TWI455508B - 提供資料偵測資訊之概念 - Google Patents

提供資料偵測資訊之概念 Download PDF

Info

Publication number
TWI455508B
TWI455508B TW101105682A TW101105682A TWI455508B TW I455508 B TWI455508 B TW I455508B TW 101105682 A TW101105682 A TW 101105682A TW 101105682 A TW101105682 A TW 101105682A TW I455508 B TWI455508 B TW I455508B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
mobile transceiver
data
transceiver
signal
data signal
Prior art date
Application number
TW101105682A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201244406A (en
Inventor
Brink Stephan Ten
Yejian Chen
Original Assignee
Alcatel Lucent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel Lucent filed Critical Alcatel Lucent
Publication of TW201244406A publication Critical patent/TW201244406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI455508B publication Critical patent/TWI455508B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/024—Co-operative use of antennas of several sites, e.g. in co-ordinated multipoint or co-operative multiple-input multiple-output [MIMO] systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/026—Co-operative diversity, e.g. using fixed or mobile stations as relays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842—Weighted combining
    • H04B7/0848—Joint weighting
    • H04B7/0854—Joint weighting using error minimizing algorithms, e.g. minimum mean squared error [MMSE], "cross-correlation" or matrix inversion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Description

提供資料偵測資訊之概念
本發明係關於接收的無線電信號中之資料信號偵測，更特定言之，本發明係關於(但非排外地)一多輸入多輸出(簡稱為MIMO)系統中之資料信號偵測。
多輸入多輸出(MIMO)天線技術可藉由利用空間多工而明顯增加資料速率及/或藉由利用時空編碼而實現額外分集增益，查閱1998年3月Wireless Personal Communications第6卷第3號第311頁至335頁Foschini,G.J.及Gans,M.J.著作之「On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas」；1999年11月European Transactions on Telecommunications第10卷第6號第585頁至595頁Telatar,I.E.著作之「Capacity of multi-antenna Gaussian channels」；1998年10月IEEE Journal on Selected Areas in Communications第16卷第8號第1451頁至1458頁Alamouti,S.M.著作之「A simple transmit diversity technique for wireless communications」。然而，隨著對於較高資料輸送量及較高頻譜效率之日益增加的要求，已定義新系統要求用於第4代(簡稱為4G)及超4G(簡稱為B4G)無線網路。因此，需要考慮新密鑰技術。
舉例而言，在2009年4月IEEE Communications Magazine第47卷第4號第74頁至81頁Boudreau,G.、Panicker,J.、Ning Guo、Rui Chang、Neng Wang、Vrzic,S.著作之 「Interference Coordination and Cancellation for 4G Networks」中，作者展示可藉由實體層技術(諸如小區間干擾消除(ICIC)、MIMO、分域多重存取(SDMA)、自適應波束形成、球體解碼)之一組合而實現4G網路中之干擾協調，查閱2009年5月IEEE Signal Processing Magazine第26卷第3號第91頁至95頁Larsson,E.G.著作之「MIMO Detection Methods：How They Work」；2006年8月IEEE Transactions on Wireless Communications第5卷第8號第2004頁至2008頁Windpassinger,C.、Lampe,L.、Fischer,R.F.H.、Hehn,T.著作之「A performance study of MIMO detectors」；2003年3月IEEE Transactions on Communications第51卷第3號第389頁至399頁Hochwald,B.M.、ten Brink,S.著作之「Achieving Near-Capacity on a Multiple-Antenna Channel」。其他概念係網路MIMO，查閱2006年8月IEE Proceedings Communications第153卷第548頁至555頁Foschini,G.J.、Karakayali,K.、Valenzuela,R.A.著作之「Coordinating multiple antenna cellular networks to achieve enormous spectral efficiency」；2009年6月IEEE Transactions on Wireless Communications第8卷第6號第2983頁至2989頁Huang,H.、Trivellato,M.、Hottinen,A.、Shafi,M.、Smith,P.、Valenzuela,R.著作之「Increasing downlink cellular throughput with limited network MIMO coordination」，及協調多點傳輸及接收(簡稱為CoMP)。
顯然，對於高資料輸送量、高頻譜效率及較好覆蓋率之挑戰已對大型MIMO系統產生新關注點，該系統具有可能分佈天線技術(2009年12月IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing第3卷第6號第958頁至974頁Mohammed,S.K.、Zaki,A.、Chockalingam,A.、Rajan,B.S.著作之「High-Rate Space-Time Coded Large-MIMO Systems：Low-Complexity Detection and Channel Estimation」)，且因此關於效能/複雜性之取捨有細微之考慮。另一方面，由於技術及矽整合演進，具有功率及成本有效偵測演算法之較大天線陣列組態變得可行。
線性MIMO偵測演算法(即，強制零(Zero-Forcing，簡稱為ZF)或最小均方誤差(簡稱為MMSE))以其等之低計算複雜性聞名，查閱2005年1月IEEE Transactions on Communications第53卷第1號第74頁至83頁McKay,M.R.、Collings,I.B.著作之「Capacity and Performance of MIMO-BICM With Zero-Forcing Receivers」；2004年11月至12月IEEE Global Telecommunications Conference 2004(GLOBECOM’04)前言中第2455頁至2459頁Seethaler,D.、Matz,G.、Hlawatsch,F.著作之「An Efficient MMSE-Based Demodulator for MIMO Bit-Interleaved Coded Modulation」。線性偵測演算法可具有低計算要求。然而，若傳輸信號串流之數目增加，分集階數將降低。在實踐中，若M R M T 成立，其中MR 及MT 分別指代接收及傳輸天線之數目，MMSE演算法在區塊衰落頻道條件下承受雜訊估計誤差及嚴重降 級，且ZF演算法需要抵抗雜訊放大及不良條件之頻道矩陣。
軟頻道解碼之情境中之最大相似偵測(簡稱為MLD)或最大後驗概率(簡稱為APP)偵測可遞交上界效能。然而，在具有較大天線組態之MIMO系統(在下文中亦稱為大型MIMO系統)內通常無法負擔其之高計算複雜性。球體解碼提供另一成功偵測策略以減小信號候選者之數目，查閱上文引用。一般而言，接近APP上界效能係一有效解決方案。然而，球體偵測之搜尋深度可隨不同頻道實現明顯改變，而對硬體實施造成困難。
在2008年11月IEEE Transactions on Signal Processing第56卷第11號第5729頁至5733頁Ariyavisitakul,S.L.、Jun Zheng、Ojard,E.、Joonsuk Kim著作之「Subspace Beamforming for Near-Capacity MIMO Performance」中，提出一子空間波束形成方法，其中MIMO頻道矩陣係由特定矩陣分解方法區塊地對角化，而使共同偵測的資料串流之數目限制於2。
此外，下行鏈路傳輸通常受使用者設備(UE)處之接收天線元件之限制制約。由於UE上之有限天線空間，計算要求及分集之一損失係兩個關鍵問題。MIMO中繼網路係另一熱門話題。然而，在實踐中，中繼網路需要抵抗前向或回饋錯誤及傳輸延遲。
實施例可係基於以下研究結果：單一使用者MIMO可增 加下行鏈路輸送量但由於可在一使用者設備處獲得的獨立信號複本之有限數目而受限制。除了由於UE上之有限天線空間之有限分集之外，計算要求係其他關鍵問題。實施例因此可進一步基於以下研究結果：多個行動收發器之接收信號可用於克服分集之損失且行動收發器可利用來自相同基地台但由其他行動收發器接收之其他接收信號以進一步利用一行動通信系統中之下行鏈路容量。實施例可使能行動收發器(其等不能夠單獨利用大型MIMO)協作且使能具有比個別下行鏈路容量之總容量更高的容量之一較大MIMO系統。換言之，實施例可使能利用多個行動收發器之接收信號且建立一MIMO系統。在一些實施例中，一裝置可與多個行動收發器通信、接收來自該等多個行動收發器之多個接收信號向量且利用多個接收信號作為MIMO系統。在其他實施例中，此裝置可包括在一行動收發站中。
實施例提供一種裝置，其用於提供關於一第一行動收發器之一第一資料信號之第一資料偵測資訊及關於一第二行動收發器之一第二資料信號之第二資料偵測資訊。該裝置包括與該第一行動收發器通信且用於自該第一行動收發器接收一第一接收信號向量之構件，已由該第一行動收發器自一基地台收發器接收該第一接收信號。該裝置進一步包括與該第二行動收發器通信且用於自該第二收發器接收一第二接收信號向量之構件，已由該第二行動收發器自該基地台收發器接收該第二接收信號。
該裝置可進一步包括用於基於該第一接收信號向量及該 第二接收信號向量判定關於該第一資料信號之資料偵測資訊及關於該第二資料信號之資料偵測資訊之構件。而且，該裝置可包括用於將關於該第一資料信號之資料偵測資訊提供至該第一行動收發器且將關於該第二資料信號之資料偵測資訊提供至該第二行動收發器之構件。該資料偵測資訊可對應於關於該第一資料信號或該第二資料信號之可靠資訊(舉例而言，關於作為一對數似然比之資料的一概率之資訊、關於偵測資料自身之資訊等等)。在其他實施例中，該資料偵測資訊可對應於幫助或促進一行動收發器偵測其之資料信號之任何資訊。舉例而言，可提供一修改的接收信號與一修改的頻道估計共同作為資料偵測資訊，其中修改量可使該行動收發器更可靠偵測其之資料信號。換言之，該裝置可提供一修改的接收信號及一修改的頻道估計至一行動收發器作為資料偵測資訊，其中相比於該行動收發器之原始接收信號及原始頻道估計可減小干擾。
在實施例中，用於判定之構件可經調適用於判定該第一行動收發器與該基地台收發器之間之一第一估計無線電頻道且用於判定該第二行動收發器與該基地台收發器之間之一第二估計無線電頻道。用於判定之構件可進一步經調適用於基於關於該第一估計無線電頻道之資訊及關於該第二估計無線電頻道之資訊判定對應於該第一資料信號之資料偵測資訊及對應於該第二資料信號之資料偵測資訊。
用於與該第一行動收發器通信之構件可進一步經調適用於自該第一行動收發器接收關於該第一行動收發器與該基 地台收發器之間之該第一估計無線電頻道之資訊，且用於與該第二行動收發器通信之構件可經調適用於自該第二行動收發器接收關於該第二行動收發器與該基地台收發器之間之該第二估計無線電頻道之資訊。
該第一估計無線電頻道可指該基地台收發器處之複數個傳輸天線與該第一行動收發器處之複數個接收天線之間之一多輸入多輸出無線電頻道。關於該第二估計無線電頻道之資訊可指該基地台收發器處之該複數個傳輸天線與該第二行動站台收發器處之複數個接收天線之間之一多輸入多輸出無線電頻道。
該第一接收信號向量可指在該第一行動收發器處之複數個接收天線處接收的複數個接收信號，且該第二接收信號向量可指在該第二行動收發器處之複數個接收天線處接收的複數個接收信號。換言之，該裝置可基於由個別行動收發站建立的個別MIMO系統形成一較大型MIMO系統。
用於判定之構件可經調適用於判定第一無線電頻道估計作為一第一無線電頻道矩陣及判定第二無線電頻道估計作為一第二無線電頻道矩陣。用於判定之構件可進一步經調適用於判定該基地台處之該複數個傳輸天線與該第一行動收發器及該第二行動收發器處之該複數個接收天線之間之一無線電頻道矩陣，該無線電頻道矩陣具有至少一頻道係數用於該基地台收發器處之該複數個傳輸天線之一者與該第一行動收發器及該第二行動收發器處之該複數個接收天線之一者之每一組合。因此，由該裝置形成之MIMO系統 可對應於該基地台收發器與所有考慮的行動收發器之所有接收天線之間之一MIMO系統。
用於判定之構件可進一步經調適用於判定資料信號之子集且用於判定用於每一資料信號子集之一子矩陣，其中該等資料信號之每一者包括在該等子集之至少一者中。用於判定之構件可進一步包括用於產生用於每一子集之修改的接收信號之構件、用於計算每一子集中之每一資料信號之資料偵測資訊之構件。用於判定之構件進一步經調適用於基於每一子集中之每一資料信號之資料偵測資訊判定關於該第一資料信號及該第二資料信號之資料偵測資訊。
用於判定之構件可經調適用於基於該複數個接收信號向量及該頻道矩陣藉由判定關於該第一資料信號及該第二資料信號之品質資訊而判定該等子集，一子矩陣係基於該品質資訊選自該頻道矩陣之係數之一子集。
一子矩陣可係基於該頻道矩陣之一重新排序操作且基於該品質資訊及該頻道矩陣之一隨後分解之三角矩陣。一子矩陣可係自根據重新排序操作之經重新排序頻道矩陣之分解得到之三角矩陣之一子矩陣，其中一重新排序操作對於每一子集可係不同的。該重新排序可對應於傳輸信號之一子集的選擇，基於該品質資訊選擇傳輸信號之該子集，其中在一第一重新排序操作中選擇品質資訊指示該第一資料信號之最佳品質之傳輸信號，且其中在一第二重新排序操作中選擇品質資訊指示該第二資料信號之最佳品質之傳輸信號，或其中該品質資訊指示該第一資料信號比該第二資 料信號更好的品質且其中在兩個重新排序操作中或兩個子集中選擇該第二資料信號。
矩陣分解可對應於一QR分解或一Cholesky分解。用於產生之構件可經調適用於基於一矩陣分解之結果產生修改的接收信號。用於判定之構件可經調適用於計算該第一資料信號及該第二資料信號之傳輸符號之對數似然比作為資料偵測資訊。用於提供之構件可經調適用於將該等修改的接收信號之一子集及該矩陣分解結果之至少一部分提供至該第一行動收發器或該第二行動收發器作為資料偵測資訊。在此一實施例中，矩陣分解可使得結果指該第一行動收發器或該第二行動收發器之該等資料信號之所有者，因此該等修改的接收信號可指該第一行動收發器或該第二行動收發器之所有資料信號。因此，當提供至該第一收發站或該第二收發站時，各別行動收發站可實行APP偵測。
實施例可進一步提供一種方法，其用於提供關於一第一行動收發器之一第一資料信號之第一資料偵測資訊及關於一第二行動收發器之一第二資料信號之第二資料偵測資訊。該方法包括與該第一行動收發器通信用於自該第一行動收發器接收一第一接收信號向量(由該第一行動收發器自一基地台收發器接收該第一接收信號)且與該第二行動收發器通信用於自該第二收發器接收一第二接收信號向量(由該第二行動收發器自該基地台收發器接收該第二接收信號)之一步驟。該方法進一步包括基於該第一接收信號向量及該第二接收信號向量判定關於該第一資料信號之資 料偵測資訊及關於該第二資料信號之資料偵測資訊之一步驟。該方法包括將關於該第一資料信號之資料偵測資訊提供至該第一行動收發器且將關於該第二資料信號之資料偵測資訊提供至該第二行動收發器。
實施例可進一步包括具有一程式碼之一電腦程式，當在一電腦或處理器上實行該電腦程式時，該程式碼用於執行上文方法之一者。
將以例示方式使用裝置及/或方法及/或電腦程式之以下非限制性實施例且參考隨附圖式描述一些其他特徵或態樣。
圖1a展示用於提供關於一第一行動收發器之一第一資料信號之第一資料偵測資訊及關於一第二行動收發器之一第二資料信號之第二資料偵測資訊之一裝置100之一實施例之一方塊圖。該裝置包括與該第一行動收發器通信用於自該第一行動收發器接收一第一接收信號向量之構件110，已由該第一行動收發器自一基地台收發器接收該第一接收信號。該裝置100進一步包括與該第二行動收發器通信用於自該第二收發器接收一第二接收信號向量之構件120，已由該第二行動收發器自該基地台收發器接收該第二接收信號。換言之，該裝置100可藉由接收來自兩個使用者之接收信號而判定或偵測關於專用於兩個不同使用者之兩個資料信號之資料偵測資訊。因為由第一使用者接收的第一接收信號亦包括專用於第二使用者之一信號，然而，當使 用相同無線電資源時，經歷第一使用者之干擾，該裝置100可利用來自兩個接收信號之分集增益。
該裝置100進一步包括用於基於該第一接收信號向量且基於該第二接收信號向量判定關於該第一資料信號之資料偵測資訊及關於該第二資料信號之資料偵測資訊之構件130。該資料偵測資訊可對應於偵測的資料信號、對數似然比、關於資料之概率或可靠性資訊等等。在其他實施例中，該資料偵測資訊可對應於使該行動收發器能偵測其之具有一較好品質或一較高可靠性的資料信號之任何資訊。此資訊因此可幫助或改良一行動收發器處之資料偵測。舉例而言，可提供修改的接收信號與一修改的頻道估計共同作為資料偵測資訊，其中修改量可使該行動收發器能更可靠偵測其之資料信號。修改量可建立規模上比整個MIMO系統更小之一修改的MIMO系統，即，該MIMO系統由該等行動收發器之所有接收天線組成。該修改的MIMO可包括減小的干擾，即，該裝置可(例如)透過矩陣修改判定一修改的MIMO系統，接著將該修改的MIMO系統提供至該行動收發器。換言之，該裝置可提供一修改的接收信號及一修改的頻道估計至一行動收發器作為資料偵測資訊，其中相比於該行動收發器之原始接收信號及原始頻道估計可減小干擾。
此外，該裝置100可包括用於將關於該第一資料信號之資料偵測資訊提供至該第一行動收發器且將關於該第二資料信號之資料偵測資訊提供至該第二行動收發器之構件 140。以更簡單言語概括，該裝置100之實施例可使用由多個行動收發器接收的接收信號。利用一MIMO系統中之多個接收信號之分集增益，可判定或偵測來自多個接收信號之關於對應多個資料信號之資訊或資料偵測資訊。於是，可克服產生於緊密間隔的接收天線(例如，行動終端處)之問題。
實施例可提供用於提供關於一第一行動收發器之一第一資料信號之第一資料偵測資訊及關於一第二行動收發器之一第二資料信號之第二資料偵測資訊之對應方法。圖1b展示一方法之一實施例之一流程圖，該方法包括與該第一行動收發器通信用於自該第一行動收發器接收一第一接收信號向量之一步驟210，由該第一行動收發器自一基地台收發器接收該第一接收信號。此外，該方法包括與該第二行動收發器通信用於自該第二收發器接收一第二接收信號向量之一步驟220，由該第二行動收發器自該基地台收發器接收該第二接收信號。該方法進一步包括基於該第一接收信號向量及該第二接收信號向量判定關於該第一資料信號之資料偵測資訊及關於該第二資料信號之資料偵測資訊之一步驟230。該方法進一步包括將關於該第一資料信號之資料偵測資訊提供至該第一行動收發器之一步驟240及將關於該第二資料信號之資料偵測資訊提供至該第二行動收發器之一步驟250。實施例亦可提供具有一程式碼之一電腦程式，當在一電腦或處理器上實行該電腦程式時，該程式碼用於執行本文描述的方法之一者。
圖1c繪示用於電動車之一充電站之一情境中之一實施例。在圖1c中，舉例而言，一裝置100之一實施例放置在用於電動車之一充電站處。該裝置100被多個行動收發器圍繞，例如，如一膝上型電腦160、一蜂巢式電話162、兩輛車164及166等等。如由該圖中展示的配接線指示，在此實施例中假設通信構件110及120經調適以一有線方式與行動收發站通信。在其他實施例中，可使用其他介面作為通信構件，例如，NFC(近場通信之簡稱)介面、藍芽介面、WLAN(無線區域網路之簡稱)介面等等。用於與該第一行動收發器通信之該構件110(例如，圖1c中之該膝上型電腦160)與用於與該第二行動收發器通信之該構件120(例如，圖1c中之車166)可不相同。在一些實施例中，該構件110與120可實施為相同有線或無線介面，在其他實施例中，其等可實施為不同介面，特定言之，一個可係有線的而另一個係無線的。如隨後將詳細描述，在一些實施例中，該裝置100可包括在該第一行動收發器或該第二行動收發器中(例如，在一蜂巢式電話或一車中)，接著用於通訊之該等構件110、120之一者可對應於至在一相同外殼中實施之一接收器構件之一內部連接，而用於通訊之另一構件可對應於至另一行動收發器之一有線或無線連接。
圖1c亦展示傳輸信號至行動收發器160、162、164及166之一基地台收發器170。該裝置100之實施例可包括與該膝上型電腦160、智慧型電話162、汽車164及電動車166等等之共同介面。該裝置100可透過與該共同介面之連接與使 用者160至166通信。該裝置100可具有一計算協調能力，關於MIMO偵測演算法，隨後將在實施例之進一步描述中詳細描述該等演算法之一些。圖1c之情境繪示一裝置100之一實施例可放置在具有特定交通要求之一位置(舉例而言，電動車之一充電站)處、一火車中、與其他車協調之一車或該車中之多個行動器件中、任何熱點處等等。
對於進一步描述，假設該基地台收發器170處之天線數目由MT 指代，且大型或組成的MIMO系統中之接收天線之總和可由給定，其中MRi 表示第i個使用者設備或行動收發器之接收天線之數目。在MT ×MR 大型MIMO系統中總共有L個主動使用者設備。
該裝置100之一實施例與該等行動收發器之間之功能在一定程度上可共用。舉例而言，在一些實施例中，用於判定之構件130可經調適用於判定該第一行動收發器與該基地台收發器之間之一第一估計無線電頻道且用於判定該第二行動收發器與該基地台收發器之間之一第二估計無線電頻道。換言之，可由該實施例判定或使用該等行動收發器之每一者之個別無線電頻道。此外，用於判定之構件130可進一步經調適用於基於關於該第一估計無線電頻道之資訊及關於該第二估計無線電頻道之資訊判定關於該第一資料信號之資料偵測資訊及關於該第二資料信號之資料偵測資訊。在此一實施例中，可由該等個別行動收發器自身或由該裝置100判定個別無線電頻道。
因此，用於與該第一行動收發器通信之該構件110可進 一步經調適用於自該第一行動收發器接收關於該第一行動收發器與該基地台收發器之間之該第一估計無線電頻道之資訊。因此，用於與該第二行動收發器通信之該構件120可進一步經調適用於自該第二行動收發器接收關於該第二行動收發器與該基地台收發器之間之該第二估計無線電頻道之資訊。
此外，該等行動收發器之每一者可操作多個接收天線，即，該等多個行動收發器之每一者可建立一個別MIMO系統。該第一估計無線電頻道可指該基地台收發器處之複數個傳輸天線與該第一行動收發器處之複數個接收天線之間之一多輸入多輸出無線電頻道。因此，該第一接收信號向量可指在該第一行動收發器處之複數個接收天線處接收的複數個接收信號。相應地，關於該第二估計無線電頻道之資訊可指該基地台收發器處之該複數個傳輸天線與該第二行動收發器處之複數個接收天線之間之一多輸入多輸出無線電頻道，且該第二接收信號向量可指在該第二行動收發器處之複數個接收天線處接收的複數個接收信號。換言之，用於判定之該構件130可基於由該等行動收發器提供的該等接收信號向量實行頻道估計。在其他實施例中，該行動收發器可估計其等自身之個別頻道且提供結果至該裝置100。
用於判定之該構件130可經調適用於判定第一無線電頻道估計作為一第一無線電頻道矩陣及判定第二無線電頻道估計作為一第二無線電頻道矩陣。此外，用於判定之該構 件130可進一步經調適用於判定該基地台處之該複數個傳輸天線與該第一行動收發器及該第二行動收發器處之該複數個接收天線之間之一無線電頻道矩陣H ，該無線電頻道矩陣H 具有至少一頻道係數用於該基地台收發器處之該複數個傳輸天線之一者與該第一行動收發器及該第二行動收發器處之該複數個接收天線之一者之每一組合。換言之，用於判定之該構件130可判定一整體無線電頻道矩陣H ，其表示該基地台收發器處之多個傳輸天線與分佈在多個行動收發器上之多個接收天線之間之一MIMO無線電頻道。
用於判定之該構件130可進一步經調適用於判定資料信號之子集且用於判定用於每一資料信號子集之一子矩陣，其中該等資料信號之每一者包括在該等子集之至少一者中。即，該構件130可進一步再分割偵測信號子集中之完全MIMO信號組之問題，可由一子矩陣表示一經再分割MIMO無線電頻道。
用於判定之該構件130可進一步包括用於產生用於每一子集之修改的接收信號之構件、用於計算每一子集中之每一資料信號之資料偵測資訊之構件，且用於判定之該構件130可進一步經調適用於基於每一子集中之每一資料信號之資料偵測資訊判定關於該第一資料信號及該第二資料信號之資料偵測資訊。換言之，該MIMO系統可再分割為多個較小尺寸的子MIMO系統，接著可分開解析該等子MIMO系統且可組合其等之結果以獲得整體結果。
用於判定之該構件130可經調適用於基於該複數個接收 信號向量及該頻道矩陣H 藉由判定關於該第一資料信號及該第二資料信號之品質資訊而判定該等子集，一子矩陣係基於該品質資訊選自該頻道矩陣H 之係數之一子集。換言之，可藉由(舉例而言)利用線性濾波技術(如ZF、MMSE等等)評估該等接收信號之品質而判定接收信號之子集。
在下文中，假設由以下方程式給定一MT ×MR MIMO系統：y =Hs +n 傳輸信號向量表示為s。此外，E [ss H ]=(E s /M T ))．且E s =1。向量n表示加性白高斯雜訊(簡稱為AWGN)，其中E [nn H ]=σ2 ．。MIMO無線電頻道矩陣係H，其之任意元素[H ] i ,j 表示傳輸天線i與接收天線j之間之無線電頻道，遵循獨立且等同分佈的複雜高斯分佈(即，[H ] i ,j ~CN(0,1))。
如上文描述，實施例可自複數個接收信號偵測一第一資料信號及一第二資料信號，該第一資料信號及該第二資料信號包括在使用複數個傳輸天線傳輸且使用該等行動收發器處之複數個接收天線接收的複數個傳輸資料信號中。該無線電頻道矩陣H 表示該複數個傳輸天線與該複數個接收天線之間之無線電頻道，該無線電頻道矩陣H 具有用於該複數個傳輸天線之一者與該複數個接收天線之一者之每一組合之至少一頻道係數。用於判定之該構件130可基於該無線電頻道矩陣H 判定一第一子矩陣及一第二子矩陣，該第一子矩陣及該第二子矩陣具有比該無線電頻道矩陣H 更少的係數且該第一子矩陣與該第二子矩陣具有不同係數。 換言之，可考慮多個互相不同子矩陣。
用於產生之構件可基於該無線電頻道矩陣且基於該第一子矩陣及該第二子矩陣產生修改的第一接收信號及第二接收信號。用於計算之構件可基於該第一子矩陣及該修改的第一接收信號計算關於該第一資料信號及該第二資料信號之第一資料偵測資訊，且可基於該第二子矩陣及該修改的第二接收信號計算關於該第一資料信號及該第二資料信號之第二資料偵測資訊。該裝置100可基於該第一資料偵測資訊及該第二資料偵測資訊進一步偵測該第一資料信號及該第二資料信號。
在實施例中，該裝置100可進一步包括用於估計該複數個傳輸天線與該複數個接收天線之間之該無線電頻道矩陣H 之構件。換言之，在一些實施例中，可自外部(例如，自一無線電收發器)提供無線電頻道估計。在其他實施例中，一無線電頻道估計器可包括在該裝置100中。在實施例中，該裝置可包括用於偵測該第一資料信號及該第二資料信號之構件。在一些實施例中，該裝置100因此可提供一輸出處用於偵測之一信號，或者，其自身可包括一偵測器且可分別提供資料信號、關於其之可靠性資訊或資料偵測資訊。
在實施例中，用於判定之該構件130可經調適用於基於該複數個接收信號及該無線電頻道矩陣H 藉由判定關於該第一資料信號及該第二資料信號之品質資訊而判定該第一子矩陣及該第二子矩陣，該第一子矩陣及該第二子矩陣係 基於該無線電頻道矩陣H 基於該品質資訊之一修改。在不同實施例中可以不同方式獲得此資訊品質。一可能係(例如)由ZF濾波或ZF等化獲得之一對數似然比。
在基於ZF等化的偵測中，可由W ZF =(H H H )-1 H H 給定ZF等化矩陣。
因此，可由sZF =W ZF y =(H H H )-1 H H H s+(H H H )-1 H H n =s +n ZF 表示偵測的信號，其中n ZF =(H H H )-1 H H n 表示經濾波雜訊向量。考慮向量n ZF 之協方差。其直接產生 因此，第k個傳輸資料串流之瞬時ZF後處理雜訊方差可近似為 此外，假設ZF後處理雜訊仍遵循一複雜高斯分佈。考慮ZF每天線偵測，可由 給定第k個傳輸資料串流中之第j個位元之對數似然比(LLR)，其中a i 表示第i個信號星座，且及分別指代第j個位元係1及0之星座候選者之子集。在實施例中，該LLR可用作為品質資訊，基於該品質資訊可判定子集及各別子矩陣。
線性偵測演算法(例如，最小均方誤差(MMSE)、強制零(ZF))具有低計算要求。然而，若傳輸信號串流之數目增 加，分集階數將降低。在實際中，若M R M T 成立，其中MR 及MT 分別指代接收及傳輸天線之數目，一MMSE演算法在區塊衰落頻道條件下承受雜訊估計誤差及嚴重降級，且ZF演算法需要抵抗雜訊放大及不良條件之頻道矩陣。在實施例中，此等演算法可用於評估品質資訊，基於該品質資訊可判定子集及各別子矩陣。
APP偵測演算法(其亦指代最大相似偵測(MLD)演算法)遞交上界效能。然而，在大型MIMO系統內可能無法負擔其之極高計算要求。球體解碼提供偵測策略以減小信號候選者之數目。一般而言，接近APP上界效能係一有效解決方案。然而，MIMO偵測之搜尋深度對於不同頻道實現隨時間而改變。因此，此將負面影響硬體實施。實施例因此可使用上文線性偵測演算法之一者以判定信號之一子集，接著可使用APP偵測該信號子集。
APP演算法可共同偵測MT 傳輸資料串流，考慮條件概率密度函數： 其中a=[a 1 a2 …] T 指代一任意偵測符號向量候選者。使B指代星座符號集合，其中{a1 ,a2 ,…,} B 。因此，第k個傳輸資料串流之第j個位元之對數似然比(LLR)可由 計算出，其中及分別指代第j個位元係1及0之第k個資 料串流之星座候選者之子集。
隨後將使用將在下文中闡述之點對點鏈路層模擬之結果闡述實施例。一優值係與最佳效能之對應間隙。遍歷MIMO頻道之容量可提供為 其中ρ指代由ρ=E s /σ2 定義的信雜比(簡稱為SNR)。可計算位元式相互資訊以量化容量之剩餘間隙，查閱2000年11月AEÜ International Journal of Electronics and Communications第54卷第6號第389頁至398頁ten Brink,S.著作之「Designing Iterative Decoding Schemes with the Extrinsic Information Transfer Chart」。使p (l |)及p (l |)分別指代傳輸位元0及位元1之條件下之LLR值之PDF。接著可根據計算位元式相互資訊。
為闡述實施例之子矩陣判定，由y =Hs +n 模型化一MT ×MR MIMO系統。
一任意頻道矩陣H 係可分解為H =QR 之QR，其中Q 係MR ×MR 酉矩陣，其中QQ H =，且MR ×MT 矩陣R可由給定，其中係一MT ×MT 上三角矩陣且係一(M R -M T )×M T 零矩陣。顯然，y QR =Q H y =Q H (Hs +n )=Q H (QRs +n )=Rs +Q H n =Rs +n QR 。
注意雜訊向量n QR 之協方差由
即，經濾波雜訊向量n QR 與n 具有相同長期統計。若M T =M R ，則該矩陣R 可表示為
注意R 之下半部之一任意正方形子矩陣可建立一子MIMO系統(即，可充當實施例中之子矩陣)。在實施例中，可獨立偵測此子MIMO系統之對應信號串流，而不考慮來自此子MIMO系統的信號串流之其餘部分之串流間干擾。在實施例中，可將R 之子矩陣作為資料偵測資訊與修改的接收信號y QR 一起提供至一行動使用者。換言之，在實施例中，可形成一子矩陣使得一特定行動收發站之所有資料信號包括在如此形成的子系統中。關於該子系統之資訊(即，修改的接收信號及子矩陣)接著可提供至該行動收發器使得可在各別行動收發器處實行APP偵測。換言之，用於提供之該構件140可經調適用於將該等修改的接收信號 之一子集及矩陣分解結果之至少一部分提供至該第一行動收發器或該第二行動收發器作為資料偵測資訊。
顯然，當資料串流之數目MT 增加時，用於MT ×MR MIMO系統之一完全APP偵測明顯變得更複雜，然而，將APP偵測演算法應用於個別子MIMO系統仍保持可行。為進一步按比例調整複雜性，存在若干自由度以調節個別子MIMO系統之尺寸。
如上文闡述，在實施例中，一子矩陣可係基於該頻道矩陣H 基於品質資訊之一重新排序操作及該頻道矩陣H 之一隨後分解之三角矩陣。一子矩陣可對應於根據重新排序操作之經重新排序的頻道矩陣H 之分解所得之三角矩陣之一子矩陣，其中一重新排序操作對於每一子集可係不同的。
重新排序可對應於傳輸信號之一子集的選擇，可基於品質資訊選擇傳輸信號之該子集，其中在一第一重新排序操作中選擇品質資訊指示該第一資料信號之最佳品質之傳輸信號，且其中在一第二重新排序操作中選擇品質資訊指示該第二資料信號之最佳品質之傳輸信號。或者，當品質資訊指示該第一資料信號比該第二資料信號更好的品質時，可在兩個重新排序操作中或兩個子集中選擇該第二資料信號。
矩陣分解可對應於一QR分解或一Cholesky分解或任何其他矩陣三角化操作。用於產生之構件可經調適用於基於矩陣分解之結果產生修改的接收信號。用於判定之該構件130可經調適用於計算該第一資料信號及該第二資料信號 之傳輸符號之對數似然比作為資料偵測資訊。
為產生且排列信號串流之不同集合(即，為判定子矩陣及子集)，實施例可計算一度量μ k ，其指示第k個信號串流或資料信號之可靠性且可充當實施例中之品質資訊。例如，度量或品質資訊可係後處理信號對干擾及雜訊比(簡稱為SINR)或簡單線性預處理(諸如ZF、MMSE)之後的符號式LLR。在下文中，考慮使用ZF偵測之LLR作為品質資訊或用於第k個信號串流或資料信號之該度量μk 之實施例，，其中M指代按每傳輸天線符號之位元數目。在實施例中，每一APP偵測集合或子MIMO系統可係基於一QR三角化，可藉由交換該MIMO頻道矩陣H 之行而獲得不同集合以便將指定信號串流群組成此偵測集合。換言之，在實施例中，第一子矩陣可係基於該無線電頻道矩陣H 基於品質資訊之一第一重新排序操作及該無線電頻道矩陣H之一隨後分解，且第二子矩陣可係基於該無線電頻道矩陣H 基於品質資訊之一第二重新排序操作及該無線電頻道矩陣H 之一隨後分解。
圖2繪示由一子集判定的MIMO子空間。在圖2中，提供一例示性繪示，其中定義三個偵測集合A、B及C。顯然，集合A、B及C之聯集包括MT 個傳輸資料串流或資料信號之完整指數，A ∪B ∪C ={1,2,…,M T -1,M T }不損失一般性，考慮集合A用於實施例之進一步描述。如 圖2中繪示，可在一APP處理中偵測信號串流x。因此，假設其等相對於對應度量μ k 具有高可靠性。假設信號串流y1 、y2 (且尤其信號串流z)具有較低可靠性。
在實施例中，重新排序可對應於傳輸信號之一子集的選擇，基於品質資訊選擇傳輸信號之該子集。在上文描述的實施例中，該無線電頻道矩陣H 之行之重新排序對應於傳輸信號之一子集的選擇。舉例而言，在一第一重新排序操作中可選擇品質資訊指示該第一資料信號之最佳品質之傳輸信號。在一第二重新排序操作中可選擇品質資訊指示該第二資料信號之最佳品質之傳輸信號。或者，當品質資訊指示該第一資料信號比該第二資料信號更好的品質時，可在兩個重新排序操作中或兩個子集中選擇該第二資料信號。
在實施例中，該裝置100可進一步經調適用於偵測該等傳輸資料信號之所有者之資料信號，其中用於判定之該構件130可經調適用於判定基於該無線電頻道矩陣H 之至少兩個子矩陣，其中該至少兩個子矩陣包括用於該複數個傳輸資料信號之每一者之至少一係數。用於判定之該構件130可經調適用於判定資料信號之子集且用於判定資料信號之每一子集之一子矩陣，其中該等傳輸資料信號之每一者包括在該等子集之至少一者中。
用於產生之構件可經調適用於產生每一子集之修改的接收信號，且用於計算之構件可進一步經調適用於計算每一子集中之每一資料信號之資料偵測資訊。用於偵測之構件 可經調適用於基於該資料偵測資訊偵測每一資料信號。用於偵測之構件可經調適用於執行每子集之一最大似然偵測且用於組合每一子集之最大似然偵測結果以偵測該等資料信號。一般而言，在實施例中，用於偵測之構件可使用任何高度可靠或高複雜性偵測方法。用於判定之該構件130可經調適用於判定該等子集，使得該等傳輸信號之每一者僅包括在一個子集中或使得該等傳輸信號之至少一者包括在至少兩個子集中。
換言之，實施例可產生可建立一些子MIMO系統之信號串流或資料信號之一些子集，因此可使用較小尺寸之子矩陣模型化該等子集。可假設一子MIMO系統之尺寸足夠低，使得(例如)仍允許APP偵測演算法(例如，仍在一可用硬體之複雜性邊界內)。為產生信號串流集合，可計算一度量μ k 作為品質資訊，其指示正確偵測的第k個信號串流(例如，該第一資料信號或該第二資料信號)之可靠性。例如，該度量可係後處理信號對干擾及雜訊比或簡單預處理之後的符號式對數似然比。在一實施例中，若每一串流在一子MIMO系統中僅出現一次，則此偵測演算法可指代為非重疊子空間偵測(簡稱為NOSD)。在其他實施例中，部署APP偵測，高可靠及低可靠信號串流可一起群組在一集合中，且一低可靠信號串流可出現在若干不同信號串流集合中。在實施例中，由於額外分集可因此改良此信號串流之可靠性。對於此等實施例，其亦可稱為重疊子空間偵測(簡稱為OSD)演算法。
在呈現一些實施例獲得之模擬結果之前，將闡述圖7a，其提供一方法之一實施例之另一依序表示。圖7a繪示提供一方法之一實施例之一偽碼。圖7a展示8個步驟之一序列。在第一步驟中，例如，藉由將可由對應品質資訊μk評估的強串流與弱串流或資料信號配對在一起而形成信號串流或資料信號之Ms 個子集，gm 可指代第m個子集中之串流或資料信號之數目。在第二步驟中，指示一for迴圈(for-loop)，其中指數m從1迭代至Ms ，即，從1開始且計數至總子集數目之一計數器。在第三步驟中，基於該無線電頻道矩陣H 實行重新排序操作，其之結果稱為
注意在第三步驟中，用於期望資料信號或串流之行向量移動至右邊，此由上文方程式之右手側之H m 指示，即，該矩陣之尺寸保持相同，在此步驟中僅改變該等行之順序。指數展示對於每一子集可實行一不同重新排序操作。
在一第四步驟中，實行矩陣分解。在此實施例中，考慮一QR分解，因此
換言之，分解結果(即，矩陣Q 及R )可用於進一步處理。舉例而言，可根據上文操作y QR,m =Q m H y 獲得修改的接收信號。對於該子集，在一第五步驟中產生 或者
基於上文，可在一第六步驟中計算LLR如下，例如，用於APP偵測之對數似然比，
在實施例中，可使用任何高度可靠或高複雜性偵測方法。自此，在一隨後第七步驟中，可解碼第m個子集中之gm 個接收信號串流。接著第八步驟可閉合在第二步驟中開始的for迴圈。
在實施例中，最不可靠串流y1 、y2 (且尤其信號串流z)(查閱圖2)可藉由多個分開APP偵測來處理，查閱圖7a之第七步驟。可透過圖2中之信號子空間之重疊部分內之額外分集改良此等信號串流之可靠性，即，藉由(但統計上非獨立)增加各別LLR。因此，此方法指代為重疊子空間偵測(OSD)。顯然，作為一特殊情況，藉由選擇A ∩B =B ∩C =A ∩C =獲得非重疊子空間偵測(NOSD)。
圖7b繪示一方法之一實施例之一流程圖。在一第一步驟702中，該裝置100可挑選L個使用者以建立一M T ×M R MIMO系統。換言之，該裝置100可進一步包括用於選擇使用者以形成一MIMO系統之構件。在一隨後步驟704中，估計M T ×M R 頻道矩陣，其可由個別使用者之個別較小MIMO頻道矩陣組成，使用者可將頻道估計與其等之接收信號向量一起報告於該裝置100。在下一步驟706中，該裝置100可建立用於所有信號串流或資料信號之M個子集。在第m個子集中可存在gm 個串流，查閱圖7a之第一步驟。在步驟710中開始一While迴圈之前可在步驟708中啟始一計數器C，當該計數器達到M個子集時，該While迴圈終止。在一步驟712中，在該While迴圈中，關於經記錄的頻道矩陣，該裝置100可對第m個偵測子集使用QR分解，查閱圖7a之步驟3及4。隨後在步驟714中，該裝置100可對第m個偵測子集使用APP偵測，如圖7a之步驟5至7中展示。在又一步驟716中，該裝置100可將第m個偵測子集中之該等串流或資料信號之對數似然比(LLR)遞交至對應使用者。在步驟718中，該計數器在步驟710處開始的While迴圈之下一迭代增加。一旦退出該While迴圈，在一隨後步驟720中，對於L個使用者之每一者，在組合且解碼其等之信號串流或資料信號之前，可以一分佈方式收集其等之信號串流或資料信號之LLR。
在實施例中，若干變體係可想到的，其等由圖7b之流程 圖中由「A」、「B」、「C」指示的三個額外分支指示且鏈接至圖7c中展示的流程圖。圖7b及圖7c繪示在一實施例中該裝置100與一使用者之間之協調。在步驟712中，矩陣分解之後，可檢查第i個使用者之串流是否完全屬於處理中之第m個子集，此由圖7c中之步驟730指示。若此不適用，該方法可繼續如上文描述的步驟714。然而，若第i個使用者之該等串流完全屬於該子集，則在一步驟732中，可檢查該第i個使用者設備是否能夠進行APP偵測。若不能夠，則該方法可繼續如上文描述的步驟714。若使用者具有此等能力，則在一步驟734中，該裝置100可將三角化矩陣R 以及經處理的接收信號向量遞交至第i個使用者。在此一實施例中，提供至使用者i之資料偵測資訊可對應於該矩陣R 及經處理或修改的接收信號向量。該矩陣R 及該經處理或修改的接收信號向量可視為資料偵測資訊，因為其等對應於包括具有減小干擾之使用者之修改的接收信號之一MIMO子集，因不被包括在此子集中之其他串流不起作用。相比於自完全MIMO系統之一偵測，該等修改的使用者信號因此更可靠或其等可自該子集偵測具有一較高可靠性。在又一步驟736中，該第i個使用者可部署如圖7a之步驟5至7中闡述的APP偵測。隨後在步驟738中，該第i個使用者可將其他使用者之串流之LLR遞交至該裝置100。
在下文中，將呈現點對點鏈接層模擬結果以使用上文描述的OSD及NOSD演算法評估實施例之效能。頻道編碼不考慮用於該等模擬。因此，對於模擬結果，在MIMO偵測 之LLR計算之後考慮未經編碼位元錯誤率(簡稱為BER)。圖3展示BER對SNR。藉由計算等效位元頻道之可實現比率而評估LLR軟輸出之品質，查閱圖4。對於提出的OSD及NOSD演算法，記號M s ×(g ×g )指示產生Ms 個偵測集合，其等之每一者具有g個信號串流。圖8a中展示的表提供其他模擬參數。作為調變方案，考慮QPSK(正交相移鍵控之簡稱)及16QAM(正交振幅調變之簡稱)。偵測的傳輸信號串流或資料信號之數目MT 係4或8，考慮類似數目個接收天線。I.i.d複雜高斯分佈隨機變數用作為頻道項。此外，假設頻道在接收器處完全已知。作為除了上文實施例之偵測演算法，考慮按每天線之完全M T ×M R APP及ZFM T ×M R 。
此外，考慮對於各別演算法之計算要求。圖8b展示概述計算複雜性之一表，即，其繪示實數乘法、加法及除法方面的考慮計算複雜性之實施例之一比較。在模擬期間量化實數加法、乘法及除法方面的複雜性。對於完全M T ×M R APP及完全M T ×M R QRD-APP演算法，考慮簡化(諸如Jacobian對數及最大對數近似)，查閱Hochwald,B.M.等人。注意QR分解在矩陣R 之對角線上產生具有實數項之三角矩陣，相比於完全APP演算法，其提供一特定簡化。相比於LLR軟輸出計算自身之假設列表，QR分解之計算要求假設為可忽略的。
在圖3及圖4中，未經編碼BER及可實現比率呈現於一4×4 MIMO系統。注意對於QPSK與16QAM兩者，可藉由使用OSD 2×(3×3)之實施例非常緊密地接近APP效能邊界。 熟知若MT =MR 成立，則ZF及完全APP之分集階數分別係1及MR 。作為一「混合方法」，使用OSD演算法之實施例相比於ZF可改良分集階數。圖8c繪示考慮正規化計算複雜性之實施例之一效能比較。圖8c展示OSD 2×(3×3)之正規化複雜性分別係利用QPSK及16QAM之完全APP之複雜性之大約29.5%及7.44%。此外，考慮一碼率3/4，APP參考效能之間隙對於QPSK及16QAM分別係1.0分貝及0.9分貝，查閱圖4。此指示使用OSD演算法之實施例對於較高階數調變方案實現效能與複雜性之間之一良好取捨。
類似地，在圖5及圖6中，研究一8×8 MIMO系統中之對於QPSK之未經編碼BER及可實現比率。由於傳輸天線之較高數目，存在用於實施例之更多自由度以部署OSD及NOSD演算法。可注意到OSD 3×(4×4)及OSD 2×(6×6)方案遞交滿意結果，其中計算要求大約係完全APP偵測之0.32%及5.09%。APP參考之對應間隙對於碼率3/4係2.7分貝及1.2分貝。再者，使用OSD演算法之實施例對於具有大量傳輸資料串流之MIMO系統實現效能與複雜性之間之一良好取捨。
實施例可使用上文方法之一者用於子空間偵測，其可部署QR分解以三角化有效MIMO頻道矩陣，允許產生可由最佳APP偵測單獨處理的多個子空間偵測集合。可藉由適當選擇重疊偵測區域改良微弱信號串流之偵測。實施例因此可實現計算複雜性與效能之間之一良好取捨，按需要複製基礎功能區塊。舉例而言，一4×4 APP偵測區塊可用於 QRD-APP NOSD 2×(4×4)以及QRD-APP OSD 3×(4×4)演算法，具有服從於硬體實施之確定性計算要求。作為QRD之一替代，實施例可使用具有低計算複雜性之其他矩陣三角化方法(例如，Cholesky分解)。
實施例可提供硬體設計之優點。例如，g=4之APP處理功能區塊相對不複雜。該功能區塊可適用於使用QRD-APP NOSD 2×(4×4)及QRD-APP OSD 3×(4×4)演算法之實施例。對應計算要求可係確定性的，其可有利於硬體設計。隨著技術及矽整合演進，MIMO系統可更朝向較大天線陣列組態(例如，參見AAA，主動天線陣列之簡稱)發展。實施例可提供用於此等系統之電力及成本有效偵測演算法。期望在今後2至4年內將大型MIMO部署在演進的LTE(長期演變之簡稱)內。LTE-R10已具有基於8個天線之特定MIMO系統。
熟習此項技術者可容易認識到可由程式化電腦執行各種上文描述的方法之步驟。此處，一些實施例亦意欲涵蓋程式儲存器件(例如，數位資料儲存媒體)，該等儲存器件係機械或電腦可讀的且編碼指令之機械可實行或電腦可實行程式，其中該等指令執行該等上文描述的方法之步驟之一些或所有。該等程式儲存器件可係(例如)數位記憶體、磁性儲存媒體(諸如一磁碟及磁帶)、硬碟或光學可讀數位資料儲存媒體。實施例亦意欲涵蓋經程式化以執行上文描述的方法之該等步驟之電腦。
描述及圖式僅說明本發明之原理。因此將瞭解熟習此項 技術者將能夠設計體現本發明之原理且包含在本發明之精神及範圍內之各種配置(但在本文中未明確描述或展示)。此外，本文列舉的所有實例主要僅用於教學目的以有助於讀者理解本發明之原理及由發明者貢獻的推進本發明之概念且應認為並不限於對此等特定列舉的實例及條件。此外，列舉本發明之原理、態樣及實施例以及本發明之特定實例之本文的所有闡述意欲涵蓋其等之等效物。
指代為「用於...之構件」(執行一特定功能)之功能區塊應理解為分別包括適宜用於執行一特定功能之電路之功能區塊。因此，「用於某事之構件」也可理解為「適用於或適宜用於某事之構件」。因此，適用於執行一特定功能之一構件並不暗示此構件必須執行該功能(在一給定時間片刻處)。
可透過使用專用硬體(例如，「一收發器」、「一判定器」、「一產生器」、「一計算器」、「一估計器」、「一偵測器」)以及能夠實行與適當軟體相關聯的軟體之硬體提供該等圖中展示的各種元件之功能，包含標記為「構件」、「用於通信之構件」、「用於判定之構件」、「用於提供之構件」、「用於產生之構件」、「用於計算之構件」、「用於估計之構件」、「用於偵測之構件」、「處理器」之任何功能區塊。當由一處理器提供時，可藉由一單一專用處理器、藉由一單一共用處理器或藉由複數個個別處理器(其等之一些可共用)提供該等功能。此外，術語「處理器」或「控制器」之明確使用不應解釋為專門指能夠實行軟體之硬體 且可隱含地包含(並不限於)數位信號處理器(DSP)硬體、網路處理器、特定應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)、用於儲存軟體之唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)及非揮發儲存器。亦可包含其他硬體(習知及/或慣例的)。類似地，圖中展示的任何開關僅係概念的。可透過程式邏輯之操作、透過專用邏輯、透過程式控制及專用邏輯之相互作用或甚至手動實行其等之功能，可由實施者選擇特定技術，如從上下文更明確理解。
熟習此項技術者應瞭解本文中之任何方塊圖表示體現本發明之原理之說明性電路之概念圖。類似地，將瞭解任何流程圖表、流程圖、狀態轉變圖、偽碼及類似物表示實質上可表示在電腦可讀媒體中且由一電腦或處理器實行的各種程序，無論是否明確展示此電腦或處理器。
100‧‧‧裝置
110‧‧‧通信構件
120‧‧‧通信構件
130‧‧‧判定構件
140‧‧‧提供構件
160‧‧‧膝上型電腦
162‧‧‧蜂巢式電話
164‧‧‧車
166‧‧‧車
170‧‧‧基地台收發器
圖1a展示一裝置之一實施例之一方塊圖；圖1b展示一方法之一實施例之一流程圖；圖1c展示用於電動車之一充電站之情境中之一實施例；圖2繪示由一子集判定之MIMO子空間；圖3繪示實施例獲得之模擬結果，其展示未經編碼BER對SNR；圖4繪示實施例獲得之模擬結果，其展示可實現比率對SNR；圖5繪示實施例獲得之模擬結果，其展示未經編碼BER對SNR； 圖6繪示實施例獲得之模擬結果，其展示可實現比率對SNR；圖7a繪示提供一方法之一實施例之一偽碼；圖7b繪示一方法之一實施例之一流程圖；圖7c繪示提供一方法之另一實施例之一流程圖；圖8a繪示鏈接位準模擬參數設定；圖8b繪示實數乘法、加法及除法方面的考慮計算複雜性之實施例之一比較；及圖8c繪示考慮正規化計算複雜性之實施例之一效能比較。
100‧‧‧裝置
110‧‧‧通信構件
120‧‧‧通信構件
130‧‧‧判定構件
140‧‧‧提供構件

Claims (15)

  1. 一種用於提供關於一第一行動收發器之一第一資料信號之第一資料偵測資訊及關於一第二行動收發器之一第二資料信號之第二資料偵測資訊之裝置(100)，其包括：構件(110)，其與該第一行動收發器通信用於自該第一行動收發器接收一第一接收信號向量，已由該第一行動收發器自一基地台收發器接收該第一接收信號；構件(120)，其與該第二行動收發器通信用於自該第二行動收發器接收一第二接收信號向量，已由該第二行動收發器自該基地台收發器接收該第二接收信號；構件(130)，其基於該第一接收信號向量及該第二接收信號向量判定關於該第一資料信號之資料偵測資訊且基於該第一接收信號向量及該第二接收信號向量判定關於該第二資料信號之資料偵測資訊；及構件(140)，其用於將關於該第一資料信號之資料偵測資訊提供至該第一行動收發器且將關於該第二資料信號之資料偵測資訊提供至該第二行動收發器。
  2. 如請求項1之裝置(100)，其中用於判定之該構件(130)經調適用於判定該第一行動收發器與該基地台收發器之間之一第一估計無線電頻道且用於判定該第二行動收發器與該基地台收發器之間之一第二估計無線電頻道，且其中用於判定之該構件(130)進一步經調適用於基於關於該第一估計無線電頻道之資訊及關於該第二估計無線電頻道之資訊判定關於該第一資料信號之資料偵測資訊及關 於該第二資料信號之資料偵測資訊。
  3. 如請求項2之裝置(100)，其中用於通信之該構件(110)進一步經調適用於自該第一行動收發器接收關於該第一行動收發器與該基地台收發器之間之該第一估計無線電頻道之資訊，且其中用於通信之該構件(120)進一步經調適用於自該第二行動收發器接收關於該第二行動收發器與該基地台收發器之間之該第二估計無線電頻道之資訊。
  4. 如請求項2之裝置(100)，其中該第一估計無線電頻道指該基地台收發器處之複數個傳輸天線與該第一行動收發器處之複數個接收天線之間之一多輸入多輸出無線電頻道，及/或其中關於該第二估計無線電頻道之資訊指該基地台收發器處之該複數個傳輸天線與該第二行動收發器處之複數個接收天線之間之一多輸入多輸出無線電頻道。
  5. 如請求項2之裝置(100)，其中該第一接收信號向量指在該第一行動收發器處之複數個接收天線處接收的複數個接收信號，及/或其中該第二接收信號向量指在該第二行動收發器處之複數個接收天線處接收的複數個接收信號。
  6. 如請求項5之裝置(100)，其中用於判定之該構件(130)經調適用於判定該第一無線電頻道估計作為一第一無線電頻道矩陣及判定該第二無線電頻道估計作為一第二無線電頻道矩陣，其中用於判定之該構件(130)進一步經調適用於判定該基地台處之該複數個傳輸天線與該第一行動 收發器及該第二行動收發器處之該複數個接收天線之間之一無線電頻道矩陣H ，該無線電頻道矩陣H 具有用於該基地台收發器處之該複數個傳輸天線之一者與該第一行動收發器及該第二行動收發器處之該複數個接收天線之一者之每一組合之至少一頻道係數，其中用於判定之該構件(130)進一步經調適用於判定資料信號之子集且用於判定資料信號之每一子集之一子矩陣，其中該等資料信號之每一者包括在該等子集之至少一者中，其中用於判定之該構件(130)進一步包括用於產生每一子集之修改的接收信號之構件、進一步包括用於計算每一子集中之每一資料信號之資料偵測資訊之構件，且其中用於判定之該構件(130)進一步經調適用於基於每一子集中之每一資料信號之資料偵測資訊判定關於該第一資料信號及該第二資料信號之資料偵測資訊。
  7. 如請求項6之裝置(100)，其中用於判定之該構件(130)經調適用於基於該複數個接收信號向量及該頻道矩陣H 藉由判定關於該第一資料信號及該第二資料信號之品質資訊而判定該等子集，一子矩陣係基於基於該品質資訊選自該頻道矩陣H 之係數之一子集。
  8. 如請求項7之裝置(100)，其中一子矩陣係基於基於該品質資訊之該頻道矩陣H 之一重新排序操作及該頻道矩陣H 之一隨後分解之一個三角矩陣。
  9. 如請求項7之裝置(100)，其中一子矩陣係根據重新排序 操作之經重新排序的該頻道矩陣H 之分解所得之一個三角矩陣之一子矩陣。
  10. 如請求項8之裝置(100)，其中該重新排序對應於傳輸信號之一子集的選擇，基於該品質資訊選擇傳輸信號之該子集，其中在一第一重新排序操作中選擇該品質資訊指示該第一資料信號之最佳品質之傳輸信號，且其中在一第二重新排序操作中選擇該品質資訊指示該第二資料信號之最佳品質之傳輸信號，或其中該品質資訊指示該第一資料信號比該第二資料信號更好的品質且其中在兩個重新排序操作中選擇該第二資料信號。
  11. 如請求項8之裝置(100)，其中該矩陣分解對應於一QR分解或一Cholesky分解及/或其中用於產生之該構件經調適用於基於一矩陣分解之結果產生該等修改的接收信號。
  12. 如請求項11之裝置(100)，其中用於提供之該構件(140)經調適用於將該等修改的接收信號之一子集及該矩陣分解之結果之至少一部分提供至該第一行動收發器或該第二行動收發器作為資料偵測資訊。
  13. 如請求項1之裝置(100)，其中用於判定之該構件(130)經調適用於計算該第一資料信號及該第二資料信號之傳輸符號之可靠性資訊或對數似然比作為資料偵測資訊。
  14. 一種用於提供關於一第一行動收發器之一第一資料信號之第一資料偵測資訊及關於一第二行動收發器之一第二資料信號之第二資料偵測資訊之方法，該方法包括：與該第一行動收發器通信用於自該第一行動收發器接 收一第一接收信號向量(210)，由該第一行動收發器自一基地台收發器接收該第一接收信號；與該第二行動收發器通信用於自該第二收發器接收一第二接收信號向量(220)，由該第二行動收發器自該基地台收發器接收該第二接收信號；基於該第一接收信號向量及該第二接收信號向量判定關於該第一資料信號之資料偵測資訊且基於該第一接收信號向量及該第二接收信號向量判定關於該第二資料信號之資料偵測資訊(230)；將關於該第一資料信號之資料偵測資訊提供至該第一行動收發器(240)；及將關於該第二資料信號之資料偵測資訊提供至該第二行動收發器(250)。
  15. 一種具有一程式碼之電腦程式，當在一電腦或處理器上實行該電腦程式時，該程式碼用於執行如請求項14之方法。
TW101105682A 2011-03-17 2012-02-21 提供資料偵測資訊之概念 TWI455508B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11305302.9A EP2501055B1 (en) 2011-03-17 2011-03-17 Data signal detection in Cooperative Multi-Point using channel submatrix decomposition.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201244406A TW201244406A (en) 2012-11-01
TWI455508B true TWI455508B (zh) 2014-10-01

Family

ID=44359782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101105682A TWI455508B (zh) 2011-03-17 2012-02-21 提供資料偵測資訊之概念

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20140003563A1 (zh)
EP (1) EP2501055B1 (zh)
JP (1) JP5730417B2 (zh)
KR (1) KR20130124565A (zh)
CN (1) CN103430461A (zh)
BR (1) BR112013023795A2 (zh)
TW (1) TWI455508B (zh)
WO (1) WO2012123147A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106972877B (zh) * 2017-04-24 2020-08-25 重庆邮电大学 基于波束发现信号BDS的多小区mmWave大规模MIMO波束选择方法
CN111866779B (zh) * 2020-07-13 2021-11-16 Oppo广东移动通信有限公司 热点模式的配置方法、装置、电子设备以及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040266339A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-30 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ). Method and architecture for wireless communication networks using cooperative relaying
WO2006088400A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and arrangement for cooperative relaying
US20090103641A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Hitachi Kokusai Electric Inc. Maximum likelihood decoding method, equipment, and receiver
US20100255790A1 (en) * 2009-04-02 2010-10-07 Qualcomm Incorporated Beamforming options with partial channel knowledge

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001255253A1 (en) * 2000-06-30 2002-01-14 Iospan Wireless, Inc. Method and system for mode adaptation in wireless communication
US7912014B2 (en) * 2001-09-28 2011-03-22 At&T Intellectual Property Ii, Lp Method and apparatus for reducing interference in multiple-input-multiple-output (MIMO) systems
JP3868895B2 (ja) * 2002-11-27 2007-01-17 株式会社東芝 無線調整装置、無線端末及び通信制御方法
KR100580840B1 (ko) * 2003-10-09 2006-05-16 한국전자통신연구원 다중 입력 다중 출력 시스템의 데이터 통신 방법
US7492815B2 (en) * 2004-11-24 2009-02-17 Nokia Corporation Reduced parallel and pipelined high-order MIMO LMMSE receiver architecture
KR101382760B1 (ko) * 2007-03-21 2014-04-08 엘지전자 주식회사 다중 안테나를 이용한 통신시스템에서 코드북을 이용한데이터 전송방법
JP5133007B2 (ja) * 2007-08-16 2013-01-30 三星電子株式会社 送信装置、及びビームフォーミング行列生成方法
CN101836369A (zh) * 2007-08-27 2010-09-15 北方电讯网络有限公司 使用基于mimo的网络编码的通信系统
CN101926100A (zh) * 2008-01-28 2010-12-22 诺基亚公司 用于使用中继节点的通信系统的分布式波束赋形的系统
CN101621321A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 三星电子株式会社 闭环恒模多用户mimo系统及其控制信令处理方法
US8130666B2 (en) * 2008-06-30 2012-03-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Multiple input multiple output communication system and operating method thereof
JP5475276B2 (ja) * 2008-12-24 2014-04-16 三星電子株式会社 受信装置、及び信号検出方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040266339A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-30 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ). Method and architecture for wireless communication networks using cooperative relaying
WO2006088400A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and arrangement for cooperative relaying
US20090103641A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Hitachi Kokusai Electric Inc. Maximum likelihood decoding method, equipment, and receiver
US20100255790A1 (en) * 2009-04-02 2010-10-07 Qualcomm Incorporated Beamforming options with partial channel knowledge

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012123147A1 (en) 2012-09-20
KR20130124565A (ko) 2013-11-14
JP2014514807A (ja) 2014-06-19
BR112013023795A2 (pt) 2016-12-06
JP5730417B2 (ja) 2015-06-10
EP2501055B1 (en) 2013-09-25
US20140003563A1 (en) 2014-01-02
CN103430461A (zh) 2013-12-04
TW201244406A (en) 2012-11-01
EP2501055A1 (en) 2012-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101381130B1 (ko) 다중 사용자 프리코딩 및 스케줄링 방법 및 이를 구현하는 기지국
Fukuda et al. Low-complexity detection based on belief propagation in a massive MIMO system
Pocovi et al. Signal quality outage analysis for ultra-reliable communications in cellular networks
KR102003977B1 (ko) 무선 통신시스템의 링크 성능 추출 방법 및 장치
Razavi et al. Performance analysis of interference alignment under CSI mismatch
JP2006005791A (ja) 通信路推定及びデータ検出方法
CN101771507A (zh) 多小区mimo无线通信网络中消除小区间干扰的方法和装置
Salh et al. A study on the achievable data rate in massive MIMO system
JP5415604B2 (ja) １つ又は複数の干渉信号の存在下で送信された所望の信号を復元する方法及び受信機
TWI455508B (zh) 提供資料偵測資訊之概念
CN102983933A (zh) 信号发送方法、信号解码方法、装置和系统
Chen et al. Near-capacity MIMO subspace detection
Lee et al. Coordinated beamforming with relaxed zero forcing
Chatzinotas et al. Interference alignment for clustered multicell joint decoding
JP5339865B2 (ja) 無線受信方法、及び無線受信装置
Daba et al. Peak data rate enhancement using switched micro-macro diversity in cellular multiple-input-multiple-output systems
CN103765805B (zh) 一种多用户预编码方法和装置
Sun et al. Adaptive joint nonlinear transmit-receive processing for multi-cell MIMO networks
CN101616427A (zh) 一种基站间的多用户mimo检测方法
Liao et al. Latticing the interference: Non-linear pre-coding for non-orthogonal multiple access in downlink multi-user MIMO system
Sudarshan et al. Statistics-based antenna selection for multiaccess MIMO systems
EP2501054A1 (en) Data signal detection using channel matrix decomposition
Liang et al. Dynamic QRDM receivers for MIMO beamforming systems with imperfect channel state information
Khalid et al. Hybrid diversity maximization precoding for the multiuser MIMO downlink
Flores et al. Study of Rate-Splitting Techniques with Block Diagonalization for Multiuser MIMO Systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees