1.一种基于无转置极小残差的迭代大规模MIMO信号检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、首先以最小化发送信号矢量估计值的均方误差为目的,将大规模MIMO的信号检测问题转化为线性方程组求解问题;
步骤2、然后运用无转置极小残差TFQMR方法来迭代求解线性方程组;
步骤3、最后将得到的线性方程组的解向量作为基站端对发送信号的估计值。
2.根据权利要求1所述的一种基于无转置极小残差的迭代大规模MIMO信号检测方法,其特征在于,所述步骤1将大规模MIMO的信号检测问题转化为线性方程组求解问题,具体包括:大规模MIMO系统中,假设基站配置N根天线,为K(K<<N)个单天线用户设备提供通信服务,收发信号模型表示为y=H·s+n,其中 表示接收信号矢量, 表示发送信号矢量, 表示信道矩阵,假设基站已知信道矩阵H;n表示加性白噪声矢量,其元素相互独立且均服从均值为0,方差为σ2的复高斯分布;
接收信号y采用最小均方误差滤波,得发送信号矢量估计值 其中G=HHH表示格拉姆矩阵,IK为K阶单位矩阵。记J=G+σ2IK, 则 J表示最小均方误差MMSE滤波矩阵, 表示匹配滤波输出,等价为 于是可将大规模MIMOH
系统中的信号检测的问题转换为线性方程组求解,其中(·) 表示对矩阵求共轭转置操作,上标(·)-1表示矩阵求逆,K表示单天线用户数目。
3.根据权利要求1所述的一种基于无转置极小残差的迭代大规模MIMO信号检测方法,其特征在于,所述步骤2采用无转置极小残差TFQMR方法来迭代求解线性方程组,在第t+1迭代时,发送信号矢量的估计值 其中η(t+1)为迭代系数,d(t+1)为迭代向量,上标(·)(t)表示第t次迭代,t∈{1,2,...,T},T表示最大迭代次数。
4.根据权利要求3所述的一种基于无转置极小残差的迭代大规模MIMO 信号检测方法,其特征在于,所述利用TFQMR迭代方法来求解线性方程组 具体为:首先设定初始解向量 其中矩阵D为由矩阵J的主对角元素所构成的对角矩阵,基于TFQMR的迭代求解线性方程组的过程如下:(1)根据 计算残量r(0),令u(0)=r(0)、v(0)=J·u(0)、w(0)=r(0),计算参量γ(0)=||r(0)||2、ρ(0)=(r(0))H·r(0),以及初始化向量d(0)=0K×1和参量η(0)=0、θ(0)=0,其中u表示初始向量,v表示Krylov子空间的基,w表示Krylov子空间的另一个基,γ表示初始参量,ρ表示初始参量,d表示迭代向量,η为迭代系数,θ为初始参量,符号上标(·)(0)表示设立迭代的初始值,||·||2表示2-范数,0K×1是K×1维零向量;
(2)判断t是奇数还是偶数,若t是奇数,则执行步骤(3),若t是偶数,跳至步骤(4),其中t表示第t次迭代;
(3)若t是奇数,依次更新中间量,α(t)=ρ(t)/((r(0))H·v(t)),α(t+1)=α(t),u(t+1)=u(t)-(t) (t) (t)α ·v ,其中α表示参量,上标(·) 表示第t次迭代;
(4)依次更新中间量,w(t+1)=w(t)-α(t)Ju(t),d(t+1)=u(t)+((θ(t))2/α(t))η(t)d(t),θ(t+1)=||w(t+1)||2/γ(t),c(t+1)=(1+(θ(t+1))2)-1/2,γ(t+1)=γ(t)θ(t+1)c(t+1),η(t+1)=(c(t+1))2α(t),其中c表示参量,d表示迭代向量,上标(·)(t)表示第t次迭代,||·||2表示2-范数;
(5)更新解向量, 其中η为迭代系数,d为迭代向量,上标(·)(t)表示第t次迭代;
(6)若t是偶数,更新中间向量,ρ(t+1)=(r(0))Hw(t+1),β(t-1)=ρ(t+1)/ρ(t-1),u(t+1)=w(t+1)+β(t-1)u(t),v(t+1)=Ju(t+1)+β(t-1)Ju(t)+β(t-1)β(t-1)v(t-1),其中β表示参量,上标(·)(t)表示第t次迭代;
(7)判断t=T是否成立,若成立,则迭代结束并输出 否则跳至步骤(2),其中t表示第t次迭代,其中T表示最大迭代次数。
5.根据权利要求4所述的一种基于无转置极小残差的迭代大规模MIMO信号检测方法,其特征在于,步骤3最终完成T次迭代后,线性方程组 的解向量 作为在大规模MIMO系统中发送信号的估计值,其中T表示最大迭代次数。