MIMO系统的译码方法及装置.pdf

上传人:zhu****69 文档编号:4752204 上传时间:2018-11-06 格式:PDF 页数:17 大小:543.53KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201110149760.5

申请日:

2011.06.03

公开号:

CN102811117A

公开日:

2012.12.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04L 1/06申请日:20110603|||公开

IPC分类号:

H04L1/06; H04L1/00

主分类号:

H04L1/06

申请人:

中兴通讯股份有限公司

发明人:

李希

地址:

518057 广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦法务部

优先权:

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司 11240

代理人:

余刚;梁丽超

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明涉及MIMO系统的译码方法及装置,上述方法根据系统收到的调制符号r,计算当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调制符号s2上的投影对的实部和虚部进行量化估计,得到的实部和虚部的估计值s2,I、s2,Q,对s2,I、s2,Q进行星座映射,得到s2在星座图中的位置,根据s2的位置,计算s1的估计值与实际值之间的误差D,根据D,更新s1的估计值与实际值之间的最小误差min_dist_0[k]和min_dist_1[k],根据min_dist_0[k]和min_dist_1[k],计算s1的每个比特的对数似然比,得到译码结果;上述装置包括投影模块、估计模块、映射模块、误差计算模块、最小误差更新模块以及对数似然比计算模块。本发明译码复杂度低。

权利要求书

1: 一种多输入多输出 MIMO 系统的译码方法, 其特征在于, 根据系统接收到的调制符号 r, 计算当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端 发射的调制符号 s2 上的投影 对所述 的实部 和虚部 进行量化估计, 得到所述 的实部 和虚部 的 s2, 估计值 s2, I、 Q ; 对所述 s2, s2, 得到调制符号 s2 在星座图中的位置 ; I、 Q 进行星座映射, 根据所述估计得到的调制符号 s2 在星座图中的位置, 计算所述调制符号 s1 的估计值与 实际值之间的误差 D ; 根 据 所 述 误 差 D, 更 新 所 述 调 制 符 号 s1 的 估 计 值 与 实 际 值 之 间 的 最 小 误 差 min_ dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 其中, k 表示调制符号 s2 的第 k 个比特 ; 根据所述最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 计算所述当前发射终端发射的 调制符号 s1 的每个比特的对数似然比, 得到译码结果。2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述计算当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影 步骤具体包括 : 计算所述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2 ; 计算所述另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2H ; 计算所述 h2H 与所述系统接收到的调制符号 r 的乘积 ; 计算所述 h2H 与所述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 ; 根据所述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2, 所述 h2H 与所述系统接收到的调 制符号 r 的乘积以及所述 h2H 与所述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积, 计算所述当前发 射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影 上发射的调制符号 s1 在另一发射终端上发射的调制符号 s2 的投影 其中, h2 表示所述另一发射终端的信道响应, h2H 表示 h2 的共轭转置, ‖h2‖2 为 h2 的模 方。 4. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述计算当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影 步骤具体包括 : 计算所述另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2H ; 计算所述 h2H 与所述系统接收到的调制符号 r 的乘积 ; 计算所述 h2H 与所述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 ; 根据所述 h2H 与所述系统接收到的调制符号 r 的乘积以及所述 h2H 与所述当前发射终端 的信道响应 h1 的乘积, 计算所述当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调 制符号 s2 上的投影 。 5. 根据权利要求 1 或 4 所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式计算所述当前发射终端 上发射的调制符号 s1 在另一发射终端上发射的调制符号 s2 的投影 其中, h2 表示所述另一发射终端的信道响应, h2H 表示 h2 的共轭转置。 2 。3: 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式计算所述当前发射终端 CN 102811117 A 权 利 要 求 书 的实部 2/4 页 6. 根据权利要求 3 所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式对所述 部 进行估计 : 和虚 其中, 表示 的实部, 表示 的虚部, 表示向下取整。 的实部 和虚部 进行量化 7. 根据权利要求 5 所述的方法, 其特征在于, 所述对 估计, 得到实部 和虚部 的估计值 s2, s2, I、 Q 步骤具体包括以下步骤 : 的实部 的中间估计值 计算所述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2 ; 根据如下公式计算所述 根据如下公式计算所述 的虚部 的中间估计值 判断所述 判断所述 判断所述 判断所述 判断所述 判断所述 是否小于 -2‖h2‖2, 若是, 则 s2, 否则, I = 0 ; 是否小于 0, 若是, 则 s2, 否则, I = 1 ; 是否小于 2‖h2‖2, 若是, 则 s2, 否则, s2, I = 2 ; I = 3 ; 是否小于 -2‖h2‖2, 若是, 则 s2, 否则, Q = 0 ; 是否小于 0, 若是, 则 s2, 否则, Q = 1 ; 是否小于 2‖h2‖2, 若是, 则 s2, 否则, s2, Q = 2 ; Q = 3。 8. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式计算所述调制符号 s1 的估 计值与实际值之间的误差 D : D = ‖r-s1h1-s2h2‖2 其中, s1 表示所述当前发射终端发射的调制符号, h1 表示所述当前发射终端的信道响 应, s2 表示所述另一发射终端发射的调制符号, h2 表示所述另一发射终端的信道响应。 9. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述方法还包括 : 所述系统初始化时, 将 所述最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k] 中各元素的值初始化为正无穷大。 10. 根据权利要求 1 或 9 所述的方法, 其特征在于, 所述根据所述误差 D, 更新所述调制 符号 s1 的估计值与实际值之间的最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k] 步骤具体包 括以下步骤 : 判断所述调制符号 s1 的第 k 个比特 若 则判断所述误差 D 是否小于 min_dist_0[k], 若是, 则令 min_dist_0[k] = D ; 否则, 不 更新 min_dist_0[k] ; 若 则判断所述误差 D 是否小于 min_dist_1[k], 若是, 则令 min_dist_1[k] = D ; 否则, 不 更新 min_dist_1[k]。 11. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式计算所述当 前发射终端 3 的值, 发射的调制符号 s1 的每个比特的对数似然比 : 其中, LLR1k 表示所述当前发射终端发射的调制符号 s1 的第 k 个比特的对数似然比。 12. 一种 MIMO 系统的译码装置, 其特征在于, 包括投影模块、 估计模块、 映射模块、 误差 计算模块、 最小误差更新模块以及对数似然比计算模块, 所述投影模块, 用于根据系统接收 到的调制符号 r, 计算当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影 所述估计模块, 用于对所述 部 和虚部 的实部 和虚部 进行量化估计, 得到所述 的实 的估计值 s2, s2, I、 Q ; s2,Q 进行星座映射, 得到调制符号 s2 在星座图中的位 所述映射模块, 用于对所述 s2,I、 置; 所述误差计算模块, 用于根据所述估计得到的调制符号 s2 在星座图中的位置, 计算所 述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的误差 D ; 所述最小误差更新模块, 用于根据所述误差 D, 更新所述调制符号 s1 的估计值与实际 值之间的最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 其中, k 表示调制符号 s2 的第 k 个比 特; 所述对数似然比计算模块, 用于根据所述最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 计算所述当前发射终端发射的调制符号 s1 的每个比特的对数似然比, 得到译码结果。 13. 根据权利要求 12 所述的装置, 其特征在于, 所述装置还包括初始化模块, 用于在所 述 MIMO 系统初始化时, 将所述最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k] 中各元素的值初 始化为正无穷大。 14. 根据权利要求 12 或 13 所述的装置, 其特征在于, 所述投影模块, 还用于计算所述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2, 计算所述 H H 另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2 , 计算所述 h2 与所述系统接收到的调制符号 r 的乘积以及计算所述 h2H 与所述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 ; 所述估计模块, 还用于计算所述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2 ; 计算所述 的实部 所述 的中间估计值 2 计算所述 的虚部 的中间估计值 以及判断所述 小于 0 时, 令所述 是否小于 -2‖h2‖2, 并在所述 的估计值 s2,I 等于 1, 在所述 小于 2‖h2‖2 时, 令所述 述 时, 令所述 判断所述 于 2, 在所述 小于 -2‖h2‖2 时, 令所述 大于等于 0 时, 判断所述 的估计值 s2,I 等于 0, 在 是否小于 2‖h2‖2, 在所述 大于等于 2‖h2‖2 时, 令所 小于 -2‖h2‖2 是否 大于等于 0 时, 的估计值 s2,Q 等 的值, 并在所述 大于等于 -2‖h2‖ 时, 判断所述 是否小于 0, 并在所述 的估计值 s2, 在所述 I 等于 2, 的估计值 s2, 判断所述 I 等于 3 ; 小于 0 时, 令所述 是否小于 -2‖h2‖2, 并在所述 的估计值 s2, 在所述 Q 等于 1, 小于 2‖h2‖2 时, 令所述 的估计值 s2, Q 等于 3 ; 的估计值 s2,Q 等于 0, 在所述 是否小于 2‖h2‖2, 在所述 大于等于 -2‖h2‖2 时, 判断所述 小于 0, 并在所述 大于等于 2‖h2‖2 时, 令所述 所述最小误差更新模块, 还用于判断所述调制符号 s1 的第 k 个比特 4 时, 判断所述误差 D 是否小于 min_dist_0[k], 在所述误差 D 小于 min_dist_0[k] 时, 令 min_dist_0[k] 的值等于所述误差 D, 在所述误差 D 大于等于 min_dist_0[k] 时, 不更新 min_dist_0[k] ; 或者在所述 判断所述误差 D 是否小于 min_dist_1[k], 在所述误差 D 小于 min_dist_1[k] 时, 令 min_dist_1[k] 的值等于所述误差 D, 在所述误差 D 大于等于 min_dist_1[k] 时, 不更新 min_dist_1[k]。

说明书


MIMO 系统的译码方法及装置

    【技术领域】
     本 发 明 涉 及 通 信 技 术 领 域,尤 其 涉 及 一 种 MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put, 多输入多输出 ) 系统的译码方法及装置。背景技术
     多天线传输技术对提高无线通信系统的容量和可靠性具有至关重要的作用, 分布 式接入方式也是目前高速分组传输研究的热点。传输信号由多个天线同时发送和接收, 发 送端和接收端之间的无线信道由传统的 SISO(Single-InputSingle-Out-put, 单输入单输 出 ) 系统变成 MIMO 系统, 并使通信系统具有了除传统时间、 频率、 码道资源以外的空间资 源。理论研究表明, MIMO 信道是多个 SISO 信道的叠加, 其容量和 min(NT, NR) 成正比, 其中 NT 和 NR 分别是发送和接收天线的数目。这说明当增加发送和接收天线的数目时, 可有效地 提高信道容量。所以, MIMO 系统为提高无线网络的信息吞吐量、 扩大覆盖区域和提高传输 质量提供了一条具有巨大的潜力的道路。MIMO 技术能够在空间中产生独立的并行信道同 时传输多路数据流, 这样就有效地提高了系统的传输速率, 即在不增加系统带宽的情况下 成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。MIMO-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交频分复用 ) 系统结合 OFDM 技术和 MIMO 技术的优势, 在提高无线链路的 传输速率和可靠性方面具有巨大潜力。
     MIMO-OFDM 系统中检测和译码技术也是现在研究的热点。由于采用多天线同时发 射, 存在着共信道干扰, 接收机的检测技术的优劣以及复杂度直接影响系统的性能和应用 前景。整个接收部分联合 (ML/MAP) 接收机能取得最优性能, 但复杂度太高, 目前的硬件处 理能力尚不能满足运算要求, 往往只能在天线数目和调制阶数都很小时才能应用。线性接 收方法 (ZF、 MMSE) 的复杂度低但性能差, 性能介于 ML 和线性接收之间的有干扰抵消算法和 球形译码算法。干扰抵消算法需要从接收信号中减去先检测出的数据部分, 因此存在错误 传播的现象, 性能受干扰抵消次序影响。 球形译码算法是极大似然算法的简化, 通过动态改 变搜索的圆心与半径减少搜索的次数, 在高信噪比时性能逼近 ML 的性能, 复杂度较低, 但 在低信噪比时搜索的时间比较长复杂度仍然很高。 如何减少最优检测算法的复杂度并避免 传统检测算法应用的局限性对系统的实现很有意义。 发明内容
     本发明的目的是, 提供一种 MIMO 系统的译码方法及装置, 以优化现有的译码方法 复杂度太高的问题。
     本发明提供了一种 MIMO 系统的译码方法,
     根据系统接收到的调制符号 r, 计算当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射 终端发射的调制符号 s2 上的投影
     对上述 的实部和虚部进行量化估计, 得到上述 的实部和虚部的估计值 s2, s2, I、 Q ;对上述 s2, s2, 得到调制符号 s2 在星座图中的位置 ; I、 Q 进行星座映射,
     根据上述估计得到的调制符号 s2 在星座图中的位置, 计算上述调制符号 s1 的估计 值与实际值之间的误差 D ;
     根据上述误差 D, 更新上述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的最小误差 min_ dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 其中, k 表示调制符号 s2 的第 k 个比特 ;
     根据上述最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 计算上述当前发射终端发 射的调制符号 s1 的每个比特的对数似然比, 得到译码结果。
     优选地, 上述计算当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符 号 s2 上的投影 步骤具体包括 : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2 ;
     计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2H ;
     计算上述 h2H 与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积 ;
     计算上述 h2H 与上述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 ;
     根据上述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2, 上述 h2H 与上述系统接收到 的调制符号 r 的乘积以及上述 h2H 与上述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积, 计算上述当
     前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影
     优选地, 通过如下公式计算上述当前发射终端上发射的调制符号 s1 在另一发射终端上发射的调制符号 s2 的投影
     其中, h2 表示上述另一发射终端的信道响应, h2H 表示 h2 的共轭转置, ‖h2‖2 为 h2 优选地, 上述计算当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符的模方。
     号 s2 上的投影 步骤具体包括 : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2H ;
     计算上述 h2H 与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积 ;
     计算上述 h2H 与上述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 ;
     根据上述 h2H 与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积以及上述 h2H 与上述当前发射 终端的信道响应 h1 的乘积, 计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射 的调制符号 s2 上的投影
     优选地, 通过如下公式计算上述当前发射终端上发射的调制符号 s1 在另一发射终端上发射的调制符号 s2 的投影
     其中, h2 表示上述另一发射终端的信道响应, h2H 表示 h2 的共轭转置。 优选地, 通过如下公式对上述 的实部 和虚部 进行估计 :
     7CN 102811117 A
     说和虚部明书和虚部3/10 页其中, 表示 的实部, 表示 的虚部, 表示向下取整。 优选地, 上述对 的实部 进行量化估计, 得到实部 的估计s2, 值 s2, I、 Q 步骤具体包括以下步骤 :
     计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2 ;
     根据如下公式计算上述 的实部的中间估计值
     根据如下公式计算上述 的虚部的中间估计值
     判断上述 判断上述 判断上述 判断上述 判断上述 判断上述是否小于 -2‖h2‖2, 若是, 则 s2, 否则, I = 0 ; 是否小于 0, 若是, 则 s2, 否则, I = 1 ; 是否小于 2‖h2‖2, 若是, 则 s2, 否则, s2, I = 2 ; I = 3 ; 是否小于 -2‖h2‖2, 若是, 则 s2, 否则, Q = 0 ; 是否小于 0, 若是, 则 s2, 否则, Q = 1 ; 是否小于 2‖h2‖2, 若是, 则 s2, 否则, s2, Q = 2 ; Q = 3。优选地, 通过如下公式计算上述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的误差 D :
     D = ‖r-s1h1-s2h2‖2
     其中, s1 表示上述当前发射终端发射的调制符号, h1 表示上述当前发射终端的信 道响应, s2 表示上述另一发射终端发射的调制符号, h2 表示上述另一发射终端的信道响应。
     优选地, 上述方法还包括 :
     上述系统初始化时, 将上述最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k] 中各元素 的值初始化为正无穷大。
     优选地, 上述根据上述误差 D, 更新上述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的最小 误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k] 步骤具体包括以下步骤 :
     判断上述调制符号 s1 的第 k 个比特 的值, 若则判断上述误差 D 是否小于 min_dist_0[k], 若是, 则令 min_dist_0[k] = D ; 否 则, 不更新 min_dist_0[k] ; 若
     则判断上述误差 D 是否小于 min_dist_1[k], 若是, 则令 min_dist_1[k] = D ; 否 则, 不更新 min_dist_1[k]。
     优选地, 通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 的每个比特的对 数似然比 :
     其中, LLR1k 表示上述当前发射终端发射的调制符号 s1 的第 k 个比特的对数似然比。本发明还提供了一种 MIMO 系统的译码装置, 包括投影模块、 估计模块、 映射模块、 误差计算模块、 最小误差更新模块以及对数似然比计算模块, 上述投影模块, 用于根据系统 接收到的调制符号 r, 计算当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符 号 s2 上的投影
     上述估计模块, 用于对上述 的实部 的估计值 s2, s2, I、 Q ;和虚部进行量化估计, 得到上述 的实部和虚部上述映射模块, 用于对上述 s2,I、 s2,Q 进行星座映射, 得到调制符号 s2 在星座图中 的位置 ;
     上述误差计算模块, 用于根据上述估计得到的调制符号 s2 在星座图中的位置, 计 算上述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的误差 D ;
     上述最小误差更新模块, 用于根据上述误差 D, 更新上述调制符号 s1 的估计值与实 际值之间的最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 其中, k 表示调制符号 s2 的第 k 个 比特 ;
     上 述 对 数 似 然 比 计 算 模 块, 用 于 根 据 上 述 最 小 误 差 min_dist_0[k] 和 min_ dist_1[k], 计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 的每个比特的对数似然比, 得到译码 结果。
     优选地, 上述装置还包括初始化模块, 用于在上述 MIMO 系统初始化时, 将上述最 小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k] 中各元素的值初始化为正无穷大。
     优 选 地, 上 述 投 影 模 块, 还 用 于 计 算 上 述 另 一 发 射 终 端 的 信 道 响 应 h2 的 模 2 方 ‖h2‖ , 计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2H, 计算上述 h2H 与上述系统 接收到的调制符号 r 的乘积以及计算上述 h2H 与上述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 ;
     上述估计模块, 还用于计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2 ; 计
     算上述 的实部 述 上述的中间估计值2 2计算上述 的虚部2的中间估计值以及判断上 的 小于 的估是否小于 -2‖h2‖ , 并在上述小于 -2‖h2‖ 时, 令上述 是否小于 0, 并在上述的估计值 s2,I 等于 0, 在 小于 0 时, 令上述大于等于 -2‖h2‖ 时, 判断上述估计值 s2,I 等于 1, 在上述 2‖h2‖2 时, 令上述 计值 s2, 判断上述 I 等于 3 ; 小于 0 时, 令上述 于 2‖h2‖ , 在上述 2‖h2‖ 时, 令上述
     2 2大于等于 0 时, 判断上述2是否小于 2‖h2‖2, 在上述2的估计值 s2,I 等于 2, 在上述2大于等于 2‖h2‖2 时, 令上述是否小于 -2‖h2‖ , 并在上述小于 -2‖h2‖ 时, 令上述 是否小于 0, 并在上述 是否小 大于等于的估计值 s2,Q 等于 0, 在上述大于等于 -2‖h2‖ 时, 判断上述2的估计值 s2,Q 等于 1, 在上述 小于 2‖h2‖ 时, 令上述 的估计值 s2, Q 等于 3 ;大于等于 0 时, 判断上述的估计值 s2, 在上述 Q 等于 2,上述最小误差更新模块, 还用于判断上述调制符号 s1 的第 k 个比特 的值, 并在 时, 判断上述误差 D 是否小于 min_dist_0[k], 在上述误差 D 小于 min_dist_0[k] 判断上述误差 D 是否小于 min_dist_1[k], 在上述误差上述时, 令 min_dist_0[k] 的值等于上述误差 D, 在上述误差 D 大于等于 min_dist_0[k] 时, 不更 新 min_dist_0[k] ; 或者在上述 D 小于 min_dist_1[k] 时, 令 min_dist_1[k] 的值等于上述误差 D, 在上述误差 D 大于等于 min_dist_1[k] 时, 不更新 min_dist_1[k]。本发明优化了传统 MAP 算法复杂度太高的问题, 本发明计算出的译码结果相当于 软解调的软信息, 可直接用于译码, 无需解调, 对于多天线、 高阶和低阶调制都有很好的译 码效果。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解, 构成本发明的一部分, 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明, 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 :
     图 1 是本发明 MIMO 系统的译码方法优选实施例的流程图 ;
     图 2 是 16QAM 星座示意图 ;
     图 3 是估计得到的调制符号 s2 的星座示意图 ;
     图 4 是本发明 MIMO 系统的译码装置优选实施例的原理框图。
     具体实施方式
     为了使本发明所要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚、 明白, 以下结 合附图和实施例, 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅用 以解释本发明, 并不用于限定本发明。
     如图 1 所示, 是本发明 MIMO 系统的译码方法优选实施例的流程图 ; 本实施例以 16QAM 为例, 其星座示意图如图 2 所示, 其中, b1b0, b3b2 表示 16QAM 星座图中每个调制符号 对应的 4 个 bit, c 为归一化因子, 16 个调制符号分别标记为 C1, C2, Λ, C16, 因对于本发明 而言, 调制符号标记和调制符号如何对应并不重要, 故图中未示出 16 个调制符号的具体位 置。每个调制符号有 4 个比特。假设 MIMO 系统有 NRX 根接收天线, 系统模型如下 :
     其中,表示 MIMO 系统的各接收天线接收到的调制符号 ; s1 表示 MIMO 系 表示该发射终端在接收天线 NRX 的信道响应 ; s2 表 表示该发射终端在接收天线 NRX 的信统的一个发射终端发射的调制符号, 道响应 ;
     示 MIMO 系统的另一个发射终端发射的调制符号, 令:表示 MIMO 系统的各接收天线上的噪声。k = 1, 2则上述系统模型变为 :
     r = s1h1+s2h2+n
     其中, r 表示 MIMO 系统接收到的调制符号 ; s1 表示 MIMO 系统的一个发射终端发射 的调制符号, s1 ∈ {C1, C2, Λ, C16}, h1 表示该发射终端的信道响应 ; s2 表示 MIMO 系统的另
     一个发射终端发射的调制符号, s2 ∈ {C1, C2, Λ, C16}, h2 表示该发射终端的信道响应 ; n表 示噪声。
     基于以上模型, 本实施例包括以下步骤 :
     步骤 S001 : 初始化当前发射终端发射的调制符号 s1 的估计值与实际值之间的最 小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 将其中各元素的值设置为正无穷大, 即令 :
     min_dist_0[k] = + ∝
     min_dist_1[k] = + ∝
     其中, k 表示调制符号的第 k 个比特位, 在 16QAM 中, k = 0, 1, 2, 3。
     步骤 S002 : 根据系统接收到的调制符号 r, 计算上述当前发射终端发射的调制符 号 s1 在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影 在实施例一中, 本步骤具体包括 :
     步骤 S10 : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2 并保存 ;
     步骤 S11 : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2H 并保存 ;
     步骤 S12 : 计算上述 h2H 与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积 A 并保存, 即 H
     A = h2 r
     步骤 S13 : 计算上述 h2H 与上述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 B 并保存 ; 即 H
     B = h2 h1
     步骤 S14 : 根据上述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2, 上述 h2H, 以及上 述 A 和 B, 通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的
     调制符号 s2 上的投影
     其中, h2 表示上述另一发射终端的信道响应, h2H 表示 h2 的共轭转置, ‖h2‖2 为 h2 实施例一中, 对于不同的调制符号 s1, 每次只要作一次复数乘法、 一次复数减法和的模方。
     一次复数除实数的除法即可得到相应的投影 由于实施例一中, 需要做一次除法运算, 开销比较大, 还可以对实施例进行进一步 的优化。
     在实施例二中, 本步骤具体包括 :
     步骤 S10’ : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2H 并保存 ;
     步骤 S11’ : 计算上述 h2H 与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积 A 并保存 ;
     步骤 S12’ : 计算上述 h2H 与上述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 B 并保存 ;
     步骤 S13’ : 根据上述 h2H 与 A、 B, 通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制 符号 s1 在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影
     其中, h2 表示上述另一发射终端的信道响应, h2H 表示 h2 的共轭转置。 实施例二与实施例一相比, 对于不同的调制符号 s1, 仅需要作一次复数乘法、 一次 步骤 S003 : 对上述 的实部 和虚部11复数减法和一次复数与实数的乘法即可得到相应的投影
     进行量化估计, 得到实部和虚部的CN 102811117 A说明书7/10 页估计值 s2, s2, I、 Q ;
     本步骤中,
     若步骤 S002 中采用实施例一计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发 则本步骤通过如下步骤对上述 的实部 的中间估计值 和虚部射终端发射的调制符号 s2 上的投影 进行估计 :
     步骤 S20 : 根据如下公式计算上述 的实部
     步骤 S21 : 根据如下公式计算上述 的虚部的中间估计值
     步骤 S22 : 根据上述 的估计值 s2, Q通过如下公式计算上述 的实部的估计值 s2, I为和虚部
     其中, 表示 的实部, 表示 的虚部, 表示向下取整。 若步骤 S002 中采用实施例二计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发 则本步骤通过如下步骤对上述 的实部 和虚部射终端发射的调制符号 s2 上的投影进行估计 :
     步骤 S20’ : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的模方 ‖h2‖2 并保存 ;
     步骤 S21’ : 根据如下公式计算上述 的实部的中间估计值
     步骤 S22’ : 根据如下公式计算上述 的虚部的中间估计值
     步骤 S23’ : 判断上述是否小于 -2‖h2‖2, 若是, 则执行步骤 S24’ , 否则, 执行步骤 S25’ ;步骤 S24’ : s2, 执行步骤 S30’ ; I = 0, 步骤 S25’ : 判断上述 步骤 S27’ : 判断上述 是否小于 0, 若是, 则执行步骤 S26’ , 否则, 执行步骤 S27’ ; 是否小于 2‖h2‖2, 若是, 则执行步骤 S28’ , 否则, 执行步骤 步骤 S26’ : s2, 执行步骤 S30’ ; I = 1,S29’ ;
     步骤 S28’ : s2, 执行步骤 S30’ ; I = 2, 步骤 S29’ : s2, 执行步骤 S30’ ; I = 3, 步骤 S30’ : 判断上述 是否小于 -2‖h2‖2, 若是, 则执行步骤 S31’ , 否则, 执行步骤 S32’ ;
     步骤 S31’ : s2, 估值结束 ; Q = 0,
     步骤 S32’ : 分别判断上述是否小于 0, 若是, 则执行步骤 S33’ , 否则, 执行步骤S34’ ;
     步骤 S33’ : s2, 估值结束 ; Q = 1, 步骤 S34’ : 判断上述 是否小于 2‖h2‖2, 若是, 则执行步骤 S35’ , 否则, 执行步骤 S36’ ; 步骤 S35’ : s2, 估值结束 ; Q = 2,
     步骤 S36’ : s2, 估值结束。 Q = 3,
     步骤 S004 : 对上述 s2, s2, 得到调制符号 s2 在星座图中的位置 ; I、 Q 进行星座映射,
     如图 3 所示, 是估计得到的调制符号 s2 的星座示意图, I 路即横轴通过 s2,I 映射, sI 表示调制符号的实部, Q 路即纵轴通过 s2, sQ 表示调制符号 s 的虚部。比如, 当 s2, Q 映射, s2, 则估计得到的调制符号 s2 被映射到图中的第二象限中左上角的点 O。 Q = 3 时, I = 1,
     步骤 S005 : 根据上述估计得到的调制符号 s2 在星座图中的位置, 计算上述调制符 号 s1 的估计值与实际值之间的误差 D ;
     本步骤通过如下公式计算上述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的误差 D :
     D = ‖r-s1h1-s2h2‖2
     其中, s1 表示上述当前发射终端发射的调制符号, h1 表示上述当前发射终端的信 道响应, s2 表示上述另一发射终端发射的调制符号, h2 表示上述另一发射终端的信道响应。
     步骤 S006 : 根据上述距离 D, 更新上述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的最小 误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 其中, k 表示调制符号 s2 的第 k 个比特 ;
     本步骤具体为 :
     步骤 S0061 : 判断上述调制符号 s1 的第 k 个比特 执行步骤 S0065 ;的值, 若则执行步骤S0062 ; 若
     步骤 S0062 : 判断上述误差 D 是否小于 min_dist_0[k], 若是, 执行步骤 S0063, 否 则, 执行步骤 S0064 ;
     步骤 S0063 : 令 min_dist_0[k] = D ;
     步骤 S0064 : 不更新 min_dist_0[k] ;
     步骤 S0065 : 判断所述误差 D 是否小于 min_dist_1[k], 若是, 则执行步骤 S0066, 否则, 执行步骤 S0067 ;步骤 S0066 : 令 min_dist_1[k] = D ;
     步骤 S0067 : 不更新 min_dist_1[k]。
     步骤 S007 : 根据上述最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 计算上述当前发 射终端发射的调制符号 s1 的每个比特的对数似然比, 得到译码结果。
     本步骤通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 的每个比特的对 数似然比 :
     其中, LLR1k 表示上述当前发射终端发射的调制符号 s1 的第 k 个比特的对数似然比。 如图 4 所示, 是本发明 MIMO 系统的译码装置的优选实施例原理框图, 本实施中, 译 码装置包括投影模块 02、 估计模块 03、 映射模块 04、 误差计算模块 05、 最小误差更新模块 06 以及对数似然比计算模块 07, 其中,
     初始化模块 01, 用于在上述 MIMO 系统初始化时, 将上述最小误差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k] 中各元素的值初始化为正无穷大 ;
     投影模块 02, 用于根据系统接收到的调制符号 r, 计算计算上述另一发射终端的 2 信道响应 h2 的模方 ‖h2‖ 并保存, 计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的共轭转置 h2H 并
     保存, 计算上述 h2H 与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积并保存以及计算上述 h2H 与上述 当前发射终端的信道响应 h1 的乘积并保存, 以及根据上述另一发射终端的信道响应 h2 的模 2 H 方 ‖h2‖ , 上述 h2 与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积以及上述 h2H 与上述当前发射终 端的信道响应 h1 的乘积, 计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的 调制符号 s2 上的投影 或者根据上述 h2H 与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积以及上述 h2H 与上述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积, 计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影
     估计模块 03, 用于对上述 的实部2和虚部进行量化估计, 得到上述 的实 计算上述 的虚部2部和虚部的估计值 s2,I、 s2,Q ; 具体为 : 用于计算上述另一发射终端的信道响应 h2 的 的中间估计值2 2模方 ‖h2‖ 并保存 ; 计算上述 的实部 估计值 以及判断上述 的估计值 s2,I 等于 0, 在上述 小于 0 时, 令上述 于 2‖h2‖2, 在上述 2‖h2‖ 时, 令上述2 2的中间是否小于 -2‖h2‖ , 并在上述小于 -2‖h2‖ 时, 令上述 是否小于 0, 并在上述 是否小 大于等于大于等于 -2‖h2‖ 时, 判断上述的估计值 s2,I 等于 1, 在上述 小于 2‖h2‖2 时, 令上述 的估计值 s2,I 等于 3 ; 判断上述大于等于 0 时, 判断上述2的估计值 s2,I 等于 2, 在上述是否小于 -2‖h2‖ , 并在上述 大于等于 -2‖h2‖2 时, 判断上 大于等2小于 -2‖h2‖ 时, 令上述 述 是否小于 0, 并在上述 于 0 时, 判断上述Q的估计值 s2, 在上述 Q 等于 0, 小于 0 时, 令上述2 2的估计值 s2,Q 等于 1, 在上述 小于 2‖h2‖ 时, 令上述 的估计值 s2, Q 等于 3 ;是否小于 2‖h2‖ , 在上述 大于等于 2‖h2‖ 时, 令上述的估计值 s2,等于 2, 在上述
     映射模块 04, 用于对上述 s2,I、 s2,Q 进行星座映射, 得到调制符号 s2 在星座图中的 误差计算模块 05, 用于根据上述估计得到的调制符号 s2 在星座图中的位置, 计算14位置 ;
     CN 102811117 A说明书10/10 页上述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的误差 D ;
     最小误差更新模块 06, 用于更新上述调制符号 s1 的估计值与实际值之间的最小误 差 min_dist_0[k] 和 min_dist_1[k], 其中, k 表示调制符号 s2 的第 k 个比特 ; 具体为 : 判 断上述调制符号 s1 的第 k 个比特 的值, 并在上述 时, 判断上述误差 D 是否小于 min_ dist_0[k], 在上述误差 D 小于 min_dist_0[k] 时, 令 min_dist_0[k] 的值等于上述误差 D, 在上述误差 D 大于等于 min_dist_0[k] 时, 不更新 min_dist_0[k] ; 或者在上述 判断上述误差 D 是否小于 min_dist_1[k], 在上述误差 D 小于 min_dist_1[k] 时, 令 min_ dist_1[k] 的值等于上述误差 D, 在上述误差 D 大于等于 min_dist_1[k] 时, 不更新 min_ dist_1[k]。
     对 数 似 然 比 计 算 模 块 07, 用 于 根 据 上 述 最 小 误 差 min_dist_0[k] 和 min_ dist_1[k], 计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1 的每个比特的对数似然比, 得到译码 结果。
     上述说明示出并描述了本发明的优选实施例, 但如前所述, 应当理解本发明并非 局限于本文所披露的形式, 不应看作是对其他实施例的排除, 而可用于各种其他组合、 修改 和环境, 并能够在本文所述发明构想范围内, 通过上述教导或相关领域的技术或知识进行 改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围, 则都应在本发明所 附权利要求的保护范围内。

MIMO系统的译码方法及装置.pdf_第1页
第1页 / 共17页
MIMO系统的译码方法及装置.pdf_第2页
第2页 / 共17页
MIMO系统的译码方法及装置.pdf_第3页
第3页 / 共17页
点击查看更多>>
资源描述

《MIMO系统的译码方法及装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MIMO系统的译码方法及装置.pdf(17页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102811117 A (43)申请公布日 2012.12.05 CN 102811117 A *CN102811117A* (21)申请号 201110149760.5 (22)申请日 2011.06.03 H04L 1/06(2006.01) H04L 1/00(2006.01) (71)申请人 中兴通讯股份有限公司 地址 518057 广东省深圳市南山区高新技术 产业园科技南路中兴通讯大厦法务部 (72)发明人 李希 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 余刚 梁丽超 (54) 发明名称 MIMO 系统的译码方法及装置 (。

2、57) 摘要 本发明涉及 MIMO 系统的译码方法及装置, 上 述方法根据系统收到的调制符号 r, 计算当前发 射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射 的调制符号 s2上的投影对的实部和虚部 进行量化估计, 得到的实部和虚部的 估计值 s2, I、 s2, Q, 对 s2, I、 s2, Q进行星座映射, 得到 s2在星座图中的位置, 根据 s2的位置, 计算 s1的 估计值与实际值之间的误差 D, 根据 D, 更新 s1的 估计值与实际值之间的最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k, 根据 min_dist_0k 和 min_ dist_1k, 计算 s1的每个比。

3、特的对数似然比, 得 到译码结果 ; 上述装置包括投影模块、 估计模块、 映射模块、 误差计算模块、 最小误差更新模块以及 对数似然比计算模块。本发明译码复杂度低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 10 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 10 页 附图 2 页 1/4 页 2 1. 一种多输入多输出 MIMO 系统的译码方法, 其特征在于, 根据系统接收到的调制符号 r, 计算当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端 发射的调制符号 s2上的投影 对所述 的实部 和虚部 进行量化估计, 得到所述 。

4、的实部 和虚部 的 估计值 s2, I、 s2, Q; 对所述 s2, I、 s2, Q进行星座映射, 得到调制符号 s2在星座图中的位置 ; 根据所述估计得到的调制符号s2在星座图中的位置, 计算所述调制符号s1的估计值与 实际值之间的误差 D ; 根据所述误差 D, 更新所述调制符号 s1的估计值与实际值之间的最小误差 min_ dist_0k 和 min_dist_1k, 其中, k 表示调制符号 s2的第 k 个比特 ; 根据所述最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k, 计算所述当前发射终端发射的 调制符号 s1的每个比特的对数似然比, 得到译码结果。 2. 根据。

5、权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述计算当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射的调制符号 s2上的投影 步骤具体包括 : 计算所述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22; 计算所述另一发射终端的信道响应 h2的共轭转置 h2H; 计算所述 h2H与所述系统接收到的调制符号 r 的乘积 ; 计算所述 h2H与所述当前发射终端的信道响应 h1的乘积 ; 根据所述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22, 所述 h2H与所述系统接收到的调 制符号 r 的乘积以及所述 h2H与所述当前发射终端的信道响应 h1的乘积, 计算所述当前发 射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端。

6、发射的调制符号 s2上的投影 。 3.根据权利要求1或2所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式计算所述当前发射终端 上发射的调制符号 s1在另一发射终端上发射的调制符号 s2的投影 其中, h2表示所述另一发射终端的信道响应, h2H表示 h2的共轭转置, h22为 h2的模 方。 4. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述计算当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射的调制符号 s2上的投影 步骤具体包括 : 计算所述另一发射终端的信道响应 h2的共轭转置 h2H; 计算所述 h2H与所述系统接收到的调制符号 r 的乘积 ; 计算所述 h2H与所述当前发射终端的信道响。

7、应 h1的乘积 ; 根据所述h2H与所述系统接收到的调制符号r的乘积以及所述h2H与所述当前发射终端 的信道响应h1的乘积, 计算所述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射的调 制符号 s2上的投影 。 5.根据权利要求1或4所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式计算所述当前发射终端 上发射的调制符号 s1在另一发射终端上发射的调制符号 s2的投影 其中, h2表示所述另一发射终端的信道响应, h2H表示 h2的共轭转置。 权 利 要 求 书 CN 102811117 A 2 2/4 页 3 6. 根据权利要求 3 所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式对所述 的实部 和虚 部 。

8、进行估计 : 其中, 表示 的实部, 表示 的虚部, 表示向下取整。 7.根据权利要求5所述的方法, 其特征在于, 所述对 的实部 和虚部 进行量化 估计, 得到实部 和虚部 的估计值 s2, I、 s2, Q步骤具体包括以下步骤 : 计算所述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22; 根据如下公式计算所述 的实部 的中间估计值 根据如下公式计算所述 的虚部 的中间估计值 判断所述 是否小于 -2h22, 若是, 则 s2, I 0 ; 否则, 判断所述 是否小于 0, 若是, 则 s2, I 1 ; 否则, 判断所述 是否小于 2h22, 若是, 则 s2, I 2 ; 否则, s2, I。

9、 3 ; 判断所述 是否小于 -2h22, 若是, 则 s2, Q 0 ; 否则, 判断所述 是否小于 0, 若是, 则 s2, Q 1 ; 否则, 判断所述 是否小于 2h22, 若是, 则 s2, Q 2 ; 否则, s2, Q 3。 8. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式计算所述调制符号 s1的估 计值与实际值之间的误差 D : D r-s1h1-s2h22 其中, s1表示所述当前发射终端发射的调制符号, h1表示所述当前发射终端的信道响 应, s2表示所述另一发射终端发射的调制符号, h2表示所述另一发射终端的信道响应。 9. 根据权利要求 1 所述的方法,。

10、 其特征在于, 所述方法还包括 : 所述系统初始化时, 将 所述最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k 中各元素的值初始化为正无穷大。 10. 根据权利要求 1 或 9 所述的方法, 其特征在于, 所述根据所述误差 D, 更新所述调制 符号 s1的估计值与实际值之间的最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k 步骤具体包 括以下步骤 : 判断所述调制符号 s1的第 k 个比特 的值, 若 则判断所述误差 D 是否小于 min_dist_0k, 若是, 则令 min_dist_0k D ; 否则, 不 更新 min_dist_0k ; 若 则判断所述误差 。

11、D 是否小于 min_dist_1k, 若是, 则令 min_dist_1k D ; 否则, 不 更新 min_dist_1k。 11. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 通过如下公式计算所述当 前发射终端 权 利 要 求 书 CN 102811117 A 3 3/4 页 4 发射的调制符号 s1的每个比特的对数似然比 : 其中, LLR1k表示所述当前发射终端发射的调制符号 s1的第 k 个比特的对数似然比。 12. 一种 MIMO 系统的译码装置, 其特征在于, 包括投影模块、 估计模块、 映射模块、 误差 计算模块、 最小误差更新模块以及对数似然比计算模块, 所述投影模块, 。

12、用于根据系统接收 到的调制符号 r, 计算当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射的调制符号 s2 上的投影 所述估计模块, 用于对所述 的实部 和虚部 进行量化估计, 得到所述 的实 部 和虚部 的估计值 s2, I、 s2, Q; 所述映射模块, 用于对所述 s2, I、 s2, Q进行星座映射, 得到调制符号 s2在星座图中的位 置 ; 所述误差计算模块, 用于根据所述估计得到的调制符号 s2在星座图中的位置, 计算所 述调制符号 s1的估计值与实际值之间的误差 D ; 所述最小误差更新模块, 用于根据所述误差 D, 更新所述调制符号 s1的估计值与实际 值之间的最小误差 mi。

13、n_dist_0k 和 min_dist_1k, 其中, k 表示调制符号 s2的第 k 个比 特 ; 所述对数似然比计算模块, 用于根据所述最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k, 计算所述当前发射终端发射的调制符号 s1的每个比特的对数似然比, 得到译码结果。 13. 根据权利要求 12 所述的装置, 其特征在于, 所述装置还包括初始化模块, 用于在所 述 MIMO 系统初始化时, 将所述最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k 中各元素的值初 始化为正无穷大。 14. 根据权利要求 12 或 13 所述的装置, 其特征在于, 所述投影模块, 还用。

14、于计算所述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22, 计算所述 另一发射终端的信道响应 h2的共轭转置 h2H, 计算所述 h2H与所述系统接收到的调制符号 r 的乘积以及计算所述 h2H与所述当前发射终端的信道响应 h1 的乘积 ; 所述估计模块, 还用于计算所述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22; 计算所述 的实部 的中间估计值 计算所述 的虚部 的中间估计值 以及判断所述 是否小于 -2h22, 并在所述 小于 -2h22时, 令所述 的估计值 s2, I等于 0, 在 所述 大于等于 -2h22时, 判断所述 是否小于 0, 并在所述 小于 0 时, 令所述 的估计值 s2,。

15、 I等于 1, 在所述 大于等于 0 时, 判断所述 是否小于 2h22, 在所述 小于 2h22时, 令所述 的估计值 s2, I等于 2, 在所述 大于等于 2h22时, 令所 述 的估计值 s2, I等于 3 ; 判断所述 是否小于 -2h22, 并在所述 小于 -2h22 时, 令所述 的估计值 s2, Q等于 0, 在所述 大于等于 -2h22时, 判断所述 是否 小于 0, 并在所述 小于 0 时, 令所述 的估计值 s2, Q等于 1, 在所述 大于等于 0 时, 判断所述 是否小于 2h22, 在所述 小于 2h22时, 令所述 的估计值 s2, Q等 于 2, 在所述 大于等。

16、于 2h22时, 令所述 的估计值 s2, Q等于 3 ; 所述最小误差更新模块, 还用于判断所述调制符号 s1的第 k 个比特 的值, 并在所述 时, 判断所述误差 D 是否小于 min_dist_0k, 在所述误差 D 小于 min_dist_0k 时, 权 利 要 求 书 CN 102811117 A 4 4/4 页 5 令 min_dist_0k 的值等于所述误差 D, 在所述误差 D 大于等于 min_dist_0k 时, 不更新 min_dist_0k ; 或者在所述 判断所述误差 D 是否小于 min_dist_1k, 在所述误差 D 小于 min_dist_1k 时, 令 mi。

17、n_dist_1k 的值等于所述误差 D, 在所述误差 D 大于等于 min_dist_1k 时, 不更新 min_dist_1k。 权 利 要 求 书 CN 102811117 A 5 1/10 页 6 MIMO 系统的译码方法及装置 技术领域 0001 本 发 明 涉 及 通 信 技 术 领 域,尤 其 涉 及 一 种 MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put, 多输入多输出 ) 系统的译码方法及装置。 背景技术 0002 多天线传输技术对提高无线通信系统的容量和可靠性具有至关重要的作用, 分布 式接入方式也是目前高速分组传输研究的热点。传输信号由多个天线同。

18、时发送和接收, 发 送端和接收端之间的无线信道由传统的 SISO(Single-InputSingle-Out-put, 单输入单输 出 ) 系统变成 MIMO 系统, 并使通信系统具有了除传统时间、 频率、 码道资源以外的空间资 源。理论研究表明, MIMO 信道是多个 SISO 信道的叠加, 其容量和 min(NT, NR) 成正比, 其中 NT和 NR分别是发送和接收天线的数目。这说明当增加发送和接收天线的数目时, 可有效地 提高信道容量。所以, MIMO 系统为提高无线网络的信息吞吐量、 扩大覆盖区域和提高传输 质量提供了一条具有巨大的潜力的道路。MIMO 技术能够在空间中产生独立的并。

19、行信道同 时传输多路数据流, 这样就有效地提高了系统的传输速率, 即在不增加系统带宽的情况下 成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。MIMO-OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交频分复用 ) 系统结合 OFDM 技术和 MIMO 技术的优势, 在提高无线链路的 传输速率和可靠性方面具有巨大潜力。 0003 MIMO-OFDM 系统中检测和译码技术也是现在研究的热点。由于采用多天线同时发 射, 存在着共信道干扰, 接收机的检测技术的优劣以及复杂度直接影响系统的性能和应用 前景。整个接收部分联合 (ML/MAP) 接收机能取得最优性。

20、能, 但复杂度太高, 目前的硬件处 理能力尚不能满足运算要求, 往往只能在天线数目和调制阶数都很小时才能应用。线性接 收方法(ZF、 MMSE)的复杂度低但性能差, 性能介于ML和线性接收之间的有干扰抵消算法和 球形译码算法。干扰抵消算法需要从接收信号中减去先检测出的数据部分, 因此存在错误 传播的现象, 性能受干扰抵消次序影响。 球形译码算法是极大似然算法的简化, 通过动态改 变搜索的圆心与半径减少搜索的次数, 在高信噪比时性能逼近 ML 的性能, 复杂度较低, 但 在低信噪比时搜索的时间比较长复杂度仍然很高。 如何减少最优检测算法的复杂度并避免 传统检测算法应用的局限性对系统的实现很有意义。

21、。 发明内容 0004 本发明的目的是, 提供一种 MIMO 系统的译码方法及装置, 以优化现有的译码方法 复杂度太高的问题。 0005 本发明提供了一种 MIMO 系统的译码方法, 0006 根据系统接收到的调制符号 r, 计算当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射 终端发射的调制符号 s2上的投影 0007 对上述的实部和虚部进行量化估计, 得到上述的实部和虚部的估 计值 s2, I、 s2, Q; 说 明 书 CN 102811117 A 6 2/10 页 7 0008 对上述 s2, I、 s2, Q进行星座映射, 得到调制符号 s2在星座图中的位置 ; 0009 根据上述估计得到。

22、的调制符号s2在星座图中的位置, 计算上述调制符号s1的估计 值与实际值之间的误差 D ; 0010 根据上述误差 D, 更新上述调制符号 s1的估计值与实际值之间的最小误差 min_ dist_0k 和 min_dist_1k, 其中, k 表示调制符号 s2的第 k 个比特 ; 0011 根据上述最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k, 计算上述当前发射终端发 射的调制符号 s1的每个比特的对数似然比, 得到译码结果。 0012 优选地, 上述计算当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射的调制符 号 s2上的投影步骤具体包括 : 0013 计算上述另一发射终。

23、端的信道响应 h2的模方 h22; 0014 计算上述另一发射终端的信道响应 h2的共轭转置 h2H; 0015 计算上述 h2H与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积 ; 0016 计算上述 h2H与上述当前发射终端的信道响应 h1的乘积 ; 0017 根据上述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22, 上述 h2H与上述系统接收到 的调制符号 r 的乘积以及上述 h2H与上述当前发射终端的信道响应 h1的乘积, 计算上述当 前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射的调制符号 s2上的投影 0018 优选地, 通过如下公式计算上述当前发射终端上发射的调制符号 s1在另一发射终 端上。

24、发射的调制符号 s2的投影 0019 0020 其中, h2表示上述另一发射终端的信道响应, h2H表示 h2的共轭转置, h22为 h2 的模方。 0021 优选地, 上述计算当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射的调制符 号 s2上的投影步骤具体包括 : 0022 计算上述另一发射终端的信道响应 h2的共轭转置 h2H; 0023 计算上述 h2H与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积 ; 0024 计算上述 h2H与上述当前发射终端的信道响应 h1的乘积 ; 0025 根据上述h2H与上述系统接收到的调制符号r的乘积以及上述h2H与上述当前发射 终端的信道响应h1的乘积, 计。

25、算上述当前发射终端发射的调制符号s1在另一发射终端发射 的调制符号 s2上的投影 0026 优选地, 通过如下公式计算上述当前发射终端上发射的调制符号 s1在另一发射终 端上发射的调制符号 s2的投影 0027 0028 其中, h2表示上述另一发射终端的信道响应, h2H表示 h2的共轭转置。 0029 优选地, 通过如下公式对上述的实部和虚部进行估计 : 0030 0031 说 明 书 CN 102811117 A 7 3/10 页 8 0032 其中, 表示的实部, 表示的虚部,表示向下取整。 0033 优选地, 上述对的实部和虚部进行量化估计, 得到实部和虚部的估计 值 s2, I、 。

26、s2, Q步骤具体包括以下步骤 : 0034 计算上述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22; 0035 根据如下公式计算上述的实部的中间估计值 0036 0037 根据如下公式计算上述的虚部的中间估计值 0038 0039 判断上述是否小于 -2h22, 若是, 则 s2, I 0 ; 否则, 0040 判断上述是否小于 0, 若是, 则 s2, I 1 ; 否则, 0041 判断上述是否小于 2h22, 若是, 则 s2, I 2 ; 否则, s2, I 3 ; 0042 判断上述是否小于 -2h22, 若是, 则 s2, Q 0 ; 否则, 0043 判断上述是否小于 0, 若是, 。

27、则 s2, Q 1 ; 否则, 0044 判断上述是否小于 2h22, 若是, 则 s2, Q 2 ; 否则, s2, Q 3。 0045 优选地, 通过如下公式计算上述调制符号 s1的估计值与实际值之间的误差 D : 0046 D r-s1h1-s2h22 0047 其中, s1表示上述当前发射终端发射的调制符号, h1表示上述当前发射终端的信 道响应, s2表示上述另一发射终端发射的调制符号, h2表示上述另一发射终端的信道响应。 0048 优选地, 上述方法还包括 : 0049 上述系统初始化时, 将上述最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k 中各元素 的值初始化为。

28、正无穷大。 0050 优选地, 上述根据上述误差D, 更新上述调制符号s1的估计值与实际值之间的最小 误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k 步骤具体包括以下步骤 : 0051 判断上述调制符号 s1的第 k 个比特的值, 0052 若 0053 则判断上述误差 D 是否小于 min_dist_0k, 若是, 则令 min_dist_0k D ; 否 则, 不更新 min_dist_0k ; 0054 若 0055 则判断上述误差 D 是否小于 min_dist_1k, 若是, 则令 min_dist_1k D ; 否 则, 不更新 min_dist_1k。 0056 优选地。

29、, 通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1的每个比特的对 数似然比 : 0057 0058 其中, LLR1k表示上述当前发射终端发射的调制符号 s1的第 k 个比特的对数似然 比。 说 明 书 CN 102811117 A 8 4/10 页 9 0059 本发明还提供了一种 MIMO 系统的译码装置, 包括投影模块、 估计模块、 映射模块、 误差计算模块、 最小误差更新模块以及对数似然比计算模块, 上述投影模块, 用于根据系统 接收到的调制符号 r, 计算当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射的调制符 号 s2上的投影 0060 上述估计模块, 用于对上述的实部和虚。

30、部进行量化估计, 得到上述的实 部和虚部的估计值 s2, I、 s2, Q; 0061 上述映射模块, 用于对上述 s2, I、 s2, Q进行星座映射, 得到调制符号 s2在星座图中 的位置 ; 0062 上述误差计算模块, 用于根据上述估计得到的调制符号 s2在星座图中的位置, 计 算上述调制符号 s1的估计值与实际值之间的误差 D ; 0063 上述最小误差更新模块, 用于根据上述误差D, 更新上述调制符号s1的估计值与实 际值之间的最小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k, 其中, k 表示调制符号 s2的第 k 个 比特 ; 0064 上述对数似然比计算模块, 用。

31、于根据上述最小误差 min_dist_0k 和 min_ dist_1k, 计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1的每个比特的对数似然比, 得到译码 结果。 0065 优选地, 上述装置还包括初始化模块, 用于在上述 MIMO 系统初始化时, 将上述最 小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k 中各元素的值初始化为正无穷大。 0066 优选地, 上述投影模块, 还用于计算上述另一发射终端的信道响应 h2的模 方 h22, 计算上述另一发射终端的信道响应 h2的共轭转置 h2H, 计算上述 h2H与上述系统 接收到的调制符号 r 的乘积以及计算上述 h2H与上述当前发射终端的。

32、信道响应 h1的乘积 ; 0067 上述估计模块, 还用于计算上述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22; 计 算上述的实部的中间估计值计算上述的虚部的中间估计值以及判断上 述是否小于 -2h22, 并在上述小于 -2h22时, 令上述的估计值 s2, I等于 0, 在 上述大于等于 -2h22时, 判断上述是否小于 0, 并在上述小于 0 时, 令上述的 估计值 s2, I等于 1, 在上述大于等于 0 时, 判断上述是否小于 2h22, 在上述小于 2h22时, 令上述的估计值 s2, I等于 2, 在上述大于等于 2h22时, 令上述的估 计值s2, I等于3 ; 判断上述是否小于-。

33、2h22, 并在上述小于-2h22时, 令上述 的估计值 s2, Q等于 0, 在上述大于等于 -2h22时, 判断上述是否小于 0, 并在上述 小于 0 时, 令上述的估计值 s2, Q等于 1, 在上述大于等于 0 时, 判断上述是否小 于2h22, 在上述小于2h22时, 令上述的估计值s2, Q等于2, 在上述大于等于 2h22时, 令上述的估计值 s2, Q等于 3 ; 0068 上述最小误差更新模块, 还用于判断上述调制符号 s1的第 k 个比特的值, 并在 上述时, 判断上述误差 D 是否小于 min_dist_0k, 在上述误差 D 小于 min_dist_0k 时, 令min。

34、_dist_0k的值等于上述误差D, 在上述误差D大于等于min_dist_0k时, 不更 新min_dist_0k ; 或者在上述判断上述误差D是否小于min_dist_1k, 在上述误差 D 小于 min_dist_1k 时, 令 min_dist_1k 的值等于上述误差 D, 在上述误差 D 大于等于 min_dist_1k 时, 不更新 min_dist_1k。 说 明 书 CN 102811117 A 9 5/10 页 10 0069 本发明优化了传统 MAP 算法复杂度太高的问题, 本发明计算出的译码结果相当于 软解调的软信息, 可直接用于译码, 无需解调, 对于多天线、 高阶和低。

35、阶调制都有很好的译 码效果。 附图说明 0070 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解, 构成本发明的一部分, 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明, 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 : 0071 图 1 是本发明 MIMO 系统的译码方法优选实施例的流程图 ; 0072 图 2 是 16QAM 星座示意图 ; 0073 图 3 是估计得到的调制符号 s2的星座示意图 ; 0074 图 4 是本发明 MIMO 系统的译码装置优选实施例的原理框图。 具体实施方式 0075 为了使本发明所要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚、 明白, 以下结 合附图和实施例, 对本。

36、发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅用 以解释本发明, 并不用于限定本发明。 0076 如图 1 所示, 是本发明 MIMO 系统的译码方法优选实施例的流程图 ; 本实施例以 16QAM 为例, 其星座示意图如图 2 所示, 其中, b1b0, b3b2表示 16QAM 星座图中每个调制符号 对应的 4 个 bit, c 为归一化因子, 16 个调制符号分别标记为 C1, C2, , C16, 因对于本发明 而言, 调制符号标记和调制符号如何对应并不重要, 故图中未示出 16 个调制符号的具体位 置。每个调制符号有 4 个比特。假设 MIMO 系统有 NRX根接收天线。

37、, 系统模型如下 : 0077 0078 其中,表示 MIMO 系统的各接收天线接收到的调制符号 ; s1表示 MIMO 系 统的一个发射终端发射的调制符号,表示该发射终端在接收天线 NRX的信道响应 ; s2表 示 MIMO 系统的另一个发射终端发射的调制符号,表示该发射终端在接收天线 NRX的信 道响应 ;表示 MIMO 系统的各接收天线上的噪声。 0079 令 : 0080 0081 k 1, 2 0082 0083 则上述系统模型变为 : 0084 r s1h1+s2h2+n 0085 其中, r 表示 MIMO 系统接收到的调制符号 ; s1表示 MIMO 系统的一个发射终端发射 的。

38、调制符号, s1 C1, C2, , C16, h1表示该发射终端的信道响应 ; s2表示 MIMO 系统的另 说 明 书 CN 102811117 A 10 6/10 页 11 一个发射终端发射的调制符号, s2 C1, C2, , C16, h2表示该发射终端的信道响应 ; n 表 示噪声。 0086 基于以上模型, 本实施例包括以下步骤 : 0087 步骤 S001 : 初始化当前发射终端发射的调制符号 s1的估计值与实际值之间的最 小误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k, 将其中各元素的值设置为正无穷大, 即令 : 0088 min_dist_0k + 0089 m。

39、in_dist_1k + 0090 其中, k 表示调制符号的第 k 个比特位, 在 16QAM 中, k 0, 1, 2, 3。 0091 步骤 S002 : 根据系统接收到的调制符号 r, 计算上述当前发射终端发射的调制符 号 s1在另一发射终端发射的调制符号 s2上的投影 0092 在实施例一中, 本步骤具体包括 : 0093 步骤 S10 : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22并保存 ; 0094 步骤 S11 : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2的共轭转置 h2H并保存 ; 0095 步骤 S12 : 计算上述 h2H与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积 A 并。

40、保存, 即 0096 A h2Hr 0097 步骤 S13 : 计算上述 h2H与上述当前发射终端的信道响应 h1的乘积 B 并保存 ; 即 0098 B h2Hh1 0099 步骤 S14 : 根据上述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22, 上述 h2H, 以及上 述 A 和 B, 通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发射终端发射的 调制符号 s2上的投影 0100 0101 其中, h2表示上述另一发射终端的信道响应, h2H表示 h2的共轭转置, h22为 h2 的模方。 0102 实施例一中, 对于不同的调制符号 s1, 每次只要作一次复数乘法、 一次复数减。

41、法和 一次复数除实数的除法即可得到相应的投影 0103 由于实施例一中, 需要做一次除法运算, 开销比较大, 还可以对实施例进行进一步 的优化。 0104 在实施例二中, 本步骤具体包括 : 0105 步骤 S10 : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2的共轭转置 h2H并保存 ; 0106 步骤 S11 : 计算上述 h2H与上述系统接收到的调制符号 r 的乘积 A 并保存 ; 0107 步骤 S12 : 计算上述 h2H与上述当前发射终端的信道响应 h1的乘积 B 并保存 ; 0108 步骤 S13 : 根据上述 h2H与 A、 B, 通过如下公式计算上述当前发射终端发射的调制 符号 s。

42、1在另一发射终端发射的调制符号 s2上的投影 0109 0110 其中, h2表示上述另一发射终端的信道响应, h2H表示 h2的共轭转置。 0111 实施例二与实施例一相比, 对于不同的调制符号 s1, 仅需要作一次复数乘法、 一次 复数减法和一次复数与实数的乘法即可得到相应的投影 0112 步骤 S003 : 对上述的实部和虚部进行量化估计, 得到实部和虚部的 说 明 书 CN 102811117 A 11 7/10 页 12 估计值 s2, I、 s2, Q; 0113 本步骤中, 0114 0115 0116 若步骤 S002 中采用实施例一计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1在另。

43、一发 射终端发射的调制符号 s2上的投影则本步骤通过如下步骤对上述的实部和虚部 进行估计 : 0117 步骤 S20 : 根据如下公式计算上述的实部的中间估计值 0118 0119 步骤 S21 : 根据如下公式计算上述的虚部的中间估计值 0120 0121 步骤S22 : 根据上述通过如下公式计算上述的实部的估计值s2, I为 和虚部的估计值 s2, Q 0122 0123 0124 0125 0126 其中, 表示的实部, 表示的虚部,表示向下取整。 0127 若步骤 S002 中采用实施例二计算上述当前发射终端发射的调制符号 s1在另一发 射终端发射的调制符号 s2上的投影则本步骤通过如。

44、下步骤对上述的实部和虚部 进行估计 : 0128 步骤 S20 : 计算上述另一发射终端的信道响应 h2的模方 h22并保存 ; 0129 步骤 S21 : 根据如下公式计算上述的实部的中间估计值 0130 0131 步骤 S22 : 根据如下公式计算上述的虚部的中间估计值 0132 0133 步骤 S23 : 判断上述是否小于 -2h22, 若是, 则执行步骤 S24 , 否则, 执行步 骤 S25 ; 说 明 书 CN 102811117 A 12 8/10 页 13 0134 步骤 S24 : s2, I 0, 执行步骤 S30 ; 0135 步骤 S25 : 判断上述是否小于 0, 若。

45、是, 则执行步骤 S26 , 否则, 执行步骤 S27 ; 0136 步骤 S26 : s2, I 1, 执行步骤 S30 ; 0137 步骤 S27 : 判断上述是否小于 2h22, 若是, 则执行步骤 S28 , 否则, 执行步骤 S29 ; 0138 步骤 S28 : s2, I 2, 执行步骤 S30 ; 0139 步骤 S29 : s2, I 3, 执行步骤 S30 ; 0140 步骤 S30 : 判断上述是否小于 -2h22, 若是, 则执行步骤 S31 , 否则, 执行步 骤 S32 ; 0141 步骤 S31 : s2, Q 0, 估值结束 ; 0142 步骤 S32 : 分别。

46、判断上述是否小于 0, 若是, 则执行步骤 S33 , 否则, 执行步骤 S34 ; 0143 步骤 S33 : s2, Q 1, 估值结束 ; 0144 步骤 S34 : 判断上述是否小于 2h22, 若是, 则执行步骤 S35 , 否则, 执行步 骤 S36 ; 0145 步骤 S35 : s2, Q 2, 估值结束 ; 0146 步骤 S36 : s2, Q 3, 估值结束。 0147 步骤 S004 : 对上述 s2, I、 s2, Q进行星座映射, 得到调制符号 s2在星座图中的位置 ; 0148 如图 3 所示, 是估计得到的调制符号 s2的星座示意图, I 路即横轴通过 s2, 。

47、I映射, sI表示调制符号的实部, Q 路即纵轴通过 s2, Q映射, sQ表示调制符号 s 的虚部。比如, 当 s2, I 1, s2, Q 3 时, 则估计得到的调制符号 s2被映射到图中的第二象限中左上角的点 O。 0149 步骤 S005 : 根据上述估计得到的调制符号 s2在星座图中的位置, 计算上述调制符 号 s1的估计值与实际值之间的误差 D ; 0150 本步骤通过如下公式计算上述调制符号 s1的估计值与实际值之间的误差 D : 0151 D r-s1h1-s2h22 0152 其中, s1表示上述当前发射终端发射的调制符号, h1表示上述当前发射终端的信 道响应, s2表示上述另一发射终端发射的调制符号, h2表示上述另一发射终端的信道响应。 0153 步骤 S006 : 根据上述距离 D, 更新上述调制符号 s1的估计值与实际值之间的最小 误差 min_dist_0k 和 min_dist_1k, 其中, k 表示调制符号 s2的第 k 个比特 ; 0154 本步骤具体为 : 0155 步骤 S0061 : 判断上述调制符号 s1的第 k 个比特的值, 若则执行步骤 S0062 ; 若执行步骤 S0065 ; 0156 步骤 S00。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 电通信技术


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1