[發(fā)明專利]一種基于深度優(yōu)先搜索的球形譯碼檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910084580.6
• 申請日: 2009-05-18
• 公開（公告）號: CN101562464A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧冰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天碁科技有限公司
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04L1/00;H04L1/06
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許 靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種用于多輸入多輸出(MIMO)系 統(tǒng)的基于深度優(yōu)先搜索的球形譯碼檢測方法，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MIMO信號的檢測。

背景技術(shù)

MIMO最大似然(ML)檢測可以使系統(tǒng)獲得最佳的誤碼率性能，但遍歷 式搜索因其非確定性多項式(Non-deterministic?polynomial，NP)運算復(fù)雜 度在實際系統(tǒng)中往往難以實時實現(xiàn)或不能實現(xiàn)，低復(fù)雜度的MIMO-ML和接 近ML的信號檢測算法一直是MIMO系統(tǒng)所要解決的問題。

Viterbo等在Pohst等的研究基礎(chǔ)上，對具有柵格狀星座圖的源信號提出了 一種被稱為球形譯碼(sphere?decoding)的檢測算法。球形譯碼實質(zhì)上是把 MIMO-ML檢測問題構(gòu)建為在一棵源信號星座點樹上搜索一條最佳路徑的問 題，并在搜索過程中不斷地強化約束條件。球形譯碼的工作原理是：先在接收 信號空間中預(yù)設(shè)一個以接收信號點為圓心的球，再把該球映射為發(fā)射信號空間 中的一個橢球，并在橢球內(nèi)搜索可能的發(fā)射信號點，一旦找到一個發(fā)射信號點， 即以該信號點的映射點與接收信號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)進行。

最初的球形譯碼算法出現(xiàn)后，由于運算復(fù)雜度仍然很高，因此出現(xiàn)了很多 改進。Viterbo等提出的球形譯碼算法在每次縮小球半徑后都從頭開始搜索， 因而包含了重復(fù)搜索；Chan等對其作了改進，在每次縮小球半徑后從搜索到 的源信號點位置繼續(xù)下面的搜索，從而消除了重復(fù)搜索，進一步降低了搜索的 復(fù)雜度。傳統(tǒng)的球形譯碼算法一般不考慮信道估計誤差的影響，Xu等提出了 在每次搜索到的一個源信號點后結(jié)合平均信道估計誤差的大小來計算球半徑 的算法。球形譯碼的樹搜索通過不斷地縮小搜索范圍達到了降低運算復(fù)雜度的 目的。Hassibi和Vikalo的研究表明，球形譯碼具有多項式運算復(fù)雜度。

盡管如此，球形譯碼算法仍有許多不足，影響到該算法的實際應(yīng)用。首先， 初始半徑的選擇對于球形譯碼至關(guān)重要，過大的初始半徑會導(dǎo)致過大的運算復(fù) 雜度，而過小的初始半徑會導(dǎo)致球內(nèi)一個發(fā)射信號映射點都沒有而使搜索失 敗。然后，球形譯碼中網(wǎng)格點數(shù)量是一個隨機變量，受到信道條件、噪聲和初 始半徑的影響，因此定量分析檢測復(fù)雜度和延遲很困難，正如Jalden等所指出 的，球形譯碼的運算復(fù)雜度在最差情況下仍然是NP的，這在實時高速率應(yīng)用 中是非常不利的；另外，不確定性也使得球形譯碼的硬件實現(xiàn)有一定難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于深度優(yōu)先搜索的球形譯碼檢 測方法，以降低球形譯碼的運算復(fù)雜度，并易于通過硬件實現(xiàn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一種基于深度優(yōu)先搜索的球形譯碼檢測方法，包括如下步驟：

A、對信道矩陣H進行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y相乘，得到接收信號的均衡信號ρ；

C、設(shè)置初始化搜索半徑；

D、根據(jù)所述初始化搜索半徑、R矩陣和ρ執(zhí)行深度優(yōu)先搜索，并將當前 搜索半徑更新為搜索到的最底層節(jié)點的權(quán)值；

E、設(shè)置搜索總節(jié)點數(shù)的上限值M以及第i層搜索節(jié)點數(shù)的上限值K_i， i＝1，2，...，N_T，N_T為發(fā)射天線數(shù)；

F、根據(jù)當前搜索半徑、R矩陣和ρ執(zhí)行深度優(yōu)先搜索，搜索進入到第i 層時，判斷第i層搜索過的節(jié)點數(shù)是否等于K_i，若否，執(zhí)行第i層的搜索，若 是，進入第i+1層的搜索；

G、重復(fù)執(zhí)行步驟F，直到搜索的總節(jié)點數(shù)等于M或者所有層都不能繼續(xù) 執(zhí)行搜索時，輸出譯碼結(jié)果。

上述的球形譯碼檢測方法，步驟A中，所述QR分解為排序的QR分解， 使得R矩陣的對角線上第i個元素的模值不大于第i+1個元素的模值。

上述的球形譯碼檢測方法，步驟E中，根據(jù)調(diào)制方式、目標誤比特率和 信道狀態(tài)信息設(shè)置所述第i層搜索節(jié)點數(shù)的上限值K_i。

上述的球形譯碼檢測方法，步驟E中，所設(shè)置的第i層搜索節(jié)點數(shù)的上限 值K_i不小于第i+1層搜索節(jié)點數(shù)的上限值K_i+1。