專利名稱：一種多輸入多輸出接收機(jī)信號檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多輸入多輸出(Multi-input Multi-output，ΜΙΜΟ)技術(shù)，尤其涉及 MIMO系統(tǒng)中的接收機(jī)信號檢測方法及裝置。
背景技術(shù)：
通信技術(shù)的發(fā)展使得人們在傳輸速率、性能和系統(tǒng)業(yè)務(wù)容量等方面對無線通信系 統(tǒng)提出了更高的要求?；贛IMO的移動通信系統(tǒng)，即MIMO系統(tǒng)在發(fā)送端和接收端都采用 多天線結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)容量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸约邦l譜利用率均可以成倍地增長、滿足高傳 輸速率和大系統(tǒng)業(yè)務(wù)容量的要求，從而能夠充分地利用空間分集或者復(fù)用增益來提高通信 系統(tǒng)的性能。因此，與MIMO系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)，即MIMO技術(shù)已經(jīng)成為目前移動通信領(lǐng)域的研
J Ll ^^ o·^- O在ΜΙΜΟ系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)可根據(jù)信道環(huán)境的不同采用空分復(fù)用(Spatialdivision multiplexing，SDM)、空時(shí)編碼(space time coding, STC)以及空時(shí)聯(lián)合發(fā)送等技術(shù)來使得 無線信號同時(shí)從多個(gè)發(fā)送天線上發(fā)射，提高系統(tǒng)的傳輸速率和傳輸性能。其中的空間復(fù)用技術(shù)能夠在高信噪比條件下極大程度地提高信道容量，并且不依 賴于信道信息。貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)(Bell Laboratories LayeredSpace-Time, BLAST) 技術(shù)是典型的空間復(fù)用技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)中在多個(gè)發(fā)射天線上獨(dú)立地發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)射天線與 接收天線之間的各信道互不影響，并且不存在冗余信息，因此BLAST技術(shù)能夠在真正意義 上實(shí)現(xiàn)高速通信。BLAST技術(shù)中較為重要的分支包括對角貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)(Diagonal BellLaboratories Layered Space-Time，D-BLAST)技術(shù)，以及作為簡化 BLAST 形式的垂直 貝爾實(shí)驗(yàn)室分成空時(shí)(Vertical-Bell Laboratories LayeredSpace-Time，V-BLAST)技術(shù)。 其中的V-BLAST技術(shù)已經(jīng)成為了第三代和第四代移動通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高傳輸 質(zhì)量的重要途徑。在使用V-BLAST技術(shù)的移動通信系統(tǒng)中，接收機(jī)通過自身的多個(gè)接收天線接收到 無線信號后，利用預(yù)先確定的方法對接收到的信號進(jìn)行檢測，從中找出最優(yōu)信號，作為發(fā)射 機(jī)向接收機(jī)發(fā)出的信號。最大似然算法是較為傳統(tǒng)的接收機(jī)信號檢測方法之一。在最大似 然算法的原則就是從接收到的所有信號中找出接收到的信號與可能的候選序列之間歐式 距離最小的信號序列，作為最優(yōu)解。具體來說，最大似然算法的最優(yōu)解可以表示為 其中，S表示接收機(jī)檢測的最優(yōu)序列，P為調(diào)制階數(shù)，N為發(fā)射天線的數(shù)目，Pn為所有 可能的候選序列集合，y為接收機(jī)接收到的信號向量，H為信道矩陣，s表示發(fā)射機(jī)發(fā)射的信 號向量。換言之，最大似然算法就是在接收機(jī)處調(diào)制后的候選序列中選擇最優(yōu)序列。一般來說，假設(shè)發(fā)射天線與接收天線的數(shù)目相同，則最大似然算法的復(fù)雜度可以 表示為8N(N+1/2)Pn+2 (N-I) PN?？梢?，利用最大似然算法時(shí)接收機(jī)信號檢測的復(fù)雜度與天 線數(shù)目成指數(shù)增長。在發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)均小于或等于4的低階MIMO系統(tǒng)中，這 樣的復(fù)雜度是可以容忍的，但是，對于天線數(shù)較多的高階MIMO系統(tǒng)，接收機(jī)信號檢測的復(fù)雜度就會較為驚人。例如，對于發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)均為8的MIMO系統(tǒng)，假設(shè)采用四 項(xiàng)移鍵控(QPSK)調(diào)制方式，即P = 4，則利用最大似然算法時(shí)接收機(jī)信號檢測的復(fù)雜度為 8 X 8 X (8+1/2) X 48+2 (8-1) X 48 = 4. 295 X 109。從以上分析可知，在高階MIMO系統(tǒng)中采用最大似然算法進(jìn)行接收機(jī)信號檢測的 復(fù)雜度過大。然而，高階MIMO系統(tǒng)由于其在傳輸性能、可靠性以及系統(tǒng)容量方面的強(qiáng)大優(yōu) 勢而成為必然趨勢，但其接收機(jī)信號檢測的高復(fù)雜度已成為高階MIMO系統(tǒng)走向?qū)嵱玫恼?礙，因此目前需要一種低復(fù)雜度的接收機(jī)信號檢測方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種MIMO接收機(jī)信號檢測方法，具有較低的復(fù)雜度。在本發(fā)明的MIMO接收機(jī)信號檢測方法中，包括按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與正交分組后得到的 每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號；從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選出至少一個(gè)候選信號序列；將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā)射天線組中選出的候選信號 序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，將全部組合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最 終信號檢測結(jié)果。其中，所述按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)，對發(fā)射天線對應(yīng)的信號進(jìn)行正交分組為所述按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與正交分組后得 到的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號為按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行分組，得到各發(fā)射天線組的子信道矩陣以及 所述子信道矩陣對應(yīng)的正交矩陣；從未被處理過的發(fā)射天線組中選擇一組作為當(dāng)前組，利用當(dāng)前組的子信道矩陣對 應(yīng)的正交矩陣，對除當(dāng)前組之外的其余組對當(dāng)前組的子信道矩陣的干擾進(jìn)行去除，并得到 當(dāng)前組對應(yīng)的等效接收信號；在確定存在未被處理的發(fā)射天線組時(shí)，返回執(zhí)行所述從未被處理過的發(fā)射天線組 中選擇一組作為當(dāng)前組的操作。較佳地，所述按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組之前，進(jìn)一步包括依 照信道矩陣中各列元素的范數(shù)對所述信道矩陣中的各列元素進(jìn)行排序，而后對排序后的結(jié) 果執(zhí)行所述正交分組操作。其中，所述各發(fā)射天線組的子信道矩陣中至少兩組子信道矩陣包含的元素列數(shù)不 相同，或者，所述各發(fā)射天線組的子信道矩陣包含的元素列數(shù)均相同。其中，所述從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選出至少一個(gè)候選信 號序列為選擇抽取出的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號與估計(jì)的各發(fā)射天線組對應(yīng)的 等效接收信號序列之間歐式距離最小的L個(gè)信號，作為所述候選信號序列，其中L為預(yù)先設(shè) 置的候選信號序列數(shù)目，并且1彡L彡P(guān)K，K = N/g, P為調(diào)制階數(shù)，N為發(fā)射天線數(shù)目，g為 所述預(yù)先設(shè)置的組數(shù)。其中，所述選擇抽取出的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號與估計(jì)的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號序列之間歐式距離最小的L個(gè)信號為通過最大似然算法、自適應(yīng)存活候選符號選擇算法、QR分解M算法中的任一種算 法，從經(jīng)抽取后的的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選擇出接收機(jī)接收到的信號與估 計(jì)的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號序列之間歐式距離最小的L個(gè)信號。其中，所述將全部組合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最終信號檢測結(jié)果 為計(jì)算按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合后得到的每個(gè)估計(jì)信號序列與接收機(jī)接收到 的信號之間的歐式距離，將最小歐式距離對應(yīng)的估計(jì)信號序列確定為所述最終信號檢測結(jié)^ ο較佳地，所述從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選出至少一個(gè)候選 信號序列之后，進(jìn)一步包括將各發(fā)射天線組的候選信號序列按照歐式距離分別進(jìn)行升序 排列；所述將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā)射天線組中選出的候選 信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合之后，進(jìn)一步包括將由各發(fā)射天線組中排在最后 (L-n)位的候選信號序列組成的估計(jì)信號序列刪除，其中η為預(yù)先設(shè)置的候選信號序列選 擇數(shù)目，L為預(yù)先設(shè)置的候選信號序列數(shù)目，并且1彡L彡P(guān)K，K = N/g, P為調(diào)制階數(shù)，N為 發(fā)射天線數(shù)目，g為所述預(yù)先設(shè)置的組數(shù)；而后對剩余的估計(jì)信號序列執(zhí)行所述將全部組 合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最終信號檢測結(jié)果的操作。本發(fā)明還提供一種MIMO接收機(jī)信號檢測裝置，具有較低的復(fù)雜度。在本發(fā)明的MIMO接收機(jī)信號檢測裝置中，包括分組模塊、候選信號序列確定模 塊以及最優(yōu)信號序列確定模塊，其中，所述分組模塊用于按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與 正交分組后得到的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號；所述候選信號序列確定模塊用于從從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信 號中選出至少一個(gè)候選信號序列；所述最優(yōu)信號序列確定模塊用于將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其 它發(fā)射天線組中選出的候選信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，將全部組合中被判定 為最優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最終信號檢測結(jié)果。較佳地，該裝置進(jìn)一步包括存儲模塊，用于保存預(yù)先設(shè)置的組數(shù)以及預(yù)先設(shè)置的 候選信號序列數(shù)目。在一個(gè)實(shí)施例中，所述分組模塊包括信道分組子模塊、干擾去除子模塊和分組結(jié) 果確定子模塊，其中，所述信道分組子模塊用于從所述存儲模塊中讀取預(yù)先設(shè)置的組數(shù)，并按照所讀取 的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行分組，得到各發(fā)射天線組的子信道矩陣以及所述子信道矩陣對應(yīng)的 正交矩陣；所述干擾去除子模塊用于從未被處理過的發(fā)射天線組中選擇一組作為當(dāng)前組，利 用當(dāng)前組的子信道矩陣對應(yīng)的正交矩陣，對除當(dāng)前組之外的其余組對當(dāng)前組的子信道矩陣 的干擾進(jìn)行去除，并得到當(dāng)前組對應(yīng)的等效接收信號；所述分組結(jié)果確定子模塊用于在確定存在未被處理的發(fā)射天線組時(shí)，通知所述干擾去除子模塊轉(zhuǎn)向下一組執(zhí)行前述操作。 較佳地，所述分組模塊進(jìn)一步包括排序子模塊，用于依照信道矩陣中各列元素的 范數(shù)來對所述信道矩陣中的各列元素進(jìn)行排序，并將排序后的結(jié)果輸出給所述信道分組子 模塊。 其中，所述候選信號序列確定模塊從存儲模塊中讀取信號序列數(shù)目L，并選擇抽取 出的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號與估計(jì)的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號序列 之間歐式距離最小的L個(gè)信號，作為所述候選信號序列，其中1彡L彡P(guān)K，K = N/g, P為調(diào) 制階數(shù)，N為發(fā)射天線數(shù)目，g為所述預(yù)先設(shè)置的組數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述最優(yōu)信號序列確定模塊包括信號組合子模塊和最優(yōu)信號 序列輸出子模塊，其中，所述信號組合子模塊用于將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā)射 天線組中選出的候選信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，得到估計(jì)信號序列；所述最優(yōu)信號序列輸出子模塊用于按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合后得到的每個(gè) 估計(jì)信號序列與接收到的信號之間的歐式距離，將最小歐式距離對應(yīng)的估計(jì)信號序列確定 為所述最終信號檢測結(jié)果。較佳地，該裝置進(jìn)一步包括信號排序模塊，用于接收所述候選信號序列確定模塊 選擇出的各發(fā)射天線組的候選信號序列，將各發(fā)射天線組的候選信號序列按照對應(yīng)的歐式 距離分別進(jìn)行升序排列，并將排序后的各發(fā)射天線組的候選信號序列輸出給所述信號組合 子模塊；所述最優(yōu)信號序列確定模塊進(jìn)一步包括信號篩選子模塊，用于將由各發(fā)射天線 組中排在最后(L-n)位的候選信號序列組成的估計(jì)信號序列刪除，其中η為預(yù)先設(shè)置的候 選信號序列選擇數(shù)目，L為預(yù)先設(shè)置的候選信號序列數(shù)目，并且1彡L彡P(guān)K，K = N/g, P為 調(diào)制階數(shù)，N為發(fā)射天線數(shù)目，g為所述預(yù)先設(shè)置的組數(shù)，再將篩選后的估計(jì)信號序列輸出 給所述最優(yōu)信號序列輸出子模塊。由上述方案可見，本發(fā)明能夠有效地降低接收機(jī)信號檢測過程中的復(fù)雜度。具體 來說，本發(fā)明中按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)將信道矩陣分成若干個(gè)正交的組，這樣被分組的信號 就由開始的高階矩陣轉(zhuǎn)換為至少兩個(gè)低階矩陣，即信號的階數(shù)得到了降低，從根本上降低 了后續(xù)步驟中的操作復(fù)雜度；此外，本發(fā)明分別從每個(gè)低階矩陣中選出至少一個(gè)性能較優(yōu) 的候選信號序列，并利用所有的候選信號序列得到最優(yōu)信號序列，這樣當(dāng)每個(gè)低階矩陣中 選擇出的候選信號序列數(shù)目大于或者等于2個(gè)時(shí)，組合出接近理想最優(yōu)信號序列的可能性 就非常大，那么就能夠較好地保證本發(fā)明中接收機(jī)信號檢測的性能。


下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1為本發(fā)明中MIMO接收機(jī)信號檢測方法的示例性流程圖；圖2為本發(fā)明中MIMO接收機(jī)信號檢測裝置的示例性結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中MIMO接收機(jī)信號檢測的方法流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中MIMO接收機(jī)信號檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
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具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明 做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明在進(jìn)行接收機(jī)信號檢測過程中，首先對信道矩陣進(jìn)行正交分組，然后從每 組信號中選出至少一個(gè)候選信號序列，再利用所選出的候選信號序列確定最優(yōu)信號序列。圖1為本發(fā)明中MIMO接收機(jī)信號檢測方法的示例性流程圖。參見圖1，該方法包 括在步驟101中，按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與正 交分組后得到的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號；在步驟102中，從從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選出至少一個(gè) 候選信號序列；在步驟103中，將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā)射天線組中選 出的候選信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，將全部組合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信號 序列確定為最終信號檢測結(jié)果。圖2為本發(fā)明中接收機(jī)信號檢測裝置的示例性結(jié)構(gòu)圖。參見圖2，該裝置包括分 組模塊、候選信號序列確定模塊以及最優(yōu)信號序列確定模塊。其中，分組模塊用于按照預(yù)先 設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與正交分組后得到的每個(gè)發(fā)射天線組對 應(yīng)的等效接收信號；候選信號序列確定模塊用于從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收 中選出至少一個(gè)候選信號序列；最優(yōu)信號序列確定模塊用于將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候 選信號序列與其它發(fā)射天線組中選出的候選信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，將全 部組合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最終信號檢測結(jié)果。本發(fā)明中按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)將信道矩陣分成若干個(gè)正交的組，這樣被分組的信 號就由開始的高階矩陣轉(zhuǎn)換為至少兩個(gè)低階矩陣，即信號的階數(shù)得到了降低，從根本上降 低了后續(xù)步驟中的操作復(fù)雜度；此外，本發(fā)明分別從每個(gè)低階矩陣中選出至少一個(gè)性能較 優(yōu)的候選信號序列，并利用所有的候選信號序列得到最優(yōu)信號序列，這樣當(dāng)每個(gè)低階矩陣 中選擇出的候選信號序列數(shù)目大于或者等于2個(gè)時(shí)，組合出接近理想最優(yōu)信號序列的可能 性就非常大，那么就能夠較好地保證本發(fā)明中接收機(jī)信號檢測的性能。下面將詳細(xì)說明本發(fā)明中接收機(jī)信號檢測的方案。圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例中MIMO接收機(jī)信號檢測的方法流程圖。參見圖3，該方 法包括在步驟301中，按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)，對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與正 交分組后得到的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號?！闱闆r下，將發(fā)射天線數(shù)或接收天線數(shù)大于或等于8的系統(tǒng)稱為高階MIMO系 統(tǒng)，而將發(fā)射天線和接收天線均小于或等于4的系統(tǒng)稱為低階MIMO系統(tǒng)，因此本步驟中，根 據(jù)發(fā)射天線或接收天線的數(shù)目來預(yù)先設(shè)置正交分組的組數(shù)。假設(shè)預(yù)先設(shè)置的組數(shù)為g組， 為了能夠使得接收機(jī)處的信號從高階矩陣轉(zhuǎn)換為低階矩陣，則g ^ 2。這里可以采用QR分解或者奇異值分解(singular value decomposition, SVD)等 方式來進(jìn)行正交分組。具體來說，本步驟中的正交分組包含如下操作
1、按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行分組，得到各發(fā)射天線組的子信道矩陣以 及各組的子信道矩陣對應(yīng)的正交矩陣。為了簡便起見，以下將發(fā)射天線組簡稱為組。經(jīng)過 這里的分組后，第i組的子信道矩陣為屯=[Η(,_1)χκ+1,. . .，Hiχκ]，Hi為信道矩陣H的第i 列，比對應(yīng)的正交矩陣Si為KX 1的列向量，其中K = N/g。2、從未被處理過的組中選擇一組作為當(dāng)前組，假設(shè)當(dāng)前組的子信道矩陣信號為第 i組子信道矩陣信號，構(gòu)造矩陣龜=[琿,…，!^,!^,…，!!』，g卩:為從信道矩陣H中抽取 出第i列Hi后構(gòu)成的矩陣，其中1彡i彡g。3、對所構(gòu)造的矩陣0,.進(jìn)行QR分解或者SVD分解，以便對除當(dāng)前組之外的其余組對 當(dāng)前組的干擾進(jìn)行去除。若采用QR分解，則得到VR =弾(fi,.),其中R為三角陣，Q為酉
矩陣，并且令矩陣V = Q ；若采用SVD分解，則得到[U，S，Vj =,其中U和V為酉矩
陣，S為三角陣。而后，利用矩陣V的第(Ν-Ν/g+l)行至第N行的元素來構(gòu)造行矩陣、。4、利用行矩陣Vj獲得當(dāng)前組的低階子系統(tǒng)信號具體來說，根據(jù)正交分解的 性質(zhì)可知，VjHi = 0，i乒j，則Viy = ViHs+Vp ；在保留其中的非零元素后，可以得到 y； = Vfy = ViHs + ViIi =
s + η；= HJs1 + <，其中 Si 表示第 i 組的等效發(fā)射信號，
也即Si = [s(i_1)K+1…siK]，H〖為第i組信號的等效信道矩陣，y〖為第i組信號的等效子系統(tǒng) 接收信號，<為第i組對應(yīng)的等效噪聲。這里的y1也可以被稱為是第i組對應(yīng)的等效接收 信號。這里的操作可以理解為執(zhí)行等效接收信號的抽取操作。5、若此時(shí)的i = g，則完成本步驟中的正交分組操作；否則，令i = i+Ι，再從前述 的第2點(diǎn)操作開始對下一組執(zhí)行處理。在對所有組信號進(jìn)行正交分組后，可得到Si為KX 1的列向量，1^為KXK的矩陣， <為KXl的列向量，y,v為KXl的列向量。這樣，原本為NXM的高階MIMO系統(tǒng)就轉(zhuǎn)換為g 個(gè)KXK的低階MIMO系統(tǒng)。例如，當(dāng)發(fā)射天線數(shù)N與接收天線數(shù)M均等于8時(shí)，可以取g = 2，此時(shí)經(jīng)過正交分 組后，可得到K = N/g = 8/2 = 4，則原本8X8的信道矩陣就可以轉(zhuǎn)換為2個(gè)4X4的等效 信道矩陣，即8X8的高階MIMO系統(tǒng)等效為兩個(gè)4X4的低階MIMO系統(tǒng)。以上為順序分組的方式，還可以在執(zhí)行本步驟的分組操作之前依照信道矩陣中各 列的范數(shù)來對各發(fā)射天線對應(yīng)的信號進(jìn)行排序，而后再針對排序后的信道矩陣執(zhí)行前述的 分組操作；此外，本實(shí)施例中還可以采用不均勻分組的方式實(shí)現(xiàn)分組，即至少兩組子信道矩 陣中包含的元素列數(shù)不相同。這種不均勻分組的方式可以與順序分組以及排序分組的方式 相結(jié)合使用。在步驟302中，根據(jù)歐式距離，從每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選擇出 至少一個(gè)候選信號序列。本步驟中可以先將候選信號序列數(shù)目設(shè)置為L，其中1彡L彡Ρκ，其中P為調(diào)制階 數(shù)，K = N/g ；然后，再從正交分組后得到的各個(gè)低階子系統(tǒng)信號中找出接收到的信號與估 計(jì)的第i組對應(yīng)的等效接收信號序列Si之間歐式距離最小的L個(gè)候選信號序列。這里在找出L個(gè)候選信號序列時(shí)，可以采用本領(lǐng)域已知的最大似然算法、自適應(yīng) 存活候選符號選擇算法(adaptive selection of surviving symbolreplica candidate，ASESS)以及 QR 分解 M 算法(QR decompositionM-algorithm, QRD-MLD)等。對于最大似然算法，對每組信號中的各列元素進(jìn)行遍歷，找出與接收到的信號y)" 之間歐式距離最小的L個(gè)列元素，作為候選信號序列。對于QRD-MLD算法，其操作如下首先假設(shè)當(dāng)前組為第i組，對前述步驟301中第i組信號的等效信道矩 陣H丨進(jìn)行QR分解，即H〖=Q〖R丨；然后對每組對應(yīng)的接收到的信號左乘Q;，得到
y9( =(Q丨廣HIV(Q)"廣<=R,vSi+n,.e ,其中、為第i組對應(yīng)的接收到的信號，(Q,v)"為
Q,V的轉(zhuǎn)置，Si為第i組對應(yīng)的接收信號序列，niQ為高斯噪聲；這樣，可以得到L個(gè)候選信號
序列為[4".4]=3^；^||、-rXII。無論采用何種算法，都可以得到L個(gè)候選信號序列[S11 S12... Sli ， [S21 S22...s2iJjcxi ,…’ [sgl Sg2 ...SgiJxxi ’其中‘表示第i組對應(yīng)的候選序列中的第j列向量。在步驟303中，將每組的候選信號序列與其它所有組的候選信號序列按照全部發(fā) 射天線組進(jìn)行組合，得到估計(jì)信號序列。具體來說，將第i組的L個(gè)候選信號序列分別與第1組至第(i-Ι)組以及第(i+1) 組至第g組的各個(gè)候選信號序列進(jìn)行組合，得到數(shù)量為Lg個(gè)估計(jì)信號序列，并且每個(gè)估計(jì) 信號序列的維度等于發(fā)射天線數(shù)目N。在步驟304中，按照歐式距離，從組合出的估計(jì)信號序列中選擇出最優(yōu)的估計(jì)信 號序列，作為最優(yōu)信號序列。本步驟中計(jì)算每個(gè)估計(jì)信號序列與接收到的信號之間的歐式距離，將最小歐式距 離對應(yīng)的估計(jì)信號序列確定為最優(yōu)信號序列，即得到最終信號檢測結(jié)果。上述的步驟303和304 —起可以被稱為組間交叉搜索。此外，本實(shí)施例中還可以先將一些被選為最優(yōu)信號序列的概率較低的估計(jì)信號序 列排除，在剩余的估計(jì)信號序列中進(jìn)行遍歷其對應(yīng)的歐式距離，找到最優(yōu)信號序列。具體 執(zhí)行時(shí)，可以在步驟302選擇出候選信號序列后，將各組的候選信號序列按照其對應(yīng)的歐 式距離分別進(jìn)行升序排列；而后在步驟303中組合估計(jì)信號序列時(shí)，將由各組中排在最后 (L-n)位的候選信號序列組成的估計(jì)信號序列刪除，其中η為預(yù)先設(shè)置的候選信號序列選 擇數(shù)目，這種設(shè)置可以通過仿真的方式來確定具體數(shù)值；最后對剩余的估計(jì)信號序列執(zhí)行 步驟304的操作，選擇出最優(yōu)信號序列。例如，假設(shè)g = 2、調(diào)制方式為QPSK、L = 8、n = 5， 即經(jīng)過正交分組后共得到2個(gè)低階MIMO子系統(tǒng)、每個(gè)子系統(tǒng)輸出8個(gè)候選信號序列，那么 可以得到Lg = 82 = 64個(gè)估計(jì)信號序列。在這64個(gè)估計(jì)信號序列中，需要將由第1組中 對應(yīng)歐式距離最大的五個(gè)候選信號序列分別與第2組中對應(yīng)歐式距離最大的五個(gè)候選信 號序列組共同成的25個(gè)估計(jì)信號序列排除，那么此時(shí)剩余39個(gè)估計(jì)信號序列，再通過步驟 304的操作計(jì)算各剩余估計(jì)信號序列對應(yīng)的歐式距離，并將歐式距離最小者選擇為最優(yōu)信 號序列，得到最終信號檢測結(jié)果。從以上描述可見，這種對估計(jì)信號序列進(jìn)行篩選排除的方式可以事先將被選擇為 最優(yōu)信號序列幾率非常小的估計(jì)信號序列排除出去，省去對被排除的估計(jì)信號序列計(jì)算對應(yīng)歐式距離的操作，從而能夠進(jìn)一步降低本實(shí)施例接收機(jī)信號檢測過程的復(fù)雜度。此外，本實(shí)施例的任何方式下，在系統(tǒng)以及調(diào)制方式確定后，噪聲相對于信道而言 是固定的，本實(shí)施例中接收機(jī)信號檢測的復(fù)雜度也就相應(yīng)固定，這對于將本實(shí)施例中的上 述方案付諸于硬件實(shí)施是十分有利的。圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例中MIMO接收機(jī)信號檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖4， 該裝置包括存儲模塊、分組模塊、候選信號序列確定模塊以及最優(yōu)信號序列確定模塊。其中的存儲模塊用于保存預(yù)先設(shè)置的組數(shù)以及候選信號序列數(shù)目。分組模塊包括信道分組子模塊、干擾去除子模塊和分組結(jié)果確定子模塊。其中 的信道分組子模塊用于從存儲模塊中讀取預(yù)先設(shè)置的組數(shù)，并按照所讀取的組數(shù)對信道矩 陣進(jìn)行分組，得到各組的子信道矩陣以及各組的子信道矩陣對應(yīng)的正交矩陣；干擾去除子 模塊用于從未被處理過的組中選擇一組作為當(dāng)前組，利用當(dāng)前組的子信道矩陣對應(yīng)的正交 矩陣，通過QR分解或者SVD分解等正交分解方式去除其余組對當(dāng)前組的子信道矩陣的干 擾，并得到當(dāng)前組對應(yīng)的等效接收信號；分組結(jié)果確定子模塊用于在確定存在未被處理的 組時(shí)，通知干擾去除子模塊轉(zhuǎn)向下一組執(zhí)行前述操作，此外還可以利用當(dāng)前組對應(yīng)的發(fā)射 信號序列以及行矩陣得到當(dāng)前組對應(yīng)的低階子系統(tǒng)信號。進(jìn)一步，本實(shí)施例中的分組模塊 還可以包括排序子模塊，該排序子模塊用于依照信道矩陣中各列的范數(shù)來對信道矩陣中的 各列元素進(jìn)行排序，并將排序后的結(jié)果輸出給信道分組子模塊。此外，信道分組子模塊還可 以采用不均勻分組的方式進(jìn)行分組。候選信號序列確定模塊用于從存儲模塊中讀取候選信號序列數(shù)目L，并選擇抽取 出的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號與估計(jì)的各組對應(yīng)的等效接收信號序列之間歐式 距離最小的L個(gè)信號，作為候選信號序列。最優(yōu)信號序列確定模塊包括信號組合子模塊和最優(yōu)信號序列輸出子模塊。其中的 信號組合子模塊用于將每組的候選信號序列與其它所有組的候選信號序列按照全部發(fā)射 天線組進(jìn)行組合，得到估計(jì)信號序列；最優(yōu)信號序列輸出子模塊用于按照全部發(fā)射天線組 進(jìn)行組合后得到的每個(gè)估計(jì)信號序列與接收到的信號之間的歐式距離，將最小歐式距離對 應(yīng)的估計(jì)信號序列確定為所述最終信號檢測結(jié)果。另外，如圖4中虛線所示出的，本實(shí)施例中的接收機(jī)信號檢測裝置中還可以包括 信號排序模塊。信號排序模塊用于接收候選信號序列確定模塊選擇出的各組的候選信號序 列，將各組的候選信號序列按照對應(yīng)的歐式距離分別進(jìn)行升序排列，并將排序后的各組的 候選信號序列輸出給最優(yōu)信號序列確定模塊中的信號組合子模塊；相應(yīng)地，最優(yōu)信號序列 確定模塊中進(jìn)一步包括信號篩選子模塊，用于將由各組中排在最后(L-n)位的候選信號序 列組成的估計(jì)信號序列刪除，其中η為預(yù)先設(shè)置的候選信號序列選擇數(shù)目，再將篩選后的 估計(jì)信號序列輸出給最優(yōu)信號序列確定模塊中的最優(yōu)信號序列輸出子模塊。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種多輸入多輸出接收機(jī)信號檢測方法，其特征在于，該方法包括按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與正交分組后得到的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號；從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選出至少一個(gè)候選信號序列；將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā)射天線組中選出的候選信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，將全部組合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最終信號檢測結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行 正交分組，分別抽取出與正交分組后得到的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號為按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行分組，得到各發(fā)射天線組的子信道矩陣以及所述 子信道矩陣對應(yīng)的正交矩陣；從未被處理過的發(fā)射天線組中選擇一組作為當(dāng)前組，利用當(dāng)前組的子信道矩陣對應(yīng)的 正交矩陣，對除當(dāng)前組之外的其余組對當(dāng)前組的子信道矩陣的干擾進(jìn)行去除，并得到當(dāng)前 組對應(yīng)的等效接收信號；在確定存在未被處理的發(fā)射天線組時(shí)，返回執(zhí)行所述從未被處理過的發(fā)射天線組中選 擇一組作為當(dāng)前組的操作。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行 正交分組之前，進(jìn)一步包括依照信道矩陣中各列元素的范數(shù)對所述信道矩陣中的各列元 素進(jìn)行排序，而后對排序后的結(jié)果執(zhí)行所述正交分組操作。
4.如權(quán)利要求2或3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，各發(fā)射天線組的子信道矩陣 中至少兩組子信道矩陣包含的元素列數(shù)不相同，或者，各發(fā)射天線組的子信道矩陣包含的 元素列數(shù)均相同。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效 接收信號中選出至少一個(gè)候選信號序列為選擇抽取出的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號與估計(jì)的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效 接收信號序列之間歐式距離最小的L個(gè)信號，作為所述候選信號序列，其中L為預(yù)先設(shè)置的 候選信號序列數(shù)目，并且1彡L彡P(guān)K，K = N/g, P為調(diào)制階數(shù)，N為發(fā)射天線數(shù)目，g為所述 預(yù)先設(shè)置的組數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述選擇抽取出的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等 效接收信號與估計(jì)的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號序列之間歐式距離最小的L個(gè)信 號為通過最大似然算法、自適應(yīng)存活候選符號選擇算法、QR分解M算法中的任一種算法，從 經(jīng)抽取后的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選擇出接收機(jī)接收到的信號與估計(jì)的各 發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號序列之間歐式距離最小的L個(gè)信號。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將全部組合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信 號序列確定為最終信號檢測結(jié)果為計(jì)算按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合后得到的每個(gè)估計(jì)信號序列與接收機(jī)接收到的信 號之間的歐式距離，將最小歐式距離對應(yīng)的估計(jì)信號序列確定為所述最終信號檢測結(jié)果。
8.如權(quán)利要求1至3、5至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選出至少一個(gè)候選信號序列之后，進(jìn)一步包括將各發(fā)射 天線組的候選信號序列按照歐式距離分別進(jìn)行升序排列；所述將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā)射天線組中選出的候選信 號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合之后，進(jìn)一步包括將由各發(fā)射天線組中排在最后 (L-n)位的候選信號序列組成的估計(jì)信號序列刪除，其中η為預(yù)先設(shè)置的候選信號序列選 擇數(shù)目，L為預(yù)先設(shè)置的候選信號序列數(shù)目，并且1彡L彡P(guān)K，K = N/g, P為調(diào)制階數(shù)，N為 發(fā)射天線數(shù)目，g為所述預(yù)先設(shè)置的組數(shù)；而后對剩余的估計(jì)信號序列執(zhí)行所述將全部組 合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最終信號檢測結(jié)果的操作。
9.一種多輸入多輸出接收機(jī)信號檢測裝置，其特征在于，該裝置包括分組模塊、候選 信號序列確定模塊以及最優(yōu)信號序列確定模塊，其中，所述分組模塊用于按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與正交 分組后得到的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號；所述候選信號序列確定模塊用于從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選 出至少一個(gè)候選信號序列；所述最優(yōu)信號序列確定模塊用于將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā) 射天線組中選出的候選信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，將全部組合中被判定為最 優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最終信號檢測結(jié)果。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括存儲模塊，用于保存預(yù) 先設(shè)置的組數(shù)以及預(yù)先設(shè)置的候選信號序列數(shù)目。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述分組模塊包括信道分組子模塊、干 擾去除子模塊和分組結(jié)果確定子模塊，其中，所述信道分組子模塊用于從所述存儲模塊中讀取預(yù)先設(shè)置的組數(shù)，并按照所讀取的組 數(shù)對信道矩陣進(jìn)行分組，得到各發(fā)射天線組的子信道矩陣以及所述子信道矩陣對應(yīng)的正交 矩陣；所述干擾去除子模塊用于從未被處理過的發(fā)射天線組中選擇一組作為當(dāng)前組，利用當(dāng) 前組的子信道矩陣對應(yīng)的正交矩陣，對除當(dāng)前組之外的其余組對當(dāng)前組的子信道矩陣的干 擾進(jìn)行去除，并得到當(dāng)前組對應(yīng)的等效接收信號；所述分組結(jié)果確定子模塊用于在確定存在未被處理的發(fā)射天線組時(shí)，通知所述干擾去 除子模塊轉(zhuǎn)向下一組執(zhí)行前述操作。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述分組模塊進(jìn)一步包括排序子模塊， 用于依照信道矩陣中各列元素的范數(shù)對所述信道矩陣中的各列元素進(jìn)行排序，并將排序后 的結(jié)果輸出給所述信道分組子模塊。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述候選信號序列確定模塊從存儲模塊 中讀取候選信號序列數(shù)目L，并選擇抽取出的各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號與估計(jì)的 各發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號序列之間歐式距離最小的L個(gè)信號，作為所述候選信號 序列，其中1彡L彡P(guān)K，K = N/g, P為調(diào)制階數(shù)，N為發(fā)射天線數(shù)目，g為所述預(yù)先設(shè)置的組 數(shù)。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述最優(yōu)信號序列確定模塊包括信號組 合子模塊和最優(yōu)信號序列輸出子模塊，其中，所述信號組合子模塊用于將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā)射天線 組中選出的候選信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，得到估計(jì)信號序列；所述最優(yōu)信號序列輸出子模塊用于按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合后得到的每個(gè)估計(jì) 信號序列與接收到的信號之間的歐式距離，將最小歐式距離對應(yīng)的估計(jì)信號序列確定為所 述最終信號檢測結(jié)果。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括信號排序模塊，用于接 收所述候選信號序列確定模塊選擇出的各發(fā)射天線組的候選信號序列，將各發(fā)射天線組的 候選信號序列按照歐式距離分別進(jìn)行升序排列，并將排序后的各發(fā)射天線組的候選信號序 列輸出給所述信號組合子模塊；所述最優(yōu)信號序列確定模塊進(jìn)一步包括信號篩選子模塊，用于將由各發(fā)射天線組中 排在最后(L-n)位的候選信號序列組成的估計(jì)信號序列刪除，其中η為預(yù)先設(shè)置的候選信 號序列選擇數(shù)目，L為預(yù)先設(shè)置的候選信號序列數(shù)目，并且1彡L彡P(guān)K，K = N/g, P為調(diào)制 階數(shù)，N為發(fā)射天線數(shù)目，g為所述預(yù)先設(shè)置的組數(shù)，再將篩選后的估計(jì)信號序列輸出給所 述最優(yōu)信號序列輸出子模塊。全文摘要
本發(fā)明公開了一種多輸入多輸出接收機(jī)信號檢測方法及裝置。在該方法中，包括按照預(yù)先設(shè)置的組數(shù)對信道矩陣進(jìn)行正交分組，分別抽取出與正交分組后得到的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號；從抽取的每個(gè)發(fā)射天線組對應(yīng)的等效接收信號中選出至少一個(gè)候選信號序列；將每個(gè)發(fā)射天線組中選出的候選信號序列與其它發(fā)射天線組中選出的候選信號序列按照全部發(fā)射天線組進(jìn)行組合，將全部組合中被判定為最優(yōu)的估計(jì)信號序列確定為最終信號檢測結(jié)果。本發(fā)明中的接收機(jī)信號檢測裝置包括分組模塊、候選信號序列確定模塊以及最優(yōu)信號序列確定模塊。本發(fā)明的方案能夠有效地降低接收機(jī)信號檢測過程中的復(fù)雜度。
文檔編號H04L1/06GK101888287SQ20091013869
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者蘭洋, 加山英俊, 張戰(zhàn) 申請人:株式會社Ntt都科摩