[发明专利]用于通过降低复杂度的树搜索检测无线通信网络中的数据的方法及装置

说明书

技术领域

本发明的各方面大体上涉及无线通信系统，且具体来说，涉及无线通信链路中的数据检测。

背景技术

例如蜂窝电话、智能电话和平板设备的现代无线通信设备的盛行伴随着对大量用户设备(user equipment，UE)或移动台的高容量多媒体数据容量的需求的上升。这些多媒体数据容量可用于在UE处提供服务，例如流式无线电、在线游戏、音乐和TV。为了支持这种对较高数据速率的不断增加的需求，基于多种传输技术，例如时分多址(time division multiple access，TDMA)、码分多址(code division multiple access，CDMA)、频分多址(frequency division multiple access，FDMA)、正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access，OFDMA)和单载波FDMA(single carrier FDMA，SC_FDMA)，来部署多路存取网络。还制定了无线网络的新标准，以提供不断增加的数据速率。这些较新标准的实例包括由第三代合作伙伴计划(the third generation partnership project，3GPP)制定的长期演进(Long Term Evolution，LTE)和高级LTE(LTE-Advanced，LTE-A)、由电气电子工程师协会(the Institute of Electric and Electronic Engineers，IEEE)维持的无线宽带标准的802.11和802.16族、WiMAX，WiMAX是来自WiMAX论坛的IEEE 802.11标准的实施方案，以及其它标准。基于这些标准的网络提供多路存取，从而通过共享可用的网络资源来支持多个同时存在的用户。

这些较新标准中的许多标准支持位于基站和UE两者处的多个天线。这些多天线配置，也被称作多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)，它们提供改进后的频谱效率，从而使数据速率增加。然而，容量提高的代价是发射器和接收器的复杂度和计算要求的增加。在接收器处对所传输的数据符号进行检测在具有多个发射和接收天线的系统中可能是一个难题。理论上，最大对数似然检测(maximum likelihood detection，MLD)是检测所传输的数据符号的最佳方法。不利的是，大型MIMO系统中的MLD计算复杂度常常超过UE的计算容量，这使其无法用于低端UE。MLD的替代方案是线性最小均方误差(linear minimum mean square error，LMMSE)检测器，所述检测器具有较低的计算复杂度，但却遭受次佳性能的影响，尤其是当MIMO信道矩阵的条件数较大时。另一方式是基于较不复杂的最大似然(maximum likelihood，ML)方法的研发，所述方法有时被称作准ML检测方法。这些准ML检测方法的目标是降低总体计算复杂度，同时提供尽可能接近MLD的性能。

近似最佳的MIMO检测的常规方法是降低需要搜索的符号向量的候选集的大小。可通过基于从较低复杂度的线性检测器中获得的优先信息，从搜索树中去除分支来降低搜索大小，这种方法有时被称作修剪过程。一旦候选集已基本上减小，就可实施简化或近似ML检测以改善搜索结果。

另一常规方式常常被称作QR-M算法，它将QR分解应用到信道矩阵，接着通过只保留最佳候选节点来降低树搜索的大小。QR-M算法的另一变化形式被称为K-Best算法，这种算法采用类似于贝尔实验室垂直空时(vertical-Bell Labs Space Time，V-BLAST)结构的检测。通过这些方式，在每一层处只保留了有限数目的候选者，并且因为有限的数目通常比完整的可能的集合小得多，所以也降低了复杂度。

相比于MLD，这些方式可显著地降低复杂度。然而，为了实现接近MLD的性能，在许多UE设计中实施时，复杂度仍然过高。在例如LTE或LTE-A的高级通信系统中尤其如此，其中通过高阶调制方案，例如64符号正交幅度调制(64symbol quadrature amplitude modulation，64QAM)或256符号QAM(256symbol QAM，256QAM)，来应用包括4x4或8x8MIMO的大型系统。这些系统中检测器的复杂度随着MIMO层的数目和高阶调制方案以指数方式增加。

因此，需要用于检测高级通信网络中的符号的改进的方法及装置。

发明内容