具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件例如层、膜或基板被指为在另一膜层“上”时，其能直接在其他膜层上或亦可存在中间膜层。进一步说，当层被指为在另一层“下”时，其可直接在下方，亦可存在一或多个中间层。亦可以理解的是，当层被指为在两层“之间”时，其可为两层之间的唯一层，或亦可存在一或多个中间层。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

应用场景说明：本发明的应用场景如图1所示，考虑了一个多用户多天线系统的相关信道模型，发射端天线数目为M，接收端天线数目为N，其中同一个用户端的天线数目为m_UE。其Gram矩阵的幅度特征如图2所示，其中越亮的部分表示矩阵对应元素绝对值越大。具体地，图2(a)表示接受天线数N＝128，发射天线数M＝32且每个用户端天线数m_UE＝4的天线配置下，发射端天线相关系数ζ_t＝0.2，接收端天线相关系数ζ_r＝0的情形下，Gram矩阵的信道幅度特性示意图；图2(b)表示接受天线数N＝128，发射天线数M＝32且每个用户端天线数m_UE＝4的天线配置下，发射端天线相关系数ζ_t＝0.4，接收端天线相关系数ζ_r＝0.2的情形下，Gram矩阵的信道幅度特性示意图；图2(a)表示接受天线数N＝128，发射天线数M＝32且每个用户端天线数m_UE＝4的天线配置下，发射端天线相关系数ζ_t＝0.6，接收端天线相关系数ζ_r＝0.5的情形下，Gram矩阵的信道幅度特性示意图；可以看出，在天线配置保持不变的情况下，随着相关性的增大，Gram矩阵呈现出明显的块对角占优特性，其中对角线上子块矩阵的大小为m_UE×m_UE。本发明中的Gram矩阵为H为MIM0信道矩阵。本发明提出的基于对角矩阵分块的MMSE检测方法简称为BD-NSA方法。

如图3所示，在本申请的一个实施例中，提供一种MMSE检测方法，包括步骤：

步骤S01，获取接收信号y、每个用户端分配的天线数目、信道矩阵H和噪声方差

步骤S02，根据信道矩阵和噪声方差计算Gram矩阵，根据每个用户端分配的天线数目从Gram矩阵中提取若干个子块矩阵，并得到非块对角矩阵，对所述子块矩阵分别求逆得到子块矩阵的逆矩阵，将所述子块矩阵的逆矩阵沿着对角线组合得到块对角矩阵的逆矩阵；

步骤S03，根据所述块对角矩阵的逆矩阵、非块对角矩阵、接收信号和信道矩阵，通过Neumann迭代的方式得到MMSE中的发送向量的估计值；根据发送向量的估计值进行判决，得到发送信号的检测值。

在其中一个实施例中，Gram矩阵A的计算公式为：

其中，H为信道矩阵；为噪声方差；I_M表示M×M维单位矩阵；

在其中一个实施例中，根据每个用户端分配的天线数目从Gram矩阵中提取若干个子块矩阵，并得到非块对角矩阵，包括：

从Gram矩阵A中的主对角线方向依次提取出若干个子块矩阵，所述子块矩阵大小为：m_UE×m_UE，共有m个子块矩阵，m为发送端的用户数量，m＝M/m_UE，m_UE为每个用户端分配的天线数目；M为发射端天线数目；

Gram矩阵A中去除子块矩阵得到非块对角矩阵E；

如图4所示，举例说明了一个M＝8，m_UE＝2的Gram矩阵的子块矩阵(也叫子矩阵)提取示意图。提取到的子块矩阵共有4个，分别为D_(1，1)，D_(1，2)，D_(1，3)，D_(1，4)，Gram矩阵A去除这些子块矩阵得到后续计算所需要的非块对角矩阵E；

子块矩阵沿着对角线组合即可得到块对角矩阵D，后续需要求得块对角矩阵的逆矩阵D^-1；

对所述子块矩阵分别求逆的方法包括：Cholesky算法，但不限于此种求逆方法；通过Cholesky算法别对子块矩阵进行精确求逆计算得到子块矩阵的逆矩阵，进一步提高本发明方法的检测性能，误码率降低。以图4中的子块矩阵为例，则分别计算出

将所述子块矩阵的逆矩阵沿着对角线组合得到块对角矩阵的逆矩阵D^-1；如图5所示，将图3例子得到的逆矩阵沿对角线组合，得到D^-1；

在其中一个实施例中，根据所述块对角矩阵的逆矩阵、非块对角矩阵、接收信号和信道矩阵，通过Neumann迭代的方式得到MMSE中的发送向量的估计值，包括：

根据所述块对角矩阵的逆矩阵、非块对角矩阵、接收信号和信道矩阵，对Neumann迭代方式下的估计发送向量进行迭代计算，将达到最大迭代次数时的估计值作为发送向量的估计值；

其中，根据所述块对角矩阵的逆矩阵和非块对角矩阵，通过Neumann迭代的方式近似得到Gram矩阵的逆矩阵，将所述Gram矩阵的逆矩阵代入到MMSE中估计发送向量的计算公式得到Neumann迭代方式下的估计发送向量。

具体地，

通过Neumann迭代的方式，计算Gram矩阵A的逆矩阵A^-1，如下式所示；

其中，k为Neumann迭代的次数，n为序号，范围为0～k-1，为第k次Neumann迭代时Gram矩阵的逆矩阵A^-1的近似值；

可改写为如下递归形式：

其中，L表示Neumann迭代的最大迭代次数；

根据最小均方误差(minimum mean-square error，MMSE)检测中估计发送向量的计算公式，所估计的发送向量为：

将替换上式中的A^-1，可以得到第k次Neumann迭代时的发送向量：

将D^-1H^Hy记作则上式可以改写成：

通过对上述公式进行迭代，判断是否达到最大迭代次数L，若达到，则将最后一次迭代得到的发送向量作为发送向量的估计值。L的值是人为设置的。

在其中一个实施例中，根据所述发送向量的估计值进行判决，得到发送信号的检测值，包括：

在星座图的符号集合中找到与所述发送向量的估计值欧氏距离最近的一组符号，将这组符号组成的向量作为发送信号的检测值。

具体地，

根据所述发送向量的估计值中的每个元素在星座图的符号集合中找到与其欧氏距离最近的符号，将该符号作为第i个发送信号的检测值则发送信号为本实施例中采用的判决方法称为硬判决方法。

如表1所示为本发明实施例中的BD-NSA-EPA算法和其他检测算法的计算复杂度数学表达式：

表1为本发明方法与其他方法的乘法、加法和除法次数对比表

从表1中可以得到，传统的MMSE算法所需要的乘法次数量级为而本发明所提出的BD-NSA数量级约为且由于通常条件下m_UE＜＜M，因此所提出的算法能够显著地降低传统MMSE算法的复杂度。尽管NSA算法的乘法次数只有的数量级，但是在之后的仿真图中更可以看到，其在相关信道下的性能损失十分明显。

如图6所示，在传统理想瑞利信道下(m_UE＝1且不考虑天线间相关性)，本发明所提出的BD-NSA方法退化成为传统NSA算法，二者性能保持一致；

如图7所示，若是考虑多用户相关性信道，即m_UE＝4，发射端天线相关系数ζ_r＝0.2，接收端天线相关系数ζ_t＝0.4的情形下，传统NSA算法的性能急剧下降，已经不能够收敛，而本发明的方法依然能够实现接近于MMSE检测的性能。具体地，如图9所示，在迭代次数L＝5时，所提出的算法BD-NSA能够实现几乎与MMSE一致的性能，而计算复杂度仅为MMSE的20％左右。当发射端天线相关性进一步增大至ζ_t＝0.5，如图8与图10可知，所提出的算法也依旧能在保持计算复杂度为MMSE检测的20％条件下，实现几乎与MMSE一致的检测性能。

如图11所示，在本申请的一个实施例中，提供一种MMSE检测装置，包括：

获取模块，用于获取接收信号、每个用户端分配的天线数目、信道矩阵和噪声方差；

矩阵对角分块模块，用于根据信道矩阵和噪声方差计算Gram矩阵，根据每个用户端分配的天线数目从Gram矩阵中提取若干个子块矩阵，并得到非块对角矩阵；根据对所述子块矩阵分别求逆得到子块矩阵的逆矩阵，将所述子块矩阵的逆矩阵沿着对角线组合得到块对角矩阵的逆矩阵；

检测值迭代确定模块，用于根据所述块对角矩阵的逆矩阵、非块对角矩阵、接收信号、信道矩阵，通过Neumann迭代的方式得到MMSE中的发送向量的估计值；根据发送向量的估计值进行判决，得到发送信号的检测值。

进一步的，所述根据每个用户端分配的天线数目从Gram矩阵中提取若干个子块矩阵，并得到非块对角矩阵，包括：

从Gram矩阵中的主对角线方向依次提取出m个子块矩阵，所述子块矩阵大小为：m_UE×m_UE，m为发送端的用户数量，m_UE为每个用户端的天线数目。

进一步的，对所述子块矩阵求逆的方法包括：Cholesky算法。

进一步的，根据所述块对角矩阵的逆矩阵、非块对角矩阵、接收信号、信道矩阵，通过Neumann迭代的方式得到MMSE中的发送向量的估计值，包括：

根据所述块对角矩阵的逆矩阵、非块对角矩阵、接收信号和信道矩阵，对Neumann迭代方式下的估计发送向量进行迭代计算，将达到最大迭代次数时的估计值作为发送向量的估计值；

其中，根据所述块对角矩阵的逆矩阵和非块对角矩阵，通过Neumann迭代的方式近似得到Gram矩阵的逆矩阵，将所述Gram矩阵的逆矩阵代入到MMSE中估计发送向量的计算公式得到Neumann迭代方式下的估计发送向量。

进一步的，根据所述发送向量的估计值进行判决，得到发送信号的检测值，包括：

在星座图的符号集合中找到与所述发送向量的估计值欧氏距离最近的一组符号，将这组符号组成的向量作为发送信号的检测值。

一种MMSE检测设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述的任意一项所述MMSE检测方法。

一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行前述的任意一项所述MMSE检测方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。