波束成形矩阵的重排序的制作方法_2

文档序号:9263248阅读:来源:国知局
定子载波下接 收到的信号可被表达为Y=HVX+N,其中,VX是波束成形发送数据并且N是加性噪声。由于 U是标准正交的,因此在接收器处利用UH左乘Y之后,有效接收的向量可被写作Y6ff=UhY =SX+UhN。因此,由于S是对角的,因此多个发送流中的每个可被独立地检测。另外,各流 上的信号质量或SNR是通过对应的奇异值确定的。例如,如果在2X2系统中存在两个发送 流,则第一发送流的SNR是基于S的第一奇异值(也就是说,S(1,1))并且第二发送流的SNR 是基于S的第二奇异值(也就是说,S(2, 2))。如果流被完全独立地解码,则链路性能由具 有最差SNR的流来控制。由于对于OFDM系统中的各子载波而言,信道是不同的,因此如果 针对各子载波的S矩阵的奇异值导致的两个SNR中的较高SNR可平均分配于流之间,则两 个流的平均SNR中的所得偏差可减小,从而改善了最差流的误差并因此提高了整体链路性 能。
[0035] 甚至对于流被联合解码的情况而言,将流之中的较高/最高SNR审慎地分布于子 载波可提尚整体链路性能。
[0036] 将初始波束成形矩阵的列重排序是产生最终波束成形矩阵的一种方法,最终波束 成形矩阵可用于乘以发送数据从而与使用初始初始波束成形矩阵乘以发送数据相比提高 了链路性能。
[0037] 图2示出根据实施方式的包括K个空间流、N个发送天线和波束成形处理的收发器 的发送器。如所示出的,数据(源数据)的流被发送器部分接收,被编码器210编码,被解析 器215解析成多个(K)空间数据流,并且被交织器220交织。多个K空间流包括N个调制器 230、240。K个空间流乘以波束成形矩阵270得到通过源自N多个发送天线TX1、TX2、…、 TXN的N个发送链路290发送的数据。
[0038] 对于实施方式,最终波束成形矩阵是在别处(例如,在K个空间流的接收器)确定 的,随后被传送到发送器。基于信道矩阵H和最终波束成形矩阵,收发器200的处理器280 将最终波束成形矩阵的系数上传到波束成形矩阵乘法器270。对于另一个实施方式,如果假 设传输信道的之前描述的互惠性,则在发送器产生最终波束成形矩阵。要理解,虽然波束成 形矩阵乘法器270被示出为单独的功能块,但对于至少一些实施方式,波束成形矩阵乘法 器270提供的处理被合并到处理器280的处理中。对于至少一些实施方式,处理器280有 助于进行处理。
[0039] 对于至少一些实施方式,产生最终波束成形矩阵包括得到多天线发送器和接收器 之间的多输入多输出(MIMO)信道的信道矩阵(H),基于信道矩阵的奇异值分解来确定初始 波束成形矩阵。最后,通过基于信号特性,针对多载波信号的至少一个子载波,将初始波束 成形矩阵的列重排序来产生最终波束成形矩阵。
[0040] 一旦产生了最终波束成形矩阵,就使用最终波束成形矩阵(也就是说,例如,通过 波束成形矩阵乘法器270)处理多个多载波信号,并且通过多天线发送器的多个发送链路 发送处理后的多个多载波信号。
[0041] 初始波東成形矩阵的列的重棑序
[0042] 对于实施方式,可使用各种信号特性中的一个或多个来确定如何将初始波束成形 矩阵的列重排序。对于实施方式,列的重排序取决于用于发送的调制和编码方案。对于至 少一些实施方式,以多载波发送信号的子载波为基础执行列的重排序。
[0043] 图3示出根据实施方式的包括M个接收器天线和波束成形矩阵处理的收发器300 的接收器部分。对于这个实施方式,接收收发器的接收器部分执行最终波束成形矩阵的处 理和确定。如所示出的,接收器包括M个接收天线,这M个接收天线接收发送收发器发送的 K个空间流。
[0044] MMO检测器310处理接收到的信号,产生接收到的位流。解码器320解码接收到 的位流,从而理想上产生K个空间上分开的位流。处理接收到的信号包括估计信道和噪声 (330),随后利用该估计来均衡和解码信号,从而得到解码后的位流。
[0045] 信道和噪声估计器330还执行信道质量估计,可使用信道质量估计来确定用于发 送的调制和编码方案。对于实施方式,访问查询表(LUT) 350,LUT350针对确定的信道质量 提供调制和编码方案。对于实施方式,信道和噪声估计器330产生信道矩阵H。
[0046]SVD分解块340执行之前描述的SVD分解,从而形成初始波束成形矩阵。
[0047] -旦确定了调制和编码方案,实施方式就包括基于调制和编码方案将初始波束成 形矩阵的列重排序(360)。
[0048] 如所描述的,对于实施方式,基于各种矩阵,将初始奇异值矩阵S重排序成S'。对 于实施方式,这包括基于S'计算新波束成形矩阵V'。注意V'是通过打乱V的列得到的。所 以,实际上,不一定要计算/确定S'。如果所需重排序是已知的,则可通过对应于所需重排 序打乱列用V得到V'。尽管依据将S矩阵的奇异值重排序描述了关于以下重排序的讨论, 但该讨论也同等地应用于V的重排序列。对V进行排列的一个优点在于,发送器(对MCS、 编码等具有更直接的认识)可基于这些参数来选择排列。
[0049] 对于实施方式,初始波束成形矩阵的列重排序是基于用于发送分组的调制和编码 方案。如果一组已知MCS是先验的,则可基于用于当前分组的MCS来使用查询表(MCSLUT 350),以确定下一个分组或下一组分组的重排序方案。
[0050] 描述的实施方式包括针对多载波调制的可能的不同重排序方案。对于实施 方式,选择波束成形技术包括奇异值分解(SVD),其中,初始波束成形矩阵包括升序值 SVD(AVSVD)或降序值SVD(DVSVD)中的一个,AVSVD包括升序的对角奇异值,DVSVD包括降 序的对角奇异值。另外,对于实施方式,如果初始波束成形矩阵包括AVSVD,则最终波束成 形矩阵包括DVSVD,而如果初始波束成形矩阵包括DVSVD,则最终波束成形矩阵包括AVSVD。 也就是说,对于至少一些实施方式,多载波信号的所有子载波都使用传统SVD(DVSVD)来确 定初始波束成形矩阵。也就是说,奇异值是降序的。
[0051] 至少一些实施方式包括将重排序列的可能排列的数量识别为数量N,将子载波的 总数划分成N个集合,根据N个集合的至少一个子集合的N种排列中的一种将初始波束成 形矩阵的列重排序。如何可实现这个实施方式存在多个示例。对于至少一些实施方式,交替 子载波使用不同的重排序,使得带有偶数索引的子载波具有降序的奇异值,而带有奇数索 引的子载波具有升序的奇异值。对于至少一些实施方式,子载波的第一半使用传统的SVD, 也就是说,具有降序的奇异值,而剩下的一半使用修改的SVD,也就是说,具有升序的奇异 值。对于至少一些实施方式,子载波的第一半使用修改的SVD,也就是说,具有升序的奇异 值,而剩下的一半使用传统的SVD,也就是说,具有降序的奇异值。尽管以上示例使用N= 2 种排列(升序、降序)描述了重排序,但可能的重排序方案可扩展到更大的N值。
[0052] 对于至少一些实施方式,可用不同重排序方案来分析不同MCS(调制和编码方案) 格式的性能,使得对于各MCS格式而言,存在最佳重排序方案。可使用这种分析来形成查询 表,以进行进一步处理。
[0053] 例如,在802.lln/ac系统中,对于其中使用卷积编码的2个空间流的20MHz带宽 情况而言,当奇异值按降序排序时,在弥散信道的大集合上进行模拟时MCS方案0、1、2、3、 4、6和8(依据IEEE802. 1lac标准)表现更佳,而在MCS方案5和7中,当奇异值按升序排 序时,观察到性能提高。下表总结了用于上述MCS方案和优选重排序方案的调制和编码率。 MCS和相关发送信号特性是基于IEEE802. 11标准,如下表中示出的。
[0054]
[0055] 尽管以上使用调制和编码率指定各MCS,但存在发送信号的其它元件(诸如,交织 器、映射器、凿孔器、解析器),这些元件在确定哪种重排序方案将提高性能时都起到作用。 上表在N= 2种重排序方案的集合之中进行选择。然而,性能比较可延伸到重排序方案的 较大集合。
[0056]图4示出在CMD(IEEE提供的用于将无线LAN传播环境建模的信道模型D)信道中 具有不同奇异值重排序方案的MCS0的性能。图5示出具有不同重排序方案的100个CMD信 道上的MCS0的分组误差统计。图6示出在CMD信道中具有不同奇异值重排序方案的MCS7 的性能。图7示出具有不同重排序方案的100个CMD信道上的MCS7的
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