[發明專利]一種球形譯碼檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 200910087761.4
• 申請日: 2009-06-22
• 公開（公告）號: CN101594202B
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 李果;鄧冰
• 申請（專利權）人: 北京天碁科技有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L25/03;H04B7/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜

技術領域

本發明主要涉及無線通信中的多輸入輸出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)檢測，尤其涉及一種球形譯碼檢測方法及裝置。

背景技術

隨著無線通信技術的逐步成熟，移動用戶數量正在呈指數倍增長，并且移 動業務已從傳統的語音業務擴展到了多媒體業務，這樣頻譜資源就顯得日益緊 張。針對這一情況，能夠實現高效編碼、調制以及信號處理的多輸入多輸出 (MIMO，Multiple-Input?Multiple-Output)系統應運而生，無論是3GPP(3rd Generation?Partnership?Project，第三代合作伙伴計劃)長期演進技術中(long term?evolution，LTE)，還是802.16系統技術演進版本中，都把正交頻分復用 (OFDM，Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing)和MIMO技術作為關 鍵技術被廣泛采用。與傳統的單輸入輸出(SISO，simple?input?simple?output) 系統相比，MIMO系統的接收是在時間與頻域上均相互重疊情況進行MIMO 信號檢測，因此，MIMO信號檢測復雜度大大高于傳統SISO信號檢測。在 MIMO系統中，為了提高信源信息傳輸的可靠性，在發送端，待傳輸信號首先 經過能夠提供糾錯能力的信道編碼，再進行空時/空頻/空時頻編碼，而后由多 幅發送天線同時或者按照一定的時間順序發送出去。對于接收端，由多幅接收 天線同時或按照一定的時間順序接收來自于發送端的信號，并依次進行空時/ 空頻/空時頻解碼和信道譯碼，從而將譯碼結果作為待發送信號的原始信息。

理論上，對MIMO信號可以通過最大似然(Maximum?likelihood，ML) 檢測方法進行檢測。但是，最大似然檢測需要遍歷搜索的星座點數隨著發射天 線數、調制方式自由度的增加成指數增長，因此，在發射天線多和高階調制的 情況下，其運算復雜度是在實際系統中難以承受的。因此，尋找性能接近ML 檢測方法，而復雜度大大降低的方法，就成為MIMO檢測技術在實際系統中 能否實現的關鍵因素。

于是，Viterbo等在Pohst等的研究基礎上，對具有柵格狀星座圖的信號提 出了球形譯碼(Sphere?Decoding，SD)算法。而Damen將這種算法推廣到 MIMO信號檢測，并取得比垂直貝爾實驗室分層空時(V-BLAST，vertical?bell laboratories?layered?space-time)檢測更好的性能。球形譯碼實質上是把 MIMO-ML檢測問題構建為是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 收信號空間中預設一個以接收信號點為圓心的球，再把該球映射為發射信號空 間中的一個橢球，并在橢球內搜索可能的發射信號點，一旦找到一個發射信號 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設的球，從而使以 下的搜索得以在更小的范圍內進行，球形譯碼的樹搜索也在不斷地縮小搜索范 圍達到了降低運算復雜度的目的。

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用。首先， 初始半徑的選擇對于球形譯碼至關重要，過大的初始半徑會導致過大的運算復 雜度，而過小的初始半徑會導致球內一個發射信號映射點都沒有而使搜索失 敗。因此，初始半徑的選取對球形譯碼復雜度有很大影響。其次，球形譯碼中 網格點數量是一個隨機變量，受到信道條件、噪聲和初始半徑的影響，因此定 量分析檢測復雜度和延遲很困難，球形譯碼的運算復雜度在最差情況下仍然是 NP的。這在實時高速率應用中是非常不利的，不確定性也使得硬件實現有一 定難度。另外，當信道條件數很大時，被扭曲的星座圖在各維上拉伸和壓縮的 程度差異也很大，使得柵格點到檢測閾邊界的最小距離變小，所以性能會下降。 因此，隨著信道條件數的增大，檢測的復雜度會增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種低復雜度且易于硬件實現的球形譯碼檢測方法 及裝置，以解決現有技術中球形譯碼檢測方法復雜度高、硬件實現難的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種球形譯碼檢測方法，包括步驟：

A：對接收信號的信道矩陣進行QR分解；