CN105101241B - 一种信号检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术，特别涉及一种信号检测方法及装置，用于解决无法根据检测场景灵活切换检测算法的问题。该方法为：无线通信系统中的接收机采用预设的机制判断当前网络环境是否满足ML检测算法的开启条件，若是，则采用ML检测算法进行信号检测；否则，采用线性检测算法进行信号检测，这样，便在无线通信系统中引入了ML检测算法开启条件的判断机制，从而使得接收机能够根据检测场景在ML检测算法与线性检测算法之间进行灵活切换，进而在满足检测性能需求和降低实现复杂度之间实现最优兼容。

Description

一种信号检测方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术，特别涉及一种信号检测方法及装置。
背景技术
在无线通信系统中，最大似然(Maximum Likelihood，ML)检测算法可以取得较好的检测性能，但计算复杂度非常高，而线性检测算法〔如最小均方误差(Minimum meansquare error，MMSE)检测算法〕复杂度低，检测性能较ML检测算法较差。
下面对于上述两种算法作出进一步详细介绍。
在无线通信系统中，对于一个发送端采用M层空间复用传输，接收端采用N根接收天线的传输系统，传输模型可以由公式一表示，
y＝Hs+n 公式一
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Mc为星座符号个数，每个符号包含Mb＝log2(Mc)比特。
在采用线性检测算法时，首先对接收信号采用公式二进行线性变换，然后对变换后的接收信号进行解调得到检测数据：
其中，w为线性变换矩阵，也可称为信道均衡矩阵。
当采用MMSE线性检测算法时，线性变换(也可称之为信道均衡)矩阵如公式三所示：
HH为H的转置共轭矩阵，σ2为噪声功率，可以通过信道估计方法获得，IN为N阶单位阵。
当采用迫零(Zero Forcing，ZF)线性检测算法时，线性变换(也可称之为信道均衡)矩阵如公式四所示：
w＝H-1 公式四
而在采用ML检测算法时，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，最大似然准则可由公式五表示，
其中，CM为M个来自集合C的元素组成的向量的集合。
目前，在传统的无线通信检测过程中，一般仅采用ML与线性检测算法的一种检测算法，无法根据检测场景灵活切换两种检测算法。当采用线性检测算法时，某些场景下检测性能很差，无法满足检测性能的要求；而采用ML检测算法，某些场景下检测性能相对于线性检测算法增益并不明显，但是却需要非常高的计算复杂度，无端增加系统负荷。
发明内容
本发明实施例提供一种信号检测方法及装置，用以解决无法根据检测场景灵活切换检测算法的问题，在满足检测性能需求的前提下，尽可能降低实现复杂度。
本发明实施例提供的具体技术方案如下：
第一方面、一种信号检测方法，包括：
接收机获取发射机的发射相关参数，该发射相关参数包括发射机的多天线传输模式、调制方式、编码方式和信道矩阵中的一种或任意组合。
接收机基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件；
若是，则采用ML检测算法进行信号检测，否则，采用线性检测算法进行信号检测。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，接收机基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件，包括：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度以及获得使用ML检测算法产生的性能指标，并根据计算结果判断是否满足：所述复杂度小于预设的复杂度门限，且所述性能指标大于预设的性能门限；若是，则判定满足预设的ML检测算法的开启条件，否则，判定获得的发射相关参数不满足预设的ML检测算法的开启条件。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，接收机基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度，包括：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的绝对复杂度；或者，获得执行ML检测算法相较于执行线性检测算法的相对复杂度；
接收机基于发射机的发射相关参数获得使用ML检测算法产生的性能指标，包括：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法产生的绝对性能参数；或者，计算执行ML检测算法相较执行线性检测算法产生的相对性能增益。
结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，接收机基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件，包括：
接收机基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第二流数门限且小于预设的第三流数门限；其中，第一流数门限<第二流数门限≤第三流数门限；
发射机的调制阶数小于预设的第一调制阶数门限，或者，发射机的调制阶数大于预设的第二调制阶数门限且小于预设的第三调制阶数门限；其中，第二调制阶数门限<第三调制阶数门限≤第一调制阶数门限；
发射机的编码效率小于预设的第一编码效率门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第一空间信道相关性门限。
结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，接收机基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件，包括：
接收机基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第五流数门限且小于预设的第六流数门限；其中，第四流数门限≤第五流数门限<第六流数门限；
发射机的调制编码模式MCS等级小于预设的第一MCS等级门限，或者，发射机的调制编码模式大于预设的第二MCS编码等级且小于预设的第三MCS编码等级，其中，第二MCS等级门限<第三MCS等级门限≤第一MCS等级门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第二空间信道相关性门限。
结合第一方面或第一方面的上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，进一步包括：
接收机按照设定的周期获取发射机的发射相关参数，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件。
第二方面、一种信号检测装置，包括：
判断单元，用于获取发射机的发射相关参数，该发射相关参数包括发射机的多天线传输模式、调制方式、编码方式和信道矩阵中的一种或任意组合，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件；
ML检测单元，用于在确定满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用ML检测算法进行信号检测；
线性检测单元，用于在确定不满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用线性检测算法进行信号检测。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度以及获得使用ML检测算法产生的性能指标，并根据计算结果判断是否满足：所述复杂度小于预设的复杂度门限，且所述性能指标大于预设的性能门限；若是，则判定满足预设的ML检测算法的开启条件，否则，判定获得的发射相关参数不满足预设的ML检测算法的开启条件。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的绝对复杂度；或者，获得执行ML检测算法相较于执行线性检测算法的相对复杂度；
基于发射机的发射相关参数获得使用ML检测算法产生的性能指标时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法产生的绝对性能参数；或者，计算执行ML检测算法相较执行线性检测算法产生的相对性能增益。
结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第二流数门限且小于预设的第三流数门限；其中，第一流数门限<第二流数门限≤第三流数门限；
发射机的调制阶数小于预设的第一调制阶数门限，或者，发射机的调制阶数大于预设的第二调制阶数门限且小于预设的第三调制阶数门限；其中，第二调制阶数门限<第三调制阶数门限≤第一调制阶数门限；
发射机的编码效率小于预设的第一编码效率门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第一空间信道相关性门限。
结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第五流数门限且小于预设的第六流数门限；其中，第四流数门限≤第五流数门限<第六流数门限；
发射机的调制编码模式MCS等级小于预设的第一MCS等级门限，或者，发射机的调制编码模式大于预设的第二MCS编码等级且小于预设的第三MCS编码等级；其中，第二MCS等级门限<第三MCS等级门限≤第一MCS等级门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第二空间信道相关性门限。
结合第四方面或第四方面的上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述判断单元进一步用于：
按照设定的周期获取发射机的发射相关参数，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件。
第三方面、一种信号检测装置，包括：
处理器，用于获取发射机的发射相关参数，该发射相关参数包括发射机的多天线传输模式、调制方式、编码方式和信道矩阵中的一种或任意组合，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件；以及在确定满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用ML检测算法进行信号检测，在确定不满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用线性检测算法进行信号检测。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述处理器具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度以及获得使用ML检测算法产生的性能指标，并根据计算结果判断是否满足：所述复杂度小于预设的复杂度门限，且所述性能指标大于预设的性能门限；若是，则判定满足预设的ML检测算法的开启条件，否则，判定获得的发射相关参数不满足预设的ML检测算法的开启条件。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度时，所述处理器具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的绝对复杂度；或者，获得执行ML检测算法相较于执行线性检测算法的相对复杂度；
基于发射机的发射相关参数获得使用ML检测算法产生的性能指标时，所述处理器具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法产生的绝对性能参数；或者，计算执行ML检测算法相较执行线性检测算法产生的相对性能增益。
结合第三方面，在第三种可能的实现方式中，在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述处理器具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第二流数门限且小于预设的第三流数门限；其中，第一流数门限<第二流数门限≤第三流数门限；
发射机的调制阶数小于预设的第一调制阶数门限，或者，发射机的调制阶数大于预设的第二调制阶数门限且小于预设的第三调制阶数门限；其中，第二调制阶数门限<第三调制阶数门限≤第一调制阶数门限；
发射机的编码效率小于预设的第一编码效率门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第一空间信道相关性门限。
结合第三方面，在第四种可能的实现方式中，在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述处理器具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第五流数门限且小于预设的第六流数门限；其中，第四流数门限≤第五流数门限<第六流数门限；
发射机的调制编码模式MCS等级小于预设的第一MCS等级门限，或者，发射机的调制编码模式大于预设的第二MCS编码等级且小于预设的第三MCS编码等级；其中，第二MCS等级门限<第三MCS等级门限≤第一MCS等级门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第二空间信道相关性门限。
结合第四方面或第四方面的上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述处理器进一步用于：
按照设定的周期获取发射机的发射相关参数，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件。
附图说明
图1本发明实施例中无线通信系统中信号检测方法实现流程图；
图2为本发明实施例中LTE系统中信号检测方法实现流程图；
图3为本发明实施例中接收机功能结构图；
图4为本发明实施例中接收机功能结构图。
具体实施方式
为了解决无法根据检测场景灵活切换检测算法的问题，本发明实施例中，提出了一种无线通信系统中信号检测方法。该方法适用于长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统、时分同步码分多址(Time Division Synchronized Code Division MultipleAccess，TD-SCDMA)、全球移动通信系统(Global System for Mobile communications，GSM)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)、码分多址2000(Code Division Multiple Access，CDMA-2000)等无线通信系统。
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
参阅图1所示，本发明实施例中，无线通信系统进行信号检测的详细流程如下：
步骤100：接收机获取发射机的发射相关参数，该发射相关参数包括发射机的多天线传输模式、调制方式、编码方式和信道矩阵中的一种或任意组合。
步骤110：接收机基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件，若是，则执行步骤120；否则，执行步骤130。
步骤120：接收机采用ML检测算法进行信号检测。
步骤130：接收机采用线性检测算法进行信号检测。
基于上述流程，本发明实施例中，在执行步骤110时，接收机可以采用但不限于以下两种方法来判断发射相关参数是否满足预设的ML检测算法的开启条件。
第一种判定方法为：接收机基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度以及获得使用ML检测算法产生的性能指标，接着，接收机判断是否满足：执行ML检测算法的复杂度<预设的复杂度门限，同时，使用ML检测算法产生的性能指标大于预设的性能门限；若是，则判定满足了ML检测算法的开启条件，否则，判定不满足ML检测算法的开启条件。
其中，接收机获得的执行ML检测算法的复杂度可以为执行ML检测算法的绝对复杂度，也可以为执行ML检测算法相较于执行线性检测算法的相对复杂度。以及，接收机获得的执行ML检测算法产生的性能指标可以为执行ML检测算法产生的绝对性能参数，如，某种误码率下的信噪比门限，或者，某种吞吐量下的信噪比门限等等；也可以是执行ML检测算法相较执行线性检测算法产生的相对性能增益。
实际应用中，接收机可以在获得发射相关参数后，再基于该发射相关参数计算执行ML检测算法的复杂度以及计算(通过仿真)执行ML检测算法产生的性能指标，也可以根据经验值或者仿真，预先计算每一种发射相关参数所对应的执行ML检测算法的复杂度与产生的性能指标，并采用表格等方式将存储在接收机中，待接收机在具体执行过程中获取到发射机当前使用的发射相关参数时，可以通过查表方式直接获取对应的执行ML检测算法的复杂度与产生的性能指标。
例如，对于一个发送端采用M层空间复用传输，接收端采用N根接收天线的传输系统，假设调制阶数为L(集合C的调制符号个数为2L)，发射天线数为M，当采用ML检测算法时，根据公式六，则ML检测算法的复杂度为
2LM×NM次复数乘法，2LM×NM次复数加法。
公式六
其中，绝对复杂度门限可以为线性256×NM；相对复杂度门限可以为线性MMSE检测算法复杂度的10倍等。
又例如，可以采用蒙特卡罗仿真方法获取ML检测算法的性能及相对于线性检测算法的性能指标。
在上述实施例中，通过公式六可以看出：ML检测算法的复杂度随着空间复用传输的层数M(也可以称之为并行传输的数据流数)的增长而指数增长，随着调制阶数L的增长而指数增长，随着接收天线数N的增长而线性增长。
另外，ML检测算法相对于线性检测方法的性能指标随着空间复用传输的层数M(也可以称之为并行传输的数据流数)的增加而增加，随着调制阶数的增加而降低，随着编码效率的增加而降低，随着信道空间相关性的增加而增加。并且无线通信系统中一般在调制阶数大于某一门限时，才会使用空间复用传输。
基于以上特点，实际应用中，可以针对上述各参数设置不同的门限来确保无线通信系统在复杂度和性能指标之间达到均衡，因此，还可以采用下述第二种判定方法来判断是否开启ML检测算法。
第二种判定方法为：
第一类方式：接收机基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第二流数门限且小于预设的第三流数门限；
其中，所谓空间复用模式是指利用空间信道的弱相关性，在多个独立的空间信道上传递不同的数据流的多天线传输模式；第一流数门限≤第二流数门限<第三流数门限；
发射机的调制阶数小于预设的第一调制阶数门限，或者，发射机的调制阶数大于预设的第二调制阶数门限且小于预设的第三调制阶数门限；其中，第二调制阶数门限<第三调制阶数门限≤第一调制阶数门限；
发射机的编码效率小于预设的第一编码效率门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第一空间信道相关性门限；其中，
所谓的空间信道相关性是通过信道矩阵H获取的，一种可能的计算方法是根据信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值获取。
第二类方式：接收机基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第五流数门限且小于预设的第六流数门限；其中，第四流数门限≤第五流数门限<第六流数门限；
其中，所谓空间复用模式是指利用空间信道的弱相关性，在多个独立的空间信道上传递不同的数据流的多天线传输模式。
发射机的调制编码模式(Modulation and Coding Scheme，MCS)等级小于预设的第一MCS等级门限，或者，发射机的调制编码模式大于预设的第二MCS编码等级且小于预设的第三MCS编码等级；其中，第二MCS等级门限<第三MCS等级门限≤第一MCS等级门限。
发射机的空间信道相关性大于预设的第二空间信道相关性门限；其中，所谓的空间信道相关性是通过信道矩阵H获取的，一种可能的计算方法是根据信道矩阵H的最大特征值与最小特征值的比值获取。
在使用第二种判定方法时，较佳的，可以在无线通信系统是非LTE系统的情况下，针对调制阶数和编码效率分别设置相应的判定条件来判断是否开启ML检测算法，而在无线通信系统是LTE系统的情况下，针对调制阶数和编码效率统一设置相应的判定条件(即MCS等级)来判断是否开启ML检测算法，两种情况下均参考了发射相关参数中的调制方式和编码方式，只是应用方式不同，在此不再赘述。进一步地，采用第二种判定方法进行判定时，也可以不考虑系统的通信制式，即无论是否为LTE系统均可以采用第二种判定方法中的任意一类方式进行判定，在此亦不再赘述。
关于MCS等级对应的调制及编码效率可以参见标准36.213，表1中仅给出了MCS等级与调制阶数Qm信编码效率的关系的一种举例。ITBS越大，对应的传输块长度(Transportblock size，TBS)越大，编码效率越高，TBS的大小也可以参见标准36.213。
表1
另一方面，在使用第二种判定方法时，同一参量在第一类方式和第二类方式下对应的判定门限可以相同，也可以不相同。例如，在第一类方式下，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限时，判定开启ML检测算法，而在第二类方式下，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限时，判定开启ML检测算法；其中，第一流数门限和第四流数门限的取值可以相同，也可以不相同。其他参量均可以相同方式设置，在此不再一一赘述。
下面以LTE系统为例，结合具体的场景对上述实施例作出进一步详细介绍。
在LTE系统中，接收机针对物理下行共享信道(物理下行共享信道，PhysicalDownlink Shared Channel，PDSCH)进行检测，并根据检测结果判断是否满足ML检测算法开启条件，参阅图2所示，具体过程如下：
步骤200：接收机判断PDSCH采用的传输模式是否为空间复用模式，且空间复用传输的数据流数>2？若是，则执行步骤210；否则，执行步骤240。
本发明实施例中，接收机可以通过接收物理下行控制信道(Physical DownlinkControl Channel，PDCCH)获取发射机的在PDSCH上采用的传输模式及传输层数，并根据发射机的传输模式及传输层数确定并行传输流数(即空间复用传输的数据流数。
在步骤200中，2即为步骤100－步骤130中提及的预设的第四流数门限。
步骤210：接收机判断PDSCH的MCS等级是否满足：9<PDSCH的MCS等级<17？若是，则执行步骤220；否则，执行步骤240。
根据表1可以看出：9<PDSCH的MCS等级<17，表示调制阶数为4，采用16QAM调制。
在步骤210中，9即为步骤100－步骤130中提及的第二MCS等级门限，17即为步骤100－步骤130中提及的第三MCS等级门限。
步骤220：接收机判断PDSCH的空间信道相关性值是否大于2，其中，2表示空间信道相关性为中相关性；若是，则执行步骤230；否则，执行步骤240。
在步骤220中，2即为步骤100－步骤130中提及的第二空间信道相关性门限。
步骤230：接收机判定满足ML检测算法的开启条件，则使用ML检测算法进行信号检测。
而在采用ML检测算法时，接收机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，最大似然准则可由公式五表示，
其中，对于发射机采用M层空间复用传输，接收机采用N根接收天线的传输系统而言，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Mc为星座符号个数，每个符号包含Mb＝log2(Mc)比特，则CM为M个来自集合C的元素组成的向量的集合。
步骤240：接收机判定不满足ML检测算法的开启条件，则使用线性检测算法进行信号检测。
在采用线性检测算法时，首先对接收信号采用公式二进行线性变换，然后对变换后的接收信号进行解调得到检测数据：
其中，对于一个发射机采用M层空间复用传输，接收端采用N根接收天线的传输系统而言，y为N×1的接收向量，w为线性变换矩阵，也可称为信道均衡矩阵。
当采用MMSE线性检测算法时，线性变换(也可称之为信道均衡)矩阵如公式三所示：
其中，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Mc为星座符号个数，每个符号包含Mb＝log2(Mc)比特，HH为H的转置共轭矩阵，σ2为噪声功率，可以通过信道估计方法获得，IN为N阶单位阵。
当采用迫零(Zero Forcing，ZF)线性检测算法时，线性变换(也可称之为信道均衡)矩阵如公式四所示：
w＝H-1 公式四
本实施例中，线性变换矩阵w也可为其他信道矩阵H的变换形式。
在上述实施例中，由于网络环境会随时变化，因此，较佳的，接收机需要按照设定的周期获取发射机的发射相关参数，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件，这样，每隔一段时间，接收机便会针对无线通信系统当前适用的检测算法执行一次判定，从而可以随时在ML检测算法和线性检测算法之间进行切换，以适应当前的网络环境。
基于上述实施例，参阅图3所示，本发明实施例中，接收机包括判断单元30、ML检测单元31和线性检测单元32，其中，
判断单元30，用于获取发射机的发射相关参数，该发射相关参数包括发射机的多天线传输模式、调制方式、编码方式和信道矩阵中的一种或任意组合，以及基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件；
ML检测单元31，用于在确定满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用ML检测算法进行信号检测；
线性检测单元32，用于在确定不满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用线性检测算法进行信号检测。
判断单元30具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度以及获得使用ML检测算法产生的性能指标，并根据计算结果判断是否满足：上述复杂度小于预设的复杂度门限，且上述性能指标大于预设的性能门限；若是，则判定满足预设的ML检测算法的开启条件，否则，判定获得的发射相关参数不满足预设的ML检测算法的开启条件。
判断单元30具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的绝对复杂度；或者，获得执行ML检测算法相较于执行线性检测算法的相对复杂度；
基于发射机的发射相关参数获得使用ML检测算法产生的性能指标时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法产生的绝对性能参数；或者，计算执行ML检测算法相较执行线性检测算法产生的相对性能指标。
所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限；
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第二流数门限且小于预设的第三流数门限；
发射机的调制阶数小于预设的第一调制阶数门限；
发射机的调制阶数大于预设的第二调制阶数门限且小于预设的第三调制阶数门限；
发射机的编码效率小于预设的第一编码效率门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第一空间信道相关性门限。
所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限；
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第五流数门限且小于预设的第六流数门限；
发射机的调制编码模式MCS等级小于预设的第一MCS等级门限；
发射机的调制编码模式大于预设的第二MCS编码等级且小于预设的第三MCS编码等级；
发射机的空间信道相关性大于预设的第二空间信道相关性门限。
判断单元30进一步用于：
按照设定的周期获取发射机的发射相关参数，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件。
参阅图4所示，本发明实施例中，接收机包括处理器40，其中，
处理器40，用于获取发射机的发射相关参数，该发射相关参数包括发射机的多天线传输模式、调制方式、编码方式和信道矩阵中的一种或任意组合，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件；以及在确定满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用ML检测算法进行信号检测，在确定不满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用线性检测算法进行信号检测。
在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，处理器40具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度以及获得使用ML检测算法产生的性能指标，并根据计算结果判断是否满足：复杂度小于预设的复杂度门限，且性能指标大于预设的性能门限；若是，则判定满足预设的ML检测算法的开启条件，否则，判定获得的发射相关参数不满足预设的ML检测算法的开启条件。
在基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度时，处理器40具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的绝对复杂度；或者，获得执行ML检测算法相较于执行线性检测算法的相对复杂度；
基于发射机的发射相关参数获得使用ML检测算法产生的性能指标时，处理器具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法产生的绝对性能参数；或者，计算执行ML检测算法相较执行线性检测算法产生的相对性能增益。
在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，处理器40具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第二流数门限且小于预设的第三流数门限；其中，第一流数门限<第二流数门限≤第三流数门限；
发射机的调制阶数小于预设的第一调制阶数门限，或者，发射机的调制阶数大于预设的第二调制阶数门限且小于预设的第三调制阶数门限；其中，第二调制阶数门限<第三调制阶数门限≤第一调制阶数门限；
发射机的编码效率小于预设的第一编码效率门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第一空间信道相关性门限。
在基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，处理器40具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第五流数门限且小于预设的第六流数门限；其中，第四流数门限≤第五流数门限<第六流数门限；
发射机的调制编码模式MCS等级小于预设的第一MCS等级门限，或者，发射机的调制编码模式大于预设的第二MCS编码等级且小于预设的第三MCS编码等级；其中，第二MCS等级门限<第三MCS等级门限≤第一MCS等级门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第二空间信道相关性门限。
处理器40进一步用于：
按照设定的周期获取发射机的发射相关参数，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件。
综上所述，本发明实施例中，提出了一种无线通信系统中信号检测方法，即无线通信系统中的接收机采用预设的机制判断当前网络环境是否满足ML检测算法的开启条件，若是，则采用ML检测算法进行信号检测；否则，采用线性检测算法进行信号检测，这样，便在无线通信系统中引入了ML检测算法开启条件的判断机制，从而使得接收机能够根据检测场景在ML检测算法与线性检测算法之间进行灵活切换，进而在满足检测性能需求和降低实现复杂度之间实现最优兼容。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
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以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于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的装置。
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实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例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 (12)

1.一种信号检测方法，其特征在于，包括：
接收机获取发射机的发射相关参数，该发射相关参数包括发射机的多天线传输模式、调制方式、编码方式和信道矩阵中的一种或任意组合；
通过判断执行ML检测算法的复杂度是否小于预设的复杂度门限，且使用ML检测算法产生的性能指标是否大于预设的性能门限，来判断是否满足预设的最大似然ML检测算法的开启条件；其中，所述复杂度、所述性能指标是基于发射机的发射相关参数获得的；或
通过判断所述发射相关参数中的各参数是否满足对应的门限，来判断是否满足预设的最大似然ML检测算法的开启条件；其中，所述各参数为所述发射机的传输模式为空间复用模式下的空间复用并行传输的数据流数、所述发射机的调制阶数/调制编码模式MCS等级、编码效率、空间信道相关性中的一种或任意组合；
若满足预设的最大似然ML检测算法的开启条件，则采用ML检测算法进行信号检测，否则，采用线性检测算法进行信号检测。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过判断执行ML检测算法的复杂度是否小于预设的复杂度门限，且使用ML检测算法产生的性能指标是否大于预设的性能门限，来判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件，包括：
若所述复杂度小于预设的复杂度门限，且所述性能指标大于预设的性能门限，则判定满足预设的ML检测算法的开启条件，否则，判定获得的发射相关参数不满足预设的ML检测算法的开启条件。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，接收机基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度，包括：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的绝对复杂度；或者，获得执行ML检测算法相较于执行线性检测算法的相对复杂度；
接收机基于发射机的发射相关参数获得使用ML检测算法产生的性能指标，包括：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法产生的绝对性能参数；或者，计算执行ML检测算法相较执行线性检测算法产生的相对性能增益。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过判断所述发射相关参数中的各参数是否满足对应的门限，来判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件，包括：
接收机基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第二流数门限且小于预设的第三流数门限；其中，第一流数门限<第二流数门限≤第三流数门限；
发射机的调制阶数小于预设的第一调制阶数门限，或者，发射机的调制阶数大于预设的第二调制阶数门限且小于预设的第三调制阶数门限；其中，第二调制阶数门限<第三调制阶数门限≤第一调制阶数门限；
发射机的编码效率小于预设的第一编码效率门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第一空间信道相关性门限。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过判断所述发射相关参数中的各参数是否满足对应的门限，来判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件，包括：
接收机基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第五流数门限且小于预设的第六流数门限；其中，第四流数门限≤第五流数门限<第六流数门限；
发射机的调制编码模式MCS等级小于预设的第一MCS等级门限，或者，发射机的调制编码模式大于预设的第二MCS编码等级且小于预设的第三MCS编码等级，其中，第二MCS等级门限<第三MCS等级门限≤第一MCS等级门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第二空间信道相关性门限。
6.如权利要求1－5任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
接收机按照设定的周期获取发射机的发射相关参数，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件。
7.一种信号检测装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于获取发射机的发射相关参数，该发射相关参数包括发射机的多天线传输模式、调制方式、编码方式和信道矩阵中的一种或任意组合，并通过判断执行ML检测算法的复杂度是否小于预设的复杂度门限，且使用ML检测算法产生的性能指标是否大于预设的性能门限，来判断是否满足预设的最大似然ML检测算法的开启条件；其中，所述复杂度、所述性能指标是基于发射机的发射相关参数获得的；或，通过判断所述发射相关参数中的各参数是否满足对应的门限，来判断是否满足预设的最大似然ML检测算法的开启条件；其中，所述各参数为所述发射机的传输模式为空间复用模式下的空间复用并行传输的数据流数、和所述发射机的调制阶数/调制编码模式MCS等级、和编码效率、空间信道相关性中的一种或任意组合；
ML检测单元，用于在确定满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用ML检测算法进行信号检测；
线性检测单元，用于在确定不满足预设的ML检测算法的开启条件时，采用线性检测算法进行信号检测。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，通过判断执行ML检测算法的复杂度是否小于预设的复杂度门限，且使用ML检测算法产生的性能指标是否大于预设的性能门限，来判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述判断单元具体用于：
若所述复杂度小于预设的复杂度门限，且所述性能指标大于预设的性能门限，则判定满足预设的ML检测算法的开启条件，否则，判定获得的发射相关参数不满足预设的ML检测算法的开启条件。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，在基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的复杂度时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法的绝对复杂度；或者，获得执行ML检测算法相较于执行线性检测算法的相对复杂度；
基于发射机的发射相关参数获得使用ML检测算法产生的性能指标时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数获得执行ML检测算法产生的绝对性能参数；或者，计算执行ML检测算法相较执行线性检测算法产生的相对性能增益。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，通过判断所述发射相关参数中的各参数是否满足对应的门限，来判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第一流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第二流数门限且小于预设的第三流数门限；其中，第一流数门限<第二流数门限≤第三流数门限；
发射机的调制阶数小于预设的第一调制阶数门限，或者，发射机的调制阶数大于预设的第二调制阶数门限且小于预设的第三调制阶数门限；其中，第二调制阶数门限<第三调制阶数门限≤第一调制阶数门限；
发射机的编码效率小于预设的第一编码效率门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第一空间信道相关性门限。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，通过判断所述发射相关参数中的各参数是否满足对应的门限，来判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件时，所述判断单元具体用于：
基于发射机的发射相关参数判断满足以下条件中的一种或任意组合时，判定满足预设的ML检测算法的开启条件：
发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第四流数门限，或者，发射机的传输模式为空间复用模式，且空间复用并行传输的数据流数大于预设的第五流数门限且小于预设的第六流数门限；其中，第四流数门限≤第五流数门限<第六流数门限；
发射机的调制编码模式MCS等级小于预设的第一MCS等级门限，或者，发射机的调制编码模式大于预设的第二MCS编码等级且小于预设的第三MCS编码等级；其中，第二MCS等级门限<第三MCS等级门限≤第一MCS等级门限；
发射机的空间信道相关性大于预设的第二空间信道相关性门限。
12.如权利要求7－11任一项所述的装置，其特征在于，所述判断单元进一步用于：
按照设定的周期获取发射机的发射相关参数，并基于获得的发射相关参数判断是否满足预设的ML检测算法的开启条件。
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