專利名稱：一種多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的高效接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多輸入多輸出系統(tǒng)的檢測方法，尤其涉及一種適用MIM0-0FDM( ΜΙΜΟ 多輸入多輸出，OFDM 正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)使用的多天線檢測方法。
背景技術(shù)：
MIM0-0FDM是第四代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)已被多種通信標準廣泛采用。MIMO技術(shù)能夠使無線信道的容量隨著發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)線性增長，數(shù)據(jù)流的空分復(fù)用可以有效的實現(xiàn)這種容量的增長?？辗謴?fù)用，是指系統(tǒng)借助空間維度在一個時頻單元內(nèi)并行地傳輸多路數(shù)據(jù)流。盡管多路數(shù)據(jù)流之間將產(chǎn)生混疊，但是接收端仍然可以利用空域均衡消除數(shù)據(jù)流之間的混疊。典型的空分復(fù)用系統(tǒng)是Bell實驗室提出的BLAST系統(tǒng)。對于獨立同分布的頻率平坦衰落的MIMO信道，只要并行數(shù)據(jù)流數(shù)不超過發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)，就可以獲得可觀的傳輸能力。如果MIMO信道存在空間相關(guān)或者出現(xiàn)深衰落， 則可能導(dǎo)致某些數(shù)據(jù)流通過的子信道的等效增益較低，從而大大增加了誤碼的可能性。OFDM技術(shù)能夠有效的抵抗無線信道中的多徑現(xiàn)象，它將一個寬帶的頻率選擇性信道等價的轉(zhuǎn)化為多個平坦衰落的并行窄帶信道，從而為MIMO技術(shù)提供了一個頻率平坦衰落的信道環(huán)境?？辗謴?fù)用檢測算法的作用是，當(dāng)存在加性白高斯噪聲以及存在多流干擾的情況下，準確恢復(fù)出發(fā)送信號向量。傳統(tǒng)的檢測算法包括最大似然檢測算法，線性檢測算法(迫零算法和MMSE (最小均方誤差估計算法)，串行干擾抵消算法以及簡化的最大似然檢測算法 (如QRM (基于QR分解的M算法)算法，球形譯碼算法等)。最大似然檢測算法是對發(fā)送符號的所有可能組合進行窮舉搜索，以尋求概率意義上最優(yōu)的檢測結(jié)果，是性能最優(yōu)的檢測算法，但是該算法的復(fù)雜度會隨著發(fā)送數(shù)據(jù)流數(shù)量和信號調(diào)制階數(shù)的增加而呈現(xiàn)指數(shù)級增加，因而在實現(xiàn)上存在比較大的難度。線性檢測算法分為迫零算法和MMSE算法兩類。迫零算法直接對信道矩陣求逆，因而可能會放大噪聲強度，導(dǎo)致性能的損失。由線性均方估計理論得到的最小均方誤差MMSE 檢測綜合考慮干擾和噪聲的因素，其性能在低信噪比時大大優(yōu)于迫零檢測，但是對于空間相關(guān)性較大或者糾錯碼碼率較高的情況性能會變差。這兩類算法的復(fù)雜度都很低，易于實現(xiàn)。串行干擾抵消算法在檢測每層數(shù)據(jù)時，將已檢測數(shù)據(jù)造成的空間干擾去除，再對去除干擾后的信號向量做線性加權(quán)，得到當(dāng)前數(shù)據(jù)的估計值，合理排列檢測順序可以減少誤差傳播的影響。該類算法復(fù)雜度略高于線性檢測算法。簡化的最大似然檢測算法中的基于QR (正交陣-三角陣)分解的M (每層保留固定路徑數(shù)的寬度優(yōu)先搜索)算法首先通過對信道矩陣做QR分解消除前項數(shù)據(jù)對后項數(shù)據(jù)的干擾，然后按照從后到前的順序依次遍歷搜索每一層數(shù)據(jù)，并在每次搜索完成后僅保留M 條幸存路徑，當(dāng)M較大時，性能接近最大似然檢測算法；當(dāng)M較小時，算法復(fù)雜度遠低于最大似然檢測算法。球形譯碼(Sphere decoder, SD)算法是一種深度優(yōu)先搜索算法，該算法在接收信號周圍的一個超球內(nèi)進行搜索，當(dāng)訪問到某一個滿足球形限制的葉節(jié)點時，對超球的半徑進行更新。該算法能夠獲得近似最優(yōu)的性能，但是其復(fù)雜度隨著信道條件和噪聲強度的變化而改變，并且它的順序搜索結(jié)構(gòu)會影響檢測器的工作速度。一種稱為固定復(fù)雜度球形譯碼(Fixed Complexity Sphere Decoder，F(xiàn)SD)的算法解決了這兩個問題。該算法首先對各層數(shù)據(jù)流的檢測順序進行合理的安排，即首先檢測信噪比最低的 層數(shù)據(jù)流，之后按照信噪比從高到低的順序進行檢測。對于前 層被檢測的數(shù)據(jù)流遍歷所有符號值，對于后續(xù)各層數(shù)據(jù)流則只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值。FSD算法的軟輸出可以采用如下方法得到找出路徑度量最小的符號向量，通過對該符號向量中每個符號的比特進行翻轉(zhuǎn)構(gòu)造出新的候選符號，這樣每一層的比特軟量都可以計算出。當(dāng)數(shù)據(jù)流數(shù)JVr小于等于
四時，F(xiàn)SD算法只需要遍歷一層數(shù)據(jù)流，但是當(dāng)數(shù)據(jù)流數(shù)大于四時，則至少需要遍歷兩層數(shù)據(jù)，這使得算法的復(fù)雜度變得很高，為此我們提出一種復(fù)雜度低且性能優(yōu)良的雙向FSD算法，基本思想是在遍歷一層的FSD算法基礎(chǔ)上，對檢測順序進行調(diào)整，然后再進行一次遍歷一層的樹形搜索。為了保證中小帶寬用戶的性能，并且充分利用硬件資源，在用戶分配到最大帶寬時，采用遍歷一層的FSD算法，而在未分配到最大帶寬時，采用雙向FSD算法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種適用于多天線正交頻分復(fù)用的高效接收方法，在固定復(fù)雜度球形譯碼算法的基礎(chǔ)上進一步改進，保證算法有較強的魯棒性，且能以較低的復(fù)雜度獲得優(yōu)良的性能。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的高效接收方法，該方法包括如下步驟
1)檢測當(dāng)前分配給用戶的數(shù)據(jù)流個數(shù)、調(diào)制方式和帶寬大小；
2)如果數(shù)據(jù)流不超過四個，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；如果數(shù)據(jù)流超過四個，則根據(jù)帶寬大小和調(diào)制方式確定檢測算法若調(diào)制方式為正交相移鍵控，則采用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式非正交相移鍵控的高階調(diào)制且為最大帶寬，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式不是正交相移鍵控且用戶工作在非最大系統(tǒng)帶寬狀態(tài)，則采用雙向固定復(fù)雜度球形譯碼。優(yōu)選的，遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼的步驟如下
(1)采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定各層數(shù)據(jù)流的檢測順序 ，根
據(jù)該順序交換信道矩陣H的列得到置換信道矩陣Ii ,固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法是指首先檢測信噪比最低的數(shù)據(jù)流，之后按照信噪比從高到低的順序進行檢測；
(2)將;β分解成一個正交矩陣q和上三角陣R的乘積，將Qif與接收信號y相乘，
得到等效接收信號d其中上標表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置；
(3)對于第一個彼檢測的數(shù)據(jù)流遍歷所有符號值，對于后續(xù)各層數(shù)據(jù)流則只保留一個
6使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，得到含有Ω條路徑集合L，其中Ω是調(diào)制符號總數(shù)；
(4)找出路徑集合Ij中路徑度量最小的符號向量依次翻轉(zhuǎn)符號式，2^ < Nf的各個比特，Si表示i的第i個元素，Nr表示數(shù)據(jù)流數(shù)，得到w = Iog2 Ω個新生成的符號，對這W個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，由此擴展成W條
完整的路徑；對于符號，則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到w個新生成的符號；
(5)利用所有產(chǎn)生的路徑，根據(jù)最大值-對數(shù)近似計算各層數(shù)據(jù)流的比特軟量，計算時采用歐氏距離度量代替平方歐氏距離度量。優(yōu)選的，遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼的步驟如下
(1)采用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定各層數(shù)據(jù)流的檢測順序b，根
據(jù)該順序交換信道矩陣?。〉牧械玫街脫Q信道矩陣蛀2，遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼
排序算法是指首先檢測信噪比最低的兩層數(shù)據(jù)流，之后按照信噪比從高到低的順序進行檢測；
(2)將置換信道矩陣^2分解成一個正交矩陣Q2和上三角陣R2的乘積，將Qf與接
收信號y相乘，得到等效接收信號+ ,其中上行h表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置；
(3)對于前兩個被檢測的數(shù)據(jù)流遍歷所有符號值，對于后續(xù)各層數(shù)據(jù)流則只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，得到含有β2條路徑集合:L2，其中β2是調(diào)制符號總數(shù)的平方；
(4)找出含有02條路徑集合:L2中路徑度量最小的符號向量^,依次翻轉(zhuǎn)符號
4,3 < ι < Nr的各個比特，. 表示^的第i個元素，Nr表示數(shù)據(jù)流數(shù)，得到w = Iog2 Ω 個新生成的符號，對這W個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，由此擴展成W條完整的路徑；對于符號If，則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到H，個新生成的符號；
(5)利用所有產(chǎn)生的路徑，根據(jù)最大值-對數(shù)近似計算各層數(shù)據(jù)流的比特軟量，計算時采用歐氏距離度量代替平方歐氏距離度量。優(yōu)選的，雙向固定復(fù)雜度球形譯碼的步驟如下
(1)采用固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定各層數(shù)據(jù)流的檢測順序 ，根據(jù)該順序交換信道矩陣H的列得到置換信道矩陣 ；將各層數(shù)據(jù)流的檢測順序 中所有元素的順序倒置，得到新的檢測順序a2 ,并根據(jù)該順序交換信道矩陣；^的列得到新的置換信道矩陣H’ ；
(2)將β分解成一個正交矩陣Q和上三角陣R的乘積，將q11與接收信號y相乘， 得到等效接收信號d ；將H'分解成一個新的正交矩陣Q'和新的上三角陣R'的乘積，將 (Q^與接收信號y相乘，得到新的等效接收信號d.，；
(3)分別根據(jù)兩種檢測順序 和4,遍歷第一個被檢測數(shù)據(jù)流的所有符號值，后續(xù)各
層數(shù)據(jù)流則只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，從而得到兩個均含有Ω條路徑集合L和L'；
(4)找出含有Ω條路徑集合L中路徑度量最小的符號向量§，依次翻轉(zhuǎn)符號 U <1 < Nr的各個比特,Si表示i的第i個元素，Nr表示數(shù)據(jù)流數(shù)，
得到W= Iog2 Ω個新生成的符號，對這^；個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前
路徑度量最小的符號值，由此擴展成W條完整的路徑；對于符號，則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到W個新生成的符號；
(5)從另外一個含有Ω條路徑集合Lf中找出路徑度量最小的符號向量P,依次翻轉(zhuǎn)符號,2<j< N1的各個比特，S.表示的第J個元素，得到w = Iog2 Ω個新生成的符號，對這W個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，由此擴展成 W條完整的路徑；對于符號,則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到w個新生成的符號；
(6)利用所有產(chǎn)生的路徑，根據(jù)最大值-對數(shù)近似計算各層數(shù)據(jù)流的比特軟量計算時采用歐氏距離度量代替平方歐氏距離度量。優(yōu)選的，該法還適用于多天線平坦衰落信道中，步驟如下
(1)檢測當(dāng)前分配給用戶的數(shù)據(jù)流個數(shù)和調(diào)制方式；
(2)如果數(shù)據(jù)流不超過四個，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；如果數(shù)據(jù)流超過四個，則根據(jù)調(diào)制方式確定檢測算法若調(diào)制方式為正交相移鍵控，則采用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式非正交相移鍵控的高階調(diào)制，則采用雙向固定復(fù)雜度球形譯碼。有益效果本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面
1)當(dāng)數(shù)據(jù)流數(shù)不大于四時，算法復(fù)雜度遠遠低于最大似然檢測算法，且性能近似最優(yōu)。2)在數(shù)據(jù)流數(shù)大于四的情況下，根據(jù)調(diào)制階數(shù)自適應(yīng)選擇檢測算法，大大改善低階調(diào)制用戶的性能，同時又充分利用硬件資源。3)在數(shù)據(jù)流數(shù)大于四的情況下，根據(jù)用戶分配到的帶寬(可利用子載波數(shù))自適應(yīng)選擇檢測算法，大大改善中小帶寬(可利用子載波少)用戶的性能，同時又充分利用硬件資源。
以略高的復(fù)雜度換取優(yōu)于MMSE算法的性能，并且魯棒性更強，對于空間相關(guān)性較大以及碼率較高的情況，仍能獲得優(yōu)良的性能。


圖1為本發(fā)明提出的高效接收方法的工作流程圖。圖2為針對LTE TDD系統(tǒng)開環(huán)空分復(fù)用模式，1. 4M帶寬，發(fā)送和接收天線數(shù)均為 4，天線相關(guān)性為低，共4層數(shù)據(jù)流，采用碼率0. 5的Turbo碼以及16QAM調(diào)制，EVA70 (多普勒擴展為70赫茲的擴展的車載A模型)信道，不同算法的性能比較圖。圖3為針對LTE TDD系統(tǒng)開環(huán)空分復(fù)用模式，1. 4M帶寬，發(fā)送和接收天線數(shù)均為 8，天線相關(guān)性為低，共8層數(shù)據(jù)流，采用碼率0. 5的Turbo碼以及16QAM調(diào)制，EVA70 (多普勒擴展為70赫茲的擴展的車載A模型)信道，不同算法的性能比較圖。圖4為針對LTE TDD系統(tǒng)開環(huán)空分復(fù)用模式，1. 4M帶寬，發(fā)送和接收天線數(shù)均為 8，天線相關(guān)性為低，共8層數(shù)據(jù)流，采用碼率0.8的Turbo碼以及QPSK調(diào)制，EVA70 (多普勒擴展為70赫茲的擴展的車載A模型)信道，不同算法的性能比較圖。所有的符號注解 LTE 長期演進方案； TDD 時分雙工； MIMO 多輸入多輸出；
匪SE 最小均方誤差估計； QRM 基于QR分解的M算法； SD 球形譯碼； FSD 固定復(fù)雜度球形譯碼； QPSK 正交相移鍵控； QAM 正交幅度調(diào)制； H =MIMO信道矩陣；采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定的檢測順序；
H 按照檢測順序％交換信道矩陣II的列得到置換信道矩陣；
Q 對H進行QR分解得到的正交矩陣；
R 對H進行QR分解得到的上三角矩陣； y 接收信號；
d 將Qh與接收信號y相乘得到的等效接收信號； Ω 調(diào)制符號總數(shù)；
L 遍歷一層的FSD算法中得到的含有Ω條路徑集合； S:L中路徑度量最小的符號向量； 茗§的第i個元素；Nr 數(shù)據(jù)流數(shù)； Nr 接收天線數(shù)； H’ 調(diào)制符號的比特數(shù)；
b 釆用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定的檢測順序； H2 按照檢測順序b I換信道矩陣H的列得到置換信道矩陣；
Q2 對: 2進行QR分解得到的正交矩陣；
R2 對 2進行QR分解得到的上三角矩陣；
d2 將Qf與接收信號y相乘得到的等效接收信號；
L2 遍歷兩層的FSD算法中得到的含有Ω2條路徑集合；
S2 =L2中路徑度量最小的符號向量；
S12 S2的第i個元素；
X2 集合:L2中的符號向量；
a2 將 中所有元素的順序倒置得到的檢測順序；
H'按照檢測順序a又換信道矩陣H的列得到置換信道矩陣；
Q'對H，進行QR分解得到的正交矩陣；
R'對H'進行QR分解得到的上三角矩陣；
4'將與接收信號3Γ相乘得到的等效接收信號；
I/ 雙向FSD算法中得到的第二個含有Ω條路徑的集合；
S' 中路徑度量最小的符號向量；
^ =S'的第J·個元素； χ 集合:L中的符號向量；
PM(Xt)集合:L中符號向量χ的第 個符號；對應(yīng)的路徑度量； χ'集合L'中的符號向量；
PM(Xt)集合:L -中符號向量、的第t個符號< 對應(yīng)的路徑度量； 向量、的第左個符號；符號而的第7個比特； 滿足而/ =〗所有&的集合； Λ :滿足& = 0所有χ的集合； LLR(Hi)符號而第7個比特的軟量；
N0 :復(fù)高斯白噪聲方差；
具體實施例方式
下面將參照附圖對本發(fā)明進行說明。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作出進一步的說明
圖1為本發(fā)明提出的高效接收方法的工作流程圖，算法的完整步驟如下
(1)檢測當(dāng)前分配給用戶的數(shù)據(jù)流個數(shù)、調(diào)制方式和帶寬大?。?br> (2)如果數(shù)據(jù)流不超過四個，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；
如果數(shù)據(jù)流超過四個，則根據(jù)帶寬大小和調(diào)制方式確定檢測算法若調(diào)制方式為 QPSK，則采用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式非QPSK的高階調(diào)制(如16QAM) 且為最大帶寬，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式不是QPSK且用戶工作在非最大系統(tǒng)帶寬狀態(tài)，則采用雙向固定復(fù)雜度球形譯碼。遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼具體過程如下
(1)采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定各層數(shù)據(jù)流的檢測順序h，根
據(jù)該順序交換信道矩陣H的列得到置換信道矩陣H，固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法是指首先檢測信噪比最低的數(shù)據(jù)流，之后按照信噪比從高到低的順序進行檢測；
(2)將 分解成一個正交矩陣Q和上三角陣:R的乘積，將與接收信號J相乘，
得到等效接收信號d其中上標iJ表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置；
(3)對于第一個被檢測的數(shù)據(jù)流遍歷所有符號值，對于后續(xù)各層數(shù)據(jù)流則只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，得到含有Ω條路徑集合L ,其中Ω是調(diào)制符號總數(shù)；
集合L中符號向量χ的第t個符號而對應(yīng)的路徑度量PM(Xi)定義如下
Nr
^ Nr^-A - Z r—^iaxIir-U+1
U=IZj.-r+1
(4)找出L中路徑度量最小的符號向量I,依次翻轉(zhuǎn)符號茗，2<; < Nr的各個比特 Ui表示§的第i個元素，+Vj■表示數(shù)據(jù)流數(shù))，得到W= bg2 Ω個新生成的符號，對這w 個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，由此擴展成W條完整的路徑；對于符號S^v ,則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到w個新生成的符號；(5)利用所有產(chǎn)生的路徑，根據(jù)max-log (最大一對數(shù))近似計算各層數(shù)據(jù)流的比特軟量，計算時采用歐氏距離度量代替平方歐氏距離度量，具體的計算公式如下
權(quán)利要求
1.一種多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的高效接收方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)檢測當(dāng)前分配給用戶的數(shù)據(jù)流個數(shù)、調(diào)制方式和帶寬大小；2)如果數(shù)據(jù)流不超過四個，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；如果數(shù)據(jù)流超過四個，則根據(jù)帶寬大小和調(diào)制方式確定檢測算法若調(diào)制方式為正交相移鍵控，則采用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式非正交相移鍵控的高階調(diào)制且為最大帶寬，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式不是正交相移鍵控且用戶工作在非最大系統(tǒng)帶寬狀態(tài)，則采用雙向固定復(fù)雜度球形譯碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的高效接收方法，其特征在于遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼的步驟如下1)采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定各層數(shù)據(jù)流的檢測順序 ，根據(jù)該順序交換信道矩陣H的列得到置換信道矩陣#，固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法是指首先檢測信噪比最低的數(shù)據(jù)流，之后按照信噪比從高到低的順序進行檢測；2)將 分解成一個正交矩陣q和上三角陣R的乘積，將qH與接收信號y相乘，得到等效接收信號d s中上標丑表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置；3)對于第一個被檢測的數(shù)據(jù)流遍歷所有符號值，對于后續(xù)各層數(shù)據(jù)流則只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，得到含有Ω條路徑集合:L，其中Ω是調(diào)制符號總數(shù)；4)找出路徑集合Ij中路徑度量最小的符號向量g，依次翻轉(zhuǎn)符號《，2Sl < Nr的各個比特，4表示§的第i個元素，A表示數(shù)據(jù)流數(shù)，得到W= Iog2 Ω個新生成的符號，對這W個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，由此擴展成w條完整的路徑；對于符號疋％，則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到w個新生成的符號；5)利用所有產(chǎn)生的路徑，根據(jù)最大值-對數(shù)近似計算各層數(shù)據(jù)流的比特軟量，計算時采用歐氏距離度量代替平方歐氏距離度量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的高效接收方法，其特征在于遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼的步驟如下D采用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定各層數(shù)據(jù)流的檢測順序I)，根據(jù)該順序交換信道矩陣；^的列得到置換信道矩陣: 2，遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法是指首先檢測信噪比最低的兩層數(shù)據(jù)流，之后按照信噪比從高到低的順序進行檢測；2)將置換信道矩陣^2分解成一個正交矩陣Q2和上三角陣R2的乘積，將Qf與接收信號j相乘，得到等效接收信號d2，其中上標H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置；3)對于前兩個被檢測的數(shù)據(jù)流遍歷所有符號值，對于后續(xù)各層數(shù)據(jù)流則只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，得到含有Ω2條路徑集合L2 ,其中Q2是調(diào)制符號總數(shù)的平方；4)找出含有β2條路徑集合L2中路徑度量最小的符號向量S2,依次翻轉(zhuǎn)符號4,3 < ι < Nt的各個比特表示&的第i個元素，N7表示數(shù)據(jù)流數(shù)，得到w = Iog2 Q 個新生成的符號，對這W個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，由此擴展成w條完整的路徑；對于符號If，則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到W個新生成的符號；5)利用所有產(chǎn)生的路徑，根據(jù)最大值-對數(shù)近似計算各層數(shù)據(jù)流的比特軟量，計算時采用歐氏距離度量代替平方歐氏距離度量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的高效接收方法，其特征在于雙向固定復(fù)雜度球形譯碼的步驟如下1)采用固定復(fù)雜度球形譯碼排序算法確定各層數(shù)據(jù)流的檢測順序％，根據(jù)該順序交換信道矩陣H的列得到置換信道矩陣;ft ；將各層數(shù)據(jù)流的檢測順序Si1中所有元素的順序倒置，得到新的檢測順序 ，并根據(jù)該順序交換信道矩陣；!！的列得到新的置換信道矩陣 Ι '；2)將t分解成一個正交矩陣Q和上三角陣R的乘積，將與接收信號ι相乘， 得到等效接收信號d ；將H，分解成一個新的正交矩陣Q ‘和新的上三角陣R ‘的乘積，將 (Qff與接收信號y相乘，得到新的等效接收信號d，；3)分別根據(jù)兩種檢測順序 和 ，遍歷第一個被檢測數(shù)據(jù)流的所有符號值，后續(xù)各層數(shù)據(jù)流則只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，從而得到兩個均含有Ω條路徑集合:L和I/ ；4)找出含有Ω條路徑集合L中路徑度量最小的符號向量§，依次翻轉(zhuǎn)符號 Ιρ2< <Ντ的各個比特，民表示§的第i個元素，Nt表示數(shù)據(jù)流數(shù)，得到w = Iog2 Ω個新生成的符號，對這W個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值， 由此擴展成W條完整的路徑；對于符號^^，則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到W個新生成的符號；5)從另外一個含有Ω條路徑集合L‘中找出路徑度量最小的符號向量『，依次翻轉(zhuǎn)符號<,2<j< Nt的各個比特，表示S'的第J個元素，得到W = Iog2 Ω個新生成的符號，對這W個符號的后續(xù)各層都只保留一個使得當(dāng)前路徑度量最小的符號值，由此擴展成 W條完整的路徑；對于符號,則只需依次翻轉(zhuǎn)各個比特得到W個新生成的符號；6)利用所有產(chǎn)生的路徑，根據(jù)最大值-對數(shù)近似計算各層數(shù)據(jù)流的比特軟量計算時采用歐氏距離度量代替平方歐氏距離度量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的高效接收方法，其特征在于該法還適用于多天線平坦衰落信道中，步驟如下1)檢測當(dāng)前分配給用戶的數(shù)據(jù)流個數(shù)和調(diào)制方式；2)如果數(shù)據(jù)流不超過四個，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；如果數(shù)據(jù)流超過四個，則根據(jù)調(diào)制方式確定檢測算法若調(diào)制方式為正交相移鍵控，則采用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式非正交相移鍵控的高階調(diào)制，則采用雙向固定復(fù)雜度球形譯碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的高效接收方法，該方法包括如下步驟(1)檢測當(dāng)前分配給用戶的數(shù)據(jù)流個數(shù)、調(diào)制方式和帶寬大小；(2)如果數(shù)據(jù)流不超過四個，則采用遍歷一層的固定復(fù)雜度球形譯碼；如果數(shù)據(jù)流超過四個，則根據(jù)帶寬大小和調(diào)制方式確定檢測算法若調(diào)制方式為正交相移鍵控，則采用遍歷兩層的固定復(fù)雜度球形譯碼；若調(diào)制方式非正交相移鍵控的高階調(diào)制且為最大帶寬。本發(fā)明實施在數(shù)據(jù)流較多的情況下，根據(jù)帶寬和調(diào)制方式自適應(yīng)調(diào)整檢測算法，顯著提高低階調(diào)制和未分配到最大帶寬用戶的性能，特別是雙向固定球形譯碼算法具有性能優(yōu)越復(fù)雜度低的優(yōu)點，從而有效的利用硬件資源。
文檔編號H04L27/26GK102355295SQ20111023401
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者張華 , 沈弘, 王家恒, 趙春明 申請人:東南大學(xué)