[发明专利]一种用于massive MIMO上行系统信号的联合检测方法有效

专利信息
申请号: 201810462294.8 申请日: 2018-05-15
公开(公告)号: CN108809383B 公开(公告)日: 2021-03-16
发明(设计)人: 金芳利;刘皓;刘秋凤 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: H04B7/0452 分类号: H04B7/0452;H04L1/00
代理公司: 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 代理人: 孙一峰
地址: 611731 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 massive mimo 上行 系统 信号 联合 检测 方法
【说明书】:

发明属于通信技术领域,涉及一种用于massive MIMO上行系统信号的联合检测方法。首先,本发明构造了一种迭代矩阵,基于构造的矩阵提出了低复杂度的迭代方案。接着最速下降法和提出的迭代方法混合加速了提出的迭代方法。此外,本发明巧妙地利用分块矩阵求逆的性质以及矩阵‑向量乘法降低计算复杂度。接着作了详细的收敛性证明和复杂度分析。最后,仿真证明提出的算法的BER性能比现有的大部分迭代算法的性能好,并且可以较少的迭代次数内达到MMSE算法的接近最优的性能。

技术领域

本发明属于通信技术领域,涉及一种用于massive MIMO上行系统的信号检测方法。

背景技术

大规模多数多输出(MIMO)由于其低功耗、高吞吐率和高能量效率得到广泛关注。虽然这项技术有很大的发展潜力,但是还有很多相关问题需要进一步研究。其中一个紧迫的问题就是信号检测的复杂度高。近些年,一些简单的线性检测方法,如迫零(ZF)检测和最小均方误差(MMSE)检测,被证明在massive MIMO上行系统中是接近最优的。但是他们仍然存在矩阵直接求逆的高复杂度问题。为了避免大规模矩阵直接求逆,产生了以纽曼级数(NS)展开近似为代表的近似方法和各种迭代方法。主要的迭代方法有:Jacobi迭代、Guass-Seidel方法、超松驰迭代(SOR),SSOR方法以及最速下降法(CG)。

发明内容

本发明要解决的问题在massive MIMO系统上行链路中信号检测的高复杂度问题。

本发明的技术方案是:提出了一种基于分块矩阵的迭代方案,并且在初次迭代中利用最速下降法获得有效的搜索方向,进而加速提出的迭代方案。具体进行以下步骤:

a.构建系统模型y=Hx+z,将传统的MMSE检测算法转换为解线性方程组Ax=b的问题;

b.构造迭代矩阵M并且将其分为大小相等的四个矩阵M11,M22和M21,O;

c.计算M11,M22和M21的逆矩阵。

d.结合最速下降法构造混合迭代x(1)=x(0)+αr(0)+M-1(r(0)-αAr(0))并将其转换为分块矩阵-向量乘法;

e.利用构造的迭代矩阵M进行接下来的迭代x(i+1)=M-1((M-A)x(k)+b),同样利用矩阵分块乘法降低复杂度。

f.收敛性证明和复杂度分析。

本发明的有益效果为构造了一种求逆方便且复杂度低的迭代矩阵,基于该迭代矩阵的迭代方法BER性能优于Jacobi方法。此外,最速下降法和提出的迭代方法联合加速了提出了的迭代方法的收敛速率,进而减少了迭代次数,降低了整体的复杂。和现有的大部分方法相比,本发明的方法在复杂度相差不大的情况下,性能有较大的提升。

附图说明

图1为不同检测方法的BER性能比较

图2为几种联合检测方案以及提出的基于分块矩阵的迭代方法的性能比较

图3为本发明提出的迭代算法和现有的其他联合算法的性能比较

具体实施方式

下面结合附图和实施例,详细描述本发明的技术方案:

本实施例具体实施过程如下:

A.系统模型及MMSE检测算法

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