專利名稱：：高速率編碼發(fā)射波束形成技術(shù)及近似最佳低復(fù)雜度接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及用于通31^lt波束形成的MMO信道(transmitbeamfonnedMMOchannel)imim^i^到接收機的系統(tǒng)，所述鄉(xiāng)機包括至少兩個鄉(xiāng)殘、遵織腺校正碼結(jié)構(gòu)(error,ctingcodestructure)和微波束形成技術(shù)的編碼器，所述接收機包括至少兩個接收天線和根據(jù)所述錯誤校正碼結(jié)構(gòu)限定的解碼器。
背景技術(shù)：
：在下文中，信道資源意,頻率帶寬、時間間隔和可能地由放置在不同的空問位置的，天線和接收天線帶來的若干空間維度(spatialdimension)。由于信道變化(例如袞減(fading)和遮蔽(shadowing)),通過無線信道發(fā)射的信號遭受嚴(yán)重的劣化，這允許把信道當(dāng)作隨機z遞。在下文中，關(guān)于信息字，所需要的時間來考慮慢的信道變化，但信道的實現(xiàn)在信息字的兩次發(fā)射之間應(yīng)該已經(jīng)改變。防止被稱為準(zhǔn)靜態(tài)(quasi-static)衰躥的一種重要方法是,提供在時間、頻率或空間中的，(diversity)-信道分集度被限定為在用于傳輸?shù)男诺蕾Y源中觀察到的獨立衰減隨機變量的數(shù)量。傳轍接收方案能夠收集賴的給定量，被稱為系統(tǒng)的膽度(diversityorder),由信道^g決定其上界，也叫做全^g。當(dāng)信息字被接收機不正確的估計，就發(fā)生了錯誤事件。允許計算與給定錯誤事件相關(guān)聯(lián)的錯誤的概率的主參數(shù)是在與發(fā)射的信息字相關(guān)聯(lián)的無噪聲接收信號和與解碼的信息字相關(guān)聯(lián)的重建的無噪聲接收信號之間的歐幾里德距離(Euclideandistance)。錯誤事件的分集度被限定為在與錯誤事件相關(guān)聯(lián)的歐幾里德距離中涉及的獨立隨機變量的數(shù)量。最后，系統(tǒng)分集度等于所有可能的錯誤事件的最小，度，或相當(dāng)于所有可能的信息字對。在無線鏈路的接收機端和/或發(fā)射機端使用多個天線的電信系統(tǒng)叫做多輸入多輸出系統(tǒng)(也被稱為MMO系統(tǒng))。MMO系統(tǒng)相對于單"^系統(tǒng)所提供的傳輸容量被示出為提供了更大的傳輸容量(transmissioncapacity〉。特別是，對于給定信噪比和在適宜的不相關(guān)信道條件下，MMO容量隨著mt或接收天線的數(shù)量而增長，無論哪一個是最小的。MMO技術(shù)從而很可能用于未來無線系統(tǒng)，該無線系統(tǒng)意在提供大的頻譜效率或者可替代地減少獲得與當(dāng)前電信系統(tǒng)中獲得的頻譜效率相當(dāng)?shù)念l譜效率(spectralefficiency)所需要的劃寸功率。MMO技術(shù)很可能與類似于OFDM的多載波調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，這允許將MMO信道模型考慮為沒有符號間干擾。MMO系統(tǒng)的發(fā)射機包括數(shù)字調(diào)制器，該數(shù)字調(diào)制器用于將編碼比特流(codedbitsstream)轉(zhuǎn)換成調(diào)制符號的空間流，該數(shù)字調(diào)制器的輸入是編碼比特，該數(shù)字調(diào)制器的輸出是A^min(W,，A^個調(diào)制符號的向量。該系統(tǒng)隨后在凝寸MMO信道上^l寸Ns個空間流。特征向量發(fā)身寸波束形成方案(eigenvectortransmitbeamformingscheme)可用于改進MIMO信道的性能。^!t波束形成的MMO信道的矩陣是該信道的HxH矩陣H和NsX;H波束形力效巨陣的級聯(lián)(concatenation^所述NsXNt波束形h,巨陣是從與信道的NtXNr矩陣的Ns個最佳特征值(besteigenvalue)相關(guān)聯(lián)的特征向量得出的。隨后，刻中波束形成技術(shù)需要在刻稱L處的矩陣H的不完全知識以便應(yīng)用預(yù)t慮波(pre-filtering),該預(yù)f慮波允許在接收機處的低復(fù)雜度最優(yōu)監(jiān)觀"例如，不完全知識是在接收機處處理的并且從接收機向發(fā)射機反饋的信道估計的量化版本。假定單一發(fā)射的空間流時，特征向量發(fā)射波束形成方案達(dá)到全分集度。當(dāng)為了增加該方案的數(shù)據(jù)速率而劃寸多個空間流時，該方案的分集度大幅度減少。本發(fā)明的目的在于在保持接收機低復(fù)雜度的同時獲得高的數(shù)據(jù)速率，并保證目標(biāo)分集和高的性能。實際上，在劃寸機側(cè)，M包fi^戔性組合(combine)調(diào)制符號的代數(shù)線性預(yù)編碼器(algebraiclinearprecoder)可以克月艮分集M^、。然而，在接收機側(cè)，這樣的代數(shù)線性預(yù)編碼器通常包括高復(fù)雜度檢測。另外，發(fā)明者注意至贓發(fā)射機處包括錯誤校正編碼器允許受益于多個劃寸天線帶來的部分分集，而該部分取決于錯誤校正編碼器的編碼速率(codingrate)。發(fā)明者還注意到應(yīng)用代數(shù)線性預(yù)編碼器有助于恢復(fù)(recover)由多個發(fā)射天線所帶來的分對變部分，該部分取決于預(yù)編碼尺寸(precedingsize)，被限定為所組合在一起的調(diào)制符號的數(shù)量。通過在發(fā)射機處組合錯誤校正碼和線性預(yù)編碼器，能夠獨:雄擇錯誤校正的編碼速率和預(yù)編碼尺寸以在接收機^hH察到目標(biāo)，度，例如全分集度。本發(fā)明的目的是確定預(yù)編碼尺寸、刻射皮束形成的mmo信道的參數(shù)以及可達(dá)到的分集度之間的關(guān)系。然后，選擇預(yù)編碼尺寸用于獲得系統(tǒng)的目標(biāo)分集度。因為檢測器的復(fù)雜度隨著預(yù)編碼尺寸而增加，在預(yù)編碼尺寸、發(fā)射波束形成的mimo信道的參數(shù)、錯誤校正碼速率以及目標(biāo)分集度之間的這樣的關(guān)系有助于發(fā)現(xiàn)最小的預(yù)編碼尺寸，所述最小的預(yù)編碼尺寸允許實現(xiàn)目標(biāo)分集度和降低的接收機復(fù)雜度。此外，本發(fā)明的另一個目的是利用代數(shù)簡化(algebraicreduction)技術(shù)以在保持相同的分集屬性的情況下減小檢測器的復(fù)雜度。在這種假設(shè)下，如果預(yù)編碼尺寸被最小化，則檢測器的性能被優(yōu)化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及用于通過mimo信道從刻寸機劍寸數(shù)據(jù)到接收機的系統(tǒng)，戶腐^!寸機包括至少兩個發(fā)射天線、遵循錯誤校正碼結(jié)構(gòu)和發(fā)射波束形成技術(shù)的編碼器(ENC)，所述接收機包括至少兩個接收天線和根據(jù)所述錯誤校正碼結(jié)構(gòu)限定的解碼器，該系統(tǒng)的特征在于編碼器的編碼速率、所述刻寸波束形成的mmo信道的參數(shù)和系統(tǒng)的目標(biāo)分集度的選擇是相互依賴的。戶腿接收機包括檢測器，戶欣檢測器的輸出^)(寸編碼比特的估計。通過聚集戶尸戰(zhàn)數(shù)字調(diào)制器、戶斤述劍寸波束形成的mimo信道和戶;M檢測器來限定等效信道模型。所述等效信道模型的輸入是編碼比特，所述等效信道模型的輸出是對編碼比特的軟估計或硬估計。所述等效的信道模型在接收機處被分解(decompose)為包括嵌套的±央衰減信道。嵌套的塊衰減信道的數(shù)學(xué)模型由等效信道系數(shù)(coefficient)的塊的級聯(lián)組成。一個編碼比特被假定在一個塊上發(fā)射。在相同塊上劃寸的所有編碼比特經(jīng)歷相同的等效信道系數(shù)。每個等效信道系數(shù)都是帶給定分集度的隨機變量的一個或若干實現(xiàn)的組合。等效信道具有五個參數(shù)，分別為空間流的數(shù)量W,，發(fā)射天線的數(shù)量H，接收天線的數(shù)量H，與每個塊的等效信道系數(shù)相關(guān)聯(lián)的分集度的集合"={M乂，(iv,-1)(乂-1),…,(w,-yv、,+力(乂-w、.+力}，以及塊的長度集合丄^(丄卯),…，丄，、.》，級聯(lián)塊的數(shù)量等于Ns并且堂丄柳4;其中L是針碼字的編碼比特的數(shù)量，每個塊與刻寸的一個空間^i相關(guān)聯(lián)。每個塊的長度丄卯)源自與第i空間流相關(guān)聯(lián)的WH雕附號的比特的數(shù)量。與第i±央相關(guān)聯(lián)的衰減隨機變量通過獨立隨機變量"(O的子集S(/)與整數(shù)值D(,')S7V,乂的組合來限定，使得印+l)ci:(0，其含義是V!'〈,卯)2￡>(;)，以及假定Z)(1^W,乂具有最高的分集度。所述編碼器的編碼速率Rc、所述嵌套的塊衰減信道的五個參數(shù)以及可達(dá)至啲系統(tǒng)目標(biāo)分驗S由如下的關(guān)系鏈接,-il"l,5=D(i)，其中i由2"(^)<^2>5("^2^5("給出，:M:中IdI是集合d白勺基數(shù)。八依據(jù)^M機的特征，發(fā)射權(quán)腿一步包括代數(shù)線性預(yù)編碼器，所述代數(shù)線性預(yù)編碼器的輸入是乂個調(diào)制符號的向量，其輸出被給到^l寸波束形成的MIMO信道的輸入。所述代數(shù)線性預(yù)編碼器具有參數(shù)s，該參數(shù)s被稱為預(yù)編碼尺寸，其滿足s^Ns，用以將乂個調(diào)制符號的相同向量的s個調(diào)制符號線性組合在一起以產(chǎn)生s個組合的調(diào)制符號。其提供包括s個組合的調(diào)制符號和iV,-s個未組合的調(diào)審U符號的W,個預(yù)編碼符號的輸出向量，與通過劃寸波束形成的MMO信道的一傳輸相關(guān)聯(lián)。戶皿線性預(yù)編碼器由Ns個調(diào)制符號的輸入向量乘以乂xA/、矩陣來表示。根據(jù)代數(shù)線性預(yù)編碼器的實施方式，所述輸出向量的預(yù)編碼符號通過調(diào)制符號的向量與復(fù)線性矩陣S的乘積來獲得，所述復(fù)統(tǒng)性矩陣S由以下給出其中P,和P2是iy、xA^置換矩陣，而S'是滿足以下的sxs矩陣，即如果s個調(diào)制符號的向量與矩陣S'相乘，通過尺寸為sxs的對角帶噪聲瑞利衰減信道發(fā)送，并且由最大似然解碼器解碼，則性能的分集度等于s。{腿的，置換矩陣P,被選擇為等于單位矩陣，置換矩陣P2選擇為使得輸出向量的組合的符號[X(1)，X(W、.-^+2),...,^,)]是調(diào)制符號的所述向量的調(diào)制符號[Z(l)，...，ZW]的線性組合，這樣的輸出向量的其它預(yù)編碼符號是未組合的符號并滿足[x(2)，…,x(^v,-"i)]=[zo+1)，…,z(Ag]。在線性預(yù)編碼方案的該選擇下，等效嵌套信道具有五個參數(shù)，分別是空間流的數(shù)量A^min(W,，Ag，魁寸天線的數(shù)量Nt，接收天線的數(shù)量H，與每個塊的等效信道系數(shù)相關(guān)聯(lián)的分集度的集合/)二{^(乂,(^-1)(乂-1),...5)(A^-7V、.+力}，以及塊的長度集合f乂.1丄5=j+￡Z^5(/),丄S(2),..,丄S(jV、一s+1)y，纟及耳關(guān)塊白勺數(shù)量^^于W、一s+1并w廣且Z/^(/)=丄，其中L是旨碼字的編碼比特的數(shù)量。編碼器的編碼速率Rc、所述嵌套的i央衰減信道的五個參數(shù)以及可達(dá)到的系統(tǒng)目標(biāo)分集度S由如下的關(guān)系鏈接6=D(i)，其中i由Z丄5(Ar)〈尺Zi^(/t)2Zi^("給出，注意當(dāng)s=l的時，意n歸沒有調(diào)制符號被組合在一起，貝U代數(shù)線性預(yù)編碼器被包括在其中的系統(tǒng)的等效嵌套信道是在其中^l寸機不包括代數(shù)線性預(yù)編碼器的系統(tǒng)的同樣的等效嵌套信道。根據(jù)系統(tǒng)的特性，將相同的調(diào)制用于每個空間流，即，V(/J),￡5(/)=/^(7')=￡/#、。在接收機的輸出處觀察的分集5(S)通過如下給出50)=min(W,乂，(s+W,-「《,WS.，)("乂-]))。接收機包括檢測器，所述檢測器的輸出是對編碼比特的估計，所述檢測器包括第一檢測器塊和第二檢測器塊，所述第一檢測器塊意在估計與由接收的向量攜帶的調(diào)制符號的向量的S個組合的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特，所述第二檢測器塊意在估計與調(diào)制符號的所述向量的M.J個未組合的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特。優(yōu)選的，所述第一檢測器塊允許恢復(fù)由所述代數(shù)線性預(yù)編碼器S'所帶來的分集度，所述第二檢測器塊是提供對編碼比特的軟輸出估計或者硬輸出估計的線性檢測器。依據(jù)意在提供低復(fù)雜度檢測的所述接收機的特性，在接收機處接收的向量由以下纟合出YVT=ZSA+N2其中A是矩形對角x乂矩陣，其對角值是以大小降序來排序的相關(guān)的非同分布隨機變量；而N2是附加的白高斯噪聲向量。戶皿接收的向量隨后通過如下給定YV'=[Z'S'D+N';Z"D'+N"]其中Z-[Z';Z"]是調(diào)制符號的向量，D是sxs對角矩陣，D'是"對角矩形矩陣，而N'和N"都是噪聲向量。隨后，第一檢測器塊將Z'S'D+N'轉(zhuǎn)換成對與Z'相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計，而戶脫第二檢測器i央將Z"D'+N"轉(zhuǎn)換成對與Z"相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計。如以下戶腿，M3K柳代數(shù)線性簡化來斷氐第一檢測器塊的復(fù)雜度。本發(fā)明還涉及用于ffiil^l寸波束形成的MIMO信道^l寸數(shù)據(jù)到接收機的裝置，所述接收機包括至少兩個接收天。)5艦裝置包括至少兩個發(fā)射天線、遵循錯誤校正碼結(jié)構(gòu)的編碼器和數(shù)字調(diào)制器，戶;M數(shù)字調(diào)制器的輸出是Ns個調(diào)制符號的向量。所述接收機包括依據(jù)錯誤校正碼結(jié)構(gòu)而限定的解碼器，該裝置特征在于其還包括代數(shù)線性預(yù)編碼器，該代數(shù)線性預(yù)編碼器的參數(shù)S被稱為預(yù)編碼尺寸，期臠足(verify)s^Ns。該代數(shù)預(yù)編碼器意在將調(diào)制符號的相同向量的s個調(diào)制符號線性組合在一起，稱為組合調(diào)制符號，并意在提供與通過^l寸波束形成的MMO信道的一傳輸相關(guān)聯(lián)的預(yù)編碼符號的輸出向量。本發(fā)明還涉及用于通過發(fā)射波束形成的信道從包括至少兩個^l寸天線的發(fā)射機接收數(shù)據(jù)向量的裝置。所述裝置包括至少兩個接收天線、依據(jù)錯誤校正碼結(jié)構(gòu)所限定的解碼器、輸出是乂寸編碼比特的估計的檢測器，所述接收的向量中的一些分量(component)是待激寸的調(diào)制符號的相同向量中的一些調(diào)制符號的線性組合，該裝置特征在于所述檢測器包括第一檢測器塊和第二檢測器塊，所述第一檢測器塊意在估計與在所述線性組合中所涉及的由接收的所述數(shù)據(jù)向量攜帶的調(diào)制符號的向量的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特，所述第二檢測器塊意在估計與在所述線性組合中未涉及的調(diào)制符號的所述向量的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特。調(diào)制符號的線性組合在發(fā)射機側(cè)通過代數(shù)線性預(yù)編碼器獲得，該裝置特征在于所述第一檢測器塊允許恢復(fù)由所述代數(shù)線性預(yù)編碼器所帶來的分集度，戶腿第二檢測器塊是提供軟輸出估計或者硬輸出估計的線性檢測器。通艦以下實例實施方式的說明的閱讀，本發(fā)明的特性將更加清楚，所述說明參照所附附圖，其中圖1表^^通過波束形成的MMO信道的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的方案；圖2表示二進制輸入二進制輸出的等效信道的方案；圖3表示嵌套的塊衰減信道的塊級聯(lián)的方案；具體實施例方式數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)SYST包括劍寸機TRD和接收機RCV，所述劃寸機TRD包括A"個劃寸天線，所述接收機RCV包括Nr22個接收天線和信道。所述發(fā)射機TRD包括遵循錯誤校正碼結(jié)構(gòu)的編碼器ENC、數(shù)字調(diào)制器MOD、實施劃t波束形成技術(shù)的波束形成裝置TxBF以及依據(jù)j雌實施例包括代數(shù)線性預(yù)編碼器ALP。該接收機RCV包括檢測器DET和依據(jù)該錯誤校正碼結(jié)構(gòu)而限定的解碼器DECo戶腿劃寸機TRD可以例如是基站，接收機RCV例如是移動用戶設(shè)備。概要的說，如下來進行數(shù)字傳輸過程待發(fā)射的信息數(shù)據(jù)比特(W以速率《=《/￡徽合編碼器ENC，其中K是輸入數(shù)據(jù)比特附的數(shù)量，而L是輸出碼字W比特數(shù)量。所述編碼器ENC可遵循任何類型的錯誤校正碼結(jié)構(gòu)，例如，LDPC(低密度奇偶校驗(LowDensityParityCheck))碼、特博碼(turbocode)、分組碼(block-code)(例如Reed-Solomon)、二進制巻積碼(binaiyconvolutionalcode)等。傳輸系統(tǒng)的變型是利用比特交錯器(bitinterleaver)INT使編碼比特交錯，并且在接收機側(cè)利用比特解交錯器(bitde-interleaver)DINT來應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的比特去交錯，如圖1所示。根據(jù)錯誤校正碼結(jié)構(gòu)設(shè)計比特交錯器INT以確保在相關(guān)聯(lián)的解碼器DEC的輸出處性能展示出可獲得的目標(biāo)分集度。戶脫數(shù)字調(diào)制器MOD可以是BPSK(二進制移相鍵控)或者是QPSK(正交移相鍵控)調(diào)制，例如J雌地為2"'-正交振幅調(diào)制(2"'-QAM)。爿腿數(shù)字調(diào)制MOD的輸入是編碼比特何或者是依據(jù)系統(tǒng)變型的這種編碼比特的交錯版本{c}，其輸出是調(diào)帝附號，該調(diào)制符號形成了風(fēng)個調(diào)制符號Z(0的向量Z。為Ns個符號中的每一個所應(yīng)用的調(diào)制不一定相同，并且可以具有不同的輸入比特數(shù)量。所述代數(shù)線性預(yù)編碼器ALP在數(shù)學(xué)上由W、.xW、.的復(fù)矩陣(complexmatrix)S來代表。Ns個調(diào)制符號的向量Z與滿足如下性質(zhì)的W、.x矩陣S相乘「s's=P,P7'Loi」其中P,和P2是置換(permutation)矩陣，S'是sxs矩陣，其滿足如下性質(zhì)如果s個調(diào)制符號的向量由矩陣S'預(yù)編碼，ffiii尺寸為sxs的對角帶噪聲瑞利衰減信道(diagonalnoisyRayleighfadingchannel)發(fā)送，并通過最大似然解碼器解碼，則性能的分集度等于所述力矩陣S'的尺寸s，稱為預(yù)編碼尺寸。在其他術(shù)語中，被稱為全分集線性預(yù)編碼器。戶，預(yù)編碼器ALP的輸出是風(fēng)個預(yù)編碼符號的輸出向量X，其中的s個是向量Z的調(diào)制符號Z(i)的線性組合，被叫做組合的調(diào)制符號，而其它的N,-s個等于同一向量Z的調(diào)制符號Z(i)，稱為未組合的調(diào)制符號。符號向量X隨后被給定為所述，M形成方案的輸入，其輸出H個符號的向量X'，所述檢測器DET的輸入是H個符號的向量Y，Y由以下給出Y=X'H+N其中N是長度H的附加白高斯噪聲向量(additivewhiteGaussiannoisevector)，H是信道的7V,x乂矩陣，其元(entry)為獨立的復(fù)高斯隨機變量(independentcomplexGaussianrandomvariable)。對H應(yīng)用奇異(singular)值分解，并選擇其Ns個最佳特征值，信道的信道矩陣H被寫作H-Uz^V(1)其中U是x的酉矩陣(unitarymatrix)(l^U=I)V是A^x乂的酉矩陣(V")而Ah是対角矩形A^乂矩降，其對角值是以大小降序來排序(sortedindecreasingorderofmagnitude)的min(W,,)個奇異值。該奇異值是相關(guān)的非同分布隨機變量(dependentnon-identicallydistributedrandomvariable)。假設(shè)由等式(1)給定的H在劍寸機處被知曉，如前面章節(jié)所描述的。W,個預(yù)編碼符號的向量X'可寫為X'=XT，其中波束形力效巨陣T是由l/的Ns個第一行構(gòu)建的HxNt矩陣，而lT是矩陣U的轉(zhuǎn)置共軛(transposeconjugated也就是說，T是在與H的H個最佳奇異值相關(guān)聯(lián)的子空間上的投影(projection)矩陣。所接收的向量被重新寫作Y=XAV+N<^YV十=(ZSTH+N)Vt=XA+N2其中A'是H的風(fēng)個最佳奇異值的乂x乂對角矩陣，而N2是附加白高斯噪第i奇異值具有相關(guān)聯(lián)的分集度(W,"+l)(乂-Z+l)。并且，任何兩個奇異值對具有非零相關(guān)。如圖2所描述，數(shù)字調(diào)制器MOD、代數(shù)線性預(yù)編碼器ALP、波束形成裝置TxBF、通過刻寸和接收天線的信道和檢測器DET的聚集限定了等效信道模型，戶腿等效信道模型被稱為二進制輸入二進制輸出等效信道BIBOCH，戶艦信道的輸入是編碼比特，而其輸出是對編碼比特的軟估計或硬估計。由于錯誤校正碼ENC結(jié)構(gòu)和可選地由于交錯器，在接收機處看到的編碼比特就如同這些編碼比特通過二進制輸入二進制輸出等效信道BIBOCH來劍寸一樣，所述二進制輸入二進制輸出等效信道BIBOCH可被認(rèn)為包括二進制調(diào)制器BM和嵌套的i央衰減信道NBFCH，就如圖1所示。所述二進制調(diào)制器BM應(yīng)用了標(biāo)度的(scaled)BPSK調(diào)制器，艮P，'0，比樹直和'1，比特值分別與兩個相反的值(oppositevalue)(例如，A和-A)相關(guān)聯(lián)。并且，相應(yīng)的歐幾里德距離2A可以根據(jù)一個比特至U另一比特的傳輸而改變，其主要依靠數(shù)字調(diào)制MOD二進制日劃寸。沒有線性預(yù)編碼時(即『1)，以塊的級組成(如圖3所示)的嵌套的塊衰減信道NBFCH的數(shù)學(xué)模型具有五個參數(shù)，分別為空間流的數(shù)量A^^min(W,，乂)、^!寸天線的數(shù)量H、接收天線的數(shù)量N。與每個塊的等效信道系數(shù)相關(guān)聯(lián)的分集度集合"={W,A^，(M-l)(乂-1)，...,(vV,-M,+l)(乂-vV、.+1)}以及塊的長度集合丄i^^卯)，…，MOV,》。級聯(lián)塊的數(shù)量等于Ns以及|>邵)4，其中L是每個碼字的編碼比特的數(shù)量。每個塊的長度LB(i)源自^第i空間流相關(guān)聯(lián)的每個調(diào)審附號的比特的數(shù)量，與第i塊相關(guān)聯(lián)的衰減隨機變M過獨立隨機變量D(/)的子集E(/)與整數(shù)值D(/)《的組合來限定，使得(其含義是vz勺',D(/)^D(y))，以及假定D(i)-w,乂具有最高的分集度。遵循這樣的等效信道模型，所述解碼器DEC將編碼比特("的接收版本"}轉(zhuǎn)換為信息數(shù)據(jù)比特何的軟估計{s}。根據(jù)劍寸機TRD的特性，編碼器ENC的編碼速率&、所述嵌套的塊衰減信道NBFCH的五個參數(shù)和可獲得的系統(tǒng)目標(biāo)分集度5，具有如下的關(guān)系,-ii"i,5=D(i)，其中i由Zz^("〈尺Z丄S(yt)sZ丄S(yt)給出，其中|"|是集合D的基數(shù)(cardinality)。上面的等式建立了在相對于信道的奇異值D(i)數(shù)量的n!標(biāo)分集度、編碼器ENC的編碼速率Rc、信道的五個參數(shù)(空間流的數(shù)量Ns、Elt天線的數(shù)量Nt、接收天線的數(shù)量H、與每個塊的等效信道系數(shù)相關(guān)聯(lián)的分集度集合D、塊的長度集合LB)之間的關(guān)系。注意，實踐中，調(diào)制符號Z(i)可能被除與衰減隨機變量相關(guān)聯(lián)的信道缺陷之外的其他的信道缺陷所干擾，例如，附加的噪聲、其他的倍增的隨機變量。重要的說明是，相比于與Z(i-l)的傳輸相關(guān)聯(lián)的那個加上(plus)帶來附加的分集度的其他隨機變量，產(chǎn)生與Z(i)相關(guān)聯(lián)的分集度的隨機變量(奇異《直)集是相同的隨機變量集。根據(jù)代數(shù)線性預(yù)編碼器ALP的實施例，置換矩陣P,被選擇得等于單位矩陣(identitymatrix),選擇置換矩陣P2使得輸出向量的預(yù)編碼符號[X(l),X(iV,]+2),...，X(iVs,)]是所述調(diào)制符號向量的組合調(diào)制符號[Z(l),...,Z的線性組合，這樣的輸出向量的其它預(yù)編碼符號是未組合的符號并滿足[X(2)，…，X(7VS—al)]=[Z(s+1),…，Z(TV,)]。這個實施例艦了在解碼器輸出^H察到的分集度。發(fā)明者已注意到^l寸波束形成的信道是正交的，這意味著在沒有任何線性預(yù)編碼的情況下，對接收的信號的最佳檢測是通過執(zhí)行在檢測器DET處處理的每個維度(per-dimension)而達(dá)到的，所述檢測器DET產(chǎn)生對編碼比特的軟估計或硬估計?，F(xiàn)在假設(shè)有線性預(yù)編碼(即s>l)，最佳的檢測是在組合的調(diào)制符號[Z(l)，...，ZW]被耳給檢測時達(dá)到的，例如如果使用軟輸出則通過4頓窮舉邊緣化(exhaustivemarginalization)，這些在后面描述。所述檢測器的這樣的特性允許得至贓接收機的輸出嫩見察到的性能的分集，其隨后由以下給出,-i|"|,S(X)=D(0，其中i由Zl5(Ar)〈icZ丄別^^S丄S("給出上面的等式隨后建立了在相對于信道的奇異值D(i)數(shù)量的目標(biāo)分集度、編碼器ENC的編碼速率Ro信道的五個參數(shù)(空間流的數(shù)量N,、劍寸天線的數(shù)量H、接收天線的數(shù)量Np與每個塊的等效信道系數(shù)相關(guān)聯(lián)的分集度集合D、塊的長度集合LB)、預(yù)編碼尺寸s之間的關(guān)系。上面的等式隨后確立了所述編碼器ENC的編碼速率Rc、空間流的數(shù)量H、對寸天線的數(shù)量Nt、接收天線的數(shù)量M和預(yù)編碼尺寸s是相互相關(guān)的，并能夠被i^擇以獲得系統(tǒng)的目標(biāo)分集度。預(yù)編碼尺寸s的增長增加了由解碼器感知到的分集G,^2^^)^c^2))。與普通的不具有線性預(yù)編碼(s=l)的波束形成技術(shù)相比，這證明所述系統(tǒng)的優(yōu)點之一。根據(jù)系統(tǒng)的特性，將相同的調(diào)制用于每個空間流，即V(/,7〕,丄邵)=M(/)=丄/。在接收機的輸出^bM察的分集5(s)iM:如下給出雌的，戶誠預(yù)編碼尺寸s被選擇以依據(jù)如下等式獲得目標(biāo)分集度&中D={jV,乂，(W,-l)(乂—1)，.，(TV,-W、.+勻-7V、,+s"并且丄5二j丄5(l)十藝丄5(/)，丄S(2),'.'，丄5(W、+s=argmin(((5"')=《}戶腿檢測器DET提供對與由接收的向量Y攜帶的調(diào)帝附號Z(i)的向量Z相關(guān)聯(lián)的編碼比特的軟估計或硬估計，如上fM。當(dāng)檢測器DET衝共編碼比特的硬輸出時，最佳檢測性能從最大似然(ML)檢測器獲得，這是當(dāng)進行在所有可能的候選向量Z上的窮^^叟索以便最大化4以然概率(likelihoodprobability)p(YIZ)時，即根據(jù)以下來找到符號Z:之二argminp(Y|Z)或者以便找到最小化品質(zhì)因數(shù)(figureIfmerit)的符號，其例如是歐幾里德距離lY-ZSTH|22=argmin(||Y-ZSTH||2)隨后從符號2獲得對與s個組合符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計W。當(dāng)所述檢測器DETlif共對編碼比特的軟輸出，當(dāng)通過最大化品質(zhì)因數(shù)函數(shù)(figureofmeritflmction)tt行在所有可能的候選向量Z上的窮舉檢索(所述最大化品質(zhì)因數(shù)函數(shù)為與調(diào)制符號Z(i)的向量Z相關(guān)聯(lián)的每個編碼比特Cj最小化錯誤概率)時，從MAP檢測器獲得最佳檢測性能。例如，戶脫估計是外在概率，或A后驗概率(APosterioriProbability)。最大A后驗概率(MAP)檢測器允許恢復(fù)6嗜度5(s)。相對于編碼比特C.i的后驗概率(APP)利用下面的窮舉邊緣化細(xì)丁計算Zer'7—lYV、ZxSx《其中，p(YIZ)=e———，其中No是噪聲方差(noisevariance)，r(c,=1)是可能的候選向量z集，其標(biāo)記具有等于i的第i比特，r是所有可能的候選向量Z的集，/(yt，Z)是在與潛在的候選向量Z相關(guān)聯(lián)的二進制^i己中第k比特的值。對與由接收的向量Y攜帶的調(diào)制符號Z(i)的向量Z相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計W隨后從相對于每個編碼比特Cj的最大A后驗概率(APP)中獲得。注意，相對于編碼比特Ci的軟輸出估計也經(jīng)常被表示為對數(shù)似然比(LLR)，其由如下給出「^尸尸(c,=1)〕'，，(C'=0)J邊緣化是在2，個可能的候選向量Z上進行的，并且隨著w乂的增^ffl3I變得難以處理(intractable)。根據(jù)檢測器DET的變型，對與s個組合符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特的戶腿軟輸出估計考慮到與所述s個組合調(diào)制符號的編碼比特相關(guān)聯(lián)的并且由解碼器(DEC)的輸出給出的先驗概率;r(c,)。根據(jù)接收機RCV的另一特性，戶皿檢測器DET是接收的向量￥的低復(fù)雜度的近似最佳(near-optimal)的檢測器，其產(chǎn)生對與由接收的向量Y攜帯的tV、.個調(diào)制符號Z(i)的向量Z相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計。如果在解碼之后該檢測器可以允許獲得展示出與最佳檢測器相同的分集度的性能，則所述檢測器是近似最佳的。根據(jù)這樣的近似最佳的檢測器DET的實施方式，所述檢測器DET包括第一檢測器i夫DETl和第二檢測器i央DET2，戶;M第一檢測器塊意在估計與由向量Y攜帶的調(diào)制符號Z(0的向量Z的s個組合的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特，所述第二檢測器塊意在估計與調(diào)制符號的向量Z的W,-^個未組合的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特。注意，任何未組合的符號都是獨立于任何其他的組合的或未組合的符號而檢測的。進-一步的，對所述檢測器塊DET1的輸出估計是獨立于檢測器i央DET2的輸出估計而獲得的，而沒有任:f可性能劣化(degradation)。進一步的，所述檢測器塊DET2處理Ns-s個未組合的符號的Ns-s個獨立檢觀"然而，為了保持檢測器塊DET1的最佳性和更具體地檢測器DET的近j媳佳性，仍然需要對s個組合符號進行i^檢測。根據(jù)第一檢測器塊DET1的特性，所述第一檢測器i央DET1允許恢復(fù)由所述代數(shù)線性預(yù)編碼器ALP(即由矩陣S')所帶來的分集度，用于與所述s個組合調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的估計的編碼比特。注意，當(dāng)矩陣是S'單位矩陣(即沒有線性預(yù)編碼)時，所述第一檢測器塊DET1提供對與調(diào)制符號的向量Z的第一個調(diào)制符號Z(1)相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計。根據(jù)這樣的第一檢測器土央DET1的實施方式，對與戶艦s個組合調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計,地是基于由以下給出的不完整(incomplete)似然概率p(Y、.。IZvQ)的函數(shù)的計算的p(Ys,。iZ.、.,0)=e~"^~~其中No是噪聲方差，Z、、。是調(diào)制符號的向量Z，其中所，組合符號等于O，即Zs0=[Z(l)，...,Z(s),0，...,0],而Y,[Y(l)，...,Y(s)，O，...,O]是接收的向量，其中最后的(Nr-s)個值等于O。然后，通ii^擇允許獲得目標(biāo)分集的最小的s^H值，這樣的近^^佳檢測器DET的復(fù)雜度被最小化。實際上，例如屬于列表的僅2"、個點用于計算軟輸出而不是2一'。根據(jù)戶，第二檢測器±央DET2的實施方式，戶斤述第二檢測器i央DET2是判定函數(shù)(decisionfunction)Dec()戶膽循的線性檢測器。所述線性檢測器(優(yōu)選i頓于硬輸出估計來說)禾擁ZF(ZeroForcing(零強制))線性均衡器來提供軟輸出估計或者硬輸出估計。線性檢測器對接收到的符號應(yīng)用線性變換(即矩陣乘法)。在硬輸出值的情況下，判定函數(shù)Dec(.)允許將估計的接收符號轉(zhuǎn)換為比特序列。正如前面已經(jīng)描述的，系統(tǒng)的優(yōu)點是增加預(yù)編碼尺寸5^W、來增加了所述解碼器感知的分集(^"2o)^~2))。不幸的是，當(dāng)戶皿第一檢測器i央DET1允許恢復(fù)由所:述代數(shù)線性預(yù)編碼器ALP帶來的分集度時，所述檢測器DET的復(fù)雜度隨著組合尺寸s的值而增加。相反的，簡單的線性檢測器被證明不能利用由S潛在帶來的分集度。該缺陷的克服是由于使用了代數(shù)線性預(yù)編碼器，其允許在接收機處執(zhí)行"代數(shù)格簡化"技術(shù)。這樣的接收機允許了低復(fù)雜度的檢測器而保證了分集度的性質(zhì)。根據(jù)這樣的低復(fù)雜度檢測器的實施方式，檢測器DET包括如下限定的"代數(shù)格簡化"技術(shù)使得A^P,A，以及戶;M接收的向量YYV+=ZSA+N，=ZS'D00D'+N2=[Z'S'D+N';Z"D'+N"]D00D,l具有如下表達(dá)式SD00D'其中Z二[Z';Z"]為調(diào)制符號的向量，而D和D'都是對角矩形矢巨陣，而N'和N"都是噪聲向量。根據(jù)該實施方式，戶脫第一檢測器塊DET1計算Z'S'D+N'至樹與Z'相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計的轉(zhuǎn)換，而fM第二檢測器塊DET2計算Z"D'+N"到對與Z"相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計的轉(zhuǎn)換。假設(shè)，所述SXS矩陣D通過如下方式分解其中Q是sxs對角矩陣，使得S'Q=TS'，而i;是sxs基底變化(basischange)矩陣(該基底變化矩陣的元是復(fù)整數(shù))，對角sxs矩陣甲具有正的實對角元素，而對角sxs矩陣①具有單位模(unitymodulus)的復(fù)元素。例如，這樣的分解是可能的，條件是S'是分圓旋轉(zhuǎn)(cyclotomicrotation),所述分圓旋轉(zhuǎn)描述于GRekay^J-CBelfiore和E.Viterbo&"AVeryEfficientReductionToolonFastFadingChannels",正EEInternationalSymposiumonInformationTheoryanditsApplications(ISITA)，P醒a，Italy,October2004。在接收機處，Q被選擇以優(yōu)化系統(tǒng)性能，耐敏巨陣F應(yīng)用于接收的信號YV"，其中.'一一一z'T;,+N'OfS'卞；Z"D'+N"](2)^YV卞F=在所濾波的接收的向量YVF的表達(dá)式中，所述第一檢觀lj器塊DET1計算向量到對與Z'相關(guān)聯(lián)的編碼比特的硬估計或者軟估計的轉(zhuǎn)換，如與Z"相關(guān)聯(lián)的編碼比半Z'T',+N'OfS't寺':何影響，其可以選最小化所述第二上戶;M，而戶;M第二檢測器土央DET2計算Z"D'+N"至IJ)的硬估計或者軟估計的轉(zhuǎn)換，如上所述。因此，"代數(shù)格簡化"技術(shù)對第二檢測器i央DET2擇任何類型的，例如作為線性軟輸出檢測器或硬輸出檢測器塊DET2的錢度。對于所述第一檢測器塊DET1，發(fā)明者觀察到Z'ef。W=ZXeZ2、'，其中f'是長度s的復(fù)向量的集，其元具有整數(shù)實部和虛部。噪聲向量N'①t甲-'S't不是3蟲—tt同分才P復(fù)高其萬(independentidenticaldistributedcomplexgaussian)，然而，假定其是，第一檢測器塊DET1的子最佳性(sub-叩timality)處于該近似(approximation)中，其允許強的復(fù)雜度減少而不影響所述解碼器輸出處的分集假定Z'er，其中Z'(O是QAM調(diào)制符號，r是s-維復(fù)QAM調(diào)制空間，并且稱ri;為滿足weow=z't的點集，戶腿"代數(shù)格簡化"技術(shù)通過在接收點Z'T"+N'。tTls't附近纟魏矚于^的點列表并且通過在該列表上計算邊緣化來計算所述第一檢測器i央DET1的軟輸出。因為等效信道是正交的，小的點列表就會跶到最佳窮舉邊緣化的性能。隨著系統(tǒng)的頻譜效率增加，復(fù)雜度的減少也增加了。因此，隨后，即使在多個空間流通過預(yù)編碼波束形成的信道而被發(fā)射時，總是能夠達(dá)到系統(tǒng)的目標(biāo)分集度，而這在未預(yù)編碼的波束形成的信道的情況下并不是總冑辦達(dá)到的^權(quán)利要求1、用于通過發(fā)射波束形成的MIMO信道從發(fā)射機發(fā)射數(shù)據(jù)到接收機的系統(tǒng)，所述發(fā)射機包括至少兩個發(fā)射天線、遵循錯誤校正碼結(jié)構(gòu)的編碼器(ENC)和發(fā)射波束形成技術(shù)，所述接收機包括至少兩個接收天線和根據(jù)所述錯誤校正碼結(jié)構(gòu)限定的解碼器，其特征在于編碼器(ENC)的編碼速率Rc、所述發(fā)射波束形成的MIMO信道的參數(shù)和系統(tǒng)的目標(biāo)分集度的選擇是相互依賴的。2、根據(jù)權(quán)利要求1戶脫的系統(tǒng)，戶腿劃報KTRD)包括數(shù)字調(diào)制器(MOD)，戶腿數(shù)字調(diào)制器將編碼比特流轉(zhuǎn)換為調(diào)制符號空間流，戶腿數(shù)字調(diào)制器(MOD)的輸出是Ns個調(diào)制符號(Z(i))的向量，其特征在于所述劃寸機(TRD)進一步包括代數(shù)線性預(yù)編碼器(ALP)，其參數(shù)s被稱為預(yù)編碼尺寸，其滿足s^H，用以將調(diào)審附號的相同向量(Z)的s個調(diào)制符號(Z(i))線性組合在一起，稱為組合調(diào)制符號，并用以掛共與艦刻寸波束形成的MIMO信道的一傳輸相關(guān)聯(lián)的預(yù)編碼符號(X(i))的輸出向量(X)。3、根據(jù)權(quán)禾腰求2所述的系統(tǒng)，戶艦輸出向量(X)的預(yù)編碼符號(X(i))通過調(diào)制符號的向量(Z)與復(fù)統(tǒng)性矩陣S的乘積來獲得，其特征在于所述復(fù)線性矩陣S由以下給出其中P,和P2是置換矩陣，而S'是滿足以下的sxs矩陣，即如果s個調(diào)制符號的向量與矩陣S'相乘通過尺寸為sxs的對角帶噪聲瑞利衰減信道發(fā)送，并且由最大似然解碼器解碼，貝勝能的分葡變等于s。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，置換矩陣P,被選擇為等于單位矩陣，置換矩陣P2選擇為使得輸出向量的預(yù)編碼符號[X(l),X(AA、.一5+2),...,X(AU]是調(diào)制符號的所述向量的組合的調(diào)制符號[Z(l)，...，ZW]的線性組合，這樣的輸出向量的其它預(yù)編碼符號M組合的符號并滿足[X(2),...,X(乂-"l)]=[Z("1)，...,Z(TV,)]。5、根據(jù)權(quán)利要求24中任何一個所述的系統(tǒng)，戶腿接收機(RCV)包括檢測器，所述檢觀U器的輸出就編碼比特的估計，其特征在于通過聚集戶腿數(shù)字調(diào)制器(MOD)、所述刻寸波束形成的MIMO信道和戶;M檢測器(DET)來限定等效信道纟莫型(BIBOCH)，所述等效信道模型的輸入是編碼比特，所述等效信道模型的輸出是對編碼比特的軟估計或硬估計，所述等效信道模型在接收機處被看作包括嵌套的塊衰減信道(NBFCH)，其數(shù)學(xué)模型由塊級聯(lián)組成并具Z^"Z^(1)+f;Z^(/)，Z^(2),…,Z^(W,-s+l)，級聯(lián)塊的數(shù)量等于Ns并且L'=w,-.、.+2J，其中l(wèi)是每個碼字的編碼比特的數(shù)量，每個塊的長度丄邵)源自與:第i空間流相關(guān)聯(lián)的每個調(diào)制符號的比特的數(shù)量，與第i塊相關(guān)聯(lián)的衰減隨機變翻過獨立隨機變量D(/)的子集S(,')與整數(shù)值D(/)S的組合來限定，使得S(/+1)d，其含義是V/<"(/)2D(力，以及假定Z)(l)=A^,AV具有最高的分集度，戶腿編碼器(ENC)的編碼速率(Rc)、戶脫嵌套的塊衰減信道(NBFCH)的五個參數(shù)(Ns，Nt，NpD，LB)、預(yù)編碼尺寸s以及可達(dá)到的系統(tǒng)目標(biāo)分集度5由如下的關(guān)系鏈接,-i|/)|,5=D(0，其中i由Z丄^t)〈尺,Zz^(/t)^2]Z^Ot)給出，其中M是集合D的基數(shù)。6、根據(jù)權(quán)利要求5，的系統(tǒng)，，預(yù)編碼尺寸等于1，其特征在于所述編碼器(ENC)的編碼速率(Rc)、所述嵌套的塊衰減信道(NBFCH)的五個參數(shù)(Ns，Nt，NPD，LB)以及可達(dá)到的系統(tǒng)目標(biāo)分集度5由如下的關(guān)系鏈接5=D(i)，其中i由Z丄^XKAZjL5(A;)sZZ^0t)給出其中l(wèi)Dl是集合D的基數(shù)，￡)={yV,7Vr,(iV,—l)(7Vr—1)，.，(vV,_7Vt+1)(A^—tV、+1)}以及丄6={厶5(1)，..，丄S(7V、.》。7、根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，特征在于將相同的調(diào)制用于每個空間流，涉及到所述等效信道NBFCH的所有塊具有相同的長度LB(i)，并且特征在于，在接收機的輸出處觀察的系統(tǒng)分集度5(s)通過如下給出^0)=min(W,乂，(s+W,-「&iV、.])"+乂-「尺W、.]))。8、根據(jù)權(quán)利要求5-7中任何--個戶服的系統(tǒng)，特征在于所述預(yù)編碼尺寸S被選擇以依據(jù)如下等式獲得目標(biāo)分集度s=argmin(5(s9、根據(jù)權(quán)禾腰求2-8中任何一個戶腿的系統(tǒng)，戶腿接收機(RCV)包括檢測器(DET)，戶腿檢測器的輸出魏編碼比特的估計，特征在于戶腿檢測器(DET)包括第一檢測器塊(DET1)和第二檢測器塊(DET2)，所述第一檢測器塊意在估計與由接收的向量(Y)攜帶的調(diào)制符號(Z(i))的向量(Z)的s個組合的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特，所述第二檢測器塊意在估計與調(diào)制符號的所述向量(Z)的乂]個未組合的調(diào)帝附號相關(guān)聯(lián)的編碼比特。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，特征在于:關(guān)于所述第一檢測器i央(DETl)的輸出估計是^^于戶;M第二檢測器塊(DET2)的輸出估計而獲得的。11、根據(jù)權(quán)利要求10戶斤述的系統(tǒng)，特征在于所述第-檢測器±央(DET1)提供軟輸出估計，對與s個組合符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特的所述軟輸出估計考慮到與所述s個組合調(diào)制符號的編碼比特相關(guān)聯(lián)的并且由解碼器(DEC)的輸出給出的先驗概率(;r(c,))。12、根據(jù)權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，特征在于所述第二檢測器i央(DET2)處理Ns-s個未組合符號的Ns-s個^Ui檢測。13、根據(jù)權(quán)利要求9-12中任何一個所述的系統(tǒng)，特征在于所述第一檢測器±央(DET1)允許恢復(fù)由所述代數(shù)線性預(yù)編碼器(ALP)所帶來的分集度。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，特征在于對與所述s個組合調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計優(yōu)選地是基于由以下給出的不完整似然概率P(Y、.,。IZ.、、。)的函數(shù)的計算的iv"'v:，sxAii2P(Y、。lZ',。)=e———^——其中No是噪聲方差，Z、。是調(diào)制符號的向量Z，其中所g組合符號等于0，即Zs0=[Z(l),...,Z(s)，0,...，0]，而Ys,[Y(l),…,Y(s),0,…,0]是接收的向量，其中最后的(Nr-S)個值等于O。15、根據(jù)權(quán)利要求9-14中任何一個戶;M的系統(tǒng)，特征在于戶脫第二檢測器±央(DET2)是提供軟輸出估計或者硬輸出估計的線性檢測器。16、根據(jù)權(quán)禾腰求15戶脫的系統(tǒng)，特征在于所述第二檢測器土央(DET2)提供軟輸出估計，所述對與N,-s個未組合符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特的軟輸出估計考慮到與所述Ns-s個未組合調(diào)制符號的編碼比特相關(guān)聯(lián)的并且由解碼器(DEC)的輸出給出的先驗概率("(。))。17、根據(jù)權(quán)利要求13戶腿的系統(tǒng)，特征在于在接收機處接收的向量Y由以下給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中信道的矩陣H被寫作h=u~v，其中U是iV,xM的酉矩陣，而V是乂x乂的酉矩陣，AH^t角值的對角矩形W,x乂矩陣，所述對角值是以大小降序來排序的相關(guān)糊嗣分布隨機變量，波束形磁邵車T是由1/的N,第一行構(gòu)建的HxNt矩陣，1/是矩陣U的轉(zhuǎn)置共軛，向量N和N2是白高斯噪聲向量，特征在于戶/M接收的向M過如下給定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中z^z';z"]是調(diào)制符號的向量，d和d'都是sxs對角矩形矩陣，而n'和N"都是噪聲向量，系統(tǒng)的特征在于第一檢測器塊(DET1)計算z's'd+n'到對與z'相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計的轉(zhuǎn)換，而所述第二檢測器塊(DET2)計算z"d'+n"到對與z"相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計的轉(zhuǎn)換。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，特征在于所述sxs矩陣D通過分解，其中q是sxs對角矩陣，使得s'q二t;s'，而t;是sxs基底變化矩陣，該基底變化矩陣的元是復(fù)整數(shù)，對角SM矩陣W具有正的實對角元素，而對角sxs矩陣①具有單位模的復(fù)元氣在接收機處，q被選擇以優(yōu)化系統(tǒng)性能，而接收的信號W通過由以下給出的矩陣F濾波<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中i為單位矩陣，所述第一檢測器土央(DET1)計算向量z't"+n'巾，—'s'、j對與z'相關(guān)聯(lián)的編碼比特的硬估計或者軟估計的轉(zhuǎn)換，而所述第二檢測器塊(DET2)計算z"d'+n"到對與z"相關(guān)聯(lián)的編碼比特的硬估計或者軟估計的轉(zhuǎn)換。19、根據(jù)權(quán)利要求1-18中任何一個所述的系統(tǒng)，特征在于所述發(fā)射機(TRD)包括比特交錯器(INT)，所述接收機(RCV)包f刮軍交錯器(DINT)，根據(jù)錯誤校正碼結(jié)構(gòu)設(shè)計比特交錯器(INT)以確保在相關(guān)聯(lián)的解碼器(DEC)的輸出處的性能展示出育的多獲得的目標(biāo)分集度。20、用于通過^l個波束形成的MIMO信道劃寸數(shù)據(jù)到接收機的裝置，所述接收機包括至少兩個接收天線，所述裝置(TRD)包括至少兩個劃寸天線、遵循錯誤校正碼結(jié)構(gòu)的編碼器(ENC)、^!t波束形成技術(shù)和將編碼比特流轉(zhuǎn)換成調(diào)制符號的空間流的數(shù)字調(diào)制器(MOD),所述數(shù)字調(diào)制器的輸出是凡個調(diào)制符號(Z(i))的向量，戶腿接收機(RCV)包括依擗昔誤校正碼結(jié)構(gòu)而限定的解碼器(DEC)，特征在于其還包括代數(shù)線性預(yù)編碼器(ALP)，其參數(shù)s被稱為預(yù)編碼尺寸，其滿足s^H，用以將調(diào)制符號的相同向量(Z)的s個調(diào)制符號(Z(i))線性組合在一起，稱為組合調(diào)制符號，并用以提供與通過劃寸波束形成的MMO信道的一傳輸相關(guān)聯(lián)的預(yù)編碼符號(X(i))的輸出向量(X)。21、根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，所述輸出向量(X)的預(yù)編碼符號(X(i))通過調(diào)制符號的向量(Z)與復(fù)緣性矩陣S的乘積來獲得，其特征在于所述復(fù)線性矩陣S由以下給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中P,和P2是置換矩陣，而S'是滿足以下的sxs矩陣，即如果s個調(diào)制符號的向量與矩陣S'相乘fflii尺寸為sxs的對角帶噪聲瑞利衰減信道發(fā)送，并且由最大似然解碼器解碼，則性能的分集度等于s。22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，置換矩陣P,等于單位矩陣，其特征在于置換矩陣P2被選擇為使得輸出向量(X)的預(yù)編碼符號[^1),^、"+2)，...，^乂.)]是調(diào)制符號的所述向量(Z)的組合的調(diào)制符號[Z(1),…,Z("]的線性組合，這樣的輸出向量(X)的其它預(yù)編碼符號滿足[X(2),…，X(tV、—x+1)]=[ZO+1)，...，Z(W、)]。23、用于通過激寸波束形成的MMO信道從包括N,22個^l寸天線的劍寸機接收數(shù)據(jù)向量(Y)的裝置，戶;M裝置(RCV)包括N"2個接收天線、依據(jù)錯誤校正碼結(jié)構(gòu)所限定的解碼器(DEC)、輸出是對編碼比特的估計的檢測器(DET)，所述接收的向量(Y)的s個分量是刻寸的N,個調(diào)制符號的相同向量(Z)的一些調(diào)制符號的線性組合，s是滿足"的整數(shù)值，其特征在于所述檢測器(DET)包括第一檢測器塊(DET1)和第二檢測器i央(DET2)，所述第一檢測器i央意在估計與在所述s個線性組合中所涉及的由接收的所述數(shù)據(jù)向量(Y)攜帶的調(diào)制符號的向量(Z)的調(diào)審U符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特，所述第二檢測器±央意在估計與在所述線性組合中未涉及的調(diào)制符號的所述向量(Z)的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)的編碼比特。24、根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，調(diào)制符號的線性組合在刻寸機側(cè)通過代數(shù)線性預(yù)編碼器(ALP)獲得，其特征在于戶/M第一檢測器塊(DET1)允許恢復(fù)由所述代數(shù)線性預(yù)編碼器所帶來的分集度，所述第二檢測器±央(DET2)是提供軟輸出估計或者硬輸出估計的線性檢測器。25、根據(jù)權(quán)禾腰求24所述的裝置，特征在于接收的向量Y由以下給出YV卞=(ZSTH+翠t=ZSA+N2其中信道的矩陣H被寫作H=UAHV，其中U是iV,xTV,的酉矩陣，而V是乂x乂的酉矩陣，AH^t角值的對角矩形iV,X乂矩陣，所，角值是以大小降序來排序的相關(guān)的非同分布隨機變量，波束形》效巨陣T是由lT的Ns第一行構(gòu)建的N,Nt矩陣，1/是矩陣U的轉(zhuǎn)置共軛，向量N和N2是白高斯噪聲向量，其特征在于:戶艦接收的向翻過如下給定YV卞=[Z'S'D+N';Z"D'+N"]其中Z^Z';Z"]是調(diào)帝附號的向量，D和D'都是sxs對角矩形矩陣，而N'和N"都是噪聲向量，系統(tǒng)的特征在于第一檢測器塊(DET1)計算Z'S'D+N'到對與Z'相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計的轉(zhuǎn)換，而所述第二檢測器塊(DET2)計算Z"D'+N"至樹與Z"相關(guān)聯(lián)的編碼比特的估計的轉(zhuǎn)換。26、根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，特征在于:所述sxs矩陣D通過D=QWO分解，其中Q是sxs對角矩陣，使得S"=TS'，而i;是sxs基底變化矩陣，該基底變化矩陣的元是復(fù)整數(shù)，對角sxs矩陣甲具有正的實對角元素，而對角sxs矩陣CD具有單位模的復(fù)元素，在接收機處，Q被選擇以優(yōu)化系統(tǒng)性能，而接收的信號YV"通過由以下給出的矩陣F濾波<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中I為單位矩陣，所述第一檢測器土央(DET1)將向量Z'i;+N'(Dtf'S't轉(zhuǎn)換成對與Z'相關(guān)聯(lián)的編碼比特的硬估計或者軟估計，而所述第二檢測器塊(DET2)將Z"D'+N"轉(zhuǎn)換成對與Z"相關(guān)聯(lián)的編碼比特的硬估計或者軟估計。全文摘要本發(fā)明涉及高速率編碼發(fā)射波束形成技術(shù)及近似最佳低復(fù)雜度接收機。本發(fā)明涉及用于通過發(fā)射波束形成的MIMO信道從發(fā)射機發(fā)射數(shù)據(jù)到接收機的系統(tǒng)，所述發(fā)射機包括至少兩個發(fā)射天線、遵循錯誤校正碼結(jié)構(gòu)的編碼器和發(fā)射波束形成技術(shù)，所述接收機包括至少兩個接收天線和根據(jù)所述錯誤校正碼結(jié)構(gòu)限定的解碼器，編碼器(ENC)的編碼速率Rc、所述發(fā)射波束形成的MIMO信道的參數(shù)和系統(tǒng)的目標(biāo)分集度的選擇是相互依賴的。本發(fā)明還涉及用于通過發(fā)射波束形成的MIMO信道發(fā)射數(shù)據(jù)到接收機的裝置。文檔編號H04B7/02GK101615934SQ20091013876公開日2009年12月30日申請日期2009年3月20日優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日發(fā)明者N·格雷塞特申請人:三菱電機株式會社