对mimo信号进行空时译码的处理方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种对MIMO信号进行空时译码的处理方法及装置。该方法包括：步骤1，对MIMO系统中的矩阵大小为Nt×Nr的信道矩阵H进行QR分解，并进行初始化操作，其中，Nt为发射天线的数量、Nr为接收天线的数量；步骤2，根据输入参数接收信号y、以及信道矩阵H的QR分解结果，列举出每一级发射天线中发射信号的候选星座点，其中，M为每一级列举候选星座点的个数，y＝Hs+n，s是矩阵大小为Nt×1的发射信号、n是矩阵大小为Nt×1的高斯白噪声；步骤3，根据得到的候选星座点，计算因本级增加候选星座点的选取而增加的欧几里得距离；步骤4，根据每一级计算的候选星座点的欧几里得距离增量之和，判决输出空时译码。
【专利说明】对MIMO信号进行空时译码的处理方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通讯信号检测领域，特别是涉及一种对MIMO信号进行空时译码的处
理方法及装置。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，通过多天线空间复用技术，系统的传输速率可以随天线数线性增长。天线数的增加，虽然可以显著的提高系统速率，但也极大的增加了接收机算法的复杂度。以具有最优检测性能的最大似然(Max Likelihood,简称为ML)检测算法为例,其复杂度随着发射天线数的增加成指数增长，很难在实际中应用。
[0003]目前，多输入多输出(Multiple-1nputMultiple-Out-put,简称为 ΜΙΜΟ)检测算法获得了广泛的研究，较为典型的算法包括两类:一类是以迫零(Zero Forcing，简称为ZF)、最小均方误差(Minimum Mean Square Error,简称为MMSE)及其变种算法为主的线性检测算法；另一类是以垂直分层空时结构(Vertical-Bell Laboratories layeredspace-t ime，简称为V-BLAST )、类ML及其变种算法为主的非线性检测算法。线性算法虽然具有较低的复杂度，但在检测时存在错误传递特性，使其在低信噪比时性能极差；V-BLAST算法相对于线性算法获得了一定的性能改善，但复杂度也随之提高；与线性算法和V-BLAST算法相比，ML算法也具有较高的复杂度，但是，ML算法能够显著的提高系统性能，尤为重要的是，ML算 法能够在信噪比相对较低的场景下仍然保持着优异的性能，这对于无线通信系统而言无疑具有巨大的吸引力。
[0004]为了解决ML算法的高复杂度问题，人们提出了许多简化算法，这些算法能够在牺牲较少性能的前提下，降低算法的复杂度，较为典型的算法如球形译码(SphereDecoding)、K-Best算法及其变种算法等。他们存在的主要缺点包括:1、串行操作，拥有过多的循环搜索指令，会显著提高可编程器件的功耗和处理时延，不利于信号的实时处理；2、传统算法的计算复杂度过高，执行过程依赖于指令的动态跳转，这将大大降低可编程器件的资源利用率；3、上一级天线搜索得到的星座点不正确将会影响下一级星座点的搜索，从而产生错误传递。
[0005]以下重点对选择性快速列举算法(SelectiveSpanning with Fast Enumeration,简称为SSFE)进行说明，SSFE —种空时译码方法，在SSFE方案中，通过选择性快速列举方法，选出每一级的候选星座点。
[0006]具体地，在MMO系统中，设有Nt根发射天线、N,根接收天线、采用M-QAM调制方式。接收信号I可以表示为:y = Hs+n，其中，H是矩阵大小为NtXNi的信道矩阵、s是矩阵大小NtXl为发射信号、η是矩阵大小为NtX I高斯白噪声。
[0007]对信道矩阵H进行QR分解可得:H=Q X R ;
[0008]接收向量j和信道矩阵H进行QR分解后的矩阵Q的埃尔米特相乘，
【权利要求】
1.一种对MMO信号进行空时译码的处理方法，其特征在于，包括: 步骤I，对MMO系统中的矩阵大小为Nt X Nr的信道矩阵H进行QR分解，并进行初始化操作，其中，Nt为发射天线的数量、队为接收天线的数量； 步骤2，根据输入参数麗=[辑,il#2,…，Mas]、接收信号y、以及信道矩阵H的QR分解结果，列举出每一级发射天线中发射信号的候选星座点，其中，M为每一级列举候选星座点的个数，y = Hs+n, s是矩阵大小为NtX I的发射信号、η是矩阵大小为NtX I的高斯白噪声；步骤3，根据得到的所述候选星座点，计算因本级增加候选星座点的选取而增加的欧几里得距离； 步骤4，根据每一级计算的候选星座点的欧几里得距离增量之和，判决输出空时译码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I具体包括: 步骤11，根据公式I对所述信道矩阵H进行QR分解；
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括: 步骤21，根据公式2计算第i (1，2，…，Nt)根发射天线的发射信号经过直接还原的数据；
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括: 步骤31，令Si分别等于第i根发射天线已经检测得到的候选星座点Pi (i = 1，2，…，Mi)中的每一个点，并根据公式5计算Mi个不同路径下的欧几里得距离；
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体包括: 步骤41，判断采用硬判决方式还是软判决方式，如果确定采用硬判决方式，执行步骤42，如果确定采用软判决方式，执行步骤43 ； 步骤42，直接选择使
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，采用多电平正交幅度调制M-QAM方式对发射信号进行调制。
7.一种对MMO信号进行空时译码的处理装置，其特征在于，包括: QR分解模块，用于对MMO系统中的矩阵大小为Nt XNr的信道矩阵H进行QR分解，并进行初始化操作，其中，Nt为发射天线的数量、队为接收天线的数量；候选星座点计算模块，用于根据输入参数
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，QR分解模块具体用于: 根据公式6对所述信道矩阵H进行QR分解； H=QXR公式 6; 其中，Q表示对所述信道矩阵H进行QR分解后的正交矩阵，R表示对所述信道矩阵H进行QR分解后的上三角矩阵； 将接收信号I和信道矩阵H进行QR分解后的矩阵Q的埃尔米特转置相乘，其中，Qh表示矩阵Q的埃尔米特共轭；
令 i = Nt。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述候选星座点计算模块具体用于: 根据公式7计算第i (1，2，…，Nt)根发射天线的发射信号经过直接还原的数据；
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述欧几里得增量计算模块具体用于: 令Si分别等于第i根发射天线已经检测得到的候选星座点Pi (i = I, 2,-,Mi)中的每一个点，并根据公式10计算Mi个不同路径下的欧几里得距离；
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述输出模块具体包括: 判断子模块，用于判断采用硬判决方式还是软判决方式，如果确定采用硬判决方式，调用硬判决输出子模块，如果确定采用软判决方式，调用对数似然比计算子模块； 硬判决输出子模块，用于直接选择使
12.如权利要求7至11中任一项所述的装置，其特征在于，采用多电平正交幅度调制M-QAM方式对发射信号进行调制。
【文档编号】H04L1/06GK103634078SQ201210295683
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月20日 优先权日:2012年8月20日
【发明者】秦洪峰, 熊高才, 肖悦, 赵宏志 申请人:中兴通讯股份有限公司