專利名稱：Mimo中的檢測后改進(jìn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線通信，并且更具體地說，涉及改進(jìn)的MIMO聯(lián)合檢測接收器。
背景技術(shù)：
多輸入多輸出(MIMO)是其中在發(fā)射器處利用多個(gè)發(fā)射天線并且在接收器處也利用多個(gè)接收天線的通信技術(shù)。MIMO技術(shù)提供增加的數(shù)據(jù)吞吐量和范圍，而不需要額外的帶寬或發(fā)射功率。它通過更高的頻譜效率和鏈路分集實(shí)現(xiàn)此方面。在一種類型的MIMO技術(shù)中，同時(shí)發(fā)射N個(gè)符號(hào)流。在每個(gè)接收器天線處接收每個(gè)符號(hào)。聯(lián)合檢測器接收器是恢復(fù)已發(fā)射符號(hào)的已知技術(shù)。對(duì)于N個(gè)都來自于尺寸為q的同一星座圖Q的符號(hào)，聯(lián)合檢測接收器有qN種可能性要評(píng)估。對(duì)于q = 64和4個(gè)發(fā)射和接收天線，這得出644或者16777216種可能性。在高數(shù)據(jù)率時(shí)，全聯(lián)合檢測接收器在計(jì)算上劇增并且是無法實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)在本文公開并要求權(quán)利的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例，MIMO檢測的兩級(jí)方法以計(jì)算上易處理的方式改進(jìn)接收器性能。白化聯(lián)合檢測器處理MIMO符號(hào)流。白化聯(lián)合檢測器包括前置濾波器，前置濾波器可操作用來抑制作為有色噪聲的接收到的MIMO流的第一子集。 白化聯(lián)合檢測器還包括主要聯(lián)合檢測器，主要聯(lián)合檢測器可操作用來處理MIMO流的第二子集并且輸出通過最小化白化聯(lián)合檢測度量獲得的初步解。然后輔助檢測器在主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作。輔助檢測器通過與全聯(lián)合檢測度量的比較改進(jìn)初步解。


圖1是包括前置濾波器和使用白化聯(lián)合檢測度量的聯(lián)合檢測器的白化聯(lián)合檢測器的功能方框圖。圖2是包括并行的前置濾波器和聯(lián)合檢測器分支的白化聯(lián)合檢測器的功能方框圖，每個(gè)前置濾波器和聯(lián)合檢測器分支處理MIMO流的不同子集。圖3是4-ASK符號(hào)星座圖和相關(guān)聯(lián)格雷碼的表示圖。圖4是8-ASK符號(hào)星座圖和相關(guān)聯(lián)格雷碼的表示圖。
具體實(shí)施例方式在非擴(kuò)散信道上的NXN MIMO的情形下，接收的信號(hào)可以被模型化為r = Hs+n (1)其中r是接收的信號(hào)，s是發(fā)射的信號(hào)，η是噪聲，以及H概括了傳輸信道。在此， ! 、8和η是NXl矢量，并且H是NXN矩陣。H的分量是無關(guān)的并且是瑞利衰落的。在缺省情況下，η是協(xié)方差為I n= Q2I的白色高斯噪聲。所有N個(gè)信號(hào)都來自于尺寸為q的同一星座圖Q，并且所有N個(gè)符號(hào)都以同一功率被發(fā)射。s的有效星座圖尺寸為qN。
s的全聯(lián)合檢測接收器在所有qN個(gè)候選 上搜索最小化平方距離mJD (s) =(r-Hsf (r - Hs)(2)的候選。此解表示為Sjd。全聯(lián)合檢測接收器在計(jì)算上是復(fù)雜的，并且對(duì)于大星座圖和高數(shù)據(jù)率可能是無法實(shí)現(xiàn)的。圖1示出接收器10的白化聯(lián)合檢測部分。在白化聯(lián)合檢測器10中，通過將聯(lián)合檢測接收器14修改成僅僅聯(lián)合地檢測包含N個(gè)信號(hào)當(dāng)中的Na個(gè)信號(hào)的集合A并將其余的、 包含其它隊(duì)=N-隊(duì)個(gè)信號(hào)的集合B當(dāng)作干擾，來簡化所述任務(wù)。集合B中的信號(hào)被模型化為有色噪聲，并且被白化前置濾波器12抑制。在不失一般性的情況下，假設(shè)A占用s頂部，并且B占用其底部。其它情況與此類似。從而，s =s (3)
H =[HA，Hb]，以及(4)
r =HAS^+HBsB+n = Hasa+u(5)其中Ha是NXNa矩陣，Hb是NXNb矩陣，sA是NaX 1矢量，％是NbX 1矢量，并且u 是NXl矢量。我們將U模型化為有色噪聲。我們假設(shè)發(fā)射的符號(hào)具有零均值。對(duì)于大多數(shù)公知的星座圖，情況是如此。那么，％具有零均值，因此H^b也具有零均值。此外，H^b的協(xié)方差為R6 =HsH^Es(6)其中，&是％中的平均符號(hào)能量。因此，u具有零均值和協(xié)方差Ru = RB+Rn(7)采用有色噪聲模型的情況下，用于A的白化聯(lián)合檢測器在所有qf 個(gè)候選I上搜索最小化如下度量的候選(r-H^fR-Hr-H^)=^
權(quán)利要求
1.在其中發(fā)射兩個(gè)或更多個(gè)通信符號(hào)流的多輸入多輸出(MIMO)無線通信網(wǎng)絡(luò)中可操作的接收器，所述接收器包括白化聯(lián)合檢測器，所述白化聯(lián)合檢測器包括前置濾波器，可操作用來抑制作為有色噪聲的接收到的MMO流的第一子集；以及主要聯(lián)合檢測器，可操作用來處理所述MMO流的第二子集并且輸出通過最小化白化聯(lián)合檢測度量獲得的初步解；以及輔助檢測器，在所述主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作，并且可操作用來通過與全聯(lián)合檢測度量的比較改進(jìn)所述初步解。
2.如權(quán)利要求I所述的接收器，還包括與所述第一白化聯(lián)合檢測器并行操作的第二白化聯(lián)合檢測器，所述第二白化聯(lián)合檢測器可操作用來抑制作為有色噪聲的MIMO流的所述第二子集以及處理所述MMO流的所述第一子集。
3.如權(quán)利要求2所述的接收器，還包括與所述第一白化聯(lián)合檢測器和所述第二白化聯(lián)合檢測器并行操作的第三白化聯(lián)合檢測器，其中每個(gè)白化聯(lián)合檢測器處理MMO流的不同子集以及抑制作為有色噪聲的MMO流的所有其它子集。
4.如權(quán)利要求I所述的接收器，其中在所述主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作并且可操作用來通過與全聯(lián)合檢測度量的比較改進(jìn)所述初步解的所述輔助檢測器可操作用來計(jì)算所述主要聯(lián)合檢測器輸出的所述初步解上的全聯(lián)合檢測度量；采用所述初步解上的全聯(lián)合檢測度量作為假設(shè)的輔助解；迭代地計(jì)算所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號(hào)的多個(gè)最近鄰居矢量的所述全聯(lián)合檢測度量；以及在每一次迭代時(shí)，如果最近鄰居矢量的所述全聯(lián)合檢測度量小于所述假設(shè)的輔助解， 則用所述度量替代作為新假設(shè)的輔助解；重復(fù)迭代，直至如下之一相比最后假設(shè)的輔助解所述度量沒有改進(jìn)，或者達(dá)到迭代計(jì)數(shù)；以及采用最后假設(shè)的輔助解作為所述輔助檢測器的輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的接收器，其中迭代地計(jì)算所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號(hào)的多個(gè)最近鄰居矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量包括計(jì)算
6.如權(quán)利要求5所述的接收器，其中，在每一次迭代時(shí)，S是其中每次相對(duì)于前一次迭代改變一個(gè)符號(hào)的最近鄰居的矢量。
7.如權(quán)利要求5所述的接收器，其中，在每一次迭代時(shí)，S是其中每次相對(duì)于前一次迭代改變L > I個(gè)符號(hào)的最近鄰居的矢量。
8.如權(quán)利要求4所述的接收器，其中所述輔助檢測器在發(fā)射域中的最近鄰居符號(hào)上操作。
9.如權(quán)利要求I所述的接收器，其中所述輔助檢測器還可操作用來輸出軟比特值。
10.如權(quán)利要求9所述的接收器，其中所述輔助檢測器輸出已確定符號(hào)的矢量和已確定符號(hào)的矢量的全聯(lián)合檢測度量，以及其中它通過以下來確定軟值為已確定符號(hào)的矢量中每個(gè)符號(hào)的每個(gè)比特確定比特最近鄰居符號(hào)； 對(duì)于每個(gè)符號(hào)的每個(gè)比特，用對(duì)應(yīng)的比特最近鄰居符號(hào)替代已確定符號(hào)，以及計(jì)算具有所述替代的比特最近鄰居符號(hào)的已確定符號(hào)的矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量；以及采用在已確定符號(hào)的矢量上計(jì)算的所述全聯(lián)合檢測度量與具有所述替代的比特最近鄰居符號(hào)的已確定符號(hào)的矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量之差的絕對(duì)值作為每個(gè)符號(hào)的每個(gè)比特的軟值。
11.一種在其中發(fā)射兩個(gè)或更多個(gè)符號(hào)流的多輸入多輸出(MIMO)無線通信網(wǎng)絡(luò)中檢測通信符號(hào)的方法，所述方法包括抑制作為有色噪聲的接收到的MIMO流的第一子集；以及在第一主要檢測器中聯(lián)合地檢測所述MIMO流的第二子集并輸出通過最小化白化聯(lián)合檢測度量獲得的初步解；以及在輔助檢測器中聯(lián)合地檢測所述MIMO流的所述第二子集，所述輔助檢測器在所述主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作并且通過與全聯(lián)合檢測度量的比較改進(jìn)所述初步解。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在第二主要檢測器中聯(lián)合地檢測所述MIMO流的所述第一子集。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括，在所述輔助檢測器中 在所述主要聯(lián)合檢測器輸出的初步解上計(jì)算所述全聯(lián)合檢測度量； 采用所述初步解上的所述全聯(lián)合檢測度量作為假設(shè)的輔助解；迭代地計(jì)算所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號(hào)的多個(gè)最近鄰居矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量；以及在每一次迭代時(shí)，如果最近鄰居矢量的所述全聯(lián)合檢測度量小于所述假設(shè)的輔助解， 則用所述度量替代作為新假設(shè)的輔助解；以及重復(fù)迭代，直至如下之一相比所述最后假設(shè)的輔助解所述度量沒有改進(jìn)，或者達(dá)到迭代計(jì)數(shù)；以及采用所述最后假設(shè)的輔助解作為所述輔助檢測器的輸出。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中迭代地計(jì)算所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號(hào)的多個(gè)最近鄰居矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量包括計(jì)算m,D(s) = (r-Hs)H(r-Hs)其中r是接收的信號(hào)； H是信道；以及S是所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號(hào)的最近鄰居矢量。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在每一次迭代時(shí)，與前一次迭代相比，每次改變靠近一個(gè)符號(hào)的矢量S中的最近鄰居。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在每一次迭代時(shí)，與前一次迭代相比，每次改變靠近L > 1個(gè)符號(hào)的矢量S中的所述最近鄰居。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號(hào)的最近鄰居包括作為所述發(fā)射域中最近鄰居的符號(hào)。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括從所述輔助檢測器輸出軟比特值。
19.如權(quán)利要求18所述的接收器，還包括在所述輔助檢測器中 為所述已確定符號(hào)的矢量中的每個(gè)符號(hào)的每個(gè)比特確定比特最近鄰居符號(hào)； 對(duì)于每個(gè)符號(hào)的每個(gè)比特，用所述對(duì)應(yīng)比特最近鄰居符號(hào)替代所述已確定符號(hào)，以及計(jì)算具有替代的比特最近鄰居符號(hào)的已確定符號(hào)的所述矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量；以及采用在已確定符號(hào)的所述矢量上計(jì)算的所述全聯(lián)合檢測度量與具有所述替代的比特最近鄰居符號(hào)的已確定符號(hào)的所述矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量之差的絕對(duì)值作為每個(gè)符號(hào)的每個(gè)比特的所述軟值。
全文摘要
MIMO檢測的兩級(jí)方法以計(jì)算上易處理的方式改進(jìn)接收器性能。白化聯(lián)合檢測器處理MIMO符號(hào)流。白化聯(lián)合檢測器包括可操作用來抑制作為有色噪聲接收到的MIMO流的第一子集的前置濾波器。白化聯(lián)合檢測器還包括主要聯(lián)合檢測器，可操作用來處理MIMO流的第二子集并且輸出通過最小化白化聯(lián)合檢測度量獲得的初步解。然后輔助檢測器在主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作。輔助檢測器通過與全檢測度量的比較改進(jìn)初步解。
文檔編號(hào)H04B1/7105GK102598609SQ201080047734
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者A·S·克伊拉拉 申請(qǐng)人:瑞典愛立信有限公司