BP均衡方法、装置、通信设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种BP均衡方法、装置、通信设备及存储介质，先对接收信号Y

【技术实现步骤摘要】
BP均衡方法、装置、通信设备及存储介质
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种BP(BeliefPropagation，置信传播)均衡方法、装置、通信设备及存储介质。
技术介绍
均衡(Equalization)在通信领域中指代对信道特性的均衡，也就是接收机产生与信道相反的特性，用以抵消信道由于时变和多径等效应引起的符号间干扰。在多用户检测中，采用的均衡技术包括ZF(ZeroForcing，迫零)，MMSE(MinimumMeanSquareError，最小均方误差)，IRC(InterferenceRejectionCombining，干扰抑制合并)，SD以及(SphereDecoding，球形译码)和BP算法等。其中BP算法使用FG(FactorGraph，因子图)思想，迭代更新节点间的置信信息，其性能优于线性均衡算法，且由于其无需进行大矩阵求逆操作，其实现复杂度也低于传统线性均衡算法。相关技术中BP均衡算法主要有两种实现方式，分别为FG-GAI(FactorGraphbasedGraphicalModelwithGaussianApproximationofInterference，图论因子图的高斯估计干扰法)和CHEMP(ChannelHardening-ExploitingMessagePassing，信道硬化的信息传递法)。其中FG-GAI和CHEMP均存在开销大，适用场景有限的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供的一种BP均衡方法、装置、通信设备及存储介质，解决相关技术中的BP均衡算法存在开销大，适用场景有限的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种置信传播BP均衡方法，包括：对接收信号Yc，信道估计Hc，符号估计Xc进行实部和虚部拆分得到接收信号矩阵Y、信道估计矩阵H和符号估计矩阵X；对所述信道估计矩阵H进行正交三角QR分解得到等效接收信号Ybp，等效信道R和噪声功率σ2；基于所述等效接收信号Ybp，等效信道R，噪声功率σ2进行迭代得到每流符号的位置概率。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供一种BP均衡装置，包括：拆分处理模块，用于对接收信号Yc，信道估计Hc，符号估计Xc进行实部和虚部拆分得到接收信号矩阵Y、信道估计矩阵H和符号估计矩阵X；分解处理模块，用于对所述信道估计矩阵H进行正交三角QR分解得到等效接收信号Ybp，等效信道R和噪声功率σ2；迭代处理模块，用于基于所述等效接收信号Ybp，等效信道R，噪声功率σ2进行迭代得到每流符号的位置概率。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供了一种通信设备，包括处理器、存储器和通信总线；所述通信总线用于将所述处理器和存储器连接；所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以实现如上所述的BP均衡方法的步骤。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序可被一个或多个处理器执行，以实现如上所述的BP均衡方法的步骤。根据本专利技术实施例提供的BP均衡方法、装置、通信设备及存储介质，先对接收信号Yc，信道估计Hc，符号估计Xc进行实部和虚部拆分得到接收信号矩阵Y、信道估计矩阵H和符号估计矩阵X；然后对信道估计矩阵H进行正交三角QR分解得到等效接收信号Ybp，等效信道R和噪声功率σ2，进而基于得到的等效接收信号Ybp，等效信道R，噪声功率σ2进行迭代得到每流符号的位置概率；由于采用QR分解，从而使得更新维度为流数乘以流数，不随天线数目增大，实现了降维，更适用于大规模阵列天线MassiveMIMO多用户检测场景，也即提升了BP均衡方法的适用场景；同时由于R矩阵为上三角矩阵，在迭代时仅需迭代非零节点，因此可进一步降低计算开销，可提升均衡算法中符号估计的准确性。可选地，在专利技术实施例中，还可利用酉矩阵特性保证在降维过程中噪声功率不变。可选地，在信息迭代更新过程中，可根据SIC(SuccessiveInterferenceCancellation，连续干扰消除)原理，利用最后一流无需使用GAI(GaussianApproximationofInterference)算法来消除流间干扰的原理，并使用最优使用阻尼(damping)滤波方法，可保证节点的高置信概率，进而提高整体多用户检测的准确性，加快收敛速度。本专利技术其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本专利技术说明书中的记载变的显而易见。附图说明图1为本专利技术实施例一的BP均衡方法流程示意图；图2为本专利技术实施例二的基于4QAM的BP均衡方法流程示意图；图3为本专利技术实施例二的进行QR-GAI算法的主体迭代过程示意图；图4为本专利技术实施例二的基于16QAM的BP均衡方法流程示意图；图5为本专利技术实施例三的BP均衡装置结构示意图；图6为本专利技术实施例四的通信设备结构示意图；图7为本专利技术实施例四的基站结构示意图；图8为本专利技术实施例四的通信终端结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一：针对相关技术中的BP均衡算法存在开销大，适用场景有限的问题，实施例提供的BP均衡方法对信道估计矩阵H进行正交三角QR分解，从而使得更新维度为流数乘以流数，不随天线数目增大，实现了降维，更适用于MassiveMIMO多用户检测场景，也即提升了BP均衡方法的适用场景；同时由于R矩阵为上三角矩阵，在迭代时仅需迭代非零节点，因此可进一步降低计算开销，可提升均衡算法中符号估计的准确性。本实施例提供的BP均衡算法适用于各种通信设备，该通信设备包括网络侧的各种通信设备和终端侧的各种通信设备中的至少一种。且本实施例提供的BP均衡算法也适用于任意阶QAM调制的QR-GAI算法方法。为了便于理解，本实施例可称本实施例提供的BP均衡算法为QR-GAI算法。为了便于理解，本实施例下面结合图1所示的置信传播BP均衡方法流程示意图为示例进行说明，包括：S101：对接收信号Yc，信道估计Hc，符号估计Xc进行实部和虚部拆分得到接收信号矩阵Y、信道估计矩阵H和符号估计矩阵X。本实施例中的接收信号Yc可为通信设备的接收信号，该通信设备可以为网络侧的通信设备，例如可包括但不限于各种基站。当然一些示例中该通信设备也可包括终端侧的各种通信设备。在本实施例中，通信设备接收到接收信号Yc后，可执行本实施例中图1所示的置信传播BP均衡方法。在本实施例中，S101目的是将复数域QAM星座点拆分为两个实数域PAM星座点，进而在后续步骤中可以进行实数域操作。本实施例中，可以根据具体应用场景灵活的设置接收模型。例如，一种示例中，对于接收信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种置信传播BP均衡方法，包括：/n对接收信号Y

【技术特征摘要】
1.一种置信传播BP均衡方法，包括：
对接收信号Yc，信道估计Hc，符号估计Xc进行实部和虚部拆分得到接收信号矩阵Y、信道估计矩阵H和符号估计矩阵X；
对所述信道估计矩阵H进行正交三角QR分解得到等效接收信号Ybp，等效信道R和噪声功率σ2；
基于所述等效接收信号Ybp，等效信道R，噪声功率σ2进行迭代得到每流符号的位置概率。


2.如权利要求1所述的BP均衡方法，其特征在于，所述接收信号Yc，信道估计Hc，符号估计Xc满足：
Yc＝HcXc+Nc；
所述接收信号矩阵Y、信道估计矩阵H和符号估计矩阵X满足：
Y＝HX+N；
其中，所述接收信号Yc∈Cante×1；所述信道估计Hc∈Cante×flow；所述符号估计Xc∈Cflow×1；所述高斯白噪声Nc∈Cante×1，其均值为0，方差为2·σ2；所述C表示复数域；所述ante为天线数目；所述flow为流数；所述σ2为噪声功率；所述接收信号矩阵所述信道估计矩阵所述符号估计矩阵Re{.}表示取实部，Im{.}表示取虚部。


3.如权利要求2所述的BP均衡方法，其特征在于，对所述信道估计矩阵H进行QR分解得到：
Y＝HX+N＝QRX+N，从而得到其中，所述等效噪声QTN均值为0，噪声功率为σ2。


4.如权利要求3所述的BP均衡方法，其特征在于，所述基于所述等效接收信号Ybp，等效信道R，噪声功率σ2进行迭代得到每流符号的位置概率包括：
以所述等效接收信号Ybp作为观察节点，所述符号估计矩阵X作为信息节点构建全连接BP网络，并初始化每流符号位置概率为所述M为正交振幅调制QAM的阶数；
计算各观察节点之索引ONI＝{2·flow,...,1}上的等效接收信号平均值Su,ONI和等效接收信号方差估计值
根据所述等效接收信号平均值Su,ONI和等效接收信号方差估计值计算每流符号似然概率llr∈RM×1和每流符号置信概率proT∈RM×1。


5.如权利要求4所述的BP均衡方法，其特征在于，所述计算各观察节点之索引ONI＝{2·flow,...,1}上的等效接收信号平均值Su,ONI和等效接收信号方差估计值包括：






其中，所述为每流符号估计值，所述为每流符号方差估计值，所述SNI为流索引，所述β为符号能量归一化因子。


6.如权利要求5所述的BP均衡方法，其特征在于，根据所述等效接收信号平均值Su,ONI和等效接收信号方差估计值计算每流符号似然概率llr∈RM×1和每流符号置信概率proT∈RM×1之前，还包括利用外部信息原理去除所述等效接收信号平均值Su,ONI和等效接收信号方差估计值中流ONI的均值和方差得到μ和s；




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【专利技术属性】
技术研发人员：张浩源，艾星星，刘源，李军，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44