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用于計(jì)算形成發(fā)送符號矢量的編碼比特的軟估計(jì)的方法和裝置與流程

文檔序號:11335373閱讀:340來源:國知局
用于計(jì)算形成發(fā)送符號矢量的編碼比特的軟估計(jì)的方法和裝置與流程

本發(fā)明總體上涉及用于計(jì)算形成由接收器經(jīng)由信道從源接收到的發(fā)送符號矢量的編碼比特的軟估計(jì)的方法和裝置。



背景技術(shù):

稱作mimo(多輸入多輸出)的多天線技術(shù)可以被用于數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)。例如,雙流mimo方案使能提高廣播系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率兩倍。

發(fā)送天線數(shù)量的增加允許以接收器復(fù)雜度急劇增加的代價來改進(jìn)系統(tǒng)的魯棒性。

已經(jīng)研究了許多類型的mimo檢測器,如硬輸出或軟輸出檢測器。軟輸出/軟輸入允許turbo檢測和解碼。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

考慮在具有n個輸入和m個輸出的、用m×n復(fù)矩陣h表示的線性信道上發(fā)送正交幅度調(diào)制qam星座的n個符號。

在接收器處,將具有m個復(fù)高斯項(xiàng)的矢量添加至線性觀察hz,這導(dǎo)致以下信道模型:

y=hz+η

其中,指示x的轉(zhuǎn)置共軛,而ρ根據(jù)定義指示信噪比(snr),并且in是n×n單位矩陣。

符號zi是矢量z的第i項(xiàng),并且屬于大小為的正交幅度調(diào)制qam,并且攜帶數(shù)量為si的編碼比特。假定星座符號具有屬于整數(shù)集的實(shí)部和虛部。

qam調(diào)制的這種定義未居中。如果在發(fā)送居中qam調(diào)制時將y(c)和z(c)定義為接收和qam符號矢量,而將h(c)定義為等效信道,那么在發(fā)送非居中qam調(diào)制時,就與接收和qam符號矢量和等效信道具有以下關(guān)系:

其中,指示虛數(shù)單位。

針對有關(guān)上述模型的每個發(fā)送,編碼比特是由編碼步驟根據(jù)攜帶要發(fā)送的數(shù)據(jù)的信息比特的矢量生成的編碼比特的較大矢量的子集。

將編碼比特c的矢量轉(zhuǎn)換成調(diào)制符號z的矢量的二進(jìn)制標(biāo)記(binarylabeling)被表示為ω(.),使得ω(c)=z、ω-1(z)=c,并且其是編碼比特c的矢量的第j個比特。多維qam星座被稱做即,是符號z的所有可能矢量的集合。

一些接收器執(zhí)行編碼比特的軟輸出估計(jì),而且還從糾錯碼的解碼的先前迭代的輸出獲取軟輸入先驗(yàn)信息。接收器向生成對信息比特的估計(jì)的軟輸入軟輸出解碼器的輸入端提供軟估計(jì),而還提供對在解碼的下一迭代中反饋至軟輸出檢測器的編碼比特的軟輸出估計(jì)。

在噪聲具有高斯分布時,與上述模型相關(guān)的最佳軟輸入軟輸出檢測器通過執(zhí)行以下運(yùn)算來計(jì)算關(guān)聯(lián)至z的第j編碼比特的外在對數(shù)似然比率llri

其中,πj是第j個編碼比特等于1的先驗(yàn)概率,在先前解碼運(yùn)算中由軟輸出解碼器提供并且在解碼的第一次迭代時被初始化成0.5。

可以觀察到每個llr的計(jì)算需要計(jì)算距離||y-hz′||2。

每個距離都需要(n+1).m乘法和n+m-1加法。

因此,當(dāng)信道輸入數(shù)量n高時,復(fù)雜性很高。

而且,如果總頻譜效率大,則復(fù)雜性可能是棘手的。

以低復(fù)雜度達(dá)到準(zhǔn)優(yōu)化的另一個選項(xiàng)是繪制一矢量列表,導(dǎo)致對數(shù)似然比率llr計(jì)算中的和的最重要項(xiàng)。然后僅對該矢量列表執(zhí)行計(jì)算。只有候選矢量z′∈c被認(rèn)為導(dǎo)致有界值||y-hz′||<r。

這相當(dāng)于列出屬于以矢量y為中心的半徑為r的超球體的所有矢量hz′。矢量hz′屬于多維超平行體,其是在線性信道h上發(fā)送的多維qam調(diào)制的變換。此外,這些矢量形成具有h作為生成矩陣的星座。這種所謂的列表球形解碼器(listspheredecoder)提供接近最佳的性能,但是具有阻止芯片組中實(shí)際實(shí)現(xiàn)的主要缺點(diǎn),因?yàn)榱斜碇械氖噶康臄?shù)量從一個噪聲樣本到另一個噪聲樣本或每個信道實(shí)現(xiàn)改變時都是高度變化的。

另一種可能性是首先對z執(zhí)行硬輸出估計(jì)并且針對而非y來居中化該列表,從而導(dǎo)致所謂的移位列表球形解碼器。為了合理的復(fù)雜性,該方法顯示出更好的性能,但在信道改變時仍然需要動態(tài)列表。然而,當(dāng)信道保持不變時,該列表可以圍繞格子(lattice)的原點(diǎn)生成并且圍繞在硬檢測的第一步驟中獲取的估計(jì)移位,該移位方法因利用格子的線性特性而相關(guān)。

本發(fā)明旨在提供一種使能降低計(jì)算形成由接收器經(jīng)由信道從源接收到的發(fā)送符號矢量的編碼比特的軟估計(jì)的復(fù)雜性的方法和裝置。

為此,本發(fā)明涉及一種用于計(jì)算形成多維星座的發(fā)送符號矢量的編碼比特的軟估計(jì)的方法,所述發(fā)送矢量由接收器經(jīng)由信道從源接收到,其特征在于,所述方法包括以下步驟:

-從所述接收器的存儲器獲取具有整數(shù)項(xiàng)或高斯整數(shù)項(xiàng)的預(yù)定的矢量的列表,

-獲取所述源和所述接收器與接收符號之間的信道矩陣估計(jì),

-根據(jù)所述信道矩陣估計(jì)獲取簡化的信道矩陣和基底變換矩陣(changeofbasismatrix),

-至少根據(jù)所述簡化的信道矩陣和所述接收符號,計(jì)算具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量,

-圍繞所述具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量將所述預(yù)定列表的矢量移位并且獲取移位的矢量的列表,

-根據(jù)屬于所述移位的矢量列表的矢量并且根據(jù)從所述多維星座和所述基底變換矩陣獲取的變換的多維星座,計(jì)算所述編碼比特的軟估計(jì)。

本發(fā)明還涉及一種用于計(jì)算形成多維星座的發(fā)送符號矢量的編碼比特的軟估計(jì)的裝置,所述發(fā)送矢量由接收器經(jīng)由信道從源接收到,其特征在于,所述裝置包括:

-用于從所述接收器的存儲器獲取具有整數(shù)項(xiàng)或高斯整數(shù)項(xiàng)的預(yù)定的矢量的列表的裝置,

-用于獲取所述源和所述接收器與接收符號之間的信道矩陣估計(jì)的裝置,

-用于根據(jù)所述信道矩陣估計(jì)獲取簡化的信道矩陣和基底變換矩陣的裝置,

-用于至少根據(jù)所述簡化的信道矩陣和所述接收符號,計(jì)算具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量的裝置,

-用于圍繞所述具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量將所述預(yù)定列表的矢量移位并且獲取移位的矢量的列表的裝置,

-用于根據(jù)屬于所述移位的矢量的列表的矢量并且根據(jù)從所述多維星座和所述基底變換矩陣獲取的變換的多維星座,計(jì)算所述編碼比特的軟估計(jì)的裝置。

因此,接收器的實(shí)現(xiàn)變得容易。因而可以在芯片組中實(shí)現(xiàn)軟估計(jì)。

根據(jù)一特定特征,所述預(yù)定列表的矢量是球形預(yù)定的矢量列表或立方體的矢量列表。

因此,僅考慮列表矢量而不是所有矢量的次最優(yōu)性是有限的。

根據(jù)一特定特征,所述具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量通過接連應(yīng)用根據(jù)所述簡化的信道矩陣計(jì)算的mmse濾波器并且對整數(shù)值執(zhí)行舍入來獲取。

因此,該列表居中于改進(jìn)系統(tǒng)性能的良好候選矢量上。

根據(jù)一特定特征,基底變換矩陣還根據(jù)所述信道矩陣估計(jì)來獲取,并且所述具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量還根據(jù)所述基底變換矩陣來計(jì)算。

因此,該列表居中于改進(jìn)系統(tǒng)性能的更好候選矢量上。

根據(jù)一特定特征,所述簡化的信道矩陣通過計(jì)算信道簡化算法來獲取。

因此,簡化的信道矩陣適用于當(dāng)前信道估計(jì)。

根據(jù)一特定特征,所述簡化的信道矩陣通過根據(jù)指定品質(zhì)因數(shù),從預(yù)先計(jì)算的簡化的信道的集合或基底變換矩陣的集合中選擇一個簡化信道或一個基底變換矩陣來獲取。

因此,獲取簡化的信道矩陣所需的復(fù)雜度大大降低。

根據(jù)一特定特征,所述品質(zhì)因數(shù)是通過將所述簡化的信道矩陣的逆矩陣乘以所述簡化的信道矩陣的逆矩陣的共軛轉(zhuǎn)置而獲取的矩陣的跡的值。

因此,簡化的信道矩陣完全適用于當(dāng)前的信道估計(jì)。

根據(jù)一特定特征,所述品質(zhì)因數(shù)根據(jù)通過將所述簡化的信道矩陣分解成酉矩陣和上三角矩陣而獲取的上三角矩陣來確定。

因此,簡化的信道矩陣完全適用于當(dāng)前的信道估計(jì)。

根據(jù)一特定特征,所述簡化的信道的集合或基底變換矩陣的集合根據(jù)針對信道矩陣的隨機(jī)集合的信道簡化算法的離線預(yù)處理來獲取。

因此,良好的簡化的信道矩陣的集合是容易確定的。

根據(jù)一特定特征,針對信道矩陣的隨機(jī)集合的信道簡化算法的離線預(yù)處理通過以下步驟被執(zhí)行指定次數(shù):獲取基底變換矩陣的候選矩陣的集合;將所述候選矩陣的集合初始化成空集,并且將關(guān)聯(lián)的概率矢量初始化成空矢量;根據(jù)信道的預(yù)期分布隨機(jī)生成具有居中和單位方差項(xiàng)的信道矩陣;應(yīng)用格基規(guī)約(latticereduction),以便獲取基底變換矩陣;如果所獲取的基底變換矩陣未在所述候選矩陣的集合中,則通過將所獲取的基底變換矩陣添加至所述候選矩陣的集合,或者修改與所獲取的基底變換矩陣相關(guān)聯(lián)的概率;以及選擇所述候選矩陣的集合中的、具有最高概率的預(yù)定數(shù)量的基底變換矩陣。

根據(jù)一特定特征,針對信道矩陣的的隨機(jī)集合信道簡化算法的離線預(yù)處理通過以下步驟執(zhí)行指定次數(shù):獲取簡化的信道矩陣的候選矩陣的集合;將所述候選矩陣的集合初始化成空集并且將關(guān)聯(lián)的概率矢量初始化成空矢量;根據(jù)信道的預(yù)期分布隨機(jī)生成具有居中和單位方差項(xiàng)的信道矩陣;應(yīng)用格基規(guī)約,以便獲取簡化的信道矩陣;如果所獲取的簡化的信道矩陣未在所述候選矩陣的集合中,則將所獲取的簡化的信道矩陣添加至所述候選矩陣的集合,或者修改與所獲取的簡化的信道矩陣相關(guān)聯(lián)的概率;以及選擇所述候選矩陣的集合中的、具有最高概率的預(yù)定數(shù)量的簡化的信道矩陣。

根據(jù)一特定特征,所述信道矩陣是分圓預(yù)編碼對角線信道,并且所述簡化的信道矩陣的集合根據(jù)針對分圓旋轉(zhuǎn)的分圓域的離線預(yù)處理來獲取。

因此,良好的簡化的信道矩陣的集合易于確定,并提供非常好的性能與有限的集合基數(shù)。

根據(jù)一特定特征,通過將所述基底變換矩陣的逆矩陣乘以具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量來執(zhí)行根據(jù)屬于所述移位的矢量的列表的所述星座矢量計(jì)算所述編碼比特的所述軟估計(jì)。

根據(jù)一特定特征,利用接收到的通過所述信道發(fā)送的符號矢量來執(zhí)行根據(jù)屬于所述移位的矢量的列表的所述星座矢量計(jì)算所述編碼比特的所述軟估計(jì)。

仍然根據(jù)另一方面,本發(fā)明涉及可以直接加載到可編程裝置中的計(jì)算機(jī)程序,其包括當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在可編程裝置上執(zhí)行時,用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法步驟的指令或代碼部分。

因?yàn)榕c所述計(jì)算機(jī)程序有關(guān)的特征和優(yōu)點(diǎn)與上述與根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置有關(guān)的特征和優(yōu)點(diǎn)相同,所以在此不會重復(fù)它們。

根據(jù)閱讀示例實(shí)施方式的下列描述,本發(fā)明的特征將更清楚地顯現(xiàn),所述描述結(jié)合附圖生成,其中:

附圖說明

圖1表示了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的無線系統(tǒng)。

圖2是表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的接收器的架構(gòu)的圖。

圖3表示了用于針對移位列表球形解碼器,基于量化列表字母表執(zhí)行接收編碼比特的軟估計(jì)的算法。

圖4表示了通過信道和格基規(guī)約的星座變換的幾何說明。

具體實(shí)施方式

圖1表示了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的無線系統(tǒng)。

將在由源src傳遞的信號被傳送至接收器rec的示例中公開本發(fā)明。

例如,源src可以被包括在衛(wèi)星或地面發(fā)送器中并且向至少一個接收器廣播信號,源src也可以將信號傳遞至單個接收器rec。

接收器rec可以是被傳遞諸如視頻信號的數(shù)據(jù)的移動終端。

為了改進(jìn)硬輸出接收器的性能,可以使用格基規(guī)約(latticereduction)。每當(dāng)信道h改變時都執(zhí)行格基規(guī)約,其提供以下分解:

h=hrt

其中,hr例如根據(jù)minkovski、korkine-zolotarev或者lenstralenstralovász簡化來簡化,其涉及hr生成相同的格子作為h,但具有更多的正交基矢量。

基底變換矩陣t是具有整數(shù)(或者復(fù)數(shù)輸入情況下高斯整數(shù))項(xiàng)的幺模(unimodular),這涉及到基矩陣行列式的絕對值是一,并且涉及基矩陣的逆矩陣具有整數(shù)(在復(fù)數(shù)情況下為高斯整數(shù))項(xiàng)。

根據(jù)定義,注意到變換的多維星座即,是符號的所有可能矢量的集合x=tz。

因此,硬輸出解碼器通常基于信道模型y=hrx+η來執(zhí)行硬輸出判定,然后通過利用線性解碼器使用關(guān)系x=tz來獲取對z的估計(jì)。這種檢測器的性能是好的,其涉及到正交性假設(shè)是相當(dāng)好的。格基規(guī)約步驟具有高復(fù)雜性,但是只要信道沒有變化,就可以在幾個解碼步驟之間交互作用。這可以與移位列表解碼器組合,作為預(yù)處理步驟。

本發(fā)明首先受益于通過格基規(guī)約所提供的幾乎正交性。實(shí)際上,在應(yīng)用格子分解h=hrt之后,可以獲取以下信道模型

其中,η′可以近似為白高斯噪聲,并且新的snr近似為ρ′。

根據(jù)定義,該信道模型被稱作rcm(簡化信道模型)或者格基規(guī)約之后的信道模型,這與針對與不執(zhí)行格基規(guī)約的情況相對應(yīng)的ocm(觀察信道模型)相反。

根據(jù)本發(fā)明,接收器rec計(jì)算形成多維星座的發(fā)送符號矢量的編碼比特的軟估計(jì),該發(fā)送矢量由接收器經(jīng)由信道從源接收到,

-從所述接收器的存儲器獲取具有整數(shù)項(xiàng)或高斯整數(shù)項(xiàng)的預(yù)定的矢量的列表,

-獲取所述源和接收器與接收符號之間的信道矩陣估計(jì),

-根據(jù)信道矩陣估計(jì)來獲取簡化的信道矩陣和基底變換矩陣,

-至少根據(jù)所述簡化的信道矩陣和所述接收符號,計(jì)算具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量,

-圍繞具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量,將所述預(yù)定列表的矢量移位并且獲取移位的矢量列表,

-根據(jù)屬于移位的矢量的列表的矢量并且根據(jù)從多維星座和基底變換矩陣獲取的變換的多維星座,計(jì)算所述編碼比特的軟估計(jì)。

圖2是表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的接收器的架構(gòu)的圖。

接收器rec例如具有基于通過總線201連接在一起的組件和由如圖3所公開的程序控制的處理器200的架構(gòu)。

這里,必須注意,接收器rec可以具有基于專用集成電路的架構(gòu)。

總線201將處理器200連接至只讀存儲器rom202、隨機(jī)存取存儲器ram203及無線接口205。

存儲器203包含旨在接收變量和與圖3所公開的算法相關(guān)的程序指令的寄存器。

處理器200控制無線接口205的工作。

只讀存儲器202包含與圖3所公開的算法相關(guān)的程序的指令,所述指令在接收器rec通電時被傳遞至隨機(jī)存取存儲器203。

下文參照圖3描述的算法的任何和所有步驟可以通過由可編程計(jì)算機(jī)器執(zhí)行一組指令或程序而在軟件中實(shí)現(xiàn),可編程計(jì)算機(jī)器諸如是pc(個人計(jì)算機(jī))、dsp(數(shù)字信號處理器)或微控制器;或者通過諸如fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)或asic(專用集成電路)的機(jī)器或?qū)S媒M件而按硬件來實(shí)現(xiàn)。

換句話說,接收器rec包括電路或包括電路的裝置,使得接收器rec執(zhí)行下文參照3描述的算法步驟。

圖3表示用于針對移位列表球形解碼器,基于量化的列表字母表執(zhí)行接收編碼比特的軟估計(jì)的算法。

更精確地說,本算法由接收器rec的處理器200執(zhí)行。

在步驟s30,處理器200執(zhí)行預(yù)定的矢量的列表的離線計(jì)算。

例如,處理器200使用如u.finkce和m.pohst在1985年發(fā)表于mathematicsofcomputationvol44pp463的、題名為“improvedmethodsforcalculatingvectorsofshortlengthinalatticeincludingacomplexityanalysis”的論文中所公開的方法,以便獲取格子的原點(diǎn)周圍的球形的矢量的列表。該預(yù)定列表可以是其它形式,就像通過列出屬于立方體形狀的所有矢量(即,各項(xiàng)由下限和上限界定的實(shí)部和虛部)的立方體的一樣。選擇該列表的大小以匹配目標(biāo)復(fù)雜度或fpga實(shí)現(xiàn)中的芯片組的大小。

在下一步驟s31,處理器200從無線接口i/f205獲取觀察y和矩陣信道估計(jì)h。

根據(jù)發(fā)送模型的定義,可以跨多個天線、時隙或子載波接收矢量y。

信道估計(jì)h例如通過允許估計(jì)h的每一個系數(shù)的前一信道估計(jì)步驟來獲取,例如通過使用由源src發(fā)送的導(dǎo)頻符號。

在mimo信道中,源src具有n個發(fā)送天線,并且接收器rec具有m個接收天線。m×n矩陣的系數(shù)h被認(rèn)為是具有零均值單位方差的高斯獨(dú)立相同分布。

在預(yù)編碼對角衰落信道的情況下,源src將m=n個qam符號與一m×m預(yù)編碼矩陣φ線性組合,并且在m個衰落信道之一上并行地發(fā)送m個線性組合中的每一個。并行發(fā)送由m×m對角矩陣δ表示,其中,δi,i是δ的第i個對角線系數(shù),并表示第i個平行衰落信道的衰落。

因此,m×m矩陣h將預(yù)編碼步驟與并行衰落信道上的傳輸?shù)穆?lián)結(jié)表示為h=δφ。

在下一步驟s32,處理器200計(jì)算信道簡化=hrt。hr是簡化的信道矩陣,而t是基底變換矩陣。根據(jù)矩陣h提供矩陣hr和t以使得h=hrt的信道簡化的計(jì)算根據(jù)lll簡化來獲取,舉例來說,如在alenstra、hlenstra以及l(fā).lovasz發(fā)表于mathematischeannalen,vol261,pp515-5321982的、題名為“factoringpolynomialswithrationalcoefficients”的論文中所公開的。

例如,如c.lingw.hmow和n.howgrave-graham2010年發(fā)表于computingresearchrepositoryvolabs/1006.1661的、題名為“variantsofthelllalgorithmindigitalcommunications.complexityanalysisandfixedcomplexityimplementation”的論文中所公開的,計(jì)算信道簡化。

例如,如c.pschnorr在1987年發(fā)表于theoreticalcomputerscience,vol53,pp201-224的、題名為“ahierarchyofpolynomialtimelatticebasisreductionalgorithms”的論文中所公開的,計(jì)算信道簡化。

在一實(shí)現(xiàn)的變型例中,為了使接收器rec的復(fù)雜度降低,處理器200離線地定義存儲在存儲器中的候選矩陣t的集合,而不在線地使用格基規(guī)約算法。

處理器200獲取信道矩陣h,對屬于候選矩陣t的集合的預(yù)定數(shù)量的候選的基底變換矩陣t執(zhí)行循環(huán),針對每一個候選的基底變換矩陣t計(jì)算簡化的信道hr=ht-1,并且處理器200例如將品質(zhì)因數(shù)定義為:

的被最小化的值,并且是轉(zhuǎn)置共軛運(yùn)算符,

-由被最大化的定義的值,其中,矩陣r通過qr分解hr=qr獲取,其中,q是酉矩陣并且r是上三角矩陣。

處理器200選擇優(yōu)化所述品質(zhì)因數(shù)的一對(t,hr)。

處理器200通過將候選矩陣t的集合初始化成空集并且將關(guān)聯(lián)的概率矢量初始化成空矢量來獲取離線優(yōu)化中的候選矩陣t的集合處理器200根據(jù)信道的預(yù)期分布(例如,根據(jù)獨(dú)立的相同分布的復(fù)高斯多變量分布)隨機(jī)生成信道矩陣h,其具有居中的和單位方差項(xiàng)。處理器200然后應(yīng)用如已經(jīng)公開的格基規(guī)約,以便獲取t和hr。處理器獲取候選矩陣t作為簡化的結(jié)果,并且如果所獲取的候選矩陣未在候選矩陣t的集合中則將所獲取矩陣t添加至候選矩陣t的集合或者修改關(guān)聯(lián)至所獲取的矩陣的發(fā)生概率。處理器200重復(fù)該操作給定次數(shù)。最后,處理器200選擇候選矩陣t的集合中的、具有最高概率的給定數(shù)量的矩陣t。

在一實(shí)現(xiàn)的變型例中,為了使接收器rec的復(fù)雜度降低,處理器200離線地定義存儲在存儲器中的候選矩陣hr的集合,而不在線地使用格基規(guī)約算法。處理器200獲取信道矩陣h,對屬于候選矩陣hr′的集合的預(yù)定數(shù)量的候選基矩陣hr執(zhí)行循環(huán),針對每個候選矩陣hr計(jì)算候選基底變換矩陣其中,表示將候選基底變換矩陣的每個系數(shù)舍入到最接近的整數(shù)值或高斯整數(shù),并且處理器200例如將品質(zhì)因數(shù)定義為的最小化的值。

處理器200選擇優(yōu)化品質(zhì)因數(shù)的一對(t,hr)。

處理器200通過將候選矩陣hr的集合初始化成空集合并且將關(guān)聯(lián)的概率矢量初始化成空矢量來獲取離線優(yōu)化中的候選矩陣hr的集合處理器200根據(jù)信道的預(yù)期分布(例如,根據(jù)獨(dú)立的相同分布的復(fù)高斯多變量分布)隨機(jī)生成信道矩陣h,其具有居中的和單位方差項(xiàng)。處理器200然后應(yīng)用格基規(guī)約,如已經(jīng)公開的那樣,以便獲取t和hr。處理器200獲取候選矩陣hr作為簡化的結(jié)果,并且如果所獲取的候選矩陣未在候選矩陣hr的集合中,則將所獲取矩陣hr添加至候選矩陣hr的集合或者修改關(guān)聯(lián)至所獲取矩陣的概率。處理器200重復(fù)該操作給定次數(shù)。最后,處理器200選擇候選矩陣hr的集合中的、具有最高概率的給定數(shù)量的矩陣hr。

如果信道矩陣是分圓預(yù)編碼對角信道,則簡化信道矩陣的集合根據(jù)針對分圓旋轉(zhuǎn)的分圓域的離線預(yù)處理來獲取。

實(shí)際上,如果φ是分圓旋轉(zhuǎn),則考慮關(guān)聯(lián)至分圓域的單位的候選矩陣δq的集合這些單位可以由表示為大小為n的矢量的n′個基本單位的集合{ui}構(gòu)成。

針對每個基本單位,處理器200定義對角矩陣bi,其中,對角線組元由限定,其中,符號diag將矩陣a的對角組元提取為矢量diaga=[a1,1,…,an,n]t,其中,ai,i是第i行和列的第i個元素。

最后,可以顯示出

其中,n′是小于或等于n的參數(shù)。

因此,處理器200根據(jù)例如隨機(jī)地選擇的格子矢量的集合(或者換句話說,k個矢量的隨機(jī)集合)來建立候選矩陣δq的集合然后,針對每個信道估計(jì)h,處理器200計(jì)算并從中選擇候選δq,使得

δ=ξδq

其中,ξ是δ到δq的量化誤差,并且例如使得值maxi(|log(|ξi|)|)被最小化。

然后,分圓旋轉(zhuǎn)的代數(shù)特性給出和hr=ξφ,這允許從δq的集合中得到矩陣t的集合

在下一步驟s33,處理器200計(jì)算rcm的新觀察

根據(jù)在步驟s31獲取的接收到的觀測y和在步驟s32獲取的簡化信道hr的逆矩陣,計(jì)算rcm的新觀察

在下一步驟s34,處理器200確定rcm中的最接近矢量y′的估計(jì)估計(jì)是具有整數(shù)坐標(biāo)的矢量。

rcm中的最接近矢量y′的估計(jì)例如是如下獲得的:首先基于ocm對y應(yīng)用mmse濾波器,之后是一個判定,然后乘以t,以便得到

例如,通過取得最接近的整數(shù)值(如果在復(fù)數(shù)維度下,則在實(shí)部和虛部上獨(dú)立地獲取),即通過首先計(jì)算x′,來獲取rcm中的最近矢量y′的估計(jì)

可選地,為了確保x屬于多維qam調(diào)制,需要一個附加步驟來計(jì)算z′=t-1x′,并且根據(jù)下式得到z″

以便最終獲取

在下一步驟s35,處理器200將周圍的預(yù)定列表移位,以生成列表這例如通過針對每一個計(jì)算矢量的集合來獲取。

在下一步驟s36,處理器200去除中的不屬于變換的多維星座的矢量并獲取列表

為了去除中的不屬于變換的多維星座的矢量,處理器200計(jì)算列表其按t-1變換被移位的列表的結(jié)果,然后應(yīng)用與的交集。實(shí)際上,該交集的實(shí)現(xiàn)比直接計(jì)算更容易,并且可以執(zhí)行如下

針對所有

·檢查

·檢查

·如果其中一個檢查為假,則從刪除矢量z

結(jié)果,剩余矢量的列表是并通過按t應(yīng)用變換來獲取列表

當(dāng)預(yù)先計(jì)算和存儲矩陣t的集合時,可以針對每個可能的t預(yù)先計(jì)算和存儲矢量的列表

在另一選項(xiàng)中,處理器200針對t和的所有可能的值存儲所有列表

在另一選項(xiàng)中,處理器200針對t和的所有可能的值存儲所有列表

在下一步驟s37,處理器200根據(jù)矢量的列表來計(jì)算編碼比特的軟估計(jì)。

根據(jù)一優(yōu)選實(shí)現(xiàn)模式,處理器200根據(jù)下式計(jì)算llr

其需要列表

在另一實(shí)現(xiàn)模式中,處理器200根據(jù)下式計(jì)算llr

其需要列表

在另一實(shí)現(xiàn)模式中,處理器200根據(jù)下式估計(jì)llr

其需要列表并且其中,通過僅計(jì)算一次矩陣矢量乘法而免去了一定的復(fù)雜度,而不是根據(jù)需要計(jì)算為許多矩陣矢量乘法hrx。

圖4表示了通過信道和格基規(guī)約的星座變換的幾何說明。

圖4a公開了作為星座的多維星座c的實(shí)部,其中為了例示起見,n=2。矢量被例示為黑點(diǎn),而白點(diǎn)是其它矢量

在mimo信道變換之后,包含矢量z的矩形星座被偏斜成在圖4c上作為黑點(diǎn)觀察到的、包含矢量的平行體星座被標(biāo)記為白點(diǎn)的觀察到的格子是由信道矩陣h定義的格子的其它矢量。這對應(yīng)于ocm。

在信道簡化之后,圖4b示出了具有包含矢量中的星座的觀察到的格子的最接近表述。圖4a與4c之間有一個基本改變,并且變換的多維星座中呈平行體。這對應(yīng)于rcm。

觀察到,無論信道h,從圖4b至圖4c的變換hr由于簡化的信道特性而幾乎正交,其涉及圖4b中繪制的球形,在按hr變換之后在圖4c中幾乎是球形的。

因此,本發(fā)明旨在繪制rcm而非ocm中的球形的矢量的列表。

變換的多維星座總是位于這意味著根據(jù)本發(fā)明,到格子的原點(diǎn)的最接近矢量的球形列表可以計(jì)算一次并且用于所有,并且移位成tz的硬估計(jì)。

由于可以離線完成矢量的列表的構(gòu)建,因而本發(fā)明免去了大量的復(fù)雜性。

可以觀察到圖4b中考慮的球形受t-1的影響而偏斜成圖4a中的橢球形。

此外,圖4b中的變換的多維星座受t的影響而成為圖4a中的qam矢量的矩形多維星座的偏斜版本。

因此,t現(xiàn)在扮演等效信道的角色,但是具有包含整數(shù)項(xiàng)的特性,并且以高概率地屬于有限的字母表。本發(fā)明使用該特性來進(jìn)一步免去復(fù)雜性。

最后,為了計(jì)算軟輸出檢測,僅考慮屬于星座的矢量,然后需要進(jìn)行選擇的操作來拒絕星座外的矢量。

自然,在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下,可以對上述本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行許多修改。

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