一种分布式多入多出系统的信号检测方法

摘要

本发明提供了一种适用于分布式MIMO系统的通用的信号检测方法，它首先对接收到的信号进行匹配滤波，然后将滤波之后的信号进行采样处理，由于每个天线上的发送信号被分为长度为S＝2L+1的序列，M_T个不同步的发射天线上的信号可等效为S*M_T个等效同步传输信号，之后的等效信号就可以采用现存的集中式MIMO的信号检测方法进行处理了。采用本发明的方法，可以有效的解决分布时延引起的接收端信号不同步问题。

主权项

1.一种分布式多入多出系统的信号检测方法，其特征是它包括下面的步骤：步骤1假设发射天线的数目为M_T，接收天线的数目是M_R，首先确定第j个，j∈1，2，…M_R，接收天线上的接收信号为：$r_j\left(t\right)=\underset{i=-L}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{M_T}{\Sigma }}\sqrt{\frac{\mathrm{Es}}{M_T}}{h}_{\mathrm{jk}}^{\prime }\left(i\right)c_k\left(i\right)g(t-\mathrm{iT}-{\tau }_k)\cos {\omega }_c(t-{\tau }_k)+n_l\left(t\right)$其中，n_j(t)是加性高斯白噪声，功率谱密度为σ²；h_jk′(i)是i时刻从发射天线k到接收天线j的信道衰落因子；τ_k为第k个发射天线在信道中的时延，$0{\le \tau }_1<···<{\tau }_{M_T}<T;$E_s为符号能量；-L和L分别为发射天线传输符号的起始时刻和中止时刻；T为符号周期；ω_c为载波角频率；c_k(i)是发射的符号；g(t)为发射天线的基带波形；步骤2然后将接收天线j接收到的信号进行匹配滤波，其功能由一个匹配滤波器组实现，匹配滤波器组的每一个匹配滤波器对应一条发射天线和接收天线之间的链路，将接收天线j接收到的信号送入发射天线m的匹配滤波器后第l时刻的输出：$y_j^m\left(l\right)={\int }_{\mathrm{lT}+{\tau }_m}^{(l+1)T+{\tau }_m}{r}_l\left(t\right)\cos {\omega }_c(t-{\tau }_m)g(t-\mathrm{lT}-{\tau }_m)\mathrm{dt}$步骤3经过步骤2匹配滤波之后的信号，在t时刻连续进行采样：t＝(l+1)T+τ_m，l＝-L，…，L，τ_m为第m个发射天线的时延，获得采样信号y_i^m(-L)，y_i^m(-L+1)，…，y_i^m(L)；同理可得采样其他发射天线匹配滤波之后的信号为：y_i¹(-L)，y_i¹(-L+1)，…，y_i¹(L)，…，y_i^MT(-L)，y_i^MT(-L+1)，…，y_i^MT(L)；步骤4将步骤3之后得到的采样信号进行重新组合，可得M_TS维的向量：$Y_i={[y_i^1(-L),···,y_i^{M_T}(-L),···,y_i^1\left(L\right),···,y_i^{M_T}\left(L\right)]}^T;$其中S＝2L+1；步骤5引入l时刻接收天线j的对角信道矩阵$H_j\left(l\right)=\mathrm{diag}\left(\right[h_{j1}\left(l\right),···,h_{j{M}_T}\left(l\right)\left]\right),$取l＝-L，…，L，构建从时刻-L到L的M_TS维的对角矩阵$H_j=\mathrm{diag}\left\{\right[h_{j1}(-L),···,h_{j{M}_T}(-L),···,h_{j1}\left(L\right),···,h_{j{M}_T}\left(L\right)\left]\right\};$步骤6引入SM_T×SM_T的对称Toeplitz相关矩阵中子矩阵R(l-i)的元素R_mk(l-i)可以表达为，$R_{\mathrm{mk}}(l-i)=\cos {\omega }_c({\tau }_k-{\tau }_m){\int }_{\mathrm{lT}+{\tau }_m}^{(l+1)T+{\tau }_m}\left[g(t-\mathrm{iT}-{\tau }_k)g(t-\mathrm{lT}-{\tau }_m)\right]\mathrm{dt}$步骤7引入从时刻-L到L的M_TS维发射信号向量$c={[c_1(-L),···c_{M_T}(-L),···,c_1\left(L\right),···c_{M_T}\left(L\right)]}^T;$步骤8引入从时刻-L到L的M_TS维噪声信号向量$n_i={[n_i^1(-L),···,n_i^{M_T}(-L),···,n_i^1\left(L\right),···,n_i^{M_T}\left(L\right)]}^T;$步骤9从时刻-L到L的S维匹配滤波器输出矢量Y_i可表示为：步骤10采用集中式MIMO中的迫零检测算法进行信号检测，上式两边同乘以得步骤11将M_R个接收天线得到的进行合并，再进行解调，恢复出原始比特序列。