CN112260727B - 一种信号检测方法及装置、电子设备、可读存储介质 - Google Patents

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    • H04L27/3483—Modifications of the signal space to allow the transmission of additional information in order to transmit a subchannel using a modulation of the constellation points

Abstract

本发明提供了一种信号检测方法及装置、电子设备、可读存储介质，包括：对接收的调制信号进行检测，得到目标传输层的第一解；根据第一解和第一星座图，确定目标传输层的初始估计星座点；根据当前信噪比和/或当前码率，确定所述目标传输层的第二星座图的大小；根据所述初始估计星座点和所述第二星座图的大小，确定第二星座图；基于第二星座图，对所述调制信号进行检测，得到目标传输层的第二解。本发明可以降低最大似然检测算法的实现复杂度，同时获得较优的检测性能。

Description

一种信号检测方法及装置、电子设备、可读存储介质
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤指一种信号检测方法及装置、电子设备、可读存储介质。
背景技术
无线通信系统中对于数据传输的需求增加已使得对于较高吞吐量系统的需求增加。高阶调制和/或MIMO技术可解决对于高吞吐量的需求。例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)组在LTE Release 12中已采用了256QAM信号以增加系统吞吐量，电气和电子工程师协会(IEEE)在802.11ax标准也采用了1024QAM以进一步增加吞吐量。
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，其出发点是利用多输入多输出改善无线通信系统传输质量或者提高无线通信系统传输速率。MIMO技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益，空间复用技术可以成倍的提高信道容量，而空间分集则可以大大提高信道的可靠性，降低传输误码率。
MIMO信号检测算法是MIMO系统的核心技术之一，传统的检测算法可分为线性检测算法和非线性检测算法两大类：
1)线性检测算法包括迫零(ZF)检测算法、最小均方误差(MMSE，Minimum MeanSquared Error)检测算法等；
2)非线性检测算法包括ML(Maximum Likelihood)检测算法(又叫最大似然检测算法)。
其中，ML检测算法是性能最佳检测算法。线性检测算法计算复杂度低，但精确度低，特别是对于高阶调制信号，其性能和最佳检测算法相差较大；ML检测精确度高，但是对于高阶调制来说，计算复杂度极高，其计算复杂度随着传输层数和调制阶数呈指数增长。
以传输层数为4，调制阶数为256QAM的MIMO系统为例，理想的ML搜索总的搜索次数为2564次，这对于实现来说是不可行的。
发明内容
本发明提供了一种信号检测方法及装置、电子设备、可读存储介质，用于解决最大似然检测等非线性检测算法对高阶调制信号进行检测时计算复杂度过高的问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种信号检测方法，包括：对接收的调制信号进行检测，得到目标传输层的第一解；根据所述第一解和所述目标传输层的第一星座图，确定所述目标传输层的初始估计星座点；根据当前信噪比和/或当前码率，确定所述目标传输层的第二星座图的大小；根据所述初始估计星座点和所述第二星座图的大小，确定所述第二星座图；基于所述第二星座图，对所述调制信号进行检测，得到所述目标传输层的第二解。
进一步地，根据以下公式确定目标传输层的初始估计星座点
Figure BDA0002717775030000021
Figure BDA0002717775030000022
其中，sest为所述第一解，S为所述第一星座图的所有星座点的集合，si为S中的第i个星座点，||||2表示二范数的平方。
进一步地，所述的根据所述初始估计星座点，确定所述目标传输层的第二星座图，包括：根据所述初始估计星座点的I路分量确定所述第二星座图的I路下标范围；根据所述初始估计星座点的Q路分量确定所述第二星座图的Q路下标范围；根据所述I路下标范围和所述Q路下标范围确定所述第二星座图。
进一步地，所述的根据所述初始估计星座点的I路分量确定所述第二星座图的I路下标范围，包括：
当所述初始估计星座点的I路分量位于所述第一星座图的第一中央区域时，则以所述初始估计星座点的I路分量为中心确定所述第二星座图的I路下标范围；和/或，当所述初始估计星座点的I路分量位于所述第一星座图的第一左边区域时，则从所述第一星座图的最左边开始往右确定所述第二星座图的I路下标范围；和/或，当所述初始估计星座点的I路分量位于所述第一星座图的第一右边区域时，则从所述第一星座图的最右边开始往左确定所述第二星座图的I路下标范围。
进一步地，所述的根据所述初始估计星座点的Q路分量确定所述第二星座图的Q路下标范围，包括：当所述初始估计星座点的Q路分量位于所述第一星座图的第二中央区域时，则以所述初始估计星座点的Q路分量为中心确定所述第二星座图的Q路下标范围；和/或，当所述初始估计星座点的Q路分量位于所述第一星座图的第二上边区域时，则从所述第一星座图的最上边开始往下确定所述第二星座图的Q路下标范围；和/或，当所述初始估计星座点的Q路分量位于所述第一星座图的第二下边区域时，则从所述第一星座图的最下边开始往上确定所述第二星座图的Q路下标范围。
进一步地，所述目标传输层为调制阶数大于预设门限的传输层。
进一步地，所述的根据当前信噪比和/或当前码率，确定所述目标传输层的第二星座图的大小，包括：若当前信噪比大于预设信噪比门限，和/或当前码率小于预设码率门限，则将所述第二星座图的大小设为第一预设值；否则，将所述第二星座图的大小设为第二预设值；所述第一预设值小于所述第二预设值。
本发明还提供一种信号检测装置，包括：第一检测模块，用于对接收的调制信号进行检测，得到目标传输层的第一解；初始星座点确定模块，用于根据所述第一解和所述目标传输层的第一星座图，确定所述目标传输层的初始估计星座点；第二星座图确定模块，用于根据当前信噪比和/或当前码率，确定所述目标传输层的第二星座图的大小；根据所述初始估计星座点和所述第二星座图的大小，确定所述第二星座图；第二检测模块，用于基于所述第二星座图，对所述调制信号进行检测，得到所述目标传输层的第二解。
本发明还提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于运行所述计算机程序时实现前述任一项所述的信号检测方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的信号检测方法的步骤。
通过本发明提供的一种信号检测方法及装置、电子设备、可读存储介质，至少能够带来以下有益效果：本发明针对采用高阶调制方式的传输层，不仅基于降维后的第二星座图进行ML等第二信号检测算法的搜索，而且还根据信道质量和/或码率动态调整第二星座图的大小，在信道质量好和/或码率低时，进一步降低了第二星座图的大小，从而进一步降低了搜索复杂度；同时通过MMSE等第一信号检测算法确定初始估计星座点，再根据初始估计星座点确定第二星座图，保证了ML部分星座点搜索下的检测准确度。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种信号检测方法及装置、电子设备、可读存储介质的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明的一种信号检测方法的一个实施例的流程图；
图2是本发明的一种信号检测装置的一个实施例的结构示意图；
图3是本发明的一种电子设备的一个实施例的结构示意图。
图4是第二星座图的一种示意图；
图5是第一星座图中I路区域划分的一种示意图；
图6是第一星座图中Q路区域划分的一种示意图。
附图标号说明：
100.第一检测模块，200.初始星座点确定模块，300.第二星座图确定模块，400.第二检测模块，20.电子设备，30.存储器，40.处理器，50.计算机程序。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘制了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
本发明的一个实施例，如图1所示，一种信号检测方法，包括：
步骤S100采用第一信号检测算法对接收的调制信号进行检测，输出第一检测信号，并根据第一检测信号得到目标传输层的第一解；
步骤S200根据第一解和目标传输层的第一星座图，确定目标传输层的初始估计星座点。
具体地，第一信号检测算法为线性检测算法，第二信号检测算法为非线性检测算法。线性检测算法可以为迫零(ZF)检测算法、最小均方误差检测算法。第二信号检测算法可以为最大似然检测算法、球形译码检测算法。
各个传输层可采用不同的调制方式，比如16QAM、64QAM、256QAM等。每种调制方式都对应一种星座图，称为第一星座图。
由于第一信号检测算法精度低，所以通常采用第二信号检测算法进行检测。第二检测算法，比如ML检测算法，通常是基于第一星座图对调制信号进行检测。由于高阶调制的第一星座图的维度大，导致ML检测算法的运算复杂度非常高，所以有必要对高阶调制的第一星座图进行降维，得到第二星座图，基于第二星座图再进行ML检测，以降低计算复杂度。对于低阶调制，比如64QAM，计算复杂度可接受，可直接基于第一星座图采用ML检测算法进行检测。所以有必要确定目标传输层，对目标传输层采用联合检测算法，即第一信号检测算法与基于第二星座图的第二信号检测算法进行联合检测，在获得较优性能的同时降低第二信号检测算法的计算复杂度。
可选地，目标传输层为调制阶数大于预设门限的传输层。
采用第一信号检测算法对接收的调制信号进行检测，得到第一检测信号。根据第一检测信号获得目标传输层的第一解。
第一检测信号是由各个传输层的解组成。其中，目标传输层的第一解为根据第一信号检测算法得到的对应传输层的解。
根据以下公式确定目标传输层的初始估计星座点
Figure BDA0002717775030000061
Figure BDA0002717775030000062
其中，sest为目标传输层的第一解，S为第一星座图的所有星座点的集合，si为S中的第i个星座点，||||2表示二范数的平方。
步骤S310根据当前信噪比和/或当前码率，确定目标传输层的第二星座图的大小；
步骤S320根据初始估计星座点和第二星座图的大小，确定第二星座图。
可选地，若当前信噪比大于预设信噪比门限，和/或当前码率小于预设码率门限，则将第二星座图的大小设为第一预设值；否则，将第二星座图的大小设为第二预设值；第一预设值小于第二预设值，且第一预设值、第二预设值均小于第一星座图的大小。
根据初始估计星座点和第二星座图的大小，确定第二星座图。
可选地，根据初始估计星座点的I路分量确定第二星座图的I路下标范围；根据初始估计星座点的Q路分量确定第二星座图的Q路下标范围；根据I路下标范围和Q路下标范围确定第二星座图。
根据初始估计星座点的I路分量确定第二星座图的I路下标范围，包括：当初始估计星座点的I路分量位于第一星座图的第一中央区域时，则以初始估计星座点的I路分量为中心确定第二星座图的I路下标范围。
当初始估计星座点的I路分量位于第一星座图的第一左边区域时，则从第一星座图的最左边开始往右确定第二星座图的I路下标范围。
当初始估计星座点的I路分量位于第一星座图的第一右边区域时，则从第一星座图的最右边开始往左确定第二星座图的I路下标范围。
根据初始估计星座点的Q路分量确定第二星座图的Q路下标范围，包括：
当初始估计星座点的Q路分量位于第一星座图的第二中央区域时，则以所初始估计星座点的Q路分量为中心确定第二星座图的Q路下标范围。
当初始估计星座点的Q路分量位于第一星座图的第二上边区域时，则从第一星座图的最上边开始往下确定第二星座图的Q路下标范围。
当初始估计星座点的Q路分量位于第一星座图的第二下边区域时，则从第一星座图的最下边开始往上确定第二星座图的Q路下标范围。
步骤S400基于第二星座图，采用第二信号检测算法对调制信号进行检测，得到目标传输层的第二解。
具体地，基于第二星座图，采用第二信号检测算法对收到的目标传输层的调制信号进行检测，得到目标传输层的第二解。其中，目标传输层的第二解为根据第二信号检测算法得到的对应传输层的解。
针对所有传输层，根据每个传输层的调制方式判断是否属于目标传输层。针对目标传输层，按上述方式处理，得到对应的第二解。针对非目标传输层，则直接基于第一星座图按第二信号检测算法进行检测，得到对应的第二解。
根据所有传输层的第二解，得到第二检测信号。该第二检测信号为采用本实施例提供的联合检测算法对接收的调制信号进行检测而得到的检测结果。
由于第二星座图的维度小于第一星座图，第二检测算法基于第二星座图进行搜索，所以搜索次数大大降低，从而降低了第二检测算法的实现复杂度。
本实施例，针对采用高阶调制方式的传输层，不仅基于降维后的第二星座图进行ML等第二信号检测算法的搜索，而且还根据信道质量和/或当前码率动态调整第二星座图的大小，在信道质量好和/或码率低时，进一步降低了第二星座图的大小，从而进一步降低了搜索复杂度；同时通过MMSE等第一信号检测算法确定初始估计星座点，再根据初始估计星座点确定第二星座图，保证了ML部分星座点搜索下的检测准确度。
本发明的一个实施例，如图2所示，一种信号检测装置，包括：
第一检测模块100，用于采用第一信号检测算法对接收的调制信号进行检测，输出第一检测信号，并根据第一检测信号得到目标传输层的第一解；
初始星座点确定模块200，用于根据第一解和目标传输层的第一星座图，确定目标传输层的初始估计星座点。
具体地，第一信号检测算法为线性检测算法，第二信号检测算法为非线性检测算法。线性检测算法可以为迫零(ZF)检测算法、最小均方误差检测算法。第二信号检测算法可以为最大似然检测算法、球形译码检测算法。
各个传输层可采用不同的调制方式，比如16QAM、64QAM、256QAM等。每种调制方式都对应一种星座图，称为第一星座图。
由于第一信号检测算法精度低，所以通常采用第二信号检测算法进行检测。第二检测算法，比如ML检测算法，通常是基于第一星座图对调制信号进行检测。由于高阶调制的第一星座图的维度大，导致ML检测算法的运算复杂度非常高，所以有必要对高阶调制的第一星座图进行降维，得到第二星座图，基于第二星座图再进行ML检测，以降低计算复杂度。对于低阶调制，比如64QAM，计算复杂度可接受，可直接基于第一星座图采用ML检测算法进行检测。所以有必要确定目标传输层，对目标传输层采用联合检测算法，即第一信号检测算法与基于第二星座图的第二信号检测算法进行联合检测，在获得较优性能的同时降低第二信号检测算法的计算复杂度。
可选地，目标传输层为调制阶数大于预设门限的传输层。
采用第一信号检测算法对接收的调制信号进行检测，得到第一检测信号。根据第一检测信号获得目标传输层的第一解。
第一检测信号是由各个传输层的解组成。其中，目标传输层的第一解为根据第一信号检测算法得到的对应传输层的解。
根据以下公式确定目标传输层的初始估计星座点
Figure BDA0002717775030000091
Figure BDA0002717775030000092
其中，sest为目标传输层的第一解，S为第一星座图的所有星座点的集合，si为S中的第i个星座点，||||2表示二范数的平方。
第二星座图确定模块300，用于根据当前信噪比和/或当前码率，确定目标传输层的第二星座图的大小；根据初始估计星座点和第二星座图的大小，确定第二星座图。
可选地，若当前信噪比大于预设信噪比门限(表明信道质量好)，和/或当前码率小于预设码率门限(即码率低)，则将第二星座图的大小设为第一预设值；否则，将第二星座图的大小设为第二预设值；第一预设值小于第二预设值，且第一预设值、第二预设值均小于第一星座图的大小。
根据初始估计星座点和第二星座图的大小，确定第二星座图。
可选地，根据初始估计星座点的I路分量确定第二星座图的I路下标范围；根据初始估计星座点的Q路分量确定第二星座图的Q路下标范围；根据I路下标范围和Q路下标范围确定第二星座图。
根据初始估计星座点的I路分量确定第二星座图的I路下标范围，包括：当初始估计星座点的I路分量位于第一星座图的第一中央区域时，则以初始估计星座点的I路分量为中心确定第二星座图的I路下标范围。
当初始估计星座点的I路分量位于第一星座图的第一左边区域时，则从第一星座图的最左边开始往右确定第二星座图的I路下标范围。
当初始估计星座点的I路分量位于第一星座图的第一右边区域时，则从第一星座图的最右边开始往左确定第二星座图的I路下标范围。
根据初始估计星座点的Q路分量确定第二星座图的Q路下标范围，包括：
当初始估计星座点的Q路分量位于第一星座图的第二中央区域时，则以所初始估计星座点的Q路分量为中心确定第二星座图的Q路下标范围。
当初始估计星座点的Q路分量位于第一星座图的第二上边区域时，则从第一星座图的最上边开始往下确定第二星座图的Q路下标范围。
当初始估计星座点的Q路分量位于第一星座图的第二下边区域时，则从第一星座图的最下边开始往上确定第二星座图的Q路下标范围。
第二检测模块400，用于基于所述第二星座图，采用第二信号检测算法对所述调制信号进行检测，得到目标传输层的第二解。
具体地，基于第二星座图，采用第二信号检测算法对收到的目标传输层的调制信号进行检测，得到目标传输层的第二解。其中，目标传输层的第二解为根据第二信号检测算法得到的对应传输层的解。
针对所有传输层，根据每个传输层的调制方式判断是否属于目标传输层。针对目标传输层，按上述方式处理，得到对应的第二解。针对非目标传输层，则直接基于第一星座图按第二信号检测算法进行检测，得到对应的第二解。
根据所有传输层的第二解，得到第二检测信号。该第二检测信号为采用本实施例提供的联合检测算法对接收的调制信号进行检测而得到的检测结果。
由于第二星座图的维度小于第一星座图，第二检测算法基于第二星座图进行搜索，所以搜索次数大大降低，从而降低了第二检测算法的实现复杂度。
本实施例，针对采用高阶调制方式的传输层，不仅基于降维后的第二星座图进行ML等第二信号检测算法的搜索，而且还根据信道质量动态调整第二星座图的大小，在信道质量好时，进一步降低了第二星座图的大小，从而进一步降低了搜索复杂度；同时通过MMSE等第一信号检测算法确定初始估计星座点，再根据初始估计星座点确定第二星座图，保证了ML部分星座点搜索下的检测准确度。
需要说明的是，本发明提供的信号检测装置的实施例与前述提供的信号检测方法的实施例均基于同一发明构思，能够取得相同的技术效果。因而，信号检测装置的实施例的其它具体内容可以参照前述信号检测方法的实施例内容的记载。
本发明还提供了一个具体实施场景示例，将本申请提供的信号检测方法和装置应用于LTE系统的MIMO信道的检测中。具体如下：
接收天线数为Nr、发射天线数为Nt的MIMO无线通信系统的模型为：
y＝Hs+n
其中，y＝[y0,y1,...yNr]T是接收信号向量，维度是Nr×1；s＝[s0,s1,...sNt]T是发射信号向量，维度是Nt×1；n＝[n0,n1,...nNr]T是接收天线噪声向量，维度是Nr×1，n中的元素是由独立同分布的均值为0、方差为σ2的复高斯随机变量所构成；
Figure BDA0002717775030000121
是信道矩阵，维度是Nr×Nt，其中每个元素hij表示接收天线i和发射天线j之间的信道衰落系数。
以Nr＝4，Nt＝4的MIMO系统，传输层为4层为例，系统模型为：
Figure BDA0002717775030000122
每个传输层的调制方式可以不同。假设传输层s0(即第0层)的调制方式为256QAM，则对应星座图(即第一星座图)的星座点个数为16×16；预设第二星座图的星座点个数为9×9。
传输层s0的检测过程为：
步骤1、利用MMSE检测算法(即第一信号检测算法)得到第一检测信号
Figure BDA0002717775030000123
Figure BDA0002717775030000124
其中，HH表示信道估计矩阵H的共轭转置，INt表示Nt×Nt的单位阵，
Figure BDA0002717775030000125
y为接收信号(即收到的调制信号)。
步骤2、根据第一检测信号
Figure BDA0002717775030000126
得到传输层s0的第一解
Figure BDA0002717775030000127
Figure BDA0002717775030000128
包含了4个传输层的解，其中
Figure BDA0002717775030000129
为传输层s0的解；将经过MMSE算法得到的解称为第一解，故
Figure BDA00027177750300001210
又称为传输层s0的第一解。
步骤3、根据第一解
Figure BDA00027177750300001211
确定传输层s0的初始估计星座点。
根据下述公式找到传输层s0的初始估计星座点
Figure BDA00027177750300001212
Figure BDA00027177750300001213
其中，S256是传输层s0的第一星座图(256QAM的星座图)的所有星座点的集合，
Figure BDA00027177750300001314
为传输层s0的第i个星座点，||||2代表求二范数的平方。
步骤4、根据当前信噪比和/或当前码率，确定第二星座图的大小C：
Figure BDA0002717775030000132
Thr_SNR和Thr_Rate分别是预设信噪比门限和预设码率门限，均是可配的。
步骤5、根据初始估计星座点
Figure BDA0002717775030000133
确定size为C的第二星座图。
下面以C＝9×9为例，说明第二星座图的确定方法。当C＝7×7时，处理方法类似，只是具体的门限要做调整，此处就不再重述相应的处理方法。
先说明符号含义：real()表示复数取实部，imag()表示复数取虚部，Irang表示矩形星座点集合I路下标范围，Qrang表示矩形星座点集合Q路下标范围，[start:step:end]表示以start开始、以step为步进、以end为结束的一系列取值。
Figure BDA0002717775030000134
表示初始估计星座点
Figure BDA0002717775030000135
的I路分量，
Figure BDA0002717775030000136
表示初始估计星座点
Figure BDA0002717775030000137
的Q路分量。
具体如下：
当
Figure BDA0002717775030000138
表明
Figure BDA0002717775030000139
的I路分量位于第一星座图的第一右边区域(即初始估计星座点靠近第一星座图的右边边缘)时，则从第一星座图的最右边开始往左确定第二星座图的I路下标范围为：
Figure BDA00027177750300001310
当
Figure BDA00027177750300001311
表明
Figure BDA00027177750300001312
的I路分量位于第一星座图的第一左边区域(即初始估计星座点靠近第一星座图的左边边缘)时，则从第一星座图的最左边开始往右确定第二星座图的I路下标范围为：
Figure BDA00027177750300001313
当
Figure BDA0002717775030000141
表明
Figure BDA0002717775030000142
的I路分量位于第一星座图的第一中央区域时，则以
Figure BDA0002717775030000143
的I路分量为中心确定第二星座图的I路下标范围为：
Figure BDA0002717775030000144
当
Figure BDA00027177750300001414
表明
Figure BDA00027177750300001415
的Q路分量位于第一星座图的第二上边区域(即初始估计星座点靠近第一星座图的上边边缘)时，则从第一星座图的最上边开始往下确定第二星座图的Q路下标范围为：
Figure BDA0002717775030000146
当
Figure BDA0002717775030000147
表明
Figure BDA0002717775030000148
的Q路分量位于第一星座图的第二下边区域(即初始估计星座点靠近第一星座图的下边边缘)时，则从第一星座图的最下边开始往上确定第二星座图的Q路下标范围为：
Figure BDA0002717775030000149
当
Figure BDA00027177750300001410
表明
Figure BDA00027177750300001411
的Q路分量位于第一星座图的第二中央区域时，则以
Figure BDA00027177750300001412
的Q路分量为中心确定第二星座图的Q路下标范围为：
Figure BDA00027177750300001413
对应的伪代码如下：
Figure BDA0002717775030000151
构建第二星座图的基本原则是，如果初始估计星座点本身处于第一星座图的中央，则以初始估计星座点为中心确定第二星座图；如果初始估计星座点本身处于第一星座图的的边缘，无法以初始估计星座点为中心得到第二星座图，则不再要求初始估计星座点处于星座图的中心，而是以初始估计星座点所处的边缘为一条边，确定第二星座图。
作为一种示例，图4给出了两种第二星座图的情况：一种是初始估计星座点
Figure BDA0002717775030000152
位于中央示例，另一种是
Figure BDA0002717775030000153
位于边缘示例，其中，1是当
Figure BDA0002717775030000157
位于边缘、
Figure BDA0002717775030000154
位于边缘，信道条件差时，得到的第二星座图；2是当
Figure BDA0002717775030000155
位于中央、
Figure BDA0002717775030000156
位于中央，信道条件好时，得到的第二星座图。
第一星座图的第一左边区域、第一中央区域、第一右边区域如图5所示，是在I轴上对第一星座图的区域进行划分。
第一星座图的第二上边区域、第二中央区域、第二下边区域如图6所示，是在Q轴上对第一星座图的区域进行划分。
图5、图6仅是一个示意，在本实施例中，是基于第一星座图16*16、第二星座图9*9而进行的区域划分，若第一星座图或第二星座图的维度发生改变，则对应的区域边界也要进行相应的调整。
步骤6、基于第二星座图，采用最大似然检测算法对传输层s0的信号进行检测，得到传输层s0的第二解。
遍历第二星座图(即9×9矩形范围)内所有的星座点，计算相应的欧式距离；根据计算所得欧式距离，计算传输层s0每个比特的对数似然比(LLR)值；根据所有比特的LLR值得到传输层s0的第二解。
其他传输层，若也是高阶调制(比如256QAM及其之上的调制方式)，则可分别按传输层s0类似处理。若有的传输层调制阶数较低，比如64QAM，则该传输层可直接基于第一星座图进行最大似然检测，即将第一星座图作为第二星座图，直接按步骤6进行。
各个传输层的第二星座图的大小可根据实际调制阶数分别设定，比如256QAM对应9×9的第二星座图，1024QAM对应13×13的第二星座图等。
根据所有传输层基于最大似然检测得到的第二解，组合得到对应接收信号y的第二检测信号。
当传输层属于高阶调制M-QAM(比如M＝256,1024，...)时，通过只做部分星座点的ML搜索，而且根据信道质量和码率动态调整第二星座图的大小，在信道质量好和码率低时，选择较小值，在信道质量差或码率高时，选择较大值；这相对固定第二星座图的大小方式(为了保证性能，通常选取较大值)，进一步降低了ML搜索的复杂度。
本实施例，在保证ML部分星座点搜索下的检测准确度的前提下，根据信道质量和码率动态调整第二星座图的大小，进一步降低了ML搜索的复杂度。
本发明的一个实施例，如图3所示，一种计算机设备20，包括存储器30、处理器40；所述存储器30，用于存储计算机程序50；所述处理器40，用于运行所述计算机程序50时实现前述任一实施例的信号检测方法。
作为一个示例，处理器40执行计算机程序时实现根据前述记载的步骤S100至S600。另外地，处理器40执行计算机程序时实现前述记载的信号检测装置中的各模块、单元的功能。作为又一个示例，处理器40执行计算机程序时第一检测模块100、初始星座点确定模块200、第二星座图确定模块300及第二检测模块400的功能。
可选地，根据完成本发明的具体需要，所述计算机程序可以被分割为一个或多个模块/单元。每个模块/单元可以为能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段。该计算机程序指令段用于描述所述计算机程序在信号检测装置中的执行过程。作为示例，所述计算机程序可以被分割为虚拟装置中的各个模块/单元，譬如第一检测模块100、初始星座点确定模块200、第二星座图确定模块300及第二检测模块400。
所述处理器用于通过执行所述计算机程序从而实现寻呼周期的调整。根据需要，所述处理器可以是中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、通用处理器或其他逻辑器件等。
所述存储器可以为任意能够实现数据、程序存储的内部存储单元和/或外部存储设备。譬如，所述存储器可以为插接式硬盘、智能存储卡(SMC)、安全数字(SD)卡或闪存卡等。所述存储器用于存储计算机程序、信号检测装置的其他程序及数据。
根据需要，所述计算机设备20还可以包括输入输出设备、显示设备、网络接入设备及总线等。
在本发明的一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现如前述实施例记载的信号检测方法。也即是，当前述本发明实施例对现有技术做出贡献的技术方案的部分或全部通过计算机软件产品的方式得以体现时，前述计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以为任意可携带计算机程序代码实体装置或设备。譬如，所述计算机可读存储介质可以是U盘、移动磁盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器等。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种信号检测方法，其特征在于，包括：
采用第一信号检测算法对接收的调制信号进行检测，得到目标传输层的第一解；
根据所述第一解和所述目标传输层的第一星座图，确定所述目标传输层的初始估计星座点；
根据当前信噪比和/或当前码率，确定所述目标传输层的第二星座图的大小；
根据所述初始估计星座点和所述第二星座图的大小，确定所述第二星座图；
基于所述第二星座图，采用第二信号检测算法对所述调制信号进行检测，得到所述目标传输层的第二解；
第一信号检测算法为线性检测算法，第二信号检测算法为非线性检测算法；
根据以下公式确定目标传输层的初始估计星座点
Figure FDA0003520340250000011
Figure FDA0003520340250000012
其中，sest为所述第一解，S为所述第一星座图的所有星座点的集合，si为S中的第i个星座点，|| ||2表示二范数的平方；
所述的根据所述初始估计星座点和所述第二星座图的大小，确定所述目标传输层的第二星座图，包括：
当所述初始估计星座点的I路分量位于所述第一星座图的第一中央区域时，则以所述初始估计星座点的I路分量为中心确定所述第二星座图的I路下标范围；
当所述初始估计星座点的Q路分量位于所述第一星座图的第二中央区域时，则以所述初始估计星座点的Q路分量为中心确定所述第二星座图的Q路下标范围；
根据所述I路下标范围和所述Q路下标范围确定所述第二星座图。
2.根据权利要求1所述的信号检测方法，其特征在于，所述的根据所述初始估计星座点和所述第二星座图的大小，确定所述目标传输层的第二星座图，还包括：
当所述初始估计星座点的I路分量位于所述第一星座图的第一左边区域时，则从所述第一星座图的最左边开始往右确定所述第二星座图的I路下标范围；
和/或，
当所述初始估计星座点的I路分量位于所述第一星座图的第一右边区域时，则从所述第一星座图的最右边开始往左确定所述第二星座图的I路下标范围。
3.根据权利要求1所述的信号检测方法，其特征在于，所述的根据所述初始估计星座点和所述第二星座图的大小，确定所述目标传输层的第二星座图，还包括：
当所述初始估计星座点的Q路分量位于所述第一星座图的第二上边区域时，则从所述第一星座图的最上边开始往下确定所述第二星座图的Q路下标范围；
和/或，
当所述初始估计星座点的Q路分量位于所述第一星座图的第二下边区域时，则从所述第一星座图的最下边开始往上确定所述第二星座图的Q路下标范围。
4.根据权利要求1所述的信号检测方法，其特征在于：
所述目标传输层为调制阶数大于预设门限的传输层。
5.根据权利要求1所述的信号检测方法，其特征在于，所述的根据当前信噪比和/或当前码率，确定所述目标传输层的第二星座图的大小，包括：
若当前信噪比大于预设信噪比门限，和/或当前码率小于预设码率门限，则将所述第二星座图的大小设为第一预设值；否则，将所述第二星座图的大小设为第二预设值；所述第一预设值小于所述第二预设值。
6.一种信号检测装置，其特征在于，包括：
第一检测模块，用于采用第一信号检测算法对接收的调制信号进行检测，得到目标传输层的第一解；
初始星座点确定模块，用于根据所述第一解和所述目标传输层的第一星座图，确定所述目标传输层的初始估计星座点；
第二星座图确定模块，用于根据当前信噪比和/或当前码率，确定所述目标传输层的第二星座图的大小；根据所述初始估计星座点和所述第二星座图的大小，确定所述第二星座图；
第二检测模块，用于基于所述第二星座图，采用第二信号检测算法对所述调制信号进行检测，得到所述目标传输层的第二解；
第一信号检测算法为线性检测算法，第二信号检测算法为非线性检测算法；
所述第二星座图确定模块，还用于当所述初始估计星座点的I路分量位于所述第一星座图的第一中央区域时，则以所述初始估计星座点的I路分量为中心确定所述第二星座图的I路下标范围；当所述初始估计星座点的Q路分量位于所述第一星座图的第二中央区域时，则以所述初始估计星座点的Q路分量为中心确定所述第二星座图的Q路下标范围；根据所述I路下标范围和所述Q路下标范围确定所述第二星座图；
所述初始星座点确定模块，还用于根据以下公式确定所述目标传输层的初始估计星座点
Figure FDA0003520340250000041
Figure FDA0003520340250000051
其中，sest为所述第一解，S为所述第一星座图的所有星座点的集合，si为S中的第i个星座点，|| ||2表示二范数的平方。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于运行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的信号检测方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的信号检测方法的步骤。
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