[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

本發(fā)明公開(kāi)了一種多用戶(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，特征是利用信道穿刺將轉(zhuǎn)換后的信道矩陣中特定的元素清零從而構(gòu)建一個(gè)無(wú)環(huán)的因子圖；在該無(wú)環(huán)因子圖的基礎(chǔ)上調(diào)整了置信度傳播算法的置信度更新公式，來(lái)計(jì)算更精確的置信度；本發(fā)明方法可以在數(shù)次迭代次數(shù)內(nèi)收斂；分層檢測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和最大似然檢測(cè)器的輔助使得本發(fā)明方法可以解決信道穿刺帶來(lái)的畸變?cè)肼暤挠绊憽Ｅc現(xiàn)有的置信度傳播檢測(cè)器相比，采用本發(fā)明方法計(jì)算置信度更為精確，置信度的相關(guān)程度不會(huì)因?yàn)榈黾樱蚨諗扛鼮檠杆伲⑶铱梢赃_(dá)到最佳檢測(cè)器的檢測(cè)性能，同時(shí)復(fù)雜度相對(duì)現(xiàn)有的基于置信度傳播算法的檢測(cè)器有較大降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及適用于多用戶(hù)多輸入多輸出系統(tǒng)的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。

背景技術(shù)

《國(guó)際電子與電氣工程師協(xié)會(huì)通信匯報(bào)》(Design of adaptively scaledbeliefin multi-dimensional signal detection for higher-order modulation.IEEETransactions on Communications,vol.67,no.3,pp.1986–2001,2018.)指出，在發(fā)射和接收雙發(fā)都配備大量天線的多用戶(hù)多輸入多輸出系統(tǒng)作為滿(mǎn)足無(wú)線通信系統(tǒng)不斷增長(zhǎng)需求的潛在技術(shù)而受到關(guān)注。在上行場(chǎng)景下，傳輸信號(hào)被來(lái)自于不同用戶(hù)的干擾和噪聲所破壞，因此需要檢測(cè)算法去恢復(fù)發(fā)射符號(hào)。《國(guó)際電子與電氣工程師協(xié)會(huì)通信調(diào)研和綜述》(Fifty years of MIMO detection:The road tolarge-scale MIMOs.IEEECommunications SurveysTutorials,vol.17,no.4,pp.1941–1988,2015.)指出，對(duì)基站來(lái)說(shuō)，即使是復(fù)雜度低型的多輸入多輸出系統(tǒng)檢測(cè)算法也可能帶來(lái)過(guò)大的能耗負(fù)擔(dān)。因此兼顧低復(fù)雜度和高系統(tǒng)性能的檢測(cè)算法是實(shí)用多輸入多輸出系統(tǒng)應(yīng)用的需求之一。《國(guó)際電子與電氣工程師協(xié)會(huì)通信特定領(lǐng)域雜志》(Graph-based detection algorithms forlayeredspace-time architectures,IEEE Journal on Selected Areas inCommunications,vol.26,no.2,pp.269–280,2008)利用置信度傳播算法對(duì)多輸入多輸出系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，在環(huán)路較少的情況下可以有較好的檢測(cè)效果，但是在豐富散射的無(wú)線通信環(huán)境中，基于置信度傳播的檢測(cè)會(huì)有嚴(yán)重的收斂問(wèn)題和性能下降。《電子快報(bào)》(“QRdecomposition aided belief propagation detectorfor MIMO systems,”ElectronicsLetters,vol.51,no.11,pp.873–874,2015.)將QR分解運(yùn)用到置信度傳播算法中提升了檢測(cè)性能，但存在于因子圖中的環(huán)路依然導(dǎo)致了其檢測(cè)性能與最優(yōu)檢測(cè)器之間有一定差距。同時(shí)上述基于置信度傳播算法的檢測(cè)在基站天線數(shù)與用戶(hù)數(shù)天線總數(shù)的比值接近1的情況下都表現(xiàn)出了較嚴(yán)重的性能下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種多用戶(hù)多輸入多輸出系統(tǒng)下基于信道穿刺的低復(fù)雜度多用戶(hù)多輸入多輸出系統(tǒng)的置信度傳播通信信號(hào)檢測(cè)方法，以改善在豐富散射的無(wú)線通信環(huán)境由因子圖環(huán)路帶來(lái)的置信度傳播檢測(cè)算法的收斂性和比特誤碼率性能的下降，并且通過(guò)消除環(huán)路和調(diào)整置信度更新公式來(lái)降低檢測(cè)的計(jì)算復(fù)雜度。

本發(fā)明多用戶(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)接收天線的基站服務(wù)N_t個(gè)單天線用戶(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)