[发明专利]一种基于MIMO-FBMC的最大似然检测算法

摘要

本发明涉及一种基于MIMO‐FBMC的最大似然检测算法，方案步骤简述如下：1、构建信道模型；2、使用MMSE算法对干扰进行估计；由于在MIMO‐FBMC系统中存在符号间干扰(这点也是在MIMO‐FBMC中没有较好信道均衡算法的主要原因)，即S为随机值，无法直接进行遍历，故本方案使用MMSE对干扰先进行初步的估计，缩小其范围；3、使用ML算法对有效信号进行估计，得到干扰的估值后，对有效信号进行估值，以达到本发明的目的。

主权项

一种基于MIMO‑FBMC的最大似然检测算法，其特征在于按以下步骤进行：步骤一构建信道模型：发射天线和接收天线的数目都为n，n为大于1的偶数，假设n根发射天线分别发送数据d₁,d₂,…,d_n，而此时的有效信道矩阵H为：理想状况下，接收机收到的有效信号s为，s₁＝d₁+ju₁s₂＝d₂+ju₂…s_n＝d_n+ju_n其中u为干扰值，j为虚数符号，加上噪声b和信道h，接收信号x为：$x_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_{1i}(d_i+{\mathrm{ju}}_i)+b_1$$x_2=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_{2i}(d_i+{\mathrm{ju}}_i)+b_2$…$x_n=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_{ni}(d_i+{\mathrm{ju}}_i)+b_n$写成接收信号矩阵形式：X＝HS+B其中H为有效信道矩阵，S为有效信号矩阵，B为噪声矩阵；步骤二使用MMSE算法对干扰进行估计：由于干扰值u的值是由周围符号决定的，故信号s的值是随机的，因此无法遍历，对此使用MMSE算法对信号s进行检测，即找出矩阵系数G，使得下面的开销函数值最小：$J_{\mathrm{MMSE}}=E\left[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{|s_i-\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{\mathrm{ij}}{x}_i|}^2\right]$在MMSE算法中得到，其中δ_n为噪声，N_r为接收天线数目：$G={(H^{H}H+{{\mathrm{\δ}}_n}^2{I}_{N_r})}^{-1}{H}^H$则信号矩阵S的估值由下式决定：$\tilde{S}=GX=GHS+GB;$步骤三使用ML算法对有效信号进行估计，得到干扰的估值后，对s进行估值：得到的估值之后，通过下式得到干扰的估值，${\tilde{s}}_1={\tilde{d}}_1+j{\tilde{u}}_1$${\tilde{s}}_2={\tilde{d}}_2+j{\tilde{u}}_2$…${\tilde{s}}_n={\tilde{d}}_n+j{\tilde{u}}_n$根据ML准则，在所有可能的信号矩阵S中遍历，以寻求有效信号的估值；ML准则中的判决函数J_ML，定义如下$J_{ML}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\left|x_i-\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_{ij}{\tilde{s}}_i\right|}^2.$