專利名稱：多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碼元解映像方法及裝置，且特別是涉及一種多重輸入輸 出通訊系統(tǒng)的碼元解映像方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)于無(wú)線通訊服務(wù)的需求越來(lái)越高，目前的無(wú)線通訊系統(tǒng)有逐
漸邁向高數(shù)據(jù)傳輸率(high data rate )以及高鏈接質(zhì)量(high link quality )的 趨勢(shì)。為了在有限頻寬下，有效的增加數(shù)據(jù)傳輸率以及鏈接質(zhì)量，因而發(fā)展 出使用多根天線的無(wú)線通訊系統(tǒng)，例如多重輸入輸出(Multi-Input Multi-Output, MIMO)通訊系統(tǒng)(以下筒稱MIMO系統(tǒng))。此MIMO系統(tǒng) 的傳送端以及接收端均使用多根天線來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，此舉除了讓數(shù)據(jù)能 以多重路徑(multi-path)傳輸而加大數(shù)據(jù)傳輸量外，還能延長(zhǎng)信號(hào)傳遞的距 離，因此成為目前無(wú)線通訊系統(tǒng)的主要技術(shù)之一。其中又以美國(guó)朗訊科技 (Lucent Technologies)貝爾實(shí)驗(yàn)室所發(fā)展出的BLAST (Bell-labs Layered Space Time)通訊技術(shù)最具代表性。
在MIMO系統(tǒng)中，接收端所接收到的數(shù)據(jù)，是傳送端的數(shù)據(jù)經(jīng)由信道 效應(yīng)后混合在一起的數(shù)據(jù)。舉例來(lái)說(shuō)，圖1示出了已知4x4多重輸入輸出通 訊系統(tǒng)的方塊圖。請(qǐng)參考圖1,此通訊系統(tǒng)100的傳送端包括編碼器101、 去復(fù)用器(demultiplex, DEMUX ) 102、映射器(mapper) 103 ~ 106、波形 整形器(waveform shaping ) 107 ~ 110以及傳送天線111 ~ 114。接收端則包 括接收天線115 ~ 118、匹配濾波器(match filter )119 ~ 122、檢測(cè)器(detector) 123以及譯碼器124。
在傳送端中，編碼器101是用以將數(shù)據(jù)比特流(data bit stream) &"1編 碼為串行比特流(serial bit stream )bn 。去復(fù)用器102是用以將串行比特流bn 分解為多個(gè)子比特流，以在后續(xù)經(jīng)由傳送天線111 ~ 114分別傳送。映像器 103 ~ 106則用以將每一筆子比特流調(diào)制為數(shù)據(jù)碼元(data symbol )xg 、 x、
、 x3k,并分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的波形整形器107~ 110將信號(hào)整形后，再經(jīng)由
各自的傳送天線111 ~ 114傳送至接收端。
另一方面，在接收端中，接收天線115-118用以接收經(jīng)由無(wú)線傳輸信 道傳送后的數(shù)據(jù)碼元，而匹配濾波器119 122用來(lái)區(qū)分信號(hào)為y^ 、y^ 、y^ 、 。通過(guò)檢測(cè)器123便可根據(jù)接收的數(shù)據(jù)碼元來(lái)^估測(cè)原本由傳送天線111 ~ 114傳送的數(shù)礙碼元，而據(jù)以估測(cè)出串行比特流bn。譯碼器U4則將估測(cè)出 的串行比特流bn譯碼回?cái)?shù)據(jù)比特流5m。其中，在估測(cè)出傳送天線111 ~ 114 所傳送的數(shù)據(jù)碼元之后，在經(jīng)過(guò)譯碼器124之前，必須計(jì)算出軟式值(soft value),譯碼器124才能進(jìn)行譯碼。
綜上所述，由于接收天線115-118所收到的數(shù)據(jù)碼元(yg 、y、y，、 W )為所有傳送的數(shù)據(jù)碼元(x， 、 x]k 、 、 x3k )經(jīng)過(guò)通道效應(yīng)后混合 在一起的結(jié)果。因此，接收端必須從所接收的數(shù)據(jù)碼元中估測(cè)出傳送端的各 個(gè)傳送天線111-114所發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元，據(jù)以將接收數(shù)據(jù)碼元解映像 (demapping),如此接收端才能進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理。
傳統(tǒng)估測(cè)機(jī)制中，最大相似度(Maximum Likelihood)算法為 一理想機(jī) 制。但ML算法必須搜尋所有的可能性，使得運(yùn)算復(fù)雜度提高。以4x4(接 收天線數(shù)目x傳送天線數(shù)目)、16值正交調(diào)幅(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)的系統(tǒng)為例，總共需要搜尋164種可能性，因此ML算 法在實(shí)際應(yīng)用上是很難實(shí)現(xiàn)的。而為了實(shí)際應(yīng)用則發(fā)展出其它估測(cè)機(jī)制，例 如強(qiáng)制歸零(Zero Forcing, ZF )算法、最小均方差(Minimum Mean Square Error, MMSE)算法以及V-BLAST ( Vertical BLAST)算法等。
其中，ZF算法與MMSE算法屬于線性檢測(cè)(linear detection )方法，主 要是希望找出通道效應(yīng)的逆(inverse)通道，然后只需簡(jiǎn)單的運(yùn)算便能將通 道效應(yīng)消除而估測(cè)出各個(gè)傳送天線所發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元。而V-BLAST算法屬 于迭代檢測(cè)(iterative detection )的方式。此算法利用找出零化向量(nulling vector)，以將零化向量乘上收到的信號(hào)作為估測(cè)的結(jié)果，再?gòu)氖盏降男盘?hào) 中，將估測(cè)出的結(jié)果所造成的影響扣除來(lái)當(dāng)成新的收到的信號(hào)。如此幾個(gè)步 驟反復(fù)的運(yùn)算，直到所有結(jié)果都估測(cè)出為止。
綜上所述，雖然V-BLAST算法比ZF算法或MMSE算法擁有更佳的效 能，但其運(yùn)算復(fù)雜度也相對(duì)提升。尤其運(yùn)算過(guò)程中必須進(jìn)行反矩陣運(yùn)算，且 每一次的迭代都必須運(yùn)算。當(dāng)天線個(gè)數(shù)增加時(shí)，所需的運(yùn)算復(fù)雜度也扭對(duì)提 升。因此，如何改善碼元解映像的運(yùn)算復(fù)雜度問(wèn)題并兼具較佳的效能，為目前多天線通訊發(fā)展中重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像方法，僅需計(jì)算少 數(shù)的檢測(cè)值集合即可取得較佳的估測(cè)結(jié)果。
本發(fā)明提供一種多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，利用傳送數(shù) 據(jù)碼元估測(cè)單元計(jì)算多組檢測(cè)值集合，并選擇其中最佳者利用軟式值估測(cè)單 元轉(zhuǎn)換為軟式值，以提供給通道"^碼器作軟式?jīng)Q定譯碼。
本發(fā)明提出 一種多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像方法，適用于包括 多個(gè)傳送天線及多個(gè)接收天線的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)，此方法首先通過(guò)接 收天線以接收多個(gè)接收數(shù)據(jù)碼元，而這些接收數(shù)據(jù)碼元由傳送天線發(fā)送的多 個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元經(jīng)由信道效應(yīng)轉(zhuǎn)換而得。接著，利用已估測(cè)的信道效應(yīng)轉(zhuǎn)換 接收數(shù)據(jù)碼元，以計(jì)算對(duì)應(yīng)其中一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值，并取其鄰近的 多個(gè)群聚點(diǎn)做為估測(cè)傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。接下來(lái)，分別利用此傳送數(shù)據(jù) 碼元的檢測(cè)值計(jì)算剩余的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而獲得傳送數(shù)據(jù)碼元的多 組檢測(cè)值集合。最后，將每一組檢測(cè)值集合的檢測(cè)值與接收數(shù)據(jù)碼元做比較， 以選擇最佳的檢測(cè)值集合做為接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在接收接收數(shù)據(jù)碼元的步驟之后，還包括根據(jù) 傳送數(shù)據(jù)碼元的重要性，調(diào)整計(jì)算傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值的順序，以先取得 最重要的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而此傳送數(shù)據(jù)碼元的重要性包括取自傳送 數(shù)據(jù)碼元的能量大小。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述做為接收數(shù)據(jù)碼元解映像結(jié)果的檢測(cè)值為
傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值(hard decision value)。另外，此碼元解映射方法還 包括將此硬式值轉(zhuǎn)換為碼元軟式值(symbol soft value)，并通過(guò)單進(jìn)單出 (Single-Input Single-Output, SISO )解映射器(d函pper)解映像為位軟式值。
從另 一觀點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明提出 一種多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像 裝置，其包括傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元以及檢測(cè)值集合篩選單元，而傳送數(shù)據(jù) 碼元估測(cè)單元還包括第一估測(cè)單元以及多個(gè)第二估測(cè)單元。傳送數(shù)據(jù)碼元估
、■
測(cè)單元的第 一估測(cè)單元是利用已估測(cè)的通道效應(yīng)轉(zhuǎn)換由多重輸入輸出通訊 系統(tǒng)的接收天線所接收的接收數(shù)據(jù)碼元，以計(jì)算對(duì)應(yīng)其中一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元 的估測(cè)值，并取其鄰近的多個(gè)群聚點(diǎn)做為估測(cè)傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值；而第
二估測(cè)單元?jiǎng)t分別耦接至第一估測(cè)單元，分別用以利用傳送數(shù)據(jù)碼元的各個(gè) 檢測(cè)值，計(jì)算剩余的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而輸出傳送數(shù)據(jù)碼元的多組檢 測(cè)值集合。檢測(cè)值集合篩選單元耦接至傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元，用以比較各 組檢測(cè)值集合的檢測(cè)值與接收數(shù)據(jù)碼元，以選擇最佳的檢測(cè)值集合做為接收 數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，此碼元解映像裝置還包括排序單元、軟式值計(jì) 算單元以及單進(jìn)單出解映像單元。排序單元配置于傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元之 前，用以根據(jù)傳送數(shù)據(jù)碼元的重要性，調(diào)整計(jì)算傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值的順 序，以先取得最重要的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。軟式值計(jì)算單元耦接檢測(cè)值 集合痛選單元，用以將傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值轉(zhuǎn)換為碼元軟式值。單進(jìn)單出 解映像單元耦接軟式值計(jì)算單元，用以將碼元軟式值解映像為位軟式值。
本發(fā)明在計(jì)算出其中 一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值之后，取其鄰近多個(gè)群 聚點(diǎn)以做為此傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。并根據(jù)這些檢測(cè)值計(jì)算出剩余的傳送 數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而據(jù)以獲得多組檢測(cè)值集合。最后從這些檢測(cè)值集合中 選擇出最佳的一組做為接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。如此一來(lái)，不僅可得到 較佳的估測(cè)結(jié)果，另外也減少運(yùn)算成本，兼具了低復(fù)雜度與高性能的優(yōu)點(diǎn)。
為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并 結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1示出了已知的4x4多輸入多輸出通訊系統(tǒng)的方塊圖。 圖2是依照本發(fā)明 一 實(shí)施例所繪示的多重輸入輸出通訊模塊的示意圖。 圖3是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映 像裝置的方塊圖。
圖4是依照本發(fā)明另 一實(shí)施例所繪示的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解 映像裝置的方塊圖。
圖5是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映 像方法的流程圖。
圖6(a)-(b)是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的調(diào)制號(hào)分布圖。 '
圖7是依照本發(fā)明 一 實(shí)施例所繪示的多個(gè)群聚點(diǎn)的示意圖。
圖8是依照本發(fā)明 一 實(shí)施例所繪示的4x4四相移鍵控的多輸入多輸出通
訊系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。
圖9是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的復(fù)雜度比較表格。
附圖符號(hào)說(shuō)明101:譯碼器102:去復(fù)用器103 _'106映射器
107 -'110波形整形器
111 -114傳送天線
115 -'118接收天線
119~'122匹配濾波器
123:檢測(cè)器124:譯碼器221、300、 400:碼元解映像裝置320、450傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元
330、460;險(xiǎn)測(cè)值集合篩選單元
321、451第一估測(cè)單元
322、452~455:第二估測(cè)單元
420:排序單元430:噪聲抑制單元440:QR分解單元456 ~459'第三估測(cè)單元
470:軟式值計(jì)算單元 480:單進(jìn)單出解映像單元
S510 ~ S540:依照本發(fā)明所繪示的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像 方法的各步驟
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為了改善MIMO系統(tǒng)的碼元解映像的復(fù)雜度問(wèn)題，并兼具較佳 的效能，提出了 一種基于連續(xù)干擾消除(Successive Interference Cancellation,
SIC)的估測(cè)方式。不同于傳統(tǒng)SIC對(duì)于單一結(jié)果的估測(cè)，本發(fā)明運(yùn)用多個(gè)
候選者(multiple candidates )的觀念，計(jì)算多組4企測(cè)值集合，并選擇其中的 最佳者做為最后的估測(cè)結(jié)果，據(jù)此增進(jìn)估測(cè)效能。為了使本發(fā)明的內(nèi)容更為 明了 ，以下特舉實(shí)施例作為本發(fā)明確實(shí)能夠據(jù)以實(shí)施的范例。
圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的多重輸入輸出通訊模塊的示意圖。 請(qǐng)參考圖2，此模塊的傳送端210有N根傳送天線而接收端220有M根接
N-l );而接收端220的接收天線則是用來(lái)接收經(jīng)過(guò)通道效應(yīng)混合后的接收 ^:據(jù)碼元(即y」，j=0, 1，2，...，M-1),這些接收數(shù)據(jù)碼元在加入噪聲nj后， 例如是加成性白高斯噪聲(Additive White Gaussian Noise, AWGN ),即交由 碼元解映像裝置221據(jù)以估測(cè)傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。
以下即針對(duì)上述的碼元解映像裝置221做進(jìn)一步的說(shuō)明。圖3是依照本 發(fā)明 一實(shí)施例所繪示的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置的方塊圖。 請(qǐng)參考圖3，此碼元解映像裝置300包括傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元320以及沖全 測(cè)值集合篩選單元330。其中，傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元320包括了第一估測(cè) 單元321以及第二估測(cè)單元322。
傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元320用以根據(jù)MIMO系統(tǒng)接收端的接收天線所 接收的接收數(shù)據(jù)碼元來(lái)估測(cè)出此MIMO系統(tǒng)各個(gè)傳送天線送出的傳送數(shù)據(jù) 碼元。其中，第一估測(cè)單元321是利用已估測(cè)的信道效應(yīng)來(lái)轉(zhuǎn)換接收數(shù)據(jù)碼 元，以計(jì)算對(duì)應(yīng)其中一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值，并取其鄰近的多個(gè)群聚點(diǎn) 做為估測(cè)此傳送數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)檢測(cè)值。其中，上述的已估測(cè)的信道效應(yīng)包
陣。另外，第二估測(cè)單元322耦接至第一估測(cè)單元321,用以利用前述傳送 數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值計(jì)算剩余的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而輸出傳送數(shù)據(jù)碼元 的多個(gè)檢測(cè)值集合。
其中，第二估測(cè)單元322的數(shù)目是根據(jù)第一估測(cè)單元321中群聚點(diǎn)的多 少而決定的。舉例來(lái)說(shuō)，若第一估測(cè)單元321取了四個(gè)群聚點(diǎn)，則便設(shè)置四 個(gè)第二估測(cè)單元322以分別根據(jù)各群聚點(diǎn)而計(jì)算出四組檢測(cè)值集合。
檢測(cè)值集合篩選單元330耦接至傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元320,用以分別 比較多組檢測(cè)值集合的檢測(cè)值與接收數(shù)據(jù)碼元，并選擇出最佳的檢測(cè)ll集合 做為接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。以四組檢測(cè)值集合而言，將四組檢測(cè)值集
合分別與接收數(shù)據(jù)碼元比較而選擇最佳一組檢測(cè)值集合。
以下則進(jìn)一步詳細(xì)介紹碼元解映像裝置221的其它構(gòu)件。圖4是依照本 發(fā)明另 一實(shí)施例所繪示的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置的方塊 圖。請(qǐng)參考圖4,此碼元解映像裝置400包括排序單元420、噪聲抑制單元 430、 QR分解單元440、傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元450、檢測(cè)值集合篩選單元 460、軟式值計(jì)算單元470以及單進(jìn)單出解映像單元480。其中，檢測(cè)值集合 篩選單元460與上述實(shí)施例的檢測(cè)值集合篩選單元330的功能相似或相同， 故在此不再詳述。
排序單元420配置于傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元450之前，用以根據(jù)傳送數(shù) 據(jù)碼元的重要性，調(diào)整計(jì)算傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值的順序，以先取得最重要 的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。舉例來(lái)說(shuō)，由于傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元450會(huì)先 計(jì)算出一個(gè)估測(cè)值后，再取其鄰近的群聚點(diǎn)以分別估測(cè)出多組檢測(cè)值集合。
倘若第一個(gè)計(jì)算出的估測(cè)值的錯(cuò)誤率較高，則后續(xù)的檢測(cè)值的錯(cuò)誤率相對(duì)也 會(huì)提高。因此，本實(shí)施例即通過(guò)排序單元420來(lái)調(diào)整計(jì)算傳送數(shù)據(jù)碼元的檢 測(cè)值的順序，以降低錯(cuò)誤率。
噪聲抑制單元430配置于排序單元420與QR分解單元440之間，用以 在信道矩陣中加入噪聲的部分，以使得在后續(xù)運(yùn)算中，降低噪聲干擾的程度。
QR分解(QR Decomposition)單元440配置于噪聲抑制單元430與傳 送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元450之間，用以將經(jīng)過(guò)噪聲抑制單元430的信道矩陣分 解為正交矩陣(orthogonal matrix )與上三角矩陣(upper triangular matrix )。
傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元450與上述的傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元320功能相 似，不同之處在于，本實(shí)施例的傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元450包括了第一估測(cè) 單元451、第二估測(cè)單元452~455以及第三估測(cè)單元456~459。而為了方便 說(shuō)明，在此第一估測(cè)單元451僅取四個(gè)群聚點(diǎn)做為^r測(cè)值，因此也對(duì)應(yīng)設(shè)置 了四個(gè)第二估測(cè)單元452~455。
第三估測(cè)單元456~459分別耦接于第二估測(cè)單元452 455，用以利用先 前算出的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值計(jì)算對(duì)應(yīng)另 一傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值，并取 另 一傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值鄰近的群聚點(diǎn)做為另 一傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。 也就是說(shuō)，假設(shè)有四根傳送天線，因此必須估測(cè)出四個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè) 值，而當(dāng)計(jì)算出第一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值，并取得其鄰近的四個(gè)群聚點(diǎn) 后，接著第二估測(cè)單元452 455即會(huì)根據(jù)這四個(gè)群聚點(diǎn)，分別計(jì)算i四個(gè)第
二個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值。同理，分別再取這四個(gè)估測(cè)值的鄰近的群聚點(diǎn)，
而第三估測(cè)單元456 459的數(shù)目也同樣根據(jù)所對(duì)應(yīng)的第二估測(cè)單元452 455 所取得的群聚點(diǎn)數(shù)目而決定。例如，四個(gè)第二估測(cè)單元452 455分別取一個(gè) 群聚點(diǎn)，則分別對(duì)應(yīng)各個(gè)第二估測(cè)單元452~455設(shè)置第三估測(cè)單元456 459,
以此類推。
值得注意的是，本實(shí)施例根據(jù)所取的群聚點(diǎn)數(shù)目的多少?zèng)Q定設(shè)置估測(cè)單 元的數(shù)目，除了上述的第二估測(cè)單元452 455以及第三估測(cè)單元456 459之 外，還可以根據(jù)需要增設(shè)第四估測(cè)單元或更多的估測(cè)單元(未繪示)。詳細(xì) 地說(shuō)，本實(shí)施例的第 一估測(cè)單元451取四個(gè)群聚點(diǎn)，因此對(duì)應(yīng)第 一估測(cè)單元 451而配置四個(gè)第二估測(cè)單元452 455。而各個(gè)第二估測(cè)單元452 455若也 各取四個(gè)群聚點(diǎn)，則分別對(duì)應(yīng)各個(gè)第二估測(cè)單元452 455需配置四個(gè)第三估 測(cè)單元456、四個(gè)第三估測(cè)單元457、四個(gè)第三估測(cè)單元458以及四個(gè)第三 估測(cè)單元459，以此類推則還可配置其它的估測(cè)單元(未繪示)。
另夕卜，檢測(cè)值集合篩選單元460所篩選的接收數(shù)據(jù)碼元解映像結(jié)果的檢 測(cè)值為傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值(hard decision value )。而在最后進(jìn)行譯碼時(shí)， 必須將硬式值轉(zhuǎn)換為位軟式值(bit soft value),因此本發(fā)明還包括設(shè)置了軟 式值計(jì)算單元470以及單進(jìn)單出解映像單元480來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
軟式值計(jì)算單元470耦接檢測(cè)值集合篩選單元460，用以將傳送數(shù)據(jù)碼 元的硬式值轉(zhuǎn)換為碼元軟式值(symbol soft value )。單進(jìn)單出(Single-Input Single-Output, SISO )解映像單元480則耦接軟式值計(jì)算單元470,用以解映 像碼元軟式值為位軟式值。
為了更清楚地表達(dá)上述概念，以下即結(jié)合上述碼元解映像裝置400進(jìn)一 步說(shuō)明本發(fā)明的碼元解映射方法的各步驟。圖5是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪 示的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像方法的流程圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖4及 圖5,首先，如步驟S510所示，通過(guò)接收天線來(lái)接收多個(gè)接收數(shù)據(jù)碼元， 而這些接收數(shù)據(jù)碼元由傳送天線所發(fā)送的多個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元經(jīng)由信道效應(yīng) 轉(zhuǎn)換而得。
其中，上述的信道效應(yīng)包括根據(jù)傳送天線的數(shù)目n及接收天線的數(shù)目m 所估測(cè)出的信道效應(yīng)對(duì)應(yīng)的信道矩陣HMxN,其中m、 n為正整數(shù)，其公式
如下所述 ■.'
y = ftx + n 。 (1)
其中，ft代表已估測(cè)的信道矩陣，由傳送天線的數(shù)目N以及接收天線的
數(shù)目M可知此通道矩陣的維度為MxN。 y為一Mxl向量，而y向量中的元 素(element)則代表各接收天線所接收的接收數(shù)據(jù)碼元(即yo,!,...,， ) ； x 為一Nxl向量，而x向量中的元素則代表各傳送天線所傳送的傳送數(shù)據(jù)碼元 (即Xo上..，n., ) 。 n則為一Mxl的噪聲向量，例如加成性白高斯噪聲。
值得一提的是，在步驟S510之后，可通過(guò)排序單元420根據(jù)傳送數(shù)據(jù) 碼元的重要性，調(diào)整計(jì)算傳送數(shù)據(jù)碼元的該檢測(cè)值的順序，以先取得最重要 的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。
也就是說(shuō)，由于x向量的元素(即傳送數(shù)據(jù)碼元)的順序會(huì)影響估測(cè)的 精確度。因此為了提高估測(cè)的正確率，而通過(guò)排序單元420將x向量重新排 序。相對(duì)的，通道矩陣ft也需跟著x向量重新排序而排序。其重新排序后則 表示為A'及x',公式(l)重新定義為
y二ft'x' + n ， (2)
接下來(lái)，在步驟S520中，則可利用已估測(cè)的信道效應(yīng)轉(zhuǎn)換接收數(shù)據(jù)碼 元，以計(jì)算對(duì)應(yīng)其中一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值，并取其鄰近的多個(gè)群聚點(diǎn) 做為估測(cè)此傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。
詳細(xì)地說(shuō)，首先，通過(guò)QR分解單元440利用QR分解算法，將信道矩 陣分解為正交矩陣與上三角矩陣。接著。將上三角矩陣與傳送數(shù)據(jù)碼元的檢
測(cè)值相乘，并令其等于正交矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣與所接收的接收數(shù)據(jù)碼元相 乘，而獲得多個(gè)估測(cè)方程式。然后，自這些估測(cè)方程式中取出僅包括單一傳 送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值的估測(cè)方程式，而計(jì)算出傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值。最后， 取傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值鄰近的多個(gè)群聚點(diǎn)做為傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。
舉例來(lái)說(shuō)，承接上述公式(2)，通道矩陣A'可分解為正交矩陣Q與上三 角矩陣R的積，定義如下
ft' = QR ， (3) 其中，Q為一MxN的正交矩陣，R為一NxN的上三角矩陣。將公式(3) 代入公式(2)可得
y = ft'x' + n ， => y 二 QRx' + n ，
、 ,
^>QHy = QHQRx' + QHn ，
=> ，二Rx' + n' ° (4)
其中，QH為Q的共軛轉(zhuǎn)置(hermitian transpose )矩陣。 另外，由于使用ZF算法會(huì)放大噪聲，因此本發(fā)明還包括通過(guò)噪聲抑制 單元430利用最小均方差(Minimum Mean Squared Error, MMSE )算法來(lái)將 噪聲加入信道矩陣，再分解為正交矩陣與上三角矩陣，而排除噪聲放大的可 能性，其運(yùn)算公式如下
<formula>formula see original document page 16</formula> (5)
其中，d代表噪聲變量(variance)的開(kāi)根號(hào)。利用上述MMSE算法即 可降低在計(jì)算過(guò)程中的噪聲干擾。
在將通道矩陣A'簡(jiǎn)化為正交矩陣Q與上三角矩陣R之后，上三角矩陣 R的最后一列的列向量?jī)H有一元素為非0值，如此一來(lái)便可計(jì)算出x'向量其 中之一的元素(即是傳送端其中一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值)，進(jìn)而代換回 公式(4),以計(jì)算出x'向量剩余的元素(即剩余的傳送數(shù)據(jù)碼元)。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖4以及圖5，在步驟S530中，傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元450 分別利用傳送數(shù)據(jù)碼元的各檢測(cè)值計(jì)算剩余的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而獲 得傳送數(shù)據(jù)碼元的多組檢測(cè)值集合。
舉例來(lái)說(shuō)，以4x4的MIMO系統(tǒng)而言，將傳送數(shù)據(jù)碼元X'及接收數(shù)據(jù) 碼元夕帶入公式(4)可得
<formula>formula see original document page 16</formula>從公式(6)可獲得多個(gè)估測(cè)方程式，而從這些估測(cè)方程式中可以知道，元
素^為x'向量中第一個(gè)獲得的元素(即傳送端其中一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)
值)，其運(yùn)算過(guò)程如下
<formula>formula see original document page 16</formula>
x3 =slicing(i) ° (8) R33
當(dāng)由公式(7)獲得元素x'3 (估測(cè)值)后，再通過(guò)公式(8)作硬式?jīng)Q策，則
可獲得元素X'3的一個(gè)檢測(cè)值義3，此檢測(cè)值義3即為調(diào)制號(hào)分布圖(或稱星狀
圖，constellation diagram )中，距離元素x'3最近的一點(diǎn)。接著，可將檢測(cè)值 義3代換回公式(6)中，以陸續(xù)求出元素x'2、元素x、、元素x'o (即剩余的傳送
數(shù)據(jù)碼元)，例如將上述的檢測(cè)值義3代換回公式(6)中，而求得元素X'2的檢
測(cè)值義2:
y2=R22x'2 + R23^+n'2 ，
R22
、二slicing(》2—R23X3) 。 (10) R22
以此類推，則可計(jì)算出其余檢測(cè)值義,、義0,此代換回運(yùn)算法
(back-substitution )例如是連續(xù)千4尤消除(Successive Interference Cancellation, SIC)法。
值得注意的是，使用上述方法雖可求得一組檢測(cè)值集合，但若其中某個(gè) 檢測(cè)值的計(jì)算發(fā)生偏差或錯(cuò)誤，最終將造成整組檢測(cè)值集合錯(cuò)誤。因此，本
發(fā)明在另一實(shí)施例中，還包括在調(diào)制號(hào)分布圖中找出元素X、鄰近的多個(gè)群 聚點(diǎn)義3,i (i為正整數(shù))，而分別計(jì)算出多組的檢測(cè)值集合，藉以增加估測(cè)的 正確率，以下則以元素X'3舉例說(shuō)明。
圖6是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的調(diào)制號(hào)分布圖。請(qǐng)參考圖6，圖6(a) 及圖6(b)為16值正交調(diào)幅(Quadrature Amplitude Modulation, QAM )的調(diào)制 號(hào)分布圖，其中，縱坐標(biāo)代表正交分量，橫坐標(biāo)代表同相分量，而圖中rx」
代表元素X'3在調(diào)制號(hào)分布圖中的位置。，
請(qǐng)參考圖6(a),在r x」(即元素x'3 )右下方的群聚點(diǎn)601即為上述公 式(8)的檢測(cè)值義3。接著，請(qǐng)參考圖6(b)，在「x」(即x〗)鄰近四個(gè)群聚點(diǎn) 602 605則為四個(gè)最可能的檢測(cè)值義3，,、義3,2、義3，3、義3，4，將這些檢測(cè)值分 別代換回公式(6),即可求得四組檢測(cè)值集合。
值得注意的是，在步驟S540中，也可利用傳送數(shù)據(jù)碼元的各檢測(cè)值計(jì) 算對(duì)應(yīng)另一傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值。并且，取另一傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值鄰
近的群聚點(diǎn)做為另一傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。也就是說(shuō)，元素X'2、 XV X'o 也可再分別找出多個(gè)群聚點(diǎn)，以提高正確機(jī)率。以下仍以上述的4x4多輸入 多輸出通訊系統(tǒng)為例說(shuō)明尋找多個(gè)群聚點(diǎn)的方式。
圖7是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的多個(gè)群聚點(diǎn)的示意圖。請(qǐng)參考圖7, 首先，針對(duì)所獲得的第一個(gè)元素x'3(即是第一估測(cè)單元451中所獲得的估測(cè)
值)，找出X'3鄰近的四個(gè)可能檢測(cè)值義3j、義3,2、義3.3、義3，4。接著，將檢測(cè)
值義31代換回公式(6)而計(jì)算出(即是第二估測(cè)單元452中所獲得的估測(cè)
值)，同樣地找出X'w鄰近的四個(gè)可能檢測(cè)值交2丄,、義2丄2、 i2，U、爻2丄4， 此時(shí)，第三估測(cè)單元456則配置為四個(gè)以分別對(duì)應(yīng)檢測(cè)值爻2,u、 S2,U、義2丄3、 X2，m,而據(jù)以計(jì)算出其它檢測(cè)值。以此類推，將檢測(cè)值義3,2、義3,3、義3，4代換 回公式(6)而分別計(jì)算出X'2，2,j、 X'2,3,j、 X'2，4j (j=l~4)。此時(shí)，便有16 (4x4)組 的估測(cè)結(jié)果。倘若元素X、及元素X'。也分別找出四個(gè)可能的檢測(cè)值，則最后
將有256組估測(cè)結(jié)果。然在此僅為方便說(shuō)明，尋找可能的檢測(cè)值的數(shù)目可根 據(jù)使用者情況而決定，在此并不限制范圍。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖4以及圖5，在步驟S540中，通過(guò)檢測(cè)值集合篩選單元 460比較這些檢測(cè)值集合的檢測(cè)值與接收數(shù)據(jù)碼元，以選擇出最佳的檢測(cè)值 集合做為接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。舉例來(lái)說(shuō)，可分別計(jì)算每一組檢測(cè)值 集合與接收數(shù)據(jù)碼元的距離，而選擇距離最小者。
詳細(xì)地說(shuō)，通過(guò)檢測(cè)值集合篩選單元460分別計(jì)算各檢測(cè)值集合的檢測(cè) 值在經(jīng)過(guò)與上三角矩陣相乘后，與正交矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣乘上實(shí)際接收的 接收數(shù)據(jù)碼元的距離總和，其計(jì)算公式如下
<formula>formula see original document page 18</formula>(11)
或者，通過(guò)檢測(cè)值集合篩選單元460分別計(jì)算各檢測(cè)值集合的檢測(cè)值在 經(jīng)過(guò)與通道矩陣相乘后，與實(shí)際接收的接收數(shù)據(jù)碼元的距離總和，其計(jì)算公 式如下
x = argmin II y||2 。 (12)
在利用上述公式(11)或(12)計(jì)算出各個(gè)檢測(cè)值集合的距離總和后，即可 選擇距離總和最小的檢測(cè)值集合做為接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。
值得注意的是，利用上述公式所找出的檢測(cè)值均屬于硬式值，必須將其 轉(zhuǎn)換為位軟式值后，才可進(jìn)行后續(xù)處理。因此，本發(fā)明還包括提出一個(gè)將硬
式值轉(zhuǎn)換為軟式值的方法，其中包括先通過(guò)軟式值計(jì)算單元470將傳送數(shù)據(jù) 碼元的硬式值轉(zhuǎn)換為碼元軟式值，再經(jīng)由單進(jìn)單出解映射器將碼元軟式值解
映像為位軟式值，而轉(zhuǎn)換傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值為碼元軟式值的公式如下
<formula>formula see original document page 19</formula>其中，Xj，s。ft代表傳送數(shù)據(jù)碼元的碼元軟式值、fi'代表通道矩陣HmxN的 行向量、y代表接收數(shù)據(jù)碼元、x'代表傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值，而N則為傳 送天線的數(shù)目。
舉例來(lái)說(shuō)，以4x4多輸入多輸出通訊系統(tǒng)而言，公式(2)可以改寫(xiě)為如下 y = fij)X'。 + fi;x; + fi'2x'2 + fi + n 。 (15)
其中，fi'o 3為通道矩陣fr的行向量，如fi'(T[fi'oo fi'o2 fib]1' 以此類推。將公式(15)展開(kāi)后，如下所述
<formula>formula see original document page 19</formula>(18)
其中，，h卩為h'o的轉(zhuǎn)置矩陣。因此，由公式(18)即可獲得檢測(cè)值Xo的碼 元軟式值x"，s。ft,其余檢測(cè)值也以此類推。在取得檢測(cè)值集合的碼元軟式值 后，再經(jīng)由單進(jìn)單出解映像單元解映像，便可以獲得位軟式值。
舉例來(lái)說(shuō)，倘若最佳一組檢測(cè)值集合中各個(gè)檢測(cè)值分別為1 + / 、 1-/ 、 + / 、 ，每一個(gè)檢測(cè)值代表2個(gè)位，1+/即對(duì)應(yīng)到11 (為硬式值)。
而計(jì)算1 + /的碼元軟式值為計(jì)算其可靠度(reliability)的比例。之后，再通 過(guò)單進(jìn)單出解映像單元480將碼元軟式值轉(zhuǎn)換為位軟式值。位軟式值不僅提 供位的檢測(cè)值，也提供了估測(cè)可靠度的測(cè)量值。
以下則為根據(jù)上述概念實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果圖表。圖8是依照本發(fā)明一實(shí)施 例所繪示的4x4四相移鍵控(Quadrature phase-shift keying, QPSK )的多輸入 多輸出通訊系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。請(qǐng)參考圖8，縱軸為碼元錯(cuò)誤率(Symbol Error Rate, SER)，橫軸為信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)。本實(shí)施例 比較傳統(tǒng)估測(cè)機(jī)制以及本發(fā)明所提出的方法。在圖8中，傳統(tǒng)估測(cè)機(jī)制有最 大相似度(Maximum Likelihood, ML)算法、ZF算法、MMSE算法以及 V-BLAST算法；而「 QR-SIC01」、「QR-SICll」、r QR-SIC03」為本發(fā) 明提出的方法。
以r QR-SIC01(4111 MC) J而言，"MC，，代表多種可能性(Multiple Candidate, MC ) 、 "411 l"代表群聚點(diǎn)的數(shù)目，即是僅找出第一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼 元的估測(cè)值的四個(gè)群聚點(diǎn)，而其余都只取其最鄰近的一個(gè)群聚點(diǎn)。
而信噪比以分貝(decibel, dB )來(lái)表示，信噪比越高表示信號(hào)質(zhì)量越好。 因此，由圖8可以知道，「 QR-SIC」的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都比ZF算法、MMSE算法 以及V-BLAST算法佳，其中，rQR-SIC03(4441 MC)」的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更是幾 乎逼近理想的ML算法。
另外，圖9是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的復(fù)雜度比較表格。請(qǐng)參考圖 9,其中r QR-SIC」代表傳統(tǒng)SIC算法(單一結(jié)果估測(cè))，r改進(jìn)方法」則 例如是圖8中r QR-SIC01(4111 MC)」算法。
如圖9所示，可以明顯看出本發(fā)明提出的算法的運(yùn)算復(fù)雜度雖比傳統(tǒng) r QR-SIC」算法些微增加，但卻遠(yuǎn)低于ML及V-BLAST算法，且整體效能 也比傳統(tǒng)r QR-SIC」及V-BLAST算法來(lái)得理想。此外， 一般的SIC檢測(cè)器 或球面檢測(cè)器(sphere detector)都是使用硬式?jīng)Q定(hard decision)的估測(cè) 結(jié)果，很難提供理想的軟式值給通道譯碼器作軟式?jīng)Q定解碼，如此將減少 2 3dB的增益，而本發(fā)明提供的計(jì)算軟式值的方法則可有效地解決這個(gè)問(wèn) 題。
綜上所述，本發(fā)明的多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映傳，方法及裝置
僅需計(jì)算少數(shù)的檢測(cè)值集合，相較于ML、 V-BLAST等算法來(lái)說(shuō)，具有較低 的運(yùn)算復(fù)雜度。計(jì)算多組檢測(cè)值集合再篩選最佳者，可提高估測(cè)的準(zhǔn)確性， 并能夠根據(jù)需要調(diào)整計(jì)算的檢測(cè)值集合的數(shù)目，應(yīng)用上更具彈性。在進(jìn)行檢 測(cè)值運(yùn)算之前，依據(jù)傳送數(shù)據(jù)碼元的重要性對(duì)估測(cè)順序重新排序，以獲得較 精確的估測(cè)值，進(jìn)而提高后續(xù)運(yùn)算的精確度。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng) 域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，當(dāng)可作若干的更改與 修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像方法，適用于包括多個(gè)傳送天線及多個(gè)接收天線的一多重輸入輸出通訊系統(tǒng)，該方法包括下列步驟通過(guò)所述接收天線接收多個(gè)接收數(shù)據(jù)碼元，其中所述接收數(shù)據(jù)碼元是由所述傳送天線發(fā)送的多個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元經(jīng)由一通道效應(yīng)轉(zhuǎn)換而得；利用已估測(cè)的該通道效應(yīng)轉(zhuǎn)換所述接收數(shù)據(jù)碼元，以計(jì)算對(duì)應(yīng)所述傳送數(shù)據(jù)碼元其中之一的估測(cè)值，并取其鄰近的多個(gè)群聚點(diǎn)做為估測(cè)該傳送數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)檢測(cè)值；分別利用該傳送數(shù)據(jù)碼元的各個(gè)檢測(cè)值計(jì)算剩余的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而獲得所述傳送數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)檢測(cè)值集合；以及比較各個(gè)檢測(cè)值集合的檢測(cè)值與所述接收數(shù)據(jù)碼元，以選擇最佳的該檢測(cè)值集合做為所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中已估 測(cè)的該通道效應(yīng)包括根據(jù)所述傳送天線的數(shù)目n及所述接收天線的數(shù)目m 所估測(cè)的該信道效應(yīng)對(duì)應(yīng)的一信道矩陣HMxN ,其中m、 n為正整數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中利用 已估測(cè)的該通道效應(yīng)轉(zhuǎn)換所述接收數(shù)據(jù)碼元，以計(jì)算對(duì)應(yīng)所述傳送數(shù)據(jù)碼元 其中之一的該估測(cè)值，并取其鄰近的所述群聚點(diǎn)做為該傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè) 值的步驟包括利用一 QR分解算法，分解該信道矩陣HMxN為 一正交矩降QmxN與一 上三角矩陣RnxN;以及將該上三角矩陣與所述傳送數(shù)據(jù)碼元的所述檢測(cè)值相乘，并令其等于該 正交矩陣的共輒轉(zhuǎn)置矩陣與所接收的所述接收數(shù)據(jù)碼元相乘，而獲得多個(gè)估 測(cè)方程式；取所述估測(cè)方程式中僅包括單一該傳送數(shù)據(jù)碼元的該檢測(cè)值的該估測(cè) 方程式，計(jì)算出該傳送數(shù)據(jù)碼元的該估測(cè)值；以及取該傳送數(shù)據(jù)碼元的該估測(cè)值鄰近的群聚點(diǎn)做為該傳送數(shù)據(jù)碼元的檢 測(cè)值。
4. 如權(quán)利要求3所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映^f象的方法，其中在接 收所述接收數(shù)據(jù)碼元的步驟之后，還包括 根據(jù)所述傳送數(shù)據(jù)碼元的重要性，調(diào)整計(jì)算所述傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值 的順序，以先取得最重要的該傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。
5. 如權(quán)利要求4所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中所述 傳送數(shù)據(jù)碼元的重要性包括所述傳送數(shù)據(jù)碼元的能量大小。
6. 如權(quán)利要求3所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中分解該通道矩陣HMxN為該正交矩陣QMxN與該上三角矩陣RMxN的步驟還包括利用一最小均方差算法，在該信道矩陣HMxN中加入噪聲的部分，再分 解為該正交矩陣QMxN與該上三角矩陣RNxN，以降低噪聲的干擾。
7. 如權(quán)利要求3所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中比較 各個(gè)檢測(cè)值集合的檢測(cè)值與所述接收數(shù)據(jù)碼元，并選擇最佳的該檢測(cè)值集合做為所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果的步驟包括分別計(jì)算各個(gè)檢測(cè)值集合的檢測(cè)值在經(jīng)過(guò)與該上三角矩陣相乘后，與該正交矩陣的該共軛轉(zhuǎn)置矩陣乘上實(shí)際接收的接收數(shù)據(jù)碼元的一距離總和；以 及選擇該距離總和最小的該檢測(cè)值集合做為所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像的 結(jié)果。
8. 如權(quán)利要求3所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中比較 各個(gè)檢測(cè)值集合的檢測(cè)值與所述接收數(shù)據(jù)碼元，并選擇最佳的該檢測(cè)值集合 做為所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果的步驟包括分別計(jì)算各個(gè)檢測(cè)值集合的檢測(cè)值在經(jīng)過(guò)與該通道矩陣相乘后，與實(shí)際接收的接收數(shù)據(jù)碼元的一距離總和；以及選擇該距離總和最小的該檢測(cè)值集合做為所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像的 結(jié)果。
9. 如權(quán)利要求1所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中分別 驟包括利用該傳送數(shù)據(jù)碼元的各個(gè)檢測(cè)值計(jì)算對(duì)應(yīng)另一傳送數(shù)據(jù)碼元的該估 測(cè)值；以及取該另一傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值鄰近的群聚點(diǎn)做為該另一傳送數(shù)據(jù)碼 元的檢測(cè)值。
10. 如權(quán)利要求1所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中做為 所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像結(jié)果的檢測(cè)值為所述傳送數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)硬式值。
11. 如權(quán)利要求IO所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，還包括 轉(zhuǎn)換所述傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值為多個(gè)碼元軟式值；以及 通過(guò)一單進(jìn)單出解映射器解映射所述碼元軟式值為多個(gè)位軟式值。
12. 如權(quán)利要求11所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像的方法，其中所 述碼元軟式值的轉(zhuǎn)換包括至少與通道矩陣HMxN、所述接收數(shù)據(jù)碼元、所述傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值及所述傳送天線的數(shù)目其中之一或其組合者相關(guān)。
13. —種多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，包括 一傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元，包括一第一估測(cè)單元，用以利用已估測(cè)的一通道效應(yīng)轉(zhuǎn)換由一多重輸入 輸出通訊系統(tǒng)的多個(gè)接收天線所接收的多個(gè)接收數(shù)據(jù)碼元，以計(jì)算對(duì)應(yīng)所述 傳送數(shù)據(jù)碼元其中之一的一估測(cè)值，并取其鄰近的多個(gè)群聚點(diǎn)做為估測(cè)該傳 送數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)檢測(cè)值；多個(gè)第二估測(cè)單元，分別耦接至該第一估測(cè)單元，而分別用以利用 該傳送數(shù)據(jù)碼元的各個(gè)檢測(cè)值計(jì)算剩余的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而輸出所 述傳送數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)檢測(cè)值集合；以及一檢測(cè)值集合篩選單元，耦接至該傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元，用以比較各 個(gè)檢測(cè)值集合的檢測(cè)值與所述接收數(shù)據(jù)碼元，以選擇最佳的該檢測(cè)值集合做 為所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。
14. 如權(quán)利要求13所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，其中已估 測(cè)的該通道效應(yīng)包括根據(jù)所述傳送天線的數(shù)目n及所述接收天線的數(shù)目m 所估測(cè)的該信道效應(yīng)對(duì)應(yīng)的一信道矩陣HMxN，其中m、 n為正整數(shù)。
15. 如權(quán)利要求13所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，還包括 一排序單元，配置在該傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元之前，用以根據(jù)所述傳送數(shù)據(jù)碼元的重要性，調(diào)整計(jì)算所述傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值的順序，以先取得 最重要的該傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。
16. 如權(quán)利要求13所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，還包括一QR分解單元，配置在該傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元之前，用以分解該通 道矩陣HMxN為 一正交矩陣QmxN與一上三角矩陣RnxN。
17. 如權(quán)利要求16所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，其中該傳送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元的該第 一估測(cè)單元包括將該上三角矩陣與所述傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值相乘，并令其等于該正交 矩陣的該共軛轉(zhuǎn)置矩陣與所接收的接收數(shù)據(jù)碼元相乘，而獲得多個(gè)估測(cè)方程式；取所述估測(cè)方程式中僅包括單一該傳送數(shù)據(jù)碼元的該檢測(cè)值的該估測(cè)方程式，計(jì)算出該傳送數(shù)據(jù)碼元的該估測(cè)值；以及取該傳送數(shù)據(jù)碼元的該估測(cè)值鄰近的群聚點(diǎn)做為該傳送數(shù)據(jù)碼元的檢 測(cè)值。
18. 如權(quán)利要求16所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，還包括 一噪聲抑制單元，配置在該QR分解單元之前，用以在該通道矩陣HMxN中加入噪聲的部分，再交由該QR分解單元分解為該正交矩陣QMxN與該上三角矩降RnxN,以降低噪聲的干擾。
19. 如權(quán)利要求13所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，其中該檢測(cè)值集合篩選單元包括分別計(jì)算各個(gè)檢測(cè)值集合的檢測(cè)值在經(jīng)過(guò)與該上三角矩陣相乘后，與該正交矩陣的該共軛轉(zhuǎn)置矩陣乘上實(shí)際接收的接收數(shù)據(jù)碼元的一距離總和；以 及選擇該距離總和最小的該檢測(cè)值集合做為所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像的 結(jié)果。
20. 如權(quán)利要求13所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，其中該檢測(cè)值集合篩選單元包括分別計(jì)算各個(gè)檢測(cè)值集合的檢測(cè)值在經(jīng)過(guò)與該通道矩陣相乘后，與實(shí)際接收的接收數(shù)據(jù)碼元的一距離總和；以及選擇該距離總和最小的該檢測(cè)值集合做為所述接收數(shù)據(jù)碼元解映像的 結(jié)果。
21. 如權(quán)利要求13所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，其中該傳 送數(shù)據(jù)碼元估測(cè)單元還包括多個(gè)第三估測(cè)單元，耦接于各個(gè)第二估測(cè)單元，用以利用該傳送數(shù)據(jù)碼 元的各個(gè)檢測(cè)值計(jì)算對(duì)應(yīng)另一傳送數(shù)據(jù)碼元的該估測(cè)值，并取該另一傳送數(shù) 據(jù)碼元的該估測(cè)值鄰近的群聚點(diǎn)做為該另一傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值。
22. 如權(quán)利要求13所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，其中該檢 測(cè)值集合篩選單元所篩選的接收數(shù)據(jù)碼元解映像結(jié)果的檢測(cè)值為所述傳送 數(shù)據(jù)碼元的多個(gè)硬式值。
23. 如權(quán)利要求22所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，還包括 一軟式值計(jì)算單元，耦接該檢測(cè)值集合篩選單元，用以轉(zhuǎn)換所述傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值為多個(gè)碼元軟式值。
24. 如權(quán)利要求23所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，還包括 一單進(jìn)單出解映像單元，耦接該軟式值計(jì)算單元，用以解映像所述碼元軟式值為多個(gè)位軟式值。
25. 如權(quán)利要求23所述的多天線通訊系統(tǒng)的碼元解映像裝置，其中所述 碼元軟式值的轉(zhuǎn)換包括至少與通道矩陣HMxN、所述接收數(shù)據(jù)碼元、所述傳送數(shù)據(jù)碼元的硬式值及所述傳送天線的數(shù)目其中之一或其組合相關(guān)。
全文摘要
一種多重輸入輸出通訊系統(tǒng)的碼元解映像方法及裝置。本發(fā)明根據(jù)已估測(cè)的信道效應(yīng)與接收數(shù)據(jù)碼元來(lái)估測(cè)傳送數(shù)據(jù)碼元。而在計(jì)算出其中一個(gè)傳送數(shù)據(jù)碼元的估測(cè)值之后，取此估測(cè)值鄰近多個(gè)群聚點(diǎn)以做為此傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，并利用這些檢測(cè)值分別計(jì)算出剩余的傳送數(shù)據(jù)碼元的檢測(cè)值，而據(jù)以獲得多組檢測(cè)值集合。最后，自這些檢測(cè)值集合中選擇出最佳的一組做為接收數(shù)據(jù)碼元解映像的結(jié)果。如此一來(lái)，僅需計(jì)算少數(shù)的檢測(cè)值集合即可取得最佳的估測(cè)結(jié)果，兼具了低復(fù)雜度與高性能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B7/04GK101355378SQ20071013831
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者邱柏霖, 陳仁智 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院