一种信号检测的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种信号检测方法及装置，涉及无线通信技术，在对通过N层空间复用传输系统接收的信号进行检测的过程中，对N-1层至1层进行检测时，首先确定该层信道空间接收的符号去除最近一次确定的信号向量对其的干扰及该层信道空间的等效信道增益的影响后的判决符号，进而确定与这些判决符号最相近的待选符号。再确定根据这些待选符号确定的信号向量中，哪些与当前信道空间接收到的信号向量去除相应信道空间的等效信道增益的影响后得到的信号向量最相近，该层的保留信号向量。因此，仅需要对根据判决符号确定的待选符号进行筛选，不需要对该层的所有可能符号进行筛选，降低了信号检测的复杂度。
【专利说明】一种信号检测的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种信号检测的方法及装置。
【背景技术】
[0002]在空间复用传输的多天线系统中，一种信号检测的方法为QRD-M检测算法，该检测算法是一种简化的最大似然检测算法，该算法采用树形搜索的方法，在树形搜索过程中，对每一层信道空间选取最有可能为该层发送端发送信号的多个的星座符号保留，并选取最有可能为发送端发送的信号向量的星座符号的组合，该星座符号的组合是一个矢量，在本检测算法中称为分支，将该星座符号的组合作为输出的检测结果。
[0003]具体的，假设空间复用传输的MMO系统的传输模型如下:
[0004]r=Hx+n
[0005]其中，r为NkX I的接收信号向量，H为NkXNl的信道矩阵，x表示NlX I的发送信号向量，η表不NeX I的噪声向量。
[0006]QRD-M算法通常通过树形搜索实现，树形搜索可以概括如下:由于第Nl层信道空间传输的信号的搜索不会受到其他信道空间的影响，首先从第队层进行搜索，对第队层，计算树形结构第队层中所有星座点的分支度量值，分支度量值具体为计算每个星座点与该层信道空间接收的符号去除该层信道空间的等效信道增益的影响后的符号的欧氏距离平方，其他层的搜索是在之前已搜索符号的保留分支的情况下，遍历所有星座点计算累积分支度量值，在所有星座点中保留M个累积分值度量值最小的分支作为下一层搜索的保留分支。
[0007]算法执行步骤如下:
[0008]第一步:首先需要对信道矩阵进行分层，对信道矩阵H进行QR分解，QR分解即酉矩阵上三角矩阵分解，它是将矩阵分解成一个归一化正交矩阵即酉矩阵Q与上三角形矩阵R，所以称为QR分解法。对信道矩阵H进行QR分解输出Q矩阵和R矩阵。其中Q矩阵是酉矩阵，R矩阵是上三角等效信道增益矩阵，如下式所示
【权利要求】
1.一种信号检测方法，其特征在于，包括: 接收端根据通过N层空间复用传输系统接收的信号序列以及通过信道矩阵QR分解得到的酉矩阵，确定等效接收向量； 接收端在第N层信道空间对应的符号中，根据通过信道矩阵QR分解得到的上三角等效信道增益矩阵，确定与所述等效接收向量中对应该层的元素去除该层信道空间的等效信道增益的影响后得到的符号最相近的设定个数的符号，并将确定的每个符号作为一个信号向量; 对第N-1层信道空间至第I层信道空间中的每一层信道空间，接收端对最近一次确定的每个信号向量，根据所述上三角等效信道增益矩阵确定所述等效接收向量中对应该层的元素去除该信号向量对其的干扰及该层信道空间的等效信道增益的影响后的判决符号，对每个判决符号均在该层信道空间对应的符号中确定设定个数的与其最相近的待选符号，并根据所有待选符号、确定所述待选符号的信号向量及所述上三角等效信道增益矩阵，确定出与由所述等效接收向量中对应第N层至当前层的元素组成的信号向量去除相应信道空间的等效信道增益的影响后得到的信号向量最相近的设定个数的信号向量； 根据在第I层信道空间确定的信号向量，确定信号检测结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每一层信道空间确定的信号向量个数相同。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与所述等效接收向量中对应该层的元素去除该层信道空间的等效信道增益的影响后得到的符号最相近的设定个数的符号，具体包括: 与所述等效接收向量中对应该层的元素去除该层信道空间的等效信道增益的影响后得到的符号欧氏距离平方最小的设定个数的符号； 所述对每个判决符号均在该层信`道空间对应的符号中确定设定个数的与其最相近的待选符号，具体包括: 对每个判决符号均在该层信道空间对应的符号中确定设定个数的与其欧氏距离平方最小的待选符号； 所述确定出与由所述等效接收向量中对应第N层至当前层的元素组成的信号向量去除相应信道空间的等效信道增益的影响后得到的信号向量最相近的设定个数的信号向量，具体包括: 从由待选符号与确定该待选符号的信号向量组成的待选信号向量中，确定设定个数的信号向量，该设定个数的信号向量通过第N层至当前层的信道空间传输后得到的信号向量与所述等效接收向量中对应第N层至当前层的元素组成的信号向量的累积欧氏距离平方最小，所述累积欧氏距离平方具体为两个信号向量的每一个对应符号之间的欧氏距离平方的和。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端在第N层信道空间对应的符号中，确定所述等效接收向量在该层的符号去除该层信道空间的等效信道增益的影响后的符号最相近的设定个数的符号，具体包括: 所述接收端对该层信道空间对应的符号中的每个符号，确定该符号与所述等效接收向量中对应该层的元素去除该层信道空间的等效信道增益的影响后得到的符号的欧氏距离平方= |yN-rN，NX(J2，其中yN为所述等效接收向量中第N行元素，rN，N为所述上三角等效信道增益矩阵中第N行第N列的元素，Xq为该符号； 确定欧氏距离平方d“最小的设定个数的符号。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端对最近一次确定的每个信号向量，根据所述上三角等效信道增益矩阵确定所述等效接收向量中对应该层的元素去除该信号向量对其的干扰及该层信道空间的等效信道增益的影响后的判决符号，包括: 对最近一次确定的每个信号向量，确定该信号向量的判决符号为:
NΣ其中i为该层信道空间的编号，m e {I,…，M}，M为最近一次
J一Ml
^ ，确定的信号向量的个数，r.j为所述上三角等效信道增益矩阵中第i行第j列的元素，rM为所述上三角等效信道增益矩阵中第i行第i列的元素，为第m个信道向量中的第j行的符号，Yi为所述等效接收向量中第i行的元素。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个判决符号均在该层信道空间对应的符号中确定设定个数的与其最相近的待选符号，具体包括: 对每个判决符号，确定该判决符号在星座图上所属的区域，并根据区域与该层信道空间对应的符号的映射关系，确定该区域对应的符号为待选符号，所述区域与该层信道空间对应的符号的映射关系具体为，确定该层信道空间对应的符号的星座点，及为每组两两之间平面距离最近的设定个数的星座点确定该组星座点的对应区域后，确定的每组星座点对应的符号与该组星座点的对应区域间的映射关系，所述对应区域中的任一星座点与该组星座点的平面距离的和小于与其它组`星座点的平面距离的和。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所有待选符号、确定所述待选符号的信号向量及所述上三角等效信道增益矩阵，确定出与由所述等效接收向量中对应第N层至当前层的元素组成的信号向量去除相应信道空间的等效信道增益的影响后得到的信号向量最相近的设定个数的信号向量，具体包括: 对每个待选符号，确定该待选符号与确定该待选符号的信号向量组成的待选信号向量; 确定所述待选信号向量经过第N层信道空间至当前信道空间传输后的信号向量中对应当前层的符号；
Λ* 确定所述待选信号向量的欧氏距离平方增量爾為令,'—JyuXimIAmJ其中，i为该层信道空间的编号，为第i层信道空间中根据第m个判决符号确定的第a个待选符号，me {1，一^}^为前一层信道空间确定的信号向量的个数，&￡ {1，...，Α}，Α为当前层信道空间设定的根据每个判决符号确定的待选符号的个数，所述X^m为确定该待选符号的信号向量，Yi为所述等效接收向量中第i行的元素，为所述上三角等效信道增益矩阵中第i行第j列的元素，rM为所述上三角等效信道增益矩阵中第i行第i列的元素；对每个待选符号，确定累积欧氏距离平方BM((m-l) XA+a) = bm(m) +(Iij Glri)XA+a，其中，bm(m)为在第i+1层信道空间确定的第m个信号向量的累积欧氏距离平方，BM((m-l) XA+a)为在第i层信道空间的第(m-1) XA+a个待选信道向量的累积欧氏距离平方； 从所述待选信号向量中，确定设定个数的累积欧氏距离平方最小的信号向量。
8.一种信号检测装置，其特征在于，包括:第一确定单元，用于根据通过N层空间复用传输系统接收的信号序列以及通过信道矩阵QR分解得到的酉矩阵，确定等效接收向量； 第二确定单元，用于在第N层信道空间对应的符号中，根据通过信道矩阵QR分解得到的上三角等效信道增益矩阵，确定与所述等效接收向量中对应该层的元素去除该层信道空间的等效信道增益的影响后得到的符号最相近的设定个数的符号，并将确定的每个符号作为一个信号向量； 第三确定单元，用于对第N-1层信道空间至第I层信道空间中的每一层信道空间，接收端对最近一次确定的每个信号向量，根据所述上三角等效信道增益矩阵确定所述等效接收向量中对应该层的元素去除该信号向量对其的干扰及该层信道空间的等效信道增益的影响后的判决符号，对每个判决符号均在该层信道空间对应的符号中确定设定个数的与其最相近的待选符号，并根据所有待选符号、确定所述待选符号的信号向量及所述上三角等效信道增益矩阵，确定出与由所述等效接收向量中对应第N层至当前层的元素组成的信号向量去除相应信道空间的等效信道增益的影响后得到的信号向量最相近的设定个数的信号向量; 第四确定单元，用于根据在第I层信道空间确定的信号向量，确定信号检测结果。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，每一层信道空间确定的信号向量个数相同。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述与所述等效接收向量在该层的符号去除该层信道空间的等效信道增益的影响后得到的符号最相近的设定个数的符号，具体包括: 与所述等效接收向量中对应该层的元素去除该层信道空间的等效信道增益的影响后得到的符号欧氏距离平方最小的设定个数的符号； 所述对每个判决符号均`在该层信道空间对应的符号中确定设定个数的与其最相近的待选符号，具体包括: 对每个判决符号均在该层信道空间对应的符号中确定设定个数的与其欧氏距离平方最小的待选符号； 所述确定出与由所述等效接收向量的第N层至当前层的符号组成的信号向量去除相应信道空间的等效信道增益的影响后得到的信号向量最相近的设定个数的信号向量，具体包括: 从由待选符号与确定该待选符号的信号向量组成的待选信号向量中，确定设定个数的信号向量，该设定个数的信号向量通过第N层至当前层的信道空间传输后得到的信号向量与所述等效接收向量中对应第N层至当前层的元素组成的信号向量的累积欧氏距离平方最小，所述累积欧氏距离平方具体为两个信号向量的每一个对应符号之间的欧氏距离平方的和。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元在第N层信道空间对应的符号中，确定所述等效接收向量在该层的符号去除该层信道空间的等效信道增益的影响后的符号最相近的设定个数的符号，具体用于: 所述接收端对该层信道空间对应的符号中的每个符号，确定该符号与所述等效接收向量中对应该层的元素去除该层信道空间的等效信道增益的影响后得到的符号的欧氏距离平方屯，，=|yN_rN，NX(J2，其中yN为所述等效接收向量中第N行元素，rN，N为所述上三角等效信道增益矩阵中第N行第N列的元素，Xq为该符号； 确定欧氏距离平方d“最小的设定个数的符号。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元对最近一次确定的每个信号向量，根据所述上三角等效信道增益矩阵确定所述等效接收向量在该层的符号去除该信号向量对其的干扰及该层信道空间的等效信道增益的影响后的判决符号，具体用于: 对最近一次确定的每个信号向量，确定该信号向量的判决符号为:
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元对每个判决符号均在该层信道空间对应的符号中确定设定个数的与其最相近的待选符号，具体用于: 对每个判决符号，确定该判决符号在星座图上所属的区域，并根据区域与该层信道空间对应的符号的映射关系，确定该区域对应的符号为待选符号，所述区域与该层信道空间对应的符号的映射关系具体为，确定该层信道空间对应的符号的星座点，及为每组两两之间平面距离最近的设定个数的星座点确定该组星座点的对应区域后，确定的每组星座点对应的符号与该组星座点的对应区域间的映射关系，所述对应区域中的任一星座点与该组星座点的平面距离的和小于与其它组星座点的平面距离的和。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元根据所有待选符号、确定所述待选符号的信号向量及所述上三角等效信道增益矩阵，确定出与由所述等效接收向量的第N层至当前层的符号组成的信号向量去除相应信道空间的等效信道增益的影响后得到的信号向量最相近的设定个数的信号向量，具体用于: 对每个待选符号，确定该待选符号与确定该待选符号的信号向量组成的待选信号向量; 确定所述待选信号向量经过第N层信道空间至当前信道空间传输后的信号向量中对应当前层的符号； 确定所述待选信号向量的欧氏距离平方增量
【文档编号】H04L1/00GK103873203SQ201210529634
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月10日 优先权日:2012年12月10日
【发明者】吴凯 申请人:电信科学技术研究院