CN101341704A - 无线通信设备 - Google Patents

Abstract

在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中根据接收信号确定输出，所述接收信号被调制到多个子载波上。达到该目的所使用的方法包括：获得第一个子载波的信道响应估计，对所述第一个子载波的信道响应估计应用格基规约变换，接着依次对于每个进一步的子载波，用应用于之前考虑的子载波的所述信道响应估计的格基规约变换乘所述进一步的子载波的所述信道响应估计，以及，对所述变换的信道响应估计应用格基规约变换以导出规约基信道响应估计，根据其各自的规约基信道响应估计补偿所接收的子载波信号，以及从其确定所述发送信号的估计。

Description

无线通信设备

技术领域

本发明涉及无线通信领域，并且特别但不排他地涉及多输入多输出(MIMO)通信系统领域。

背景技术

常规通信系统可以从数学上表示为：

y＝Hx+v

其中，对于MIMO通信系统，y是代表接收信号的n乘1向量，H是建模通信信道的传输特征的n乘m信道矩阵，x是代表发送符号的m乘1向量，v是n乘1噪声向量，其中，m和n分别表示发送和接收天线的数量。

本领域的技术人员能理解，同样的表示可以用于CDMA系统中的多用户检测。

最近的出版物已验证了称为格基规约(lattice-reduction)的技术可以怎样改进MIMO检测方法的性能。

例如，“Lattice-Reduction-Aided Detectors for MIMO CommunicationSystems”(2002年11月，IEEE全球通信会议录第424-428页，作者H.Yao和G.W.Wornell)描述了用于增强多输入多输出(MIMO)数字通信系统的性能的格基规约(LR)技术。

另外，“Low-Complexity Near-Maximum-Likelihood Detection andPrecoding for MIMO Systems using Lattice Reduction”(2003年3月巴黎，IEEE信息理论讨论会会议录，第346-348页，作者C.Windpassinger和R.Fischer)研究了由Yao和Wornell提出的格基规约辅助检测方案。该方案以熟知的LLL算法的使用扩展了这种技术，其中，所述LLL算法实现了对具有任意多个维度的MIMO系统的应用。

“Lattice-Reduction-Aided Receivers for MIMO-OFDM in SpatialMultiplexing Systems”(2004年9月，关于个人室内和移动无线通信的国际研讨会会议录，第1517-1521页，作者I.Berenguer、J.Adeane、I.Wassell和X.Wang，下文中称为“Berengure等人”)描述了显著降低具有多径传播的无线通信系统中的接收机的复杂度的正交频分复用(OFDM)的使用，并且指出，建议在无线宽带多天线(MIMO)系统中使用它。

最后，“MMSE-Based Lattice-Reduction for Near-ML Detection ofMIMO Systems”(2004年，关于智能天线的ITG讨论会会议录，作者D.Wubben、R.Bohnke、V.Kuhn和K.Kammeyer，下文中称为“Wubben等人”)对MMSE准则采用了上面描述的格基规约辅助方案。

上面描述的出版物中使用的所述技术使用这一概念：数学上，信道矩阵H的列可以被看作描述格子的基。因此可以计算该格基(lattice，所谓的‘规约基(reduced basis)’)的等价描述，以使得基向量接近正交。然后，如果接收机使用该规约基来补偿信道，则噪声增加可以被保持为最小，并且检测性能将改进(例如，在Wubben等人的图5中所示)。该过程包括如下描述的步骤：

y_r、x_r和H_r被定义为分别y、x和H的实值化表示，从而：

$y_r=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Re}\left(y\right)\\ \mathrm{Im}\left(y\right)\end{array}\right],$ $x_r=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Re}\left(x\right)\\ \mathrm{Im}\left(x\right)\end{array}\right],$ $H_r=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{Re}\left(H\right)& -\mathrm{Im}\left(h\right)\\ \mathrm{Im}\left(H\right)& \mathrm{Re}\left(H\right)\end{array}\right]$

其中，Re()和Im()表示其变元的实和虚部。

应当指出，Berenguer等人描述了复数场中的等价方法，可是为清楚起见，这里使用所述方法的实数表示。

本领域中存在许多格基规约算法。一种合适的格基规约算法是上面提到的Lenstra-Lenstra-Lovasz(LLL)算法，该算法在Wubben等人的文章中并且还在“Factoring Polynomials with Rational Coefficients”(1982年数学年报第261卷第515-534页，作者A.Lenstra、H.Lenstra和L.Lovasz，下文中称为“Lenstra等人”)中以及在“An Algorithmic Theoryof Numbers，Graphs and Convexity”(1980年费城SIAM，作者L.Lovasz，下文中称为“Lovasz”)中被公开。

这些算法的任一个可以用于计算变换矩阵T，从而规约基

由下式给出

${\tilde{H}}_r=H_{r}T$

矩阵T仅包含整数项，并且其行列式为+/-1。

在格基规约之后，所述系统被表述为：

$y_r=H_r{x}_r+v_r$

${=H}_r{\mathrm{TT}}^{-1}{x}_r+v_r$

$={\tilde{H}}_r{T}^{-1}{x}_r+v_r$

$={\tilde{H}}_{r}z+v_r$

其中，z_r＝T^-1x_r。然后在该重定义的系统中补偿接收信号y_r以便获得z_r的估计。该补偿过程接着利用例如线性ZF技术，其得到：

${\tilde{z}}_r={\left({{\tilde{H}}_r}^{*}{\tilde{H}}_r\right)}^{-1}{{\tilde{H}}_r}^{*}{y}_r$

由于

接近正交，所以

应当受到比在接收机直接补偿信道H_r时少得多的噪声增强。

当然，可以使用其它补偿技术。例如，可以考虑使用MMSE技术或者例如上面确定的已出版现有技术中的更复杂的基于连续干扰相消的方法。

根据以上的接收机在知道包含在x中的被发送符号是从M-QAM星座获得时工作。通过该约束，

因而可以根据在Wubben等人指出的方法被量化：

${\tilde{z}}_r=\mathrm{\αQ}\{\frac{1}{\mathrm{\α}}({\tilde{z}}_r-T^{-1}1\mathrm{\β})+T^{-1}1\mathrm{\β}$

其中，Q{}是将其变元的每个单元四舍五入为最接近的整数的量化函数，并且其中，1是1的2＊m乘1向量。

从以上描述将理解，除所述量化函数外，剩余的运算是M-QAM星座被缩放和平移所述整数格的版本的结果。所述整数量化因此需要相同的简单缩放和平移运算。

如图1中所示，标量值α和β从所使用的M-QAM星座的定义得到，并且α等于两个星座点之间的最小距离，而β对应于所述星座点与虚(I)和实(R)轴之间的最小距离(即与I和R方向上的原点的最小偏移)。在本示例中，使用了16-QAM星座，其具有实和虚部{+/-1，+/-3}。

最后，x_r的估计由该方法得到为

${\tilde{x}}_r=T{\tilde{z}}_r$

偶尔地，如果错误在估计

中出现，则有可能

中的符号估计的一些可以不是有效符号。在这样的情况下，这些符号被映射为最接近的有效符号。例如，对于使用16-QAM的本示例，值+/-1，+/-3可以定义

中的有效项。因此，如果

的分量例如等于+5，则该分量将被映射为值+3。

还未发表的英国专利申请0610847.6描述了一种用于从格基规约辅助接收机中的接收符号获得输出的方法。所采用的方法是对多载波无线通信系统中的多个子载波集合应用格基规约技术来生成规约基信道响应。这导致显著的复杂度降低。

概括地说，本发明提供一种检测方法，该方法至少部分扩展了英国专利申请0610847.6。

发明内容

本发明的实施例包括用于从基于格基规约辅助接收机的多载波无线通信系统中的接收信号确定输出的设备和方法。

本发明的一方面提供一种方法，该方法在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中用于根据接收信号确定输出，所述接收信号被调制到多个子载波上，所述方法包括：获得第一个子载波的信道响应估计，对所述第一子载波的所述信道响应应用格基规约变换以导出所述第一子载波的规约基信道响应估计，接着依次对于每个进一步的子载波，用应用于之前考虑的子载波的信道响应估计的格基规约变换乘所述进一步子载波的所述信道响应估计并且对变换的信道响应估计应用格基规约变换来导出规约基信道响应估计，根据其各自的规约基信道响应估计补偿接收的子载波信号，并且从其确定所述发送信号的估计。

本发明的进一步的方面提供一种方法，该方法在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中用于根据接收信号确定输出，所述接收信号被调制到多个子载波上，所述方法包括：获得第一组子载波的全组信道响应估计，对所述第一组的所述全组信道响应估计应用格基规约变换，接着依次对于每个进一步的组，获得所述进一步的组的全组信道响应估计并且用应用于之前考虑的组的平均信道响应估计的格基规约变换乘所述进一步的组的所述全组信道响应估计并且对所述变换的全组信道响应估计应用格基规约变换以导出规约基全组信道响应估计，根据其各自的规约基全组信道响应估计补偿所述接收的子载波信号并且以及从其确定所述发送信号的估计。

根据该进一步的方面，所述子载波的组可以包括相同数量的子载波。可选地，每组的子载波的数量可以是可变的，并且取决于所述MIMO信道。

所述获得子载波组的全组信道响应估计的步骤可以优选包括下列之一：

所述组中的子载波的信道响应估计的单元方式(element wise)平均(可是平均值或中值)；以及

所述组中的子载波的信道响应估计中选出的一个。

所述子载波可以是频分子载波。可以关于频域中的相邻性交替考虑所述子载波或者依据情况而定的它们的组。

本发明另一方面提供一种在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中用于根据接收信号确定输出的设备，所述接收信号被调制到多个子载波上，所述设备包括：信道响应估计装置，用于估计被考虑的所述子载波之一的信道响应；初始变换装置，用于对所述信道响应估计应用初始变换；格基规约变换装置，用于对所述子载波的所述信道响应估计应用格基规约变换，以导出该子载波的规约基信道响应估计，从而对于该第一子载波之后的被考虑的子载波，所述初始变换包括由所述格基规约变换装置对于前一子载波应用的格基规约变换；补偿装置，用于根据其各自的规约基信道响应估计补偿所述接收的子载波信号；以及，发送信号估计装置，用于从其确定所述发送信号的估计。

本发明的又一方面提供一种在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中根据接收信号确定输出的设备，所述接收信号被调制到多个子载波上，所述设备包括：用于获得第一组子载波的全组信道响应估计的装置；用于对所述第一组的全组信道响应估计应用格基规约变换的装置；接着依次对于每个进一步的组获得该进一步的组的全组信道响应估计、并且用应用于之前考虑的组的平均信道响应估计的格基规约变换乘所述进一步的组的所述全组信道响应估计、并且对所述变换的全组信道响应估计应用格基规约变换以导出规约基全组信道响应估计的装置；用于根据其各自的规约基全组信道响应估计补偿所述接收的子载波信号的装置；以及用于从其确定发送信号的估计的装置。

技术人员将认识到，上面描述的设备和方法可以使用和/或被包含在处理器控制代码中。由此，在本发明的进一步方面中，例如在诸如磁盘、CD-或DVD-ROM的承载介质、诸如只读存储器的程序存储器(固件)上或者在诸如光或电信号载波的数据载波上提供所述代码。本发明的实施例可以在DSP(数字信号处理器)、ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)上实现。由此，所述代码可以包括常规程序代码或微代码或例如用于建立或控制ASIC或FPGA的代码。在某些实施例中，所述代码可以包括用于例如Verilog(商标)、VHDL(甚高速集成电路硬件描述语言)或SystemC的硬件描述语言的代码。如技术人员将理解的，用于本发明的实施例的处理器控制代码可以在相互通信的多个耦合的部件之间分布。

附图说明

图1示出了一种常规M-QAM星座；

图2概略示出了包括发送器和接收机的MIMO系统；

图3进一步详细示出了图2的接收机；

图4示出了根据背景示例的每子信道格基规约过程，其中，本发明经由所述背景示例在这里被示出；

图5示出了根据本发明的第一实施例的格基规约过程；

图6示出了根据本发明的第二实施例的格基规约过程；

图7示出了图6中所示的格基规约过程的单元；

图8示出了根据所述背景示例以及本发明的所述第一和第二实施例的用于多载波通信系统的格基规约辅助多载波MIMO检测合作基规约过程的复杂度的图；以及

图9示出了图8中所使用的示例的性能图。

具体实施方式

基于附图进一步详细描述本发明。

图2示出了这样的系统，该系统包括一般已知构造的MIMO数据通信系统10。根据本发明的特定实施例的新部件从下面的描述中将是显而易见的。

通信系统10包括发送器设备12和接收机设备14。应当理解，在许多情况下，无线通信设备将被配备组合的发送器和接收机的设备，但在本示例中，所述设备为简单起见已被示为单向通信设备。

发送器设备12包括数据源16，该数据源16为基带映射单元20提供数据(包括信息比特)，该基带映射单元20可选地提供前向纠错编码、信道交织并且输出调制符号。所述调制符号被提供给多路复用器22，该多路复用器22将它们与来自导频符号发生器18的导频符号合并，所述导频符号提供用于接收机中的频率同步和一致检测的参考幅度和相位以及用于信道估计的已知(导频或导言)数据。多路复用得符号被提供给解析器24，该解析器24创建多个并行的空间流。

方框26、28和30的组合将来自解析器24的串行空间数据流转换成多个并行的规约数据率流，并且对这些数据流实施IFFT以提供OFDM符号，然后将该OFDM符号的多个子载波转换成单一串行数据流。进程26、28和30对于每个空间流被并行地实施。空时编码器32将到来的一个或多个符号编码为多个代码符号，用于同时从发送器天线阵列34发送，所述发送器天线阵列34包括多个发送天线。在该示出的例子中，提供了两个发送天线，但取决于应用，实际实现可以包括更多天线。

编码的发送信号通过在发送天线阵列34与接收机设备14的对应接收天线阵列36之间定义的MIMO信道36传播。接收天线阵列38包括多个接收天线，它们为方框40、42和44的并行组提供多个输入，所述方框40、42和44的并行组对于每个接收的流独立地实施串到并转换、FFT和并到串再转换，向格基规约辅助解码器46提供输出。在该特定实施例中，接收天线阵列38包括两个接收天线。

格基规约辅助解码器46具有移除MIMO信道36的效应的任务。格基规约辅助解码器46的输出包括每个对应一个发送天线的多个信号流，所述信号流的每个携带关于具有特定值的发送比特的概率的所谓软或似然数据。该数据被提供给逆解析器48，该逆解析器48消除解析器24的效应，并且逆解析的比特被该逆解析器48输出并且然后呈现给多路分解器50，该多路分解器50从所述数据符号中分离导频符号信号54。所述数据符号然后被基带解映射单元52解调和解映射，以便提供被检测的数据输出56。宽泛地说，接收机14是发送器12的镜像。所述发送器和接收机可以被合并以形成OFDM收发器。

将在适当的时候描述格基规约辅助解码器46的特定功能。

图3概略示出了可被配置为(借助于软件或专用硬件部件)接收机设备14的硬件。接收机设备14包括处理器110，该处理器110可用作执行机器代码指令，所述机器代码指令存储在工作存储器112中和/或可从大容量存储设备检索到。借助于通用总线114，用户可操作输入设备118能够与处理器110通信。该用户可操作输入设备118在本示例中包括键盘和鼠标，不过应当理解，任意其它输入设备也可以或可选地提供，例如另一类型的指示设备、写字板、语音识别装置或者可以将用户输入动作解释和转换为数据信号的任意其它装置。

可选实施例可以还包括不具有预定义用户接口的收发器。

音频/视频输出硬件设备120进一步连接到通用总线114，用于向用户输出信息。音频/视频输出硬件设备120可以包括视觉显示单元、扬声器或能够向用户呈现信息的任意其它设备。

连接到通用总线114的通信硬件设备122连接到接收天线38。在图3中所示的实施例中，工作存储器112存储用户应用130，该用户应用130当被处理器110执行时导致用户接口的建立，以实现去往和来自用户的数据通信。本实施例中的所述应用建立可以被用户惯常使用的通用或特定计算机实现的工具。

根据特定实施例的通信工具132也被存储在工作存储器112中，用于建立通信协议，以使得在应用130之一执行时生成的数据能够被处理，然后被传递到通信硬件设备122用于传输，以及与另一通信设备进行通信。应当理解，定义应用130和通信工具132的软件为方便起见可以部分地存储在工作存储器112和大容量存储设备116中。可选地，可以提供存储器管理器以便使这能够被有效管理，以考虑对存储在工作存储器112和大容量存储设备116中的数据的可能不同的访问速度。

当处理器110执行符合通信工具132的处理器可执行指令时，处理器110可用作根据识别的通信协议建立与另一设备的通信。

图4中示出使用格基规约的多载波MIMO系统的常规接收机结构的示意功能图。这里，总共使用了N个子载波。独立地，对于每个子载波实施如下格基规约辅助MIMO检测：

格基规约操作由标记为‘LR’的方框对于表示为H⁽ⁱ⁾的关联于第i个子载波的MIMO信道矩阵实施。对应于规约格基(reduced lattice)的由T⁽ⁱ⁾给出的变换矩阵被与所述信道矩阵和接收信号y⁽ⁱ⁾一起传递给表示为‘DET’的方框。

被标记为‘DET’的方框实施在先前部分描述的补偿(例如ZF补偿)、量化和解映射操作。发送信号x⁽ⁱ⁾的估计由此形成。

读者应当注意到，T⁽ⁱ⁾表示由格基规约过程(例如，LLL算法)对于信道矩阵H⁽ⁱ⁾计算出的变换矩阵，即，H⁽ⁱ⁾的规约基由 ${\tilde{H}}^{\left(i\right)}=H^{\left(i\right)}{T}^{\left(i\right)}$ 给出。现在，假设需要变换T⁽ⁱ⁺¹⁾的计算，该变换T⁽ⁱ⁺¹⁾对应于矩阵H⁽ⁱ⁺¹⁾的规约格基，则后者可以被写为

H⁽ⁱ⁺¹⁾＝H⁽ⁱ⁾+E⁽ⁱ⁺¹⁾。

由于相邻子载波的信道矩阵被关联，所以E⁽ⁱ⁺¹⁾的单元相比于H⁽ⁱ⁾较小。因此，H⁽ⁱ⁺¹⁾T⁽ⁱ⁾很可能比H⁽ⁱ⁺¹⁾更好地达到条件(better conditioned)。本领域的技术人员已熟知，格基规约的复杂度随着其应用于的矩阵的条件的增加而降低。

由此，取代直接对矩阵H⁽ⁱ⁺¹⁾实施所述格基规约过程，根据本发明的该实施例，关于H⁽ⁱ⁺¹⁾T⁽ⁱ⁾实施格基规约。

Δ⁽ⁱ⁺¹⁾表示对应于H⁽ⁱ⁺¹⁾T⁽ⁱ⁾的规约格基的变换矩阵；即，H⁽ⁱ⁺¹⁾T⁽ⁱ⁾Δ⁽ⁱ⁺¹⁾是H⁽ⁱ⁺¹⁾T⁽ⁱ⁾的规约基，从而是H⁽ⁱ⁺¹⁾的规约基。由此：

${\tilde{H}}^{(i+1)}=\left[H^{(i+1)}{T}^{\left(i\right)}\right]{\mathrm{\Δ}}^{(i+1)}$

$=H^{(i+1)}{T}^{(i+1)}$

其中，

是H⁽ⁱ⁺¹⁾的规约基，以及

T⁽ⁱ⁺¹⁾＝T⁽ⁱ⁾Δ⁽ⁱ⁺¹⁾是对应的变换矩阵。

应当指出，由于T⁽ⁱ⁾和Δ⁽ⁱ⁺¹⁾都是幺模矩阵(因为它们已经通过所述格基规约过程被计算)，所以它们的乘积T⁽ⁱ⁺¹⁾也是幺模矩阵。由此，T⁽ⁱ⁺¹⁾是提供规约格基的H⁽ⁱ⁺¹⁾的有效变换矩阵。

重申一下，可以看出，假设H⁽ⁱ⁾与H⁽ⁱ⁺¹⁾类似，则对H⁽ⁱ⁺¹⁾T⁽ⁱ⁾应用格基规约，而不是直接对H⁽ⁱ⁺¹⁾进行，显著降低了计算复杂度。在极端情况下，当H⁽ⁱ⁺¹⁾＝H⁽ⁱ⁾时，因为H⁽ⁱ⁺¹⁾T⁽ⁱ⁾(＝H⁽ⁱ⁾T⁽ⁱ⁾)已被规约，所以格基规约过程将不需要实施任何操作(除一些简单检查外)。

如上面描述的，通过使用根据本发明的特定实施例的递增格基规约方法，多载波MIMO接收机的总体复杂度可以显著降低。使用该技术的接收机结构在图5中示出。在该体系结构中，如下实施检测：

信道矩阵，

第0个子载波的H⁽⁰⁾被预定矩阵T_init乘。(T_init一般被设为等于单位矩阵，在此情况下，H⁽⁰⁾T_init＝H⁽⁰⁾)

第i个子载波的H⁽ⁱ⁾(对于2≤i≤N-1)被对于前一子载波计算的变换矩阵T^(i-1)乘。

格基规约由表示为‘LR’的方框对于上面步骤中计算出的矩阵乘积H⁽ⁱ⁾T^(i-1)实施。该格基规约操作计算总体变换矩阵(overall transformationmatrix)，所述总体变换矩阵考虑前一步骤中计算出的矩阵乘积，提供H⁽ⁱ⁾的规约基。

所述变换矩阵然后被传递到‘DET’方框，该‘DET’方框实施在前一部分中描述的补偿(例如ZF补偿)、量化和解映射操作。发送信号x⁽ⁱ⁾的估计由此形成。

在上面的描述中，对于具有下标0的子载波实施初始格基规约。然而，应当理解，所述初始格基规约可以对于任意子载波实施，并且可以随时间改变。例如，可以对于具有最符合条件的信道矩阵H^(I)的第I个子载波实施所述初始格基规约操作。这将降低初始格基规约操作的复杂度，所述初始格基规约操作相对于随后的递增格基规约操作一般计算成本高得多。

在对于第I个子载波实施初始格基规约操作的情况下，递增格基规约计算可以在两个并行流中实施：

计算格基规约的那一个对应于第(I+1)个子载波，然后对第二(I+2)个子载波，等等，以及

计算格基规约的另一个对应于第(I-1)个子载波，然会对第(I-2)个子载波等。

另外，取代对单一子载波实施初始格基规约，可以独立地对于在使用的载波范围分布的多个子载波实施所述初始格基规约。在此情况下，递增格基规约计算可以在多个并行流中实施，其中，所述多个并行流的中心为用于初始格基规约计算的子载波。

与常规接收机结构相比(如图4中所示)，图5中所示的特定实施例的递增格基规约辅助接收机对于每个子载波使用矩阵相乘运算。然而，相比于因递增地计算格基规约实现的复杂度的降低，由于这些矩阵相乘运算产生的附加复杂度是可以忽略的。

此外，图4的常规MIMO接收机和图5的递增检测器在性能方面是等价的。接收机复杂度可以通过将所述递增格基规约技术与子载波分组技术相结合而被进一步降低，由此形成混合接收机结构，所述子载波分组技术出现于英国专利申请0610847.6。现在将结合附图的图6和7描述示例性混合接收机结构。

如图6中所示，用于多载波系统中的N个子载波在k个相邻子载波的组中被处理。由格基规约操作对于子载波的每个组计算出的变换矩阵被传递到处理子载波的相邻组的下一方框。组的大小k被选为使子载波的相邻组的MIMO信道矩阵是显著相关的。这允许跨子载波的相继组递增地实施格基规约，并由此显著降低总体复杂度。

每个k子载波组被如图7中所示的那样处理：

对应于子载波的第L个组的一组MIMO信道H^(kL)，H^(kL+1)，...，H^((k+1)L-1)被‘平均’以形成表示为G^(L)的组MIMO信道响应。术语‘平均’这里故意用于覆盖将一组矩阵H^(kL)，H^(kL+1)，...，H^((k+1)L-1)变换为单一矩阵G^(L)的所有函数。例如，G^(L)可以被计算为

H^(kL)，H^(kL+1)，...，H^((k+1)L-1)的单元方式平均值/中值；或者

等于矩阵H^(kL)，H^(kL+1)，...，H^((k+1)L-1)中的任一个。

组MIMO信道响应G^(L)然后乘变换矩阵T^(L-1)，所述变换矩阵T^(L-1)是从对于前面子载波组实施的格基规约操作传递的。应当指出，对于第0个子载波组，T_init被设为某个预定义矩阵，并且一般被设为单位矩阵。

由被表示为‘LR’的方框对在上面步骤中计算出的矩阵乘积G^(L)T^(L-1)实施格基规约。所述格基规约操作计算总体变换矩阵T^(L)，该总体变换矩阵T^(L)考虑前一步骤中实施的矩阵乘积，提供G^(L)的规约基。

所述变换矩阵然后被传递给k个‘DET’方框，所述k个‘DET’方框对于所述组中的每个子载波实施前一部分中描述的补偿(例如ZF补偿)、量化和解映射操作。

在上面的描述中，所述子载波被划分为相等数量子载波的组。然而，应当理解，所述子载波可以被划分为例如基于所述MIMO信道矩阵的不同大小的组。

在上面的描述中，递增格基规约计算利用频域中的相关性即相邻子载波的相关性来实施。然而，同样的技术对于多载波和单一载波系统(即具有单一载波的系统)可以利用时域中的相关性来应用。在该场景下，在上面的描述中，H⁽ⁱ⁾可以看作位于第i个时刻的单一载波的MIMO信道。

图8和图9将常规格基规约辅助MIMO检测的复杂度和性能与递增和混合方法比较，所述递增和混合方法出现在使用4×4天线配置、56个子载波、16-QAM调制和5/6速率卷积码的多载波MIMO系统的当前IAR中。

在图8中，复杂度被表示为对于每个接收机结构的每子载波‘LLL循环’的平均数量。‘LLL循环’是LLL算法的时间复杂度的线性测量，即，‘LLL循环’的数量的两倍意味着LLL算法将花费长度为两倍的时间来执行。由于格基规约所需的‘LLL循环’的数量取决于所述MIMO信道矩阵，所以表示了所述复杂度的统计分布(即累积分布函数(CDF))。同样，‘LLL循环’的数量被报告为每子载波的平均数。

从图8可以看出，格基规约的每子载波独立实施所需的‘LLL循环’的中值数量近似为10。另一方面，当使用递增格基规约时，循环的中值数量降到3以下，复杂度的降低超过70％。最后。通过所述混合技术的使用，‘LLL循环’的中值数量可以被减少到近似1.5。

在图9中，在各种信噪比(SNR)处产生的分组错误率(PER)方面比较了常规、递增和混合MIMO接收机结构的性能。可以看到，特别是在典型的1-10％的PER操作范围中，这三种接收机方案之间的性能差异是可以忽略的。

尽管本公开涉及接收机中的信号处理，但这里描述的格基规约技术还适于用于预编码目的的发送器。预编码是使用传播信道的某些信息修改发送信号从而改进接收机处的检测质量的技术。如对于接收机中的MIMO检测，本公开中提出的技术还可以用于发送器中以便降低预编码的复杂度。

尽管所描述的实施例涉及对MIMO检测的问题应用格基规约辅助线性估计，但其还可以应用于使用线性估计装置的其它系统。

应当理解，前面提供了本发明的特定实施例的描述，但是这并不意味着对这里寻求的保护的范围的任何限制。所寻求的保护的范围由权利要求确定，可以参考但不受限于本说明书和附图。

Claims (15)

1.一种在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中，用于根据接收信号确定输出的方法，所述接收信号被调制到多个子载波上，所述方法包括：获得第一个子载波的信道响应估计，对所述第一个子载波的所述信道响应估计应用格基规约变换以导出所述第一子载波的规约基信道响应估计，接着依次对于每个进一步的子载波，用应用于之前考虑的子载波的信道响应估计的格基规约变换乘所述进一步的子载波的所述信道响应估计并且对所述变换的信道响应估计应用格基规约变换以导出规约基信道响应估计，根据其各自的规约基信道响应估计补偿所述接收的子载波信号，以及从其确定发送信号的估计。

2.一种在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中，用于根据接收信号确定输出的方法，所述接收信号被调制到多个子载波上，所述方法包括：获得第一组所述子载波的全组信道响应估计，对所述第一组的所述全组信道响应估计应用格基规约变换，接着依次对于每个进一步的组，获得所述进一步的组的全组信道响应估计，用应用于之前考虑的组的平均信道响应估计的格基规约变换乘所述进一步的组的所述全组信道响应估计并且对所述变换的全组信道响应估计应用格基规约变换以导出规约基全组信道响应估计，根据其各自的规约基全组信道响应估计补偿所述接收的子载波信号，以及从其确定所述发送信号的估计。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，子载波组包括相同数量的子载波。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，每组的子载波的数量是可变的，并且取决于所述MIMO信道。

5.根据权利要求2到4中任一项所述的方法，其中，所述获得子载波组的全组信道响应估计的步骤包括以下之一：

所述组中的子载波的信道响应估计的单元方式平均；以及

所述组中的子载波的信道响应估计中选出的一个。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在使用所述单元方式平均的情况下，所述单元方式平均包括以下之一：

单元方式平均值；和

单元方式中值。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其中，所述子载波是频分子载波。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，关于频域中的相邻性交替考虑所述子载波或者依情况而定的它们的组。

9.一种在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中，用于从接收信号确定发送比特值的软估计的设备，所述接收信号被调制到多个子载波上，所述设备包括：信道响应估计装置，用于估计被考虑的所述子载波之一的信道响应；初始变换装置，用于对所述信道响应估计应用初始变换；格基规约变换装置，用于对所述子载波的所述信道响应估计应用格基规约变换，以导出所述子载波的规约基信道响应估计，从而对于在该第一子载波之后的被考虑的子载波，所述初始变换包括由所述格基规约变换装置对于前一子载波应用的格基规约变换；补偿装置，用于根据其各自的规约基信道响应估计补偿所述接收的子载波信号；以及发送信号估计装置，用于从其确定所述发送信号的估计。

10.一种在基于格基规约辅助接收机的无线通信系统中，用于从接收信号确定发送比特值的软估计的设备，所述接收信号被调制到多个子载波上，所述设备包括：用于获得第一组子载波的全组信道响应估计的装置；用于对所述第一组的所述全组信道响应估计应用格基规约变换的装置；用于依次对每个进一步的组获得所述进一步的组的全组信道响应估计、并且用应用于之前考虑的组的平均信道响应估计的格基规约变换乘所述进一步的组的所述全组信道响应估计、并且对所述变换的全组信道响应估计应用格基规约变换以导出规约基全组信道响应估计的装置；用于根据其各自的规约基全组信道响应估计补偿所述接收的子载波信号的装置；以及用于从其确定所述发送信号的估计的装置。

11.一种检测接收信号中的信息的方法，该方法包括如权利要求1到8中任一项所述的方法。

12.一种对信息进行预编码用于发送的方法，该方法包括根据权利要求1到8中任一项所述的方法。

13.一种包括根据权利要求9或10中任一项所述的设备的接收机。

14.一种计算机程序产品，可用于配置计算机，以根据权利要求1到8中的任一项处理信息。

15.一种包括根据权利要求14所述的计算机程序产品的计算机可读存储介质。

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