无线通信系统中的方法和节点的制作方法

文档序号:7794495阅读:184来源:国知局
无线通信系统中的方法和节点的制作方法
【专利摘要】UE(120)和UE(120)中的方法(500),用于对从无线网络节点(110)接收到的信号进行MIMO检测,所述无线网络节点(110)包括在无线通信网络(100)中。所述方法(500)包括接收(501)无线网络节点(110)的信号。所述方法(500)还包括建立(510)假设候选向量的列表。此外,所述方法(500)还包括计算(511)已建立(510)的假设候选向量的列表的路径度量,从而利用已计算的路径度量计算LLR以实现MIMO检测。
【专利说明】无线通信系统中的方法和节点
【技术领域】
[0001]本文所述的实施方式大体上涉及一种用户设备以及一种用户设备中的方法。具体而言,本文描述了一种改进的MIMO检测方案。
【背景技术】
[0002]用户设备(UE)也称为接收者、移动台、无线终端和/或移动终端,被启用于在无线通信系统(有时也称为蜂窝无线系统或无线通信网络)中进行无线通信。可以通过无线接入网(RAN)以及可能一个或多个核心网在如UE之间,UE与有线电话之间和/或UE与服务器之间进行通信。无线通信可包括例如语音、消息、分组数据、视频、广播等各种通信服务。
[0003]UE可进一步称为移动电话、蜂窝电话、平板电脑或者有无线功能的笔记本电脑等。本文中的UE可以为,例如,便携式、口袋式、手持式、计算机内含或车载式的移动设备,其开启后可通过无线接入网络与另一实体(例如另一 UE或服务器)进行语音和/或数据通信。
[0004]无线通信网络覆盖一个地理区域,其在一些接入技术中划分为小区区域,每个小区区域由一个无线网络节点或基站服务,例如无线基站(RBS)或基站收发信台(BTS),其在一些网络中,依据所用技术和术语,可称为“ eNB ”、“ eNodeB ”、“NodeB ”或“B node ”。
[0005]有时,所使用的“小区”表达可用于表示无线网络节点本身。然而,该小区在普通术语中还可用于表示地理区域,其中由基站站点中的无线网络节点提供无线覆盖。位于基站站点的无线网络节点可以服务一个或者几个小区。无线网络节点通过在射频上运行的空中接口与各无线网络节点范围内的UE进行通信。
[0006]在某些无线接入网络中,几个无线网络节点可以通过比如线路或者微波连接到如通用移动通讯系统(UMTS)中的无线网络控制器(RNC)。所述RNC,如在GSM中有时也称为基站控制器(BSC),可以监督并协调多个与其相连的无线网络节点的各种活动。GSM是全球移动通信系统的简称(最初名称为:移动专家组移动通信特别小组)。
[0007]在第三代移动通信标准化伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE) /高级LTE中,无线网络节点,也称为eNodeB或eNB,可以连接到一个网关,例如无线接入网关,也可以连接到一个或多个核心网。
[0008]在本文中,下行链路(DL),下游链路或前向链路这些表达可用于描述从无线网络节点到UE的传输路径。上行链路(UL)、上游链路或反向链路这些表达可用于描述相反方向的传输路径,即从UE到无线网络节点。
[0009]第三代移动通信之后的通信系统,例如3GPP LTE,在UE接收器处使用多入多出(MIMO)和正交频分复用(OFDM)接入方案来提供下行链路中的高数据速率。在LTE中,例如,UE类型5(支持4x4MM0),下行链路能够支持高达300Mbps的数据速率;以及在高级LTE中,例如UE类型8,下行链路能够支持高达3Gbps(每秒千兆位),即,高达8层的数据速率。
[0010]为了满足典型场景下的这些高数据速率要求,寻求高性能(近似最优)但低复杂度的MMO检测器。但是,MMO检测是充满挑战性的任务。考虑具有M-QAM输入的NxN MIMO系统,那么,全复杂度的最大对数后验概率(MLM)检测的复杂度是O(Mn) (MAP是最大后验概率)。例如,LTE/LTE-A支持4x464-QAM MIMO (即,Ν=4,Μ=64),并在不久的将来其将扩展为Ν=8并可能Μ=256,这使得复杂度水平各自为约1.6e7和约1.8el9。根据先前已知的解决方案,甚至第一个数字也远远超出在现有技术UE中可行的数字。
[0011]寻求合适的MIMO检测器,即对大的N和M值以及各种信道码率有鲁棒性的MIMO检测器。进一步地,也需要此检测器的有效实施方式。因此,可对此种检测器提出四点要求,即:
[0012](i)检测器必须具有恒定复杂度(因此球形检测的变体被排除在外)。
[0013](ii)算术运算的数目必须保持较低。
[0014](iii)检测器对大的M (复杂度应当仅与M成适当比例放大)和所有各种信道码率(排除K-best的变量)具有鲁棒性。
[0015](iv)性能必须几乎与全搜索,即,全复杂度的最大对数后验概率(MLM) —样好。
[0016]根据一些现有技术解决方案,上述特定要求的目标(i)和部分目标(iii)可以通过以下方式部分地解决:
[0017]应用最小均方差(MMSE)滤波器并根据其输出,仅仅在每个空间层保存Mk(ke {1,...N})个信号点。然后,可为保存的信号点的所有组合计算路径度量,共有
ΠΜ k个此种组合。这可以至少在一定程度上解决了要求(i),因为复杂度是恒定的,正如
每层的搜索空间由预先定义的数字Mk所限制。
[0018]另外,由于与全搜索相比,搜索空间可以比大多数的调制编码率小,可部分实现要求(iii),并且同时满足要求(i)。但是,由于作者只运用了线性最小均方误差(LMMSE)检测器,其在生成“好”而小搜索空间意义上较弱,强调其部分实现要求(iii),即,对例如64正交调幅(QAM)的高阶调制星座图和更高的编码率不具有鲁棒性。换句话说,尽管其可以满足要求(iii),但未满足(iv),因为初始的MMSE处理步骤太弱而无法降低最有可能候选的空间,尤其针对想要处理的大型调制、高编码率和/或空间相关信道情形。
[0019]但是,现有技术解决方案也未能满足上述要求(ii),因为必须发明一种方法用于有效计算所有组合的路径度量。
[0020]用于MLM检测的递归计算的此种计算技术在其他现有技术中已知。本质上,根据该技术,MLM几乎不需要乘法运算,每个候选仅需要3次加法运算。这解决了要求(ii),但是仅针对MLM检测。因此,已知现有技术计算方法不能应用到LTE-A,因为MLM具有相当大数量的向量需要测试(N=4,M=64时为16777216)。
[0021]本发明的重点在于开发一种检测器,其从已知现有技术方法继承了要求(i)和
(iii),但在完全解决要求(iv)这种方式上进行了扩展,而同时扩展已知现有技术计算技术,使得该技术不再只应用到全搜索,即,MLM,而且还能用到检测器上,从而也能满足要求
(ii)o
[0022]因此,一个普遍的问题在于提供新颖的检测器和检测方案,其满足以上的要求(i)- (iv)以提供有效的MMO检测。

【发明内容】

[0023]因此,本发明的目标是避免至少一些上述缺点并且改善无线通信系统中的性能。[0024]此目标和其他目标可以通过所附独立权利要求中的特征来实现。进一步实施方式在从属权利要求、具体说明和附图中显而易见。
[0025]根据第一方面,提供了一种用户设备(UE)中的方法,用于对从无线网络节点接收到的信号进行多入多出(MMO)检测,所述无线网络节点包括在无线通信网络中。所述方法包括接收所述无线网络节点的信号。此外,所述方法还包括建立假设候选向量的列表。进一步地,所述方法还包括计算已建立的假设候选向量的列表的路径度量(也称为,欧几里德距离),从而利用已计算的路径度量计算对数似然比(LLR)以实现MMO检测。
[0026]在根据第一方面的方法的第一可能的实施方式中,所述方法进一步包括通过接收信号计算传输的调制星座图的线性最小均方误差(LMMSE)估计。
[0027]在根据第一方面的方法的第一可能的实施方式的方法的第二可能的实施方式中,在复值接收信号上计算LMMSE。
[0028]在根据第一方面的方法的第三可能的实施方式或者任一先前可能的实施方式中,所述方法进一步包括对所述接收信号进行给定迭代次数的MMSE软并行干扰消除。
[0029]在根据第一方面的方法的第四可能的实施方式或者根据第一方面的方法的任一先前可能的实施方式中,对复值接收信号进行基于MMSE滤波的软并行干扰消除。
[0030]在根据第一方面的方法的第五可能的实施方式或者根据第一方面的方法的任一先前可能的实施方式中,所述方法进一步包括为每层独立计算每个空间层最有可能的候选。
[0031]在根据第一方面的方法的第五可能的实施方式的方法的第六可能的实施方式,建立所述假设候选向量的列表基于所计算的每个空间层最有可能的候选的可能组合。
[0032]在根据第一方面的方法的第七可能的实施方式或者根据第一方面的方法的任一先前可能的实施方式中,所述方法进一步包括将复值接收信号转换为实值接收信号;从而通过利用子空间边缘化干扰抑制(SUMIS)算法获取4个2x2实值组(假设4x4复值MIMO检测问题);为每个2x2实值组获取最有可能的候选集合,以及在每组具有最有可能的候选集合后,根据在2x2实值组找到的候选形成所有可能的假设候选向量的列表。
[0033]在根据第一方面的方法的第八可能的实施方式或者根据第一方面的方法的任一先前可能的实施方式中,如果有缺失比特的情况,从第一阶段处理开始利用LLR,这就是LMMSE/MMSE-SPIC 解调。
[0034]在根据第一方面的方法的第九可能的实施方式或者根据第一方面的方法的任一先前可能的实施方式中,利用关于信道估计中误差的知识来计算假设候选向量的路径度量。
[0035]在根据第一方面的方法的第十可能的实施方式或者根据第一方面的方法的任一先前可能的实施方式中,利用候选减少技术以通过删减形成假设的最无可能候选的组合减少假设候选向量的列表。
[0036]在根据第一方面的方法的第十一可能的实施方式或者根据第一方面的方法的任一先前可能的实施方式中,已建立的假设候选向量的列表的计算的路径度量在树结构上进行递归评估。
[0037]在根据第一方面的方法的第十二可能的实施方式或者根据第一方面的方法的任一先前可能的实施方式中,已建立的假设候选向量的列表的计算的路径度量用递归形式表示为:
【权利要求】
1.一种用户设备UE (120)中的方法(500),用于对从无线网络节点(110)接收到的信号进行多入多出(MMO)检测,所述无线网络节点(110)包括在无线通信网络(100)中,其特征在于,所述方法(500)包括: 接收(501)所述无线网络节点(110)的信号; 建立(510)假设候选向量的列表; 计算(511)所述已建立(510)的假设候选向量的列表的路径度量,从而利用已计算的路径度量计算对数似然比(LLR)以实现MMO检测。
2.根据权利要求1所述的方法(500),其特征在于,进一步包括: 通过所述接收(501)信号计算(502)传输的调制星座图的线性最小均方误差(LMMSE)估计。
3.根据权利要求1所述的方法(500),其特征在于,进一步包括: 对所述接收(501)信号进行(503)给定迭代次数的MMSE软并行干扰消除。
4.根据权利要求1所述的方法(500),其特征在于,进一步包括: 为每层独立计算(504)每个空间层最有可能的候选。
5.根据权利要求1 所述的方法(500),其特征在于,进一步包括: 将所述复值接收(501)信号转换(505)为实值接收信号;从而通过利用子空间边缘化干扰抑制(SUMIS)算法获取4个2x2实值组;以及 为每个2x2实值组获取(506)最有可能的候选集合,以及在每组具有最有可能的候选集合后,根据在2x2实值组找到的候选形成所有可能的假设候选向量的列表。
6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的方法(500),其特征在于,利用关于信道估计中误差的知识来计算(502)所述假设候选向量的路径度量。
7.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的方法(500),其特征在于,所述已建立(510)的假设候选向量的列表的计算(511)的路径度量表示为:

U
,Je ) -” ) +(? ) + ^β?Μ (?
8.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的方法(500),其特征在于,减少加法运算的数目,使得: 深度为4的矩阵需要ZM4M3M2MAM4M2MAM4M1次实数加法运算; 深度为3的矩阵需要ZM3M2MJM3M1次实数加法运算; 深度为2的矩阵需要ZM2M1次实数加法运算。
9.一种用户设备UE (120),用于对从无线网络节点(110)接收到的信号进行多入多出(MMO)检测,所述无线网络节点(110)包括在无线通信网络(100)中,其特征在于,所述UE(120)包括: 接收电路(610),用于接收来自所述无线网络节点(110)的信号; 处理电路(620),用于建立假设候选向量的列表,还用于计算所述已建立的假设候选向量的列表的路径度量,从而利用所述已计算的路径度量计算对数似然比(LLR)以实现MMO检测。
10.根据权利要求9所述的UE(120),其特征在于,所述处理电路(620)进一步用于通过所述接收信号进行传输的调制星座图的线性最小均方误差(LMMSE)估计。
11.根据权利要求10所述的UE(120),其特征在于,所述处理电路(620)进一步用于在复值接收信号上计算LMMSE。
12.根据权利要求9-11中任一项权利要求所述的UE(120),其特征在于,所述处理电路(620)进一步用于对所述接收信号进行给定迭代次数的MMSE软并行干扰消除。
【文档编号】H04L1/20GK103840918SQ201410004099
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】沙希·康德, 弗雷德里克·鲁塞克, 胡沙, 巴苏基·恩达·帕里延多 申请人:华为技术有限公司
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