[发明专利]使用QR分解法的MMSE MIMO解码器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种MIMO-OFDM通信系统，且更特定来说涉及一种用于基于QR分解法来移除MMSE检测的偏差的技术。

背景技术

多输入多输出(MIMO)通信系统使用多个(N_t)发射天线和多个(N_r)接收天线来用于数据发射。可将由N_t个发射天线和N_r个接收天线形成的MIMO信道分解成N_s个独立信道，N_s≤min{N_t，N_r}。N_s个独立信道中的每一者也称为MIMO信道的空间子信道且对应于一维度。如果利用由所述多个发射天线和接收天线产生的额外维度，那么MIMO系统可提供优于单输入单输出(SISO)通信系统的性能的改进的性能(例如，增加的发射容量)。

宽带MIMO系统通常经历频率选择性衰落，意味着系统带宽内不同量的衰减。此频率选择性衰落引起符号间干扰(ISI)，符号间干扰为所接收信号中每一符号借以充当所接收信号中随后符号的失真的现象。此失真通过影响正确地检测所接收符号的能力而使性能降级。因而，ISI为对于设计成在高SNR电平下操作的系统(例如，MIMO系统)来说可对总信号噪声干扰比(SNR)具有较大影响的不可忽视的噪声分量。在此类系统中，可在接收器处使用信道均衡来抗击ISI。然而，对于大多数应用来说，执行均衡所需的计算复杂性通常为显著或极高的。

可使用正交频分多路复用(OFDM)来抗击ISI，而无需使用计算烦琐的均衡。OFDM系统有效地将系统带宽分成若干(N_F)频率子信道，其可称为子频带或频段。每一频率子信道与可在其上调制数据的相应副载波频率相关联。OFDM系统的频率子信道可经历频率选择性衰落(即，不同频率子信道的不同量的衰减)，此视发射天线与接收天线之间的传播路径的特性(例如，多路径概况)而定。在OFDM的情况下，如此项技术中已知，可通过重复每一OFDM符号的一部分(即，将循环前缀附加到每一OFDM符号)来抗击归因于频率选择性衰落的ISI。MIMO系统因此可有利地使用OFDM来抗击ISI。

为了增加系统的发射数据速率和频谱效率，可在发射器处利用经由多个空间子信道发送不同且独立的数据流的空间多路复用。接收器处的检测准确性可归因于强多址干扰(从多个天线发射的不同数据流的干扰)而严重降级。此外，MIMO-OFDM系统的空间和频率子信道可经历不同信道条件(例如，不同衰落和多路径效应)且可实现不同SNR。此外，所述信道条件可随时间而改变。

为了成功地减轻多址干扰、噪声和衰减的效应，通常在接收器处应用最小均方误差(MMSE)信道均衡。然而，从MMSE算法获得的所估计信号含有偏差，所述偏差表示使检测准确性降级的自噪声(self noise)。此项技术中众所周知，如果信道矩阵的直接反转由增广信道矩阵的QR分解法来替换(下文缩写为QRMMSE检测)，那么可简化MMSE技术。然而，此特定情况中的直接偏差移除为计算上复杂的。此外，外信道解码所需的对噪声方差的计算也可能较困难。

因此，此项技术中需要本发明中提出的从在MMSE均衡后获得的信号移除偏差的更简单且更有效的技术。所提出的方案还提供与有偏差的MMSE检测相比大体上改进的检测准确性。

发明内容

本发明的某些实施例提供一种用于在无线通信系统中执行从在最小均方误差(MMSE)均衡后获得的所接收信号的偏差移除的方法。所述方法大体上包括：置换用于多个空间流的信道估计的增广矩阵以产生用于所述多个空间流的信道估计的经置换增广矩阵；执行所述经置换增广矩阵的QR分解以产生用于所述多个空间流的单式矩阵和上三角矩阵；用对应的单式矩阵旋转所述空间流中的第一者的所接收信号以产生所述第一空间流的有偏差经滤波输出；以及将所述有偏差经滤波输出与对应的上三角矩阵的对角元素相乘以产生所述第一空间数据流的无偏差经滤波输出。