数学形式多输入多输出检测方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种数学形式多输入多输出检测方法、系统、设备及存储介质，包括：获取信道矩阵，根据信道矩阵，得样本空间划分矩阵W；通过样本空间划分矩阵W，得映射矩阵V；当有接收信号输入时，将接收信号经样本空间划分矩阵W处理，再通过映射矩阵V处理，以估计得到发射信号，该方法、系统、设备及存储介质能够有效降低检测的复杂度，且检测性能较高。且检测性能较高。且检测性能较高。

【技术实现步骤摘要】
数学形式多输入多输出检测方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于信号检测
，涉及一种数学形式多输入多输出检测方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]移动通信经历了近几十年的发展，无线通信技术现已深入到生活中的方方面面，现在已经开始真正改变人们生活。从一开始笨重的手提电话，到现在人手一部的智能手机，简单的语音通信已经不能满足人们的需求，游戏、音乐、视频等软件层出不穷，极大地方便了人们的日常活动，这都有赖于移动通信技术的发展。
[0003]通信系统不断发展，现已从第一代移动通信系统发展到第四代移动通信系统。现已开展5G的研究。随着互联网的快速发展，终端的数量和用户的需求有了极大增长，现有的第四代移动通信系统已不能满足未来人们的需求，在此背景下，人们开发出第五代移动通信系统。第五代移动通信系统以高速率、低时延及海量接入为目标，从而希望实现万物互联，并初步定于2020年实现5G全面商用。5G为人们提供许多便利，并对社会有很大贡献。第五代移动通信系统定义了三大典型应用场景，分别为增强移动宽带(eMBB)，超高可靠低时延通信(URLLC)，与海量机器性节点通信(mMTC)。为了实现这些目标，5G引入了大规模MIMO技术，在使用更为高阶MIMO的同时，也是用了更为高阶的调制方式，如64QAM调制、128QAM调制。同时，5G也采用了更为新型的编码技术，这些技术使得更快的传输速率、更大的系统容量成为可能。海量机器性节点主要是中低端通信设备。随着通信系统的发展，中低端通信设备的MIMO阶数也将增加，达到2
×
2、4
×
4。即使是在这样MIMO阶数下，最大似然算法的复杂度依然很高，无法应用到实际中，经典的球形译码算法、宽度优先树搜索算法虽然性能逼近最大似然算法，且复杂度比最大似然算法稍微减小，但是依然是一笔不小的开销。复杂度低的线性检测算法如最小均方误差算法、迫零算法，虽然复杂度较低，但是检测性能大大降低，目前迫切需要一种兼顾检测性能与复杂度的检测算法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种数学形式多输入多输出检测方法、系统、设备及存储介质，该方法、系统、设备及存储介质能够有效降低检测的复杂度，且检测性能较高。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所述的数学形式多输入多输出检测方法包括：
[0006]获取信道矩阵，根据信道矩阵，得样本空间划分矩阵W；
[0007]通过样本空间划分矩阵W，得映射矩阵V；
[0008]当有接收信号输入时，将接收信号经样本空间划分矩阵W处理，再通过映射矩阵V处理，以估计得到发射信号。
[0009]还包括：
[0010]当信道变化时，重新根据信道矩阵，得样本空间划分矩阵W及映射矩阵V。
[0011]根据信道矩阵，得样本空间划分矩阵W的具体过程为：
[0012]根据信道矩阵H以及信号的调制方式，生成发射星座点集x
z
及接收星座点集Hx
z
；
[0013]根据接收星座点集Hx
z
，寻找每个接收星座点近邻的50个接收星座点；
[0014]求解每个接收星座点与其近邻50个接收星座点的垂直平分线；
[0015]去除重复的垂直平分线，通过剩余的垂直平分线构建样本空间划分矩阵W。
[0016]通过样本空间划分矩阵W，得映射矩阵V的具体过程为：
[0017]将生成垂直平分线的两个接收星座点代入到垂直平分线中；
[0018]将垂直平分线通过符号函数进行处理，使其趋于+1或
‑
1；
[0019]将经符号函数处理后的垂直平分线存入映射矩阵V中，并对映射矩阵V以稀疏矩阵形式进行存储。
[0020]当有接收信号输入时，将接收信号经样本空间划分矩阵W处理，再通过映射矩阵V处理，以估计得到发射信号的具体过程为：
[0021]当有接收信号输入时，将接收信号与样本空间划分矩阵W进行矩阵乘法运算；得yW；
[0022]将yW通过符号函数进行处理，得sgn(yW)；
[0023]将sgn(yW)与映射矩阵V进行矩阵乘法运算，得sgn(yW)
×
V；
[0024]将sgn(yW)
×
V进行矩阵除法运算，得sgn(yW)
×
V/sum(V)；
[0025]选取sgn(yW)
×
V/sum(V)中的最大值的索引作为发射信号进行估计输出。
[0026]当信道矩阵变化时，重新生成样本空间划分矩阵W；
[0027]当信道矩阵变化时，重新生成映射矩阵V；
[0028]当信道矩阵变化时，重新对接收信号进行检测。
[0029]一种数学形式多输入多输出检测系统包括：
[0030]第一处理模块，用于获取信道矩阵，根据信道矩阵，得样本空间划分矩阵W；
[0031]第二处理模块，用于通过样本空间划分矩阵W，得映射矩阵V；
[0032]估计模块，用于当有接收信号输入时，将接收信号经样本空间划分矩阵W处理，再通过映射矩阵V处理，以估计得到发射信号。
[0033]一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述数学形式多输入多输出检测方法的步骤。
[0034]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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述数学形式多输入多输出检测方法的步骤。
[0035]本专利技术具有以下有益效果：
[0036]本专利技术所述的数学形式多输入多输出检测方法、系统、设备及存储介质在具体操作时，将接收信号依次经样本空间划分矩阵W及映射矩阵V处理，以估计得到发射信号，从而实现对接收信号的检测，操作简单，方便，检测复杂度较低。经仿真实验，本专利技术相比于传统MIMO检测算法，在误码率与执行时间方面都占优，即检测性能优异。
附图说明
[0037]图1为本专利技术中样本空间划分矩阵W及映射矩阵V的示意图；
[0038]图2为本专利技术中接收信号输入时进行检测的示意图；
[0039]图3为本申请中各种仿真算法在4
×
4MIMO，QPSK调制方式下时变信道的误码率示意图。
具体实施方式
[0040]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0041]以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。
[0042]本专利技术所述的MIMO(Multiple
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数学形式多输入多输出检测方法，其特征在于，包括：获取信道矩阵，根据信道矩阵，得样本空间划分矩阵W；通过样本空间划分矩阵W，得映射矩阵V；当有接收信号输入时，将接收信号经样本空间划分矩阵W处理，再通过映射矩阵V处理，以估计得到发射信号。2.根据权利要求1所述的数学形式多输入多输出检测方法，其特征在于，还包括：当信道变化时，重新根据信道矩阵，得样本空间划分矩阵W及映射矩阵V。3.根据权利要求1所述的数学形式多输入多输出检测方法，其特征在于，根据信道矩阵，得样本空间划分矩阵W的具体过程为：根据信道矩阵H以及信号的调制方式，生成发射星座点集x
z
及接收星座点集Hx
z
；根据接收星座点集Hx
z
，寻找每个接收星座点近邻的50个接收星座点；求解每个接收星座点与其近邻50个接收星座点的垂直平分线；去除重复的垂直平分线，通过剩余的垂直平分线构建样本空间划分矩阵W。4.根据权利要求1所述的数学形式多输入多输出检测方法，其特征在于，通过样本空间划分矩阵W，得映射矩阵V的具体过程为：将生成垂直平分线的两个接收星座点代入到垂直平分线中；将垂直平分线通过符号函数进行处理，使其趋于+1或
‑
1；将经符号函数处理后的垂直平分线存入映射矩阵V中，并对映射矩阵V以稀疏矩阵形式进行存储。5.根据权利要求1所述的数学形式多输入多输出检测方法，其特征在于，当有接收信号输入时，将接收信号经样本空间划分矩阵W处理，再通过映射矩阵V处理，以估计得到发射信号的具体过...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜清河，徐大旦，赵梓晓，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：