[发明专利]信号分离装置和信号分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号分离装置和信号分离方法，特别涉及MIMO(Multi-InputMulti-Output：多输入多输出)方式的无线接收装置所使用的信号分离装置和信号分离方法。

背景技术

在专利文献1已公开了基于以往的QRM-MLD法(使用了QR分解和M算法的最大似然检测法(MLD：Maximum Likelihood Detection))进行信号分离的接收机。如图1所示，该文献所公开的接收机包括：多个接收天线10-1、10-2、10-3、10-4、信道估计单元20、排序(ranking)单元30、重新排序单元40、QR分解单元50、信号变换单元60、最大似然判定单元70以及似然输出单元80。最大似然判定单元70包括四个判定单元72-1、72-2、72-3、72-4。判定单元的数目与发送信号数匹配地设置。各个判定单元具有同样的处理块，因此以第四判定单元72-4为代表进行说明。判定单元包括：码元复本生成单元74-4、平方欧几里德距离计算单元76-4以及留存码元候补选择单元78-4。这里，假设信号x＝(x1...x4)^T是以16QAM的调制方式从四个发送天线分别被发送的信号(上标文字的标记“T”表示转置)。信号x也称为发送信号矢量，构成一个码元。x1、x2、x3、x4也称为发送信号或矢量分量。

信道估计单元20基于包含有发送以及接收双方已知的导频信号的接收信号，求信道脉冲响应值(CIR：channel impluse response)或信道估计值。以信道估计值hnm为矩阵元素的矩阵H被称为信道矩阵。其中，hnm表示第m发送天线与第n接收天线之间的信道估计值。

排序单元30将接收到的多个接收信号y1，...，y4按照功率大小的顺序进行分级或排序。

重新排序单元40将多个接收信号的排列顺序通知给QR分解单元50和信号变换单元60。

QR分解单元50求矩阵Q和矩阵R(H＝QR)，以能够用酉矩阵Q与上三角矩阵R的乘积来表示信道估计单元20求出的矩阵H。此时的酉矩阵Q满足Q^HQ＝QQ^H＝I，可以是正方矩阵，也可以是行数和列数不同的矩阵。上标字母H表示共轭转置，I表示单位矩阵。

信号变换单元60通过将酉矩阵Q的共轭转置矩阵Q^H与接收信号矢量y＝(y1...y4)^T相乘，进行信号变换。在发送信号和接收信号之间，y＝Hx＝QRx成立。在该式中从左侧起乘以Q^H后，左边为Q^Hy＝z，右边为Q^HQRx＝Rx，因此发送信号和接收信号之间的关系可以表示为z＝Rx。其中，z＝(z1...z4)^T＝Q^Hy。z被称为酉变换后的接收信号矢量。

接收矢量z的各个元素写成如下形式。

z1＝r11x1+r12x2+r13x3+r14x4

z2＝r22x2+r23x3+r24x4

z3＝r33x3+r34x4

z4＝r44x4

最大似然判定单元70通过最大似然判定法(MLD法)收缩发送信号的候补(也涉及为码元候补)，即减少候补数。判定单元72-4的码元复本生成单元74-4使用上三角矩阵R的矩阵元素，生成与接收信号y4对应的发送信号的候补。将候补数例如固定地设定为C个。

平方欧几里德距离计算单元76-4计算变换后的接收信号z4与C个信号点候补的平方欧几里德距离。平方欧几里德距离表示作为计算似然时的基础的量度(metric)。平方欧几里德距离小的候补被判断为其与所发送的码元较近。

留存码元候补选择单元78-4基于各个候补的平方欧几里德距离，输出S1(≦C)个候补作为残存候补。

似然输出单元80计算从最终级的留存码元候补选择单元输出的候补的似然或似然性。更具体而言，用对数似然比(LLR：Log Likelihood Ratio)来表示该似然。来自似然输出单元80的输出表示信号分离结果，其被传输给后级的解调单元(例如，特播解码器)。