專利名稱：用于mimo系統(tǒng)的信號檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及MIMO無線通信技術領域，特別涉及一種基于K-Best搜索的信號檢測方法及裝置。
背景技術：
MIMO (Multiple Input Multiple Output)技術是當前無線通信提高頻譜效率的主要方法。目前，802.lln/ac、LTE/LTE-A等新一代高吞吐率無線通信協(xié)議均已采用MMO技術。其中，MMO檢測是影響吞吐率的一個關鍵環(huán)節(jié)。為了實現(xiàn)高吞吐率，新一代無線通信系統(tǒng)中收發(fā)天線數(shù)可達4 8個,最高采用256QAM調制,給MIMO檢測造成了一定的難度。此外，由于采用了 Turbo、LDPC等信道編碼，需要在高階檢測下輸出軟信息，這對MMO檢測的復雜度和可靠性都是一個挑戰(zhàn)。目前MMO芯片中普遍采用的是線性檢測，對早期的吞吐率要求不高、收發(fā)天線數(shù)不多、信道維數(shù)低的MMO系統(tǒng)，線性檢測性能尚可。但隨著調制階數(shù)升高、收發(fā)天線數(shù)增多，線性檢測的性能退化嚴重。非線性檢測成為更好的選擇。硬判決下比較著名的非線性檢測算法有球形譯碼(Sphere Decoding)、K-Best算法等，能夠達到或接近最大似然(ML)性能。另外，使用Turbo等信道編碼的高吞吐率系統(tǒng)需要軟輸出檢測。硬判決只需找到與接收信號距離最近的點，而軟輸出檢測為了計算每個比特的對數(shù)似然比(LLR)，需要找到許多個距離，在高階調制、較多天線情況下，復雜度會呈現(xiàn)幾百倍的提高。因此，如果能夠在廣度優(yōu)先搜索算法的基礎上，提供一種基于K-Best算法的優(yōu)化算法，便可以既保持K-Best復雜度低、易于硬件實現(xiàn)的優(yōu)點，又可以得到滿意的軟輸出檢測性能。

發(fā)明內容
(一)所要解決的技術問題本發(fā)明的目的是在K-Best搜索算法的基礎上，提供一種用于MMO系統(tǒng)的信號檢測方法及信號檢測裝置，以解決MMO信號檢測中存在的軟判決算法復雜度高、不易實現(xiàn)的問題。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種用于MMO系統(tǒng)的信號檢測方法，所述信號檢測方法包括以下步驟:S1、利用信道矩陣H和接收向量y構建出搜索樹；S2、對所述搜索樹進行K-Best搜索，得到K條歐式距離最小的存留路徑，K為正整數(shù)，所述K條存留路徑對應的歐式距離從小到大依次為d(Sl)，d(s2)，-,d(sK)；S3、計算出第j個發(fā)送天線上、第b個比特位的最短歐式距離cT(j，b)，其中，若cT(j，b)不在所述K條存留路徑中，則令cT(j，b)=d(sK)；S4、利用cT(j，b)以及d(S1)，d(S2)，…，d(sK)計算出各個比特位的軟信息值。
可選的，步驟S4中，所述軟信息值為對數(shù)似然比?？蛇x的,步驟S2進一步包括:計算出(Ks1)J(S2),…，d(sK)依次對應的發(fā)送向量
Si，S。， , Sr ;步驟S3具體包括:S3-1、令(T=(Ks1)，Sml=S1 ；S3-2、從發(fā)送向量S2開始向后搜索，檢查發(fā)送向量&是否與,的第j子流、第b比特相反，若是，則令cT(j，b)=d(Si)，若否，則令cr(j，b)=d(sK)，其中，i為正整數(shù)，且l〈i〈K?？蛇x的，步驟S4中，第j個發(fā)送天線上、第b個比特位的軟信息值L(j，b)的計算公式為:
權利要求
1.一種用于MIMO系統(tǒng)的信號檢測方法，其特征在于，所述信號檢測方法包括以下步驟: 51、利用信道矩陣H和接收向量y構建出搜索樹； 52、對所述搜索樹進行K-Best搜索，得到K條歐式距離最小的存留路徑，K為正整數(shù)，所述K條存留路徑對應的歐式距離從小到大依次為d(Sl)，d(s2)，-,d(sK)； 53、計算出第j個發(fā)送天線上、第b個比特位的最短歐式距離cT(j，b)， 其中，若cT(j，b)不在所述K條存留路徑中，則令cT(j，b)=d(SK)； 54、利用cT(j，b)以及d(S1)，d(S2)，…，d(sK)計算出各個比特位的軟信息值。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于MIMO系統(tǒng)的信號檢測方法，其特征在于，步驟S4中，所述軟信息值為對數(shù)似然比。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于MIMO系統(tǒng)的信號檢測方法，其特征在于，步驟S2進一步包括:計算出Cl(S1) , d(s2),…，d(sK)依次對應的發(fā)送向量S1, S2,…，Sk; 步驟S3具體包括:S3-1 JcT=Cl(S1), Ssc=S1 ；S3-2、從發(fā)送向量S2開始向后搜索，檢查發(fā)送向量Si是否與,的第j子流、第b比特相反，若是，則令cT(j，b)=d(Si)，若否，則令cT(j，b)=d(SK)，其中，i為正整數(shù)，且l〈i〈K。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于MIMO系統(tǒng)的信號檢測方法，其特征在于，步驟S4中，第j個發(fā)送天線上、第b個比特位的軟信息值L(j，b)的計算公式為:
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的用于MIMO系統(tǒng)的信號檢測方法，其特征在于，步驟SI具體包括: 對于所述信道矩陣H，有: y=Hs+n (I) 其中，I為所述接收向量，s為發(fā)送向量，n為加性高斯白噪聲； 對矩陣H進行QR分解，得到酉矩陣Q1和上三角矩陣R，即:在公式(I)的兩邊同時左乘Q1的共軛轉置矩陣Q111，得到:
6.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的用于MIMO系統(tǒng)的信號檢測方法，其特征在于，所述MMO系統(tǒng)采用QAM調制。
7.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的用于MIMO系統(tǒng)的信號檢測方法，其特征在于，所述MIMO系統(tǒng)采用Turbo碼進行信道編碼。
8.一種用于MIMO系統(tǒng)的信號檢測裝置，其特征在于，所述信號檢測裝置包括預處理單元、K-Best處理單元和限幅替代單元，所述K-Best處理單元分別與所述預處理單元及所述限幅替代單元相連，其中， 所述預處理單元用于利用信道矩陣H及接收向量y構建出搜索樹，并將所述搜索樹發(fā)送給所述K-Best處理單元； 所述K-Best處理單元用于對所述搜索樹進行K-Best搜索，得到K條歐式距離最小的存留路徑，K為正整數(shù)，所述K條存留路徑對應的歐式距離從小到大依次為d (S1)，d (S2)，…，d(sK)； 所述K-Best處理單元將所述K條存留路徑以及d(si)，d(s2)，…，d(sK)發(fā)送給所述限幅替代單元； 所述限幅替代單元用于計算出第j個發(fā)送天線上、第b個比特位的最短歐式距離d(^ ^，并利用^^d)以及d(Sl)，d(S2)，…，d(sK)計算出比特位(j，b)的軟信息值，其中，若cT (j，b)不在所述K條存留路徑中，則令dML(j,b) =d (sK)。
全文摘要
本發(fā)明涉及MIMO無線通信技術領域，具體公開了一種基于K-Best搜索的信號檢測方法及裝置。所述信號檢測方法包括利用信道矩陣H和接收向量y構建出搜索樹；進行K-Best搜索，得到K條歐式距離最小的存留路徑，其對應的歐式距離從小到大依次為d(s1)，…，d(sK)；計算出第j發(fā)送天線上、第b比特位的最短歐式距離dML(j,b)，其中，若dML(j,b)不在K條存留路徑中，則令dML(j,b)=d(sK)；計算出各比特位的軟信息值。所述信號檢測裝置包括預處理單元、K-Best處理單元和限幅替代單元，其能夠實現(xiàn)所述信號檢測方法。采用本發(fā)明提出的技術方案，既能夠保持K-Best算法復雜度低、易于硬件實現(xiàn)的優(yōu)點，又能夠得到滿意的軟輸出檢測性能。
文檔編號H04L1/06GK103152142SQ20131009042
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權日2013年3月20日
發(fā)明者李云洲, 王京, 許希斌, 肖立民, 王生楚, 張艷, 扈俊剛 申請人:清華大學