[發明專利]通信系統中用于最大似然符號檢測的裝置及方法

有效

• 申請號: 201680047194.8
• 申請日: 2016-06-13
• 公開（公告）號: CN107925636B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 曾慶義
• 申請（專利權）人: 曾慶義
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/06;H04L27/22
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 汪麗紅

本發明公開用于在通信系統的接收器側處從接收波形樣本檢測發送符號的裝置及方法。所述接收波形樣本被信道及噪聲影響損壞，且所述檢測是利用最大似然最優性準則來執行。本發明利用逐次線性約束交換方案來收斂到最優的最大似然估算值，所述逐次線性約束交換方案結合某些量化操作及映射操作來將序列的線性約束最小化子問題公式化，以得出這些子問題的解。本發明適用于任意數字調制式通信系統，所述任意數字調制式通信系統包括但不限于多輸入多輸出(MIMO)通信系統。

技術領域

本發明涉及通信系統中用于在接收器側處檢測發送符號的裝置及方法。本發明最優化地利用最大似然準則(maximum likelihood criterion)來檢測符號，且適用于任意數字調制式通信系統，所述任意數字調制式通信系統包括但不限于多輸入多輸出(MultipleInput Multiple Output，MIMO)通信系統。

背景技術

對于數字調制通信系統來說，發送器通常利用前向錯誤校正編碼(forward errorcorrection coding)將信息位編碼成發送符號，且還將發送符號調制成波形以通過通信鏈路的物理媒體(或信道)傳播而到達接收器側。接收器對傳入的波形進行采樣，并采用各種數字接收器方案來從受信道及噪聲影響的接收波形恢復信息位。

用于實作魯棒的接收器(robust receiver)的挑戰性任務之一在于對用于利用最大似然準則最優化地檢測發送符號的符號檢測器的設計。最大似然符號檢測器的設計對于多輸入多輸出通信系統來說尤其具有挑戰性，這是因為當輸入及/或輸出的數目增大時，最大似然符號檢測器的設計涉及具有指數增長復雜性的多維度搜索。本發明公開了用于執行最優的最大似然符號檢測器的裝置及方法，所述最優的最大似然符號檢測器適用于任意數字調制式通信系統，所述任意數字調制式通信系統包括但不限于多輸入多輸出通信系統。

發明內容

本發明提出用于對被信道及噪聲影響損壞的所觀察到的接收數字樣本計算而得出發送符號的裝置及方法。具體來說，一個符號周期處的N個接收樣本{y₁,y₂,...,y_N}與M個發送符號{x₁,x₂,...,x_M}具有以下向量形式的相關：

y＝Hx+n

其中N×1向量

表示N個接收樣本，M×1向量

表示M個發送符號，N×M矩陣

表示信道狀態信息，且N×1向量

表示接收器加性噪聲(receiver additive noise)。大體來說，所有這些向量及矩陣均被假設為復值型(complex-valued)。

在典型的通信系統中，每一個發送符號均選自被稱為符號星座(symbolconstellation)的預指定集合的復值型離散點。舉例來說，正交調幅(Quadrature andAmplitude Modulation，QAM)從矩形網格定義發送符號，其中正交調幅16(QAM-16)調制含有16個星座點，正交調幅64(QAM-64)含有64個星座點，等等。本發明使用記號Ω來表示以下通信系統中的星座點的集合。

在給出接收樣本向量y以及通過訓練序列所得出信道狀態信息矩陣H的恰當估算的條件下，最大似然符號檢測器被設計成在所有可能的星座點中搜索發送符號向量x，且對應的優化問題被定義為：