专利名称：采用增强信号检测的多天线空间复用系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及多天线通信系统中的信息传输领域，特别涉及多天线信 号的发送与检测技术。
背景技术：
利用多天线空间复用BLAST技术，可以在有限的频谱资源条件下， 有效提升数据传输速率。
现有BLAST检测算法分为线性检测(包括迫零检测ZF、最小均方误 差检测MMSE等)与非线性检测(包括迫零加干扰抵消检测ZF-SIC、最 小均方误差加干扰抵消检测MMSE-SIC等)。
线性检测方法实现相对简单，但性能相对较差。相比于线性检测，非 线性检测方法可有效提升系统性能，但迭代干扰抵消带来的复杂度的显 著提升是将非线性检测付诸实际的难点所在。
以下对线性与非线性BLAST检测算法做简要说明。
线性检测算法
设接收信号为
<formula>formula see original document page 4</formula>
其中，H为iVxM信道矩阵，s为M维发送信号矢量，r为7V维接收信号 矢量，n为7V维独立高斯白噪声矢量，M与7V分别为系统发送与接收天线数目。
对于ZF迫零检测算法，<formula>formula see original document page 4</formula> 对于MMSE最小均方误差检测算法，
<formula>formula see original document page 4</formula>其中，；与SMWS￡分别为不同算法下已检测信号的M维矢量。 非线性检测算法
相比于线性检测，非线性技术以运算复杂度的增加为代价，可有效 提升系统性能。
以下简要说明BLAST非线性检测算法中的顺序干扰抵消算法。该算 法的基本原理是在检测当前信号的过程中将来自于已检测成分的干扰去 掉，从而减小干扰对较小信噪比数据的影响，该原理类似于判决反馈均 衡。
以下说明检测过程 对于ZF-SIC检测器，定义
G,=lT=(HHH) 'H、 对于MMSE-SIC检测器，定义
G, =IT =(HffH + crI)—'H"。 进行以下过程一，可以得到一个判决信号
过程一:A = arg min |(G, )y | w A, = (G,. \ ^ :v、 = w[ r, ^>= g ( )
其中，H…,^为检测过程中对发送天线的排序。
然后，进行以下过程二，将已检测信号的影响从接收信号中减去， 并确定新的伪逆阵，确定新的判决顺序。
过程二: r+, = r' -(H)、 G,+1 = H匸=> 、+1 = argmin|| (G,+1); l卩W — / +1
这样形成了一个循环过程，循环进行过程一及过程二，直到"M。 至此，所有信号均判决完毕，循环过程结束。
BLAST线性检测方法实现相对简单，但性能相对较差。相比于线性 检测，非线性检测方法可有效提升系统性能，但迭代干扰抵消带来的复 杂度的显著提升是将非线性检测付诸实际的难点所在
发明内容
本发明提供了一种采用增强信号检测的BLAST系统。该系统复杂度 与采用传统线性检测器的BLAST系统接近，但性能优于采用顺序干扰抵 消非线性检测器的BLAST系统。
为实现上述目的， 一种采用增强信号检测的多天线空间复用系统， 包括
编码调制模块，用于对比特信息进行编码与调制； 信号发送模块，用于对己调信号进行发送； 接收信号模块，进行信号接收；
信号形式变换模块，用于对信道矩阵H与接收信号向量r进行形式变
换；
信号检测模块，用于对接收信号进行检测；
信号重构模块用于对203模块的检测结果进行重构，得到已检测信号
解调译码模块，用于对204模块的输出进行解调译码，输出比特信息。
相比于ZF及ZF SIC检测方法，本发明系统的BER及FER性能提升显 著。考虑到本发明系统的性能提升及实现复杂度，相比于以上检测方法， 本发明的系统更为优越。
图1是本发明提出系统发送端系统架构； 图2是本发明提出系统接收端系统架构与信号流程； 图3是实施例1误帧率(FER)性能； 图4是误比特率(BER)性能。
具体实施例方式
本发明提出系统的架构与信号流程如图1及图2所示。
以下对该系统架构加以说明编码调制模块:该模块对比特信息进行编码与调制。
信号发送模块:该模块对已调信号进行发送。该模块遵循以下准则
待发送信号为s，设准静态衰落信道H在相邻时间块A与r2内保持恒定。
在时间块r,内，发送信号^^Re(s) + 乂Im(s)，在时间块r2内，发送信号 sT2 =Im(s) + _/Re(s)。其中Re(s)表示复信号实部，Im(s)表示复信号虚部。
接收信号模块:该模块进行信号接收，r,-Hs,+iv 1V2=HS&+IV2。
^号形式变换模块:该模块对信道矩阵H与接收信号向量r进行形式<formula>formula see original document page 7</formula>
言号检测模块:该模块对接收信号进行检测Re(5) = 0.5x[H;H;]
其中Re(§)为己检测信号实部，Im 为已检测信号
Im(S) = 0.5x[H; H;]虚部。
這<formula>formula see original document page 7</formula>+退化为<formula>formula see original document page 7</formula>，这将极大减
号重构模块:该模块对信号检测结果进行重构，得到已检测信号" 重构准则为S = Re(S) + 7'Im(S)。
解调译码模块:该模块对已检测信号进行解调译码，输出比特信息。 由以上过程，在该系统进行信号检测的过程中，将伪逆检测矩阵由
传统检测算法中的
少检测过程中的噪声抬升，从而实现系统性能的显著提升。同时该系统 的复杂度相对于传统线性检测算法没有明显提升，且复杂度远低于顺序 干扰抵消非线性检测算法。
以下对本发明提出系统的信号流程合理性予以证明-.
在以下证明过程中，[r表示矩阵伪逆，[广表示矩阵转置共轭。
在系统接收端， 设r"^Hs"+^， rr2=Hsr2+nr2 (1)
对式(1)进行等价变换<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 9</formula>
由式(8)及式(11)，可以得到 Re(§) = 0,5x[H: H;]
同理可得
则己检测信号 <formula>formula see original document page 9</formula>本实施例采用了4发4收天线组成的多天线BLAST通信系统。信道为
准静态平坦瑞利衰落信道。在连续时间块j;及7;内，设信道保持恒定。
在该实施例内，分别对本发明所提系统、采用ZF检测及ZF SIC检测器的BLAST系统性能进行了仿真。为保证性能对比的公平性，在发送端，本 发明所提系统采用16QAM调制，ZF及ZF SIC算法发送端均采用QPSK调
制。仿真中，所有算法均采用l/3Turbo编译码。
权利要求
1.一种采用增强信号检测的多天线空间复用系统，包括编码调制模块(101)，用于对比特信息进行编码与调制；信号发送模块(102)，用于对已调信号进行发送；接收信号模块(201)，进行信号接收；信号形式变换模块(202)，用于对信道矩阵H与接收信号向量r进行形式变换；信号检测模块(203)，用于对接收信号进行检测；信号重构模块(204)用于对203模块的检测结果进行重构，得到已检测信号 id="icf0001" file="A2007100958910002C1.tif" wi="2" he="4" top= "109" left = "38" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>；解调译码模块(205)，用于对204模块的输出进行解调译码，输出比特信息。
2. 按权利要求l所述的系统，其特征在于所述信号发送模块发送信号遵循以下准则待发送信号为s，设准静态衰落信道H在相邻时间块r，与r2内保持恒定；在时间块T,内，发送信号^ =Re(s) + _/Im(s);在时间块7;内，发送信号^-Im(s) + yRe(s)，其中Re(s)表示复信号实 部，Im(s)表示复信号虚部。
3. 按权利要求l所述的系统，其特征在于对信道矩阵H和接收信号向 量r进行变换的规则为<formula>formula see original document page 2</formula>
4.按权利要求l所述的系统，其特征在于所述信号检测模块对接收《 号进行检测的规则为-<formula>formula see original document page 3</formula>，其中Re(S)为己检测信，Im(^0.5x[H: H;]号实部，Im(5)为已检测信号虚部。
5.按权利要求l所述的方法，其特征在于所述信号重构模块对信号 检测结果进行重构的规则为-<formula>formula see original document page 3</formula>
6.按权利要求l所述的通信系统，其特征在于所述天线为多发多收 天线。
全文摘要
一种采用增强信号检测的多天线空间复用系统，包括编码调制模块(101)，用于对比特信息进行编码与调制；信号发送模块(102)，用于对已调信号进行发送；接收信号模块(201)，进行信号接收；信号形式变换模块(202)，用于对信道矩阵H与接收信号向量r进行形式变换；信号检测模块(203)，用于对接收信号进行检测；信号重构模块(204)用于对203模块的检测结果进行重构，得到已检测信号S；解调译码模块(205)，用于对204模块的输出进行解调译码，输出比特信息。相比于ZF及ZF SIC检测方法，本发明系统的BER及FER性能提升显著。考虑到本发明系统的性能提升及实现复杂度，相比于以上检测方法，本发明的系统更为优越。
文档编号H04L25/02GK101286775SQ20071009589
公开日2008年10月15日 申请日期2007年4月12日 优先权日2007年4月12日
发明者金勇鹤, 鹏 陈 申请人:北京三星通信技术研究有限公司;三星电子株式会社