获取等效接收信号的方法及其装置、最大似然检测方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种获取等效接收信号的方法及其装置、一种最大似然检测方法。

背景技术：

在调制解调技术中，对多个二进制信号根据星座图分别进行调制，其中，所述星座图包括：qpsk、16qam、64qam、256qam等。需要说明的是，每个星座图包括一组星座点，一组中的每个星座点由多个比特表示。例如，qpsk有一组四个星座点00、01、10和11，每个星座点包括两个比特；16qam包括一组16个星座点，每个星座点包括四个比特；64qam包括一组64个星座点，每个星座点包括六个比特。

举例说明地，在发送端，对于两个二进制信号01和10分别通过qpsk星座图进行调制，对应第一个二进制信号01的是第一组qpsk星座点，对应第二个二进制信号10的是第二组qpsk星座点。在接收端，需要对接收到的两个调制信号分别进行解调。在解调的过程中，需要获取对数似然比(log-likelihoodratio，llr)。

基于qr分解的最大似然检测(qrdecomposition-basedmaximumlikelihooddetection，qrm)方法获取llr以用于解调信号，具体说明的是，现有的qrm方法需要对每一组星座点中的所有星座点进行遍历，以通过计算欧式距离(euclideandistance)来获取llr。当发送的调制信号的调制阶数较高时，比如64qam或256qam，获取llr的计算复杂度会很高，需要计算大量的欧式距离导致接收端功耗的增加。此外，现有的qrm方法的计算过程固定，缺乏调节的灵活性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种获取等效接收信号的方法，以降低qrm方法的计算复杂度，降低接收端的功耗。

本发明实施例提供一种获取等效接收信号的方法，包括：获取接收信号，所述接收信号包括受到信道和噪声干扰的多个调制信号，所述多个调制信号由多个源信号各自调制而成的，所述信道通过信道系数表示；获取所述多个调制信号中除最后一个调制信号外的其他调制信号的期望值，其中，所述最后一个调制信号为对应最后一个源信号的调制信号；根据所述其他调制信号的期望值和所述信道系数对所述接收信号进行干扰抵消处理；以及基于所述干扰抵消后的接收信号，获取所述最后一个调制信号的等效接收信号。

可选地，所述获取等效接收信号的方法还包括：基于所述最后一个调制信号对应的信道系数，获取所述最后一个调制信号的信干噪比；基于信号处理性能，获取阈值；将所述最后一个调制信号的信干噪比与所述阈值进行比较；以及若所述最后一个调制信号的信干噪比大于所述阈值，获取所述其他调制信号的期望值。

可选地，获取所述阈值包括：建立第一对应表，所述第一对应表包括所述阈值与所述信号处理性能的对应关系，其中，所述信号处理性能通过解调正确率或误码率表示；以及根据所述第一对应表，获取所述阈值。

可选地，获取所述其他调制信号的期望值包括获取所述多个调制信号中除所述最后一个调制信号外的其他调制信号的对数似然比。

可选地，所述其他调制信号的对数似然比是通过计算欧氏距离获取的。

可选地，获取所述其他调制信号的期望值还包括：建立第二对应表，所述第二对应表包括所述其他调制信号的期望值与所述其他调制信号的对数似然比值的对应关系；以及根据所述第二对应值表，获取所述其他调制信号中 每一个调制信号的期望值。

可选地，若所述多个调制信号为两个调制信号，第一个调制信号的期望值根据下式获得：

其中，β是归一化因子，用于使所述第一个调制信号的期望值具有单位功率；tanh是双曲正切函数；llr1,1，llr1,2，llr1,3，llr1,4，llr1,5及llr1,6分别是所述第一个调制信号的对于星座点第1至6位比特的对数似然比。

可选地，对所述接收信号进行干扰抵消处理包括：获取所述其他调制信号的期望值中的每一个期望值与该期望值对应的一个调制信号的误差；将所述期望值与调制信号的误差与噪声进行比较；以及若每个所述期望值与调制信号的误差远小于噪声，对所述接收信号干扰抵消处理。

可选地，所述多个调制信号各自使用的调制方式包括qpsk、16qam、64qam或256qam。

本发明实施例还提供一种最大似然检测方法，用于解调信号，所述最大似然检测方法是基于qr分解的，包括：根据上述的获取等效接收信号的方法，获取所述最后一个调制信号的等效接收信号；基于所述等效接收信号,获取所述最后一个调制信号的对数似然比；以及基于所述多个调制信号的对数似然比，解调所述接收信号。

本发明实施例还提供一种获取等效接收信号的装置，包括：接收器，与 存储器相连，用于获取接收信号，所述接收信号包括受到信道和噪声干扰的多个调制信号，所述多个调制信号由多个源信号各自调制而成的，所述信道通过信道系数表示；以及处理器，所述处理器被配置用于：获取所述多个调制信号中除最后一个调制信号外的其他调制信号的期望值，其中，所述最后一个调制信号为对应最后一个源信号的调制信号；根据所述其他调制信号的期望值和所述信道系数对所述接收信号进行干扰抵消处理；以及基于所述干扰抵消后的接收信号，获取所述最后一个调制信号的等效接收信号。

可选地，所述处理器在获取所述其他调制信号的期望值之前，还被配置用于：基于所述最后一个调制信号对应的信道系数，获取所述最后一个调制信号的信干噪比；基于信号处理性能，获取阈值；将所述最后一个调制信号的信干噪比与所述阈值进行比较；以及若所述最后一个调制信号的信干噪比大于所述阈值，获取所述其他调制信号的期望值。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

基于对应最后一个调制信号的等效接收信号，采用本领域内的常规方法(例如，经过加法和比较器)可以获取最后一个调制信号的对数似然比，这样可以避免对每一组星座点中的所有星座点进行遍历以获取所述最后一个调制信号的对数似然比，即减少了欧式距离的计算次数。因此，所述获取等效接收信号的方法可以兼容到用于解调信号的现有的qrm方法中，并可以降低qrm方法的计算复杂度，并降低接收端的功耗。

进一步地，所述获取等效接收信号的方法的使用概率可以通过一个阈值进行调节，从而使得兼容所述获取等效接收信号的方法的qrm方法可以具备灵活性。

进一步地，所述获取等效接收信号的方法中，在获取调制信号的期望值时，采用了查表的方法，这样可以降低计算复杂度，而且便于硬件实现。

附图说明

图1示出了本发明一个实施例的获取等效接收信号的方法的流程示意图；

图2示出了现有的qrm方法的流程示意图；

图3示出了本发明一个实施例的qrm方法的流程示意图；以及

图4示出了本发明一个实施例的获取等效接收信号的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种获取等效接收信号的方法，以降低qrm方法的计算复杂度，并降低接收端的功耗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当的限制。

图1是本发明一个实施例的获取等效接收信号的方法的流程示意图。如图1所示，所述获取等效接收信号的方法包括以下步骤。

101，获取接收信号，所述接收信号包括受到信道干扰的多个调制信号，所述多个调制信号由多个源信号各自调制而成的，所述信道通过信道系数表示。

在本发明的一个实施例中，以两个调制信号为例，接收信号的表达式为：

y＝rx+n,x＝[x1,x2]^t(1)

其中，y指接收信号，r指信道，x指发送端实际发送的调制信号，n指噪声，x1指第一个调制信号以及x2指第二个调制信号。其中，所述第一个调制信号x1通过第一组星座点进行调制，所述第二个调制信号x2通过第二组星座点进行调制。需要说明的是，信道r以矩阵形式表示，其中，矩阵r包括信道系数，并且矩阵r是通过qr分解获取的，以及噪声的功率为1。

在一个具体实施例中，接收信号的表达式为：

其中，接收信号y包括第一个接收信号y1和第二个接收信号y2，以及是信道矩阵包括信道系数r11、r12及r22，所述信道矩阵是通过qr分解获得的。需要说明的是，r11是对应所述第一个调制信号x1的信道系数，r12和r22是对应所述第二个调制信号x2的信道系数。

103，获取所述多个调制信号中除最后一个调制信号外的其他调制信号的期望值，其中，所述最后一个调制信号为对应最后一个源信号的调制信号。

在本发明的一个实施例中，在获取所述多个调制信号中除最后一个调制信号外的其他调制信号的期望值之前，要先将所述最后一个调制信号的信干噪比与一个阈值进行比较。

在本实施例中，可以通过星座图qpsk、16qam、64qam、256qam等等分别调制两个源信号以获得x1和x2。若所述第一个调制信号x1和所述第二个调制信号x2的平均功率为单位功率，即功率为1以及，在接收端，若所述第一个调制信号x1对所述第二个调制信号x2的干扰被抵消，信道干扰的功率远小于所述噪声的功率，这样的话，第二个调制信号x2的信干噪比(signaltointerferenceplusnoiseratio，sinr)可以近似为

如果所述信干噪比大于一个阈值，获取第一个调制信号x1的期望值。本实施例中，为获取所述阈值，先建立一个对应表，所述对应表包括所述阈值与信号处理性能的对应关系，其中，所述信号处理性能通过解调正确率或误码率表示。通信终端根据具体的解调正确率或误码率的要求，通过查表获取相应的阈值。一般情况下，所述阈值选用能满足要求的信号处理性能 的最小的值，比如，可以通过误码率或解调正确率和计算复杂度进行平衡以确定所述阈值的值。在研发中，特别是在进行仿真时，采用所述阈值可以调节qrm方法使用所述获取等效接收信号的方法的概率，从而降低在通信终端中qrm方法的计算复杂度。此外，所述对应表可以通过通信终端的生产方建立。在一些实施例中，通信终端还可以通过自适应算法更新所述对应表。

如果信干噪比小于所述阈值，参考图2，使用现有技术中的qrm方法获取对数似然比。

具体说明的是，以所述第一个调制信号x1对应的第一组星座点为例，所述第一组星座点中的星座点表示为s1，所述第一个调制信号x1的对于s1第b个比特的对数似然比llr1,b的表达式为：

其中，s2指第二组星座点中的星座点，指所述第一组星座点中第b个比特为1星座点，表示所述第一组星座点中第b个比特为0的星座点，以及||y-rs||²为计算欧式距离的表达式，其中，s＝[s1,s2]^t。类似地，所述第二个调制信号x2的对于s2第b个比特的对数似然比llr2,b的表达式为：

获得第一个调制信号x1和第二个调制信号x2的对数似然比之后，可以用于解调接收信号。从上述表达式(3)和(4)，可以看出，计算llr1,b和llr2,b需要计算多次欧氏距离，计算量比较大。因此，本发明的一个实施例根据上述信干噪比与所述阈值的比较结果，如果所述信干噪比大于所述阈值，可以进行简化处理。

具体说明的是，如果所述信干噪比大于所述阈值，可以先根据上述公式(3)获取所述第一个调制信号x1的对数似然比llr1,b，然后获得第一个 调制信号x1的期望值。

在本实施例中，所述第一个调制信号x1的期望值的表达式为：

其中，指所述第一个调制信号x1的期望值，c1指x1对应的星座图中星座点的集合，p(x1)是第一个调制信号x1的发送概率，指的实部，以及指的虚部。需要说明的是，p(x1)可以由包括双曲正切函数的表达式表示，通过展开表达式然后进行分类合并公共项的方法，可以获得和的简化表达式为：

以及

其中，简化表达式(6)和(7)包括对于所述第一个调制信号x1的对应星座点s1各比特的对数似然比(例如，对于64qam，所述第一个调制信号x1的对应s1各比特的对数似然比包括llr1,1、llr1,2、llr1,3、llr1,4、llr1,5以及llr1,6)。所述对于星座点s1各比特的对数似然比可以通过表达式(3)获取。

需要说明的是，qpsk包括一组四个星座点00、01、10和11，每个星座点包括两个比特；16qam包括一组16个星座点，每个星座点包括四个比特；64qam包括一组64个星座点，每个星座点包括六个比特。

其中，tanh为双曲正切函数，所述双曲正切函数的变量包括对于星座点 s1各比特的对数似然比llr1,b。需要说明的是，双曲正切函数是一个单调有界的函数，所以双曲正切函数的值可以通过查表法获得。此外，β是归一化因子，用于使所述第一个调制信号x1的期望值具有单位功率。

因此，根据简化表达式(6)和(7)以及双曲正切函数表，可以建立一个对应表，其中，所述对应表包括所述第一个调制信号x1的期望值与对于星座点s1各比特的对数似然比llr1,b的对应关系，然后根据所述对应值表获取所述第一个调制信号x1的期望值需要说明的是，采用查表的方法可以降低计算复杂度，而且便于硬件实现。

105，根据所述其他调制信号的期望值和所述信道系数对所述接收信号进行干扰抵消处理。

在本实施例中，得到所述第一个调制信号x1的期望值后，若所述期望值与所述第一个调制信号x1的误差远小于噪声，可以从所述接收信号y中减去即抵消接收到的所述第一个调制信号x1对于接收到的所述第二个调制信号x2造成的干扰，从而获得对应所述第二个调制信号x2的接收信号y2，所述接收信号y2的表达式为：

其中，y1指对应所述第一个调制信号x1的期望值的接收信号，

107，基于所述干扰抵消后的接收信号，获取所述最后一个调制信号的等效接收信号。

在本实施例中，进行干扰抵消处理之后，对表达式(8)进行最大比合并(maximal-ratiocombining,mrc)，从而获得对应所述第二个调制信号x2的等效接收信号y2，eff，所述等效接收信号y2，eff的表达式为：

其中，是所述第二个调制信号x2的等效信道系数，以及neff是等效噪声。

具体说明的是，对表达式(8)进行最大比合并指，对所述第二个调制信号x2对应的信道矩阵进行转置共轭(conjugatetranspose)从而获得转置共轭后的信道矩阵再将所述转置共轭后的信道矩阵与所述接收信号y2进行矩阵相乘获取所述等效接收信号。

需要说明的是，上述实施例中的获取等效接收信号的方法可以与现有qrm方法兼容。对比现有的qrm方法，可以通过调节所述获取等效接收信号的方法中阈值，降低计算复杂度，并降低接收端的功耗。

本发明实施例还提供一种基于qr分解的最大似然检测(qrm)方法，用于解调信号。如图3所示，所述qrm方法包括：

301，根据上述实施例中的获取等效接收信号的方法，获取所述最后一个调制信号的等效接收信号；

303，基于所述等效接收信号，获取所述最后一个调制信号的对数似然比；以及

305，基于所述多个调制信号的对数似然比，解调所述接收信号。

在本发明的一个具体实施例中，基于所述第二个调制信号x2的等效接收信号，采用本领域内的常规方法(例如，经过加法和比较器)可以获得所述 第二个调制信号x2对应的llr。这样，可以避免使用表达式(4)获得所述第二个调制信号x2的对于s2第b个比特的对数似然比llr2,b，即减少了欧式距离的计算次数。因此，所述获取等效接收信号的方法可以兼容到用于解调信号的现有qrm方法中，降低qrm方法的计算复杂度，并降低接收端的功耗。

本发明实施例还提供一种获取等效接收信号的装置，包括：接收器401，与存储器相连，用于获取接收信号，所述接收信号包括受到信道和噪声干扰的多个调制信号，所述多个调制信号由多个源信号各自调制而成的，所述信道通过信道系数表示；以及处理器403，所述处理器403被配置用于：获取所述多个调制信号中除最后一个调制信号外的其他调制信号的期望值，其中，所述最后一个调制信号为对应最后一个源信号的调制信号；根据所述其他调制信号的期望值和所述信道系数对所述接收信号进行干扰抵消处理；以及基于所述干扰抵消后的接收信号，获取所述最后一个调制信号的等效接收信号。

本发明的一个实施例中，所述处理器403在获取所述其他调制信号的期望值之前，还被被配置用于：基于所述最后一个调制信号对应的信道系数，获取所述最后一个调制信号的信干噪比；基于信号处理性能，获取阈值；将所述最后一个调制信号的信干噪比与所述阈值进行比较；以及若所述最后一个调制信号的信干噪比大于所述阈值，获取所述其他调制信号的期望值。

本发明的一个实施例中，所述处理器403获取所述阈值包括：建立第一对应表，所述第一对应表包括所述阈值与所述信号处理性能的对应关系，其中，所述信号处理性能通过解调正确率或误码率表示；以及根据信号处理性能和所述第一对应表，获取所述阈值。

本发明的一个实施例中，所述处理器403获取所述其他调制信号的期望值包括：获取所述多个调制信号中除所述最后一个调制信号外的其他调制信号的对数似然比。

本发明的一个实施例中，所述其他调制信号的对数似然比是通过计算欧氏距离获取的。

本发明的一个实施例中，所述处理器403获取所述其他调制信号的期望值还包括：建立第二对应表，所述第二对应表包括所述其他调制信号的期望值与所述其他调制信号的对数似然比值的对应关系；以及根据所述第二对应值表，获取所述其他调制信号中每一个调制信号的期望值。

本发明的一个实施例中，若所述多个调制信号为两个调制信号，所述处理器403根据下式获得第一个调制信号的期望值：

其中，β是归一化因子，用于使所述第一个调制信号的期望值具有单位功率；tanh是双曲正切函数；llr1,1，llr1,2，llr1,3，llr1,4，llr1,5及llr1,6分别是所述第一个调制信号的对于星座点第1至6位比特的对数似然比。

本发明的一个实施例中，所述处理器403对所述接收信号进行干扰抵消处理包括：获取所述其他调制信号的期望值中的每一个期望值与该期望值对应的一个调制信号的误差；将所述期望值与调制信号的误差与噪声进行比较；以及若每个所述期望值与调制信号的误差远小于噪声，对所述接收信号干扰抵消处理。

需要说明的是，配置指对存储于非易失性存储器中的计算机程序，如软件代码，硬件代码或软硬件结合的代码等，通过处理器进行编译和执行。所述非易失性存储器包括但不限于任何类型的盘，如软盘、光盘、cd-roms、 以及磁光盘、roms、rams、eproms、eeproms、磁卡或光卡或适合储存电子指令的任何类型存储器。所述非易失性存储器通过总线与所述处理器连接。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。