[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于超大規(guī)模集成電路的球形譯碼檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910084579.3
• 申請(qǐng)日: 2009-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101557269A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧冰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京天碁科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04J13/00
• 分類(lèi)號(hào): H04J13/00;H03M7/00;H04B7/00;H04L29/00
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許 靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，特別涉及一種用于多輸入多輸出(MIMO)系 統(tǒng)的基于超大規(guī)模集成電路(VLSI)的球形譯碼檢測(cè)方法，本發(fā)明也可以應(yīng) 用于正交頻分復(fù)用(OFDM)和MIMO系統(tǒng)中對(duì)MIMO信號(hào)的檢測(cè)。

背景技術(shù)

在目前無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)及其演進(jìn)過(guò)程中，多輸入輸出天線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)被廣泛采 用。無(wú)論是3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)中(long?term?evolution，LTE)，還是802.16 系列技術(shù)演進(jìn)版本中，都把正交頻分復(fù)用和MIMO技術(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)廣泛使 用。與傳統(tǒng)的單輸入輸出(SISO)系統(tǒng)相比，MIMO系統(tǒng)的接收是在時(shí)間與 頻域上均相互重疊情況進(jìn)行MIMO信號(hào)檢測(cè)，因此，MIMO信號(hào)檢測(cè)復(fù)雜度 大大高于傳統(tǒng)SISO信號(hào)檢測(cè)。

MIMO最大似然(Maximum?Likelihood，ML)檢測(cè)可以使系統(tǒng)獲得最佳 的誤碼率性能，但遍歷式搜索因其具有非確定性多項(xiàng)式(Non-deterministic polynomial，NP)運(yùn)算復(fù)雜度在實(shí)際系統(tǒng)中往往難以實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)或不能實(shí)現(xiàn)， 低復(fù)雜度的MIMO-ML和接近ML的信號(hào)檢測(cè)算法一直是MIMO系統(tǒng)所要解 決的問(wèn)題。

于是，Viterbo等在Pohst等的研究基礎(chǔ)上，對(duì)具有柵格狀星座圖的源信號(hào) 提出了一種被稱(chēng)為球形譯碼(sphere?decoding)的檢測(cè)算法。球形譯碼實(shí)質(zhì)上 是把MIMO-ML檢測(cè)問(wèn)題構(gòu)建為在一棵源信號(hào)星座點(diǎn)樹(shù)上搜索一條最佳路徑 的問(wèn)題，并在搜索過(guò)程中不斷地強(qiáng)化約束條件。球形譯碼的工作原理是：先在 接收信號(hào)空間中預(yù)設(shè)一個(gè)以接收信號(hào)點(diǎn)為圓心的球，再把該球映射為發(fā)射信號(hào) 空間中的一個(gè)橢球，并在橢球內(nèi)搜索可能的發(fā)射信號(hào)點(diǎn)，一旦找到一個(gè)發(fā)射信 號(hào)點(diǎn)，即以該信號(hào)點(diǎn)的映射點(diǎn)與接收信號(hào)的距離為半徑收縮預(yù)設(shè)的球，從而使 后續(xù)的搜索得以在更小的范圍內(nèi)進(jìn)行。

然而，傳統(tǒng)的球形譯碼存在一個(gè)不利的因素，那就是不同的信道條件，信 號(hào)質(zhì)量以及初始半徑，其算法計(jì)算復(fù)雜度是不同的。特別是對(duì)于奇異矩陣，有 可能導(dǎo)致整個(gè)算法不收斂，導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓。因此，如何有效控制球形譯碼算 法復(fù)雜度，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性以及速率固定性，對(duì)于一個(gè)實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)通信系 統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤其重要。

基于上述的原因，于是出現(xiàn)了利用寬度優(yōu)先算法代替深度優(yōu)先算法的 K-Best算法，其核心思想就是在每層搜索最優(yōu)路徑時(shí)，只保留權(quán)值最小的K 個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后從這保留的K個(gè)節(jié)點(diǎn)息繼續(xù)向下搜索，直到最底層。這種算法 比較適合于通過(guò)VLSI硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

不過(guò)，對(duì)于K-Best算法，也存在如何從K×M_c(M_c是調(diào)制點(diǎn)數(shù))個(gè)節(jié)點(diǎn)中 選取最優(yōu)的K個(gè)節(jié)點(diǎn)以及如何保證性能與最大似然ML性能基本一致的情況 下，盡可能減少算法的復(fù)雜度的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于超大規(guī)模集成電路的球形譯 碼檢測(cè)方法，以降低球形譯碼的運(yùn)算復(fù)雜度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一種基于超大規(guī)模集成電路的球形譯碼檢測(cè)方法，包括如下步驟：

A、對(duì)信道矩陣H進(jìn)行QR分解，得到Q矩陣和R矩陣；

B、將Q矩陣的共軛轉(zhuǎn)置與接收信號(hào)相乘，得到接收信號(hào)的均衡信號(hào)ρ；

C、設(shè)置第i層的搜索節(jié)點(diǎn)數(shù)K_i，i＝1，2，...，N_T，N_T為發(fā)射天線(xiàn)數(shù)；

D、根據(jù)所述R矩陣和ρ確定的球形譯碼表達(dá)式，對(duì)第1層的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查 表排序，保留歐式距離最小的K₁個(gè)節(jié)點(diǎn)，并計(jì)算保留的K₁個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值；

E、執(zhí)行第i層搜索時(shí)，分別對(duì)第i-1層保留的K_i-1個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述球形 譯碼表達(dá)式進(jìn)行節(jié)點(diǎn)內(nèi)的查表排序，并計(jì)算所述K_i-1個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)的權(quán)值， 然后，根據(jù)查表排序結(jié)果對(duì)所述K_i-1個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)采用超大規(guī)模集成電路 VLSI進(jìn)行分治排序，保留權(quán)值最小的K_i個(gè)節(jié)點(diǎn)；

F、搜索完最后一層后，輸出譯碼結(jié)果。

上述的球形譯碼檢測(cè)方法，步驟E中，采用VLSI進(jìn)行分治排序包括：