[发明专利]大规模MIMO-OFDM上行链路迭代检测方法

权利要求书

1.大规模MIMO-OFDM上行链路迭代检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.1：在接收端，对每个子载波上的接收信号y(k)和相应的信道响应矩阵H(k)，通过矩阵W(k)进行预处理，得到每个子载波上的观测矢量和相应的测量矩阵

所述步骤S1.1中，接收端预处理矩阵W(k)需同时满足下列条件：

(1)W(k)H(k)H(k)^HW(k)^H为对角阵，其中H(k)为第k个子载波上的信道响应矩阵；

(2)W(k)Cn(k)W(k)^H为对角阵，其中Cn(k)为第k个子载波上的加性噪声的协方差矩阵；

(3)W(k)满足下列任意一个子条件：

①W(k)为酉阵；

②W(k)为满秩对角阵；

③若加性噪声独立同分布，则W(k)满足W(k)＝(Δ(k)^HΔ(k))^-1Δ(k)^HH(k)^H，其中Δ(k)为任一满秩方阵；

所述步骤S1.1中的接收端预处理矩阵W(k)通过式(1)计算得到：

式(1)中，Σ(k)为信道矩阵H(k)经过奇异值分解H(k)＝U(k)Σ(k)V(k)^H得到的对角矩阵，Σ_n(k)为加性噪声协方差矩阵C_n(k)经过特征值分解C_n(k)＝U_n(k)Σ_n(k)U_n(k)^H得到的特征值矩阵，U(k)为信道矩阵H(k)经过奇异值分解H(k)＝U(k)Σ(k)V(k)^H得到的酉矩阵，U_n(k)为加性噪声协方差矩阵C_n(k)经过特征值分解C_n(k)＝U_n(k)Σ_n(k)U_n(k)^H得到的特征向量矩阵；

所述步骤S1.1具体包括以下步骤：

S5.1：对下列5个参数进行初始化：

输入信道的后验均值初始化为

输入信道的后验方差初始化为

输入信道的观测量辅助参数θ_i(k)初始化为θ_i(k)＝0；

输入信道的噪声方差辅助参数初始化为

迭代次数t初始化为t＝1；

S5.2：将输出信道建模为N×K个并行的信道：

式(2)中，为观测矢量的第i个元素，z_i(k)为输出信道的发送信号，服从复高斯分布，即为发送信号的均值，为发送信号的方差，为预处理后的输出信道的噪声，服从零均值的复高斯分布，即为预处理后的噪声方差，则置信度为基于并行输出信道的后验概率密度；然后通过步骤S5.2.1-S5.2.3更新各个参数：

S5.2.1：更新输出信道的先验均值辅助参数和方差辅助参数

其中，h_ij(k)为测量矩阵第i行第j列的元素，E_kp为能量扩展矩阵E第k行第p列的元素；

S5.2.2：更新输出信道的先验方差和均值

其中，为测量矩阵的第i行矢量；

S5.2.3：更新输出信道的后验均值和方差

根据计算和

S5.3：将输入信道建模为N×K个并行的信道：

其中，x_j(p)为输入信道的发送信号，概率密度函数为p(x_j(p))，w_j(p)为输入信道的噪声，服从零均值的复高斯分布，即为噪声方差，则置信度为基于并行输入信道的后验概率密度；然后通过步骤S5.3.1-S5.3.3更新各个参数：

S5.3.1：更新输入信道的观测量辅助参数θ_i(k)和噪声方差辅助参数

S5.3.2：更新输入信道的观测量和噪声方差

其中，E_kp′能量扩展矩阵E第k行第p'列的元素，为输入信道的后验方差，为E_kp的共轭，为的共轭；

S5.3.3：更新输入信道的后验均值和方差

根据计算和

S5.4：令t＝t+1，并判断：如果t未达到预设次数T，则返回步骤S5.2；否则，则输出用户n在第p个子载波上的数据估计值

S1.2：根据步骤S1.1得到的观测矢量和测量矩阵利用近似消息传递算法求解所有用户在所有子载波上的数据的估计值。