[发明专利]一种应用于大规模MIMO上行链路的联合检测算法

说明书

本发明公开了一种应用于大规模MIMO上行链路的联合检测算法，构成了拥有2个外部大迭代和2个内部小迭代的联合检测算法；外部大迭代分别为译码器与检测器的信息交互以及干扰估计与检测器的信息交互，内部小迭代分别为检测器LMMSE‑ISDIC算法内部迭代以及译码器的迭代。本发明充分利用了译码器的迭代结构，构造了两个类似于Turbo涡轮的大迭代结构，进一步提高了大规模MIMO上行链路的检测准确度，相比于传统上行检测，联合检测可以充分利用各个模块的信息交互，使之相互促进，共同提高最终的检测准确度。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种应用于大规模MIMO上行链路的联合检测算法。

背景技术

随着新一代移动通信的研究发展，移动通信系统对信息速率、时延、连接数以及可靠性等方面都提出了新的要求，而大规模多输入多输出(Massive Multiple-inputMultiple-output,Massive MIMO)已经成为下一代无线通信的关键技术，从而受到学术界和工业界的广泛关注。

大规模MIMO依赖于系统上行链路以及下行链路基站能够获取足够好的信道状态质量(Channel State Information，CSI)。信道状态信息是连接MIMO系统发送信号和接收检测的关键，大规模MIMO系统的性能很大程度上取决于基站能否精确地获取上下行链路的CSI，只有在已知CSI的条件下，才能够充分利用大规模MIMO技术提供的较高的空间自由度，来使系统性能大幅度提升。

大规模MIMO技术用直接增大基站天线数量的方法来使得系统容量得到改善(空分复用增益)。随着基站天线数量的增大，信道矩阵的奇异值不再是一个随机事件，而趋向于确定。因此一些简单的线性处理就能达到系统的最大性能，大大减少复杂度。同时，基站天线数不断增大时，热噪声将被平均掉，因此可以忽略，系统主要被其它用户的干扰限制。而在接收检测中如何有效地抑制其它用户的干扰成为了一个研究的热点，传统的上行链路检测是把检测模块和其它模块分离开来，各个模块只完成自己的工作，没有模块间的信息交互，从而浪费了各个模块的外信息。而如果考虑把这些外信息合理利用起来，则可以使得各个模块之间信息得以交互，使之更为准确有效地工作，从而大幅度提高系统整体性能。

综合考虑以上原因，如何有效地构建联合检测的架构以及采用合适的检测、译码以及干扰抑制算法，可以使得接收端在增加少许复杂度的条件下尽可能大地提高系统整体性能，本发明提出了一种高效地联合检测方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种应用于大规模MIMO上行链路的联合检测算法，能够提高大规模MIMO上行链路的检测准确度，联合检测可以充分利用各个模块的信息交互，使之相互促进，共同提高最终的检测准确度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于大规模MIMO上行链路的联合检测算法，包括如下步骤：

(1)接收端通过发送的频域导频序列得到导频点处的信道值，并利用非结终止条件的样条插值算法得到整个频点处的信道值；然后利用最小二乘算法来计算初始信道估计响应值，利用初始信道估计响应值进行预编码的计算，经过预编码后的信道分用户再进行QR分解，对QR分解出来的R矩阵进行SVD分解可求得每个用户子信道内的预编码矩阵，将其作为上行用户使用的预编码，对应Q矩阵则为每个用户的干扰抑制矩阵；随后进行MIMO软输入软输出检测，并将检测出来的符号进行软解调后送入LDPC译码器；

(2)LDPC译码器输出的系统软信息作为先验信息反馈给MIMO软输入软输出检测单元重新进行迭代检测检测，LDPC译码器输出的信息比特则反馈给干扰抑制单元来进行发送符号的重构以及重新对信道进行估计来计算出新的干扰抑制矩阵；

(3)检测器利用更新后的干扰抑制矩阵和译码器送来的先验信息重新对原来的接收信号进行软检测，并将新的检测结果再次送入译码器进行译码，以此反复进行步骤(2)和(3)，构成了拥有2个外部大迭代和2个内部小迭代的联合检测算法。