[发明专利]通信系统中用于最大似然符号检测的装置及方法

说明书

本发明公开用于在通信系统的接收器侧处从接收波形样本检测发送符号的装置及方法。所述接收波形样本被信道及噪声影响损坏，且所述检测是利用最大似然最优性准则来执行。本发明利用逐次线性约束交换方案来收敛到最优的最大似然估算值，所述逐次线性约束交换方案结合某些量化操作及映射操作来将序列的线性约束最小化子问题公式化，以得出这些子问题的解。本发明适用于任意数字调制式通信系统，所述任意数字调制式通信系统包括但不限于多输入多输出(MIMO)通信系统。

技术领域

本发明涉及通信系统中用于在接收器侧处检测发送符号的装置及方法。本发明最优化地利用最大似然准则(maximum likelihood criterion)来检测符号，且适用于任意数字调制式通信系统，所述任意数字调制式通信系统包括但不限于多输入多输出(MultipleInput Multiple Output，MIMO)通信系统。

背景技术

对于数字调制通信系统来说，发送器通常利用前向错误校正编码(forward errorcorrection coding)将信息位编码成发送符号，且还将发送符号调制成波形以通过通信链路的物理媒体(或信道)传播而到达接收器侧。接收器对传入的波形进行采样，并采用各种数字接收器方案来从受信道及噪声影响的接收波形恢复信息位。

用于实作鲁棒的接收器(robust receiver)的挑战性任务之一在于对用于利用最大似然准则最优化地检测发送符号的符号检测器的设计。最大似然符号检测器的设计对于多输入多输出通信系统来说尤其具有挑战性，这是因为当输入及/或输出的数目增大时，最大似然符号检测器的设计涉及具有指数增长复杂性的多维度搜索。本发明公开了用于执行最优的最大似然符号检测器的装置及方法，所述最优的最大似然符号检测器适用于任意数字调制式通信系统，所述任意数字调制式通信系统包括但不限于多输入多输出通信系统。

发明内容

本发明提出用于对被信道及噪声影响损坏的所观察到的接收数字样本计算而得出发送符号的装置及方法。具体来说，一个符号周期处的N个接收样本{y₁,y₂,...,y_N}与M个发送符号{x₁,x₂,...,x_M}具有以下向量形式的相关：

y＝Hx+n

其中N×1向量

表示N个接收样本，M×1向量

表示M个发送符号，N×M矩阵

表示信道状态信息，且N×1向量

表示接收器加性噪声(receiver additive noise)。大体来说，所有这些向量及矩阵均被假设为复值型(complex-valued)。

在典型的通信系统中，每一个发送符号均选自被称为符号星座(symbolconstellation)的预指定集合的复值型离散点。举例来说，正交调幅(Quadrature andAmplitude Modulation，QAM)从矩形网格定义发送符号，其中正交调幅16(QAM-16)调制含有16个星座点，正交调幅64(QAM-64)含有64个星座点，等等。本发明使用记号Ω来表示以下通信系统中的星座点的集合。

在给出接收样本向量y以及通过训练序列所得出信道状态信息矩阵H的恰当估算的条件下，最大似然符号检测器被设计成在所有可能的星座点中搜索发送符号向量x，且对应的优化问题被定义为：