[发明专利]基于分组交替迭代滤波器的低复杂度MIMO检测算法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体的涉及一种基于分组交替迭代滤波(GAIF)器的低复杂度MIMO检测算法。

背景技术

作为最受瞩目的空间链路传输技术，MIMO技术通过在收/发端配置多根天线，形成空间上相互独立的多条通信链路，能够在不改变系统频谱资源分配和传输介质的前提下，提高通信系统的数据传输速率和频带利用率。此外，该技术与空时编码和波束成形等技术相结合，能够获得空间分集增益，增强传输的可靠性。目前，较小规模的MIMO系统已在第4代移动通信系统(4G)中被广泛采用。同时，MIMO技术也将不可避免地在第5代移动通信系统(5G)中成为一项关键的基础技术，并且天线配置数目也会进一步增加。大规模MIMO(LS-MIMO)系统的应用将成为一种流行趋势，多天线终端设备也将成为5G系统的一个主要特征。

一般来说，为了在MIMO系统中发挥其巨大的潜在优势，可通过在接收端上设计高效的信号检测算法来实现。通过穷尽搜索，最大似然检测可以实现最优性能并获得全分集增益，但因现有相关算法的高复杂度，使得该构想难以在实际工程中运用。为了寻求实用的较低复杂度的MIMO检测算法，研究者们已对其展开大量的研究并提出了许多低复杂度的次优检测算法，主要包括线性检测、连续干扰抵消检测、列表检测和K-best检测等。

然而，随着5G MIMO系统配置的天线数目大幅度地增加，对检测算法的计算性能要求日益提高，现有检测方法仅能在保证次优计算性能的情况下，实现较低的复杂度，这将难以适应5G MIMO系统配置的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题为：为了解决上述技术问题，提供一种基于分组交替迭代滤波器的低复杂度MIMO检测算法，该方法可以对检测结果进行迭代修正来提升传统低复杂度检测算法的性能。

本发明提供一种基于分组交替迭代滤波器的低复杂度MIMO检测算法，包括以下步骤：

S1：根据接收信号和信道矩阵信息，采用MIMO检测器对发送信号进行检测估计，得到输入初始值；

S2：通过分组交替迭代滤波器对所得输入初始值进行收敛处理，得到欧氏距离最小的输出结果；

S3：将所得输出结果作为检测结果输出。

进一步地，如果MIMO检测器为线性检测或SIC检测，采用GAIF算法将该检测结果作为输入初始值，使其收敛到输出结果，并将所得输出结果作为检测结果，其中所得输出结果的欧氏距离比输入初始值的欧氏距离小。

进一步地，如果MIMO检测器为列表检测或K-best检测，采用GAIF算法将所得多个候选检测结果作为多个输入初始值，使多个输入初始值分别收敛到多个输出结果，并根据最大似然准则从多个输出结果中选择欧氏距离最小的输出结果，作为所得检测结果，其中所得输出结果的欧氏距离比输入初始值的欧氏距离小。

进一步地，步骤S2中所用GAIF算法包括以下步骤：

S21：标号选择：定义第i个符号的输入初始值的错误偏差为其中h_k表示信道矩阵H的第k列，选择BE_i(1≤i≤N)最大的D个符号进行联合检测更新，所选择的更新标号序列为

S22：符号更新：采用干扰抵消方法，得到D个已选择符号，已选择符号的信号模型为其中C_{1,2,…,N}{i₁,i₂,…,i_D}表示集合{i₁,i₂,…,i_D}在集合{1,2,…,N}中的补集，基于该信号模型，对所选择的D个最不可靠符号在其对应的子掩空间上进行联合检测更新；

S23：收敛条件判决：当所选择的D个符号都再不能被更新时，GAIF算法的收敛条件成立，算法迭代终止；否则，当收敛条件不成立时，GAIF算法返回到标号选择过程，继续对输入初始值进行迭代更新。

本发明的技术效果：