CN104954086B - 一种信号检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种信号检测方法和装置，涉及无线通信领域，用以提高信号检测算法的检测性能。本发明实施例中，接收机接收发射机发射的无线通信信号；所述接收机根据非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理，所述非理想因素预白化矩阵是所述接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定得到的；所述接收机对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测，从而提高了信号检测算法的检测性能。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种信号检测方法和装置。
背景技术
无线通信系统发射机存在如功放非线性、I/Q(In-phase/Quadrature，同相正交)不平衡、非理想射频等非理想因素，导致发送信号与理想期望值有一定偏差。现有技术中，对于一个发送端为M层空间复用传输、接收端为N根接收天线的传输系统，其传输模型可以由以下公式表示：
y＝Hs+n
其中，y为N×1的接收向量，H为考虑了编码的N×M频域信道矩阵，s为M×1的发送符号向量，n为N×1的噪声向量；假设s中的各元素来自集合其中，Mc为星座符号个数，每个符号包含Mb＝log2(Mc)比特。
现有技术中，实际波形与理想波形之间的差别称之为误差向量，3GPPTS25.102中规定，使用EVM(Error Vector Magnitude，误差矢量幅度)刻画实际波形与理想波形之间的差别，并将EVM定义为误差矢量的平均功率与参考信号矢量的平均功率之比的平方根。
考虑非理想因素，发射机的EVM传输模型可以表示为：
其中，为M×1维的发送数据向量的误差， 为等效噪声，可见，虽是一个服从高斯分布的误差向量，但是一个有色噪声。
现有技术中可以采用传统线性检测算法或传统ML(Maximum Likelihood，最大似然)检测算法对信号进行检测。
采用传统线性检测算法时，首先对接收信号进行如下的线性变换，然后对变换后的接收信号进行解调得到检测数据：
其中，w为线性变换(也可称之为信道均衡)矩阵，当采用MMSE(MMSE Minimum MeanSquare Error，最小均方误差)线性检测算法时，当采用迫零(Zero Forcing，ZF)线性检测算法时，w＝H-1。
采用传统ML检测算法时，首先在所有可能发送的星座符号的组合中，选出使得||y-Hs||2值最小的组合，作为最大似然检测的结果最大似然准则可由下式表示：
其中，argmin表示在星座符号的组合中对某个泛函取最小值运算，||y-Hs||2表示对矩阵y-Hs进行2-范数运算。
可见，由于传统的信号检测方法中没有考虑发射机非理想因素的影响，将有色噪声假设为高斯白噪声，但实际上，在统计特性上并不严格服从白噪声的分布，现有技术将有色噪声假设为高斯白噪声会使接收性能变差，从而影响了信号检测算法的检测性能。
发明内容
本发明实施例提供了一种信号检测方法和装置，用以提高现有技术中的信号检测算法的检测性能。
一种信号检测方法，该方法包括：
接收机接收发射机发射的无线通信信号；
所述接收机根据非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理，所述非理想因素预白化矩阵是所述接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定得到的；
所述接收机对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
可见，本发明实施例中，接收机通过对接收到的无线通信信号进行预白化处理，实现了将现有技术中的有色噪声转化为白噪声，而并非直接的将有色噪声假设为高斯白噪声，并对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测，从而提高了现有技术中的信号检测算法的检测性能。
优选地，所述接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定得到非理想因素预白化矩阵，包括：所述接收机根据非理想因素误差矢量的功率、所述接收机的噪声功率和信道矩阵，确定非理想因素预白化矩阵。这样，接收机还能考虑到接收机的噪声功率和信道矩阵以及非理想因素误差矢量的功率确定非理想因素预白化矩阵。
优选地，按照如下公式计算非理想因素预白化矩阵：其中，为非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为信道矩阵，β为预白化缩放因子，β的取值范围为这样，本发明实施例提供了一种优选的计算公式用以计算非理想因素预白化矩阵。
优选地，所述接收机按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。这样，本发明实施例提供了一种优选的计算公式用以对接收到的无线通信信号进行预白化处理。
优选地，所述接收机对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测，包括：所述接收机采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；或者，所述接收机采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。这样，本发明实施例能够采用最大似然检测算法或线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
一种信号检测装置，包括：
接收单元，用于接收发射机发射的无线通信信号；
计算单元，用于至少根据非理想因素误差矢量确定非理想因素预白化矩阵；
预白化处理单元，用于根据所述非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理；
信号检测单元，用于对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
可见，本发明实施例中，接收机通过对接收到的无线通信信号进行预白化处理，实现了将现有技术中的有色噪声转化为白噪声，并对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测，从而提高了现有技术中的信号检测算法的检测性能。
优选地，所述计算单元具体用于，根据非理想因素误差矢量的功率、所述接收机的噪声功率和信道矩阵，确定非理想因素预白化矩阵。这样，接收机还能考虑到接收机的噪声功率和矩阵以及非理想因素误差矢量的功率确定非理想因素预白化矩阵。
优选地，所述计算单元具体用于，按照如下公式计算非理想因素预白化矩阵：其中，W为所述非理想因素预白化矩阵，为非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为信道矩阵，β为预白化缩放因子，β的取值范围为这样，本发明实施例提供了一种优选的计算公式用以计算非理想因素预白化矩阵。
优选地，所述预白化处理单元具体用于，按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述非理想因素预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。这样，本发明实施例提供了一种优选的计算公式用以对接收到的无线通信信号进行预白化处理。
优选地，所述信号检测单元具体用于，采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；或者，采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。这样，本发明实施例能够采用最大似然检测算法或线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种信号检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种信号检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种信号检测方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种信号检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例适用于LTE(Long Term Evolution，3GPP长期演进)系统、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步的码分多址)系统、GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通信)系统、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)系统、CDMA-2000(CodeDivision Multiple Access2000，码分多址2000)系统等无线通信系统。
本发明实施例中，接收机通过对接收到的无线通信信号进行预白化处理，实现了将现有技术中的有色噪声转化为白噪声，并对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测，从而提高了现有技术中的信号检测算法的检测性能。
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
图1示出了本发明实施例提供的一种信号检测方法的流程示意图，图2示出了本发明实施例提供的一种信号检测装置的结构示意图。参照图1，该方法可以通过以下步骤实现：
步骤11：接收机接收发射机发射的无线通信信号。
步骤12：接收机根据非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理。
具体的，在上述步骤12中，该非理想因素预白化矩阵是接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定得到的。
具体实现时，在上述步骤12中，接收机根据非理想因素误差矢量的功率、所述接收机的噪声功率和信道矩阵，确定非理想因素预白化矩阵。
优选地，在上述步骤12中，接收机可以按照如下公式计算非理想因素预白化矩阵：
其中，W为所述非理想因素预白化矩阵，为非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为信道矩阵，β为预白化缩放因子，β的取值范围为
在本发明实施例中，上述可以根据协议规定进行预定义，举例来说，在3GPP36.1046.5.2节中规定：需要满足：
在本发明实施例中，上述β为不为0的实数，可根据经验预定义，且β的取值范围为一般来说，β可为0.5、1、2、3、等实数。
在本发明实施例中，上述H为信道矩阵，HH表示H的转置共轭矩阵。
具体实现时，矩阵的计算过程可以如下：由于为正定的赫米特(Hermitian)矩阵，因此，可以采用特征值分解的方法计算举例来说，的特征值分解形式可以为：则需要说明的是，本发明实施例中，计算的方法不限于以上方法。
优选地，在上述步骤12中，接收机按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：
其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述非理想因素预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。需要说明的是，在本发明实施例中，AB代表矩阵A与矩阵B的乘积，具体的，代表W与的乘积。
可见，在接收机对接收到的无线通信信号进行预白化处理后，
其中，W为发射机非理想因素预白化矩阵，为等效信道矩阵，为预白化处理后的噪声，IN表示N阶单位阵。
步骤13：接收机对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
优选地，在上述步骤13中，接收机采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
具体实现时，采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测的计算过程可以如下：
其中，argmin表示在星座符号的组合中对某个泛函取最小值运算，表示对矩阵进行2-范数运算。
需要说明的是，本发明实施例中的最大似然检测算法也可以是其他经过简化的次优的最大似然检测算法，如球形译码、QRD-M(QR Decomposition Maximum likelihooddetection)等检测算法。
优选地，在上述步骤13中，接收机采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
在本发明实施例中，可以采用MMSE线性检测算法或迫零线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
具体实现时，采用MMSE线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测时，线性变换矩阵w的计算过程可以如下：
具体实现时，采用迫零线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测时，线性变换矩阵w的计算过程可以如下：
需要说明的是，本发明实施例中的线性变换矩阵w也可为其他等效信道矩阵的变换形式。
可见，本发明实施例中的接收机通过对接收到的无线通信信号进行预白化处理，实现了将现有技术中的有色噪声转化为白噪声，而并非直接的将有色噪声假设为高斯白噪声，并对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测，从而提高了现有技术中的信号检测算法的检测性能。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种可应用于上述流程的信号检测装置。参照图2，该信号检测装置包括：
接收单元21，用于接收发射机发射的无线通信信号；
计算单元22，用于至少根据非理想因素误差矢量的功率确定非理想因素预白化矩阵；
预白化处理单元23，用于根据所述非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理；
信号检测单元24，用于对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
优选地，所述计算单元22具体用于，根据非理想因素误差矢量的功率、所述接收机的噪声功率和信道矩阵，确定非理想因素预白化矩阵。
优选地，所述计算单元22具体用于，按照如下公式计算非理想因素预白化矩阵：其中，W为所述非理想因素预白化矩阵，为非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为信道矩阵，β为预白化缩放因子。
优选地，所述预白化处理单元23具体用于，按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述非理想因素预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。
优选地，所述信号检测单元24具体用于，采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；或者，采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
图3示出了本发明实施例提供的另一种信号检测方法的流程示意图，图4示出了本发明实施例提供的另一种信号检测装置的结构示意图。参照图3，该方法可以通过以下步骤实现：
步骤31：接收机接收发射机发射的无线通信信号。
步骤32：接收机确定是否需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理，若需要，则执行步骤33；若不需要，则执行步骤34。
具体的，本发明实施例中可以通过多种开启原则确定是否需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理。
其中一种可选的开启原则可以具体包括：根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化预测；
当预测得到的非理想因素预白化复杂度小于预设复杂度阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，
当预测得到的非理想因素预白化性能大于预设性能阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，
当预测得到的非理想因素预白化复杂度小于预设复杂度阈值，且所述预测得到的非理想因素预白化性能大于预设性能阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号。
需要说明的是，本发明实施例中发射机的发射参数可以包括：发射机的调制方式、发射机的编码方式、信道矩阵H等参数；本发明实施例中接收机的检测参数可以包括：接收机采用的检测算法等参数。
在本发明实施例中，根据所述参数确定采用发射机非理想因素预白化的复杂度及性能时，接收机可根据经验值或者仿真预先获取所述各种参数下的复杂度与性能，采用表格等方式存储在接收机中，接收机在具体执行过程中可以根据所述参数查表获取某组参数下的复杂度与性能。
具体的，接收机可以根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化仿真，得到所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数对应的性能，将得到的性能作为预测得到的非理想因素预白化性能；接收机可以根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，计算所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数对应的复杂度，将计算得到的复杂度作为预测得到的非理想因素预白化复杂度。
另一种可选的开启原则可以具体包括：若所述接收到的无线通信信号至少满足以下条件一～条件四中任一一个，则将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；
所述条件一：所述接收机采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；
所述条件二：所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制阶数大于预设调制阶数阈值；所述预设调制阶数阈值的取值范围为4～6；
所述条件三：所述发射机对无线通信信号进行编码时采用的编码效率大于预设编码效率阈值；所述预设编码效率阈值的取值范围为0.1～0.3；
所述条件四：所述无线通信信号的空间信道相关性不小于预设相关性阈值，所述预设相关性阈值可以为中低相关性。
可选的，在上述条件四中，所述无线通信信号的空间信道相关性至少由所述接收机根据信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值确定。若所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制方式为64QAM正交振幅调制，在所述信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值不小于第一预设阈值时，所述发射机将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；否则，将所述接收到的无线通信信号确定为不需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，若所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制方式为64QAM正交振幅调制，所述发射机将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；较佳的，在本发明实施例中，所述第一预设阈值可以为0。
若所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制方式为16QAM，在所述信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值不小于第二预设阈值时，所述发射机将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；否则，将所述接收到的无线通信信号确定为不需要进行预白化处理的无线通信信号；较佳的，在本发明实施例中，所述第二预设阈值可以为60；一般来说，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
可选的，在上述步骤32中，当无线通信信号的MCS(Modulation and CodingScheme,调制与编码策略)等级>第一预设MCS阈值时，则将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，当第二预设MCS阈值<所述无线通信信号的MCS等级<第三预设MCS阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；较佳的，第一预设MCS阀值的取值范围可以为6～10；第二预设MCS阀值的取值范围可以为6～10，第三预设MCS阀值的取值范围可以为17～29。需要说明的是，无线通信系统接收机可以通过接收PDCCH(物理下行控制信道，Physical Downlink Control channel)获取发射机的MCS等级。
举例来说，LTE系统中关于MCS等级对应的调制及编码效率可以参见标准36.213，如下表1中仅给出了MCS等级与调制阶数信编码效率的关系的一种举例。可见，MCS等级越大，对应的传输块长度(TBS，Transport block size)越大，编码效率越高，TBS的大小也可以参见标准36.213。
表1
步骤33：在需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，根据非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理，所述非理想因素预白化矩阵是所述接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定得到的。
步骤34：对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
在本发明实施例中，步骤33～步骤34的实现方法与上述步骤12～步骤13的实现方法完全一致，这里不再赘述。
步骤35：在不需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，对接收到的无线通信信号进行信号检测。
从上述方案可以看出，本发明实施例可以根据无线通信系统的实际环境确定是否需要开启非理想因素预白化算法，由于在某些场景下，发射机非理想因素预白化算法的性能增益并不明显，还需要引入一定的计算复杂度，本发明实施例根据发射机发射参数或接收机检测参数预先判断是否需要对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化处理，在需要进行非理想因素预白化处理时，利用本发明实施例提供的方法对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化处理后，对预白化处理后的信号进行信号检测；从而减少了由于检测过程中一直开启发射机非理想因素预白化算法而增加的计算复杂度。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种可应用于上述流程的信号检测装置。参照图4，该信号检测装置包括：
接收单元41，用于接收发射机发射的无线通信信号；
判决单元42，用于确定是否需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理；
计算单元43，用于在需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，至少根据非理想因素误差矢量的功率确定非理想因素预白化矩阵；
预白化处理单元44，用于在需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，根据所述非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理；
信号检测单元45，用于对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；并在不需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，对接收到的无线通信信号进行信号检测。
可选的，所述判决单元42具体用于：根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化预测；当预测得到的非理想因素预白化复杂度小于预设复杂度阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，当预测得到的非理想因素预白化性能大于预设性能阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，当预测得到的非理想因素预白化复杂度小于预设复杂度阈值，且所述预测得到的非理想因素预白化性能大于预设性能阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号。
可选的，所述发射机的发射参数至少包括：所述发射机的调制方式、所述发射机的编码方式、所述发射机的信道矩阵H；所述接收机的检测参数至少包括：所述接收机采用的检测算法；所述判决单元42具体用于：根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化仿真，得到所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数对应的性能，将得到的性能作为预测得到的非理想因素预白化性能；根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，计算所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数对应的复杂度，将计算得到的复杂度作为预测得到的非理想因素预白化复杂度。
可选的，所述判决单元42具体用于：当所述接收到的无线通信信号至少满足以下条件一～条件四中任一一个时，将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；所述条件一：所述接收机采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；所述条件二：所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制阶数大于预设调制阶数阈值；所述条件三：所述发射机对无线通信信号进行编码时采用的编码效率大于预设编码效率阈值；所述条件四：所述无线通信信号的空间信道相关性不小于预设相关性阈值。
可选的，所述无线通信信号的空间信道相关性至少由所述接收机根据信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值确定；所述判决单元42具体用于:当所述发射机对无线通信信号采用调制方式为64QAM正交振幅调制进行调制，在所述信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值不小于第一预设阈值时，将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；否则，将所述接收到的无线通信信号确定为不需要进行预白化处理的无线通信信号；当所述发射机对无线通信信号采用调制方式为16QAM进行调制，在所述信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值不小于第二预设阈值时，将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；否则，将所述接收到的无线通信信号确定为不需要进行预白化处理的无线通信信号。
可选的，所述计算单元43具体用于，所述接收机根据所述非理想因素误差矢量的功率、所述接收机的噪声功率和信道矩阵，确定所述非理想因素预白化矩阵。
可选的，所述计算单元43具体用于，按照如下公式计算非理想因素预白化矩阵：其中，W为所述非理想因素预白化矩阵，为所述非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为所述信道矩阵，β为预白化缩放因子。
可选的，所述预白化处理单元44具体用于，按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述非理想因素预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。
可选的，所述信号检测单元45具体用于，采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；或者，采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器，使得通过该计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令可实现流程图中的一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图的一个流程或多个流程和/或方框图的一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (24)
1.一种信号检测方法，其特征在于，该方法包括：
接收机接收发射机发射的无线通信信号；
所述接收机根据发射机非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理，所述发射机非理想因素预白化矩阵是所述接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定得到的；
所述接收机对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；
其中，所述接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定发射机非理想因素预白化矩阵，具体包括：
所述接收机根据所述非理想因素误差矢量的功率、所述接收机的噪声功率和信道矩阵，确定所述发射机非理想因素预白化矩阵。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下公式计算发射机非理想因素预白化矩阵：
其中，W为所述发射机非理想因素预白化矩阵，为所述非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为所述信道矩阵，β为预白化缩放因子。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：
其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述发射机非理想因素预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测，包括：
所述接收机采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；或者，
所述接收机采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
5.一种信号检测方法，其特征在于，该方法包括：
接收机接收发射机发射的无线通信信号；
所述接收机确定是否需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理；
在需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，根据发射机非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理，所述发射机非理想因素预白化矩阵是所述接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定得到的；并对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；
在不需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，对接收到的无线通信信号进行信号检测；
其中，所述接收机至少根据非理想因素误差矢量的功率确定发射机非理想因素预白化矩阵，具体包括：
所述接收机根据所述非理想因素误差矢量的功率、所述接收机的噪声功率和信道矩阵，确定所述发射机非理想因素预白化矩阵。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收机确定是否需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理，具体包括：
根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化预测；
当预测得到的非理想因素预白化复杂度小于预设复杂度阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，
当预测得到的非理想因素预白化性能大于预设性能阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，
当预测得到的非理想因素预白化复杂度小于预设复杂度阈值，且所述预测得到的非理想因素预白化性能大于预设性能阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发射机的发射参数至少包括：所述发射机的调制方式、所述发射机的编码方式、所述发射机的信道矩阵H；所述接收机的检测参数至少包括：所述接收机采用的检测算法；
所述根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化预测，具体包括：
根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化仿真，得到所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数对应的性能，将得到的性能作为预测得到的非理想因素预白化性能；
根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，计算所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数对应的复杂度，将计算得到的复杂度作为预测得到的非理想因素预白化复杂度。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收机确定是否需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理，具体包括：
若所述接收到的无线通信信号至少满足以下条件一～条件四中任意一个，则将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；
所述条件一：所述接收机采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；
所述条件二：所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制阶数大于预设调制阶数阈值；
所述条件三：所述发射机对无线通信信号进行编码时采用的编码效率大于预设编码效率阈值；
所述条件四：所述无线通信信号的空间信道相关性不小于预设相关性阈值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述无线通信信号的空间信道相关性至少由所述接收机根据信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值确定；所述接收机确定是否需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理，具体包括：
若所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制方式为64QAM正交振幅调制，在所述信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值不小于第一预设阈值时，所述发射机将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；否则，将所述接收到的无线通信信号确定为不需要进行预白化处理的无线通信信号；
若所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制方式为16QAM，在所述信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值不小于第二预设阈值时，所述发射机将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；否则，将所述接收到的无线通信信号确定为不需要进行预白化处理的无线通信信号；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按照如下公式计算发射机非理想因素预白化矩阵：
其中，W为所述发射机非理想因素预白化矩阵，为所述非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为所述信道矩阵，β为预白化缩放因子。
11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收机按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：
其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述发射机非理想因素预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。
12.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收机对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测，包括：
所述接收机采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；或者，
所述接收机采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
13.一种信号检测装置，其特征在于，该装置包括：
接收单元，用于接收发射机发射的无线通信信号；
计算单元，用于至少根据非理想因素误差矢量的功率确定发射机非理想因素预白化矩阵；
预白化处理单元，用于根据所述发射机非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理；
信号检测单元，用于对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；
其中，所述计算单元具体用于，根据所述非理想因素误差矢量的功率、接收机的噪声功率和信道矩阵，确定所述发射机非理想因素预白化矩阵。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述计算单元具体用于，按照如下公式计算发射机非理想因素预白化矩阵：
其中，W为所述发射机非理想因素预白化矩阵，为所述非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为所述信道矩阵，β为预白化缩放因子。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述预白化处理单元具体用于，按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：
其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述发射机非理想因素预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述信号检测单元具体用于，
采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；或者，采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
17.一种信号检测装置，其特征在于，该装置包括：
接收单元，用于接收发射机发射的无线通信信号；
判决单元，用于确定是否需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理；
计算单元，用于在需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，至少根据非理想因素误差矢量的功率确定发射机非理想因素预白化矩阵；
预白化处理单元，用于在需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，根据所述发射机非理想因素预白化矩阵对接收到的无线通信信号进行预白化处理；
信号检测单元，用于对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；并在不需要对接收到的无线通信信号进行预白化处理时，对接收到的无线通信信号进行信号检测；
其中，所述计算单元具体用于，根据所述非理想因素误差矢量的功率、接收机的噪声功率和信道矩阵，确定所述发射机非理想因素预白化矩阵。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述判决单元具体用于：
根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化预测；
当预测得到的非理想因素预白化复杂度小于预设复杂度阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，
当预测得到的非理想因素预白化性能大于预设性能阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；或者，
当预测得到的非理想因素预白化复杂度小于预设复杂度阈值，且所述预测得到的非理想因素预白化性能大于预设性能阈值时，将所述无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述发射机的发射参数至少包括：所述发射机的调制方式、所述发射机的编码方式、所述发射机的信道矩阵H；所述接收机的检测参数至少包括：所述接收机采用的检测算法；
所述判决单元具体用于：根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，对接收到的无线通信信号进行非理想因素预白化仿真，得到所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数对应的性能，将得到的性能作为预测得到的非理想因素预白化性能；根据所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数，计算所述发射机的发射参数和/或所述接收机的检测参数对应的复杂度，将计算得到的复杂度作为预测得到的非理想因素预白化复杂度。
20.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述判决单元具体用于：
当所述接收到的无线通信信号至少满足以下条件一～条件四中任意一 个时，将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；
所述条件一：所述接收机采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；
所述条件二：所述发射机对无线通信信号进行调制时采用的调制阶数大于预设调制阶数阈值；
所述条件三：所述发射机对无线通信信号进行编码时采用的编码效率大于预设编码效率阈值；
所述条件四：所述无线通信信号的空间信道相关性不小于预设相关性阈值。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述无线通信信号的空间信道相关性至少由所述接收机根据信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值确定；所述判决单元具体用于:
当所述发射机对无线通信信号采用调制方式为64QAM正交振幅调制进行调制，在所述信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值不小于第一预设阈值时，将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；否则，将所述接收到的无线通信信号确定为不需要进行预白化处理的无线通信信号；
当所述发射机对无线通信信号采用调制方式为16QAM进行调制，在所述信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值不小于第二预设阈值时，将所述接收到的无线通信信号确定为需要进行预白化处理的无线通信信号；否则，将所述接收到的无线通信信号确定为不需要进行预白化处理的无线通信信号，其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
22.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述计算单元具体用于，按照如下公式计算发射机非理想因素预白化矩阵：
其中，W为所述发射机非理想因素预白化矩阵，为所述非理想因素误差矢量Δs的功率，σ2为所述接收机的噪声功率，H为所述信道矩阵，β为预白化缩放因子。
23.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述预白化处理单元具体用于，按照如下公式对接收到的无线通信信号进行预白化处理：
其中，为进行预白化处理后的无线通信信号，W为所述发射机非理想因素预白化矩阵，为所述接收机接收到的无线通信信号。
24.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述信号检测单元具体用于，
采用最大似然检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测；或者，采用线性检测算法对预白化处理后的无线通信信号进行信号检测。
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