一種基于信號特征的無線通信球解碼算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于信號特征的無線通信球解碼算法，在每個解碼周期，所述解碼過程包括如下步驟：1、在確定進行解碼的之前，搜集或者通過估計獲得參與本次解碼的信道信息，以及信噪比信息，根據(jù)信道信息和信噪比信息，對信道矩陣進行分解；2、在解碼過程中，對接收信號進行一定角度的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度與調(diào)制方式有關(guān)；通過對旋轉(zhuǎn)后的接收信號進行變換，將旋轉(zhuǎn)因子引入解碼；利用發(fā)送信號特征對進行酉變換以后的接收信號進行擴維；3、對擴維信號進行一定排列，通過球解碼搜索，得出合適的旋轉(zhuǎn)因子，旋轉(zhuǎn)因子對應(yīng)的信號即為估計信號。具有可適用于各種調(diào)制方式的解調(diào)，能獲得接近球解碼的誤碼性能，計算復(fù)雜度低于傳統(tǒng)的球形解碼算法等優(yōu)點。
【專利說明】一種基于信號特征的無線通信球解碼算法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無線通信技術(shù)，特別涉及一種基于信號特征的無線通信球解碼算 法，該解碼算法是一種無線通信系統(tǒng)中簡化型的球形解碼接收機檢測算法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信業(yè)務(wù)日益增長的需要對無線系統(tǒng)的容量提出了新的挑戰(zhàn)。在移動通信 系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)（WLAN)系統(tǒng)中，這一挑戰(zhàn)更加明顯。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，多輸入多輸出 (MIM0)技術(shù)可以通過收發(fā)端采用多根天線來提高系統(tǒng)性能。當前，基站端MIM0技術(shù)的應(yīng)用 尤為廣泛。
[0003] MIM0系統(tǒng)在發(fā)射端采用多根發(fā)射天線用于數(shù)據(jù)發(fā)射，而在接收端采用多根接收天 線用于數(shù)據(jù)接收。當天線陣列中不同天線之間的間隔大于相干距離時，MIM0系統(tǒng)就可以利 用天線陣列內(nèi)多根天線之間的空間差異提高通信系統(tǒng)容量，改善通信質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于信號特征的無線通 信球解碼算法，該解碼算法是一種MM0終端的接收方法，能夠以較低的復(fù)雜度獲取接近理 論最優(yōu)的接收性能，以解決當前MM0接收機在保證優(yōu)良誤碼性能的同時復(fù)雜度高的問題。
[0005] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于信號特征的無線通信球解碼算 法，包括以下步驟：
[0006] 目標終端首先搜集或者通過估計獲得參與本次解碼的信道信息以及信噪比息；
[0007] 目標終端將信道矩陣分解為適合球形解碼的形式；
[0008] 目標終端對接收信號進行一定角度旋轉(zhuǎn)使得旋轉(zhuǎn)后的信號呈現(xiàn)對稱的星座特 性；
[0009] 目標終端利用信道矩陣分解的信息對旋轉(zhuǎn)后的接收信號進行變換；
[0010] 目標終端利用旋轉(zhuǎn)后的信號對進行酉變換以后的接收信號進行擴維，以同時利用 酉變換以后的接收信號本身及其共軛所攜帶的信息；
[0011] 目標終端需要對擴維信號進行一定的排列是指對擴維進行合適的排列使其具備 適合球解碼搜索的形式；
[0012] 目標終端需要對排列后的擴維信號進行球解碼搜索，搜索合適的旋轉(zhuǎn)因子，計算 出旋轉(zhuǎn)因子對應(yīng)的發(fā)射信號。
[0013] 本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明利用發(fā)射信號的特征，將對發(fā)送信號的傳統(tǒng)球解碼搜 索轉(zhuǎn)化成對發(fā)送信號對應(yīng)旋轉(zhuǎn)因子的球解碼搜索。該發(fā)明創(chuàng)造將接收端天線可用的虛擬維 度增加一倍，即在接收端虛擬天線的數(shù)目是實際天線數(shù)目的兩倍，從而可實現(xiàn)對噪聲的更 有效抑制。本發(fā)明可適用于現(xiàn)有各種調(diào)制方式的解調(diào)，能獲得接近球解碼的誤碼性能，計算 復(fù)雜度明顯低于傳統(tǒng)的球形解碼算法。
[0014] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：
[0015] 本發(fā)明將對發(fā)射信號的搜索轉(zhuǎn)化為對旋轉(zhuǎn)因子的搜索，比現(xiàn)有的球解碼算法復(fù) 雜度更低，因為球解碼搜索的星座點矢量組合數(shù)遠遠多于旋轉(zhuǎn)因子矢量的組合數(shù)，因此可 以極大的降低搜索的復(fù)雜度，目標終端對接收信號的擴維過程相當于增加了接收天線的數(shù) 目，大大提高的算法對噪聲的抑制，從而保證了誤碼性能。另外，仿真結(jié)果表明，采用本發(fā)明 方法的接收機以較低的復(fù)雜度獲得了接近理論最優(yōu)的誤碼性能，并適用于當前各種主流的 調(diào)制方式，如M-QAM，M-PSK等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的一種基于信號特征的無線通信球解碼算法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。
[0018] 實施例
[0019] 如圖1所示，一種基于信號特征的無線通信球解碼算法，包括以下步驟：
[0020] 步驟S101、從接收信號中提取輔助信號和待解調(diào)的數(shù)據(jù)信號，其中待解調(diào)的數(shù)據(jù) 信號在下文中特指為接收信號，記為y，同時真實發(fā)射信號記為X ;
[0021] 步驟S102、通過提取輔助信號，對參與本次通信的信道進行估計得出信道矩陣，或 者通過其他方式獲取信道信息，信道矩陣記為H，同時用w表示本次通信的噪聲；

【權(quán)利要求】
1. 一種基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，在每個解碼周期，所述解碼 過程包括如下步驟： 步驟1、在確定進行解碼的之前，搜集或者通過估計獲得參與本次解碼的信道信息，W及信噪比信息，根據(jù)信道信息和信噪比信息，對信道矩陣進行分解； 步驟2、在解碼過程中，首先對接收信號進行一定角度的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度與調(diào)制方式有 關(guān)；通過對旋轉(zhuǎn)后的接收信號進行變換，將旋轉(zhuǎn)因子引入解碼；利用發(fā)送信號特征對進行 酉變換W后的接收信號進行擴維； 步驟3、對擴維信號進行一定排列，通過球解碼搜索，得出合適的旋轉(zhuǎn)因子，旋轉(zhuǎn)因子對 應(yīng)的信號即為估計信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述信 道信息是指本次接收信號所經(jīng)歷信道矩陣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述信 噪比信息是指本次通信發(fā)射信號的功率和噪聲功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述 對信道矩陣進行分解是指利用所述信息將信道矩陣分解為適合球形解碼的形式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述對 接收信號進行一定角度旋轉(zhuǎn)，使得旋轉(zhuǎn)后的信號呈現(xiàn)對稱的星座特性。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述對 旋轉(zhuǎn)后的接收信號進行變換，是指用所述分解得到的矩陣左乘旋轉(zhuǎn)后的接收信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述利 用發(fā)送信號特征對進行酉變換W后的接收信號進行擴維，是指在解碼過程中，通過廣義線 性濾波的形式，同時利用酉變換W后的接收信號本身及其共輛所攜帶的信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述對 擴維信號進行一定的排列是指對擴維進行合適的排列使其具備上H角矩陣或者上H角塊 矩陣的形式該種適合球解碼搜索的形式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述對 排列后的擴維信號進行球解碼，可W通過定義一個旋轉(zhuǎn)因子，使得對排列后的擴維信號進 行球解碼搜索可W將對發(fā)射信號的搜索轉(zhuǎn)化為對旋轉(zhuǎn)因子的搜索。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于信號特征的無線通信球解碼算法，其特征在于，所述旋 轉(zhuǎn)因子，是指調(diào)制信號對稱星座點之間的相位差。
【文檔編號】H04L1/00GK104468040SQ201410718397
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】丁躍華, 馮穗力, 李南希, 張榕彬 申請人:華南理工大學(xué)