用于使用低位模数转换器进行数据检测的设备和方法技术

公开了一种用于检测通过无线信道发送的数据的设备和方法。例如，对于多个接收天线中的每个接收天线，该方法通过ADC将由接收天线接收的模拟信号转换成相应的数字信号，并且对于多个接收天线中的每个接收天线，该方法通过信道变换器对数字信号进行信道变换，以确定数字信号的相应的等效整数表示，并且方法由接收组合器通过接收组合为多个接收天线确定的数字信号的相应的等效整数表示来检测数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用低位模数转换器进行数据检测的设备和方法
本公开描述用于使用低位模数转换器(ADC)执行数据检测的方法和设备。虽然该方法被描述用于检测经过长期演进(LTE)网络的无线信道发送的数据，但是被检测的数据可为使用任何类型的无线网络(例如，3G网络、5G网络等)发送的数据。
技术介绍
可经由不同类型的网络(例如，LTE网络等)提供无线通信服务。任何数量的用户设备(UE)可经由每个基站(例如，eNodeB)通信。随着UE的数量持续增长，对支持数百Gbps的数据速率的需求不断增加求。为了支持高数据速率，需要具有大容量的通信系统。通信系统的容量随着带宽线性增加。支持非常高数据速率的一种方法可为使用超宽带通信系统。例如，超过LTE的无线网络(例如，5G网络)可需要依赖于超宽带系统来传递数百Gbps的数据速率。然而，随着通信系统的带宽增加，需要高速ADC。不幸的是，当采样速率超出100MHz，ADC的能量效率急剧下降。一种提高能量效率的方法是通过使用低分辨率ADC。低分辨率ADC还降低了电路复杂性。如此，对于需要高速采样的应用，使用非常低分辨率ADC的通信系统已经受到越来越多的关注。然而，一旦采用非常低分辨率ADC，通信系统的容量从根本上受量化级别的限制。换句话讲，提供所期望的数据速率，同时满足分辨率和功率要求是具有挑战性的。例如，作为示例，假设使用1比特ADC。然后，正交相移键控(QPSK)调制在信息上对于单输入单输出(SISO)衰落信道是最优的。由此，2比特/秒/赫兹是使用1比特ADC的SISO通信系统的最大频谱效率。用于补偿频谱效率的限制的一种方法是通过使用多个天线。通信系统的频谱效率随着接收天线的数量线性增加。因此，用低分辨率ADC操作的超宽带大规模多输入多输出(MIMO)通信系统具有作为未来网络所选择的通信系统的潜力。大规模MIMO系统可被设计成提供所需要的高容量，同时为能量有效的。高容量可能适合支持未来的蜂窝和WiFi通信网络。然而，用于检测数据的常规MIMO方案被开发用于可表示为线性信道的信道。由此，当使用低分辨率ADC时，用于检测数据的常规MIMO方案是次优的。附图说明可通过结合参考附图阅读随后详细描述和示例更全面理解本公开的教导内容，在附图中：图1示出了用于向无线设备提供服务的无线网络；图2示出了根据本公开的教导的用于对接收信号执行数据检测的设备；图3示出根据本公开的用于检测数据的示例方法的流程图；以及图4示出用于执行在本公开中描述的功能的设备。为了便于阅读，在可能的情况下，相同的附图标记用于指定各种图中共有的元件。具体实施方式本公开涉及用于检测数据的设备和方法。例如，本公开的教导内容可用于使用低位ADC检测数据，其中，数据被发送用于通过无线网络(例如，长期演进(LTE)网络，5G网络等)的通信。如上所述，用于检测数据的常规MIMO方案被开发用于线性信道。这意味着方案基于ADC的输出值与输入值成比例的假设。另外注意到，ADC使用阶梯式量化器对所接收的信号进行量化。阶梯式量化器可为均匀或非均匀量化器。高分辨率量化器可保持ADC的输入和输出值之间的线性关系。低分辨率ADC的使用将MIMO信道从可以表示为线性的信道改变为不再能够表示为线性的信道。换句话说，当使用低分辨率阶梯式量化器时，所得到的MIMO信道不再是线性信道。因此，用于检测为线性信道开发的数据的传统MIMO方案是非常不理想的。本公开涉及一种用于通过用低分辨率ADC解释MIMO信道作为有限域上的线性MIMO信道来检测数据的装置和方法。当ADC使用n位且n为小整数时，该分辨率被称为“低电平分辨率”。例如，n＝1，…，5。图1示出了用于向无线设备提供服务的无线网络100。无线网络包括通过无线信道120进行通信的发送器无线设备110-112和接收器无线设备114-116。例如，发送器无线设备可为用户设备，并且接收器无线设备可为基站。在另一个示例中，发送器无线设备可为基站，并且接收器无线设备可为用户设备。发送器无线设备中的每个可包括任何数量的发射天线。类似地，接收器无线设备中的每个可包括任何数量的接收天线。对于例示性示例，假定无线信道120是MIMO通信系统的信道，并且信道120用于支持Nt个发射天线和Nr个接收天线之间的通信，则通信系统可被称为Nt×NrMIMO系统。例如，4×4MIMO系统可支持4个发射天线和4个接收天线。当Nt等于1且Nr多于1时，通信系统可被称为单输入多输出(SIMO)系统。类似地，当Nr等于1且Nt多于1时，通信系统可被称为多输入单输出(MISO)系统。注意，每个天线可与唯一的无线设备相关联，或者多个天线可与相同无线设备相关联。例如，4×4MIMO系统中的4个发射天线可在相同发送器无线设备上。为了本公开的目的，然后，每个接收器无线设备可包括多达Nr个接收天线。本领域中的普通技术人员认识到本公开的天线可为可用于发送和接收无线信号的收发器的天线。为了清楚，关于传输的方向，使用“接收天线”和“发射天线”描述本公开。不失一般性或添加关于实施方式的限制的情况下，收发器天线的接收器和发送器部分可单独描述。图2示出根据本公开的教导内容的用于对接收的信号执行数据检测的设备200。设备200被包括在上面相对于图1描述的每个接收器无线设备114-116内。设备200包括ADC210、信道变换器220和检测器230。应当注意，检测器230通过组合经由多个接收天线接收的信号，执行数据检测。如此，检测器230也可被称为接收组合器。对于接收器设备的多个接收天线中的每个接收天线，ADC210被配置为将由接收天线接收的模拟信号转换成相应的数字信号。例如，假定由特定接收天线接收的信号的数字等效物被存储在矩阵中。然后，可定义估计的信道矩阵，其中所估计的信道矩阵的每个元素包括由特定接收天线接收的模拟信号的数字等效物。在一个方面，ADC包括1比特ADC。在一个方面，ADC包括P级标量量化器。在一个方面，根据发射功率约束信噪比(SNR)选择P级量化器的步长。在一个方面，P级标量量化器包括锯齿变换。在一个方面，当P级标量量化器是锯齿变换时，锯齿变换可由后接模运算器的标量量化器来实施。在一个方面，接收天线接收的信号包括由任何数量的发射天线发射的信号。对于多个接收天线中的每个接收天线，信道变换器220被配置为对数字信号进行信道变换，以确定数字信号的相应的等效整数表示。例如，对于1比特ADC，信道变换可将AC210的输出变换成等效二进制表示。信道变换基于已知有效信道矩阵。接收组合器230被配置为通过接收组合多个接收天线确定的数字信号的相应的等效整数表示来检测数据。一旦完成接收组合，所检测的数据可被提供到接收器设备的解调器。在一个方面，接收组合包括从多个接收天线中选择接收天线。在一个方面，所选择的接收天线提供具有最高信道容量的子信道。例如，假定存在三个接收天线。然后，存在三个子信道，其中每个子信道与特定接收天线相关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测通过无线信道发送的数据的设备，所述设备包括：/n模数转换(ADC)装置，对于接收器设备的多个接收天线中的每个接收天线，所述模数转换(ADC)装置将由所述接收天线接收的模拟信号转换成相应的数字信号；/n信道变换装置，对于所述多个接收天线中的每个接收天线，所述信道变换装置对所述数字信号进行信道变换，以确定所述数字信号的相应的等效整数表示；以及/n接收组合装置，所述接收组合装置用于通过接收组合所述多个接收天线确定的所述数字信号的所述相应的等效整数表示来检测数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170320 US 15/463,1331.一种用于检测通过无线信道发送的数据的设备，所述设备包括：
模数转换(ADC)装置，对于接收器设备的多个接收天线中的每个接收天线，所述模数转换(ADC)装置将由所述接收天线接收的模拟信号转换成相应的数字信号；
信道变换装置，对于所述多个接收天线中的每个接收天线，所述信道变换装置对所述数字信号进行信道变换，以确定所述数字信号的相应的等效整数表示；以及
接收组合装置，所述接收组合装置用于通过接收组合所述多个接收天线确定的所述数字信号的所述相应的等效整数表示来检测数据。


2.根据权利要求1所述的仪器，其中所述信道变换基于已知有效信道矩阵。


3.根据权利要求1所述的设备，其中所述ADC包括1比特ADC。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述ADC包括P级标量量化器。


5.根据权利要求1所述的设备，其中所述P级标量量化器包括锯齿变换。


6.根据权利要求5所述的设备，其中，当所述P级标量量化器是锯齿变换时，所述锯齿变换由后接模运算器的标量量化器来实施。


7.根据权利要求1所述的设备，其中所检测的数据被提供到所述接收器设备的解调装置。


8.根据权利要求1所述的设备，其中所述接收组合包括从所述多个接收天线当中选择接收天线。


9.根据权利要求8所述的设备，其中所选择的接收天线提供具有最高信道容量的子信道。


10.根据权利要求8所述的设备，其中所选择的接收天线通过确定具有有效噪声的最小熵的所述子信道来识别。


11.根据权利要求1所述的设备，其中所述接收组合包括当使用在空间域上的重复编码时应用多数解码原则。


12.根据权利要求11所述的设备，其中在所述空间域上的所述重复编码用于通过不同的相应的多个子信道将相同数据发送到所述多个接收天线。


13.根据权利要求1所述的设备，其中所述接收组合包括通过识别具有距所述数字信号的所述等效整数表示最小距离的线性分组码来检测所述数据。


14.根据权利要求11所述的设备，其中具有所述最小距离的所述线性分组码的所述识别基于已知有效二进制信道矩阵和发送到所述多个接收天线的所有可能线性分组码的已知集合。


15.根据权利要求1所述的设备，其中所述接收组合包括通过执行流间干扰消除检测所述数据。


16.根据权利要求15所述的设备，其中使用由所述接收器设备已知的有效二进制信道矩阵的逆执行所述流间干扰消除。


17.根据权利要求16所述的设备，其中当发送器...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·李，YS·全，O·奥尔汗，S·塔瓦尔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US