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研究生:王致融
研究生(外文):Wang, Chihjung
論文名稱:適用於MIMO系統腓特比解碼器的低複雜度軟性輸出偵測器
論文名稱(外文):Low Complexity Soft-Output Detector for MIMO System with Viterbi Decoder
指導教授:劉宗憲劉宗憲引用關係
指導教授(外文):Liu, Tsunghsien
口試委員:魏學文張名先胡家彰陳喬恩
口試委員(外文):Wei, HsuehwenChang, MinghsienHu, ChiachangChen, Chiaoen
口試日期:2011-07-19
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:通訊工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:多輸入多輸出事後機率最大相似偵測連續列舉偵測正交晶格偵測腓特比解碼器
外文關鍵詞:MIMOA posteriori probabilityMaximum-likelihood detectionLISt-Sequential detectorLayered Orthogonal Lattice DetectorViterbi decoder
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在無線通訊之中, 為了要提供較高的傳輸速率(data rate) , 有別於傳統單天線系統, 我們藉由增加天線數同時傳送資訊來提高傳輸速率, 進而演變出多輸入多輸出(MIMO) 的調變技術。在系統之中, 偵測器可以用硬式偵測解碼與軟性偵測解碼來區分, 而軟性偵測解碼可以在相同的系統條件下達到較佳的系統效能。在軟性輸出偵測器中, 偵測器需要傳送”軟性”(soft) 的事後機率(a posteriori probabilities, APP) 給解碼器。不過對於要達到最佳效能的最大相似(maximum-likelihood,ML) 的MIMO 偵測器而言, 我們必須計算所有的可能值以達到最佳效能, 這樣將導致非常大的計算複雜度並且在硬體實現上相當困難。為了簡化計算複雜度的問
題, 我們使用兩種重要的低複雜度演算法: 連續列舉偵測器(LISt-Sequential detector,
LISS) 和正交晶格偵測器(layered orthogonal lattice detector, LORD) 來加以比較。在資訊通過偵測器後, 我們使用腓特比解碼器(Viterbi decoder) 並運用軟輸入軟輸出(soft input soft output) 的技術來改善效能。其中在解碼器中, 我們運用不一樣的量化器(quantizer) 來比較效能, 並且儘可能的達到更低的錯誤率。最後經過電腦模擬, 我們證明不管使用QPSK 或者16-QAM 的調變, 在使用相同的量化器的狀況下, 使用LORD 演算法可以達到跟低candidate 數的LISS 演算法相近的錯誤率, 而且在硬體的實現上, 更為可行。
The multiple-input multiple-output system is able to provide high transmission data rate for wireless communication systems. The baseband MIMO detectors are divided into two categories, the hard-output and soft-output detectors, where the latter one is able to work together with an error control code (ECC) decoder to yield a lower coded BER performance. In the soft-output detector, the soft a posteriori probability (APP) is computed and is to be sent to the following ECC decoder. To provide complete APP information, all possible data must be calculated. This may cause formidable computational complexity. Two well-known low-complexity detectors to provide approximate APP information are the LISt-Sequential detector (LISS) and Layered Orthogonal Lattice Detector (LORD). We consider in this thesis that the following ECC decoder is a soft Viterbi decoder. The input signal to the Viterbi decoder is quantized with different
number of bits. The results from computer simulations lead us to conclude that
the LORD detector and the LISS detector with few candidates lead to very close coded BER, when QPSK and 16-QAM are used as the modulation and when the two detectors work with the same Viterbi decoder. However, the LORD detector is of fixed complexity and therefore is easier to realize in hardware.
目錄
第一章 導論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 內容大綱 2
第二章 多天線通訊系統(MIMO) 3
2.1 多天線通訊系統簡介 3
2.2 MIMO系統模型 5
2.3 Hard-Output MIMO 偵測器 9
2.3.1 迫零 9
2.3.2 最小均方誤差 10
2.3.3 最大相似 11
第三章 MIMO 系統下的Soft-Input Soft-Output 偵測與解碼 12
3.1 偵測與解碼的MIMO 模型 12
3.2 MIMO信號的APP 偵測 14
3.3 連續列舉偵測器 18
3.3.1 堆疊演算法 18
3.3.2 路徑擴大演算法 20
3.4 層狀正交晶格偵測器 22
第四章 迴旋碼與Viterbi 解碼演算法 25
4.1 迴旋碼 25
4.1.1 定義 25
4.1.2 結構與特性 28
4.2 Viterbi解碼演算法 29
4.3 Soft-input decision Viterbi decoder 34
第五章 模擬結果及複雜度分析 39
5.1 模擬參數 39
5.2 模擬結果 41
5.3 複雜度比較 46
第六章 結論及未來工作 47
第七章 參考文獻 48
中英名詞對照表 50

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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