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专利号: 2020100226588
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于LLL-SD的大规模MIMO信号检测方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:系统初始基的规模为m,则随机产生m个n维幺模矩阵Ui,1≤i≤m;幺模矩阵Ui的选取采用Ui=AiCi的形式,其中Ai为下三角幺模矩阵,Ci为上三角幺模矩阵;

S2:根据Hi=UiH产生m组初始基,其中信道矩阵H为系统的其中一组初始基;

S3:对m组初始基同时进行LLL约减,并计算约减后生成新基的正交缺陷度;

S4:将m组初始基按正交缺陷度进行排序,根据正交缺陷度值的大小,选取性能最优即正交缺陷度最小的一组约减基 和变换矩阵T;将约减基 进行QR分解,得到上三角矩阵 和酉矩阵 满足 即

S5:将酉矩阵 的共轭转置与接收信号向量y相乘,得到接收信号的均衡信号 即S6:利用接收信号的均衡信号 和上三角矩阵 根据SD算法进行串行干扰消除;

S7:利用自适应球半径的SD算法进行译码;

S8:得到输出信号xi(1≤i≤Nt),Nt为发送端的天线数量。

2.根据权利要求1所述的基于LLL-SD的大规模MIMO信号检测方法,其特征在于:步骤S1中,系统的发射天线数为Nt,接收天线数为NR,并令Nt=NR=n,初始基的规模为m,则随机产生m个n维幺模矩阵,幺模矩阵的选取采用Ui=AiCi的形式,其中Ai为下三角幺模矩阵,Ci为上三角幺模矩阵:

Ai、Ci中的未知元素为随机生成的0或者1。

3.根据权利要求1所述的基于LLL-SD的大规模MIMO信号检测方法,其特征在于:在所述步骤S3中,矩阵的正交缺陷度定义为:其中,||hn||2表示hn的范数,hn表示H的列向量,0≤od(H)≤1,表明正交缺陷度越小,正交性越好,即正交矩阵od(H)=0,奇异矩阵od(H)=1。

4.根据权利要求3所述的基于LLL-SD的大规模MIMO信号检测方法,其特征在于:步骤S3中所述对m组初始基同时进行LLL约减,等效为对m组初始基Hi进行QR分解,分解为酉矩阵Q和上三角矩阵R相乘的形式:Hi=QR,并使矩阵R中的元素满足式(4)和式(5)所示的两个约束条件:

δ|rl-1,l-1|2≤|rl,l|2+|rl-1,l|2  (5)其中,l=2,…, ri,j表示R矩阵中第i行j列元素,|·|表示取绝对值操作,δ为对初始基H进行LLL约减的满足条件;

当式(4)不满足时,更新元素:其中,round(·)表示四舍五入求整操作;

当式(5)不满足时,即:

将交换hn、hn-1的位置,并利用Givens变换更新Q,R矩阵;

令Givens变换的旋转矩阵为G,则G的计算公式为:由式(8)得到更新后的酉矩阵Q和上三角矩阵R为:R=GR  (9)

Q=QGH  (10)。

5.根据权利要求4所述的基于LLL-SD的大规模MIMO信号检测方法,其特征在于:步骤S6具体包括以下步骤:

将LLL约减算法应用于MIMO检测,接收信号向量y=Hx+n转化为:根据最大似然算法改写的SD算法公式为:其中D表示搜索半径;

将 和 代入式(12),可得:对 左乘酉矩阵 的共轭转置得:其中,

根据步骤S4所得的三角矩阵 利用串行干扰消除法提取信号,优先对高信噪比信号进行检测,然后通过判决反馈把每次检测出来的信号从接收信号的均衡信号中减去;接着继续以同样的方法检测剩余信号,直到获得所有信号。

6.根据权利要求5所述的基于LLL-SD的大规模MIMO信号检测方法,其特征在于:所述步骤S7-S8具体包括:

对求半径的选取以自适应原则为出发点,从第一个节点开始搜索,在下一个节点的选取中仅保留欧式距离最小的节点,直到搜索到最后一个节点,得到输出信号xi(1≤i≤Nt)。