專利名稱：確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動向量的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多天線系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于在多天線系統(tǒng)中，通過使用實數(shù)值表示法來表示信道矩陣的偽逆矩陣和發(fā)送信號向量、并且分離它們的實部和 虛部，來確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動(perturbation)向量的裝置和方法。
背景技術(shù)：
近來，在移動通信領(lǐng)域廣泛使用用于支持高信息發(fā)送速率的多輸入多輸出(MIMO) 技術(shù)。不僅正在積極地研究點(diǎn)對點(diǎn)MIMO技術(shù)，還正在積極地研究多用戶MIMO技術(shù)，在多用 戶MIMO技術(shù)中，基站同時考慮向多個終端發(fā)送數(shù)據(jù)的多個用戶。與點(diǎn)對點(diǎn)MIMO不同，在多 用戶環(huán)境下，必須將信息同時發(fā)送給多個用戶以便提高發(fā)送效率。更具體地，在發(fā)送天線的 數(shù)目大于接收天線的數(shù)目的情況下，必須將信息同時發(fā)送給多個用戶以便獲得最大復(fù)用效 率。在這一點(diǎn)上，可能出現(xiàn)的問題之一是某個用戶的信號可能充當(dāng)對于不同用戶的干擾。消 除這個干擾信號的技術(shù)根據(jù)消除所述信號的位置可以被分類為發(fā)送端干擾消除技術(shù)和接 收端干擾消除技術(shù)。當(dāng)發(fā)送天線的數(shù)目為1時，在接收端將不同用戶的信號解碼然后消除 該信號的方法最好，而不需要發(fā)送端干擾消除技術(shù)。相比之下，當(dāng)發(fā)送天線的數(shù)目為2或更 多時，在接收端消除干擾的方法不是最好的，需要使用發(fā)送端干擾消除技術(shù)。作為發(fā)送端干 擾消除技術(shù)之一的臟紙編碼(DPC)支持最大信息發(fā)送速率。然而，DPC存在具有相當(dāng)高的 計算復(fù)雜度的問題。因此，已經(jīng)提出了具有比DPC的計算復(fù)雜度低的計算復(fù)雜度的向量擾動(VP)技 術(shù)。VP技術(shù)是基于迫零(zero-forcing)的線性預(yù)處理技術(shù)。在VP技術(shù)中，發(fā)送端將整數(shù) 擾動向量加到期望的信號向量上，以便防止功率增強(qiáng)(power boosting)的現(xiàn)象。如上所述，與現(xiàn)有的線性技術(shù)相比，VP技術(shù)通過在經(jīng)由發(fā)送天線發(fā)送信號之前加 上整數(shù)擾動向量可以獲得性能提升，但是每當(dāng)信道響應(yīng)和數(shù)據(jù)信號改變時在找出最佳整數(shù) 擾動向量的過程期間需要高計算復(fù)雜度。因此，需要一種用于在多天線系統(tǒng)中確定需要低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動向量的裝 置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了應(yīng)對上面討論的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的主要方面是解決至少上述問題和 /或缺點(diǎn)，并且提供至少下述優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的一個方面是提供一種多天線系統(tǒng)中的發(fā) 送器/接收器和發(fā)送/接收方法。本發(fā)明的另一方面是提供一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾 動向量的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在多天線系統(tǒng)中使用低復(fù)雜度的最佳整 數(shù)擾動向量來發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送器。該發(fā)送器包括模(modulo)預(yù)處理器，用于將整數(shù)擾動 向量加到發(fā)送信號向量上；移動(shift)預(yù)處理器，用于使用相位角對信道矩陣的偽逆矩陣進(jìn)行相位移動；以及預(yù)編碼器，用于使用信道矩陣的相位移動后的偽逆矩陣來對通過整 數(shù)擾動向量擾動的發(fā)送信號向量進(jìn)行預(yù)編碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整 數(shù)擾動向量的發(fā)送器。該發(fā)送器包括分離器(decoupler)，用于分離信道矩陣的偽逆矩陣 的第一信道向量和第二信道向量，并且分離發(fā)送信號向量的實部和虛部；以及擾動向量確 定單元，用于基于下面的第一公式，通過與分離的第一信道向量以及發(fā)送信號向量的分離 的實部結(jié)合(couple)、以及與分離的第二信道向量和發(fā)送信號向量的分離的虛部結(jié)合，來 獨(dú)立地確定整數(shù)擾動向量的實數(shù)值和虛數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在多天線系統(tǒng)中使用低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾 動向量來發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。該方法包括將整數(shù)擾動向量加到發(fā)送信號向量上；使用相位 角對信道矩陣的偽逆矩陣進(jìn)行相位移動；以及使用信道矩陣的相位移動后的偽逆矩陣來對 通過整數(shù)擾動向量擾動的發(fā)送信號向量進(jìn)行預(yù)編碼。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整 數(shù)擾動向量的方法。該方法包括分離信道矩陣的偽逆矩陣的第一信道向量和第二信道向 量，并且分離發(fā)送信號向量的實部和虛部；以及基于下面的第一公式，通過與分離的第一信 道向量和發(fā)送信號向量的分離的實部結(jié)合、以及與分離的第二信道向量和發(fā)送信號向量的 分離的虛部結(jié)合，來獨(dú)立地確定整數(shù)擾動向量的實數(shù)值和虛數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整 數(shù)擾動向量的裝置。該裝置包括移動校正器，其對接收信號向量執(zhí)行相位補(bǔ)償；模校正 器，其通過對相位補(bǔ)償后的接收信號執(zhí)行模運(yùn)算來消除整數(shù)擾動向量分量(component)； 以及解調(diào)器，其將來自已經(jīng)從中消除了所述整數(shù)擾動向量分量的接收信號向量的相關(guān)比特解調(diào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整 數(shù)擾動向量的方法。該方法包括對接收信號向量執(zhí)行相位補(bǔ)償；通過對相位補(bǔ)償后的接 收信號執(zhí)行模運(yùn)算來消除整數(shù)擾動向量分量；以及將來自已經(jīng)從中消除了所述整數(shù)擾動向 量分量的接收信號向量的相關(guān)比特解調(diào)。在著手描述下面的“具體實施方式
”之前，闡述在本專利文件中通篇使用的某些詞 語和短語的定義可能是有好處的術(shù)語“包含”和“包括”以及它們的派生詞意思是不加限制 地包含；術(shù)語“或”是包含性的，意思是和/或；短語“與. 相關(guān)聯(lián)的”和“與其關(guān)聯(lián)的”以 及它們的派生詞意思可以是包括、被包括在...內(nèi)、與...互連、包含、被包含在...內(nèi)、連 接到或者與...連接、耦接到或與...耦接、可與...通信、與...協(xié)作、交織、并列、接近、 綁定到或與. 綁定、具有、具有. 的特性等；術(shù)語“控制器”意思是控制至少一個操作的 任何設(shè)備、系統(tǒng)或其一部分，可以用硬件、固件或軟件、或者它們中的至少兩種的某種組合 來實現(xiàn)這樣的設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意，與任何特定控制器相關(guān)聯(lián)的功能性可以是集中的或分布式 的，不是本地的就是遠(yuǎn)程的。在本專利文件中通篇提供對于某些詞語和短語的定義，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在很多實例(如果不是大多數(shù)實例的話)中，這樣的定義適用于對 于這樣定義的詞語和短語的以前的和以后的使用。


根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，本發(fā)明的某些示例實施例的上述和其它方面、特 征和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚，在附圖中圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳 整數(shù)擾動向量的發(fā)送器；圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳 整數(shù)擾動向量的接收器；圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳 整數(shù)擾動向量的發(fā)送器的操作；以及圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳 整數(shù)擾動向量的接收器的操作。
具體實施例方式下面討論的圖1到圖4以及在本專利文件中用來描述本公開的原理的各種實施例 僅僅是作為說明，而不應(yīng)被以任何限制本公開的范圍的方式來解釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理 解，可以在任何適當(dāng)布置的通信系統(tǒng)中實現(xiàn)本公開的原理。在這里，將在下面參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在以下描述中，將省略對 于公知功能或構(gòu)造的詳細(xì)描述，因為它們會以不必要的細(xì)節(jié)而使本發(fā)明不清楚。此外，在這 里使用的術(shù)語是根據(jù)本發(fā)明的功能定義的。因此，所述術(shù)語可以根據(jù)用戶或操作者的意圖 或?qū)嵺`而變化。因此，應(yīng)當(dāng)基于這里做出的描述來理解這里使用的術(shù)語。本發(fā)明的示例實施例提供了一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù) 擾動向量的裝置和方法。
整數(shù)擾動向量是復(fù)向量，其實部和虛部是整數(shù)。本發(fā)明的示例實施例提出一種用 于在確定整數(shù)擾動向量時分離實部和虛部、并確定整數(shù)擾動向量以便減小計算復(fù)雜度的方 法。此外，本發(fā)明的示例實施例提出一種可以在發(fā)送器處應(yīng)用以便減小在分離整數(shù)擾動向 量的實部和虛部時發(fā)生的損失(loss)的預(yù)處理技術(shù)。圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù) 擾動向量的發(fā)送器。參照圖1，該發(fā)送器包括調(diào)制器100、模預(yù)處理器102、移動預(yù)處理器104、迫零(ZF) 預(yù)處理器106、單位化(unitization)單元108、分離器110、擾動向量確定單元112、以及相 位確定單元114。調(diào)制器100從上層接收用于K個用戶的比特流，并且根據(jù)相關(guān)調(diào)制方案將比特映 射到每個流的調(diào)制符號。也就是說，調(diào)制器100根據(jù)相關(guān)調(diào)制方案將預(yù)定比特映射到星座 點(diǎn)。以復(fù)數(shù)據(jù)信號來表示所述調(diào)制符號或星座點(diǎn)。模預(yù)處理器102接收K個復(fù)數(shù)據(jù)信號(或調(diào)制符號)，并且從擾動向量確定單元 112接收整數(shù)擾動向量值以擾動該復(fù)數(shù)據(jù)信號，以便防止由ZF預(yù)處理產(chǎn)生的發(fā)送功率增加 的現(xiàn)象(即，防止信道矩陣的逆矩陣發(fā)散(diverging))。換言之，模預(yù)處理器102將乘以常 數(shù)t的復(fù)整數(shù)向量(即，整數(shù)擾動向量)加到該復(fù)數(shù)據(jù)信號上。移動預(yù)處理器104使用從相位確定單元114提供的K個相位角，對從模預(yù)處理器 102輸出的K個擾動后的復(fù)數(shù)據(jù)信號執(zhí)行相位移動。也就是說，對于K個用戶流的每一個， 移動預(yù)處理器104將復(fù)數(shù)據(jù)信號的相位移動一相位角(這里，參照下面的公式13)。ZF預(yù)處理器106將復(fù)數(shù)據(jù)信號乘以由移動預(yù)處理器104進(jìn)行了相位移動的信道矩 陣的偽逆矩陣，并且將其輸出到單位化單元108。ZF預(yù)處理器106通過將發(fā)送信號乘以信 道矩陣的偽逆矩陣并且輸出該發(fā)送信號，來消除用戶之間的干擾。單位化單元108將來自ZF預(yù)處理器106的輸出信號乘以l/j ,并且經(jīng)由M個發(fā) 送天線發(fā)送該輸出信號。分離器110分離信道矩陣的實部和虛部以及從調(diào)制器100調(diào)制的發(fā)送信號向量的 實部和虛部，分離信道矩陣的偽逆矩陣的第一信道向量和第二信道向量(參照下面的公式 8)，并且將它們輸出到擾動向量確定單元112?？梢允褂脤崝?shù)值表示法來分離信道矩陣的偽 逆矩陣的實部和虛部以及發(fā)送信號向量的實部和虛部。擾動向量確定單元112使用通過分離器110分離的、信道矩陣的偽逆矩陣的實部 和虛部以及發(fā)送信號向量的實部和虛部，確定擾動向量的實數(shù)值和虛數(shù)值，并且將它們提 供給模預(yù)處理器102。在這一點(diǎn)上，擾動向量確定單元112使用來自移動預(yù)處理器104的、 信道矩陣的偽逆矩陣的分離后的實部和虛部以及發(fā)送信號向量的分離后的實部和虛部的 相位移動結(jié)果，確定最佳整數(shù)擾動向量(參照下面的公式7和11)。為了減小在擾動向量確定單元112分離整數(shù)擾動向量的實部和虛部時產(chǎn)生的損
失，相位確定單元114確定用于相應(yīng)的K個比特流的相位角.....ek，使得信道矩陣的
偽逆矩陣的實向量空間和虛向量空間正交。這里，可以通過重復(fù)算法(參照公式12)來計 算最佳相位角。例如，在e2.....ek固定的情況下，對于確定最佳相位值，然后在
和93.....ek固定的情況下，對于e2確定最佳相位值。同樣，在除了相關(guān)相位角以外的
其它相位角的固定情況下確定相位角9 ......ek的最佳相位值(參照下面的公式17)。
根據(jù)另一示例實施例，為了計算相位角，從實向量空間選擇K個相位角之一并將 其固定(即，將相位角設(shè)為0)，并且確定相位角，使得對應(yīng)于實向量空間的所選相位角的一 個偽逆矩陣與對應(yīng)于虛向量空間的K個相位角的K個偽逆矩陣正交。此外，從虛向量空間 選擇K個相位角之一并將其固定(即，將相位角設(shè)為0)，并且確定相位角，使得對應(yīng)于虛向 量空間的所選相位角的一個偽逆矩陣與對應(yīng)于實向量空間的K個相位角的K個偽逆矩陣正 交(參照公式18)。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動 向量的接收器。參照圖2，接收器包括移動校正器200_1至200_K、單位化校正器202_1至202_K、 模校正器204_1至204_K、以及解調(diào)器206_1至206_K (索引K是用戶接收器的索引)。K個 用戶中的每個用戶經(jīng)由N個接收天線接收發(fā)送信號。移動校正器200_1至200_K消除由發(fā)送器執(zhí)行的移動預(yù)處理對經(jīng)由接收天線接收 的信號的影響。換言之，由于已經(jīng)對相應(yīng)的K個比特流進(jìn)行了相位移動以便減小在發(fā)送器 分離信道矩陣的偽逆矩陣的實部和虛部時產(chǎn)生的系統(tǒng)性能劣化，因此移動校正器對所述相 位移動進(jìn)行補(bǔ)償。單位化校正器202_1至202_K將接收信號乘以^ ,并且將其輸出到模校正器 204_1至204_K以便消除單位化影響。換言之，由于發(fā)送器將發(fā)送信號乘以以滿足功 率限制條件，因此接收器通過將接收信號乘以來進(jìn)行補(bǔ)償。模校正器204_1至204J(校正由圖1的發(fā)送器執(zhí)行的模預(yù)處理器的影響。換言之， 由于發(fā)送器將整數(shù)擾動向量加到發(fā)送向量上以防止由ZF預(yù)處理產(chǎn)生的功率升高的現(xiàn)象， 因此接收器通過模運(yùn)算來消除加到發(fā)送向量上的整數(shù)擾動向量。
號向量
解調(diào)器206_1至206_K接收包括噪聲影響的復(fù)信號，并且檢測相關(guān)的比特信號。 為了進(jìn)行更清楚的數(shù)學(xué)描述，使用公式1來表示K個維度(K個流)的整個接收信
其中，H是信道矩陣，；；是M個維度(M個發(fā)送天線)的發(fā)送信號向量，并且是列出
經(jīng)由各個天線發(fā)送的信號的列向量，n是從接收天線產(chǎn)生的噪聲的向量。所述向量的元素是 獨(dú)立的，并且符合平均值為o且離差為0n2的正態(tài)分布。當(dāng)利用;；來表示列出與每個用戶的
比特流相對應(yīng)的復(fù)信號的K維向量時，發(fā)送信號向量由公式2給出+ ~ 其中，g是信道矩陣g的偽逆矩陣，并且在ZF預(yù)處理器106處乘以g ’i/^是
被引入以滿足整體功率限制條件
彡1的常數(shù)并且按照Y=E
且在單位化單元108處乘以。在這一點(diǎn)上，在ZF預(yù)處理器106預(yù)處理了發(fā)送信號向量之后，接收信號由公式3 給出 因此，對于所有用戶，通過l/v7給出當(dāng)不考慮模運(yùn)算的影響時確定擾動向量系
(system)的整體性能的有效信道增益(gain)。當(dāng)整個信道矩陣^狀況不好時，即，當(dāng)；^的行
的方向性相似或者行的大小較小時，由此獲得的值可能較小，使得系統(tǒng)性能可能降低。 為了挽救系統(tǒng)性能，模預(yù)處理器102將乘以常數(shù)的復(fù)整數(shù)向量加到復(fù)數(shù)據(jù)信號(或調(diào)制符 號)上，如公式4中那樣 其中，u是對應(yīng)于K個用戶流的復(fù)數(shù)據(jù)信號，t是正實數(shù)，7是復(fù)整數(shù)向量。加上復(fù)整數(shù)向量而不是一般的復(fù)向量的原因是使接收器能夠基于模運(yùn)算校正加 的影響并且進(jìn)行解碼。通常，在實現(xiàn)VP系統(tǒng)時最困難之處在于在給定信道矩陣g和復(fù)數(shù)據(jù)向量時使用 公式5確定可以優(yōu)化性能的最佳擾動向量。也就是說，最困困難之處在于計算使、值 其中，CZK是一組K維向量，其實部和虛部是整數(shù)。為了有效地計算公式1，使用諸 如球編碼(SE)和格點(diǎn)減少(LR)之類的算法。本發(fā)明的示例實施例提供了一種能夠有效地 減小SE和LR算法的計算復(fù)雜度的過程。在公式5中要被最小化的函數(shù)被定義為公式6 其中的第i列向量，.和丨.分別是 和？的第i元素。公式6可以用實數(shù)系 Hi H\Ui li u I
表示，如公式7中那樣
其中，對于任意的復(fù)數(shù)街和 分別是 的實部和虛部，！^+和^由公式8定義。 如公式9中那樣，以實數(shù)系函數(shù)來表示使用公式5獲得的hpt
這里，為了使用公式9獲得最佳擾動向量，必須同時搜索2K個整數(shù)。因此，本發(fā) 明的示例實施例提出一種用于如公式10中那樣分離與實部對應(yīng)的整數(shù)和與虛部對應(yīng)的整
數(shù)、并且計算ImtW便減小計算復(fù)雜度的方法。
式10]
這里，r和^、以及H6和He由公式11給出 K 當(dāng)分離實部和虛部以便計算在公式10而不是公式5中計算hpt時，獲得相當(dāng)數(shù)量
的計算收益，但是可能出現(xiàn)性能劣化。在這種情況下，當(dāng)滿足公式12的條件時，可以減小性 能劣化。
0 ... 0 ej0K
當(dāng)如在公式13中那樣應(yīng)用移動預(yù)處理時，可以利用公式14來表示公式10
其中，diag()是對角矩陣，其對角線元素是括號內(nèi)的元素。 也就是說，通過控制9 2，. . .，9 K，盡可能地使spanQ^，
span(hl+’...,h:)之間的方向性幾乎正交，使得將公式13導(dǎo)致的損失最小化。 兩個向量空間之間的正交性的代表性標(biāo)準(zhǔn)(criterion)是弦距離 (Chordaldistance)，其由公式 17 定義 這里力的列向量包括印皿^/，...，!^/)的單位正交基向量。也就是說，Q的 列向量彼此正交且大小為1，并且可以通過它們的線性組合而表示span/，...，hK, e+)
的所有向量。同樣，0的列向量包括span (hl e,.",hK 0)的單位正交基向量。這里，可以通過重復(fù)算法來優(yōu)化e 2，...，e K。根據(jù)另一示例實施例，可以通過下面的算法1來優(yōu)化e 2，...，e K。算法1 可以通過上述算法如公式18中那樣來保持正交性。
+ + +h〔eiSpan(hi，e,...,hK,e) & hi,eiSpan(h〔e,...,h^e)[公式 18]也就是說，為了計算相位角e2，...，eK，從實向量空間選擇K個相位角之一并將 其固定(即，將相位角設(shè)為0)，并且確定相位角，使得對應(yīng)于實向量空間的所選相位角的一 個偽逆矩陣與對應(yīng)于虛向量空間的K個相位角的K個偽逆矩陣正交。此外，從虛向量空間 選擇K個相位角之一并將其固定(即，將相位角設(shè)為0)，并且確定相位角，使得對應(yīng)于虛向 量空間的所選相位角的一個偽逆矩陣與對應(yīng)于實向量空間的K個相位角的K個偽逆矩陣正 交(參照公式18)。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳 整數(shù)擾動向量的發(fā)送器的操作。參照圖3，在步驟300中，分離器110使用實數(shù)值表示法來表示發(fā)送信號向量和信 道矩陣的偽逆矩陣。在步驟302，分離器110分離發(fā)送信號向量的實部和虛部以及信道矩陣的偽逆矩 陣的實部和虛部。在步驟304，相位確定單元114確定用于相應(yīng)的K個比特流的相位角0^..，0K, 使得信道矩陣的偽逆矩陣的實向量空間和虛向量空間正交，以便減小當(dāng)分離整數(shù)擾動向量 的實部和虛部時產(chǎn)生的損失。這里，可以通過重復(fù)算法來獲得最佳相位角(參照公式12)。根據(jù)另一示例實施例，為了計算相位角，從實向量空間選擇K個相位角之一并將 其固定(即，將相位角設(shè)為0)，并且確定相位角，使得對應(yīng)于實向量空間的所選相位角的一
13個偽逆矩陣與對應(yīng)于虛向量空間的K個相位角的K個偽逆矩陣正交。此外，從虛向量空間 選擇K個相位角之一并將其固定(即，將相位角設(shè)為0)，并且確定相位角，使得對應(yīng)于虛向 量空間的所選相位角的一個偽逆矩陣與對應(yīng)于實向量空間的K個相位角的K個偽逆矩陣正 交(參照公式18)。在步驟306，移動預(yù)處理器104使用所確定的K個相位角，對信道矩陣的偽逆矩陣 執(zhí)行相位移動(被稱為對角化預(yù)編碼)。在步驟308，擾動向量確定單元112使用信道矩陣的偽逆矩陣的分離的實部和虛 部以及發(fā)送信號向量的分離的實部和虛部確定擾動向量的實數(shù)值和虛數(shù)值。也就是說，擾 動向量確定單元112根據(jù)來自移動預(yù)處理器104的、信道矩陣的偽逆矩陣的分離的實部和 虛部以及發(fā)送信號向量的分離的實部和虛部的相位移動結(jié)果，確定最佳擾動向量(參照公 式7和11)。在步驟310，模預(yù)處理器102接收K個復(fù)數(shù)據(jù)信號(或調(diào)制符號)，并且使用該整 數(shù)擾動向量來擾動發(fā)送信號向量，以便防止由ZF預(yù)處理產(chǎn)生的發(fā)送功率升高的現(xiàn)象(即， 防止信道矩陣的逆矩陣發(fā)散)，并且ZF預(yù)處理器106將發(fā)送信號乘以信道矩陣的偽逆矩陣 并將其輸出。在步驟312，發(fā)送器將在步驟304確定的K個相位角經(jīng)由單播或廣播發(fā)送到相關(guān)用 戶。然后，該過程結(jié)束。圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳 整數(shù)擾動向量的接收器的操作。參照圖4，在步驟400，接收器經(jīng)由接收天線接收數(shù)據(jù)。在步驟402，移動校正器 200_1至200J(消除由發(fā)送器執(zhí)行的移動預(yù)處理對接收信號的影響。換言之，由于已經(jīng)對相 應(yīng)的K個比特流進(jìn)行了相位移動以便減小在發(fā)送器分離信道矩陣的偽逆矩陣的實部和虛 部時產(chǎn)生的系統(tǒng)性能劣化，因此移動校正器對所述相位移動進(jìn)行補(bǔ)償。在步驟404，模校正器204_1至204J(校正由發(fā)送器執(zhí)行的模預(yù)處理的影響。換言 之，由于發(fā)送器將整數(shù)擾動向量加到發(fā)送向量上以防止由ZF預(yù)處理產(chǎn)生的功率升高的現(xiàn) 象，因此接收器通過模運(yùn)算來消除加到發(fā)送向量上的整數(shù)擾動向量。在步驟406，解調(diào)器206_1至206_K將來自已經(jīng)從中消除了所述整數(shù)擾動向量分量 的接收信號向量的相關(guān)比特解調(diào)。在步驟408，接收器接收從發(fā)送器單播或廣播的相位角信息。然后，該過程結(jié)束。如上所述，在多天線系統(tǒng)中使用實數(shù)值表示法來表示信道矩陣的偽逆矩陣和發(fā)送 信號向量，并且分離它們的實部和虛部，使得在確定最佳整數(shù)擾動向量時可以減小復(fù)雜度。 此外，執(zhí)行對角化預(yù)編碼，從而可以使通過分離信道矩陣的偽逆矩陣的實部和虛部以及發(fā) 送信號向量的實部和虛部產(chǎn)生的性能劣化最小化。盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解，可以在其中做出各種形式和細(xì)節(jié)上的改變，而不背離由所附權(quán)利要求限定的本 發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種能夠在多天線系統(tǒng)中使用低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動向量來發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送器，該發(fā)送器包括模預(yù)處理器(102)，被配置為將整數(shù)擾動向量加到發(fā)送信號向量上；移動預(yù)處理器(104)，被配置為使用相位角對信道矩陣的偽逆矩陣進(jìn)行相位移動；以及預(yù)編碼器，被配置為使用信道矩陣的相位移動后的偽逆矩陣來對通過整數(shù)擾動向量擾動的發(fā)送信號向量進(jìn)行預(yù)編碼。
2.一種用于在多天線系統(tǒng)中使用低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動向量來發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，該 方法包括將整數(shù)擾動向量加到發(fā)送信號向量上(310)； 使用相位角對信道矩陣的偽逆矩陣進(jìn)行相位移動(306)；以及 使用信道矩陣的相位移動后的偽逆矩陣來對通過整數(shù)擾動向量擾動的發(fā)送信號向量 進(jìn)行預(yù)編碼(306)。
3.如權(quán)利要求1的發(fā)送器，還包括分離器(110)，被配置為分離信道矩陣的偽逆矩陣的第一信道向量和第二信道向量，并且分離發(fā)送信號向量的實部和虛部；以及擾動向量確定單元(112)，被配置為基于第一公式，通過與分離的第一信道向量以及發(fā)送信號向量的分離的實部結(jié)合、以及與分離的第二信道向量和發(fā)送信號向量的分離的虛部結(jié)合，來獨(dú)立地確定整數(shù)擾動向量的實數(shù)值和虛數(shù)值，所述第一公式被定義為
4.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括分離信道矩陣的偽逆矩陣的第一信道向量和第二信道向量(300)，并且分離發(fā)送信號 向量的實部和虛部(302)；以及基于第二公式，通過與分離的第一信道向量以及發(fā)送信號向量的分離的實部結(jié)合、以 及與分離的第二信道向量和發(fā)送信號向量的分離的虛部結(jié)合，來獨(dú)立地確定整數(shù)擾動向量 的實數(shù)值和虛數(shù)值(308)，所述第二公式被定義為
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)送器和如權(quán)利要求4所述的方法，其中，通過第三公式來定義第一信道向量和第二信道向量 其中，hi+是第一信道向量，;J是第二信道向量，R{}表示實部，I {}表示虛部，[A]T表示矩陣A的轉(zhuǎn)置矩陣，‘是的第i列向量。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器和如權(quán)利要求2所述的方法，其中，通過重復(fù)處理來確定 所述相位角對于
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送器和如權(quán)利要求2所述的方法，其中，基于下式來確定所述 相位角 其中，是相位移動后的第一信道向量，是相位移動后的第二信道向量。
8.一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動向量的接收器，該接收器包括移動校正器(200)，被配置為對接收信號向量執(zhí)行相位補(bǔ)償；模校正器(204)，被配置為通過對相位補(bǔ)償后的接收信號向量執(zhí)行模運(yùn)算來消除整數(shù) 擾動向量分量；以及解調(diào)器(206)，被配置為對來自已經(jīng)從中消除了所述整數(shù)擾動向量分量的接收信號向 量的相關(guān)比特進(jìn)行解調(diào)。
9.一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動向量的方法，該方法包括 對接收信號向量執(zhí)行相位補(bǔ)償(402)；通過對相位補(bǔ)償后的接收信號向量執(zhí)行模運(yùn)算來消除整數(shù)擾動向量分量(404)；以及 對來自已經(jīng)從中消除了所述整數(shù)擾動向量分量的接收信號向量的相關(guān)比特進(jìn)行解調(diào) (406)。
10.如權(quán)利要求8所述的接收器，其中，所述相位補(bǔ)償是針對每個用戶對相位移動的補(bǔ) 償，以允許在信道矩陣的偽逆矩陣中實向量空間和虛向量空間正交。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述相位補(bǔ)償是針對每個用戶對相位移動的補(bǔ) 償，以允許在信道矩陣的偽逆矩陣中實向量空間和虛向量空間正交。
12.如權(quán)利要求10所述的接收器，其中，通過由如下定義的重復(fù)處理來確定用于相位 補(bǔ)償?shù)南辔唤菍τ?br> 13.如權(quán)利要求10所述的接收器，其中，基于第一公式來確定用于相位補(bǔ)償?shù)南辔唤?其中，ju /是相位移動后的第一信道向量，是相位移動后的第二信道向量。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過由如下定義的重復(fù)處理來確定用于相位補(bǔ) 償?shù)南辔唤菍τ趇 = 2:K
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，基于第二公式來確定用于相位補(bǔ)償?shù)南辔唤?其中，h，/是相位移動后的第一信道向量4是相位移動后的第二信道向量。
全文摘要
一種用于在多天線系統(tǒng)中確定低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動向量的裝置和方法。該系統(tǒng)包括發(fā)送器，其在多天線系統(tǒng)中使用低復(fù)雜度的最佳整數(shù)擾動向量來發(fā)送數(shù)據(jù)，該發(fā)送器包括模預(yù)處理器、移動預(yù)處理器和預(yù)編碼器。模預(yù)處理器將整數(shù)擾動向量加到發(fā)送信號向量上。移動預(yù)處理器使用相位角對信道矩陣的偽逆矩陣進(jìn)行相位移動。預(yù)編碼器使用信道矩陣的相位移動后的偽逆矩陣來對通過整數(shù)擾動向量擾動的發(fā)送信號向量進(jìn)行預(yù)編碼。
文檔編號H04B7/08GK101860388SQ20101015526
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者尹淳暎, 樸碩煥, 李寅圭, 李成鎬, 黃瑾喆 申請人:三星電子株式會社