對(duì)mimo信號(hào)進(jìn)行空時(shí)譯碼的處理方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)MIMO信號(hào)進(jìn)行空時(shí)譯碼的處理方法及裝置。該方法包括：步驟1，對(duì)MIMO系統(tǒng)中的矩陣大小為Nt×Nr的信道矩陣H進(jìn)行QR分解，并進(jìn)行初始化操作，其中，Nt為發(fā)射天線(xiàn)的數(shù)量、Nr為接收天線(xiàn)的數(shù)量；步驟2，根據(jù)輸入?yún)?shù)接收信號(hào)y、以及信道矩陣H的QR分解結(jié)果，列舉出每一級(jí)發(fā)射天線(xiàn)中發(fā)射信號(hào)的候選星座點(diǎn)，其中，M為每一級(jí)列舉候選星座點(diǎn)的個(gè)數(shù)，y＝Hs+n，s是矩陣大小為Nt×1的發(fā)射信號(hào)、n是矩陣大小為Nt×1的高斯白噪聲；步驟3，根據(jù)得到的候選星座點(diǎn)，計(jì)算因本級(jí)增加候選星座點(diǎn)的選取而增加的歐幾里得距離；步驟4，根據(jù)每一級(jí)計(jì)算的候選星座點(diǎn)的歐幾里得距離增量之和，判決輸出空時(shí)譯碼。
【專(zhuān)利說(shuō)明】對(duì)MIMO信號(hào)進(jìn)行空時(shí)譯碼的處理方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通訊信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種對(duì)MIMO信號(hào)進(jìn)行空時(shí)譯碼的處
理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)多天線(xiàn)空間復(fù)用技術(shù)，系統(tǒng)的傳輸速率可以隨天線(xiàn)數(shù)線(xiàn)性增長(zhǎng)。天線(xiàn)數(shù)的增加，雖然可以顯著的提高系統(tǒng)速率，但也極大的增加了接收機(jī)算法的復(fù)雜度。以具有最優(yōu)檢測(cè)性能的最大似然(Max Likelihood,簡(jiǎn)稱(chēng)為ML)檢測(cè)算法為例,其復(fù)雜度隨著發(fā)射天線(xiàn)數(shù)的增加成指數(shù)增長(zhǎng)，很難在實(shí)際中應(yīng)用。
[0003]目前，多輸入多輸出(Multiple-1nputMultiple-Out-put,簡(jiǎn)稱(chēng)為 ΜΙΜΟ)檢測(cè)算法獲得了廣泛的研究，較為典型的算法包括兩類(lèi):一類(lèi)是以迫零(Zero Forcing，簡(jiǎn)稱(chēng)為ZF)、最小均方誤差(Minimum Mean Square Error,簡(jiǎn)稱(chēng)為MMSE)及其變種算法為主的線(xiàn)性檢測(cè)算法；另一類(lèi)是以垂直分層空時(shí)結(jié)構(gòu)(Vertical-Bell Laboratories layeredspace-t ime，簡(jiǎn)稱(chēng)為V-BLAST )、類(lèi)ML及其變種算法為主的非線(xiàn)性檢測(cè)算法。線(xiàn)性算法雖然具有較低的復(fù)雜度，但在檢測(cè)時(shí)存在錯(cuò)誤傳遞特性，使其在低信噪比時(shí)性能極差；V-BLAST算法相對(duì)于線(xiàn)性算法獲得了一定的性能改善，但復(fù)雜度也隨之提高；與線(xiàn)性算法和V-BLAST算法相比，ML算法也具有較高的復(fù)雜度，但是，ML算法能夠顯著的提高系統(tǒng)性能，尤為重要的是，ML算 法能夠在信噪比相對(duì)較低的場(chǎng)景下仍然保持著優(yōu)異的性能，這對(duì)于無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)而言無(wú)疑具有巨大的吸引力。
[0004]為了解決ML算法的高復(fù)雜度問(wèn)題，人們提出了許多簡(jiǎn)化算法，這些算法能夠在犧牲較少性能的前提下，降低算法的復(fù)雜度，較為典型的算法如球形譯碼(SphereDecoding)、K-Best算法及其變種算法等。他們存在的主要缺點(diǎn)包括:1、串行操作，擁有過(guò)多的循環(huán)搜索指令，會(huì)顯著提高可編程器件的功耗和處理時(shí)延，不利于信號(hào)的實(shí)時(shí)處理；2、傳統(tǒng)算法的計(jì)算復(fù)雜度過(guò)高，執(zhí)行過(guò)程依賴(lài)于指令的動(dòng)態(tài)跳轉(zhuǎn)，這將大大降低可編程器件的資源利用率；3、上一級(jí)天線(xiàn)搜索得到的星座點(diǎn)不正確將會(huì)影響下一級(jí)星座點(diǎn)的搜索，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤傳遞。
[0005]以下重點(diǎn)對(duì)選擇性快速列舉算法(SelectiveSpanning with Fast Enumeration,簡(jiǎn)稱(chēng)為SSFE)進(jìn)行說(shuō)明，SSFE —種空時(shí)譯碼方法，在SSFE方案中，通過(guò)選擇性快速列舉方法，選出每一級(jí)的候選星座點(diǎn)。
[0006]具體地，在MMO系統(tǒng)中，設(shè)有Nt根發(fā)射天線(xiàn)、N,根接收天線(xiàn)、采用M-QAM調(diào)制方式。接收信號(hào)I可以表示為:y = Hs+n，其中，H是矩陣大小為NtXNi的信道矩陣、s是矩陣大小NtXl為發(fā)射信號(hào)、η是矩陣大小為NtX I高斯白噪聲。
[0007]對(duì)信道矩陣H進(jìn)行QR分解可得:H=Q X R ;
[0008]接收向量j和信道矩陣H進(jìn)行QR分解后的矩陣Q的埃爾米特相乘，
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)MMO信號(hào)進(jìn)行空時(shí)譯碼的處理方法，其特征在于，包括: 步驟I，對(duì)MMO系統(tǒng)中的矩陣大小為Nt X Nr的信道矩陣H進(jìn)行QR分解，并進(jìn)行初始化操作，其中，Nt為發(fā)射天線(xiàn)的數(shù)量、隊(duì)為接收天線(xiàn)的數(shù)量； 步驟2，根據(jù)輸入?yún)?shù)麗=[輯,il#2,…，Mas]、接收信號(hào)y、以及信道矩陣H的QR分解結(jié)果，列舉出每一級(jí)發(fā)射天線(xiàn)中發(fā)射信號(hào)的候選星座點(diǎn)，其中，M為每一級(jí)列舉候選星座點(diǎn)的個(gè)數(shù)，y = Hs+n, s是矩陣大小為NtX I的發(fā)射信號(hào)、η是矩陣大小為NtX I的高斯白噪聲；步驟3，根據(jù)得到的所述候選星座點(diǎn)，計(jì)算因本級(jí)增加候選星座點(diǎn)的選取而增加的歐幾里得距離； 步驟4，根據(jù)每一級(jí)計(jì)算的候選星座點(diǎn)的歐幾里得距離增量之和，判決輸出空時(shí)譯碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I具體包括: 步驟11，根據(jù)公式I對(duì)所述信道矩陣H進(jìn)行QR分解；
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟2具體包括: 步驟21，根據(jù)公式2計(jì)算第i (1，2，…，Nt)根發(fā)射天線(xiàn)的發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)直接還原的數(shù)據(jù)；
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟3具體包括: 步驟31，令Si分別等于第i根發(fā)射天線(xiàn)已經(jīng)檢測(cè)得到的候選星座點(diǎn)Pi (i = 1，2，…，Mi)中的每一個(gè)點(diǎn)，并根據(jù)公式5計(jì)算Mi個(gè)不同路徑下的歐幾里得距離；
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述步驟4具體包括: 步驟41，判斷采用硬判決方式還是軟判決方式，如果確定采用硬判決方式，執(zhí)行步驟42，如果確定采用軟判決方式，執(zhí)行步驟43 ； 步驟42，直接選擇使
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，采用多電平正交幅度調(diào)制M-QAM方式對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
7.一種對(duì)MMO信號(hào)進(jìn)行空時(shí)譯碼的處理裝置，其特征在于，包括: QR分解模塊，用于對(duì)MMO系統(tǒng)中的矩陣大小為Nt XNr的信道矩陣H進(jìn)行QR分解，并進(jìn)行初始化操作，其中，Nt為發(fā)射天線(xiàn)的數(shù)量、隊(duì)為接收天線(xiàn)的數(shù)量；候選星座點(diǎn)計(jì)算模塊，用于根據(jù)輸入?yún)?shù)
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，QR分解模塊具體用于: 根據(jù)公式6對(duì)所述信道矩陣H進(jìn)行QR分解； H=QXR公式 6; 其中，Q表示對(duì)所述信道矩陣H進(jìn)行QR分解后的正交矩陣，R表示對(duì)所述信道矩陣H進(jìn)行QR分解后的上三角矩陣； 將接收信號(hào)I和信道矩陣H進(jìn)行QR分解后的矩陣Q的埃爾米特轉(zhuǎn)置相乘，其中，Qh表示矩陣Q的埃爾米特共軛；
令 i = Nt。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述候選星座點(diǎn)計(jì)算模塊具體用于: 根據(jù)公式7計(jì)算第i (1，2，…，Nt)根發(fā)射天線(xiàn)的發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)直接還原的數(shù)據(jù)；
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述歐幾里得增量計(jì)算模塊具體用于: 令Si分別等于第i根發(fā)射天線(xiàn)已經(jīng)檢測(cè)得到的候選星座點(diǎn)Pi (i = I, 2,-,Mi)中的每一個(gè)點(diǎn)，并根據(jù)公式10計(jì)算Mi個(gè)不同路徑下的歐幾里得距離；
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述輸出模塊具體包括: 判斷子模塊，用于判斷采用硬判決方式還是軟判決方式，如果確定采用硬判決方式，調(diào)用硬判決輸出子模塊，如果確定采用軟判決方式，調(diào)用對(duì)數(shù)似然比計(jì)算子模塊； 硬判決輸出子模塊，用于直接選擇使
12.如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，采用多電平正交幅度調(diào)制M-QAM方式對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
【文檔編號(hào)】H04L1/06GK103634078SQ201210295683
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】秦洪峰, 熊高才, 肖悅, 趙宏志 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司