專利名稱：用于多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的檢測方法。
背景技術(shù)：
疊加編碼調(diào)制(SCM, Superposition coded modulation)是最近提出的對傳統(tǒng)的編碼調(diào)制的改進(jìn)方案。與編碼調(diào)制相比，SCM的比特到符號的映射通常是非線性的，符號的產(chǎn)生是通過疊加獨(dú)立的二進(jìn)制編碼序列(每一個(gè)序列相當(dāng)于一層)來實(shí)現(xiàn)。通過選擇適當(dāng)?shù)募訖?quán)因子，相同的二進(jìn)制編碼器可以用在所有層上，這就簡化了對編碼器的選擇。在接收端，采用高斯近似的檢測算法的復(fù)雜度與層數(shù)成線性增加，與傳統(tǒng)編碼調(diào)制相比降低了復(fù)雜度。SCM具有較高的靈活性、較好的性能以及較低的復(fù)雜度的優(yōu)勢，已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。
多天線(ΜΙΜ0,Multiple-input multiple-output)技術(shù)通過多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射或者多個(gè)接收天線接收相同的數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率以及系統(tǒng)的性能。現(xiàn)有文獻(xiàn)對單發(fā)單收以及多發(fā)單收的SCM已經(jīng)有了相當(dāng)深入的研究，但是很少有文獻(xiàn)涉及到MMO與SCM的結(jié)合，二者結(jié)合到一起可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸效率、較低的傳輸誤碼率的接收。但是天線間的干擾又制約了多天線疊加編碼調(diào)制的發(fā)展，傳統(tǒng)的天線間干擾抵消檢測算法雖然也提高了 MMO系統(tǒng)的性能，但是天線間干擾抵消后是采用最大比合并的方式，這樣就會放大噪聲，帶來性能的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)中多天線間干擾的問題，提出了一種用于多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的檢測方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的檢測方法，包括如下步驟SI.分解檢測，對接收到的信號進(jìn)行分解檢測，得到用于進(jìn)行干擾抵消的各發(fā)射天線上發(fā)射的信號；S2.天線間干擾抵消，利用檢測到的各發(fā)射天線上的信號恢復(fù)天線間干擾然后做天線間干擾抵消；S3.似然比合并檢測，合并干擾抵消后的各接收天線上的數(shù)據(jù)的似然比并進(jìn)行內(nèi)部迭代檢測，最后得到每根天線上的數(shù)據(jù)的似然比；S4.判決，對得到的數(shù)據(jù)的似然比進(jìn)行判決，再次得到各發(fā)射天線上發(fā)送的信號；S5.迭代檢測，將步驟S4判決后的數(shù)據(jù)輸入到步驟S2，重復(fù)步驟S2、S3、S4，完成一次迭代檢測。進(jìn)一步的，步驟S3所述的似然比合并檢測具體包括如下分步驟S31.初始化各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差；
S32.更新信號的均值與方差，由信號的均值與方差和步驟S2得到天線間干擾抵消后的信號進(jìn)行高斯近似，計(jì)算各個(gè)接收天線上加權(quán)因子最大的那一層信號的似然比，做天線間似然比合并之后解碼，利用解碼后輸出的似然比更新各個(gè)接收天線上的信號的均值
與方差；S33.根據(jù)更新后的信號的均值與方差利用高斯近似計(jì)算加權(quán)因子次大的那一層信號的似然比，然后合并、解碼，利用解碼后輸出的似然比再去更新各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差；S34.依次檢測，直到加權(quán)因子最小的那一層信號，得到各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差；S35.內(nèi)部迭代檢測，利用步驟S34得到的各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差返 回步驟S32，重復(fù)步驟S32、S33、S34，完成步驟S3的一次內(nèi)部迭代檢測。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過似然比合并迭代檢測，提出了一種用于MMO-SCM的天線間干擾抵消的檢測方法，該方法與現(xiàn)有方法相比，利用似然比合并方案，在計(jì)算信號似然比時(shí)考慮了噪聲對信號的影響，采用高斯近似也利用了噪聲的高斯分布特性，并且似然比代表的是接收到的信號的可信度，可信度的疊加僅僅使有用信號更加準(zhǔn)確，對噪聲沒有影響，這就有效解決了常規(guī)的天線間合并時(shí)會放大噪聲的問題，從而提高了系統(tǒng)的誤碼率性能。


圖I是多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)發(fā)射過程示意圖。圖2是多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的接收機(jī)接收過程示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的一種似然比合并檢測示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。下面通過對發(fā)射機(jī)的發(fā)射過程和接收機(jī)的接收過程的說明來闡述本發(fā)明的方法，具體工作原理如圖I、圖2和圖3所示。發(fā)射過程包括如下步驟(I)串并轉(zhuǎn)換；(2)疊加編碼調(diào)制；(3)TX，即射頻發(fā)射。發(fā)射過程具體展開如下首先，發(fā)射的數(shù)據(jù)先進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，分為Nt個(gè)子數(shù)據(jù)流，對應(yīng)于Nt個(gè)發(fā)射天線。各個(gè)天線上的數(shù)據(jù)經(jīng)過疊加編碼調(diào)制，最后進(jìn)行射頻發(fā)射，形成發(fā)射信號，然后發(fā)射出去。每
根發(fā)射天線上的發(fā)射的信號可以簡單的表示為4々] = >,Λ,[々]，k=l, 2，. . .，J，其中，Cim
m=l
表示第m層的常數(shù)加權(quán)因子；J表示幀的長度…表示疊加的層數(shù)；xm[k]代表第m層經(jīng)過QPSK調(diào)制成型的第k個(gè)符號。這里的疊加的層數(shù)M可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，可以是低階，也可以是高階。假設(shè)接收機(jī)同步完美且信道信息已知，接收過程包括如下步驟(4)RX，即射頻接收；(5) QR分解檢測；(6)天線間干擾抵消；(7)似然比合并檢測；(8)判決；(9)迭代檢測。接收過程具體展開如下
(4)RX,即射頻接收，經(jīng)過下變頻，采樣等一系列的操作，得到基帶信號Y，Y=HX+N0,其中，H表示信道矩陣；X是列向量，表示各個(gè)發(fā)射天線上發(fā)射的信號，Ntl是列向量，每個(gè)值是均值為O、方差為σ 2的高斯白噪聲。(5) QR分解檢測，把信道矩陣H進(jìn)行QR分解，然后把Q的Hermit轉(zhuǎn)置Q*左乘以Y，得到如下的表達(dá)式-X =91=9*(9! +凡)=1 +(^%，從而得到各個(gè)天線上的發(fā)射數(shù)據(jù)。(6)天線間干擾抵消，利用步驟(5)檢測的得到的數(shù)據(jù)，恢復(fù)不同天線上的干擾，然后做干擾消除，在步驟￠)中做了天線間干擾抵消之后，對于每一個(gè)發(fā)射天線上的數(shù)據(jù)，接收天線數(shù)都是Nr，這樣就相當(dāng)于分集接收。(7)似然比合并檢測，采用似然比合并準(zhǔn)則合并干擾抵消后的各接收天線上的數(shù)據(jù)的似然比并進(jìn)行內(nèi)部迭代檢測，最后得到每根天線上的數(shù)據(jù)的似然比。在里的步驟(7)具體可以通過如下過程實(shí)現(xiàn)(71)初始化各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差；(72)更新信號的均值與方差，由信號的均值與方差和步驟(6)得到天線間干擾抵消后的信號進(jìn)行高斯近似，計(jì)算各個(gè)接收天線上加權(quán)因子最大的那一層信號的似然比，做天線間似然比合并之后解碼，利用解碼器輸出的似然比更新各個(gè)接收天線上的信號的均值
與方差；(73)根據(jù)更新后的信號的均值與方差利用高斯近似計(jì)算加權(quán)因子次大的那一層信號的似然比，然后合并、解碼，利用解碼后輸出的似然比再去更新各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差；(74)依次檢測，直到加權(quán)因子最小的那一層信號，得到各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差；(75)內(nèi)部迭代檢測，利用步驟(74)得到的各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差返回步驟(72)，重復(fù)步驟(72)、(73)、(74)，完成步驟(7)的一次內(nèi)部迭代檢測。疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)多層疊加時(shí)每層的加權(quán)因子是不一樣的，檢測時(shí)按照從大到小的順序進(jìn)行檢測，即利用高斯近似首先計(jì)算每個(gè)接收天線上的加權(quán)因子最大的那層數(shù)據(jù)的似然比。對于一個(gè)接收天線，其收到的數(shù)據(jù)可以表示為y[k] = hx[k]+w[k],其中，h代表信道參數(shù)，w[k]代表高斯白噪聲。對于第m層，收到的信號又可以進(jìn)一步表示為ym [k] =h a mxm [k] + ζ m [k],其中，ζ m [k]表示其它層的干擾和高斯噪聲的和，即
權(quán)利要求
1.一種用于多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的檢測方法，包括如下步驟 51.分解檢測，對接收到的信號進(jìn)行分解檢測，得到用于進(jìn)行干擾抵消的各發(fā)射天線上發(fā)射的信號； 52.天線間干擾抵消，利用檢測到的各發(fā)射天線上的信號恢復(fù)天線間干擾然后做天線間干擾抵消； 53.似然比合并檢測，合并干擾抵消后的各接收天線上的數(shù)據(jù)的似然比并進(jìn)行內(nèi)部迭代檢測，最后得到每根天線上的數(shù)據(jù)的似然比； 54.判決，對得到的數(shù)據(jù)的似然比進(jìn)行判決，再次得到各發(fā)射天線上發(fā)送的信號； 55.迭代檢測，將步驟S4判決后的數(shù)據(jù)輸入到步驟S2，重復(fù)步驟S2、S3、S4，完成一次迭代檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的用于多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，步驟S3所述的似然比合并檢測具體包括如下分步驟 531.初始化各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差； 532.更新信號的均值與方差，由信號的均值與方差和步驟S2得到天線間干擾抵消后的信號進(jìn)行高斯近似，計(jì)算各個(gè)接收天線上加權(quán)因子最大的那ー層信號的似然比，做天線間似然比合并之后解碼，利用解碼后輸出的似然比更新各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差; 533.根據(jù)更新后的信號的均值與方差利用高斯近似計(jì)算加權(quán)因子次大的那ー層信號的似然比，然后合并、解碼，利用解碼后輸出的似然比再去更新各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差； 534.依次檢測，直到加權(quán)因子最小的那ー層信號，得到各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差; 535.內(nèi)部迭代檢測，利用步驟S34得到的各個(gè)接收天線上的信號的均值與方差返回步驟S32，重復(fù)步驟S32、S33、S34，完成步驟S3的一次內(nèi)部迭代檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的用于多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，步驟SI所述的分解檢測具體為QR分解檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多天線疊加編碼調(diào)制系統(tǒng)的檢測方法，包括步驟分解檢測；天線間干擾抵消；似然比合并檢測；判決；迭代檢測。本發(fā)明的方法利用似然比合并方案，在計(jì)算信號似然比時(shí)考慮了噪聲對信號的影響，采用高斯近似也利用了噪聲的高斯分布特性，并且似然比代表的是接收到的信號的可信度，可信度的疊加僅僅使有用信號更加準(zhǔn)確，對噪聲沒有影響，有效解決了常規(guī)的天線間合并時(shí)會放大噪聲的問題，從而提高了系統(tǒng)的誤碼率性能。
文檔編號H04B17/00GK102820938SQ20121029906
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者趙鵬橋, 肖悅, 葉敏, 嚴(yán)培, 李少謙 申請人:電子科技大學(xué)