用于为２×２多入多出无线系统中的最大似然检测预测信道质量指数值的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于为２×２多入多出（ＭＩＭＯ）系统中的最大似然（ＭＬ）检测预测信道质量指数（ＣＱＩ）值的方法和系统。根据该系统的一个方面，ＭＩＭＯ通信系统的ＣＱＩ值可以根据计算得到的信道实现矩阵来进行计算，即将该计算得到的信道实现矩阵反向映射为对应的ＣＱＩ值。可以根据计算得到的ＣＱＩ值选择编码率。编码率可以从查找表中选择，其中，计算得到的ＣＱＩ值可以用作查找表的索引。反向映射可以使用一个函数，该函数可以利用径向基函数网络进行计算。根据该系统的另一个方面，可以计算ＭＩＭＯ通信系统的联合互信息值。联合互信息值可以根据香农互信息值和匹配滤波器互信息值进行计算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无线通信。更具体地说，本专利技术涉及用于为2X2多入多出(MIMO) 无线系统中的最大似然(ML)检测预测信道质量指数(CQI)值的方法和系统。
技术介绍
多入多出(MIMO)系统是利用多个发射天线发送信号和/或利用多个接收天线 接收信号的无线通信系统。MIMO系统间的通信基于电气和电子工程师协会(IEEE)中的 规定。接收信号Y的MIMO系统可以根据接收的信号计算信道估算矩阵H。该信号可 以包括由多个信息源生成的信息。每个这样的信息源可以称作空间流。MIMO发送器可以组合空间流以生成一个或多个射频链。或者，每个射频链可 以与一个特定的空间流相对应。一组射频链可以由发送MIMO系统通过多个发射天线同 时发送。由多个发射天线同时发送的信号，这里称作空间流信号，可以表示为发送信号 向量X。包括信号向量X的空间流信号X1G是空间流指数变量)，可以在从发送MIMO 系统到接收MIMO系统的通信媒介途径中传播。该通信媒介的信号传输特征可以由信道 矩阵H表示。接收MIMO系统在接收信号时可以利用多个接收天线。由多个接收天线 同时接收的信号可以表示为接收信号向量R。MIMO通信系统可以用以下方程表示R = HX+N [1]其中R表示多个Nrx接收天线中的每一个接收到的信号的一个列向量Γι、 r2、……、rNnt； X表示多个Ntx发射天线中的每一个发送的信号的一个列向量Xl、 x2>……、xNtx ； H表示包含Nrx行和Ntx列的信道估算矩阵；N表示每个Nrx接收天线 接收的噪声的一个列向量叫、n2、……、ηΝπ 。统计上，通常认为噪声元素Ii1是独立 同分布的复合高斯随机变量。在方程[1]中，每个空间流信号值X1可以由一个或多个比特位bp b2、……、 bMQD(1)表示。包含比特位bp b2、……、bMQD(1)的每个空间流信号值可以称作一个“符 号”。每个符号中的比特位MOD (i)的数量可以根据ΜΙΜΟ发送器中用于生成相应空间 流信号X1的调制类型确定。发送信号向量X的每个值可以表示为包括同时发送的符号集 的集体位(collective bits)。 向量X中表示的总位数是由i = 1、2、……和Nss标识的空 间流的MOD (i)值的总和。比较本专利技术后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊端对于 本领域技术人员来说是显而易见的。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于为2X2多入多出(MIMO)无线系统中的最大似然 (maximum likelihood,简称 ML)检测，预测信道质量指数(channel quality index，简称CQI)值的方法和系统，以下将结合至少一幅附图对其进行详细描述，并在权利要求书中 给出更完整的介绍。本专利技术的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节， 将在以下的说明书和附图中进行详细介绍。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的MIMO收发系统的示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的带ML检测的2X2MIMO通信系统的示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的以SNR的函数表示的示范性SISO通信系统的 PER值的曲线图；图4是根据本专利技术一个实施例的以SNR的函数表示的每个检测的比特位的平均 互信息(average mutual information)的曲线图；图5是根据本专利技术一个实施例的用于利用径向基函数网络生成反向映射函数的 示范性步骤的流程图；图6是根据本专利技术一个实施例的用于利用径向基函数网络进行CQI预测的示范性 步骤的流程图；图7是根据本专利技术一个实施例的用于利用互信息进行CQI预测的示范性步骤的流 程图。具体实施方方程本专利技术涉及一种用于为2X2多入多出(MIMO)无线系统中的最大似然(ML)检 测预测信道质量指数(CQI)值的方法和系统。本专利技术的多个实施例包括用于为MIMO通 信系统预测CQI值的方法和系统。可以由MIMO发送器利用CQI预测来最大化MIMO 发送器发送的信息与MIMO接收器成功接收的信息的比率。在本专利技术的各种实施例中，可以用互信息计算来确定使用ML检测的MIMO接 收系统的信道容量的最小上限。互信息计算可以在MIMO接收器和/或MIMO发送器中 根据计算得到的通信媒介的信道实现矩阵(charaiel realization matrix)来进行。互信息计 算可以由MIMO发送器用来最大化MIMO发送器向MIMO接收器发送信息的比率。图1是根据本专利技术一个实施例的MIMO收发系统的示意图。图1示出了无线收 发站点302和多个天线332a…332η。无线收发站点302是示范性无线通信设备，可以用 作发送器和/或接收器。多个天线332a…332η可以使无线收发站点302通过无线通信媒 介发送和/或接收信号，例如射频(RF)信号。如图1所示的无线收发站点302还可以不 失一般性地描述为包含一个或多个发射天线以及一个或多个接收天线，发射天线与发送 前端(FE) 316相连，接收天线与接收前端(FE) 318相连。示范性无线收发站点包括处理器312、存储器314、编码器313、解码器319、调 制器315、发送FE316、解调器317、接收FE318、发送和接收(T/R)转换开关320和天 线矩阵322。天线矩阵322可以使得在无线收发站点302能选择一个或多个天线332ν 332η来发送和/或接收信号。T/R转换开关320可以使得天线矩阵322与发送FE316或 接收FE318通信相连。在发送FE316可以生成将要通过选定的天线332a…332η发送的信号。编码器313可以从处理器312和/或存储器314接收数据并生成编码的二进制数据。可以利用纠 错编码方法来生成编码的二进制数据，例如二进制卷积编码(BCC)和/或比特位交错。调制器315可以从编码器313接收编码的二进制数 据并根据一个或多个选定的调制类型将编码的二进制数据转换成数据符号。调制器315 可以生成一个或多个空间流以便将数据符号发送给发送FE316。在接收FE318可以对通过选定的天线332a…332η接收的信号进行处理。解调 器317可以从接收FE318接收数据符号并根据一个或多个选定的调制类型生成多个软决策 值。可以将软决策值发送给解码器319。解码器319可以利用软决策值来生成解码的二 进制数据。可以将解码的二进制数据发送给处理器312和/或存储器314。图2是根据本专利技术一个实施例的带ML检测的2Χ2ΜΙΜΟ通信系统的示意图。 图2示出了 MIMO发送器102、MIMO接收器106和通信媒介104。通信媒介104可以 代表例如无线通信媒介。MIMO发送器102可以包括多个快速傅里叶逆变换(IFFT)模块 IlOa和IlOb以及多个天线112a和112b。ΜΙΜΟ接收器106可以包括多个天线126a和 126b、多个快速傅里叶变换(FFT)模块124a和124b以及检测模块122。在本专利技术的一个实施例中，多个IFFT模块IlOa和IlOb中的每一对都可以接收 多个空间流信号对X1和X2中相应的一对。每个空间流信号可以，例如由图1所示的调制 模块315和/或发送和/或接收系统中的其它常用电路生成。这些电路可以包括，例如， 用于从多个空间流的单一输入比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线通信系统中传送信息的方法，其特征在于，包括：　　由使用最大似然检测的多入多出接收系统中的一个或多个处理器和／或电路执行：　　根据通过多个接收天线同时接收的多个空间流信号计算信道实现矩阵；　　根据所述计算得到的信道实现矩阵和反向映射函数计算一个或多个信道质量指数值，其中所述反向映射函数根据单入单出通信系统的一个或多个信噪比值生成；以及　　根据所述计算得到的一个或多个信道质量指数值选择一个或多个编码率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-4-25 61/048,0111.一种用于无线通信系统中传送信息的方法，其特征在于，包括由使用最大似然检测的多入多出接收系统中的一个或多个处理器和/或电路执行根据通过多个接收天线同时接收的多个空间流信号计算信道实现矩阵；根据所述计算得到的信道实现矩阵和反向映射函数计算一个或多个信道质量指数 值，其中所述反向映射函数根据单入单出通信系统的一个或多个信噪比值生成；以及根据所述计算得到的一个或多个信道质量指数值选择一个或多个编码率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括根据所述计算得到的信道实现矩阵 计算一个或多个奇异值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括根据所述计算得到的一个或多个奇 异值计算所述一个或多个信道质量指数值中的至少一个。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括根据所述计算得到的一个或多个信 道质量指数值从查找表中选择所述一个或多个编码率和/或一个或多个调制类型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括为仿真的多入多出接收系统生成多 个仿真信道实现矩阵，其中所述仿真的多入多出接收系统是基于所述多入多出接收系统 的。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，包括根据所述生成的多个信道实现矩阵 和/或一个或多个选定的编码率生成多个仿真空间流信号，其中所述生成的多个仿真空 间流信号由所述仿真的多入多出接收系统接收。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包括计算与所述生成的多个仿真空间流 信号中选定的一个相关的多个误码率统计值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括为所述计算得到的多个误码率统计 值的每一个，从所述一个或多个信噪比值中选择一个相对应的信噪比值。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括为所述计算得到的多个误码率统计 值的每一个，从所述生成的多个仿真信道实现矩阵中识别相对应的一个仿真信道实现矩 阵。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括将所述选定的相应一个或多个信 噪比值中的每一个与所述生成的多个仿真信道实现矩阵中所述相应的一个相关联。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，包括根据所述相关联的所述选定的相 应一个或多个信噪比值中的每一个与所述生成的多个仿真信道实现矩阵中所述相应的一 个生成多个数组。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，包括根据所述生成的多个数组和径向 基函数网络计算方法计算所述反向映射函数。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括通过一个或多个发射天线发送所 述计算得到的一个或多个信道质量指数值和/或所述选定的一个或多个编码率。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括同时接收随后的多个空间流信 号，其中所述接收的随后的多个空间流信号包括基于所述选定的一个或多个编码率编码 的信息。15.—种用于无线通信系统中传送信息的系统，其特征在于，包括用于接收器中的一个或多个电路，所述一个或多个电路用于根据通过多个接收天线同时接收的多个空间流信号计算信道实现矩阵；所述一个或多个电路用于根据所述计算得到的信道实现矩阵和反向映射函数计算一 个或多个信道质量指数值，其中所述反向映射函数根据单入单出通信系统的一个或多个 信噪比值生成；以及所述一个或多个电路用于根据所述计算得到的一个或多个信道质量指数值选择一个 或多个编码率。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述一个或多个电路用于根据所述计 算得到的信道实现矩阵计算一个或多个奇异值。17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述一个或多个电路用...

【专利技术属性】
技术研发人员：西里凯特阿里亚维斯塔库，埃里克奥贾德，郑军，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：发明
国别省市：US