CN101557281B - 多入多出无线通信数据检测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多入多出无线通信数据检测器和一种多入多出无线通信数据检测方法。采用新型的MCU模块结构和创新的备选路径拣选机制，采用了新型的排序方法，对同一个父节点得所有子节点引入优先级的概念，采用重点考察高优先级的子节点的方法，减少需计算累加距离的节点数，从而降低检测器运算量；并且，充分利用树搜索中上一次存活路径累加欧式距离所包含的信息，大量减少可能性较低的备选分支路径的计算，从而在保证检测性能的条件下，极大降低了超大规模集成电路实现的功耗和面积；对于每一层的存活路径搜索，在不明显增加其他运算单元的条件下，极大减少了比较器的数量，但其性能依然接近于常规的K-best数据检测器。

Description

多入多出无线通信数据检测器

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术领域中多入多出(MIMO，Multiple-inputMultiple-output)通信系统用以实现分层高速数据传输的多入多出无线通信数据检测器和一种多入多出无线通信数据检测方法。

背景技术

随着信息技术的发展，“移动宽带化、宽带移动化”的趋势愈加明显，无线通信系统需要实现更高稳定性和更高数据传输速率，以满足从语音到多媒体的多种综合业务需求。

然而当前的无线通信技术却面临着一些限制，如有限的带宽与发射功率、干扰、信号衰减、多径效应等。多入多出的MIMO技术可以利用分别安装在发射端和接收端的多天线，分层传输独立的数据流，从而实现无线通信的更高稳定性和更高数据传输速率，因此被广泛应用于IEEE802.11n等技术标准中。

无线通信系统利用MIMO技术实现分层数据的高速传输所面临的一大挑战是如何设计简单而高效的数据检测器。这是因为，在MIMO系统中，N_tx路信号通过不同的发射天线同时发射，每一路发射信号通过无线信道到达N_rx个接收机中的每一个。因此，在每个接收机端，来自不同发射天线的数据流线性迭加在一起，同时，受到了环境噪声的污染并具有一定的信道衰落，使原有的接收端检测器无法有效检出正确的数据。

MIMO数据检测方法主要分为线形和非线性两类方法，近零(ZF，Zero Force)、最小均方误差(MMSE，Minimum Mean Square Error)等线性方法误码率性能较差，尤其是在恶劣信道的情况下，由于环境噪声的干扰，更使系统性能大大下降。非线性检测方法中的最大似然检测方法(MLD，Maximum LikelihoodDetection)具有最佳检测性能，但是计算复杂度很高，并且随着发射天线数和数据映射方式的不同呈指数增长，无法在现实系统中应用。K-Best检测方法，由于可以在一定计算复杂度的前提下，实现接近于MLD方法的误码率性能，并且能够保证不依赖于信噪比(SNR，Signal Noise Rate)的固定数据传输速率，因而在近年来得到了广泛研究与关注。

一个N_tx发射N_rx接收的MIMO无线通信系统可以表述为：

Y＝HS+V

其中，Y表示在N_rx接收端天线上收到的信号；S表示N_tx层发射数据向量；H表示N_rx×N_tx维信道参数矩阵：

V是环境产生的噪声向量。

MLD最大似然检测方法就是寻找使得欧式(Euclidean)距离||y-Hs||最小的码字：

$\hat{s}=\arg \underset{s\∈{\mathrm{\Ω}}^N}{\min }{\left|\right|y-\mathrm{Hs}\left|\right|}^2---\left(2\right)$

接收MLD方法在整个码字空间中采用穷尽搜索的方法找出能使式(2)成立的发射信号向量，因此性能上能够达到最优，但是计算复杂度太高，以至于在目前的条件下无法在实际系统中实现。

K-Best方法的基本原则是，在每一层的搜索中，通过排序的方法选出K条累加距离最小的备选信号路径，而丢弃其他的分支，因此可以大大降低计算复杂度，同时又能够实现接近于MLD的检测性能。对于采用M-QAM方式调制的数据流，采用K-best算法，在每一层数据检测中，需要计算累加距离的路径数为KM。

为了便于计算，针对复数信道系数矩阵，通常先进行实数值分解(RVD，RealValue Decomposition)，将Y＝HS+V扩展为以下形式：

$\left[\begin{array}{c}R\left(Y\right)\\ I\left(Y\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}R\left(H\right)& -I\left(H\right)\\ I\left(H\right)& R\left(H\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\left(S\right)\\ I\left(S\right)\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}R\left(V\right)\\ I\left(V\right)\end{array}\right]---\left(3\right)$

在上式中，R(□)和I(□)分别表示复变量的实部和需部，矩阵的维数增加了一倍， $R\left(S\right),I\left(S\right)\∈\mathrm{\Ω}=\{-\sqrt{M}+1,\·\·\·,-\mathrm{1,1},\·\·\·,\sqrt{M}-1\}.$ 因此，如果使用RVD分解，则K-best数据检测在每一层只需要计算

条备选路径，但是搜索的层数需要加倍，为2N_tx层。

常规K-best检测方法一般可以描述为以下步骤：

1)首先搜索第2N_tx层数据，计算

个备选节点的部分欧式距离(PED，Partial Euclidean Distance)，并排序选出距离最短的K个节点，作为K条存活路径的起始点；

2)从2N_tx-1层到最上面的第一层逐层搜索K条最优的存活路径，在其中任何一层K_i的搜索中，基于K_i+1层选出的K个节点，计算个子节点的累积PED，并进行排序，选出其中K个具有最短PED距离的节点传递到K_i-1层，并由此最终得出K条最优的存活路径；

3)最后在K条存活路径中选出具有最短PED的路径为最终路径，并据此检出正确的数据。

K-best MIMO数据检测器中不同路径的距离累加与排序是影响检测器复杂度的关键因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用先进的子节点排序及筛选方法和应用了上述方法的多入多出无线通信数据检测器，在保证检测性能的条件下，进一步降低K-best MIMO数据检测器的计算复杂度和硬件开销。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多入多出无线通信数据检测方法，包括如下步骤：

1)对n×m维信道系数矩阵H进行QR分解，使之三角化；

2)由位于最底端的n层开始，根据|e_n(S)|²＝|Z_n+R_nns_n|²计算该层备选节点的|e_n(S)|²值，其中，s_n为根据数据调制方式而确定的发射向量的实部与虚部取值范围中的任意一个数值，选取其中最短的K条路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(k)]，其中k＝1，2，...，K并按照路径的长度对其进行优先级排序，作为存活路径传递到上一层第n-1层)；

3)在第n-1层，对每条n层存活路径N_n(k)，根据公式 ${\left|e_i^k\left(S^k\right)\right|}^2=|(z_i-\underset{j=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{ij}}{s}_j)-R_{\mathrm{ii}}{s}_i^k|$ 分别计算n层存活路径N_n(k)各子节点s_i ^k所对应的|e_i ^k(S^k)|²值，并按照欧式距离的大小排列子节点s_i ^k的顺序，其中，i＝n-1；

4)根据来自第n层的K条存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]优先级的不同，向每条n层存活路径N_n(k)分配不同数量的对应子节点s_i ^k并优先分配欧式距离较小的子节点，设分配给第k条n层存活路径N_n(k)的子节点s_i ^k数量为l₁ ^kk＝(1，...，K)，根据公式 $T_i^k\left(S^k\right)=T_{i+1}^k\left(S^{\′k}\right)+{\left|e_i^k\left(S^k\right)\right|}^2$ 计算分配给每条n层存活路径N_n(k)的每个子节点与该条n层存活路径N_n(k)的累加欧式距离值T_i ^k(S^k)，其中，i＝n-1；

5)按照K条n层存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]的优先级顺序，以相邻的每2条n层存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]为一组，形成K/2个第一级比较组，在每个第一级比较组中，选出累加欧式距离值T_i ^k(S^k)最小的l₁ ^k条分支路径，由具有较高优先级的n层存活路径N_n(k)形成的第一级比较组中选出的分支路径的优先级高于由优先级较低的n层存活路径N_n(k)形成的比较组中选出的分支路径的优先级；

6)对步骤5)中选出的分支路径按照优先级顺序，重复步骤5)中分组、选择过程，并对经过该次分组、选择过程选出的分支路径再次重复步骤5)的分组、选择过程，直到存活的分支路径数量为K，将n-1层的K条存活分支路径[N_n-1(1)，...，N_n-1(k)，...，N_n-1(K)]传递至n-2层；

7)对第i层，以第i+1层传递的K条存活路径[N_i+1(1)，...N_i+1(k)，...，N_i+1(K)]为基础，重复步骤3)至步骤6)，得到最终的K条最终存活路径；

8)在K条最终存活路径中选出具有最短累加欧式距离值T₁ ^k(S^k)的一条存活路径，最为最优路径，据此检测出MIMO分层数据。

一种多入多出无线通信数据检测器，它包括：

QR分解单元，用于对n×m维信道系数矩阵H进行QR分解，使之三角化；

度量计算单元MCU，根据第i+1层的每一个存活路径N_i+1(k)，根据公式 ${\left|e_i^k\left(S^k\right)\right|}^2=|(z_i-\underset{j=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{ij}}{s}_j)-R_{\mathrm{ii}}{s}_i^k|$ 分别计算i+1层存活路径N_i+1(k)各子节点s_i ^k所对应的|e_i ^k(S^k)|²值，并按照欧式距离的大小对子节点s_i ^k排序，按照子节点s_i ^k的排列顺序输出|e_i ^k(S^k)|²；

存活路径拣选单元Sorter，将度量计算单元MCU输出的每条i+1层存活路径N_i+1(k)对应子节点s_i ^k的|e_i ^k(S^k)|²值与该条路径的累积PED值T_i+1 ^k(S′^k)相加，得到该条路径在第i层的累积PED值， $T_i^k\left(S^k\right)=T_{i+1}^k\left(S^{\′k}\right)+{\left|e_i^k\left(S^k\right)\right|}^2,$ 比较多项累积PED值，拣选出最终的K条最短的路径，作为第i层的存活路径；

寄存单元，存储当前检测层的子节点s_i ^k排序信息和存活路径N_i+1(k)信息。

由于上述技术方案的采用，本发明具有以下优点：

本发明设计的多入多出无线通信数据检测器，采用新型的MCU模块结构和创新的备选路径拣选机制，K-best MIMO数据检测器中不同路径的距离累加与排序是影响检测器复杂度的关键因素，本发明采用了新型的排序方法，对同一个父节点得所有子节点引入优先级的概念，采用重点考察高优先级的子节点的方法，减少需计算累加距离的节点数，从而降低检测器运算量；并且，充分利用树搜索中上一次存活路径累加欧式距离所包含的信息，大量减少可能性较低的备选分支路径的计算，从而在保证检测性能的条件下，极大降低了超大规模集成电路(VLSI，Very Large Scale Integration)实现的功耗和面积；对于每一层的存活路径搜索，在不明显增加其他运算单元的条件下，极大减少了比较器的数量，但其性能依然接近于常规的K-best数据检测器。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、K等同的条件下，误码率性能与常规K-Best检测方法相当；

2、显著降低了每层需计算累加PED距离的分支路径数。常规的K-Best方法，在每一层需要计算累加距离的路径数为KM，如果使用RVD分解，需要计算

条，采用本方法，可以减少一半左右的计算量，需要计算累加PED距离的路径条数在

左右，仍能够保证及其接近常规方法的BER性能；

3、采用分布式排序，显著降低了排序的复杂度和运算量；

4、显著降低了MIMO分层数据检测器的计算复杂度；

5、结构简单，VLSI硬件实现时，需要的资源较少；

6、尤其适合于采用高阶M-QAM调制的MIMO高速数据传输模式。

本发明可以应用在多类需要利用MIMO技术进行高速无线通信的场合，例如符合IEEE802.11n标准的无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Lan)、WiMax等，以及基于多天线技术和空间复用进行高速数据传输的其他无线通信系统。

附图说明

图1为针对采用16QAM调制方式的MIMO系统分层数据使用线性方法得出各种情况下的子节点排序的示意图；

图2为针对采用16QAM调制方式的MIMO系统分层数据使用线性方法得出的一种子节点排序的示意图；

图3为针对采用64QAM调制方式的检测器VLSI结构款图；

图4为针对采用64QAM调制方式的检测器VLSI结构中MCU模块的框图；

图5为针对采用64QAM调制方式的检测器VLSI结构中Sorter模块的框图。

具体实施方式

在本说明书中，如无特殊说明，均指在使用了RVD的情况下，需搜索的层数为2N_tx，本发明的方法同样适用于未使用RVD进行实数值分解的情况。

本发明的MIMO数据检测器VLSI结构，主要基于以下原理：

在任何一层的搜索排序中，各条路径的累积PED为：

$T_i^k\left(S^k\right)=T_{i+1}^k\left(S^{\′k}\right)+{\left|e_i^k\left(S^k\right)\right|}^2---\left(4\right)$

$e_i^k\left(S^k\right)=z_i-\underset{j=i}{\overset{2N_{\mathrm{tx}}}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{ij}}{s}_j---\left(5\right)$

其中，S^k表示个备选子节点，由不同子节点得出的|e_i ^k(S^k)|²值不同，可以用来表征与实际接收符号之间的欧式距离，对累积PED的大小具有显著的意义。将式(5)展开可以得到：

$e_i^k\left(S^k\right)=z_i-\underset{j=i}{\overset{2N_{\mathrm{tx}}}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{ij}}{s}_j=(z_i-\underset{j=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{ij}}{s}_j)-R_{\mathrm{ii}}{s}_i^k---\left(6\right)$

令 $e=e_i^k\left(S^k\right),$ $u=(z_i-\underset{j=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{ij}}{s}_j),$ 则式(6)可以表示为：

$e=u-R_{\mathrm{ii}}{s}_i^k---\left(7\right)$

对任意的第i层的数据而言，u和R_ii的值是恒定的，此外，由于实行了RVD分解，所以s_i ^k的取值都在实数轴上 $s_i^k=\frac{u}{R_{\mathrm{ii}}}.$ 因此，式(7)是一个线形方程。我们可以采用线性的方法提前判断出s的备选节点所对应的|e_i ^k(S^k)|²值的排序。通过这种方法，可以大大减少展开所有字节点并根据|e_i ^k(S^k)|²值排序的运算量。因为采用常规的节点展开方式分别求出其|e_i ^k(S^k)|²值再排序的方法，即使使用高效的排序方法，依然需要大量的比较运算。

在进行存活路径拣选(Sorting)的过程之中，如果计算所有

条备选路径的累加PED，再进行比较和排序的话，同样需要大量的比较运算，从而大大增加了硬件电路的规模，并严重影响数据检测器的处理速度。本发明MIMO数据检测器中的Sorter模块采用分布式的结构，根据不同备选路径的优先级，通过比较，从中优选出少量具有较短累加PED的路径，在此基础之上再进行进一步的拣选，从而降低了运算量和所需要的硬件资源。

图3所示的本发明的MIMO数据检测器VLSI结构，主要由以下部分组成：

1、QR分解单元

对经过RVD分解后的信道系数矩阵H进行QR分解，使之三角化；

2、多个度量计算单元(Metric Computer Unit，MCU)

如图4所示，每个MCU模块由一组加法器、比较器、乘法器和寄存器组构成，主要负责完成对存活路径父节点的展开和排序。MCU中包含2N_tx-1个乘法器，在每一层的数据检测处理中，MCU根据数据调制方式的不同，首先利用这些乘法器单元，得到 $\left|u\right|=|z_i-\underset{j=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{ij}}{s}_j|$ 的值；然后将其与一组R_ii和正整数的乘积相比较，根据比较器的结构确定子节点的排序。

如图1所示，在16QAM调制方式下，s_i的实部和虚部的取值属于取值集合{±1，±3}，首先将s轴分成多个比较区域，即{-∞，-2}，{-2，-1}，{-1，0}，{0，1}，{1，2}，{2，∞}，通过将|u|分别与|R_ii|和2|R_ii|进行比较，确定s_i所述的比较区域，并根据取值集合中各点距离该比较区域的距离绝对值的大小，得出各子节点的排列顺序，如图2所示。例如，在u和R_ii同号的条件下，如果|u|≥2|R_ii|，可以得到子节点的排列顺序为[3 1 -1 -3]，表示其分别对应的欧式距离 $e_i^k\left(3\right)<e_i^k\left(1\right)<e_i^k(-1)<e_i^k(-3),$ 如果|R_ii|≤|u|≤2|R_ii|，则子节点的排列顺序为[1 3 -1 -3]，否则，子节点的排列顺序为[1 -1 3 -3]；u和R_ii异号的条件下，如果|u|≥2|R_ii|，可以得到子节点的排列顺序为[-3 -1 1 3]，如果|R_ii|≤|u|≤2|R_ii|，则子节点的排列顺序为[-1 -3 1 3]，否则，子节点的排列顺序为[-1 1 -3 3]。MCU模块的输出为按需计算的各存活路径的PED值和其对应的路径节点信息。

3、存活路径拣选单元(Sorter)

如图5所示，存活路径拣选单元根据MCU模块的输出通过累加和比较各分支路径的PED，进行存活路径的拣选，本发明的检测器Sorter模块由多级比较器构成，具体的级数根据QAM的调制阶数而定，可以按需扩展。本发明结构中MCU模块输出的各条备选路径的PED值都是严格按照从小到大的顺序排列的，因此，Sorter模块的比较操作得以大大简化。本发明检测器结构充分利用上一层存活路径累加PED所包含的信息，对累加PED较短的存活路径给与高优先级，而对累加PED较长的存活路径给与低优先级。MCU模块根据不同的路径的优先级展开父节点，输出不同条数的备选路径。Sorter模块根据这些来自不同父节点的存活路径进行累加和拣选，首先将所有备选路径，以每两条为一组，进行分组，然后在各组中选出较短的少量被选路径。优先级高的组选出的路径较多，而优先级低的组选出的路径较少。Sorter模块的下一级比较器再在这些结果中选出较短的路径，以此类推，由最后一级比较器选出最终的K条最短的路径，作为本层的存活路径。

4、寄存单元(Register)

存储当前检测层的子节点s_i ^k排序信息和存活路径N_i+1(k)信息。

其检测步骤如下：

1)对n×m维信道系数矩阵H进行QR分解，使之三角化；

2)由位于最底端的n层开始，根据|e_n(S)|²＝|Z_n+R_nns_n|²计算该层备选节点的|e_n(S)|²值，其中，s_n为根据数据调制方式而确定的发射向量的实部与虚部取值范围中的任意一个数值，选取其中最短的K条路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]，其中k＝1，2，...，K并按照路径的长度对其进行优先级排序，作为存活路径传递到上一层第n-1层)；

3)在第n-1层，对每条n层存活路径N_n(k)，根据公式 ${\left|e_i^k\left(S^k\right)\right|}^2=|(z_i-\underset{j=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_{\mathrm{ij}}{s}_j)-R_{\mathrm{ii}}{s}_i^k|$ 分别计算n层存活路径N_n(k)各子节点s_i ^k所对应的|e_i ^k(S^k)|²值，并按照欧式距离的大小排列子节点s_i ^k的顺序，其中，i＝n-1；

4)根据来自第n层的K条存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]优先级的不同，向每条n层存活路径N_n(k)分配不同数量的对应子节点s_i ^k并优先分配欧式距离较小的子节点，设分配给第k条n层存活路径N_n(k)的子节点s_i ^k数量为l₁ ^kk＝(1，...，K)，根据公式 $T_i^k\left(S^k\right)=T_{i+1}^k\left(S^{\&prime;k}\right)+{\left|e_i^k\left(S^k\right)\right|}^2$ 计算分配给每条n层存活路径N_n(k)的每个子节点与该条n层存活路径N_n(k)的累加欧式距离值T_i ^k(S^k)，其中，i＝n-1；

5)按照K条n层存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]的优先级顺序，以相邻的每g条(g＝2)n层存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]为一组，形成K/g个第一级比较组，在每个第一级比较组中，选出累加欧式距离值T_i ^k(S^k)最小的l₁ ^k条分支路径，由具有较高优先级的g条n层存活路径N_n(k)形成的第一级比较组中选出的分支路径的优先级高于由优先级较低的g条n层存活路径N_n(k)形成的比较组中选出的分支路径的优先级；

6)对步骤5)中选出的分支路径按照优先级顺序，重复步骤5)中分组、选择过程，并对经过该次分组、选择过程选出的分支路径再次重复步骤5)的分组、选择过程，直到存活的分支路径数量为K，将n-1层的K条存活分支路径[N_n-1(1)，...，N_n-1(k)，...，N_n-1(K)]传递至n-2层；

7)对第i层，以第i+1层传递的K条存活路径[N_i+1(1)，...N_i+1(k)，...，N_i+1(K)]为基础，重复步骤3)至步骤6)，得到最终的K条最终存活路径；

8)在K条最终存活路径中选出具有最短累加欧式距离值T₁ ^k(S^k)的一条存活路径，最为最优路径，据此检测出MIMO分层数据。

下面结合附图，对本发明进行进一步的说明：

以采用4发4收的天线结构、数据采用64-QAM调制方式(即，M＝64)，s_i的实部和虚部的取值属于取值集合{±1，±3，±5，±7}，在进行了RVD分解的条件下，设K＝8，使用本发明结构进行MIMO数据检测器设计：

如图3所示，8个MCU模块在任一层(第i层)通过对比|u|和{|R_ii|，2|R_ii|，3|R_ii|，4|R_ii|，5|R_ii|，6|R_ii|}的值，给出每一条存活路径的子节点排序，并计算其欧式距离，输出到寄存器组里。具体对比关系，参照下表1：

表1

如图5所示，对来自i+1层的存活路径，根据其优先级不同，MCU模块分别给出其不同数量的分支路径：对第一条和第二条存活路径分别给出6条分支路径(k＝1，2)；对第三条和第四条存活路径分别给出4条分支路径(k＝3，4)；对第五条和第六条存活路径分别给出3条分支路径(k＝5，6)；对第七条和第八条存活路径分别给出2条分支路径(k＝7，8)。

Sorter模块的结构如图5所示，其包含三级比较器，第一级比较器，通过累加PED和比较，从第一条存活路径和第二条存活路径的分支路径中选出6条备选路径，记为P1；从第三条存活路径和第四条存活路径的分支路径中选出4条备选路径，记为P2；从第五条存活路径和第六条存活路径的分支路径中选出3条备选路径，记为P3；从第七条存活路径和第八条存活路径的分支路径中选出2条备选路径，记为P4。第二级比较器，通过比较，再从P1和P4中的8条备选路径中选出6条，从P2和P3中的7条中选出4条，并输送给第三级比较器；第三级比较器，从第二级比较器的结果中，对比选出8条最短的，作为当前层的8条存活路径，并传递给下一层。

在最后一层最终的8条存活路径中，排在最前面的路径，具有最短累加PED距离，作为最优路径，据此检出MIMO分层数据。

Claims (10)

1.一种多入多出无线通信数据检测方法，包括如下步骤：

1)对n×m维信道系数矩阵H进行QR分解，使之三角化；

2)由位于最底端的n层开始，根据|e_m(S)|²＝|Z_n-R_nns_n|²计算该层备选节点的|e_n(S)|²值，其中，e_n(S)为第n层的局部欧式距离，Z_n为第n层的接收数据，R_nn为信道矩阵H通过QR分解得到的上三角矩阵R在第n行第n列的元素，s_n为根据数据调制方式而确定的发射向量的实部与虚部取值范围中的任意一个数值，选取其中最短的K条路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]，其中k＝1，2，...，K，并按照路径的长度对其进行优先级排序，作为存活路径传递到上一层，即第n-1层；

3)在第n-1层，对每条所述的n层存活路径N_n(k)，根据公式

分别计算所述的n层存活路径N_n(k)各子节点

所对应的

值，并按照欧式距离的大小排列子节点的顺序，其中，i＝n-1，Z_i为第i层的接收数据，R_ij为信道矩阵H通过QR分解得到的上三角矩阵R在第i行第j列的元素，

为基于存活路径N_n(k)派生出来的备选路径S^k在第n-1层的局部欧式距离；

4)根据来自第n层的K条所述的存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]优先级的不同，向每条所述的n层存活路径N_n(k)分配不同数量的对应子节点

并优先分配欧式距离较小的子节点，设分配给第k条所述的n层存活路径N_n(k)的子节点

数量为

其中k＝(1，...，K)，根据公式

计算分配给每条所述的n层存活路径N_n(k)的每个子节点与该条n层存活路径N_n(k)的累加欧式距离值

其中，i＝n-1；

5)按照K条所述的n层存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]的优先级顺序，以相邻的每2条所述的n层存活路径[N_n(1)，...，N_n(k)，...，N_n(K)]为一组，形成K/2个第一级比较组，在每个所述的第一级比较组中，选出累加欧式距离值

最小的

条分支路径，由具有较高优先级的n层存活路径N_n(k)形成的第一级比较组中选出的所述的分支路径的优先级高于由优先级较低的n层存活路径N_n(k)形成的比较组中选出的所述的分支路径的优先级；

6)对步骤5)中选出的所述的分支路径按照优先级顺序，重复步骤5)中分组、选择过程，并对经过该次分组、选择过程选出的分支路径再次重复步骤5)的分组、选择过程，直到存活的分支路径数量为K，将n-1层的K条所述的存活分支路径[N_n-1(1)，...，N_n-1(k)，...，N_n-1(K)]传递至n-2层；

7)对第i层，以第i+1层传递的K条存活路径[N_i+1(1)，...N_i+1(k)，...，N_i+1(K)]为基础，重复所述的步骤3)至步骤6)，得到最终的K条最终存活路径；

8)在K条所述的最终存活路径中选出具有最短累加欧式距离值

的一条存活路径，最为最优路径，据此检测出MIMO分层数据。

2.根据权利要求1所述的多入多出无线通信数据检测方法，其特征在于：在所述的步骤5)中，由具有较高优先级的n层存活路径N_n(k)形成的比较组中选出的所述的分支路径的数量多于由优先级较低的n层存活路径N_n(k)形成的比较组中选出的所述的分支路径的数量。

3.根据权利要求1所述的多入多出无线通信数据检测方法，其特征在于：在所述的步骤4)中，分配给优先级较高的所述的存活路径的子节点数量大于等于分配给优先级较低的所述的存活路径的子节点数量。

4.根据权利要求1所述的多入多出无线通信数据检测方法，其特征在于：在所述的步骤3)中，根据数据调制方式的不同，计算

数值，并将|R_ii|与多个正整数相乘，得到C×|R_ii|，其中C＝(1，2，...)，比较|R_ii|，2|R_ii|，3|R_ii|...与的值，根据比较结果确定所述的子节点的排列顺序。

5.根据权利要求1所述的多入多出无线通信数据检测方法，其特征在于：在对信道系数矩阵H进行QR分解前，对所述的信道系数矩阵H进行实数值分解。

6.一种多入多出无线通信数据检测器，其特征在于：它包括

QR分解单元，用于对n×m维信道系数矩阵H进行QR分解，使之三角化；

度量计算单元，根据第i+1层的每一个存活路径N_i+1(k)，根据公式

分别计算所述的i+1层存活路径N_i+1(k)各子节点

所对应的

值，并按照欧式距离的大小对所述的子节点

排序，按照所述的子节点

的排列顺序输出

其中，Z_i为第i层的接收数据，R_ij为信道矩阵H通过QR分解得到的上三角矩阵R在第i行第j列的元素，R_ii为信道矩阵H通过QR分解得到的上三角矩阵R在第i行第i列的元素，

为基于存活路径N_i+1(k)派生出来的备选路径S^k在第i层的的局部欧式距离，s_i为根据数据调制方式而确定的发射向量的实部与虚部取值范围中的任意一个数值；

存活路径拣选单元，将所述的度量计算单元输出的每条i+1层存活路径N_i+1(k)对应子节点

的

值与该条路径的累积PED值

相加，得到该条路径在第i层的累积PED值，

比较多项累积PED值，拣选出最终的K条最短的路径，作为第i层的存活路径；

寄存单元，存储当前检测层的子节点

排序信息和存活路径N_i+1(k)信息。

7.根据权利要求6所述的多入多出无线通信数据检测器，其特征在于：它包括多个所述的度量计算单元，每个所述的度量计算单元用于排序并输出第i+1层的一条存活路径N_i+1(k)各子节点

的值。

8.根据权利要求7所述的多入多出无线通信数据检测器，其特征在于：每个所述的度量计算单元包含多个比较器，多个所述的比较器的输入端之一分别是|R_ii|，2|R_ii|，3|R_ii|...，C|R_ii|，多个所述的比较器分别比较

与|R_ii|，2|R_ii|，3|R_ii|...，C|R_ii|大小，并输出比较结果至多路复用器，所述的多路复用器根据所述的比较结果，给出存活路径N_i+1(k)在第i层对应的子节点的排列顺序，其中C＝(1，2，...)。

9.根据权利要求6所述的多入多出无线通信数据检测器，其特征在于：所述的存活路径拣选单元包括多级比较器结构，将i+1层的K个存活路径N_i+1(k)按照优先级由高到低排列，分配给优先级较高的i+1层存活路径N_i+1(k)的子节点数量多于分配给优先级较低的i+1层存活路径N_i+1(k)的子节点数量，之后，由多级比较器对子节点路径进行拣选，直至找到欧式距离最小的一直存活路径。

10.根据权利要求6所述的多入多出无线通信数据检测器，其特征在于：在对信道系数矩阵H进行QR分解前，对所述的信道系数矩阵H进行实数值分解。

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