[发明专利]一种低复杂度的双极化卫星MIMO信号检测方法

说明书

一种低复杂度的双极化卫星MIMO信号检测方法，涉及一种卫星MIMO信号检测方法。本发明为了解决利用典型的MIMO信号检测方法由于计算复杂度过高而难以进行硬件实现的问题。本发明通过接收机接收的调制信号向量y和信道传输矩阵H对接收信号进行估计，然后根据估计值分别计算第i个天线中发射符号中的第b个比特后验对数似然比并对第i个天线中发射符号中的第b个比特x_i,b进行判决，从而完成对接收信号的估计。本发明适用于卫星MIMO信号的检测。

技术领域

本发明涉及一种卫星MIMO信号检测方法。

背景技术

随着通信技术的不断发展，各个领域的通信需求日益提升，卫星移动通信的业务将由语音数据向多媒体方向逐步转型，而且目前卫星移动通信系统存在着卫星轨道位置拥挤、频率资源紧缺的问题，发展形势严峻，因此采用多输入多输出(MIMO)技术提高频谱利用率，扩大系统容量，成为了卫星通信领域的研究热点。此外，在通信系统中，接收机信号检测算法的性能好坏及其复杂度高低直接影响着整个通信系统的质量和发展前景。具有优异检测性能的信号检测方法往往伴随着较高的复杂度，复杂度过高的算法其实现常常受限于当前硬件的处理能力以及系统的预算。而复杂度低的信号检测方法却往往伴随着信号检测性能的低效，因此研究既能拥有最优的信号检测性能且算法复杂度适中的信号检测方法是系统实现性能充分发挥的关键。

MIMO信号检测方法分为硬输出信号检测方法和软输出信号检测方法，分别适用于未编码MIMO系统和已编码MIMO系统。对于使用Turbo码、LDPC码等编码方式的双极化卫星MIMO通信系统，需要软输出检测方法，即对接收到的向量，根据信道状态信息和先验概率信息，计算关于编码比特的后验概率信息。目前典型的小规模阵列MIMO检测方法主要有精确后验概率(APP)MIMO信号检测方法和最小均方误差(MMSE)MIMO信号检测方法，其中APP算法精确度最优，但其复杂度过高而无法硬件实现；MMSE算法以一定复杂度为代价减小了计算的复杂度，但其复杂度依旧为硬件实现带来了一定的难度，无法大量投入使用。因此研究一种契合于双极化卫星MIMO系统的精确度较优且复杂度较低的MIMO信号检测方法是优化双极化卫星MIMO通信系统的关键。

发明内容

本发明为了解决利用典型的MIMO信号检测方法由于计算复杂度过高而难以进行硬件实现的问题。

一种低复杂度的双极化卫星MIMO信号检测方法，通过计算内部后验概率的对数似然比可以实现对已编码双极化MIMO系统的最信号检测，包括以下步骤：

步骤1、通过接收机接收的调制信号向量y和信道传输矩阵H对接收信号进行估计：

步骤2、根据接收信号的估计值分别计算第i个天线中发射符号中的第b个比特的后验对数似然比：

其中；是星座C中的子集，表示第b个比特为+1或者-1；a为或中的元素；

步骤3、通过L_i,b的符号对第i个天线中发射符号中的第b个比特x_i,b进行判决：

其中，sign(·)为符号函数；

步骤4、重复以上步骤，对所有天线的所有接收符号进行判决，从而完成对接收信号的估计。

进一步地，步骤2中第i个天线中发射符号中的第b个比特的后验对数似然比L_i,b的确定过程如下：

第i个天线中发射符号中的第b个比特的后验LLR可以表示为：