向量信道中置信度傳播檢測及其平均場論解釋.pdf

1、CDMA和MIMO作為無線通信系統(tǒng)中的關鍵技術，它們檢測算法的好壞直接影響了系統(tǒng)性能。DS-cDMA系統(tǒng)中的多用戶檢測和MIMO檢測，都可以統(tǒng)一為向量信道中的信號檢測問題。
　　 本文提出向量信道中一種基于置信度傳播（Belief PropagatioN,BP）的信號次優(yōu)檢測算法，它從似然函數(shù)的表達式出發(fā)，通過迭代，目標是選擇發(fā)送向量使似然函數(shù)的值增大。它的基本思路源于統(tǒng)計推斷問題中的相關方法。論文以DS-cDMA系統(tǒng)的多用戶檢

2、測問題為背景分析新算法，分別討論了它在同步和異步CDMA系統(tǒng)中的應用。分析表明它是多項式復雜度的。由于每次迭代后對發(fā)送向量作硬判決，所以稱為（同步）硬判決BP，它和多級檢測器有相同的數(shù)學形式。在接收信號功率差異不大時，性能優(yōu)于串行干擾刪除。論文證明異步BP檢測可以避免算法可能出現(xiàn)的狀態(tài)振蕩；為了增加算法收斂到全局最優(yōu)解的概率，還提出用蟻群優(yōu)化（Ant Colony OptimizatioN,ACO）來改進檢測過程。
　　 為了進

3、一步提高誤碼率性能，在每一次迭代中不作硬判決，而是都用后驗概率密度來表征置信度，改進后的算法稱為軟判決BP檢測。它的差錯概率比硬判決BP明顯減小。其運算量雖然比硬判決BP有所提高，但還是多項式復雜度的。
　　 論文的另一個創(chuàng)新點是用信息幾何方法對軟判決BP檢測算法進行重新描述。軟判決BP是用m—平子流形代替e—子流形，通過m—投影的方式在可因子化的子流形上找到后驗概率的一個近似分布。其數(shù)學本質(zhì)就是統(tǒng)計力學中的平均場近似。