[发明专利]一种联合迭代检测译码方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及多输入多输出(MIMO)系统的信号检测技术，特别涉及一 种联合迭代检测译码方法和装置。

背景技术

检测技术包括线性检测、干扰消除、格约简辅助检测、蒙特卡罗统计法、 概率数据联合检测、球译码检测等最优和次最优检测方法。通常在接收端检测 和译码是独立进行。Turbo接收机采用迭代处理技术通过在检测器和译码器间 的外信息传递来提高系统性能逼近信道容量。

对于多用户或多天线系统，同样可以采用类似迭代技术，即联合迭代检测 译码算法来逼近信道容量。具体地，在多用户或多天线系统中，联合迭代检测 译码算法将MIMO检测和译码级联在一起来处理，在已有算法中，最优的检测 部分多采用的是列表球译码检测算法，通过MAP比特检测算法保留了列表球 译码算法检测结果的软信息，提高了检测性能。以MIMO多天线系统为例(对 多用户系统同样适用)，其系统框图如图1所示，包含以下几个步骤：

步骤11，在内MIMO检测器中，利用球译码检测算法对接收信号进行检测， 得到候选集列表。

其中，候选集列表中包括多个可选的检测信号矢量，每个矢量由各个发射 天线的发送符号构成。本步骤利用球译码检测算法找到距离真实的发送符号矢 量比较接近的多个检测信号矢量，构成候选集列表，以通过MAP比特检测算 法计算每个比特的对数似然比。

步骤12，在内MIMO检测器中，利用候选集列表和比特先验信息计算输出 每比特外信息。

在Turbo译码中，比特外信息为该比特对数似然比与其先验信息的差值， 为计算每比特对数似然比时所得到的新的信息。

步骤13，对于内MIMO检测器输出的外信息进行解交织并输入到译码器。

步骤14，利用步骤13得到的外信息的解交织结果作为外软入软出译码器 的先验信息输入，译码后输出所有比特的译码后外信息结果(包括信息比特和 校验比特)以及信息比特的对数似然比结果。

步骤15，如果达到最大迭代次数，对译码器输出的信息比特的对数似然比 结果进行硬判决，得到最终希望的信息比特结果，并结束迭代检测译码，否则 转到步骤16。

步骤16，对于Turbo译码器输出的外信息重新进行交织，并作为先验信息 输入到检测器进行迭代检测，转入步骤12。

通过上述方式进行的迭代译码算法中，虽然能够通过MAP比特检测算法 保留球译码的软信息，理论上可以提高系统性能，但是由于该MAP比特检测 算法的进行依赖于步骤11中候选集列表的确定，因此求取候选集列表的计算复 杂度也会影响整个联合迭代检测译码算法的性能。具体地，该步骤中候选集列 表的确定方式包括：

步骤11a，根据信道估计结果确定球半径；

步骤11b，利用半径约束对信道矩阵进行上三角化预处理；

步骤11c，在以接收信号为球心的约束半径内的多维超球内，利用深度优 先或广度优先算法搜索一个可能的发送符号矢量，也就是所有发射天线上的符 号组合；

步骤11d，如果找不到合理的解，则增加半径，重新搜索；如果能搜出合 理的解，则进行保存，并根据搜索出的符号组合计算新的半径，利用新的半径 再进行搜索，直到找不到更优的解为止；

步骤11e，随后搜索到的最佳值即是最优的最大似然解。

上述球译码算法的优点在于它不必搜索整个格空间内的所有格点，而只需 要在一个预先设定的有限球形区域内进行搜索。常用的球译码算法在一定的系 统参数范围内，如在合适的SNR区间、信号星座大小、发射和接收天线数目情 况下，其复杂度为多项式级的，与线性检测方法的复杂度相近。但是由于搜索 半径及信道条件的影响，很难确定在以r为半径的球内的格点数，这也就导致 了球译码算法的计算复杂度是不确定的。如果以上参数选择的不合适，该算法 的计算复杂度也是指数级的。由于实际信道类型和信噪比条件的多样性，难以 进行优化设计，由此可见该方法在硬件实现时无法控制资源分配，经常会出现 资源不足或浪费的现象。

发明内容

有鉴于此，本发明中提供一种联合迭代检测译码方法和装置，能够克服 球译码检测算法计算复杂度不可控的缺点，并以较小的代价实现软信息的检 测结果。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种联合迭代检测译码方法，包括：