[发明专利]基于树搜索的对偶格约减低复杂度MIMO检测算法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体的涉及一种基于树搜索的对偶格约减低复杂度MIMO检测算法。

背景技术

多输入多输出(MIMO)在未来的第五代通信系统(5G)中将成为一项关键的基础技术，MIMO通过在发送与接收端配置多根天线，来实现高频谱效率和能量效率。MIMO系统的编码简单，复杂度主要集中在检测上，为了实现MIMO技术的潜在优势，在接收端设计高效的联合检测算法极其重要。通过采用全局搜索的最大似然(ML)检测可以获得最优性能，实现全接收分集增益。然而由于过高的算法复杂度，ML检测在实际工程中难以使用。为了降低这种过高的复杂度，研究者们提出一系列高效的次优检测算法。其中的格基约减辅助的检测(LRAD)算法可以以多项式这一较低的计算复杂度获得近似ML检测的检测性能。与球形译码等近似最优算法相比，LRAD算法具有更为突出的低复杂度优势，然而格基约减算法本身的复杂度还是过高，这使其在实际工程中的应用仍受到很大的限制。

为了降低格基约减算法的复杂度，各种不同的低复杂度格基约减算法不断涌现，包括许多Lenstra Lenstra and Lovasz(LLL)和Seysen约减的改进算法以及若干种新格基约减方法。例如从星座图的最小欧氏距离最大化角度出发，利用数学优化模型来求解格基变换矩阵。也有人提出基于最大符号均方误差的最小化准则来进行格基约减运算，使得LRAD算法的符号均方误差达到最小，从而获得很好的检测性能。现有技术中已经证实采用格基约减辅助的检测器有助于提高MIMO检测方法的检测性能，但现有格基约减算法复杂度过高任然阻碍着该检测器在MIMO检测方法的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于树搜索的对偶格约减低复杂度MIMO检测算法，该方法实现了MIMO检测算法低复杂度和高检测性能兼顾的目的。

本发明提供一种基于树搜索的对偶格约减低复杂度MIMO检测算法，包括以下步骤：

S1：初始化令令根节点为树的第0层，并计算根节点度量

S2：对于第k(k≥0)层的每一个节点，计算{λ_i,j,D_i,j}，并根据od^(k+1)(·)＝od^(k)(·)·D_i,j对所有子节点进行度量预测，在该层所有可能的分支路径中选择D_i,j最大的路径，得到M_best条扩展路径进行基更新，得到M_best个最优候选基

S3：如果第k层的所有候选节点的可能扩展路径度量都满足D_i,j＝1，则树搜索终止，从最优候选基中选择od^(k+1)(·)最小的路径对应的约减基和约减矩阵T并输出；

如果不满足D_i,j＝1，则在M_best个候选节点中选择最小的约减基，进行基更新，作为经过TDLR算法约减后得到的约减基和约减矩阵T，并再次返回判断是否第k层的所有候选节点的可能扩展路径度量都满足D_i,j＝1；

S4：格基约减后得到原域的已约矩阵和变换矩阵T，其中得到格域信号模型为且z＝T^-1s为格域的等效信号向量，基于格基变换后的该信号模型，在格域采用MIMO检测算法对等效信号矢量z进行检测；

S5：将在格域中得到的检测结果z变换为原域并进行星座点定位，将所得结果作为检测结果输出，其中Q(·)表示星座点定位。

进一步地，M_best设置为1～10。

本发明的技术效果：

1.本发明提供的基于树搜索的对偶格约减低复杂度MIMO检测算法，通过将树搜索算法运用于对偶格约减算法中，并采用树裁剪策略来降低该算法的复杂度，从而实现了MIMO检测算法的高检测性能和低复杂度。

2.本发明提供的基于树搜索的对偶格约减低复杂度MIMO检测算法，更加适用于现代通信系统中的低复杂度且高性能的树搜索对偶格约减算法。

3.本发明提供的基于树搜索的对偶格约减低复杂度MIMO检测算法，在树搜索过程中，通过增加基矢量长度判决条件来约减标号搜索次数，通过子节点的度量预测来避免不必要的路径扩展，通过采用裁剪策略来降低算法的复杂度。