[发明专利]MIMO解码的天线选择和软解映射

说明书

技术领域

本申请要求2006年12月1日提交的美国临时申请序号60/868176的权益，通过引用将其公开完整地结合到本文中。

本发明涉及无线通信，并且具体来说，涉及增强的多输入多输出解码。

背景技术

无线通信在现代社会已经普遍存在，而随着对带宽的不断增加的需求，对于增加无线通信系统中的有效带宽存在极大压力。一种用于增加无线通信系统中的带宽的技术是采用空间分集，其中不同的数据流从多个发射天线传送到接收装置的多个接收天线。数据流可从具有单个天线的不同装置、从具有多个天线的单个装置或者它们的任何组合来传送。使用多个发射天线和多个接收天线的系统一般称作多输入多输出(MIMO)系统。

某些MIMO系统配置成采用空间复用，其中不同的数据流使用相同的通信资源(如特定载波或子载波)同时传送。虽然各数据流仅从一个发射天线传送，但是所有数据流均在多个接收天线的每个处接收。不同的数据流通过不同路径进行传播，并且当它们从相应发射天线传送到接收天线时趋向于相互干扰。因此，所有传送数据流的不同聚合在每个接收天线处接收。

为了从在每个接收天线处接收的聚合信号恢复最初传送的数据流的每个，接收装置采用MIMO解码器。MIMO解码器本质上处理聚合信号，以便提取最初传送的数据流的每个。这个提取过程计算量很大，并且涉及大量矩阵运算，例如矩阵加法、减法、除法、求逆等。使问题进一步复杂化，这些计算实际上是迭代的，并且一般需要对于每个传送的数据流基于逐个符号来提供。

虽然无线系统预计提供更高的性能以满足消费者需求，但是设备提供商处于服务提供商和消费者要求以更低成本提供性能增强的连续压力之下。然而，计算能力和成本直接相关。由于MIMO解码是MIMO接收器中的最大计算量过程其中之一，所以需要一种降低MIMO解码器所提供的提取过程的计算复杂度的技术。还需要降低计算复杂度而没有负面影响MIMO接收器的整体性能。

发明内容

本发明涉及用于MIMO无线通信系统的MIMO解码器中的实际有效的天线选择。经由多个天线接收的信号由预解调电路来处理，以便提供MIMO解码器使用的所接收符号。信道估计电路配置成提供信道矩阵的信道相关信息，信道矩阵由MIMO解码器使用，并且包括与MIMO无线通信系统中的不同信道对应的信道转移元素(channel transfer element)。信道矩阵中的信道转移元素的各列对应于多个可用天线层的一个天线层。各天线层与从不同发射天线传送的传送的数据流关联。MIMO解码器配置成获得信道矩阵，并且生成信道矩阵的厄米转置。生成信道矩阵的厄米转置与信道矩阵之积，以便提供具有多个对角元素的第一乘积。

生成第一乘积的对角元素的子矩阵逆，以便提供对角矢量。根据对角矢量，从多个天线层选择天线层。所选天线层表示对于MIMO解码器中的给定处理迭代所选的天线层。所选天线层将优选地对应于具有最高信号干扰和噪声比或者最低逆信道增益的天线层。此外，生成沿对应于所选天线层的行的第一乘积的子矩阵逆，以便提供行矢量。生成行矢量与信道矩阵的厄米转置之积，以便提供逆信道增益矢量，它由MIMO解码器的其它功能用于帮助恢复每个天线层的传送数据。

本发明允许不同的天线层同时采用不同类型的调制。正如所示，对角矢量表示可与相应天线层的逆信道增益相关的多个对角元素。MIMO解码器可配置成确定每个天线层的调制类型，并且根据用于每个天线层的调制类型规格化对角矢量的对角元素。对角元素的规格化补偿与不同的调制类型关联的信道增益的固有可变性。在这种情况下，天线层根据规格化对角矢量来选择。

在本发明的另一个实施例中，提供用于MIMO无线通信系统的MIMO解码器中的实际有效的软解映射。经由多个天线接收的信号由预解调电路来处理，以便提供MIMO解码器使用的所接收符号。MIMO无线通信系统支持多个天线层。各天线层与从不同发射天线传送的传送数据流关联。在一个实施例中，为给定调制类型提供具有与可能的候选符号与多个可能的候选符号的每个位的最接近竞争符号之间的距离对应的距离信息的查找表。如果不同的天线层采用不同的调制类型，则查找表可包括各调制类型的对应距离信息。MIMO解码器将获得最大似然解中提供的并且与MIMO无线通信系统的每个天线层对应的多个候选符号。第一候选符号从多个候选符号中选择，其中第一候选符号与查找表中提供的候选符号的第一可能候选符号对应。从查找表获得第一可能候选符号的每个位的距离信息。将第一候选符号的每个位的似然标记(likelihood indicium)确定为对于每个位获得的距离信息的函数。给定位的似然标记指示给定位的值是逻辑1还是逻辑0的可能性。