专利名称：用于多入多出通信的系统和方法
技术领域：
本发明大体涉及无线通信，确切地说，涉及一种用于MMO通信的系统和方法。
背景技术：
通常情况下，多入多出(MMO)通信系统利用空时编码技术来增加通信链路容量和/或提高其可靠性。此外，引入完美空时块码，例如，用于双发射天线MIMO通信系统的黄金代码(golden code)，作为具有非零行列式的高能效线性离散空时块码，从而在性能优于之前已知的代码的同时实现全码率和全分集。一般而言，MMO通信系统是相干通信系统，其依赖于估计接收器上的通信信道。这通常可以通过传输能够实现信道估计的导频信号(或序列)来执行。但是，传输导频信号会减少通信系统的有效容量。例如，在因快速衰落而必须频繁地重新估计通信信道的高移动性情况下，因传输导频信号而导致的通信系统有效容量的减少尤为严重。一种可帮助缓解导频信号开销问题的技术是对传输使用差分编码。使用差分编码则无需以增加所需的信噪比(SNR)为代价对通信信道进行估计。另一种可帮助缓解导频信号开销问题的技术是使用盲ΜΙΜ0，其中通信信道和已传输的码字均不为接收器所知。盲检测随后可用于恢复已传输的码字。
发明内容
通过一种用于MMO通信的系统和方法的实施例，大体上解决或避免这些和其它问题，并大体上实现技术优势。 根据一项实施例，提供一种用于接收器运行的方法。所述方法包括a)从发射器接收数据块(所述数据块包括P个矩阵，其中P为正整数)；b)确定运行条件是否满足；以及c)如果运行条件不满足，那么Cl)计算测试位置，c2)根据所述测试位置选择码字，以及c3)基于对应于小于或等于所述矩阵索引的矩阵索引的数据块的矩阵，以及针对对应于小于或等于所述矩阵索引的矩阵索引的数据块的矩阵选择的码字解集，计算度量。所述方法还包括c4)如果所述度量大于误差约束，那么重复步骤b)和c);以及c5)如果度量不大于误差约束，那么c5a)如果所有测试位置均已进行评估，则将码字索引指向的码字保存在所述解集中，更新误差约束，且重复步骤b)和C)。所述方法进一步包括，c5b)如果并非所有测试位置均已进行评估，那么更新所述矩阵索引以指向下一矩阵，且重复步骤b)和C)。所述方法还包括，d)如果运行条件满足，那么输出所述解集，并处理已输出的解集。所述测试位置包括指向数据块中矩阵的矩阵索引，以及指向码字集中码字的码字索引，所述码字集与所述矩阵索引对应的矩阵关联。根据另一项实施例，提供一种用于接收器运行的方法。所述方法包括a)接收包括来自发射器的多个矩阵的数据块；以及b)确定运行条件是否满足。所述方法还包括c)如果运行条件不满足，那么Cl)计算指向数据块中矩阵的分级索引，以及指向码字集中码字的叶级索引，c2)基于所述分级索引和所述叶级索引选择码字，以及c3)基于对应于小于或等于所述分级索引的分级索引的数据块的矩阵，以及针对对应于小于或等于所述矩阵索引的分级索引的数据块的矩阵选择的码字解集，计算度量。所述方法进一步包括c4)如果所述度量大于误差约束，那么重复步骤b)和c);以及c5)如果所述度量不大于所述误差约束，那么c5a)如果所有矩阵均已进行评估，则将对应于与所述分级索引关联的所述叶级索引的码字保存在解集中，更新误差约束，且重复步骤b)和C)。所述方法还包括，c5b)如果 并非所有矩阵均已进行评估，那么更新所述分级索引，且重复步骤b)和c)。所述方法包括，d)如果运行条件满足，那么输出所述解集，且处理已输出的解集。所述叶级索引与所述分级索引关联。根据另一项实施例，提供一种接收器。所述接收器包括多个接收天线；多个接收电路，每个接收电路均耦接到接收天线；检测器，其耦接到所述多个接收电路；以及解码器，其耦接到所述检测器。检测器检测接收数据块中存在的码字。所述接收数据包括多个矩阵，所述多个矩阵由所述多个接收电路在多个传输间隔上提供，方法是基于可调误差约束，针对所述接收数据块中的每个矩阵从码子集中选出最佳码字。可调误差约束基于已选择的码字的质量放宽或缩紧，且如果针对每个矩阵的码字集中的码字并非已全部进行测试，那么检测器回溯到之前已评估的矩阵。解码器根据所述接收数据块中检测到的码字重构传输数据。一项实施例的优势在于，不会传输导频，从而可以显著减少通信开销，尤其是在伴有快速衰落的情况，例如，高移动性情况下。减少通信开销可帮助增加通信信道容量。一项实施例的另一优势在于，其计算需求显著低于强力搜索技术，从而可以降低计算资源需求以及电力需求。前述内容已非常广泛地概述了本发明的特征和技术优势，以便更好地理解随后对所述实施例的详细描述。下文中将描述各项实施例的其他特征和优势，其形成本发明的权利要求书的标的物。所属领域的技术人员应了解，所揭示的概念和具体实施例可易于用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其它结构或过程的基础。所属领域的技术人员还应意识到，此类等效构造不脱离所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围。
为了更完整地了解各项实施例以及相应优势，现结合附图来参考以下说明，其中图Ia是MMO通信系统的图解；图Ib是MMO检测器和多路复用器块的一部分的细节解；图2是接收器运行的流程图；图3是使用已修改的BEB算法针对盲MMO检测实施BGLRD的MMO接收器运行的流程图，其中使用了已修改的块码字；
图4是使用已修改的BEB算法针对联合块差分MMO实施DGLRD的MMO接收器运行的流程图；图5是使用已排序的BEB算法针对盲MMO检测实施BGLRD的MMO接收器运行的流程图，其中使用了已修改的块码字；图6是使用已排序的BEB算法针对联合块差分MMO实施DGLRD的MMO接收器运行的流程图；图7是使用已排序的B EB算法针对盲MMO检测实施BGLRD的MMO接收器运行的流程图，其中使用了已修改的块码字并从次序中排除了包含导频比特的第一接收数据矩阵；图8是P = 3的盲MMO通信系统的性能数据图；图9是P = 5和10的联合块差分MMO通信系统的性能数据图，该系统在接收器上使用图6所示已排序的BEB算法；图10是P = 5和10的盲MMO通信系统的性能数据图，该系统在接收器上使用图5所示已排序的BEB算法；图11是与强力搜索算法复杂程度相比，P = 10的联合差分MMO通信系统关于图6所示已排序的BEB算法的计算复杂程度与平均SNR关系的数据图；图12是与强力搜索算法复杂程度相比，P = 10的盲MMO检测通信系统关于图5所示已排序的BEB算法的计算复杂程度与平均SNR关系的数据图；图13是与强力搜索算法复杂程度相比，使用图6所示已排序的BEB算法的P = 12的联合差分MMO通信系统以及使用图5所示已排序的BEB算法的P = 12的盲MMO通信系统的计算复杂程度与平均SNR关系的数据图；以及图14是均使用实施例中已修改的BEB算法版本的联合差分MMO通信系统和盲MIMO通信系统的计算复杂程度与平均SNR关系的数据图。
具体实施例方式下文将详细论述各项实施例的实践和使用。但应了解，本发明提供的许多适用发明概念可实施在多种具体上下文中。所论述的具体实施例仅用于说明实践和使用本发明的具体方式，而并不限制本发明的范围。在具体上下文中描述的各项实施例即MMO通信系统，其通过对传输进行差分编码或者通过盲MIMO以减少或消除传输导频的需要，从而提高通信系统容量。无论使用的是差分编码还是盲MMO，MMO接收器上的性能均可通过联合估计接收数据块的传输符号和未知通信信道进行改进。当块的大小(即接收码字的数量P)增加时，该性能会接近采用完美通信信道技术的MMO通信系统的性能。但是，块大小的增加也会增加用于检测传输符号的检测器的计算复杂程度。因此，可能会在传输符号检测性能与计算复杂程度之间进行权衡。基于广义似然比检测方法，已提出最佳检测器。但是，这些检测器需要在接收数据块中的码字的所有可能的传输序列之间进行强力搜索。即便对于中等大小的块和较小星座而言，这种强力搜索也可能无法实行。为了降低计算要求，可能修改用于空间多路复用MMO的搜索效率较高的分支估计界限(BEB)算法，以用于盲MMO和联合块差分编码。已发现，已修改的BEB算法显著降低了计算复杂程度，尤其是在高SNR情况下。为了帮助进一步降低低SNR情况下的计算复杂程度，BEB算法还会进行进一步修改，以降低低SNR情况下的计算复杂程度。图Ia图示了 MMO通信系统10。MMO通信系统包括具有Nt根发射天线(所示为天线57 (I)到天线57 (Nt))的发射器11，以及具有Nr根接收天线(所示为天线58 (I)至天线58(Nt))的接收器12。Nr根接收天线处的接收数据可表示为
权利要求
1.一种用于接收器运行的方法，所述方法包括 a)从发射器接收数据块，所述数据块包括P个矩阵，其中P为正整数； b)确定运行条件是否满足； c)当确定运行条件不满足吋， Cl)计算测试位置，其中所述测试位置包括指向所述数据块中的矩阵的矩阵索引，以及指向码字集中的码字的码字索引，其中所述码字集与所述矩阵索引对应的所述矩阵关联，c2)基于所述测试位置选择码字，以及 c3)基于对应于小于或等于所述矩阵索引的矩阵 索引的所述数据块的矩阵，以及针对对应于小于或等于所述矩阵索引的矩阵索引的所述数据块的矩阵选择的码字解集，计算度量， c4)如果所述度量大于误差约束，则重复步骤b)和C)，以及 c5)如果所述度量不大于所述误差约束， c5a)如果所有测试位置均已进行评估，将所述码字索引指向的码字保存在所述解集中，更新所述误差约束，以及重复所述步骤b)和C)，以及 c5b)如果并非所有测试位置均已进行评估，更新所述矩阵索引以指向下一矩阵，以及重复所述步骤b)和c);以及 d)当确定运行条件满足时，输出所述解集，以及处理已输出的解集。
2.根据权利要求I所述的方法，进ー步包括对所述数据块进行排序。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述数据块基于所述P个矩阵的弗罗贝尼乌斯范数进行排序。
4.根据权利要求2所述的方法，其中除了所述数据块的第一矩阵之外，所述数据块的所有p-ι个矩阵均进行排序。
5.根据权利要求I所述的方法，其中确定运行条件是否满足包括 bl)如果所述码字索引小于所述码字集中的码字数量，将所述运行条件设定为不满足；以及 b2)如果所述码字索引等于所述码字集中的码字数量， b2a)如果存在对应于小于所述矩阵索引的矩阵索引的未测试码字，使用小于所述矩阵索引的具有未测试码字的最大矩阵索引更新所述矩阵索引，更新对应于已更新的矩阵索引的所述码字索引，重置对应于大于已更新的矩阵索引的所有矩阵索引的所述码字索引，以及将所述运行条件设定为不满足，以及 b2b)如果不存在对应于小于所述矩阵索引的矩阵索引的未测试码字，如果所述解集非空，将所述运行条件设定为满足，以及如果所述解集为空，放宽所述误差约束，将所述运行条件设定为不满足，以及重置所述测试位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中放宽所述误差约束包括增大所述误差约束。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述误差约束加倍。
8.根据权利要求5所述的方法，如果退出条件不满足，放宽所述误差约束，将所述运行条件设定为不满足，以及重置所述测试位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中如果所述解集为空，则所述方法进ー步包括，如果退出条件满足，则响应于确定接收数据块检测已失败的情况，将重新传输请求发送到所述数据块的源，其中确定接收数据块检测包括确定是否已超过最大检测时长，确定所述误差约束是否大于最大误差约束，或者确定所述误差约束已放宽的次数是否超过阈值。
10.根据权利要求I所述的方法，其中所述接收器使用盲多入多出检测，以及其中所述方法进一步包括，调整所述数据块的检测矩阵，其中所述数据块的所述检测矩阵包括用于盲检测的数据。
11.根据权利要求10所述的方法，其中调整所述第一矩阵包括使所述检测矩阵前乘以单式矩阵。
12.根据权利要求I所述的方法，其中所述度量包括最小平方误差。
13.根据权利要求I所述的方法，其中更新所述误差约束包括将所述误差约束设置为等于所述度量。
14.根据权利要求I所述的方法，其中如果解集非空，则输出所述解集并处理所述已输出的解集。
15.一种用于接收器运行的方法，所述方法包括 a)从发射器接收包括多个矩阵的数据块； b)确定运行条件是否满足； c)当确定运行条件不满足时， Cl)计算指向所述数据块中矩阵的分级索引以及指向码字集中码字的叶级索引，其中所述叶级索引与所述分级索引关联， c2)基于所述分级索引和所述叶级索引选择码字， c3)基于对应于小于和等于所述分级索引的分级索引的所述数据块的矩阵，以及针对对应于小于和等于所述叶级索引的叶级索引的所述数据块的矩阵选择的码字解集，计算度量， c4)如果所述度量大于误差约束，则重复步骤b)和C)，以及 c5)如果所述度量不大于所述误差约束， c5a)如果所有度量均已进行评估，则将对应于与所述分级索引关联的所述叶级索引的码字保存在所述解集中，更新所述误差约束，以及重复所述步骤b)和c)，以及 c5b)如果并非所有度量均已进行评估，则更新所述分级索引，以及重复所述步骤b)和c);以及 d)当确定运行条件满足时，输出所述解集，以及处理已输出的解集。
16.根据权利要求15所述的方法，其中处理所述已输出的解集包括根据所述已输出的解集重构传输信息。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括在接收所述数据块之后，对所述数据块进行排序。
18.根据权利要求I所述的方法，其中确定运行条件是否满足包括 将所述运行条件设定为不满足；以及 如果所述叶级索引与所述码字集中的码字数量相等， 如果存在小于所述码字数量的对应于低于所述分级索引的分级索引的至少一个叶级索弓丨， 使用小于所述码字数量的相应叶级索引将所述分级索引更新为小于所述分级索引的最闻分级索弓I，以及 更新对应于已更新的分级索引的所述叶级索引，以及 如果不存在小于所述码字数量的对应于低于所述分级索引的分级索引的叶级索引， 如果所述解集非空，将所述运行条件设定为满足，及如果所述解集为空， 放宽所述误差约束，以及 重置所述分级索引和所述叶级索引。
19.一种接收器，包括 多个接收天线； 多个接收电路，每个接收电路均耦接到接收天线； 检测器，其耦接到所述多个接收电路，所述检测器用于检测包括多个矩阵的接收数据块中存在的码字，所述多个矩阵由所述多个接收电路在多个传输间隔上提供，方法是基于可调误差约束，针对所述接收数据块中的每个矩阵从码子集中选出最佳码字，其中所述可调误差约束基于已选择的码字的质量放宽或缩紧，且其中如果针对每个矩阵的所述码字集中的码字并非已全部进行检测，则所述检测器回溯到之前已评估的矩阵；以及 解码器，其耦接到所述检测器，所述解码器用于根据所述接收数据块中检测到所述码字重构传输数据。
20.根据权利19所述的接收器，其中所述检测器包括 度量计算单元，用于基于已选择的矩阵集以及相应进行检测的码字集计算度量。运行条件单元，其耦接到所述度量计算单元，所述运行条件单元用于基于已选择的矩阵、进行检测的码字、所述度量以及所述可调误差约束来选择矩阵和码字；以及 排序单元，其耦接到所述度量计算单元，所述排序单元用于基于所述矩阵的范数对所述接收数据块的所述矩阵进行排序。
21.根据权利要求20所述的接收器，其中所述接收器进一步包括存储器，用于储存指向所述已选择的矩阵的矩阵索引以及多个码字索引，其中每个码字索引与所述接收数据块中的矩阵关联，以及其中每个码字索引指向进行检测的码字。
22.根据权利要求20所述的接收器，其中所述度量计算单元计算所述已选择的矩阵集和所述相应进行检测的码字集之间的最小平方误差。
全文摘要
本发明提供一种用于MIMO通信的系统和方法。一种方法包括从发射器接收P个矩阵数据块，以及确定运行条件是否满足。所述方法还包括，如果运行条件不满足，那么计算测试位置，基于所述测试位置选择码字，以及计算度量。所述度量随后可与误差半径进行比较，以确定所述码字的有效性。如果所述码字无效，那么选择另一码字。如果所述码字有效，那么如果所有矩阵均已进行评估，则储存所述码字，否则，选择另一矩阵进行评估。如果较早处于所述数据块中的矩阵具有未检测的码字，而用于进行评估的矩阵的所有码字均已检测，那么可以执行回溯。找出用于所述数据块的所述码字之后，可以输出并处理已存储的码字。
文档编号H04L1/06GK102630370SQ201080053072
公开日2012年8月8日 申请日期2010年11月23日 优先权日2009年11月23日
发明者梅瑞阿姆·库夫瑞格赫布瑞泽克, 科尼拉斯·温若斯伯格 申请人:华为技术有限公司