TWI650957B - 最大可能性偵測器與偵測方法以及採用最大可能性偵測之無線訊號接收器 - Google Patents

最大可能性偵測器與偵測方法以及採用最大可能性偵測之無線訊號接收器 Download PDF

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Abstract

本發明揭露一種最大可能性偵測器，其包含一搜尋值選擇電路與一最大可能性偵測電路。該搜尋值選擇電路用來依據下列方式的其中之一選擇一搜尋值：依據一通訊指標以及一調變方式來選擇該搜尋值；以及依據一預設值決定該搜尋值。上述通訊指標是一接收訊號或其衍生訊號之通訊指標；上述搜尋值對應一搜尋範圍，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目。該最大可能性偵測電路用來依據該接收訊號及其衍生訊號的其中之一以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算，以計算該搜尋範圍內之每一候選訊號值所關聯的對數概似比。

Description

最大可能性偵測器與偵測方法以及採用最大可能性偵測之無線訊號接收器
本發明是關於無線訊號接收，尤其是關於採用最大可能性偵測之無線訊號接收。
在無線通訊之應用中，使用者對於高資料傳輸率的需求日漸攀升，如何在有限的系統頻寬內有效提升頻寬使用效率、進而提升系統吞吐量（Throughput, TP），一直是各家業者鑽研的議題。在市場趨勢下，多傳多收技術（Multiple-Input Multiple-Output; MIMO）下的空間多工（Spatial Multiplexing）傳輸方式可以在不增加頻寬的前提下大幅增加系統吞吐量，因此該傳輸方式在近年來相當受到矚目。
空間多工的傳輸方式主要是利用發射端的多個天線在同個時間同個頻帶上傳送相互獨立的訊號，接收端亦採用多個天線以接收並偵測該些訊號。為了達到較佳的解調效能，接收端可採用最大似然法（Maximum-Likelihood Algorithm; ML Algorithm）。最大似然法可以理解成一追求最佳化的演算法，其以窮舉搜索（Exhaustive Search）的方式依據接收訊號來估測出在所有可能的解法中傳送訊號的最佳解。然而，窮舉搜索並非有效率的搜索方法，因其將所有可能解都加以運算，需耗費較長計算時間延遲（Processing Latency）、複雜度（Complexity）以及運算功率（Computation Power）。
更多先前技術可見於下列文獻：公開號CN101582748A之中國專利申請；以及IEEE之文獻Massimiliano Siti, Michael P. Fitz, “A Novel Soft-Output Layered Orthogonal Lattice Detector for Multiple Antenna Communications”, IEEE International Conference on Communications (ICC), 2006。
鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種最大可能性偵測器與偵測方法，以及一種採用最大可能性偵測之無線訊號接收器，以改善先前技術。
本發明揭露一種最大可能性偵測器，其一實施例包含一搜尋值選擇電路以及一最大可能性偵測電路。該搜尋值選擇電路用來依據下列方式的其中之一選擇一搜尋值：依據一通訊指標以及一調變方式來選擇該搜尋值，其中該通訊指標是一接收訊號或其衍生訊號的通訊指標；以及依據一預設值決定該搜尋值。該最大可能性偵測電路用來依據該接收訊號及其衍生訊號的其中之一以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算，以計算一搜尋範圍內之每一候選訊號值所關聯的對數概似比。上述搜尋範圍對應該搜尋值，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目。
本發明亦揭露一種最大可能性偵測方法，其一實施例包含下列步驟：依據一通訊指標與一調變方式選擇一搜尋值或依據一預設值決定該搜尋值，其中該通訊指標是一接收訊號或其衍生訊號的通訊指標，該搜尋值對應一搜尋範圍，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目；以及依據該接收訊號及其衍生訊號的其中之一以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算。
本發明另揭露一種採用最大可能性偵測之無線訊號接收器，其一實施例包含：一離散傅立葉轉換電路，用來將一時域訊號轉換為一頻域訊號；一參考訊號擷取電路，用來依據該頻域訊號產生一擷取參考訊號；一通道估測電路，用來依據該擷取參考訊號產生一估測訊號；一資料訊號擷取電路，用來依據該頻域訊號產生一擷取資料訊號；一訊號偵測電路，用來依據該估測訊號與該擷取資料訊號產生一偵測訊號；以及一解碼電路，用來依據該偵測訊號產生一解碼訊號。上述訊號偵測電路之一實施例包含一最大可能性偵測器，其用來依據一通訊指標以及依據一調變方式來選擇一搜尋值、或依據一預設值決定該搜尋值，並用來依據該頻域訊號及其衍生訊號的其中之一以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算以產生該偵測訊號，其中該搜尋值對應一搜尋範圍，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目。
有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
以下說明內容之用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。
本發明之揭露內容包含最大可能性偵測器與偵測方法、以及採用最大可能性偵測之無線訊號接收器，是以位元（Bit）為單位並以軟判決（Soft Decision）方式來輸出對應的對數概似比（Log Likelihood Ratio, LLR）當作解碼電路的輸入值，以進行錯誤更正。該些偵測器與接收器之部分元件單獨而言可能為已知元件，在不影響發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於個別已知元件的細節將予以節略；另外，該方法可以是軟體及/或韌體之形式，可藉由本發明之硬體裝置或其等效電路來執行。本發明適用於多維（Multiple-Dimension）或多層（Multiple-Layer）的訊號接收，例如多輸入多輸出（Multiple-Input Multiple Output; MIMO）通訊系統的訊號接收。採用MIMO的通訊技術，例如長程演進（Long-Term Evolution; LTE）技術、無線區域網路（Wireless Local-Area Network; WLAN）技術、全球互通微波存取（Worldwide Interoperability for Microwave Access; WiMax）等。為便於瞭解，以下將以LTE通訊系統之應用為例進行說明，但本發明之應用不以此為限。
請參閱圖1，其是本發明之採用最大可能性偵測之無線訊號接收器之一實施例的示意圖。如圖1所示，無線訊號接收器100包含：一離散傅立葉轉換（Discrete Fourier Transform, DFT）電路110，用來將一時域訊號轉換為一頻域訊號；一參考訊號擷取（Extraction）電路120，用來依據該頻域訊號產生一擷取參考訊號；一通道估測（Channel Estimation）電路130，用來依據該擷取參考訊號產生一估測訊號；一資料訊號擷取電路140，用來依據該頻域訊號產生一擷取資料訊號；一訊號偵測電路150，用來依據該估測訊號與該擷取資料訊號產生一偵測訊號；以及一解碼電路160，用來依據該偵測訊號產生一解碼訊號。所述訊號偵測電路150包含：一最大可能性（Maximum Likelihood, ML）偵測器152，用來依據一通訊指標以及依據一調變方式來選擇一搜尋值、或依據一預設值決定該搜尋值，並依據該頻域訊號或其衍生訊號以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算以產生該偵測訊號，其中該搜尋值對應一搜尋範圍，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目。所述解碼電路160之一實施例包含一解攪亂器（Descrambler）與一渦輪解碼器（Turbo Decoder），該解攪亂器用來依據該偵測訊號產生一解攪亂訊號，該渦輪解碼器用來依據該解攪亂訊號產生該解碼訊號。所述離散傅立葉轉換電路110、參考訊號擷取電路120、通道估測電路130、資料訊號擷取電路140與解碼電路160之任一單獨而言為一習知或自行開發的電路。
承上所述，時域訊號在經過離散傅立葉轉換後，於頻域第n 個子載波的訊號Y n 可以表示為一NR ×1的向量，如下所示： Y n =H n X n +W n (公式一) 其中H n 為第n 個子載波所視之NR ×NT 的通道矩陣，X n 為第n 個子載波上NT ×1的傳送訊號，W n 為第n 個子載波的雜訊，NR 是接收天線個數，而NT 為傳送天線的個數。本實施例以一個子載波的訊號為處理單位，為了方便表示，在之後的說明中，下標n 被省略掉；此外，本實施例是應用於二傳二收空間多工傳送，亦即傳送端的獨立空間流（spatial stream）之數目與接收端的獨立空間流之數目均為2（此時NR 與NT 均至少為2），因此公式一可以簡化成： Y=HX+W (公式二)
在LTE系統中，因為參考訊號（Reference Signal; RS）與資料訊號（Data Signal）載於不同的子載波上，故通道估測電路130會依據參考訊號所做的通道估測經由內插或外插方式來求得所需資料訊號的通道響應矩陣Ĥ，訊號偵測電路150再對矩陣Ĥ執行QR分解或其等效運算如下所示： Ĥ =QR (公式三) 其中Q為酉矩陣（Unitary matrix），R為上三角矩陣（Upper Triangular Matrix）。做完QR分解或其等效運算後，訊號偵測電路150將接收訊號Y（即前述擷取資料訊號）乘上Q H （矩陣Q的Hermitian矩陣）或執行等效運算以得到訊號Z如下所示： ZºQ H Y=Q H (HX+W)=Q H (QRX+W)=RX+W' (公式四) 其中W'º Q H W。接下來，最大可能性偵測器152依據利用公式四所得到的訊號Z以位元為單位來計算對數概似比（Log Likelihood Ratio, LLR），計算方式如下：(公式五) 其中bi 為第i 個位元，G ()為所有傳送訊號在第i 個位元等於0的集合，G ()為所有傳送訊號在第i 個位元等於1的集合，代表運算過程中的候選訊號值，符號「~」用於與真實訊號X相區隔。
公式五可視為一追求最佳化的算式，可透過窮舉搜索（Exhaustive Search）的方式求解如先前技術所述。若傳送訊號的調變技術屬於M -QAM（訊號集之大小（或說該調變技術所對應之星座圖（Constellation Diagram）上星座點之數目）為M 之正交振幅調變 (Quadrature Amplitude Modulation)），以二傳二收的兩層獨立資料流而言，公式五的解（或說候選訊號值）的可能性共有M2 種，可以樹狀圖來表示，如圖2所示。
進一步而言，因為R為上三角矩陣，搜尋的操作可以被簡化。首先可被拆解如下：(公式六) 由於絕對值平方必不小於零，因此在擇定的情況下，的最小值必發生於當符合下述關係：(公式七) 其中為量化器（Quantizer）。換句話說，在擇定之後，是可透過公式七得到的唯一解。公式六與公式七所代表的架構稱為階層式正交晶格偵測器（Layer Orthogonal lattice Detector (LORD)），在此架構下，搜尋的樹狀圖可以大幅簡化如圖3所示。在圖3所對應的LORD架構中，第一層展開所有的可能性（M 個），第二層則是以公式七直接對應求得，並不需要如圖2般再次展開的所有可能性，因此，整體的運算複雜度是操控在第一層展開的個數。
利用圖3所對應的LORD架構進行公式五的求解，可得到每個位元的對數概似比，之後再將所求得的對數概似比送進解碼器便可進行錯誤更正以完成接收。然而，以M -QAM為例， LORD架構下解的可能性仍有M 種（或說圖3中第一層展開的個數仍有M 個），其中部分可能的解較不可能為正確解，應可被排除以進一步簡化運算。因此，圖1之最大可能性偵測器152並非直接計算M 種可能性下的對數概似比，而是如前所述般先選擇一搜尋值，再依據該頻域訊號或其衍生訊號（例如前述擷取資料訊號）以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算以產生該偵測訊號包含對數概似比，其中該搜尋值所對應的搜尋範圍內之候選訊號值（或說該調變方式所對應之星座圖中對應該搜尋範圍的星座點）的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值（或說該調變方式所對應之星座圖中的所有星座點）的數目。換言之，圖1之最大可能性偵測器152在第一層展開（或）的可能性時只展開K 個可能解（其中K ≦M ），從而在不實質減損效能的前提下實現較低的運算複雜度及功耗。值得注意的是最大可能性偵測器152可先展開（於第一層）再展開（於第二層），端視需求而定。
詳言之，該最大可能性偵測器152之一實施例如圖4a所示，包含一搜尋值選擇電路410與一最大可能性偵測電路420。搜尋值選擇電路410用來依下列方式的其中之一選擇一搜尋值：依據一通訊指標以及一調變方式來選擇該搜尋值，其中該通訊指標是一接收訊號（例如前述之頻域訊號）之通訊指標或是該接收訊號之衍生訊號（例如前述之擷取參考訊號）的通訊指標；以及依據一預設值決定該搜尋值。上述搜尋值對應一搜尋範圍，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目。最大可能性偵測電路420用來依據該接收訊號（例如前述頻域訊號）或其衍生訊號（例如前述擷取資料訊號）以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算，以計算該搜尋範圍內之每一候選訊號值所關聯的對數概似比，其中該最大可能性運算包含對應前述公式五之運算、前述公式七之運算、後述公式八的運算以及後述查表操作或其等效操作。
圖4a之訊號偵測電路150的細節如圖4b所示，包含：一QR分解單元430，用來依據前述估測訊號（對應通道響應矩陣Ĥ）執行公式三之運算或其等效；一訊號產生單元440，用來依據前述擷取資料訊號（對應前述訊號Y）執行公式四之運算或其等效；該搜尋值選擇電路410；以及該最大可能性運算電路420。圖4b中，最大可能性運算電路420包含：一候選訊號值決定單元422，用來依據該擷取資料訊號執行公式八的運算或其等效運算以產生一運算結果，並依據該運算結果與該搜尋值執行後述查表操作或其等效操作以產生一操作結果；一對應值計算單元424，用來依據該操作結果執行公式七之運算或其等效運算以產生一計算結果；以及一對數概似比計算單元426，用來依據該計算結果執行公式五之運算或其等效運算。所述QR分解單元430與訊號產生單元440之任一單獨而言為習知或自行開發的單元。
最大可能性偵測電路420選擇該搜尋值所對應的搜尋範圍的方式是透過接收訊號在該調變方式所對應之星座圖上的落點來決定。基於公式六，最大可能性偵測電路420可包含一迫零（Zero-Forcing; ZF）等化器（Equalizer）（包含於候選訊號值決定單元422）以執行一迫零運算來得到在星座圖上的落點如下所示：(公式八) 利用星座圖的特性，各星座點與該落點的遠近關係可被事先得知。
以LTE的64-QAM為例，依照落點的位置（亦即落點所對應的參考值）與星座點的關係可定義出14個區間如表一所示，在各區間下，表1中由左至右的順序代表星座點與落點的距離由近至遠；藉由圖5的星座圖，在星座圖上的落點更清楚地被顯示，其中數值標示「1x1x1x」、「x0x1x1」等等中的符號「x」可為0或1。在圖5的例子中，的實部（Real-Part）落在區間2≦S≦3，由近至遠的星座點之實部依序為3、1、5、-1、7、-3、-5、-7，共8種可能性；同理，的虛部（Imaginary-Part）落在區間-3≦S≦-2，由近至遠的星座點之虛部依序為-3、-1、-5、1、-7、3、5、7，共8種可能性。假設搜尋值選擇電路410所決定之搜尋值為25（亦即最大可能性偵測電路420在第一層展開（或）的可能性時只展開25個可能解），那麼最大可能性偵測電路420會依序取出離落點最近的實部、虛部各5個以搭配出5×5=25種可能性（或說25種候選訊號值），其所表示的物理意義即是在圖5中以落點為中心所框出的搜尋區域（例如矩形區域或其它形狀之區域），落在該區域內的星座點便是最大可能性偵測電路420在第一層展開時所計算的星座點（例如離落點最近的星座點），其餘不在該區域之內的均不予考慮，藉此本實施例可達到降低運算複雜度的目的，如圖6之樹狀圖所示。值得注意的是本實施例可藉由查表操作來查詢預建的內容（例如表1之內容）以得到前述實部與虛部的組合，藉此讓最大可能性偵測電路420更有效率地依據公式五計算對數概似比。 表1
由圖5可知，該搜尋區域的大小決定運算複雜度的高低，當此區域大到包含所有的星座點（例如圖5中的64個星座點），則本實施例的運算複雜度會與前述LORD架構的運算複雜度相當，換言之，本實施例的運算複雜度可低於LORD架構的運算複雜度。當然，該搜尋區域的大小可以是預先決定，也可以依據通訊狀況而有因應調整。當該區域大小為預先決定時，該搜尋值是搜尋值選擇電路410依據前述預設值來決定（例如該搜尋值等於該預設值）。當該區域大小為依據通訊狀況而決定時，該通訊狀況的指標（即前述通訊指標）可以是訊雜比、子載波接收訊號能量強度、通道能量強度，通道相關性、通道估測準確度、干擾能量強度等的至少其中之一。當調變方式為M -QAM時，該搜尋值之一非限制性的例子為大於M /4之整數，或者該搜尋值之又一非限制性的例子為整數且4≦搜尋值≦(M-1)2 。
承前所述，當該搜尋區域大小為依據通訊狀況而決定時，該搜尋區域的大小例如是取決於最大可能性偵測電路420在進行迫零運算以求出於星座圖上的落點時的訊雜比（Signal-to-Noise Ratio; SNR），此訊雜比可定義為g，並可表示如下：(公式九) 其中為雜訊能量，其估測方法為本領域之習知技術，而R11 為前述上三角矩陣R的元素之一。當g愈大，最大可能性偵測電路420之迫零運算的結果愈可靠，因此搜尋值選擇電路410可選擇較小的搜尋值（或說較小的搜尋區域）；反之，當g愈小，則搜尋值選擇電路410可選擇較大的搜尋值（或說較大搜尋區域）。根據上述概念，本實施例可定義若干門檻Tg （g =1, 2, …,G ），其中Tg ＜Tg+1 ，當g的值大過某個門檻Tg ，搜尋值選擇電路410可採用較小的搜尋值如表二所示，其中KG +1 ＜KG ＜…＜K 2 ＜K 1 。 表2
除了以訊雜比（如公式九所示）做為通訊指標外，如前所述，搜尋值選擇電路410可根據其他通訊指標來選擇該搜尋值（或說搜尋區域的大小）。舉例而言，搜尋值選擇電路410可根據通道相關性來選擇搜尋值，其中可表示為：(公式十) 公式十中，h1 是通道響應矩陣Ĥ的第一行（Column），h2 是Ĥ的第二行。當愈大（即1/愈小），最大可能性偵測電路420對於之迫零運算的結果愈不可靠，因此搜尋值選擇電路410會選擇較大搜尋值（或說較大的搜尋區域）；反之，當愈小（即1/愈大），搜尋值選擇電路410會選擇較小的搜尋值（或說較小的搜尋區域）。綜言之，當該通訊指標（可為g、1/或其它指標）高於一第一門檻時，該搜尋值為一第一搜尋值，當該通訊指標低於該第一門檻時，該搜尋值為一第二搜尋值，該第一搜尋值小於該第二搜尋值，且高於該第一門檻之該通訊指標所代表之通訊狀態優於低於該第一門檻之該通訊指標所代表之通訊狀態。
除前揭電路外，本發明另揭露一種最大可能性偵測方法如圖7所示，可由前述最大可能性偵測電路152或其等效電路來執行，包含下列步驟： 步驟S710：依據一接收訊號或其衍生訊號之一通訊指標以及依據一調變方式來選擇一搜尋值，或依據一預設值來選擇該搜尋值，其中該搜尋值對應一搜尋範圍，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該接收訊號之調變方式之所有候選訊號值的數目。 步驟S720：依據該接收訊號或其衍生訊號以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算，以計算該搜尋範圍內之每一候選訊號值所關聯的對數概似比。
由於本領域具有通常知識者能夠藉由前揭電路實施例之揭露來推知本方法實施例的細節與變化，更明確地說，前揭電路實施例之技術特徵均可合理應用於本方法實施例中，因此，在不影響本方法實施例之揭露要求與可實施性的前提下，重複及冗餘之說明在此予以節略。
綜上所述，本發明之最大可能性偵測器與偵測方法以及採用最大可能性偵測之無線訊號接收器可達到低運算延遲、低運算複雜度以及低運算功耗，且能達到與先前技術相仿的低錯誤率。
雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧無線訊號接收器
110‧‧‧離散傅立葉轉換
120‧‧‧參考訊號擷取
130‧‧‧通道估測
140‧‧‧資料訊號擷取電路
150‧‧‧訊號偵測電路
152‧‧‧最大可能性偵測器
160‧‧‧解碼電路
410‧‧‧搜尋值選擇電路
420‧‧‧最大可能性偵測電路
422‧‧‧候選訊號值決定單元
424‧‧‧對應值計算單元
426‧‧‧對數概似比計算單元
430‧‧‧QR分解單元
440‧‧‧訊號產生單元 於星座圖上的落點
S710~S720‧‧‧步驟
〔圖1〕為本發明之採用最大可能性偵測之無線訊號接收器之一實施例的示意圖； 〔圖2〕為窮舉搜索的樹狀圖； 〔圖3〕為階層式正交晶格偵測器之架構下的樹狀圖； 〔圖4a〕為本發明之最大可能性偵測器之一實施例的示意圖； 〔圖4b〕為圖4a之實施細節的示意圖； 〔圖5〕為圖4a之最大可能性偵測器之一實作所對應的星座圖； 〔圖6〕為對應圖5之的樹狀圖；以及 〔圖7〕為本發明之最大可能性偵測方法之一實施例的示意圖。

Claims (9)

  1. 一種最大可能性(Maximum Likelihood,ML)偵測器，包含：一搜尋值選擇電路，依據一通訊指標以及一調變方式來選擇一搜尋值，其中該通訊指標是一接收訊號或其衍生訊號的通訊指標，該通訊指標為一訊雜比、一子載波能量強度、一通道能量強度、一通道相關性、一通道估測準確度以及一干擾能量強度的至少其中之一，其中該訊雜比與該搜尋值成反比；以及一最大可能性偵測電路，依據該接收訊號及其衍生訊號的其中之一以及依據該搜尋值，執行一最大可能性運算，以計算一搜尋範圍內之每一候選訊號值所關聯的對數概似比，其中，該搜尋範圍對應該搜尋值，該搜尋範圍為矩形，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之最大可能性偵測器，其中該最大可能性偵測電路依據該接收訊號或其衍生訊號執行一迫零(Zero-Forcing,ZF)運算以得到一參考值，再依據該參考值與該搜尋值決定該搜尋範圍，從而依據該搜尋範圍執行該最大可能性運算。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之最大可能性偵測器，其中該搜尋範圍內之候選訊號值為在該調變方式之所有候選訊號值中最接近該參考值的K個候選訊號值，其中該K等於該搜尋值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之最大可能性偵測器，其中該調變方式為正交振幅調變。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之最大可能性偵測器，其中該搜尋範圍內之候選訊號值的數目大於該調變方式之所有候選訊號值的數目的四分之一。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之最大可能性偵測器，其中當該調變方式為一訊號集之大小為M的正交振幅調變時，該搜尋範圍內之候選訊號值之數目不小於4且不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之最大可能性偵測器，其中當該通訊指標高於一第一門檻時，該搜尋值為一第一搜尋值，當該通訊指標低於該第一門檻時，該搜尋值為一第二搜尋值，該第一搜尋值小於該第二搜尋值，且高於該第一門檻之該通訊指標所代表之通訊狀態優於低於該第一門檻之該通訊指標所代表之通訊狀態。
  8. 一種最大可能性偵測方法，包含：依據一通訊指標與一調變方式來選擇一搜尋值，其中該通訊指標是一接收訊號或其衍生訊號的通訊指標，該通訊指標為一訊雜比、一子載波能量強度、一通道能量強度、一通道相關性、一通道估測準確度以及一干擾能量強度的至少其中之一，該訊雜比與該搜尋值成反比，該搜尋值對應一搜尋範圍，該搜尋範圍為矩形，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目；以及依據該接收訊號及其衍生訊號的其中之一以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算。
  9. 一種採用最大可能性偵測之無線訊號接收器，包含：一離散傅立葉轉換(Discrete Fourier Transform,DFT)電路，用來將一時域訊號轉換為一頻域訊號； 一參考訊號擷取(Extraction)電路，用來依據該頻域訊號產生一擷取參考訊號；一通道估測(Channel Estimation)電路，用來依據該擷取參考訊號產生一估測訊號；一資料訊號擷取電路，用來依據該頻域訊號產生一擷取資料訊號；一訊號偵測電路，用來依據該估測訊號與該擷取資料訊號產生一偵測訊號，包含：一最大可能性偵測器，用來依據一通訊指標以及依據一調變方式來選擇一搜尋值，並用來依據該頻域訊號及其衍生訊號的其中之一以及依據該搜尋值執行一最大可能性運算以產生該偵測訊號，其中該通訊指標為一訊雜比、一子載波能量強度、一通道能量強度、一通道相關性、一通道估測準確度以及一干擾能量強度的至少其中之一，該訊雜比與該搜尋值成反比，該搜尋值對應一搜尋範圍，該搜尋範圍為矩形，該搜尋範圍內之候選訊號值的數目不大於該調變方式之所有候選訊號值的數目；以及一解碼電路，用來依據該偵測訊號產生一解碼訊號。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060203708A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Hemanth Sampath Systems and methods for beamforming feedback in multi antenna communication systems
US20090141835A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for receiver in multiple antenna system
CN101582748A (zh) * 2008-05-16 2009-11-18 富士通株式会社 低复杂度的mimo系统信号检测方法和检测装置
US20100007555A1 (en) * 2007-05-29 2010-01-14 Toyon Research Corporation Compact single-aperture antenna and direction-finding navigation system
US20110222618A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Fredrik Huss Method and Apparatus for Efficient Soft Modulation for Gray-Mapped QAM Symbols

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7720169B2 (en) * 2007-05-10 2010-05-18 Ilan Reuven Multiple-input multiple-output (MIMO) detector incorporating efficient signal point search and soft information refinement
US8279954B2 (en) * 2008-03-06 2012-10-02 Ntt Docomo, Inc. Adaptive forward-backward soft output M-algorithm receiver structures
US8107518B2 (en) * 2008-08-04 2012-01-31 Redpine Signals, Inc, Stream weight estimation and compensation in SIMO/MIMO OFDM receivers
US8059745B2 (en) * 2008-08-06 2011-11-15 Texas Instruments Incorporated Sharing logic circuitry for a maximum likelihood MIMO decoder and a viterbi decoder
US8374274B2 (en) * 2008-10-13 2013-02-12 Qualcomm Incorporated Methods and systems using norm approximation for maximum likelihood MIMO decoding
JP5691894B2 (ja) * 2011-07-06 2015-04-01 富士通株式会社 無線端末および復調方法
US9008240B1 (en) * 2013-12-31 2015-04-14 Cambridge Silicon Radio Limited Near maximum likelihood spatial multiplexing receiver

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060203708A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Hemanth Sampath Systems and methods for beamforming feedback in multi antenna communication systems
US20100007555A1 (en) * 2007-05-29 2010-01-14 Toyon Research Corporation Compact single-aperture antenna and direction-finding navigation system
US20090141835A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for receiver in multiple antenna system
CN101582748A (zh) * 2008-05-16 2009-11-18 富士通株式会社 低复杂度的mimo系统信号检测方法和检测装置
US20110222618A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Fredrik Huss Method and Apparatus for Efficient Soft Modulation for Gray-Mapped QAM Symbols

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