[发明专利]一种用于大规模MIMO系统信号检测的通用下降搜索方法

权利要求书

1.一种用于大规模MIMO系统信号检测的通用下降搜索方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：根据非理想信道下的参数情况构建检测大规模MIMO系统发射信号的线性不等式约束二次规划模型，并构造检测矩阵A；

S2：根据步骤S1构建的模型对下降搜索算法增加映射操作；

S3：根据对称逐次超松弛SSOR预处理算法计算下三角矩阵L；

S4：根据下三角矩阵L，采用含映射操作的下降搜索算法对接收端匹配滤波器输出的接收信号矩阵进行检测，得到发射信号估计值；

所述步骤S1具体包括如下过程：

S1.1：将发送信号矢量s的定义域由s∈O^U扩展为包含s的最小凸包：s∈C_O^U；其中，O是第i个单天线用户发射端调制方式对应的复数星座集，U是用户数，C_O为包含第i个单天线用户发送信号的最小凸包，s_i∈C_O，s_i为第i个单天线用户发送的信号，i＝1,2,…，U，其中C_O如式(1)所示：

式(1)中，θ_i为s_i的组合系数；

对于QAM调制方式，C_O＝{(x_r,x_i)|x_r∈[-a,a],x_i∈[-a,a]}，x_r为集合中复数的实部，x_i为集合中复数的虚部，a'为第i个单天线用户发射端调制方式对应的复数星座集中的一个点；

S1.2：根据非理想信道响应矩阵H、接收信号y、发送信号s和噪声方差σ²，构造检测大规模MIMO系统发射信号的线性不等式约束二次规划LICQP模型，如式(2)和(3)所示：

其中，q＝(1，-1)^T，T＝(a，-a)^T×e_2U^T，e_2U是2U×1的全1向量，是的转置，而是s的实值分解，即

S1.3：根据非理想信道的信道响应矩阵H，按照以下公式构造出检测矩阵A：

A＝H^HH+σ²I (4)

式(4)中，H^H表示H矩阵的共轭转置，Ι是单位矩阵；

所述步骤S2具体包括以下过程：将下降搜索方法每一次迭代结果中的每个元素w作如下映射：

式(5)中，为映射操作得到的值，x为第i个单天线用户发送信号的最小凸包C_O中的一个点，C_O为包含第i个单天线用户发送信号的最小凸包；

所述步骤S3具体包括以下过程：由检测矩阵A通过式(6)计算获得下三角矩阵L：

其中，C_L表示矩阵A的下三角矩阵，D是对角线元素与A对角线元素相同的对角阵；

所述步骤S4具体包括以下过程：

S4.1：初始化：其中，y为接收信号；

S4.2：设置迭代总次数J，令第一迭代计数器j＝1；

S4.3：令第二迭代计数器u＝1，按照下式计算：

式(7)中，为第j-1次迭代时的中间变量向量的值，z^(j-1)为第j-1次迭代时的中间变量向量z的值，为第j-1次迭代时的发射信号矢量估计值，w^(j)为第j次迭代时映射前的发射信号矢量估计值，f₁为使用的下降搜索算法中步长α的计算函数，f₂为使用的下降搜索算法中搜索方向d的计算函数；

S4.4：按照下式计算：

式(8)中，w_u^(j)为第j次迭代时映射前的第u个用户发射信号估计值；

S4.5：令u＝u+1，并返回至步骤S4.4，直至迭代U次为止，U是用户数，获得迭代结果然后进入下一步操作；

S4.6：按照下式计算：

式(9)中，f₃为使用的下降搜索算法中的计算函数，z^(j)为第j次迭代时的中间变量向量z的值；

S4.7：令j＝j+1，并返回至步骤S4.3，直至迭代到预设次数J为止，则为发射信号矩阵估计值。