文档介绍：摘要量子信息学是一门新兴的交叉学科,它在信息领域中有着独特的性能,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可突破现有经典信息系统的极限。特别是近年来,基于量子并行计算的量子智能算法有效地降低了一些经典难解算法的计算复杂度问题。在目前很多无线通信系统的标准制定中,多入多出技术已经被广泛采用。从理论上己表明在充分散射的环境中,相对于单入单出系统来说,系统具有提高频谱效率和容量的巨大潜力。但由于接收机的高复杂度,标准中所采用的一般还是仅限于很少的天线数和简单的天线方案。系统本身所提供的性能和增益能够有多少被挖掘出来,和接收机的算法有很大的关系,复杂的接收机检测算法也是影响系统大规模商用的一个原因。本文研究了基于量子并行计算的量子遗传算法并提出了一种基于量子遗传算法腗藕偶觳夥桨浮7抡娼峁砻鳎闹刑岢龅姆椒ㄔ谖舐肼市阅方面明显优于经典遗传算法和传统的信号检测器。本文首先介绍了量子遗传算法的主要思想、机理,并对算法进行了改进且对改进的量子遗传算法进行了性能测试分析。其次针对未来大用户量的多用户通信,将量子遗传算法应用到多用户检测中去,设计了一种基于量子遗传算法的多用户检测方案,并对其进行系统仿真,与经典算法相比,基于量子遗传算法的多用户检测,其抗多址干扰和抗远近效应的能力均优于传统的多用户检测器和基于经典遗传算法的多用户检测器方法。最后,针对目前检测算法中具有最小差错概率的最大似然检测算法募算复杂度随着发射天线数增长呈指数增长,在常规条件下是一个难解问题,提出了一种基于量子遗传算法的检测算法,尝试来提高检测性能、降低误码率,并仿真实现了该算法。仿真结果表明,文中提出的方法在误码率性能方面明显优于经典遗传算法和传统的信号检测器。关键词:量子计算、量子遗传算法、多用户检测、多输入多输出、信号检测、误码率南京邮电人学坝上训究生学位沱义摘望
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研究生签名:醴日期:鼠导师签名:毒符研究生签名:銎一日期:牵剩南京邮电大学学位论文独创性声明南京邮电大学学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包明确的说明并表示了谢意。本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留南京邮电大学研究生部办理。
第一章绪论§研究背景我们生活在一个信息时代,信息科学在推动社会文明进步和提高人类生活质量方面发挥着令人惊叹的作用,这是其他学科多无法比拟的。随着人类社会对于信息的需求日益增加,人们不断地致力于信息技术的进一步发展。量子信息学正是信息科学发展和变革的产物,是将量子力学应用于信息科学的一门新兴交叉学科。量子信息学包括量子计算、量子通信、量子密码等几个方面,近年来在理论和实验上都取得了重大突破。量子信息基于量子特性而具有独特的信息功能,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量、和提高检测精度等方面具有突破现有经典信息系统极限的能力。量子信息的研究与应用,不仅引起各国政府和科技界的广泛关注,而且受到信息产业界和军事部门的高度重视,已经成为国际上研究的热点。不可否认,实际正是信息科学从经典跨越到量子的关键性时期。近年来,随着移动通信的迅猛发展,在第三代移动通信系统步入全面测试以及逐步商用之时,第四代移动通信的研究已是刻不容缓,用户数量的增加己经不再是其追求的单一目标,与相比,系统应具有更高的数据率、更好的业务质量更高的频谱利用率、更高的安全性、智能性、以及更高的传输质量和灵活性。在有限的频谱资源的情况下实现高速率和大容量是第四代移动通信的一大特点。在分配给系统频谱资源有限的情况,要想获得更高容量,必须提高频谱利用率。然而,采用常规发射分集、接收分集或智能天线技术已不足以解决新一代无线通信系统的大容量与高可靠性需求问题。可幸的是,结合空时处理的多输入多输/出技术,提供了解决该问题的新途径【跩。采用空时编码的系统能使用于投嗝教逡滴瘢⑶铱啥黾痈哺欠段Ш按照ɡ恚杂低常绻诺来砦菟俾饰/,则所需要的?杉杂低常捎谒俾屎芨撸虼硕越邮栈男阅芤G笠惨高得多。的确,系统本身所提供