[发明专利]一种低复杂度的多符号差分酉空时检测算法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及无线通信系统的信号检测方法，具体地说是一种应用于酉空时调制系统的多符号差分检测算法。

背景技术

MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术通过使用多个发送和接收天线，能够大大提高无线通信系统的容量，近年来已得到国内外专家、学者的广泛和深入的研究，并被预示为第四代移动通信的关键技术之一。要实现MIMO技术的功能，必须依靠空时编码和相应的检测技术。传统的相关检测技术需要精确的信道状态估计，对于快速变化的移动信道或者多天线的系统，这都是很难做到的。由此引发了对非相关检测技术的研究，差分酉空时调制技术就是其中的一种，差分酉空时调制系统的接收端可以在不需要进行信道估计的情况下进行译码，它要求发送码矩阵为酉矩阵，通过有限群理论，能简化调制和星座的设计，适用于任何数目的发送天线和接收天线，差分酉空时调制技术适用于不易获得信道状态信息的高速移动环境中。

高效高性能的非相关检测算法设计是差分酉空时调制系统的关键技术之一。传统的单符号差分检测的性能和相关检测技术相比存在3dB性能的损失，为了缩短差分检测和相关检测之间的性能差距，人们提出了多符号差分检测算法，它的基本思想是通过对连续的N个空时符号采用最大似然译码方法进行联合检测来提高性能增益。然而，这个方法的计算复杂度和分组长度N成指数级增长的关系。为了解决这个问题，目前已经提出了很多解决办法，其中就包括了宽度优先的M算法，而且已经证明在多符号检测中M算法相对于最大似然检测能大大降低计算复杂度，且性能优于改进的多符号反馈检测算法。

但是，如果考虑算法的具体浮点计算次数，则M算法的浮点计算次数仍然比较高，如何即保持M算法的性能又降低浮点计算次数，从而进一步降低计算复杂度是本发明所解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服已有的M算法在多符号检测当中存在高复杂度的缺点，本发明提出了一种新的算法，称作M-BID算法，它是把M算法和单符号的门限交集检测器(BID)的思想进行有效结合而得到的。研究表明通过使用M-BID算法，系统的计算复杂度相对于使用M算法的系统能大大降低而性能几乎保持一致。

M-BID算法的基本特征是：首先根据多符号差分酉空时调制系统的判决度量是一系列非负数累加的特性，通过设置门限值，得到自树根开始的保留节点的候选分支集合及对应的判决度量值，然后根据M算法的思想保留度量值最小的M条路径，在这M条路径的基础上继续进行BID集合的交集及合并的计算，得到该层保留节点的候选分支集合和度量值，直到到达路径的最末分支得到最佳的解。

多符号差分酉空时调制系统的判决度量表达式如(1)式所示，它表示在分组长度为N+1的情况下任意两个接收信号的最大似然(ML)度量值的总和，||·||_F²代表Frobenius范数的平方。