CN1750447B - 用于确定移动通信系统中的信号检测顺序的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于确定支持自适应调制技术的移动通信系统中信号检测顺序的方法。对于每一检测顺序的检测顺序而言，通过获得有效SINR和执行比特分配来选择最大化信道值的检测顺序，在该信道中对于每一调制率的最小码元距离和有效SINR的乘积变为最小值，因此，平均错误概率可以减到最小。在天线数增加的情况下，没有考虑所有可能情况的检测顺序，但对于正排序和逆排序而言，选择最大化信道的检测顺序，其中对于每一调制率的最小码元距离和有效SINR的乘积变为最小值。

Description

用于确定移动通信系统中的信号检测顺序的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定移动通信系统中的信号检测顺序的方法，更具体而言，涉及一种用于确定支持自适应调制技术的移动通信系统中的信号检测顺序的方法。

背景技术

通常，不同于有线信道环境，由于多径干扰、屏蔽、无线电波衰减、时域噪声、干扰等等因素，无线信道环境呈现低可靠性。这些因素阻碍移动通信中数据传输率的提高。已经开发了许多技术以克服这些问题。这些代表技术存在于抑制信号失真和噪声影响的误差控制编码技术的一部分时，和用于克服衰落现象的天线分集中。

天线分集接收多个遭受独立衰落现象的信号并调整该衰落现象。天线分集可以分类为时间分集、频率分集、多径分集、空间分集等等。时间分集通过组合信道编码和交织临时获得该分集，而频率分集通过传递通过不同多径在不同频率传送的信号获得该分集。多径分集使用不同衰落信息划分多径信号获得该分集。空间分集通过在发射机、接收机、或发射机和接收机中使用多天线的独立衰落信号获得该分集。空间分集使用天线阵列。

然而，误差控制编码技术和用于无线信道的分集不能满足诸如因特网连接和多媒体业务的高速率数据业务的需求。为此，应该增加频率效率。现在已经研究具有天线阵列的移动通信系统以增进频率效率。

天线阵列系统是一种发射机/接收机包括多重天线并且使用空间域来增加频率效率的系统。因为时域和空间域已经有限，通过使用空间域可以很容易获得更高传输率。天线阵列系统包括称作‘V-BLAST(垂直-贝尔实验室分层空时码)’系统或贝尔实验室建议的‘空分复用’系统。这个天线阵列系统基本上对应通过各个天线传送独立信息的MIMO(多输入多输出)系统。

为了扩展信道容量以便天线阵列系统具有高频率效率，从发射天线和接收天线中形成的信道中的相关系数应当小。如果信道中的相关系数小，从各个发射天线传输的各个信息经过不同信道，因此移动站可以区分传输的信息。如果从各个发射天线传送的信号具有不同的空间特性，则它们能互相区分，这使得扩展信道容量成为可能。另外，天线阵列系统适合于存在多个具有不同空间特性的多径信号的环境中。然而，在LOS(视线)环境中，相比单发射/接收天线系统而言，天线阵列系统的信道容量不会大量增加。因此，天线阵列系统适合于由于存在于发射机和接收机间的散射对象而产生许多多径的环境中，即适合各个发射/接收天线信道具有小相关系数或具有分集效果的环境中。

如果天线阵列用在发射机/接收机中，则信道容量增加。在这种情况中，信道容量部分基于发射机/接收机是否获得从发射机传输到接收机的信道信息而确定。如果发射机和接收机都已经接收到信道信息，则信道容量的增加变得最大，而如果发射机/接收机还没有接收到信道信息，则信道容量的增加变得最小。如果仅接收机接收到信道信息，则信道容量的增加在上述的两个值中间。为了对于发射机确定信道信息，发射机可以估计信道状态或将信息反馈回发射机以便发射机可以识别信道状态。

天线阵列系统中所需的信道信息是各个发射天线和各个接收天线中的信道反应，并根据发射/接收天线数线性增加。包括多重发射/接收天线的天线阵列系统具有根据用于发射机/接收机中的天线数线性增加的信道容量。天线阵列系统具有可以根据发射/接收天线数线性增加信道容量的优势。然而，它也具有在信道信息应该反馈的情况中反馈信息的数量根据天线数的增加而增加的不利因素。为了解决这个问题，需要一种通过减少反馈信息增加信道容量的方法。

如上所述，作为SM-MIMO(空间复用多输入多输出)系统中的传统接收方法，已经建议用于使用V-BLAST(垂直贝尔实验室分层空时码)消除干扰信号的结构。V-BLAST结构是干扰消除结构，它增强各个天线的优先检测性能并在具有相同功率和相同调制率的系统中使用SIC(连续干扰消除)消除大SINR(信号干扰脉冲噪声比)的信道。这个结构叫做“正排序检测结构(forwardordering detection architecture)”。这个正排序检测结构在Proc.Int.Symp.Signals，Systems，Electronics，pp.295-300，Oct.1998，P.W.Wolniansky，G.J.Foschini，G.D.Golden和R.A.Valenzuela的“V-BLAST：An Architecture For Achieving Very High Data Rates Over TheRich-Scattering Wireless Channel(用于在多散射无线信道上完成很高数据率的结构)”中描述。

最近已经开发了应用AM(自适应调制)结构的SM-MIMO系统以通过增加数据传输率来增加信道容量。在这样的系统中，现有的正排序检测结构在错误概率中无效。这是因为由于高级别调制率用于大SINR的信道中，因此更大SINR的信道可以产生更高错误概率。在执行最佳比特分配和功率分配的情况中，检测顺序以一个通过优选地检测和消除小SINR的信道来增加总SINR的方向选择。这个结构叫做“逆排序检测结构(reverse ordering detectionarchitecture)”。这个逆排序检测结构在Proc.IEEE WCNC.，vol.1pp.271-275，Mar.2002的Ka-Wai Ng，Roger S.Cheng和Ross D.Murch的“Iterative Bit&Power Allocation for V-BLAST based OFDM MIMOSystem in Frequency Selective Fading Channel”，和IEEE VTC spring；，Vol2，pp1074-1078，April 2003，Young-Doo Kim，Inhyoung Kim，Jihoon Choi，Jae-Young Ahn，和Yong H.Lee的″Adaptive Modulation for MIMO Systemswith V-BLAST Detection″中描述。

首先，将说明tWolniansky中描述的正排序检测结构。

正排序检测结构是首先在各个步骤选择最大SINR的子信道的结构，并且其适合于子信道具有相同功率和相同调制率的情况。然而，正排序检测结构不适合自适应调制率中存在错误的情况。特别地，在使用自适应调制结构的情况中，尽管更高级别的调制结构应当应用于更大SINR的信道，但随着自适应调制结构的级别变得越高最小码元距离变得越短，同时这导致在相同SINR错误概率却更高。因此，尽管SINR变得更高，但是不能保证更低错误概率。

其次，说明Ng和Kim中描述的逆排序检测结构。

逆排序检测结构已经在各个子信道具有自适应功率和自适应调制结构的系统中提出。在Ng中，错误概率是有限的，比特和功率以总传输功率在总比特数已经分配的状态中最小化的方向分配。在这种情况中，对于所有检测顺序当比特和功率分配时传输功率变得最小的检测顺序。在Kim中，对于所有可能情况的检测顺序来说，已经提出用于最大化总有效SINR的结构和用于用简单进程获得相似性能的逆序。然而，在Kim中建议的结构仅当使用称为“Campello算法”的离散最佳比特加载才能改善性能。Campello算法分配功率给必需功率最小的一方，并且如果再给定一个比特则增加比特。因此，可以使用所有情况的调制结构，并且，在很好地执行已分配功率的反馈的系统中，如果总有效SINR大，则可获得最小平均错误概率。

然而，在实际系统中，调制结构(modulation architecture)的种类和反馈信息量是有限的。此外，相比调制结构而言，因为就功率而言这个结构具有大量反馈信息，因此，在实际使用中，优选地是仅以恒量的功率调整比率。然而，在这种情况下，对于适合各个发射天线具有相同功率和相同调制率的系统的正序以及适合实施最佳比特加载的系统的逆序，各个发射天线显示错误概率中的相似性能。这是因为tWolniansky和Kim中描述的常规技术根据有效SINR确定检测顺序，但实际的错误概率不能仅由有效SINR确定。

因为在执行SIC情况中，上述正序和逆排序检测结构仅考虑有效SINR，所以它们在最小化根据调制率和接收的SINR由最小码元距离确定的平均错误概率是无效的。

图1示出用于正序结构和逆序结构的SM-MIMO结构。

参照图1，采用AM模式的常规SM-MIMO系统通过使用V-BLAST结构由子数据流检测信号。在这种情况下，有效SIR和比特加载计算单元根据信道SIR(信干比)使用正序或逆序。为了对于有效SIR和比特加载单元确定最佳检测顺序，使用正序的结构和使用逆序的结构由图1所示的等式表示。使用正序的结构假定使用了EP(相同功率)和ER(相同比率)。使用逆序的结构假定使用了PA(功率分配)和AR(自适应比率)。有效SIR和比特加载计算单元将由使用正序或逆序的结构确定的最佳检测顺序传输到V-BLAST单元，因此，信号根据检测顺序通过多天线接收。

总之，如果使用了相同功率和相同调制率，采用V-BLAST结构的常规SM-MIMO系统具有简单结构和少量反馈信息。如果使用了功率分配和自适应比率，采用V-BLAST结构的常规SM-MIMO系统接近理论容量，但它有大量复杂结构的反馈信息。

发明内容

因此，已经设计本发明以解决至少上述问题和现有技术出现的其他问题，以及本发明的目的是提供一种用于确定移动通信系统中的信号检测顺序的方法，它有效地消除干扰组件作为少量反馈信息。

本发明的另一个目的是提供一种不论何种比特加载算法，通过使用获得实际错误概率考虑的参数根据调制率的最小码元距离和SINR(信号干扰脉冲噪声比)最小化错误概率的方法。

本发明的另一个目的是为了在具有自适应调制率的SM-MIMO系统中确定有效检测顺序，提供一种用于确定根据调制率和接收的SINR同时考虑最小码元距离的检测顺序的方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于确定相比常规结构而言在获得平均错误概率中的改良的检测顺序的结构。

本发明的另一个目的是提供一种用于确定性能近似使用V-BLAST结构的SM-MIMO系统中使用相同功率和自适应调制比率在少量反馈信息情况下使用功率分配和自适应调制比率的情况的检测顺序。

为了完成上述和其他目的，这里提供一种用于确定对于多天线使用相同功率和自适应调制率的SM-MIMO(空间复用多输入多输出)系统的信号检测顺序的方法，该方法包括步骤：对于所有可能检测顺序获得有效SINR(信号干扰脉冲噪声比)；以及从检测顺序中选择最大化信道的检测顺序。

优选地，如果天线数增加，则对于正序和逆序从检测的顺序中选择最大化信道的检测顺序，该信道中每一调制比率和有效SINR的最小码元距离乘积通过比特分配变为最小。

本发明的另一方面提供一种用于接收对于多天线使用相同功率和自适应调制率的SM-MIMO(空间复用多输入多输出)中的信号的设备，包括有效SIR(信干比)和比特加载计算单元，用于后继输入所有可能检测顺序，根据输入的检测顺序对于每一发射天线获得有效SINR(信号干扰脉冲噪声比)，从检测的顺序中选择最大化对于每一调制率和有效SINR的最小码元距离乘积通过比特分配变为最小的信道的检测顺序；以及V-BLAST(垂直贝尔实验室分层空时码)单元，用于根据有效SIR和比特加载单元选择的检测顺序通过多天线接收信号。

本发明的另一方面是提供一种用于确定对于多天线使用相同功率和自适应调制率的SM-MIMO(空间复用多输入多输出)中的信号检测顺序的方法，包括步骤：计算每一发射天线的所有可能检测顺序的基准值；从对于各个检测顺序计算的发射天线的基准值中选择最小基准值；从对应各个检测顺序选择的基准值中选择最大基准值；确定选择的基准值作为最终检测顺序的检测顺序。

在本发明的又一方面，提供一种接收对于多天线使用相同功率和自适应调制率的SM-MIMO(空间复用多输入多输出)系统的信号的设备，包括有效SIR(信干比)和比特加载单元，用于计算所有可能检测顺序的发射天线的基准值，从对于各个检测顺序计算的发射天线的基准值中选择最小基准值，以及确定对应各个检测顺序选择的基准值中的最大基准值作为最后检测顺序的检测顺序，以及从对应各个检测顺序选择的基准值中确定最大基准值的检测顺序；V-BLAST(垂直贝尔室多层空时码)单元，用于根据有效SIR和比特加载计算单元选择的检测顺序通过多天线接收信号。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优势将更明显，其中

图1是示出确定使用常规自适应调制/解调结构的SM-MIMO系统中的检测顺序的发射机/接收机的结构视图；

图2是示出根据本发明实施例的确定使用自适应调制/解调结构的SM-MIMO系统中的检测顺序的发射机/接收机的结构视图；和

图3和图4是示出当根据本发明实施例的检测顺序结构应用时比特错误概率的实验结果的图表。

具体实施例方式

本发明的优选实施例将参照附图在下文详细描述。在本发明的下面描述中，将说明本发明的代表实施例以完成本发明的上述目的。根据本发明建议的其他实施例将在优选实施例的详细说明中说明。此外，用于取得确定最佳检测顺序的广义等式的方案和用于通过广义等式确定最佳检测顺序的结构将在优选实施例的详细描述中说明。

在本发明的实施例中，因为主要影响平均错误概率的信道是最大信道，因此将详尽说明用于选择最小化最大错误概率的信道错误率检测顺序的方案。为此，在确定本发明实施例中的最佳检测顺序中，不仅考虑接收的SINR而且要考虑根据调制率的最小码元距离。即，最小平均错误概率的检测顺序根据接收的SINR和根据调制率的最小码元距离选择。为此，各个发射天线(或信道)的有效SIR和调制率由检测顺序确定。然后，获得根据发射天线(或信道)确定的调制率的最小码元距离和有效SINR的乘积，并且对于具有最小值的发射天线(信道)的最大数而言的检测顺序从该经乘法运算后得到的值中选择。这称为最佳检测顺序。如果信号由如上述选择的最佳检测顺序接收，平均错误概率可减到最小。此外，通过将用于确定本发明最佳实施例中建议的最佳检测顺序的方法应用到使用相同功率和自适应调制率的系统中，能以少量的反馈信息获得接近一使用功率分配和自适应调制率的系统的性能。

A.确定最佳检测顺序的方案

将说明取得用于最小化由根据调制率的最小码元距离和有效SINR的乘积表示的平均错误概率的广义等式的方案。

通常，平均比特错误概率P_b，k可在1dB或更小的误差范围内收敛到一个指数函数中。这是由等式1表达。

$P_{b,k}\≅\mathrm{Cexp}(-g_{M,k}\·\mathrm{SIN}{R}_k)......\left(1\right)$

在此，C表示常量，k表示发射天线索引，和M表示调制顺序。同样，g_M表示对应于根据调制率给定的最小码元距离的常量，和SINR_k表示有效SINR。从等式[1]中可以看出，平均比特错误概率与根据调制率和有效SINR给定的最小码元距离的结果成比例。

在调制率是Mary PSK或平方Mary QAM情况中，术语‘g_M’可由等式[2]表示。

$g_{\mathrm{PSK}}={\sin }^2\left(\frac{\mathrm{\π}}{M}\right),g_{S-\mathrm{QAM}}=\frac{1.5}{M-1}......\left(2\right)$

在等式[2]中，如果Mary PSK应用为调制率，M可以具有值“2”。同时，如果平方Mary QAM应用为调制率，M可以具有值“16”。

等式(1)中的SINR_k可以认为是根据每一信道的传输功率和噪声的SNRρ/γ和根据信道的SIRγ_k的乘积。这是由等式3表示。

${\mathrm{SINR}}_k=\frac{\mathrm{\ρ}}{r}{\mathrm{\γ}}_k,{\mathrm{\γ}}_k=\frac{1}{\left[{\left(H^{H}H\right)}^{-1}\right]k,k}......\left(3\right)$

这儿，ρ等于P_T/σ²，它指的是总SNR，以及γ是至少负载一比特的子流的有效个数。参照等式(3)，如果各个信道具有相同功率，各个信道的SNR变为ρ/γ，它是通过将总SNR除以至少负载一比特的子流的有效个数而获得的。如果等式(3)执行SIC以获得γ_k，已经检测信号的信道H不在考虑之列。例如，在信道矩阵H在使用两个发射/接收天线情况中由等式(4)所示的两向量h ₁，h ₂表示，各个发射天线的有效SIRγ_k可以由零强加接收机中的等式(5)表示。

H＝[h ₁，h ₂]......(4)

${\mathrm{\γ}}_k=\frac{1}{\left[{\left(H^{H}H\right)}^{-1}\right]k,k},k=\mathrm{1,2}......\left(5\right)$

例如，如果选择对应于从两个发射天线中的第一发射天线发射的信号的有效SIR，则从余下发射天线发射的信号的信道矩阵和有效SIR可以用等式(6)表示。

$\hat{H}=\left[{\underset{\‾}{h}}_2\right],{\mathrm{\γ}}_k=\frac{1}{\left[{\left({\hat{H}}^H\hat{H}\right)}^{-1}\right]k,k},k=2......\left(6\right)$

在上述的实例中，假定检测顺序以从第一发射天线的信号的有效SIR首先测量的方式完成，然后测量从第二发射天线的信号的有效SIR。同样首先测量从第二发射天线的信号的有效SIR，然后测量从第一发射天线的信号的有效SIR也是可能的。

由于当检测顺序变化时，各个信道的有效SINR很难显示，因此根据确定的检测顺序传输到各个信道的调制率很难显示。根据本发明，为了降低实际错误概率，对于所有可能检测顺序获得有效SINR，并且搜索信道分配的比特数。同时，平均错误概率由等式(7)给定。

$P_b\≅\frac{C}{r}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\exp (-g_{M_{\mathrm{ik}}}\·{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{ik}})\≤\mathrm{Cexp}(-g_{M_{\mathrm{ik}}}\·{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{ik}})$

K＝最小(g_M，k·SINR_k)索引......(7)

这里，i是检测顺序索引，和当发射天线数是M_T时，导出M_T！指示。

在等式(7)中，平均错误概率的最小化对应·SINR_iK的最大化。因为总SNRρ不是根据检测顺序变化的值，总SNR最后可由等式(8)表示。

等式(8)是确定用于最小化平均错误概率的检测顺序的广义等式。如上描述，根据本发明，通过获得有效SINR和执行对于所有可能情况的检测顺序而言的比特分配来选择一检测顺序，该检测顺序使得信道是最大化的值，在该信道中对于每一调制率的最小码元距离

和有效SINR SINR_ik的乘积被最小化。通过选择上述检测顺序，平均错误概率可以最小化。此外，在天线数增加的情况下，没有考虑所有可能情况的检测顺序，但根据正排序和逆排序来选择使得信道是最大化的值的检测顺序，在该信道中对于每一调制率的最小码元距离和有效SINR SINR_ik的乘积被最小化。

B.用于确定最佳检测顺序的设备。

用于确定根据本发明实施例最佳检测顺序依次地输入所有可能检测顺序的设备，并由检测顺序测量发射天线的调制率和有效SIR。然后，设备由等式(7)确定最佳检测顺序。然后，通过传输确定的最佳检测顺序到V-BLAST单元，接收来自发射天线的信号以便它们具有最小的平均错误概率。

图2示出用于根据本发明实施例获得最小平均错误概率的多天线的结构。

参考图2，通过多天线接收的信号输入到V-BLAST单元。V-BLAST单元使用有效SIR和比特加载计算单元的V-BLAST结构根据子数据流来检测输入信号。有效SIR和比特加载计算单元依次地接收所有可能的检测顺序以便确定最佳检测顺序。如果输入特定检测顺序，有效SIR和比特加载计算单元将检测顺序应用到等式(7)和(8)。等式(7)和(8)与图2示出的等式一致。有效SIR和比特加载计算单元根据输入的检测顺序计算等式(3)信道(或发射天线)的有效SIR，然后计算根据输入的检测顺序计算信道(或发射天线)的比特加载。比特加载对应信道(或发射天线)使用的调制率。

有效SIR和比特加载计算单元根据检测顺序来计算的有效SIR和比特加载的实例在图2示出。在图2中，检测顺序字段中的括号中的标记数字对应发射天线的索引。第一检测顺序用于在选择第一发射天线后选择第二发射天线，而第二检测顺序是用于在选择第二发射天线后选择第一发射天线。在有效SIR字段，括号中的值表示根据相应于检测顺序来测量的发射天线的有效SIR。在比特加载字段，M₁₁表示从第一发射天线连接到第一接收天线的信道的比特加载值，而M₁₂表示从第二发射天线连接到第一接收天线的信道的比特加载值。同样，M₂₂表示从第二发射天线连接到第二接收天线的信道的比特加载值，而M₂₁表示从第一发射天线连接到第二接收天线的信道的比特加载值。

通过上述比特加载获得的比特加载模式从有效SIR和比特加载计算单元中输出。同样，有效SIR和比特加载计算单元通过根据检测顺序将各个信道(或发射天线)的有效SIR和调制率应用到等式(7)来确定最佳检测顺序。

C.确定最佳检测顺序的实施例

下文中，将说明在上述的本发明中替换的特定实验值的实施例。假定提供由两个发射天线和两个接收天线形成的四个信道。例如，假定2×2信道的信道矩阵由等式(9)和(10)给定。

第一种情况：

$H=\left[\begin{array}{cc}0.2499+0.3386i& -0.2512+0.0136i\\ 0.5728-0.8538i& 0.7212+0.2508i\end{array}\right]......\left(9\right)$

第二种情况：

$H=\left[\begin{array}{cc}-0.2017+0.7528i& 1.1604+0.0031i\\ 0.0690-0.3836i& -1.1419+0.4829i\end{array}\right]......\left(10\right)$

假定等式(9)和(10)中示出的两实施例是不同信道环境中的信道矩阵。存在两种可能检测顺序。即，存在正排序和逆排序检测。正排序检测用于首先在根据来自第一发射天线的信号所测量的有效SIR和根据来自第二发射天线的信号所测量的有效SIR之间选择具有较大值的发射天线。逆排序检测用于在根据来自第一和第二发射天线的信号所测量的有效SIR之间选择具有更小值的发射天线。

参照下表1说明执行等式(9)中示出的第一种情况中根据信道矩阵来执行正排序检测的操作。在第一步骤中，对应第一发射天线的有效SIR测量为“0.0912”，而对应第二发射天线的有效SIR测量为“0.048”。选择对应指示两个有效SIR值间的更大有效SIR值的第一发射天线的信道。在第二步骤，消除来自第一发射天线的信号，然后获得来自第二发射天线的信号的有效SIR。上述获得的有效SIR是“0.6463”。通过根据信道来执行有效SINR的比特加载以便总分配的比特变为4比特，两比特分配给两信道的每一个。

参照下表1说明实施等式(9)示出的第一情况中根据信道矩阵来执行逆序顺序检测操作。在第一步骤，对应第一发射天线的有效SIR测量为“0.0912”，而对应第二发射天线的有效SIR以正排序检测相同方式测量为“0.048”。选择对应指示两个有效SI R之间的更小有效SIR值的第二发射天线的信道。在第二步骤，消除来自第二发射天线的信号，然后获得来自第一发射天线的信号的有效SIR。如上获得的有效SIR是″1.2343″。根据上述获得的各个信道的有效SINR，总SIR比正排序检测获得的更大。正排序检测获得的总SIR是“0.0912+0.6463＝0.7375”，而逆排序检测获得的总SIR是“0.048+1.2343＝1.2823”。然而，根据逆排序检测从有效SIR(0.0912，0.6463，0.048和1.2343)中获得最大SIR(＝1.2343)，同时也通过逆排序检测从有效SIR(0.0912，0.6463，0.048和1.2343)中获得最小SIR(0.048)。通过执行根据逆排序检测所获得的各个信道的有效SINR的比特来加载以便总分配的比特变为四比特，四比特分配给具有相对大SIR的信道(即第一发射天线)，而零比特分配给具有相对小SIR的信道(即第二发射天线)。

将参照下表1说明执行等式(10)中示出的第二种情况中根据信道矩阵来执行正排序检测的操作。在第一步骤，对应第一发射天线的有效SIR测量为“0.1069”，而对应第二发射天线的有效SIR测量为“0.4060”。选择对应指示两个有效SIR值间的更大有效SIR值的第二发射天线的信道。在第二步骤，消除来自第二发射天线的信号，然后通过使用来自第一发射天线的信号获得有效SIR。如上获得的有效SIR是“0.7593”。

参照下表1将说明执行等式(10)所示的第二种情况中根据信道矩阵来执行逆排序检测的操作。在第一步骤，对应第一发射天线的有效SIR测量为“0.1069”，而对应第二发射天线的有效SIR测量为“0.4060”。选择对应指示两个有效SIR值之间的更小有效SIR值的第一发射天线的信道。在第二步骤，消除来自第一发射天线的信号，然后通过使用来自第二发射天线的信号获得有效SIR。如上获得的有效SIR是“2.8837”。通过执行如上述获得的各个信道的有效SINR的比特加载，以便总分配比特变为四比特，三比特分配给相对大SIR的信道，而一比特分配给相对小SIR的信道。如上所述，对于两信道，常规的方法搜索检测顺序并以相同方式分配比特。

在本发明的实施例中，将建议的根据正排序检测获得的标准值之间的更小值与建议的根据逆排序检测获得的标准值之间的更小值作比较，并且选择对应于比较结果获得的更大值的检测顺序。例如，参照表1，在情况1中，对于第一和第二发射天线，正排序检测获得的建议标准值分别是“0.0456”和“0.0473”。对于第一和第二发射天线，逆排序检测获得的建议标准值是“无发送”和“0.1234”。在正排序检测中选择更小的标准值“0.0456”，而在逆排序中选更小标准值“0.1234”择。两个更小值互相比较，而选择相对更大值“0.1234”。因此，在第一种情况中，选择包括“0.1234”作为标准值的逆排序检测为最佳检测顺序。在第一种情况中，对于正排序检测和逆排序检测来说获得的平均错误概率是表1所示的“0.0571”，因此它公认逆排序检测具有低错误率。

参照表1，在第二种情况中，对于第一和第二发射天线，根据正排序检测获得的建议标准值分别是“0.1015”和“0.0829”。同样，对于第一和第二发射天线，根据逆排序检测获得的建议标准值分别是“0.0534”和“0.2112”。选择更小标准值“0.0829”作为正排序检测和选择更小标准值“0.0534”作为逆排序检测。随后，两个更小值互相比较，选择相对大的值“0.0829”作为最佳检测顺序。在第二种情况中，如表1所示，对于正排序检测和逆排序检测来说获得的平均错误概率是“0.0373”，因此它能公认低的错误概率的正排序检测。

上述实施例可以通过示出根据本发明建议的结构的操作原理的表1看出。

根据本发明建议的结构，除了没有传输的情况外，可以根据等式(8)选择检测顺序。在这种情况下，逆序选择用于第一种情况的信道而正序选择用于第二种情况的信道，以便可以获得比常规结构获得的错误概率更低的错误概率。

表1

将说明根据本发明建议的结构的实验结果。

下表2示出实验环境。

表2

比特加载算法	Chow算法
		调制	无发送，BPSK，QPSK，8PSK，16QAM
检测	ZF-SIC
		天线配置	2*2，3*3
信道模式	瑞利平坦衰减

如表2给定的环境中执行的实验中，相同功率分配到各个信道，并且考虑到自适应调制率的使用。图3示出根据应用表2的实验环境中的自适应调制率的2*2SM-MIMO系统中检测顺序的比特错误率。图4示出根据应用自适应调制率的3*3SM-MIMO系统中的检测顺序的比特错误率。通过图3和图4，它可以公认根据本发明建议的结构几乎等于最小化平均错误概率的最佳顺序结构。

可以看出，在基于10^-3错误概率的2*2天线的情况中，相比常规的结构而言，建议的结构具有大约3dB的增益，而在3*3天线的情况中，建议的结构相比常规结构而言具有大约2dB增益。在3*3天线情况中，如果为了降低搜索次数仅考虑正排序和逆排序，其性能相比完全搜索获得的性能低。然而，建议的结构相比常规结构而言可获得大约1.3dB的SNR增益。

如上所述，根据本发明地检测顺序在最大化仅有相同功率和自适应调制率的系统中的信道，在该信道中每一调制率的最小码元距离和有效SINR的乘积变为最小。将平均错误率最小化以改进系统性能。在本发明中，可不考虑比特加载算法而确定可减少错误概率的检测顺序，因此，在少量计算的条件下获得等同于最佳结构的性能。

尽管本发明已经参照优选实施例示出和描述，本技术领域的技术人员将理解在不脱离附加权利要求定义的本发明的实质和范围的情况下，可作出各种形式的变化。

Claims (6)

1.一种用于确定信号检测顺序的方法，对于多天线而言其通过使用相同功率和自适应调制率来最小化空间复用多输入多输出SM-MIMO系统中的错误概率，所述方法包括步骤：

获得每一检测顺序的有效信号干扰脉冲噪声比SINR；和

从检测顺序中选择最大化信道容量的检测顺序，其中通过相对于检测顺序而进行比特分配，对于每一调制率来说的最小码元距离和有效信号干扰脉冲噪声比SINR的乘积变为最小值，

其中检测顺序的选择如下执行：

其中i表示检测顺序索引，k表示发射天线索引，g_M表示对应于根据调制率给定的最小码元距离的常量，γ表示依据信道的信干比，和r表示至少负载一比特的信道的有效个数。

2.如权利要求1所述的方法，其中，如果天线数目增加，则根据正序和逆序选择最大化信道容量的检测顺序，其中对于每一调制率的最小码元距离和有效信号干扰脉冲噪声比SINR的乘积变为最小值。

3.一种用于接收信号的设备，对于多天线而言其通过使用相同功率和自适应调制率来最小化空间复用多输入多输出SM-MIMO系统中的错误概率，该设备包括：

有效信干比SIR和比特加载计算单元，用于依次地输入每一检测顺序，根据输入的检测顺序获得每一发射天线的有效信号干扰脉冲噪声比SINR，以及从检测顺序中选择最大化信道容量的检测顺序，其中通过相对于检测顺序而进行比特分配，对于每一调制率来说的最小码元距离和有效信号干扰脉冲噪声比SINR的乘积变为最小值；和

垂直贝尔实验室分层空时码V-BLAST单元，用于根据由有效信干比SIR和比特加载计算单元所选择的检测顺序通过多天线接收信号，

其中检测顺序的选择执行如下：

其中i表示检测顺序索引，k表示发射天线索引，g_M表示对应于根据调制率给定的最小码元距离的常量，γ表示依据信道的信干比，和r表示至少负载一比特的信道的有效个数。

4.如权利要求3所述的设备，其中，如果天线数目增加，则根据正序和逆序选择最大化信道容量的检测顺序，其中对于每一调制率的最小码元距离和有效信号干扰脉冲噪声比SINR的乘积变为最小值。

5.一种用于确定信号检测顺序的方法，对于多天线而言其通过使用相同功率和自适应调制率来最小化空间复用多输入多输出SM-MIMO系统中的错误概率，所述方法包括步骤：

根据下式，对于每一检测顺序而言计算发射天线的基准值：

其中，i表示检测顺序索引，k表示发射天线索引，g_M表示对应根据调制率给定的最小码元距离的常量，γ表示依据信道的信干比，以及r表示至少负载一比特的信道的有效个数；

对于各个检测顺序从为发射天线计算的基准值中选择最小基准值；

从对应各个检测顺序所选择的基准值中选择最大基准值；和

确定一检测顺序作为最终检测顺序，对于所述检测顺序而言获得最大的所选择的基准值。

6.一种用于接收信号的设备，对于多天线而言其通过使用相同功率和自适应调制率来最小化空间复用多输入多输出SM-MIMO系统中的错误概率，所述设备包括：

有效信干比SIR和比特加载计算单元，用于依据下式对于每一检测顺序计算发射天线的基准值：

其中，i表示检测顺序索引，k表示发射天线索引，g_M表示对应根据调制率给定的最小码元距离的常量，γ表示依据信道的信干比，以及r表示至少负载一比特的信道数，对于各个检测顺序从计算的发射天线的基准值中选择最小基准值，以及确定一检测顺序作为最终检测顺序，对于所述检测顺序而言从相应于各个检测顺序所选择的基准值中获得最大的所选择的基准值；和

垂直贝尔实验室分层空时码V-BLAST单元，用于根据有效信干比SIR和比特加载计算单元所选择的检测顺序通过多天线接收信号。

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