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异步发射的贝尔实验室的垂直分层空时码(V-BLAST)系统最早发表在2007年的IEEE Transaction on Vehicle Technology杂志上,这种空时发射系统具有同步发射的V-BLAST系统所无法获得的一个重要性质:可以采用简单的迫零(ZF)检测算法来获得系统最大的分集增益,因此它是一种十分有潜力的空时编码结构。由于异步多天线发射使得接收信号的采样值之间存在着一定的相关性,不同的采样方式会带来不同的相关性,进而影响到整个采样信号的有效信噪比。因此在推导该系统的各种最优检测算法时不应将某种形式的采样方式作为先验信息。另外如何在异步发射的V-BLAST系统中利用非线性检测来进一步提高检测性能也是需要研究的方向。最后考虑到异步发射的V-BLAST系统可以使用计算复杂度低的检测算法取得系统的最大分集,是否可以在异步发射的多入多出(MIMO)系统中寻找到一种简单、高效的编码方式来进一步提高系统性能,并且仍然能够使用低复杂度的检测和译码算法。本文针对上面的问题,研究了异步发射的V-BLAST系统的最佳线性检测、非线性检测以及异步发射MIMO系统中的信道特征和空时编码几个方面。首先考虑到需要将采样方式作为推导最优检测的一部分,所以提出一种直接对未采样接收信号的连续信号模型进行分析的方法,该方法利用现代数学中的泛函分析的理论知识,推导出了最佳迫零(ZF)检测算法和最小均方误差(MMSE)检测算法。同时通过分集增益分析证明了它们都获得系统最大的分集增益。接下来基于各个接收天线匹配滤波器输出的采样信号的向量表达,首先给出了一种直观的串行干扰消除(SIC)检测算法。随后通过分析指出该SIC检测结构存在两个固有的缺陷:一是不能扩展到排序串行干扰消除(OSIC)检测,二是在每一层做干扰消除时浪费了不必要的能量。因此随后提出了一种改进的SIC检测算法以及基于它的OSIC检测算法。最后文章详细地分析了异步发射MIMO系统的信道特征。首先还是从未采样接收信号直接分析,通过推导异步发射MIMO系统的最大似然检测,找到系统的充分统计量以及基于它的系统数学表达模型。然后在此模型的基础上分析了异步发射MIMO系统的容量和最佳分集-复用折中关系。最后提出了一种具有简单的编译码算法,并且能够达到系统的分集-复用折中限的空时编码结构。本文的研究内容丰富了异步发射V-BLAST系统检测技术的研究,并对异步发射MIMO系统的信道特征和空时编码进行了探索性的基础研究,所得到的研究成果具有一定的理论价值和应用价值。