專利名稱：用于mimo系統(tǒng)的基于格基規(guī)約的重傳合并方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于MIMO系統(tǒng)的基于格基規(guī)約的重傳合并方法，屬于MIMO系統(tǒng) 中的多天線檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
具有Nt根發(fā)送天線和N,根接收天線的MIMO系統(tǒng)，當(dāng)信號矢量被重復(fù)傳送m次，接 收端就獲得m個(gè)不同接收信號矢量。每次傳輸?shù)南到y(tǒng)模型為yk = Hkx+nk(k = 1,2,…m) (1)；式中，yk、Hk和nk分別表示第k次重復(fù)傳輸時(shí)的維度為凡Xl的接收信號矢量、維度為 NrXNt的信道矩陣和維度為凡Xl的各元素服從零均值正態(tài)分布的白高斯噪聲矢量，自然 數(shù)下標(biāo)k表示實(shí)際所需的重傳次數(shù)，N為m的最大值，即允許的最大的重傳次數(shù)；χ表示發(fā)送 信號矢量，滿足歸一化假定，即E(XXH) =1。接收端進(jìn)行基于格基規(guī)約LRA (Lattice-Reduction Aided)檢測時(shí)，首先對信道矩 陣Hk應(yīng)用格基規(guī)約，其實(shí)現(xiàn)過程包括多次的約減和交換，得到規(guī)約基Hk, red和變換矩陣Tk
Hk, red — HkTk (2)。根據(jù)公式⑵，上述公式(1)可等效為y,= HtX + n, = H,+ nt =+ nt (3)，式中，、=Tt-1X表示變換域信號矢量。再對該公式C3)進(jìn)行線性或非線性檢測，得到變 換域信號矢量\的估計(jì)值^。最后，對估計(jì)值、進(jìn)行反變換，得到發(fā)送信號矢量χ的估計(jì)值i X = TkZk (4)。上述公式(1)實(shí)際上是由m個(gè)相同形式的系統(tǒng)方程所構(gòu)成，如何從這m個(gè)方程中 進(jìn)行LRA檢測，有效地恢復(fù)出發(fā)送符號矢量X，就是本發(fā)明需要研究的格基規(guī)約的重傳合并 方法。參見

圖1，發(fā)生多次重傳后，接收端可以在三種不同位置進(jìn)行多次傳輸接收信號的 合并即在MIMO檢測之前進(jìn)行符號級合并(a處)、在MIMO檢測之后進(jìn)行軟符號的合并(b 處)、或者在譯碼之前進(jìn)行比特級軟信息對數(shù)似然比LLR(Logrithm likelihood ratio)的 合并(c處)。根據(jù)現(xiàn)有的研究經(jīng)驗(yàn)，越早進(jìn)行合并將保留更多的信道信息，獲得更好的性 能。所以，本發(fā)明采用將多次重傳對應(yīng)的接收信號矢量在檢測前進(jìn)行符號級合并的方法，以 便獲得最優(yōu)的檢測性能。對于進(jìn)行重復(fù)傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)，在完成第m次重傳后，對前m次傳輸信號進(jìn)行合并 后，得到合并的系統(tǒng)模型
權(quán)利要求
1.一種用于MIMO系統(tǒng)的基于格基規(guī)約的重傳合并方法，其特征在于每次重傳后，將 所有的接收信號矢量進(jìn)行合并，得到合并的系統(tǒng)模型；再將合并的信道矩陣右乘對前次重 傳對應(yīng)的合并的信道矩陣進(jìn)行格基規(guī)約得到的變換矩陣，得到變換后的信道矩陣；接著，選 用線性檢測直接對該變換后的信道矩陣進(jìn)行格基規(guī)約，或者選用非線性檢測對該變換后的 信道矩陣的等價(jià)變換形式進(jìn)行格基規(guī)約，以便獲得合并的信道矩陣的格基規(guī)約結(jié)果；最后 根據(jù)選擇的檢測方法對合并的系統(tǒng)模型進(jìn)行相應(yīng)檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括下列操作步驟(1)第m次傳輸后，先對該m次重復(fù)傳輸?shù)慕邮招盘柺噶窟M(jìn)行合并，得到合并的系統(tǒng)模型t=HmX + fim，式中，合并的接收信號矢量5^=[< y… <『，九為第k次重復(fù)傳輸時(shí)的接收信號矢量，自然數(shù)下標(biāo)k是重復(fù)傳輸?shù)拇螖?shù)序號，滿足k= [1 2…m]；合并的信 道矩陣fim=[HH…H J，Hk為第k次重復(fù)傳輸時(shí)的信道矩陣；χ為發(fā)送信號矢量；合 并的白高斯噪聲矢量δ = [η〖n〖…</，nk為第k次重復(fù)傳輸時(shí)的各元素服從零均值正態(tài)分布的白高斯噪聲矢量；(2)對合并的信道矩陣右乘對前次重傳對應(yīng)的合并的信道矩陣進(jìn)行格基規(guī)約得到的變 換矩陣后，得到變換后的信道矩陣；(3)選擇下述兩種檢測方式之一采用線性檢測直接對變換后的信道矩陣進(jìn)行格基規(guī) 約，或者采用非線性檢測對變換后的信道矩陣的等價(jià)變換形式進(jìn)行格基規(guī)約，以獲得合并 的信道矩陣的格基規(guī)約結(jié)果；(4)根據(jù)步驟(3)選擇的檢測方法是線性檢測或非線性檢測，分別對合并的系統(tǒng)模型 進(jìn)行相應(yīng)的檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(2)包括下列操作內(nèi)容(21)已知第m-1次重復(fù)傳輸對應(yīng)合并的信道矩陣進(jìn)行格基規(guī)約結(jié)果為 K^=K-X-,，式中，flw為第m-1次重復(fù)傳輸對應(yīng)的合并的信道矩陣，S^1 為對S^1進(jìn)行 格基規(guī)約得到的規(guī)約基，I^1為對: 吣進(jìn)行格基規(guī)約得到的變換矩陣；(22)將合并的信道矩陣6 右乘對第m-1次重復(fù)傳輸?shù)暮喜⒌男诺谰仃噁i—進(jìn)行格基規(guī) 約得到的變換矩陣后，得到變換后的信道矩陣fim IHm = HmTm.,。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(3)采用線性檢測時(shí)，包括下列 操作內(nèi)容(3A1)直接對變換后的信道矩陣0 進(jìn)行格基規(guī)約，得到0； 的規(guī)約基和新的變換矩(3A2)根據(jù)上述公式，得到合并的信道矩陣的規(guī)約和變換矩陣艽=TnJm，則 Kred=K^m = HmTm-,t，式中，I^1為第m-1次重復(fù)傳輸?shù)暮喜⒌男诺谰仃囘M(jìn)行格基規(guī)約 得到的變換矩陣，1；為合并的信道矩陣Sni進(jìn)行格基規(guī)約得到的變換矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟(3)采用非線性檢測時(shí)，包括下 列操作內(nèi)容(3B1)先對步驟⑵得到的變換后的信道矩陣艮=SJUS行等價(jià)變換
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的方法，其特征在于所述步驟⑷中，當(dāng)步驟(3)采用線 性檢測就包括下列操作內(nèi)容(4A1)根據(jù)合并的系統(tǒng)模型和合并的信道矩陣的格基規(guī)約結(jié)果，將合并的系統(tǒng)模型等 效為先，式中Jm為合并的接收信號矢量，民 為合并的 信道矩陣兵 進(jìn)行格基規(guī)約得到的規(guī)約基，t1為變換矩陣t的逆矩陣，χ為發(fā)送信號矢量， 、=I1m1X為變換域信號矢量，fim為合并的白高斯噪聲矢量；(4A2)按照迫零ZF或最小均方誤差匪SE檢測原理，以合并的信道矩陣:規(guī)約基作為等效信道矩陣對合并的系統(tǒng)模型5^ =KredK +、進(jìn)行檢測，得到、的估計(jì)值、； (4Α3)對、的估計(jì)值、進(jìn)行線性變換，得到χ的估計(jì)值i -X = TmZm。 7.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的方法，其特征在于所述步驟⑷中，當(dāng)步驟(3)采用非 線性檢測就包括下列操作內(nèi)容(4B1)根據(jù)合并的系統(tǒng)模型和合并信道的格基規(guī)約結(jié)果，將合并的系統(tǒng)模型等效為 Sm=Suyt1Hfim=IreA^fim,式中，為合并的接收信號矢量，為合并的信道矩 陣札進(jìn)行格基規(guī)約得到的規(guī)約基， ；1為變換矩陣t的逆矩陣，χ為發(fā)送信號矢量，、= 為變換域信號矢量；fim為合并的白高斯噪聲矢量；(4B2)對合并的系統(tǒng)模型與對fim進(jìn)行QR分解得到酉矩陣^^后，將^rai左乘合并的接收矢量-得到檢測矢量
全文摘要
一種用于MIMO系統(tǒng)的基于格基規(guī)約的重傳合并方法，是在每次重傳后，合并所有的接收信號矢量而得到合并的系統(tǒng)模型；再將合并的信道矩陣右乘對前次重傳對應(yīng)的合并的信道矩陣進(jìn)行格基規(guī)約得到的變換矩陣，得到變換后的信道矩陣；接著，選用線性檢測直接對該變換后的信道矩陣進(jìn)行格基規(guī)約，或選用非線性檢測對該變換后的信道矩陣的等價(jià)變換形式進(jìn)行格基規(guī)約，獲得合并的信道矩陣的格基規(guī)約結(jié)果；最后根據(jù)所選檢測方法對合并的系統(tǒng)模型進(jìn)行相應(yīng)檢測。本發(fā)明充分利用每次重傳的所有接收信息，避免每次傳輸單獨(dú)檢測后再進(jìn)行軟符號或軟比特合并造成的信息損失，能夠獲得較優(yōu)的檢測性能；且利用每次重傳時(shí)信道矩陣間的相關(guān)性，有效降低算法復(fù)雜度。
文檔編號H04L1/18GK102142947SQ201110070498
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者周小平, 王文博, 趙慧, 鄭斌 申請人:北京郵電大學(xué)