一種基于fsd-mmse的mimo系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，包括以下步驟：(1)計(jì)算當(dāng)前信道矩陣的誤碼率BER和噪聲均方差系數(shù)矩陣A，根據(jù)BER與預(yù)設(shè)值Ptol的比較，確定發(fā)射端的FE層和SE層的臨界值NFE，并同時(shí)根據(jù)檢測(cè)A的噪聲系數(shù)大小確定檢測(cè)順序，從而將信道矩陣H重新排列為H，并求出對(duì)應(yīng)的逆矩陣G；(2)以步驟(1)得到的臨界值NFE為界，使用信道矩陣H的檢測(cè)順序，對(duì)接收信號(hào)做FSD檢測(cè)；其中在FE層對(duì)接收信號(hào)做ML檢測(cè)，而在SE層對(duì)接收信號(hào)做ZF檢測(cè)。(3)將步驟(2)得到的檢測(cè)結(jié)果中查找噪聲均方差系數(shù)最小的一組檢測(cè)信號(hào)。本發(fā)明提高信號(hào)的檢測(cè)效率，滿足對(duì)實(shí)時(shí)性要求高、且誤碼率要求低的場(chǎng)合，避免了單一算法的局限性。
【專利說明】—種基于FSD-關(guān)SE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，特別涉及一種基于FSD-MMSE的MMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】[0002]目前在無(wú)線通信技術(shù)中，MIMO(Multiple-1nput Multiple-Out-put)系統(tǒng)成為下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。它利用在通信鏈路兩端使用多天線來抑制信道衰落，同時(shí)線性地提高無(wú)線信道容量，在不增加帶寬和天線發(fā)送功率情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。然而，研究MMO技術(shù)的首要問題是要解決信號(hào)的正確和高效檢測(cè)。
[0003]在當(dāng)前MMO系統(tǒng)各種無(wú)線接收檢測(cè)技術(shù)中，主要實(shí)現(xiàn)算法有ZF(zero-focing，迫零)算法、ML (Maximum likehood,最大似然)算法、MMSE (minimum mean square error,最小均方差)算法等。
[0004]其中，ML算法具有很好的檢測(cè)性能，算法非常簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，但是運(yùn)算復(fù)雜度高，這對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的無(wú)線通信不能滿足要求；ZF算法簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)，但是易于受信道噪聲影響，因此對(duì)信道的信噪比要求較高；^SE算法具有比ML算法稍遜的檢測(cè)性能，特別在接收端天線數(shù)目少于發(fā)射端天線數(shù)目時(shí)仍能有很好的檢測(cè)性能，但是運(yùn)算復(fù)雜度比較高。因此，現(xiàn)有的MIMO檢測(cè)技術(shù)的工作效果是不能令人滿意的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，使無(wú)線信號(hào)在被天線接收后能正確、高效地檢測(cè)出來。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]本發(fā)明一種基于FSD-MMSE的MMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0008](I)計(jì)算當(dāng)前信道矩陣的誤碼率BER和噪聲均方差系數(shù)矩陣A，根據(jù)BER與預(yù)設(shè)值Ptol的比較，確定發(fā)射端的FE層和SE層的臨界值Nfe，并同時(shí)根據(jù)檢測(cè)A的噪聲系數(shù)大小確定檢測(cè)順序，從而將信道矩陣H重新排列為H ,并求出H對(duì)應(yīng)的逆矩陣G ;
[0009](2)以步驟⑴得到的臨界值Nfe為界，使用信道矩陣H的檢測(cè)順序，對(duì)接收信號(hào)做FSD檢測(cè)，其中在FE層對(duì)接收信號(hào)做ML檢測(cè)，而在SE層對(duì)接收信號(hào)做ZF檢測(cè)；
[0010](3)將步驟(2)得到的檢測(cè)結(jié)果中查找噪聲均方差系數(shù)最小的一組檢測(cè)信號(hào)。
[0011]優(yōu)選的，步驟⑴具體為:
[0012](1.1)初始化:設(shè)定固定層值 Nfe, fix 和 Ptol,令標(biāo)志位 swicth_to_SE=0 ^PH1 =H,i=0 ；
[0013](1.2)判斷i是否小于Ντ-1，是則執(zhí)行步驟(1.3)，否則跳至(1.10)；
[0014](1.3)根據(jù)MMSE-non-SIC檢測(cè)公式計(jì)算當(dāng)前信道矩陣H的誤碼率BER ；
[0015](1.4)根據(jù)MMSE算法計(jì)算當(dāng)前信道矩陣H的噪聲均方差系數(shù)矩陣A ；
[0016](1.5)當(dāng) swicth_to_SE 等于 O 并且((i > NFE,fix_l 或 BER〈PtaL is true)且 i ≥ I)時(shí)，則記錄矩陣A中當(dāng)前噪聲均方差系數(shù)最小的列的序號(hào)Ki+1,并且令swicth_to_SE=l,Nfe=i和i=i+l,然后跳至步驟(1.8)；
[0017](1.6)當(dāng) swicth_to_SE 等于 O 但不滿足((i > Nfe, fix_l 或 BER < Ptol is true)且i≥I)時(shí)，則記錄矩陣A中當(dāng)前噪聲均方差系數(shù)最大的列的序號(hào)Ki+1，并且令i=i+l，然后跳至步驟(1.8)；
[0018](1.7)當(dāng)swicth_to_SE不等于O,則記錄矩陣A中當(dāng)前噪聲均方差系數(shù)最小的列的序號(hào)Ki+1，并且令i=i+l，然后跳至步驟(1.8)；
[0019](1.8)選擇與信道矩陣H 的第Ki+1列相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為第(i+1)個(gè)去檢測(cè)；
[0020](1.9)將Hl+1的第Ki+1列清零后，結(jié)果保存為Hi+2 ,然后跳至步驟(1.2)；
[0021](1.10)輸出臨界值Nfe和按檢測(cè)順序重新排列的信道矩陣H ,并求出H對(duì)應(yīng)的逆矩陣G。
[0022]優(yōu)選的，所述步驟⑵中，在FE層對(duì)接收信號(hào)做ML檢測(cè)，具體為:根據(jù)已知經(jīng)IX J-QAM調(diào)制理想信號(hào)星座圖，將信號(hào)分組成1g2(IXJ)個(gè)具有Nfe個(gè)元素的組合，每個(gè)組
合記為
【權(quán)利要求】
1.一種基于FSD-MMSE的MMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)計(jì)算當(dāng)前信道矩陣的誤碼率BER和噪聲均方差系數(shù)矩陣A，根據(jù)BER與預(yù)設(shè)值Ptol的比較，確定發(fā)射端的FE層和SE層的臨界值Nfe并同時(shí)根據(jù)檢測(cè)A的噪聲系數(shù)大小確定檢測(cè)順序，從而將信道矩陣H重新排列為H，并求出H對(duì)應(yīng)的逆矩陣G ; (2)以步驟⑴得到的臨界值Nfe為界，使用信道矩陣H的檢測(cè)順序，對(duì)接收信號(hào)做FSD檢測(cè)，其中在FE層對(duì)接收信號(hào)做ML檢測(cè)，而在SE層對(duì)接收信號(hào)做ZF檢測(cè)； (3)將步驟(2)得到的檢測(cè)結(jié)果中查找噪聲均方差系數(shù)最小的一組檢測(cè)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，其特征在于，步驟⑴具體為: (1.D初始化:設(shè)定固定層值NFE，fix和PtaL,令標(biāo)志位swicth_to_SE=0和民=H, i=0 ; (1.2)判斷i是否小于Nt-1，是則執(zhí)行步驟(1.3)，否則跳至(1.10)； (1.3)根據(jù)MMSE-non-SIC檢測(cè)公式計(jì)算當(dāng)前信道矩陣H的誤碼率BER ； (1.4)根據(jù)MMSE算法計(jì)算當(dāng)前信道矩陣H的噪聲均方差系數(shù)矩陣A ；
(1.5)當(dāng) swicth_to_SE 等于 O 并且((i > Nfe fix-l 或 BER〈PtaLis true)且 i ≥ I)時(shí)，則記錄矩陣A中當(dāng)前噪聲均方差系數(shù)最小的列的序號(hào)Ki+1,并且令swicth_to_SE=l,NFE=i和i=i+l，然后跳至步驟(1.8)；
(1.6)當(dāng) swicth_to_SE 等于 O 但不滿足((i > Nfe fix-l 或 BER〈PtaLis true)且 i ≥ I)時(shí)，則記錄矩陣A中當(dāng)前噪聲均方差系數(shù)最大的列的序號(hào)Ki+1，并且令i=i+l，然后跳至步驟(1.8)； (1.7)當(dāng)swieth_to_SE不等于O,則記錄矩陣A中當(dāng)前噪聲均方差系數(shù)最小的列的序號(hào)Ki+1，并且令i=i+l，然后跳至步驟(1.8)； (1.8)選擇與信道矩陣H,:的第Ki+1列相關(guān)聯(lián)的信號(hào)作為第(i+1)個(gè)去檢測(cè)； (1.9)將Hi+i的第Ki+1列清零后，結(jié)果保存為H,,，然后跳至步驟(1.2)； (1.10)輸出臨界值Nfe和按檢測(cè)順序重新排列的信道矩陣H,并求出H對(duì)應(yīng)的逆矩陣G。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(2)中，在FE層對(duì)接收信號(hào)做ML檢測(cè)，具體為:根據(jù)已知經(jīng)I X J-QAM調(diào)制理想信號(hào)星座圖，將信號(hào)分組成1g2(IXJ)個(gè)具有Nfe個(gè)元素的組合，每個(gè)組合記為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟⑵中在SE層對(duì)接收信號(hào)做ZF檢測(cè)，具體為:緊接著FE層檢測(cè)后，將接收信號(hào)r乘以信道矩陣的逆矩陣G，通過與星座圖比較，迭代計(jì)算估計(jì)出發(fā)射信號(hào)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S3具體為: 設(shè)步驟(2)得到的試檢測(cè)信號(hào)為Si,接收信號(hào)為r，信道矩陣為H，則最小噪聲均方差系數(shù)最小的檢測(cè)信號(hào)應(yīng)滿足以下關(guān)系:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，其特征在于，步驟⑴中，所述的預(yù)設(shè)值數(shù)據(jù)為:
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(1.3)中，根據(jù)MMSE-non-SIC檢測(cè)公式計(jì)算當(dāng)前信道矩陣H的誤碼率BER的具體方法如下: 誤碼率
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FSD-MMSE的MIMO系統(tǒng)無(wú)線接收檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(1.4)中，根據(jù)MMSE算法計(jì)算當(dāng)前信道矩陣H的噪聲均方差系數(shù)矩陣A的具體方法如下: 設(shè)接收信號(hào)矩陣Y=Hx+n，其中X是發(fā)射信號(hào)，η是噪聲矩陣 MMSE 的檢測(cè)系數(shù)矩陣
【文檔編號(hào)】H04B7/08GK103490807SQ201310413686
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】丁躍華, 陳偉綱, 趙卓雄, 馮穗力, 陸湛 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)