[發(fā)明專利]一種多輸入多輸出系統(tǒng)中的最大似然檢測方法及裝置

有效

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• 申請日: 2009-07-27
• 公開（公告）號: CN101615980A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 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: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04L1/00
• 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)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多輸入多輸出(MIMO)系 統(tǒng)中的最大似然檢測方法及裝置。

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(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)，因此，低復(fù)雜度的MIMO-ML算法一直是研究的重點。于是， 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(SD)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，從而使以下的搜索得以在更小的范圍內(nèi)進行。但是，球形譯碼不 可避免遇到性能、算法復(fù)雜度以及魯棒性的問題，如何在工程上實現(xiàn)最優(yōu)化 MIMO檢測算法，一直是業(yè)界通信專家和工程師們追求的至上目標(biāo)。于是，為 了克服傳統(tǒng)球形譯碼在工程實現(xiàn)上遇到各種問題，先后出現(xiàn)了深度優(yōu)先和寬度 優(yōu)先的球形譯碼算法。但實際上，上述兩種算法也遇到如下的問題：

深度優(yōu)先球形譯碼算法，會存在不同的信道條件，其球形譯碼搜索次數(shù)不 同，導(dǎo)致計算量不同，有可能導(dǎo)致計算量達到、甚至超過最大似然檢測的水平； 盡管在實現(xiàn)過程中，通過設(shè)置最大搜索次數(shù)來規(guī)避這個問題，但是，必然導(dǎo)致 系統(tǒng)性能的下降。

寬度優(yōu)先球形譯碼算法，雖然解決了球形譯碼搜索次數(shù)不可控的問題，也 便于VLSI等硬件的實現(xiàn)，但是該算法也存在性能下降的可能。例如，對于 K-Best球形譯碼算法，如何在一個信道條件變化的環(huán)境中選擇合適的每層K 值，其實也是一個NP的問題?，F(xiàn)在通常的做法是通過大量的數(shù)據(jù)仿真，來確 實每層的K值。這種方法雖然解決了每層K值的選取是NP的問題，但是， 帶來了部分性能的損失，同時，對每層的節(jié)點歐式距離的排序也是一個很費計 算量的過程，采用高效排序算法則成了減少算法復(fù)雜度的關(guān)鍵因素。但是，對 于只有兩根接收天線的終端的MIMO檢測來說，算法本身有時有點得不償失。

基于上述不同球形譯碼方法存在的問題，尤其對于接收天線只有2根的情 況，無論采取上述的哪種球形譯碼算法，都需要做一些球形譯碼前的預(yù)處理和 球形譯碼過程中地址、歐式距離等數(shù)據(jù)更新，其算法復(fù)雜度仍然較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多輸入多輸出系統(tǒng)中的最大似然 檢測方法及裝置，以降低接收天線數(shù)為2時的MIMO檢測的算法復(fù)雜度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一種多輸入多輸出系統(tǒng)中的最大似然檢測方法，適用于發(fā)射天線、接收天 線的配置為2×2時的信號檢測，包括如下步驟：

A、對信道矩陣進行QR分解，得到第一Q矩陣和第一R矩陣；

B、對信道矩陣的列交換次序后進行QR分解，得到第二Q矩陣和第二R 矩陣；

C、從第一R矩陣和第二R矩陣中選取對角線元素的絕對值按從小到大順 序排列的R矩陣作為排序R矩陣；

D、根據(jù)接收信號、排序R矩陣以及排序R矩陣對應(yīng)的Q矩陣計算解調(diào) 信號；

E、根據(jù)解調(diào)信號進行最大似然搜索。

上述的最大似然檢測方法，其中，步驟E包括：

在第一層中選取K個星座點，其中，K為調(diào)制階數(shù)；

對于第一層選取的每個星座點，在第二層選取與相應(yīng)的解調(diào)信號的歐式距 離最小的星座點，生成一條搜索路徑，并計算該搜索路徑對應(yīng)的歐式距離；

根據(jù)生成的K條搜索路徑以及對應(yīng)的歐式距離進行軟判決或者硬判決， 并輸出判決結(jié)果。

一種多輸入多輸出系統(tǒng)中的最大似然檢測裝置，適用于發(fā)射天線、接收天 線的配置為2×2時的信號檢測，包括：

第一QR分解單元，用于對信道矩陣進行QR分解，得到第一Q矩陣和第 一R矩陣；

第二QR分解單元，用于對信道矩陣的列交換次序后進行QR分解，得到 第二Q矩陣和第二R矩陣；

選擇單元，用于從第一R矩陣和第二R矩陣中選取對角線元素的絕對值 按從小到大順序排列的R矩陣作為排序R矩陣；