專利名稱：一種多輸入多輸出系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)。
背景技術(shù)：
MIMO技術(shù)是無(wú)線通信領(lǐng)域的重大技術(shù)突破，它能夠在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。MIMO技術(shù)在發(fā)送端和接收端采用多天線同時(shí)發(fā)送和接收信號(hào)。由于各發(fā)射天線同時(shí)發(fā)送的信號(hào)占用同一個(gè)頻帶，因而通信帶寬并沒有增加。每個(gè)發(fā)送天線和每個(gè)接收天線之間存在一個(gè)空間信道。如果每個(gè)空間信道的信道沖擊響應(yīng)獨(dú)立，則MIMO系統(tǒng)通過多個(gè)發(fā)送天線和多個(gè)接收天線可以在發(fā)送端和接收端之間創(chuàng)建多個(gè)并行的獨(dú)立的空間信道。通過這些并行的空間信道獨(dú)立地傳輸信息，MIMO系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)率成倍增加。
目前分別有D-BLAST(Diagonal Bell Laboratories Layered Space-timeArchitecture)方法和V-BLAST(Vertical Bell Laboratories Layered Space-timeArchitecture)方法可以實(shí)現(xiàn)MIMO系統(tǒng)的解調(diào)。但是D-BLAST方法的復(fù)雜度很高，不容易實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，而V-BLAST方法只適用于窄帶信道下MIMO系統(tǒng)的解調(diào)，并無(wú)法實(shí)現(xiàn)寬帶信道下MIMO系統(tǒng)的解調(diào)。
基于多輸入單輸出判決反饋均衡器(MISO DFE)的V-BLAST方法可以實(shí)現(xiàn)寬帶信道下MIMO系統(tǒng)的解調(diào)，但是基于MISO DFE的V-BLAST方法的解調(diào)性能并不理想?；贛IMO DFE的V BLAST方法可以進(jìn)一步提高寬帶信道下MIMO系統(tǒng)的解調(diào)性能，這種方法在一定程度上提高了數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)性能，而且減少了串行干擾對(duì)消的級(jí)數(shù)和在一定程度上降低了處理時(shí)延。但是，基于MIMO DFE的V-BLAST方法采用串行干擾對(duì)消，處理時(shí)延依然很大，而且符號(hào)的硬判決性能較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提出一種MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)，以降低處理時(shí)延。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)，所述寬帶接收機(jī)包括第一級(jí)并行干擾對(duì)消(PIC)結(jié)構(gòu)，對(duì)接收信號(hào)矢量進(jìn)行多輸入多輸出判決反饋估計(jì)，得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并由所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和接收信號(hào)矢量對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量，并向下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所述所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量；最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)，用于對(duì)上一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送的所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行判決反饋均衡，得到所有數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值。
所述寬帶接收機(jī)進(jìn)一步包括不少于一級(jí)的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)，所述中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)位于第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)和最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)之間，每個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)串行連接，每個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)對(duì)來(lái)自上一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行檢測(cè)，得到所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并由所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和接收信號(hào)矢量對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到所有數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步修正的接收信號(hào)矢量，并向下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所述所有數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步修正的接收信號(hào)矢量。
所述寬帶接收機(jī)進(jìn)一步包括與第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)連接的解擴(kuò)單元，解擴(kuò)單元用于對(duì)擴(kuò)頻后的接收信號(hào)矢量進(jìn)行解擴(kuò)處理，得到接收信號(hào)矢量，并向第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所述接收信號(hào)矢量。
所述寬帶接收機(jī)進(jìn)一步包括與第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)連接的解擴(kuò)單元，解擴(kuò)單元用于對(duì)擴(kuò)頻后的接收信號(hào)矢量進(jìn)行解擴(kuò)處理，得到接收信號(hào)矢量，并向第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)和中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所述接收信號(hào)矢量。
所述第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)包括第一級(jí)檢測(cè)單元，由接收信號(hào)矢量得到所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并將所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)送給第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元；第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元，根據(jù)所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和接收信號(hào)矢量對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量，并將所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量送給下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)。
所述最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)包括M個(gè)MISO DFE解調(diào)單元，每個(gè)MISO DFE解調(diào)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)流，其中M為發(fā)射天線的數(shù)目，每個(gè)MISO DFE解調(diào)單元用于完成相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流的判決反饋均衡，得到該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值。
所述每個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)包括中間級(jí)檢測(cè)單元，由來(lái)自上一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量得到所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并將所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)送給中間級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元；中間級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元，根據(jù)所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和接收信號(hào)矢量對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到所有數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步修正的接收信號(hào)矢量，并將所有數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步修正的接收信號(hào)矢量送給下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)。
所述第一級(jí)檢測(cè)單元包括多輸入多輸出前饋濾波器(MIMO FFF)單元，由輸入的前向?yàn)V波矩陣完成對(duì)接收信號(hào)矢量的前向?yàn)V波，并將濾波得到的信號(hào)矢量送給加法器；加法器，用于計(jì)算出MIMO FFF單元輸出的信號(hào)矢量和多輸入多輸出反饋濾波器(MIMO FBF)單元輸出的信號(hào)矢量之差，并將計(jì)算出的差送給軟判決單元；軟判決單元，用于對(duì)加法器發(fā)送過來(lái)的差的每個(gè)分量進(jìn)行軟判決，得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，并將所有數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)送給信號(hào)估計(jì)單元和MIMOFBF單元；權(quán)矩陣計(jì)算單元，用于由輸入的接收信號(hào)矢量計(jì)算出前向?yàn)V波權(quán)矩陣和反饋濾波權(quán)矩陣，并將前向?yàn)V波矩陣送給MIMO FFF單元，將反饋濾波矩陣送給MIMO FBF單元；MIMO FBF單元，由反饋濾波矩陣完成對(duì)軟判決單元輸入的包括M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)的矢量的反饋濾波，并將濾波得到的信號(hào)矢量送給加法器；信號(hào)估計(jì)單元，用于根據(jù)所有數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和所有數(shù)據(jù)流的總信號(hào)估計(jì)，并將每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)結(jié)果和所有數(shù)據(jù)流的總信號(hào)估計(jì)送給第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元。
所述中間級(jí)檢測(cè)單元包括M個(gè)中間級(jí)MISO DFE解調(diào)單元，其中M為發(fā)射天線的數(shù)目，每個(gè)中間級(jí)MISO DFE解調(diào)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)流，每個(gè)中間級(jí)MISO DFE解調(diào)單元用于完成相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流的判決反饋均衡，得到該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值，并向中間級(jí)信號(hào)估計(jì)單元發(fā)送該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值；中間級(jí)信號(hào)估計(jì)單元，用于由每個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)完成每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)的估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)。
所述中間級(jí)MISO DFE解調(diào)單元包括多輸入單輸出前饋濾波器(MISO FFF)單元，由輸入的前向?yàn)V波矩陣完成對(duì)接收信號(hào)矢量的前向?yàn)V波，并將濾波得到的信號(hào)值送給加法器；加法器，用于計(jì)算出MISO FFF單元輸出的信號(hào)值和單輸入單輸出反饋濾波器(SISO FBF)單元輸出的信號(hào)值之差，并將計(jì)算出的差送給軟判決單元；軟判決單元，用于對(duì)加法器發(fā)送過來(lái)的差進(jìn)行軟判決，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，并將該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)送給信號(hào)估計(jì)單元和SISO FBF單元；權(quán)矩陣計(jì)算單元，用于由輸入的接收信號(hào)矢量計(jì)算出前向?yàn)V波權(quán)矩陣和反饋濾波權(quán)矩陣，并將前向?yàn)V波矩陣送給MISO FFF單元，將反饋濾波矩陣送給SISO FBF單元；SISO FBF單元，由反饋濾波矩陣完成對(duì)軟判決單元輸入的由相應(yīng)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)構(gòu)成的矢量的反饋濾波，并將濾波得到的信號(hào)值送給加法器。
通過以上的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提出的MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)采用了并行干擾對(duì)消接收結(jié)構(gòu)，在每級(jí)并行干擾對(duì)消結(jié)構(gòu)中對(duì)所有數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行檢測(cè)，對(duì)通過干擾對(duì)消同時(shí)得到所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量，每個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量中都已經(jīng)將其他數(shù)據(jù)流干擾的估計(jì)對(duì)消掉了，這樣在下一級(jí)并行干擾對(duì)消結(jié)構(gòu)中基于每個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量再次對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行檢測(cè)，每個(gè)數(shù)據(jù)流的檢測(cè)性能勢(shì)必得到較大提高。因此，這種并行檢測(cè)與并行對(duì)消的處理方式使該MIMO系統(tǒng)可以通過較少的級(jí)數(shù)獲得了較大的性能提高，從而極大地降低了處理時(shí)延。
而且，本發(fā)明的寬帶接收機(jī)采用軟判決方法提高了符號(hào)估計(jì)的性能，在軟判決的計(jì)算中考慮了信道噪聲和各個(gè)可能發(fā)送的符號(hào)對(duì)符號(hào)估計(jì)的影響，得到的符號(hào)估計(jì)值中包含的信息量大。所以，本發(fā)明得到的最后的譯碼結(jié)果的BER性能好于硬判決結(jié)果的譯碼結(jié)果，從而解決了現(xiàn)有MIMO系統(tǒng)的寬帶解調(diào)方法中符號(hào)的硬判決性能較低的問題，顯著地提高了數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)性能。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)的第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的第一級(jí)檢測(cè)單元示意圖。
圖6為發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的中間級(jí)檢測(cè)單元示意圖。
圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的中間級(jí)檢測(cè)單元的MISO DFE解調(diào)單元示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)表達(dá)得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
假設(shè)M為發(fā)射天線數(shù)目，接收機(jī)采用N根天線進(jìn)行接收。N維的碼片級(jí)接收信號(hào)矢量為X(t)。發(fā)送端采用了OVSF碼c進(jìn)行M個(gè)數(shù)據(jù)流的發(fā)送。
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該寬帶接收機(jī)由一個(gè)解擴(kuò)單元101和S級(jí)PIC結(jié)構(gòu)所組成(S≥2)。S級(jí)PIC結(jié)構(gòu)包括第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102、(S-2)個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103和最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)104。
解擴(kuò)單元101首先接收擴(kuò)頻后的接收信號(hào)矢量，并對(duì)擴(kuò)頻后的接收信號(hào)矢量的每個(gè)分量進(jìn)行解擴(kuò)，得到接收信號(hào)矢量。其中，解擴(kuò)單元101用OVSF碼c和擾碼之積完成對(duì)輸入N維基帶接收信號(hào)矢量X(t)中每個(gè)分量的解擴(kuò)，得到一個(gè)N維的接收信號(hào)矢量Xc(k)。
第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102對(duì)解擴(kuò)單元101得到的接收信號(hào)矢量進(jìn)行第一級(jí)PIC處理，其中包括對(duì)來(lái)自解擴(kuò)單元101的接收信號(hào)矢量進(jìn)行多輸入多輸出判決反饋估計(jì)，得到所有M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，并由M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，根據(jù)M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)以及接收信號(hào)矢量進(jìn)行并行干擾對(duì)消，對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量。
第二級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103(即第一個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu))對(duì)來(lái)自第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行第一個(gè)中間級(jí)PIC處理，得到進(jìn)一步更新的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量。第一個(gè)中間級(jí)PIC處理包括對(duì)來(lái)自第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量分別進(jìn)行M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值，由M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并由M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)以及來(lái)自解擴(kuò)單元101的接收信號(hào)矢量進(jìn)行第一個(gè)中間級(jí)并行干擾對(duì)消處理，對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步更新的M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量，其中在。
其余的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103的處理過程完全相同。所以可以得到所有中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103的處理過程為第i(i＝2，…，S-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)在進(jìn)行第i級(jí)并行干擾對(duì)消處理時(shí)，由來(lái)自第(i-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行第i級(jí)PIC處理，得到進(jìn)一步更新的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量。其中包括由來(lái)自第(i-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量分別進(jìn)行M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值，由M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并由M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)以及來(lái)自解擴(kuò)單元101的接收信號(hào)矢量進(jìn)行第i次并行干擾對(duì)消處理，對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步更新的M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量。
最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)104對(duì)來(lái)自第(S-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)(即第(S-2)個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu))的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行第S級(jí)PIC處理，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值，這M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值就是M個(gè)數(shù)據(jù)流的最終的檢測(cè)結(jié)果。其中第S級(jí)PIC處理包括對(duì)來(lái)自第(S-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量分別進(jìn)行M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值。
如果信號(hào)發(fā)送的時(shí)候沒有進(jìn)行擴(kuò)頻處理，則寬帶接收機(jī)去掉解擴(kuò)單元101。此時(shí)，符號(hào)級(jí)的接收信號(hào)矢量輸入第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102，第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102對(duì)符號(hào)級(jí)的接收信號(hào)矢量進(jìn)行多輸入多輸出判決反饋估計(jì)，得到所有M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，并由M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，根據(jù)M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)以及符號(hào)級(jí)的接收信號(hào)矢量進(jìn)行并行干擾對(duì)消，對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量。
此時(shí)，第二級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103(即第一個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu))對(duì)來(lái)自第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行第一個(gè)中間級(jí)PIC處理，得到進(jìn)一步更新的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量。第一個(gè)中間級(jí)PIC處理包括對(duì)來(lái)自第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量分別進(jìn)行M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值，由M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并由M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)以及符號(hào)級(jí)接收信號(hào)矢量進(jìn)行第一個(gè)中間級(jí)并行干擾對(duì)消處理，對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步更新的M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量。同理，此時(shí)其余的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103的處理過程仍然完全相同。并且此時(shí)，最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)104對(duì)來(lái)自第(S-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)(即第(S-2)個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu))的M個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行第S級(jí)PIC處理，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值，這M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值就是M個(gè)數(shù)據(jù)流的最終的檢測(cè)結(jié)果。其中第S級(jí)PIC處理包括對(duì)來(lái)自第(S-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量分別進(jìn)行M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值。
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)的第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)由第一級(jí)檢測(cè)單元201和第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元202構(gòu)成。其中，第一級(jí)檢測(cè)單元201由來(lái)自解擴(kuò)單元101的接收信號(hào)矢量得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并將M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)送給第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元202。第一級(jí)干擾對(duì)消和接收信號(hào)矢量修正單元202的輸入信號(hào)為M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)與接收信號(hào)矢量。第一級(jí)干擾對(duì)消和接收信號(hào)矢量修正單元202由輸入信號(hào)進(jìn)行第一級(jí)并行干擾對(duì)消，對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量，并將M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量送給第二級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103(即第一個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu))。
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)示意圖。第二級(jí)PIC結(jié)構(gòu)至第(S-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)都是中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)，并具有完全相同的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，第i(i＝2，…，S-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103由中間級(jí)檢測(cè)單元301和一個(gè)中間級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元302構(gòu)成。中間級(jí)檢測(cè)單元301由來(lái)自第(i-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量得到M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并將M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)送給中間級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元302。中間級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元302的輸入信號(hào)為中間級(jí)檢測(cè)單元301送來(lái)的M個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和解擴(kuò)單元101送來(lái)的接收信號(hào)矢量。中間級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元302由輸入信號(hào)進(jìn)行中間級(jí)并行干擾對(duì)消，對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量，并將M個(gè)修正的接收信號(hào)矢量送給第(i+1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)。
圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)104由M個(gè)MISO DFE單元401構(gòu)成。MISODFE單元m(m＝1，2，…，M)由第m個(gè)數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量得到第m個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)。M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)就是M個(gè)數(shù)據(jù)流的最終檢測(cè)結(jié)果。
下面詳細(xì)介紹圖2中第一級(jí)檢測(cè)單元201、圖2中第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元202、圖3中中間級(jí)檢測(cè)單元301和圖4中第S級(jí)PIC結(jié)構(gòu)104中的MISO-DFE單元401。
MIMO系統(tǒng)的信號(hào)模型xc(k)是用第c個(gè)OVSF碼和擾碼之積對(duì)接收信號(hào)矢量xc(t)采樣而得到的，可以寫成如下形式xc[k]=Σm=1MHc,msc,m[k]+nc(k)]]>(1)這里sc，m[k]＝[sc，m[k+La]…sc，m[k-Lc]]T，sc，m[k]是第m根天線發(fā)送的第k個(gè)符號(hào)；Hc,m=hc,1,m(-La)···hc,1,m(-Lc)·········hc,N,m(-La)···hc,N,m(-Lc),]]>是一個(gè)N×L階矩陣，它的第n行表示發(fā)送天線m和接收天線n之間的信道沖擊響應(yīng)序列，La和Lc分別為信道的非因果記憶和因果記憶，且L＝La+Lc+1；nc[k]＝[nc，1[k]…nc，N[k]]T，是一個(gè)N維噪聲矢量，它的每個(gè)分量服從 分布，且E[nc(k)ncH(k)]=σn2IN,]]>IN是一個(gè)N階的單位矩陣。
下面介紹第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102的第一級(jí)檢測(cè)單元201。
參見圖5，第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102的第一級(jí)檢測(cè)單元201由一個(gè)MIMO DFE解調(diào)單元501和一個(gè)信號(hào)估計(jì)單元502構(gòu)成。
MIMO DFE解調(diào)單元501由權(quán)矩陣計(jì)算單元503、MIMO FFF單元504、MIMO FBF單元505、加法器單元506和軟判決單元507構(gòu)成。其中，權(quán)矩陣計(jì)算單元503由輸入的接收信號(hào)矢量完成前向?yàn)V波權(quán)矩陣和反饋濾波權(quán)矩陣的計(jì)算，并將前向?yàn)V波矩陣送給MIMO FFF單元504，將反饋濾波矩陣送給MIMO FBF單元505；MIMO FFF單元504由輸入的前向?yàn)V波矩陣完成對(duì)接收信號(hào)矢量的前向?yàn)V波，并將濾波得到的信號(hào)矢量送給加法器506；MIMO FBF單元505由反饋濾波矩陣完成對(duì)軟判決單元507輸入的M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)組成的矢量的反饋濾波，并將濾波得到的信號(hào)矢量送給加法器506；加法器506求出MIMO FFF單元504輸出的信號(hào)矢量和MIMO FBF單元505輸出的信號(hào)矢量之差，并將求出的差送給軟判決單元507；軟判決單元507對(duì)加法器506送來(lái)的差的每個(gè)分量進(jìn)行軟判決，得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，并將M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)送給信號(hào)估計(jì)單元502和MIMO FBF單元505。
信號(hào)估計(jì)單元502由M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和所有數(shù)據(jù)流的總信號(hào)估計(jì)，并將每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)結(jié)果和所有數(shù)據(jù)流的總信號(hào)估計(jì)送給第一級(jí)PIC的干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元202。
第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的第一級(jí)檢測(cè)單元201完成對(duì)輸入信號(hào)矢量的解調(diào)，并得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，具體說明如下MIMO DFE解調(diào)單元501完成如下功能設(shè)MIMO DFE解調(diào)單元501的輸入信號(hào)矢量為x‾c[k]=Σm=1MH‾c,ms‾c,m[k]+n‾c(k)]]>(2)其中，xc[k]＝vec[xc[k]…xc[k-Kf]]，Kf是前向?yàn)V波器長(zhǎng)度，vec[A1···AL]=[A1T···ALT]T;]]>sc，m[k]＝[sc，m[k+La]…sc，m[k-Lc-Kf]]T；H‾c,m=Hc,m···0·········0···Hc,m,]]>是一個(gè)N(Kf+1)×(L+Kf)階的Toeplitz矩陣；nc[k]＝vec[nc[k]…nc[k-Kf]]MIMO FFF單元504的權(quán)矩陣為Wc，是N(Kf+1)×M階矩陣，MIMO FBF單元505的權(quán)矩陣為Vc，是KbM×M階矩陣，Kb是反饋濾波器長(zhǎng)度。
權(quán)矩陣計(jì)算單元503按照以下公式計(jì)算得到權(quán)矩陣Wc和VcWc=Rc-1H‾1,c,pres]]>(3a-1)
Vc=H‾1,c,fbHWc]]>(3a-2)其中，Rc=Σm=1M(H‾1,c,mH‾1,c,mH-H‾1,c,m,fbH‾1,c,m,fbH)+σ2IN(Kf+1)×N(Kf+1);]]>H1，c，pres＝[H1，c，1，pres…H1，c，M，pres]，H1，c，m，pres，表示矩陣H1，c，m的第La+1+d1列；H1，c，fb＝[H1，c，1，fb…H1，c，M，fb]，H1，c，m，fb表示矩陣H1，c，m的第La+2+d1列到La+1+d1+Kf列構(gòu)成的矩陣；H1，c，m是Hc，m的估計(jì)，由第一次信道估計(jì)得到；如果信道估計(jì)理想，則H1，c，m＝Hc，m。H1，c，m是Hc，m的估計(jì)。
MIMO FFF單元504由前向?yàn)V波矩陣Wc完成對(duì)輸入信號(hào)矢量xc[k]的濾波，并將濾波結(jié)果yc[k]送給加法器506yc[k]=WcHx‾c[k]]]>(3b)MIMO FBF單元505由反饋濾波矩陣Vc完成對(duì)輸入矢量的濾波，并將濾波結(jié)果Δyc[k]送給加法器506Δyc[k]=VcHS^c,fb[k-d1-1]]]>其中，sc，m[k]的估計(jì)為1，c，m[k]，S^c[k-d1-1]=[s^1,c,1[k-d1-1]···s^1,c,M[k-d1-1]]T,]]>di是判決時(shí)延，為非負(fù)整數(shù)，S^c,fb[k-d1-1]=vec[S^c[k-d1-1]···S^c[k-d1-Kb]],]]>Kb是反饋濾波器長(zhǎng)度；加法器506完成干擾對(duì)消功能y·c[k]=yc[k]-Δyc[k]]]>(3d)軟判決單元507完成對(duì)輸入信號(hào)矢量 的每個(gè)分量的軟判決，對(duì) 第m個(gè)分量 的軟判決如下
s^1,c,m[k]=D(y·c,m),m=1,2,···,M]]>(3e)在第i級(jí)PIC結(jié)構(gòu)中(i＝1，2，…，S-1)，信號(hào)估計(jì)單元702完成如下功能第m個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)如下Si,c,m[k]=Hi,c,mS^i,c,m[k],m=1,2,···,M]]>(3f)其中，S^i,c,m[k]=[s^i,c,m[k-La]···s^i,c,m[k-Lc]]T,]]>i，c，m[k]為第i級(jí)PIC結(jié)構(gòu)中符號(hào)c，m[k]的估計(jì)。
M個(gè)數(shù)據(jù)流的總信號(hào)估計(jì)如下X^i,c[k]=Σm=1MSi,c,m[k]]]>(3g)在第i(i＝1，2，…，S-1)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)中，干擾對(duì)消與解擴(kuò)信號(hào)矢量修正單元202和302按照下面兩個(gè)公式計(jì)算得到M個(gè)修正的解擴(kuò)信號(hào)矢量xi+1,c(k)=xc(k)-x^i,c(k)]]>xi+1，c，m[k]＝xi+1，c[k]+si，c，m[k]，m＝1，2，…，M(4)si，c，m[k]是數(shù)據(jù)流i的信號(hào)估計(jì)，該信號(hào)估計(jì)包括了在時(shí)刻k，該數(shù)據(jù)流的其他時(shí)刻發(fā)送的符號(hào)對(duì)該時(shí)刻接收信號(hào)的干擾。
下面介紹中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)103的中間級(jí)檢測(cè)單元301。
圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的中間級(jí)檢測(cè)單元示意圖。如圖6所示，中間級(jí)檢測(cè)單元301由M個(gè)MISO DFE解調(diào)單元601和一個(gè)中間級(jí)信號(hào)估計(jì)單元602構(gòu)成。每個(gè)MISO DFE單元對(duì)應(yīng)于一個(gè)數(shù)據(jù)流，并且每個(gè)MISO DFE單元601都用于完成對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)。中間級(jí)信號(hào)估計(jì)單元602完成每個(gè)數(shù)據(jù)流信號(hào)的估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，與第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)102的第一級(jí)檢測(cè)單元201中的信號(hào)估計(jì)單元502相同。
基于圖6所示，圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的MIMO系統(tǒng)的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的中間級(jí)檢測(cè)單元的MISO DFE解調(diào)單元示意圖。如圖7所示，MISO DFE解調(diào)單元601由權(quán)矩陣計(jì)算單元703、MISO FFF單元704、MISO FBF單元705、加法器706和軟判決單元707構(gòu)成。其中，權(quán)矩陣計(jì)算單元703由輸入的接收信號(hào)矢量完成前向?yàn)V波權(quán)矩陣和反饋濾波權(quán)矩陣的計(jì)算，并將前向?yàn)V波矩陣送給MISO FFF單元704，將反饋濾波矩陣送給MISO FBF單元705；MISO FFF單元704由輸入的前向?yàn)V波矩陣完成對(duì)接收信號(hào)矢量的前向?yàn)V波，并將濾波得到的信號(hào)值送給加法器706；MISO FBF單元505由反饋濾波矩陣完成對(duì)軟判決單元507輸入的相應(yīng)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)組成的矢量的反饋濾波，并將濾波得到的信號(hào)值送給加法器506；加法器506求出MISOFFF單元504輸出的信號(hào)值和MISO FBF單元505輸出的信號(hào)值之差，并將求出的差送給軟判決單元507；軟判決單元507對(duì)加法器506送來(lái)的差進(jìn)行軟判決，得到該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，并將該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)送給信號(hào)估計(jì)單元502和MISO FBF單元505。
第i級(jí)PIC結(jié)構(gòu)中第m個(gè)MISO DFE解調(diào)單元完成如下功能MISO FFF單元704的濾波矩陣為Wi，c，m，是1×N(Kf+1)階矩陣；SISO FBF單元705的濾波矩陣為Vi，c，m，是1×KbM階矩陣。
權(quán)矩陣計(jì)算單元703按照如下公式計(jì)算得到權(quán)矩陣Wi，c，m和Vi，c，m，并將矩陣Wi，c，m送給MISO FFF單元704，將權(quán)矩陣Vi，c，m送給SISO FBF單元705。
Wi,c,mVi,c,m=PH-1i,c,mi,c,m]]>其中，Pi,c,m=σs2(H‾i,c,m)d1+1OKb,]]>OKb表示Kb維的零矢量，di表示判決時(shí)延。
如果在第i級(jí)不重新進(jìn)行信道估計(jì)，則Hi，c，m＝H(i-1)，c，m；如果在第i級(jí)重新進(jìn)行信道估計(jì)，Hi，c，m矩陣就是通過信道估計(jì)得到更新的Hc，m矩陣； 是符號(hào)的功率；i,c,m=Rxx-RSmxH-RSmxRSmSm]]>
其中，Rxx=σs2H‾i,c,mH‾i,c,mH+σn2IN(Kf+1),]]>RSmx=σs2(H‾i,c,m)di+2···d1+Kb+1H,]]>(H‾i,c,m)d1+2···d1+Kb+1]]>表示矩陣Hi，c，m的第di+2列到第di+Kb+1列構(gòu)成的矩陣；RSmSm=σs2IKb.]]>MISO FFF單元704按照下式對(duì)輸入信號(hào)矢量xi，c，m[k]進(jìn)行濾波，并將濾波結(jié)果送給加法器904yi，c，m[k]＝Wi，c，mxi，c，m[k]SISO FBF單元705按照下式對(duì)輸入信號(hào)矢量進(jìn)行濾波，并將濾波結(jié)果送給加權(quán)器904Δyi，c，m[k]＝Vi，c，mi，c，m[k-di-1]其中，在第i(1＜i≤s)級(jí)PIC結(jié)構(gòu)中sc，m[k]的估計(jì)為i，c，m[k]，i，c，m[k-di-1]＝[i，c，m[k-di-1]…i，c，m[k-di-Kb]]T加法器706完成干擾對(duì)消功能y·i,c,m[k]=yi,c,m[k]-Δyi,c,m[k]]]>軟判決器707完成對(duì)輸入信號(hào) 的軟判決，輸入信號(hào)的軟判決結(jié)果就是符號(hào)的估計(jì)s^i,c,m[k]=D(y·i,c,m[k]),m=1,2,···,M]]>第S級(jí)PIC結(jié)構(gòu)中的MISO DFE單元401可以與圖7中所示的MISO DFE單元701相同。M個(gè)MISO DFE單元401分別完成M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)。這M個(gè)MISO DFE單元401的符號(hào)估計(jì)結(jié)果作為M個(gè)數(shù)據(jù)流的最終檢測(cè)結(jié)果輸出。
參數(shù)取值Kf、Kb的值可以通過仿真優(yōu)化得到，也可以根據(jù)對(duì)檢測(cè)性能和復(fù)雜度的要求確定；
di可以在區(qū)間
內(nèi)優(yōu)化得到，其中，dMAX=Kf,(Lc≥Kb)Kf+Lc-Kb,(Lc≤Kb)]]>軟判決函數(shù)的定義設(shè)y＝a+v其中，a∈{A1，A2…，AK}，{A1，A2…，AK}是所有可能的發(fā)送符號(hào)構(gòu)成的集合；v是高斯白噪聲。
則y＝a+v的軟判決按照下式計(jì)算a^=D(y)=βΣk=1KAkf(y|Ak)Σk=1Kf(y|Ak)]]>其中，β稱為校正因子，用以校正信道估計(jì)不理想造成的符號(hào)估計(jì)的偏差和干擾對(duì)消的偏差；f(y|Ak)表示發(fā)送符號(hào)為Ak時(shí)接收到y(tǒng)的概率密度函數(shù)。β和f(y|Ak)的計(jì)算方法如下(1)若發(fā)送的符號(hào)是復(fù)數(shù)，則f(y|Ak)=12πσ2e(YR-ARk)2+(YI-AIk)22σ2]]>其中，ARk、AIk分別為Ak的實(shí)部和虛部；YR、YI分別為y的實(shí)部和虛部；VR、VI分別為v的實(shí)部和虛部，分別服從N(0，σ2)分布。且β是復(fù)數(shù)。
(2)若發(fā)送符號(hào)是實(shí)數(shù)，則f(y|Ak)=12πσe-(YR-Ak)22σ2]]>其中，YR為y的實(shí)部；VR為v的實(shí)部，服從N(0，σ2)分布。且β是實(shí)數(shù)。
(3)β的取值與符號(hào)的SNR密切相關(guān)，是符號(hào)的SNR的函數(shù)。
為了簡(jiǎn)化計(jì)算，也可以直接令β＝1，即不考慮信道估計(jì)的偏差對(duì)符號(hào)估計(jì)和干擾對(duì)消造成的影響。
通常，在接收端符號(hào)的SNR(Signal to Noise Ratio)要達(dá)到一定的數(shù)值，才能使解映射和譯碼后的比特BLER(Block Error Rate)性能滿足業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求。對(duì)于給定的BLER數(shù)值，可以通過仿真確定為使譯碼以后BLER性能達(dá)到要求，符號(hào)所需要達(dá)到的最低SNR數(shù)值SMIN。并取T1＝SMIN-δ1，T2＝SMIN-δ2。其中，δ1＞0，δ2＞δ1。
如果符號(hào)的SNR大于閾值T1＝SMAX-δ1，就認(rèn)為該符號(hào)的信道估計(jì)比較準(zhǔn)確，可以近似認(rèn)為β＝1。
如果符號(hào)的SNR小于或等于閾值T2＝SMAX-δ2，就認(rèn)為該符號(hào)的SNR太低，使信道估計(jì)非常差，可以近似認(rèn)為β＝0。
如果符號(hào)的SNR大于閾值T2＝SMAX-δ2且小于等于閾值T1＝SMAX-δ1，可以通過COSSAP仿真或MATLAB仿真優(yōu)化確定當(dāng)SNR在(T2，T1)內(nèi)變化時(shí)β的具體取值。
δ1、δ2取值直接影響β對(duì)符號(hào)估計(jì)偏差的校正的精度和SNR優(yōu)化區(qū)間(T2，T1)的大小?？梢愿鶕?jù)對(duì)校正精度和優(yōu)化計(jì)算量的需要確定δ1和δ2的數(shù)值。
綜上所述，β取值如下β=0,SNR≤T2αi,SNRi-1<SNR≤SNRi,SNRi=T2+i(T1-T2)I,i=1,2,···,I1,SNR>T1]]>上式中，α1的取值通過在較小的SNR區(qū)間[SNRi-1，SNRi]的COSSAP仿真或MATLAB仿真優(yōu)化得到。其中，I是對(duì)SNR優(yōu)化區(qū)間(T2，T1)量化得到的小區(qū)間的個(gè)數(shù)，根據(jù)需要而確定。
在上述MIMO接收機(jī)中，級(jí)數(shù)S的取值范圍為2≤S＜M。通常，可以根據(jù)具體的性能和時(shí)延需求，確定S的取值。一般地，當(dāng)S＝2或3時(shí)，性能就已經(jīng)非常好。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多輸入多輸出系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述寬帶接收機(jī)包括第一級(jí)并行干擾對(duì)消PIC結(jié)構(gòu)，對(duì)接收信號(hào)矢量進(jìn)行多輸入多輸出判決反饋估計(jì)，得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并由所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和接收信號(hào)矢量對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量，并向下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所述所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量；最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)，用于對(duì)上一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送的所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行判決反饋均衡，得到所有數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述寬帶接收機(jī)進(jìn)一步包括不少于一級(jí)的中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)，所述中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)位于第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)和最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)之間，每個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)串行連接，每個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)對(duì)來(lái)自上一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行檢測(cè)，得到所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并由所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和接收信號(hào)矢量對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到所有數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步修正的接收信號(hào)矢量，并向下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所述所有數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步修正的接收信號(hào)矢量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述寬帶接收機(jī)進(jìn)一步包括與第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)連接的解擴(kuò)單元，解擴(kuò)單元用于對(duì)擴(kuò)頻后的接收信號(hào)矢量進(jìn)行解擴(kuò)處理，得到接收信號(hào)矢量，并向第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所述接收信號(hào)矢量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述寬帶接收機(jī)進(jìn)一步包括與第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)連接的解擴(kuò)單元，解擴(kuò)單元用于對(duì)擴(kuò)頻后的接收信號(hào)矢量進(jìn)行解擴(kuò)處理，得到接收信號(hào)矢量，并向第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)和中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所述接收信號(hào)矢量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)包括第一級(jí)檢測(cè)單元，由接收信號(hào)矢量得到所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并將所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)送給第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元；第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元，根據(jù)所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和接收信號(hào)矢量對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量，并將所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量送給下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)包括M個(gè)多輸入單輸出判決反饋均衡器MISO DFE解調(diào)單元，每個(gè)MISO DFE解調(diào)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)流，其中M為發(fā)射天線的數(shù)目，每個(gè)MISODFE解調(diào)單元用于完成相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流的判決反饋均衡，得到該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述每個(gè)中間級(jí)PIC結(jié)構(gòu)包括中間級(jí)檢測(cè)單元，由來(lái)自上一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量得到所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)，并將所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)送給中間級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元；中間級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元，根據(jù)所有數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)、總信號(hào)估計(jì)和接收信號(hào)矢量對(duì)消掉數(shù)據(jù)流間的干擾，得到所有數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步修正的接收信號(hào)矢量，并將所有數(shù)據(jù)流的進(jìn)一步修正的接收信號(hào)矢量送給下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)檢測(cè)單元包括多輸入多輸出前饋濾波器MIMO FFF單元，由輸入的前向?yàn)V波矩陣完成對(duì)接收信號(hào)矢量的前向?yàn)V波，并將濾波得到的信號(hào)矢量送給加法器；加法器，用于計(jì)算出MIMO FFF單元輸出的信號(hào)矢量和多輸入多輸出反饋濾波器MIMO FBF單元輸出的信號(hào)矢量之差，并將計(jì)算出的差送給軟判決單元；軟判決單元，用于對(duì)加法器發(fā)送過來(lái)的差的每個(gè)分量進(jìn)行軟判決，得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，并將所有數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)送給信號(hào)估計(jì)單元和MIMOFBF單元；權(quán)矩陣計(jì)算單元，用于由輸入的接收信號(hào)矢量計(jì)算出前向?yàn)V波權(quán)矩陣和反饋濾波權(quán)矩陣，并將前向?yàn)V波矩陣送給MIMO FFF單元，將反饋濾波矩陣送給MIMO FBF單元；MIMO FBF單元，由反饋濾波矩陣完成對(duì)軟判決單元輸入的包括M個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)的矢量的反饋濾波，并將濾波得到的信號(hào)矢量送給加法器；信號(hào)估計(jì)單元，用于根據(jù)所有數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)得到每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)和所有數(shù)據(jù)流的總信號(hào)估計(jì)，并將每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)估計(jì)結(jié)果和所有數(shù)據(jù)流的總信號(hào)估計(jì)送給第一級(jí)干擾對(duì)消與接收信號(hào)矢量修正單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述中間級(jí)檢測(cè)單元包括M個(gè)中間級(jí)多輸入單輸出判決反饋均衡器MISO DFE解調(diào)單元，其中M為發(fā)射天線的數(shù)目，每個(gè)中間級(jí)MISO DFE解調(diào)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)流，每個(gè)中間級(jí)MISO DFE解調(diào)單元用于完成相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流的判決反饋均衡，得到該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值，并向中間級(jí)信號(hào)估計(jì)單元發(fā)送該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值；中間級(jí)信號(hào)估計(jì)單元，用于由每個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)完成每個(gè)數(shù)據(jù)流的信號(hào)的估計(jì)和總信號(hào)估計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的寬帶接收機(jī)，其特征在于，所述中間級(jí)MISO DFE解調(diào)單元包括多輸入單輸出前饋濾波器MISO FFF單元，由輸入的前向?yàn)V波矩陣完成對(duì)接收信號(hào)矢量的前向?yàn)V波，并將濾波得到的信號(hào)值送給加法器；加法器，用于計(jì)算出MISO FFF單元輸出的信號(hào)值和單輸入單輸出反饋濾波器SISO FBF單元輸出的信號(hào)值之差，并將計(jì)算出的差送給軟判決單元；軟判決單元，用于對(duì)加法器發(fā)送過來(lái)的差進(jìn)行軟判決，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)，并將該數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)送給信號(hào)估計(jì)單元和SISO FBF單元；權(quán)矩陣計(jì)算單元，用于由輸入的接收信號(hào)矢量計(jì)算出前向?yàn)V波權(quán)矩陣和反饋濾波權(quán)矩陣，并將前向?yàn)V波矩陣送給MISO FFF單元，將反饋濾波矩陣送給SISO FBF單元；SISO FBF單元，由反饋濾波矩陣完成對(duì)軟判決單元輸入的由相應(yīng)數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)構(gòu)成的矢量的反饋濾波，并將濾波得到的信號(hào)值送給加法器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的寬帶接收機(jī)，包括第一級(jí)并行干擾對(duì)消(PIC)結(jié)構(gòu)和最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)。第一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)用于對(duì)接收信號(hào)矢量進(jìn)行第一級(jí)PIC處理，得到所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量，并向下一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)發(fā)送所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量；最后一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)用于對(duì)來(lái)自上一級(jí)PIC結(jié)構(gòu)的所有數(shù)據(jù)流的修正的接收信號(hào)矢量進(jìn)行最后一級(jí)PIC處理，得到所有數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)值。本寬帶接收機(jī)極大地降低了處理時(shí)延，并且顯著地提高了數(shù)據(jù)流的符號(hào)估計(jì)性能。
文檔編號(hào)H04L25/03GK1716925SQ20041006231
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者魏立梅 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司