基于信道估计误差的检测顺序优化方法及执行该方法的接收机系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法以及执行该方法的MMSE‑OSIC接收机系统，尤其是一种联合信道估计以及数据检测的优化检测顺序的MMSE‑OSIC接收机方法及其系统。其中所述方法为：依据信干噪比进行排序确定发送天线上数据流的检测顺序，然后消除掉检测出信号的影响从而获得接收分集增益，在很好地折中了复杂度以及检测性能的同时，进一步提高了检测性能，优化检测顺序。

【技术实现步骤摘要】
基于信道估计误差的检测顺序优化方法及执行该方法的接收机系统
本专利技术涉及一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法以及执行该方法的MMSE-OSIC接收机系统，属于通讯

技术介绍
MIMO系统通过在不同天线上发送相互独立的数据流显著提高系统的频谱效率，接收端可以采用线性或者非线性的方式进行MIMO信号的检测。现有的性能检测方式在发送天线数增加以及高阶调制情况下呈现复杂度高，或者复杂度仍与发送天线以及调制方式的指数次方成正比的现状，单一的MMSE接收机以牺牲系统性能为代价大大降低了MIMO检测的复杂度，也因此不能满足实际检测中的性能需求。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法以及执行该方法的MMSE-OSIC接收机系统，以解决现有技术上的问题，在降低复杂度的同时，也进一步提高检测性能。技术方案：一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法，包括以下步骤：步骤一：利用接收机，通过接收天线接收信号，并获取其中的导频信号；步骤二：根据实际需求，对所述导频信号进行信道估计，得到估计的信道矩阵；步骤三：利用信号干扰消除器，消除已检测出的信号对其他信号的干扰；步骤四：对经过信号干扰消除器的信号进行滤波；步骤五：检测顺序判决器根据滤波输出值，依据基于信干噪比的判决策略和基于后验检测概率的判决策略确定监测数据层；步骤六：判决本次检测数据层的估计信号并反馈给干扰器进行迭代。在进一步的实施例中，步骤一进一步为：<br>利用在V-BLAST系统中，发送天线和接收天线分别为Nt、Nr的时候，获取接收的信号Y，其中信号Y中所含矩阵服从均值为0、方差为1的Nr×Nt复高斯矩阵，同时信号中还包含有服从均值为0、方差为N0的复高斯分布的噪声向量。在进一步的实施例中，步骤二进一步为：在非理想化的信道传输中，对理想信道下的增益矩阵进行信道增益矩阵的估值，其中添加的估计误差矩阵与原信号中的复高斯矩阵不相关，且服从均值为0、方差为的独立分布。在进一步的实施例中，步骤三进一步为，通过前序步骤将计算出的信道估计矩阵值以及误差矩阵，利用信号干扰消除器进行干扰数值的去除，得到去除干扰信号的接收导频信号。在进一步的实施例中，步骤四进一步为，在步骤三之后，获得已去除干扰信号的接收信号，通过MMSE进行滤波，过滤杂波得到特定频率的信号并输出，通过MMSE第i层数据的滤波系数准则，获取滤波系数并进一步得到第i层数据的滤波输出值，根据第i层数据的滤波系数和滤波输出值，得到在具有误差估计的信道增益矩阵和第i层条件下，第i层滤波输出值的均值和方差，在给定M维星座调制集Ω＝{x1,x2,…xM}下，根据第i层数据的滤波值和得到的均值及方差可以进一步得到在具有误差估计的信道增益矩阵和第i层条件下，第i层滤波输出值的概率密度函数PDF。在进一步的实施例中，步骤五进一步为，在得到经过MMSE滤波输出的值后确定本次检测的数据层，其中检测顺序判决器的判决策略分别采用基于信干噪比的判决策略和基于后验检测概率的判决策略；当前检测的数据层具有比其他未检测层更大的后验信干噪比时，为提高的当前检测的数据层的检测性能，从而减小了错误传播现象，采用基于信噪比的判决策略，其选择检测数据层的确定方式为：其中，gi为第i层数据的滤波系数、为方差的大小、ρ为信噪比的倒数即N0/Es、hi和分别是信道矩阵和包含误差值的信道增益矩阵的第i列；其次在包含误差矩阵和接收信号已知情况下，当前检测的数据层便通过选择最大后验符号检测概率来获得，假定发送端等概发送符号，则检测的数据层为进一步为：其中p为概率密度函数、一种用于实现上述基于信道估计误差的检测顺序优化方法的MMSE-OSIC接收机系统，主要包含以下模块：用于获取接收信号中导频信号的第一模块；用于根据实际需求，对所述导频信号进行信道估计，得到估计的信道矩阵第二模块；用于消除已检测出的信号对其他信号的干扰的第三模块；用于对接收的信号进行滤波的第四模块；用于根据滤波输出值确定监测数据层，依据基于信干噪比的判决策略和基于后验检测概率的判决策略的第五模块；用于判决本次检测数据层的估计信号并反馈给干扰器进行迭代的第六模块。在进一步的实施例中，所述第一模块进一步利用在V-BLAST系统中，发送天线和接收天线分别为Nt、Nr的时候，获取接收的信号为：y＝Hs+n，其中H为服从独立同分布且均值为0、方差为1的Nr*Nt的复高斯矩阵，s为发送天线发送的符号矢量，均值为0并且s满足上述公式中n表示服从均值为0、方差为N0的复高斯分布的噪声向量；为减少噪声干扰，划分信号与产生噪声的比重，进一步定义信号与噪声的比值γ0为其发送信噪比，具体表示为:(SNR)γ0＝Es/N0，为方便优化算式表达，进一步的给出其信噪比的倒数为：ρ＝N0/Es。在进一步的实施例中，所述第二模块进一步在非理想化的信道传输中，对理想信道下的增益矩阵进行信道增益矩阵的估值，其中添加的估计误差矩阵与原信号中的复高斯矩阵不相关，且服从均值为0、方差为的独立分布，当采用最小二乘信道估计时，方差的大小为噪声与导频长度和导频能量相乘后的比值，即其中Lp表示为导频长度，Ep则为导频能量。在进一步的实施例中，所述第三模块进一步通过前序步骤将计算出的信道估计矩阵值以及误差矩阵，进行干扰数值的去除，得到去除干扰信号的接收信号。在进一步的实施例中，所述第四模块进一步在第三模块之后，获得已去除干扰信号的接收信号，通过MMSE进行滤波，过滤杂波得到特定频率的信号并输出，通过MMSE第i层数据的滤波系数准则获取滤波系数gi，并进一步得到第i层数据的滤波输出值根据第i层数据的滤波系数和滤波输出值，得到在具有误差估计的信道增益矩阵和第i层条件下，第i层滤波输出值的均值和方差在给定M维星座调制集Ω＝{x1,x2,…xM}下，根据第i层数据的滤波值和得到的均值及方差可以进一步得到在具有误差估计的信道增益矩阵和第i层条件下，第i层滤波输出值的概率密度函数PDF。在进一步的实施例中，所述第五模块进一步在得到经过上述MMSE滤波输出的值后确定本次检测的数据层，其中检测顺序判决器的判决策略分别采用基于信干噪比的判决策略和基于后验检测概率的判决策略；当前检测的数据层具有比其他未检测层更大的后验信干噪比时，为提高的当前检测的数据层的检测性能，从而减小了错误传播现象，采用基于信噪比的判决策略，其选择检测数据层的确定方式为：其中，gi为第i层数据的滤波系数、为方差的大小、ρ为信噪比的倒数即N0/Es、hi和分别是信道矩阵和包含误差值的信道增益矩阵的第i列。其次在包含误差矩阵和接收信号已知情况下，当前检测的数据层便通过选择最大后验符号检测概率来获得，假定发送端等概发送符号，则检测的数据层为进一步为：其中p为概率密度函数、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法，其特征步骤如下所述：/n步骤一：利用接收机，通过接收天线接收信号，并获取其中的导频信号；/n步骤二：根据实际需求，对所述导频信号进行信道估计，得到估计的信道矩阵；/n步骤三：利用信号干扰消除器，消除已检测出的信号对其他信号的干扰；所述已检测出的信号为已经经过一次反馈的信号，其他信号为未经过处理的信号；/n步骤四：对经过信号干扰消除器的信号进行滤波；/n步骤五：检测顺序判决器根据滤波输出值，依据基于信干噪比的判决策略和基于后验检测概率的判决策略确定监测数据层；/n步骤六：判决本次检测数据层的估计信号

【技术特征摘要】
1.一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法，其特征步骤如下所述：
步骤一：利用接收机，通过接收天线接收信号，并获取其中的导频信号；
步骤二：根据实际需求，对所述导频信号进行信道估计，得到估计的信道矩阵；
步骤三：利用信号干扰消除器，消除已检测出的信号对其他信号的干扰；所述已检测出的信号为已经经过一次反馈的信号，其他信号为未经过处理的信号；
步骤四：对经过信号干扰消除器的信号进行滤波；
步骤五：检测顺序判决器根据滤波输出值，依据基于信干噪比的判决策略和基于后验检测概率的判决策略确定监测数据层；
步骤六：判决本次检测数据层的估计信号并反馈给干扰器进行迭代。


2.根据权利要求1所述的一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法，其特征在于，所述步骤一进一步为：
利用在V-BLAST系统中，发送天线和接收天线分别为Nt、Nr的时候，获取接收的信号Y，其中信号Y中所含矩阵服从均值为0、方差为1的Nr×Nt复高斯矩阵，同时信号中还包含有服从均值为0、方差为N0的复高斯分布的噪声向量。


3.根据权利要求1所述的一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法，其特征在于，所述步骤二进一步为：
在非理想化的信道传输中，对信道增益矩阵进行估值，其中添加的估计误差矩阵与原信号中的复高斯矩阵不相关，且服从均值为0、方差为的独立分布。


4.根据权利要求1所述的一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法，其特征在于，所述步骤三进一步为：
通过前序步骤将计算出的信道估计矩阵值以及误差矩阵，利用信号干扰消除器进行干扰数值的去除，得到去除干扰信号的接收导频信号。


5.根据权利要求1所述的一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法，其特征在于，所述步骤四进一步为：
在步骤三之后，获得已去除干扰信号的接收信号，通过MMSE进行滤波，过滤杂波得到特定频率的信号并输出，通过MMSE第i层数据的滤波系数准则，获取滤波系数并进一步得到第i层数据的滤波输出值，根据第i层数据的滤波系数和滤波输出值，得到在具有误差估计的信道增益矩阵和第i层条件下，第i层滤波输出值的均值和方差，在给定M维星座调制集Ω＝{x1，x2，...xM}下，根据第i层数据的滤波值和得到的均值及方差可以进一步得到在具有误差估计的信道增益矩阵和第i层条件下，第i层滤波输出值的概率密度函数PDF。


6.根据权利要求1所述的一种基于信道估计误差的检测顺序优化方法，其特征在于，所述步骤五进一步为：
在得到经过MMSE滤波输出的值后确定本次检测的数据层，其中检测顺序判决器的判决策略分别采用基于信干噪比的判决策略和基于后验检测概率的判决策略；
当前检测的数据层具有比其他未检测层更大的后验信干噪比时，为提高的当前检测的数据层的检测性能，从而减小了错误传播现象，采用基于信噪比的判决策略，其选择检测数据层的确定方式为：



其中，gi为第i层数据的滤波系数、为方差的大小、ρ为信噪比的倒数即N0/Es、hi和分别是信道矩阵和包含误差值的信道增益矩阵的第i列；
其次在包含误差矩阵和接收信号已知情况下，当前检测的数据层便通过选择最大后验符号检测概率来获得，假定发送端等概发送符号，则检测的...

【专利技术属性】
技术研发人员：第伟，
申请(专利权)人：南京奈思电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32