一种应用于多输入多输出系统的信号检测方法及装置制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种应用于多输入多输出系统的信号检测方法，用以解决现有技术中对信号采用LRA检测不能达到最优的误码率性能的问题。方法包括：根据与数据传输的可靠性相关的参数值，从复整数矩阵集合中选取复整数矩阵；根据接收信号、检测矩阵和选取的复整数矩阵，确定发射的数据流的估计值。本申请还公开一种应用于多输入多输出系统的信号检测装置。
【专利说明】—种应用于多输入多输出系统的信号检测方法及装置
【技术领域】
[0001]本申请涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种应用于多输入多输出系统的信号检测方法及装置。
【背景技术】
[0002]多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, ΜΙΜΟ)技术由于能同时带来分集增益和空间复用增益，因此成为了第四代移动通信中普遍应用的技术。
[0003]图1所示为MMO技术的原理图。发送端经过Nt根发射天线，将数据流
X=[X\ X2 ..xNt ]'发射出去，经空间信道后由接收端的队(Nt ( Nr)根接收天线接收。
[0004]在接收端,每根接收天线均会接收到来自每根发射天线的数据流。若以一个接收信号y来表示所有接收天线接收到的信号(后文将接收天线接收到的信号简称接收信号)，
贝U该接收信号可以表示为尸[>’ι乃…? Jt X与y的关系如下式[I]所示:
[0005]y = Hx+n [I]
[0006]其中，H=[hI h..hNt ]表示 Nr X Nt 维的信道矩阵，W=[ ? I ?2...f 是
接收天线上的零均值白高斯噪声矢量，方差为σ2。
[0007]H中的元素可记为反=[/?W，h2i,…，AV,]T_，i的取值范围为[l，Nt]。hi中的
元素可记为1^，!^表示发射天线i到接收天线j之间的单径信道衰落值，服从均值为0，方差为I的复高斯随机分布，j的取值范围为[1，NJ。
[0008]在MMO系统中，用于检测y的信号检测算法主要有两大类。一类是线性检测算法，由线性检测器实现；另一类是非线性检测算法，由非线性检测器实现。无论是哪种算法，其目的都在于从接收信号I中恢复出发射天线所发射的数据流X。
[0009]为了获得近似最优的检测性能，基于最基本的线性检测算法，现有技术还提出了预处理辅助的线性检测算法。该算法在接收端对接收信号进行线性检测之前，对信道矩阵进行分解，并根据分解后的信道矩阵对接收信号进行检测，得到检测矢量；之后，再对检测矢量进行处理。
[0010]一般地，预处理辅助的线性检测的过程如图2所示，主要包括如下步骤:
[0011]第一步:接收端对信道进行估计，获得信道矩阵H ;将H分解为一个约减矩阵和一个满秩的复整数矩阵的乘积，如式[2]所示。
[0012]H = QP [2]
[0013]其中，Q为约减矩阵，P为复整数矩阵，且P是满秩矩阵。
[0014]将公式[2]代入公式[I]中，得到下式[3]:
[0015]y = Hx+n = QPx+n = Qz+n [3]
[0016]其中，z = Px为等效发送信号。[0017]第二步:对7进行线性检测，得到检测矢量P，如下式[4]所示。
[0018]P = Gy [4]
[0019]G为接收端所使用的检测矩阵。
[0020]对检测矢量P实施线性变换，得到X的估计值1:
[0021]
【权利要求】
1.一种应用于多输入多输出系统的信号检测方法，其特征在于，包括: 根据与数据传输的可靠性相关的参数值，从复整数矩阵集合中选取复整数矩阵；其中，所述复整数矩阵集合由通过分解信道矩阵而得到的复整数矩阵构成； 根据接收信号、检测矩阵和选取的复整数矩阵，确定发射的数据流的估计值；其中，所述检测矩阵是根据所述信道矩阵和所述选取的复整数矩阵确定的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述与数据传输的可靠性相关的参数值为不同发射天线所发射的数据流在接收端的信干噪比的值时，根据所述与数据传输的可靠性相关的参数值，从复整数矩阵集合中选取复整数矩阵，包括: 根据不同发射天线所发射的数据流在接收端的信干噪比和特定参数的映射关系，以及所述特定参数的值，分别确定所述不同发射天线所发射的数据流在接收端的信干噪比的最小值；其中，所述特定参数的值包括:所述检测矩阵、高斯白噪声的功率值、信道矩阵和所述复整数矩阵集合中的复整数矩阵； 从确定出的所有信干噪比的最小值中确定最大值； 从所述复整数矩阵集合中，选取所述最大值所映射的复整数矩阵。
3.如权利要求 1所述的方法，其特征在于，当所述与数据传输的可靠性相关的参数值为不同发射天线所发射的数据流在接收端的均方误差的值时，根据所述与数据传输的可靠性相关的参数值，从复整数矩阵集合中选取复整数矩阵，包括: 根据不同发射天线所发射的数据流在接收端的均方误差和特定参数的映射关系以及所述特定参数的值，分别确定所述不同发射天线所发射的数据流在接收端的均方误差的最大值；其中，所述特定参数的值包括:所述检测矩阵、高斯白噪声的功率值、信道矩阵和所述复整数矩阵集合中的复整数矩阵； 从确定出的所有均方误差的最大值中确定最小值； 从所述复整数矩阵集合中，选取所述最小值所映射的复整数矩阵。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述与数据传输的可靠性相关的参数值为不同发射天线所发射的数据流在接收端的误码率的值时，根据所述与数据传输的可靠性相关的参数值，从复整数矩阵集合中选取复整数矩阵，包括: 根据不同发射天线所发射的数据流在接收端的误码率和特定参数的映射关系以及所述特定参数的值，分别确定所述不同发射天线所发射的数据流在接收端的误码率的最大值；其中，所述特定参数的值包括:所述检测矩阵、高斯白噪声的功率值、信道矩阵、所述复整数矩阵集合中的复整数矩阵，以及与所述不同发射天线所发射的数据流的调制方式相关的参数； 从确定出的所有误码率的最大值中确定最小值； 从所述复整数矩阵集合中，选取所述最小值所映射的复整数矩阵。
5.如权利要求1~4任一权项所述的方法，其特征在于，采用下述方式获得所述复整数矩阵集合: 确定置换后的各信道矩阵；所述置换后的各信道矩阵是通过互换信道矩阵的不同的列向量而得到的； 利用所述置换后的各信道矩阵，对所述信道矩阵进行取整施密特正交化处理，得到所述复整数矩阵集合。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，利用所述置换后的各信道矩阵，对所述信道矩阵进行取整施密特正交化处理，得到所述复整数矩阵集合，包括: 将所述信道矩阵作为待处理信道矩阵集合，并对待处理信道矩阵集合循环执行特定操作，直至获得预定个数的复整数矩阵子集合； 其中，所述预定个数的复整数矩阵子集合构成所述复整数矩阵集合； 所述特定操作包括:利用所述置换后的各信道矩阵，对待处理信道矩阵集合中的各矩阵进行取整施密特正交化处理，得到复整数矩阵子集合和处理后的信道矩阵集合；将待处理信道矩阵集合更新为处理后的信道矩阵集合。
7.一种应用于多输入多输出系统的信号检测装置，其特征在于，包括: 矩阵选取单元，用于根据与数据传输的可靠性相关的参数值，从复整数矩阵集合中选取复整数矩阵；其中，所述复整数矩阵集合由通过分解信道矩阵而得到的复整数矩阵构成； 发送信号确定单元，用于根据接收信号、检测矩阵和矩阵选取单元选取的复整数矩阵，确定发射的数据流的估计值；其中，所述检测矩阵是根据所述信道矩阵和所述选取的复整数矩阵确定的。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述与数据传输的可靠性相关的参数值为不同发射天线所发射的数据流在接收端的信干噪比的值时，矩阵选取单元包括: 信干噪比最小值确定模块，用于根据不同发射天线所发射的数据流在接收端的信干噪比和特定参数的映射关系，以及所述特定参数的值，分别确定所述不同发射天线所发射的数据流在接收端的信干噪比的最小值；其中，所述特定参数的值包括:所述检测矩阵、高斯白噪声的功率值、信道矩阵和所述复整数矩阵集合中的复整数矩阵； 最大值确定模块，用于从信干噪比最小值确定模块确定出的所有信干噪比的最小值中确定最大值； 矩阵选取模块，用于从所述复整数矩阵集合中，选取最大值确定模块确定的最大值所映射的复整数矩阵。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述与数据传输的可靠性相关的参数值为不同发射天线所发射的数据流在接收端的均方误差的值时，矩阵选取单元包括: 均方误差最大值确定模块，用于根据不同发射天线所发射的数据流在接收端的均方误差和特定参数的映射关系以及所述特定参数的值，分别确定所述不同发射天线所发射的数据流在接收端的均方误差的最大值；其中，所述特定参数的值包括:所述检测矩阵、高斯白噪声的功率值、信道矩阵和所述复整数矩阵集合中的复整数矩阵； 最小值确定模块，用于从均方误差最大值确定模块确定出的所有均方误差的最大值中确定最小值； 矩阵选取模块，用于从所述复整数矩阵集合中，选取最小值确定模块确定的最小值所映射的复整数矩阵。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述与数据传输的可靠性相关的参数值为不同发射天线所发射的数据流在接收端的误码率的值时，矩阵选取单元包括: 误码率最大值确定模块，用于根据不同发射天线所发射的数据流在接收端的误码率和特定参数的映射关系以及所述特定参数的值，分别确定所述不同发射天线所发射的数据流在接收端的误码率的最大值；其中，所述特定参数的值包括:所述检测矩阵、高斯白噪声的功率值、信道矩阵、所述复整数矩阵集合中的复整数矩阵，以及与所述不同发射天线所发射的数据流的调制方式相关的参数； 最小值确定模块，用于从误码率最大值确定模块确定出的各个所述误码率的最大值中确定最小值； 矩阵选取模块，用于从所述复整数矩阵集合中，选取最小值确定模块确定的最小值所映射的复整数矩阵。
【文档编号】H04L25/03GK104022985SQ201410276463
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】赵慧, 李文芳, 赵龙, 王文博, 吴斌 申请人:北京邮电大学, 中国科学院微电子研究所