[发明专利]MIMO系统的信号检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，尤其涉及一种MIMO系统的信号检测方法及装置。

背景技术

多输入多输出技术(MIMO)可以在不增加频带的前提下，成倍地提高传输速率，现今频率资源日益紧张，所以，MIMO技术被认为是下一代宽带无线通信技术中最为重要的物理层技术之一。

在MIMO系统中，为了提高信源信息传输的可靠性，在发送端，待传输信号首先经过能够提供纠错能力的信道编码，再进行空时/空频/空时频编码，而后由多幅发送天线同时或者按照一定的时间顺序发送出去。在接收端，由多幅接收天线同时或者按照一定的时间顺序接收来自于发送端的信号，并依次进行空时/空频/空时频解码和信道译码，从而将译码结果作为待发送信号的原始信息。

接收端所进行的信道译码实质上是对接收信号的检测，即从接收信号中检测出最优信号，作为译码结果。然而，MIMO技术的信号检测技术却面临着巨大的难题，虽然最大似然(ML)算法从最小错误概率的意义上看是最优的，但是其计算复杂度大，是天线数目及调制阶数的指数形式，例如：采用16QAM(16阶正交幅度调制)方式调制、共有5幅天线时，计算复杂度为16⁵＝1048576。实时系统难以接受这样大的计算复杂度。

作为ML算法的一种近似简化，球形译码(Sphere Decoding，SD)系列算法因为其接近于或等于ML的性能以及相比于ML算法大大降低的计算复杂度日益受到广泛关注。因此，球形译码方式成为当前MIMO信号检测的首选方案。

在球形译码方式中共有深度优先算法(Depth First SD，DFSD)、距离优先算法(Metric First SD，MFSD)和宽度优先算法(Breadth First SD，BFSD)三种子算法，其中，从访问节点数的意义上说，距离优先算法是最简单的。但是，距离优先算法在计算中需要建立一个队列用以存放可能的节点，为了保证算法的性能，这个队列可能会很大，于是在软硬件的配置上要求很多的资源，这是距离优先算法的一大缺点，这个缺点严重限制了距离优先算法的应用。降低所需队列的长度，是应用该算法最大的前提。

目前，提出了一些对距离优先算法的简化方案，Seong Ro Lee等人的研究(Seong Ro Lee and Taehun An，“A Metric-First Scheme for MIMO Signal Decoding with Branch Length Threshold”)提出在每个节点上加上剩余层的一个由噪声卡方分布所决定的值，作为每个节点的预计总距离值，裁剪掉那些大于一个设定值的节点以简化计算复杂度。该算法虽然简化了计算，但是算法性能有所下降，其结果不再是最优的。

Rachid.Mansour and Daneshrad.Babak等人的研究(Rachid.Mansour and Daneshrad.Babak，“Iterative MIMO sphere decoding throughput guarantees under realistic channel conditions”)提出在固定队列的长度，大于长度的节点就丢弃的算法。同样，该算法简化了计算，但是算法性能有所下降，其结果不再是最优的。

总之，目前提出的方案的共同缺点是一旦队列长度有所降低，性能就不能保证最优。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种MIMO系统的信号检测方法及装置，以在不降低信号检测性能的前提下，提高信号检测的速度。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种MIMO系统的信号检测方法，包括以下步骤：

S1、处理接收到的信号以构成搜索树；

S2、将所述搜索树分成若干块；

S3、分别在每个块内进行块内最优结果搜索；

S4、比较各块搜索到的块内最优结果，得到整个搜索树的最优结果作为检测结果输出。

优选地，所述步骤S1还包括：将所述搜索树各层按照增益从大到小的顺序进行排序。

优选地，所述步骤S2中搜索树的分块方法为：根据需要分块的数目，选定所述搜索树中节点数目与所述分块数目对应的一层，将该层的每个节点以及该节点向下衍生的所有节点划分成一块。

优选地，所述步骤S2中所述搜索树分成P＝2^(m/2)·K块，其中m是调制阶数，K是大于等于1的整数。

优选地，所述步骤S3中的块最优结果搜索采用距离优先球形译码搜索。