專利名稱：無線通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，并且特別但不排他地涉及多輸入多輸出
(MIMO )通信系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
常規(guī)通信系統(tǒng)可以從數(shù)學上表示為
_y =歷+ v
其中，對于MIMO通信系統(tǒng)，y是代表接收信號的n乘l向量，H是 建模通信信道的傳輸特征的n乘m信道矩陣，x是代表發(fā)送符號的m乘1 向量，v是n乘l噪聲向量，其中，m和n分別表示發(fā)送和接收天線的數(shù)量。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解，同樣的表示可以用于CDMA系統(tǒng)中的多 用戶檢測。
最近的出版物已驗證了稱為格基規(guī)約(lattice - reduction )的技術(shù)可 以怎樣改進MIMO檢測方法的性能。
，J:i口， "Lattice-Reduction-Aided Detectors for MIMO Communication Systems" (2002年11月，IEEE全球通信^H義錄第424-428頁，作者 H. Yao和G. W. Wornell)描述了用于增強多輸入多輸出(MIMO)數(shù)字 通信系統(tǒng)的性能的格基規(guī)約(LR)技術(shù)。
另夕卜， "Low-Complexity Near-Maximum-Likelihood Detection and Precoding for MIMO Systems using Lattice Reduction" ( 2003年3月巴黎， IEEE信息理論討論會會漢錄，第346 - 348頁，作者C. Windpassinger和 R. Fischer )研究了由Yao和Wornell提出的格基規(guī)約輔助檢測方案。該
方案以熟知的LLL算法的使用擴展了這種技術(shù)，其中，所述LLL算法實 現(xiàn)了對具有任意多個維度的MIMO系統(tǒng)的應(yīng)用。
"Lattice-Reduction-Aided Receivers for MIMO-OFDM in Spatial Multiplexing Systems" ( 2004年9月，關(guān)于個人室內(nèi)和移動無線通信的國 際研討會會漢錄，第1517-1521頁，作者I. Berenguer、 J. Adeane、 I， Wassell和X. Wang,下文中稱為"Berengure等人，，)描述了顯著降低具
有多徑傳播的無線通信系統(tǒng)中的接收機的復雜度的正交頻分復用 (OFDM)的使用，并且指出，建議在無線寬帶多天線(MIMO)系統(tǒng)中 使用它。
最后，"MMSE-Based Lattice-Reduction for Near-ML Detection of MIMO Systems" (2004年，關(guān)于智能天線的ITG討論會^i義錄，作者 D. Wubben、 R. Bohnke、 V, Kuhn和K, Kammeyer,下文中稱為"Wubben 等人，，)對MMSE準則采用了上面描述的格基規(guī)約輔助方案。
上面描述的出版物中使用的所述技術(shù)使用這一概念數(shù)學上，信道矩 陣H的列可以被看作描述格子的基。因此可以計算該格基(lattice,所謂 的'規(guī)約基(reduced basis)，)的等價描述，以使得基向量接近正交。 然后，如果接收機使用該規(guī)約基來補償信道，則噪聲增加可以被保持為最 小，并且檢測性能將改進(例如，在Wubben等人的圖5中所示)。該過 程包括如下描述的步驟
yr、 Xr和Hr被定義為分別y、 x和H的實值化表示，從而
Re(//) -Im(//)_ Im(i^ Re(用
其中，Re ()和Im ()表示其變元的實和虛部。
應(yīng)當指出，Berenguer等人描述了復數(shù)場中的等價方法，可是為清楚 起見，這里使用所述方法的實數(shù)表示。
本領(lǐng)域中存在許多格基規(guī)約算法。 一種合適的格基規(guī)約算法是上面提 到的Lenstra-Lenstra-Lovasz (LLL)算法，該算法在Wubben等人的文
Re(力 Im(力
Re(x) Im(x)
仏=
章中并且還在"Factoring Polynomials with Rational Coefficients" (1982 年數(shù)學年報第261巻第515 - 534頁，作者A. Lenstra、 H. Lenstra和L. Lovasz，下文中稱為"Lenstra等人，，)中以及在"An Algorithmic Theory of Numbers, Graphs and Convexity" (1980年費城SIAM，作者L. Lovasz ， 下文中稱為"Lovasz")中被公開。
這些算法的任一個可以用于計算變換矩陣T,從而規(guī)約基i 由下式給
出
《=
矩陣T僅包含整數(shù)項，并且其行列式為+/-1。 在格基規(guī)約之后，所述系統(tǒng)被表述為
yr=Hrxr+vr
=firz+vr
其中，z,,r-、。然后在該重定義的系統(tǒng)中補償接收信號yr以便獲得 ^的估計。該補償過程接著利用例如線性ZF技術(shù)，其得到
=(d)-'d
由于A接近正交，所以《應(yīng)當受到比在接收機直接補償信道Hr時少 得多的噪聲增強。
當然，可以使用其它補償技術(shù)。例如，可以考慮使用MMSE技術(shù)或 者例如上面確定的已出版現(xiàn)有技術(shù)中的更復雜的基于連續(xù)干擾相消的方 法。
根據(jù)以上的接收機在知道包含在x中的凈^送符號是從M-QAM星座 獲得時工作。通過該約束，^因而可以根據(jù)在Wubben等人指出的方法被<formula>formula see original document page 7</formula>其中，Q{ }是將其變元的每個單元四舍五入為最接近的整數(shù)的量化函
數(shù)，并且其中，1是1的2*111乘1向量。
從以上描述將理解，除所述量化函數(shù)外，剩余的運算是M-QAM星座 被縮放和平移所述整數(shù)格的版本的結(jié)果。所述整數(shù)量化因此需要相同的簡 單縮放和平移運算。
如圖1中所示，標量值oc和P從所使用的M-QAM星座的定義得到， 并且ot等于兩個星座點之間的最小距離，而P對應(yīng)于所述星座點與虛(I) 和實(R)軸之間的最小距離(即與I和R方向上的原點的最小偏移)。 在本示例中，使用了16-QAM星座，其具有實和虛部{+/-1，+/-3}。
最后，Xr的估計3f,由該方法得到為
偶爾地，如果錯誤在估計^中出現(xiàn)，則有可能；中的符號估計的一些 可以不是有效符號。在這樣的情況下，這些符號被映射為最接近的有效符 號。例如，對于使用16-QAM的本示例，值+/-1，+/-3可以定義《中的有效 項。因此，如果3^的分量例如等于+5，則該分量將被映射為值+3。
還未發(fā)表的英國專利申請0610847.6描述了一種用于從格基規(guī)約輔助 接收機中的接收符號獲得輸出的方法。所采用的方法是對多載波無線通信 系統(tǒng)中的多個子載波集合應(yīng)用格基規(guī)約技術(shù)來生成規(guī)約基信道響應(yīng)。這導 致顯著的復雜度降低。
概括地說，本發(fā)明提供一種檢測方法，該方法至少部分擴展了英國專 利申請0610847.6。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例包括用于從基于格基規(guī)約輔助接收機的多載波無線通 信系統(tǒng)中的接收信號確定輸出的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的一方面提供一種方法，該方法在基于格基規(guī)約輔助接收機的 無線通信系統(tǒng)中用于根據(jù)接收信號確定輸出，所述接收信號被調(diào)制到多個 子栽波上，所述方法包括獲得第一個子栽波的信道響應(yīng)估計，對所述第 一子栽波的所述信道響應(yīng)應(yīng)用格基規(guī)約變換以導出所述第一子載波的規(guī)約基信道響應(yīng)估計，接著依次對于每個進一步的子載波，用應(yīng)用于之前考慮 的子載波的信道響應(yīng)估計的格基規(guī)約變換乘所述進一步子載波的所述信道 響應(yīng)估計并且對變換的信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換來導出規(guī)約基信道 響應(yīng)估計，根據(jù)其各自的規(guī)約基信道響應(yīng)估計補償接收的子載波信號，并 且從其確定所述發(fā)送信號的估計。
本發(fā)明的進一步的方面提供一種方法，該方法在基于格基規(guī)約輔助接 收機的無線通信系統(tǒng)中用于根據(jù)接收信號確定輸出，所述接收信號被調(diào)制
到多個子載波上，所述方法包括獲得第一組子載波的全組信道響應(yīng)估計， 對所述第一組的所述全組信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換，接著依次對于 每個進一步的組，獲得所述進一步的組的全組信道響應(yīng)估計并且用應(yīng)用于 之前考慮的組的平均信道響應(yīng)估計的格基規(guī)約變換乘所述進一步的組的所 述全組信道響應(yīng)估計并且對所述變換的全組信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變 換以導出規(guī)約基全組信道響應(yīng)估計，根據(jù)其各自的規(guī)約基全組信道響應(yīng)估 計補償所述接收的子載波信號并且以及從其確定所述發(fā)送信號的估計。
根據(jù)該進一步的方面，所述子載波的組可以包括相同數(shù)量的子載波。 可選地，每組的子栽波的數(shù)量可以是可變的，并且取決于所述MIMO信 道。
所述荻得子栽波組的全組信道響應(yīng)估計的步驟可以優(yōu)選包括下列之
所述組中的子載波的信道響應(yīng)估計的單元方式(element wise )平均(可 是平均值或中值)；以及
所述組中的子載波的信道響應(yīng)估計中選出的一個。
所述子栽波可以是頻分子載波?？梢躁P(guān)于頻域中的相鄰性交替考慮所 述子載波或者依據(jù)情況而定的它們的組。
本發(fā)明另 一方面提供一種在基于格基規(guī)約輔助接收機的無線通信系統(tǒng) 中用于根據(jù)接收信號確定輸出的設(shè)備，所述接收信號被調(diào)制到多個子載波 上，所述設(shè)備包括信道響應(yīng)估計裝置，用于估計被考慮的所述子載波之 一的信道響應(yīng)；初始變換裝置，用于對所述信道響應(yīng)估計應(yīng)用初始變換；
格基規(guī)約變換裝置，用于對所述子載波的所述信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約 變換，以導出該子栽波的規(guī)約基信道響應(yīng)估計，從而對于該第一子載波之 后的被考慮的子栽波，所述初始變換包括由所述格基規(guī)約變換裝置對于前
一子載波應(yīng)用的格基規(guī)約變換；補償裝置，用于根據(jù)其各自的規(guī)約基信道 響應(yīng)估計補償所述接收的子栽波信號；以及，發(fā)送信號估計裝置，用于從 其確定所述發(fā)送信號的估計。
本發(fā)明的又一方面提供一種在基于格基規(guī)約輔助接收機的無線通信系 統(tǒng)中根據(jù)接收信號確定輸出的設(shè)備，所述接收信號被調(diào)制到多個子載波上， 所述設(shè)備包括用于獲得第一組子栽波的全組信道響應(yīng)估計的裝置；用于 對所述笫 一組的全組信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換的裝置；接著依次對 于每個進一步的組獲得該進一步的組的全組信道響應(yīng)估計、并且用應(yīng)用于 之前考慮的組的平均信道響應(yīng)估計的格基規(guī)約變換乘所述進一步的組的所 述全組信道響應(yīng)估計、并且對所述變換的全組信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約 變換以導出規(guī)約基全組信道響應(yīng)估計的裝置；用于根據(jù)其各自的規(guī)約基全 組信道響應(yīng)估計補償所述接收的子載波信號的裝置；以及用于從其確定發(fā) 送信號的估計的裝置。
技術(shù)人員將認識到，上面描述的設(shè)備和方法可以使用和/或被包含在處 理器控制代碼中。由此，在本發(fā)明的進一步方面中，例如在諸如磁盤、CD-或DVD-ROM的承載介質(zhì)、諸如只讀存儲器的程序存儲器(固件)上或者 在諸如光或電信號栽波的數(shù)據(jù)載波上提供所述代碼。本發(fā)明的實施例可以 在DSP (數(shù)字信號處理器)、ASIC (專用集成電路)或FPGA (現(xiàn)場可編 程門陣列)上實現(xiàn)。由此，所述代碼可以包括常規(guī)程序代碼或微代碼或例 如用于建立或控制ASIC或FPGA的代碼。在某些實施例中，所述代碼可 以包括用于例如Verilog (商標)、VHDL (甚高速集成電路石更件描述語言) 或SystemC的硬件描述語言的代碼。如技術(shù)人員將理解的，用于本發(fā)明的 實施例的處理器控制代碼可以在相互通信的多個耦合的部件之間分布。


圖1示出了 一種常規(guī)M-QAM星座；
圖2概略示出了包括發(fā)送器和接收機的MIMO系統(tǒng)；
圖3進一步詳細示出了圖2的接收機；
圖4示出了根據(jù)背景示例的每子信道格基規(guī)約過程，其中，本發(fā)明經(jīng) 由所述背景示例在這里被示出；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的格基規(guī)約過程；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的格基規(guī)約過程；
圖7示出了圖6中所示的格基規(guī)約過程的單元；
圖8示出了根據(jù)所述背景示例以及本發(fā)明的所述第一和第二實施例的 用于多栽波通信系統(tǒng)的格基規(guī)約輔助多載波MIMO檢測合作基規(guī)約過程 的復雜度的圖；以及
圖9示出了圖8中所使用的示例的性能圖。
具體實施例方式
基于附圖進一步詳細描述本發(fā)明。
圖2示出了這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一般已知構(gòu)造的MIMO數(shù)據(jù)通 信系統(tǒng)10。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的新部件從下面的描述中將是顯而易 見的。
通信系統(tǒng)IO包括發(fā)送器設(shè)備12和接收機設(shè)備14。應(yīng)當理解，在許多 情況下，無線通信設(shè)備將被配備組合的發(fā)送器和接收機的設(shè)備，但在本示 例中，所述設(shè)備為簡單起見已被示為單向通信設(shè)備。
發(fā)送器設(shè)備12包括數(shù)據(jù)源16，該數(shù)據(jù)源16為基帶映射單元20提供 數(shù)據(jù)(包括信息比特)，該基帶映射單元20可選地提供前向糾錯編碼、信 道交織并且輸出調(diào)制符號。所述調(diào)制符號被提供給多路復用器22，該多路 復用器22將它們與來自導頻符號發(fā)生器18的導頻符號合并，所述導頻符 號提供用于接收機中的頻率同步和一致檢測的參考幅度和相位以及用于信 道估計的已知(導頻或?qū)а?數(shù)據(jù)。多路復用得符號被提供給解析器24， 該解析器24創(chuàng)建多個并行的空間流。 方框26、28和30的組合將來自解析器24的串行空間數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成多 個并行的規(guī)約數(shù)據(jù)率流，并且對這些數(shù)據(jù)流實施IFFT以提供OFDM符號， 然后將該OFDM符號的多個子載波轉(zhuǎn)換成單一串行數(shù)據(jù)流。進程26、 28 和30對于每個空間流被并行地實施?？諘r編碼器32將到來的一個或多個 符號編碼為多個代碼符號，用于同時W、發(fā)送器天線陣列34發(fā)送，所述發(fā)送 器天線陣列34包括多個發(fā)送天線。在該示出的例子中，提供了兩個發(fā)送天 線，但取決于應(yīng)用，實際實現(xiàn)可以包括更多天線。
編碼的發(fā)送信號通過在發(fā)送天線陣列34與接收機設(shè)備14的對應(yīng)接收 天線陣列36之間定義的MIMO信道36傳播。接收天線陣列38包括多個 接收天線，它們?yōu)榉娇?0、 42和44的并行組提供多個輸入，所述方框40、 42和44的并行組對于每個接收的流獨立地實施串到并轉(zhuǎn)換、FFT和并到 串再轉(zhuǎn)換，向格基規(guī)約輔助解碼器46提供輸出。在該特定實施例中，接收 天線陣列38包括兩個接收天線。
格基規(guī)約輔助解碼器46具有移除MIMO信道36的效應(yīng)的任務(wù)。格 基規(guī)約輔助解碼器46的輸出包括每個對應(yīng)一個發(fā)送天線的多個信號流，所 述信號流的每個攜帶關(guān)于具有特定值的發(fā)送比特的概率的所謂軟或似然數(shù) 據(jù)。該數(shù)據(jù)被提供給逆解析器48，該逆解析器48消除解析器24的效應(yīng)， 并且逆解析的比特被該逆解析器48輸出并且然后呈現(xiàn)給多路分解器50， 該多路分解器50從所述數(shù)據(jù)符號中分離導頻符號信號54。所述數(shù)據(jù)符號 然后被基帶解映射單元52解調(diào)和解映射，以便提供被檢測的數(shù)據(jù)輸出56。 寬泛地說，接收機14是發(fā)送器12的鏡像。所述發(fā)送器和接收機可以被合 并以形成OFDM收發(fā)器。
將在適當?shù)臅r候描述格基規(guī)約輔助解碼器46的特定功能。
圖3概略示出了可被配置為(借助于軟件或?qū)Ｓ糜布考?接收機設(shè) 備14的硬件。接收機設(shè)備14包括處理器110，該處理器110可用作執(zhí)行 機器代碼指令，所述機器代碼指令存儲在工作存儲器112中和/或可從大容 量存儲設(shè)備檢索到。借助于通用總線114，用戶可操作輸入設(shè)備118能夠 與處理器110通信。該用戶可操作輸入設(shè)備118在本示例中包括鍵盤和鼠
標，不過應(yīng)當理解，任意其它輸入i殳備也可以或可選地提供，例如另一類 型的指示設(shè)備、寫字板、語音識別裝置或者可以將用戶輸入動作解釋和轉(zhuǎn) 換為數(shù)據(jù)信號的任意其它裝置。
可選實施例可以還包括不具有預定義用戶接口的收發(fā)器。 音頻/視頻輸出硬件設(shè)備120進一步連接到通用總線114，用于向用戶 輸出信息。音頻/視頻輸出硬件設(shè)備120可以包括視覺顯示單元、揚聲器或 能夠向用戶呈現(xiàn)信息的任意其它設(shè)備。
連接到通用總線114的通信硬件設(shè)備122連接到接收天線38。在圖3 中所示的實施例中，工作存儲器112存儲用戶應(yīng)用130,該用戶應(yīng)用130 當被處理器110執(zhí)行時導致用戶接口的建立，以實現(xiàn)去往和來自用戶的數(shù) 據(jù)通信。本實施例中的所述應(yīng)用建立可以被用戶慣常使用的通用或特定計 算機實現(xiàn)的工具。
根據(jù)特定實施例的通信工具132也被存儲在工作存儲器112中，用于 建立通信協(xié)議，以使得在應(yīng)用130之一執(zhí)行時生成的數(shù)據(jù)能夠被處理，然 后被傳遞到通信硬件設(shè)備122用于傳輸，以及與另 一通信設(shè)備進行通信。 應(yīng)當理解，定義應(yīng)用130和通信工具132的軟件為方使起見可以部分地存 儲在工作存儲器112和大容量存儲設(shè)備116中。可選地，可以提供存儲器 管理器以便使這能夠被有效管理，以考慮對存儲在工作存儲器112和大容 量存儲設(shè)備116中的數(shù)據(jù)的可能不同的訪問速度。
當處理器110執(zhí)行符合通信工具132的處理器可執(zhí)行指令時，處理器 110可用作根據(jù)識別的通信協(xié)議建立與另 一設(shè)備的通信。
圖4中示出使用格基規(guī)約的多載波MIMO系統(tǒng)的常規(guī)接收機結(jié)構(gòu)的 示意功能圖。這里，總共使用了N個子載波。獨立地，對于每個子栽波實 施如下格基規(guī)約輔助MIMO檢測
格基規(guī)約操作由標記為'LR，的方框?qū)τ诒硎緸镠^的關(guān)聯(lián)于第i個 子栽波的MIMO信道矩陣實施。對應(yīng)于規(guī)約格基(reduced lattice)的由 T^給出的變換矩陣被與所述信道矩陣和接收信號yW—起傳遞給表示為 'DET'的方才匡。被標記為'DET，的方框?qū)嵤┰谙惹安糠置枋龅难a償(例如ZF補償)、 量化和解映射操作。發(fā)送信號xW的估計由此形成。
讀者應(yīng)當注意到，T①表示由格基規(guī)約過程(例如，LLL算法)對于 信道矩陣H①計算出的變換矩陣，即，H①的規(guī)約基由i ('^/z(')rw給出?，F(xiàn) 在，假設(shè)需要變換1^+1)的計算，該變換1^+1)對應(yīng)于矩陣1^+1)的規(guī)約格基， 則后者可以被寫為
//('十1) =//(')+￡('+1)。
由于相鄰子載波的信道矩陣被關(guān)聯(lián)，所以EG+"的單元相比于H^較小。 因此，H(i+"T(i)很可能比H(i+"更好地達到條件(better conditioned )。本領(lǐng) 域的技術(shù)人員已熟知，格基規(guī)約的復雜度隨著其應(yīng)用于的矩陣的條件的增 加而降低。
由此，取代直接對矩陣H^"實施所述格基規(guī)約過程，根據(jù)本發(fā)明的該 實施例，關(guān)于H(i+1)T(i)實施格基規(guī)約。
厶(!+1)表示對應(yīng)于！^+"T①的規(guī)約格基的變換矩陣；即，H(i+1)T(i) A
是H0+"T①的規(guī)約基，從而是1^+1)的規(guī)約基。由此
#('+|) =[W+1)r(/)]A('+1)
其中，
i "+"是H"+"的規(guī)約基，以及 -n闊是對應(yīng)的變換矩陣。
應(yīng)當指出，由于1^和厶(;+1)都是幺模矩陣(因為它們已經(jīng)通過所述格 基規(guī)約過程被計算)，所以它們的乘積f+"也是幺模矩陣。由此，T(i+1) 是提供規(guī)約格基的H"+"的有效變換矩陣。
重申一下，可以看出，假設(shè)H^與H^"類似，則對H"+"TW應(yīng)用格基規(guī) 約，而不是直接對I^+"進行，顯著降低了計算復雜度。在極端情況下，當 11"+1)=11(0時，因為H(i+1)T(i) ( = H(i)T(i))已初諷約，所以格基規(guī)約過程將不
需要實施任何操作(除一些簡單檢查外)。
如上面描述的，通過使用根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的遞增格基規(guī)約方
法，多栽波MIMO接收機的總體復雜度可以顯著降低。使用該技術(shù)的接 收機結(jié)構(gòu)在圖5中示出。在該體系結(jié)構(gòu)中，如下實施檢測 信道矩陣，
第0個子載波的H(w被預定矩陣T晌乘。(Tinit—般被設(shè)為等于單位矩 陣，在此情況下，H(。)Tiw=H(0))
第i個子栽波的H(i)(對于2《KN-1)被對于前一子載波計算的變換 矩陣T(")乘。
格基規(guī)約由表示為'LR，的方框?qū)τ谏厦娌襟E中計算出的矩陣乘積 H伯T"-"實施。該格基規(guī)約操作計算總體變換矩陣(overall transformation matrix)，所述總體變換矩陣考慮前一步驟中計算出的矩陣乘積，提供H(i) 的規(guī)約基。
所述變換矩陣然后纟皮傳遞到'DET，方框，該'DET，方框?qū)嵤┰谇?一部分中描述的補償(例如ZF補償)、量化和解映射操作。發(fā)送信號x^ 的估計由此形成。
在上面的描述中，對于具有下標O的子載波實施初始格基規(guī)約。然而， 應(yīng)當理解，所述初始格基規(guī)約可以對于任意子栽波實施，并且可以隨時間 改變。例如，可以對于具有最符合條件的信道矩陣H①的第I個子載波實 施所述初始格基規(guī)約操作。這將降低初始格基規(guī)約操作的復雜度，所述初 始格基規(guī)約操作相對于隨后的遞增格基規(guī)約操作一般計算成本高得多。
在對于第I個子栽波實施初始格基規(guī)約操作的情況下，遞增格基規(guī)約 計算可以在兩個并行流中實施
計算格基規(guī)約的那一個對應(yīng)于第(I+l)個子栽波，然后對第二(1+2) 個子栽波，等等，以及
計算格基規(guī)約的另一個對應(yīng)于第(1-1)個子栽波，然會對第(1-2)個 子載波等。
另夕卜，取代對單一子栽波實施初始格基規(guī)約，可以獨立地對于在使用 的載波范圍分布的多個子載波實施所述初始格基規(guī)約。在此情況下，遞增 格基規(guī)約計算可以在多個并行流中實施，其中，所述多個并行流的中心為用于初始格基規(guī)約計算的子載波。
與常規(guī)接收^/l結(jié)構(gòu)相比(如圖4中所示)，圖5中所示的特定實施例 的遞增格基規(guī)約輔助接收機對于每個子載波^吏用矩陣相乘運算。然而，相 比于因遞增地計算格基規(guī)約實現(xiàn)的復雜度的降低，由于這些矩陣相乘運算 產(chǎn)生的附加復雜度是可以忽略的。
此外，圖4的常規(guī)mimo接收機和圖5的遞增檢測器在性能方面是 等價的。接收機復雜度可以通過將所述遞增格基規(guī)約技術(shù)與子栽波分組技 術(shù)相結(jié)合而被進一步降低，由此形成混合接收機結(jié)構(gòu)，所述子載波分組技 術(shù)出現(xiàn)于英國專利申請0610847.6。現(xiàn)在將結(jié)合附圖的圖6和7描述示例性 混合接收機結(jié)構(gòu)。
如圖6中所示，用于多載波系統(tǒng)中的n個子栽波在k個相鄰子栽波的 組中被處理。由格基規(guī)約操作對于子栽波的每個組計算出的變換矩陣被傳 遞到處理子載波的相鄰組的下一方框。組的大小k被選為使子栽波的相鄰 組的mimo信道矩陣是顯著相關(guān)的。這允許跨子栽波的相繼組遞增地實 施格基規(guī)約，并由此顯著降低總體復雜度。
每個k子載波組被如圖7中所示的那樣處理
對應(yīng)于子載波的第l個組的一組mimo信道h(kl),h(kl+1)，...，h仲+"""
被'平均，以形成表示為g"的組mimo信道響應(yīng)。術(shù)語'平均，這里故
意用于覆蓋將一組矩陣h(kl)，h(kl +1)，...,h "k+"L-"變換為單一矩陣g^的所
有函數(shù)。例如，g^可以被計算為
H0^，h叫+"， ，h ,叫-"的單元方式平均值/中值；或者
等于矩陣h叫),h叫+",…,h((k+"L-"中的任一個。
組mimo信道響應(yīng)g"然后乘變換矩陣t④-"，所述變換矩陣t①-"是 從對于前面子載波組實施的格基規(guī)約操作傳遞的。應(yīng)當指出，對于第0個 子載波組，t迪被設(shè)為某個預定義矩陣，并且一般被設(shè)為單位矩陣。
由凈皮表示為'lr，的方框?qū)υ谏厦娌襟E中計算出的矩陣乘積g^t^" 實施格基規(guī)約。所述格基規(guī)約操作計算總體變換矩陣t(l)，該總體變換矩 陣t^考慮前一步驟中實施的矩陣乘積，提供g^的規(guī)約基。
所述變換矩陣然后被傳遞給k個'DET，方框，所述k個'DET，方 框?qū)τ谒鼋M中的每個子載波實施前一部分中描述的補償(例如ZF補 償)、量化和解映射操作。
在上面的描述中，所述子載波被劃分為相等數(shù)量子載波的組。然而， 應(yīng)當理解，所述子載波可以被劃分為例如基于所述MIMO信道矩陣的不 同大小的組。
在上面的描述中，遞增格基規(guī)約計算利用頻域中的相關(guān)性即相鄰子載 波的相關(guān)性來實施。然而，同樣的技術(shù)對于多載波和單一載波系統(tǒng)(即具 有單一載波的系統(tǒng))可以利用時域中的相關(guān)性來應(yīng)用。在該場景下，在上 面的描述中，H^可以看作位于第i個時刻的單一栽波的MIMO信道。
圖8和圖9將常規(guī)格基規(guī)約輔助MIMO檢測的復雜度和性能與遞增 和混合方法比較，所述遞增和混合方法出現(xiàn)在使用4x4天線配置、56個 子栽波、16-QAM調(diào)制和5/6速率巻積碼的多栽波MIMO系統(tǒng)的當前IAR 中。
在圖8中，復雜度被表示為對于每個接收機結(jié)構(gòu)的每子載波'LLL循 環(huán)，的平均數(shù)量。'LLL循環(huán)，是LLL算法的時間復雜度的線性測量， 即，'LLL循環(huán)，的數(shù)量的兩倍意味著LLL算法將花費長度為兩倍的時 間來執(zhí)行。由于格基規(guī)約所需的'LLL循環(huán)，的數(shù)量取決于所述MIMO 信道矩陣，所以表示了所述復雜度的統(tǒng)計分布(即累積分布函數(shù)(CDF))。 同樣，'LLL循環(huán)，的數(shù)量被報告為每子栽波的平均數(shù)。
從圖8可以看出，格基規(guī)約的每子栽波獨立實施所需的'LLL循環(huán)， 的中值數(shù)量近似為IO。另一方面，當使用遞增格基規(guī)約時，循環(huán)的中值數(shù) 量降到3以下，復雜度的降低超過70%。最后。通過所述混合技術(shù)的使用， 'LLL循環(huán)，的中值數(shù)量可以被減少到近似1.5。
在圖9中，在各種信噪比(SNR)處產(chǎn)生的分組錯誤率(PER)方面 比較了常規(guī)、遞增和混合MIMO接收機結(jié)構(gòu)的性能?？梢钥吹?，特別是 在典型的1-10%的PER操作范圍中，這三種接收機方案之間的性能差異 是可以忽略的。
盡管本公開涉及接收機中的信號處理，但這里描述的格基規(guī)約技術(shù)還 適于用于預編碼目的的發(fā)送器。預編碼是使用傳播信道的某些信息修M
送信號從而改進接收機處的檢測質(zhì)量的技術(shù)。如對于接收機中的MIMO 檢測，本公開中提出的技術(shù)還可以用于發(fā)送器中以便降低預編碼的復雜度。
盡管所描述的實施例涉及對MIMO檢測的問題應(yīng)用格基規(guī)約輔助線 性估計，但其還可以應(yīng)用于使用線性估計裝置的其它系統(tǒng)。
應(yīng)當理解，前面提供了本發(fā)明的特定實施例的描述，但是這并不意味 著對這里尋求的保護的范圍的任何限制。所尋求的保護的范圍由權(quán)利要求 確定，可以參考但不受限于本說明書和附圖。
權(quán)利要求
1.一種在基于格基規(guī)約輔助接收機的無線通信系統(tǒng)中，用于根據(jù)接收信號確定輸出的方法，所述接收信號被調(diào)制到多個子載波上，所述方法包括獲得第一個子載波的信道響應(yīng)估計，對所述第一個子載波的所述信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換以導出所述第一子載波的規(guī)約基信道響應(yīng)估計，接著依次對于每個進一步的子載波，用應(yīng)用于之前考慮的子載波的信道響應(yīng)估計的格基規(guī)約變換乘所述進一步的子載波的所述信道響應(yīng)估計并且對所述變換的信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換以導出規(guī)約基信道響應(yīng)估計，根據(jù)其各自的規(guī)約基信道響應(yīng)估計補償所述接收的子載波信號，以及從其確定發(fā)送信號的估計。
2. —種在基于格基規(guī)約輔助接收機的無線通信系統(tǒng)中，用于根據(jù)接收 信號確定輸出的方法，所述接收信號被調(diào)制到多個子載波上，所述方法包 括獲得第一組所述子載波的全組信道響應(yīng)估計，對所述第一組的所述全 組信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換，接著依次對于每個進一步的組，獲得 所述進一步的組的全組信道響應(yīng)估計，用應(yīng)用于之前考慮的組的平均信道 響應(yīng)估計的格基規(guī)約變換乘所述進一步的組的所述全組信道響應(yīng)估計并且響應(yīng)估計，根據(jù)其各自的規(guī)約基全組信道響應(yīng)估計補償所述接收的子載波 信號，以及從其確定所述發(fā)送信號的估計。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，子栽波組包括相同數(shù)量的子栽波。
4, 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，每組的子載波的數(shù)量是可變的， 并且取決于所述MIMO信道。
5，根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項所述的方法，其中，所述獲得子載波 組的全組信道響應(yīng)估計的步驟包括以下之一所述組中的子載波的信道響應(yīng)估計的單元方式平均；以及 所述組中的子栽波的信道響應(yīng)估計中選出的一個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中在使用所述單元方式平均的情況 下，所述單元方式平均包括以下之一單元方式平均值；和 單元方式中值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的方法，其中，所述子栽波是頻 分子載波。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的方法，其中，關(guān)于頻域中的相 鄰性交替考慮所述子載波或者依情況而定的它們的組。
9. 一種在基于格基規(guī)約輔助接收機的無線通信系統(tǒng)中，用于從接收信 號確定發(fā)送比特值的軟估計的設(shè)備,所述接收信號被調(diào)制到多個子載波上， 所述設(shè)備包括信道響應(yīng)估計裝置，用于估計被考慮的所述子栽波之一的 信道響應(yīng)；初始變換裝置，用于對所述信道響應(yīng)估計應(yīng)用初始變換；格基 規(guī)約變換裝置，用于對所述子載波的所述信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換， 以導出所述子載波的規(guī)約基信道響應(yīng)估計，從而對于在該第一子栽波之后 的被考慮的子栽波，所述初始變換包括由所述格基規(guī)約變換裝置對于前一 子載波應(yīng)用的格基規(guī)約變換；補償裝置，用于根據(jù)其各自的規(guī)約基信道響 應(yīng)估計補償所述接收的子栽波信號；以M送信號估計裝置，用于從其確 定所述發(fā)送信號的估計。
10. —種在基于格基規(guī)約輔助接收機的無線通信系統(tǒng)中，用于從接收 信號確定發(fā)送比特值的軟估計的設(shè)備，所述接收信號被調(diào)制到多個子載波 上，所述設(shè)備包括用于獲得第一組子載波的全組信道響應(yīng)估計的裝置； 用于對所述第一組的所述全組信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換的裝置；用 于依次對每個進一步的組獲得所述進一步的組的全組信道響應(yīng)估計、并且 用應(yīng)用于之前考慮的組的平均信道響應(yīng)估計的格基規(guī)約變換乘所述進一步 的組的所述全組信道響應(yīng)估計、并且對所述變換的全組信道響應(yīng)估計應(yīng)用 格基規(guī)約變換以導出規(guī)約基全組信道響應(yīng)估計的裝置；用于根據(jù)其各自的 規(guī)約基全組信道響應(yīng)估計補償所述接收的子載波信號的裝置；以及用于從 其確定所述發(fā)送信號的估計的裝置。
11. 一種檢測接收信號中的信息的方法，該方法包括如權(quán)利要求1到8 中任一項所述的方法。
12. —種對信息進行預編碼用于發(fā)送的方法，該方法包括根據(jù)權(quán)利要 求1到8中任一項所述的方法。
13. —種包括根據(jù)權(quán)利要求9或10中任一項所述的設(shè)備的接收機。
14. 一種計算機程序產(chǎn)品，可用于配置計算機，以根據(jù)權(quán)利要求1到8 中的任一項處理信息。
15. —種包括根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機程序產(chǎn)品的計算機可讀存 儲介質(zhì)。
全文摘要
在基于格基規(guī)約輔助接收機的無線通信系統(tǒng)中根據(jù)接收信號確定輸出，所述接收信號被調(diào)制到多個子載波上。達到該目的所使用的方法包括獲得第一個子載波的信道響應(yīng)估計，對所述第一個子載波的信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換，接著依次對于每個進一步的子載波，用應(yīng)用于之前考慮的子載波的所述信道響應(yīng)估計的格基規(guī)約變換乘所述進一步的子載波的所述信道響應(yīng)估計，以及，對所述變換的信道響應(yīng)估計應(yīng)用格基規(guī)約變換以導出規(guī)約基信道響應(yīng)估計，根據(jù)其各自的規(guī)約基信道響應(yīng)估計補償所接收的子載波信號，以及從其確定所述發(fā)送信號的估計。
文檔編號H04L25/02GK101341704SQ200780000779
公開日2009年1月7日 申請日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者A·G·利利, D·P·麥克納馬拉, M·S·T·桑德爾, V·龐南帕拉姆 申請人:株式會社東芝