[发明专利]针对高阶QAM多天线系统的比特级PDA检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体地说，属于MIMO系统中的检测领域。尤其涉及针对高阶QAM(正交调幅)多天线系统(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)的比特级概率数据辅助检测方法和装置。

背景技术

MIMO系统可以简单定义如下：给定任意一个无线通信系统，考虑这样一个链路，其发送端和接收端同时使用多根天线。MIMO系统背后的想法是使得发送端多天线和接收端多天线之间的信号是“组合”而成的。从信息论角度的研究表明，在发送端和接收端同时使用多根天线的多输入多输出系统可以增加无线通信系统的容量，其信道容量与收发天线数目的最小值成正比，并可以大大改善系统的性能。在使用高阶的QAM调制时，更是会取得传输速率和误比特率的良好折中，非常适合B3G、4G无线通信系统中高速业务的要求。MIMO系统相比点对点通信的缺点是接收机复杂度较高，尤其是高阶MIMO系统。因此，在MIMO技术成为下一代无线通信领域中热门技术的同时，非常有必要研究针对高阶MIMO系统的低复杂度检测算法。

概率数据辅助(PDA)检测最初用在目标跟踪领域，随后在许多领域都有广泛的应用。PDA算法逐渐被推广到CDMA和MIMO系统的多用户检测中。在这些领域中，PDA算法常和基于最大后验概率的解码器、检测器、均衡器相结合，凭借其对软信息的处理，化减了系统的复杂度。其主要思想是：根据中心极限定理将若干变量的和近似为高斯变量。PDA检测将当前检测符号当作随机变量，将其他层干扰近似成高斯噪声，通过这种近似，根据其他层符号的先验信息计算与高斯变量匹配的均值和方差，进而得到当前检测符号的条件概率，该条件概率又作为检测其他层符号的先验信息，这样各层符号的条件概率得以不断迭代更新，如果两次迭代得到的某检测信号对数似然比小于一个设定值，则说明该信号的检测已经收敛。

现有的PDA算法基本流程：

接收信号r＝Hx+n                    (1)

其中，r为接收信号，x是发送信号矢量，H是信道矩阵，n是高斯白噪声矢量。

设x的第m个符号x_m为当前检测符号，h_k代表信道矩阵的第k列，则

r=hmxm+Σk≠mhkxk+n---(2)]]>

设定w=Σk≠mhkxk+n---(3)]]>

w是由一个高斯变量n和若干个随机变量h_kx_k相加而成。根据中心极限定理，当h_kx_k的数目足够多时，w趋向于高斯分布。均值μ_w和协方差矩阵R_w为：