專利名稱：基于部分干擾消除的分組譯碼方法和接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于部分干擾消除的分組譯碼方法和接收機(jī)。
背景技術(shù)：
Partial Interference Cancellation(部分干擾消除，PIC)分組譯碼方法的實(shí)現(xiàn) 原理為設(shè)定空時碼持續(xù)時間為t、發(fā)射天線數(shù)為ητ以及接收天線數(shù)為ηκ，ΜΙΜ0(多輸入多輸出)系統(tǒng)模型可寫為如下等效形式y(tǒng) = Gx+w ；其中，y是原始接收信號向量且，G是等效信道矩陣且是發(fā)射信 號向量且X e An，A為星座符號集，W是高斯白噪聲且, C為復(fù)數(shù)域。如果η個信息符號的序號集為I = {0，1，2，. . .，η_1}，將發(fā)射信號分為N個組即 I。，I1,...，IN_i，則第k組包含的nk個信息符號的序號集合為A =&。，、，···，‘』,第k組發(fā)射 信號向量為、=Kc^,,'-'^Jr ,第k組對應(yīng)的等效信道矩陣為G = [g0, gl，...，gn_J且 Gh =[ .》，‘’…，此時，分組后的系統(tǒng)模型可寫為如下形式 為了獲得第k組信號的信號向量、，需要將接收信號左乘一個矩陣、，以消除其 他組對第k組的干擾，、需滿足、。該過程消除了組間干擾，但組內(nèi)干擾依然存 在。消除組間干擾后的輸出可以表示為、=巧7?？烧业綕M足義& =0，"Λ的、，即化=L-Gimf GlT\Glf ,其中為&在G中 的補(bǔ)集，即吒=[G,0,G/],...,G/t i,G/t+|,...,G/wi]；因此，可推導(dǎo)出:、=Phy = PhGltXh +P1W。在消除
組間干擾后，可以利用Multi-Input-Multi-Output (多輸入多輸出，ΜΙΜΟ)檢測方式檢測各 組信號的發(fā)射向量。MIMO檢測方式如最大似然(ML)準(zhǔn)則或者類ML準(zhǔn)則或者其它算法等?；谏鲜鰧?shí)現(xiàn)原理，目前兩種主要的PIC分組譯碼方法的實(shí)現(xiàn)過程如下方法一、基本PIC分組譯碼方法(可稱為PIC算法)，該方法包括針對發(fā)射信號劃分為N個組，針對第k組，將其它組對第k組的干擾矩陣令進(jìn)行 Cholesky (喬累斯基)分解令=LhLl ,其中令=吒Y1Gch氏為第k組對應(yīng)的干擾信道矩陣。 然后，計算第k組的接收濾波矩陣、=^-C1Cft，Im為mXm的單位陣，C4 =G^(Lft)"1。之后， 根據(jù)及計算、=《吒和、=P1J ,其中是第k組對應(yīng)的等效信道矩陣，、是第k組對應(yīng) 的接收信號向量。最后，利用44和\并根據(jù)最大似然準(zhǔn)則檢測第k組信號的發(fā)射向量& ,
^— w||’其中，&為第k組信號對應(yīng)的可能的發(fā)射向量。
方法二、PIC-SIC分組譯碼方法。該方法引入了 Successive InterferenceCancellation(串行干擾消除器，SIC)技術(shù)，需要對每個組的信噪比進(jìn)行排 序，消除組間干擾并檢測信噪比最高的一組信號的發(fā)射向量(該過程與方法一過程類似， 不再重復(fù)說明)，然后，消除信噪比最高的一組對其他組的干擾，之后再針對下一組進(jìn)行組 間干擾消除及檢測發(fā)射向量操作，依此類推，直到最后一組。該方法可稱為SIC-PIC算法。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下問題由于&和Gl的維數(shù)較高，因此使計 算出的」、和、的維數(shù)也較高，從而使最大似然準(zhǔn)則中采用了維數(shù)高的矩陣進(jìn)行運(yùn)算，最終 導(dǎo)致分組譯碼的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施方式提供的基于部分干擾消除的分組譯碼方法和接收機(jī)，通過降低譯碼過程中矩陣的維數(shù)，降低了分組譯碼的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。本發(fā)明實(shí)施方式提供的基于部分干擾消除的分組譯碼方法，包括對信道相關(guān)矩陣進(jìn)行三角分解，并對分解后的矩陣求逆；針對發(fā)射信號被劃分成組中的每一組，從所述求逆后的矩陣中提取與該組信號相 關(guān)的子矩陣；根據(jù)所述子矩陣的正交分解后的矩陣，獲取消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號 向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣；根據(jù)所述消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩 陣，利用多輸入多輸出檢測方式檢測該組信號的發(fā)射向量。本發(fā)明實(shí)施方式提供的接收機(jī)，包括接收單元，用于接收信號；分解求逆單元，用于對信道相關(guān)矩陣進(jìn)行三角分解，并對分解后的矩陣求逆；子矩陣單元，用于針對發(fā)射信號被劃分為組中的每一組，從所述求逆后的矩陣中 提取與所述該組信號相關(guān)的子矩陣；獲取單元，用于對所述子矩陣進(jìn)行正交分解，根據(jù)所述子矩陣的正交分解后的矩 陣，獲取消除組間干擾后的該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣；檢測單元，用于根據(jù)所述消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng) 的等效信道矩陣，利用多輸入多輸出檢測方式檢測該組信號的發(fā)射向量。通過上述技術(shù)方案的描述可知，通過對信道相關(guān)矩陣進(jìn)行三角分解后的矩陣求 逆，并從求逆后的矩陣中獲取與一組信號相關(guān)的子矩陣，降低了利用該子矩陣獲得的該組 對應(yīng)的接收信號向量的維數(shù)、以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣的維數(shù)，由于該組對應(yīng)的接收 信號向量和該組對應(yīng)的等效信道矩陣的維數(shù)均得到了降低，因此，在利用多輸入多輸出方 式檢測該組的發(fā)射向量時能夠采用低維度的矩陣運(yùn)算，最終降低了分組譯碼的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 度。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的基于部分干擾消除的分組譯碼方法流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例二與基本PIC分組譯碼方法的復(fù)雜度對比示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例三與PIC-SIC分組譯碼方法的復(fù)雜度對比示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的基于部分干擾消除的分組譯碼裝置示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例四的獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例四的獲取單元的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例一提供一種基于PIC的分組譯碼方法。該方法的流程如附圖1所示。圖1中，步驟100、針對發(fā)射信號進(jìn)行分組。步驟110、估計多輸入多輸出的等效信道矩陣，并根據(jù)公式A = GhG獲取多輸入多 輸出系統(tǒng)的信道相關(guān)矩陣A，其中的G為多輸入多輸出系統(tǒng)的等效信道矩陣，Gh表示等效信 道矩陣G的共軛轉(zhuǎn)置。步驟120、對多輸入多輸出系統(tǒng)的信道相關(guān)矩陣A進(jìn)行三角分解，該三角分解如 Cholesky (喬累斯基)分解等，對信道相關(guān)矩陣A的Cholesky分解結(jié)果可以表示為-A = LLh ；其中，L為對A進(jìn)行Cholesky分解后獲得的下三角矩陣，Lh表示矩陣L的共軛轉(zhuǎn)置。步驟130、對上述分解后獲得的下三角矩陣進(jìn)行逆運(yùn)算，以獲得求逆后的矩陣F，F(xiàn) =IA步驟140、針對各組信號中的其中一組(如第k組)，從求逆后的矩陣F中獲取 與該組信號相關(guān)的子矩陣，例如，針對第k組信號從矩陣F中獲得的子矩陣為及，其中 0彡k彡N-l，N為發(fā)射信號被劃分的組數(shù)。從矩陣F中獲取與該組信號相關(guān)的子矩陣&的一個具體的例子為從矩陣F中選 取與該組信號具有相同列的部分，從而獲得子矩陣A。步驟150、對第k組的子矩陣A進(jìn)行正交分解，即& -M1Kh，其中M/t為酉矩陣， 火4為下三角矩陣。步驟160、利用該第k組的子矩陣巧t的正交分解后的酉矩陣#4和下三角矩陣AJ^ 取消除組間干擾后的第k組對應(yīng)的接收信號向量,以及第k組對應(yīng)的等效信道矩陣及。獲取第k組對應(yīng)的接收信號向量弋的一個具體例子為利用公式％ =A^v獲得第k 組信號的接收向量、,其中，為第k組信號的子矩陣&的正交分解后的酉矩陣， 的共軛轉(zhuǎn)置，V的一個具體例子為v = NGHy, Y為接收機(jī)接收到的信號的向量，即原始接收 信號向量。獲取消除組間干擾后的第k組對應(yīng)的等效信道矩陣&的一個具體例子為利用公 式T4喊)-1獲得第k組對應(yīng)的等效信道矩陣4 ,其中為第k組的子矩陣&的正交分解后 的下三角矩陣，<為矩陣&的共軛轉(zhuǎn)置，(Kfr1為矩陣&的共軛轉(zhuǎn)置后的逆矩陣。步驟170、根據(jù)第k組對應(yīng)的接收信號向量、以及第k組對應(yīng)的等效信道矩陣進(jìn)行 多輸入多輸出檢測，以檢測第k組信號的發(fā)射向量&。多輸入多輸出檢測可以采用最大似 然準(zhǔn)則運(yùn)算，也可以采用類最大似然準(zhǔn)則運(yùn)算或其它算法。在多輸入多輸出檢測為最大似然準(zhǔn)則運(yùn)算時，一個檢測第k組信號的發(fā)射向量的 具體例子為利用公式& =^HK, - w.il檢測第k組信號的發(fā)射向量，其中， 為第k組對應(yīng)的接收信號向量，4為第k組對應(yīng)的等效信道矩陣，\為可能的發(fā)射向量。可能的發(fā)射向 量可以為預(yù)先設(shè)置的多個發(fā)射向量。在上述流程中需要說明的是，針對發(fā)射信號劃分的各組都需要進(jìn)行從步驟140到 步驟170的處理操作；而且，針對各組的處理操作可以并行進(jìn)行，即針對各組同時進(jìn)行從步 驟140到步驟170的處理操作。另外，針對各組的處理操作也可以順序進(jìn)行，即先針對某一 組進(jìn)行從步驟140到步驟170的處理操作，針對該組的處理操作完成后，再對另一組進(jìn)行從 步驟140到步驟170的處理操作，依次類推，直到完成對最后一組的處理操作。在針對各組順序進(jìn)行處理操作的情況下，可以依照針對發(fā)射信號被劃分成組的順 序?qū)Ω鹘M先后進(jìn)行處理操作，也可以依照其它順序?qū)Ω鹘M先后進(jìn)行處理操作，這里的其它 順序如各組信號的信噪比大小順序等。上述信噪比可以通過a=IIhIf或其他形式來表示。在依照各組信號的信噪比大小順序?qū)Ω鹘M先后進(jìn)行處理操作的情況下，可以在對 一組進(jìn)行處理操作完成后，消除當(dāng)前處理操作完成的該組信號對其它未檢測發(fā)射向量的各 組信號的干擾，然后，再對下一組信號進(jìn)行消除組間干擾和消除組內(nèi)干擾的處理操作。消 除當(dāng)前處理操作完成的該組信號對其它未檢測發(fā)射向量的各組信號的干擾的一個具體的 例子為根據(jù)公式v =來消除第i組信號對其它未檢測發(fā)射向量的各組信號的干 擾，其中、為當(dāng)前剛處理完成的第i組信號的發(fā)射向量，&為R中與第i組信號對應(yīng)的部 分，碎和弋的關(guān)系與吒和G/t的關(guān)系類似，且R = LH，U為酉矩陣，U可以使〃'=碑。由于辟不一 定為上三角矩陣，因此，通過右乘U，可以使R'為一個上三角矩陣，在進(jìn)行下一次迭代計算 之前，可以將的值賦給巧,將R'的值賦給R，使R成為一個上三角矩陣，即R' = R0 F^ 應(yīng)用于下一次循環(huán)疊代過程中獲得子矩陣的過程。另外需要說明的是，針對發(fā)射信號進(jìn)行分組操作的位置可以調(diào)整，例如，可以將分 組操作放在步驟140之前的任一步驟的后面。上述類最大似然法則如sphere decoding等。從上述實(shí)施例一的描述可知，實(shí)施例一通過從求逆后的矩陣F中獲取與一組信號 相關(guān)的子矩陣，并利用該子矩陣進(jìn)行后續(xù)的處理操作，消除了后續(xù)矩陣運(yùn)算中相對于一組 信號的冗余信息，從而使后續(xù)矩陣運(yùn)算中的部分維度高的大矩陣被簡化為維度低的小矩陣 (如維度較低的^^-和、)，降低了分組譯碼過程中矩陣運(yùn)算的復(fù)雜度，最終降低了分組譯碼 的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，降低了接收機(jī)的處理復(fù)雜度。雖然本實(shí)施例利用了維度低的小矩陣來實(shí)現(xiàn)分組譯碼，但是，在譯碼性能上，相對 于現(xiàn)有的PIC譯碼方法的性能來說，實(shí)施例一的譯碼方法的譯碼性能并沒有受到影響，下 面對此進(jìn)行證明首先介紹一個引理引理:beCm,aeClcCm, M，U e Cmxn，m ^ η, M，U 可表示為 M = [m0，. · ·，Hln-J 和 U =[U0, · · ·，Un_J，如果U滿足如下兩個條件，則可獲得arg^^-M+arg惣施I
ο條件1、列正交特性，即UhU = In ；條件2、U 的列空間與 M 的列空間相同，即 span {mQ，Hi1, · · .，mn_J = span {uQ，U1, · ·.，
Un_J O 在介紹了上述引理后，如果可證明(MhL-lGHXMhL-lGHf =Illk，而且，化GJT4 (G^iG4)-1]"與、G/t具有相同的列空間，則可以獲知(A^iT1G")"滿足上述引理的兩 個條件，由此可以推導(dǎo)出
從該推導(dǎo)出的內(nèi)容可
以獲知
也就是說，現(xiàn)有的最大似然準(zhǔn)則 ^ =^nK _ 可以被簡化為
xIk eA'k 其中L為A的三角分解矩陣如Cholesky分解矩陣，^Ot為Ik對應(yīng)的L—1的子矩陣 Mt進(jìn)行正交分解Mi得到的U陣，\與N的關(guān)系類似于G4與G的關(guān)系，而k =^r1。 由于和&兩個矩陣的階數(shù)較低，因而降低了分組譯碼的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，節(jié)約了接收機(jī)處理 資源，特別是維度較大的空時碼的復(fù)雜度能夠得到極大的降低。本發(fā)明實(shí)施例二提供一種基于PIC的分組譯碼方法，該方法包括如下步驟步驟1、根據(jù)公式A = GhG計算并確定多輸入多輸出系統(tǒng)的信道相關(guān)矩陣A，其中 的G為多輸入多輸出系統(tǒng)的等效信道矩陣，Gh表示等效信道矩陣G的共軛轉(zhuǎn)置。步驟2、對信道相關(guān)矩陣A進(jìn)行Cholesky分解，分解的結(jié)果為A = LLH，其中L為 對信道相關(guān)矩陣A進(jìn)行Cholesky分解后獲得的下三角矩陣，Lh表示下三角矩陣L的共軛轉(zhuǎn) 置。步驟3、對L進(jìn)行求逆運(yùn)算，獲得F = Γ1。步驟4、根據(jù)公式ν = FGh7獲得V，其中，F(xiàn)為下三角矩陣L的逆矩陣，Gh表示等效 信道矩陣G的共軛轉(zhuǎn)置，y為原始接收信號向量。步驟5、針對發(fā)射信號分為N個組，針對每一個組如第k組，k = 0，1，...，^1，對 子矩陣4進(jìn)行正交分解，正交分解的結(jié)果可以為八Ai ；其中，子矩陣&為從求逆后 的矩陣F中獲取的與該組信號相關(guān)的子矩陣，&和F的關(guān)系類似于\和G的關(guān)系，^^是一 個酉矩陣，夂ν是一個下三角矩陣。步驟6、針對每一個 k，計算 =<\k = 0,1,... ,N-I0步驟7、針對每一個k，進(jìn)行Kf的逆運(yùn)算，獲得\ =(<)"'。步驟8、針對每一個k，根據(jù)最大似然準(zhǔn)則檢測 在上述實(shí)施例二的描述中，步驟5至步驟8中針對每一個k的操作是并行進(jìn)行的， 也可以變換為根據(jù)組的順序依次順序執(zhí)行，如針對第一組進(jìn)行了&的正交分解、計算、獲 得7I、以及根據(jù)最大似然準(zhǔn)則檢測獲得&之后，再針對第二組進(jìn)行&的正交分解、計算氕、獲 得及、以及根據(jù)最大似然準(zhǔn)則檢測獲得& ,以此類推，直到對第N-I組進(jìn)行的正交分解、 計算、獲得7^1、以及根據(jù)最大似然準(zhǔn)則檢測獲得。實(shí)施例二是對現(xiàn)有技術(shù)中的基本PIC分組譯碼方法的改進(jìn)，現(xiàn)有技術(shù)中的基本 PIC分組譯碼方法的復(fù)雜度如表1所示表1 表1中的N為針對發(fā)射信號被劃分成組的數(shù)量，m為空時碼的發(fā)送時隙數(shù)與接收 天線數(shù)的乘積，η為空時碼的發(fā)送符號數(shù)，即空時碼長度，K為組內(nèi)符號數(shù)。表 1 中的復(fù)數(shù)乘法(Complex multiplications)、復(fù)數(shù)加法(Complexadditions)、 模方(Absolute-squares)、實(shí)數(shù)加(Real additions)、復(fù)數(shù)除實(shí)數(shù)(CR divisions)和平方 根(Square-roots)都是衡量復(fù)雜度的指標(biāo)。實(shí)施例二的基于PIC的分組譯碼方法的復(fù)雜度如表2所示表2 表2中的m為空時碼的發(fā)送時隙數(shù)與接收天線數(shù)的乘積，η空時碼的發(fā)送符號數(shù)， 即空時碼長度，K為組內(nèi)符號數(shù)。通過對比表1和表2中衡量復(fù)雜度的指標(biāo)可明確得知，現(xiàn)有技術(shù)中的基本PIC分 組譯碼方法的復(fù)雜度高于實(shí)施例二的基于PIC的分組譯碼方法的復(fù)雜度。在組內(nèi)符號數(shù)K = 2且空時碼的發(fā)送時隙數(shù)與接收天線數(shù)的乘積m = 5的情況下， 隨著空時碼長度η的增加，現(xiàn)有技術(shù)的基本PIC分組譯碼方法的復(fù)雜度和實(shí)施例二的基于 PIC的分組譯碼方法的復(fù)雜度的變化曲線如附圖2所示。圖2中，帶圓圈的曲線為現(xiàn)有技術(shù)的基本PIC分組譯碼方法的復(fù)雜度隨著η的變 化而變化的曲線，帶菱形的曲線為實(shí)施例二的基于PIC的分組譯碼方法的復(fù)雜度隨著η的變化而變化的曲線。從圖2的兩條曲線可明顯看出，在K = 2且m = 5的情況下，隨著η的 增加，現(xiàn)有技術(shù)的基本PIC分組譯碼方法的復(fù)雜度與實(shí)施例二的復(fù)雜度之間的差距逐漸增 力口。因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)的基本PIC分組譯碼方法而言，由于實(shí)施例二的基于PIC的分組 譯碼方法降低了分組譯碼方法的復(fù)雜度，因此，實(shí)施例二的方法可稱為高效PIC算法。本發(fā)明實(shí)施例三提供一種基于PIC的分組譯碼方法，該方法包括如下步驟步驟1、設(shè)置變量 =N, Pe = 0,i = 0，其中Ν為針對發(fā)射信號劃分成組的數(shù)量。步驟2、根據(jù)公式A = GhG計算確定多輸入多輸出系統(tǒng)的信道相關(guān)矩陣Α，其中的G 為多輸入多輸出系統(tǒng)的等效信道矩陣，Gh表示等效信道矩陣G的共軛轉(zhuǎn)置。步驟3、對信道相關(guān)矩陣A進(jìn)行Cholesky分解，分解的結(jié)果為A = LLH，其中L為對A進(jìn)行Cholesky分解后獲得的下三角矩陣，Lh表示矩陣L的共軛轉(zhuǎn)置。步驟4、對分解后的矩陣L進(jìn)行求逆運(yùn)算，F(xiàn) = T10步驟5、根據(jù)公式ν = FGHy，進(jìn)行計算獲得V，其中，y為原始接收信號向量，即接收 端接收到的信號向量。步驟6、令 R = LH。步驟7、針對所有滿足O彡k < Ng的第k組進(jìn)行的計算為對子矩陣&進(jìn)行正交分 解·Λ =MhKh ,以消除組間干擾，其中的子矩陣&為從求逆后的矩陣F中獲取的與該組信 號相關(guān)的子矩陣，&和F的關(guān)系類似于G7t和G的關(guān)系，為分解后的酉矩陣，為分解后的 下三角矩陣。步驟8、獲取消除組間干擾后第k組對應(yīng)的等效信道矩陣，例如針對0 < k < Ng, 對Af進(jìn)行逆運(yùn)算，獲得A =Kr1。步驟9、確定未檢測發(fā)射向量的各組信號的信噪比，并選出信噪比最大的一組，例 如，從k = ο到k = Ng-I循環(huán)進(jìn)行如下操作計算A=IIhIL，比較Pk和pe，如果pk > pe，則Pe =Pk, i = k。步驟10、獲取消除組間干擾后信噪比最大的一組對應(yīng)的接收信號向量，例如，根據(jù) 公式％ =Mfv計算消除組間干擾后信噪比最大的第i組對應(yīng)的接收信號向量、。步驟11、根據(jù)最大似然準(zhǔn)則檢測信噪比最大一組第i組信號的發(fā)射向量毛,，
^ii =argmin||M/i-7;iXA||步驟12、Ng = Ng_l，如果Ng = 0，則表明所有組都進(jìn)行了發(fā)射向量檢測，本實(shí)施例 結(jié)束，否則，到步驟13。步驟13、消除信噪比最大的第i組信號對其它未檢測發(fā)射向量的組的信號干擾， 即根據(jù)公式v=v - 進(jìn)行計算。步驟14、找到一個酉陣U，使得Λ = 辟,并計算v = Uv，令R = R'，其中的R'為R 的下三角矩陣，\為R中與第i組對應(yīng)的部分，碎和弋的關(guān)系與吒和氣之間的關(guān)系類似，同 時，令^ 二C/巧,再對剩余的Ng個組重新進(jìn)行順序編號，得到新的6〗。到步驟7，此時，由于巧 發(fā)生了變化，因此步驟7中的&發(fā)生了變化。實(shí)施例三是對現(xiàn)有技術(shù)中的PIC-SIC分組譯碼方法的改進(jìn)，現(xiàn)有技術(shù)中的 PIC-SIC分組譯碼方法的復(fù)雜度如表3所示
表 3 表3中的N為針對發(fā)射信號被劃分成組的數(shù)量，m為空時碼的發(fā)送時隙數(shù)與接收 天線數(shù)的乘積，η為空時碼的發(fā)送符號數(shù)，即空時碼長度，K為組內(nèi)符號數(shù)。實(shí)施例三的基于PIC的分組譯碼方法的復(fù)雜度如表4所示表 4
復(fù)數(shù)乘,KK3 ir Kn K2n mn
1---K +--N+ η +---+ ——
334 12 2
3n2 ZKn1 mn2 5n3 2 +---+-+-+ n -nK
44 2 6
復(fù)數(shù)加，5K 3Κ2 IK3 lr 3η 5Κη K2 η 5 Nn
1 +---H---N---1------
6 2 34 6 4 12
mn \~iKn2 Nn3 mn2 2 2 ^
+-----+-+ η +η -ηΚ
2 12 3 2K K1 Kn Κ2ηη2 Kn2 Nn2 η2 1 2 ,Τ
一 +--η--+-+ mn----+-+ — + —η (Ar+ 1)
22 12 124 4 3 6 2
實(shí)數(shù)加K K2 3η 2Κη ΛΓ 2 Nn2
一 +-----+ Nn+η +-
2 2 2 36
碰隨數(shù)I(7V_i)w
棚I(TV-I)m
I-1-1X表4中的N為針對發(fā)射信號被劃分的組的數(shù)量，m為空時碼的發(fā)送時隙數(shù)與接收 天線數(shù)的乘積，η為空時碼的發(fā)送符號數(shù)，即空時碼長度，K為組內(nèi)符號數(shù)。通過對比表3和表4中衡量復(fù)雜度的指標(biāo)可明確得知，現(xiàn)有技術(shù)中的PIC-SIC分組譯碼方法的復(fù)雜度高于實(shí)施例三的基于Pic的分組譯碼方法的復(fù)雜度。
在組內(nèi)符號數(shù)K = 2且空時碼的發(fā)送時隙數(shù)與接收天線數(shù)的乘積m = η的情況下， 隨著空時碼長度η的增加，現(xiàn)有技術(shù)的SIP-PIC分組譯碼方法的復(fù)雜度和實(shí)施例三的基于 PIC的分組譯碼方法的復(fù)雜度的變化曲線如附圖3所示。圖3中，帶圓圈的曲線為現(xiàn)有技術(shù)的SIP-PIC分組譯碼方法的復(fù)雜度隨著η的變 化而變化的曲線，帶菱形的曲線為實(shí)施例三的基于PIC的分組譯碼方法的復(fù)雜度隨著η的 變化而變化的曲線。從圖3的兩條曲線可明顯看出，在K = 2且m = η的情況下，隨著η的 增加，現(xiàn)有技術(shù)的SIP-PIC分組譯碼方法的復(fù)雜度與實(shí)施例三的復(fù)雜度之間的差距逐漸增 力口。因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)的SIP-PIC分組譯碼方法而言，由于實(shí)施例三的基于PIC的分組 譯碼方法降低了分組譯碼方法的復(fù)雜度，因此，實(shí)施例三的方法可稱為高效SIP-PIC算法。本發(fā)明實(shí)施例四提供一種基于PIC的分組譯碼裝置，該裝置可以為接收機(jī)。該接 收機(jī)的結(jié)構(gòu)如附圖4所示。圖4中的接收機(jī)400包括接收單元410、分解求逆單元420、子矩陣單元430、獲 取單元440和檢測單元450。接收單元410用于接收信號。分解求逆單元420用于估計多輸入多輸出系統(tǒng)的等效信道矩陣，根據(jù)該等效信道 矩陣獲取多輸入多輸出系統(tǒng)的信道相關(guān)矩陣Α，信道相關(guān)矩陣A = GHG，其中的G為多輸入 多輸出系統(tǒng)的等效信道矩陣，Gh表示等效信道矩陣G的共軛轉(zhuǎn)置。分解求逆單元420對信 道相關(guān)矩陣A進(jìn)行三角分解如喬累斯基分解，對信道相關(guān)矩陣A的分解結(jié)果的一個具體的 例子為分解求逆單元420根據(jù)公式A = LLh進(jìn)行喬累斯基分解；這里的L為對信道相關(guān)矩 陣A進(jìn)行喬累斯基分解后獲得的下三角矩陣，Lh表示下三角矩陣L的共軛轉(zhuǎn)置。分解求逆 單元420對分解后的矩陣L求逆，求逆后的矩陣為F，且F = Γ1。針對發(fā)射信號被劃分為組中的每一組(如第k組)，子矩陣單元430用于從求逆 后的矩陣F中獲取與該組信號相關(guān)的子矩陣。例如，針對第k組信號，子矩陣單元430獲得 的子矩陣為F4，其中0彡k彡N-l，N為針對發(fā)射信號被劃分成組的數(shù)量。子矩陣單元430 可以從矩陣F中選取與該組信號具有相同列的部分，從而獲得子矩陣A。需要說明的是，針對發(fā)射信號劃分為組的操作可以由接收單元410執(zhí)行，也可以 由子矩陣單元430執(zhí)行，還可以由其他單元或設(shè)備執(zhí)行，如可以由發(fā)射端執(zhí)行等。獲取單元440用于對子矩陣單元430獲取的子矩陣&進(jìn)行正交分解，即 Fh =MhKh ,其中M/t為酉矩陣，&為下三角矩陣。獲取單元440還用于根據(jù)子矩陣的正交 分解后的酉矩陣和下三角矩陣獲取消除組間干擾后的第k組對應(yīng)的等效信道矩陣及 和第k組對應(yīng)的接收信號向量、,其中，《4 =M kFG"y Th =^r1。檢測單元450用于根據(jù)第k組對應(yīng)的接收信號向量、和第k組對應(yīng)的等效信道矩 陣？；進(jìn)行多輸入多輸出檢測，以檢測第k組信號的發(fā)射向量&。這里的多輸入多輸出檢測方 式可以為最大似然準(zhǔn)則運(yùn)算，也可以為類最大似然準(zhǔn)則運(yùn)算或其它算法。檢測單元450檢 測第k組信號的發(fā)射向量&的一個具體的例子為在多輸入多輸出檢測方式為最大似然準(zhǔn)則運(yùn)算時，檢測單元450可以利用公式^=^HK _ 檢測出第k組信號的發(fā)射向量，其中:Th為各種可能的發(fā)射
向量?？赡艿陌l(fā)射向量可以為預(yù)先設(shè)置的發(fā)射向量。子矩陣單元430、獲取單元440和檢測單元450針對各組信號的處理操作可以并行 進(jìn)行，也可以順序進(jìn)行。并行進(jìn)行和順序進(jìn)行的含義如上述方法實(shí)施例中的描述。不論是 并行進(jìn)行還是順序進(jìn)行，獲取單元440的結(jié)構(gòu)的一個具體例子如附圖5所示。圖5中的獲取單元440包括第一獲取模塊441和第二獲取模塊442。第一獲取模塊441用于根據(jù)公式=W^r1獲取消除組間干擾后第k組對應(yīng)的等效 信道矩陣^ ,其中，&t為第k組的子矩陣&的正交分解后的下三角矩陣，0彡k彡N-I, N為 針對發(fā)射信號劃分成組的數(shù)量。第一獲取模塊441可以通過執(zhí)行對第k組的子矩陣&進(jìn)行 正交分解操作獲得。需要說明的是，對第k組的子矩陣&進(jìn)行正交分解的操作也可以由 第二獲取模塊442來執(zhí)行，此時，第一獲取模塊441可以從第二獲取模塊442處獲取。另 夕卜，第一獲取模塊441和第二獲取模塊442也可以均執(zhí)行對第k組的子矩陣巧s進(jìn)行正交分 解的操作，第一獲取模塊441根據(jù)自身執(zhí)行結(jié)果獲取At ,第二獲取模塊442根據(jù)自身執(zhí)行結(jié) 果獲取。第二獲取模塊442用于根據(jù)公式
獲取消除組間干擾后的第k組對應(yīng) 的接收信號向量、；其中=Mii為第k組的子矩陣&的正交分解后的酉矩陣，0彡k彡N-I, N 為針對發(fā)射信號劃分成組的數(shù)量，F(xiàn)為對矩陣L求逆后的矩陣，Gh為多輸入多輸出系統(tǒng)的等 效信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置，y為原始接收信號向量。第一獲取模塊441和第二獲取模塊442針對各組的操作可以并行執(zhí)行，也可以按 照某種順序依次對各組順序進(jìn)行處理操作。在針對各組順序進(jìn)行處理操作的情況下，可以依照針對發(fā)射信號被劃分成組的順 序?qū)Ω鹘M信號先后進(jìn)行處理操作，也可以依照其它順序?qū)Ω鹘M先后進(jìn)行處理操作，這里的 其它順序如各組信號的信噪比大小順序等。上述信噪比可以通過及
|f來表示。在依照 各組信號的信噪比大小順序?qū)Ω鹘M信號先后進(jìn)行處理操作的情況下，上述獲取單元440的 結(jié)構(gòu)的另一個具體例子如附圖6所示。圖6中的獲取單元440包括信噪比模塊443、獲取模塊444和消除模塊445。信噪比模塊443用于根據(jù)未檢測發(fā)射向量的各組信號的子矩陣的正交分解后的 矩陣K4獲取未檢測信號向量的各組信號的信噪比，該信噪比可以表示為
，其中的
。信噪比模塊443選出信噪比最大的一組。針對信噪比模塊443選出的信噪比最大的一組信號，獲取模塊444用于對該組信 號的子矩陣進(jìn)行正交分解，并根據(jù)該組信號的子矩陣的正交分解后的矩陣獲取消除組間干 擾后的該最大的一組對應(yīng)的等效信道矩陣、以及該最大的一組對應(yīng)的接收信號向量。設(shè)定 信噪比最大的一組為第k組，則獲取模塊444對子矩陣&進(jìn)行正交分解，即& -M1Kh，其 中=M4為酉矩陣，&4為下三角矩陣，并根據(jù)子矩陣&的正交分解后的酉矩陣和下三角矩 陣夂4獲取消除組間干擾后的第k組對應(yīng)的等效信道矩陣及和第k組對應(yīng)的接收信號向量 uIt，其中，
'。獲取模塊444的結(jié)構(gòu)的一個具體例子如圖5所示，在此不再重復(fù)說明。消除模塊445用于消除檢測出的信噪比最大的一組信號對未檢測發(fā)射向量的各組信號的干擾，例如，消除模塊445用于根據(jù)公式”來消除第i組對其它未檢 測發(fā)射信號向量的各組信號的干擾，其中U為酉矩陣，U可以使Λ = Μ ,、為當(dāng)前剛處理完 成的第i組信號的發(fā)射向量，&為R中與第i組信號對應(yīng)的部分，峭和弋的關(guān)系與巧和At的 關(guān)系類似，且R的初始值為R = LH，之后，R = R'，《=「巧，其中的R'為R的下三角矩陣。 消除模塊445還用于將斤提供給獲取模塊444，獲取模塊444接收^ ,并利用《針對未檢測 發(fā)射信號向量的各組子矩陣進(jìn)行正交分解。通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借 助軟件加必需的硬件平臺的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以全部通過硬件來實(shí)施，但很多情況下 前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案對背景技術(shù)做出貢獻(xiàn)的全部 或者部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如 ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù) 器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。雖然通過實(shí)施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和 變化而不脫離本發(fā)明的精神，本發(fā)明的申請文件的權(quán)利要求包括這些變形和變化。
權(quán)利要求
一種基于部分干擾消除的分組譯碼方法，其特征在于，包括對信道相關(guān)矩陣進(jìn)行三角分解，并對分解后的矩陣求逆；針對發(fā)射信號被劃分成組中的每一組，從所述求逆后的矩陣中提取與該組信號相關(guān)的子矩陣；根據(jù)所述子矩陣的正交分解后的矩陣，獲取消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣；根據(jù)所述消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣，利用多輸入多輸出檢測方式檢測該組信號的發(fā)射向量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三角分解為喬累斯基分解，且所述對信 道相關(guān)矩陣進(jìn)行三角分解，并對分解后的矩陣求逆包括對所述信道相關(guān)矩陣A進(jìn)行喬累斯基分解的結(jié)果為A = LLh，對所述L求逆，求逆后的 矩陣為F，且F = L_i;其中，A = GhG, G為多輸入多輸出系統(tǒng)的等效信道矩陣。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述子矩陣的正交分解后的矩陣獲取 消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量包括根據(jù)％獲取消除組間干擾后的第k組對應(yīng)的接收信號向量、；其中G為等效信道矩陣，F(xiàn)為信道相關(guān)矩陣A進(jìn)行喬累斯基分解得到的三角矩陣L的逆矩陣，為矩陣 F第k組的子矩陣、的正交分解后的酉矩陣，0彡k彡N-l, N為組的數(shù)量，y為原始接收信 號向量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述子矩陣的正交分解后的矩陣， 獲取消除組間干擾后該組對應(yīng)的等效信道矩陣包括根據(jù)\ =(<廣獲取消除組間干擾后第k組對應(yīng)的等效信道矩陣；其中，&為第k組的子矩陣巧6的正交分解后的下三角矩陣，0彡k彡N-1，N為組的數(shù)量。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述消除組間干擾后 該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣，利用多輸入多輸出檢測方式檢測 該組信號的發(fā)射向量包括根據(jù)所述消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣，利 用最大似然準(zhǔn)則或類最大似然準(zhǔn)則檢測該組信號的發(fā)射向量。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述消除組間干擾后該組對應(yīng)的 接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣，利用最大似然準(zhǔn)則檢測該組信號的發(fā)射向量 包括根據(jù)&- vdl檢測第k組信號的發(fā)射向量&.xiksAik k，其中 為消除組間干擾后的第k組對應(yīng)的接收信號向量，&為消除組間干擾后的第k 組對應(yīng)的等效信道矩陣，\為第k組信號對應(yīng)的可能的發(fā)射向量，0彡k彡N-l, N為組的數(shù)量。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述子矩陣的正交分解后的矩陣， 獲取消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣包括根據(jù)未檢測發(fā)射向量的各組的子矩陣的正交分解后的矩陣估計所述未檢測發(fā)射向量的各組的信噪比，并選出信噪比最大的一組；根據(jù)所述選出的信噪比最大的一組的子矩陣的正交分解后的矩陣獲取消除組間干擾 后的該最大的一組對應(yīng)的接收信號向量以及該最大的一組對應(yīng)的等效信道矩陣，并消除該 最大的一組對未檢測發(fā)射向量的各組的信號干擾。
8.一種接收機(jī)，其特征在于，包括 接收單元，用于接收信號；分解求逆單元，用于對信道相關(guān)矩陣進(jìn)行三角分解，對分解后的矩陣求逆； 子矩陣單元，用于針對發(fā)射信號被劃分為組中的每一組，從所述求逆后的矩陣中提取 與所述該組信號相關(guān)的子矩陣；獲取單元，用于對所述子矩陣進(jìn)行正交分解，根據(jù)所述子矩陣的正交分解后的矩陣，獲 取消除組間干擾后的該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣；檢測單元，用于根據(jù)所述消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等 效信道矩陣，利用多輸入多輸出檢測方式檢測該組信號的發(fā)射向量。
9.如權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于，所述獲取單元包括信噪比模塊，用于根據(jù)未檢測發(fā)射向量的各組的子矩陣的正交分解后的矩陣估計所述 未檢測發(fā)射向量的各組的信噪比，并選出信噪比最大的一組；獲取模塊，用于對所述選出的信噪比最大的一組的子矩陣進(jìn)行正交分解，并根據(jù)正交 分解后的矩陣獲取消除組間干擾后的該最大的一組對應(yīng)的接收信號向量以及該最大的一 組對應(yīng)的等效信道矩陣；消除模塊，用于消除該最大的一組對未檢測發(fā)射向量的各組的信號干擾。
10.如權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于，所述獲取單元包括第一獲取模塊，用于根據(jù) 獲取消除組間干擾后的第k組對應(yīng)的接收信號向 量氣,其中G為等效信道矩陣，F(xiàn)為信道相關(guān)矩陣A進(jìn)行喬累斯基分解得到的三角矩陣L的 逆矩陣，為矩陣F第k組的子矩陣、的正交分解后的酉矩陣，0≤k ≤N-l，N為組的數(shù) 量；第二獲取模塊，用于根據(jù)A =(〖《”獲取消除組間干擾后第k組對應(yīng)的等效信道矩陣， 其中，為第k組的子矩陣&的正交分解后的下三角矩陣，0≤k ≤N-l, N為組的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了基于部分干擾消除的分組譯碼方法和接收機(jī)的技術(shù)方案。其中的基于部分干擾消除的分組譯碼方法包括對信道相關(guān)矩陣進(jìn)行三角分解，并對分解后的矩陣求逆，針對發(fā)射信號被劃分成組中的每一組，從所述求逆后的矩陣中提取與該組信號相關(guān)的子矩陣，根據(jù)所述子矩陣的正交分解后的矩陣獲取消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣，根據(jù)所述消除組間干擾后該組對應(yīng)的接收信號向量以及該組對應(yīng)的等效信道矩陣，利用多輸入多輸出檢測方式檢測該組信號的發(fā)射向量。上述技術(shù)方案降低了分組譯碼的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，節(jié)約了接收機(jī)的處理資源。
文檔編號H04L1/06GK101867459SQ200910082269
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者夏香根, 李斌, 沈暉, 羅毅 申請人:華為技術(shù)有限公司