MIMO檢測與合併中的智慧型信號處理研究

《MIMO檢測與合併中的智慧型信號處理研究》是依託北京郵電大學，由呂鐵軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：MIMO檢測與合併中的智慧型信號處理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：呂鐵軍
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

本項目是無線通信技術和智慧型信息處理技術的交叉研究課題。目的是探索套用智慧型信息處理技術來解決無線通信中的熱點問題，改善和提高MIMO及MIMO-HARQ無線通信系統的可靠性和有效性。本項目研究的內容是基於智慧型信號處理方法的MIMO和MIMO-HARQ系統的檢測、解碼和數據合併技術， 一方面，比較和研究各種進化算法在MIMO檢測和數據合併中的適用性和效能，對具有潛能的進化算法進行改進和創新，針對MIMO最優檢測和最優數據合併中的NP-hard問題，提出魯棒性和時效性兼容的新算法；另一方面，本項目將從新的視角出發，把信號判別看成是一個不確定性推理過程，套用證據理論，提出廣義軟信息的概念，並充分利用這種軟信息，建立決策規則模型，克服經典貝葉斯理論對不確定性知識刻畫不足的局限性，在新的理論框架中研究和提出MIMO和MIMO-HARQ系統的檢測、解碼和數據合併的新方法。

結題摘要

多輸入多輸出 (MIMO) 技術憑藉其在提高系統頻譜利用率方面的卓越表現，已經成為移動通信發展史上的里程碑技術。MIMO系統中的檢測與合併技術都屬於智慧型信息處理範疇，本項目對多種智慧型信息處理技術展開了研究，提出了一系列基於智慧型信號處理方法的MIMO檢測與合併算法，提高了MIMO無線通信系統的可靠性和有效性。 首先，本項目從新的視角出發，把信號判別看成是一個不確定性推理過程，開創性地引入證據理論 (DST)，提出廣義軟信息的概念，並充分利用這種軟信息，建立決策規則模型，克服經典貝葉斯理論對不確定性知識刻畫不足的局限性，在新的理論框架中研究和提出數種性能優異的MIMO檢測和合併算法。其次，本項目研究了機率數據關聯 (PDA) 算法的最佳化，及其在干擾受限通信系統中的套用。本項目研究了高階QAM-MIMO系統的比特級符號檢測問題，提出了一種通用的比特級PDA檢測方案。同時，本項目還研究了PDA算法在下一代無線通信網路中的套用，針對多小區多用戶MIMO蜂窩網路的上行鏈路，提出了一種基於多基站協作的軟合併輔助的分散式PDA軟接收方案。最後，本項目研究了基於置信度傳播 (BP) 的MIMO檢測算法，分析了MIMO信道和VBLAST結構的因子圖模型，提出了多種低複雜度高性能的檢測算法。 本項目在三年的執行過程中提出了多種基於智慧型信號處理技術的MIMO檢測與合併算法，獲得了重要結果，保質保量超額完成了申請書中的預期目標。它包括：基於證據理論的MIMO 檢測算法，基於證據理論的SISO-HARQ系統下數據合併算法，基於證據理論的MIMO-HARQ系統下數據合併算法，基於證據理論的多用戶系統調度算法，基於蟻群算法的高階MIMO檢測算法，高階QAM-MIMO系統的通用比特級PDA檢測算法，多用戶多小區MIMO系統中基於基站協作的分散式PDA軟接收方法，基於置信度傳播的MIMO疊代檢測算法等。這些成果中的大多數都已發表在世界權威通信期刊或重要國際會議上，總共發表論文62篇，其中SCI檢索文章18篇，EI檢索文章44篇，申請專利5項，已進入實審階段。後續的成果也在不斷向這些期刊雜誌投稿。通過對本項目的研究，加強了和國際同行的交流，擴大了我們在MIMO檢測與合併研究領域中的影響，達到了國際先進水平，同時培養了一支具有創新能力的科研團隊。