[發(fā)明專利]多天線系統(tǒng)的并/串行置信傳播檢測方法及其傳播檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610026041.3
• 申請日: 2006-04-25
• 公開（公告）號: CN101064541A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊秀梅;夏小梅;熊勇;汪凡;趙巍;張小東;卜智勇;王海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海無線通信研究中心
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信系統(tǒng)中多發(fā)射多接收天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及多天線系統(tǒng)的置信傳播檢測器及其檢測方法。

背景技術(shù)

在無線通信系統(tǒng)中，為越來越多的移動用戶提供高速率數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)已經(jīng)日益迫切，而且不同于有線通信系統(tǒng)，無線通信還受到頻譜資源、傳送功率、多徑衰落等等限制。基于多個發(fā)送與接收天線(MIMO，Multiple?Input?Multiple?Output)技術(shù)現(xiàn)已證明是提供高速無線數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的有潛力的方法。

多天線系統(tǒng)的發(fā)送、接收框圖分別如圖1、圖2所示。圖1中，信源比特經(jīng)信道編碼器、比特交織器、調(diào)制器后，輸出的星座點(diǎn)符號序列經(jīng)空時處理器映射到發(fā)射天線上。經(jīng)過衰落信道，接收機(jī)(如圖2所示)首先由檢測器進(jìn)行符號檢測，檢測得到的估計序列經(jīng)解調(diào)器、解交織器、信道解碼器，得到接收比特序列。

先進(jìn)的發(fā)送接收機(jī)設(shè)計是多天線系統(tǒng)應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。已有的比較成熟的發(fā)射結(jié)構(gòu)包括：空時塊碼(space-time?block?codes，STBC)、雙傳輸分集(double?space-time?transmitdiversity，D-STTD)、BLAST等。同時已有的接收機(jī)包括：迫零檢測(zero?forcing，ZF)、最小均方誤差檢測(minimum?mean?square?error，MMSE)、概率輔助檢測(probability?dataassociation，PDA)、球形譯碼(sphere?decoding)，最大似然檢測(maximal?likelihood，ML)等。

在上述已有的發(fā)送接收機(jī)中，基本的檢測處理單元僅限于一個(如：BLAST)或者連續(xù)的兩個(如：STBC)發(fā)送符號，最常用的檢測器是MMSE檢測器。如果檢測處理包括的符號序列長度增大，復(fù)雜度很高，如：采用MMSE檢測器時，復(fù)雜度與符號長度成多項(xiàng)式關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

為降低檢測器針對長發(fā)送符號序列的復(fù)雜度，本發(fā)明基于置信傳播原理，通過外信息在約束節(jié)點(diǎn)和變量節(jié)點(diǎn)之間的傳遞和更新得到收斂的檢測后符號/比特概率信息，得到置信傳播檢測器，同時，基于信息傳遞的并行和串行實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明提供檢測器的兩種實(shí)現(xiàn)方法：并行置信傳播檢測方法和串行置信傳播檢測方法。并/串置信傳播檢測均基于置信傳播檢測原理，兩種方法均可實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度的檢測，收斂時性能十分接近，一次迭代時，串行的性能優(yōu)于并行的性能；而并行處理方式延時比串行處理方式小。

為便于說明本發(fā)明技術(shù)方案，先做以下假設(shè)：

調(diào)制器輸出符號序列為s，其長度為L，表示為s＝{s₁s₂…s_L}；發(fā)送天線數(shù)為Nt，接收天線數(shù)為Nr，v⁽ⁱ⁾為第i個發(fā)射天線上的發(fā)射符號序列，其長度為N，即，其中，i∈[1，Nt]，N·Nt≥L。

r^(j)為第j個接收天線上的接收符號序列，其長度為N，即，其中，j∈[1，Nr]；

s_t為空時處理得到的v_t所對應(yīng)的處理前的調(diào)制器輸出符號序列，顯然，s_t∈s；

v_t為所有發(fā)射天線上第t個時刻上的發(fā)射符號向量，即，其中，t∈[1，N]；

r_t：所有接收天線上第t個時刻上的接收符號向量，即，其中，t∈[1，N]；

P(·)為概率；

P(·|·)為條件概率；

l為并/串置信檢測器的最大迭代次數(shù)；

在MIMO系統(tǒng)中，一個時刻上的多天線符號接收可以表示成：