CN109039539B - 候选星座点集合生成方法及mimo空间复用检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种星座图的候选实数集合汇总的生成方法。首先对星座图中每个实数根据裂变规则产生一个候选实数集合，汇总起来就是候选实数集合汇总。再对于每一个硬判决结果，执行以下步骤：(1)将硬判决结果放入候选星座点集合；(2)从候选实数集合汇总中，找到对应硬判决实部和虚部的两个候选实数集合，即硬判决的实部候选实数集合和硬判决的虚部候选实数集合；(3)将硬判决的实部候选实数集合与硬判决的虚部进行组合，产生的星座点放入候选星座点集合；和/或将硬判决的实部与硬判决的虚部候选实数集合进行组合，产生的星座点放入候选星座点集合。本发明将星座图变换为候选实数集合汇总，使得生成候选星座点集合简单方便，检测装置延时小。

Description

候选星座点集合生成方法及MIMO空间复用检测方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种候选星座点集合的生成方法以及多输入多输出(MIMO)系统中检测方法及装置。
背景技术
现今无线通信技术，多输出多输出(MIMO)的多天线传输技术应用十分广泛，尤其是空间复用(Sptial multiplexing)技术。在同一时间与频带下，空间复用是利用空间维度增加传输数据量，以此加强无线通信的吞吐率。但是因为多径信道的缘故，各空间流数据会在接收端相互干扰，所以需要利用检测技术(Detection)从空间流互相干扰中抽取或还原信号。
目前，检测技术大致分为有线性检测(Linear Detection)、非线性检测(Non-linear Detection)、最大似然检测(Maximum Likelihood Detection，MLD)、近似最大似然检测(Near Maximum Likelihood Detection)等。线性检测的主要代表方法有迫零(Zero-Forcing，ZF)检测与最小均方误差(Minimum mean-squared-error，MMSE)检测。这类线性检测技术是塑造近似于多径信道矩阵的逆矩阵，抵消多径信道矩阵，对空间流进行解扰。线性检测技术存在实现难度低的优势，但是性能欠佳。非线性检测技术则是ZF与MMSE的基础上，进行分层次去干扰(Sucessive Interference Cancellation)，性能与复杂度有轻微提升。最大似然检测是一种高性能检测技术，可以使系统获得最佳的误码率性能，但是复杂度极高，遍历式搜索因其非确定性多项式(NP)运算复杂度在实际系统中往往难以实现或不能实现。近似最大似然检测则是牺牲适当的性能损失，换取较低复杂度，利于工程实现。其中一种较为广泛研究的检测技术是球形译码检测(Sphere Detection)。但是，近似最大似然检测技术依然普遍存在复杂度高、性能损失严重、与信道编码结合时对数似然比LLR(likelihood Rate)缺失或者不准确而导致解码性能下降等问题。
发明内容
因此，本发明提出一种新的简化最大似然检测技术，不仅可以克服LLR缺失或者不准确导致的性能下降问题，也相当有效地降低复杂度和延时，适合在ASIC上实现。最重要的是，相比于最大似然检测性能，性能损失轻微。
一方面，本发明提供一种候选星座点集合的生成方法，包括步骤：(1)将硬判决结果放入所述候选星座点集合；(2)找到距离硬判决结果实部对应位置比特相反的、同时距离硬判结果实部最近的实部，和硬判决结果的虚部组合起来放入所述候选星座点集合；和/或(3)找到距离硬判结果虚部对应位置比特相反的、同时距离硬判结果虚部最近的虚部，和硬判决的实部组合起来放入所述候选星座点集合。
此外，为了增加候选星座点集合中的星座点，还可以包括步骤：(4)除了所述步骤(1)、(2)和/或(3)得到的星座点之外，找到距离所述硬判决结果最近的P个星座点，放入所述候选星座点集合；其中所述P<＝(实部映射比特数+虚部映射比特数)∧2。
此外，增加星座点的方法还可以是：其中所述步骤(2)中产生实部候选实数集合；其中所述步骤(3)中产生虚部候选实数集合；那么还包括步骤：(4)将所述实部候选实数集合中的所有元素或部分元素和所述虚部候选实数集合中的所有元素或部分元素，组合起来放入所述候选星座点集合。
另一方面，本发明提供一种星座图的候选实数集合汇总的生成方法，对所述星座图中每个实数执行裂变步骤：找到距离所述实数对应位置比特相反的、同时距离所述实数最近的实部/虚部；其中对所述星座图中一个实数的裂变，产生一个所述实数的候选实数集合，对所述星座图中所有实数分别产生的候选实数集合，汇总起来则是所述候选实数集合汇总。
优选地，在每个候选实数集合中，将距离所述实数最近的M个候选实数元素标记出来，其中M＜所述实数集合的元素个数。
另一方面，本发明提供另一种候选星座点集合的生成方法，对于每一个硬判决结果，执行以下步骤：(1)将所述硬判决结果放入所述候选星座点集合；(2)从候选实数集合汇总中，找到对应所述硬判决实部和虚部的两个候选实数集合，即硬判决的实部候选实数集合和硬判决的虚部候选实数集合；(3)将所述硬判决的实部候选实数集合与所述硬判决的虚部进行组合，产生的星座点放入所述候选星座点集合；和/或将所述硬判决的实部与所述硬判决的虚部候选实数集合进行组合，产生的星座点放入所述候选星座点集合。
优选地，为了增加星座点，将所述实部候选实数集合中的所有元素或部分元素和所述虚部候选实数集合中的所有元素或部分元素，组合起来放入所述候选星座点集合。
优选地，在每个候选实数集合中，将距离所述实数最近的M个候选实数元素标记出来，其中M<所述实数集合的元素个数。
优选地，为了增加星座点，(4)将所述硬判决的实部候选实数集合中的M个标记的候选元素，与所述硬判决的虚部候选实数集合中的M个标记的候选元素，进行组合得到的星座点放入所述候选星座点集合。
另一方面，本发明还提供一种多输入多输出MIMO空间复用的检测方法，包括：步骤01，进行预检测，得到预检测符号
Figure BDA0001752305430000041
NT为发送空间流个数；步骤02，对所述预检测的符号进行硬判决，找出最相近的星座点，即硬判决结果
Figure BDA0001752305430000042
NT为发送空间流个数；步骤03，根据各空间流符号
Figure BDA0001752305430000048
的硬判决结果
Figure BDA0001752305430000043
根据上述候选星座点集合的生成方法产生各空间流的候选星座点集合；步骤04，根据各空间流的候选星座点集合，为各个候选星座点元素计算l2-norm距离，并且更新每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离；步骤05，根据每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离，计算出每个比特的LLR值。
另一方面，本发明还提供一种多输入多输出MIMO空间复用的检测装置，包括：候选实数集合汇总部分，其被配置以根据星座图产生候选实数集合汇总；预检测部分，其被配置以进行预检测，得到预检测符号
Figure BDA0001752305430000044
l∈{1,2,...,NT}，NT为发送空间流个数；硬判决部分，其被配置以对所述预检测符号进行硬判决，找出最相近的星座点，即硬判决结果
Figure BDA0001752305430000045
NT为发送空间流个数；生成候选星座点集合部分，其被配置以根据各空间流符号
Figure BDA0001752305430000046
的硬判决结果
Figure BDA0001752305430000047
根据候选实数集合汇总部分而产生各空间流的候选星座点集合；l2-norm计算部分，其被配置以根据各空间流的候选星座点集合，为各个候选星座点元素计算l2-norm距离，并且更新每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离；LLR计算部分，其被配置以根据每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离，计算出每个比特的LLR值。
附图说明
为了更完整地理解本发明，下面结合附图对本发明的优选实施例做详细描述。
图1是一个使用空间复用的典型MIMO无线系统的模块示意图。
图2是根据本发明一个实施例的MIMO检测单元的示意图。
图3是与图2相对应的MIMO检测方法流程示意图。
图4-图11显示使用256QAM调制的格雷映射星座图；其中图4-图7显示第一空间流的裂变组合(候选星座点集合)过程，图8-图11显示第二空间流的裂变组合(候选星座点集合)过程。
图12显示l2-norm距离计算和LLR计算过程。
图13显示根据裂变规则产生的第一空间流的实部的候选实数集合、虚部的候选实数集合。
图14-图17详细描述如何通过图13来生成第一空间流的候选星座点集合。
图18显示根据裂变规则产生的第二空间流的实部的候选实数集合、虚部的候选实数集合。
图19-图22详细描述如何通过图18来生成第二空间流的候选星座点集合。
图23显示256QAM调制的候选实数集合汇总图。
图24显示根据本发明一实施例的第一空间流的基于硬判决结果的候选实数集合实例。
图25显示根据本发明一实施例的第二空间流的基于硬判决结果的候选实数集合实例。
图26显示根据本发明一实施例的第三空间流的基于硬判决结果的候选实数集合实例。
图27是根据本发明另一个实施例的MIMO检测单元的示意图。
图28是与图27相对应的MIMO检测方法流程示意图。
图29显示BPSK调制方式的候选实数集合汇总图。
图30显示QPSK调制方式的候选实数集合汇总图。
图31显示16QAM调制方式的候选实数集合汇总图。
图32显示64QAM调制方式的候选实数集合汇总图。
具体实施方式
图1是一个使用空间复用的典型MIMO无线系统的模块示意图。发射机100包括信道编码模块102、串并转换模块103、正交调制器104。信道编码模块102将输入比特{ai,k}进行编码，串并转换模块103将编码后的比特{bi,k}进行分组，得到每个发射天线所需要的比特集合{c1,i,k}、{c2,i,k}、…、{cNt,i,k}，正交调制器104将比特集合调制成调制符号s1,k、s2,k、…、sNt,k，通过天线At1、At2、…、AtNt组成的发射天线阵发射出去。正交调制器104进行符号调制，使每个星座点的同相/正交(I/Q)部分与两个相位为90度的载波信号进行调制。正交调制方案的例子有正交幅度调制(QAM)、正交相移键控(QPSK)、正交幅移键控(QASK)等。
假设多径信道为平衰弱(Flat Fading)，噪声为高斯白噪声(Guassian WhiteNoise)，发射端天线数(空间流)为NT，接收端天线数为NR，信道信息准确被估计；接收信号模型可使用以下公式表示：
Yk＝HkSk+Zk
Figure BDA0001752305430000071
其中，yi,k表示第i接收天线的第k符号；sl,k表示为第l空间流的第k符号；hi,l,k表示为第i接收天线第l空间流第k符号的信道值；zi,k为第i接收天线的第k符号的噪声值；下标k是时间维度,意思是这些过程在时间上是重复进行的。公式中的下标k也可以删除，删除下标k后的公式表示某一时刻的接收信号模型，并不影响公式的准确性。
在接收机101，从接收信号y1,k、y2,k、…、yNR,k中估计输入比特的第一步就是通过MIMO检测单元105获得每个发射天线的比特集合中的每一个比特的对数似然比{LLR(c1,i,k)}、{LLR(c2,i,k)}、…、{LLR(cNt,i,k)}。然后由并串转换模块106进行合并得到{b'i,k}，并通过信道解码模块107执行前向纠错(FEC)以得到输入比特的估计值{a'i,k}。MIMO检测单元105上的检测过程，某种程度上决定了MIMO系统的复杂度和性能。最大似然检测MLD就是遍历式搜索所有星座点，运算复杂度极高，在实际系统中往往难以实现或不能实现。本发明提供一种简化的最大似然检测技术。
图2是根据本发明一个实施例的MIMO检测单元的示意图。如图2所示，本发明的MIMO检测单元200包括六个部分：预检测部分201、硬判决部分202、生成候选星座点集合部分203、L2-norm计算部分204、LLR计算部分205、星座图部分206。请注意，星座图部分206并不一定要包含在MIMO检测单元200内,星座图部分206也可以位于接收端的其他部件如信道估计、相位校正等单元内，用于为MIMO检测提供信息，本发明并不限制星座图部分206一定位于MIMO检测单元200内。
图3是根据本发明实施例的与图2相对应的MIMO检测方法流程示意图。如图2和图3所示，根据本发明实施例对MIMO符号进行检测的方法包括如下步骤。
步骤301：在预检测部分201中进行预检测。
在此步骤，可以采用任一种MIMO检测方法来进行预检测，例如利用简易的线性检测、非线性检测支持的检测技术，预先抽取或还原符号。至于采用何种技术作为预检测方法，可以根据设计规格要求去做选择。
步骤302：在硬判决部分202，对预检测的符号进行硬判决，找出最相近的星座点，即硬判决结果。
在此步骤，硬判决是根据预检测的结果来判定最有可能的发送符号(如欧式距离最小的那个发送符号)。以BPSK调制为例,其发送集合为{-1,+1},由于噪声的影响,按照步骤301的检测方式,可能得到第一个空间流在第一个符号的检测值为
Figure BDA0001752305430000081
这时,由于发送的符号只有{-1,+1}两种可能,那么认为发送信号更有可能是+1,即硬判决结果为+1。
步骤303：在生成候选星座点集合部分203，根据各空间流符号的硬判决星座点，基于星座图部分206，产生各自需要的候选星座点集合。
此步骤可以认为是一个裂变过程。在每个空间流的硬判决之后，都会找到一个与预检测结果距离最近的那个符号，然后基于该硬判决星座点，根据本发明的裂变规则，生成一个候选星座点集合。本发明的裂变规则如下：
1、将所述步骤302的硬判决结果放入所述候选星座点集合；
2、找到距离所述硬判决结果实部对应位置比特相反的、同时距离硬判结果实部最近的实部(产生的集合称为实部的候选实数集合)，和硬判决结果的虚部组合起来放入候选星座点集合；
3、找到距离所述硬判结果虚部对应位置比特相反的、同时距离硬判结果虚部最近的虚部(产生的集合称为虚部的候选实数集合)，和硬判决的实部组合起来放入候选星座点集合。
4、在上述规则1、2、3的基础上增加候选星座点，个数和规则可以自定义，本发明举例采用的规则是除去上述规则1、2、3所包含的星座点之外,由实部/虚部实数集合组合成的距离硬判结果最近的4个星座点。
裂变过程的细节将在下面进行详细描述。
此外，尽管上述裂变规则/过程是以一个连续的顺序来描述的，但该过程也可以是其他的顺序工作。换句话说，这里描述的步骤序列或顺序并不一定要按该顺序来执行步骤。可以以实际的任何顺序执行这里描述的过程和步骤。此外，一些步骤也可以同时进行。
为了更好地理解本发明，在以下的优选实施例中，裂变过程是包含了规则1、2、3、4的。但是应当理解，上述裂变规则/过程中的规则2、规则3是“2和/或3”的关系，也就是说，在一个实施例中，可以包含规则2而没有规则3；在另一个实施例中，可以包含规则3而没有规则2；在又一个实施例中，可以包含规则2和规则3。此外，规则2和3的执行顺序并不一定要按该顺序来执行步骤。可以以实际的顺序执行，也可以同步进行。
此外，规则4也可以省略不要。
步骤304：在l2-norm计算部分204，根据各空间流的候选星座点集合，为各个候选星座点计算L2-norm距离，并且更新每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离。
在此步骤，各空间流依据自己的候选星座点集合，独自并行或串行地计算l2-norm距离。并行计算是指，该发明在确定完候选星座点集合后，后续的计算在实现上是支持并行开展的，互不依赖与影响。当然也可以串行，取决于时间优先还是资源优先(串行意味着更少的计算资源以及更大的延迟)，但是有些简化算法在原理上只能采用串行。这里，l2-norm是指欧氏距离的平方。
步骤305：在LLR计算部分206，根据每个比特的“0”和“1”的最小L2-norm距离，计算出每个比特的LLR值，经过并串转换后最终输出到信道解码模块。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。该实施例以两层MIMO系统、且调制方式为256QAM为例，对本发明提供的简化最大似然检测方法进行说明。
在一个实施例中，空间复用MIMO系统包括2×2天线阵构造。假设多径信道为平衰弱(Flat Fading)，噪声为高斯白噪声(Guassian White Noise)，发射端为两空间流，接收端为两天线，信道信息准确被估计，接收信号模型可使用以下公式表示：
Yk＝HkSk+Zk
Figure BDA0001752305430000101
其中，yi,k表示第i接收天线的第k符号；sl,k表示为第l空间流的第k符号；hi,l,k表示为第i接收天线第l空间流第k符号的信道值；zi,k为第i接收天线的第k符号的噪声值；下标k是时间维度。
预检测步骤301：
在此步骤，可以采用任一种MIMO检测方法来进行预检测，例如利用简易的线性检测、非线性检测、或者格基规约LLL算法支持的检测技术，预先抽取或还原符号。至于采用何种技术作为预检测方法，可以根据设计规格要求去做选择。在此实施例中，举例使用迫零检测(ZF Detection)，可用以下公式表示：
Figure BDA0001752305430000102
Figure BDA0001752305430000103
Figure BDA0001752305430000104
其中，
Figure BDA0001752305430000105
表示为第l空间流的第k被检测符号；Wk表示为第k符号的迫零检测矩阵；Hk表示第k符号的MIMO信道矩阵；[·]-1表示矩阵或向量的逆；[·]H表示矩阵或向量的共轭转置。
假设预检测
Figure BDA0001752305430000106
是-14.5-j·12.7；在第二个空间流，假设预检测
Figure BDA0001752305430000107
是+12.5-j·0.7。
硬判决步骤302：
对预检测的符号进行硬判决，找出最相近的星座点，即硬判决结果。
在此实施例中，在第一空间流，预检测
Figure BDA0001752305430000111
是-14.5-j·12.7；在第二个空间流，预检测
Figure BDA0001752305430000117
是+12.5-j·0.7，那么硬判决结果就是第一空间流的符号：
Figure BDA0001752305430000113
和第二空间流的符号：
Figure BDA0001752305430000114
其中，
Figure BDA0001752305430000115
表示为第l空间流第k硬判决符号的实部；
Figure BDA0001752305430000116
表示为第l空间流第k硬判决符号的虚部。
生成候选星座点集合步骤303：
如上所述，此步骤可以认为是一个裂变过程。在上述硬判决步骤之后，基于硬判决结果的星座点，根据本发明的裂变规则，从星座图中生成一个候选星座点集合，因此该裂变规则也称候选星座点集合规则。裂变规则如下：
1、将所述步骤302的硬判决结果放入候选星座点集合；
2、找到距离所述硬判决结果实部对应位置比特相反的、同时距离硬判结果实部最近的实部(产生的集合称为实部的候选实数集合)，和硬判决结果的虚部组合起来放入候选星座点集合；
3、找到距离所述硬判结果虚部对应位置比特相反的、同时距离硬判结果虚部最近的虚部(产生的集合称为虚部的候选实数集合)，和硬判决的实部组合起来放入候选星座点集合。
4、在上述规则1、2、3的基础上增加候选星座点，个数和规则可以自定义，本发明举例采用的规则是除了上述规则1、2、3所包含的星座点之外,由实部/虚部实数集合组合成的距离硬判结果最近的4个星座点。本发明举例采用的规则4可以通过如下方式实现：实部的候选实数集合中距离硬判决结果实部最近的两个实数作为实部，虚部的候选实数集合中距离硬判决结果虚部最近的两个实数作为虚部，两者排列组合形成4个星座点。
接下来通过具体例子来详细解释本发明的裂变规则。
在此实施例中，有两个空间流，使用256QAM调制。图4-图11显示格雷映射星座图，对于256QAM调制，实部和虚部各4个比特，那就是实部和虚部都是4位格雷码，一个星座点由8位格雷码表示，前4位格雷码表示实部，后4位格雷码表示虚部，横轴为实部I，纵轴为虚部Q。
图4-图7显示第一空间流的裂变组合(候选星座点集合)过程。图8-图11显示第二空间流的裂变组合(候选星座点集合)过程。
如上所述，第一个空间流的硬判决结果为
Figure BDA0001752305430000121
根据规则1，将硬判决结果为-15-j·13放入候选星座点集合，得到{-15-j·13}。如图4所示，该硬判决结果的星座点-15-j·13在图4中用粗线方框标示出来。
根据规则2，硬判决结果实部为-15，-15对应的是0000(格雷码)，找到实部比特为xxx1、同时离-15最近的实部为-13；找到比特为xx1x、同时离-15最近的实部为-11；找到实部比特为x1xx、同时离-15最近的实部为-7；找到实部比特为1xxx、同时离-15最近的实部为+1。四个值和虚部组合，得到四个星座点{-13-j·13，-11-j·13，-7-j·13，+1-j·13}。如图5所示，根据规则2得到的四个星座点用细线方框标示出来。
其中，规则2产生的实数集合{-13，-11，-7，+1}称为实部的候选实数集合。将距离硬判决结果实部-15最近的两个实数-13、-11放在候选实数集合的最前面，即候选实数集合中的前两个候选实数元素。这个实部的候选实数集合的作用将在下面详细描述。
根据规则3，硬判决结果虚部为-13，-13对应的格雷码是0001，找到虚部比特为xxx0、同时离-13最近的虚部为-15；找到虚部比特为xx1x、同时离-13最近的虚部为-11；找到虚部比特为x1xx、同时离-13最近的虚部为-7；找到虚部比特为1xxx、同时离-13最近的虚部为+1。四个值和实部组合，得到另外四个星座点{-15-j·15，-15-j·11，-15-j·7，-15+j·1}。如图6所示，根据规则3得到的四个星座点用双线方框标示出来。
其中，规则3产生的实数集合{-15，-11，-7，+1}称为虚部的候选实数集合。将距离硬判决结果虚部-13最近的两个实数-15、-11放在候选实数集合的最前面，即候选实数集合中的前两个候选实数元素。这个虚部的候选实数集合的作用将在下面详细描述。
根据规则4，已知硬判决结果-15-j·13，增加四个距离硬判决结果-15-j·13最近的星座点{-13-j·15，-13-j·11，-11-j·15，-11-j·11}，通常为硬判决星座点斜对角的4个星座点。如图7所示，根据规则4得到的四个星座点用虚线方框标示出来。
由此，得到第一空间流的候选星座点集合ξ1，即
ξ1＝{-15-j·13-13-j·13-11-j·13-7-j·13+1-j·13-15-j·15-15-j·11-15-j·7-15+j·1-13-j·15-13-j·11-11-j·15-11-j·11}
在第二空间流硬判决结果上同样应用本发明的裂变规则，描述如下。
如上所述，第二个空间流的硬判决结果为
Figure BDA0001752305430000131
根据规则1，将硬判决结果为+13-j·1放入候选星座点集合，得到{+13-j·1}。如图8所示，该硬判决结果的星座点+13-j·1在图8中用粗线方框标示出来。
根据规则2，硬判决结果实部为+13，+13对应的是1001(格雷码)，找到实部比特为xxx0、同时离+13最近的实部为+15；找到比特为xx1x、同时离+13最近的实部为+11；找到实部比特为x1xx、同时离+13最近的实部为+7；找到实部比特为0xxx、同时离+13最近的实部为-1。四个值和虚部组合，得到四个星座点{+15-j·1，+11-j·1，+7-j·1，-1-j·1}。如图9所示，根据规则2得到的四个星座点用细线方框标示出来。
其中，规则2产生的实数集合{+15，+11，+7，-1}称为实部的候选实数集合。如上所述，将距离硬判决结果实部+13最近的两个实数+15、+11放在候选实数集合的最前面，即候选实数集合中的前两个候选实数元素。这个实部的候选实数集合的作用将在下面详细描述。
根据规则3，硬判决结果虚部为-1，-1对应的格雷码是0100，找到虚部比特为xxx1、同时离-1最近的虚部为-3；找到虚部比特为xx1x、同时离-1最近的虚部为-5；找到虚部比特为x0xx、同时离-1最近的虚部为-9；找到虚部比特为1xxx、同时离-1最近的虚部为+1。四个值和实部组合，得到另外四个星座点{+13-j·3，+13-j·5，+13-j·9，+13+j·1}。如图10所示，根据规则3得到的四个星座点用双线方框标示出来。
其中，规则3产生的实数集合{-3，+1，-5，-9}称为虚部的候选实数集合。如上所述，将距离硬判决结果虚部-1最近的两个实数-3、+1放在候选实数集合的最前面，即候选实数集合中的前两个候选实数元素。这个虚部的候选实数集合的作用将在下面详细描述。
根据规则4，已知硬判决结果+13-j·1，增加四个距离硬判决结果+13-j·1最近的星座点{+11-j·3，+11+j·1，+15-j·3，+15+j·1}，通常为硬判决星座点斜对角的4个星座点。如图11所示，根据规则4得到的四个星座点用虚线方框标示出来。
由此，得到第二空间流的候选星座点集合ξ2，即
Figure BDA0001752305430000151
最终，得到了第一空间流的候选星座点集合ξ1以及第二空间流候选星座点集合ξ2。
值得注意的是，候选星座点集合的生成，是根据硬判决结果对应的每个比特的取反原则。比如说，如果硬判决结果第一比特为“0”，则第一个候选星座点则为第一比特为“1”并且最靠近硬判决星座点。如果硬判决第二比特为“1”，则第二个候选星座点则为第二比特为“0”并且最靠近硬判决星座点。如此类推，如果当前调制阶数为256QAM(8比特映射一个符号)，根据星座图生成规则1、2、3，那么每个空间流将产生1+8个候选星座点，再添加若干个候选星座点(规则4)。本次举例使用的星座图映射原则为格雷码(Gray code)星座点映射原则，硬判决星座点斜对角的4个星座点也被加入到候选星座点集合里。所以，每个空间流将产生13个候选星座点，一共26个候选星座点。
l2-norm距离计算步骤304：
根据各自的候选星座点集合，各个空间流平行地进行l2-norm距离计算，并且更新每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离。
代入第一空间流的第n候选星座点集合元素
Figure BDA0001752305430000152
Figure BDA0001752305430000153
通过步骤301所述方法重新估计第二空间流对应的预检测值
Figure BDA0001752305430000154
Figure BDA0001752305430000155
即
Figure BDA0001752305430000156
其中，
Figure BDA0001752305430000161
根据预检测值
Figure BDA0001752305430000162
通过步骤302所述方法重新估计第二空间流对应的硬判决值
Figure BDA0001752305430000163
然后，利用以下公式计算l2-norm：
Figure BDA0001752305430000164
其中，
Figure BDA0001752305430000165
为第一空间流第k符号的第n候选星座点元素；
Figure BDA0001752305430000166
为代入
Figure BDA0001752305430000167
的第二空间流第k符号的硬判决值；L1,n,k为第一空间流第k符号的第n候选星座点元素代入计算的l2-norm。
同时，并行代入第二空间流的候选星座点集合元素
Figure BDA0001752305430000168
通过步骤301和302所述方法重新估计第一空间流对应的值
Figure BDA0001752305430000169
然后，利用以下公式计算l2-norm：
Figure BDA00017523054300001610
其中，
Figure BDA00017523054300001611
为第二空间流第k符号的第n候选星座点元素；
Figure BDA00017523054300001612
为代入
Figure BDA00017523054300001613
的第一空间流第k符号的对应值；L2,n,k为第二空间流第k符号的第n候选星座点元素代入计算的l2-norm。
如上所述的2×2双天线空间复用MIMO系统256QAM调制的例子，ξ1和ξ2共有26个候选星座点元素，即会输出26个l2-norm值到比较器1201，如图12所示。
以上是关于两个空间流的l2-norm计算方法，同理，对于NT个空间流的l2-norm计算，可以总结如下：
对于每一个空间流l的每一个候选星座点集合元素
Figure BDA0001752305430000171
代入下式：
Figure BDA0001752305430000172
将上式看作是一个发送空间流个数为NT-1的MIMO系统，通过步骤301所述方法对其他空间流进行预检测：
Figure BDA0001752305430000173
其中，
Figure BDA0001752305430000174
Figure BDA0001752305430000175
Figure BDA0001752305430000176
Figure BDA0001752305430000177
根据预检测值
Figure BDA0001752305430000178
通过步骤302重新估计其他空间流对应的硬判决值
Figure BDA0001752305430000179
p∈{1,2,...,NT}且p≠l；然后，利用以下公式计算l2-norm：
Figure BDA0001752305430000181
在本步骤中，采用预检测和硬判决的方式得到其他空间流的发送符号，相对于通过搜索检测方法得到其他空间流的发送符号，大大减少了运算量。
LLR计算步骤305：
步骤304计算的l2-norm值会进行比较并更新到相应的候选星座点元素对应的比特位置“0”或者“1”的寄存器中。
根据每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离，计算出每个比特的LLR值，最终输出到信道解码(Channel Decoder)模块。
仍然是如上所述的2×2双天线空间复用MIMO系统256QAM调制的例子，在一个时隙里两个空间流一共存在16比特及其对应的LLR值，每个比特存在“0”最小距离和“1”最小距离。所以，存在32个最小距离。LLR的计算则是对应比特的“0”最小距离减去“1”最小距离。整个l2-norm距离计算和LLR计算过程如图12所示。
以上通过两层MIMO系统、调制方式为256QAM的例子对本发明的简化最大似然检测方法进行了详细描述。在描述生成候选星座点集合的步骤303时，使用了星座图图4-图11来解释。
除了使用星座图(如图4-图11)来描述第一空间流、第二空间流的候选星座点集合ξ1、ξ2的生成过程，还可以使用如图13-图23所示的裂变图方式来描述候选星座点集合ξ1、ξ2的生成过程。
图13显示根据上述裂变规则产生的第一空间流实部的候选实数集合、虚部的候选实数集合。其中第一个裂变图I(也称伞形图)表示实部-15的候选实数集合{-13，-11，-7，+1}，第二个裂变图Q(伞形图)表示虚部-13的候选实数集合{-15，-11，-7，+1}。裂变图I的伞顶表示硬判决结果的实部-15，伞骨表示裂变，伞底/伞边表示硬判决结果的裂变结果{-13，-11，-7，+1}。而前两根灰色粗线伞骨则特别指示候选实数集合的前两个候选实数元素，这两个元素会用于上述规则4的应用，将在下面详细描述。同样，裂变图Q的伞顶表示硬判决结果的虚部-13，伞骨表示裂变，伞底/伞边表示硬判决结果的裂变结果{-15，-11，-7，+1}。前两根灰色粗线伞骨则特别指示候选实数集合的前两个候选实数元素，这两个元素会用于上述规则4的应用，同样将在下面详细描述。
下面结合图14-图17详细描述如何通过裂变图图13来生成第一空间流的候选星座点集合ξ1。请注意，在进行候选星座点组合时，图14-图17中的第一个伞形图I为实部，第二个伞形图Q为虚部。其中黑色粗线表示实部和虚部的组合过程。
如图14，根据规则1，即硬判决结果，产生1个候选星座点{-15-j·13}。
如图15，根据规则2进行组合，即硬判决实部的候选实数集合与硬判决虚部进行组合，产生4个候选星座点{-13-j·13，-11-j·13，-7-j·13，+1-j·13}。
如图16，根据规则3进行组合，即硬判决实部与硬判决虚部的候选实数集合进行组合，产生4个候选星座点{-15-j·15，-15-j·11，-15-j·7，-15+j·1}。
如图17，根据规则4进行组合，即硬判决实部的候选实数集合的前两个元素与硬判决虚部的候选实数集合的前两个元素相互两两组合，产生4个候选星座点{-13-j·15，-13-j·11，-11-j·15，-11-j·11}。
这样，就生成了第一空间流的候选星座点集合ξ1。
类似地，图18显示根据上述裂变规则产生的第二空间流的实部的候选实数集合、虚部的候选实数集合。其中第一个裂变图I(也称伞形图)表示实部+13的候选实数集合{+15，+11，+7，-1}，第二个裂变图Q(伞形图)表示虚部-1的候选实数集合{-3，-5，-9，+1}。裂变图I的伞顶表示硬判决结果实部+13，伞骨表示裂变，伞底/伞边表示硬判决结果的裂变结果{+15，+11，+7，-1}。而前两根灰色粗线伞骨则特别指示候选实数集合的前两个候选实数元素，这两个元素会用于上述规则4的应用。同样，裂变图Q的伞顶表示硬判决结果的虚部-1，伞骨表示裂变，伞底/伞边表示硬判决结果的裂变结果{-3，+1，-5，-9}。前两根灰色粗线伞骨则特别指示候选实数集合的前两个候选实数元素，这两个元素会用于上述规则4的应用。
下面结合图19-图22详细描述如何通过裂变图图18来生成第二空间流的候选星座点集合ξ2。请注意，在进行候选星座点组合时，图19-图22中的第一个伞形图I为实部，第二个伞形图Q为虚部。其中黑色粗线表示实部和虚部的组合过程。
如图19，根据规则1，即硬判决结果，产生1个候选星座点{+13-j·1}。
如图20，根据规则2进行组合，即硬判决实部的候选实数集合与硬判决虚部进行组合，产生4个候选星座点{+11-j·1，+15-j·1，+7-j·1，-1-j·1}。
如图21，根据规则3进行组合，即硬判决实部与硬判决虚部的候选实数集合进行组合，产生4个候选星座点{+13-j·3，+13+j·1，+13-j·5，+13-j·9}。
如图22，根据规则4进行组合，即硬判决实部的候选实数集合的前两个元素与硬判决虚部的候选实数集合的前两个元素相互两两组合，产生4个候选星座点{+11-j·3，+11+j·1，+15-j·3，+15+j·1}。
这样，就生成了第二空间流的候选星座点集合ξ2。
总之，通过裂变图/伞形图来生成候选星座点集合的过程可以总结为：裂变图/伞形图的顶层为硬判结果，底层为裂变结果(也称候选实数集合)，实部硬判决结果和虚部硬判决结果组合(规则1)，实部硬判决结果的候选实数集合和虚部硬判决结果组合(规则2)，虚部硬判决结果的候选实数集合和实部硬判决结果组合(规则3)，灰色粗线连接的裂变结果要进行内部排列组合(规则4)。
发明人进一步发现，如果对于一个实数(不管它是实部还是虚部)执行裂变规则2、3的前半部分：“找到距离所述硬判决结果实部/虚部对应位置比特相反的、同时距离硬判结果实部/虚部最近的实部/虚部(产生的集合称为实部/虚部的候选实数集合)”，那么得到的裂变结果是一样的。
例如在星座图图4中，如果对于一个实数-11(0011)执行裂变规则2的前半部分(即假设-11是硬判决结果实部)，那么可以得到裂变结果(即实部候选实数集合){-13(0001),-9(0010),-7(0110),+1(1100)}。如果对于实数-11(0011)执行裂变规则3的前半部分(即假设-11是硬判决结果虚部)，那么得到同样的裂变结果(即虚部候选实数集合){-13(0001),-9(0010),-7(0110),+1(1100)}。
这样的话，可以对星座图图4中所有实数执行一遍规则2或3的前半部分：找到距离所述实数对应位置比特相反的、同时距离所述实数最近的实部或虚部。其中对一个实数的裂变，产生的集合称为一个候选实数集合，对星座图中所有实数分别进行裂变而产生的候选实数集合进行汇总则得到候选实数集合汇总。
由于256QAM的实部和虚部是独立的且比特映射规则相同，那么实部和虚部有16种可能，按照相同的原理可以把这16种可能对应的候选实数集合全部表示出来，如图23所示的256QAM候选实数集合汇总，总共有16个裂变图/伞形图。
图23即是星座图图4的所有可能的候选实数集合，其中每个独立的裂变图(即每个伞形图)都代表一个实数的候选实数集合。换句话说，图23中所有裂变图/伞形图的顶部就可以表征星座图的信息，其他信息则是本发明裂变规则的体现。
具体地，256QAM每个符号承载8个比特,其中实部4个比特,虚部4个比特，因此实部有16种可能,虚部有16种可能,实部和虚部独立,意味着所有的可能有16*16＝256种。实部和虚部就是两个纬度而已,在裂变过程中只需要关心数值就可以,所以图23就只有16个子图,对于实部和虚部都适用。
在应用时，可以直接根据每个空间流的硬判决结果，在图23中找到实部和虚部对应的伞形图(候选实数集合)，按照规则进行组合得到候选星座点集合，从而脱离星座图表示法。
例如，如果第一空间流的硬判决结果是+5-j·7，那么直接在图23中找到实部+5和虚部-7对应的裂变图，构成如图24所示的第一空间流的基于硬判决结果的候选实数集合实例。如果第二空间流的硬判决结果是-9+j·9，那么直接在图23中找到实部-9和虚部-9对应的裂变图，构成如图25所示的第二空间流的基于硬判决结果的候选实数集合实例。如果第三空间流的硬判决结果是-1+j·3，那么直接在图23中找到实部-1和虚部+3对应的裂变图，构成如图26所示的第三空间流的基于硬判决结果的候选实数集合实例。再根据如上所述的组合规则(如图14-17)来生成各个空间流的候选星座点集合。
因此，当星座图比特映射关系确定后，根据规则2或3的前半部分确定的图/表(如图23)就是固定的，在实现时直接查图(表)得到候选实数集合，然后组合就可以得到候选星座点集合，不用按照规则在星座图中再计算和找一遍。
如上所述，图23也可以以表格的形式表达，将图23转换成下表1所示(仅显示了图23第一行的裂变图)。
Figure BDA0001752305430000231
表1图23的表格表达
综上所述，可以认为整体裂变规则分为裂变部分(规则2、3的前半部分)和组合部分(规则2、3的后半部分及规则4)。对星座图中所有实数执行裂变部分，得到所有实数的候选实数集合汇总(图23/表1)，存储起来。可以在硬件初始化时计算候选实数集合汇总，并将其存储在相关单元的寄存器，此时接收机的接收还未真正开始；在本发明中，称为“离线计算”。然后，对于每一次的硬判决结果都可以使用查表方式，直接从候选实数集合汇总中找到相应的候选实数集合(如图13、18)，再根据组合部分进行组合(如图15-17，20-22)，得到候选星座点集合。
下面结合图27和图28来描述本发明另一个实施例的MIMO检测单元和MIMO检测方法流程。图27是根据本发明另一个实施例的MIMO检测单元的示意图。图28是与图27相对应的MIMO检测方法流程示意图。和以上所述的图2和图3的实施例相比，该实施例的MIMO检测单元和MIMO检测方法流程会有所不同。
在该实施例中，本发明的MIMO检测单元2700包括七个部分：预检测部分201、硬判决部分202、生成候选星座点集合部分2703、L2-norm计算部分204、LLR计算部分205、星座图部分206、候选实数集合汇总部分2707。和图2相比，图27在星座图206和生成候选星座点集合部分2703之间多了一个候选实数集合汇总部分2707；而且生成候选星座点集合部分2703也和图2中的生成候选星座点集合部分203内涵不同，这会在下面描述。其余部分相同，也使用相同的标号表示。
同上所述，星座图部分206并不一定要包含在MIMO检测单元2700内,星座图部分206也可以位于接收端的其他部件如信道估计、相位校正等单元内，用于为MIMO检测提供信息，本发明并不限制星座图部分206一定位于MIMO检测单元2700内。
图28和图3相比，不同之处在于图28中的步骤2803和图3中的步骤303之间的不同。
在图3中步骤301，生成候选星座点集合部分203基于硬判决结果，从星座图206中根据裂变规则找出候选星座点集合。这个裂变过程涉及计算，而且对于每个硬判决结果都要进行一次计算过程。
在图28中的步骤2803，生成候选星座点集合部分2703基于硬判决结果，从候选实数集合汇总部分2707中查出相应的候选实数集合，再根据组合部分规则组合出候选星座点集合。这个组合过程不涉及计算，对于每个硬判决结果都只进行一次组合过程。候选实数集合汇总部分2707是从星座图206中计算出来的，仅仅计算16个实数候选集合(对于256QAM来说)，而且这个计算是一次性的，计算结果(即候选实数集合汇总)被存储起来，用于以后的每个硬判决结果。
因此，在图2、3的实施例中，存储的是星座图，每次检测过程都有计算量。在图27、28的实施例中，存储的是候选实数集合汇总，每次检测过程只涉及查表和组合，没有计算量，而获得候选实数集合汇总的计算量几乎可以忽略不计(一次性计算)，相对于大量的检测过程来说。
同理，其他调制方式也可以实数侯候选集合汇总表示出来，如图29-图32所示。图29显示BPSK调制方式的候选实数集合汇总图；图30显示QPSK调制方式的候选实数集合汇总图；图31显示16QAM调制方式的候选实数集合汇总图；图32显示64QAM调制方式的候选实数集合汇总图。
所以，根据上述描述，每一种调制方式(BPSK/QPSK/16QAM/64QAM/256QAM)下每一个硬判决结果所对应的候选集合都可以简单地从图中(图29、图30、图31、图32、图23)找到。
每个空间流的硬判决结果所产生的候选星座点的个数为：
min(星座点总数，1(规则1)+实部映射比特数(规则2)+虚部映射比特数(规则3)+4(规则4))。
其中，min表示取较小值，这是因为对于星座点数较少的调制方式，应用规则1、2、3、4后已经覆盖了所有星座点。
例如，对于BPSK，min(2，1+1+0+4)＝2，对于QPSK，min(4，1+1+1+4)＝4，对于16QAM，min(16，1+2+2+4)＝9，对于64QAM，min(64，1+3+3+4)＝11，对于256QAM，min(256，1+4+4+4)＝13。
总的候选星座点集合为各个空间流候选星座点个数的和，所以，对于本发明，增加一个空间流最多增加13次计算，算法复杂度是与空间流个数是线形增长关系(增加n次)，而大部分其他算法是指数增长关系(增加n倍)。
本发明技术方案是以格雷映射为例来描述的，但本发明并不限制于此，本发明的裂变规则也适用于非格雷映射。
需要注意的是，本发明举例中的规则4仅仅是优选实施例，即将硬判决结果斜对角上的星座点放入候选星座点集合。本发明并不受限于此。规则4为候选星座点集合增加星座点的个数和规则可以自定义，比如可以增加多于4个星座点，例如实部候选实数集合和虚部候选实数集合相互组合，而不局限于距离硬判决结果实部/虚部最近的两个实数的相互组合，即裂变图/伞形图中省去粗灰色连线，代之以细连线。或者距离硬判决结果实部/虚部最近的三个实数的相互组合，等等。也可以不根据实部候选实数集合和虚部候选实数集合的组合来增加星座点，例如增加距离硬判决结果最近的P个点，P<＝(实部映射比特数+虚部映射比特数)∧2；；也可以省略规则4。
本发明通过预检测得到的硬判决符号形成每个空间流候选集合，产生方法简单，能够有效克服搜索范围不可靠、LLR缺失，并且降低运算量保证优异性能。而且无需参考其他空间流的情况来决定候选元素。各空间流可以依据自己的候选集合独自并行计算l2-norm距离，互不依赖与影响。有助于降低复杂度与延时，便于ASIC实现。
本发明将星座图变换为候选实数集合汇总，使得生成候选星座点集合简单方便，检测装置延时小，复杂度低，性能优异。随着MIMO天线数增加，复杂度仅呈近似线性增长。
在本说明书中，短语“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例所述的特定特征、结构或特性包含在本发明至少一个实施例中。本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定都指相同的实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独或替代实施例。
应该理解，附图所示的元素可以以各种形式的硬件、软件或其组合来实施。这些元素可以在一个或多个适当编程的通用设备上以硬件和软件组合来实施，该通用设备可以包括处理器、存储器和输入/输出接口。
本说明书描述了本发明的原理。因此，可以理解，本领域技术人员将能够根据本发明原理设计出各种布局，尽管在此没有明确地描述或示出，但它们体现了本发明原理，就被包含在其精神和范围内。
此外，在此阐述本发明原理、方面和实施例的所有陈述及其具体示例，旨在涵盖其结构和功能等同物。另外，本发明旨在该等同物包括当前已知的等同物以及将来开发的等同物，如任何能够执行相同功能而不管其结构如何的元件。
因此，例如，本领域技术人员将认识到，在此呈现的框图表示体现本发明原理的系统和设备的概念视图。
在权利要求中，表达为用于执行指定功能的装置的任何元素旨在包含执行该功能的任何方式，包括诸如a)执行该功能的电路元件的组合或b)任何形式的软件，包括固件、微码等，并与用于执行该软件以执行该功能的适当电路组合。由这些权利要求限定的本发明在于，各种所述装置提供的功能以权利要求所要求的方式组合和集合在一起。因此，可以认为提供这些功能的任何装置都等同于本发明所示的装置。
应当理解的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非用以限定，对本领域技术人员来说，可以对上述优选实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种MIMO空间复用的检测方法，其特征在于，包括：
步骤01：进行预检测，得到预检测符号
Figure FDA0003089257430000011
其中l∈{1,2,...,NT}，NT为发送空间流个数；
步骤02：对所述预检测的符号进行硬判决，找出最相近的星座点，即硬判决结果
Figure FDA0003089257430000012
其中l∈{1,2,...,NT}，NT为发送空间流个数；
步骤03：根据各空间流符号
Figure FDA0003089257430000013
的硬判决结果
Figure FDA0003089257430000014
产生各空间流的候选星座点集合；
步骤04：根据各空间流的候选星座点集合，为各个候选星座点元素计算l2-norm距离，并且更新每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离，其中所述l2-norm为欧式距离的平方；
步骤05：根据每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离，计算出每个比特的LLR值；
其中，所述产生各空间流的候选星座点集合为对于每一个硬判决结果，执行以下步骤：
(1)将所述硬判决结果放入所述候选星座点集合；
(2)从候选实数集合汇总中，找到对应所述硬判决实部和虚部的两个候选实数集合，即硬判决的实部候选实数集合和硬判决的虚部候选实数集合；
(3)将所述硬判决的实部候选实数集合与所述硬判决的虚部进行组合，产生的星座点放入所述候选星座点集合；和/或将所述硬判决的实部与所述硬判决的虚部候选实数集合进行组合，产生的星座点放入所述候选星座点集合；
(4)在每个候选实数集合中，将距离所述实数最近的M个候选实数元素标记出来，其中M＜所述实数集合的元素个数，将所述硬判决的实部候选实数集合中的M个标记的候选元素，与所述硬判决的虚部候选实数集合中的M个标记的候选元素，进行组合得到的星座点放入所述候选星座点集合；
其中，所述候选实数集合汇总为对星座图中每个实数执行裂变步骤，所述裂变步骤为找到距离所述实数对应位置比特相反的、同时距离所述实数最近的实部/虚部，组成一个候选实数集合；其中对所述星座图中一个实数的裂变，产生一个所述实数的候选实数集合，对所述星座图中所有实数分别产生的候选实数集合，汇总起来则是所述候选实数集合汇总。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述候选实数集合汇总是离线计算的，所述离线计算为在硬件初始化时计算，并存储在相关单元的寄存器。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在所述步骤04，所述各空间流依据自己的候选星座点集合，独自并行或串行地计算所述l2-norm距离。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤04中l2-norm距离的计算包括：
对于每一个空间流l的每一个候选星座点集合元素
Figure FDA0003089257430000021
代入下式：
Figure FDA0003089257430000022
其中，yi,k表示第i接收天线的第k符号；sl,k表示为第l空间流的第k符号；
Figure FDA0003089257430000031
表示第l空间流第k符号的第n候选星座点元素；hi,l,k表示为第i接收天线第l空间流第k符号的信道值；zi,k为第i接收天线的第k符号的噪声值；下标k是时间维度,发射端天线数为NT，接收端天线数为NR；
将上式看作是一个发送空间流个数为NT-1的MIMO系统，通过所述步骤01和02重新估计其他空间流对应的硬判决值
Figure FDA0003089257430000032
且p≠l；然后，利用以下公式计算l2-norm：
Figure FDA0003089257430000033
其中
Figure FDA0003089257430000034
为代入
Figure FDA0003089257430000035
的第p空间流第k符号的硬判决值；Ll,n,k为第l空间流第k符号的第n候选星座点元素代入计算的l2-norm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤05包括：对所述l2-norm距离值进行比较，并更新到相应的候选星座点元素对应的比特位置“0”或者“1”的寄存器中，再将对应比特的“0”最小距离减去对应比特的“1”最小距离，计算出每个比特的LLR值。
6.一种MIMO空间复用的检测装置，其特征在于，包括：
候选实数集合汇总部分，其被配置以生成候选实数集合汇总，所述生成候选实数集合汇总为对星座图中每个实数执行裂变步骤，所述裂变步骤为找到距离所述实数对应位置比特相反的、同时距离所述实数最近的实部/虚部，组成一个候选实数集合；其中对所述星座图中一个实数的裂变，产生一个所述实数的候选实数集合，对所述星座图中所有实数分别产生的候选实数集合，汇总起来则是所述候选实数集合汇总；
预检测部分，其被配置以进行预检测，得到预检测符号
Figure FDA0003089257430000041
其中l∈{1,2,...,NT}，NT为发送空间流个数；
硬判决部分，其被配置以对所述预检测符号进行硬判决，找出最相近的星座点，即硬判决结果
Figure FDA0003089257430000042
其中l∈{1,2,...,NT}，NT为发送空间流个数；
生成候选星座点集合部分，其被配置以根据各空间流符号
Figure FDA0003089257430000043
的硬判决结果
Figure FDA0003089257430000044
产生各空间流的候选星座点集合，所述产生各空间流的候选星座点集合为对于每一个硬判决结果，执行以下步骤：
(1)将所述硬判决结果放入所述候选星座点集合；
(2)从候选实数集合汇总中，找到对应所述硬判决实部和虚部的两个候选实数集合，即硬判决的实部候选实数集合和硬判决的虚部候选实数集合；
(3)将所述硬判决的实部候选实数集合与所述硬判决的虚部进行组合，产生的星座点放入所述候选星座点集合；和/或将所述硬判决的实部与所述硬判决的虚部候选实数集合进行组合，产生的星座点放入所述候选星座点集合；
(4)在每个候选实数集合中，将距离所述实数最近的M个候选实数元素标记出来，其中M＜所述实数集合的元素个数，将所述硬判决的实部候选实数集合中的M个标记的候选元素，与所述硬判决的虚部候选实数集合中的M个标记的候选元素，进行组合得到的星座点放入所述候选星座点集合；
l2-norm计算部分，其被配置以根据各空间流的候选星座点集合，各个候选星座点元素计算l2-norm距离，并且更新每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离，其中所述l2-norm为欧式距离的平方；
LLR计算部分，其被配置以根据每个比特的“0”和“1”的最小l2-norm距离，计算出每个比特的LLR值。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，其中所述l2-norm计算部分的计算包括：
对于每一个空间流l的每一个候选星座点集合元素
Figure FDA0003089257430000051
代入下式：
Figure FDA0003089257430000052
其中，yi,k表示第i接收天线的第k符号；sl,k表示为第l空间流的第k符号；hi,l,k表示为第i接收天线第l空间流第k符号的信道值；
Figure FDA0003089257430000053
表示第l空间流第n个候选星座点的第k符号；zi,k为第i接收天线的第k符号的噪声值；下标k是时间维度,发射端天线数为NT，接收端天线数为NR；
将上式看作是一个发送空间流个数为NT-1的MIMO系统，通过所述预检测部分和所述硬判决部分重新估计其他空间流对应的硬判决值
Figure FDA0003089257430000054
p∈{1,2,...,NT}且p≠l；然后，利用以下公式计算l2-norm：
Figure FDA0003089257430000061
其中
Figure FDA0003089257430000062
为代入
Figure FDA0003089257430000063
的第p空间流第k符号的硬判决值；Ll,n,k为第l空间流第k符号的第n候选星座点元素代入计算的l2-norm。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，其中LLR计算部分包括比较器和寄存器，所述比较器用于比较所述l2-norm计算部分计算的l2-norm值，并更新到相应的候选星座点元素对应的比特位置“0”或者“1”的所述寄存器中。
9.如权利要求6所述的装置，其中所述候选实数集合汇总是离线计算的，所述离线计算为在硬件初始化时计算，并存储在相关单元的寄存器。
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