[發明專利]廣義空間調制系統中改進的GOMP檢測算法

在審

• 申請號: 201811561943.6
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109347532A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 周圍;郭夢雨;向丹蕾
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.廣義空間調制系統中改進的GOMP檢測算法，其特征在于，ML檢測算法復雜度極高，傳統的線性檢測算法復雜度雖然較低，但是在低信噪比區域遭受到嚴重的性能損失，其性能較差，且僅適用于超定系統，對于接收天線數小于發射天線數的欠定系統，線性檢測無法適用。因此根據GSM信號本身固有的稀疏特性，將壓縮感知理論中的稀疏重構算法應用到GSM系統中，對其進行改進，然后與MMSE檢測算法相結合進行檢測。利用傳統的廣義正交匹配追蹤(Generalized Orthogonal Matching Pursuit,GOMP)檢測算法在進行信號檢測時，激活天線索引候選集的選取是至關重要，選擇的錯誤候選激活天線索引越多，最后檢測的性能越差，同時對于殘差的更新來說，天線索引的選擇也是極其重要的。傳統的GOMP算法在計算殘差與信道矩陣時，采用的是內積法來計算殘差向量與信道矩陣的相似度，但是內積法有它自身的缺陷，內積法在度量信號相似度時不能起到將重要數據組成成分起到放大的效果，即在信道衰落較深時，不能將好的子信道突顯出來，因此會影響檢測的性能，為了能將好的子信道突顯出來，準確地選擇有效的激活天線索引，本發明引入Dice系數準則來度量子信道矩陣與殘差的匹配程度。由于Dice系數其分母是向量各分量的算術平均值組成的，更能表現出向量中比較重要的組成成分。

2.根據權利要求1所述的廣義空間調制系統中改進的GOMP檢測算法，其特征在于，利用GOMP檢測算法選取候選天線索引，相比OMP算法可以提高檢測性能，但是在每一次的迭代中都選取固定的多個天線索引個數，該天線索引個數直接影響著檢測的性能及計算復雜度。當選取的天線索引個數較少時，計算復雜度會變小，但是性能會變差；相反，如果選取的個數較多時，檢測的性能會變好，但是復雜度會變高。因此關于對天線索引個數的選擇至關重要，只有選擇合適的索引數，才能在性能和復雜度之間取得較好的折中。因此本發明引入一個閾值，根據該閾值對天線索引的個數進行選擇，該閾值定義為：在每次迭代時，在對殘差向量與各子信道矩陣求Dice系數之后相加，然后求取平均值。將殘差向量與各子信道矩陣求取的Dice系數值與該閾值進行比較，如果小于該閾值，則將其所對應的天線索引刪除；而大于該閾值，則將其所對應的天線索引保留，但是如果保留的候選天線索引個數大于假設的L，那么還是只保留L個天線索引；如果保留的候選天線索引個數小于L個，那么就全部保留。

3.根據權利要求1所述的廣義空間調制系統中改進的GOMP檢測算法，其特征在于，對激活天線候選集進行選取，得到有效的激活天線組合之后，利用ML檢測算法進行聯合檢測，但發射天線數較多時，其計算復雜度還是很高，因此本發明利用MMSE檢測算法估計發送的信息符號。首先利用MMSE對每一組激活天線集進行估計，然后利用ML算法進行遍歷搜索，求取最小值作為最后結果。

4.根據權利要求1所述的廣義空間調制系統中改進的GOMP檢測算法，其特征在于，由于利用MMSE算法對所有可能的激活天線組合進行了檢測，其計算復雜度相對來講比較高，因此為了進一步降低計算復雜度，本發明利用可信度判斷準則(Reliability Judge Rule,RJR)，引入一個門限閾值，在對所有激活天線組合進行MMSE估計后，將對應的激活天線組合與估計符號代入ML檢測表達式中，然后與該門限閾值進行比較，小于該門限閾值時，則停止檢測，輸出該激活天線組合與估計符號作為檢測結果；如果大于該門限閾值時，則進行下一組激活天線檢測。如果檢測完所有的激活天線組合沒有滿足小于門限閾值的，則求取最小值所對應的激活天線組合與估計符號作為檢測結果。