一种信号检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例公开一种信号检测方法及装置，涉及信息通信技术领域。能够提高信号检测过程中算法的收敛速度，降低运算的复杂度。该方法包括：对获取的第一信道矩阵进行分解生成第一非奇异上三角矩阵；根据第一非奇异上三角矩阵计算最大斜率，并确定最大斜率对应的第一非奇异上三角矩阵的列值；最大斜率由第一非奇异上三角矩阵根据Lovasz条件确定的斜率公式计算获得，斜率公式为Lovasz条件的左侧与右侧的比值减一；将初始化的第一幺模变换矩阵根据列值进行列交换后，并进行尺度缩减确定第二幺模变换矩阵；根据第二幺模变换矩阵确定第二信道矩阵，对第二信道矩阵进行滤波生成加权矩阵；根据加权矩阵以及接收信号确定检测信号。本发明专利技术实施例应用于网络系统。

A signal detection method and device

【技术实现步骤摘要】
一种信号检测方法及装置
本申请涉及通信
，尤其涉及一种信号检测方法及装置。
技术介绍
随着我国将在2020年实现5G商用，5G时代即将到来。5G时代的三大应用场景，对峰值速率、无线时延、连接设备数以及稳定性等指标都提出了非常大的要求。其中，5G时代峰值数据速率将超过10Gbps，提升幅度是目前4G网络峰值速率的100倍以上。为了实现如此高的峰值速率，无线应用频段将从400MHz拓展至100GHz。高频段具有传输速率大，系统容量高的优势，同时天线尺寸的设计可以更短更灵活。但是高频段传输其穿透损耗大，覆盖范围小也是不可忽视的劣势。当前LTE系统中使用的天线数目最多为8根，在频谱效率和峰值速率方面提升有限。而大规模Massive多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，MIMO)技术是MIMO技术的扩展，在发射端和接收端同时将天线数扩展至64根或100根天线以上，大幅度的提升了频谱效率。同时MassiveMIMO技术是一种非常适合在高频段使用的技术，该技术可以在高频段补偿高传输损耗，低频段实现更高的传输速率。当前大规模MIMO天线的检测算法通常包括线性检测算法和非线性检测算法。线性检测算法以最小均方误差(minimummeansquarederror，MMSE)算法最有代表性。MMSE算法复杂程度随天线数量增长而线性增长，适用于天线数量较少的场景下，当天线数量过多时该算法的复杂程度和算法检测的性能损失将会大大提高。非线性检测算法以LLL(LenstraLenstraLovasz，LLL)减格算法最具有代表性，LLL减格算法在性能方面可以提供接近满分的增益。但LLL减格算法在天线数量大大增加时同样可能会出现算法收敛较慢、运算复杂度较高的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种信号检测方法及装置，能够提高信号检测过程中算法的收敛速度，降低运算的复杂度。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，提供一种信号检测方法，应用于多输入多输出MIMO天线中；方法包括：获取接收信号以及第一信道矩阵；其中第一信道矩阵中的各个元素分别为MIMO天线的各个天线的信道增益；对第一信道矩阵进行分解生成第一非奇异上三角矩阵；根据第一非奇异上三角矩阵计算最大斜率，并确定最大斜率对应的第一非奇异上三角矩阵的列值；其中，最大斜率由第一非奇异上三角矩阵根据Lovasz条件确定的斜率公式计算获得，斜率公式为Lovasz条件的左侧与右侧的比值减一；将初始化的第一幺模变换矩阵根据列值进行列交换，并将列交换后的第一幺模变换矩阵进行尺度缩减确定第二幺模变换矩阵；根据第二幺模变换矩阵确定第二信道矩阵，对第二信道矩阵进行滤波生成加权矩阵；根据加权矩阵以及接收信号确定检测信号。在上述方法中，考虑到MassiveMIMO系统天线阵列维数较高的特性，传统的LLL算法在高阶矩阵下运算效率低、复杂度较高的缺陷。首先，对获取的第一信道矩阵进行分解生成第一非奇异上三角矩阵；并确定根据第一非奇异上三角矩阵计算的最大斜率对应的第一非奇异上三角矩阵的列值；其中，最大斜率由第一非奇异上三角矩阵根据Lovasz条件确定的斜率公式计算获得，斜率公式为Lovasz条件的左侧与右侧的比值减一；以便提高对第一幺模变换矩阵根据列值进行列交换的运算效率；进一步的，对进行列交换的第一幺模变换矩阵执行尺度缩减生成第二幺模变换矩阵；并对根据第二幺模变换矩阵确定的第二信道矩阵进行滤波生成加权矩阵；最后，根据加权矩阵以及接收信号确定检测信号。因此，本专利技术实施例通过将第一非奇异上三角矩阵根据斜率公式选择能够使得算法最快收敛的的列值，并根据该列值确定第一幺模变换矩阵的基向量进行列交换操作，从而提高信号检测过程中算法的收敛速度，降低运算的复杂度。第二方面，提供一种信号检测装置，该信号检测装置包括：获取单元，用于获取接收信号以及第一信道矩阵；其中第一信道矩阵中的各个元素分别为MIMO天线的各个天线之间的信道增益；处理单元，用于对获取单元获取的第一信道矩阵进行分解生成第一非奇异上三角矩阵；处理单元，还用于根据第一非奇异上三角矩阵计算最大斜率，并确定最大斜率对应的第一非奇异上三角矩阵的列值；处理单元，还用于将初始化的第一幺模变换矩阵根据列值进行列交换，并将列交换后的第一幺模变换矩阵进行尺度缩减确定第二幺模变换矩阵；处理单元，还用于根据第二幺模变换矩阵确定第二信道矩阵，对第二信道矩阵进行滤波生成加权矩阵；处理单元，还用于根据加权矩阵以及获取单元获取的接收信号确定检测信号。可以理解地，上述提供的信号检测装置用于执行上文所提供的第一方面对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文第一方面对应的方法以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。第三方面，提供了一种信号检测装置，该信号检测装置的结构中包括处理器和存储器，该处理器用于执行存储器中存储的程序指令，使得该信号检测装置执行第一方面的方法。第四方面，提供一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机程序代码，当计算机程序代码在信号检测装置上运行时，使得该信号检测装置执行上述第一方面的方法。第五方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品储存有上述计算机软件指令，当计算机软件指令在信号检测装置上运行时，使得该信号检测装置执行如上述第一方面的方法的程序。附图说明下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为现有技术提供的一种MIMO天线的工作示意图；图2为本专利技术的实施例提供的一种信号检测方法的流程示意图之一；图3为本专利技术的实施例提供的一种信号检测方法的流程示意图之二；图4为本专利技术的实施例提供的一种信号检测装置的结构示意图；图5为本专利技术的实施例提供的又一种信号检测装置的结构示意图；图6为本专利技术的实施例提供的再一种信号检测装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，本专利技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本专利技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。MIMO天线是在发射端和接收端部署多根天线(天线通常为n*n维的方阵阵列天线)，在发射信号时通过将内容分为多份，通过多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号检测方法，其特征在于，应用于多输入多输出MIMO天线中；所述方法包括：/n获取接收信号以及第一信道矩阵；其中所述第一信道矩阵中的各个元素分别为所述MIMO天线的各个天线的信道增益；/n对所述第一信道矩阵进行分解生成第一非奇异上三角矩阵；/n根据所述第一非奇异上三角矩阵计算最大斜率，并确定所述最大斜率对应的所述第一非奇异上三角矩阵的列值；其中，所述最大斜率由所述第一非奇异上三角矩阵根据Lovasz条件确定的斜率公式计算获得，所述斜率公式为所述Lovasz条件的左侧与右侧的比值减一；/n将初始化的第一幺模变换矩阵根据所述列值进行列交换，并将列交换后的所述第一幺模变换矩阵进行尺度缩减确定第二幺模变换矩阵；/n根据所述第二幺模变换矩阵确定第二信道矩阵，对所述第二信道矩阵进行滤波生成加权矩阵；/n根据所述加权矩阵以及所述接收信号确定检测信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种信号检测方法，其特征在于，应用于多输入多输出MIMO天线中；所述方法包括：
获取接收信号以及第一信道矩阵；其中所述第一信道矩阵中的各个元素分别为所述MIMO天线的各个天线的信道增益；
对所述第一信道矩阵进行分解生成第一非奇异上三角矩阵；
根据所述第一非奇异上三角矩阵计算最大斜率，并确定所述最大斜率对应的所述第一非奇异上三角矩阵的列值；其中，所述最大斜率由所述第一非奇异上三角矩阵根据Lovasz条件确定的斜率公式计算获得，所述斜率公式为所述Lovasz条件的左侧与右侧的比值减一；
将初始化的第一幺模变换矩阵根据所述列值进行列交换，并将列交换后的所述第一幺模变换矩阵进行尺度缩减确定第二幺模变换矩阵；
根据所述第二幺模变换矩阵确定第二信道矩阵，对所述第二信道矩阵进行滤波生成加权矩阵；
根据所述加权矩阵以及所述接收信号确定检测信号。


2.根据权利要求1所述的信号检测方法，其特征在于，所述根据所述第一非奇异上三角矩阵计算最大斜率，具体包括：
确定所述第一非奇异上三角矩阵中满足的Lovasz条件的至少一个元素；
将所述至少一个元素分别根据所述斜率公式计算生成至少一个斜率，并确定所述至少一个斜率中的所述最大斜率对应的元素所属的列值；其中所述斜率与所述元素一一对应。


3.根据权利要求1所述的信号检测方法，其特征在于，还包括：
将所述第一非奇异上三角矩阵根据所述列值进行列交换处理，确定第二非奇异上三角矩阵；
根据G矩阵以及所述第二非奇异上三角矩阵，更新所述第一非奇异上三角矩阵；其中，所述G矩阵用于存储所述第二非奇异上三角矩阵的上三角结构；
根据所述列交换后的所述第一幺模变换矩阵，更新所述初始化的所述第一幺模变换矩阵。


4.根据权利要求1所述的信号检测方法，其特征在于，所述将列交换后的所述第一幺模变换矩阵进行尺度缩减确定第二幺模变换矩阵，具体包括：
确定所述第一非奇异上三角矩阵Rr中第k-l行、第k列的元素与第k-l行、第k-l列的元素的商值，并将所述商值进行四舍五入取整后赋值给参数μ；其中l＝(1，k-1)；
当μ≠0时，对所述第一非奇异上三角矩阵Rr中第1行至第k-l行、第k列的元素重新赋值为第1行至第k-l行、第k列的元素减去第1行至第k-l行、第k列的元素与μ的乘积；将所述列交换后的第一幺模变换矩阵Tr中第k列的元素重新赋值为第k列元素减去第k-l列与μ的乘积生成所述第二幺模变换矩阵。


5.根据权利要求2所述的信号检测方法，其特征在于，所述将所述至少一个元素分别根据所述斜率公式计算生成至少一个斜率，具体包括：
将所述至少一个元素分别根据如下斜率公式计算生成所述至少一个斜率S：



其中，所述δ为性能-复杂度均衡参数；所述表示所述Rr中第k-1行第k-1列的元素值的平方；所述表示所述Rr中第k-1行第k列的元素值的平方；所述表示所述Rr中第k行第k列的元素值的平方。


6.一种信号检测装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取接收信号以及第一信道矩阵；其中所述第一信道矩阵中的各个元素分别为MIMO天线的各个天线的信道增益；
处理单元，用于对所述获取单元获取的所述第一信道矩阵进行分解生成第一非奇异上三角矩阵；
所述处理单元，还用于根据所述第一非奇异上三角矩阵计算最大斜率，并确定所述最大斜率对应的所述第一非奇异上...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕华章，高帅，张忠皓，李福昌，冯毅，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11