編碼mimo系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種編碼MIMO系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法，包括以下步驟：1)編碼MIMO系統(tǒng)中，設(shè)發(fā)射端配備NT根天線，接收端配備NR根接收天線，其中，NR≥MT，發(fā)射端發(fā)送符號(hào)向量至接收端，接收端采用采用單樹(shù)搜索的方法進(jìn)行搜索，并通過(guò)初始球半徑策略設(shè)置單樹(shù)搜索的范圍；2)接收端接收的接收向量可以表示為復(fù)值模型接收端根據(jù)所述復(fù)值模型得到對(duì)數(shù)似然比信息，譯碼器根據(jù)所述對(duì)數(shù)似然比信息對(duì)發(fā)射端發(fā)送的符號(hào)向量進(jìn)行譯碼。該發(fā)明可以在譯碼發(fā)射端發(fā)送的符號(hào)向量的同時(shí)降低搜索的復(fù)雜度。
【專利說(shuō)明】編碼MIMO系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種編碼MIMO系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)際的編碼MIMO系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)頻譜效率的提高，接收機(jī)的檢測(cè)算法是一大挑戰(zhàn)。近年來(lái)出現(xiàn)了很多研究高性能低復(fù)雜度的檢測(cè)算法，如一類基于QR分解的樹(shù)搜索算法。根據(jù)樹(shù)搜索的搜索方式，樹(shù)搜索可以分為深度優(yōu)先，寬度優(yōu)先，和測(cè)度值優(yōu)先三類，其中前兩種方式能更好的利用樹(shù)結(jié)構(gòu)因而受到更多關(guān)注。在編碼MIMO系統(tǒng)的檢測(cè)中，深度優(yōu)先算法使用軟輸出的球形譯碼算法，寬度優(yōu)先的算法使用軟輸出的K-best算法。由于軟輸出的K-best算法使用K個(gè)幸存序列進(jìn)行對(duì)數(shù)似然比(log-likelihood rat1, LLR)的計(jì)算，因此會(huì)出現(xiàn)所有K個(gè)幸存序列在某一比特位的取值完全一樣的情況，這種情況下將無(wú)法計(jì)算軟信息。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有兩種方法來(lái)估計(jì)這些比特位的LLR:1)使用K個(gè)幸存序列中測(cè)度值最大值與最小值之間的差值計(jì)算，稱為差值法K-best ；2)使用一個(gè)預(yù)定義的值即限幅值代替，稱為固定限幅值的K-best方法。軟輸出的球形譯碼算法主要包括單樹(shù)搜索算法(Single Tree Search, STS)，列表球形譯碼算法(List Sphere Decoder, LSD)和重復(fù)樹(shù)搜索(Itepeated Tree Search, RTS)。其中STS是一種可通過(guò)調(diào)整參數(shù)在性能和復(fù)雜度上取得不同折中關(guān)系的軟輸出球形譯碼算法，它較LSD和RTS算法具有更好的性能復(fù)雜度折中關(guān)系，且方便靈活配置。但其達(dá)到接近最優(yōu)的性能時(shí)的代價(jià)卻是高昂的復(fù)雜度開(kāi)銷，且此開(kāi)銷隨著天線數(shù)的增多和 調(diào)制階數(shù)的增大而顯著升高。
[0003]許多研究表明，通過(guò)球半徑對(duì)球形譯碼算法搜索空間的限制，球形譯碼的復(fù)雜度可以被極大程度削減?？偨Y(jié)目前幾種主要的選擇初始球半徑的方法，大致有如下三類:1)球半徑由線性檢測(cè)器的輸出來(lái)確定，例如使用MMSE解的測(cè)度值作為初始球半徑。由于MMSE的準(zhǔn)確性受天線數(shù)和信道狀況的影響很大，因此并不十分準(zhǔn)確。2)初始球半徑從O開(kāi)始，并伴隨搜索過(guò)程不斷增大。顯然，這種方法在天線數(shù)目很多的時(shí)候需要搜索更多的層，因此對(duì)天線數(shù)目多的情況下也不夠?qū)嵱?，以上兩種方法均難以在保證性能的情況下盡可能的降低復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種編碼MMO系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法，該方法可以在譯碼發(fā)射端發(fā)送的符號(hào)向量的同時(shí)降低搜索的復(fù)雜度。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的編碼MMO系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法包括以下步驟:
[0006]I)編碼MIMO系統(tǒng)中，設(shè)發(fā)射端配Int根天線，接收端配備Nk根接收天線，其中，Ne ^ Nt，發(fā)射端發(fā)送符號(hào)向量S至接收端，接收端采用采用單樹(shù)搜索的方法進(jìn)行搜索，并通過(guò)初始球半徑策略設(shè)置單樹(shù)搜索的范圍，其中，所述通過(guò)初始球半徑策略設(shè)置單樹(shù)搜索的范圍的方法為:根據(jù)噪聲分布當(dāng)將半徑初始化為覆蓋到接收端上至少一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的概率為(l-ε)時(shí)，則第一次搜索的初始球半徑為Pu，當(dāng)?shù)谝淮螞](méi)有搜索到接收向量時(shí)，則進(jìn)行第二次搜索，其中第二次搜索的初始球半徑設(shè)置為Pm，當(dāng)?shù)诙螞](méi)有搜索到接收向量時(shí)，則進(jìn)行第三次搜索，其中第三次搜索的初始球半徑設(shè)置為P ，當(dāng)?shù)谌嗡阉鳑](méi)有搜索得到接收向量時(shí)，將第四次搜索的初始球半徑設(shè)置為P ，當(dāng)根據(jù)第四次搜索后還未搜索到時(shí)，則將第五次搜索的初始球半徑設(shè)置為P !;
[0007]2)接收端接收的接收向量可以表示為復(fù)值模型f = ?§ + Α，其中，H SnkXNt維的
信道矩陣，；?為獨(dú)立同分布的復(fù)高斯噪聲，接收端根據(jù)所述復(fù)值模型f = 得到對(duì)數(shù)似然比信息，然后將所述對(duì)數(shù)似然比信息轉(zhuǎn)發(fā)至譯碼器中，譯碼器根據(jù)所述對(duì)數(shù)似然比信息對(duì)發(fā)射端發(fā)送的符號(hào)向量S進(jìn)行譯碼。
[0008]設(shè)
【權(quán)利要求】
1.一種編碼MIMO系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)編碼MIMO系統(tǒng)中，設(shè)發(fā)射端配備Nt根天線，接收端配備Nk根接收天線，其中，Ne ^ Nt，發(fā)射端發(fā)送符號(hào)向量S至接收端，接收端采用單樹(shù)搜索的方法進(jìn)行搜索，并通過(guò)初始球半徑策略設(shè)置單樹(shù)搜索的范圍，其中，所述通過(guò)初始球半徑策略設(shè)置單樹(shù)搜索的范圍的方法為:根據(jù)噪聲分布當(dāng)將半徑初始化為覆蓋到接收端上至少一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的概率為(l-ε)時(shí)，則第一次搜索的初始球半徑為Pu，當(dāng)?shù)谝淮螞](méi)有搜索到接收向量時(shí)，則進(jìn)行第二次搜索，其中第二次搜索的初始球半徑設(shè)置為P m，當(dāng)?shù)诙螞](méi)有搜索到接收向量時(shí)，則進(jìn)行第三次搜索，其中第三次搜索的初始球半徑設(shè)置為P ，當(dāng)?shù)谌嗡阉鳑](méi)有搜索得到接收向量時(shí)，將第四次搜索的初始球半徑設(shè)置為P Km，當(dāng)根據(jù)第四次搜索后還未搜索到時(shí)，則將第五次搜索的初始球半徑設(shè)置為P !; 2)接收端接收的接收向量表示為復(fù)值模型f= + ,其中，ft為NkXNt維的信道矩陣，Α為獨(dú)立同分布的復(fù)高斯噪聲，接收端根據(jù)所述復(fù)值模型f = fe + i得到對(duì)數(shù)似然比信息，然后將所述對(duì)數(shù)似然比信息轉(zhuǎn)發(fā)至譯碼器中，譯碼器根據(jù)所述對(duì)數(shù)似然比信息對(duì)發(fā)射端發(fā)送的符號(hào)向量S進(jìn)行譯碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼MIMO系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法，其特征在于， 設(shè)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼MIMO系統(tǒng)中基于初始球半徑的軟輸出球形譯碼方法，其特征在于，第一次搜索時(shí)，與分別為:
【文檔編號(hào)】H04L25/03GK104038457SQ201410298603
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】任品毅, 王蔚蕾, 杜清河 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)