專利名稱：Mimo中的檢測后改進方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線通信，并且更具體地說，涉及改進的MIMO聯(lián)合檢測接收器。
背景技術(shù)：
多輸入多輸出(MIMO)是其中在發(fā)射器處利用多個發(fā)射天線并且在接收器處也利用多個接收天線的通信技術(shù)。MIMO技術(shù)提供增加的數(shù)據(jù)吞吐量和范圍，而不需要額外的帶寬或發(fā)射功率。它通過更高的頻譜效率和鏈路分集實現(xiàn)此方面。在一種類型的MIMO技術(shù)中，同時發(fā)射N個符號流。在每個接收器天線處接收每個符號。聯(lián)合檢測器接收器是恢復(fù)已發(fā)射符號的已知技術(shù)。對于N個都來自于尺寸為q的同一星座圖Q的符號，聯(lián)合檢測接收器有qN種可能性要評估。對于q = 64和4個發(fā)射和接收天線，這得出644或者16777216種可能性。在高數(shù)據(jù)率時，全聯(lián)合檢測接收器在計算上劇增并且是無法實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)在本文公開并要求權(quán)利的一個或者多個實施例，MIMO檢測的兩級方法以計算上易處理的方式改進接收器性能。白化聯(lián)合檢測器處理MIMO符號流。白化聯(lián)合檢測器包括前置濾波器，前置濾波器可操作用來抑制作為有色噪聲的接收到的MIMO流的第一子集。 白化聯(lián)合檢測器還包括主要聯(lián)合檢測器，主要聯(lián)合檢測器可操作用來處理MIMO流的第二子集并且輸出通過最小化白化聯(lián)合檢測度量獲得的初步解。然后輔助檢測器在主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作。輔助檢測器通過與全聯(lián)合檢測度量的比較改進初步解。


圖1是包括前置濾波器和使用白化聯(lián)合檢測度量的聯(lián)合檢測器的白化聯(lián)合檢測器的功能方框圖。圖2是包括并行的前置濾波器和聯(lián)合檢測器分支的白化聯(lián)合檢測器的功能方框圖，每個前置濾波器和聯(lián)合檢測器分支處理MIMO流的不同子集。圖3是4-ASK符號星座圖和相關(guān)聯(lián)格雷碼的表示圖。圖4是8-ASK符號星座圖和相關(guān)聯(lián)格雷碼的表示圖。
具體實施例方式在非擴散信道上的NXN MIMO的情形下，接收的信號可以被模型化為r = Hs+n (1)其中r是接收的信號，s是發(fā)射的信號，η是噪聲，以及H概括了傳輸信道。在此， ! 、8和η是NXl矢量，并且H是NXN矩陣。H的分量是無關(guān)的并且是瑞利衰落的。在缺省情況下，η是協(xié)方差為I n= Q2I的白色高斯噪聲。所有N個信號都來自于尺寸為q的同一星座圖Q，并且所有N個符號都以同一功率被發(fā)射。s的有效星座圖尺寸為qN。
s的全聯(lián)合檢測接收器在所有qN個候選 上搜索最小化平方距離mJD (s) =(r-Hsf (r - Hs)(2)的候選。此解表示為Sjd。全聯(lián)合檢測接收器在計算上是復(fù)雜的，并且對于大星座圖和高數(shù)據(jù)率可能是無法實現(xiàn)的。圖1示出接收器10的白化聯(lián)合檢測部分。在白化聯(lián)合檢測器10中，通過將聯(lián)合檢測接收器14修改成僅僅聯(lián)合地檢測包含N個信號當中的Na個信號的集合A并將其余的、 包含其它隊=N-隊個信號的集合B當作干擾，來簡化所述任務(wù)。集合B中的信號被模型化為有色噪聲，并且被白化前置濾波器12抑制。在不失一般性的情況下，假設(shè)A占用s頂部，并且B占用其底部。其它情況與此類似。從而，s =s (3)
H =[HA，Hb]，以及(4)
r =HAS^+HBsB+n = Hasa+u(5)其中Ha是NXNa矩陣，Hb是NXNb矩陣，sA是NaX 1矢量，％是NbX 1矢量，并且u 是NXl矢量。我們將U模型化為有色噪聲。我們假設(shè)發(fā)射的符號具有零均值。對于大多數(shù)公知的星座圖，情況是如此。那么，％具有零均值，因此H^b也具有零均值。此外，H^b的協(xié)方差為R6 =HsH^Es(6)其中，&是％中的平均符號能量。因此，u具有零均值和協(xié)方差Ru = RB+Rn(7)采用有色噪聲模型的情況下，用于A的白化聯(lián)合檢測器在所有qf 個候選I上搜索最小化如下度量的候選(r-H^fR-Hr-H^)=^
權(quán)利要求
1.在其中發(fā)射兩個或更多個通信符號流的多輸入多輸出(MIMO)無線通信網(wǎng)絡(luò)中可操作的接收器，所述接收器包括白化聯(lián)合檢測器，所述白化聯(lián)合檢測器包括前置濾波器，可操作用來抑制作為有色噪聲的接收到的MMO流的第一子集；以及主要聯(lián)合檢測器，可操作用來處理所述MMO流的第二子集并且輸出通過最小化白化聯(lián)合檢測度量獲得的初步解；以及輔助檢測器，在所述主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作，并且可操作用來通過與全聯(lián)合檢測度量的比較改進所述初步解。
2.如權(quán)利要求I所述的接收器，還包括與所述第一白化聯(lián)合檢測器并行操作的第二白化聯(lián)合檢測器，所述第二白化聯(lián)合檢測器可操作用來抑制作為有色噪聲的MIMO流的所述第二子集以及處理所述MMO流的所述第一子集。
3.如權(quán)利要求2所述的接收器，還包括與所述第一白化聯(lián)合檢測器和所述第二白化聯(lián)合檢測器并行操作的第三白化聯(lián)合檢測器，其中每個白化聯(lián)合檢測器處理MMO流的不同子集以及抑制作為有色噪聲的MMO流的所有其它子集。
4.如權(quán)利要求I所述的接收器，其中在所述主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作并且可操作用來通過與全聯(lián)合檢測度量的比較改進所述初步解的所述輔助檢測器可操作用來計算所述主要聯(lián)合檢測器輸出的所述初步解上的全聯(lián)合檢測度量；采用所述初步解上的全聯(lián)合檢測度量作為假設(shè)的輔助解；迭代地計算所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號的多個最近鄰居矢量的所述全聯(lián)合檢測度量；以及在每一次迭代時，如果最近鄰居矢量的所述全聯(lián)合檢測度量小于所述假設(shè)的輔助解， 則用所述度量替代作為新假設(shè)的輔助解；重復(fù)迭代，直至如下之一相比最后假設(shè)的輔助解所述度量沒有改進，或者達到迭代計數(shù)；以及采用最后假設(shè)的輔助解作為所述輔助檢測器的輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的接收器，其中迭代地計算所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號的多個最近鄰居矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量包括計算
6.如權(quán)利要求5所述的接收器，其中，在每一次迭代時，S是其中每次相對于前一次迭代改變一個符號的最近鄰居的矢量。
7.如權(quán)利要求5所述的接收器，其中，在每一次迭代時，S是其中每次相對于前一次迭代改變L > I個符號的最近鄰居的矢量。
8.如權(quán)利要求4所述的接收器，其中所述輔助檢測器在發(fā)射域中的最近鄰居符號上操作。
9.如權(quán)利要求I所述的接收器，其中所述輔助檢測器還可操作用來輸出軟比特值。
10.如權(quán)利要求9所述的接收器，其中所述輔助檢測器輸出已確定符號的矢量和已確定符號的矢量的全聯(lián)合檢測度量，以及其中它通過以下來確定軟值為已確定符號的矢量中每個符號的每個比特確定比特最近鄰居符號； 對于每個符號的每個比特，用對應(yīng)的比特最近鄰居符號替代已確定符號，以及計算具有所述替代的比特最近鄰居符號的已確定符號的矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量；以及采用在已確定符號的矢量上計算的所述全聯(lián)合檢測度量與具有所述替代的比特最近鄰居符號的已確定符號的矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量之差的絕對值作為每個符號的每個比特的軟值。
11.一種在其中發(fā)射兩個或更多個符號流的多輸入多輸出(MIMO)無線通信網(wǎng)絡(luò)中檢測通信符號的方法，所述方法包括抑制作為有色噪聲的接收到的MIMO流的第一子集；以及在第一主要檢測器中聯(lián)合地檢測所述MIMO流的第二子集并輸出通過最小化白化聯(lián)合檢測度量獲得的初步解；以及在輔助檢測器中聯(lián)合地檢測所述MIMO流的所述第二子集，所述輔助檢測器在所述主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作并且通過與全聯(lián)合檢測度量的比較改進所述初步解。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在第二主要檢測器中聯(lián)合地檢測所述MIMO流的所述第一子集。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括，在所述輔助檢測器中 在所述主要聯(lián)合檢測器輸出的初步解上計算所述全聯(lián)合檢測度量； 采用所述初步解上的所述全聯(lián)合檢測度量作為假設(shè)的輔助解；迭代地計算所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號的多個最近鄰居矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量；以及在每一次迭代時，如果最近鄰居矢量的所述全聯(lián)合檢測度量小于所述假設(shè)的輔助解， 則用所述度量替代作為新假設(shè)的輔助解；以及重復(fù)迭代，直至如下之一相比所述最后假設(shè)的輔助解所述度量沒有改進，或者達到迭代計數(shù)；以及采用所述最后假設(shè)的輔助解作為所述輔助檢測器的輸出。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中迭代地計算所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號的多個最近鄰居矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量包括計算m,D(s) = (r-Hs)H(r-Hs)其中r是接收的信號； H是信道；以及S是所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號的最近鄰居矢量。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在每一次迭代時，與前一次迭代相比，每次改變靠近一個符號的矢量S中的最近鄰居。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在每一次迭代時，與前一次迭代相比，每次改變靠近L > 1個符號的矢量S中的所述最近鄰居。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述主要聯(lián)合檢測器初步解中發(fā)現(xiàn)的符號的最近鄰居包括作為所述發(fā)射域中最近鄰居的符號。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括從所述輔助檢測器輸出軟比特值。
19.如權(quán)利要求18所述的接收器，還包括在所述輔助檢測器中 為所述已確定符號的矢量中的每個符號的每個比特確定比特最近鄰居符號； 對于每個符號的每個比特，用所述對應(yīng)比特最近鄰居符號替代所述已確定符號，以及計算具有替代的比特最近鄰居符號的已確定符號的所述矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量；以及采用在已確定符號的所述矢量上計算的所述全聯(lián)合檢測度量與具有所述替代的比特最近鄰居符號的已確定符號的所述矢量上的所述全聯(lián)合檢測度量之差的絕對值作為每個符號的每個比特的所述軟值。
全文摘要
MIMO檢測的兩級方法以計算上易處理的方式改進接收器性能。白化聯(lián)合檢測器處理MIMO符號流。白化聯(lián)合檢測器包括可操作用來抑制作為有色噪聲接收到的MIMO流的第一子集的前置濾波器。白化聯(lián)合檢測器還包括主要聯(lián)合檢測器，可操作用來處理MIMO流的第二子集并且輸出通過最小化白化聯(lián)合檢測度量獲得的初步解。然后輔助檢測器在主要聯(lián)合檢測器初步解附近操作。輔助檢測器通過與全檢測度量的比較改進初步解。
文檔編號H04B1/7105GK102598609SQ201080047734
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者A·S·克伊拉拉 申請人:瑞典愛立信有限公司