[發明專利]一種低復雜度的非正交多址接入系統信號檢測方法

有效

• 申請號: 201910055664.0
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109639607B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 唐加山;朱婧菁
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L1/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;范青青

本發明公開了一種低復雜度的非正交多址接入系統信號檢測方法，屬于無線通信技術領域。本發明依據信號的SNR值排序，通過對矩陣進行排序QR檢測，得到一個正交矩陣和一個上三角矩陣，利用列向量之間的對稱性，將矩陣中的一對相鄰列與另一對相鄰列交換，減少了排序QR分解算法中的正交計算，再根據迭代公式對接收端輸出的接收信號矩陣進行檢測，以得到發射信號的估計值。在系統性能沒有降低的前提下，本發明降低了現有算法的復雜度，本發明的計算復雜度幾乎是傳統方法的50％。

技術領域

本發明涉及到無線通信技術，特別是涉及一種低復雜度的非正交多址接入系統信號檢測方法。

背景技術

在2014年，IMT-2020推進組提出了5G白皮書。在第五代通信系統中，將提出更高的需求，5G相比與4G將會滿足1000倍甚至更多的容量需求、10到100倍的用戶設備連接，5到15倍頻譜效率提升。面對5G海量連接場景，現有的4GOFDMA技術有一定的局限性。為了進一步提升系統容量和效率，基于非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access，簡稱NOMA)的無線傳輸技術成為未來移動通信系統的熱門技術。

雖然NOMA技術提高了無線通信的容量和效率，但是它也意味著更復雜的配置，這對于數據檢測來說是棘手的。隨著用戶和基站端天線數目的增加，依賴于最大似然(ML)準則或最大后驗(MAP)準則的最優檢測方法復雜度降成指數增長，限制了他們的實際應用。為了降低相關計算復雜度，許多線性檢測方案被相機提出。其中，迫零算法和最小均方誤差算法都是性能接近最優的選擇，但是他們包含直接矩陣求逆運算，復雜度較高。

為了避免線性檢測器的主要復雜度的來源，即矩陣求逆運算，研究人員開始求助于近似方法或迭代方法。QR分解信號檢測算法屬于線性檢測算法，利用接收信號組合中的串行干擾消除技術，它有效的避免了多次矩陣求偽逆的運算，從而減小了運算復雜度；排序的QR分解信號檢測算法則在減小運算復雜度的同時改善了系統的性能。通過分析己有的基于串行干擾消除原則的排序QR分解檢測算法，雖然它們能保障信號輸出端檢測到的信號盡可能的大，但是算法復雜度較高，需要進行多次正交運算。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種低復雜度的非正交多址接入系統信號檢測方法，用于解決現有技術中存在的算法復雜度較高，需要進行多次正交運算的問題。

為解決現有技術問題，本發明采取的技術方案為：

一種低復雜度的非正交多址接入系統信號檢測方法，所述方法包括以下步驟：

獲取加性高斯白噪聲信道的復信道系數矩陣、接收信號向量、發送信號向量、發送天線數和接收天線數，對所述復信道系數矩陣進行實數化處理，得到實數矩陣，所述實數矩陣的行數和列數分別是復信道系數矩陣的兩倍；

根據發送天線數、接收天線數對所述實數矩陣進行對稱的排序QR分解，得到一個正交矩陣Q和一個上三角矩陣R；

根據所述發送信號向量對所述接收信號向量進行實數化處理、檢測，得到發射信號估計值。

進一步的，所述復信道系數矩陣采用公式(1)進行實數化處理：

式中：G為復信道系數矩陣；H為實數矩陣。

進一步的，所述排序QR的分解方法包括如下步驟：

令Q＝H，R＝0，排列向量p＝[1,(1+C),2,(2+C),...,C,2C]，其中C表示實數矩陣H的列數，C的大小與發送天線數相等；