[发明专利]一种用于massive MIMO上行系统信号的联合检测方法

摘要

本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。

主权项

1.一种用于massive MIMO上行系统信号的联合检测方法，其特征在于，根据系统模型和MMSE信号检测算法得到滤波矩阵A，然后在滤波矩阵A的基础上构造易于求逆的迭代矩阵M，接着基于矩阵M的迭代算法和最速下降法结合形成联合迭代算法，具体为：a.构建系统模型为：y＝Hx+z其中，H为信道矩阵，x为发送信号，为高斯白噪声，方差为σ²，信噪比SNR表示为N_UE_s/δ²，N_B为基站天线数，N_U为用户数；MMSE信号检测模型为：其中，b＝H^Hy代表y的匹配滤波器输出，为MMSE滤波矩阵，G＝H^HH表示Gram矩阵；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，求M‑1：将矩阵A均分为4个子矩阵，表示为：将分块后的四个子矩阵进一步划分成2×2的子矩阵，然后将矩阵A与A₂₁(或A₁₂)的对角线上的2×2子矩阵合并构成矩阵M：或获得迭代模型为：x(k+1)＝Bx(k)+f＝M‑1((M‑A)x(k)+b)其中迭代矩阵B＝M‑1(M‑A)，f＝M‑1b；根据M的结构可以得到c.进行初始估计，然后结合最速下降法构造混合迭代模型：设初始估计为：x(0)＝D‑1b将步骤b中的迭代模型转化为：x(2)＝x(1)+M‑1(b‑Ax(1))   ＝x(1)+M‑1r(1)其中r(1)＝b‑Ax(1)表示残差向量，最速下降法的初次迭代为：x(1)＝x(0)+αr(0)其中，是矫正步长且r⁽⁰⁾＝b‑Ax⁽⁰⁾；得到混合迭代模型为：x(2)＝x(0)+αr(0)+M‑1(r(0)‑αAr(0))   ＝x(0)+αr(0)+M‑1g(0)其中g(0)＝r(0)‑αAr(0)；d.利用分块矩阵降低计算复杂度：令根据下式进行初次迭代：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)：令表示(M‑A)x⁽ⁱ⁾，则p⁽ⁱ⁾中的和均为向量，则：对应x⁽ⁱ⁺¹⁾表示为且：完成信号检测。