一种球形译码检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种球形译码检测方法及装置，包括：对接收信号进行预处理，得到所述接收信号的信号近似估计值Xpre，根据所述Xpre导出球形译码检测的初始平方半径D2，根据所述接收信号的当前信噪比确定星座空间的大小l；按照深度优先和球形约束法则，根据所述星座空间的大小l和初始平方半径D2查找搜索路径，所述搜索路径所经过的节点均落在以初始平方半径为半径的球内；在查找到一条搜索路径后，并且查找到的搜索路径的局部欧式距离和小于当前的平方半径时，更新所述平方半径，并在以所述接收信号为球心，更新后的平方半径为半径的多维球内，重新查找搜索路径，直到查找不到搜索路径，确定最新保存的搜索路径所对应的候选信号点为最优的信号估计点。

【技术实现步骤摘要】
一种球形译码检测方法及装置
本专利技术涉及移动通信领域，尤其涉及一种球形译码检测方法及装置。
技术介绍
近年来，已经有大量的研究人员对无线MIMO通信系统中信号检测方法进行了广泛而深入的研究。这些信号检测方法包括：最大似然检测(MaximumLikelyhoodDetection，MLD)、迫零检测(ZeroForcing，ZF)、最小均方误差(MinimumMeanSquareError，MMSE)检测、半定松弛检测(Semi-DefiniteRelaxation，SDR)和球形译码(SphereDecoding，SD)检测等。MLD具有最优的性能，但是复杂度达到指数级别，几乎不可能在硬件中实现。而ZF和MMSE检测，尽管计算简单，但是误比特性能相当差，而半定松弛检测，由于是在MLD的基础上给以条件放松处理，这样性能有不少的损失。而SD检测具有逼近于MLD的误码性能并且复杂度适中，是一种比较理想的信号检测方法。标准的球形译码检测方法，其复杂度仍然较高，硬件设计实现起来比较困难；为了使得SD检测能够在硬件中得以较好的实现，一些改进版本的SD检测被提出。Fincke-PohstSD(FP-SD)是一种有效的策略，该算法通过在一个给定初始半径的超球内枚举所有的星座格点来搜索最优信号点。由于该算法只进行一次缩小搜索空间，因此其初始半径D的选择比较敏感。针对这一缺陷，另外有人将Schnorr-Euchner算法应用于SD称为SE-SD，并且采用深度优先的顺序搜索，在降低复杂度方面取得了不错的效果。中国专利申请公开说明书CN200910084580.6公开了一种基于深度优先搜索的球形译码检测方法，虽然算法的复杂度有了不错的控制，但是由于限制树形搜索的节点数最大为M，导致信号的性能有一定的损失。中国专利申请公开说明书CN201010515931.7中公开了一种基于QR预处理的深度优先的SD检测算法，该方法仅仅适合高信噪比区域和采用低阶调制的MIMO的信号检测，对于低信噪比区域的信号检测不适用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种球形译码检测方法及装置，能够在不降低误比特性能的基础上，降低计算的复杂度。为解决上述技术问题，本专利技术的一种球形译码检测方法，包括：对接收信号进行预处理，得到所述接收信号的信号近似估计值Xpre，根据所述Xpre导出球形译码检测的初始平方半径D2，根据所述接收信号的当前信噪比确定星座空间的大小l；按照深度优先和球形约束法则，根据所述星座空间的大小l和初始平方半径D2查找搜索路径，所述搜索路径所经过的节点均落在以初始平方半径为半径的球内；在查找到一条搜索路径后，并且查找到的搜索路径的局部欧式距离和小于当前的平方半径时，更新所述平方半径，并在以所述接收信号为球心，更新后的平方半径为半径的多维球内，重新查找搜索路径，直到查找不到搜索路径，确定最新保存的搜索路径所对应的候选信号点为最优的信号估计点。进一步地，对接收信号进行预处理，得到所述接收信号的信号近似估计值Xpre，包括：将所述接收信号经过半定松弛的检测器进行处理，得到所述接收信号的近似估计值Xpre。进一步地，根据所述Xpre导出球形译码检测的初始平方半径D2，包括：所述其中，Y′＝QTY，Y为所述接收信号，是Xpre的硬判决，Q为酉矩阵，R为上三角矩阵。进一步地，根据所述接收信号的当前信噪比确定星座空间的大小l，包括：确定星座空间的大小l的值随所述接收信号的当前信噪比的变大而增加。进一步地，按照深度优先和球形约束法则，根据所述星座空间的大小l和初始平方半径D2查找搜索路径，包括：生成当前节点的l个子节点，并计算节点列表，按照所述节点列表中节点的优先级高低顺序，计算第k层的节点的局部欧式距离和d(x(k，t))；判断节点的局部欧式距离和d(x(k，t))是否大于如果是，则裁掉该节点，返回k+1层，重新扩展搜索的子节点；如果所述节点的d(x(k，t))不大于在k不等于1时，进入k-1层搜索，在k＝1时，查找到一条搜索路径，其中，是矢量的一个分量。进一步地，计算节点列表，包括：查找落在以接收信号为圆心，D2为平方半径的多维球内的星座节点，按照局部欧式距离从小到大的顺序排序多维球内的星座节点，得到多维球内的星座节点对应的节点列表。进一步地，一种球形译码检测装置，包括：预处理单元、平方半径计算单元、星座空间大小确定单元和路径搜索单元，其中：所述预处理单元，用于对接收信号进行预处理，得到所述接收信号的信号近似估计值Xpre；所述平方半径计算单元，用于根据所述Xpre导出球形译码检测的初始平方半径D2；所述星座空间大小确定单元，用于根据所述接收信号的当前信噪比确定星座空间的大小l；所述路径搜索单元，用于按照深度优先和球形约束法则，根据所述星座空间的大小l和初始平方半径D2查找搜索路径，所述搜索路径所经过的节点均落在以初始平方半径为半径的球内，在查找到一条搜索路径后，并且查找到的搜索路径的局部欧式距离和小于当前的平方半径时，更新所述平方半径，并在以所述接收信号为球心，更新后的超球平方半径为半径的多维球内，重新查找搜索路径，直到查找不到搜索路径，确定最新保存的搜索路径所对应的候选信号点为最优的信号估计点。进一步地，所述预处理单元，具体用于将所述接收信号经过半定松弛的检测器进行处理，得到所述接收信号的近似估计值Xpre。进一步地，所述星座空间大小确定单元，用于确定星座空间的大小l的值随所述接收信号的当前信噪比的变大而增加。进一步地，所述平方半径计算单元，具体用于计算所述其中，Y′＝QTY，Y为所述接收信号，是Xpre的硬判决，Q为酉矩阵，R为上三角矩阵；所述路径搜索单元，具体用于生成当前节点的l个子节点，并计算节点列表，按照所述节点列表中节点的优先级高低顺序，计算第k层的节点的局部欧式距离和d(x(k，t))，判断节点的局部欧式距离和d(x(k，t))是否大于如果是，则裁掉该节点，返回k+1层，重新扩展搜索的子节点；如果所述节点的d(x(k，t))不大于在k不等于1时，进入k-1层搜索，在k＝1时，查找到一条搜索路径，其中，是矢量的一个分量。综上所述，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术是一种基于球形译码检测的信噪比自适应的MIMO信号检测方法，通过半定松弛的检测器进行预处理，导出一个较紧的初始平方半径以及树形搜索的遍历顺序，较小的初始平方半径可以减少树形搜索所访问的节点个数，采用离预检测信号最近的星座格点开始搜索从而加快了树形搜索中找到最优信号格点的时间；更重要的一点，根据信噪比的不同来调整搜索星座格点的个数，在保持信号质量(误比特性能)不变的情况下，有效地减少了树形搜索中所访问的节点个数，因此本专利技术具有减少系统运算时间，提高系统实时处理能力的特征，同时降低终端设备功耗，延长终端待机时间的优点。附图说明图1为本专利技术的系统模型；图2为本专利技术的球形译码检测方法的流程图；图3为本专利技术的实现中查找搜索路径的流程图；图4为本专利技术在实现方法中不同信噪比下星座空间大小的选取方法图；图5为本专利技术的实现方法的误比特性能分析图；图6为本专利技术的实现方法复杂度仿真分析图；图7为本专利技术的球形译码检测装置的架构图。具体实施方式如图1所示，下面以4发4收的MIMO无线通信系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球形译码检测方法，包括：对接收信号进行预处理，得到所述接收信号的信号近似估计值Xpre，根据所述Xpre导出球形译码检测的初始平方半径D2，根据所述接收信号的当前信噪比确定星座空间的大小l；按照深度优先和球形约束法则，根据所述星座空间的大小l和初始平方半径D2查找搜索路径，所述搜索路径所经过的节点均落在以初始平方半径为半径的球内；在查找到一条搜索路径后，并且查找到的搜索路径的局部欧式距离和小于当前的平方半径时，更新所述平方半径，并在以所述接收信号为球心，更新后的平方半径为半径的多维球内，重新查找搜索路径，直到查找不到搜索路径，确定最新保存的搜索路径所对应的候选信号点为最优的信号估计点。

【技术特征摘要】
1.一种球形译码检测方法，包括：对接收信号进行预处理，得到所述接收信号的信号近似估计值Xpre，根据所述Xpre导出球形译码检测的初始平方半径D2，根据所述接收信号的当前信噪比确定星座空间的大小l；按照深度优先和球形约束法则，根据所述星座空间的大小l和初始平方半径D2查找搜索路径，所述搜索路径所经过的节点均落在以初始平方半径为半径的球内；在查找到一条搜索路径后，并且查找到的搜索路径的局部欧式距离和小于当前的平方半径时，更新所述平方半径，并在以所述接收信号为球心，更新后的平方半径为半径的多维球内，重新查找搜索路径，直到查找不到搜索路径，确定最新保存的搜索路径所对应的候选信号点为最优的信号估计点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对接收信号进行预处理，得到所述接收信号的信号近似估计值Xpre，包括：将所述接收信号经过半定松弛的检测器进行处理，得到所述接收信号的近似估计值Xpre。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述Xpre导出球形译码检测的初始平方半径D2，包括：所述其中，Y′＝QTY，Y为所述接收信号，是Xpre的硬判决，Q为酉矩阵，R为上三角矩阵。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述接收信号的当前信噪比确定星座空间的大小l，包括：确定星座空间的大小l的值随所述接收信号的当前信噪比的变大而增加。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照深度优先和球形约束法则，根据所述星座空间的大小l和初始平方半径D2查找搜索路径，包括：生成当前节点的l个子节点，并计算节点列表，按照所述节点列表中节点的优先级高低顺序，计算第k层的节点的局部欧式距离和d(x(k，t))；判断节点的局部欧式距离和d(x(k，t))是否大于如果是，则裁掉该节点，返回k+1层，重新扩展搜索的子节点；如果所述节点的d(x(k，t))不大于在k不等于1时，进入k-1层搜索，在k＝1时，查找到一条搜索路径，其中，是矢量的一个分量。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，计算节点列表，包括：查找落在以接收信号为圆心，D2为平...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔鹏鹏，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44