CN104184505A - 发射信号的多输入多输出mimo检测方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种发射信号的MIMO检测方法及装置，包括：通过从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量；计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合；并由所述欧氏距离集合形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。从而降低计算复杂度。

Description

发射信号的多输入多输出MIMO检测方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种发射信号的多输入多输出MIMO检测方法、装置及系统。

背景技术

多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术是无线通信领域目前研究的热点，各种新型移动通信系统中都采用MIMO技术来提高系统的频谱效率。MIMO技术可以增加数据复用的空间维度，使多份数据空间复用到相同的时频资源，也可以用多个天线上发送同样的数据和/或用多个接收天线接收同样的数据，获得空间分集增益。典型的空间分集技术包括Alamouti空时分组码（Space Time Block Coding，STBC），而典型的空间复用技术包括贝尔实验室垂直分层空时技术（Vertical Bell Labs Layered Space Time，V-BLAST）。

图1为MIMO检测应用场景示意图，如图1所示，发射端将发射信号通过发射天下发射出去，接收端通过接收天线接收该信号，并通过MIMO技术检测出发射信号，发射信号可以用发射信号向量表示。即MIMO技术的基本特征是多个发射天线和多个接收天线，假设发射天线数为M_T，接收天线数为M_R，则可将MIMO传输模型表示为：

或者简记为Y=Hs+n。其中y_i为第i个接收天线上收到的信号，Y为由接收到的信号组成的接收信号向量，h_ij为第i个接收天线与第j个发射天线之间的信道响应，H为信道矩阵，s_j为第j个发射天线上发送的数据符号，s为由发射天线上发送的数据符号组成的发射信号向量，n_i为第i个接收天线上收到的噪声，n为噪声矩阵。通过MIMO检测可以检测出发射信号向量s。当接收天线数不少于发射符号数时，接收端能够通过一定的MIMO均衡算法尽可能消除或抑制多个发射符号之间的干扰，从而恢复出M_T个发射符号，常见的线性MIMO均衡算法有线性最小均方误差（Linear Minimum Mean Square Error，LMMSE）和迫零（Zero Forcing，ZF）等；另外接收端也可以将所有M_T个发射符号当成一个完整码字使用最大似然检测（Maximum Likelihood Detection，MLD）方法进行检测，从而估计出M_T个发射符号。也可以使用MIMO均衡算法结合串行干扰消除（Successive Interference Cancellation，SIC）进行接收，即首先使用线性MIMO均衡方法估计其中一个发射符号，然后将其作为已知干扰进行消除后再使用线性MIMO均衡方法估计另外一个发射符号，然后依次迭代，直到所有发射符号都检测接收完毕。

在MIMO的所有检测算法中，MLD算法性能最优，但是在高阶MIMO时，MLD检测算法的复杂度非常高，很难在实际产品中实现，因此，现有技术中缺少一种性能优且复杂度低的检测方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种发射信号的MIMO检测方法、装置及系统，既可以降低检测复杂度，又不影响性能。

在第一方面，本发明实施例提供了一种发射信号的MIMO检测方法，包括：

接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵；

从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；

将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量，所述第一矩阵包括所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵的0奇异值对应的奇异向量，所述原始接收信号向量通过所述接收天线获得；

计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合，所述第一向量由所述等效信道矩阵和第一发射信号向量相乘获得，所述第一发射信号向量为对发射信号所采用的星座调制的符号组成的第一发射信号向量集合中的元素；

从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合；

当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合，检测出发射信号向量具体为：采用如下公式所表示的最大似然估计MLD算法检测出所述发射信号：s为所述第二发射信号向量，为使||Y-H·s||²取最小值时的s，Ω为所述第二发射向量集合，Y为所述接收信号向量，H为所述原始信道矩阵。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述第一矩阵通过对所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵进行奇异值分解得到。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，每个列向量组包含相同数量的列向量。

在第二方面，本发明实施例提供了一种发射信号的MIMO检测装置，所述装置包括:

接收单元，用于接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵；

去除单元，用于从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；

第一计算单元，用于将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量，所述第一矩阵包括所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵的0奇异值对应的奇异向量，所述原始接收信号向量通过所述接收天线获得；

第二计算单元，用于计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合，所述第一向量由所述等效信道矩阵和第一发射信号向量相乘获得，所述第一发射信号向量为对发射信号所采用的星座调制的符号组成的第一发射信号向量集合中的元素；

选取单元，用于从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合；

检测单元，用于当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述检测单元具体用于，采用如下公式所表示的最大似然估计MLD算法检测出所述发射信号：s为所述第二发射信号向量，为使||Y-H·s||²取最小值时的s，Ω为所述第二发射向量集合，Y为所述接收信号向量，H为所述原始信道矩阵。

结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述第一计算单元对所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵进行奇异值分解，获得所述第一矩阵。

结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，所述去除单元中每个列向量组包含相同数量的列向量。

在第三方面，本发明实施例提供了一种发射信号的MIMO检测系统，其特征在于，包括接收天线和上述第二方面提供的检测装置，所述接收天线用于获取接收信号，所述检测装置用于对所述接收信号进行处理，获得发射信号。

本发明实施例中，通过接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵；从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量，所述第一矩阵包括所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵的0奇异值对应的奇异向量，所述原始接收信号向量通过所述接收天线获得；计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合，所述第一向量由所述等效信道矩阵和第一发射信号向量相乘获得，所述第一发射信号向量为对发射信号所采用的星座调制的符号组成的第一发射信号向量集合中的元素；从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合；当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。采用上述方法的计算复杂度为（搜索次数）（N为原始信道矩阵的列向量组个数，Q为星座点个数，K为每个第一发射信号向量集合中的向量个数，M_T为发射天线数），而现有的直接采用MLD算法的所需的计算复杂度为可以看出，本发明实施例提供的方法所需的计算复杂度先比于现有算法有了极大的降低。

附图说明

图1为MIMO检测应用场景示意图；

图2为本发明实施例一提供的发射信号的MIMO检测方法流程图；

图3为本发明实施例一提供的不同算法的性能对比图；

图4为本发明实施例二提供的发射信号的MIMO检测装置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。

针对现有技术的缺陷，本发明实施例提出一种发射信号的MIMO检测方法及装置，通过将信道矩阵分组，获得多个独立的方程，并对各个独立的方程独立求解，然后对每个方程保留若干个较优解，并将所有较优解组合作为发射信号向量的取值空间，并从该取值空间中检测出发射信号向量。可以将检测复杂度降低一个以上的数量级，并且没有降低性能。

需要说明的是，本发明实施例提供的方法及装置适用于所有MINO的情况，其中的接收机可以是手机，也可以是其它终端。

下述实施例描述的为一种发射信号的MIMO检测方法。图2为本发明实施例一提供的发射信号的MIMO检测方法流程图。如图2所示，所述方法包括：

S201，接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵。

S202，从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵。

具体地，可以从原始信道矩阵中去除一组列向量生成第一信道矩阵，该一组列向量包括连续的一个以上的列向量。

为操作方便，在该步骤之前还可以先将所述原始信道矩阵按列分组，然后去掉其中的一个列向量组。每个列向量组包含的列向量数量可以相同也可以不同。具体为，根据公式（1）所示的MIMO传输模型，可以将原始信道矩阵H用N个列向量组来表示：

每个列向量组H_i包含一个以上的列向量。从原始信道矩阵中去除一组列向量后可以生成第一信道矩阵，所述第一信道矩阵可以表示为：

${\tilde{H}}_i=[H_1...H_{i-1}{H}_{i+1}...H_N]---\left(3\right)$

其中，1≤i≤M_T，即表示从H去掉了第i个列向量组H_i，M_T为发射天线数，即H所包含的列向量数量，M_R为接收天线数，即H所包含的行向量数量。

S202，将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量，所述第一矩阵包括所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵的0奇异值对应的奇异向量，所述原始接收信号向量通过所述接收天线获得。

具体地，可以采用奇异值分解的方法求出第一信道矩阵的共轭转置矩阵的0奇异值对应的向量所组成的第一矩阵，也可以采用其他方法获得第一矩阵。奇异值分解是一种已知的矩阵分解方法，在此不详细阐述，只做简要介绍：可以将矩阵进行奇异值分解为：

${\tilde{H}}_i^H=U_i\left[\begin{array}{cc}\mathrm{\Σi}& 0\\ 0& 0\end{array}\right]{\left[\begin{array}{cc}{V}_i^1& V_i^0\end{array}\right]}^H---\left(4\right)$

其中，为的0奇异值对应的矩阵，这里称为第一矩阵。并且根据线性理论中的奇异值分解特点，可知：

${\tilde{H}}_i^H=V_i^0=0---\left(5\right)$

为表述方便，可令W_i=V_i ⁰，则有

${\tilde{H}}_i^H=W_i=0---\left(6\right)$

将公式（6）取共轭可得：

$W_i^H{\tilde{H}}_i=0---\left(7\right)$

根据公式（7），可知，将第一矩阵的共轭转置矩阵与原始信道矩阵相乘为：

$W_i^H[H_1...H_{i-1}{H}_i{H}_{i+1}...H_N]$

$=W_i^H{H}_i$

$={\hat{H}}_i$

(8)其中，称为等效信道矩阵。

将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与接收信号向量相乘为：

W_i ^HY=r_i    (9)其中，Y为接收信号对应的接收信号向量，r_i为等效接收信号向量。

S204，计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合，所述第一向量由所述等效信道矩阵和第一发射信号向量相乘获得，所述第一发射信号向量为对发射信号所采用的星座调制的符号组成的第一发射信号向量集合中的元素。

将如公式（1）所表示的MIMO传输模型两边同时乘以上述矩阵W_i ^H，可得：

W_i ^HY=W_i ^H(Hs+n)

=W_i ^H([H₁...H_i-1H_iH_i+1...H_N]s+n)    (10)其中，将接收信号向量s按照与原始信道矩阵H一样的分组方法，将其分为如下形式：s=[S₁...S_i...S_N]^T，如果s为一个向量，则S_i为一个数据。

需要说明的是，原始信道矩阵H与发射信号向量s是相对应的，因此，这里对发射信号向量s分组时，也应该采用与对原始信号矩阵一样的分组方法，使其分组后的对应关系保持不变。

则将公式（8）和公式（9）带入公式（10）中可得：

$r_i=W_i^H{H}_i{S}_i+W_i^{H}n$

$={\hat{H}}_i{S}_i+\hat{n}$     (11)

其中，为等效噪声向量。

从公式（12）可以看出，对公式（1）的求解，可以转化为对下面N个独立的方程的求解：

$r_1={\hat{H}}_i{S}_i+\hat{n},i=\mathrm{1,2},...,N---\left(12\right)$

对于每一个方程，可以根据对发射信号采用的星座调制的星座点个数Q，计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，假设S_i中的元素个数为n_i，由于星座点个数为Q，因此S_i有种取值，可将S_i记为：

$S_i=S_{i,j}=[S_l^{i,j},...,S_{n_l}^{i,j}{]}^T,j=\mathrm{1,2},\·\·\·,Q^{n_i}---\left(13\right)$

将所述等效信道矩阵和第一发射信号向量相乘获得的矩阵称为第一向量，则采用上述公式计算等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离如下：

$e_j={|r_i-{\hat{H}}_i{\·S}_{i,j}|}^2,j=\mathrm{1,2}\·\·\·,Q^{n_i}---\left(14\right)$

通过公式（14）可以得到一个欧式距离集合

S205，从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合。

具体地，由于每一个欧式距离e_j都对应一个S_i,j，因此，可以根据实际需要从欧式距离集合中选取若干个欧式距离，并根据欧式距离与S_i的对应关系，选取相应数量个S_i,_j，组成第一发射信号向量集合Ω_i。

S206,当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。

具体地，如果原始信道矩阵被分成N个列向量组，则每执行一次S202都会从原始信道矩阵中去除一个不同的列向量组，并得到一个第一信道矩阵，而每执行一次S203～S205都会得到一个相应的第一发射信号向量集合，即执行N次S202～S205会得到N个第一发射信号向量集合，而每个第一发射信号向量集合中的向量是完整的发射信号矩阵的一个行向量组，因此，从每一个第一发射信号向量集合中取一个向量，将这些向量组合在一起才可以组成一个完整的发射信号向量，即可以根据N个第一发射信号向量集合获得一个第二发射信号集合：

Ω={Ω₁∪Ω₂∪...Ω_i∪...Ω_N}    (15)

因此，可以利用该集合对公式（1）中的MIMO模型采用MLD方法检测出原始发射信号向量（也可以采用其它方法来检测获得原始发射信号向量），MLD算法为：

$\hat{S}=\underset{S\∈\mathrm{\Ω}}{\arg \min }\left({\left|\right|Y-H\·S\left|\right|}^2\right)---\left(16\right)$

其中，上述公式求出的为使||Y-H·s||²取最小值时的s，为s的估计值，或者说检测值。

下面对本实施例提供的方法与现有MLD算法的计算复杂度和性能进行比较。

如果S201将原始信道矩阵等分成了N组，即每组包含M^T/N个列向量，并且每执行一次S205，都从欧式距离集合中选取K个第一发射信号向量组成第一发射信号向量集合Ω_i，则由本发明实施例提供的技术方案检测出原始信道矩阵的计算复杂度为：S204中计算欧氏距离时对S_i,j的搜索次数为由于需要执行N次S204，因此，搜索次数为另外执行S206时需要的搜索次数为K^N，因此，总的搜索次数为

具体地，如果采用正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）调制，有4个星座点，天线配置为4×4，8×8，16×16天线时，则现有MLD算法和本发明实施例提供的算法的计算复杂度如表1所示：

表1 不同算法的复杂度比较

如表1中第二列所示，天线配置为8发射天线，8接收天线时，现有MLD算法需要的搜索次数为65536次，而本发明中，N=2,K=4时，所需的搜索次数为528次，其复杂度是MLD的528/65536=8.1e-3倍，即相对于MLD降低了3个数量级，本发明中，N=2,K=8时，所需的搜索次数为576次，其复杂度是MLD的576/65536=8.8e-3倍，即相对于MLD降低了3个数量级。而在天线配置为天线配置为16发射天线，16接收天线时，本发明的方法相对于MLD的复杂度降低了5个数量级。总之天线配置越高，本发明相对于MLD的复杂度越低。

图3为本发明实施例一提供的不同算法的性能对比图。图3的仿真条件为：采用QPSK调制，有4个星座点，天线配置为4×4。纵轴表示比特误码率（Bit error ratio,BER）,横轴表示信噪比（Signal Noise Ratio，SNR）,同一SNR对应的BER越大说明性能越差，图中带星号的曲线为现有MLD算法性能曲线，带圆圈的曲线为本发明中N=2,K=8时的性能曲线，可以看出，该曲线与现有MLD算法性能曲线基本重合，但是在同样的条件下，其复杂度从上表可以看出，相对于MLD方法降低了3个数量级，带方块的曲线为本发明中N=2,K=4时的性能曲线，在BER为1e-2时，相对于MLD有0.3dB的差别，这种差别已经很小，相对于现有MLD算法，其复杂度相对于N=2,K=8时更低。

因此，通过上述分析比较可知：本发明实施例提供的方法相对于原有的MLD检测算法来说，复杂度有了极大的降低，并且性能与现有MLD算法相差很小。

上述实施例描述的为，通过接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵；从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量；计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合；从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合；当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。采用上述方法的计算复杂度为（搜索次数）（N为原始信道矩阵的列向量组个数，Q为星座点个数，K为每个第一发射信号向量集合中的向量个数，M_T为发射天线数），而现有的直接采用MLD算法的所需的计算复杂度为可以看出，本发明实施例提供的方法所需的计算复杂度先比于现有算法有了极大的降低。

相应地，本发明实施例提供了一种与上述检测方法对应的检测装置。图4为本发明实施例二提供的发射信号的MIMO检测装置示意图。如图4所示，所述装置包括：接收单元401、去除单元402、第一计算单元403、第二计算单元404、选取单元405和检测单元406。

接收单元401，用于接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵；

去除单元402，用于从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；

第一计算单元403，用于将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量，所述第一矩阵包括所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵的0奇异值对应的奇异向量，所述原始接收信号向量通过所述接收天线获得；

第二计算单元404，用于计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合，所述第一向量由所述等效信道矩阵和第一发射信号向量相乘获得，所述第一发射信号向量为对发射信号所采用的星座调制的符号组成的第一发射信号向量集合中的元素；

选取单元405，用于从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合；

检测单元406，用于当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。

其中，所述检测单元406具体用于，采用如下公式所表示的最大似然估计MLD算法检测出所述发射信号： $\hat{S}=\underset{S\∈\mathrm{\Ω}}{\arg \min }\left({\left|\right|Y-H\·S\left|\right|}^2\right),$ s为所述第二发射信号向量，为使||Y-H·s||²取最小值时的s，Ω为所述第二发射向量集合，Y为所述接收信号向量，H为所述原始信道矩阵。

所述第一计算单元403对所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵进行奇异值分解，获得所述第一矩阵。

所述去除单元402中每个列向量组包含相同数量的列向量。

需要说明的是，本发明实施例提供的检测装置植入了实施例一提供的检测方法，因此，所述检测装置中各个单元的具体工作过程在此不再赘述。

上述实施例描述的为，通过接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵；从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量；计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合；从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合；当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。采用上述方法的计算复杂度为（搜索次数） $N\•Q^{M^T/N}+K^N$ （N为原始信道矩阵的列向量组个数，Q为星座点个数，K为每个第一发射信号向量集合中的向量个数，M_T为发射天线数），而现有的直接采用MLD算法的所需的计算复杂度为可以看出，本发明实施例提供的方法所需的计算复杂度先比于现有算法有了极大的降低。

本发明实施例还提供了一种发射信号的MIMO检测系统，包括接收天线和上述实施例二提供的检测装置，所述接收天线用于获取接收信号，所述检测装置用于对所述接收信号进行处理，获得发射信号。

需要说明的是，该MIMO检测系统中装置的具体工作过程在上述实施例二中已有阐述，在此不再赘述。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发射信号的多输入多输出MIMO检测方法，其特征在于，所述方法包括:

接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵；

从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；

将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量，所述第一矩阵包括所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵的0奇异值对应的奇异向量，所述原始接收信号向量通过所述接收天线获得；

计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合，所述第一向量由所述等效信道矩阵和第一发射信号向量相乘获得，所述第一发射信号向量为对发射信号所采用的星座调制的符号组成的第一发射信号向量集合中的元素；

从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合；

当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合，检测出发射信号向量具体为：采用如下公式所表示的最大似然估计MLD算法检测出所述发射信号： $\hat{S}=\underset{S\∈\mathrm{\Ω}}{\arg \min }\left({\left|\right|Y-H\·S\left|\right|}^2\right),$ s为所述第二发射信号向量，为使||Y-H·s||²取最小值时的s，Ω为所述第二发射向量集合，Y为所述接收信号向量，H为所述原始信道矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一矩阵通过对所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵进行奇异值分解得到。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个列向量组包含相同数量的列向量。

5.一种发射信号的MIMO检测装置，其特征在于，所述装置包括:

接收单元，用于接收机根据接收天线和发射天线之间的信道响应获取原始信道矩阵；

去除单元，用于从所述原始信道矩阵中去除一组列向量生成对应的第一信道矩阵；

第一计算单元，用于将第一矩阵的共轭转置矩阵与所述第一信道矩阵相乘获得等效信道矩阵，并且将所述第一矩阵的共轭转置矩阵与原始接收信号向量相乘获得等效接收信号向量，所述第一矩阵包括所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵的0奇异值对应的奇异向量，所述原始接收信号向量通过所述接收天线获得；

第二计算单元，用于计算所述等效接收信号向量与第一向量的欧氏距离，获得欧氏距离集合，所述第一向量由所述等效信道矩阵和第一发射信号向量相乘获得，所述第一发射信号向量为对发射信号所采用的星座调制的符号组成的第一发射信号向量集合中的元素；

选取单元，用于从所述欧氏距离集合中选取一个以上个欧氏距离对应的所述第一发射信号向量，或者选取所述欧氏距离小于第一距离阈值的欧式距离对应的所述第一发射信号向量，组成第一发射信号向量集合；

检测单元，用于当将所述原始信道矩阵中的每个列向量组都去除生成对应的第一信道矩阵，并由所述第一信道矩阵获得对应的所述第一发射信号向量集合后，从每个所述第一发射信号向量集合中任取一个向量，将这些向量合并成第二发射信号向量，从而形成第二发射信号向量集合，并且根据所述原始接收信号向量、所述原始信道矩阵、所述第二发射信号向量和所述第二发射信号向量集合检测出发射信号向量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检测单元具体用于，采用如下公式所表示的最大似然估计MLD算法检测出所述发射信号：s为所述第二发射信号向量，为使||Y-H·s||²取最小值时的s，Ω为所述第二发射向量集合，Y为所述接收信号向量，H为所述原始信道矩阵。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一计算单元对所述第一信道矩阵的共轭转置矩阵进行奇异值分解，获得所述第一矩阵。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述去除单元中去除的每个列向量组包含相同数量的列向量。

9.一种发射信号的MIMO检测系统，其特征在于，包括接收天线和如权利要求5至8任一项所述的检测装置，所述接收天线用于获取接收信号，所述检测装置用于对所述接收信号进行处理，获得发射信号。