CN115378785B - 检测解调方法及系统、存储介质及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种检测解调方法及系统、存储介质及终端，包括以下步骤：构造一阶星座胞元数组；所述一阶星座胞元数组用于记录星座点的标号，所述标号在所述一阶星座胞元数组中的位置与星座点在星座图中的位置相对应；基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组，N≥2且为自然数；对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点。本发明的检测解调方法及系统、存储介质及终端基于最大似然检测法，利用空间复杂度换取计算复杂度，从而在保持最大似然检测法相同的误差性能的基础上，大大降低了计算复杂度。

Description

检测解调方法及系统、存储介质及终端
技术领域
本发明涉及无线通信的技术领域，特别是涉及一种检测解调方法及系统、存储介质及终端。
背景技术
在通信系统中，信号检测一直是重要的一部分。通信系统的接收端常常利用各种信号检测技术实现信号的解调，并译出对应的编码。常见的通信系统一般使用正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)调制发送信号，因此接收端的信号检测比较简单。然而随着科学技术的发展，简单QAM调制已经不能满足人们对多连接高速率的通信系统的要求，ATSC 3.0等协议提出了非均匀的星座调制方式。除此之外，在非正交多址(NonOthogonal Multiple Access，NOMA)领域，由于用户非正交的信号叠加，也使接收端接收到的是非均匀的星座图。因此，非均匀星座图的检测技术在通信领域研究中有重要意义。
面对这些非均匀星座，不同领域采用了不同的解决方式。在NOMA领域，接收端一般使用串行干扰消除(Serial Interference Cancellation，SIC)的方式来检测信号。SIC利用了NOMA系统的星座图特有的性质，通过用户增益的不同区分出不同用户的星座符号，得到比较良好的解调性能。然而，当叠加用户增多，接收端的星座图变得更加复杂时，SIC会出现误码传播，导致性能急剧下降。而在广播领域，先进电视制式委员会(AdvancedTelevision System Committee，ATSC)的非均匀星座图一般使用一维非均匀星座(1-Dimensional Non-Uniform Constellations，1-DNUC)映射的方式。这种方式将二维的星座图映射为一维的星座图，因此计算复杂度比较低。不足的是这种方式的误码性能和理想误码性能有一定差距。除此之外，在多进多出(Multiple In Multiple Out，MIMO)系统中，也可采用球形解映射器来进行解调。这种方式降低了一定的复杂度，也损失了一些性能。
上述几种检测解调方案都只适用于一定领域，而有一种检测器是通用于任何领域的，那就是最大似然检测器。在数学上，最大似然检测器具有理论上最优的误差性能，这是其他检测器无法达到的。最大似然检测器的原理是通过计算接收信号点与星座点的距离，找到距离最近的星座点作为检测结果。然而，因为它的计算复杂度是随着星座点的增加而线性增加的，所以很少应用到实际场景中。
因此，需要研究新的检测解调方案来使检测器接近最大似然检测器的误差性能，同时又具有较低的计算复杂度，从而在误差性能和计算复杂度中寻找折中方案。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种检测解调方法及系统、存储介质及终端，基于最大似然检测法，利用空间复杂度换取计算复杂度，从而在保持最大似然检测法相同的误差性能的基础上，大大降低了计算复杂度。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种检测解调方法，包括以下步骤：构造一阶星座胞元数组；所述一阶星座胞元数组用于记录星座点的标号，所述标号在所述一阶星座胞元数组中的位置与星座点在星座图中的位置相对应；基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组，N≥2且为自然数；对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点。
于发明一实施例中，构造一阶星座胞元数组包括以下步骤：
设置搜索区域的边长l的实部和虚部分别为和其中，si表示第i个星座点，S表示星座图中所有星座点的集合，N0表示通信信道的噪声；
设置所述搜索区域的单位长度其中，Ns表示星座图中星座点的个数；设置一阶星座胞元数组的行/列大小/> 表示向上取整；
将每个星座点si的标号i填入所述一阶星座胞元数组，其中，根据星座点si的实部和虚部将星座点的标号i填入一阶星座胞元数组第m行第n列中，
于发明一实施例中，基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组包括以下步骤：
对一阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的一阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的二阶星座胞元数组；
对于二阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的二阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的三阶星座胞元数组；
依次类推，对于N-1阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的N-1阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的N阶星座胞元数组。
于发明一实施例中，所述卷取子集包括以下步骤：
自定义预设大小的卷取子集核；
将所述卷取子集核在k-1阶星座胞元数组上滑动，每次滑动步长为搜索区域的一个单位长度，每次滑动后，将所述卷取子集核覆盖的非零元素全部记录在k阶星座胞元数组的对应位置，以得到N阶星座胞元数组，2≤k≤N，k为自然数。
于发明一实施例中，对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点包括以下步骤：
将所述接收信号的实部和虚部转换为星座胞元数组的行索引a和列索引b；
搜索一阶星座胞元数组第a行第b列的星座点标号；若一阶星座胞元数组第a行第b列的元素里存在星座点标号，则计算所述星座点与所述接收信号的距离，并获取距离所述接收信号最近的星座点；若一阶星座胞元数组第a行第b列不存在星座点标号，则进入二阶星座胞元数组第a行第b列进行搜索；
依次类推，不断进入更高阶的星座胞元数组进行搜索，直到查找到距离所述接收信号最近的星座点为止。
于发明一实施例中，还包括：若在最高阶的星座胞元数组第a行第b列依然未查找到星座点，使用原始的最大似然检测搜索与接收信号最近的星座点。
于发明一实施例中，还包括：当第一次搜索到星座点在一阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，d)区间，则在二阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在区间，则在三阶星座胞元数组进行第二次搜索；当第一次搜索到星座点在二阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，d)区间，则无需进行第二次搜索；若所述距离在[d，2d)区间，则在三阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在/>区间，则在四阶星座胞元数组进行第二次搜索；依次类推，当第一次搜索到星座点在k+1阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，kd)区间，则无需进行第二次搜索；若所述距离在[kd，(k+1)d)区间，则在(k+2)阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在[(k+n)d，/>)区间，则在(k+n+2)阶星座胞元数组进行第二次搜索，其中，k≥1且为自然数，n为大于1的自然数。
本发明提供一种检测解调系统，包括第一构造模块、第二构造模块和搜索模块；
所述第一构造模块用于构造一阶星座胞元数组；所述一阶星座胞元数组用于记录星座点的标号，所述标号在所述一阶星座胞元数组中的位置与星座点在星座图中的位置相对应；
所述第二构造模块用于基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组，N≥2且为自然数；
所述搜索模块用于对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点。
本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的检测解调方法。
最后，本发明提供一种终端，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述的检测解调方法。
如上所述，本发明的检测解调方法及系统、存储介质及终端，具有以下有益效果：
(1)基于最大似然检测法，利用空间复杂度换取计算复杂度，在保证原始的最大似然检测法的误差性能的前提下，实现了计算复杂度的大幅降低；
(2)当接收端的星座图的星座点越多时，相较于原始的最大似然检测法的计算复杂度降低得更多；
(3)当通信数据块越大，信道状态信息(Channel State Information，CSI)更新更少时，效率越高，运行时间相对原始最大似然检测法更短；
(4)相较于次优的检测方案，具有与其相近的计算复杂度，但误差性能明显优于次优检测方案；
(5)特别适用于非均匀星座等无规则的星座图；在这类星座图中，次优检测方案往往误差性能不佳，而原始的最大似然检测法又有太高的计算复杂度。
附图说明
图1显示为本发明的检测解调方法于一实施例中的流程图；
图2显示为本发明的接收信号于一实施例中的星座图；
图3显示为本发明的检测解调系统于一实施例中的结构示意图；
图4显示为本发明的终端于一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
31 第一构造模块
32 第二构造模块
33 搜索模块
41 处理器
42 存储器
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的检测解调方法及系统、存储介质及终端在接收到不规则的星座图时，基于最大似然检测法，利用空间复杂度换取计算复杂度，既具有最大似然检测法优异的误差性能，也具有串行干扰消除法相近的计算复杂度，从而在保证最大似然检测法最优的误差性能下，尽可能地降低计算复杂度，实现最大似然检测法在实际场景中的广泛应用。
如图1所示，于一实施例中，本发明的检测解调方法包括以下步骤：
步骤S1、构造一阶星座胞元数组；所述一阶星座胞元数组用于记录星座点的标号，所述标号在所述一阶星座胞元数组中的位置与星座点在星座图中的位置相对应。
具体地，为了将各个星座点的位置信息以胞元数组形式表示，本发明采用星座胞元数组。一阶星座胞元数组用来记录星座点的标号，所述星座点的标号在矩阵中的位置和星座点在星座图中的位置相对应。
于发明一实施例中，构造一阶星座胞元数组包括以下步骤：
11)设置搜索区域的边长l的实部和虚部分别为和其中，si表示第i个星座点，S表示星座图中所有星座点的集合，N0表示通信信道的噪声。具体地，一阶星座胞元数组C1的大小是有限的，因此须设置搜索区域V的最大边长l。为了能够将所有星座点都包含在所述搜索区域内，所述搜索区域的实部边长和虚部边长应分别大于两倍所有星座点的最大实部和虚部值。另外，还需尽可能使接收信号点也包含在所述搜索区域V内。故将搜索区域V的边长在两倍最大实部(虚部)值处扩大2N0。即所述搜索区域V的边长l为/>和/>Re表示实部，Im表示虚部。
12)设置所述搜索区域的单位长度其中，单位长度类似于信号采样单位幅度，可以将星座点实部和虚部对应的幅度映射为离散值，Ns表示星座图中星座点的个数。
13)设置一阶星座胞元数组的行/列大小 表示向上取整。其中，由于需要把搜索区域V中的星座点和接收信号点映射到一阶星座胞元数组C1中，所以一阶星座胞元数组C1的大小由l和d决定。为了保证一阶星座胞元数组C1的行/列的大小是整数，需要进行取整。因此一阶星座胞元数组C1的行(列)的大小为/>
14)将每个星座点si的标号i填入所述一阶星座胞元数组，其中，将搜索区域V中边缘上的点O'作为原点，其原来的坐标为根据星座点si的实部和虚部将星座点的标号i填入一阶星座胞元数组第m行第n列中，/>其余位置均填为0。
步骤S2、基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组，N≥2且为自然数。
具体地，本发明采用卷取子集的运算来迭代获取N阶星座胞元数组。于发明一实施例中，基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组包括以下步骤：
21)对一阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的一阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的二阶星座胞元数组。具体地，二阶星座胞元数组C2的大小和一阶星座胞元数组C1的大小是一致的。一阶星座胞元数组C1每个元素是该位置对应的1×1区域星座点标号的集合，二阶星座胞元数组C2每个元素是该位置对应的3×3区域的星座点的标号的集合。N阶星座胞元数组CN每个元素是该位置对应的(2N-1)x(2N-1)区域的星座点的标号的集合。因此，二阶星座胞元数组C2每个元素包含了更多的星座点标号，也意味着索引到该元素时能搜索到更大的范围。对一阶星座胞元数组进行边框填充时，将一阶星座胞元数组四周加上全零的元素，使得一阶星座胞元数组的行数和列数分别增大2个单位长度。通过边框填充后，一阶星座胞元数组C1卷取子集得到的二阶星座胞元数组C2和一阶星座胞元数组C1的大小能保持一致。
所述卷取子集包括以下步骤：
a)自定义预设大小的卷取子集核，如将所述卷取子集核定义为3x3。
b)将所述卷取子集核在k-1阶星座胞元数组上滑动，每次滑动步长为搜索区域的一个单位长度，每次滑动后，将所述卷取子集核覆盖的非零元素全部记录在k阶星座胞元数组的对应位置，以得到N阶星座胞元数组，2≤k≤N，k为自然数。
22)对于二阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的二阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的三阶星座胞元数组。
具体地，类似二阶星座胞元数组的生成方式，基于所述二阶星座胞元数组生成三阶星座胞元数组。
23)依次类推，对于N-1阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的N-1阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的N阶星座胞元数组。
步骤S3、对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点。
具体地，对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点包括以下步骤：
31)将所述接收信号的实部和虚部转换为星座胞元数组的行索引a和列索引b。其中，根据搜索区域边长l和单位长度d，将接收信号的实部和虚部换算成星座胞元数组的行索引a和列索引b。这意味着接收信号在搜索区域V的第a行第b列的1×1区域内。
32)搜索一阶星座胞元数组第a行第b列的星座点标号；若一阶星座胞元数组第a行第b列的元素里存在星座点标号，则计算所述星座点与所述接收信号的距离，并获取距离所述接收信号最近的星座点；若一阶星座胞元数组第a行第b列不存在星座点标号，则进入二阶星座胞元数组第a行第b列进行搜索。由于一阶星座胞元数组C1第a行第b列对应的就是搜索区域V的第a行第b列的1×1区域，所以一阶星座胞元数组第a行第b列对应的元素记录的星座点和接收信号在同一个子区域内。如果一阶星座胞元数组C1第a行第b列的元素里存在星座点标号，则计算这些星座点与接收信号的距离，并找出其中最近的星座点。如果一阶星座胞元数组C1第a行第b列的元素为0，则进入C2第a行第b列进行搜索。
33)依次类推，不断进入更高阶的星座胞元数组进行搜索，直到查找到距离所述接收信号最近的星座点为止。优选地，若在最高阶的星座胞元数组CN第a行第b列依然未查找到星座点，则使用原始的最大似然检测搜索与接收信号最近的星座点。
为了保证搜索到的星座点是离接收信号点的星座点，有时候还需要进行第二次搜索。这是因为本发明的搜索范围是矩形的，当接收信号落入某个子区域时，并不知道该接收信号具体位于该子区域的哪个位置。换句话说，当接收信号对应于星座胞元数组的行列位置，接收信号可能是该行列位置的子区域内的任一点。计算出第一次搜索到的最近星座点与接收信号点的距离后，以该接收信号的子区域为中心、该距离为半径覆盖的区域可能大于第一次搜索的范围。因此，需要根据第一次搜索到的距离最近的星座点与接收信号点距离，来判断是否进行第二次搜索，以确保搜索到的星座点是最近的星座点。于发明一实施例中，当第一次搜索到星座点在一阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，d)区间，则在二阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在区间，则在三阶星座胞元数组进行第二次搜索；当第一次搜索到星座点在二阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，d)区间，则无需进行第二次搜索；若所述距离在[d，2d)区间，则在三阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在/> 区间，则在四阶星座胞元数组进行第二次搜索；依次类推，当第一次搜索到星座点在k+1阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，kd)区间，则无需进行第二次搜索；若所述距离在[kd，(k+1)d)区间，则在(k+2)阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在[(k+n)d，/>)区间，则在(k+n+2)阶星座胞元数组进行第二次搜索，其中，k≥1且为自然数，n为大于1的自然数。其中，一阶星座胞元数组对应1x1区域，一二阶星座胞元数组对应3x3区域，三阶星座胞元数组对应5x5区域，以此类推，k阶星座胞元数组对应(2k-1)x(2k-1)区域。相应地，如表1所示，当第一次搜索到星座点为1x1区域时，若所述距离在[0，d)区间，则在3x3区域进行第二次搜索；若所述距离在/>区间，则在5x5区域进行第二次搜索；当第一次搜索到星座点为3x3区域时，若所述距离在[0，d)区间，则无需进行第二次搜索；若所述距离在[d，2d)区间，则在5x5区域进行第二次搜索；若所述距离在/>区间，则在7x7区域进行第二次搜索；依次类推，当第一次搜索到星座点为(2k+1)x(2k+1)区域时，若所述距离在[0，kd)区间，则无需进行第二次搜索；若所述距离在[kd，(k+1)d)区间，则在(2k+3)x(2k+3)区域进行第二次搜索；若所述距离在[(k+n)d，/>)区间，则在(2k+2n+3)x(2k+2n+3)区域进行第二次搜索。
表1、搜索范围与距离的对应关系
下面通过具体实施例来进一步阐述本发明的检测解调方法。
在该实施例中，以一个非正交多址(NOMA)系统的场景作为实例。假设有两个用户共用一个子频段向基站发送信息，两个用户的信道增益不同，分别为h1和h2。两个用户均使用正交相移键控(QPSK)调制，因此接收端的星座图有16个星座点。将这16个星座点进行编号，并绘制出一种可能的星座图，如图2所示。
采用构造一阶胞元数组的方法，首先将搜索区域分割成图2所示的情形。因此，对于图2这种情况，只需要一个大小为12×12的一阶星座胞元数组C1，就能把各个星座点之间的大致位置关系给表示出来。然后，通过一阶星座胞元数组C1，用构造N阶星座胞元数组的方法构造出更高阶的星座胞元数组，以备后面搜索时使用。
当接收到一个信号时，根据接收信号的实部和虚部，映射到一阶星座胞元数组C1的对应元素，从而找到最近的星座点集合。然而，若接收信号受到较大噪声干扰，对应的一阶星座胞元数组元素为0，并没有星座点的标号，则需要搜索二阶星座胞元数组C2乃至N阶星座胞元数组CN，增大接收信号的索引位置的搜索范围，从而可以找到星座点。
以图2为例，如果接收点在图中所示位置，则该接收信号的实部虚部映射得到的索引为(2,4)。因此，首先搜索C1(2,4)的星座点。因为C1(2,4)的值为0，所以在该位置1×1范围内没有星座点。因此，进入C2(2,4)进行搜索，发现C2(2,4)的集合只有一个元素13，说明该位置1×1范围内仅有星座点s13，从而得到该搜索区域最近的星座点是s13。接着计算出s13与接收信号的欧氏距离，根据表1进行判断，确定不用进行第二次搜索。因此，星座点s13就是距离接收信号点最近的点。
如图3所示，于一实施例中，本发明的检测解调系统包括第一构造模块31、第二构造模块32和搜索模块33。
所述第一构造模块31用于构造一阶星座胞元数组；所述一阶星座胞元数组用于记录星座点的标号，所述标号在所述一阶星座胞元数组中的位置与星座点在星座图中的位置相对应。
所述第二构造模块32与所述第一构造模块31相连，用于基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组，N≥2且为自然数。
所述搜索模块33与所述第一构造模块31和所述第二构造模块32相连，用于对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点。
其中，第一构造模块31、第二构造模块32和搜索模块33的结构和原理与上述检测解调方法中的步骤一一对应，故在此不再赘述。
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如：x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现。此外，x模块也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，一个或多个微处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
本发明的存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的检测解调方法。优选地，所述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图4所示，于一实施例中，本发明的终端包括：处理器41和存储器42。
所述存储器42用于存储计算机程序。
所述存储器42包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所述处理器41与所述存储器42相连，用于执行所述存储器42存储的计算机程序，以使所述终端执行上述的检测解调方法。
优选地，所述处理器41可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
综上所述，本发明的检测解调方法及系统、存储介质及终端基于最大似然检测法，利用空间复杂度换取计算复杂度，在保证原始的最大似然检测法的误差性能的前提下，实现了计算复杂度的大幅降低；当接收端的星座图的星座点越多时，相较于原始的最大似然检测法的计算复杂度降低得更多；当通信数据块越大，CSI更新更少时，效率越高，运行时间相对原始最大似然检测法更短；相较于次优的检测方案，具有与其相近的计算复杂度，但误差性能明显优于次优检测方案；特别适用于非均匀星座等无规则的星座图；在这类星座图中，次优检测方案往往误差性能不佳，而原始的最大似然检测法又有太高的计算复杂度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种检测解调方法，其特征在于：包括以下步骤：
构造一阶星座胞元数组；所述一阶星座胞元数组用于记录星座点的标号，所述标号在所述一阶星座胞元数组中的位置与星座点在星座图中的位置相对应；
基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组，N≥2且为自然数；
对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点；
构造一阶星座胞元数组包括以下步骤：
设置搜索区域的边长l的实部和虚部分别为和/>其中，si表示第i个星座点，S表示星座图中所有星座点的集合，N0表示通信信道的噪声；
设置所述搜索区域的单位长度其中，Ns表示星座图中星座点的个数；
设置一阶星座胞元数组的行/列大小 表示向上取整；
将每个星座点si的标号i填入所述一阶星座胞元数组，其中，根据星座点si的实部和虚部将星座点的标号i填入一阶星座胞元数组第m行第n列中，
基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组包括以下步骤：
对一阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的一阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的二阶星座胞元数组；
对于二阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的二阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的三阶星座胞元数组；
依次类推，对于N-1阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的N-1阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的N阶星座胞元数组。
2.根据权利要求1所述的检测解调方法，其特征在于：所述卷取子集包括以下步骤：
自定义预设大小的卷取子集核；
将所述卷取子集核在k-1阶星座胞元数组上滑动，每次滑动步长为搜索区域的一个单位长度，每次滑动后，将所述卷取子集核覆盖的非零元素全部记录在k阶星座胞元数组的对应位置，以得到N阶星座胞元数组，2≤k≤N，k为自然数。
3.根据权利要求1所述的检测解调方法，其特征在于：对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点包括以下步骤：
将所述接收信号的实部和虚部转换为星座胞元数组的行索引a和列索引b；
搜索一阶星座胞元数组第a行第b列的星座点标号；若一阶星座胞元数组第a行第b列的元素里存在星座点标号，则计算所述星座点与所述接收信号的距离，并获取距离所述接收信号最近的星座点；若一阶星座胞元数组第a行第b列不存在星座点标号，则进入二阶星座胞元数组第a行第b列进行搜索；
依次类推，不断进入更高阶的星座胞元数组进行搜索，直到查找到距离所述接收信号最近的星座点为止。
4.根据权利要求3所述的检测解调方法，其特征在于：还包括：若在最高阶的星座胞元数组第a行第b列依然未查找到星座点，使用原始的最大似然检测搜索与接收信号最近的星座点。
5.根据权利要求3所述的检测解调方法，其特征在于：还包括：
当第一次搜索到星座点在一阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，d)区间，则在二阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在[d，)区间，则在三阶星座胞元数组进行第二次搜索；
当第一次搜索到星座点在二阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，d)区间，则无需进行第二次搜索；若所述距离在[d，2d)区间，则在三阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在[2d，)区间，则在四阶星座胞元数组进行第二次搜索；
依次类推，当第一次搜索到星座点在k+1阶星座胞元数组时，若所述距离在[0，kd)区间，则无需进行第二次搜索；若所述距离在[kd，(k+1)d)区间，则在(k+2)阶星座胞元数组进行第二次搜索；若所述距离在[(k+n)d，(k+1))区间，则在(k+n+2)阶星座胞元数组进行第二次搜索，其中，k≥1且为自然数，n为大于1的自然数。
6.一种检测解调系统，其特征在于：包括第一构造模块、第二构造模块和搜索模块；
所述第一构造模块用于构造一阶星座胞元数组；所述一阶星座胞元数组用于记录星座点的标号，所述标号在所述一阶星座胞元数组中的位置与星座点在星座图中的位置相对应；
所述第二构造模块用于基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组，N≥2且为自然数；
所述搜索模块用于对所述一阶星座胞元数组至所述N阶星座胞元数组进行搜索，搜索与接收信号最近的星座点；
构造一阶星座胞元数组包括以下步骤：
设置搜索区域的边长l的实部和虚部分别为和/>其中，si表示第i个星座点，S表示星座图中所有星座点的集合，N0表示通信信道的噪声；
设置所述搜索区域的单位长度其中，Ns表示星座图中星座点的个数；
设置一阶星座胞元数组的行/列大小 表示向上取整；
将每个星座点si的标号i填入所述一阶星座胞元数组，其中，根据星座点si的实部和虚部将星座点的标号i填入一阶星座胞元数组第m行第n列中，
基于所述一阶星座胞元数组逐阶构造二阶星座胞元数组至N阶星座胞元数组包括以下步骤：
对一阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的一阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的二阶星座胞元数组；
对于二阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的二阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的三阶星座胞元数组；
依次类推，对于N-1阶星座胞元数组进行边框填充，并对边框填充后的N-1阶星座胞元数组进行卷取子集，以得到大小保持一致的N阶星座胞元数组。
7.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的检测解调方法。
8.一种终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行权利要求1至5中任一项所述的检测解调方法。
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