低复杂度分层调制MIMO球形检测算法提升MQAM系统性能

本文主要探讨了一种针对高阶正交幅度调制(MQAM)应用于多输入多输出(MIMO)复用系统的新型低复杂度球形检测算法。MQAM因其在高数据速率和频谱效率上的优势在现代通信系统中得到了广泛应用，然而，传统的球形检测算法在处理高阶调制时可能会面临计算复杂度较高的问题。 新算法的核心思想是利用MQAM的分层特性，将复杂的高阶星座点划分为多个层次或子层，每个子层对应不同的权重系数。这样做的目的是简化搜索空间，因为并非所有子层的数据都同等重要。算法首先根据权重较大的子层数据确定候选区域，通过最小距离准则在这些区域内筛选出可能的传输符号。接着，对各层优选后的星座点进行球形检测算法的进一步搜索，以确定最终的发送数据矢量。 相比于传统的多状态球形检测(MSD)算法，新算法显著降低了误码率(BER)，显示出更好的性能。在复杂度方面，新算法实现了显著的优化，其计算复杂度大约仅为MSD的20%，这意味着在保持性能提升的同时，算法的执行效率得到了极大的提升，这对于实际应用中的实时性和能源消耗控制具有重要意义。 本文的研究工作还得到了国家科技重大专项和国家自然科学基金的资助，两位作者任光亮和段昕利分别来自西安电子科技大学的国家重点实验室以及中兴通讯股份有限公司无线预研部，他们的研究对于优化MIMO系统的设计，特别是在高数据速率和低复杂度需求之间的平衡上，提供了有价值的新思路。 总结来说，这项工作提出了一个创新的、低复杂度的球形检测算法，对于提高高阶MQAM在MIMO系统中的性能有着实际应用价值，尤其是在追求高效能和低成本通信系统设计的今天。同时，这也为未来的无线通信技术发展提供了一个重要的参考方向。