[发明专利]一种基于宽度优先搜索的多天线系统并行检测方法

摘要

本发明公开了一种基于宽度优先搜索的多天线系统并行检测方法，特征是处理系统由输入接入预处理模块，预处理模块的输出端与树搜索模块的输入端相连接，树搜索模块的输出端与输出模块的输入端相连接，输出模块的输出端为系统输出；引入一种新的复数检测模型到实数检测模型的转换，利用新的实数检测模型下实数信道矩阵经正交上三角分解后上三角矩阵的特殊性质，采用了两层同时计算的方法加速运行，以提高算法的并行度，同时采用子树复用的方法减小运算量，从而减少指令周期数，加快算法运行速度，提高译码的吞吐率。与现有的列表最优（Kbest）检测方法相比，采用本发明方法可以在保证性能不下降的同时，使得多天线系统检测过程所需执行周期数平均减少35%。

主权项

一种基于宽度优先搜索的多天线系统并行检测方法，其特征在于处理系统由预处理模块（A1）、树搜索模块（A2）、以及输出模块（A3）按如下配置连接组成：系统的输入接入预处理模块（A1），预处理模块（A1）的输出端与树搜索模块（A2）的输入端相连接，树搜索模块（A2）的输出端与输出模块（A3）的输入端相连接，输出模块（A3）的输出端为系统输出；其中预处理模块（A1）的结构为：系统的一个复数接收信号矢量（yc）输入接入到复实转换单元（B1）的输入端，系统的另一个复数信道矩阵（Hc）输入接入到复实转换单元（B2）的输入端；复实转换单元（B2）的实数信道矩阵（H）输出接入到正交上三角分解单元（B4）的输入端；复实转换单元（B1）的实数接收信号矢量输出和正交上三角分解单元（B4）的一个正交矩阵（Q）输出作为矩阵相乘单元（B3）的输入；矩阵相乘单元（B3）的实数矢量y输出和正交上三角分解单元（B4）的另一个上三角矩阵（R）输出为预处理模块（A1）的两个输出；所述树搜索模块（A2）的结构为：预处理模块（A1）的一个实数矢量（y）输出接入到偶数层代价值计算单元（C1）的输入端和奇数层代价值计算单元（C2）的输入端，预处理模块（A2）的另一个上三角矩阵（R）输出接入到偶数层代价值计算单元（C1）的输入端和奇数层代价值计算单元（C2）的输入端；偶数层代价值计算单元（C1）的输出端和奇数层代价值计算单元（C2）的输出端接入到求和单元（C3）的输入端；求和单元（C3）的输出端接入到排序单元（C4）的输入端；排序单元（C4）的两个输出端接入到偶数层代价值计算单元（C1）的输入端和奇数层代价值计算单元（C2）的输入端，另一个输出端作为树搜索模块（A2）的输出；所述输出模块（A3）的结构为：树搜索模块（A2）的输出作为实复转换单元（D1）的输入，实复转换单元（D1）的输出作为输出模块（A4）的输出；并行检测操作按如下步骤进行：首先将多天线系统复数检测模型转换成实数检测模型，即：将复数接收信号矢量和复数发送信号矢量的每个元素的实部和虚部交替安排，即按照“实部‑虚部‑实部‑虚部”的顺序排列；对复数信道矩阵变换之后的实数信道矩阵进行正交上三角分解之后分别得到正交矩阵和上三角矩阵，利用奇数层代价值的计算不依赖于其前一层的结果这一性质，对相邻的奇数层和偶数层进行同时计算：对等价出的搜索树模型的每两层分别计算其代价值，然后将对应在同一条路径上的两节点的代价值相加求和得到当前层子节点的代价值；并且在计算偶数层代价值的时候采用子树复用的方法减小其运算量，即利用搜索树的偶数层与奇数层在计算的时候相互独立的性质，在计算奇数层在偶数层扩展出的log2(M)*log2(M)个子节点的代价值时，只计算前log2(M)个，然后复制log2(M)次，其中的M为调制阶数。