[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于信道穿刺的低復(fù)雜度通信信號(hào)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911115281.4
• 申請(qǐng)日: 2019-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110868244B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡興蔚;邱玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/0452
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/0452;H04L1/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 汪祥虬

1.一種多用戶(hù)多輸入多輸出系統(tǒng)下基于信道穿刺的低復(fù)雜度置信度傳播通信信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于：

考慮一個(gè)多用戶(hù)多輸入多輸出系統(tǒng)；配備N(xiāo)_r個(gè)接收天線(xiàn)的基站服務(wù)N_t個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)，考慮N_r與N_t相等的情況，每一個(gè)用戶(hù)獨(dú)立調(diào)制數(shù)據(jù)序列然后通過(guò)上行鏈路發(fā)送；設(shè)基站端擁有信道矩陣H^c的所有信息，基站端的接收信號(hào)表示為：

y^c＝H^cx^c+n^c (1)

其中H^c表示獨(dú)立同分布的瑞利衰落信道矩陣，其元素服從均值為0方差為1的復(fù)高斯分布，x^c表示傳輸?shù)男盘?hào)矢量，其元素從調(diào)制階數(shù)為Q的星座圖中獨(dú)立生成，n^c表示元素服從CN(0,N₀)的噪聲矢量；對(duì)于每個(gè)接收信號(hào)矢量y^c，x^c的檢測(cè)過(guò)程如下：

第一步：對(duì)公式(1)描述的信道模型進(jìn)行實(shí)值分解，分解的規(guī)則為在變換后，N_r×N_t的復(fù)多用戶(hù)多輸入多輸出信道等價(jià)為一個(gè)實(shí)值2N_r×2N_t矩陣，其中分別表示取·中元素的實(shí)部和虛部；

第二步：對(duì)信道矩陣進(jìn)行信道穿刺；

將實(shí)值矩陣H按列每?jī)闪羞M(jìn)行循環(huán)移位，得到N_r個(gè)信道矩陣；以第一個(gè)信道矩陣為例，對(duì)其進(jìn)行QR分解，H＝QR，其中Q是一個(gè)2N_r×2N_r的酉矩陣，R是一個(gè)2N_r×2N_t的上三角矩陣；約定q_k表示矩陣q的第k列矢量，r_mn表示矩陣R的第m行第n列的元素；根據(jù)酉矩陣和上三角矩陣的性質(zhì)得到：q_mh_n＝r_mn和q_nh_n＝r_nn；定義對(duì)m＝2N_t-2，m＝2N_t-3到m＝1和相對(duì)應(yīng)的n＝2N_r-1，n＝2N_r-2到n＝m+1，重復(fù)下列運(yùn)算：q_m＝q_m-q_ne_mn，r_mn＝r_mn-r_nne_mn，表示矩陣R的第m行第2N_r列的元素；用表示運(yùn)算完成之后的R，用W表示運(yùn)算完成之后的Q；此時(shí)是一個(gè)除對(duì)角線(xiàn)元素和最后一列元素不為零其他元素都為零的矩陣，表示為：

其他的N_r-1個(gè)矩陣的處理方法相同，進(jìn)行并行處理；

第三步：根據(jù)第二步得到的矩陣和W，結(jié)合接收信號(hào)矢量y，利用改進(jìn)的置信度傳播算法計(jì)算發(fā)射符號(hào)的對(duì)數(shù)似然比；將y左乘第二步中得到的W，重寫(xiě)接收信號(hào)矢量為：

將從第i個(gè)符號(hào)節(jié)點(diǎn)到第j個(gè)因子節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)信息矢量和從第j個(gè)因子節(jié)點(diǎn)到第i個(gè)符號(hào)節(jié)點(diǎn)后驗(yàn)信息矢量均初始化為0，其中s_k表示星座圖中的第k個(gè)符號(hào)，M表示星座圖中的符號(hào)總數(shù)；

在第l次迭代過(guò)程中，表示如下：

p^(l)(x_i＝s_k)表示第l次迭代過(guò)程中第i個(gè)符號(hào)節(jié)點(diǎn)x_i為符號(hào)s_k的概率，而x_i的邊緣概率表示為：

另一方面，在第l次迭代過(guò)程中，的對(duì)數(shù)似然比形式表示如下：

其中是與第j個(gè)因子節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)因子節(jié)點(diǎn)組成的信號(hào)矢量，有種可能的符號(hào)選擇，x_j僅有s_k和s₀兩種符號(hào)選擇，是的第j列非零元素組成的響應(yīng)向量，分別表示矩陣的第j列中第j行和第2N_r行的元素；

對(duì)1≤i≤2N_t-1和j＝i更新從第i個(gè)符號(hào)節(jié)點(diǎn)到第j個(gè)因子節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)信息，更新公式如下：

對(duì)第2N_r個(gè)符號(hào)節(jié)點(diǎn)的更新公式為：

利用式(5)，式(6)，式(7)對(duì)每個(gè)因子節(jié)點(diǎn)和符號(hào)節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行更新，直到預(yù)先設(shè)定的迭代次數(shù)L；保留第2N_t-2和2N_t-1層發(fā)射信息符號(hào)的置信度矢量數(shù)值；對(duì)第二步中共N_r個(gè)信道矩陣重復(fù)上述第三步中的所有步驟，把結(jié)果合并，得到所有發(fā)射信號(hào)符號(hào)的置信度矢量；

第四步：對(duì)每個(gè)發(fā)射信號(hào)符號(hào)的置信度矢量進(jìn)行檢查，預(yù)先設(shè)定置信度數(shù)值的選擇閾值λ，對(duì)于置信度矢量中最大值的絕對(duì)值大于λ的x，選擇其置信度最大的符號(hào)作為估計(jì)；對(duì)于置信度矢量中最大值的絕對(duì)值小于λ的x，估計(jì)符號(hào)置為空白；將空白的符號(hào)估計(jì)連同已經(jīng)確定的符號(hào)送往一個(gè)輔助的最大似然檢測(cè)器，得到發(fā)射矢量x的最終檢測(cè)結(jié)果。