[发明专利]用于MIMO信道的球解码装置

说明书

在35 U.S.C.§119下的优先权要求

本专利申请要求2005年6月1日提交、转让给本发明受让人、并因此被明确援引纳入于此的题为“MIMO-Single Code Word Receivers with List Sphere Decoding(具有列表球解码特征的MIMO单码字接收机)”的临时申请No.60/686,819的优先权。

共同待审专利申请的引用

本专利申请与转让给本发明受让人、并被明确援引纳入于此的题为“Capacitybased rank prediction for MIMO design(用于MIMO涉及的基于容量的秩预测)”的共同待审的美国专利申请No.11/022,347有关。

背景

领域

本公开一般涉及通信，尤其涉及用于解码在通信信道上接收到的码字的技术。

背景

在无线通信系统中，来自发射机的RF已调制信号会经由多条传播路径到达接收机。这些传播路径的特性通常会因为诸如衰落和多径等的多种因素而随时间变化。为提供对抗有害路径效应的分集并提高性能，可使用多个发射和接收天线。如果发射与接收天线之间的传播路径是线性无关的(即，一条路径上的传输不是其他路径上的传输的线性组合)，则正确接收到数据传输的似然性随着天线数目的增加而提高。一般而言，发射和接收天线增加，分集就增加并且性能就提高。

多输入多输出(MIMO)通信系统可采用多个(N_T个)发射天线和多个(N_R个)接收天线来进行数据传输。由这N_T个发射天线和N_R个接收天线形成的MIMO信道可被分解成N_S个独立信道，其中N_S≤min{N_T，N_R}。这N_S个独立信道中的每一个对应于一个维度，并且也可被称为该MIMO信道的一个空间子信道(或传输信道)。如果由这多个发射和接收天线产生的额外的维度被利用起来，则该MIMO系统能提供提高的性能(例如，增大的传输容量)。

对于其中N_S＝N_T≤N_R满秩MIMO信道，从这N_T个发射天线中的每一个可发射一独立数据流。所发射的数据流会体验不同的信道状况(例如，不同的衰落和多径效应)，并且对于给定量的发射功率会达到不同的信噪干扰比(SNR)。此外，如果在接收机处使用逐次干扰消去(SIC)来恢复所发射的数据流，则取决于这些数据流被恢复的具体次序，对这些数据流可达到不同的SNR。结果，每一数据流可支持一唯一性的数据率。由于信道状况通常随时间而变化，因此每一数据流所支持的数据率也会随时间而变化。

MIMO设计可具有多种工作模式。在一种工作模式下，发射机可独立地、并可能用不同码率来编码在每一空间层上传送的数据。接收机可采用如下工作的SIC算法：解码第一层，然后在重新编码第一层并将已编码的第一层乘以一“估计的信道”之后将其贡献从接收的信号中减去，然后解码第二层，依此类推。此方式意味着每一相继解码的层经历递增的信噪比(SNR)并因此能支持更高的码率。在没有误差传播的情况下，与SIC相结合的此工作模式达到最大容量。此设计的不利之处起因于“管理”每一空间层的码率的负担，尤其是(a)增加的CQI(信道质量指标)反馈信令开销(每层一个CQI)；(b)增加的ACK/NACK消息接发(每层一个消息)；(c)采用混合式ARQ(HARQ)方案的复杂化——因为每一层可在一不同的传输处终止；(d)在体验增大的多普勒效应和/或很低的SNR的信道中对信道估计误差的性能敏感度；以及(e)更严格的解码等待时间要求——因为每一相继层在先前各层被解码之前不能被解码。在其他模式下，提供了对来自单个天线的单个数据流的普通编码。替换地，发射机可对每一层使用相同数据率地来编码每一空间层上的数据，并且可采用秩预测来根据信道状况和SNR在逐分组的基础上适应性地修改空间层的数目。