[发明专利]晶格简化架构与方法及其侦测系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种晶格简化架构(lattice reduction architecture)、晶格简化方法及其侦测系统。

背景技术

近来研究已发现适合于多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)侦测的晶格简化(lattice-reduction，LR)预处理技术。然而，若将晶格简化技术应用于正交频分复用(orthogonal-frequency-division-multiplexing，OFDM)系统，则由于大量的子载波(sub-carrier)而会显著地增加晶格简化处理所导致的处理复杂性及时间延迟(latency)。

近年来，多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)技术被开发用来达成宽带无线通信系统的高输送量要求，例如：第三代合作伙伴计划长期演进(third generation project partnership long term evolution，3GPP-LTE)系统以及基于IEEE 802.16标准的微波存取全球互通(WiMAX，Worldwide Interoperability for Microwave Access)系统。OFDM技术可通过针对正交频分复用载波中的每一子载波进行简单的单阶等化(one-tap equalization)处理，达成有效地处理多路径效应。另一方面，MIMO技术可使用多个发射天线及接收天线来增加传输速率。由于MIMO-OFDM系统的接收端通常需要MIMO-OFDM基频接收器来执行大量子载波的MIMO的侦测程序，因此MIMO侦测以及MIMO矩阵预处(preprocessing)技术即成为MIMO-OFDM系统中的重要课题。

另外，上述的晶格简化技术是通过找出同一晶格的较佳基础(better basis)，来将MIMO矩阵变换为较正交的矩阵，以改善MIMO侦测的分集增益(diversity gain)的预处理技术，在此MIMO矩阵指的是MIMO通道变换矩阵(channel transformation matrix)，其用来提供发射器端处多个发射天线中每一个发射天线与接收器端处多个接收天线中每一个接收天线之间的一对一对应关系(one-to-one correspondence)。

图1绘示一种MIMO-OFDM系统架构。请参照图1，位于发射器端处(位于图1中的左侧)的OFDM调制器(例如：OFDM调制器111、112、…、11n_t)使用反快速傅立叶转换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)处理将N个符号(symbols)变换为N个时域信号(time-domain signal)，并且接续插入循环前缀(cyclic-prefix，CP)以对抗符号间干扰(inter-symbol-interference，ISI)，其中n_t为发射器天线(例如，发射器天线121、122、…、12n_t)的数目。MIMO编码器10将用户数据转换为N个符号，且将所述N个符号提供给OFDM调制器111、112、…、11n_t。

另外，位于接收器端(位于图1的右侧)处，可移除循环前缀以抵抗由多路径效应所引起的延迟扩展(delay spread)。接着，位于接收器端处的OFDM解调制器(例如，OFDM解调制器141、142、14n_r)可对所接收的OFDM符号进行快速傅立叶转换的运算，以获得并行窄频子载波符号，其中图1中的n_r为接收器天线(例如，接收器天线131、132、…、13n_r)的数目。因此，可利用简单的单阶均衡器(equalizer)有效地处理频率选择性通道响应(frequency selective channel response)。然后，MIMO译码器15将子载波符号转换为用户数据。

针对图1中所绘示的MIMO-OFDM系统考虑空间多任务多输入多输出(spatial multiplexing MIMO)传输。此外，将OFDM信号垂直多任务至发射器端处所有天线中的每一个天线。由于多路径(multipath)效应通过MIMO-OFDM接收器端处的OFDM技术而得以移除，因此n_t×n_rMIMO系统中窄频子载波中每一个的信号模型可表示为以下等式(1)。

y＝Hx+n                等式(1)