專利名稱：確定天線選擇方案、檢測(cè)信號(hào)、信號(hào)噪聲干擾比計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多入多出(MIMO)無線通信技術(shù)，特別是指一種在多天線數(shù)字無線通信系統(tǒng)中確定天線選擇方案的方法，檢測(cè)信號(hào)的方法，以及計(jì)算接收信號(hào)與噪聲干擾比的方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)信息論，在通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端，或者這兩端同時(shí)使用多天線陣列可以極大的提高傳輸比特率。
在發(fā)射端和接收端同時(shí)使用多天線陣列的具有空-時(shí)架構(gòu)的無線通信系統(tǒng)如圖1所示。該系統(tǒng)工作在瑞利散射環(huán)境，信道矩陣的各個(gè)元素可以近似看作是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。在圖1所示的系統(tǒng)中，一個(gè)數(shù)據(jù)序列分成M個(gè)不相關(guān)的碼元子序列，每個(gè)子序列由M個(gè)發(fā)射天線中的一個(gè)發(fā)射。M個(gè)子序列在經(jīng)過一個(gè)信道矩陣為H的信道的影響后，在接收端由N個(gè)接收天線接收。發(fā)射信號(hào)s1，...，sM分別通過M個(gè)不同的天線單元a-1，...，a-M發(fā)射，相應(yīng)的接收信號(hào)x1，...，xN分別從N個(gè)不同的天線單元b-1，...，b-N接收。該系統(tǒng)中，發(fā)射天線單元數(shù)M最少是2，而接收天線單元數(shù)N最少是M。信道矩陣H是一個(gè)N×M的矩陣，矩陣中第i行j列的元素表示第i個(gè)接收天線和第j個(gè)發(fā)射天線通過傳輸信道的耦合。接收信號(hào)x1，...，xN在數(shù)字信號(hào)處理器中被處理以產(chǎn)生恢復(fù)的發(fā)射信號(hào) 此圖中也顯示了求和成分c-1，c-2，...，c-N，它們代表包含的無法避免的噪聲信號(hào)w1，w2，...，wN，這些噪聲信號(hào)分別加入到接收天線單元b-1，b-2，...，b-N接收到的信號(hào)中。
在圖1所示的MIMO系統(tǒng)中，可以使用具有天線選擇的通信方案。在有天線選擇的MIMO系統(tǒng)中，需要在所有的發(fā)射天線中選擇若干個(gè)發(fā)射天線用于發(fā)射信號(hào)。在發(fā)射天線的選擇過程中，需要比較各種發(fā)射天線選擇方案下所選擇的各發(fā)射天線的接收信號(hào)與干擾噪聲比(SINR，Signal toInterference-Noise Ratio)，并根據(jù)比較結(jié)果，按照一定準(zhǔn)則確定天線選擇方案；在某些情況下，比如發(fā)射端采用自適應(yīng)調(diào)制的情況下，還需要計(jì)算所確定采用的發(fā)射天線選擇方案下被選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，以確定被選擇的各發(fā)射天線采用的調(diào)制方式。所述SINR是用信號(hào)功率除以噪聲功率與其它信號(hào)干擾功率的和，所得到的比值。
目前，具有天線選擇的MIMO系統(tǒng)中，信號(hào)處理包括以下幾個(gè)步驟步驟201接收端利用接收信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，得到由發(fā)射天線和接收天線之間的信道系數(shù)組成的信道矩陣H。
步驟202根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的信道情況，即利用信道矩陣H，從所有可能的發(fā)射天線選擇方案中，依照一個(gè)通信方案的準(zhǔn)則，選擇一個(gè)最優(yōu)的發(fā)射天線選擇方案。
所述從所有可能的發(fā)射天線選擇方案中選擇一個(gè)最優(yōu)的方案是指，考慮所有可能的發(fā)射天線選擇方案，或考慮所有可能的發(fā)射天線選擇方案的一個(gè)子集，而不考慮對(duì)于那些在大多數(shù)情況下不可能最優(yōu)的發(fā)射天線選擇方案以減少需要考慮的天線選擇方案的個(gè)數(shù)，通過有效比較所述的被考慮的全部或部分可能的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的接收SINR。所述通過有效比較被考慮的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的接收SINR選擇一個(gè)最優(yōu)的天線選擇方案，可以在發(fā)射端進(jìn)行，也可以在接收端進(jìn)行，也可以由發(fā)射端和接收端共同完成。
如果在發(fā)射端進(jìn)行最優(yōu)天線選擇方案的選擇，則接收端反饋關(guān)于各個(gè)方案的接收SINR的信息；如果在接收端進(jìn)行最優(yōu)天線選擇方案的選擇，則接收端向發(fā)射端反饋選定的最優(yōu)天線選擇方案的信息；如果由發(fā)射端和接收端共同完成最優(yōu)天線選擇方案的選擇，則接收端向發(fā)射端反饋接收端選中的幾個(gè)天線選擇方案以及相關(guān)接收SINR的信息，發(fā)射端再選擇一個(gè)最好的天線選擇方案。
針對(duì)有天線選擇的MIMO系統(tǒng)，目前有多種通信提案，分別提供不同的有天線選擇的通信方案，例如，針對(duì)有自適應(yīng)調(diào)制的通信方案，考慮從所有發(fā)射天線中取任意個(gè)的組合，或其子集；針對(duì)沒有自適應(yīng)調(diào)制的通信方案，需要考慮從所有發(fā)射天線中取任意個(gè)的排列，或其子集；針對(duì)有虛擬天線技術(shù)的通信方案中，需要考慮從所有虛擬發(fā)射天線中選擇任意組合。
步驟203發(fā)射端確定最優(yōu)發(fā)射天線選擇方案以后，按照所確定的發(fā)射天線選擇方案，向接收端發(fā)射信號(hào)。
步驟204接收端獲取發(fā)射端所采用的發(fā)射天線選擇方案，檢測(cè)步驟203所述的發(fā)射信號(hào)。
在有天線選擇的通信系統(tǒng)中，一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是，通過比較各種天線選擇方案下的各發(fā)射天線的接收SINR，確定天線選擇方案。在現(xiàn)有的通信提案所提出的通信方案中，都是根據(jù)各種天線選擇方案下的接收SINR確定具體選擇哪種天線選擇方案。
而在現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算接收SINR的方法是，通過對(duì)信道矩陣H求逆的方法計(jì)算接收SINR。
例如，在2001年的IEEE Vehicular Technology Conference的文獻(xiàn)《Comparison of ordered successive receivers for space-time transmission》和2004年的IEEE Intelligent Signal Processing and Communication Systems，Proceedings of 2004 International Symposium的文獻(xiàn)《Transmit antennaselection for MIMO systems with V-BLAST type detection》中分別提出了用信道矩陣H求逆的方法計(jì)算接收SINR的公式。
文獻(xiàn)3GPP TR 25.876 V1.7.1的提案3(Proposal 3Double Space TimeTransmit Diversity with Sub-Group Rate Control(DSTTD-SGRC)for 2 or morereceive antennas)也給出了計(jì)算接收SINR的公式，為SINR1=g1′(g3g3′+g4g4′+1ρI)-1g1,]]>SINR2＝ρg3′g3，其中g(shù)i(i＝1，2，3，4)是信道矩陣H中的項(xiàng)組成的向量，而ρ是與發(fā)射信號(hào)的SINR相關(guān)的常數(shù)?？梢钥闯鲞@種方法也需要對(duì)相應(yīng)的信道矩陣H求逆。
從以上計(jì)算接收SINR的公式中看到，通過對(duì)相應(yīng)的信道矩陣H求逆的方法計(jì)算接收SINR的計(jì)算復(fù)雜度都很高。當(dāng)發(fā)射天線數(shù)目多而信道矩陣H比較大時(shí)，矩陣求逆算法更復(fù)雜，計(jì)算接收SINR的復(fù)雜度也會(huì)更高。因此，現(xiàn)有技術(shù)中通過比較接收SINR的方法確定天線選擇方案時(shí)，所需要的計(jì)算復(fù)雜度都太高。
特別的，有天線選擇的MIMO系統(tǒng)通常需要比較多種天線選擇方案以確定最優(yōu)的天線選擇方案。通常的通信提案中需要考慮多種天線選擇的組合方案，這些需要考慮的方案與發(fā)射天線的數(shù)目成正比。如果仍然采用上述的對(duì)相應(yīng)的信道矩陣H求逆計(jì)算接收SINR的方法，需要對(duì)多種天線選擇方案的每一種對(duì)應(yīng)的信道矩陣H求逆，以計(jì)算接收SINR，因此，實(shí)現(xiàn)有天線選擇的通信方案的計(jì)算復(fù)雜度將會(huì)非常高。
在有天線選擇的通信系統(tǒng)中，另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是，信號(hào)的檢測(cè)。
利用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)以上有天線選擇的通信方案，檢測(cè)信號(hào)時(shí)一般不能利用計(jì)算接收SINR過程中的中間結(jié)果，而是利用信道矩陣H另計(jì)算對(duì)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值。
綜上所述，針對(duì)有天線選擇的通信方案，還沒有高效率的實(shí)現(xiàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的第一個(gè)主要目的在于提供一種在多天線通信系統(tǒng)中確定天線選擇方案的方法，減少確定天線選擇方案的計(jì)算復(fù)雜度。
本發(fā)明的第二個(gè)主要目的在于提供一種在多天線通信系統(tǒng)中檢測(cè)信號(hào)的方法，減少檢測(cè)信號(hào)的計(jì)算復(fù)雜度。
本發(fā)明的第三個(gè)主要目的在于提供一種在多天線通信系統(tǒng)中計(jì)算接收SINR的方法，減少計(jì)算SINR的計(jì)算復(fù)雜度。
為了達(dá)到上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供一種在多天線通信系統(tǒng)中確定天線選擇方案的方法，發(fā)射信號(hào)由發(fā)射端各個(gè)不同的發(fā)射天線分別發(fā)射并經(jīng)過一個(gè)信道到達(dá)接收端的接收天線，該方法包括以下步驟a.獲取由發(fā)射天線和接收天線之間的信道系數(shù)組成的信道矩陣H；b.計(jì)算當(dāng)前采用的通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所計(jì)算出的均方誤差相關(guān)變量比較所述通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收信號(hào)與干擾噪聲比SINR，根據(jù)接收SINR的比較結(jié)果，確定天線選擇方案；所述均方誤差相關(guān)變量的計(jì)算步驟包括利用信道矩陣H計(jì)算所述均方誤差相關(guān)變量；或者，利用信道矩陣H計(jì)算出天線選擇方案所選擇的所有發(fā)射天線中的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，然后利用信道矩陣H和所計(jì)算出的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推求得包括所述部分發(fā)射天線且個(gè)數(shù)多于所述部分發(fā)射天線個(gè)數(shù)的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量。
步驟b所述比較通信方案所需要考慮的天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR的步驟包括b11.利用信道矩陣H計(jì)算在所有發(fā)射天線中選擇第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所能選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所計(jì)算出的均方誤差相關(guān)變量，比較所述選擇第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所能選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，確定選擇第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案；計(jì)算所確定的選擇第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；b12.利用步驟b11或上一次遞推中的步驟b12得到的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推計(jì)算選擇包括所述第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線且個(gè)數(shù)大于第一數(shù)目的第二數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所能選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所計(jì)算出的均方誤差相關(guān)變量，比較所述選擇第二數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所能選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，確定選擇第二數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案；計(jì)算所確定的選擇第二數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；如果已比較所有天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的接收SINR，則結(jié)束本流程；否則，令第一數(shù)目的值等于第二數(shù)目的值后，第二數(shù)目的值加1或大于1的整數(shù)值，返回步驟b12。
步驟b所述比較通信方案所需要考慮的天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR的步驟包括b21.在比較選擇1個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案Mode-1方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR時(shí)，接收端利用信道矩陣H計(jì)算Mode-1方案所能選擇的1個(gè)發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量，利用所得到的均方誤差相關(guān)變量比較所述Mode-1方案所選擇的發(fā)射天線的接收SINR，確定Mode-1方案中選擇發(fā)射天線t1；計(jì)算所述發(fā)射天線t1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；b22.在比較選擇m個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案Mode-m方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR時(shí)，利用Mode-m方案所選擇的m個(gè)發(fā)射天線中的m-1個(gè)發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推計(jì)算Mode-m方案所能選擇的m個(gè)發(fā)射天線p1，...，pm的均方誤差相關(guān)變量，利用所述均方誤差相關(guān)變量比較Mode-m方案所能選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，確定Mode-m方案中選擇發(fā)射天線t1，...，tm；計(jì)算該m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；如果已比較所有天線選擇方案下的各發(fā)射天線的接收SINR，則結(jié)束本流程；否則，m的值加1，返回步驟b22；其中，m的初始值設(shè)為2。
步驟b21所述Mode-1方案所能選擇的1個(gè)發(fā)射天線p1為所有發(fā)射天線中任何一個(gè)發(fā)射天線；步驟b21所述確定Mode-1方案中選擇發(fā)射天線t1為比較各個(gè)Mode-1方案所能選擇的發(fā)射天線p1的接收SINR，將接收SINR最好的Mode-1方案所選擇的發(fā)射天線確定為所述Mode-1方案中選擇的發(fā)射天線t1；步驟b22所述Mode-m方案所能選擇的m個(gè)發(fā)射天線p1，...，pm為t1，...，tm-1，pm，其中，發(fā)射天線t1，...，tm-1為步驟b21或上一次遞推的步驟b22所確定選擇的接收SINR最好的Mode-(m-1)方案所選擇的m-1個(gè)發(fā)射天線；pm為第m個(gè)發(fā)射天線，是從所有發(fā)射天線中去掉所述m-1個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm-1后得到的發(fā)射天線集合中的任何一個(gè)發(fā)射天線；步驟b22所述Mode-m方案中所確定選擇的m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm滿足所述m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm中的m-1個(gè)發(fā)射天線為步驟b21或上一次遞推的步驟b22所確定選擇的接收SINR最好的Mode-(m-1)方案所選擇的發(fā)射天線t1，...，tm-1；存在m-1個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm-1的干擾的情況下，比較各個(gè)Mode-m方案所能選擇的發(fā)射天線pm的接收SINR，確定所選擇的發(fā)射天線pm的接收SINR最好的Mode-m方案，所選擇的發(fā)射天線pm的接收SINR最好的Mode-m方案所選擇的發(fā)射天線為所述m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm中的第m個(gè)發(fā)射天線tm。
所述步驟b之前進(jìn)一步包括利用信道矩陣H得到所有發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣R；步驟b21所述計(jì)算發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量的步驟包括在R矩陣中得到發(fā)射天線p1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣R1(p1)，利用所得到的R1(p1)計(jì)算發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量；步驟b22所述計(jì)算發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量的步驟包括在R矩陣中得到發(fā)射天線t1，...，tm-1，pm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣Rm(pm)中的一個(gè)向量vm-1(pm)和一個(gè)標(biāo)量β1(pm)，利用所得到的一個(gè)向量vm-1(pm)、一個(gè)標(biāo)量β1(pm)和Mode-(m-1)方案所確定選擇的發(fā)射天線t1，...，tm-1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣計(jì)算發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量。
所述發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量為包括該發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中，與該發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素。
步驟b21所述利用R1(p1)計(jì)算得到的發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量為R1(p1)的倒數(shù)為發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量(Q1(p1))(1)(1)；步驟b22所述在R矩陣中得到的矩陣Rm(pm)中的一個(gè)向量vm-1(pm)和一個(gè)標(biāo)量β1(pm)為在Mode-(m-1)方案所確定選擇的發(fā)射天線t1，...，tm-1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣Rm-1(tm-1)的基礎(chǔ)上，矩陣Rm(pm)所增加的一個(gè)與發(fā)射天線t1，...，tm-1，pm相關(guān)的向量vm-1(pm)和一個(gè)與發(fā)射天線pm相關(guān)的標(biāo)量β1(pm)；步驟b22所述利用Rm(pm)中的一個(gè)向量vm-1(pm)、一個(gè)標(biāo)量β1(pm)和Mode-(m-1)方案所確定選擇的發(fā)射天線t1，...，tm-1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qm-1(tm-1)計(jì)算得到發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量為首先計(jì)算Qm-1(tm-1)的Sherman-Morrison結(jié)果(Tm-1(pm))-1，然后由(Tm-1(pm))-1、vm-1(pm)，以及β1(pm)計(jì)算得到發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量(Qm(pm))(m)(m)，其中，(Qm(pm))(m)(m)=1β1(pm)+(vm-1(pm))H(Tm-1(pm))-1vm-1(pm)(β1(pm))2.]]>當(dāng)所述通信方案需要計(jì)算接收SINR時(shí)，步驟b21所述利用發(fā)射天線p1均方誤差相關(guān)變量(Q1(p1))(1)(1)計(jì)算發(fā)射天線p1的接收SINR為1α·(Q1(p1))(1)(1)-1]]>或||1α·(Q1(p1))(1)(1)||-1;]]>步驟b22所述利用發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量(Qm(pm))(m)(m)計(jì)算選擇m個(gè)發(fā)射天線的各天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線p1，...，pm中發(fā)射天線pm的接收SINR為1α·(Qm(pm))(m)(m)-1]]>或||1α·(Qm(pm))(m)(m)||-1;]]>其中，‖‖表示復(fù)數(shù)的模，α為每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)。
步驟b22所述計(jì)算發(fā)射天線t1，...，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣為在(Tm-1(tm))-1的基礎(chǔ)上，增加由矩陣(Tm-1(tm))-1、向量vm-1(tm)以及標(biāo)量βm-1(tm)組成的一列和一行，得到m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qm(tm)，一列和一行相交的項(xiàng)是發(fā)射天線tm的均方誤差相關(guān)變量(Qm(tm))(m)(m)=1β1(tm)+(vm-1(tm))H(Tm-1(tm))-1vm-1(tm)(β1(tm))2,]]>一列的其它項(xiàng)為-(Tm-1(tm))-1vm-1(tm)β1(tm),]]>一行的其它項(xiàng)為-((Tm-1(tm))-1vm-1(tm)β1(tm))H.]]>
所述發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量為包括該發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中，與該發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素具有函數(shù)關(guān)系的值。
為了達(dá)到上述第二個(gè)目的，本發(fā)明提供一種在多天線通信系統(tǒng)中檢測(cè)信號(hào)的方法，發(fā)射信號(hào)由發(fā)射端各個(gè)不同的發(fā)射天線分別發(fā)射并經(jīng)過一個(gè)信道到達(dá)接收端，該方法包括以下步驟x.獲取由發(fā)射天線和接收天線之間的信道系數(shù)組成的信道矩陣H；y.計(jì)算當(dāng)前采用的通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所計(jì)算出的均方誤差相關(guān)變量比較所述通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收信號(hào)與干擾噪聲比SINR，根據(jù)接收SINR的比較結(jié)果，確定天線選擇方案；所述均方誤差相關(guān)變量的計(jì)算步驟包括利用信道矩陣H計(jì)算所述均方誤差相關(guān)變量；或者，利用信道矩陣H計(jì)算出天線選擇方案所選擇的所有發(fā)射天線中的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，然后利用信道矩陣H和所計(jì)算出的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推求得包括所述部分發(fā)射天線且個(gè)數(shù)多于所述部分發(fā)射天線個(gè)數(shù)的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量；z.利用步驟y的確定天線選擇方案過程中所得到的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，檢測(cè)所確定的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)。
步驟y所述比較通信方案所需要考慮的天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR的步驟包括y1.在比較選擇1個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案Mode-1方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR時(shí)，接收端利用信道矩陣H計(jì)算Mode-1方案所能選擇的1個(gè)發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量，利用所得到的均方誤差相關(guān)變量比較所述Mode-1方案所選擇的發(fā)射天線的接收SINR，確定Mode-1方案中選擇發(fā)射天線t1；計(jì)算所述發(fā)射天線t1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；
y2.在比較選擇m個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案Mode-m方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR時(shí)，利用Mode-m方案所選擇的m個(gè)發(fā)射天線中的m-1個(gè)發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推計(jì)算Mode-m方案所能選擇的m個(gè)發(fā)射天線p1，...，pm的均方誤差相關(guān)變量，利用所述均方誤差相關(guān)變量比較Mode-m方案所能選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，確定Mode-m方案中選擇發(fā)射天線t1，...，tm；計(jì)算該m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；如果已比較所有天線選擇方案下的各發(fā)射天線的接收SINR，則結(jié)束本流程；否則，m的值加1，返回步驟b22；其中，m的初始值設(shè)為2。
所述步驟z之前進(jìn)一步包括利用所確定的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的信道矩陣H對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行預(yù)匹配濾波變換；計(jì)算信道矩陣H的互相關(guān)信道矩陣Φ，Φ＝HH·H；所述步驟z包括z1.從步驟y的確定天線選擇方案過程中所得到的各天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中直接得到待檢測(cè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，利用所得到的待檢測(cè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣和所述接收信號(hào)的預(yù)匹配濾波結(jié)果得到所述當(dāng)前被檢測(cè)的一個(gè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值；z2.利用所述當(dāng)前被檢測(cè)的一個(gè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值和信道矩陣H的互相關(guān)信道矩陣Φ計(jì)算已檢測(cè)的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)發(fā)射信號(hào)的干擾值，并從所述接收信號(hào)的預(yù)匹配濾波結(jié)果中消除已檢測(cè)的發(fā)射信號(hào)的干擾，得到修正的接收信號(hào)的預(yù)匹配濾波結(jié)果；z3.重復(fù)步驟z1、z2，直到檢測(cè)到所述所確定的天線選擇方案中所選擇的發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)。
為了達(dá)到上述第三個(gè)目的，本發(fā)明提供一種在多天線通信系統(tǒng)中計(jì)算接收SINR的方法，用于計(jì)算對(duì)發(fā)射端的一個(gè)特定發(fā)射天線的接收SINR，所述特定發(fā)射天線存在其它的一個(gè)或一個(gè)以上發(fā)射天線的干擾，其特征在于，該方分利用了在確定天線選擇方案過程中所得到的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣檢測(cè)信號(hào)，能夠直接得到對(duì)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值，從而減少了計(jì)算檢測(cè)信號(hào)的復(fù)雜度。本發(fā)明提供的計(jì)算接收SINR的方法避免使用了對(duì)信道矩陣求逆的方法，而是利用估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)的項(xiàng)計(jì)算接收SINR，該方法不需要矩陣求逆，從而減少了計(jì)算接收SINR的計(jì)算復(fù)雜度。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中多天線數(shù)字無線通信系統(tǒng)框圖；圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中有天線選擇的MIMO系統(tǒng)中信號(hào)處理流程圖；圖3所示為本發(fā)明中天線選擇方案中選擇第一個(gè)發(fā)射天線的初始化流程圖；圖4所示為本發(fā)明中天線選擇方案遞推流程圖；圖5所示為本發(fā)明中接收端檢測(cè)信號(hào)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面舉具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明使用圖1所示的多天線數(shù)字無線通信系統(tǒng)，發(fā)射信號(hào)s1，...，sM分別通過M個(gè)不同的發(fā)射天線單元a-1，...，a-M發(fā)射；相應(yīng)的接收信號(hào)x1，...，xN分別從N個(gè)不同的接收天線單元b-1，...，b-N接收。
IEEE期刊IEEE Transactions on Signal Processing的論文“A FastRecursive Algorithm for Optimum Sequential Signal Detection in a BLASTSystem”中提到信道矩陣H是一個(gè)N×M的矩陣，表示為 信道矩陣H是一個(gè)N×M復(fù)數(shù)矩陣，假定該信道矩陣在K個(gè)符號(hào)的時(shí)法包括計(jì)算該特定發(fā)射天線和所述一個(gè)或一個(gè)以上作為干擾的發(fā)射天線組成的發(fā)射天線集合的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)，并利用該項(xiàng)計(jì)算特定發(fā)射天線的接收SINR。
所述計(jì)算特定發(fā)射天線的接收SINR為利用估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)和每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)，計(jì)算接收SINR。
所述計(jì)算特定發(fā)射天線的接收SINR為計(jì)算所述估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)與每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)之積，所得到的乘積取倒數(shù)后再減1，得到該特定發(fā)射天線的接收SINR；或者，計(jì)算所述估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)與每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)之積，所得到的乘積取倒數(shù)后取模后再減1，得到該特定發(fā)射天線的接收SINR。
所述計(jì)算特定發(fā)射天線的接收SINR為計(jì)算該估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)和接收天線上的噪聲方差的乘積，得到所述特定發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差，然后計(jì)算該發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)的方差與所述特定發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差之商，所得到的商減1，得到該特定發(fā)射天線的接收SINR；或者，計(jì)算該估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)和接收天線上的噪聲方差的乘積，得到所述特定發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差，然后計(jì)算該發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)的方差與所述特定發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差之商，所得到的商取模后再減1，得到該特定發(fā)射天線的接收SINR。
根據(jù)本發(fā)明提供的確定天線選擇方案，在確定天線選擇方案時(shí)，計(jì)算各天線選擇方案所能選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用均方誤差相關(guān)變量比較各發(fā)射天線的SINR從而確定天線選擇方案，其中均方誤差相關(guān)變量是通過一種從少的發(fā)射天線到多的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的遞推方法計(jì)算得到，由此減少很多計(jì)算量。而本發(fā)明提供的檢測(cè)信號(hào)方法是充期內(nèi)是常數(shù)。向量hn(n＝1，2，...，N)和hm(m＝1，2，...，M)的長(zhǎng)度分別是M和N。其中，信道矩陣H包含的信道向量h1至hM分別表示信道對(duì)M個(gè)傳輸信號(hào)中每個(gè)傳輸信號(hào)的影響。更明確的，信道向量hm(m＝1，2，...，M)包括信道矩陣項(xiàng)h1m至hNm，分別表示在接收天線單元b-1至b-N中每個(gè)接收天線上，信道對(duì)發(fā)射信號(hào)sm的影響。
在圖1所示的系統(tǒng)中，發(fā)射信號(hào)的向量與接收信號(hào)的向量之間滿足關(guān)系式x(k)=Σm=1Mh:msm(k)+w(k)=Hs(k)+w,]]>其中k表示采樣時(shí)刻，k＝1，2，…，K。
用向量形式表示上述關(guān)系為x→=Σm=1Mh:msm+w→=Hs→+w→.]]>再把上式寫為x→=s1·h:1+s2·h:2+...+sm·h:m+···+sM·h:M+w→]]>的形式，可以清楚的看到各個(gè)發(fā)射信號(hào)對(duì)接收信號(hào)向量 的影響。
其中，x→=[x1,x2,···,xN]T]]>是N維接收信號(hào)向量，s→=[s1,s2,···,sN]T]]>是M維發(fā)射信號(hào)向量，w→=[w1,w2,···,wN]T]]>是一個(gè)零均值復(fù)數(shù)的加性高斯白噪聲(AWGN)向量，它的方差Rww=E{w→·w→H}=σw2IN×N.]]>其中，T和H分別的表示矩陣或者向量的轉(zhuǎn)置和共軛轉(zhuǎn)置，IN×N表示N×N單位矩陣。其中，假設(shè)加性噪聲 在時(shí)間域和空間域都統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。假設(shè)發(fā)射信號(hào)s1，s2，...，sM是不相關(guān)的，這意味著發(fā)射信號(hào)向量 的互相關(guān)矩陣是對(duì)角的，即Rss=E{s→·s→H}=σs2IM×M.]]>發(fā)射信號(hào)的最小均方誤差(MMSE)估計(jì)為s→^=(HH·H+αIM×M)-1HHx→.]]>其中，符號(hào)-1表示求矩陣的逆矩陣，H表示求矩陣的共軛轉(zhuǎn)置，α為與每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)，α=σw2σs2.]]>其中，σw2為接收天線上的噪聲方差，是零均值復(fù)數(shù)的加性高斯白噪聲向量 中的各項(xiàng)的方差；σs2為各發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)的方差。
估計(jì)誤差e=s→-s→^]]>的協(xié)方差矩陣為E{(s→-s→^)(s→-s→^)H}=σw2(HH·H+αIM×M)-1.]]>如果把噪聲方差σw2歸一化為1，則估計(jì)誤差e=s→-s→^]]>的協(xié)方差矩陣為
E{(s→-s→^)(s→-s→^)H}=(HH·H+αIM×M)-1.]]>本發(fā)明所述的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣為把加性高斯白噪聲的方差歸一化為1的情況下的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣。以下，將本發(fā)明所述的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣記為P，P＝(HH·H+αIM×M)-1，并定義R＝(HH·H+αIM×M)，則R為估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣，P＝R-1。
本文用“Mode-m”表示從發(fā)射端的所有發(fā)射天線中選擇m個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案，其中m＝1，2，...，M。
文獻(xiàn)3GPP TR 25.876 V1.7.1的提案7(Proposal 7，“Selective Per AntennaRate Control(S-PARC)”)中提供一種包括天線選擇的MIMO通信方案。提案7中，只考慮具有“子集屬性(subset property)”的天線選擇方案。接收端在所有的Mode-m天線選擇方案中，選擇一個(gè)接收端認(rèn)為較優(yōu)的并把其接收SINR反饋給發(fā)送端，而在Mode-m天線選擇方案中，其中的m-1個(gè)發(fā)射天線，就是已經(jīng)被接收端認(rèn)為較優(yōu)并選擇的Mode-(m-1)的一個(gè)天線選擇方案所選擇的m-1個(gè)發(fā)射天線，選擇第m個(gè)發(fā)射天線時(shí)，考慮從所有的M個(gè)發(fā)射天線中去掉所述被選定的Mode-(m-1)的一個(gè)天線選擇方案所選擇的m-1個(gè)發(fā)射天線后得到的發(fā)射天線集合中的任何一個(gè)發(fā)射天線，共有M-m+1種天線選擇方案，計(jì)算選擇第m個(gè)發(fā)射天線的M-m+1種天線選擇方案下的第m個(gè)發(fā)射天線的接收SINR，由此決定選擇哪一個(gè)發(fā)射天線，確定Mode-m天線選擇方案，其中m取1，2，...，M中的任意值。
下面在圖1所示的系統(tǒng)中，以提案7的有天線選擇的通信方案為例，詳細(xì)說明在有天線選擇的MIMO系統(tǒng)中高效率實(shí)現(xiàn)確定天線選擇方案和信號(hào)檢測(cè)的方法。圖3和圖4為本發(fā)明針對(duì)提案7的天線選擇通信方案的高效率實(shí)現(xiàn)方法。
圖3所示為天線選擇方案中選擇第一個(gè)發(fā)射天線的初始化流程圖，包括以下幾個(gè)步驟步驟301接收端根據(jù)接收信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，得到由M個(gè)發(fā)射天線和N個(gè)接收天線之間的多個(gè)信道系數(shù)組成的信道矩陣H。
選擇發(fā)射天線的個(gè)數(shù)用變量m表示。首先，將m初始化為1。
步驟302利用信道矩陣H先求得H的互相關(guān)信道矩陣Φ＝(H)H·H，再由Φ與發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣R之間的關(guān)系求得R＝HH·H+αIM×M＝Φ+αIM×M。在本步驟中，可以利用信道矩陣H直接求R。 其中，*表示對(duì)1個(gè)復(fù)數(shù)取共軛。
步驟303考慮Mode-1下的天線選擇方案，在Mode-1下有M種天線選擇方案，分別從M個(gè)發(fā)射天線中任意選擇一個(gè)天線，被選擇天線用p1表示。從步驟302中計(jì)算的R中直接得到每一個(gè)被選天線p1發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣R1(p1)=rp1p1.]]>步驟304計(jì)算每一個(gè)被選天線p1的均方誤差相關(guān)變量，由于一個(gè)天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣為只有一個(gè)元素的矩陣，則所述被選天線p1的均方誤差相關(guān)變量(Q1(p1))(1)(1)就是天線p1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Q1(p1)，Q1(p1)=(R1(p1))-1,]]>然后從所有的天線p1中選擇使均方誤差相關(guān)變量(Q1(p1))(1)(1)最小的天線，記為t1,t1=argminp1(Q1(p1))(1)(1).]]>其中，發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量的完整的表述方法是，發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差相關(guān)的變量，在本發(fā)明中，簡(jiǎn)稱為發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量。在本實(shí)施例中，特定發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量是指估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中，該特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素。
實(shí)際上，發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量還可以是與該發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素具有函數(shù)關(guān)系的任何一個(gè)值，例如，與該發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素的倒數(shù)，或者該發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素的模等等。對(duì)于這種情況，由于本技術(shù)領(lǐng)域人員能夠按照本發(fā)明提供的方法具體實(shí)現(xiàn)，在此省略對(duì)這種情況下的具體處理過程。
另外，再需要說明的是，由于本發(fā)明中所述的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中將噪聲方差σw2歸一化為1，因此，發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差是估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中對(duì)應(yīng)發(fā)射天線的對(duì)角線元素與噪聲方差σw2的乘積。
計(jì)算被選天線t1的接收SINR為，SINR(t1)=||1α·(Q1(t1))(1)(1)||-1,]]>或者是SINR(t1)=1α·(Q1(t1))(1)(1)-1.]]>其中，‖‖表示復(fù)數(shù)的模。
由于α=σw2σs2,]]>因此，接收SINR的計(jì)算公式還可以為SINR(t1)=||σs2σw2·(Q1(t1))(1)(1)||-1,]]>或者是SINR(t1)=σs2σw2·(Q1(t1))(1)(1)-1.]]>其中，σw2·(Q1(t1))(1)(1)就是天線t1的均方誤差。在具體應(yīng)用過程中，可以先得到天線的均方誤差，然后根據(jù)公式SINR(t1)=||σs2σw2·(Q1(t1))(1)(1)||-1]]>或SINR(t1)=σs2σw2·(Q1(t1))(1)(1)-1]]>計(jì)算接收SINR。
步驟305將m設(shè)為2。m、Q1(p1)用于下一次遞推。
圖3所示初始化完成后，轉(zhuǎn)到圖4的A中。圖4為天線選擇方案遞推流程圖，圖4從A開始，完成天線選擇的遞推，包括以下幾個(gè)步驟步驟401判斷是否已考慮完Mode-M天線選擇方案，即判斷m是否大于M，如果是，結(jié)束本流程；否則，進(jìn)入遞推的流程，執(zhí)行步驟402。
步驟402考慮Mode-m下的天線選擇方案，按照本流程，在Mode-m下已選定m-1個(gè)發(fā)射天線，已選定的發(fā)射天線為t1，…，tm-1。
步驟403在Mode-m下，選擇第m個(gè)天線的方案有M-m+1種天線選擇方案，分別從除發(fā)射天線t1，…，tm-1之外的M-m+1個(gè)發(fā)射天線中任意選擇一個(gè)天線，被選擇的天線用pm表示。本次遞推流程需要β1(pm)=rpmpm,]]>
vm-1(pm)=rt1pmrt2pm···rtm-1pm,]]>β1(pm)和vm-1(pm)可從圖3的302步驟求得的R矩陣中直接得到。利用β1(pm)、vm-1(pm)，以及上一次遞推得到的Rm-1(tm-1)，得到本次遞推中包括被選天線pm的m個(gè)發(fā)射天線t1，…，tm-1，pm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣Rm(pm)，Rm(pm)=Rm-1(tm-1)vm-1(pm)(vm-1(pm-1))Hβ1(pm).]]>步驟404計(jì)算存在m-1個(gè)發(fā)射天線t1，…，tm-1的干擾的情況下，每一個(gè)被選天線pm的均方誤差相關(guān)變量，所述被選天線pm的均方誤差相關(guān)變量為發(fā)射天線t1，…，tm-1，pm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中天線pm對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素。
所述被選天線pm的均方誤差相關(guān)變量是利用m-1個(gè)發(fā)射天線t1，…，tm-1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qm-1(tm-1)遞推計(jì)算，計(jì)算步驟為首先計(jì)算Qm-1(tm-1)的Sherman-Morrison結(jié)果，即使用Sherman-Morrison公式得到(Tm-1(Pm))-1，(Tm-1(pm))-1=Qm-1(tm-1)+Qm-1(tm-1)vm-1(pm)(vm-1(pm))HQm-1(tm-1)β1(pm)-(vm-1(pm))HQm-1(tm-1)vm-1(pm);]]>然后由(Tm-1(pm))-1、vm-1(pm)，以及β1(pm)得到天線t1，…，tm-1，pm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qm(pm)，Qm(pm)=(Tm-1(pm))-1××1β1(pm)+(vm-1(pm))H(Tm-1(pm))-1vm-1(pm)(β1(pm))2.]]>其中，×表示不需要計(jì)算的非對(duì)角線元素。Qm(pm)的最后一行最后一列的元素(Qm(pm))(m)(m)=1β1(pm)+(vm-1(pm))H(Tm-1(pm))-1vm-1(pm)(β1(pm))2]]>就是存在m-1個(gè)發(fā)射天線t1，…，tm-1的干擾的情況下的被選天線pm的均方誤差相關(guān)變量。
然后，從所有的天線pm中選擇使被選天線pm的均方誤差相關(guān)變量(Qm(pm))(m)(m)最小的天線，記為tm，tm=argminpm(Qm(pm))(m)(m).]]>計(jì)算存在m-1個(gè)發(fā)射天線t1，…，tm-1的干擾的情況下，被選天線tm的接收SINR為，SINR(tm)=||1α·(Qm(tm))(m)(m)||-1,]]>或者是SINR(tm)=1α·(Qm(tm))(m)(m)-1.]]>步驟405確定天線tm后，計(jì)算Mode-m下所選擇的發(fā)射天線t1，…，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qm(tm)。在步驟404中已計(jì)算出的Qm(tm)的對(duì)角線元素的基礎(chǔ)上，再計(jì)算非對(duì)角線元素得到Qm(tm)為Qm(tm)=(Tm-1(tm))-1-(Tm-1(tm))-1vm-1(tm)β1(tm)-((Tm-1(tm))-1vm-1(tm)β1(tm))H1β1(tm)+(vm-1(tm))H(Tm-1(tm))-1vm-1(tm)(β1(tm))2.]]>Qm(tm)用于下一次的遞推。
當(dāng)m＝M時(shí)，不需要計(jì)算QM(tM)用于下一次的遞推。只有在天線選擇方案確定為使用M個(gè)發(fā)射天線以后，才需要計(jì)算QM(tM)用于信號(hào)檢測(cè)。
步驟406在Mode-m下確定唯一的一個(gè)天線選擇方案，該方案為使用天線t1，…，tm-1，tm，m＝1，2，...，M，且接收端將按照發(fā)射天線tm，tm-1，…，t1的先后順序逐個(gè)解碼發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)。
步驟407m的值增加1，返回執(zhí)行步驟401，進(jìn)入下一次的遞推流程。
通過圖3、圖4所述的天線選擇的步驟，得到以下幾個(gè)結(jié)果，分別為結(jié)果1得到Mode-M下所選擇的M個(gè)發(fā)射天線的順序，即接收端檢測(cè)發(fā)射天線的先后順序，是tM，tM-1，...，tm，...，t2，t1；由此，還可以確定在任意的Mode-m下所選擇的m個(gè)發(fā)射天線為tm，tm-1，...，t2，t1，而接收端檢測(cè)這m個(gè)發(fā)射天線的先后順序?yàn)閠m，tm-1，...，t2，t1，其中，m＝1，2，...，M。
結(jié)果2得到每一個(gè)發(fā)射天線tm的接收SINR即SINR(tm)，表示存在m-1個(gè)發(fā)射天線t1，…，tm-1的干擾的情況下，天線tm的接收SINR，其中，m＝1，2，...，M。
結(jié)果3得到在任意的Mode-m下所選擇的m個(gè)發(fā)射信號(hào)tm，tm-1，…，t2，t1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qm(tm)，用于接收端檢測(cè)信號(hào)過程中，其中，m＝1，2，...，M-1。
上述結(jié)果中，接收端把所述結(jié)果1中的可以表示多個(gè)天線選擇方案的序列tM，...，t1和所述結(jié)果2中的SINR(tM)，…，SINR(t1)反饋給發(fā)射端，由發(fā)射端決定采用哪一種天線選擇方案。
接收端把所述結(jié)果2中的SINR(tM)，…，SINR(t1)反饋給發(fā)射端的過程中，一般需要變換SINR(tM)，…，SINR(t1)的值，以減少反饋的比特?cái)?shù)。更具體的，一般情況下發(fā)射端有一個(gè)調(diào)制和信道編碼方案(MCS，The modulation and channelcoding scheme)表格，記錄各種接收SINR的情況下合適的MCS，在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，上述表格記錄的內(nèi)容可能更多。從而，接收端根據(jù)所述結(jié)果2中的SINR(tM)，…，SINR(t1)，在上述的MCS表格中選擇出一個(gè)合適的值，把這個(gè)值在MCS表格中的索引序號(hào)反饋給發(fā)射端就可以了，這樣可以降低需要反饋的信息的比特?cái)?shù)。
在有天線選擇的通信方案中，并不一定需要將接收SINR計(jì)算出來后再比較接收SINR，而是可以通過比較與接收SINR有函數(shù)關(guān)系的變量得到接收SINR的比較結(jié)果。在本發(fā)明中，就是利用與估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中被選天線pm的均方誤差相關(guān)變量就能夠比較接收SINR；當(dāng)需要接收SINR的值時(shí)，利用所述被選天線pm的均方誤差相關(guān)變量就能夠計(jì)算出接收SINR。
根據(jù)上述方法，在所述提案7中，如果發(fā)射端決定采用Mode-L，即在M個(gè)發(fā)射天線中選擇L個(gè)發(fā)射天線使用，則L個(gè)發(fā)射天線必然是tL，...，t1，L＝1，2，…，M。在發(fā)射端采用Mode-L天線選擇方案時(shí)，接收端檢測(cè)信號(hào)的流程如圖5所示，包括以下幾個(gè)步驟步驟501接收端檢測(cè)信號(hào)時(shí)，按照發(fā)射天線tL，...，t1的先后順序依次檢測(cè)各發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)，在信道矩陣H中分別取出與發(fā)射天線tL，…，t1對(duì)應(yīng)的L列，并按列重新排序，得到HL(tL)=[h:t1h:t2···h:tL-1h:tL].]]>從信道矩陣H的互相關(guān)矩陣Φ中取出與發(fā)射天線tL，...，t1對(duì)應(yīng)的行和列，重新排序，得到信道矩陣HL(tL)的互相關(guān)信道矩陣ΦL(tL)=(HL(tL))H·HL(tL).]]>其中，矩陣Φ在步驟302已計(jì)算得到，或者如果步驟302中只得到R矩陣，則利用矩陣Φ與R之間的關(guān)系得到Φ。
步驟502如果L=1，2，...，M-1，在所述結(jié)果3中所得到的發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中，找到對(duì)應(yīng)于L個(gè)發(fā)射天線tL，...，t1發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣QL(tL)，它是信號(hào)檢測(cè)所需的Q的初始值；如果L＝M，則需要遞推計(jì)算QL(tL)，它是信號(hào)檢測(cè)所需的Q的初始值；從所述結(jié)果3中所得到的發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中，還可以進(jìn)一步找到對(duì)應(yīng)于l個(gè)發(fā)射天線tl，...，t1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Ql(tl)，l＝1，...，L-1，這些也是信號(hào)檢測(cè)所需的Q。
用HL(tL)對(duì)接收到的信號(hào)x1，...，xN進(jìn)行預(yù)匹配濾波變換，得到接收信號(hào)向量 的預(yù)匹配濾波結(jié)果zL=(HL(tL))H·x→,]]>其中，(HL(tL))H為匹配濾波器。
定義檢測(cè)信號(hào)的遞推變量j，讓j＝L，進(jìn)入下面的檢測(cè)信號(hào)的流程，即步驟503。
步驟503判斷是否只有一個(gè)待檢測(cè)發(fā)射信號(hào)，即判斷j是否小于2，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟508；否則，執(zhí)行步驟504。
步驟504利用待檢測(cè)發(fā)射信號(hào)tj，...，t1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qj(tj)計(jì)算當(dāng)前被檢測(cè)的發(fā)射信號(hào)tj的估計(jì)值ytj為，ytj=qjH·zj.]]>其中，qj表示Qj(tj)的第j列。
步驟505根據(jù)給定的符號(hào)星座對(duì)估計(jì)值ytj進(jìn)行量化(slicing)，得到 步驟506從接收信號(hào)向量的預(yù)匹配濾波結(jié)果中消除當(dāng)前檢測(cè)到的發(fā)射信號(hào)的影響，通過干擾消除技術(shù)將下一次信號(hào)檢測(cè)問題變?yōu)閖-1個(gè)發(fā)射信號(hào)tj-1，...，t1的檢測(cè)，具體方法是刪除有j項(xiàng)的列向量zj的最后一項(xiàng)得到有j-1項(xiàng)的列向量(zj)min us；從(zj)min us中消除當(dāng)前被檢測(cè)到的發(fā)射信號(hào)tj的干擾，得到 其中j，是矩陣Φj(tj)的最后一列即第j列的頭j-1行。
步驟507刪除矩陣Φj(tj)的最后1行和最后1列，即刪除Φj(tj)的第j行和第j列得到用于下一次迭代的Φj-1(tj-1)。
然后，讓j的值減1，即j＝j(luò)-1，轉(zhuǎn)到步驟703，進(jìn)入下一次迭代。
步驟508得到最后一個(gè)被檢測(cè)發(fā)射信號(hào)t1的估計(jì)值yt1為，yt1=q1H·z1.]]>其中，q1表示Q1(t1)的第1列，即q1就是Q1(t1)。
步驟509根據(jù)給定的符號(hào)星座對(duì)估計(jì)值yt1進(jìn)行量化(slicing)，得到 結(jié)束本流程。
最后檢測(cè)發(fā)射信號(hào)的結(jié)果為發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值，依照被檢測(cè)的先后順序，是 其中 向量中發(fā)射信號(hào)估計(jì)值的下標(biāo)只表示這個(gè)發(fā)射信號(hào)被檢測(cè)的先后順序，把向量 中發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值 j＝L、L-1、...、1的下標(biāo)j改為tj，得到的向量 中發(fā)射信號(hào)估計(jì)值的下標(biāo)表示原來的信號(hào)索引。
以上所述的確定天線選擇方案的方法和檢測(cè)信號(hào)的方法，同樣適用于有天線選擇的其它通信方案。下面簡(jiǎn)單介紹具有天線選擇的通信方案，提案1和提案11。
文獻(xiàn)3GPP TR 25.876V 1.7.1的提案1(Proposal 1“Per-antenna ratecontrol(PARC)”)中提供一種包括天線選擇的MIMO通信方案。提案1中，有M個(gè)發(fā)射天線的情況下，考慮2M-1種天線選擇的組合方案，最終在M個(gè)發(fā)射天線中選擇具有最高總數(shù)據(jù)率的一個(gè)子集的發(fā)射天線。在Mode-m天線選擇方案中，考慮所有CMm個(gè)天線選擇方案，計(jì)算Mode-m下的所有CMm個(gè)天線選擇方案的m個(gè)發(fā)射天線的接收SINR，m取1，2，...，M，對(duì)每一個(gè)m值都進(jìn)行所述的接收SINR計(jì)算，由此決定選擇哪一種具有最高總數(shù)據(jù)率的天線選擇方案，其中CMm表示從M個(gè)不同的對(duì)象中取m個(gè)對(duì)象的所有組合的個(gè)數(shù)。
針對(duì)文獻(xiàn)3GPP TR 25.876 V1.7.1的提案11(Proposal 11Single &Multiple Code Word MIMO with Virtual Antenna mapping(SCW/MCW-VA))介紹的SCW/MCW-VA通信方案中也提供一種包括天線選擇的MIMO通信方案。提案11的方案中，使用虛擬天線(VA)的概念，相應(yīng)的接收端處理的對(duì)象由信道矩陣H變成等效信道矩陣 所述SCW/MCW-VA通信方案有SCW模式和MCW模式，分別描述如下在所述SCW/MCW-VA通信方案的SCW模式中，推薦使用的方法是，被選擇的最優(yōu)發(fā)射天線選擇方案，只是確定用所有虛擬發(fā)射天線中的幾個(gè)虛擬發(fā)射天線，但是不確定用具體的哪幾個(gè)虛擬發(fā)射天線，發(fā)射信號(hào)的時(shí)候交替使用所有的虛擬發(fā)射天線。在所述SCW模式的方案中，比如發(fā)射端有4個(gè)發(fā)射天線1、2、3、4，如果在信號(hào)發(fā)射時(shí)確定用其中2個(gè)發(fā)射天線，則每一個(gè)時(shí)刻都使用2個(gè)發(fā)射天線，但是使用哪2個(gè)發(fā)射天線，是隨時(shí)間變化的，幾個(gè)符號(hào)用發(fā)射天線1、2，幾個(gè)符號(hào)用發(fā)射天線3、4，幾個(gè)符號(hào)用發(fā)射天線2、3...，這樣依次交替變化所使用的虛擬發(fā)射天線。
而在所述SCW/MCW-VA通信方案的MCW模式中，被選擇的最優(yōu)發(fā)射天線選擇方案，確定用所有虛擬發(fā)射天線中的幾個(gè)虛擬發(fā)射天線，也確定使用具體的哪幾個(gè)虛擬發(fā)射天線，但是各個(gè)發(fā)射信號(hào)與所使用的各個(gè)虛擬發(fā)射天線的對(duì)應(yīng)關(guān)系是隨時(shí)間變化的。在所述MCW模式中，比如發(fā)射端有4個(gè)發(fā)射天線1、2、3、4，如果在信號(hào)發(fā)射時(shí)確定用其中2個(gè)發(fā)射天線1和4，則每一個(gè)時(shí)刻都使用2個(gè)發(fā)射天線1和4，但是假設(shè)2路發(fā)射信號(hào)是a和b，則幾個(gè)符號(hào)a用發(fā)射天線1發(fā)射，b用發(fā)射天線4發(fā)射，而接下來的幾個(gè)符號(hào)a用發(fā)射天線4發(fā)射，b用發(fā)射天線1發(fā)射，這樣依次交替變化發(fā)射信號(hào)的虛擬發(fā)射天線的對(duì)應(yīng)關(guān)系。提案11的MCW模式中，因?yàn)楦髀钒l(fā)射信號(hào)和各個(gè)虛擬天線之間不再是確定的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，接收端需要估計(jì)各路發(fā)射信號(hào)的接收SINR，而不再是各個(gè)虛擬天線的接收SINR，其中，各路發(fā)射信號(hào)的接收SINR是通過各個(gè)虛擬天線的接收SINR取平均得到的。
以上所述提案1和提案11中，確定天線選擇的過程和檢測(cè)信號(hào)的過程同樣可以利用提案7所述實(shí)施例中的思想執(zhí)行。
本發(fā)明中，在有天線選擇的MIMO通信系統(tǒng)中，確定天線選擇方案的主要思想是獲取信道矩陣H后，計(jì)算當(dāng)前采用的通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所述均方誤差相關(guān)變量比較各發(fā)射天線的接收SINR，根據(jù)接收SINR的比較結(jié)果，確定天線選擇方案。其中，所述各個(gè)天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量的計(jì)算步驟包括利用信道矩陣H計(jì)算所述均方誤差相關(guān)變量；或者，利用信道矩陣H計(jì)算出天線選擇方案所選擇的所有發(fā)射天線中的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，然后利用信道矩陣H和所計(jì)算出的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推求得天線選擇方案所選擇的所有發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，其中估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的對(duì)角線元素為均方誤差相關(guān)變量。
本發(fā)明中，在有天線選擇的MIMO通信系統(tǒng)中，當(dāng)通過上述的確定天線選擇方案的方法確定一種天線選擇方案后，接收端檢測(cè)發(fā)射端按照所確定的天線選擇方案發(fā)射的信號(hào)時(shí)，檢測(cè)信號(hào)的主要思想是利用天線選擇過程中所得到的待檢測(cè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，計(jì)算對(duì)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值。
本發(fā)明中，當(dāng)發(fā)射端的特定發(fā)射天線存在其它的一個(gè)或一個(gè)以上發(fā)射天線的干擾時(shí)，計(jì)算所述特定發(fā)射天線的接收SINR的總體思路是計(jì)算該特定發(fā)射天線和所述一個(gè)或一個(gè)以上作為干擾的發(fā)射天線組成的發(fā)射天線集合的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)，并利用該項(xiàng)計(jì)算該特定發(fā)射天線的接收SINR。其中，對(duì)特定發(fā)射天線產(chǎn)生干擾的發(fā)射天線，可以是發(fā)射端的所有發(fā)射天線中除了特定發(fā)射天線的其它發(fā)射天線；如果通過干擾消除技術(shù)將對(duì)該特定發(fā)射天線的某些發(fā)射天線的干擾已消除，則對(duì)該特定發(fā)射天線產(chǎn)生干擾的發(fā)射天線中，不包括已通過干擾消除技術(shù)消除干擾的發(fā)射天線。
在實(shí)際應(yīng)用中，估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中噪聲方差σw2并非歸一化為1。如果在本發(fā)明所述的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣上再乘以任何一個(gè)非零常數(shù)，也可以按照本發(fā)明提供的思想實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在多天線通信系統(tǒng)中確定天線選擇方案的方法，發(fā)射信號(hào)由發(fā)射端各個(gè)不同的發(fā)射天線分別發(fā)射并經(jīng)過一個(gè)信道到達(dá)接收端的接收天線，其特征在于，該方法包括以下步驟a)獲取由發(fā)射天線和接收天線之間的信道系數(shù)組成的信道矩陣H；b)計(jì)算當(dāng)前采用的通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所得到的均方誤差相關(guān)變量比較所述通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收信號(hào)與干擾噪聲比SINR，根據(jù)接收SINR的比較結(jié)果，確定天線選擇方案；所述均方誤差相關(guān)變量的計(jì)算步驟包括利用信道矩陣H計(jì)算所述均方誤差相關(guān)變量；或者，利用信道矩陣H計(jì)算出天線選擇方案所選擇的所有發(fā)射天線中的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，然后利用信道矩陣H和所計(jì)算出的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推求得包括所述部分發(fā)射天線且個(gè)數(shù)多于所述部分發(fā)射天線個(gè)數(shù)的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b所述比較通信方案所需要考慮的天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR的步驟包括b11.利用信道矩陣H計(jì)算在所有發(fā)射天線中選擇第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所能選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所計(jì)算出的均方誤差相關(guān)變量，比較所述選擇第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所能選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，確定選擇第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案；計(jì)算所確定的選擇第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；b12.利用步驟b11或上一次遞推中的步驟b12得到的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推計(jì)算選擇包括所述第一數(shù)目個(gè)發(fā)射天線且個(gè)數(shù)大于第一數(shù)目的第二數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所能選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所計(jì)算出的均方誤差相關(guān)變量，比較所述選擇第二數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所能選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，確定選擇第二數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案；計(jì)算所確定的選擇第二數(shù)目個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；如果已比較所有天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的接收SINR，則結(jié)束本流程；否則，令第一數(shù)目的值等于第二數(shù)目的值后，第二數(shù)目的值加1或大于1的整數(shù)值，返回步驟b12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b所述比較通信方案所需要考慮的天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR的步驟包括b21.在比較選擇1個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案Mode-1方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR時(shí)，接收端利用信道矩陣H計(jì)算Mode-1方案所能選擇的1個(gè)發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量，利用所得到的均方誤差相關(guān)變量比較所述Mode-1方案所選擇的發(fā)射天線的接收SINR，確定Mode-1方案中選擇發(fā)射天線t1；計(jì)算所述發(fā)射天線t1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；b22.在比較選擇m個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案Mode-m方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR時(shí)，利用Mode-m方案所選擇的m個(gè)發(fā)射天線中的m-1個(gè)發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推計(jì)算Mode-m方案所能選擇的m個(gè)發(fā)射天線p1，...，pm的均方誤差相關(guān)變量，利用所述均方誤差相關(guān)變量比較Mode-m方案所能選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，確定Mode-m方案中選擇發(fā)射天線t1，...，tm；計(jì)算該m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；如果已比較所有天線選擇方案下的各發(fā)射天線的接收SINR，則結(jié)束本流程；否則，m的值加1，返回步驟b22；其中，m的初始值設(shè)為2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟b21所述Mode-1方案所能選擇的1個(gè)發(fā)射天線p1為所有發(fā)射天線中任何一個(gè)發(fā)射天線；步驟b21所述確定Mode-1方案中選擇發(fā)射天線t1為比較各個(gè)Mode-1方案所能選擇的發(fā)射天線p1的接收SINR，將接收SINR最好的Mode-1方案所選擇的發(fā)射天線確定為所述Mode-1方案中選擇的發(fā)射天線t1；步驟b22所述Mode-m方案所能選擇的m個(gè)發(fā)射天線p1，...，pm為t1，...，tm-1，pm，其中，發(fā)射天線t1，...，tm-1為步驟b21或上一次遞推的步驟b22所確定選擇的接收SINR最好的Mode-(m-1)方案所選擇的m-1個(gè)發(fā)射天線；pm為第m個(gè)發(fā)射天線，是從所有發(fā)射天線中去掉所述m-1個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm-1后得到的發(fā)射天線集合中的任何一個(gè)發(fā)射天線；步驟b22所述Mode-m方案中所確定選擇的m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm滿足所述m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm中的m-1個(gè)發(fā)射天線為步驟b21或上一次遞推的步驟b22所確定選擇的接收SINR最好的Mode-(m-1)方案所選擇的發(fā)射天線t1，...，tm-1；存在m-1個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm-1的干擾的情況下，比較各個(gè)Mode-m方案所能選擇的發(fā)射天線pm的接收SINR，確定所選擇的發(fā)射天線pm的接收SINR最好的Mode-m方案，所選擇的發(fā)射天線pm的接收SINR最好的Mode-m方案所選擇的發(fā)射天線為所述m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm中的第m個(gè)發(fā)射天線tm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟b之前進(jìn)一步包括利用信道矩陣H得到所有發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣R；步驟b21所述計(jì)算發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量的步驟包括在R矩陣中得到發(fā)射天線p1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣R1(p1)，利用所得到的R1(p1)計(jì)算發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量；步驟b22所述計(jì)算發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量的步驟包括在R矩陣中得到發(fā)射天線t1，...，tm-1，pm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣Rm(pm)中的一個(gè)向量vm-1(pm)和一個(gè)標(biāo)量β1(pm)，利用所得到的一個(gè)向量vm-1(pm)、一個(gè)標(biāo)量β1(pm)和Mode-(m-1)方案所確定選擇的發(fā)射天線t1，...，tm-1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣計(jì)算發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量為包括該發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中，與該發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟b21所述利用R1(p1)計(jì)算得到的發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量為R1(p1)的倒數(shù)為發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量(Q1(p1))(1)(1)；步驟b22所述在R矩陣中得到的矩陣Rm(pm)中的一個(gè)向量vm-1(pm)和一個(gè)標(biāo)量β1(pm)為在Mode-(m-1)方案所確定選擇的發(fā)射天線t1，...，tm-1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣的逆矩陣Rm-1(tm-1)的基礎(chǔ)上，矩陣Rm(pm)所增加的一個(gè)與發(fā)射天線t1，...，tm-1，pm相關(guān)的向量vm-1(pm)和一個(gè)與發(fā)射天線pm相關(guān)的標(biāo)量β1(pm)；步驟b22所述利用Rm(pm)中的一個(gè)向量vm-1(pm)、一個(gè)標(biāo)量β1(pm)和Mode-(m-1)方案所確定選擇的發(fā)射天線t1，...，tm-1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qm-1(tm-1)計(jì)算得到發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量為首先計(jì)算Qm-1(tm-1)的Sherman-Morrison結(jié)果(Tm-1(pm))-1，然后由(Tm-1(pm))-1、vm-1(pm)，以及β1(pm)計(jì)算得到發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量(Qm(pm))(m)(m)，其中，(Qm(pm))(m)(m)=1β1(pm)+(vm-1(pm))H(Tm-1(pm))-1vm-1(pm)(β1(pm))2.]]>
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述通信方案需要計(jì)算接收SINR時(shí)，步驟b21所述利用發(fā)射天線p1均方誤差相關(guān)變量(Q1(p1))(1)(1)計(jì)算發(fā)射天線p1的接收SINR為 或 步驟b22所述利用發(fā)射天線pm的均方誤差相關(guān)變量(Qm(pm))(m)(m)計(jì)算選擇m個(gè)發(fā)射天線的各天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線p1，...，pm中發(fā)射天線pm的接收SINR為 或 其中，‖‖表示復(fù)數(shù)的模，α為每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟b22所述計(jì)算發(fā)射天線t1，...，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣為在(Tm-1(tm))-1的基礎(chǔ)上，增加由矩陣(Tm-1(tm))-1、向量vm-1(tm)以及標(biāo)量βm-1(tm)組成的一列和一行，得到m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣Qm(tm)，一列和一行相交的項(xiàng)是發(fā)射天線tm的均方誤差相關(guān)變量(Qm(tm))(m)(m)=1β1(tm)+(vm-1(tm))H(Tm-1(tm))-1vm-1(tm)(β1(tm))2,]]>一列的其它項(xiàng)為 一行的其它項(xiàng)為
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量為包括該發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中，與該發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的對(duì)角線元素具有函數(shù)關(guān)系的值。
11.一種在多天線通信系統(tǒng)中檢測(cè)信號(hào)的方法，發(fā)射信號(hào)由發(fā)射端各個(gè)不同的發(fā)射天線分別發(fā)射并經(jīng)過一個(gè)信道到達(dá)接收端，其特征在于，該方法包括以下步驟x.獲取由發(fā)射天線和接收天線之間的信道系數(shù)組成的信道矩陣H；y.計(jì)算當(dāng)前采用的通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所得到的均方誤差相關(guān)變量比較所述通信方案所需要考慮的各個(gè)天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收信號(hào)與干擾噪聲比SINR，根據(jù)接收SINR的比較結(jié)果，確定天線選擇方案；所述均方誤差相關(guān)變量的計(jì)算步驟包括利用信道矩陣H計(jì)算所述均方誤差相關(guān)變量；或者，利用信道矩陣H計(jì)算出天線選擇方案所選擇的所有發(fā)射天線中的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，然后利用信道矩陣H和所計(jì)算出的部分發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推求得包括所述部分發(fā)射天線且個(gè)數(shù)多于所述部分發(fā)射天線個(gè)數(shù)的發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量；z.利用步驟y的確定天線選擇方案過程中所得到的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，檢測(cè)所確定的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟y所述比較通信方案所需要考慮的天線選擇方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR的步驟包括y1.在比較選擇1個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案Mode-1方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR時(shí)，接收端利用信道矩陣H計(jì)算Mode-1方案所能選擇的1個(gè)發(fā)射天線p1的均方誤差相關(guān)變量，利用所得到的均方誤差相關(guān)變量比較所述Mode-1方案所選擇的發(fā)射天線的接收SINR，確定Mode-1方案中選擇發(fā)射天線t1；計(jì)算所述發(fā)射天線t1的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；y2.在比較選擇m個(gè)發(fā)射天線的天線選擇方案Mode-m方案所選擇的各發(fā)射天線的接收SINR時(shí)，利用Mode-m方案所選擇的m個(gè)發(fā)射天線中的m-1個(gè)發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，遞推計(jì)算Mode-m方案所能選擇的m個(gè)發(fā)射天線p1，...，pm的均方誤差相關(guān)變量，利用所述均方誤差相關(guān)變量比較Mode-m方案所能選擇的各發(fā)射天線的接收SINR，確定Mode-m方案中選擇發(fā)射天線t1，...，tm；計(jì)算該m個(gè)發(fā)射天線t1，...，tm的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣；如果已比較所有天線選擇方案下的各發(fā)射天線的接收SINR，則結(jié)束本流程；否則，m的值加1，返回步驟b22；其中，m的初始值設(shè)為2。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述步驟z之前進(jìn)一步包括利用所確定的天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的信道矩陣H對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行預(yù)匹配濾波變換；計(jì)算信道矩陣H的互相關(guān)信道矩陣Φ，Φ＝HH·H；所述步驟z包括z1.從步驟y的確定天線選擇方案過程中所得到的各天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中直接得到待檢測(cè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，利用所得到的待檢測(cè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣和所述接收信號(hào)的預(yù)匹配濾波結(jié)果得到所述當(dāng)前被檢測(cè)的一個(gè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值；z2.利用所述當(dāng)前被檢測(cè)的一個(gè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值和信道矩陣H的互相關(guān)信道矩陣Φ計(jì)算已檢測(cè)的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)發(fā)射信號(hào)的干擾值，并從所述接收信號(hào)的預(yù)匹配濾波結(jié)果中消除已檢測(cè)的發(fā)射信號(hào)的干擾，得到修正的接收信號(hào)的預(yù)匹配濾波結(jié)果；z3.重復(fù)步驟z1、z2，直到檢測(cè)到所述所確定的天線選擇方案中所選擇的發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)。
14.一種在多天線通信系統(tǒng)中計(jì)算接收信號(hào)與干擾噪聲比SINR的方法，用于計(jì)算對(duì)發(fā)射端的一個(gè)特定發(fā)射天線的接收SINR，所述特定發(fā)射天線存在其它的一個(gè)或一個(gè)以上發(fā)射天線的干擾，其特征在于，該方法包括計(jì)算該特定發(fā)射天線和所述一個(gè)或一個(gè)以上作為干擾的發(fā)射天線組成的發(fā)射天線集合的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)，并利用該項(xiàng)計(jì)算特定發(fā)射天線的接收SINR。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算特定發(fā)射天線的接收SINR為利用估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)和每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)，計(jì)算接收SINR。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算特定發(fā)射天線的接收SINR為計(jì)算所述估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)與每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)之積，所得到的乘積取倒數(shù)后再減1，得到該特定發(fā)射天線的接收SINR；或者，計(jì)算所述估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)與每個(gè)接收天線上的平均接收信噪比相關(guān)的常數(shù)之積，所得到的乘積取倒數(shù)后取模后再減1，得到該特定發(fā)射天線的接收SINR。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算特定發(fā)射天線的接收SINR為計(jì)算該估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)和接收天線上的噪聲方差的乘積，得到所述特定發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差，然后計(jì)算該發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)的方差與所述特定發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差之商，所得到的商減1，得到該特定發(fā)射天線的接收SINR；或者，計(jì)算該估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣中與所述特定發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的項(xiàng)和接收天線上的噪聲方差的乘積，得到所述特定發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差，然后計(jì)算該發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)的方差與所述特定發(fā)射天線所發(fā)射信號(hào)在接收端估計(jì)值的均方誤差之商，所得到的商取模后再減1，得到該特定發(fā)射天線的接收SINR。
全文摘要
本發(fā)明公開了在多天線通信系統(tǒng)中確定天線選擇方案的方法，該方法包括利用較少發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣遞推得到較多發(fā)射天線的均方誤差相關(guān)變量，利用所述均方誤差相關(guān)變量比較所有天線選擇方案所選擇的發(fā)射天線的接收信號(hào)與干擾噪聲比SINR，并根據(jù)比較SINR的結(jié)果確定天線選擇方案。本發(fā)明還公開了在多天線通信系統(tǒng)中檢測(cè)信號(hào)的方法，該方法包括利用比較SINR過程中得到的發(fā)射天線的估計(jì)誤差協(xié)方差矩陣，計(jì)算每一個(gè)被檢測(cè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值。本發(fā)明還公開了在多天線通信系統(tǒng)中計(jì)算接收SINR的方法。根據(jù)本發(fā)明公開的方法，減少了確定天線選擇方案，檢測(cè)信號(hào)以及計(jì)算接收SINR的計(jì)算復(fù)雜度。
文檔編號(hào)H04B7/06GK1889382SQ200610104049
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者朱胡飛 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司