專利名稱：用于mimo的混合-qrd-sic及不平衡mcs系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及多入多出(MIMO)通信，具體地，涉及MIMO通信和檢測算法。
背景技術(shù)：
第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)要求具有高的數(shù)據(jù)吞吐量，例如mbits/s。為了實現(xiàn)這一點， 一些系統(tǒng)利用空間復(fù)用的單用戶多入多出(SU-MIMO)通信以增加數(shù)據(jù)吞吐量。對于下行鏈路(DL)通信，高級長期演進(LTE-A)工作組已經(jīng)一致同意利用最小均方誤差(MMSE)MIMO檢測算法作為下行鏈路接收機的默認評估算法的基準(zhǔn)。此外，在長期演進(LTE)上行鏈路和下行鏈路中可以使用更高級的MIMO接收機算法，例如最大似然檢測器 (MLD)或者Turbo連續(xù)干擾消除CTurbo-SIC)算法。MIMO檢測算法的一個挑戰(zhàn)在于良好的性能和低的計算復(fù)雜度之間的折衷。例如， 匪SE MIMO檢測算法具有相對低的復(fù)雜度，但是其性能不夠理想。另一方面，最大似然(ML) ΜΙΜΟ檢測器算法在非迭代算法中具有較好的性能，但是當(dāng)調(diào)制階數(shù)和MIMO階數(shù)高時，其復(fù)雜度過高。


參考附圖將更好地理解本公開，其中圖1是接收機的迭代MIMO檢測和信道解碼部分的框圖；圖2是示例性的傳統(tǒng)QRD-SIC接收機部分的框圖；圖3是根據(jù)本公開的具有兩層和兩個碼字的接收機的混合-QRD-SIC部分的框圖；圖4是根據(jù)本公開的具有三層和兩個碼字的混合-QRD-SIC接收機的框圖；圖5是示出UE側(cè)的用于向eNB提供接收機信息的方法的框圖；圖6是示出eNB側(cè)的用于從UE接收接收機信息的方法的框圖；圖7是示出導(dǎo)出UE側(cè)接收機信息的方法的數(shù)據(jù)流程圖；圖8是示出通過試錯法確定用于解碼的碼字的方法的框圖；圖9是比較多種調(diào)制方案和每種方案中的不同不平衡性級別的表；圖10是將匪SE與具有不平衡MCS以及不具有不平衡MCS的混合-QRD-SIC比較性能的表；圖11是比較當(dāng)與MMSE或混合-QRD-SIC —起使用時具有層移動和不具有層移動的表；圖12是比較當(dāng)使用MMSE或TURB0-SIC時具有層移動和不具有層移動的表；以及
圖13是能夠與本公開的方法和系統(tǒng)一起使用的示例用戶設(shè)備的框圖。
具體實施例方式本公開提供了一種用于多入多出(MIMO)檢測和信道解碼的方法，包括將信道復(fù)增益矩陣分解成酉矩陣和右上三角矩陣；將接收的信號提供給酉矩陣的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置，由此創(chuàng)建多個信號；將所述多個信號的最后一個信號歸一化；對所述多個信號的歸一化的最后一個信號進行信道解碼，由此恢復(fù)最后一個碼字信號；對所述最后一個碼字信號進行編碼； 利用已編碼的最后一個碼字信號來恢復(fù)倒數(shù)第二個碼字信號；以及重復(fù)所述利用直到恢復(fù)所有的碼字。在一個實施例中，所述重復(fù)可以利用前面恢復(fù)的所有碼字信號來恢復(fù)另一個碼字信號。在一個實施例中，所述利用可以包括從所述多個信號的倒數(shù)第二個信號中減去已編碼的最后一個碼字信號；將相減的結(jié)果歸一化，由此創(chuàng)建倒數(shù)第二個信號；以及對歸一化的倒數(shù)第二個信號進行信道解碼，由此恢復(fù)倒數(shù)第二個碼字信號。在另一個實施例中，對所述多個信號中的歸一化的最后一個信號和倒數(shù)第二個信號的信道解碼可以包括執(zhí)行逆離散傅立葉變換。在又一個實施例中，對所述多個信號中的歸一化的最后一個信號和倒數(shù)第二個信號的信道解碼可以包括執(zhí)行解調(diào)。在又一個實施例中，對所述多個信號中的歸一化的最后一個信號和倒數(shù)第二個信號的信道解碼可以包括執(zhí)行解交織。又一個實施例可以包括第三層，其中，在所述第三層的信道解碼之前，倒數(shù)第二層和最后一層對增益進行歸一化。該實施例可以包括層解映射框來作為信道解碼的一部分。又一個實施例可以包括對所述第一層信號的循環(huán)冗余校驗，其中如果所述循環(huán)冗余校驗失敗，則跳過所述編碼和減法步驟。又一個實施例可以包括針對已接收的信號的調(diào)制和編碼方案在碼字之間是不平衡的。該實施例可以包括首先歸一化和信道解碼較保守的碼字信號。該實施例可以包括基于監(jiān)視在應(yīng)用了不平衡調(diào)制和編碼方案之后的肯定確認和否定確認來確定解碼順序。該實施例還可以包括在演進的節(jié)點B和用戶設(shè)備之間信號通知不平衡調(diào)制和編碼方案。該信號通知可以基于每個演進的節(jié)點B來針對所有用戶設(shè)備完成。本公開還提供一種提高針對多入多出信令的連續(xù)干擾消除接收機的性能的方法， 包括接收用于多入多出信令的多個碼字中的每個碼字的不平衡調(diào)制和編碼方案，以及以預(yù)定的順序解碼所述多個碼字中的每個碼字。在一個實施例中，可以基于監(jiān)視在應(yīng)用了不平衡調(diào)制和編碼方案之后的肯定確認和否定確認來確定解碼順序。在一個實施例中，可以在演進的節(jié)點B和用戶設(shè)備之間信號通知不平衡調(diào)制和編碼方案。該信號通知可以在每個用戶設(shè)備的基礎(chǔ)上完成、在每個演進的節(jié)點B的基礎(chǔ)上針對所有用戶設(shè)備完成、或者基于調(diào)制和編碼方案等級來完成。在一個實施例中，演進的節(jié)點B可以通過提供不平衡調(diào)制和編碼方案以及監(jiān)視來自用戶設(shè)備的肯定確認和否定確認來確定接收機類型。本公開還提供一種用于多入多出(MIMO)檢測和信道解碼的接收機，所述接收機配置為將信道復(fù)增益矩陣分解成酉矩陣和右上三角矩陣；將接收的信號提供給酉矩陣的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置，由此創(chuàng)建多個信號；將所述多個信號的最后一個信號歸一化；對所述多個信號的已歸一化的最后一個信號進行信道解碼，由此恢復(fù)最后一個碼字信號；對所述最后一個碼字信號進行編碼；利用編碼的最后一個碼字信號來恢復(fù)倒數(shù)第二個碼字信號；以及重復(fù)所述利用直到恢復(fù)所有的碼字。
本公開還提供一種用于多入多出(MIMO)檢測和信道解碼的接收機，所述接收機配置為接收用于多入多出信令的多個碼字中的每個碼字的不平衡調(diào)制和編碼方案，以及以預(yù)定的順序解碼所述多個碼字中的每個碼字。本公開還提供一種用于在演進的節(jié)點B和用戶設(shè)備之間信號通知不同的碼字上的不同的調(diào)制和編碼方案的方法，包括確定不同碼字之間的調(diào)制和編碼方案偏移；以及從演進的節(jié)點B向用戶設(shè)備信號通知所述調(diào)制和編碼方案偏移。在一個實施例中，所述信令在每個用戶設(shè)備的基礎(chǔ)上完成。在一個實施例中，所述信令在每個演進的節(jié)點B的基礎(chǔ)上針對所有用戶設(shè)備完成。在一個實施例中，所述信令基于調(diào)制和編碼方案等級來完成。本公開還提供一種確定用戶設(shè)備的接收機類型信息的方法，包括向演進的節(jié)點 B信號通知接收機類型。本公開提供了一種確定設(shè)備的接收機類型信息的方法，包括提供不平衡調(diào)制和編碼方案；以及監(jiān)視來自用戶設(shè)備的肯定確認和否定確認。本公開描述了一種簡單有效的MIMO檢測算法，其在本文中稱為混合-QRD-SIC檢測算法。本公開還提供具有兩個碼字的不平衡調(diào)制和編碼方案(MCS)，其可以例如用于 LTE-A上行鏈路ΜΙΜΟ。本公開還提供用于支持MIMO檢測算法和不平衡調(diào)制和編碼方案的空中信令。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，術(shù)語“碼字”也可以稱為“傳送塊”，以及該術(shù)語可以用在LTE和LTE-A標(biāo)準(zhǔn)中。已經(jīng)提出了用于平衡MIMO檢測器的性能和復(fù)雜度的各種次優(yōu)或者接近最優(yōu)的算法。在這些算法中，MMSE-SIC (也稱為V-BLAST)、歸類的QRD-SIC檢測算法、QRD-M和Sphere 檢測器是檢測算法的例子。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些ML型MIMO檢測算法基于在可能的發(fā)射符號組合的有限集合中的解決方案搜索。在LTE-A UL中，在制定通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)的參與者之間已經(jīng)一致同意將使用單載波頻分多址接入(SC-FDMA)方案。應(yīng)該理解，在SC-FDMA中利用離散傅里葉變換(DFT)預(yù)編碼，在每個天線上的發(fā)射信號不是M-QAM(正交幅度調(diào)制)信號，并且可以具有寬的可能值范圍。這使得ML型MIMO檢測器難以應(yīng)用在LTE-A上行鏈路中。此外，為了增強檢測性能以及逼近理論上的香濃信道容量，可以使用迭代MIMO檢測和信道解碼。如此，最大后驗(MAP)MIMO檢測器和MAP信道解碼器可以用在迭代中?？梢允褂靡恍?fù)雜度降低的MAP檢測器/解碼器版本，諸如MAX-L0G，而不損失太多性能。無論如何，這些迭代算法通常具有比ML型和MMSE算法更高的計算復(fù)雜度。現(xiàn)在參考圖1，其示出了迭代MIMO檢測器和信道解碼方案的簡化框圖。在圖1的例子中，以編碼塊為基礎(chǔ)進行迭代。在圖1中，標(biāo)為“X”的信號被輸入MAP ΜΙΜΟ檢測器110。ΜΑΡΜΙΜ0檢測器110還具有輸入“H”，其中H是信道復(fù)增益矩陣。輸出信號矢量被發(fā)送給加法器120，加法器120 如下所述減去交織信號矢量。加法器120的輸出被提供給解交織框130，解交織框130被配置為將信號重新排列為原始順序。信號接著被提供給MAP信道解碼器140，MAP信道解碼器140于是提供解碼出的信息比特作為輸出。MAP信道解碼器140還提供重新編碼的信號，已重新編碼的信號然后在框150中進行交織，已交織的信號矢量(作為先驗信息)被提供給加法器120和MAP ΜΙΜΟ檢測器110。
諸如Turbo-SIC之類的次優(yōu)迭代算法使用連續(xù)干擾消除原理以獲得較低的計算
復(fù)雜度。MIMO系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型可以簡化如下X = Hs+n(1)上面，χ是接收信號矢量，s是所發(fā)射的已編碼和交織的信號矢量，H是信道復(fù)增益矩陣，以及η是接收機中的加性噪聲矢量。與矢量s的一項(element)相對應(yīng)的一個獨立的數(shù)據(jù)流是一個“層”。利用層移位方案，將多個數(shù)據(jù)流在MIMO信道上發(fā)射之前進行循環(huán)移位。MIMO檢測器的目的是基于觀察χ、已知的或者估計的信道矩陣H以及噪聲矢量η 的統(tǒng)計來估計所發(fā)射的信號矢量S。一種較小計算復(fù)雜度的ML型MIMO檢測器基于QR分解^RD)。信道復(fù)增益矩陣被分解成酉矩陣Q和上三角矩陣R。因此，該分解如下H = QR(2)如果將矩陣Q的共軛轉(zhuǎn)置(標(biāo)為Qh)與接收信號矢量s相乘，則創(chuàng)建所產(chǎn)生的矢量 這可以標(biāo)為 =QH X此外Ji =Q「利用這兩個公式，等式(1)可以改寫為
OOO = Rs + η(3)將酉矩陣Q的逆應(yīng)用于接收信號χ不會改變噪聲的統(tǒng)計特性。使用NxN天線配置，
R可以寫為
權(quán)利要求
1.一種用于多入多出MIMO檢測和信道解碼的方法，包括 將信道復(fù)增益矩陣分解成酉矩陣和右上三角矩陣；將接收的信號提供給酉矩陣的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置，由此創(chuàng)建多個信號； 將所述多個信號的最后一個信號歸一化；對所述多個信號的已歸一化的最后一個信號進行信道解碼，由此恢復(fù)最后一個碼字信號；對所述最后一個碼字信號進行編碼；利用已編碼的最后一個碼字信號來恢復(fù)倒數(shù)第二個碼字信號；以及重復(fù)所述利用，直到恢復(fù)所有的碼字信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，針對所述接收的信號的調(diào)制和編碼方案在碼字之間是不平衡的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，解調(diào)順序基于預(yù)配置的規(guī)則。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，解調(diào)順序與下行鏈路業(yè)務(wù)信道上的資源分配相關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在演進的節(jié)點B和用戶設(shè)備之間信號通知不平衡調(diào)制和編碼方案。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，基于每個用戶設(shè)備來完成信令。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，基于調(diào)制和編碼方案等級來完成信令。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，向演進的節(jié)點B信號通知接收機類型。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，向演進的節(jié)點B信號通知與接收機類型關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備類別。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，演進的節(jié)點B通過提供不平衡調(diào)制和編碼方案以及監(jiān)視來自用戶設(shè)備的肯定確認和否定確認來確定接收機類型。
11.一種提高針對多入多出信令的連續(xù)干擾消除接收機的性能的方法，包括 接收用于多入多出信令的多個碼字中的每個碼字的不平衡調(diào)制和編碼方案，以及以預(yù)定的順序解碼所述多個碼字中的每個碼字。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，首先解碼較保守的碼字信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，解碼順序基于預(yù)定的規(guī)則。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，解碼順序與下行鏈路業(yè)務(wù)信道上的資源分配相關(guān)聯(lián)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，向演進的節(jié)點B信號通知接收機類型。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，向演進的節(jié)點B信號通知與接收機類型關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備類別。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，基于信道的信噪比條件變化所述不平衡調(diào)制和編碼方案。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，用于一個碼字的不平衡調(diào)制和編碼方案比基于所述信道的信噪比條件所需的更保守，而用于另一個碼字的調(diào)制和編碼方案比基于所述信道的信噪比條件所需的更激進。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，針對頻分雙工中的下行鏈路傳輸，所述信道的信噪比條件是從來自用戶設(shè)備的信道質(zhì)量指示符反饋獲得的。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，針對時分雙工中的下行鏈路傳輸，所述信道的信噪比條件是根據(jù)在演進的節(jié)點B處從上行鏈路測量的信道質(zhì)量獲得的。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，針對頻分雙工和時分雙工中的上行鏈路傳輸， 所述信道的信噪比條件是根據(jù)在演進的節(jié)點B處獲得或測量的。
22.一種用于多入多出MIMO檢測和信道解碼的接收機，所述接收機配置為接收用于多入多出信令的多個碼字中的每個碼字的不平衡調(diào)制和編碼方案，以及以預(yù)定的順序解碼所述多個碼字中的每個碼字。
23.一種用于在演進的節(jié)點B和用戶設(shè)備之間信號通知不同碼字上的不同調(diào)制和編碼方案的方法，包括確定不同碼字之間的調(diào)制和編碼方案偏移；以及從演進的節(jié)點B向用戶設(shè)備信號通知所述調(diào)制和編碼方案偏移。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，碼字之間的所述調(diào)制和編碼方案偏移對于所有的調(diào)制和編碼方案等級是相同的。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，碼字之間的所述調(diào)制和編碼方案偏移對于不同的調(diào)制和編碼方案等級是不同的。
26.一種確定用戶設(shè)備的接收機類型信息的方法，包括向演進的節(jié)點B信號通知接收機類型。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，向演進的節(jié)點B信號通知與接收機類型關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備類別。
全文摘要
一種用于多入多出MIMO檢測和信道解碼的方法和系統(tǒng)，包括將信道復(fù)增益矩陣分解成酉矩陣和右上三角矩陣(310)；將接收的信號提供給酉矩陣的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置(314)，由此創(chuàng)建多個信號(316、318)；將所述多個信號的最后一個信號歸一化(322)；對所述多個信號的歸一化的最后一個信號進行信道解碼，由此恢復(fù)最后一個碼字信號(330)；對所述最后一個碼字信號進行編碼(332)；利用編碼的最后一個碼字信號來恢復(fù)倒數(shù)第二個碼字信號(350-360)；以及重復(fù)所述利用直到恢復(fù)所有的碼字。
文檔編號H04L25/03GK102428682SQ201080018614
公開日2012年4月25日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
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