用于多入多出系统的性能抽象方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个方面的实施方式提供一种用于多入多出传输系统中性能抽象的方法。该方法包括：利用信道噪声方差N对信道矩阵H进行归一化，以获得归一化信道矩阵G；对于该多入多出传输系统的两个或更多层中的一层，通过对该归一化信道矩阵G或由列置换而得到的变形进行QR分解来获得对于该层的上三角矩阵R；基于预先构建的参数-性能表格，利用该矩阵R中的各个非零元素作为内插参数执行多维线性内插，确定该多入多出传输系统的该层的性能。根据本发明专利技术的实施方式还提供相应的装置和设备。

【技术实现步骤摘要】
用于多入多出系统的性能抽象方法和装置
本专利技术的实施方式一般涉及通信领域，并且具体地涉及用于多入多出(MIMO)系统的性能抽象方法和装置。
技术介绍
MIMO技术在现代无线系统(诸如，UMTS的长期演进(LTE)、微波存取全球互通(WIMAX)中起到核心作用；而快速跨层调度是提高频谱效率的另一个关键技术。为了设计和评估各种MIMO方案和调度算法，接收机的抽象模型对于性能抽象与精确评估而言是必需的。例如，在系统级仿真时，将在虚拟系统中部署几十个基站(BS)和几千个用户设备(UE)；因此，不可能在空口上对所有的分组数据包(可能是每秒几十万个分组)执行真实的“编码-解码”和“发送-均衡”操作。抽象接收机可以非常快速和精确地模仿真实的“解码”和“均衡”操作，从而使得系统级仿真成为可能。又如，在实际系统中，UE侧使用抽象接收机来估计和预测下行无线信道质量(特别是MIMO信道)，然后将信道质量报告给BS，作为跨层调度的参考权重。抽象均衡器和抽象解码器是抽象接收机的两个最重要的部分。众所周知，BitMI模型可以精确地描述涡轮码解码器(Turbo-Decoder)。经典的MIMO均衡器是最小均方误差(MIMSE)均衡器。对于MIMSE的抽象模型是相当简单和精确的。对于给定的MIMO信道矩阵H和噪声方差N，第l层的信噪比(SNR)可被写为：SNRl＝([(HHH+I·N)-1]l，l)-1；然后SNR可以容易地转换成比特级互信息(BitMI)。相对于MMSE均衡器，MIMO的最大似然均衡器(MLD)以复杂度为代价，可以显著地提高性能；而且随着硬件技术的发展，MLD均衡器在BS和UE二者中都变得可行。建立MLD均衡器的抽象模型可以取得更多的潜在增益。然而，相比于线性的MMSE均衡器，MLD均衡器是非线性的；即使不考虑复杂性，也不容易给出精确的MLD抽象模型。在现有技术的文献中仅仅公开了几种2×2MIMOMLD的抽象模型。例如，在文献IEEE802.16m-08/004r5，IEEE802.16mEvaluationMethodologyDocument中公开了直接计算比特交互信息的每比特平均互信息(MMIB)算法和基于每个接收符号块的比特互信息(RBIR)算法。但是，无论MIMB还是RBIR均被设计为仅能用于在多入多出传输系统的各个层之间采用相同的星座调制(诸如，QPSK+QPSK，16QAM+16QAM)和采用有限几种编码速率的情况。OdedRedlich等人2009年发表的论文“SNREstimationinMaximumLikelihoodDecodedSpatialMultiplexing”，CoRRabs/0909.1209公开一种算法。该方法通过模拟MLD求解过程中的星座点组合操作，计算MLD均衡器下星座点之间的最小欧式距离(MED)来确定MLD的性能。但是，根据该方法所估计的系统性能值与真实的系统性能还是具有较大的偏差(3-6dB)。此外，在文献“APhysicalLayerAbstractionforMaximumLikelihoodDemodulationofMIMOSignals”，RameshR.，KoorapatyH.，Jung-FuCheng，BalachandranK.，VTCSpring2009以及文献“EESMBasedLinkErrorPredictionforAdaptiveMIMO-OFDMSystem”，HaoLiu，LiyuCai，HongweiYang，DongLi，VTC2007-Spring也公开了用于MLD抽象均衡器性能抽象的算法。但是，以上这些现有的算法在覆盖范围和/或自适应性和/或精确性和/或复杂性，甚至是基本原理方面均具有缺陷，从而不能完全取得MLD带来的潜在性能增益。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种新颖的多入多出传输系统中均衡器性能抽象的技术方案，通过基于预先构建的参数-性能表格，以内插参数执行多维线性内插来确定多入多出传输系统的性能。根据本专利技术的一个方面的实施方式，提供一种用于多入多出传输系统中性能抽象的方法。该方法包括：利用信道噪声方差N对信道矩阵H进行归一化，以获得归一化信道矩阵G；对于该多入多出传输系统的两个或更多层中的一层，通过对该归一化信道矩阵G或由列置换而得到的变形进行QR分解来获得对于该层的上三角矩阵R；基于预先构建的参数-性能表格，利用该矩阵R中的各个非零元素作为内插参数执行多维线性内插，确定该多入多出传输系统的该层的性能。根据本专利技术的另一方面的实施方式，提供一种用于多入多出传输系统中性能抽象的装置。该装置包括：用于利用信道噪声方差N对信道矩阵H进行归一化，以获得归一化信道矩阵G的装置；用于对于该多入多出传输系统的两个或更多层中的一层，通过对该归一化信道矩阵G或由列置换而得到的变形进行QR分解来获得对于该层的上三角矩阵R的装置；用于基于预先构建的参数-性能表格，利用该矩阵R中的各个非零元素作为内插参数执行多维线性内插，确定该多入多出传输系统的该层的性能的装置。根据本专利技术的另一方面的实施方式，提供一种用户设备，包括根据本专利技术一个实施方式的用于多入多出传输系统中性能抽象的装置，以及存储器用于存储该预先构建的参数-性能表格。根据本专利技术的另一方面的实施方式，提供一种基站设备，包括根据本专利技术一个实施方式的用于多入多出传输系统中性能抽象的装置，以及存储器用于存储该预先构建的参数-性能表格。根据本专利技术各个实施方式的技术方案，能够获得优异的抽象模型精度，其性能抽象的估算精度可以达到[-0.5，+0.5]dB。通过以离线方式预先构建参数-性能表格，有效地降低了在线处理的计算复杂度。而且，根据本专利技术各个实施方式的技术方案，能够广泛地适应于MIMO传输系统的各种调制方式以及编码速率的组合，而不会降低性能抽象的精度。附图说明结合附图并参考以下详细说明，本专利技术各实施方式的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式。在附图中：图1示出了能够在其中应用根据本专利技术的实施方式的MIMO传输系统的示意图；图2示出了根据本专利技术的一个实施方式的用于多入多出传输系统中性能抽象的方法；图3示出了根据本专利技术的一个实施方式的抽象均衡器的功能框图。具体实施方式图1示出了能够在其中应用根据本专利技术的实施方式的MIMO传输系统的示意图。作为示例，图1示出了2×2的MIMO信道：在基站BS110上的发射天线Tx1上的发射数据分别被用户设备UE120上的Rx1与Rx2收到。同理BS110上的发射天线Tx2也是如此，其发射信号分别被用户设备UE120上的Rx1与Rx2收到。从接收天线的角度，UE120的接收天线Rx1上可以同时收到Tx1与Tx2上发出的信号，同理Rx2也是如此，可以同时收到Tx1与Tx2上发出的信号。上述传输过程可以表达为：其中，r1与r2是接收信号；x1与x2是发送信号；H是信道矩阵；n1和n2是各种噪声与干扰，其噪声方差为N。这样，在接收端并不能直接得到发送信号x1与x2，而需要利用“均衡器”从r1与r2中将x1与x2解出来。在现代通信系统中，为了配合跨层调度和/或系统级仿真，在给定H与N的情况下，需要快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多入多出传输系统中性能抽象的方法，包括：利用信道噪声方差N对信道矩阵H进行归一化，以获得归一化信道矩阵G；对于所述多入多出传输系统的两个或更多层中的一层，通过对所述归一化信道矩阵G或由列置换而得到的G的变形进行QR分解来获得对于该层的上三角矩阵R；基于预先构建的参数?性能表格，利用所述矩阵R中的各个非零元素作为内插参数执行多维线性内插，确定所述多入多出传输系统的该层的性能。

【技术特征摘要】
2012.04.19 US 61/635,7911.一种用于多入多出传输系统中性能抽象的方法，包括：利用信道噪声方差N对信道矩阵H进行归一化，以获得归一化信道矩阵G；对于所述多入多出传输系统的两个或更多层中的一层，通过对所述归一化信道矩阵G或由列置换而得到的G的变形进行QR分解来获得对于该层的上三角矩阵R；基于预先构建的参数-性能表格，利用所述矩阵R中的各个非零元素作为内插参数执行多维线性内插，确定所述多入多出传输系统的该层的性能。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述归一化信道矩阵G为：G＝H/sqrt(N)。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：根据所述多入多出传输系统的所述两个或更多层中各个层的调制方式来选择适合的预先构建的参数-性能表格。4.根据权利要求1-3之任一所述的方法，其中所述多入多出传输系统是2×2多入多出传输系统，并且其中获得所述上三角矩阵R的步骤包括：对于所述2×2多入多出传输系统的第一层，对所述归一化信道矩阵G进行QR分解来获得对于所述第一层的上三角矩阵R1，其中以及其中所述确定所述多入多出传输系统的该层的性能的步骤包括：利用R1中的A1、Br1、Bi1和C1作为内插参数执行多维线性内插，确定所述2×2多入多出传输系统的所述第一层的性能。5.根据权利要求4所述的方法，其中：获得所述上三角矩阵R的步骤还包括：对于所述2×2多入多出传输系统的第二层，对所述归一化信道矩阵G由列置换而得到的变形G’进行QR分解来获得对于所述第二层的上三角矩阵R2，其中以及其中所述确定所述多入多出传输系统的该层的性能的步骤包括：利用R2中的A2、Br2、Bi2和C2作为内插参数执行多维线性内插，确定所述2×2多入多出传输系统的所述第二层的性能。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述预先构建的参数-性能表格是通过大量离线模拟来构建的。7.根据权利要求6所述的方法，其中构建所述预先构建的参数-性能表格包括：针对所述多入多出传输系统的各层所采用的调制方式的任一组合，基于对应于所述内插参数的各个参数在一定取值范围内的选取的多个特定值，来计算相应的性能值。8.根据权利要求7所述的方法，其中利用所述各个参数的对称性降低所述参数-性能表格的尺寸。9.一种用于多入多出传输系统中性能抽象的装置，包括：用于利用信道噪声方差N对信道矩阵H进行归一化，以获得归一化信道矩阵G的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴绍权，朱学庆，姚天翔，刘石，
申请(专利权)人：马维尔国际有限公司，
类型：发明
国别省市：