[发明专利]一种低复杂度球形译码检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，更具体地，涉及一种LTE技术的后续演进（LTE-A）中接收端信号检测技术。

背景技术

3GPP(3rd Generation Partnership Project)组织于2010年12月发布了LTE-A标准R10的第一个版本a00。它满足ITU-R的IMT-Advanced技术征集的要求，并且完全兼容LTE，主要的关键技术有多频段协同与载波聚合，并且上行支持多天线技术，下行最高支持8×8多天线配置规格，在100 MHz频谱带宽下能够提供上行500 Mbps与下行1 Gbps的峰值速率。上下行峰值频谱利用率分别达到15 bps/Hz和30 bps/Hz。这些参数则远超越4G的最小要求。多输入多输出（MIMO）技术是组成LTE-A的关键技术，目前LTE的多天线设计支持4×4配置，而LTE-A增加了天线配置。多天线技术可以带来固有增益达到很高的频谱利用率。接收端的检测方法对于这种优势起着至关重要的作用，与传统的单输入输出（SISO）系统相比，MIMO系统的接收是在时间与频率上均相互重叠情况进行MIMO信号检测，因此MIMO信号检测复杂度大大高于传统SISO信号检测。

在常用的检测方法中提高性能与降低复杂度两者之间存在矛盾，即：复杂度越低性能越差，而性能越好方法复杂度越高，特别是当发射天线增加、性能好的检测方法复杂度非常高。例如：迫零（ZF）和最小均方误差(MMSE)检测方法是两种常见的线性检测方法，复杂度较低，但是性能较差；最优的检测方法是最大似然检测方法，但是其复杂度随发射天线数目呈现指数增长，其复杂度极高，难以实现。与最大似然检测相比，如何在保证性能不显著下降的前提下，降低检测装置的运算复杂度是当前无线通信中一个重要问题。

发明内容

为了解决传统MIMO检测装置中性能与复杂度之间的矛盾，本发明提出一种新的MIMO检测方法，该检测方法具有低的运算复杂度，且不降低系统性能的优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提出一种低复杂度球形译码检测方法：根据调制方式以及天线数目将最大似然遍历矩阵进行分组，根据最大似然寻找误差周期T；确定球形译码维数，针对第一组矩阵分组的列向量，采用球形译码方法进行降维搜索，计算第一分组的最小误差向量和对应位置信息；根据周期性计算其它分组矩阵中的最小误差向量，并在规定范围内更新最小误差向量以及位置信息；从误差集合中选出最小值E_i以及对应向量X_i，确定该误差向量X_i为最小误差向量，比较各个组中的最小误差向量，选出所有最小误差向量中最小值作为最佳误差向量，作为译码检测结果。

其中，向量组合的列数为N，N=Q^M，Q为调制方式中的备选点数。

在进行球形译码时，如有某些唯的数值保持不变，跳过第一组列向量中维数不变的数值进行译码，从而降低检测复杂度。

根据公式E=||Y-HX||²确定误差，位置信息P为向量X在相应组中的位置，根据第一组中最小误差向量位置信息P₁，调用公式P₂=T+P₁计算，预判第二组内最小误差向量位置信息P₂，并且在摆动值n点的范围内（[P₂-n,P₂+n]搜索，将搜索范围内的列向量分别代入公式E=||Y-HX||²得到对应的误差E，从计算的误差集合中选取误差最小值作为最佳向量。

本方法利用了最大似然遍历向量组合在最大似然检测时呈现的周期性，对向量组合进行分组处理，从而进行降维的球形译码算法，这样在保证球形译码的性能前提下，降低了原有球形译码算法的复杂度。

附图说明

图1  低复杂度球形译码检测方法流程图；

图2  4发4收天线配置下，遍历矩阵的误差图。

具体实施方式

如图1所示为本发明低复杂度球形译码检测方法流程图。根据调制方式及天线数目将最大似然矩阵进行分组，选择对应的周期T；确定球形译码维数，采用球形译码方法进行降维搜索，针对第一组矩阵分组的列向量，计算第一分组的最小误差向量和对应位置信息；根据周期估计其它分组矩阵中的最小误差向量，并在规定范围内更新最小误差向量以及位置信息；得到每组最小误差向量并选取最小误差向量中最小的误差向量作为最佳向量。