[发明专利]一种基于MIMO系统的低复杂度分组译码方法

说明书

本发明请求保护一种基于MIMO系统的低复杂度分组译码方法—分组迫整译码方法，属于通信技术领域，用于降低MIMO系统译码的复杂性。所提算法基于迫整译码算法，对接收信号进行分组，每组独立的使用迫整算法进行译码，然后再集合每组独立译码出来的发送码字，从而得到未分组之前最原始的发射信息。分组迫整算法通过将接收符号进行分组来减少译码的复杂度，因此相比于迫整检测算法，分组迫整在译码复杂度上占优势，同时，从仿真结果可知，分组迫整在系统性能上相较于迫整算法占优势，且系统性能的差距随着天线数的增多越来越大。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO)系统中的接收端译码算法的设计，特别是基于迫整译码算法结构的分组迫整译码算法设计。

背景技术

多输入多输出技术能够在不增加额外系统带宽和天线发射功率的条件下，成倍地提升系统的信道容量，因此MIMO技术在无线移动通信领域中得到了广泛的应用[1]。而接收端的译码算法的好坏决定了MIMO系统的性能,因此寻求一种低复杂度高性能的算法显得尤为重要[2]。接收端的译码算法可以分为两类，一类是最大似然(Maximum Likelihood，简称ML)译码算法，ML译码算法是最优的译码算法，但其译码复杂度会随着发射天线和调制星座图的增加，而呈指数增长[2],[3]。另一类是传统的线性译码算法，包括迫零(Zero-Forcing，简称ZF)译码算法以及最小均方误差(Minimum Mean Square Error，简称MMSE)译码算法，线性译码算法的复杂度远远低于ML算法，但其性能相比ML而言较差[2],[4]。最近，一种新的基于MIMO系统的线性译码算法叫做迫整 (Integer-Forcing LinearReceivers，简称IF)译码算法得到了广泛的研究 [2],[5]，IF译码算法拥有比ML算法更低的复杂度，但其性能却逼近ML译码算法。

IF检测算法最突出的特点就是它不像传统的线性检测算法直接恢复出传输码字，它是利用接收天线生成一个有效的整数信道矩阵，通过有效的信道矩阵来恢复出发送码字的整数组合[2]。有效整数信道矩阵必须是可逆和非奇异的，有多种算法可以用来寻找这个有效整数信道矩阵，例如HKZ,Minkowski,LLL, and CLLL algorithm[6]–[8]。虽然迫整译码算法具有较低的解码复杂度，但仍需要找到一种译码算法来进一步降低复杂度，使其更好地应用于天线数较多或要求较低复杂度和一般系统性能的情况下，因此基于迫整译码算法进行了深入的分析和研究。

[1]G.J.Foschini and M.J.Gans,“On limits of wireless communications ina fading environment when usingmultiple antennas,”Wireless PersonalCommunications,vol.6,no.3,pp.311–335,1998.

[2]J.Zhan,B.Nazer,U.Erez,and M.Gastpar,“Integer-forcing linearreceivers,” IEEE Transactions on Information Theory,vol.60,no.12,pp.7661–7685,Dec 2014.

[3]M.O.Damen,H.E.Gamal,and G.Caire,“On maximum-likelihood detectionand the search for the closest lattice point,”IEEE Transactions onInformation Theory,vol.49,no.10,pp.2389–2402,Oct 2003.