[发明专利]用于多输入多输出系统的接近软输出最大似然检测

说明书

背景

领域

本公开一般涉及无线通信，尤其涉及用于无线通信系统中的信号检测的技 术。

背景

无线通信系统已成为全世界范围内大多数人进行通信的普及手段。这很大 部分归因于这样的事实：近来无线通信技术中的进步已相当程度地改善了此类 系统携带与语音、视频、分组数据、广播、消息接发和其他在通信中使用的服 务有关的数据的能力。具体而言，多输入多输出(MIMO)通信系统正受到持 续增长的关注，这归因于其具有通过使用多个天线来同时发射和接收数据而提 升无线通信系统的容量的能力。通过使用MIMO通信系统，数据可被分成多 个流，这些流可被同时发送和接收，从而在无需显著附加频谱或功率的情况下 提升系统容量。

在典型MIMO通信系统中，可通过将数据分成流、在每个流中编组比特、 将每个比特组映射至星座点、以及在随后基于为每个流映射的星座点经由多个 发射天线将这些流作为已调制载波来传送。数据一旦被传送就通过有效MIMO 信道，此后，所得空间流被接收机处的多个天线接收。常规MIMO接收机在 随后采用各种信号检测技术来从在接收天线处接收到的流获得数据。曾经的这 样的技术——软输出最大似然检测(SOMLD)可获得检出传送比特的预期值 以及预期值正确的似然性。常规SOMLD技术需要针对每个传送流在由发射机 使用的所有星座点上进行遍历并确定关于每个星座点的距离度量以找出流中 的每个比特的似然性。然而，为了在常规SOMLD中确定最优距离度量，需要 在用于所有其他流的所有星座点上进行附加遍历，从而实际上需要在用于所有 流的所有可能的星座点组合上进行遍历。这个过程具有呈指数的计算复杂度， 这使得对于许多应用——包括原本应从软输出检测获益的应用——而言是成 本高昂的。因而，本领域中存在对在MIMO通信系统中关于硬判决输出检测 达成最大似然检测(MLD)性能或接近MLD性能或者关于软判决输出信号检 测达成SOMLD性能或接近SOMLD性能的低复杂度技术的需要。

概述

下文呈现所公开实施例的简化概述以图提供对这些实施例的基本理解。本 概述不是对所有构想实施例的广泛纵览，且既非旨在标识关键或重要元素，也 非旨在描绘此类实施例的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现所公开实施例 的一些概念，作为后面呈现的更详细描述的前序。

所描述的实施例通过提供用于MIMO通信系统中的最大似然检测的低复 杂度技术——其产生接近于最优的距离度量以进行软输出生成——减轻了以 上所提及的问题。更具体地，本文中所描述的系统和方法可每空间流地在所有 星座点上进行遍历以获得每个流的距离度量。并非在特定流的计算内对所有其 他流进行附加遍历，而是可代之以使用MIMO信道矩阵和次优MIMO算法—— 诸如如本文中所描述的每流列表检测(PSLD)、网格简化检测(LRD)或指 导M算法——来估计产生接近于最优的距离度量的其他流的值。可通过对 MIMO信道矩阵进行预处理和/或通过利用如本文中进一步讨论的增强型度量 使用(EMU)来进一步改善性能。

根据一方面，本文中描述了一种用于在多输入多输出(MIMO)通信系统 中为传送空间流集合生成软判决输出值的方法。该方法可包括在相应传送空间 流的多个星座点上进行遍历以至少部分地基于次优MIMO算法估计其他传送 流的值。该方法还可包括根据多个星座点的值确定相应传送空间流的距离度量 集合。另外，该方法可包括至少部分地基于距离度量集合来生成相应传送流的 软判决输出。

另一方面涉及一种无线通信装置，该无线通信装置可包括存储与收到流 集合以及与通过其传达对应于收到流集合的传送流集合的信道相对应的矩阵 有关的数据的存储器。该无线通信装置还可包括处理器，该处理器被配置成在 相应传送流的一个或多个星座点上进行遍历以使用矩阵和次优MIMO算法来 确定其他传送流的估计值以及相对应距离度量，以及将相应传送流的软判决输 出生成为所确定的距离度量的对数似然比。

又一方面涉及一种提供对一系列传送流的低复杂度接近软输出最大似然 检测的设备。该设备可包括用于在相应传送流的星座点集合上进行遍历以使用 次优MIMO算法来估计其他元素的装置。另外，该设备可包括用于确定相应 传送流在星座点集合上的距离度量的装置。此外，该设备可包括用于基于所确 定的距离度量获得传送流中的相应比特的软判决输出的装置。