基于两最小值的线性自迭代检测MAP算法和及性能优化研究

The soft bit decision MAP algorithm for self-iterative detection and decoding (SIDD) has the disadvantage that the soft output is calculated only with the minima from the current iteration, which limits the performance enhancement of the system. The complexity of the MAP algorithm is exponential-order, resulting in the limitation of its application. In addition, there is not any suitable stopping criteria for SIDD, thus unnecessary iterations cause higher complexity. Based on the changing statistics of the minima from each iteration, the content and the goal of this project are as follows: 1. Applying the symbol mapping technique to PIC-MMSE based MAP detection, the modified MAP algorithm is constructed by eliminating the searching process to find the minima without degrading the performance, which reduces the complexity to linear-order. 2. Based on the minima from each iteration, optimization is made to enhance the reliability of the soft bit information, which will enhance the performance. 3. Utilizing the statistics of the minima when the performance convergences, stopping criteria are proposed to eliminate the unnecessary iterations to reduce the decoding time.

自迭代检测器的比特级软判决MAP算法现有的不足--检测器软判决输出的计算只局限于当前迭代的两最小值，限制了性能优化的幅度。MAP算法因其复杂度是指数阶，限制了其实际应用。并且，自迭代检测译码缺少合适的停止准则，使得不必要的迭代导致了高复杂度。本项目以MAP算法两最小值在各迭代的变化特性为出发点，具体的研究内容及目标如下：1、将符号映射技术应用于基于PIC－MMSE的自迭代检测算法，以达到消除搜索MAP算法两最小值过程的目的，从而在保持性能的同时将其复杂度降至线性阶；2、基于检测器各迭代的两最小值，对当前迭代的两最小值进行优化处理，并以此为基础，设计比特级软判决输出的最优计算方法，以达到改善检测器性能的目的；3、统计两最小值在系统性能收敛时的变化特性，制定合适的停止准则，消除不必要的迭代，从而降低迭代检测译码时间。

本项目以MAP算法两最小值在各迭代的变化特性为出发点，具体的研究内容及成果如下：1. 解决了关键问题“如何对信道译码器反馈的后验信息做相应的符号映射处理”，完成研究目标：“基于检测器 MAP 算法各迭代相应两最小值，优化处理当前迭代两最小值，设计 SDBI 的最优计算方法，提升系统性能”， 最终达到在保持系统误码性能的前提下，将指数阶的复杂度降低至线性阶的技术指标；所提出的方法最终形成SCI论文1篇，EI检索论文3篇。 2. 解决了关键问题"如何利用 MAP 算法两最小值的更新特性对算法两最小值的更新特性对EP的影响，设计SDBI的最优计算方法", 完成研究目标：“建立符号映射技术和基于 MMSE－PIC 的迭代检测译码的联系，构建改进版 MAP，从而在保持性能的前提下，降低复杂度到线性阶。” 最终达成技术指标：通过提升两最小值的信赖度，提升系统的误码率性能，并且保持线性阶的复杂度。所提出的方法最终形成SCI论文1篇，EI检索论文3篇。3、针对关键问题“分析两最小值在性能收敛点处的更新特性” ，统计两最小值在系统性能收敛时的变化特性的调研，结果显示2次迭代的性能已经达到收敛。在2次迭代的前提下，基于诸如JACOBI等迭代算法提出新的迭代译码检测方法。所提出的方法最终形成SCI论文1篇，EI检索论文6篇。此外出版英文教材1部， 软件著作权3项。