[發(fā)明專利]一種多輸入多輸出MIMO解調(diào)的空時(shí)優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410478931.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN104270329B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軼凡;高謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/03
• 分類號(hào): H04L25/03
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多輸入多輸出MIMO解調(diào)的空時(shí)優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域中的DSP技術(shù)，DSP技術(shù)是一種將現(xiàn)實(shí)世界中的真實(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠處理的信息的過程。DSP芯片有很多優(yōu)點(diǎn)，如大規(guī)模集成性、穩(wěn)定性好、精度高、可編程、接口集成方便等。在當(dāng)今的數(shù)字化時(shí)代背景下，伴隨著隨著無線通信的快速發(fā)展，DSP芯片在通信系統(tǒng)中的使用得到了快速發(fā)展。雖然DSP有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是每種芯片也有時(shí)間和空間的局限性。即任何多核DSP芯片都有固定的時(shí)鐘周期和固定的存儲(chǔ)空間。DSP的空時(shí)優(yōu)化就是為了解決時(shí)間空間的資源不足問題。只有做好了多核DSP的空時(shí)優(yōu)化，才能更好的利用DSP芯片所提供的時(shí)間和空間資源，在系統(tǒng)所需的有限時(shí)鐘周期內(nèi)處理完所要處理的數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)。

現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于基于TMS320C66x型多核DSP的4×4MIMO解調(diào)系統(tǒng)，DSP芯片的時(shí)間空間利用率不高，存在很大的資源浪費(fèi)問題。這個(gè)問題主要體現(xiàn)在當(dāng)前基于TMS320C66x型多核DSP的4×4MIMO系統(tǒng)處理過程中需要的時(shí)鐘周期相當(dāng)龐大，即在給定的DSP核上不能達(dá)到處理的實(shí)時(shí)性。由于4×4MIMO解調(diào)過程是一個(gè)數(shù)據(jù)處理相當(dāng)龐大的過程，這就會(huì)浪費(fèi)相當(dāng)多的DSP核進(jìn)行解MIMO操作，這不僅導(dǎo)致DSP的資源利用率不高，同時(shí)也會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種多輸入多輸出MIMO解調(diào)的空時(shí)優(yōu)化方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，基于TMS320C66x型多核DSP的4×4MIMO解調(diào)系統(tǒng)中的DSP芯片的時(shí)間空間利用率不高的問題。

第一方面，本發(fā)明提供一種多輸入多輸出MIMO解調(diào)的空時(shí)優(yōu)化方法，所述方法針對(duì)于基于TMS320C66x型多核DSP的4×4MIMO解調(diào)，所述方法包括：

S1.將塊數(shù)據(jù)N進(jìn)行MIMO解調(diào)的求解過程劃分為加權(quán)矩陣模塊、數(shù)據(jù)均衡模塊和軟判決模塊；

S2.將所述加權(quán)矩陣模塊劃分為矩陣共軛轉(zhuǎn)置變換、矩陣相加和矩陣相乘三個(gè)子模塊；

S3.將所述數(shù)據(jù)均衡模塊劃分為矩陣相乘和矩陣相乘兩個(gè)子模塊；

S4.將所述軟判決模塊劃分為等效噪聲計(jì)算和對(duì)數(shù)似然比LLR軟信息計(jì)算兩個(gè)子模塊；

S5.對(duì)所述塊數(shù)據(jù)N按照步驟S2-S4劃分后的子模塊采用循環(huán)處理的方式進(jìn)行MIMO優(yōu)化解調(diào)。

其中，所述步驟S2將所述加權(quán)矩陣模塊劃分為矩陣共軛轉(zhuǎn)置變換、矩陣相加和矩陣相乘三個(gè)子模塊包括：

加權(quán)矩陣模塊基于最小均方誤差算法，其公式為：

W＝(H^HH+σ²I)^-1H^H

其中，H為信道沖擊響應(yīng)矩陣，σ²為信道估計(jì)的噪聲，I為單位矩陣，對(duì)于4×4MIMO，H的階數(shù)為4×4階，H^H為矩陣H的共軛轉(zhuǎn)置變換，根據(jù)上式將加權(quán)矩陣模塊劃分為更小的子模塊：矩陣共軛轉(zhuǎn)置變換、矩陣相加和矩陣相乘子模塊。

其中，所述步驟S3將所述數(shù)據(jù)均衡模塊劃分為矩陣相乘和矩陣相乘兩個(gè)子模塊包括：

數(shù)據(jù)均衡模塊是對(duì)塊數(shù)據(jù)N根據(jù)加權(quán)矩陣W進(jìn)行均衡，MIMO系統(tǒng)中塊數(shù)據(jù)N如下：

N＝Hx+n

式中，H為信道沖擊響應(yīng)矩陣，x為發(fā)送信號(hào)，n為噪聲，對(duì)塊數(shù)據(jù)N根據(jù)加權(quán)矩陣W進(jìn)行均衡如下：

式中，d為數(shù)據(jù)均衡結(jié)果，根據(jù)上式將數(shù)據(jù)均衡模塊分為兩個(gè)矩陣相乘子模塊。

其中，所述步驟S4將所述軟判決模塊劃分為等效噪聲計(jì)算和對(duì)數(shù)似然比LLR軟信息計(jì)算兩個(gè)子模塊包括：

軟判決模塊為基于對(duì)數(shù)似然比LLR的軟判決，軟判決模塊需要計(jì)算兩個(gè)量值，第一個(gè)為等效噪聲：

用等效噪聲進(jìn)行歸一化后，對(duì)于第i個(gè)layer的調(diào)制符號(hào)內(nèi)，I路的第k個(gè)比特的軟信息值LLR(b_i,I,k)，可以按照下式計(jì)算：