專利名稱：一種多輸入多輸出系統(tǒng)的信號檢測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)的信號檢測技術(shù)，尤其涉及一種多輸入多輸出(MIMO) 系統(tǒng)的信號檢測方法和裝置。
背景技術(shù)：
MIMO技術(shù)已經(jīng)成為新一代無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多個天線，多個數(shù)據(jù)流在相同時間和頻帶被發(fā)送和接收。與傳統(tǒng)的單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)相比，MIMO系統(tǒng)接收端接收到的是在時間上和頻帶上均相互重疊的多路信號，因此MIMO系統(tǒng)的信號檢測復(fù)雜度遠高于SISO系統(tǒng)的信號檢測。MIMO系統(tǒng)的信號檢測可以采用最大似然檢測(ML)方法，但由于最大似然檢測需要遍歷所有可能的發(fā)射向量，其復(fù)雜度與調(diào)制階數(shù)和發(fā)射天線數(shù)的乘積成指數(shù)關(guān)系，在調(diào)制階數(shù)和發(fā)射天線數(shù)較大的情況下，由于其復(fù)雜度太高，在實際系統(tǒng)中基本無法采用。為了在保持最大似然算法的性能的同時降低計算復(fù)雜度，很多學(xué)者提出了一些改進的算法，其中包括球形譯碼算法、K-Best算法等。球形譯碼算法是一種基于深度優(yōu)先的樹搜索算法，基本思想是，只在接收到的信號y周圍半徑為d的超球內(nèi)對所有節(jié)點進行搜索，以此來減小計算復(fù)雜度。球形譯碼的復(fù)雜度與初始球半徑呈指數(shù)式關(guān)系，合理的初始球半徑選取對于降低球形譯碼的復(fù)雜度具有重要意義，過大的初始球半徑會導(dǎo)致過大的運算復(fù)雜度，而過小的初始球半徑又可能導(dǎo)致搜索失敗。K-Best算法也是一種基于樹搜索的MIMO檢測算法，不同的是，K-Best算法是一種基于寬度優(yōu)先的樹搜索算法。K-Best算法在每一層的搜索中，只保留K個節(jié)點，在這K個節(jié)點中繼續(xù)搜索。在有些文獻中，K-Best算法也稱為M算法?，F(xiàn)有技術(shù)中，MIMO系統(tǒng)模型如

圖1所示，發(fā)射天線數(shù)為M，接收天線數(shù)為N，用公式 (1)表示為y = Hs+n (1)其中，y=[yi，y2，…，yN]T表示NXl維接收信號向量，s = [Sl，&，…，sM]T表示 MXl維發(fā)送信號向量，n= Ln1, η2,…，ηΝ]τ表示NX 1維接收端噪聲向量，H為NXM維的信道增益矩陣。采用最大似然方法可以得到公式(2)V, =argmin|y-H-sf ( 2)
sen"對H作QR分解得到式(3)
「R]H = [QmQ2] 0 (3)其中，Q = Q1, Q2]為NXN維的酉矩陣，仏的維數(shù)為NXM，Q2的維數(shù)為NX (N-M)， R為MXM維的上三角矩陣，0為(N-M) XM維的零矩陣。
由于Q為酉矩陣，可以得到式||y-II.Si2=",".y-R.f+lQf.y『(4)定義y'二Qf .y = -yf ,由式(4)得到式(5)
權(quán)利要求
1.一種多輸入多輸出系統(tǒng)的信號檢測方法，其特征在于，該方法包括設(shè)定信噪比閾值；獲取當(dāng)前信道的信噪比，當(dāng)信噪比大于所述信噪比閾值時，采用球形譯碼算法進行信號檢測；當(dāng)信噪比不大于所述信噪比閾值時，采用K-Best算法進行信號檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號檢測方法，其特征在于，所述設(shè)定信噪比閾值，具體為 對當(dāng)前信道在各個信噪比條件下，統(tǒng)計得到球形譯碼算法與K-Best算法的運算次數(shù)，以球形譯碼算法的運算次數(shù)超過并最接近K-Best算法的運算次數(shù)時的信噪比作為信噪比閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號檢測方法，其特征在于，所述采用球形譯碼算法進行信號檢測，具體為設(shè)定初始搜索半徑以及最大搜索半徑；按照檢測半徑進行球形譯碼算法的信號檢測，在檢測成功時，結(jié)束流程；在檢測不成功時，增大檢測半徑，并判斷增大后的半徑是否大于最大搜索半徑，在大于時，采用K-Best算法進行信號檢測；否則，按照增大后的檢測半徑進行球形譯碼算法的信號檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號檢測方法，其特征在于，所述采用球形譯碼算法進行信號檢測，具體為采用相對最大似然檢測次優(yōu)的算法得到一個次優(yōu)解，將所述次優(yōu)解與接收信號向量的距離作為初始搜索半徑進行球形譯碼算法的信號檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號檢測方法，其特征在于，在設(shè)定初始搜索半徑以及最大搜索半徑時，該方法進一步包括設(shè)定最大搜索節(jié)點數(shù)，在所述按照檢測半徑進行球形譯碼算法的信號檢測時，進行搜索訪問到的節(jié)點數(shù)的判斷，當(dāng)搜索訪問到的節(jié)點數(shù)達到設(shè)定的最大搜索節(jié)點數(shù)時，輸出與接收信號向量最近的格點作為檢測結(jié)果；當(dāng)搜索訪問到的節(jié)點數(shù)達到設(shè)定的最大搜索節(jié)點數(shù)、且仍沒有搜索到格點時，采用K-Best算法進行信號檢測。
6.一種多輸入多輸出系統(tǒng)的信號檢測裝置，其特征在于，該裝置包括信噪比閾值模塊、信噪比模塊、比較模塊、K-Best算法模塊、球形譯碼算法模塊；其中，信噪比閾值模塊，用于設(shè)定信噪比閾值；信噪比模塊，用于獲取當(dāng)前信道的信噪比；比較模塊，用于當(dāng)信噪比大于信噪比閾值時，通知球形譯碼算法模塊；當(dāng)信噪比不大于信噪比閾值時，通知K-Best算法模塊；K-Best算法模塊，用于采用K-Best算法進行信號檢測；球形譯碼算法模塊，用于采用球形譯碼算法進行信號檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號檢測裝置，其特征在于，所述球形譯碼算法模塊采用球形譯碼算法進行信號檢測，具體為所述球形譯碼算法模塊設(shè)定初始搜索半徑以及最大搜索半徑；按照檢測半徑進行球形譯碼算法的信號檢測，在檢測成功時，結(jié)束操作；在檢測不成功時，增大檢測半徑，并判斷增大后的半徑是否大于最大搜索半徑，在大于時，通知 K-Best算法模塊；否則，按照增大后的檢測半徑進行球形譯碼算法的信號檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號檢測裝置，其特征在于，所述球形譯碼算法模塊，進一步用于采用相對最大似然檢測次優(yōu)的算法得到一個次優(yōu)解，將所述次優(yōu)解與接收信號向量的距離作為初始搜索半徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號檢測裝置，其特征在于，所述球形譯碼算法模塊在檢測成功時，輸出最大似然解作為檢測結(jié)果；或者，除了輸出最大似然解以外，還輸出距離最大似然解最近的多個解，得到發(fā)送比特的軟信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號檢測裝置，其特征在于，所述球形譯碼算法模塊，還用于設(shè)定最大搜索節(jié)點數(shù)；在按照檢測半徑進行球形譯碼算法的信號檢測時，進行搜索訪問到的節(jié)點數(shù)的判斷，當(dāng)搜索訪問到的節(jié)點數(shù)達到設(shè)定的最大搜索節(jié)點數(shù)時，輸出與接收信號向量最近的格點作為檢測結(jié)果；當(dāng)搜索訪問到的節(jié)點數(shù)達到設(shè)定的最大搜索節(jié)點數(shù)、且仍沒有搜索到格點時，通知K-Best算法模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多輸入多輸出系統(tǒng)的信號檢測方法，設(shè)定信噪比閾值；獲取當(dāng)前信道的信噪比，當(dāng)信噪比大于所述信噪比閾值時，采用球形譯碼算法進行信號的檢測；當(dāng)信噪比不大于所述信噪比閾值時，采用K-Best算法進行信號的檢測；本發(fā)明同時公開了一種多輸入多輸出系統(tǒng)的信號檢測裝置，通過本發(fā)明的方案，可以實現(xiàn)在不同的信噪比的情況下，采用合適的檢測算法來實現(xiàn)多輸入多輸出系統(tǒng)的信號檢測。
文檔編號H04L1/06GK102281089SQ20101019945
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者朱登魁, 詹春林, 魯照華 申請人:中興通訊股份有限公司