【正文】 信息速率不變而降低信道帶寬、提高頻譜利用率的目的。 二、 VBLAST檢測算法 BLAST 的一種結(jié)構(gòu) :VBLAST 系統(tǒng)的子流未進(jìn)行編碼 ,因此在檢測方法上比編碼的BLAST 具有更簡單的特點(diǎn)；并且仍能有效的逼近香農(nóng)限，填補(bǔ)了自適應(yīng)天線與多用戶檢測技術(shù)之間的空白。 VBLAST 系統(tǒng)一般要求接收天線數(shù)不少于發(fā)送天線數(shù)。在研究VBLAST系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí) ,為了表述簡便 ,假設(shè)信道被接收端通過發(fā)送的導(dǎo)頻訓(xùn)練符號(hào)或其他方法完全無誤地估計(jì)出來 ,即信道的估計(jì)值與真實(shí)值相等。同時(shí)還假定接收機(jī)已實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的定時(shí)和符號(hào) 同步。 在理想條件下，鏈路的頻譜效率與天線數(shù)目成漸近線性增長，而信噪比則決定了線性的斜率；這與分集獲得的頻譜效率成對(duì)數(shù)增長不同。 VBLAST系統(tǒng)的固有特點(diǎn)就是天線之間的同信道干擾。從 (1)式可以看出，每個(gè)天線上除了接收到的目標(biāo)天線傳輸?shù)男盘?hào)外，還接收到其他所有天線傳輸?shù)男盘?hào)，在這里被看作是同信道的干擾。 VBLAST檢測算法的目標(biāo)就是依據(jù) 信號(hào)模型 (2)式，從接收矢量 r中估計(jì)出發(fā)送矢量 x，最大程度地抑制同信道干擾。 分層空時(shí)碼有多種檢測算法，最優(yōu)的算法是最大似然譯碼（ MLD）算法，但是 MLD算法具有指數(shù)級(jí)的算法復(fù)雜度，無法實(shí)用。具有實(shí)用價(jià)值的是各種簡化算法，在這里對(duì)迫零算法（ ZF）和 MMSE算法進(jìn)行研究。 迫零算法 迫零算法的目的是：首先檢測從某一層的發(fā)送信號(hào)，然后從其他層中抵消這一層信號(hào)造成的干擾，逐次迭代，最后完成信號(hào)的檢測。 由 (2)式可知，求出信道響應(yīng) H的廣義逆 H+，做如下變形： （ 4） nHxr ?? ?? 3 可以從 (4)式出發(fā)進(jìn)行迫零迭代， 但是比較好的做法是對(duì)接收到的信息按功率大小進(jìn)行排序，這樣可以在第一次將最可靠的數(shù)據(jù)檢測出來，為下一次的迭代減小誤差。所以改進(jìn)的算法如下： 設(shè) S=｛ s1,s2...snT｝為自然數(shù)｛ 1,2...nT｝ 的某種排序。 ZF 算法可以用如下的步驟進(jìn)行迭代： 初始化： i=1 迭代過程 ： （ 5） （ 6） （ 7） （ 8） （ 9） （ 10） （ 11） 其中，?iSH表示令 s1,s2...,si列為 0得到的矩陣的廣義逆， (Gi)j表示矩陣 Gi的第 j行 ，? ?isyQ表示根據(jù)星座圖對(duì)檢測信號(hào)進(jìn)行硬判決解調(diào)。 . MMSE 檢測算法 該算法的目標(biāo)函數(shù)是最小化發(fā)送信號(hào)矢量 x與接收信號(hào)矢量線性組合 WHr之間的均方誤差，即 (12) (12)式中的 W 是 TRnn?的線性組合系數(shù)矩陣。從上式可以求解其梯度得到最優(yōu)解 。 ??HG12)(minargjii Gs ?iii sss rWy ?? ?121 ..., ?? isssj ? ? Tsii iHxrr ?1 ??? ? ?ii ss yQx? ? ? ii sis GW ?? ? si HG 1 1??ii?????? ? 2minarg HWxE? ? ? ?? ?? ? ? ?xrErWrErWxrWxErWxEHHHHHHWHW222???????????? ?? 4 ? ?iii Hxyy 11 ???? ? ? iTii ywx 1? （ 13） 將 (2)式代入上式可得： （ 14） 由此式可以得出 MMSE 檢測算法的系數(shù)矩陣為： （ 15） 從式 (14)可以看出 MMSE 估計(jì)矩陣考慮到了噪聲對(duì)接收信號(hào)影響的大小。 判決反饋算法： 之前提到的線性檢測算法是從接收向量種直接估計(jì)某一時(shí)刻發(fā)送向量的全部分量，而接下來介紹的判決反饋檢測 (DFD)算法類似于 CDMA 中的判決反饋多用戶檢測思想，首先從接收向量中檢測某一天線發(fā)送數(shù) 據(jù)的對(duì)應(yīng)分量，再從接收向量中消去其影響 ,然后繼續(xù)依次檢測剩余的分量。采用順序檢測的方法 ,可以從第一個(gè)或最后一個(gè)分量開始。假設(shè)以下從第一個(gè)分量開始檢測 ,其判決反饋檢測的步驟如下， 初始化： 接收向量yy?1 ，信道矩陣HH?1，估計(jì)矩陣G 采用以上線性檢測算法得到； 第 i 步， 取估計(jì)向量 x 的第 1 個(gè)分量的權(quán)向量 (16) 其中iG1 表示第 i步估計(jì)矩陣iG 的第一行 ,ix 的估計(jì)值為 判決該估計(jì)值ix? (17) 修正接收向 量 消去信道響應(yīng)矩陣iH的第一行，得到信道矩陣1?iH，若1i不全為零向量，則由1?iH 估計(jì)第 i＋ 1 步的估計(jì)矩陣1?iG，再返回至第 2 步，否則結(jié)束算法。由此看出，判決反? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?022222 ??????????HHHHHHHWIHHxnHxEnHxWnHxE? HnHH HIHHWT 12 )( ??? ?? ?Tii Gw 11 ? icxi xxx ??minarg? 5 饋的方法不是一次估計(jì)出向量的全部分量，而是估計(jì)出一個(gè)，消去一個(gè)，使得下個(gè)待檢測信號(hào)的同道干擾減少一個(gè)，而用于估計(jì)的接收信號(hào)數(shù)量不變，從而實(shí)現(xiàn)了類似于多天線接收分集的效果。 最優(yōu)排序算法： 上面的判決反饋采用了順序的信號(hào)消除 ,每次檢測出的信號(hào)用于消除剩下的信號(hào)分量 , 如果某個(gè)分量檢測錯(cuò)誤 ,就會(huì)造成錯(cuò)誤傳播 ,使得剩下的信號(hào)檢測中發(fā)生錯(cuò)誤的概率增大。因此 ,為了降低錯(cuò)誤傳播的影響 ,如果采用一種選擇檢測方法 ,每次檢測錯(cuò)誤 概率最小的信號(hào) ,則對(duì)后面檢測過程中的錯(cuò)誤傳播達(dá)到最大程度的抑制 ,有助于提高系統(tǒng)的總體性能。文獻(xiàn) [4]中證明了一種最優(yōu)的排序方法是按照待檢分量的最大信噪比原則來進(jìn)行排序?？梢宰C明第 i 步中待檢信號(hào)的信噪比表示為 （ 18） 其中jw表示估計(jì)矩陣iG的第 j行。因此，采用最優(yōu)排序方法只需要對(duì)判決反饋檢測算法作少量修改：將其