专利名称：一种译码检测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种译码检测方法和装置。
背景技术：
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出)技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线进行传送和接收。
多输入多输出系统包括两大传输技术复用系统和分集系统。其中复用系统致力于提高传输的数据速率，典型的复用系统是BLAST (Bell LabsLayered Space Time Architecture,贝尔实验室分层空时)码系统，BLAST系统要求天线之间要独立，子信道衰弱不相关。
V-BLAST ( Vertical-BLAST，垂直-贝尔实验室分层空时)系统的信号模型为
<formula>formula see original document page 5</formula>为信道特性矩阵，『[7'H'/为均值为o，方差
为。2的独立同分布广义平稳噪声向量。现有技术中提供的译码检测方法是基于最小均方误差准则的排序QR分
解(正交三角矩阵分解)和快速排序(Minimal Mean Squared error-Sorted QRDecomposition and Post Sorting Algorithm, MMSE陽SQRD&PSA)译码检测方法。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题
该方法的实现有大量DSP (Digital Signal Processing,数字信号处理)和FPGA (Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)不擅长做的除法运算，并含有复杂度很高的求逆运算，不利于DSP和FPGA实现；
需要大量存储空间。例如在4X4MIMO LTE (Long Term Evolution,长期演进)中IOM带宽情况下需要115.2Kbit/Symbo1 (千比特/符号)的存储空间。
发明内容
本发明实施例提供了一种译码检测方法和装置，用以提高译码检测的效率。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种译码检测方法，包括
对第一矩阵和置换矩阵进行置换操作，该置换操作为将该第一矩阵中具有最小范数的行向量置换到最后一行，并置换相应置换矩阵的相应行，该第一矩阵是在最优检测顺序下对扩展信道矩阵进行正交三角矩阵分解得到的单
位正交矩阵的左下角NTXNT维矩阵，该NT为本次传输的发射天线数；
根据进行该置换操作后的第一矩阵对序号最大的未处理信号进行获得估
计信号的操作；
去掉该第一矩阵的最后一行和最后一列，重复进行该置换操作和该获得
估计信号的操作直至获得NT个估计信号；
将该NT个估计信号右乘置换后的置换矩阵并输出。本发明实施例还提供了一种译码检测装置，包括
置换模块，用于对第一矩阵和置换矩阵进行置换操作，该置换操作为将该第一矩阵中具有最小范数的行向量置换到最后一行，并置换相应置换矩阵的相应行，该第一矩阵是在最优检测顺序下对扩展信道矩阵进行正交三角矩阵分解得到的单位正交矩阵的左下角NtXNt維矩降，该NT为本次传输的发射
天线数；
信号估计模块，用于根据该置换模块进行置换操作后的第一矩阵对序号最大的未处理信号进行获得估计信号的操作；
矩阵更新模块，用于在未获得NT个估计信号的情况下，去掉该第一矩阵的最后一行和最后一列，并通知该置换模块进行置换操作；
处理模块，用于在获得NT个估计信号后，将该NT个估计信号右乘置换
后的置换矩阵并输出。
本发明实施例的有益效果在于由于本发明实施例做乘法和移位运算，很大程度上避免了其不擅长的除法运算和复杂度很高的求逆运算，提高了运算效率，充分发挥了 DSP和FPGA的运算优势，并且节约了 DSP和FPGA的存储资源。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种译码检测方法的流程图2为实施例一中译码检测的流程图3为实施例二中的译码检测装置框图。
具体实施例方式
本发明实施例提供的一种译码检测方法，如图1所示，包括
7步骤S101，对第一矩阵和置换矩阵进行置换操作，该置换操作为将该第 一矩阵中具有最小范数的行向量置换到最后一行，并置换相应置换矩阵的相 应行，该第一矩阵是在最优检测顺序下对扩展信道矩阵进行正交三角矩阵分 解得到的单位正交矩阵的左下角NtXNt維矩降，该NT为本次传输的发射天线 数；
步骤S102，根据进行该置换操作后的第一矩阵对序号最大的未处理信号 进行获得估计信号的操作；
步骤S103，判断获得的估计信号是否达到NT个，若是，进行步骤S105， 否则进行步骤S104;
步骤S104，去掉该第一矩阵的最后一行和最后一列，返回步骤S101;
步骤S105，将该NT个估计信号右乘置换后的置换矩阵并输出。
可见，本发明实施例提出了一种基于MMSE准则的二次最优化排序 BLAST检测算法。由于算法基于MMSE准则，因此能够很好的消除噪声的影 响，同时引入排序的QR分解和Householder变换，对待测信号进行两次排序， 提高了算法的检测性能，同时规避了任何矩阵的求逆运算，降低了算法复杂 度。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 详细描述。 实施例一
在本实施例中，多输入多输出系统的信号检测通过进行两次最优化排序 来实现，如图2所示，本实施例中译码检测的流程包括以下步骤
步骤S201，将^x^维的信道特征矩阵H定义为(^+ )x^维的扩展
信道矩阵w7.
其中，C7为噪声功率的平方根。
本步骤中加入了噪声影响的考虑，可以提高算法性能。互计算得到第一矩阵，即最优检测顺序下的込 矩阵；
本步骤包括本实施例中的第一次优化排序。
込矩阵是在最优检测顺序下对扩展信道矩阵互进行QR分解得到的Q矩 阵的左下角N一NT维矩阵，其中NT为本次传输的发射天线数。
初始时2 = ^ = (^，'''^')，其中l是矩阵Q的元素，更新Q矩阵的流程包 括以下步骤
步骤S2021，计算矩阵Q第"…^列的范数，找到最小范数的列与第i列 对换，同时置换矩阵P的相应列，a = kll，即"为仏的模，然后将仏归一化，
即 "；
步骤S2022，对"^^'，其中/为矩阵Q列向量的下标，仏表示Q矩阵 的第/列，使列仏正交化，6为仏在《'方向的正交投影，6 =《;^，其正交部分 为A = A -H ;
步骤S2023，判断是否矩阵Q的第"…^列都己进行步骤S2021和S2022 的操作，若是，确定完全更新矩阵Q，否则，返回步骤S2021。
由于只需要计算込矩阵，因此不需要对R矩阵进行存储，只需要存储Q 矩阵，这样就节省了部分存储空间。
在具体实现时，矩阵&可以预先计算并存储起来。
步骤S203，找出矩阵込中具有最小范数的行向量将其置换到最后一行， 同时置换矩阵P的相应行；
步骤S204，根据进行上述置换操作后的込构造酉矩阵，使得込为一分块 上三角矩阵；如第NT个信号对应的上三角矩阵为<formula>formula see original document page 10</formula>
可见，步骤S203是在计算酉矩阵之前先交换行向量，以进行第二次最优 化排序。
步骤S205，计算第i个信号的权向量w,，(初始时1=~，在处理过程中， i始终为序号最大的未处理信号的序号)，根据权向量w,得到该检测信号的统 计估计值y,，进行硬判决得到第i个发射信号向量《的估计值《-^滅[x]，并 将其视为干扰项从未检测信号中删除，这是逐层干扰消除的思想，可提高算 法性能；
在本实施例中，根据公式(1)获得w<formula>formula see original document page 10</formula>其中，H上标表示矩阵的埃尔米特(Hermite)转置，H为信道特征矩阵， 込:—'为第一矩阵左乘酉矩阵后得到的新的分块上三角矩阵中的右上角(i-l) xl 维列向量，仏则为该新分块上三角矩阵中的最右下角的元素。
在本实施例中，根据公式(2)获得y,:
<formula>formula see original document page 10</formula>
其中，wi为第i个信号的权向量，r为接收信号矢量。
在获得第i个估计信号后，可以将该第i个估计信号从未检测信号中删除， 也可以不删除，仅记录该第i个估计信号已经被处理过了 。若将将该第i个估 计信号从未检测信号中删除，则在未处理信号中的信号数量会减小，每次进
行步骤S203时，找出矩阵込中具有最小范数的行向量的效率会更高。 步骤S206，将i的值减l，即i-l;
步骤S207，判断i是否为O，若是，进行步骤S209，否则进行步骤S208;
步骤S20S，去掉込的最后一行和最后一列，以及H的最后一列，返回步 骤S203;步骤S209，将该NT个估计信号右乘置换后的置换矩阵P并输出。
在本实施例中，获得估计信号的操作还可以为 1、根据公式(3)计算接收信号向量/"的估计值；
<formula>formula see original document page 11</formula>(3)
其中，R为在最优检测顺序下对扩展信道矩阵互进行QR分解得到的R
矩阵，c、；;与公式(1)中的C、；;一致。
2、根据公式(4)进行硬判决获得发射信号向量c,的估计值；
<formula>formula see original document page 11</formula>(4)
其中，e"fl"fl为量化判决算子。 实施例二
本实施例中的译码检测装置，如图3所示，包括
置换模块301，用于对第一矩阵和置换矩阵进行置换操作，置换操作为将
第一矩阵中具有最小范数的行向量置换到最后一行，并置换相应置换矩阵的 相应行，第一矩阵是在最优检测顺序下对扩展信道矩阵进行正交三角矩阵分
解得到的单位正交矩阵Q的左下角NtxNt維矩降，NT为本次传输的发射天线 数；
信号估计模块302，用于根据置换模块301进行置换操作后的第一矩阵对 序号最大的未处理信号进行获得估计信号的操作；
矩阵更新模块303，用于在信号估计模块302未获得NT个估计信号的情 况下，去掉第一矩阵的最后一行和最后一列，并通知置换模块301进行置换
处理模块304，用于在获得NT个估计信号后，将NT个估计信号右乘置换 后的置换矩阵并输出。
该译码检测装置还可以包括矩阵获得模块，用于获得第一矩阵；和/或 存储模块，用于保存第一矩阵。 信号估计模块302可以包括
权向量计算单元，用于计算序号最大的未处理信号的权向量； 权向量计算单元的处理方式可以参见实施例一中步骤S205中计算权向量
部分及其相应的描述。
估计处理单元，用于根据所述权向量计算单元计算得到的权向量获得序 号最大的未处理信号的统计估计值，进行硬判决得到序号最大的未处理信号 的估计信号。
估计处理单元还可以用于在得到序号最大的未处理信号的估计信号之 后，可以将得到的序号最大的未处理信号的估计信号视为干扰项从未检测信 号中删除。
本发明实施例的技术方案与现有技术在4X4 MIMO LTE中的实现的比 较分析如下
1、 现有技术中每进行一次信号检测需要进行306次复乘40次复除以及1 次4X4复矩阵求逆运算，而本方案只需进行232次复乘33次复除运算，减 少了 74次复乘、7次复除、1次求逆运算。10M带宽情况下本方案可减少 88800CM/Symbol (复乘/符号)、8400CD/Symbol (复除/符号)、1200次求逆 /Symbol (符号)。
2、 10M带宽情况下只需要38.4Kbit/Symbo1的存储空间，比现有技术节 约了 76.8Kbit/Symbo1。
综上所述，由于本发明实施例做乘法和移位运算，很大程度上避免了其 不擅长的除法运算和复杂度很高的求逆运算，提高了运算效率，充分发挥了 DSP和FPGA的运算优势，并且节约了 DSP和FPGA的存储资源。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模 块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立 的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步 骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算 机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模 块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模 块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立 的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本 发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要 求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种译码检测方法，其特征在于，包括对第一矩阵和置换矩阵进行置换操作，所述置换操作为将所述第一矩阵中具有最小范数的行向量置换到最后一行，并置换相应置换矩阵的相应行，所述第一矩阵是在最优检测顺序下对扩展信道矩阵进行正交三角矩阵分解得到的单位正交矩阵的左下角NT×NT维矩阵，所述NT为本次传输的发射天线数；根据进行所述置换操作后的第一矩阵对序号最大的未处理信号进行获得估计信号的操作；去掉所述第一矩阵的最后一行和最后一列，重复进行所述置换操作和所述获得估计信号的操作直至获得NT个估计信号；将所述NT个估计信号右乘置换后的置换矩阵并输出。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得估计信号的操作具体为计算所述序号最大的未处理信号的权向量，根据所述权向量获得所述序号最大的未处理信号的统计估计值，进行硬判决得到所述序号最大的未处理信号的估计信号。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述权向量的公式为所述i为所述序号最大的未处理信号的序号，H上标表示矩阵的埃尔米特转置，H为信道特征矩阵，込'「'为第一矩阵左乘根据所述第一矩阵构造的酉矩阵后得到的新的分块上三角矩阵中的右上角(i-1) xl维列向量，仏则为该新分块上三角矩阵中的最右下角的元素；所述获得估计信号的操作之后，还去掉H的最后一行，供下一次计算权向量使用。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获得所述统计估计值的公式为其中，wi为第i个信号的权向量，r为接收信号矢量。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述获得估计信号的操作之后，将获得的估计信号从未处理信号中删除。<formula>formula see original document page 3</formula>
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩展信道矩阵为其中H为信道特征矩阵，a为噪声功率的平方根。
7、 一种译码检测装置，其特征在于，包括置换模块，用于对第一矩阵和置换矩阵进行置换操作，所述置换操作为将所述第一矩阵中具有最小范数的行向量置换到最后一行，并置换相应置换矩阵的相应行，所述第一矩阵是在最优检测顺序下对扩展信道矩阵进行正交三角矩阵分解得到的单位正交矩阵的左下角NtXNt維矩降，所述NT为本次传输的发射天线数；信号估计模块，用于根据所述置换模块进行置换操作后的第一矩阵对序号最大的未处理信号进行获得估计信号的操作；矩阵更新模块，用于在未获得NT个估计信号的情况下，去掉所述第一矩阵的最后一行和最后一列，并通知所述置换模块进行置换操作；处理模块，用于在获得NT个估计信号后，将所述NT个估计信号右乘置换后的置换矩阵并输出。
8、 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，包括矩阵获得模块，用于获得所述第一矩阵。
9、 根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，包括存储模块，用于保存所述第一矩阵。
10、 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号估计模块包括:权向量计算单元，用于计算所述序号最大的未处理信号的权向量；估计处理单元，用于根据所述权向量计算单元计算得到的权向量获得所述序号最大的未处理信号的统计估计值，进行硬判决得到所述序号最大的未处理信号的估计信号。
全文摘要
本发明公开了一种译码检测方法和装置，用以提高译码检测的效率。该方法包括对第一矩阵和置换矩阵进行置换操作，该置换操作为将该第一矩阵中具有最小范数的行向量置换到最后一行，并置换相应置换矩阵的相应行，该第一矩阵是在最优检测顺序下对扩展信道矩阵进行正交三角矩阵分解得到的单位正交矩阵的左下角N<sub>T</sub>×N<sub>T</sub>维矩阵，该N<sub>T</sub>为本次传输的发射天线数；根据进行该置换操作后的第一矩阵对序号最大的未处理信号进行获得估计信号的操作；去掉该第一矩阵的最后一行和最后一列，重复进行该置换操作和该获得估计信号的操作直至获得N<sub>T</sub>个估计信号；将该N<sub>T</sub>个估计信号右乘置换后的置换矩阵并输出。本发明的技术方案提高了运算效率，节约了存储资源。
文档编号H03M7/00GK101562491SQ20091008308
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者科 宁, 艳 黄 申请人:华为技术有限公司