[發明專利]一種基于差分度量低復雜度QAM-MIMO檢測方法

有效

• 申請號: 201810207657.3
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108449120B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 鄧宏貴;劉小雄
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04L27/38
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種基于差分度量低復雜度QAM-MIMO檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據已知的信道信息和接收信號向量確定接收端初始序列，并計算出接收端初始序列中每一位信號的一階差分函數和上邊界函數；

步驟2：利用接收端初始序列中每一位信號的上邊界函數值確定信號所在位置是否為最大似然(ML)位；

步驟2.1：將上邊界函數值為負數的信號所在位置作為ML位，再利用新增的ML位更新未被確定為ML位的信號上邊界函數；再次利用更新后信號上邊界函數確定是否產生新的ML位，如果有新的ML位產生，則繼續更新未被確定為ML位的信號上邊界函數，以此往復，直到沒有新的ML位被確定；

步驟2.2：利用ML位概率函數再次確定新的ML位；

利用ML位概率函數計算未被確定為ML位的信號所在位置的ML位概率，并且從中選擇ML位概率最大的位置作為新增的ML位，并返回步驟2.1，利用新增ML位繼續更新未被確定為ML位的信號的上邊界函數；

步驟3：獲取檢測序列；

如果經過步驟2后，接收端初始序列中所有信號均為ML位，則直接輸出接收端初始序列為最終檢測序列，否則，對未被確定為ML位的信號所在位置進行帶判決條件的深度優先遍歷搜索，并計算每條合格路徑的累積度量值，在所有合格路徑中選擇最大累積度量值對應的路徑作為最優路徑，根據最優路徑調整接收端初始序列后，得到最終檢測序列；

所述對未被確定為ML位的信號所在位置進行帶判決條件的深度優先遍歷搜索是指依次假設所有未被確定為ML位的信號所在位置分別為ML位和非最大似然(nML)位，并利用假設新增的ML位或nML位更新其余未被確定的信號上邊界函數，將所有未被確定為ML位的信號所在位置均被假設后，以所有未被確定為ML位的信號所在位置的一種假設屬性集合作為一條路徑，若一條路徑中所有被假設為ML位和nML位的上邊界函數分別為負數和正數，則對應路徑稱為合格路徑；

所述利用新增ML位更新未被確定為ML位的信號上邊界函數的過程如下：

利用新增為ML位的信號，依次對所有未被確定為ML位信號上邊界函數進行更新：若-8[K_q]_kl＞0，則第l位的信號上邊界函數值減去-8[K_q]_kl，否則，第l位的信號上邊界函數不變；

其中，新增為ML位的信號位于接收端初始序列中第k位，-8[K_q]_kl為未被確定為ML位的位于接收端初始序列中第l位的信號更新系數，H_q表示MIMO系統的信道沖擊響應矩陣，[s₀]_k和[s₀]_l分別表示接收端初始序列中第k位和第l位的取值，表示MIMO系統中的等效信道矩陣的轉置與等效信道矩陣相乘后第k行第l列的元素；

所述接收端初始序列中每一個信號所在位置計算其一階差分函數值和上邊界函數值按照以下的公式計算獲得：

其中，Δ(k)和δ_ub(k)分別代表所述接收端初始序列中第k位信號的一階差分函數值和上邊界函數值，k代表在接收端初始序列中第k個位置，M代表發射天線數的兩倍；

采用16-QAM調制，接收端初始序列共有2M個位置，y和H_q分別表示接收信號向量和MIMO系統的信道沖擊響應矩陣，[y^TH_q]_k表示一維向量[y^TH_q]中第k個元素，表示MIMO系統中的等效信道矩陣的轉置與等效信道矩陣相乘后第k行第l列的元素，s₀代表接收端初始序列，s₀中各信號取值由向量[y^TH_q]中各元素符號確定，且信號取值為1或者-1，如果[y^TH_q]_k＞0，則[s₀]_k＝1，相反則[s₀]_k＝-1；sgn()代表取符號函數，當sgn([s₀]_k)＞0，函數值為1，否則為-1；[λ]⁺代表取正函數，當λ＞0時，函數值為原值，相反函數值則為0；

所述合格路徑的累積度量值按以下計算獲得：

其中，Δ(k)和δ_ub(k)表示接收端初始序列中第k位信號的一階差分函數值和上邊界函數值，Γ表示在接收端初始序列中確定為nML位的信號所在位置集合。