[發明專利]用于檢測相互干擾的信息流的裝置和方法

有效

• 申請號: 201880064940.3
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN111480324B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 康斯坦蒂諾斯·尼基托普洛斯;拉希姆·塔法佐利;克里斯托弗·胡斯曼
• 申請（專利權）人: 薩里大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L1/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 陳蒙

公開了用于對在無線通信系統中傳輸的多個相互干擾的信息流執行符號檢測的裝置和方法。該裝置包括檢測器，被配置為接收包括多個相互干擾的信息流的輸入信號，并且通過搜索對優化問題的向量解來檢測針對多個相互干擾的信息流中的一個信息流而傳輸的符號；以及檢測評估模塊，被配置為將檢測到的符號分類為可靠的或不可靠的，和/或確定當前系統條件是否允許進行可靠的符號檢測，并且根據確定的結果采取預定動作以提高檢測可靠性。在一些實施例中，然后將解碼算法應用于多個檢測到的符號，以從相互干擾的信息流中的所述一個信息流中恢復信息。

技術領域

本發明涉及檢測相互干擾的信息流。

背景技術

設計下一代無線通信系統的一個重大挑戰是需要滿足對更高容量和吞吐量不斷增長的需求。已經提出的用于增加系統容量的一種解決方案是在非正交載波上傳輸多個信息流，使得載波在頻率上比正交系統(例如，正交頻分復用(OFDM))中可能的間隔更緊密。然而，使用非正交載波頻率的結果是，傳輸的流彼此干擾。

理論上已經表明，通過有意地傳輸非正交并且因此相互干擾的信息流，可以實現相當大的容量增益。示例包括具有積極的空間復用的大型分布式多天線多輸入多輸出(MIMO)系統，如比奈奎斯特信令快的新興技術以及非正交多址接入方案(例如，稀疏碼多址接入(SCMA))。然而，由于復雜性和延遲的要求過高，到目前為止，對相互干擾的信息流進行解碼以便恢復原始數據在現實世界的系統和設備中已被證明是不切實際的。

用于檢測相互干擾的信息流的一種候選解是球面解碼。球面解碼將最大似然(ML)檢測問題轉換為樹搜索問題，從而極大地降低了用于最佳地檢測相互干擾的信息流的復雜性。盡管球面解碼的增益隨著相互干擾的信息流的數量而增加，但是對于高階調制字母和大量相互干擾的信息流，相應處理復雜性變得不切實際。

為了應對大量相互干擾的信息流，以數百個流的順序，提出了次優解碼器，其不僅不能保證最優性，而且僅在有限的調制大小和干擾信息流的數量范圍內有效。次優解碼器的示例是似然上升搜索(LAS)算法和無功禁忌搜索(RTS)算法，當傳輸密集符號星座或中等數量(數十個數量級)的干擾流時，其性能會急劇下降。另外，這種方法的延遲和復雜性是可變的，并且因此在實際延遲或復雜性約束下，性能可能會大大降低。

針對具有大量相互干擾的信息流的系統的另一系列檢測器是基于概率數據關聯(PDA)的檢測器。PDA檢測器使用軟接收器處理嘗試通過一次查看一個符號來迭代地解碼接收到的信息流，將接收到的符號視為統計上獨立，并且通過多元高斯分布來迭代地近似干擾加噪聲項。然而，這種檢測器的性能取決于迭代高斯近似的精度，并且因此，它們對于大量相互干擾的信息流和低階符號星座更為有效。另外，對于LAS或線性檢測方法，它們的復雜性縮放為O(N³)而不是總O(N²)復雜性，其中N是干擾信息流的數量。一個相關的系列概率算法是信念傳播(BP)檢測算法，該算法也針對多天線干擾使用了高斯近似，并且因此遭受了與基于PDA的檢測器相同的缺點。此外，BP檢測器的復雜性縮放為O(αN²)，其中α值為10³數量級(即，比線性檢測器復雜三個數量級)，使得BP檢測器不適合實際實現方式。

因此，仍然需要用于檢測相互干擾的信息流的改進的解。在這種情況下完成了本發明。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種用于對在無線通信系統中傳輸的多個相互干擾的信息流執行符號檢測的裝置，該裝置包括：第一檢測器，被配置為接收包括多個相互干擾的信息流的輸入信號，并且通過搜索優化問題的向量解來檢測針對多個相互干擾的信息流中的每個信息流而傳輸的符號；以及檢測評估模塊，被配置為將檢測到的符號分類為可靠的或不可靠的，和/或確定當前系統條件是否允許進行可靠的符號檢測，并且根據確定的結果來采取預定動作以提高檢測可靠性。

在根據第一方面的一些實施例中，預定動作包括在執行后續符號檢測時設置新的修剪參數和/或新的延遲限制。