专利名称：一种MIMO无线通信接收机的带排序Turbo增强方法
技术领域：
本发明涉及一种多天线无线通信传输方法，属于无线通信技术领域。
背景技术：
随着网络技术的发展，人们对接入网络的要求也不断提高，随时随地高速接入因 特网已经成为越来越多的人们的重要需求，无线通信技术是可以满足人们上述需求的主 要支撑技术，因此近年来宽带无线通信技术获得了迅猛发展。频谱效率一直是无线通信 技术的研究重点，近年来基于收发两端采用多天线技术的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,以下简称ΜΙΜΟ)技术以其传统单天线技术所无法达到的频谱效率而受 到广泛关注。MIMO和基于循环前缀(Cyclic Prefix, CP)技术的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)以及单载波频域均衡(Single Carrier with Frequency Domain Equalization, SC-FDE)技术结合出现的 MIM0-0FDM 和 MIM0-SCFDE 成 为未来宽带无线通信物理层传输的主要支撑技术。MIMO利用丰富多径的无线传播环境中不同天线之间信道增益的不相关特性，获得 高信道容量，从而提高整个系统的频谱利用率和可靠性。
图1给出了一个Nt X Nk的窄带MIMO无线通信系统示意图，这里Nt彡Nk，是一个空 分复用无线通信系统，其中各模块的作用如下MIMO发射端处理模块1 产生要传输的信息比特，进行符号映射，射频、中频调制 及基带处理。符号映射是将信源产生的信息比特根据所采用的符号映射方式映射到星座图 对应点上。射频、中频调制及基带处理，是将信号调制到中频上进行中频放大，再做射频调 制，最后将已调信号由天线发射。射频、中频解调及基带处理模块2 将接收天线接收信号的频谱从射频或者中频 上搬移到低频。在解调之前需要用频率同步数据纠正信号传输过程中引起的频偏。线性均衡模块3 用均衡矩阵进行均衡。均衡方式可以选择以下两种均衡方式之 一迫零均衡、最小均方误差均衡。判决输出模块4:根据系统所采用的判决方式，完成信号的判决并输出。图1中Nt表示发射天线数，队表示接收天线数，这里只讨论MIMO系统的基带信号 处理过程。在发端，s &,···,表示符号映射后的一维原始信号，(·)τ表示矩阵或 向量的转置，典型的符号映射方式是各种进制数的QAM和PSK调制，这Nt个调制符号分别 由Nt根发射天线发送，第i根发射天线发送的符号是Si，i = 1,2,…，Ντ;在MIMO通信系 统中，习惯上称一根发射天线发射的信号为一层，不同发射天线对应不同层的发射信号，第 i根发射天线发送的信号称为第i层。设H为MIMO系统的信道矩阵，表示为
权利要求
1.一种MIMO无线通信接收机的带排序Turbo增强方法，其特征是，包括以下步骤(1)缓存MIMO无线通信接收机接收到的基带信号r，从缓存中取出基带信号r并对其 进行线性均衡，对均衡后的各层基带信号进行判决，并由各层判决结果进一步得到各层发 射符号的估计值S = (^1,-,，Nt表示MIMO无线通信系统的发射天线数；(2)计算各层发射符号的估计值的排序指标，并根据计算结果对各层发射符号的估计 值进行排序；(3)根据步骤( 得到的各层发射符号的估计值的排序结果，按排序次序依次对各层 发射符号的估计值进行Turbo增强；对各层发射符号的估计值都进行一次增强称为一轮 Turbo增强，根据对MIMO无线通信接收机性能和复杂性方面的要求，至少进行一轮Turbo增强。
2.根据权利要求1所述MIMO无线通信接收机的带排序Turbo增强方法，其特征 是所述步骤(1)中对均衡后的各层基带信号进行判决，得到各层的判决信息比特；由各 层判决信息比特得到各层发射符号估计值〗=(‘···,的方法是根据各层判决得到 的信息比特，采用与发射端相同的符号映射方式进行符号映射，得到发射符号的估计值
3.根据权利要求1所述MIMO无线通信接收机的带排序Turbo增强方法，其特征是所 述步骤O)中，计算各层发射符号的估计值的排序指标的方法如下当采用ZF均衡时，输出各层发射符号的估计值的排序指标是各层的均衡后信噪比 SNR = CSA^1,-",SM^);其中，第 i 层的排序指标是 SNRi = 1/| (H+)ψ, i = 1,2,…，Nt, (Oi表示矩阵的第i个行向量；当采用匪SE均衡时，输出各层发射符号的估计值的排序指标是各层的 均衡后信号干扰噪声功率比SmR = QSINRl,…，SINR0或者各层的均衡后噪 声抑制系数mH’NSN)；当采用均衡后SINR时，第i层的排序指标是 用均衡后NS时，第i层的排序指标是
4.根据权利要求1所述MIMO无线通信接收机的带排序Turbo增强方法，其特征是所 述步骤O)中，根据计算结果对各层发射符号的估计值进行排序的方法如下选择均衡后信噪比SNR或均衡后信号干扰噪声功率比SINR或均衡后噪声抑制系数 NS作为各层发射符号的估计值的排序指标，对选出的排序指标的各分量进行由小到大排 序，得到&维排序向量k = (A，夂,···，众 )，其中，ki e {1,2,…，NT}, i = 1,2,…，Nt，对于 SNR、SINR 和 NS 分别满足"S^il ^ SNRki S …< SNRki^SINRki < SINRki < …S SINRkf^ NSk <NSk <---<NSk 0kIk2kNT
5.根据权利要求1所述ΜΙΜΟ无线通信接收机的带排序Turbo增强方法，其特征是所 述步骤(3)中，按排序次序依次对各层发射符号的估计值进行一轮Turbo增强的具体方法 如下根据步骤⑴得到的发射符号估计值g和步骤⑵得到的排序向量k = (、k2’…’ kNf)’ 从S中取出第h层以外的其他各层发射符号的估计值，重构MIMO接收机接收到的第Ic1层 以外的其他各层发射信号；重构的具体方法是H,，i e {1,2,…，Ντ}是对MMO接收机 接收到的第i层发射信号的重构信号；
6.根据权利要求1所述MIMO无线通信接收机的带排序Turbo增强方法，其特征是 所述步骤(3)中，按排序次序对各层发射符号的估计值进行多轮Turbo增强的具体方法如 下设置最大Turbo增强的轮数T，一轮Turbo增强后，比较Turbo增强前结果与Turbo增 强后结果是否相同，若不相同，进行下一轮Turbo增强，直至前一轮Turbo增强结果与当前 Turbo增强结果相同或到达Turbo增强的最大设置轮数T，多轮Turbo增强结束。上述方法 是按由小到大的排序次序依次对各层发射符号的估计值进行多轮Turbo增强。
7.根据权利要求6所述MIMO无线通信接收机的Turbo增强方法，其特征是所述最大 Turbo增强的轮数T为2彡T彡NT+2Xlog2 (M)，这里Nt表示MIMO无线通信系统的发射天 线数，M是符号映射进制数。
全文摘要
本发明提供了一种MIMO无线通信接收机的带排序Turbo增强方法，包括以下步骤(1)缓存基带信号r，从缓存中取出基带信号r并对其进行线性均衡，对均衡后的各层基带信号进行判决，并由各层判决结果进一步得到各层发射符号的估计值；(2)计算各层发射符号的估计值的排序指标，并根据计算结果对各层发射符号的估计值进行排序；(3)根据步骤(2)得到的各层发射符号的估计值的排序结果，按排序次序依次对各层发射符号的估计值进行Turbo增强。本发明仅仅增加很少的复杂性，基本保持了原来解相关接收机的结构简单易实现的优点，同时可以使这种解相关接收机的性能得到显著提升，在复杂性和计算量没有很大增加的情况下，可以明显提高MIMO无线通信接收机的性能。
文档编号H04L1/00GK102082628SQ20101055431
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者张青青, 杜岩, 石海龙 申请人:山东大学