專利名稱：采用增強(qiáng)信號(hào)檢測的多天線空間復(fù)用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多天線通信系統(tǒng)中的信息傳輸領(lǐng)域，特別涉及多天線信 號(hào)的發(fā)送與檢測技術(shù)。
背景技術(shù)：
利用多天線空間復(fù)用BLAST技術(shù)，可以在有限的頻譜資源條件下， 有效提升數(shù)據(jù)傳輸速率。
現(xiàn)有BLAST檢測算法分為線性檢測(包括迫零檢測ZF、最小均方誤 差檢測MMSE等)與非線性檢測(包括迫零加干擾抵消檢測ZF-SIC、最 小均方誤差加干擾抵消檢測MMSE-SIC等)。
線性檢測方法實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單，但性能相對(duì)較差。相比于線性檢測，非 線性檢測方法可有效提升系統(tǒng)性能，但迭代干擾抵消帶來的復(fù)雜度的顯 著提升是將非線性檢測付諸實(shí)際的難點(diǎn)所在。
以下對(duì)線性與非線性BLAST檢測算法做簡要說明。
線性檢測算法
設(shè)接收信號(hào)為
<formula>formula see original document page 4</formula>
其中，H為iVxM信道矩陣，s為M維發(fā)送信號(hào)矢量，r為7V維接收信號(hào) 矢量，n為7V維獨(dú)立高斯白噪聲矢量，M與7V分別為系統(tǒng)發(fā)送與接收天線數(shù)目。
對(duì)于ZF迫零檢測算法，<formula>formula see original document page 4</formula> 對(duì)于MMSE最小均方誤差檢測算法，
<formula>formula see original document page 4</formula>其中，；與SMWS￡分別為不同算法下已檢測信號(hào)的M維矢量。 非線性檢測算法
相比于線性檢測，非線性技術(shù)以運(yùn)算復(fù)雜度的增加為代價(jià)，可有效 提升系統(tǒng)性能。
以下簡要說明BLAST非線性檢測算法中的順序干擾抵消算法。該算 法的基本原理是在檢測當(dāng)前信號(hào)的過程中將來自于已檢測成分的干擾去 掉，從而減小干擾對(duì)較小信噪比數(shù)據(jù)的影響，該原理類似于判決反饋均 衡。
以下說明檢測過程 對(duì)于ZF-SIC檢測器，定義
G,=lT=(HHH) 'H、 對(duì)于MMSE-SIC檢測器，定義
G, =IT =(HffH + crI)—'H"。 進(jìn)行以下過程一，可以得到一個(gè)判決信號(hào)
過程一:A = arg min |(G, )y | w A, = (G,. \ ^ :v、 = w[ r, ^>= g ( )
其中，H…,^為檢測過程中對(duì)發(fā)送天線的排序。
然后，進(jìn)行以下過程二，將已檢測信號(hào)的影響從接收信號(hào)中減去， 并確定新的偽逆陣，確定新的判決順序。
過程二: r+, = r' -(H)、 G,+1 = H匸=> 、+1 = argmin|| (G,+1); l卩W — / +1
這樣形成了一個(gè)循環(huán)過程，循環(huán)進(jìn)行過程一及過程二，直到"M。 至此，所有信號(hào)均判決完畢，循環(huán)過程結(jié)束。
BLAST線性檢測方法實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單，但性能相對(duì)較差。相比于線性 檢測，非線性檢測方法可有效提升系統(tǒng)性能，但迭代干擾抵消帶來的復(fù) 雜度的顯著提升是將非線性檢測付諸實(shí)際的難點(diǎn)所在
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種采用增強(qiáng)信號(hào)檢測的BLAST系統(tǒng)。該系統(tǒng)復(fù)雜度 與采用傳統(tǒng)線性檢測器的BLAST系統(tǒng)接近，但性能優(yōu)于采用順序干擾抵 消非線性檢測器的BLAST系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的， 一種采用增強(qiáng)信號(hào)檢測的多天線空間復(fù)用系統(tǒng)， 包括
編碼調(diào)制模塊，用于對(duì)比特信息進(jìn)行編碼與調(diào)制； 信號(hào)發(fā)送模塊，用于對(duì)己調(diào)信號(hào)進(jìn)行發(fā)送； 接收信號(hào)模塊，進(jìn)行信號(hào)接收；
信號(hào)形式變換模塊，用于對(duì)信道矩陣H與接收信號(hào)向量r進(jìn)行形式變
換；
信號(hào)檢測模塊，用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行檢測；
信號(hào)重構(gòu)模塊用于對(duì)203模塊的檢測結(jié)果進(jìn)行重構(gòu)，得到已檢測信號(hào)
解調(diào)譯碼模塊，用于對(duì)204模塊的輸出進(jìn)行解調(diào)譯碼，輸出比特信息。
相比于ZF及ZF SIC檢測方法，本發(fā)明系統(tǒng)的BER及FER性能提升顯 著?？紤]到本發(fā)明系統(tǒng)的性能提升及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，相比于以上檢測方法， 本發(fā)明的系統(tǒng)更為優(yōu)越。


圖1是本發(fā)明提出系統(tǒng)發(fā)送端系統(tǒng)架構(gòu)； 圖2是本發(fā)明提出系統(tǒng)接收端系統(tǒng)架構(gòu)與信號(hào)流程； 圖3是實(shí)施例1誤幀率(FER)性能； 圖4是誤比特率(BER)性能。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出系統(tǒng)的架構(gòu)與信號(hào)流程如圖1及圖2所示。
以下對(duì)該系統(tǒng)架構(gòu)加以說明編碼調(diào)制模塊:該模塊對(duì)比特信息進(jìn)行編碼與調(diào)制。
信號(hào)發(fā)送模塊:該模塊對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。該模塊遵循以下準(zhǔn)則
待發(fā)送信號(hào)為s，設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)衰落信道H在相鄰時(shí)間塊A與r2內(nèi)保持恒定。
在時(shí)間塊r,內(nèi)，發(fā)送信號(hào)^^Re(s) + 乂Im(s)，在時(shí)間塊r2內(nèi)，發(fā)送信號(hào) sT2 =Im(s) + _/Re(s)。其中Re(s)表示復(fù)信號(hào)實(shí)部，Im(s)表示復(fù)信號(hào)虛部。
接收信號(hào)模塊:該模塊進(jìn)行信號(hào)接收，r,-Hs,+iv 1V2=HS&+IV2。
^號(hào)形式變換模塊:該模塊對(duì)信道矩陣H與接收信號(hào)向量r進(jìn)行形式<formula>formula see original document page 7</formula>
言號(hào)檢測模塊:該模塊對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行檢測Re(5) = 0.5x[H;H;]
其中Re(§)為己檢測信號(hào)實(shí)部，Im 為已檢測信號(hào)
Im(S) = 0.5x[H; H;]虛部。
這<formula>formula see original document page 7</formula>+退化為<formula>formula see original document page 7</formula>，這將極大減
號(hào)重構(gòu)模塊:該模塊對(duì)信號(hào)檢測結(jié)果進(jìn)行重構(gòu)，得到已檢測信號(hào)" 重構(gòu)準(zhǔn)則為S = Re(S) + 7'Im(S)。
解調(diào)譯碼模塊:該模塊對(duì)已檢測信號(hào)進(jìn)行解調(diào)譯碼，輸出比特信息。 由以上過程，在該系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)檢測的過程中，將偽逆檢測矩陣由
傳統(tǒng)檢測算法中的
少檢測過程中的噪聲抬升，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的顯著提升。同時(shí)該系統(tǒng) 的復(fù)雜度相對(duì)于傳統(tǒng)線性檢測算法沒有明顯提升，且復(fù)雜度遠(yuǎn)低于順序 干擾抵消非線性檢測算法。
以下對(duì)本發(fā)明提出系統(tǒng)的信號(hào)流程合理性予以證明-.
在以下證明過程中，[r表示矩陣偽逆，[廣表示矩陣轉(zhuǎn)置共軛。
在系統(tǒng)接收端， 設(shè)r"^Hs"+^， rr2=Hsr2+nr2 (1)
對(duì)式(1)進(jìn)行等價(jià)變換<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 9</formula>
由式(8)及式(11)，可以得到 Re(§) = 0,5x[H: H;]
同理可得
則己檢測信號(hào) <formula>formula see original document page 9</formula>本實(shí)施例采用了4發(fā)4收天線組成的多天線BLAST通信系統(tǒng)。信道為
準(zhǔn)靜態(tài)平坦瑞利衰落信道。在連續(xù)時(shí)間塊j;及7;內(nèi)，設(shè)信道保持恒定。
在該實(shí)施例內(nèi)，分別對(duì)本發(fā)明所提系統(tǒng)、采用ZF檢測及ZF SIC檢測器的BLAST系統(tǒng)性能進(jìn)行了仿真。為保證性能對(duì)比的公平性，在發(fā)送端，本 發(fā)明所提系統(tǒng)采用16QAM調(diào)制，ZF及ZF SIC算法發(fā)送端均采用QPSK調(diào)
制。仿真中，所有算法均采用l/3Turbo編譯碼。
權(quán)利要求
1.一種采用增強(qiáng)信號(hào)檢測的多天線空間復(fù)用系統(tǒng)，包括編碼調(diào)制模塊(101)，用于對(duì)比特信息進(jìn)行編碼與調(diào)制；信號(hào)發(fā)送模塊(102)，用于對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行發(fā)送；接收信號(hào)模塊(201)，進(jìn)行信號(hào)接收；信號(hào)形式變換模塊(202)，用于對(duì)信道矩陣H與接收信號(hào)向量r進(jìn)行形式變換；信號(hào)檢測模塊(203)，用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行檢測；信號(hào)重構(gòu)模塊(204)用于對(duì)203模塊的檢測結(jié)果進(jìn)行重構(gòu)，得到已檢測信號(hào) id="icf0001" file="A2007100958910002C1.tif" wi="2" he="4" top= "109" left = "38" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>；解調(diào)譯碼模塊(205)，用于對(duì)204模塊的輸出進(jìn)行解調(diào)譯碼，輸出比特信息。
2. 按權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)送信號(hào)遵循以下準(zhǔn)則待發(fā)送信號(hào)為s，設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)衰落信道H在相鄰時(shí)間塊r，與r2內(nèi)保持恒定；在時(shí)間塊T,內(nèi)，發(fā)送信號(hào)^ =Re(s) + _/Im(s);在時(shí)間塊7;內(nèi)，發(fā)送信號(hào)^-Im(s) + yRe(s)，其中Re(s)表示復(fù)信號(hào)實(shí) 部，Im(s)表示復(fù)信號(hào)虛部。
3. 按權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于對(duì)信道矩陣H和接收信號(hào)向 量r進(jìn)行變換的規(guī)則為<formula>formula see original document page 2</formula>
4.按權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)檢測模塊對(duì)接收《 號(hào)進(jìn)行檢測的規(guī)則為-<formula>formula see original document page 3</formula>，其中Re(S)為己檢測信，Im(^0.5x[H: H;]號(hào)實(shí)部，Im(5)為已檢測信號(hào)虛部。
5.按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述信號(hào)重構(gòu)模塊對(duì)信號(hào) 檢測結(jié)果進(jìn)行重構(gòu)的規(guī)則為-<formula>formula see original document page 3</formula>
6.按權(quán)利要求l所述的通信系統(tǒng)，其特征在于所述天線為多發(fā)多收 天線。
全文摘要
一種采用增強(qiáng)信號(hào)檢測的多天線空間復(fù)用系統(tǒng)，包括編碼調(diào)制模塊(101)，用于對(duì)比特信息進(jìn)行編碼與調(diào)制；信號(hào)發(fā)送模塊(102)，用于對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行發(fā)送；接收信號(hào)模塊(201)，進(jìn)行信號(hào)接收；信號(hào)形式變換模塊(202)，用于對(duì)信道矩陣H與接收信號(hào)向量r進(jìn)行形式變換；信號(hào)檢測模塊(203)，用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行檢測；信號(hào)重構(gòu)模塊(204)用于對(duì)203模塊的檢測結(jié)果進(jìn)行重構(gòu)，得到已檢測信號(hào)S；解調(diào)譯碼模塊(205)，用于對(duì)204模塊的輸出進(jìn)行解調(diào)譯碼，輸出比特信息。相比于ZF及ZF SIC檢測方法，本發(fā)明系統(tǒng)的BER及FER性能提升顯著?？紤]到本發(fā)明系統(tǒng)的性能提升及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，相比于以上檢測方法，本發(fā)明的系統(tǒng)更為優(yōu)越。
文檔編號(hào)H04L25/02GK101286775SQ20071009589
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者金勇鶴, 鵬 陳 申請(qǐng)人:北京三星通信技術(shù)研究有限公司;三星電子株式會(huì)社