27、空间复用MIMO系统信号检测技术解析

空间复用MIMO系统信号检测技术解析

在空间复用多输入多输出（MIMO）系统中，信号检测是至关重要的环节，它直接影响着系统的性能和可靠性。本文将详细介绍几种常见的信号检测方法，包括迫零（ZF）检测、最小均方误差（MMSE）检测、有序连续干扰消除（OSIC）检测、最大似然（ML）检测以及球形解码（SD）检测，并对它们的原理、性能和复杂度进行分析。

1. MMSE信号检测

MMSE信号检测的目标是最大化检测后信号与干扰加噪声比（SINR）。MMSE权重矩阵的表达式为：
[W_{MMSE} = (H^HH + \sigma_z^2I)^{-1}H^H]
其中，(H)是信道矩阵，(\sigma_z^2)是噪声的统计信息。通过该权重矩阵，可得到估计信号(\tilde{x} {MMSE})：
[\tilde{x} {MMSE} = W_{MMSE}y = (H^HH + \sigma_z^2I)^{-1}H^Hy = \tilde{x} + (H^HH + \sigma_z^2I)^{-1}H^Hz = \tilde{x} + \tilde{z} {MMSE}]
其中，(\tilde{z} {MMSE} = (H^HH + \sigma_z^2I)^{-1}H^Hz)。检测后的噪声功率可表示为：
[|\tilde{z} {MMSE}|_2^2 = |(H^HH + \sigma_z^2I)^{-1}H^Hz|_2^2 = |(VS^2V^H + \sigma_z^2I)^{-1}VSU^Hz|_2^2]
进一步化简可得：
[|\tilde{z} {MMSE}| 2^2