專利名稱：在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法及裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)信息論，在通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端同時使用多天線陣列可以極大的提 高傳輸比特率。利用在發(fā)射端和接收端同時使用多天線陣列的MIMCKMultiple-Input Multiple-Out-put，多輸入多輸出)系統(tǒng)不僅可以提高傳輸比特率，同時還可以提高信道 的可靠性，降低誤碼率。因此，MIMO系統(tǒng)的應用在通信領(lǐng)域有著重要的意義。然而，要進一 步推動更多MIMO系統(tǒng)理論研究成果的應用，就必須要先解決信號檢測的問題。現(xiàn)有技術(shù)在MIMO系統(tǒng)中實現(xiàn)信號檢測的方法是利用接收信號進行信道估計，得 到發(fā)射天線和接收天線之間的信道系數(shù)，由信道系數(shù)組成信道矩陣H，利用信道矩陣H計算 出所有待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié)方差矩陣Q= (HHH+α Imxm)-1的初始值，然后利用所得 到的估計誤差協(xié)方差矩陣Q的初始值計算待檢測發(fā)射信號的估計值，從而實現(xiàn)對待檢測發(fā) 射信號的檢測。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點現(xiàn)有技術(shù)在MIMO系統(tǒng)中實現(xiàn)信號檢測時，采用由估計誤差協(xié)方差矩陣Q的初始值 計算待檢測發(fā)射信號的估計值，而在計算估計誤差協(xié)方差矩陣Q的初始值時，由于包括矩 陣求逆步驟，不僅實現(xiàn)的穩(wěn)定度不高，遞推Q的初始值時所需要的計算復雜度也相對較高， 產(chǎn)生了不必要的計算量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法及裝置。一方 面，本發(fā)明實施例提供了一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法，所述方法包括根據(jù)獲取到的接收信號進行信道估計，得到信道矩陣H ；根據(jù)所述信道矩陣H，計算得到所有待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié)方差矩陣Q的 逆矩陣R ；對所述估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解，根據(jù)分解的結(jié)果、所述信道矩 陣H的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值。另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的裝置，所 述裝置包括信道估計模塊，用于根據(jù)獲取到的接收信號進行信道估計，得到信道矩陣H ；計算模塊，用于根據(jù)所述信道矩陣H，計算得到所有待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié) 方差矩陣Q的逆矩陣R ；分解模塊，用于對所述估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解；檢測模塊，用于根據(jù)分解的結(jié)果、所述信道矩陣II的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值。本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是通過對估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解，實現(xiàn)信號檢測，避免了信號檢 測時對矩陣R求逆來獲得矩陣Q，降低了檢測信號時的計算復雜度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。圖1是本發(fā)明實施例一提供的在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法流程圖；圖2是本發(fā)明實施例二提供的多輸入多輸出系統(tǒng)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例二提供的在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法流程圖；圖4是本發(fā)明實施例三提供的在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法流程圖；圖5是本發(fā)明實施例四提供的求噪聲與干擾的協(xié)方差矩陣的逆矩陣方法流程圖；圖6是本發(fā)明實施例五提供的在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的裝置結(jié)構(gòu)示意 圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。實施例一參見圖1，本實施例提供了一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法，該方法流 程如下101 根據(jù)獲取到的接收信號進行信道估計，得到信道矩陣H ；102 根據(jù)所述信道矩陣H，計算得到所有待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié)方差矩陣 Q的逆矩陣R ；103 對所述估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解，根據(jù)分解的結(jié)果、所述信 道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值。本實施例通過對估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解，并根據(jù)分解的結(jié)果、 信道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值，實現(xiàn)信號 檢測，避免了信號檢測時的矩陣求逆，降低了檢測信號時的計算復雜度。實施例二本實施例提供了一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法，如圖2所示的多輸 入多輸出系統(tǒng)，發(fā)射信號 ，…，aM分別通過M個不同的發(fā)射天線單元a-Ι，…，a-M發(fā)射，相 應地，獲取到的接收信號r1;…，rN分別從N個不同的接收天線單元b-1，…，b-N被接收。 該系統(tǒng)中，發(fā)射天線單元數(shù)M最少是2，而接收天線單元數(shù)N最少是M。接收信號…， rN在數(shù)字信號處理器中被處理以產(chǎn)生恢復的發(fā)射信號為，···，^Μ。圖2中也顯示了求和成分 C-1, c-2,…，c-N，它們代表無法避免的噪聲信號Wl，w2,…，wN，這些噪聲信號分別加入到接收天線單元b-l，b_2，…，b_N接收到的接收信號中。由發(fā)射天線和接收天線之間的信道系數(shù)組成的信道矩陣H是一個NXM的矩陣，表 示為
權(quán)利要求
1.一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法，其特征在于，所述方法包括根據(jù)獲取到的接收信號進行信道估計，得到信道矩陣H ；根據(jù)所述信道矩陣H，計算得到所有待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩 陣R;對所述估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解，根據(jù)分解的結(jié)果、所述信道矩陣H 的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信道矩陣H，計算得到所有 待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R，具體包括根據(jù)公式R= (HhH+α Imxm)計算得到R，其中，R為估計誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣，α 為與發(fā)射信號的信噪比相關(guān)的常數(shù)，Imxm表示MXM的對角矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信道矩陣H，計算得到所有 待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R，具體包括求取φ二，將求取到的Φ=代入公式R = (HiiO^H +1)中，計算得到R，其中，R為估計誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣，Φ=為噪聲與干擾的協(xié)方差矩陣Ouu的逆矩陣，I為單位矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩 陣R進行分解，具體包括對所述估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行LDLt分解，得到LDLh矩陣，所述L為左 下三角矩陣，D為對角矩陣，Lh為左下三角矩陣L的共軛矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)分解的結(jié)果、所述信道矩陣H的 共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值，具體包括根據(jù)LDLh矩陣、所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，通過高斯消去法，得 到第三變量1 ；根據(jù)L的共軛矩陣Lh和第三變量y，通過高斯消去法，得到第一個待檢測發(fā)射信號的估 計值，將所述第一個待檢測發(fā)射信號的估計值作為當前待檢測發(fā)射信號的估計值；根據(jù)所述當前待檢測發(fā)射信號的估計值，遞推下一個待檢測發(fā)射信號的估計值，并以 所述下一個待檢測發(fā)射信號的估計值為基礎繼續(xù)遞推，直至遞推出所有待檢測發(fā)射信號的 估計值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)分解的結(jié)果、所述信道矩陣H的 共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值，具體包括根據(jù)LDLh矩陣、所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，通過高斯消去法，得 到第三變量1 ；根據(jù)L的共軛矩陣Lh和第三變量y，通過高斯消去法，得到第一個待檢測發(fā)射信號的估 計值，將所述第一個待檢測發(fā)射信號的估計值作為當前待檢測發(fā)射信號的估計值；消除所述當前待檢測發(fā)射信號的干擾，得到消除干擾后的第三變量y ；根據(jù)消除干擾后的第三變量y，遞推得到下一個待檢測發(fā)射信號的估計值，并消除所述 下一個待檢測發(fā)射信號的干擾，直至遞推出所有待檢測發(fā)射信號的估計值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)LDLh矩陣、所述信道矩陣H 的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，通過高斯消去法，得到第三變量y，具體包括根據(jù)所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到第一變量z ； 根據(jù)左下三角矩陣L和第一變量z，通過高斯消去法，得到第二變量x ； 根據(jù)對角矩陣D和第二變量x，通過高斯消去法，得到第三變量y。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh 及接收信號向量r，得到第一變量z，具體包括根據(jù)公式z = HHr計算得到第一變量z，所述r為接收信號向量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh 及接收信號向量r，得到第一變量z，具體包括求取
10.根據(jù)權(quán)利要求3或9所述的方法，其特征在于，所述求取，具體包括計算[小n]-1的LDLH分解因子矩陣L' ”D' dPdivd)，所述[H1為Ouu的1行 1列子矩陣的逆矩陣；
11.根據(jù)權(quán)利要求3或9所述的方法，其特征在于，所述求取,具體包括計算[U—1的LDLT分解因子矩陣L〃 i、D"，所述[小丄1為①uu的1行1列子矩陣 小^的逆矩陣；D" 0 一，° =d^計算[小-]—1的LDLT分解因子矩_ m—\ “mm _陣L' dnD' m，其中，m為小于u的正整數(shù)，[小J—1為①uu的m行m列子矩陣小__的逆 矩陣，d _ — ■Pm_(Vm-1) L m-iD m-lL m-1 Vm-1，g m-1 — _L m-iD m-山 m-1 Vm-1，3 m 禾口D11通過遞推關(guān)系Om=計算得到；根據(jù)關(guān)系式H 二 KDH"計算<，直至得到①uu的逆矩陣屯二。
12.—種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的裝置，其特征在于，所述裝置包括 信道估計模塊，用于根據(jù)獲取到的接收信號進行信道估計，得到信道矩陣H ；計算模塊，用于根據(jù)所述信道矩陣H，計算得到所有待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié)方差 矩陣Q的逆矩陣R ；分解模塊，用于對所述估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解； 檢測模塊，用于根據(jù)分解的結(jié)果、所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊，具體包括第一計算子單元，具體用于根據(jù)公式R= (HhH+α Imxm)計算得到R，其中，R為估計誤差 協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣，α為與發(fā)射信號的信噪比相關(guān)的常數(shù)，Imxm表示MXM的對角矩陣。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊，具體包括 第二計算子單元，用于求取Φ二；第三計算子單元，具體用于將求取到的OJi代入公式R^H^O^H + I)中，計算得到R，其中，R為估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣，Φ=為噪聲與干擾的協(xié)方差矩陣Ouu的逆矩陣， I為單位矩陣。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述分解模塊，具體用于對所述估計誤 差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行LDLt分解，得到LDLh矩陣，所述L為左下三角矩陣，D為對 角矩陣，Lh為左下三角矩陣L的共軛矩陣。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊，具體包括第三變量求取子模塊，用于根據(jù)LDLh矩陣、所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號 向量r，通過高斯消去法，得到第三變量y ；第一檢測子模塊，用于根據(jù)L的共軛矩陣Lh和第三變量y，通過高斯消去法，得到第一 個待檢測發(fā)射信號的估計值，將所述第一個待檢測發(fā)射信號的估計值作為當前待檢測發(fā)射 信號的估計值；并根據(jù)所述當前待檢測發(fā)射信號的估計值，遞推下一個待檢測發(fā)射信號的 估計值，并以所述下一個待檢測發(fā)射信號的估計值為基礎繼續(xù)遞推，直至遞推出所有待檢 測發(fā)射信號的估計值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊，具體包括第三變量求取子模塊，用于根據(jù)LDLh矩陣、所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號 向量r，通過高斯消去法，得到第三變量y ；第二檢測子模塊，用于根據(jù)L的共軛矩陣Lh和變量y，通過高斯消去法，得到第一個待 檢測發(fā)射信號的估計值，將所述第一個待檢測發(fā)射信號的估計值作為當前待檢測發(fā)射信號 的估計值；消除所述當前待檢測發(fā)射信號的干擾，得到消除干擾后的第三變量1 ；根據(jù)消除 干擾后的第三變量y，遞推得到下一個待檢測發(fā)射信號的估計值，并消除所述下一個待檢測 發(fā)射信號的干擾，直至遞推出所有待檢測發(fā)射信號的估計值。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的裝置，其特征在于，所述第三變量求取子模塊，具體包括第一變量求取單元，用于根據(jù)所述信道矩陣H的共軛矩陣Hh及接收信號向量r，得到第一變量ζ ；第二變量求取單元，用于根據(jù)左下三角矩陣L和變量z，通過高斯消去法，得到第二變 量χ ；第三變量求取單元，用于根據(jù)對角矩陣D和變量X，通過高斯消去法，得到第三變量y。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述第一變量求取單元，具體包括 第四計算子單元，具體用于根據(jù)公式ζ = HHr計算得到第一變量z，所述r為接收信號向量。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述第一變量求取單元，具體包括 第二計算子單元，用于求取第五計算子單元，具體用于將求取到的代入公式，計算得到第一變量 z，其中，為噪聲與干擾的協(xié)方差矩陣①uu的逆矩陣，所述r為接收信號向量。
21.根據(jù)權(quán)利要求14或20所述的裝置，其特征在于，所述第二計算子單元，具體用于計 算[小n]—1的LDLT分解因子矩陣L' ”D' jPdivd)，所述[小J—1為Ouu的1行1列子矩陣小^的逆矩陣；根據(jù)遞推關(guān)系L'
22.根據(jù)權(quán)利要求14或20所述的裝置，其特征在于，所述第二計算子單元，具體用于計 算[H1的LDLT分解因子矩陣L〃 i、D"，所述[小丄1為①uu的1行1列子矩陣U勺計算得到；根據(jù)關(guān)系式巾-1 -KKKH/ 計算}直至得到A逆矩陣；根據(jù)遞推關(guān)系計算
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中檢測信號的方法及裝置，屬于通信領(lǐng)域。所述方法包括根據(jù)獲取到的接收信號進行信道估計，得到信道矩陣H；根據(jù)所述信道矩陣H，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R；對所述估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解，根據(jù)分解的結(jié)果、所述信道矩陣H的共軛矩陣HH及接收信號向量r，得到所有待檢測發(fā)射信號的估計值。所述裝置包括信道估計模塊、計算模塊、分解模塊和檢測模塊。本發(fā)明通過對估計誤差協(xié)方差矩陣Q的逆矩陣R進行分解，并通過高斯消去法，實現(xiàn)信號檢測，避免了信號檢測時的矩陣求逆，降低了檢測信號時的計算復雜度。
文檔編號H04B17/00GK101998440SQ200910091468
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者朱胡飛, 葛莉瑋, 陸小凡 申請人:華為技術(shù)有限公司