[发明专利]一种大规模多用户MIMO系统的分布式检测方法

权利要求书

1.一种大规模多用户MIMO系统的分布式检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先对接收天线进行分组，各组接收天线获取的接收信号输入不同的EP检测模块；

(2)对每组接收信号分别采用基于期望传播(EP)算法的MIMO信号检测算法进行信号检测，包括初始化或更新用于近似后验概率的指数函数集的一阶参数和二阶参数；计算LMMSE检测器检测输出的后验均值和方差以及将LMMSE检测器检测输出去除先验概率后的外部信息的后验均值和方差；计算后验均值检测器检测输出的后验均值和方差以及将后验均值检测器检测输出去除先验概率后的外部信息的后验均值和方差；

(3)基于不同种类的EP MIMO检测器，得到相应的检测结果：

(3a)对于完全分布式EP MIMO检测器，按照步骤(2)进行多次迭代直到收敛或者达到设定的迭代次数，输出各组的检测结果到检测结果合并模块，在检测结果合并模块进行线性合并，输出完全分布式EP MIMO检测器的检测结果；

(3b)对于部分分布式EP MIMO检测器，按照步骤(2)只进行一次迭代，输出各组的检测结果到检测结果合并模块进行线性合并，然后将检测结果合并模块的输出反馈到对应的EP检测模块，各个EP检测模块利用反馈值更新将后验均值检测器检测输出去除先验概率后的外部信息的后验均值和方差，重复步骤(3b)直至迭代收敛或达到设定的迭代次数，输出部分分布式EP MIMO检测器的检测结果；(3c)对于半分布式EP MIMO检测器，按照步骤(2)进行数次迭代，输出各组的检测结果到检测结果合并模块进行线性合并，然后将检测结果合并模块的输出反馈到对应的EP检测模块，各个EP检测模块利用反馈值更新将后验均值检测器检测输出去除先验概率后的外部信息的后验均值和方差，重复步骤(3c)直至迭代收敛或达到设定的迭代次数，输出半分布式EP MIMO检测器的检测结果。

2.根据权利要求1所述大规模多用户MIMO系统的分布式检测方法，其特征在于，在步骤(1)中，将接收天线分成C个组，其中第c组接收天线的接收信号为y_c＝H_cx+n_c，c＝1,2,…,C，H_c是各用户到第c组接收天线的信道矩阵，n_c是第c组接收天线的高斯白噪声向量；在步骤(2)中，对每个y_c用基于EP算法的MIMO信号检测算法进行检测，得到各用户的发送符号x。

3.根据权利要求2所述大规模多用户MIMO系统的分布式检测方法，其特征在于，在步骤(2)中，对于接收信号y_c，采用下式初始化及更新用于近似后验概率的指数函数集的一阶参数γ_c和二阶参数λ_c：

上式中，为γ_c的初始值，为λ_c的初始值，E_x为平均符号能量，I为单位阵；

上式中，为γ_c的第t次迭代更新值，为λ_c的第t次迭代更新值，β∈[0,1]。

4.根据权利要求2所述大规模多用户MIMO系统的分布式检测方法，其特征在于，在步骤(2)中，对于接收信号y_c，采用下式计算LMMSE检测器检测输出的后验均值μ_c和方差Σ_c：

上式中，为μ_c的第t次迭代更新值，为Σ_c的第t次迭代更新值，σ²I为n_c的协方差矩阵，上标H表示求矩阵共轭转置；

采用下式计算将LMMSE检测器检测输出去除先验概率后的外部信息的后验均值和方差

上式中，d(·)是取出矩阵的对角元素组成一个向量。