[发明专利]使用格规约和K‑best检测的MIMO接收器

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及在无线MIMO通信系统的接收器中进行近-最大似然（ML）检测的方法。

背景技术

基于多个天线的无线通信是非常有前景的技术，对该技术进行广泛的调查研究，从而利用由这种技术可获得的数据速率显著增大的优势。

图1示出了在发射器10和接收器20之间的基本的2×2多输入多输出（MIMO）空间多路通信以及对单一的数据流的处理，该单一的数据流由附图标记1表示，且通过多路转接器15而分成两个不同的数据流2和数据流3，然后，每个子流在传送至两个发射天线11和发射天线12之前由各自的调制器和RF（射频）电路（分别为附图标记13和附图标记14）进行处理。

在接收器侧，两个天线21和天线22提供两个RF信号，该两个RF信号被接收器20接收，该接收器20在将两个数据流多路分解成一个单一数据流之前，对这两个数据流进行RF接收、检测、然后解调。

利用特定方案，MIMO配置允许避开不同的障碍物（诸如，由障碍物28和障碍物29表示）。

我们介绍n_T-发射和n_R-接收的n_T×n_RMIMO系统模型，诸如y=Hx+n，其中，y是接收符号向量，H是信道矩阵，x是独立地取自星座集ξ的发射符号向量，及n是加性高斯白噪声。用于通过避免穷举搜索来确定最佳的最大似然（ML）估计值的公知技术基于检查位于半径为d的球体内部的仅有的格点。这种技术表示为球解码（SD）技术，且从ML方程得出该技术为：

x^SD=argminx∈ξnT||QHy-Rx||2≤d2---(1)]]>

其中，利用经典的QR分解（QRD）定义，H=QR，d是球体约束。

SD原理已被引入，但导致许多实现问题。特别地，其为NP（非确定性多项式）时间难解算法。这个方面已通过引入有效的解决方案而被部分地解决，该解决方案在于通常被定义为K-Best的所谓的固定邻域尺寸算法（FNSA），FNSA提供了固定复杂度和并行执行的可能性。然而，与ML检测器比较，由于性能损失，这种已知的技术使检测器是次佳的。根据MIMO信道条件数，在不恰当的K的情况下，尤其如此，这是因为，可能遗憾地发生ML解决方案可能被排除在搜索树之外。

在下文的描述中，由于利用这样的检测器，复杂度是固定的，故表露出的优化将引起对于给定的邻域尺寸而言性能增加或对于给定的比特误码率（BER）目标而言邻域尺寸减小。在FNSA性能改善中的一些经典的公知优化在于在预处理步骤中使用排序QRD（SQRD）、在检测步骤中使用Schnorr-Euchner（SE）枚举策略和动态K-Best。

然而，尽管邻域研究仍为实现近ML性能的唯一的解决方案，但其可导致使用大尺寸邻域扫描，这会对应于计算复杂度剧增。在高阶调制的情况下，尤其如此。

而且，在给定的信道实现上，对于每个发射符号向量检测，必须完全处理SD。通过考虑相邻信道之间的相关性而降低计算复杂度是不可行的，即使信道可看作是对于相干带（时间）内的一定的分组码长度而言是恒定的。因此，由于SD的原理本身，技术人员会注意到降低任何SD型检测器的计算复杂度的必要性而使其可应用于高级长期演进（LTE-A）环境。