低复杂度高性能SU-MIMO系统非线性非迭代传输器设计

本文探讨了单用户多输入多输出(SU-MIMO)系统中低复杂度和高性能预编码器的设计方法。传统的MIMO技术通常依赖于线性和迭代算法，然而，该研究旨在引入非线性和非迭代策略，以提高系统性能并降低计算复杂性。 首先，文章提出了一种新颖的非线性星座编码技术，它基于最大距离可分码（Maximum Distance Separable, MDS）来设计发射端的预编码器。MDS编码因其能够提供高效的纠错能力和编码效率，在高数据速率传输中具有优势。通过这种非线性处理，信号能够在保持一定信号质量的同时，减少信号在频域或时域上的相互干扰，从而提升系统的整体性能。 在减少迭代式预编码算法的复杂性方面，研究者提出采用更为简洁的非迭代方式，即结合奇异值分解（Singular Value Decomposition, SVD）。SVD在无线通信中常用于信号压缩和处理，其非迭代特性使得预编码和解码过程更为快速。通过这种方式，即使在牺牲一定程度的优化性能情况下，也能实现与传统线性MIMO预编码器相比的优秀性能。 此外，文中还讨论了最大似然检测（Maximum Likelihood Detection, MLD）应用于线性MIMO信道的情况。MLD是一种高效的信号检测方法，它能在噪声环境中准确估计接收信号，这对于保持系统在高速数据传输中的可靠性至关重要。 通过模拟实验，研究结果证实了所提出的非线性和非迭代预编码方案的有效性。即使在采用简化策略的情况下，它们也展现出优于传统线性MIMO预编码器的表现，这表明了在追求效率与性能之间找到了一个理想的平衡点。 本文的贡献在于为SU-MIMO系统设计提供了一种创新的解决方案，通过非线性预编码技术和非迭代设计策略，有望在实际应用中降低硬件成本，提高系统性能，并在多方面优化无线通信的效能。