專(zhuān)利名稱(chēng)：針對(duì)分組碼的復(fù)雜度固定的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)分組碼的復(fù)雜度固定的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法，屬于MIMO 系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于移動(dòng)通信的爆炸式發(fā)展，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)面臨著不斷增長(zhǎng)的無(wú)線(xiàn)鏈路傳輸速率 與稀缺的頻譜資源等挑戰(zhàn)。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)是利用多個(gè)發(fā)射天線(xiàn)和多個(gè)接收天 線(xiàn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸，在不增加發(fā)射功率與頻譜資源的基礎(chǔ)上，就能成倍地提升系統(tǒng)容量和頻 譜效率，因而成為未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。MIMO檢測(cè)算法在很大程度上決定了 MIMO系統(tǒng)的性能，為獲得MIMO方案的滿(mǎn)分 集和/或滿(mǎn)復(fù)用增益，通常采用具有最佳性能的最大似然檢測(cè)算法。將MIMO最優(yōu)檢測(cè)和 信道譯碼基于turbo原理進(jìn)行迭代處理的迭代檢測(cè)譯碼IDD(Iterative Detection and Decoding)技術(shù)，能夠獲得更多的編碼增益，因而引起業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注；即借助Turbo譯碼的 原理，將信道碼作為“外碼”，而經(jīng)空時(shí)編碼調(diào)制作為“內(nèi)碼”，兩者交織后共同組成發(fā)送端的 串行級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。在接收端，采用軟輸入軟輸出(SISO)檢測(cè)器與SISO信道譯碼器共同組成 迭代檢測(cè)譯碼結(jié)構(gòu)，通過(guò)在檢測(cè)器與信道譯碼器之間不斷地更新外信息，從而獲得整體的 最優(yōu)性能?；赥urbo原理的迭代MIMO檢測(cè)與信道譯碼相比較，串行處理能獲得更優(yōu)異的 性能，然而，其算法復(fù)雜度高。為此，本發(fā)明提出改進(jìn)的降低復(fù)雜度并提高檢測(cè)性能的聯(lián)合 檢測(cè)譯碼 JDD(Joint Detection and Decoding)的新方法。目前，現(xiàn)有技術(shù)方案均是在ΜΙΜΟ系統(tǒng)的接收端采用迭代檢測(cè)譯碼方案，如文 ((Achieving near-capacity on a multiple-antenna channel)) ( flj IEEE Trans.
Commun.，vol. 51，no. 3，pp. 389-399，Mar. 2003.)?，F(xiàn)有的迭代檢測(cè)譯碼方案的操作方法可 歸納為下列步驟(1)接收信號(hào)輸入至檢測(cè)器，經(jīng)過(guò)多天線(xiàn)檢測(cè)后，檢測(cè)器輸出多個(gè)候選符號(hào)序列， 通過(guò)比較候選符號(hào)序列與接收信號(hào)的歐氏距離，得到一個(gè)最優(yōu)的檢測(cè)序列的對(duì)數(shù)似然比 (LLR)形式的后驗(yàn)信息與外信息(即L-信息)。(2)將最優(yōu)檢測(cè)序列的L-信息輸入至解交織器，輸出的解交織后的L-信息作為譯 碼器的先驗(yàn)信息。(3)譯碼器譯碼得到一個(gè)最優(yōu)的譯碼序列的后驗(yàn)信息與外信息(L-信息)。以分 組碼的譯碼器為例采用設(shè)定的譯碼算法可以得到多個(gè)候選碼字序列。再通過(guò)比較候選碼 字序列與先驗(yàn)信息序列之間的歐氏距離，得到一個(gè)最優(yōu)的譯碼序列的后驗(yàn)信息與L-信息。(4)將最優(yōu)譯碼序列的L-信息輸入至交織器，交織后的L-信息作為下一次迭代處 理時(shí)檢測(cè)器的先驗(yàn)信息。(5)采用上述方式，進(jìn)行多次迭代(通常的迭代次數(shù)為4次)，對(duì)譯碼器最終輸出 的后驗(yàn)信息進(jìn)行硬判決，得到最終的譯碼結(jié)果。上述現(xiàn)有技術(shù)存在下述三個(gè)缺點(diǎn)
第一，針對(duì)于MIMO系統(tǒng)中分組碼的現(xiàn)有技術(shù)采用的SISO檢測(cè)器和譯碼器都是基 于候選列表方式。但是，二者的候選列表是各自獨(dú)立選取的，增加了系統(tǒng)處理的復(fù)雜度。第二，現(xiàn)有技術(shù)的譯碼器是根據(jù)檢測(cè)器輸出的一個(gè)最優(yōu)檢測(cè)序列來(lái)進(jìn)行譯碼，從 而得到最終結(jié)果；然而，盡管送入譯碼器的碼字序列是檢測(cè)空間中的最優(yōu)序列，但是，其可 能不是碼字空間中的最優(yōu)序列；因此只對(duì)檢測(cè)輸出的一個(gè)最優(yōu)檢測(cè)序列進(jìn)行譯碼，在迭代 次數(shù)較少時(shí)會(huì)降低系統(tǒng)性能。第三，現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)在檢測(cè)器和譯碼器之間的迭代更新并交換外信息來(lái)改善檢測(cè) 和譯碼的結(jié)果，從而提高系統(tǒng)性能；但是，檢測(cè)和譯碼的多次迭代操作自然會(huì)使系統(tǒng)的計(jì)算 復(fù)雜度很高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種在MIMO無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中針對(duì)信道 編碼為分組碼的復(fù)雜度固定的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼(JDD)方法。本發(fā)明針對(duì)MIMO系統(tǒng)中信 道編碼方案采用分組碼，設(shè)計(jì)了一種新的接收端的聯(lián)合檢測(cè)和譯碼處理的技術(shù)方案，該方 法降低了計(jì)算復(fù)雜度，同時(shí)提高了檢測(cè)性能。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種MIMO無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)采用分組碼的復(fù) 雜度固定的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法，其特征在于使用列表生成器，從MIMO檢測(cè)器的候選 列表中產(chǎn)生信道譯碼器的候選輸入碼字列表，以避免傳統(tǒng)的檢測(cè)譯碼算法的迭代處理；并 采用硬譯碼代替軟譯碼，降低接收端的工作復(fù)雜度；然后列表生成器與譯碼器的聯(lián)合處理， 在MIMO信號(hào)空間和碼字空間聯(lián)合約束下實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一候選符號(hào)序列空間構(gòu)造，從而提高系統(tǒng) 性能。所述方法包括下列操作步驟(1)在無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中采用多輸入多輸出技術(shù)，即發(fā)送端和接收端分別配置多根 天線(xiàn)；(2)發(fā)送端將原始比特序列送入線(xiàn)性分組碼編碼器得到一個(gè)碼字，再對(duì)其進(jìn)行交 織和編碼調(diào)制后，得到一個(gè)符號(hào)序列，并映射到多根天線(xiàn)上；然后利用多個(gè)時(shí)隙將該符號(hào)序 列發(fā)送出去；(3)接收端對(duì)接收到的各個(gè)時(shí)隙發(fā)送的部分符號(hào)序列分別進(jìn)行MIMO檢測(cè)，得到相 應(yīng)的部分候選檢測(cè)列表，又用列表生成器將該多個(gè)時(shí)隙輸出的部分候選檢測(cè)列表合并為整 體的檢測(cè)列表；再將進(jìn)行比較、排序操作后，輸出的整體的候選檢測(cè)列表送到解調(diào)器處理， 得到候選待解交織列表；然后，將該候選待解交織列表經(jīng)由解交織器處理得到的候選譯碼 輸入列表，送入線(xiàn)性分組碼譯碼器進(jìn)行譯碼；并從符合碼字空間約束的譯碼結(jié)果中，挑選與 整體接收符號(hào)序列的歐氏距離最近的一個(gè)碼字作為聯(lián)合處理的結(jié)果并輸出。所述步驟(2)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(21)將一組待發(fā)送的原始信息比特輸入分組碼編碼器，經(jīng)過(guò)信道編碼后輸出相應(yīng) 的一個(gè)碼字序列；(22)將該碼字序列輸入交織器，得到交織后的碼字序列；(23)將交織后的碼字序列輸入調(diào)制器，得到一個(gè)調(diào)制符號(hào)序列；(24)將該調(diào)制符號(hào)序列通過(guò)空時(shí)映射至各個(gè)發(fā)射天線(xiàn)上，利用η個(gè)時(shí)隙分別發(fā)送出去，其中，η是發(fā)射每幀信號(hào)所需的時(shí)隙數(shù)。所述步驟(3)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(31)接收端的MIMO檢測(cè)器對(duì)每個(gè)時(shí)隙的接收信號(hào)進(jìn)行MIMO檢測(cè)后，輸出該時(shí)隙 的、包含有h個(gè)序列的部分候選檢測(cè)列表；并在完成每幀數(shù)據(jù)的接收與檢測(cè)后，將該每幀時(shí) 長(zhǎng)內(nèi)的所有η個(gè)部分候選檢測(cè)列表送入列表生成器，其中，Ictl是由系統(tǒng)性能需求設(shè)定的自然 數(shù)，η是發(fā)射每幀信號(hào)所需的時(shí)隙數(shù)；(32)列表生成器將該η個(gè)部分候選檢測(cè)列表進(jìn)行全排列，得到G^n個(gè)整體的檢 測(cè)序列，從中選擇與整個(gè)接收符號(hào)序列的歐氏距離最小的&組檢測(cè)序列作為整體候選檢測(cè) 列表，其中，&是根據(jù)系統(tǒng)性能需求設(shè)定的小于或等于GOn的自然數(shù)；(33)列表生成器將所述包含Ic1個(gè)序列的整體候選檢測(cè)列表送至解調(diào)器進(jìn)行映射 后，生成數(shù)量為h個(gè)序列的候選待解交織列表；(34)再把所述包含Ic1個(gè)序列的候選待解交織的列表送入解交織器進(jìn)行解交織處 理，得到一個(gè)包含有Ic1個(gè)序列的候選譯碼輸入列表；(35)該候選譯碼輸入列表被送入分組碼譯碼器進(jìn)行硬判決譯碼操作，分組碼譯碼 器輸出其中能夠成功譯碼的碼字序列作為候選碼字，且該候選碼字能夠同時(shí)滿(mǎn)足MIMO信 號(hào)空間和碼字空間聯(lián)合約束的要求；(36)比較該聯(lián)合約束空間中的候選碼字所對(duì)應(yīng)的候選符號(hào)序列與整體接收符號(hào) 序列的歐氏距離，選擇其中歐氏距離最小的一個(gè)候選符號(hào)序列所對(duì)應(yīng)的候選碼字作為最優(yōu) 的聯(lián)合處理輸出。所述步驟(34)中的解交織器用于完成交織的逆過(guò)程，即解交織過(guò)程是在交織序 列的基礎(chǔ)上，將交織序列的各個(gè)比特恢復(fù)原有順序，從而恢復(fù)原始比特序列。本發(fā)明是一組在MIMO無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中針對(duì)信道編碼為分組碼的復(fù)雜度固定的高 效的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法，該方法的優(yōu)點(diǎn)是采用三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)較好地解決了現(xiàn)有技術(shù) 存在的上述三個(gè)缺陷。下面分別介紹之為了解決現(xiàn)有技術(shù)第一個(gè)缺陷，本發(fā)明利用列表生成器對(duì)MIMO檢測(cè)器輸出的候 選檢測(cè)序列進(jìn)行合并、比較和排序等操作，從中挑選出一組具有最優(yōu)可靠度的碼字序列作 為譯碼器的候選譯碼輸入序列，實(shí)現(xiàn)MIMO檢測(cè)與信道譯碼的聯(lián)合處理，從而降低了 MIMO系 統(tǒng)的接收信號(hào)處理的復(fù)雜度。為了解決現(xiàn)有技術(shù)第二個(gè)缺陷，本發(fā)明在完成每幀接收符號(hào)序列的檢測(cè)后，對(duì)每 幀時(shí)間段內(nèi)的多次檢測(cè)(因每幀符號(hào)要進(jìn)行多次發(fā)送)所得到的最優(yōu)序列集合進(jìn)行全排 列，得到整體的檢測(cè)序列集合；再分別計(jì)算其與每幀接收符號(hào)序列的歐氏距離，選擇其中歐 氏距離最小的多個(gè)序列，組成候選待交織序列的列表。再經(jīng)過(guò)解交織處理后，分別輸入至譯 碼器進(jìn)行譯碼。最后，譯碼得到多個(gè)能夠成功譯碼的候選碼字，分別計(jì)算該候選碼字對(duì)應(yīng)的 整個(gè)候選符號(hào)序列與接收符號(hào)序列的歐氏距離，選擇其中歐氏距離最小的碼字為最優(yōu)譯碼 結(jié)果。因?qū)⒘斜砩善魃傻亩鄠€(gè)整體最優(yōu)候選碼字序列集合作為MIMO檢測(cè)器與信道譯 碼器的公共碼字候選集合，大大降低檢測(cè)輸出序列不在碼字空間的概率，提高了檢測(cè)和譯 碼聯(lián)合處理的可靠性，也提高了系統(tǒng)性能。為了解決現(xiàn)有技術(shù)第三個(gè)缺陷，本發(fā)明不采用迭代處理方式，而是在列表生成器 中增加候選列表的大小，并從中選擇最優(yōu)的檢測(cè)譯碼結(jié)果，以便在保證系統(tǒng)性能前提下，降
6低系統(tǒng)處理復(fù)雜度?？傊景l(fā)明不僅降低了 MIMO系統(tǒng)的接收信號(hào)處理的復(fù)雜度，不采用迭代計(jì)算， 大大提升了系統(tǒng)處理效率；還經(jīng)過(guò)譯碼挑選出最優(yōu)譯碼結(jié)果，從而提高檢測(cè)和譯碼聯(lián)合處 理的可靠性，提高系統(tǒng)性能，且誤碼性能遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的迭代檢測(cè)譯碼方法。因此，本發(fā)明具 有很好的推廣應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型及其接收信號(hào)的處理流程示意圖。圖2是本發(fā)明采用分組碼的復(fù)雜度固定的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法流程圖。圖3是不同編碼速率下，本發(fā)明聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法與傳統(tǒng)的迭代檢測(cè)譯碼方 法的實(shí)施例誤碼性能比較圖。圖4是固定編碼速率，采用不同譯碼次數(shù)下的本發(fā)明聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法的實(shí) 施例誤碼性能比較圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和特點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明 作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1，介紹應(yīng)用本發(fā)明針對(duì)分組碼的復(fù)雜度固定的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法的 無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及其接收信號(hào)的處理流程。本發(fā)明以下行鏈路為例進(jìn)行描述，該 方法用于分別配置多根天線(xiàn)的基站與用戶(hù)之間的通信，其中，基站為發(fā)送端，用戶(hù)為接收端。假設(shè)發(fā)送端的發(fā)射天線(xiàn)數(shù)為Nt，接收端的接收天線(xiàn)數(shù)為Nr，發(fā)送端到接收端的信 道為準(zhǔn)靜態(tài)瑞利衰落信道，且接收端可以獲知精確的信道狀態(tài)信息(CSIR)。發(fā)送端的信道 編碼方案為分組碼。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，實(shí)施例采用擴(kuò)展BCH碼(eBCH)，且Nt = Nr。需要說(shuō)明的 是，本發(fā)明方法同樣適用于收發(fā)兩端的多個(gè)天線(xiàn)數(shù)目不相等的情況。信道編碼器輸入的原始信息序列B的長(zhǎng)度為k，編碼輸出的碼字序列C的長(zhǎng)度為
m。碼字序列C經(jīng)過(guò)偽隨機(jī)交織器后，輸入至MIMO調(diào)制器，其調(diào)制方式為q-QAM，其中，Iog2Q
m
為調(diào)制階數(shù)，S為輸出的符號(hào)序列，符號(hào)序列長(zhǎng)度為i。符號(hào)序列經(jīng)過(guò)空時(shí)映射至Nt根發(fā)射
m
天線(xiàn)。發(fā)送該符號(hào)序列所需要的時(shí)隙數(shù)為n，且" = Mxbgzg。接收端在t時(shí)刻接收到的信號(hào)矢量Yt可表示為Yt = HXt+Zt ；式中，1 ^ t ^ η ;Yt 表示NrXl的接收信號(hào)矢量；H是Nr X Nt維信道響應(yīng)矩陣；Xt是Nt X 1的發(fā)送信號(hào)矢量；Zt 是NrXl的AWGN噪聲矢量，其每個(gè)分量都是均值為零、方差為σ 2的獨(dú)立同分布的復(fù)高斯 隨機(jī)變量。接收信號(hào)矢量Yt是所有發(fā)送天線(xiàn)信號(hào)的疊加，因此，每個(gè)接收天線(xiàn)接收到的都 是有用信號(hào)與干擾信號(hào)的混合疊加。參見(jiàn)圖2，介紹接收端的信號(hào)處理流程的具體操作內(nèi)容(1)接收端對(duì)t時(shí)刻收到的信號(hào)矢量Yt進(jìn)行多天線(xiàn)檢測(cè)檢測(cè)算法采用SISO的ML/MAP算法，例如采用QRD-M或SD (如參考文獻(xiàn)K. J. Kim, J.Yue, R. A. litis and J. D. Gibson, "A QRD—M/Kalman Filter BasedDetection andChannel Estimation Algorithm for MIM0-0FDM Systems, "flJT" IEEE Trans, on Wireless Commun.，3 (2) :710_721，2005.)。檢測(cè)器輸出Ictl個(gè)部分候選檢測(cè)序列，每個(gè)部分候選檢測(cè) 序列為NrX 1維矢量。在每幀時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，接收端總共進(jìn)行了 η次檢測(cè)，輸出了 η個(gè)部分候選檢 測(cè)列表，每個(gè)列表包含有h個(gè)序列，并送入列表生成器。其中，Ictl是由系統(tǒng)性能需求設(shè)定的 自然數(shù)。(2)列表生成器對(duì)輸入的η個(gè)部分候選檢測(cè)列表進(jìn)行處理，輸出整體候選檢測(cè)列 表列表生成器先將輸入的η個(gè)部分候選檢測(cè)列表按照檢測(cè)的先后順序進(jìn)行全排列，得到
包含有個(gè)序列整體的檢測(cè)列表。需要指出的是進(jìn)行全排列的復(fù)雜度與h的大小有關(guān)。 為了保證復(fù)雜度在可以接受的范圍內(nèi)，k0的選擇要適中。然后，計(jì)算該整體的檢測(cè)列表的每 個(gè)序列與整體接收符號(hào)序列之間的歐氏距離，輸出其中歐氏距離最小的&個(gè)，作為整體候 選檢測(cè)列表，并送入解調(diào)器。其中，Ic1是根據(jù)系統(tǒng)性能需求設(shè)定的小于或等于GOn的自然 數(shù)。(3)解調(diào)器對(duì)輸入的、包含有1^個(gè)序列的整體候選檢測(cè)列表進(jìn)行解調(diào)，得到數(shù)量為 Ic1的候選待解交織列表，并送入解交織器。(4)解交織器對(duì)輸入的數(shù)量為Ic1的候選待解交織列表進(jìn)行解交織，得到數(shù)量為Ic1 的候選譯碼輸入列表，并送入分組碼譯碼器。(5)分組碼譯碼器分別對(duì)接收到的數(shù)量為Ic1的候選譯碼輸入列表進(jìn)行譯碼此 時(shí)可以利用傳統(tǒng)的分組碼的代數(shù)譯碼方案，例如Berlekamp-Massey(BM)方案(參考文獻(xiàn) J. L. Massey,"Shift-register synthesis and BCH decoding，，，干Ij于 IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT_15，pp. 122-127, Jan. 1969.)。譯碼器輸出可以成功譯碼的碼字，其個(gè)數(shù)為 k2,且 k2 < k”(6)對(duì)成功譯碼的k2個(gè)碼字進(jìn)行q-QAM調(diào)制，分別計(jì)算其調(diào)制符號(hào)序列與接收符 號(hào)序列的歐氏距離，再將歐氏距離最小的一組碼字序列判決為最優(yōu)碼字并輸出。以上操作就是本發(fā)明聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼過(guò)程的全部操作內(nèi)容。本發(fā)明已由申請(qǐng)人進(jìn)行了仿真實(shí)施試驗(yàn)，下面簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)施例的試驗(yàn)情況仿真試驗(yàn)的系統(tǒng)基本參數(shù)為發(fā)送端和接收端均配置4根天線(xiàn)，調(diào)制方式采用 QPSK。收發(fā)天線(xiàn)之間的無(wú)線(xiàn)信道服從準(zhǔn)靜態(tài)瑞利衰落信道，即信道衰落系數(shù)在一幀時(shí)長(zhǎng)內(nèi) 保持不變，幀間的衰落系數(shù)相互獨(dú)立。信道編碼方案為eBCH，仿真試驗(yàn)在三種編碼速率下的 性能，即:eBCH(32，16)，eBCH (32, 21)和 eBCH (32，26)。MIMO 檢測(cè)器采用 QRD-M 檢測(cè)算法， 令其最大枚舉次數(shù)為16次，即kQ = 16。令I(lǐng)c1 = 8，k2 = 32，即eBCH譯碼次數(shù)為32次。在對(duì)比方案中，接收端采用傳統(tǒng)的迭代檢測(cè)和譯碼技術(shù)方案。其中，設(shè)置迭代次數(shù) 為4次；eBCH軟輸入軟輸出譯碼器采用Chase-2譯碼算法(參考文獻(xiàn)D. Chase, "Class of algorithms for decoding block codes with channel measurementinformation, "flJT" IEEE Trans. Info. Theory, vol. 18，pp. 170-182，Jan. 1972.)，令其譯碼次數(shù)為 16 次，則 4次 迭代過(guò)程總共需要64次譯碼。通過(guò)實(shí)施例的數(shù)值仿真，對(duì)比了在不同編碼速率下(即碼率為0. 5的eBCH(32， 16)，碼率為0. 65625的eBCH(32，21)和碼率為0. 8125的eBCH(32，26))，本發(fā)明聯(lián)合列表 檢測(cè)譯碼方法與迭代檢測(cè)譯碼方法的誤碼率(BER)性能。其仿真結(jié)果參見(jiàn)圖3所示。由圖 3可知，在不同編碼速率下，本發(fā)明實(shí)施例的誤碼性能都要優(yōu)于對(duì)比方案中采用4次迭代下
8的誤碼性能，且編碼速率越高，二者的性能差距也越大。在固定編碼速率條件下，即采用編碼速率為1/2的eBCH(32，16)編碼方式時(shí)，對(duì)比 本發(fā)明的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法中采用不同譯碼次數(shù)時(shí)的誤碼(BER)性能，譯碼次數(shù)設(shè)置 為1、8、16、32、64，其仿真結(jié)果參見(jiàn)圖4所示。由圖4可以看到本發(fā)明實(shí)施例在不同譯碼次 數(shù)下的誤碼性能表現(xiàn)。隨著譯碼次數(shù)的增加，誤碼性能逐漸提升。但是，復(fù)雜度隨之加大。 因此需要綜合考慮復(fù)雜度與誤碼率性能等因素，選擇合適的候選列表長(zhǎng)度(即需要硬譯碼 的次數(shù))，本發(fā)明實(shí)施例中，考慮候選列表長(zhǎng)度為32。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明在處理效率上的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在分析本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的迭代 檢測(cè)譯碼方法的復(fù)雜度。進(jìn)行對(duì)比的是采用4次迭代的傳統(tǒng)迭代檢測(cè)譯碼方法與本發(fā)明序 列長(zhǎng)度為32的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法的復(fù)雜度。迭代檢測(cè)譯碼需要進(jìn)行4次檢測(cè)和4次 軟譯碼，且在該對(duì)比方案中，每次軟譯碼等效于16次硬譯碼，所以傳統(tǒng)的迭代檢測(cè)譯碼方 案共計(jì)需要4次檢測(cè)，64次硬譯碼。本發(fā)明列表檢測(cè)譯碼方案只需要進(jìn)行1次檢測(cè)和32次 硬譯碼。因此，相比于迭代檢測(cè)譯碼方案，采用聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方案的復(fù)雜度大大降低， 同時(shí)獲得誤碼性能的增益。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)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種采用分組碼的MIMO無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的復(fù)雜度固定的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法；其特征在于使用列表生成器，從MIMO檢測(cè)器的候選列表中產(chǎn)生信道譯碼器的候選輸入碼字列表，以避免傳統(tǒng)的檢測(cè)譯碼算法的迭代處理；并采用硬譯碼代替軟譯碼，降低接收端的工作復(fù)雜度；然后列表生成器與譯碼器的聯(lián)合處理，在MIMO信號(hào)空間和碼字空間聯(lián)合約束下實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一候選符號(hào)序列空間構(gòu)造，從而提高系統(tǒng)性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括下列操作步驟(1)在無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中采用多輸入多輸出技術(shù)，即發(fā)送端和接收端分別配置多根天線(xiàn).(2)發(fā)送端將原始比特序列送入線(xiàn)性分組碼編碼器得到一個(gè)碼字，再對(duì)其進(jìn)行交織和 編碼調(diào)制后，得到一個(gè)符號(hào)序列，并映射到多根天線(xiàn)上；然后利用多個(gè)時(shí)隙將該符號(hào)序列發(fā) 送出去；(3)接收端對(duì)接收到的各個(gè)時(shí)隙發(fā)送的部分符號(hào)序列分別進(jìn)行MIMO檢測(cè)，得到相應(yīng)的 部分候選檢測(cè)列表，又用列表生成器將該多個(gè)時(shí)隙輸出的部分候選檢測(cè)列表合并為整體的 檢測(cè)列表；再將進(jìn)行比較、排序操作后，輸出的整體的候選檢測(cè)列表送到解調(diào)器處理，得到 候選待解交織列表；然后，將該候選待解交織列表經(jīng)由解交織器處理得到的候選譯碼輸入 列表，送入線(xiàn)性分組碼譯碼器進(jìn)行譯碼；并從符合碼字空間約束的譯碼結(jié)果中，挑選與整體 接收符號(hào)序列的歐氏距離最近的一個(gè)碼字作為聯(lián)合處理的結(jié)果并輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(2)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(21)將一組待發(fā)送的原始信息比特輸入分組碼編碼器，經(jīng)過(guò)信道編碼后輸出相應(yīng)的一 個(gè)碼字序列；(22)將該碼字序列輸入交織器，得到交織后的碼字序列；(23)將交織后的碼字序列輸入調(diào)制器，得到一個(gè)調(diào)制符號(hào)序列；(24)將該調(diào)制符號(hào)序列通過(guò)空時(shí)映射至各個(gè)發(fā)射天線(xiàn)上，利用η個(gè)時(shí)隙分別發(fā)送出 去，其中，η是發(fā)射每幀信號(hào)所需的時(shí)隙數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(3)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(31)接收端的MIMO檢測(cè)器對(duì)每個(gè)時(shí)隙的接收信號(hào)進(jìn)行MIMO檢測(cè)后，輸出該時(shí)隙的包 含有h個(gè)序列的部分候選檢測(cè)列表；并在完成每幀數(shù)據(jù)的接收與檢測(cè)后，將該每幀時(shí)長(zhǎng)內(nèi) 的所有η個(gè)部分候選檢測(cè)列表送入列表生成器，其中，k0是由系統(tǒng)性能需求設(shè)定的自然數(shù)， η是發(fā)射每幀信號(hào)所需的時(shí)隙數(shù)；(32)列表生成器將該η個(gè)部分候選檢測(cè)列表進(jìn)行全排列，得到GOn個(gè)整體的檢測(cè)序 列，從中選擇與整個(gè)接收符號(hào)序列的歐氏距離最小的h組檢測(cè)序列作為整體候選檢測(cè)列 表，其中，&是根據(jù)系統(tǒng)性能需求設(shè)定的小于或等于GOn的自然數(shù)；(33)列表生成器將所述包含&個(gè)序列的整體候選檢測(cè)列表送至解調(diào)器進(jìn)行映射后，生 成數(shù)量為h個(gè)序列的候選待解交織列表；(34)再把所述包含Ic1個(gè)序列的候選待解交織的列表送入解交織器進(jìn)行解交織處理，得 到一個(gè)包含有Ic1個(gè)序列的候選譯碼輸入列表；(35)該候選譯碼輸入列表被送入分組碼譯碼器進(jìn)行硬判決譯碼操作，分組碼譯碼器輸 出其中能夠成功譯碼的碼字序列作為候選碼字，且該候選碼字能夠同時(shí)滿(mǎn)足MIMO信號(hào)空 間和碼字空間聯(lián)合約束的要求；(36)比較該聯(lián)合約束空間中的候選碼字所對(duì)應(yīng)的候選符號(hào)序列與整體接收符號(hào)序列 的歐氏距離，選擇其中歐氏距離最小的一個(gè)候選符號(hào)序列所對(duì)應(yīng)的候選碼字作為最優(yōu)的聯(lián) 合處理輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟(34)中的解交織器用于完成交 織的逆過(guò)程，即解交織過(guò)程是在交織序列的基礎(chǔ)上，將交織序列的各個(gè)比特恢復(fù)原有順序， 從而恢復(fù)原始比特序列。
全文摘要
一種采用分組碼的MIMO無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的復(fù)雜度固定的聯(lián)合列表檢測(cè)譯碼方法，是使用列表生成器，從MIMO檢測(cè)器的候選列表中產(chǎn)生信道譯碼器的候選輸入碼字列表，以避免傳統(tǒng)的檢測(cè)譯碼算法的迭代處理；并采用硬譯碼代替軟譯碼，降低接收端的工作復(fù)雜度；然后列表生成器與譯碼器的聯(lián)合處理，在MIMO信號(hào)空間和碼字空間聯(lián)合約束下實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一候選符號(hào)序列空間構(gòu)造，從而提高系統(tǒng)性能。本發(fā)明是針對(duì)MIMO系統(tǒng)中信道編碼方案采用分組碼而設(shè)計(jì)的新的接收端的聯(lián)合檢測(cè)和譯碼處理的技術(shù)方案，該方法降低了計(jì)算復(fù)雜度，同時(shí)提高了檢測(cè)性能。
文檔編號(hào)H04L1/06GK101902302SQ20101025610
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者吳木子, 彭岳星, 王文博, 辛海洋 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)