一種寬帶多用戶MIMO-OFDM系統的分組交替迭代檢測方法技術方案

本發明專利技術公開了一種寬帶多用戶MIMO-OFDM系統的分組交替迭代檢測方法，在基站將子載波平均分為I組，先利用半正定松弛檢測算法將基站接收到的每組信號進行組內檢測，利用檢測到的信號計算組間干擾，并在基站接收信號中減去該組間干擾形成新的接收信號，將該信號返回到檢測器的輸入端進行下一次檢測，而后依次重復迭代，直到達到初設的迭代次數。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無線通信領域，特別涉及一種寬帶多用戶MIMO-OFDM系統的分組交替迭代檢測方法。
技術介紹
在MIMO-OFDM系統中，接收端檢測算法能夠去除多用戶、多天線及子載波間干擾，從而恢復原始信號，故檢測算法的性能是衡量系統性能的一個重要標準。與線性檢測算法相比，許多非線性的檢測算法能夠獲得更優的檢測性能。最大似然多用戶檢測算法能夠獲得最優的性能，但由于采用了遍歷的方法，其計算復雜度較高，并且在MIMO-OFDM系統中會隨著天線數與子載波數的增長而急劇增長，這使得其在多用戶負載的實際環境中很不可行。球形譯碼是最大似然檢測算法的一種低復雜度實現，其通過對以接收信號矢量為球心的球內點的搜索，最終收斂到最大似然解。此外半正定松弛算法通過擴展可行域、放松約束條件將最大似然問題轉變為一個可在多項式時間內解決的凸優化問題。同時許多次優的干擾抵消檢測算法復雜度比最大似然檢測低，但也能夠獲得不錯的性能，例如基于串行干擾抵消的多用戶檢測算法、并行干擾抵消算法，以上兩種算法與線性檢測算法不同，它們并不遵循先檢測后解調的順序，而是將檢測與解調過程交替迭代進行，即對前一步檢測得到的信號進行解調，將解調結果反饋至檢測器的輸入端供下一次迭代使用。PIC與SIC檢測器均在每一個檢測階段去除用戶間干擾，上一步檢測性能將會影響到該階段的檢測性能。然而，無論是線性算法還是非線性算法，在MIMO-OFDM系統中，隨著系統天線數與子載波數的增加，信道矩陣維數隨之增加，使得檢測算法的復雜度急劇上升。因此，需要一種新的方法來解決多用戶MIMO-OFDM系統檢測算法復雜度較高的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在提供一種寬帶多用戶MIMO-OFDM上行鏈路的分組交替迭代檢測方法，以獲得檢測性能與算法復雜度的良好折中。本專利技術為解決上述技術問題采用以下技術方案：假設迭代M次，當迭代到第t次時(t≤M)，基站第i組接收信號表示為重復以下步驟直到t>M。首先使用半正定松弛檢測器得到每組檢測出的發射信號將組間干擾和噪聲均當作噪聲，則基站接收到的第i組信號為其中通過半正定松弛算法檢測出每組的第二步，利用檢測出的每組計算所有組間干擾，從每組接收信號中消除組間干擾，得到新的即第三步，用每組更新對應的即最后，令t＝t+1，重復迭代；直到t>M，停止迭代。其中，Gii為第i組信號對應的等效信道矩陣，Gii'為第i'組信號對第i組信號的干擾對應的等效信道矩陣，為第i組發射信號，為第i'組發射信號，為第i組接收到的噪聲。本專利技術采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：(a)采用高性能的半正定松弛檢測算法對抗組內干擾，能夠得到較為準確的檢測結果，且由于分組而減小了半正定松弛的計算復雜度；(b)通過并行干擾消除的方法，在每次迭代過程中不斷減小組間干擾，隨著迭代次數的增加，組間干擾持續被減小，從而進一步提高檢測性能。本專利技術附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明圖1是根據本專利技術一個系統示意圖。圖2是分組交替迭代檢測算法的流程圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本專利技術，應理解這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍，在閱讀了本專利技術之后，本領域技術人員對本專利技術的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。本專利技術一種寬帶多用戶MIMO-OFDM系統的分組交替迭代檢測方法包括：利用子載波分組的思想降低算法復雜度，同時利用半正定松弛組內檢測與組間并行干擾抵消的方法獲得性能與復雜度的良好折中。作為優選方案，根據分組的思想，首先將基站接收到的信號分成子載波數相等的I組，然后進行分組交替迭代檢測。其具體步驟如下。假設迭代M次，當迭代第t次(t≤M)時，基站第i組接收信號表示為重復以下步驟，直到t>M則停止迭代。步驟1)，使用半正定松弛檢測器得到每組檢測出的發射信號即將組間干擾和噪聲均當作噪聲，則基站接收到的第i組信號為其中通過球形譯碼算法檢測出每組的其中，Gii為第i組信號對應的等效信道矩陣，Gii'為第i'組信號對第i組信號的干擾對應的等效信道矩陣，為第i組發射信號，為第i'組發射信號，為第i組接收到的噪聲。步驟2)，利用檢測出的每組信號計算所有組間干擾，從每組接收信號中消除組間干擾，得到新的即y~it=yit-Σi′=1i′≠iIGii′si′t;]]>步驟3)，用每組更新對應的即步驟4)，令t＝t+1，重復迭代步驟1)、2)和3)。如圖1所示，將基站接收到的信號分成子載波數相等的I組，對每組信號進行分組交替迭代檢測后得到的信號還原成對應用戶的檢測信號。如圖2所示，組內檢測與組間干擾消除交替迭代進行，先利用半正定松弛檢測算法進行組內檢測，利用檢測到的信號計算組間干擾，并在基站接收信號中減去該組間干擾形成新的接收信號，而后依次重復迭代，隨著迭代次數的增加，組間干擾不斷被減小，不斷提高檢測性能。本專利技術采用了子載波分組的思想，先利用半正定松弛檢測算法將基站接收到的每組信號進行組內檢測，利用檢測到的信號計算組間干擾，并在基站接收信號中減去該組間干擾形成新的接收信號，將新的接收信號返回到檢測器的輸入端進行下一次檢測，而后依次重復迭代，直到達到初設的迭代次數，隨著迭代次數的增加，組間干擾逐漸減小，從而獲得性能與復雜度的良好折中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬帶多用戶MIMO?OFDM系統的分組交替迭代檢測方法，其特征在于：首先對基站接收信號進行分組，在檢測信號時利用交替迭代的檢測方法，隨著迭代次數的增加，不斷提高檢測性能。

【技術特征摘要】
1.一種寬帶多用戶MIMO-OFDM系統的分組交替迭代檢測方法，其特征在于：首先對基站
接收信號進行分組，在檢測信號時利用交替迭代的檢測方法，隨著迭代次數的增加，不斷提
高檢測性能。
2.根據權利要求1所述的寬帶多用戶MIMO-OFDM系統分組交替迭代檢測方法，其特征在
于：分組交替迭代檢測方法的具體步驟如下：
假設迭代M次，當迭代第t次(t≤M)時，重復：
步驟1)，使用半正定松弛檢測器得到每組檢測出的發射信號，也就是將組間干擾和噪聲
均當作噪聲，通過球形譯碼算法檢測出每組的檢測信號；
步驟2)，利用檢測出的每...

【專利技術屬性】
技術研發人員：顧晨，周葉，束鋒，童娟娟，錢振宇，黃曉暉，桂林卿，陸錦輝，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32