專利名稱：一種多輸入多輸出解碼器、接收機以及解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于縮放信號以提高多輸 入多輸出(MIM0)系統(tǒng)中接收機性能的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
為提高頻譜效率，MMO技術(shù)已被各種無線通信標(biāo)準(zhǔn)廣泛采用，如IEEE802. 16、 802. lln和演進(jìn)型通用陸地?zé)o線電接入(EUTRA)。在M頂O系統(tǒng)中，多數(shù)據(jù)流通過多天線在 相同的頻率-時間塊中被傳送。但是，基于最大似然(ML)算法的最優(yōu)化MIMO接收機卻十 分復(fù)雜。因此，近最優(yōu)化的MIMO接收機因為不那么復(fù)雜(如球譯碼和基于最大似然檢測器 的QR分解(QRD-MLD))而得到了發(fā)展。但是，尤其對于手持設(shè)備來說，這些近最優(yōu)化的接收 機仍然很復(fù)雜。 更實用的MIM0接收機以降低性能為代價而使用低復(fù)雜性的線性接收機(如迫零 (ZF)或最小均方誤差(匪SE)接收機)。在信道狀態(tài)信息對于接收機是已知時，ZF接收機 可以完全分離多數(shù)據(jù)流而不會引起任何交叉干擾。但是，ZF接收機放大了環(huán)境噪聲從而引 起整體性能下降。另一方面，匪SE接收機，由于考慮了交叉干擾和噪聲而得到更好的性能。 但是，匪SE接收機自身會導(dǎo)致對信號的有偏估計，并且因此引起性能降低，尤其對數(shù)據(jù)被相 位調(diào)制和幅度調(diào)制的高階調(diào)制(如16正交幅度調(diào)制(16QAM) 、64QAM等)更是這樣。
圖1顯示的是用于單載波系統(tǒng)的傳統(tǒng)的基于匪SE的MM0接收機100。該接收 機100包括多個天線102a-102n、多個射頻(RF)單元104a-104n、匪SE MIMO解碼器106、 多個解映射器(dem即per) 108a-108n和多個縮放單元110a-110n。信號103a-103n由天 線102a-102n接收。每個信號103a-103n被相應(yīng)的RF單元104a-104n進(jìn)行下變換(down convert)和數(shù)字化處理。數(shù)字化信號105a-105n流入匪SE MIMO解碼器106，在該解碼 器106中多數(shù)據(jù)流107a-107n被分離。分離后的數(shù)據(jù)流107a-107n流入相應(yīng)的解映射器 108a-108n，在這里數(shù)據(jù)的符號表示被轉(zhuǎn)換為軟比特109a-109n。匪SE MMO解碼器106也 計算匪SE MIMO解碼器106的匪SE輸出的有效信噪比(SNR) 11 la-11 ln，并發(fā)送該有效SNR 11 la-l 1 ln到各自的縮放單元110a-l 10n。軟比特109a-109n由相應(yīng)的縮放單元1 lOa-110n 按照有效SNRllla-llln進(jìn)行加權(quán)。加權(quán)后的軟比特113a-113n被發(fā)送到解碼器(未圖示) 以進(jìn)行解碼。 接收的信號可以被表述如下Y = V^"HX + N等式(1) 其中X是有m個元素的列向量，(Xm是從第m個天線發(fā)射的數(shù)據(jù))，Y是有n個元 素的列向量，(yn是由第n個天線接收的數(shù)據(jù))，H是信道矩陣，其元素h，代表在第m個發(fā) 射天線和第n個接收天線之間的信道系數(shù)，N是方差o 2情況下的噪聲，Es是每個符號的發(fā) 射功率。
圖2顯示的是圖1中匪SE MIM0解碼器106的詳細(xì)方框圖。匪SEMIMO解碼 器106包括R矩陣計算單元204、 SNR計算單元206和濾波單元208。 R矩陣計算單 元204接收信號功率與噪聲功率值201以及信道矩陣H202，并按如下計算矩陣R 205 :
R= H"H +工 H"等式(2) l 濯yl 其中上標(biāo)H表示矩陣的轉(zhuǎn)置共軛矩陣。信號功率與噪聲功率值201以及信道矩陣 202是基于數(shù)字化信號105a-105n而產(chǎn)生的，為簡化起見，產(chǎn)生信號功率與噪聲功率值201 以及信道矩陣202的特定模塊未在圖2中顯示。匪SE MMO解碼器106的濾波單元208接收相應(yīng)于數(shù)字化信號105a-105n的矩陣
纖
H〃Y-RY等式(3)
Y 203以及矩陣R 205，并執(zhí)行如下的符號估計X = 其中，《\^ = ~ 。估計的符號107a-107n然后被發(fā)送到圖1的相應(yīng)的解映射器 108a-108n。 SNR計算單元206計算有效的后匪SE SNR 111a-llln并把它們輸出到圖1的相應(yīng) 的縮放單元110a-110n進(jìn)行解映射后的縮放。對第n個數(shù)據(jù)流的有效的后匪SE SNR計算 如下 p n = SNR/ (BR11) m 等式(4) 其中下標(biāo)nn表示矩陣的第n個對角線元素。圖1的縮放單元110a-110n使得軟 比特109a-109n與由等式(3)獲得的相應(yīng)的后匪SE SNR相乘。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是關(guān)于一種用于縮放信號以提高多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中接收機性能 的方法和設(shè)備。MIMO接收機包括匪SE MIMO解碼器、前縮放單元、解映射器和后縮放單元。 匪SE MMO解碼器對接收的信號執(zhí)行MMO解碼，以分離經(jīng)由多個數(shù)據(jù)流發(fā)射的多個符號。 執(zhí)行解映射前的縮放和解映射后的縮放是用以提高接收機的性能。前縮放單元對符號應(yīng)用 前縮放系數(shù)以產(chǎn)生前縮放后的符號。每一前縮放后的符號被解映射器轉(zhuǎn)換為軟比特。然后 后縮放單元對所述軟比特應(yīng)用后縮放系數(shù)。后縮放系數(shù)是信號干擾噪聲比(SINR)。在解映 射后的縮放中考慮交叉干擾，以為隨后的解碼獲得更準(zhǔn)確的軟比特。
本發(fā)明提供一種最小均方誤差多輸入多輸出解碼器，包括
R矩陣計算單元，被配置成 接收信號功率值、噪聲功率值以及信道矩陣(H);以及 計算R矩陣，其中R-
廣
V1
乂
雄
H' W矩陣計算單元，與所述R矩陣計算單元通信，該W矩陣計算單元被配置成 接收H矩陣和R矩陣； 計算W矩陣，其中W二RH;以及 將該W矩陣發(fā)送到前縮放單元； 后縮放系數(shù)計算單元，與所述R矩陣計算單元和W矩陣計算單元通信，該后縮放系數(shù)計算單元被配置成 接收所述R矩陣和W矩陣； 根據(jù)
公式二
<formula>formula see original document page 6</formula>
的第n個元素的平方，Es是每個符號的發(fā)射功率；以及 將所述后縮放系數(shù)發(fā)送到后縮放單元；禾口 濾波單元，與所述R矩陣計算單元通信，該濾波單元被配置成 接收數(shù)字化信號(Y)的矩陣和所述R矩陣；
十算后縮放系數(shù)，其中wm2是W矩陣 根據(jù)公式X-層.
HwY = RY執(zhí)行符號估計；以及
括
將所估計的符號發(fā)送到所述前縮放單元。
本發(fā)明還提供一種用于解碼最小均方誤差多輸入多輸出信號的方法，該方法包
接收信號功率值、噪聲功率值、信道矩陣(H)以及數(shù)字化信號(Y)的矩陣；
計算R矩陣，其中R- H"H +
雄
計算W矩陣，其中W
根據(jù)公式;<formula>formula see original document page 6</formula>
的第n個元素的平方，Es是每個符號的發(fā)射功率；
z , A一1
計算后縮放系數(shù)，其中wm2是W矩陣 根據(jù)公式X-
、
H"Y-RY執(zhí)行符號估計；
纖」
將所述W矩陣和所估計的符號發(fā)送到前縮放單元；以及 將所述后縮放系數(shù)發(fā)送到后縮放單元。
本發(fā)明還提供一種多輸入多輸出(MIMO)接收機，被配置成縮放用于在MMO無線
通信解碼的所接收的信號，該接收機包括 多個天線，每個天線被配置成接收信號； 多個射頻(RF)單元，一個RF單元與多個天線中的一個通信，每個RF單元被配置 成下變換并數(shù)字化所接收的信號； 多個快速傅里葉變換(FFT)單元， 一個FFT單元與多個RF單元中的一個通信，每 個FFT單元被配置成將數(shù)字化信號變換成頻域數(shù)據(jù)； 多個MMO解碼器，與所述多個FFT單元通信，每個MMO解碼器被配置成在頻域數(shù) 據(jù)上執(zhí)行MMO解碼以對經(jīng)由多個數(shù)據(jù)流傳輸?shù)亩鄠€符號進(jìn)行解耦； 多個前縮放單元，與多個MIMO解碼器通信，每個前縮放單元被配置成將前縮放系 數(shù)應(yīng)用到對應(yīng)的符號以生成前縮放后的符號； 多個解映射器，一個解映射器與所述前縮放單元中的一個通信，每個解映射器被 配置成將前縮放后的符號解映射成軟比特；以及 多個后縮放單元，與所述多個MIMO解碼器和多個解映射器中的一個通信，每個后縮放單元被配置成將后縮放系數(shù)應(yīng)用到所述軟比特，其中所述符號是基于最小均方誤差 (匪SE)標(biāo)準(zhǔn)而被獲得的，且所述前縮放系數(shù)是矩陣W的對角線元素，其中W = RH，R是接收
<formula>formula see original document page 7</formula>處理矩陣R-. 纖.
復(fù)用(0FDM))和單載波系統(tǒng)
H"，H是信道矩陣。本發(fā)明適用于多載波系統(tǒng)(如正交頻分
從以下關(guān)于優(yōu)選實施方式的描述中可以更詳細(xì)地了解本發(fā)明，這些優(yōu)選實施方式 是作為實例給出的，并且是結(jié)合附圖而被理解的，其中 圖1顯示的是用于單載波系統(tǒng)的傳統(tǒng)的基于匪SE的MMO接收機；
圖2顯示的是圖1中的匪SE MMO解碼器的詳細(xì)方框圖；
圖3顯示的是根據(jù)本發(fā)明的單載波MMO系統(tǒng)的匪SE接收機；
圖4顯示的是圖3的匪SE MMO解碼器的示例性方框圖；
圖5顯示的是根據(jù)本發(fā)明的OF匿M頂O接收機；
圖6顯示的是本征波束成形的信道模型。
具體實施例方式
當(dāng)下文中提及時，術(shù)語"接收機"包括但不限于無線發(fā)射/接收單元(WTRU)、用戶 設(shè)備(UE)、移動站、固定或移動用戶單元、尋呼機、蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、計算機 或能夠在無線環(huán)境中操作的任何其他類型的用戶裝置。術(shù)語"接收機"同樣可以包括但不 限于基站、節(jié)點B、站點控制器、接入點(AP)或任何能夠在無線環(huán)境中操作的其他類型的接 口連接裝置。 根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行解映射前的縮放和解映射后的縮放都可以提高接收機的性能。 解映射前的縮放參考調(diào)制星座調(diào)整后匪SE信號，解映射后的縮放按照相應(yīng)的SINR調(diào)整軟 比特(即對數(shù)似然比(LLR))。在本發(fā)明中，先執(zhí)行無偏信號估計，這對高階調(diào)制符號解映射 是必要的，同時避免放大環(huán)境噪聲。然后在解映射后的縮放中考慮交叉干擾，為后續(xù)解碼獲 得更準(zhǔn)確的軟比特。 圖3顯示的是根據(jù)本發(fā)明的用于單載波MMO系統(tǒng)的匪SE接收機300。該接收機 300包括多個天線302a-302n、多個RF單元304a-304n、匪SEMMO解碼器306、多個前縮放 單元310a-310n、多個解映射器312a-312n和多個后縮放單元314a-314n。信號303a-303n 由天線302a-302n接收。每個接收到的信號303a-303n由相應(yīng)的RF單元304a-304n進(jìn)行 下變換和數(shù)字化處理。數(shù)字化信號305a-305n流入匪SE MIMO解碼器306，在該解碼器306 中經(jīng)由多數(shù)據(jù)流發(fā)送的符號307a-307n被分離。 匪SE MMO解碼器306根據(jù)等式(2)執(zhí)行符號估計，并且輸出符號307a-307n 到前縮放單元310a-310n。 MMO解碼器306也計算用于符號307a_307n的前縮放系數(shù) 308a-308n，并輸出該前縮放系數(shù)308a_308n到相應(yīng)的前縮放單元310a-310n。每個前縮放 單元310a-310n對相應(yīng)的符號307a_307n應(yīng)用該前縮放系數(shù)308a_308n以產(chǎn)生前縮放后的 符號311a-311n。前縮放后的符號311a-311n流入解映射器312a-312n，解映射器312a-312n 將這些前縮放后的符號311a-311n轉(zhuǎn)換成軟比特313a_313n。
匪SE MM0解碼器306通過考慮交叉數(shù)據(jù)流干擾也計算后縮放系數(shù)309a-309n。 后縮放系數(shù)309a-309n實質(zhì)上就是SINR，不同于傳統(tǒng)方法中使用的SNR。每個后縮放單元 314a-314n對相應(yīng)的軟比特313a_313n應(yīng)用相應(yīng)的后縮放系數(shù)309a-309n。加權(quán)后的軟比 特315a-315n被發(fā)送到解碼器(未圖示)用于解碼。 圖4顯示的是圖3的匪SE MIMO解碼器306的示例性方框圖。匪SEMMO解碼器 306包括R矩陣計算單元404、W矩陣計算單元406、后縮放系數(shù)計算單元408以及濾波單元 410。匪SE MMO解碼器306的R矩陣計算單元404接收信號功率與噪聲功率值401以及 信道矩陣H 402，并按照等式(2)計算矩陣R 405。信號功率與噪聲功率值401以及信道矩 陣402是基于圖3的數(shù)字化信號305a-305n產(chǎn)生的，為簡化起見在圖4中未顯示產(chǎn)生信號 功率與噪聲功率值401和信道矩陣H 402的特定模塊。匪SE MMO解碼器306的W矩陣計 算單元406接收R矩陣405和H矩陣402，并計算W矩陣407， W = RH。 W矩陣計算單元406 輸出W矩陣407到后縮放系數(shù)計算單元408和圖3中的前縮放單元310a-310n。
濾波單元410接收相應(yīng)于數(shù)字化信號305a-305n的矩陣Y 403和矩陣R405，并 按照等式(3)執(zhí)行符號估計。估計的符號307a-307n被發(fā)送到圖3中相應(yīng)的前縮放單 元310a-310n。通過用;^的第n個元素除以矩陣W 407的第n個對角線元素，前縮放單元 310a-310n縮放估計的符號307a-307n(即后匪SE符號估計i )。 后縮放系數(shù)計算單元408計算后縮放系數(shù)309a-309n并輸出該后縮放系數(shù) 309a-309n到圖3中相應(yīng)的后縮放單元314a-314n。通過考慮交叉數(shù)據(jù)流干擾來計算后縮 放系數(shù)309a-309n。 MMO解碼之后，第n個數(shù)據(jù)流的有效信號功率變成wm2Es，噪聲功率變 成(RRH)mo 2，而對第n個數(shù)據(jù)流的干擾變成((WHW)mim2)Es。第n個數(shù)據(jù)流的SINR(即后
縮縣數(shù))如下:K^t^fc^K等式(5) 圖3中的后縮放單元314a-314n把軟比特與相應(yīng)的SINR相乘。
應(yīng)當(dāng)注意圖3和圖4只是作為例子來提供，而不作為限制，并且圖3和圖4中顯 示的一些功能模塊可以被合并或是分離，并且操作順序也可能改變。例如，前縮放單元 310a-310n可以和匪SE M頂O解碼器306合并。 本發(fā)明同樣適用于OF匿MIMO系統(tǒng)。圖5顯示的是根據(jù)本發(fā)明的OF匿MMO接收 機500。該接收機500包括多個天線502a-502n、多個RF單元504a-504n、多個快速傅里葉 變換(FFT)單元506a-506n、多個MM0解碼器508a-508k、多個前縮放單元512aa-512kn、 多個解映射器514aa-514kn以及多個后縮放單元516aa-516kn。信號503a-503n由天線 502a-502n接收。每個接收到的信號503a-503n由相應(yīng)的RF單元504a-504n進(jìn)行下變換和 數(shù)字化處理。數(shù)字化信號505a-505n由FFT單元506a_506n轉(zhuǎn)換成頻域數(shù)據(jù)507aa-507kn。 每個FFT單元506a-506n輸出k個副載波信號。 在FFT之后，來自多個FFT單元506a_506n的在相同副載波上的信號流入相應(yīng)的 匪SE MIM0解碼器508a-508k。每個匪SE MIMO解碼器508a-508k按照等式(2)執(zhí)行符號估 計。匪SE MIM0解碼器508a-508k輸出符號509aa-509kn到前縮放單元512aa-512kn。匪SE MIMO解碼器508a-508k也為符號509aa-509kn計算前縮放系數(shù)510aa-510kn，并輸出該前 縮放系數(shù)510aa-510kn到相應(yīng)的前縮放單元512aa-512kn。每個前縮放單元512aa-512kn 將相應(yīng)的前縮放系數(shù)510aa-510kn應(yīng)用到相應(yīng)符號509aa-509kn以產(chǎn)生前縮放后的符號513aa-513kn。該前縮放后的符號513aa-513kn然后流入到解映射器514aa-514kn，解映射 器514aa-514kn將所述前縮放后的符號513aa-513kn轉(zhuǎn)換成軟比特515aa-515kn。
匪SE MM0解碼器508a-508k按照等式(5)同樣計算后縮放系數(shù)511aa-511kn (即 SINR)。后縮放單元516aa-516kn將后縮放系數(shù)511aa-511kn應(yīng)用到軟比特515aa-515kn。 加權(quán)的軟比特515aa-515kn被發(fā)送到解碼器(未圖示)以進(jìn)行解碼。 根據(jù)其他的實施方式，基于奇異值分解(SVD)、特征值分解(EVD)或類似方法的本 征波束成形被實施用于在接收機與發(fā)射機之間發(fā)送數(shù)據(jù)。圖6顯示的是本征波束成形的信 道模型。信道矩陣H的SVD如下 SVD (H) = UDVH 等式(6) 其中，V是MT X MT的酉矩陣，U是包含特征向量HHH的酉矩陣，V是包含特征向量HHH
的酉矩陣。矩陣D是其對角線元素是H的奇異值的對角矩陣，奇異值是{A， A2，…，AJ。 在接收機，預(yù)編碼矩陣V與發(fā)送符號向量s相乘，用于發(fā)送預(yù)編碼如下 X = Vs 等式(7) 在接收機接收到的信號如下 Y = HVs+N 等式(8) 本征波束成型的系統(tǒng)的匪SE接收機可以由接收處理矩陣R如下定義
R =
H"等式(9)S層. 其中g(shù) = HV是有效信道矩陣。 使用接收處理矩陣R，參考矩陣W ( W = R會)在非波束成形的情況下計算。通過 將后匪SE信號估計^的第n個元素除以W的第n個對角線元素執(zhí)行前縮放。
匪SE解碼后第n個數(shù)據(jù)流的噪聲功率變?yōu)?RRH)mo 2。同樣的，交叉數(shù)據(jù)流干擾和 有效SINR也在非波束成形情況下按照等式(5)進(jìn)行計算。有效SINR然后與軟比特相乘。
可替換地，本征波束成形的MMO系統(tǒng)的MMO解碼器可以利用匹配濾波 器實施。MIMO解碼器(即所述匹配濾波器)執(zhí)行下面的操作以估計發(fā)送符號s:
A
S = D77""!^ Z^t/,"j^+w = (u^^/z^+w = /y/DiS(w等式(io) 因此s可以被檢測而無需執(zhí)行匪SE類型檢測器的連續(xù)干擾消除。DHD是由H的特 征值形成的對角矩陣。第n個數(shù)據(jù)流的前縮放系數(shù)按(X)"Z))"" -g進(jìn)行計算。按照等式(10) 估計的符號被相應(yīng)的前縮放系數(shù)相除。 第n個數(shù)據(jù)流的SNR變成如下SW (0-^^-^等式(11)
《O" O" 其作為后縮放系數(shù)使用。解映射后的每個數(shù)據(jù)流的軟比特和相應(yīng)的SNR相乘。
實施例 1. —種在MMO無線通信系統(tǒng)中縮放用于解碼的信號的方法。
2.如實施例1所述的方法，包括經(jīng)由多個天線接收信號。 3.如實施例2所述的方法，包括對所述信號執(zhí)行MIMO解碼，以產(chǎn)生經(jīng)由多個數(shù)據(jù) 流發(fā)送的多個符號。 4.如實施例1-3中任一實施例所述的方法，還包括為每個符號計算前縮放系數(shù)和后縮放系數(shù)。 5.如實施例4所述的方法，包括將前縮放系數(shù)應(yīng)用到相應(yīng)的符號以產(chǎn)生前縮放后 的符號。 6.如實施例5所述的方法，包括將前縮放后的符號解映射成軟比特。 7.如實施例6所述的方法，包括將后縮放系數(shù)應(yīng)用到相應(yīng)的軟比特。 8.如實施例7所述的方法，其中后縮放系數(shù)為SINR。 9.如實施例3-8中任一實施例所述的方法，其中所述符號是基于匪SE標(biāo)準(zhǔn)獲得 的。 10.如實施例4-9中任一實施例所述的方法，其中前縮放系數(shù)是矩陣W的對角線元 11.如實施例10所述的方法，其中后縮放系數(shù)是
號的功率。 12.如實施例1-11中任一實施例所述的方法，其中MM0無線通信系統(tǒng)是單載波 MM0系統(tǒng)。 13.如實施例1-11中任一實施例所述的方法，其中MMO無線通信系統(tǒng)是OF匿 MMO系統(tǒng)。 14.如實施例2-13中任一實施例所述的方法，其中本征波束成形在發(fā)射機中被執(zhí) 行以發(fā)送信號。 15.如實施例3-14中任一實施例所述的方法，其中MMO解碼由匹配濾波器執(zhí)行。
16. —種在MMO無線通信系統(tǒng)中的MMO接收機，被配置成縮放用于解碼的接收到 的信號。 17.如實施例16所述的MMO接收機，包括多個天線，用于接收信號。 18.如實施例17所述的MMO接收機，包括MMO解碼器，用于對信號執(zhí)行MMO解
碼以分離經(jīng)由多個數(shù)據(jù)流發(fā)送的多個符號。 19.如實施例18所述的MMO接收機，包括前縮放單元，用于將前縮放系數(shù)應(yīng)用到 相應(yīng)的符號以產(chǎn)生前縮放后的符號。 20.如實施例19所述的MMO接收機，包括解映射器，用于將前縮放后的符號解映 射為軟比特。 21.如實施例20所述的MMO接收機，包括后縮放單元，用于將后縮放系數(shù)應(yīng)用到 軟比特。 22.如實施例21所述的MMO接收機，其中后縮放系數(shù)是SINR。 23.如實施例18-22中任一實施例所述的MMO接收機，其中所述符號是基于匪SE
標(biāo)準(zhǔn)獲得的。 24.如實施例19-23中任一實施例所述的MMO接收機，其中前縮放系數(shù)是矩陣W
素，W
ex2 +((WHW)
，其中wm2是矩陣W的第n個元素的平方，Es是所發(fā)送《
的對角線元素，W = RH， R是接收處理矩陣<formula>formula see original document page 10</formula>H"，H是信道矩陣。
25.如實施例24所述的MM0接收機，其中后縮放系數(shù)是 w2 &
(RR"U2+((WK義，其中^魏陣W的第n個元素的平方，&是所發(fā)送十 號的功率。 26.如實施例16-25中任一實施例所述的MM0接收機，其中MMO接收機是單載波 MMO接收機。 27.如實施例16-25中任一實施例所述的MMO接收機，其中MMO接收機是OFDM MMO接收機。 28.如實施例17-27中任一實施例所述的MIMO接收機，其中本征波束成形在發(fā)射 機中被執(zhí)行以發(fā)送信號。 29.如實施例18-28中任一實施例所述的MMO接收機，其中MMO解碼器是匹配濾 波器。 雖然本發(fā)明的特征和元素在優(yōu)選的實施方式中以特定的結(jié)合進(jìn)行了描述，但每個 特征或元素可以在沒有所述優(yōu)選實施方式的其他特征和元素的情況下單獨使用，或在與或 不與本發(fā)明的其他特征和元素結(jié)合的各種情況下使用。本發(fā)明提供的方法或流程圖可以在 由通用計算機或處理器執(zhí)行的計算機程序、軟件或固件中實施，其中所述計算機程序、軟件 或固件是以有形的方式包含在計算機可讀存儲介質(zhì)中的，關(guān)于計算機可讀存儲介質(zhì)的實例 包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、寄存器、緩沖存儲器、半導(dǎo)體存儲設(shè)備、內(nèi) 部硬盤和可移動磁盤之類的磁介質(zhì)、磁光介質(zhì)以及CD-ROM碟片和數(shù)字多功能光盤(DVD)之 類的光介質(zhì)。 舉例來說，恰當(dāng)?shù)奶幚砥靼ㄍㄓ锰幚砥鳌Ｓ锰幚砥?、傳統(tǒng)處理器、數(shù)字信號處 理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核心相關(guān)聯(lián)的一個或多個微處理器、控制器、微控制器、 專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)電路、任何一種集成電路(IC)和/或狀態(tài) 機。 與軟件相關(guān)聯(lián)的處理器可以用于實現(xiàn)射頻收發(fā)信機，以在無線發(fā)射接收單元 (WTRU)、用戶設(shè)備(UE)、終端、基站、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)或是任何一種主機計算機中 加以使用。WTRU可以與采用硬件和/或軟件形式實施的模塊結(jié)合使用，例如相機、攝像機模 塊、視頻電路、揚聲器電話、振動設(shè)備、揚聲器、麥克風(fēng)、電視收發(fā)信機、免提耳機、鍵盤、藍(lán)牙 ⑧模塊、調(diào)頻(FM)無線電單元、液晶顯示器(LCD)顯示單元、有機發(fā)光二極管(OLED)顯示 單元、數(shù)字音樂播放器、媒體播放器、視頻游戲機模塊、因特網(wǎng)瀏覽器和/或任何一種無線 局域網(wǎng)(WLAN)模塊。
權(quán)利要求
一種最小均方誤差多輸入多輸出解碼器，包括R矩陣計算單元，被配置成接收信號功率值、噪聲功率值以及信道矩陣(H)；以及計算R矩陣，其中 <mrow><mi>R</mi><mo>=</mo><msup> <mrow><mo>(</mo><msup> <mi>H</mi> <mi>H</mi></msup><mi>H</mi><mo>+</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mi>SNR</mi></mfrac><mo>)</mo> </mrow> <mrow><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></msup><msup> <mi>H</mi> <mi>H</mi></msup><mo>;</mo> </mrow>W矩陣計算單元，與所述R矩陣計算單元通信，該W矩陣計算單元被配置成接收H矩陣和R矩陣；計算W矩陣，其中W＝RH；以及將該W矩陣發(fā)送到前縮放單元；后縮放系數(shù)計算單元，與所述R矩陣計算單元和W矩陣計算單元通信，該后縮放系數(shù)計算單元被配置成接收所述R矩陣和W矩陣；根據(jù)公式 <mfrac><mrow> <msubsup><mi>w</mi><mi>nn</mi><mn>2</mn> </msubsup> <msub><mi>E</mi><mi>s</mi> </msub></mrow><mrow> <msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <msup><mi>R</mi><mi>H</mi> </msup> <mo>)</mo></mrow><mi>nn</mi> </msub> <msup><mi>σ</mi><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <mrow><mo>(</mo><msub> <mrow><mo>(</mo><msup> <mi>W</mi> <mi>H</mi></msup><mi>W</mi><mo>)</mo> </mrow> <mi>nn</mi></msub><mo>-</mo><msubsup> <mi>w</mi> <mi>nn</mi> <mn>2</mn></msubsup><mo>)</mo> </mrow> <msub><mi>E</mi><mi>s</mi> </msub></mrow> </mfrac>計算后縮放系數(shù)，其中wnn2是W矩陣的第n個元素的平方，Es是每個符號的發(fā)射功率；以及將所述后縮放系數(shù)發(fā)送到后縮放單元；和濾波單元，與所述R矩陣計算單元通信，該濾波單元被配置成接收數(shù)字化信號(Y)的矩陣和所述R矩陣；根據(jù)公式 <mrow><mover> <mi>X</mi> <mo>^</mo></mover><mo>=</mo><msup> <mrow><mo>(</mo><msup> <mi>H</mi> <mi>H</mi></msup><mi>H</mi><mo>+</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mi>SNR</mi></mfrac><mo>)</mo> </mrow> <mrow><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></msup><msup> <mi>H</mi> <mi>H</mi></msup><mi>Y</mi><mo>=</mo><mi>RY</mi> </mrow>執(zhí)行符號估計；以及將所估計的符號發(fā)送到所述前縮放單元。
2. —種用于解碼最小均方誤差多輸入多輸出信號的方法，該方法包括 接收信號功率值、噪聲功率值、信道矩陣(H)以及數(shù)字化信號(Y)的矩陣；計算R矩陣，其中<formula>formula see original document page 2</formula>計算W矩陣，其中W = RH;<formula>formula see original document page 2</formula>個元素的平方，Es是每個符號的發(fā)射功率；根據(jù)公式l計算后縮放系數(shù)，其中wm2是W矩陣的第n根據(jù)公式X:<formula>formula see original document page 2</formula>行符號估計；證」將所述W矩陣和所估計的符號發(fā)送到前縮放單元；以及 將所述后縮放系數(shù)發(fā)送到后縮放單元。
3. —種多輸入多輸出(MIMO)接收機，被配置成在MMO無線通信中縮放用于解碼的所 接收的信號，該接收機包括多個天線，每個天線被配置成接收信號；多個射頻(RF)單元，一個RF單元與多個天線中的一個通信，每個RF單元被配置成下 變換并數(shù)字化所接收的信號；多個快速傅里葉變換(FFT)單元，一個FFT單元與多個RF單元中的一個通信，每個FFT 單元被配置成將數(shù)字化信號變換成頻域數(shù)據(jù)；多個MMO解碼器，與所述多個FFT單元通信，每個MMO解碼器被配置成在頻域數(shù)據(jù)上 執(zhí)行MIMO解碼以對經(jīng)由多個數(shù)據(jù)流傳輸?shù)亩鄠€符號進(jìn)行解耦；多個前縮放單元，與多個MIMO解碼器通信，每個前縮放單元被配置成將前縮放系數(shù)應(yīng) 用到對應(yīng)的符號以生成前縮放后的符號；多個解映射器， 一個解映射器與所述前縮放單元中的一個通信，每個解映射器被配置 成將前縮放后的符號解映射成軟比特；以及多個后縮放單元，與所述多個MIMO解碼器和多個解映射器中的一個通信，每個后縮放 單元被配置成將后縮放系數(shù)應(yīng)用到所述軟比特，其中所述符號是基于最小均方誤差(匪SE) 標(biāo)準(zhǔn)而被獲得的，且所述前縮放系數(shù)是矩陣W的對角線元素，其中W = RH， R是接收處理矩陣R- H"H +工 H、H是信道矩陣。 、 5TW J
4. 如權(quán)利要求3所述的MMO接收機，其中所述后縮放系數(shù)是信號干擾噪聲比(SINR)。
5. 如權(quán)利要求3所述的MMO接收機，其中所述后縮放系數(shù)是(RR"U2+ff;)OT—O ，其巾C是所艦陣W , n個元飾平方，&魏個 符號的發(fā)射功率。
全文摘要
一種多輸入多輸出(MIMO)解碼器、接收機以及解碼方法，該接收機包括MIMO解碼器、前縮放單元、解映射器和后縮放單元。MIMO解碼器在頻域數(shù)據(jù)上執(zhí)行MIMO解碼以對經(jīng)由多個數(shù)據(jù)流傳輸?shù)亩鄠€符號進(jìn)行解耦。執(zhí)行解映射前的縮放和解映射后的縮放以提高接收機性能。前縮放單元將前縮放系數(shù)應(yīng)用到對應(yīng)的符號以生成前縮放后的符號。解映射器將前縮放后的符號解映射成軟比特。后縮放單元然后將后縮放系數(shù)應(yīng)用到所述軟比特。后縮放系數(shù)是信號干擾噪聲比(SINR)。在解映射后的縮放中考慮交叉干擾以為隨后的解碼獲得更準(zhǔn)確的軟比特。本發(fā)明適用于多載波系統(tǒng)(如正交頻分復(fù)用(OFDM))和單載波系統(tǒng)。
文檔編號H04L1/20GK101783698SQ200910266050
公開日2010年7月21日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者R·L·奧勒森, Y·李 申請人:交互數(shù)字技術(shù)公司