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MIMO ZF OSIC 迫零的优化排序逐次消除检测算法

2023-05-22 05:14 作者:乐吧的数学  | 我要投稿

录制的视频在:https://www.bilibili.com/video/BV1bo4y1g7tk/

这篇文章主要来讨论 基于MIMO Zero Forcing 算法的逐次消除算法 SIC(Successive Interference Cancellation)的改进版本。看本文之前需要理解 MIMO Zero Forcing 算法以及其 SIC 算法。


MIMO ZF 算法,是例如如下的公式,同时把所有的发送数据都估计(检测)出来:

%5Chat%20X%20%3D%20(H%5EHH)%5E%7B-1%7D%20H%5EH%20Y%20%20%5Ctag%201

其中, H 是信道系数矩阵,维度是 N_r%20%5Ctimes%20N_t 的, Y 是接收到的数据,是一个列向量,维度是 N_r%5Chat%20X 是对发送数据向量 X 的估计(检测),维度是 N_t 的。




逐次消除算法 SIC,是按照某种顺序,逐个估计,估计出来的数据后,再把这个发送的数据,通过信道系数的作用后,从接收的数据 Y 中减除掉。而优化的 SIC ( Optimiazed SIC,  OSIC) 是按照某种最优准则来设计逐个估计的顺序。


比较直观的理解,是接收到的某个信号比较强,那我们就应该优先估计那个信号。


例如 4x4 的 MIMO 系统,第二根天线上发射的数据 x_2,在四根天线上收到的数据为:

h_%7B12%7D%20x_2%2C%20%5Cquad%20h_%7B22%7D%20x_2%2C%20%5Cquad%20h_%7B32%7D%20x_2%2C%20%5Cquad%20h_%7B42%7D%20x_2

极端来讲,如果四个系数都是 0,即都被阻断了,那这个信号肯定是最差的,不能优先检测。


所以,从能量的角度看,接收端能收到的信号的能量,就可以写成:

(%7Ch_%7B12%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B22%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B32%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B42%7D%7C%5E2)%20%7Cx_2%7C%5E2%20%20%20%5Ctag%202

我们一般假定发射的信号的功率是相同的,即从每个发射天线上发出的信号的能量是相等的,那么,从接收端来看,接收到的能量大的,对应的就是 系数模的平方和最大:

%5Csum_j%20%7Ch_%7Bjk%7D%7C%5E2%20%20%5Ctag%203

例如 4x4 的,我们就比较下面四个,看哪个大就优先估计哪个:

(%7Ch_%7B11%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B21%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B31%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B41%7D%7C%5E2)%20%20%5C%5C%0A%0A(%7Ch_%7B12%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B22%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B32%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B42%7D%7C%5E2)%20%20%5C%5C%0A%0A(%7Ch_%7B13%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B23%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B33%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B43%7D%7C%5E2)%20%20%5C%5C%0A%0A(%7Ch_%7B14%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B24%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B34%7D%7C%5E2%2B%7Ch_%7B44%7D%7C%5E2)%20%20






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