Обнаружение квазимягких результатов по методу максимального правдоподобия для систем с множеством входов и множеством выходов

Обнаружение квазимягких результатов по методу максимального правдоподобия для систем с множеством входов и множеством выходов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем случае к беспроводной связи и, в частности, касается способов обнаружения сигналов в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи стали главным средством, с помощью которого множество людей по всему миру связываются друг с другом. Это произошло в основном благодаря тому обстоятельству, что последние достижения в технологии беспроводной связи значительно улучшили возможности указанных систем для передачи данных, относящихся к речи, видеоданных, пакетных данных, широковещательной передачи, передачи сообщений и предоставлении других услуг, используемых в связи. В частности, что касается систем связи с множеством входов и множеством выходов (MIMO), то в них уделяется повышенное внимание возможностям повышения пропускной способности систем беспроводной связи посредством использования множества антенн для одновременной передачи и приема данных. С использованием системы связи MIMO данные можно разделить на множество потоков, которые можно посылать и принимать одновременно для увеличения пропускной способности системы без значительного расширения используемого спектра или существенного повышения мощности.

В типовых системах связи MIMO данные передаются путем их разделения на потоки, группировки битов в каждом потоке, отображения каждой группы битов на точки созвездия и последующей передачи потоков через множество передающих антенн в виде модулированных несущих сигналов на основе точек созвездия, отображенных для каждого потока. После передачи данные проходят через действующий канал MIMO, после чего результирующие пространственные потоки принимаются в приемнике множеством антенн. Затем стандартные приемники MIMO используют различные способы обнаружения сигнала для получения данных из потоков, принятых приемными антеннами. Один такой способ, а именно обнаружение результатов мягкого решения по методу максимального правдоподобия (SOMLD), позволяет получить ожидаемое значение обнаруженного переданного бита, а также оценить правдоподобие его ожидаемого значения. Стандартные способы SOMLD требуют выполнение цикла по всем точкам созвездия, используемым передатчиком, для каждого переданного потока и определения методики расстояния для каждой точки созвездия с целью оценки правдоподобия каждого бита в потоках. Однако для определения оптимальных методик расстояния в стандартном алгоритме SOMLD потребуется дополнительное выполнение цикла по всем точкам созвездия для всех других потоков, что потребует выполнение циклов по всем возможным комбинациям точек созвездия для всех потоков. Вычислительная сложность этой процедуры растет по экспоненциальному закону, что приводит к неприемлемым затратам для многих приложений, включая приложения, которые могли бы получить преимущества от использования обнаружения результатов мягкого решения. Таким образом, в данной области техники существует потребность в несложных способах, которые смогут обеспечить эффективность обнаружения по методу максимального правдоподобия (MLD) или эффективность по методу квазимаксимального правдоподобия (квази-MLD) при обнаружении результатов жесткого решения или которые смогут обеспечить эффективность SOMLD или эффективность квази-SOMLD при обнаружении результирующих сигналов мягкого решения в системах связи MIMO.

Раскрытие изобретения

Далее в упрощенном виде представлена сущность раскрытых вариантов изобретения для обеспечения их базового понимания. Содержание этого раздела не дает расширенного представления обо всех возможных вариантах изобретения и не предполагает ни идентификацию его ключевых или критических элементов, ни ограничения объема указанных вариантов. Единственной целью этого раздела является представление некоторых концепций раскрытых вариантов в упрощенной форме в качестве введения к более подробному описанию изобретения, приведенному ниже.

Описанные варианты изобретения разрешают вышеупомянутые проблемы, предлагая несложные способы обнаружения по методу максимального правдоподобия в системах связи MIMO, которые выдают метрики расстояния, близкие к оптимальным, для создания результатов мягкого решения. В частности, описанные здесь системы и методики позволяют организовать циклы для всех точек созвездия для одного пространственного потока с целью получения метрик расстояния для каждого потока. Вместо дополнительной организации циклов для всех других потоков в рамках вычислений для конкретного потока значения для других потоков, которые порождают метрики расстояния, близкие к оптимальным, можно оценить, используя канальную матрицу MIMO и субоптимальный алгоритм MIMO, такой как описанное здесь обнаружение на основе списка для каждого потока (PSLD), обнаружение на основе редуцированной решетки (LRD) или алгоритм направленного поиска по М точкам. Повышение эффективности можно получить путем предварительной обработки канальной матрицы MIMO и/или использования улучшенных метрик (EMU), как это описано далее.

Согласно одному варианту здесь описан способ создания результирующих значений мягкого решения для набора переданных пространственных потоков в системе связи с множеством входов и множеством выходов. Способ может содержать выполнение цикла по множеству точек созвездия для соответствующих переданных пространственных потоков с целью оценки значений для других переданных потоков на основе, по меньшей мере частично, субоптимального алгоритма MIMO. Способ может дополнительно содержать определение набора метрик расстояния в виде значений множества точек созвездия для соответствующих переданных пространственных потоков. Вдобавок, способ может содержать создание результатов мягкого решения для соответствующих переданных потоков на основе, по меньшей мере частично, набора метрик расстояния.

Другой вариант относится к устройству беспроводной связи, которое может включать в себя память, хранящую данные, относящиеся к набору принятых потоков, и матрицу, соответствующую каналу, через который передавался набор переданных потоков, соответствующих набору принятых потоков. Устройство беспроводной связи может дополнительно содержать процессор, сконфигурированный для выполнения цикла по одной или нескольким точкам созвездия для соответствующих переданных потоков с целью определения оценочных значений для других переданных потоков и соответствующих метрик расстояния с использованием указанной матрицы и субоптимального алгоритма MIMO и создания результатов мягкого решения для соответствующих переданных потоков в виде логарифмических отношений правдоподобия определенных метрик расстояния.

Еще один вариант относится к устройству, которое обеспечивает несложное обнаружение квазимягких результатов по методу максимального правдоподобия для последовательности переданных потоков. Устройство может содержать средство для выполнения цикла по набору точек созвездия для соответствующих переданных потоков с целью оценки других элементов с использованием субоптимального алгоритма MIMO. Вдобавок, устройство может содержать средство для определения метрик расстояния для соответствующих переданных потоков по набору точек созвездия. Кроме того, устройство может содержать средство для получения результатов мягкого решения для соответствующих битов в переданных потоках на основе определенных метрик расстояния.

Следующий вариант относится к считываемому компьютером носителю, имеющему хранящиеся на нем считываемые компьютером инструкции для создания значений мягкого решения для набора переданных потоков в системе беспроводной связи. Инструкции могут содержать итеративное использование канальной матрицы и субоптимального алгоритма MIMO на наборе возможных точек созвездия для соответствующих переданных потоков в наборе переданных потоков с целью оценки соответствующих значений для других переданных потоков в наборе переданных потоков и определения соответствующих метрик расстояния. Инструкции могут дополнительно включать в себя получение результатов мягкого решения для соответствующих битов в наборе переданных потоков на основе метрик расстояния.

Согласно другому варианту здесь описан процессор, который может исполнять считываемые компьютером для несложного обнаружения результатов мягкого решения в приемнике MIMO. Эти инструкции могут включать в себя выполнение циклов по одной или нескольким точкам созвездия для соответствующих переданных потоков с целью оценки других элементов и определения соответствующих метрик расстояния с использованием субоптимального алгоритма MIMO. Вдобавок, инструкции могут содержать получение результатов мягкого решения путем вычисления логарифмических отношений для соответствующих битов в переданных потоках на основе метрик расстояния.

Дополнительный вариант относится к способу создания результирующих значений мягкого решения для набора переданных пространственных потоков в системе связи. Способ может содержать выполнение цикла по множеству точек созвездия для соответствующих переданных пространственных потоков с целью оценки значений для других переданных потоков на основе, по меньшей мере частично, алгоритма с одним входом и одним выходом (SISO). Способ может дополнительно содержать определение набора метрик расстояния в виде значений множества точек созвездия для соответствующих переданных пространственных потоков. Вдобавок, способ может содержать создание результатов мягкого решения для соответствующих переданных потоков на основе, по меньшей мере частично, набора метрик расстояния.

Для достижения вышеизложенных и родственных целей один или несколько вариантов изобретения содержат признаки, которые подробно описаны далее и конкретно раскрыты в формуле изобретения. В последующем описании и прилагаемых чертежах подробно изложены некоторые иллюстративные варианты раскрытых вариантов изобретения. Однако эти варианты указывают лишь несколько из разнообразных возможных путей использования принципов построения различных вариантов изобретения. Кроме того, предполагается, что раскрытые варианты включают все указанные варианты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - система беспроводной связи с множественным доступом согласно различным изложенным здесь вариантам;

фиг.2 - блок-схема системы беспроводной связи с множеством входов и множеством выходов, которая облегает передачу и прием пространственных потоков данных согласно различным описанным здесь вариантам;

фиг.3 - примерная компонента для обнаружения сигнала, которую можно использовать в системе связи MIMO согласно различным вариантам;

фиг.4 - блок-схема методики несложного обнаружения результатов мягкого решения по методу максимального правдоподобия (квази-SOMLD) в системе связи MIMO;

фиг.5 - блок-схема методики для квази-SOMLD в системе связи MIMO с использованием алгоритма обнаружения на основе списка для каждого потока;

фиг.6 - блок-схема методики для квази-SOMLD в системе связи MIMO с использованием алгоритма обнаружения на основе редуцированной решетки (LRD);

фиг.7 - блок-схема методики для квази-SOMLD в системе связи MIMO с использованием алгоритма направленного поиска по М точкам;

фиг.8 - блок-схема методики для несложного обнаружения результатов мягкого решения в системе связи MIMO с использованием улучшенных метрик;

фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая примерную систему беспроводной связи, в которой могут функционировать один или несколько описанных здесь вариантов изобретения;

фиг.10 - блок-схема системы, которая координирует модуляцию и передачу пространственных потоков данных согласно различным вариантам;

фиг.11 - блок-схема системы, которая координирует прием и обнаружение пространственных потоков данных согласно различным вариантам;

фиг.12 - блок-схема устройства, обеспечивающего обнаружение квазимягких результатов по методу максимального правдоподобия согласно различным вариантам;

фиг.13 - блок-схема устройства, обеспечивающего обнаружение квазимягких результатов по методу максимального правдоподобия посредством предварительной обработки канальной матрицы MIMO и использования субоптимальных алгоритмов MIMO согласно различным вариантам;

фиг.14 - блок-схема устройства, обеспечивающего обнаружение квазимягких результатов по методу максимального правдоподобия с использованием улучшенных метрик согласно различным вариантам.

Осуществление изобретения

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи описываются различные варианты изобретения, в которых одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым или соответствующим элементам на всех чертежах. В последующем описании в целях разъяснения изложены многочисленные конкретные детали, чтобы обеспечить всестороннее представление об одном или нескольких вариантах. Однако очевидно, что такой вариант (варианты) может быть практически воплощен без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в виде блок-схем с целью облегчения описания одного или нескольких вариантов.

Подразумевается, что используемые в этой заявке термины «компонента», «модуль», «система» и т.п. относятся к объекту, имеющему отношение к компьютеру, любым аппаратным средствам, программно-аппаратным средствам, комбинации аппаратных и программных средств, программным средствам или программным средствам, находящимся в процессе исполнения. Например, компонентой может быть не только: процесс, выполняющийся в процессоре; процессор; объект; исполняемый файл; поток управления; программа и/или компьютер. Компонентой, к примеру, может быть как приложение, выполняющееся на компьютерном устройстве, так и само это устройство. Одна или несколько компонент могут находиться в процессе и/или цепочке вычисления, причем компонента может быть локализована на одном компьютере и/или распространена между двумя или более компьютерами. Вдобавок, эти компоненты могут исполняться с различных считываемых компьютером носителей, имеющих хранящиеся на них различные структуры данных. Компоненты могут осуществлять связь друг с другом через локальные и/или удаленные процессы, например, с помощью сигналов, имеющих один или несколько пакетов данных (например, данные из одной компоненты, взаимодействующей с другой компонентой в локальной системе, распределенной системе и/или через сеть, такую как Интернет, с другими системами с помощью упомянутых сигналов).

Кроме того, различные варианты изобретения описаны здесь в соединении с беспроводным терминалом и/или базовой станцией. Беспроводной терминал может относиться к устройству, обеспечивающему речевую связь и/или передачу данных пользователю и обратно. Беспроводный терминал может быть соединен с вычислительным устройством, таким как ноутбук или настольный компьютер, либо может представлять собой автономное устройство, такое как персональный цифровой помощник (PDA). Беспроводный терминал может также называться системой, абонентским блоком, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным объектом, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, пользовательским агентом, пользовательским устройством или пользовательским оборудованием. Беспроводным терминалом может быть абонентская станция, беспроводное устройство, сотовый телефон, телефон PCS (стандарт для персональных видеоконференций), беспроводной телефон, телефон Протокола инициирования сеанса (SIP), станцию беспроводной местной линии (WLL), персональный цифровой помощник (PDA), карманное устройство с возможностями беспроводного соединения или другое обрабатывающее устройство, подсоединенное к беспроводному модему. Базовая станция (например, точка доступа) может относиться к устройству в сети доступа, которое осуществляет связь с беспроводными терминалами через радиоинтерфейс посредством одного или нескольких секторов. Базовая станция может выполнять функцию маршрутизатора между беспроводным терминалом и остальной сетью доступа, которая может включать в себя сеть протокола Интернет (IP), путем преобразования получаемых через радиоинтерфейс кадров в IP пакеты. Базовая станция также координирует управление атрибутами для радиоинтерфейса.

Кроме того, описанные здесь различные варианты или признаки изобретения могут быть реализованы в виде способа, устройства или изделия с использованием стандартных способов программирования и/или проектирования. Подразумевается, что используемый здесь термин «изделие» распространяется на компьютерную программу, доступную с любого считываемого компьютером устройства, носителя или среды. Например, считываемая компьютером среда может включать в себя не только: магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные полосы …), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD) …), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, карта, стик, флэш-память-ключ).

Различные варианты изобретения будут представлены ниже с точки зрения систем, которые могут включать в себя несколько устройств, компонент, модулей и т.п. Следует учесть, что различные системы могут включать в себя дополнительные устройства, компоненты, модули и т.п., и/или могут не включать все устройства, компоненты, модули и т.д., обсуждаемые в связи с прилагаемыми чертежами. Также может быть использована комбинация из указанных подходов.

Вдобавок, хотя различные варианты изобретения представлены здесь в общем случае в контексте систем беспроводной связи, должно быть ясно, что описанные здесь системы и методики можно использовать вместе с любой подходящей системой и/или приложением, которое может использовать проводную и/или беспроводную связь. Например, различные описанные здесь варианты изобретения могут быть использованы в системах MIMO, где применяется стандарт IEEE 802.11n или аналогичный стандарт, приложения многопользовательского обнаружения, многорежимные приложения для волоконной и волоконно-оптической связи, системы связи Ethernet и/или приложения, которые могут работать со скоростью 1G, 10G или другой подходящей скоростью, и/или любые другие подходящие системы или приложения для связи. Кроме того, следует иметь в виду, что все указанные системы и приложения, разумеется, не выходят за рамки объема прилагаемой формулы изобретения.

Обратимся теперь к чертежам, где на фиг.1 показана система беспроводной связи с множественным доступом согласно различным вариантам изобретения. В одном примере точка 100 доступа (AP) включает в себя множество антенных групп. Как показано на фиг.1, одна антенная группа может включать в себя антенны 104 и 106, другая может включать в себя антенны 108 и 110, а следующая - антенны 112 и 114. Хотя на фиг.1 для каждой антенной группы показаны только две антенны, следует учесть, что в каждой из таких антенных группы можно использовать больше или меньше антенн. На другом примере на связи с антеннами 112 и 114 может находиться терминал 116 доступа (АТ), где антенны 112 и 114 передают информацию на терминал 116 доступа по прямой линии 120 связи, а принимают информацию от терминала 116 доступа по обратной линии 118 связи. Вдобавок и/или как альтернативный вариант терминал 122 доступа может быть связан с антеннами 104 и 106, где антенны 104 и 106 передают информацию на терминал 122 доступа по прямой линии 126 связи, а принимают информацию от терминала 122 доступа по обратной линии 124 связи. Согласно одному варианту терминалы 116 и 122 доступа могут иметь множество антенн, с помощью которых между терминалами 116 и 122 доступа и точкой 100 доступа может быть установлена связь с множеством входов и множеством выходов (MIMO) через соответствующие прямые линии 120 и 126 связи и/или обратные линии 118 и 124 связи. Кроме того, в дуплексной системе с частотным разделением каналов (FDD) в линиях 118, 120, 124 и 126 для осуществления связи могут использоваться разные частоты. Например, в прямой линии 120 может использоваться частота, отличная от используемой в обратной линии 118 связи.

Каждую группу антенн и/или зону, в которой они должны обеспечивать связь, можно назвать сектором точки доступа. Согласно одному варианту группы антенн могут быть предназначены для связи с терминалами доступа в секторе зон, покрываемых точкой 100 доступа. При осуществлении связи по прямым линиям 120 и 126 передающие антенны точки 100 доступа могут использовать формирование пучка для улучшения отношения сигнал - шум прямых линий связи для различных терминалов 116 и 122 доступа. Также точка доступа, используя формирование пучка для передачи на терминалы доступа, случайно размещенные по ее области покрытия, вызывает меньше помех в терминалах доступа в соседних сотах, чем точка доступа, осуществляющая передачу на все свои терминалы доступа через одну антенну.

Точка доступа, например, точка 100 доступа может представлять собой фиксированную станцию, используемую для осуществления связи с терминалами, которая также может называться базовой станцией, узлом В и/или другим подходящим термином. Вдобавок, терминал доступа, например, терминал 116 или 122 доступа также может называться мобильным терминалом, пользовательским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, беспроводным терминалом и/или другим подходящим термином.

На фиг.2 представлена блок-схема системы 200 беспроводной связи с множеством входов и множеством выходов (MIMO), которая облегчает передачу и обнаружение пространственных потоков данных согласно различным описанным здесь вариантам. В одном примере система 200 включает в себя точку 210 доступа (AP), которая может осуществлять связь с терминалом 220 доступа (AT). Хотя для краткости в системе 200 показана только одна AP 210 и один AT 220, следует учесть, что система 200 может включать в себя любое количество точек AP и/или терминалов AT. Кроме того, хотя последующее описание в целом относится к передаче от AP 210 к AT 220 (например, связь по прямым линиям 120 и 126), следует учесть, что AP 210 и/или AT 220 могут использовать аналогичные компоненты и способы для связи от AT 220 к AP 210 (например, связь по обратным линиям 118 и 124).

В одном примере AP 210 включает в себя источник 212 данных, который может создавать или иным образом получать данные для передачи на один или несколько терминалов AT 220. Данные от источника 212 данных могут посылаться в кодирующую компоненту 214 для обработки данных для связи с терминалом AT 220 посредством передачи MIMO. В кодирующей компоненте 214 последовательность битов, содержащих данные, подлежащие передаче на терминал AT 220, может быть сгруппирована в пространственные потоки для одновременной передачи передатчиками (TMTR) 216 через антенны 218. Кроме того, кодирующая компонента может модулировать каждый пространственный поток, используя один или несколько способов цифровой модуляции, таких как фазовая манипуляция (PSK), двоичная фазовая манипуляция (BPSK), квадратурная фазовая манипуляция (QPSK), 16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция (16-QAM), 64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция (64-QAM), и/или другой подходящий способ модуляции, благодаря которому биты данных, содержащиеся в каждом потоке, могут отображаться в последовательность модуляционных символов на основе набора точек созвездия. Вдобавок, и/или как альтернативный вариант при разделении пространственного потока по множеству ортогональных поднесущих можно использовать мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов, с тем чтобы можно было модулировать каждую поднесущую по отдельности с использованием одного или нескольких способов модуляции. Затем отображенные модуляционные символы для каждого потока можно подать через ряд из N_T антенн 218 в соответствующе передатчики 216 для связи с терминалом AT 220 в виде модулированных аналоговых сигналов.

В терминале AT 220 рядом N_R приемников (RCVR) 224 может осуществляться прием пространственных потоков, соответствующих сигналам, переданным точкой доступа AP 210 через соответствующие антенны 222. В одном примере N_R-мерный вектор y приема, соответствующий потокам, полученным на терминале AT 220, может быть выражен следующим образом:

y=Hx+n (1)

где H - матрица N_R×N_T, соответствующая действующему каналу MIMO, через который переданные сигналы проходят между AP 210 и AT 220; x - N_T-мерный вектор передачи, соответствующий потокам, переданным от AP 210; и n - N_R-мерный вектор, представляющий аддитивный шум.

В другом примере пространственные потоки, полученные приемниками 224, могут быть направлены в компоненту 226 обнаружения сигнала, которая может использовать потоки, принятые приемниками 224, и информацию о действующем канале MIMO для получения потоков, переданных точкой доступа AP 210. Согласно одному варианту компонента 226 обнаружения сигнала может определить результаты жесткого решения для битов в пространственных потоках, принятых от AP 210, путем определения ожидаемого знака каждого бита. Например, биты, имеющие значение 1, могут быть представлены результатом жесткого решения в виде +1, в то время как биты, имеющие значение 0, могут быть представлены результатом жесткого решения в виде -1. В альтернативном варианте компонента 226 обнаружения сигнала может определить результаты мягкого решения для битов пространственных потоков, принятых от AP 200, путем определения ожидаемого знака каждого бита вдобавок к оценке правдоподобия того, что соответствующий ожидаемый знак для каждого бита обнаружен правильно, например, оценка правдоподобия того, что бит был послан в виде +1 или -1. Согласно другому варианту компонента 226 обнаружения сигнала может обеспечить несложное обнаружение «мягких» результатов путем использования одного или нескольких алгоритмов обнаружения «квазимягких» результатов по методу максимального правдоподобия (квази-SOMLD), описанных ниже. После успешного обнаружения обнаруженные потоки можно подать в приемник 228 данных для их использования терминалом AT 220.

На фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая примерную компоненту 300 для обнаружения сигнала, которую можно использовать в системе связи MIMO согласно различным вариантам. В качестве конкретного примера, но не как ограничение компоненту 300 для обнаружения сигнала можно использовать в системах MIMO, где применяется стандарт IEEE 802.11n или аналогичный стандарт, в приложениях многопользовательского обнаружения, многорежимных волоконных приложениях и/или любых других подходящих системах или приложениях для связи. Кроме того, следует учесть, что компонента 300 обнаружения сигнала может использоваться любым соответствующим сетевым объектом в системе связи MIMO, таким как точка доступа (например, AP 210), терминал доступа (например, AT 220) и/или любой другой подходящий объект. Вдобавок, компонента 300 обнаружения сигнала может быть внутренней по отношении к соответствующему сетевому объекту или внешней, соединенной при этом каналом связи с одним или несколькими связанными сетевыми объектами.

Согласно одному варианту компонента 300 обнаружения сигнала включает в себя компоненту 310 обработки канала MIMO, которая может определить и/или запомнить информацию, относящуюся к действующему каналу MIMO, через который пространственные потоки передаются на сетевой объект (например, AP 210 и/или AT 220). В одном примера компонента 310 обработки канала может представлять канальную информацию в виде канальной матрицы MIMO, которая по своей структуре может быть подобна канальной матрице H MIMO, использованной в уравнении (1). В качестве конкретного примера компонента 310 обработки канала MIMO может получить канальную матрицу MIMO: через процесс обучения на основе, например, заголовков, закрепленных за одним или несколькими пакетами, принятыми компонентой 300 обнаружения сигнала; одним или несколькими способами «слепой» и/или «полуслепой» канальной оценки; и/или другими подходящими способами.

В конкретном примере компонента 310 обработки канала MIMO может выполнять разложение и/или другие подходящие способы предварительной обработки канальной матрицы MIMO до обнаружения сигнала. Однако следует иметь в виду, что предварительная обработка не обязательно должна выполняться компонентой 310 обработки канала MIMO и что компонента 300 обнаружения сигнала может выполнять обнаружение сигнала, используя один или несколько способов, описанных ниже, с или без предварительной обработки, выполняемой компонентой 310 обработки канала MIMO. В качестве дополнительного конкретного примера, но не как ограничение компонента 310 обработки канала MIMO может выполнить предварительную обработку канальной матрицы MIMO путем осуществления QR разложения матрицы. Используя QR разложение, компонента 310 обработки канала MIMO может представить канальную матрицу H MIMO в виде произведения ортогональной матрицы Q и верхнетреугольной матрицы R. После выполнения QR разложения компонента 310 обработки канала MIMO может передать разложенную канальную матрицу QR на одну или несколько подходящих компонент либо вместо них, либо вдобавок в дополнение к необработанной канальной матрице H. В дополнительном примере компонента 310 обработки канала MIMO может непрерывно отслеживать изменения в действующем канале MIMO и в соответствии с изменениями может выполнять корректировку канальной матрицы.

Согласно другому варианту компонента 300 обнаружения сигнала включает в себя компоненту 320 вычисления расстояния. Компонента 320 вычисления расстояния может получить ряд принятых потоков, которые могут приниматься набором приемников (например, приемники 224) и/или другими подходящими компонентами или сетевыми объектами. В альтернативном варианте компонента 320 вычисления расстояния (и/или другие субкомпоненты в компоненте 300 обнаружения сигнала) может принимать входные значения для мягкого решения, соответствующие ряду принятых потоков, на основе которых компонента 300 обнаружения сигнала может обнаружить квазимягкие результаты по критерию максимума апостериорной вероятности (MAP) на основе одного или нескольких алгоритмов обнаружения сигнала, описанных ниже.

В одном примере компонента 320 вычисления расстояния принимает ряд пространственных потоков, соответствующих вектору y приема, использованному в уравнении (1). На основе вектора y приема и канальной матрицы H MIMO, полученной из компоненты 310 обработки канала MIMO, компонента 320 вычисления расстояния может определить расстояния между переданными потоками в векторе x передачи и все возможные комбинации точек созвездия, использованные для модуляции этих потоков (например, кодирующей компонентой 214). Затем эти определенные расстояния могут быть использованы генератором 340 результатов мягкого решения для определения результатов мягкого решения, отражающих ожидаемые значения битов в переданных потоках, а также их соответствующие оценки правдоподобия. Согласно одному варианту результаты мягкого решения, созданные генератором 340 результатов мягкого решения, которые соответствуют обнаруженным потокам, могут затем быть использованы декодером (не показан), который может использовать «внешний код» для дальнейшей обработки потоков. Внешний код, используемый декодером, может иметь возможность исправления ошибок, которая может, например, вводить избыточность с целью повышения качества линий беспроводной связи, направленных на и/или идущих от объекта, использующего компоненту 300 обнаружения сигнала. Кроме того, внешним кодом, используемым декодером, может быть сверточный код, код с малой плотностью проверок на четность (LDPC) и/или другой подходящий тип кода.

В другом примере компонента 320 вычисления расстояния может использовать один или несколько алгоритмов обнаружения квазимягких результатов по методу максимального правдоподобия (квази-SOMLD) путем выполнения цикла по набору точек созвездия, используемых для модуляции переданных потоков, для определения расстояний между переданными потоками и точками созвездия. Эти расстояния можно определить, например, используя такую метрику расстояния, как аппроксимированная l¹-норма, l¹-норма, l²- норма, l^∞ норма и/или другую подходящую метрику расстояния. В стандартном алгоритме жесткого решения MLD вычисление оптимальной метрики расстояния для каждого потока требует выполнения циклов по всем возможным точкам созвездия для всех потоков. Таким образом, в конкретном примере, где использовано N_T переданных потоков, модулированных соответствующим образом с использованием созвездия размера М, стандартный алгоритм MLD потребует вычисления расстояний для возможных комбинаций точек созвездия. В результате вычислительная сложность стандартной процедуры MLD растет по экспоненциальному закону, что делает ее неприемлемой для многих приложений. Для стандартной процедуры MLD можно применить QR разложение, что позволяет получить окончательный объем необходимых вычислений посредством квантования. Однако в указанном алгоритме сохраняется экспоненциальный характер нарастания сложности, когда, например, требуется провести вычислений, где для модуляции N_T передаваемых потоков используется созвездие размера M. Аналогичным образом, алгоритм SOMLD с QR разложением требует выполнение циклов по всем N_T переданным потокам, так чтобы каждый поток можно было представить с окончательной размерностью и найти посредством нарезки, что дает оценку сложности порядка . В отличие от этого компонента 320 вычисления расстояния может вычислять метрики расстояния для переданных потоков по точкам созвездия путем применения способов оценки значений, использованных для вычислений посредством одного или нескольких субоптимальных алгоритмов MIMO, таких как обнаружение на основе списка для каждого потока (PSLD), обнаружение на основе редуцированной решетки (LRD), алгоритм направленного поиска по М точкам и/или другие подходящие алгоритмы, с тем чтобы не было необходимости выполнения цикла по всем возможным точкам созвездия. В результате компонента 320 вычисления расстояния может значительно уменьшить необходимую сложность обнаружения мягких результатов, обеспечивая при этом метрики расстояния, близкие к оптимальным. В дополнительном примере компонента 320 вычисления расстояния может взаимодействовать с компонентой 330 хранения расстояний, которая может запоминать вычисленные метрики расстояния для дальнейшего совершенствования вычисления и использования расстояний компонентной 300 обнаружения сигнала. В качестве конкретного примера компонента 330 хранения расстояний может быть использована для обеспечения улучшенного использования метрик расстояния (UMU), как описано ниже.

Согласно следующему варианту компонента 300 обнаружения сигнала может включать в себя генератор 340 результатов мягкого решения, который может использовать метрики расстояния, найденные для ряда переданных потоков, с целью создания результата мягкого решения, относящихся к ожидаемым значениям и оценкам правдоподобия отдельных битов в переданных потоках. В одном примере генератор 340 результатов мягкого решения может получить метрики расстояния относительно набора точек созвездия для потока x_p в векторе x передачи от компоненты 320 вычисления расстояния и/или компоненты 330 хранения расстояний. На основе этих метрик расстояния можно получить результирующее значение мягкого решения для каждого бита, который представляет x_p, например, путем использования логарифмического отношения правдоподобия (LLR). В одном примере генератор 340 результатов мягкого решения может вычислить аппроксимацию LLR для k-го бита b_k, который представляет x_p, следующим образом:

где d(x_p) - метрика расстояния, принятая от компоненты 320 вычисления расстояния и/или компоненты 330 хранения расстояний, в функции x_p; минимумы ищут по всем значениям (например, всем возможным точкам созвездия) x_p, для которых b_k=0 и b_k=1 соответственно; а σ_n ² обозначает дисперсию адди