CN102811117A - Mimo系统的译码方法及装置 - Google Patents

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CN102811117A CN2011101497605A CN201110149760A CN102811117A CN 102811117 A CN102811117 A CN 102811117A CN 2011101497605 A CN2011101497605 A CN 2011101497605A CN 201110149760 A CN201110149760 A CN 201110149760A CN 102811117 A CN102811117 A CN 102811117A
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Abstract

本发明涉及MIMO系统的译码方法及装置，上述方法根据系统收到的调制符号r，计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure DDA0000066334350000011
对的实部和虚部
Figure DDA0000066334350000014
进行量化估计，得到
Figure DDA0000066334350000015
的实部和虚部
Figure DDA0000066334350000017
的估计值s2，I、s2，Q，对s2，I、s2，Q进行星座映射，得到s2在星座图中的位置，根据s2的位置，计算s1的估计值与实际值之间的误差D，根据D，更新s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，根据min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，计算s1的每个比特的对数似然比，得到译码结果；上述装置包括投影模块、估计模块、映射模块、误差计算模块、最小误差更新模块以及对数似然比计算模块。本发明译码复杂度低。

Description

MIMO系统的译码方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出)系统的译码方法及装置。
背景技术
多天线传输技术对提高无线通信系统的容量和可靠性具有至关重要的作用，分布式接入方式也是目前高速分组传输研究的热点。传输信号由多个天线同时发送和接收，发送端和接收端之间的无线信道由传统的SISO(Single-InputSingle-Out-put，单输入单输出)系统变成MIMO系统，并使通信系统具有了除传统时间、频率、码道资源以外的空间资源。理论研究表明，MIMO信道是多个SISO信道的叠加，其容量和min(NT，NR)成正比，其中NT和NR分别是发送和接收天线的数目。这说明当增加发送和接收天线的数目时，可有效地提高信道容量。所以，MIMO系统为提高无线网络的信息吞吐量、扩大覆盖区域和提高传输质量提供了一条具有巨大的潜力的道路。MIMO技术能够在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流，这样就有效地提高了系统的传输速率，即在不增加系统带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。MIMO-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)系统结合OFDM技术和MIMO技术的优势，在提高无线链路的传输速率和可靠性方面具有巨大潜力。
MIMO-OFDM系统中检测和译码技术也是现在研究的热点。由于采用多天线同时发射，存在着共信道干扰，接收机的检测技术的优劣以及复杂度直接影响系统的性能和应用前景。整个接收部分联合(ML/MAP)接收机能取得最优性能，但复杂度太高，目前的硬件处理能力尚不能满足运算要求，往往只能在天线数目和调制阶数都很小时才能应用。线性接收方法(ZF、MMSE)的复杂度低但性能差，性能介于ML和线性接收之间的有干扰抵消算法和球形译码算法。干扰抵消算法需要从接收信号中减去先检测出的数据部分，因此存在错误传播的现象，性能受干扰抵消次序影响。球形译码算法是极大似然算法的简化，通过动态改变搜索的圆心与半径减少搜索的次数，在高信噪比时性能逼近ML的性能，复杂度较低，但在低信噪比时搜索的时间比较长复杂度仍然很高。如何减少最优检测算法的复杂度并避免传统检测算法应用的局限性对系统的实现很有意义。
发明内容
本发明的目的是，提供一种MIMO系统的译码方法及装置，以优化现有的译码方法复杂度太高的问题。
本发明提供了一种MIMO系统的译码方法，
根据系统接收到的调制符号r，计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000021
对上述
Figure BDA0000066334330000022
的实部
Figure BDA0000066334330000023
和虚部
Figure BDA0000066334330000024
进行量化估计，得到上述的实部
Figure BDA0000066334330000026
和虚部
Figure BDA0000066334330000027
的估计值s2，I、s2，Q；
对上述s2，I、s2，Q进行星座映射，得到调制符号s2在星座图中的位置；
根据上述估计得到的调制符号s2在星座图中的位置，计算上述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D；
根据上述误差D，更新上述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，其中，k表示调制符号s2的第k个比特；
根据上述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比，得到译码结果。
优选地，上述计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000028
步骤具体包括：
计算上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2；
计算上述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H；
计算上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积；
计算上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积；
根据上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2，上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积以及上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000029
优选地，通过如下公式计算上述当前发射终端上发射的调制符号s1在另一发射终端上发射的调制符号s2的投影
Figure BDA0000066334330000031
s 2 % = h 2 H ( r - s 1 h 1 ) / | | h 2 | | 2
其中，h2表示上述另一发射终端的信道响应，h2 H表示h2的共轭转置，‖h2‖2为h2的模方。
优选地，上述计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000033
步骤具体包括：
计算上述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H；
计算上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积；
计算上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积；
根据上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积以及上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000034
优选地，通过如下公式计算上述当前发射终端上发射的调制符号s1在另一发射终端上发射的调制符号s2的投影
s ~ 2 = h 2 H ( r - s 1 h 1 ) 10
其中，h2表示上述另一发射终端的信道响应，h2 H表示h2的共轭转置。
优选地，通过如下公式对上述
Figure BDA0000066334330000037
的实部
Figure BDA0000066334330000038
和虚部
Figure BDA0000066334330000039
进行估计：
Figure BDA00000663343300000310
Figure BDA00000663343300000311
其中，
Figure BDA00000663343300000312
表示
Figure BDA00000663343300000313
的实部，
Figure BDA00000663343300000314
表示
Figure BDA00000663343300000315
的虚部，
Figure BDA00000663343300000316
表示向下取整。
优选地，上述对
Figure BDA00000663343300000317
的实部
Figure BDA00000663343300000318
和虚部
Figure BDA00000663343300000319
进行量化估计，得到实部
Figure BDA00000663343300000320
和虚部的估计值s2，I、s2，Q步骤具体包括以下步骤：
计算上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2；
根据如下公式计算上述
Figure BDA00000663343300000322
的实部
Figure BDA00000663343300000323
的中间估计值
Figure BDA00000663343300000325
根据如下公式计算上述的虚部
Figure BDA00000663343300000327
的中间估计值
Figure BDA00000663343300000328
Figure BDA00000663343300000329
判断上述
Figure BDA00000663343300000330
是否小于-2‖h2‖2，若是，则s2，I＝0；否则，
判断上述
Figure BDA00000663343300000331
是否小于0，若是，则s2，I＝1；否则，
判断上述
Figure BDA00000663343300000332
是否小于2‖h2‖2，若是，则s2，I＝2；否则，s2，I＝3；
判断上述
Figure BDA0000066334330000041
是否小于-2‖h2‖2，若是，则s2，Q＝0；否则，
判断上述
Figure BDA0000066334330000042
是否小于0，若是，则s2，Q＝1；否则，
判断上述
Figure BDA0000066334330000043
是否小于2‖h2‖2，若是，则s2，Q＝2；否则，s2，Q＝3。
优选地，通过如下公式计算上述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D：
D＝‖r-s1h1-s2h2‖2
其中，s1表示上述当前发射终端发射的调制符号，h1表示上述当前发射终端的信道响应，s2表示上述另一发射终端发射的调制符号，h2表示上述另一发射终端的信道响应。
优选地，上述方法还包括：
上述系统初始化时，将上述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]中各元素的值初始化为正无穷大。
优选地，上述根据上述误差D，更新上述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]步骤具体包括以下步骤：
判断上述调制符号s1的第k个比特
Figure BDA0000066334330000044
的值，
若 s 1 k = 0 ,
则判断上述误差D是否小于min_dist_0[k]，若是，则令min_dist_0[k]＝D；否则，不更新min_dist_0[k]；
若 s 1 k = 1 ,
则判断上述误差D是否小于min_dist_1[k]，若是，则令min_dist_1[k]＝D；否则，不更新min_dist_1[k]。
优选地，通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比：
LLR 1 k = min _ dist _ 1 [ k ] - min _ dist _ 0 [ k ]
其中，LLR1 k表示上述当前发射终端发射的调制符号s1的第k个比特的对数似然比。
本发明还提供了一种MIMO系统的译码装置，包括投影模块、估计模块、映射模块、误差计算模块、最小误差更新模块以及对数似然比计算模块，上述投影模块，用于根据系统接收到的调制符号r，计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000051
上述估计模块，用于对上述
Figure BDA0000066334330000052
的实部
Figure BDA0000066334330000053
和虚部
Figure BDA0000066334330000054
进行量化估计，得到上述
Figure BDA0000066334330000055
的实部
Figure BDA0000066334330000056
和虚部的估计值s2，I、s2，Q；
上述映射模块，用于对上述s2，I、s2，Q进行星座映射，得到调制符号s2在星座图中的位置；
上述误差计算模块，用于根据上述估计得到的调制符号s2在星座图中的位置，计算上述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D；
上述最小误差更新模块，用于根据上述误差D，更新上述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，其中，k表示调制符号s2的第k个比特；
上述对数似然比计算模块，用于根据上述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比，得到译码结果。
优选地，上述装置还包括初始化模块，用于在上述MIMO系统初始化时，将上述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]中各元素的值初始化为正无穷大。
优选地，上述投影模块，还用于计算上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2，计算上述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H，计算上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积以及计算上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积；
上述估计模块，还用于计算上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2；计算上述
Figure BDA0000066334330000058
的实部的中间估计值
Figure BDA00000663343300000510
计算上述
Figure BDA00000663343300000511
的虚部
Figure BDA00000663343300000512
的中间估计值
Figure BDA00000663343300000513
以及判断上述
Figure BDA00000663343300000514
是否小于-2‖h2‖2，并在上述
Figure BDA00000663343300000515
小于-2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA00000663343300000516
的估计值s2，I等于0，在上述
Figure BDA00000663343300000517
大于等于-2‖h2‖2时，判断上述
Figure BDA00000663343300000518
是否小于0，并在上述
Figure BDA00000663343300000519
小于0时，令上述
Figure BDA00000663343300000520
的估计值s2，I等于1，在上述
Figure BDA00000663343300000521
大于等于0时，判断上述是否小于2‖h2‖2，在上述
Figure BDA00000663343300000523
小于2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA00000663343300000524
的估计值s2，I等于2，在上述
Figure BDA00000663343300000525
大于等于2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA00000663343300000526
的估计值s2，I等于3；判断上述
Figure BDA00000663343300000527
是否小于-2‖h2‖2，并在上述
Figure BDA00000663343300000528
小于-2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA00000663343300000529
的估计值s2，Q等于0，在上述
Figure BDA00000663343300000530
大于等于-2‖h2‖2时，判断上述
Figure BDA00000663343300000531
是否小于0，并在上述
Figure BDA00000663343300000532
小于0时，令上述
Figure BDA00000663343300000533
的估计值s2，Q等于1，在上述
Figure BDA00000663343300000534
大于等于0时，判断上述是否小于2‖h2‖2，在上述
Figure BDA0000066334330000062
小于2‖h2‖2时，令上述的估计值s2，Q等于2，在上述
Figure BDA0000066334330000064
大于等于2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA0000066334330000065
的估计值s2，Q等于3；
上述最小误差更新模块，还用于判断上述调制符号s1的第k个比特
Figure BDA0000066334330000066
的值，并在上述时，判断上述误差D是否小于min_dist_0[k]，在上述误差D小于min_dist_0[k]时，令min_dist_0[k]的值等于上述误差D，在上述误差D大于等于min_dist_0[k]时，不更新min_dist_0[k]；或者在上述判断上述误差D是否小于min_dist_1[k]，在上述误差D小于min_dist_1[k]时，令min_dist_1[k]的值等于上述误差D，在上述误差D大于等于min_dist_1[k]时，不更新min_dist_1[k]。
本发明优化了传统MAP算法复杂度太高的问题，本发明计算出的译码结果相当于软解调的软信息，可直接用于译码，无需解调，对于多天线、高阶和低阶调制都有很好的译码效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明MIMO系统的译码方法优选实施例的流程图；
图2是16QAM星座示意图；
图3是估计得到的调制符号s2的星座示意图；
图4是本发明MIMO系统的译码装置优选实施例的原理框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明MIMO系统的译码方法优选实施例的流程图；本实施例以16QAM为例，其星座示意图如图2所示，其中，b1b0，b3b2表示16QAM星座图中每个调制符号对应的4个bit，c为归一化因子，16个调制符号分别标记为C1，C2，Λ，C16，因对于本发明而言，调制符号标记和调制符号如何对应并不重要，故图中未示出16个调制符号的具体位置。每个调制符号有4个比特。假设MIMO系统有NRX根接收天线，系统模型如下：
r 1 r 2 . . . r N RX = h 1,1 h 1,2 h 2,1 h 2,2 . . . . . . h N RX , 1 h N RX , 2 s 1 s 2 + n 1 n 1 . . . n N RX
其中，
Figure BDA0000066334330000072
表示MIMO系统的各接收天线接收到的调制符号；s1表示MIMO系统的一个发射终端发射的调制符号，
Figure BDA0000066334330000073
表示该发射终端在接收天线NRX的信道响应；s2表示MIMO系统的另一个发射终端发射的调制符号，
Figure BDA0000066334330000074
表示该发射终端在接收天线NRX的信道响应；
Figure BDA0000066334330000075
表示MIMO系统的各接收天线上的噪声。
令：
r = [ r 1 , r 2 Λ , r N RX ] T
h k = [ h 1 , k , h 2 , k , Λ , h N RX , k ] T ; k＝1，2
n = [ n 1 , n 2 , Λ n N RX ] T
则上述系统模型变为：
r＝s1h1+s2h2+n
其中，r表示MIMO系统接收到的调制符号；s1表示MIMO系统的一个发射终端发射的调制符号，s1∈{C1，C2，Λ，C16}，h1表示该发射终端的信道响应；s2表示MIMO系统的另一个发射终端发射的调制符号，s2∈{C1，C2，Λ，C16}，h2表示该发射终端的信道响应；n表示噪声。
基于以上模型，本实施例包括以下步骤：
步骤S001：初始化当前发射终端发射的调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，将其中各元素的值设置为正无穷大，即令：
min_dist_0[k]＝+∝
min_dist_1[k]＝+∝
其中，k表示调制符号的第k个比特位，在16QAM中，k＝0，1，2，3。
步骤S002：根据系统接收到的调制符号r，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
在实施例一中，本步骤具体包括：
步骤S10：计算上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2并保存；
步骤S11：计算上述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H并保存；
步骤S12：计算上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积A并保存，即
A＝h2 Hr
步骤S13：计算上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积B并保存；即
B＝h2 Hh1
步骤S14：根据上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2，上述h2 H，以及上述A和B，通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000082
s 2 % = h 2 H ( r - s 1 h 1 ) / | | h 2 | | 2 = ( A - s 1 B ) / | | h 2 | | 2
其中，h2表示上述另一发射终端的信道响应，h2 H表示h2的共轭转置，‖h2‖2为h2的模方。
实施例一中，对于不同的调制符号s1，每次只要作一次复数乘法、一次复数减法和一次复数除实数的除法即可得到相应的投影
Figure BDA0000066334330000084
由于实施例一中，需要做一次除法运算，开销比较大，还可以对实施例进行进一步的优化。
在实施例二中，本步骤具体包括：
步骤S10’：计算上述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H并保存；
步骤S11’：计算上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积A并保存；
步骤S12’：计算上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积B并保存；
步骤S13’：根据上述h2 H与A、B，通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
s ~ 2 = h 2 H ( r - s 1 h 1 ) 10 = ( A - s 1 B ) 10
其中，h2表示上述另一发射终端的信道响应，h2 H表示h2的共轭转置。
实施例二与实施例一相比，对于不同的调制符号s1，仅需要作一次复数乘法、一次复数减法和一次复数与实数的乘法即可得到相应的投影
Figure BDA0000066334330000091
步骤S003：对上述
Figure BDA0000066334330000092
的实部和虚部
Figure BDA0000066334330000094
进行量化估计，得到实部和虚部
Figure BDA0000066334330000096
的估计值s2，I、s2，Q；
本步骤中，
s ~ 2 , I = real ( s ~ 2 ) ;
s ~ 2 , Q = imag ( s ~ 2 ) ;
若步骤S002中采用实施例一计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000099
则本步骤通过如下步骤对上述
Figure BDA00000663343300000910
的实部
Figure BDA00000663343300000911
和虚部
Figure BDA00000663343300000912
进行估计：
步骤S20：根据如下公式计算上述
Figure BDA00000663343300000913
的实部
Figure BDA00000663343300000914
的中间估计值
Figure BDA00000663343300000915
Figure BDA00000663343300000916
步骤S21：根据如下公式计算上述
Figure BDA00000663343300000917
的虚部
Figure BDA00000663343300000918
的中间估计值
Figure BDA00000663343300000920
步骤S22：根据上述
Figure BDA00000663343300000921
通过如下公式计算上述
Figure BDA00000663343300000922
的实部
Figure BDA00000663343300000923
的估计值s2，I为和虚部
Figure BDA00000663343300000924
的估计值s2，Q
Figure BDA00000663343300000925
Figure BDA00000663343300000926
Figure BDA00000663343300000927
Figure BDA00000663343300000928
其中，
Figure BDA00000663343300000929
表示
Figure BDA00000663343300000930
的实部，
Figure BDA00000663343300000931
表示
Figure BDA00000663343300000932
的虚部，表示向下取整。
若步骤S002中采用实施例二计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA00000663343300000934
则本步骤通过如下步骤对上述
Figure BDA00000663343300000935
的实部
Figure BDA00000663343300000936
和虚部
Figure BDA00000663343300000937
进行估计：
步骤S20’：计算上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2并保存；
步骤S21’：根据如下公式计算上述的实部
Figure BDA00000663343300000939
的中间估计值
Figure BDA00000663343300000940
Figure BDA00000663343300000941
步骤S22’：根据如下公式计算上述
Figure BDA00000663343300000942
的虚部
Figure BDA00000663343300000943
的中间估计值
Figure BDA00000663343300000944
Figure BDA00000663343300000945
步骤S23’：判断上述
Figure BDA0000066334330000101
是否小于-2‖h2‖2，若是，则执行步骤S24’，否则，执行步骤S25’；
步骤S24’：s2，I＝0，执行步骤S30’；
步骤S25’：判断上述
Figure BDA0000066334330000102
是否小于0，若是，则执行步骤S26’，否则，执行步骤S27’；
步骤S26’：s2，I＝1，执行步骤S30’；
步骤S27’：判断上述
Figure BDA0000066334330000103
是否小于2‖h2‖2，若是，则执行步骤S28’，否则，执行步骤S29’；
步骤S28’：s2，I＝2，执行步骤S30’；
步骤S29’：s2，I＝3，执行步骤S30’；
步骤S30’：判断上述
Figure BDA0000066334330000104
是否小于-2‖h2‖2，若是，则执行步骤S31’，否则，执行步骤S32’；
步骤S31’：s2，Q＝0，估值结束；
步骤S32’：分别判断上述
Figure BDA0000066334330000105
是否小于0，若是，则执行步骤S33’，否则，执行步骤S34’；
步骤S33’：s2，Q＝1，估值结束；
步骤S34’：判断上述
Figure BDA0000066334330000106
是否小于2‖h2‖2，若是，则执行步骤S35’，否则，执行步骤S36’；
步骤S35’：s2，Q＝2，估值结束；
步骤S36’：s2，Q＝3，估值结束。
步骤S004：对上述s2，I、s2，Q进行星座映射，得到调制符号s2在星座图中的位置；
如图3所示，是估计得到的调制符号s2的星座示意图，I路即横轴通过s2，I映射，sI表示调制符号的实部，Q路即纵轴通过s2，Q映射，sQ表示调制符号s的虚部。比如，当s2，I＝1，s2，Q＝3时，则估计得到的调制符号s2被映射到图中的第二象限中左上角的点O。
步骤S005：根据上述估计得到的调制符号s2在星座图中的位置，计算上述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D；
本步骤通过如下公式计算上述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D：
D＝‖r-s1h1-s2h2‖2
其中，s1表示上述当前发射终端发射的调制符号，h1表示上述当前发射终端的信道响应，s2表示上述另一发射终端发射的调制符号，h2表示上述另一发射终端的信道响应。
步骤S006：根据上述距离D，更新上述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，其中，k表示调制符号s2的第k个比特；
本步骤具体为：
步骤S0061：判断上述调制符号s1的第k个比特的值，若
Figure BDA0000066334330000112
则执行步骤S0062；若
Figure BDA0000066334330000113
执行步骤S0065；
步骤S0062：判断上述误差D是否小于min_dist_0[k]，若是，执行步骤S0063，否则，执行步骤S0064；
步骤S0063：令min_dist_0[k]＝D；
步骤S0064：不更新min_dist_0[k]；
步骤S0065：判断所述误差D是否小于min_dist_1[k]，若是，则执行步骤S0066，否则，执行步骤S0067；
步骤S0066：令min_dist_1[k]＝D；
步骤S0067：不更新min_dist_1[k]。
步骤S007：根据上述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比，得到译码结果。
本步骤通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比：
LLR 1 k = min _ dist _ 1 [ k ] - min _ dist _ 0 [ k ]
其中，LLR1 k表示上述当前发射终端发射的调制符号s1的第k个比特的对数似然比。
如图4所示，是本发明MIMO系统的译码装置的优选实施例原理框图，本实施中，译码装置包括投影模块02、估计模块03、映射模块04、误差计算模块05、最小误差更新模块06以及对数似然比计算模块07，其中，
初始化模块01，用于在上述MIMO系统初始化时，将上述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]中各元素的值初始化为正无穷大；
投影模块02，用于根据系统接收到的调制符号r，计算计算上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2并保存，计算上述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H并保存，计算上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积并保存以及计算上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积并保存，以及根据上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2，上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积以及上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000121
或者根据上述h2 H与上述系统接收到的调制符号r的乘积以及上述h2 H与上述当前发射终端的信道响应h1的乘积，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影
Figure BDA0000066334330000122
估计模块03，用于对上述
Figure BDA0000066334330000123
的实部
Figure BDA0000066334330000124
和虚部
Figure BDA0000066334330000125
进行量化估计，得到上述
Figure BDA0000066334330000126
的实部和虚部
Figure BDA0000066334330000128
的估计值s2，I、s2，Q；具体为：用于计算上述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2并保存；计算上述
Figure BDA0000066334330000129
的实部
Figure BDA00000663343300001210
的中间估计值
Figure BDA00000663343300001211
计算上述
Figure BDA00000663343300001212
的虚部
Figure BDA00000663343300001213
的中间估计值以及判断上述
Figure BDA00000663343300001215
是否小于-2‖h2‖2，并在上述
Figure BDA00000663343300001216
小于-2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA00000663343300001217
的估计值s2，I等于0，在上述大于等于-2‖h2‖2时，判断上述是否小于0，并在上述
Figure BDA00000663343300001220
小于0时，令上述
Figure BDA00000663343300001221
的估计值s2，I等于1，在上述大于等于0时，判断上述
Figure BDA00000663343300001223
是否小于2‖h2‖2，在上述小于2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA00000663343300001225
的估计值s2，I等于2，在上述
Figure BDA00000663343300001226
大于等于2‖h2‖2时，令上述的估计值s2，I等于3；判断上述是否小于-2‖h2‖2，并在上述
Figure BDA00000663343300001229
小于-2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA00000663343300001230
的估计值s2，Q等于0，在上述
Figure BDA00000663343300001231
大于等于-2‖h2‖2时，判断上述
Figure BDA00000663343300001232
是否小于0，并在上述
Figure BDA00000663343300001233
小于0时，令上述
Figure BDA00000663343300001234
的估计值s2，Q等于1，在上述大于等于0时，判断上述
Figure BDA00000663343300001236
是否小于2‖h2‖2，在上述小于2‖h2‖2时，令上述
Figure BDA00000663343300001238
的估计值s2，Q等于2，在上述
Figure BDA00000663343300001239
大于等于2‖h2‖2时，令上述的估计值s2，Q等于3；
映射模块04，用于对上述s2，I、s2，Q进行星座映射，得到调制符号s2在星座图中的位置；
误差计算模块05，用于根据上述估计得到的调制符号s2在星座图中的位置，计算上述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D；
最小误差更新模块06，用于更新上述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，其中，k表示调制符号s2的第k个比特；具体为：判断上述调制符号s1的第k个比特
Figure BDA0000066334330000131
的值，并在上述
Figure BDA0000066334330000132
时，判断上述误差D是否小于min_dist_0[k]，在上述误差D小于min_dist_0[k]时，令min_dist_0[k]的值等于上述误差D，在上述误差D大于等于min_dist_0[k]时，不更新min_dist_0[k]；或者在上述判断上述误差D是否小于min_dist_1[k]，在上述误差D小于min_dist_1[k]时，令min_dist_1[k]的值等于上述误差D，在上述误差D大于等于min_dist_1[k]时，不更新min_dist_1[k]。
对数似然比计算模块07，用于根据上述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，计算上述当前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比，得到译码结果。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种多输入多输出MIMO系统的译码方法，其特征在于，
根据系统接收到的调制符号r，计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影 
Figure FDA0000066334320000011
对所述 
Figure FDA0000066334320000012
的实部 
Figure FDA0000066334320000013
和虚部 
Figure FDA0000066334320000014
进行量化估计，得到所述 
Figure FDA0000066334320000015
的实部 
Figure FDA0000066334320000016
和虚部 
Figure FDA0000066334320000017
的估计值s2，I、s2，Q；
对所述s2，I、s2，Q进行星座映射，得到调制符号s2在星座图中的位置；
根据所述估计得到的调制符号s2在星座图中的位置，计算所述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D；
根据所述误差D，更新所述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，其中，k表示调制符号s2的第k个比特；
根据所述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，计算所述当前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比，得到译码结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影 
Figure FDA0000066334320000018
步骤具体包括：
计算所述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2；
计算所述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H；
计算所述h2 H与所述系统接收到的调制符号r的乘积；
计算所述h2 H与所述当前发射终端的信道响应h1的乘积；
根据所述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2，所述h2 H与所述系统接收到的调制符号r的乘积以及所述h2 H与所述当前发射终端的信道响应h1的乘积，计算所述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影 
Figure FDA0000066334320000019
。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算所述当前发射终端上发射的调制符号s1在另一发射终端上发射的调制符号s2的投影 
Figure FDA00000663343200000111
其中，h2表示所述另一发射终端的信道响应，h2 H表示h2的共轭转置，‖h2‖2为h2的模方。 
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影 
Figure FDA0000066334320000021
步骤具体包括：
计算所述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H；
计算所述h2 H与所述系统接收到的调制符号r的乘积；
计算所述h2 H与所述当前发射终端的信道响应h1的乘积；
根据所述h2 H与所述系统接收到的调制符号r的乘积以及所述h2 H与所述当前发射终端的信道响应h1的乘积，计算所述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影 
Figure FDA0000066334320000022
。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算所述当前发射终端上发射的调制符号s1在另一发射终端上发射的调制符号s2的投影 
Figure FDA0000066334320000023
Figure FDA0000066334320000024
其中，h2表示所述另一发射终端的信道响应，h2 H表示h2的共轭转置。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过如下公式对所述 
Figure FDA0000066334320000025
的实部 
Figure FDA0000066334320000026
和虚部 
Figure FDA0000066334320000027
进行估计：
Figure FDA0000066334320000028
Figure FDA0000066334320000029
其中， 
Figure FDA00000663343200000210
表示 的实部， 
Figure FDA00000663343200000212
表示 
Figure FDA00000663343200000213
的虚部， 
Figure FDA00000663343200000214
表示向下取整。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对 
Figure FDA00000663343200000215
的实部 
Figure FDA00000663343200000216
和虚部 进行量化估计，得到实部 
Figure FDA00000663343200000218
和虚部 
Figure FDA00000663343200000219
的估计值s2，I、s2，Q步骤具体包括以下步骤：
计算所述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2；
根据如下公式计算所述 
Figure FDA00000663343200000220
的实部 
Figure FDA00000663343200000221
的中间估计值 
Figure FDA00000663343200000223
根据如下公式计算所述 
Figure FDA00000663343200000224
的虚部 
Figure FDA00000663343200000225
的中间估计值 
Figure FDA00000663343200000226
Figure FDA00000663343200000227
判断所述 
Figure FDA0000066334320000031
是否小于-2‖h2‖2，若是，则s2，I＝0；否则，
判断所述 是否小于0，若是，则s2，I＝1；否则，
判断所述 
Figure FDA0000066334320000033
是否小于2‖h2‖2，若是，则s2，I＝2；否则，s2，I＝3；
判断所述 是否小于-2‖h2‖2，若是，则s2，Q＝0；否则，
判断所述 
Figure FDA0000066334320000035
是否小于0，若是，则s2，Q＝1；否则，
判断所述 
Figure FDA0000066334320000036
是否小于2‖h2‖2，若是，则s2，Q＝2；否则，s2，Q＝3。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算所述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D：
D＝‖r-s1h1-s2h2‖2
其中，s1表示所述当前发射终端发射的调制符号，h1表示所述当前发射终端的信道响应，s2表示所述另一发射终端发射的调制符号，h2表示所述另一发射终端的信道响应。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述系统初始化时，将所述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]中各元素的值初始化为正无穷大。
10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述根据所述误差D，更新所述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]步骤具体包括以下步骤：
判断所述调制符号s1的第k个比特 
Figure FDA0000066334320000037
的值，
若
Figure FDA0000066334320000038
则判断所述误差D是否小于min_dist_0[k]，若是，则令min_dist_0[k]＝D；否则，不更新min_dist_0[k]；
若
则判断所述误差D是否小于min_dist_1[k]，若是，则令min_dist_1[k]＝D；否则，不更新min_dist_1[k]。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算所述当 前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比：
Figure FDA0000066334320000041
其中，LLR1 k表示所述当前发射终端发射的调制符号s1的第k个比特的对数似然比。
12.一种MIMO系统的译码装置，其特征在于，包括投影模块、估计模块、映射模块、误差计算模块、最小误差更新模块以及对数似然比计算模块，所述投影模块，用于根据系统接收到的调制符号r，计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影 
Figure FDA0000066334320000042
所述估计模块，用于对所述 
Figure FDA0000066334320000043
的实部 
Figure FDA0000066334320000044
和虚部 
Figure FDA0000066334320000045
进行量化估计，得到所述 
Figure FDA0000066334320000046
的实部 
Figure FDA0000066334320000047
和虚部 的估计值s2，I、s2，Q；
所述映射模块，用于对所述s2，I、s2，Q进行星座映射，得到调制符号s2在星座图中的位置；
所述误差计算模块，用于根据所述估计得到的调制符号s2在星座图中的位置，计算所述调制符号s1的估计值与实际值之间的误差D；
所述最小误差更新模块，用于根据所述误差D，更新所述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，其中，k表示调制符号s2的第k个比特；
所述对数似然比计算模块，用于根据所述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]，计算所述当前发射终端发射的调制符号s1的每个比特的对数似然比，得到译码结果。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括初始化模块，用于在所述MIMO系统初始化时，将所述最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k]中各元素的值初始化为正无穷大。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，
所述投影模块，还用于计算所述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2，计算所述另一发射终端的信道响应h2的共轭转置h2 H，计算所述h2 H与所述系统接收到的调制符号r的乘积以及计算所述h2 H与所述当前发射终端的信道响应h1 的乘积；
所述估计模块，还用于计算所述另一发射终端的信道响应h2的模方‖h2‖2；计算所述 
Figure FDA0000066334320000051
的实部 
Figure FDA0000066334320000052
的中间估计值 
Figure FDA0000066334320000053
计算所述 
Figure FDA0000066334320000054
的虚部 
Figure FDA0000066334320000055
的中间估计值 
Figure FDA0000066334320000056
以及判断所述 
Figure FDA0000066334320000057
是否小于-2‖h2‖2，并在所述 
Figure FDA0000066334320000058
小于-2‖h2‖2时，令所述 
Figure FDA0000066334320000059
的估计值s2，I等于0，在所述 
Figure FDA00000663343200000510
大于等于-2‖h2‖2时，判断所述 
Figure FDA00000663343200000511
是否小于0，并在所述 小于0时，令所述 
Figure FDA00000663343200000513
的估计值s2，I等于1，在所述 
Figure FDA00000663343200000514
大于等于0时，判断所述 
Figure FDA00000663343200000515
是否小于2‖h2‖2，在所述 小于2‖h2‖2时，令所述 
Figure FDA00000663343200000517
的估计值s2，I等于2，在所述 大于等于2‖h2‖2时，令所述 
Figure FDA00000663343200000519
的估计值s2，I等于3；判断所述 
Figure FDA00000663343200000520
是否小于-2‖h2‖2，并在所述 
Figure FDA00000663343200000521
小于-2‖h2‖2时，令所述 
Figure FDA00000663343200000522
的估计值s2，Q等于0，在所述 大于等于-2‖h2‖2时，判断所述 是否小于0，并在所述 
Figure FDA00000663343200000525
小于0时，令所述 
Figure FDA00000663343200000526
的估计值s2，Q等于1，在所述 
Figure FDA00000663343200000527
大于等于0时，判断所述 是否小于2‖h2‖2，在所述 
Figure FDA00000663343200000529
小于2‖h2‖2时，令所述 
Figure FDA00000663343200000530
的估计值s2，Q等于2，在所述 
Figure FDA00000663343200000531
大于等于2‖h2‖2时，令所述 的估计值s2，Q等于3；
所述最小误差更新模块，还用于判断所述调制符号s1的第k个比特 
Figure FDA00000663343200000533
的值，并在所述 
Figure FDA00000663343200000534
时，判断所述误差D是否小于min_dist_0[k]，在所述误差D小于min_dist_0[k]时，令min_dist_0[k]的值等于所述误差D，在所述误差D大于等于min_dist_0[k]时，不更新min_dist_0[k]；或者在所述 判断所述误差D是否小于min_dist_1[k]，在所述误差D小于min_dist_1[k]时，令min_dist_1[k]的值等于所述误差D，在所述误差D大于等于min_dist_1[k]时，不更新min_dist_1[k]。 
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