專利名稱：用于列表球解碼及ml mimo接收機(jī)的cqi和秩預(yù)測的制作方法
用于列表球解碼及ML MIMO接收機(jī)的CQI和秩預(yù)測
35U.S.C. S119下的優(yōu)先權(quán)要求
本申請要求2005年6月1日提交的題為"CQI AND RANK PREDICTION IN LIST SPHERE DECODING (列表球解碼中的CQI和秩預(yù)測)"的美國臨時申請 S/N. 60/686,646以及2005年6月16日提交的題為"A METHOD OF LIST SPHERE DECODING FOR MIMO RECEIVERS (用于MIMO接收機(jī)的列表球解碼方法)" 的美國臨時申請S/N. 60/691,722的優(yōu)先權(quán)，這兩個申請皆已被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓 人，并被明確援引包含于此。
背景
I.領(lǐng)域
以下說明一般涉及無線通信，尤其涉及在無線通信環(huán)境中采用的非線性接收 機(jī)中執(zhí)行秩計算。
n.背景
無線通信系統(tǒng)已成為全世界大多數(shù)人藉以通信的盛行手段。無線通信設(shè)備已
變得更小且更強(qiáng)大以期滿足消費者的需要以及增強(qiáng)便攜性和便利性。諸如蜂窩電話
等的移動設(shè)備中處理能力的增強(qiáng)導(dǎo)致對無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)要求的增加。此類系統(tǒng)通 常不像在其上進(jìn)行通信的蜂窩設(shè)備那樣易于被更新。隨著移動設(shè)備能力的擴(kuò)張，要
以便于充分利用新的和改進(jìn)的無線設(shè)備能力的方式來維護(hù)較老的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可 能是困難的。
尤其是，基于頻分的技術(shù)通常通過將頻譜拆分成一致的帶寬塊來將其分成不
同的信道，例如，為無線通信分配的頻帶可被拆分成30個信道，其中每一個可承 載語音會談，或者在數(shù)字業(yè)務(wù)的情況下可承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。每一信道在一個時刻可被 指派給僅一個用戶。 一種已知的變形是有效地將系統(tǒng)總帶寬分割成多個正交子帶的 正交頻分技術(shù)。這些子帶也被稱作音調(diào)、載波、副載波、槽、和/或頻率信道等。 每一子帶與可用數(shù)據(jù)調(diào)制的一個副載波相關(guān)聯(lián)。在采用基于時分的技術(shù)的情況下，
頻帶被按時間拆分成順序的時間片或時隙。信道的每一用戶被以循環(huán)方式提供一時 間片以發(fā)送和接收信息。例如，在任何給定時刻f，用戶被提供很短一陣的對信道 的接入。然后，接入切換到另一用戶，該用戶被提供很短的一陣時間以發(fā)送和接收 信息。"輪流"的循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行，最終每一用戶被提供了多個發(fā)送和接收陣發(fā)。
基于碼分的技術(shù)通常在一范圍里的任何時間上可用的多個頻率上傳送數(shù)據(jù)。 一般而言，數(shù)據(jù)被數(shù)字化并擴(kuò)展到可用帶寬上，其中多個用戶可被重疊在信道上， 并且各個用戶可被指派一唯一性的序列碼。用戶可在同一寬帶頻譜塊中進(jìn)行傳送， 其中每一用戶的信號用其各自唯一性的擴(kuò)展碼擴(kuò)展到整個帶寬上。此技術(shù)可提供共 用，其中一個或多個用戶可并發(fā)地發(fā)送和接收。這樣的共用可通過擴(kuò)頻數(shù)字調(diào)制來 實現(xiàn)，其中用戶的比特流被編碼并以偽隨機(jī)方式跨一非常寬的信道擴(kuò)展。接收機(jī)被 設(shè)計成識別出相關(guān)聯(lián)的唯一性序列碼，并逆轉(zhuǎn)此隨機(jī)化來以相干方式收集對應(yīng)于一 特定用戶的比特。
典型的無線通信網(wǎng)絡(luò)(例如，采用頻分、時分、及碼分技術(shù))包括提供覆蓋 區(qū)域的一個或多個基站、以及可在該覆蓋區(qū)域內(nèi)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的一個或多個移動 (例如，無線)終端。典型的基站可同時發(fā)送對應(yīng)于廣播、多播、和/或單播服務(wù) 的多個數(shù)據(jù)流，其中數(shù)據(jù)流是移動終端有興趣獨立接收的數(shù)據(jù)的流。在該基站的覆 蓋范圍內(nèi)的移動終端可能有興趣接收由復(fù)合流承載的一個、 一個以上、或所有數(shù)據(jù) 流。類似地，移動終端可向基站或另一移動終端發(fā)送數(shù)據(jù)。基站與移動終端之間或 是移動終端之間的這種通信可能會因為信道變動和/或干擾功率變動而劣化。
常規(guī)的無線系統(tǒng)因計算復(fù)雜度、處理開銷等而無法在非線性接收機(jī)中提供支 持自適應(yīng)通信技術(shù)。因此，本領(lǐng)域中存在對在此類無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中提高吞吐量的系 統(tǒng)和/或方法集的需要。
概要
以下給出一個或多個實施例的簡化概要以提供對此類實施例的基本理解。此 概要不是所有構(gòu)想到的實施例的詳盡綜覽，并且既非在指認(rèn)出所有實施例的關(guān)鍵性 或決定性要素，也非旨在界定任意或全部實施例的范圍。其純粹目的是以簡化形式 提供一個或多個實施例的一些概念以為稍后給出的更具體的說明之序。
根據(jù)一個或多個實施例及其相應(yīng)的公開內(nèi)容，結(jié)合在MIMO無線通信環(huán)境中 為諸如ML-MMSE接收機(jī)等的非線性接收機(jī)執(zhí)行秩選擇和CQI計算來描述各個方 面。根據(jù)一個方面， 一種在無線通信環(huán)境中在用戶設(shè)備中的非線性接收機(jī)中計算秩 的方法可包括在非線性接收機(jī)處接收一傳輸信號，為該傳輸信號的一個或多個層 確定秩，以及選擇具有使信道效率最大化的秩的層來迸行傳輸。該方法可進(jìn)一步包 括在非線性接收機(jī)中采用列表-球解碼算法來將所接收到的信號傳輸解碼。另外， 可采用基于容量的秩選擇協(xié)議來確定所接收的傳輸?shù)闹龋⑶铱蔀檫@一個或多個層 中的每一個生成至少一個子矩陣?？稍u估這至少一個子矩陣中的每一個的傳輸容 量，并可針對每一層求平均。該方法可再進(jìn)一步包括為-一層標(biāo)識具有最高平均容量 的秩，計算CQI，并使用反向鏈路控制信道將該CQI和秩信息反饋回去。該非線 性接收機(jī)可以是最大生命(ML)最小均方誤差(MMSE)非線性接收機(jī)，并且該 無線通信環(huán)境可以是多輸入多輸出(MIMO)單碼字(SCW)無線通信環(huán)境。
另一個方面涉及一種便于在無線通信環(huán)境中在用戶設(shè)備中的非線性接收機(jī)中 計算秩的無線通信裝置，其可包括非線性接收機(jī)，用于接收具有多個層的信號； 存儲器，用于存儲與秩計算算法有關(guān)的信息；以及耦合到該存儲器的處理器，用于 采用秩計算算法來為接收的信號中的至少一個傳輸層確定最優(yōu)秩。該非線性接收機(jī) 可利用列表-球解碼協(xié)議來將接收到的信號解碼。該裝置可進(jìn)一步包括容量映射 組件，用于對至少一個接收到的層的至少一個子矩陣評估傳輸容量；以及秩評估組 件，用于標(biāo)識與具有最高平均傳輸容量的接收層相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)秩。另外，該處理器 可生成供在反向鏈路控制信道上傳輸?shù)腃QI報告，并可向其追加一 2比特最優(yōu)秩 標(biāo)識符。
又一個方面涉及一種無線通信設(shè)備，包括用于對在用戶設(shè)備處接收到的多 層信號執(zhí)行非線性解碼協(xié)議的裝置；用于確定與所接收的信號的各層中的至少一層 相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)秩的裝置.，以及用于在反向鏈路控制信道上發(fā)送涉及最優(yōu)秩的信息與 CQI信息的裝置。該設(shè)備可另外包括用于執(zhí)行列表-球解碼協(xié)議以將接收到的信 號解碼的裝置；用于為所接收的信號的每一層生成多個子矩陣并對這些子矩陣進(jìn)行 容量映射的裝置；以及用于為每一子矩陣確定有效信噪比(SNR)的裝置。此外， 該設(shè)備可包括用于至少部分地基于具有最優(yōu)秩的層的有效SNR來生成涉及接收 的信號的CQI信息的裝置。該用于發(fā)送的裝置可在反向鏈路控制信道上大約每5ms
一次地發(fā)送CQI和秩信息。
又-個方面涉及其上存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，這些計算 機(jī)可執(zhí)行指令用于在用戶設(shè)備中采用非線性解碼協(xié)議來將接收到的多層信號解碼， 標(biāo)識與所接收的信號的各層中的至少一層相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)秩，至少部分地基于所標(biāo)識 的秩來為所接收的信號生成CQI信息，以及在反向鏈路控制信道上發(fā)送CQI和秩
信息。該計算機(jī)可讀介質(zhì)可另行包括用于執(zhí)行列表-球解碼協(xié)議以將接收到的信號 解碼的指令，用于為所接收的信號的每一層生成多個子矩陣并對這些子矩陣進(jìn)行容
量映射的指令，以及用于為每一子矩陣確定有效信噪比(SNR)的指令。此外，該 計算機(jī)可讀介質(zhì)可包括用于至少部分地基于具有最優(yōu)秩的層的有效SNR來生成該 CQI信息的指令。
又一個方面提供一種執(zhí)行指令的處理器，這些指令用于在用戶設(shè)備中采用非 線性解碼協(xié)議來將接收到的多層信號解碼，標(biāo)識與所接收的信號的各層中的至少一 層相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)秩，至少部分地基于所標(biāo)識的秩為所接收的信號生成CQI信息， 以及在反向鏈路控制信道上發(fā)送CQI和秩信息。這些指令可進(jìn)一步包括執(zhí)行列表-球解碼協(xié)議來將接收到的信號解碼，為所接收的信號的每一層生成多個子矩陣并對 這些子矩陣進(jìn)行容量映射，以及為每一子矩陣確定有效信噪比(SNR)。該處理器 可另行執(zhí)行用于至少部分地基于具有最優(yōu)秩的層的有效SNR來生成該CQI信息的 指令，以及用于在反向鏈路控制信道上大約每5 ms —次地發(fā)送CQI和秩信息的裝 置。
為實現(xiàn)前述及相關(guān)目的，這一個或多個實施例包括了在以下充分描述并在權(quán) 利要求書中特別指出的特征。以下說明和附圖詳細(xì)闡明了這一個或多個實施例的某 些示例性方面。但是這些方面僅僅指示了可采用各個實施例的原理的各種方式中的 某一些，并且所描述的實施例旨在涵蓋所有這些方面及其等效方面。
附圖簡要說明
圖1示出根據(jù)本文中給出的各個實施例的一種無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。 圖2是根據(jù)一個或多個實施例的一種多址無線通信系統(tǒng)的圖解。 圖3是根據(jù)一個或多個方面的便于隨無線設(shè)備中的SWC發(fā)射機(jī)執(zhí)行秩預(yù)測的 系統(tǒng)的圖解。
圖4 - 6示出根據(jù)本文中所描述的一個或多個方面的列表-球解碼協(xié)議及其優(yōu) 化的柵格表示。
圖7示出根據(jù)一個或多個方面的用于在接入終端中的非線性接收機(jī)中執(zhí)行基
于容量的秩選擇的方法集。
圖8是根據(jù)本文中所闡述的各個方面的用于在接入終端中的非線性接收機(jī)中 結(jié)合單碼字通信設(shè)計執(zhí)行最大秩選擇的方法集。
圖9是根據(jù)本文中所闡述的一個或多個方面的用于在接入終端的基于最小均
方誤差(MMSE)的非線性接收機(jī)中確定秩的方法集。
圖io是根據(jù)本文中所闡述的一個或多個方面的便于在無線通信環(huán)境中采用的
非線性接收機(jī)中計算接收的傳輸層的秩的用戶設(shè)備的圖解。
圖11是根據(jù)各個方面的便于在無線通信環(huán)境中為采用非線性接收機(jī)的用戶設(shè)
備更新秩的系統(tǒng)的圖解。
圖12是可結(jié)合本文中描述的各個系統(tǒng)和方法采用的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的圖解。 圖13是根據(jù)一個或多個方面的一種便于在接入終端的非線性接收機(jī)中執(zhí)行秩
預(yù)測的裝置的圖解。
具體說明
現(xiàn)在參考附圖對各個實施例進(jìn)行說明，其中貫穿各附圖始終使用相同的附圖 標(biāo)記來標(biāo)示相似的要素。在以下說明中，為便于解釋，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以期提 供對一個或多個實施例的透徹理解。但是顯然，不用這些具體細(xì)節(jié)也可實施此類實 施例。在其他實例中，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以框圖形式示出以便于描述一個或多個實 施例。
如在本申請中使用的，術(shù)語"組件"、"系統(tǒng)"等意指計算機(jī)相關(guān)實體，無 論是硬件、軟件、執(zhí)行中的軟件、固件、中間件、微碼、和/或其任意組合。例如， 組件可以是但不限于，在處理器上運(yùn)行的進(jìn)程、處理器、對象、可執(zhí)行碼、執(zhí)行的 線程、程序、和/或計算機(jī)。 一個或多個組件可駐留在進(jìn)程和/或執(zhí)行的線程內(nèi)，并 且組件可以本地化在一臺計算機(jī)上和/或分布在兩臺或多臺計算機(jī)之間。這些組件 也可從其上存儲有各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各種計算機(jī)可讀介質(zhì)執(zhí)行。這些組件可借助于本 地和/或遠(yuǎn)程過程，諸如根據(jù)具有一個或多個數(shù)據(jù)分組的信號來通信(例如，來自 與本地系統(tǒng)中、分布式系統(tǒng)中的另一組件、和/或跨諸如因特網(wǎng)等的網(wǎng)絡(luò)交互的一 個組件的數(shù)據(jù)借助于該信號與其他系統(tǒng)通信)。另外，本文中所描述的系統(tǒng)的組件 可被重排和/或由外加組件補(bǔ)充以便于實現(xiàn)關(guān)于其所描述的各個方面、目的、優(yōu)勢 等，并且如本領(lǐng)域技術(shù)人員將可認(rèn)識到的不限于在給定圖中闡明的精確形式。
此外，在此是結(jié)合了訂戶站來描述各個實施例。訂戶站也可被稱為系統(tǒng)、訂 戶單元、移動站、移動機(jī)、遠(yuǎn)程站、接入點、遠(yuǎn)程終端、接入終端、用戶終端、用 戶代理、用戶設(shè)備、或用戶設(shè)施。訂戶站可以是蜂窩電話、無繩電話、會話發(fā)起協(xié) 議(SIP)電話、無線本地環(huán)路(WLL)站、個人數(shù)字助理(PDA)、具有無線連 接能力的手持式設(shè)備、或連接到無線調(diào)制解調(diào)器的其他處理設(shè)備。
此外，本文中所描述的各個方面或特征可使用標(biāo)準(zhǔn)編程和/或工程技術(shù)實現(xiàn)為 方法、裝置、或制品。如本文中所使用的術(shù)語"制品"旨在涵蓋可從任何計算機(jī)可 讀設(shè)備、載體、或介質(zhì)訪問的計算機(jī)程序。例如，計算機(jī)可讀介質(zhì)可包括但不限于 磁存儲設(shè)備(例如，硬盤、軟盤、磁帶……)、光盤(例如，緊湊盤(CD)、數(shù)
字多功能盤(DVD)……)、智能卡、以及閃存設(shè)備(例如，卡、棒、鑰匙驅(qū)動 器……)。另外，本文中所描述的各種存儲介質(zhì)可代表用于存儲信息的一個或多個 設(shè)備和/或其他機(jī)器可讀介質(zhì)。術(shù)語"機(jī)器可讀介質(zhì)"可包括但不限于無線信道和 能夠存儲、包含、和/或承載指令和/或數(shù)據(jù)的各種其他介質(zhì)。
現(xiàn)在參見圖1，圖中示出根據(jù)本文中所給出的各個實施例的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 100。網(wǎng)絡(luò)100可包括在一個或多個扇區(qū)中的一個或多個基站102，它們向彼此和/ 或向一個或多個移動設(shè)備104進(jìn)行無線通信信號的發(fā)送、中繼等。如本領(lǐng)域技術(shù)人 員將可認(rèn)識到的，每一基站102可包括發(fā)射機(jī)鏈和接收機(jī)鏈，其各自進(jìn)而包括與信 號發(fā)送和接收相關(guān)聯(lián)的多個組件(例如，處理器、調(diào)制器、多路復(fù)用器、解調(diào)器、 多路分解器、天線等等)。移動設(shè)備104可以是例如蜂窩電話、智能電話、膝上型 計算機(jī)、手持式通信設(shè)備、手持式計算設(shè)備、衛(wèi)星無線電、全球定位系統(tǒng)、PDA、 和/或用于在無線網(wǎng)絡(luò)100上進(jìn)行通信的任何其他合適的設(shè)備。
根據(jù)本文中描述的各個方面，當(dāng)采用MIMO-MMSE接收機(jī)(例如，在基站102 和/或用戶設(shè)備104中)時，可相對容易地執(zhí)行秩預(yù)測和CQI計算。但是，當(dāng)利用 列表-球解碼器技術(shù)時，秩預(yù)測和CQI計算可能會因為接收機(jī)的非線性性而更具挑 戰(zhàn)性。常規(guī)的系統(tǒng)和/或方法不能支持在MIMO系統(tǒng)中集成列表-球解碼器設(shè)計，因 此不能利用列表-球解碼器設(shè)計的性能益處。本文中所給出的各個方面描述了可便 于在MIMO系統(tǒng)中實現(xiàn)列表-球解碼器以改善系統(tǒng)性能的系統(tǒng)和/或方法。例如，可 如將在以下更加詳細(xì)地描述的那樣至少部分地基于球解碼器有容量缺口這一假設(shè) 來利用MIMO信道容量作為CQI和秩預(yù)測的度量。
現(xiàn)在參見圖2，圖中示出了根據(jù)一個或多個實施例的多址無線通信系統(tǒng)200。 系統(tǒng)200是為說明目的而給出，并可結(jié)合以下所闡述的各個方面來利用。3扇區(qū)基 站202包括多個天線群 一個包括天線204和206，另一個包括天線208和210， 第三個包括天線212和214。根據(jù)該圖，每一天線群僅示出兩個天線，但是每一天 線群可使用更多或更少的天線。移動設(shè)備216與天線212和214通信，其中天線 212和214在前向鏈路220上向移動設(shè)備216發(fā)送信息，并在反向鏈路218上從移 動設(shè)備216接收信息。移動設(shè)備222與天線204和206通信，其中天線204和206在前向鏈路226上向移動設(shè)備222發(fā)送信息，并在反向鏈路224上從移動設(shè)備222 接收信息。
每一天線群和/或它們被指定在其中通信的區(qū)域常被稱作基站202的扇區(qū)。在 一個實施例中，天線群各自被設(shè)計成向在被基站202覆蓋的區(qū)域的扇區(qū)中的移動設(shè) 備通信。在前向鏈路202和226上進(jìn)行的通信中，基站202的發(fā)射天線可利用波束 成形技術(shù)來改善對應(yīng)于不同移動設(shè)備216和222的前向鏈路的信噪比。另外，與基 站通過單個天線向在其覆蓋區(qū)域中的所有移動設(shè)備進(jìn)行發(fā)射相比，基站利用波束成 形來向隨機(jī)分散在其覆蓋區(qū)域中各處的移動站進(jìn)行發(fā)射會給在鄰近蜂窩小區(qū)/扇區(qū) 中的移動設(shè)備造成較少的干擾?；究梢允怯糜谂c終端通信的固定站，并且也可被 稱為接入點、B節(jié)點、或其他某個術(shù)語。移動設(shè)備也可被稱為移動站、用戶設(shè)施 (UE)、無線通信設(shè)備、終端、接入終端、用戶設(shè)備、或其他某個術(shù)語。
根據(jù)一個或多個方面，用戶設(shè)備216和222以及基站202可結(jié)合MIMO-MMSE 接收機(jī)使用具有秩預(yù)測的單碼字(SCW)設(shè)計。使用具有SCW設(shè)計的此類接收機(jī) 可便于縮短SCW設(shè)計與多碼字(MCS)達(dá)到容量的設(shè)計之間的性能差距。例如， 針對SCW設(shè)計的列表球解碼技術(shù)對于低于15dB的信噪比(SNR)可實現(xiàn)最高達(dá) 1.5 dB的增益，而對于大于20 dB的SNR可提供最高達(dá)3.5 dB的增益。
MIMO接收機(jī)設(shè)計可具有兩種工作模式單碼字(SCW)和多碼字(MCS)。 MCW模式可以是達(dá)到容量的，因為發(fā)射機(jī)可獨立地并可能以不同速率來編碼在每 一空間層上發(fā)送的數(shù)據(jù)。接收機(jī)采用如下工作的連續(xù)干擾消去(SIC)算法解碼 第1層；在重新編碼之后將其貢獻(xiàn)從接收的信號中減去；將已編碼的第1層與"估 計的信道"相乘；解碼第2層，依此類推。這種"剝洋蔥式"的方法意味著每一接 連解碼的層會經(jīng)歷增長的SNR，因此能支持較高的傳輸速率。在沒有錯誤傳播的 情況下，具有SIC特征的MCW設(shè)計可達(dá)到容量。但是，這樣一種設(shè)計要求每一 空間層的速率的小心管理，因為CQI反饋增加了 (每一層一個CQI) ， ACK/NACK 消息接發(fā)增加了 (每一層一個)，混合自動請求(HARQ)協(xié)議因每一層可在不同 傳輸上終止而變得錯綜復(fù)雜，SIC對多普勒效應(yīng)和CQI擦除具有性能敏感度、因每 一連續(xù)層在先前各層被解碼之前不能被解碼而導(dǎo)致解碼等待時間要求提高、由于要 為多個傳輸?shù)却鎯λ行诺篮徒邮盏男盘栆员阌趫?zhí)行干擾消去等而導(dǎo)致具有 HARQ的AT處的存儲器要求提高。
相應(yīng)地，其中發(fā)射機(jī)以基本相似的和/或相等的數(shù)據(jù)率編碼在每一空間層上發(fā) 送的數(shù)據(jù)的SCW模式設(shè)計會是MCW設(shè)計的理想替換方案。根據(jù)信道情景和SNR
在逐分組的基礎(chǔ)上調(diào)適多個空間層(例如，秩)以執(zhí)行秩預(yù)測。接收機(jī)可對多個接
收的音調(diào)中的每一個采用低復(fù)雜度的線性接收機(jī)。SCW設(shè)計由此可減輕MCW設(shè) 計的上述實現(xiàn)復(fù)雜性。例如，由于WAN環(huán)境中卯％的用戶通常具有<15 dB的SNR， 因此SCW設(shè)計會是MCW設(shè)計的理想替換方案。
圖3是根據(jù)一個或多個方面的便于對無線設(shè)備中的SCW發(fā)射機(jī)執(zhí)行秩預(yù)測的 系統(tǒng)300的圖解。系統(tǒng)300包括turbo編碼器302、 QAM映射組件304、以及速率 預(yù)測組件306，它們操縱接收到的輸入，并將已編碼的、經(jīng)映射的信號提供給多路 分解器308 。已編碼的碼元然后由多路分解器308多路分解以生成滿足 lSA^min(^,MJ的M個流或?qū)樱渲蠱是作為5比特CQI反饋信息補(bǔ)充的、
大約每5 ms由接收機(jī)318經(jīng)由反饋在反向鏈路CQI控制信道中指定的2比特秩信 息片段。M個流然后由空間映射組件310映射到Mr個天線，此后傳輸處理的其余 部分與SISO設(shè)計相類似。多個相應(yīng)的OFDM調(diào)制器312、 314和316然后可調(diào)制 這個Afr流以供A^個天線發(fā)射。
空間映射組件310 (例如，前置編碼器)可為每一OFDM音調(diào)&生成將M個 碼元映射到M,個天線上的A/, x A/矩陣尸(々)?？臻g映射組件310在將碼元映射到天 線時可采用多個選項。根據(jù)一個示例，可考慮A^xM,MIMO信道/Z(左)。前置編碼
器矩陣可被選擇成使等效信道矩陣//(/o尸(&)與//(Q相比具有改善的頻率選擇性。解
碼器可利用改善的頻率選擇性來獲得頻率分集增益。
圖3進(jìn)一步示出多個接收天線1到A^，其中每一個被連接到各自的OFDM解 調(diào)器320、 322和324，它們進(jìn)而被耦合到列表-球解碼器(LSD) 326。 LSD 326可 在逐音調(diào)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)，其中對于每一音調(diào)，^^個接收到的信號被處理以為A/個 碼元生成對數(shù)似然比(LLR)，其中A/即為秩。例如，LSD 326可向CQI和秩計 算組件328提供信息以便于大約每5 ms生成一 5比特CQI報告和一 2比特秩指示 符。LSD 326可向多路復(fù)用器330另外提供1到M個數(shù)據(jù)流，由多路復(fù)用器330 多路復(fù)用這些數(shù)據(jù)流并向LLR組件332提供單個信號。LLR組件332然后將具有 LLR信息的信號提供給turbo解碼器334，由turbo解碼器334將數(shù)據(jù)信號解碼。
SCW設(shè)計通常使用的MMSE接收機(jī)是線性接收機(jī)，它將MIMO信道解耦成 多個SISO信道，在此SISO信道的數(shù)目等于MIMO傳輸?shù)闹?。與之相比，LSD 326 可利用球解碼技術(shù)，它是對最大生命(ML) MIMO解碼器(非線性)的低復(fù)雜度 逼進(jìn)，因此與線性MMSE接收機(jī)相比可實現(xiàn)優(yōu)越的性能。對于正交信道，MMSE 接收機(jī)和所描述的LSD 326的性能將彼此基本相似和/或相等。例如，如果Mi 是
接收天線的數(shù)目而M是給定MIMO傳輸?shù)闹?，則對應(yīng)于給定音調(diào)的系統(tǒng)等式可被
定義為
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中//是每音調(diào)的MIMO信道(A/,, xikT) ， ；c是每音調(diào)的接收信號矢量(Mff xl )， s是每音調(diào)的發(fā)送碼元矢量(Mxl = [^ &…，并且其中"是每音調(diào)的噪 聲矢量(A^xl )。
MLMIMO解給定如下
<formula>formula see original document page 14</formula>
如果直接實現(xiàn)，則復(fù)雜度與MIMO層的數(shù)目(M)以及碼元星座的階呈指數(shù)關(guān)系。 但是，LSD 326可逼進(jìn)ML解的性能，由此降低了計算復(fù)雜度。根據(jù)一個示例， QR分解可被定義為/Z-^凡其中2是W;^M矩陣，并且^是上三角MxM矩陣。 迫零解可被定義為"(iT//)—'/Tx
由此
<formula>formula see original document page 14</formula>(1)
由此，根據(jù)式(l)， LSD 326僅僅通過查看半徑為'V"的球內(nèi)的各點就能夠避免窮 舉性的ML搜索。
LSD組件326可執(zhí)行如下算法?？蓪⒁恢?設(shè)為使得i =M。式(l)的左手邊變 成<formula>formula see original document page 14</formula>，其中<formula>formula see original document page 14</formula>，Am是第M層使用的星座?？伤阉鞲骱蜻x星座點， 并可選擇使得<formula>formula see original document page 14</formula>,的候選星座點sM。值/隨后可被重設(shè)以使i= M- 1。
式(l)的左手邊現(xiàn)在變?yōu)?br>
<formula>formula see original document page 14</formula>2，其中sM-1EAm-1,Am-1是第(Af-l)層使用的星座。對于SCW設(shè)計，所有層使用的星座可以是相同的(例 如，八m-A， Vw = l,2，...,M)。對于給定點^，可選擇滿足下式的一個星座點^_,: gM-&) &||2^一。如果沒有任何點
、—,可供、選擇，則可將/重設(shè)為等于M，并且可選擇另一^。對于給定的一對 ^， /可以被設(shè)為使得/ =似-2，并且可選擇落在半徑"r"內(nèi)的點^_2。這
些動作可被反復(fù)直至獲得一個解矢量點[4，^中4—2,...幻。
然后可在假定以上獲得的矢量點的情況下重新計算式(l)的左手邊以獲得新的
半徑 油,e。然后，r可被重定義為r《/v血e，并且可在該新的r內(nèi)重復(fù)前述動作直 至獲得ML解。將可認(rèn)識到，每一次迭代球半徑將收縮，由此在獲得ML解之前僅 需評估候選點的一個子集，由此提供了與使用常規(guī)技術(shù)所能獲得的相比更快、更高
效率的解。
LSD 326可以是為turbo解碼器生成軟信息的MIMO-MAP解碼器，并且是基 于球解碼器的原理。如在以上所描述的球解碼器技術(shù)中那樣，球半徑"r"可被選 擇，并且可執(zhí)行相似的動作來選擇候選解矢量[^,^_,,^_2,...^，并計算由 //f給出的相關(guān)聯(lián)的成本。然后可將一函數(shù)[候選，成本]添加到"候選列表"
中。此過程可被反復(fù)直至在"候選列表"中獲得了 A^。w個候選解。通過替換掉候 選列表中具有最高成本的那些候選解矢量，就可將半徑'V"內(nèi)的其余候選解矢量 添加到候選列表中。
例如，令A(yù)4為調(diào)制階，并令A(yù)/為MIMO傳輸?shù)闹?。由此在每一音調(diào)中可傳 送總共MA^個比特。^^ = 1,2，...似似6,的每一比特^的軟外賦信息(例如，LLR)被
近似為
其中^一> = 1^ A…… 丄^包括6「1的所有候選解矢量； 一是噪聲方差; 6W =fe…l, …]是通過排除&而獲得的比特的子矢量；
)d、川...k同A,闊…]是關(guān)于在矢量 j中相應(yīng)存在的所有比特的先驗 LLR信息的矢量，并且其中max*(4) = ln(e。 + ,)。
圖4 - 6示出根據(jù)本文中描述的一個或多個方面的列表-球解碼器及其優(yōu)化的 柵格表示。參考圖4，示出了具有與MIMO傳輸?shù)闹认鄬?yīng)的M級以及與星座點 的數(shù)目相對應(yīng)的Me個狀態(tài)的柵格表示400。根據(jù)一個示例，對于16QAM星座和
秩4傳輸，似=4并且風(fēng)=4。描述復(fù)雜度和性能之間的關(guān)系的優(yōu)化參數(shù)為iVc"。 在此示例中進(jìn)一步地'可定義= 2。可針對所有星座點評估成本函數(shù) wyk-4f，并且可保留代表最小成本的W,d個點。如果^ ^>2&，則可保留 2她個點，如由圖4中的黑點所示。對于所選各點中的每一個，對應(yīng)于第(似—i)層 的A^個候選星座點的成本可被計算為<formula>formula see original document page 16</formula>?？缮蓴?shù)個候選對，如由柵格圖400中的虛線所示。注意，項i ^J -^『是已計算出的， 并且在此時可被重復(fù)利用。此外，D僅被計算A^。w次，并且可被其
余計算重復(fù)利用。這些觀察結(jié)果降低了列表球-解碼算法的總體復(fù)雜度。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，圖中示出了柵格圖500，它描繪了根據(jù)各個方面并結(jié)合圖4的 進(jìn)一步的路徑選擇。在圖4中的數(shù)個虛線路徑當(dāng)中，僅給出最小成本的7V，d條路 徑以及來自層M和M- 1的相關(guān)聯(lián)的星座點被保留，如由柵格圖500中的實線所 示?？蓪λ泻罄m(xù)層重復(fù)這些動作，直至到達(dá)該柵格的最終一級(對應(yīng)于層l)， 每次僅保留來自所有先前層的A^^條路徑和相關(guān)聯(lián)的星座點。AU^條路徑和候選 解矢量可以此方式來選擇，如在圖6的最終柵格圖600中所示。 一旦獲得了候選解 和相應(yīng)的成本，就可利用式(2)來獲得每一比特的LLR。優(yōu)化參數(shù)A^^可能根據(jù)星 座大小而有所不同。此外，W，/可跨各級而有所不同。
參考圖7-9，圖中示出了涉及使用接入終端中的非線性接收機(jī)來計算傳輸秩 的方法。例如，方法可涉及在FDMA環(huán)境、OFDMA環(huán)境、CDMA環(huán)境、WCDMA 環(huán)境、TDMA環(huán)境、SDMA環(huán)境、或任何其他合適的無線環(huán)境中使用具有SCW協(xié) 議的非線性接收機(jī)來計算傳輸秩。盡管為便于解釋，這些方法被圖示并描述為一系 列動作，但是應(yīng)當(dāng)理解并認(rèn)識到，這些方法不受動作的次序所限，因為根據(jù)一個或 多個實施例， 一些動作可按不同次序發(fā)生和/或可與來自本文中所圖示和描述的其 他動作并發(fā)地發(fā)生。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將可理解并認(rèn)識到，方法可被替換表示 為一系列相互關(guān)聯(lián)的狀態(tài)或事件，諸如像在狀態(tài)圖中那樣。此外，不是所有例示的 動作都是實現(xiàn)根據(jù)一個或多個實施例的方法所必要的。
圖7示出根據(jù)一個或多個方面的用于在用戶設(shè)備中的非線性接收機(jī)中執(zhí)行基 于Q-R分解的秩選擇的方法700。方法700是使用4層傳輸來描述的，但是如本領(lǐng) 域技術(shù)人員將可認(rèn)識到的，可結(jié)合本文中所描述的系統(tǒng)和方法使用更多或更少的
層。在702，從估計的4x4MIMO信道中，可推導(dǎo)出4xl、 4x2、 4x3禾tl4x4信道 子矩陣，記為A(1)^//^、 A(2) = //4x2、 A(3) = //4x3、 A(4) = //4x4，并可對其進(jìn)行
評估。矩陣評估可包括在704執(zhí)行相應(yīng)的Q-R矩陣分解以推導(dǎo)出上三角矩陣i (l)、 辨2)、……辨4)如下
<formula>formula see original document page 17</formula>
方法700可由諸如MAP/ML解碼器等的對所有層執(zhí)行聯(lián)合處理并從所有層估計碼 元的QRM/列表-球解碼器執(zhí)行。假定來自所有層的碼元估計都被準(zhǔn)確估計，則在 706可執(zhí)行有效SNR計算，并被表達(dá)為
^S淑[A^。、、,cr2，W-^^ l,2,...,Mposs
其中Mp。. = 1,2，...,4并指示可能的傳輸秩，其中一是噪聲方差，并且其中
是矩陣/ (A^。J的第Ot，^)個元素。從上式計算出的有效SNR可在當(dāng)前幀中的數(shù)個音 調(diào)和碼元上使用例如64-QAM約束的容量映射來求平均以給出平均的有效SNR數(shù) 字，記為^^[M,、.]。在708，使容量最大化的秩可被選為最優(yōu)秩，例如，<formula>formula see original document page 17</formula>
MIMO-SCW涉及的頻譜效率/層可被給為
在710， MIMO-SCW傳輸?shù)腃QI (假定以上的秩)可被量化為所需的位數(shù) Cg/ = 2[^^[M。p,]]。然后，在712可使用反向鏈路控制信道將此CQI和秩反饋回去。
圖8是根據(jù)本文中闡述的各個方面的用于在無線終端的非線性接收機(jī)中結(jié)合 單碼字通信設(shè)計來執(zhí)行最大秩選擇的方法800的圖解。根據(jù)方法800，為MIMO 傳輸選擇最大秩，并且可改變碼率和QAM以實現(xiàn)合需的頻譜效率。在802， SCW 設(shè)計的頻譜效率從MIMO信道計算如下<formula>formula see original document page 17</formula>
其中ikf是MIMO-SCW傳輸秩，五,是跨所有天線的總發(fā)射功率。r表示容量缺口
(例如，turbo解碼器缺口、球解碼器缺口、信道估計損耗、……)，并且—是每 接收天線的噪聲方差。在804，可在一幀中跨全部音調(diào)和多個OFDM碼元對頻譜 效率求平均以生成平均頻譜效率e。在806，可通過計算加性高斯白噪聲有效SNR
<formula>formula see original document page 17</formula>
并將其量化到所需比特得到CQ/ = 2[e# A^]來算出
MIMO-SCW傳輸?shù)腃QI (例如，假定在4層情景中秩為4，如參考圖7所描述)。 將可認(rèn)識到，與例如64-QAM系統(tǒng)相反，對于4-QAM和16-QAM系統(tǒng)可以啟用更 高的碼率。
圖9是根據(jù)本文中闡述的一個或多個方面的用于在具有基于最小均方誤差 (MMSE)的非線性接收機(jī)的接入終端中確定秩的方法900的圖解。在902，可如 上所述地為多個傳輸層中的每一個生成子矩陣。在904，可確定每一矩陣的連續(xù)干 擾消去(SIC)容量。在卯6，可對每--層進(jìn)行容量映射，并可確定其有效SNR。 根據(jù)一個示例，可確定秩2在特定情景中是最優(yōu)的。在這一情形中，對應(yīng)于秩2 的層的矩陣中的對角元素可被評估并求平均。另外，可對與秩1的層相對應(yīng)的矩陣 的元素進(jìn)行評估，并且可將其容量與秩2層的元素的容量的均值相加(例如，因為 這些層是連續(xù)的)。由此，在908可將這些容量相加，從而使得秩2的總?cè)萘康扔?秩2的所有層的平均容量加上秩1層的容量。在910，可對所有秩重復(fù)此方法。在 912，可選擇顯示最高總?cè)萘康闹取Ｈ缓罂扇缟纤龅卮蠹s每5ms—次將選定的秩 隨CQI報告一起返回。
將可認(rèn)識到，根據(jù)本文中所描述的一個或多個方面，可作出關(guān)于非線性接收 機(jī)中的秩評估的推斷，何時采用與其相關(guān)聯(lián)的算法，是否采用非線性接收機(jī)協(xié)議， 等等。如本文中所使用的，術(shù)語"推斷(動詞)"或"推斷(名詞)" 一般是指從 經(jīng)由事件和/或數(shù)據(jù)捕捉到的一組觀察量來推理或推論系統(tǒng)、環(huán)境、和/或用戶的狀 態(tài)的過程。例如，可采用推斷來標(biāo)識出特定的上下文或動作，或可生成狀態(tài)上的概 率分布。推斷可以是蓋然性的——即基于數(shù)據(jù)和事件的考慮來計算感興趣的狀態(tài)上 的概率分布。推斷還可以指用于從一組事件和/或數(shù)據(jù)組合出較高層次的事件的技 術(shù)。此類推斷導(dǎo)致從一組觀察到的事件和/或存儲的事件數(shù)據(jù)構(gòu)建出新的事件，無 論這些事件是否在時間上密切關(guān)聯(lián)，也無論這些事件和數(shù)據(jù)是來自于一個還是數(shù)個 事件和數(shù)據(jù)源。
根據(jù)一個示例，以上給出的一個或多個方法可包括作出關(guān)于是否在包括雙重 解碼能力等的系統(tǒng)中采用如上所述的非線性解碼器的推斷。例如，在既具有線性解 碼器又具有非線性解碼器的用戶設(shè)備中，可作出關(guān)于資源可用性、與采用任一解碼
器相關(guān)聯(lián)的計算開銷、接收的傳輸?shù)男盘枏?qiáng)度、和/或與作出線性解碼器協(xié)議是否 足以實現(xiàn)合需的輸出或者是否優(yōu)選非線性解碼方案的確定有關(guān)的任何其它合適的 信息的推斷。在此類情形中，可作出推斷以便于保留系統(tǒng)資源，改善用戶的通信體 驗等。例如，如果電池壽命是問題所在，則放棄與非線性接收機(jī)結(jié)合的秩相關(guān)協(xié)議
以減少計算開銷并盡可能保持電池壽命可能是合乎需要的。反之，在電池壽命不是 問題所在的情形中，可以推斷要增強(qiáng)通信體驗，使用非線性接收機(jī)是合乎需要的， 即便在可能需要更多處理功率的情況下也是如此。將可認(rèn)識到，以上的示例本質(zhì)上 是說明性的，并且并非旨在限定結(jié)合本文中描述的各個實施例和/或方法可作出的 推斷的數(shù)目或是可作出此類推斷的方式。
圖10是根據(jù)本文中所闡述的一個或多個方面的便于在無線通信環(huán)境中采用的
非線性接收機(jī)中計算接收的傳輸層的秩的用戶設(shè)備1000的圖解。用戶設(shè)備1000 包括接收機(jī)1002，用于從例如接收天線(未示出)接收信號并對所接收的信號執(zhí) 行典型動作(例如，濾波、放大、下變頻等)，并將經(jīng)調(diào)整的信號數(shù)字化以獲得樣 本。接收機(jī)1002可以是非線性接收機(jī)，諸如最大生命(ML) -MMSE接收機(jī)等。 解調(diào)器1004可解調(diào)接收到的導(dǎo)頻碼元并將其提供給處理器1006進(jìn)行信道估計。處 理器1006可以是專用于分析接收機(jī)1002所接收到的信息和/或生成供發(fā)射機(jī)1016 發(fā)射的信息的處理器、控制用戶設(shè)備1000的一個或多個組件的控制器、和/或既分 析接收機(jī)1002接收到的信息，生成供發(fā)射機(jī)1016發(fā)射的信息，又控制用戶設(shè)備 1000的一個或多個組件的處理器。
用戶設(shè)備1000可另外包括存儲器1008，它操作上耦合于處理器1006，并且 用于為用戶設(shè)備IOOO存儲與計算出的秩有關(guān)的信息、秩計算協(xié)議、包括與之有關(guān) 的信息的査找表、以及用于如本文中所描述地在無線通信系統(tǒng)中的非線性接收機(jī)中 支持列表-球解碼以計算秩的任何其它合適的信息。存儲器1008可另行存儲與秩計 算、矩陣生成等相關(guān)聯(lián)的協(xié)議，從而使用戶設(shè)備IOOO可如本文中所描述地在非線
性接收機(jī)中利用存儲的協(xié)議和/或算法來實現(xiàn)秩確定。
將可認(rèn)識到，本文中所描述的數(shù)據(jù)存儲(例如，存儲器)組件或可是易失性 存儲器或可以是非易失性存儲器，或可包括易失性和非易失性存儲器兩者。作為示 例而非限定，非易失性存儲器可包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM (PROM)、 電可編程ROM (EPROM)、電可擦除ROM (EEPROM)、或閃存。易失性存儲 器可包括隨機(jī)存取存儲器，它可起到外部高速緩沖存儲器的作用。作為示例而非限 定，RAM有許多形式可用，諸如同步RAM (SRAM)、動態(tài)RAM (DRAM)、 同步DRAM (SDRAM)、雙倍數(shù)據(jù)率SDRAM (DDR SDRAM)、增強(qiáng)型SDRAM (ESDRAM)、同步鏈路DRAM (SLDRAM)、以及直接存儲器總線RAM (DDRAM)。本發(fā)明系統(tǒng)和方法的存儲器1008旨在包括但不限于這些以及任何 其它合適類型的存儲器。
處理器1006被迸一步耦合到容量映射組件1010，它可便于映射一個或多個接 收層的容量以便于對其進(jìn)行秩確定。用戶設(shè)備可進(jìn)一步包括秩評估器1012，它用 于如本文中結(jié)合前述系統(tǒng)和方法所描述地評價每一接收層的秩。例如，在非線性接 收機(jī)中，秩評估器1012可利用基于容量的秩選擇算法、最大秩選擇算法、或任何 其它合適的秩選擇協(xié)議來評估接收層的秩。用戶設(shè)備IOOO還進(jìn)一步包括碼元調(diào)制 器1014和用于發(fā)射已調(diào)制信號的發(fā)射機(jī)1016。
圖11是根據(jù)各個方面的在無線通信環(huán)境中便于為采用非線性接收機(jī)的用戶設(shè) 備更新秩的系統(tǒng)1100的圖解。系統(tǒng)1100包括基站1102，它具有用于通過多個接 收天線1106接收來自一個或多個用戶設(shè)備1104的信號的接收機(jī)1110、以及用于 通過發(fā)射天線1108向這一個或多個用戶設(shè)備1104進(jìn)行發(fā)射的發(fā)射機(jī)1124。接收 機(jī)1U0可從接收天線1106接收信息，并且操作上與用于將接收的信息解調(diào)的解調(diào) 器1112相關(guān)聯(lián)。已解調(diào)碼元由處理器1114分析，處理器1114與以上參考圖10 描述的處理器相似，并且被耦合到存儲器1116,存儲器1116用于存儲與用戶秩有 關(guān)的信息、與之相關(guān)聯(lián)的查找表、和/或與執(zhí)行本文中所闡述的各種動作和功能有 關(guān)的任何其它合適的信息。處理器1114被進(jìn)一步耦合到秩調(diào)節(jié)器1118，秩調(diào)節(jié)器 1118便于基于隨CQI報告接收的信息來更新與一個或多個相應(yīng)的用戶設(shè)備1104 相關(guān)聯(lián)的秩信息。此類信息可大約每5ms從一個或多個用戶設(shè)備11(H接收，5ms 是CQI報告?zhèn)鬏數(shù)臉?biāo)準(zhǔn)間隔。
調(diào)制器1122可多路復(fù)用信號以供發(fā)射機(jī)1124通過發(fā)射天線1108向用戶設(shè)備 1104發(fā)射。秩調(diào)節(jié)器U18可向信號追加與要向用戶設(shè)備1104傳達(dá)的給定傳輸流 的更新后的最優(yōu)秩有關(guān)的信息，該信息可被傳送給用戶設(shè)備1104以提供已標(biāo)識出 并確認(rèn)了新的最優(yōu)信道的指示。以此方式，基站1102可與如以上參考前圖描述的 提供秩更新信息、并結(jié)合諸如ML-MIMO接收機(jī)等非線性接收機(jī)采用列表-球解碼 協(xié)議的用戶設(shè)備1104交互。
圖12示出示例性無線通信系統(tǒng)1200。為簡明起見，無線通信系統(tǒng)1200描繪 了一個基站和一個終端。但是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，該系統(tǒng)可包括一個以上基站和/或一 個以上終端，其中外加的基站和/或終端可與以下描述的示例性基站和終端基本相 似或相異。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，基站和/或終端可采用本文中所描述的系統(tǒng)(圖l-6以及10-11) 和/或方法(圖7-9)以便于在其間進(jìn)行無線通信。
現(xiàn)在參考圖12，在下行鏈路上，在接入點1205處，發(fā)送(TX)數(shù)據(jù)處理器 1210接收、格式化、編碼、交織、并調(diào)制(或碼元映射)話務(wù)數(shù)據(jù)，并提供調(diào)制碼元("數(shù)據(jù)碼元")。碼元調(diào)制器1215接收并處理數(shù)據(jù)碼元和導(dǎo)頻碼元并提供
碼元流。碼元調(diào)制器1220多路復(fù)用數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻碼元并將它們提供給發(fā)射機(jī)單元 (TMTR) 1220。每一發(fā)送碼元可以是數(shù)據(jù)碼元、導(dǎo)頻碼元、或單一的零值。導(dǎo)頻 碼元可在每一碼元周期被連續(xù)發(fā)送。導(dǎo)頻碼元可被頻分復(fù)用(FDM)、正交頻分 復(fù)用(OFDM)、時分復(fù)用(TDM)、頻分復(fù)用(FDM〉、或碼分復(fù)用(CDM)。
TMTR 1220接收各碼元流并將它們轉(zhuǎn)換成一個或多個模擬信號，并進(jìn)一步調(diào) 整(例如，放大、濾波、以及上變頻)這些模擬信號以生成適合在無線信道上傳輸 的下行鏈路信號。該下行鏈路信號然后通過天線1225向終端發(fā)送。在終端1230 處，天線1235接收到下行鏈路信號，并將接收到的信號提供給接收機(jī)單元(RCVR) 1240。接收機(jī)單元1240調(diào)整(例如，濾波、放大、以及下變頻)接收的信號，并 將經(jīng)調(diào)整的信號數(shù)字化以獲得樣本。碼元解調(diào)器1245解調(diào)接收到的導(dǎo)頻碼元并將 其提供給處理器1250以進(jìn)行信道估計。碼元解調(diào)器1245進(jìn)一步從處理器1250接 收針對下行鏈路的頻率響應(yīng)估計，對接收的數(shù)據(jù)碼元執(zhí)行數(shù)據(jù)解調(diào)以獲得數(shù)據(jù)碼元 估計(它們是對發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元的估計)，并將這些數(shù)據(jù)碼元估計提供給RX數(shù)據(jù) 處理器1255，由其解調(diào)(即，碼元解映射)、解交織、并解碼數(shù)據(jù)碼元估計以恢 復(fù)出發(fā)送的話務(wù)數(shù)據(jù)。由碼元解調(diào)器1245和RX數(shù)據(jù)處理器1255進(jìn)行的處理分別 與在接入點1205處由碼元調(diào)制器1215和TX數(shù)據(jù)處理器1210進(jìn)行的處理互補(bǔ)。
在上行鏈路上，TX數(shù)據(jù)處理器1260處理話務(wù)數(shù)據(jù)并提供數(shù)據(jù)碼元。碼元調(diào) 制器1265接收數(shù)據(jù)碼元并將其與導(dǎo)頻碼元多路復(fù)用，執(zhí)行調(diào)制，并提供碼元流。 發(fā)射機(jī)單元1270隨后接收并處理該碼元流以生成上行鏈路信號，該上行鏈路信號 由天線1235向接入點1205發(fā)送。
在接入點1205處，來自終端1230的上行鏈路信號被天線1225接收到，并由 接收機(jī)單元1275處理以獲得樣本。碼元解調(diào)器1280隨后處理這些樣本并提供接收 的導(dǎo)頻碼元和針對上行鏈路的數(shù)據(jù)碼元估計。RX數(shù)據(jù)處理器1285處理這些數(shù)據(jù) 碼元估計以恢復(fù)出終端1230所發(fā)送的話務(wù)數(shù)據(jù)。處理器1290為在上行鏈路上發(fā)送 的每一活動終端執(zhí)行信道估計。多個終端可在上行鏈路上在其各自被指派的導(dǎo)頻子 帶集合上并發(fā)地發(fā)送導(dǎo)頻，其中這些導(dǎo)頻子帶集合可被交織。
處理器1290和1250分別指導(dǎo)(例如，控制、協(xié)調(diào)、管理等)接入點1205和 終端1230處的操作。相應(yīng)的處理器1290和1250可與用于存儲程序代碼和數(shù)據(jù)的 存儲器單元(未示出)相關(guān)聯(lián)。處理器1290和1250還可執(zhí)行計算來分別為上行鏈 路和下行鏈路推導(dǎo)頻率和沖激響應(yīng)估計。
對于多址系統(tǒng)(例如，F(xiàn)DMA、 OFDMA、 CDMA、 TDMA等)，多個終端可 在上行鏈路上并發(fā)地進(jìn)行發(fā)送。對于這樣一個系統(tǒng)，可在不同終端間共用各導(dǎo)頻子 帶。在用于每一終端的導(dǎo)頻子帶跨越整個工作頻帶(可能除頻帶邊緣以外)的情形 中可使用信道估計技術(shù)。這樣的導(dǎo)頻子帶結(jié)構(gòu)對于為每一終端獲得頻率分集將是合 乎需要的。本文中所描述的技術(shù)可借助各種手段來實現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可用硬件、 軟件、或其組合來實現(xiàn)。對于硬件實現(xiàn)，信道估計使用的處理單元可在一個或多個 專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、數(shù)字信號處理器件(DSPD)、 可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控 制器、微處理器、設(shè)計成執(zhí)行本文中所描述的功能的其它電子單元、或其組合中實 現(xiàn)。在采用軟件的情況下，可通過執(zhí)行本文中所描述的功能的模塊(例如，過程、 函數(shù)等等)來實現(xiàn)。軟件模塊可被存儲在存儲器單元中，并由處理器1290和1250 執(zhí)行。
圖13是根據(jù)一個或多個方面的便于在接入終端的非線性接收機(jī)中執(zhí)行秩預(yù)測 的裝置1300的圖解。裝置1300被表示為一系列相互關(guān)聯(lián)的功能塊或"模塊"，它 們可表示由處理器、軟件、或其組合(例如，固件)實現(xiàn)的功能。例如，裝置1300 可提供用于執(zhí)行諸如以上參考前圖描述的各種動作的模塊。裝置1300包括用于生 成和評估信道子矩陣的邏輯模塊1302，它操作上耦合于用于執(zhí)行QR矩陣分解的 邏輯模塊1304。裝置1300進(jìn)一步包括用于計算有效SNR的邏輯模塊1306、以及 用于選擇最優(yōu)秩的邏輯模塊1308。裝置1300還進(jìn)一步包括用于量化CQI信息(例 如，量化對應(yīng)于選定的最優(yōu)秩的有效SNR以為其生成CQI信息)的模塊1310、以 及用于在反向鏈路控制信道上將CQI和秩信息1312從接入終端反饋回接入點的邏 輯模塊。應(yīng)當(dāng)理解，裝置1300以及其所包含的各個模塊可實施以上描述的方法和/ 或可將任何需要的功能提供給本文中所描述的各個系統(tǒng)。
對于軟件實現(xiàn)，本文中所描述的技術(shù)可用執(zhí)行本文中所描述的功能的模塊(例 如，過程、函數(shù)等)來實現(xiàn)。這些軟件代碼可被存儲在存儲器單元中，并由處理器 執(zhí)行。存儲器單元可在處理器內(nèi)實現(xiàn)或可外置于處理器，在后一種情形中它可經(jīng)由 本領(lǐng)域中已知的任何手段通信地耦合到處理器。
以上所描述的包括一個或多個實施例的示例。當(dāng)然，要為描述上述實施例的 目的而描述組件或方法的每一種可構(gòu)想的組合是不可能的，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員將可認(rèn)識到，各個實施例的許多進(jìn)一步的組合和變換是可能的。相應(yīng)地，所描述 的實施例旨在涵蓋落在所附權(quán)利要求書精神和范圍內(nèi)的所有這些替換、修改、和變
型。此外，就術(shù)語"包括"在本具體說明或權(quán)利要求書中的使用而言，此類術(shù)語旨 在以與術(shù)語"包含"在權(quán)利要求書中被用作過渡詞時所解釋的那樣作可兼之解。
權(quán)利要求
1.一種在無線通信環(huán)境中在用戶設(shè)備中的非線性接收機(jī)中計算秩的方法，包括在非線性接收機(jī)處接收傳輸信號；為所述傳輸信號的一個或多個層確定秩；以及選擇具有使信道效率最大化的最優(yōu)秩的層以進(jìn)行傳輸。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括采用列表-球解碼算法 對所接收的信號傳輸進(jìn)行解碼。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括采用基于QR分解的 秩選擇協(xié)議來確定秩。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括為所述一個或多個層中的每一個生成至少一個子矩陣。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括為所述至少一個子矩 陣中的每一個確定傳輸容量，并為每一層對容量求平均。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括標(biāo)識用于具有最高平 均容量的層的秩。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括計算CQI并使用反向 鏈路控制信道將所述CQI和秩信息反饋回去。
8. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括執(zhí)行最大秩選擇協(xié)議 來確定秩。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，計算所述一個或多個層的頻譜效 率，并在多個接收的音調(diào)上對頻譜效率求平均。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括標(biāo)識具有最高平均 頻譜效率的層的秩。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括計算CQI并在反向 鏈路控制信道上將所述CQI和秩信息反饋回去。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非線性接收機(jī)是最大生命 (ML)最小均方誤差(MMSE)非線性接收機(jī)。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線通信環(huán)境是多輸入多輸出(MIMO)單碼字(SWC)無線通信環(huán)境。
14. 一種便于在無線通信環(huán)境中在用戶設(shè)備中的非線性接收機(jī)中計算秩的裝 置，包括非線性接收機(jī)，用于接收具有多個層的信號； 存儲器，用于存儲與秩計算算法有關(guān)的信息；以及耦合于所述存儲器的處理器，用于采用秩計算算法來為所接收的信號中的至 少一個傳輸層確定最優(yōu)秩。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述非線性接收機(jī)采用列表-球解碼協(xié)議對所接收的信號進(jìn)行解碼。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括容量映射組件，用于為至少一個所接收到的層的至少一個子矩陣評估傳輸容量。
17. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括秩評估組件，用于 標(biāo)識與具有最高平均傳輸容量的所接收到的層相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)秩。
18. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述處理器生成供在反向鏈路 控制信道上傳輸?shù)腃QI報告，并向其追加2比特最優(yōu)秩標(biāo)識符。
19. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述處理器為所接收的信號的 至少一層評估頻譜效率，并在與所接收的信號相關(guān)聯(lián)的多個音調(diào)上對頻譜效率求平 均。
20. 如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述處理器至少部分地基于所 述平均頻譜效率來生成CQI報告。
21. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述處理器向所述CQI報告追 加包含與所接收的各層相關(guān)聯(lián)的最高秩的秩信息以供在反向鏈路控制信道上傳輸。
22. —種無線通信設(shè)備，包括用于在用戶設(shè)備中對接收到的多層信號執(zhí)行非線性解碼協(xié)議的裝置； 用于確定與所接收的信號的各層中的至少一個層相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)秩的裝置；以及用于在反向鏈路控制信道上將與所述最優(yōu)秩有關(guān)的信息隨CQI信息一起發(fā)送 的裝置。
23. 如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括用于執(zhí)行列表-球解碼協(xié)議來對所接收的信號進(jìn)行解碼的裝置。
24. 如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括用于為所接收的信號的每一層生成多個子矩陣并對所述多個子矩陣進(jìn)行容量映射的裝置。
25. 如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括用于為每個子矩陣 確定有效信噪比(SNR)的裝置。
26. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括用于至少部分地基 于具有所述最優(yōu)秩的層的有效SNR來生成與所接收的信號有關(guān)的CQI信息的裝置。
27. 如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于發(fā)送的裝置在所述反 向鏈路控制信道上大約每5 ms發(fā)送一 CQI和秩信息。
28. —種其上存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計算機(jī)可執(zhí) 行指令用于在用戶設(shè)備中采用非線性解碼協(xié)議對接收到的多層信號進(jìn)行解碼； 標(biāo)識與所接收的信號的各層中的至少一個相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)秩； 至少部分地基于所標(biāo)識的秩為所接收的信號生成CQI信息；以及 在反向鏈路控制信道上發(fā)送CQI和秩信息。
29. 如權(quán)利要求28所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于執(zhí) 行列表-球解碼協(xié)議來對所接收的信號進(jìn)行解碼的指令。
30. 如權(quán)利要求28所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于為所接收的信號的每一層生成多個子矩陣并對所述多個子矩陣進(jìn)行容量映射的指令。
31. 如權(quán)利要求30所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于為 每一子矩陣確定有效信噪比(SNR)的指令。
32. 如權(quán)利要求31所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于至 少部分地基于具有所述最優(yōu)秩的層的有效SNR來生成所述CQI信息的指令。
33. 如權(quán)利要求28所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于在 所述反向鏈路控制信道上大約每5 ms發(fā)送CQI和秩信息的指令。
34. 在無線通信系統(tǒng)中的一種執(zhí)行用于提高吞吐量的指令的處理器，所述指 令包括在用戶設(shè)備中采用非線性解碼協(xié)議對接收到的多層信號進(jìn)行解碼； 標(biāo)識與所接收的信號的各層中的至少一個相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)秩； 至少部分地基于所標(biāo)識的秩為所接收的信號生成CQI信息；以及 在反向鏈路控制信道上發(fā)送CQI和秩信息。
35. 如權(quán)利要求34所述的處理器，其特征在于，所述指令進(jìn)一步包括執(zhí)行列表-球解碼協(xié)議來對所接收的信號進(jìn)行解碼。
36. 如權(quán)利要求34所述的處理器，其特征在于，所述指令進(jìn)一步包括為所接 收的信號的每一層生成多個子矩陣并對所述多個子矩陣進(jìn)行容量映射。
37. 如權(quán)利要求36所述的處理器，其特征在于，所述指令進(jìn)一步包括為每一 子矩陣確定有效信噪比(SNR)。
38. 如權(quán)利要求37所述的處理器，其特征在于，所述指令進(jìn)一步包括至少部 分地基于具有所述最優(yōu)秩的層的有效SNR來生成所述CQI信息。
39. 如權(quán)利要求34所述的處理器，其特征在于，所述指令進(jìn)一步包括在所述 反向鏈路控制信道上大約每5 ms發(fā)送CQI和秩信息。
全文摘要
描述了便于在多輸入多輸出(MIMO)無線通信環(huán)境中集成列表-球解碼設(shè)計的系統(tǒng)和方法集。根據(jù)各個方面，可結(jié)合諸如最大生命(ML)MMSE接收機(jī)、具有列表-球解碼器的非線性接收機(jī)等的非線性接收機(jī)來執(zhí)行最優(yōu)秩選擇以及針對最優(yōu)秩的CQI計算。最優(yōu)秩選擇可使用最大值選擇協(xié)議、基于信道容量的協(xié)議、或便于進(jìn)行秩選擇的任何其他合適的協(xié)議來執(zhí)行，而CQI信息可部分地基于關(guān)于選定的最優(yōu)秩而確定的有效SNR來生成。
文檔編號H04B1/02GK101189800SQ200680019697
公開日2008年5月28日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者H·薩姆帕斯, T·卡多斯 申請人:高通股份有限公司