[发明专利]一种低复杂度MIMO FBMC-OQAM系统信号检测方法

说明书

本发明公开了一种低复杂度MIMO FBMC‑OQAM系统信号检测方法，该方法结合信道矩阵特性和列表球形译码算法，首先将虚实分离后的等效信道矩阵进行QR分解，并利用所得酉矩阵列正交特性，实现对MIMO FBMC‑OQAM系统内在干扰的完全消除；然后采用列表球形译码算法来检测信号，其中候选解向量列表通过Grover量子搜索算法来产生；最后利用列表携带的软信息求解似然比，来得到比特水平的输出。本发明采用Grover量子搜索算法有效地解决了在MIMO FBMC‑OQAM系统中高阶调制复杂度过高的问题，在一定程度上降低了计算的复杂度，并保证了良好的检测性能。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是多输入多输出(Multiple Input MultipleOutput,MIMO)滤波器组多载波-偏移正交幅度调制(Filter Bank Multicarrier Offset-QAM,FBMC-OQAM)系统领域，涉及一种低复杂度MIMO FBMC-OQAM系统信号检测方法。

背景技术

在第四代移动通信中，多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术在提高系统容量方面和正交频分复用(Orthogonal Frequency-divisionMultiplexing,OFDM)技术在对抗多径衰落方面的优势，将两者的结合在一段时间内引起了业界的深度关注。然而，在第五代移动通信系统(5G)中，OFDM由于其频谱利用率不高，上行同步敏感等，使其在5G中的应用受到了限制。滤波器组多载波(Filter BankMulticarrier,FBMC)技术作为5G关键技术的候选方案，它是用一组优化的滤波器组代替OFDM中的矩形窗函数，从而达到降低带外衰减的目的，另外，它的原型滤波器可以被设计成带有很大的灵活性去匹配时间或者频率色散信道及具有较小的旁瓣去应对不同标准的多址接入或机会式频谱接入通信，由于原型滤波器的冲击响应和频率响应可以根据需要进行设计，各子载波之间不必是正交的，允许更小的频率保护带，因此不需要插入循环前缀。正是因为FBMC技术的诸多良好特性，使其得到当前学术界和业界的大量关注。

然而，同样是由于FBMC的特性，使其在与MIMO技术的结合中受到了掣肘。比如在接收端由于系统内部干扰的存在，使其不能采用传统的MIMO技术来直接进行检测，因此在对寻求新的高效方法来进行有效检测的研究中，学术界百花齐放。一般的处理方法是先利用迫零法(Zero Forcing,ZF)或者最小均方误差法(Minimum Mean Square Error,MMSE)等算法来先粗略地估计并消除系统内部干扰后，再进行传统的检测，如果在应用中对误码性能有一定的要求，那么很大概率地要以提高系统的计算复杂度为代价。本发明主要利用酉矩阵的特性，在消除系统内部干扰后恰好构造成一个适合直接采用列表球形译码算法的表达，然后构造适合应用Grover量子搜索算法的条件，并利用量子搜索的并行性来进一步降低计算复杂度，最后采用列表候选向量的软信息进行似然比求解，以得到系统比特水平的估计，确保在保持良好误码性能的同时，提高其计算效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低复杂度MIMO FBMC-OQAM系统信号检测方法，首先将虚实分离后的等效信道矩阵进行QR分解，并利用所得酉矩阵列正交特性，实现对MIMO FBMC-OQAM系统内在干扰的完全消除；然后采用列表球形译码算法来检测信号，其中候选解向量列表通过Grover量子搜索算法来产生；最后利用列表携带的软信息求解似然比，来得到比特水平的输出。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低复杂度MIMO FBMC-OQAM系统信号检测方法，该方法具体包括以下步骤：

S1：对接收端OQAM解调后的接收信号进行虚实分离，并将虚实分离后的等效信道矩阵QR分解，然后利用所得酉矩阵列正交的特性消除系统内在干扰，进而直接采用列表球形译码(List Sphere Detection,LSD)算法来检测信号；