一种宽带多用户MIMO-OFDM系统的分组交替迭代检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种宽带多用户MIMO-OFDM系统的分组交替迭代检测方法，在基站将子载波平均分为I组，先利用半正定松弛检测算法将基站接收到的每组信号进行组内检测，利用检测到的信号计算组间干扰，并在基站接收信号中减去该组间干扰形成新的接收信号，将该信号返回到检测器的输入端进行下一次检测，而后依次重复迭代，直到达到初设的迭代次数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，特别涉及一种宽带多用户MIMO-OFDM系统的分组交替迭代检测方法。
技术介绍
在MIMO-OFDM系统中，接收端检测算法能够去除多用户、多天线及子载波间干扰，从而恢复原始信号，故检测算法的性能是衡量系统性能的一个重要标准。与线性检测算法相比，许多非线性的检测算法能够获得更优的检测性能。最大似然多用户检测算法能够获得最优的性能，但由于采用了遍历的方法，其计算复杂度较高，并且在MIMO-OFDM系统中会随着天线数与子载波数的增长而急剧增长，这使得其在多用户负载的实际环境中很不可行。球形译码是最大似然检测算法的一种低复杂度实现，其通过对以接收信号矢量为球心的球内点的搜索，最终收敛到最大似然解。此外半正定松弛算法通过扩展可行域、放松约束条件将最大似然问题转变为一个可在多项式时间内解决的凸优化问题。同时许多次优的干扰抵消检测算法复杂度比最大似然检测低，但也能够获得不错的性能，例如基于串行干扰抵消的多用户检测算法、并行干扰抵消算法，以上两种算法与线性检测算法不同，它们并不遵循先检测后解调的顺序，而是将检测与解调过程交替迭代进行，即对前一步检测得到的信号进行解调，将解调结果反馈至检测器的输入端供下一次迭代使用。PIC与SIC检测器均在每一个检测阶段去除用户间干扰，上一步检测性能将会影响到该阶段的检测性能。然而，无论是线性算法还是非线性算法，在MIMO-OFDM系统中，随着系统天线数与子载波数的增加，信道矩阵维数随之增加，使得检测算法的复杂度急剧上升。因此，需要一种新的方法来解决多用户MIMO-OFDM系统检测算法复杂度较高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种宽带多用户MIMO-OFDM上行链路的分组交替迭代检测方法，以获得检测性能与算法复杂度的良好折中。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：假设迭代M次，当迭代到第t次时(t≤M)，基站第i组接收信号表示为重复以下步骤直到t>M。首先使用半正定松弛检测器得到每组检测出的发射信号将组间干扰和噪声均当作噪声，则基站接收到的第i组信号为其中通过半正定松弛算法检测出每组的第二步，利用检测出的每组计算所有组间干扰，从每组接收信号中消除组间干扰，得到新的即第三步，用每组更新对应的即最后，令t＝t+1，重复迭代；直到t>M，停止迭代。其中，Gii为第i组信号对应的等效信道矩阵，Gii'为第i'组信号对第i组信号的干扰对应的等效信道矩阵，为第i组发射信号，为第i'组发射信号，为第i组接收到的噪声。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：(a)采用高性能的半正定松弛检测算法对抗组内干扰，能够得到较为准确的检测结果，且由于分组而减小了半正定松弛的计算复杂度；(b)通过并行干扰消除的方法，在每次迭代过程中不断减小组间干扰，随着迭代次数的增加，组间干扰持续被减小，从而进一步提高检测性能。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术一个系统示意图。图2是分组交替迭代检测算法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本专利技术一种宽带多用户MIMO-OFDM系统的分组交替迭代检测方法包括：利用子载波分组的思想降低算法复杂度，同时利用半正定松弛组内检测与组间并行干扰抵消的方法获得性能与复杂度的良好折中。作为优选方案，根据分组的思想，首先将基站接收到的信号分成子载波数相等的I组，然后进行分组交替迭代检测。其具体步骤如下。假设迭代M次，当迭代第t次(t≤M)时，基站第i组接收信号表示为重复以下步骤，直到t>M则停止迭代。步骤1)，使用半正定松弛检测器得到每组检测出的发射信号即将组间干扰和噪声均当作噪声，则基站接收到的第i组信号为其中通过球形译码算法检测出每组的其中，Gii为第i组信号对应的等效信道矩阵，Gii'为第i'组信号对第i组信号的干扰对应的等效信道矩阵，为第i组发射信号，为第i'组发射信号，为第i组接收到的噪声。步骤2)，利用检测出的每组信号计算所有组间干扰，从每组接收信号中消除组间干扰，得到新的即y~it=yit-Σi′=1i′≠iIGii′si′t;]]>步骤3)，用每组更新对应的即步骤4)，令t＝t+1，重复迭代步骤1)、2)和3)。如图1所示，将基站接收到的信号分成子载波数相等的I组，对每组信号进行分组交替迭代检测后得到的信号还原成对应用户的检测信号。如图2所示，组内检测与组间干扰消除交替迭代进行，先利用半正定松弛检测算法进行组内检测，利用检测到的信号计算组间干扰，并在基站接收信号中减去该组间干扰形成新的接收信号，而后依次重复迭代，随着迭代次数的增加，组间干扰不断被减小，不断提高检测性能。本专利技术采用了子载波分组的思想，先利用半正定松弛检测算法将基站接收到的每组信号进行组内检测，利用检测到的信号计算组间干扰，并在基站接收信号中减去该组间干扰形成新的接收信号，将新的接收信号返回到检测器的输入端进行下一次检测，而后依次重复迭代，直到达到初设的迭代次数，随着迭代次数的增加，组间干扰逐渐减小，从而获得性能与复杂度的良好折中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带多用户MIMO‑OFDM系统的分组交替迭代检测方法，其特征在于：首先对基站接收信号进行分组，在检测信号时利用交替迭代的检测方法，随着迭代次数的增加，不断提高检测性能。

【技术特征摘要】
1.一种宽带多用户MIMO-OFDM系统的分组交替迭代检测方法，其特征在于：首先对基站
接收信号进行分组，在检测信号时利用交替迭代的检测方法，随着迭代次数的增加，不断提
高检测性能。
2.根据权利要求1所述的宽带多用户MIMO-OFDM系统分组交替迭代检测方法，其特征在
于：分组交替迭代检测方法的具体步骤如下：
假设迭代M次，当迭代第t次(t≤M)时，重复：
步骤1)，使用半正定松弛检测器得到每组检测出的发射信号，也就是将组间干扰和噪声
均当作噪声，通过球形译码算法检测出每组的检测信号；
步骤2)，利用检测出的每...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晨，周叶，束锋，童娟娟，钱振宇，黄晓晖，桂林卿，陆锦辉，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32