[发明专利]用于信号检测的软判决球形译码算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于信号检测的高效率软判决球形译码算法，尤其适用于高速MIMO(multiple-input multiple-output，多输入多输出)无线通信系统中的球形译码软判决信号检测。

背景技术

随着社会对高速数字通信系统和数字存储系统性能要求的提高，各种高性能通信技术比如MIMO、宽带、LDPC、高阶调制、软判决等都被应用到通信系统中。这对每个通信系统都必不可少的信号检测模块提出了很高的要求，软判决球形译码作为目前信号检测系统中性能和效率最高的信号检测算法，得到了广泛的应用。

目前广泛应用的软判决球形译码算法普遍使用LLR(log-likelihood ratio,对数最大似然比)计算软判决结果。LLR软判决计算方法要求获得最大似然解以及最大似然解的每个比特的反比特所对应的最大似然解。所以搜索复杂度与MIMO数目和调制阶数都呈线性增长。

球形译码是目前能够获得最大似然解的效率最高的算法，球形译码的效率依赖于译码搜索算法。目前常用的搜索算法有三种：深度优先搜索、广度优先搜索和最佳优先搜索。深度优先搜索算法首先获得最大似然解，对于最大似然解的每个比特的反比特，单独搜索反比特的最大似然解。经常出现同一个最大似然解同时对应多个反比特的情况，但是深度优先搜索并不能判断当前获得的反比特最大似然解是否也是其他反比特的最大似然解，从而导致效率的降低。广度优先搜索的搜索复杂度固定，只对每层搜索树取固定数目的节点进行搜索，所以经常不能保证获得最大似然解。最佳优先搜索采用节点池存储搜索树的节点，并对节点池中的节点按照距离接收点距离由小到大进行排序，所以获得的解也是按照距离由小到大排序的。所以最开始获得的是最大似然解，第二个解必然对应最大似然解的某一个或多个反比特，第三个及以后的解都对应了最大似然解的某一个或者多个反比特，但是并不能保证该解为这些反比特的最大似然解，这也导致了搜索效率的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够高效率的进行软判决球形译码的信号检测方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于信号检测的软判决球形译码算法，用于调制系统中进行信号检测，其包括以下步骤：

第一步：依据发送端的数据流数目和调制方式来建立搜索树；

第二步：建立节点池，对所述的搜索树由第一层节点至最后一层节点逐个按以下步骤进行处理；

第三步：对第一层节点中的各个有效节点，按照到接收数据的距离排序；

第四步：将该层节点中距离接收数据最近的有效节点推入所述的节点池中，并记录下该距离接收数据最近的有效节点的距离及其有效子节点、有效兄弟节点；

第五步：将所述的节点池中的各个节点的距离排序，得到距离最小的节点，并将该距离最小的节点的距离最小的有效兄弟节点推入所述的节点池，并进行记录，按照该距离最小的节点的反比特标记对其有效兄弟节点进行相同标记，然后将当前距离最小的节点剔除出所述的节点池；

第六步：判断第五步所剔除的节点是否为叶子节点，若否，则返回第四步继续处理下一层节点，若是，则将其记录为最大似然解，若该所述的最大似然解为第一个最大似然解，则进入第七步，否则进入第八步；

第七步：获得所述的最大似然解的各个比特并确定其反比特；对所述的节点池中的包含了所述的反比特的解的节点，以其反比特进行标记；若存在未被包含在所述的节点池中的反比特，则返回第一层节点，并返回执行第四步，直至所有反比特均包含在所述的节点池中，否则返回第五步；

第八步：获得所述的最大似然解的各个比特并确定其反比特标记，将所述的节点池中包含所述的反比特标记的节点全部剔除；若所述的节点池为空，则进入第九步，否则进入第五步；

第九步：搜索结束，保存各个所述的最大似然解及其对应的反比特和距离，计算LLR。

进一步的，第一步中建立的所述的搜索树，其层数由数据流的数目决定，其节点处有调制方式决定。

第二步中，依据数据流的数目建立所述的节点池。

第三步中，所述的有效节点是指如果标记的反比特位于该层，则该层中只有对应反比特位置的比特值与反比特值相同的节点有效。