專利名稱：迭代的信道和干擾估計(jì)以及解碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信，并且尤其涉及用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中接收機(jī)處，在存在噪聲和干擾時(shí)恢復(fù)數(shù)據(jù)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在無(wú)線通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)通常編碼、交織、并調(diào)制(即，符號(hào)映射)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)來(lái)獲得數(shù)據(jù)符號(hào)，其是對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)。對(duì)于相干系統(tǒng)，所述發(fā)射機(jī)將導(dǎo)頻符號(hào)與所述數(shù)據(jù)符號(hào)復(fù)用，處理所述復(fù)用的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號(hào)以生成調(diào)制信號(hào)，并經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射該信號(hào)。所述信道利用信道響應(yīng)來(lái)使所述發(fā)射信號(hào)失真，并且通過(guò)噪聲和干擾進(jìn)一步惡化所述信號(hào)。
接收機(jī)接收所述發(fā)射信號(hào)并處理所述接收信號(hào)來(lái)獲得接收符號(hào)。對(duì)于相干系統(tǒng)，所述接收機(jī)通常利用所述接收導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)信道響應(yīng)，并且使用所述信道響應(yīng)估計(jì)來(lái)執(zhí)行對(duì)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的相干解調(diào)/檢測(cè)，以獲得已恢復(fù)的數(shù)據(jù)符號(hào)，其是由所述發(fā)射機(jī)發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)的估計(jì)。然后，所述接收機(jī)對(duì)所述已恢復(fù)的數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行符號(hào)解映射、解交織、以及解碼以獲得解碼數(shù)據(jù)，其是由所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的估計(jì)。
在典型的相干無(wú)線系統(tǒng)中，接收機(jī)對(duì)接收導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行一次處理來(lái)獲得信道響應(yīng)估計(jì)，并且還對(duì)接收數(shù)據(jù)符號(hào)執(zhí)行一次相干解調(diào)來(lái)獲得已恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)。然后，根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所使用的編碼和調(diào)制方案，所述接收機(jī)對(duì)所述已恢復(fù)符號(hào)執(zhí)行符號(hào)解映射、解交織以及解碼。噪聲和干擾降低了所述已恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)的質(zhì)量并且影響所述解碼數(shù)據(jù)的可靠性。因此，在本領(lǐng)域中需要用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)處，在存在噪音和干擾時(shí)恢復(fù)數(shù)據(jù)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
這里提供用于解決干擾及提供改進(jìn)的性能的迭代的接收機(jī)處理技術(shù)。這些技術(shù)可用于各種無(wú)線通信系統(tǒng)并且能以各種方式實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于迭代的信道和干擾估計(jì)以及解碼方案，信道增益和干擾被迭代地估計(jì)。對(duì)于該方案，首先獲得信道增益和干擾的先驗(yàn)信息(例如，基于接收導(dǎo)頻符號(hào))。基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)和所述先驗(yàn)信息，導(dǎo)出與接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息。(基于B個(gè)編碼比特獲得每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，其中B取決于所述數(shù)據(jù)符號(hào)所使用的調(diào)制方案)。然后，解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息?；谂c所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息。對(duì)應(yīng)于所有接收數(shù)據(jù)符號(hào)的后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息被組合來(lái)獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的更新信息。該過(guò)程可以被重復(fù)多次迭代，其中所述信道增益和干擾的更新信息被用于為每次后續(xù)迭代導(dǎo)出前向信息。
用信道增益和干擾的聯(lián)合概率分布表示信道增益和干擾的先驗(yàn)信息、后驗(yàn)信息以及更新信息。用接收數(shù)據(jù)符號(hào)的編碼比特的對(duì)數(shù)似然比(LLR)表示前向信息和反饋信息。
在另一個(gè)迭代接收機(jī)處理方案中，干擾被估計(jì)一次并被用于迭代的信道估計(jì)和解碼過(guò)程。這能夠減少所述迭代過(guò)程的各步驟的計(jì)算復(fù)雜度。
對(duì)于所有迭代接收機(jī)處理方案，可以通過(guò)非迭代地估計(jì)信道幅度(例如，基于接收導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號(hào))并僅迭代地估計(jì)信道相位來(lái)減少?gòu)?fù)雜度。為了在使用M進(jìn)制相移鍵控(M-PSK)調(diào)制方案時(shí)進(jìn)一步減少?gòu)?fù)雜度，可以在0到2π/M的范圍內(nèi)估計(jì)信道相位(例如，基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào))。在這種情況下，所述信道增益的先驗(yàn)信息、后驗(yàn)信息和更新信息可以包括對(duì)應(yīng)于M個(gè)不同的信道相位值的M個(gè)分量，其中M遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于在沒(méi)有所述初始信道相位估計(jì)時(shí)需要的分量數(shù)。
本發(fā)明的各個(gè)方面和實(shí)施例在下面進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征和特性將會(huì)變得更加明顯，在整個(gè)附圖中，相似的參考符號(hào)被認(rèn)為相應(yīng)地相同，并且其中圖1示出了跳頻系統(tǒng)的一種傳輸方案；圖2示出了所述跳頻系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)；圖3示出了所述跳頻系統(tǒng)中的接收機(jī)；圖4示出了一個(gè)以圖形舉例說(shuō)明迭代的信道和干擾估計(jì)以及解碼的特納(Tanner)圖；圖5示出了一個(gè)執(zhí)行迭代的信道和干擾估計(jì)以及解碼的過(guò)程；圖6示出了一個(gè)使用干擾估計(jì)來(lái)執(zhí)行迭代的信道估計(jì)以及解碼的過(guò)程；圖7A和7B舉例說(shuō)明了兩種基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)來(lái)估計(jì)信道相位的方法；和圖8示出了一個(gè)使用根據(jù)接收數(shù)據(jù)符號(hào)獲得的信道相位估計(jì)，來(lái)執(zhí)行迭代的信道估計(jì)以及解碼的過(guò)程。
具體實(shí)施例方式
這里使用的“示例性的”一詞意味著“用作一個(gè)實(shí)例、示例和圖例”。這里被描述為“示例性”的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)不必被解釋為相比其他實(shí)施例或設(shè)計(jì)為優(yōu)選或具有優(yōu)勢(shì)。
這里描述的迭代接收機(jī)處理技術(shù)可以用于遭受干擾的各種無(wú)線通信系統(tǒng)。為了清楚，針對(duì)跳頻通信系統(tǒng)來(lái)描述這些技術(shù)，在跳頻通信系統(tǒng)中，在不同時(shí)間間隔的不同頻率子帶上發(fā)射數(shù)據(jù)，所述時(shí)間間隔也被稱為“跳周期”。利用跳頻，數(shù)據(jù)傳輸以偽隨機(jī)方式從子帶跳到子帶。該跳躍提供頻率分集并使得所述數(shù)據(jù)傳輸更好地抵御不利的路徑影響，例如，窄帶干擾、抑制(jamming)、衰落等等。
可以由正交頻分復(fù)用(OFDM)、其它多載波調(diào)制技術(shù)，或一些其它結(jié)構(gòu)提供跳頻系統(tǒng)中的子帶。OFDM是一種能夠有效地將整個(gè)系統(tǒng)帶寬劃分成多個(gè)(NF)正交子帶的調(diào)制技術(shù)。每個(gè)子帶與可以與數(shù)據(jù)一起調(diào)制的各個(gè)子載波相關(guān)聯(lián)。所述子帶通常也被稱為音調(diào)、子載波、箱(bin)、以及頻率信道。
可以由多個(gè)小區(qū)使用一個(gè)跳頻系統(tǒng)，其中，小區(qū)通常指的是基站和/或它的覆蓋區(qū)域。每個(gè)小區(qū)可以同時(shí)支持多個(gè)用戶。對(duì)于給定的小區(qū)，使用分配給所述用戶的指定跳頻(FH)序列來(lái)發(fā)射該小區(qū)中每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)。所述FH序列指示每個(gè)跳周期中用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹付ㄗ訋??？梢允褂貌煌腇H序列來(lái)同時(shí)發(fā)送多個(gè)用戶的多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸。這些FH序列被定義為相互正交，從而在每個(gè)跳周期中只有一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸使用每個(gè)子帶。通過(guò)使用正交FH序列，相同小區(qū)中的多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)傳輸彼此不會(huì)干擾，同時(shí)獲益于頻率分集。然而，典型地，這些用戶經(jīng)受來(lái)自其他小區(qū)中的用戶的小區(qū)間干擾。因?yàn)樵诓煌奶S中可以觀察到不同的干擾用戶，所以由給定的用戶觀察到的干擾從一跳到另一跳時(shí)會(huì)變化。
圖1示出了一個(gè)用于跳頻通信系統(tǒng)的示例性的傳輸方案100。圖1在頻率-時(shí)間平面上示出了導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)傳輸，其中縱軸代表頻率并且橫軸代表時(shí)間。對(duì)于該例子，NF＝8并且八個(gè)子帶被分配索引1到8。可以定義多至八個(gè)業(yè)務(wù)信道，由此，在每個(gè)跳周期中，每個(gè)業(yè)務(wù)信道使用所述八個(gè)子帶中之一。跳周期是在給定子帶上花費(fèi)的時(shí)間持續(xù)周期并可被定義成等于NH個(gè)OFDM符號(hào)的持續(xù)周期，其中NH≥1。
每個(gè)業(yè)務(wù)信道與不同的FH序列相關(guān)聯(lián)，用FH函數(shù)f(k，T)生成對(duì)應(yīng)于所有業(yè)務(wù)信道的所述FH序列，其中k表示業(yè)務(wù)信道數(shù)并且T表示系統(tǒng)時(shí)間，該系統(tǒng)時(shí)間以跳周期為單位給出。對(duì)于所述FH函數(shù)f(k，T)，采用k的NF個(gè)不同值生成NF個(gè)不同F(xiàn)H序列。對(duì)應(yīng)于每個(gè)業(yè)務(wù)信道的FH序列表明在每個(gè)跳周期中用于該業(yè)務(wù)信道的特定子帶。為了清楚，圖1示出了用于一個(gè)業(yè)務(wù)信道的子帶。該業(yè)務(wù)信道以由它的FH序列確定的偽隨機(jī)方式，從子帶跳到子帶。
對(duì)于傳輸方案100，在每個(gè)跳周期中，以與ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)(以雜亂框示出)時(shí)分復(fù)用(TDM)方式發(fā)射NP個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)(以實(shí)線框示出)。通常，NP≥1，ND≤1，且NP+ND＝NH。典型地，NP是允許接收機(jī)在每個(gè)跳周期中充分地估計(jì)信道響應(yīng)的足夠的導(dǎo)頻符號(hào)數(shù)。
圖2示出了跳頻系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)200的方框圖。發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器220接收來(lái)自數(shù)據(jù)源210的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和來(lái)自控制器250的控制數(shù)據(jù)。在TX數(shù)據(jù)處理器220內(nèi)，編碼器222按照選定的編碼方案(例如，卷積編碼、低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼、Turbo碼、分組編碼等等)來(lái)編碼所述業(yè)務(wù)和控制數(shù)據(jù)以獲得編碼數(shù)據(jù)。所述編碼增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｐ诺澜豢椘?24交織(即，重排序)所述編碼數(shù)據(jù)以獲得交織數(shù)據(jù)。所述交織為所述編碼數(shù)據(jù)提供分集。然后，符號(hào)映射單元226按照選定的調(diào)制方案來(lái)符號(hào)映射(即，調(diào)制)所述交織數(shù)據(jù)以獲得數(shù)據(jù)符號(hào)。所選的調(diào)制方案可以是M-PSK(例如，BPSK或QPSK)、M進(jìn)制正交幅度調(diào)制(M-QAM)，或一些其它調(diào)制方案。所述符號(hào)映射可以通過(guò)(1)分組多個(gè)具有B個(gè)交織比特的集合以形成B-比特二進(jìn)制值，其中B≥1并且2B＝M，并且(2)將每個(gè)B-比特二進(jìn)制值映射為對(duì)應(yīng)于所選的調(diào)制方案的信號(hào)星座圖中的一點(diǎn)來(lái)執(zhí)行。每個(gè)映射的信號(hào)點(diǎn)是一個(gè)復(fù)值并且對(duì)應(yīng)于一個(gè)調(diào)制符號(hào)(即，數(shù)據(jù)符號(hào))。符號(hào)映射單元226將數(shù)據(jù)符號(hào)流提供給OFDM調(diào)制器230。
OFDM調(diào)制器230對(duì)數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號(hào)執(zhí)行跳頻和OFDM調(diào)制。在OFDM調(diào)制器230內(nèi)，TX FH處理器232接收所述數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號(hào)，并且在每個(gè)跳周期內(nèi)在正確的子帶上(并以正確的順序)提供這些符號(hào)，如來(lái)自控制器250的FH序列所指示。所述數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號(hào)以由FH序列確定的偽隨機(jī)方式，動(dòng)態(tài)地從子帶跳到子帶。對(duì)于每個(gè)OFDM符號(hào)周期，TX FH處理器232為NF個(gè)子帶提供NF個(gè)“發(fā)射”符號(hào)。這些NF個(gè)發(fā)射符號(hào)由用于數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻傳輸?shù)拿總€(gè)子帶的一個(gè)數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)及不用于數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻傳輸?shù)拿總€(gè)子帶的一個(gè)零信號(hào)值組成。
快速傅立葉逆變換(IFFT)單元234接收每個(gè)OFDM符號(hào)周期的所述NF個(gè)發(fā)射符號(hào)，對(duì)該NF個(gè)發(fā)射符號(hào)執(zhí)行NF點(diǎn)快速傅立葉逆變換、并且提供包括NF個(gè)時(shí)域碼片的相應(yīng)的“變換后的”符號(hào)。每個(gè)碼片是將在一個(gè)碼片周期中發(fā)射的復(fù)值，其中，碼片速率通常由系統(tǒng)帶寬確定。循環(huán)前綴生成器236接收每個(gè)變換后符號(hào)的所述NF個(gè)碼片，并重復(fù)所述變換后符號(hào)的一部分以形成包括NF+Ncp個(gè)碼片的OFDM符號(hào)，其中Ncp是被重復(fù)的碼片數(shù)。所重復(fù)的部分通常被稱為循環(huán)前綴并被用于抵抗由色散無(wú)線信道(例如，具有時(shí)間延遲擴(kuò)展的無(wú)線信道)引起的符號(hào)間干擾(ISI)。OFDM符號(hào)周期是一個(gè)OFDM符號(hào)的持續(xù)周期，其是NF+Ncp個(gè)碼片周期。循環(huán)前綴生成器236提供OFDM符號(hào)流。發(fā)射機(jī)單元(TMTR)242調(diào)整(例如，變換為模擬信號(hào)、濾波、放大、及上變頻)所述OFDM符號(hào)流以生成調(diào)制符號(hào)，其從天線244發(fā)射。
圖3示出了跳頻系統(tǒng)中的接收機(jī)300的方框圖。天線312接收由發(fā)射機(jī)200發(fā)射的調(diào)制信號(hào)并且將該接收信號(hào)提供給接收機(jī)單元(RCVR)314。接收機(jī)單元314調(diào)整(例如，下變頻、濾波及放大)所述接收信號(hào)并且進(jìn)一步數(shù)字化所述調(diào)整后的信號(hào)以獲得采樣流，其被提供給OFDM解調(diào)器320。
在OFDM解調(diào)器320內(nèi)，循環(huán)前綴去除單元322接收所述采樣流，去除附加在每個(gè)接收OFDM符號(hào)上的所述循環(huán)前綴，并提供包括NF個(gè)采樣的相應(yīng)的接收的變換后符號(hào)。FFT單元324對(duì)每個(gè)接收的變換后符號(hào)的所述NF個(gè)采樣執(zhí)行NF點(diǎn)FFT，以獲得該變換后符號(hào)的對(duì)應(yīng)于NF個(gè)子帶的NF個(gè)接收符號(hào)。RX FH處理器/解復(fù)用器326獲得每個(gè)OFDM符號(hào)周期的NF個(gè)接收符號(hào)，并提供來(lái)自正確子帶的接收符號(hào)作為該OFDM符號(hào)周期的接收數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)。所述正確的子帶由來(lái)自控制器350的FH序列確定。接收機(jī)300端的RX FH處理器326所使用的FH序列與發(fā)射機(jī)200端的TX FH處理器232所使用的FH序列相同并且同步。RX FH處理器326與TX FH處理器232一致地操作，并將來(lái)自正確子帶的接收數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)流提供給接收(RX)數(shù)據(jù)處理器330。
RX數(shù)據(jù)處理器330對(duì)所述接收數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號(hào)執(zhí)行迭代接收機(jī)處理以獲得解碼數(shù)據(jù)。對(duì)于圖3中示出的實(shí)施例，RX數(shù)據(jù)處理器330包括按如下描述操作的信道和干擾估計(jì)器332、檢測(cè)器334、信道解交織器336、解碼器340和信道交織器342。RX數(shù)據(jù)處理器330將所述解碼數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)宿348和/或控制器350。
控制器250和350分別導(dǎo)引發(fā)射機(jī)200和接收機(jī)300端的操作。存儲(chǔ)器單元252和352分別存儲(chǔ)存儲(chǔ)器250和350所使用的程序代碼和數(shù)據(jù)。
用于所述跳頻系統(tǒng)的模型可以表示為rk(m)＝sk(m)·hk(m)+nk(m)， 等式(1)＝sk(m)·ak(m)jθk(m)+nk(m)，其中，sk(m)是在符號(hào)周期m內(nèi)，在子帶k上發(fā)射的數(shù)據(jù)或?qū)ьl符號(hào)；hk(m)是在符號(hào)周期m內(nèi)子帶k的復(fù)信道增益，其能被分解成信道幅度ak(m)和信道相位θk(m)；rk(m)是在符號(hào)周期m內(nèi)，在子帶k上接收的數(shù)據(jù)或?qū)ьl符號(hào)；以及nk(m)是在符號(hào)周期m內(nèi)，在子帶k上接收的噪聲和干擾。
為了簡(jiǎn)單，假設(shè)接收機(jī)己知信道幅度ak(m)＝|hk(m)|，并且只需估計(jì)所述信道相位θk(m)。對(duì)于例如M-PSK的恒定能量調(diào)制方案，可以對(duì)在每個(gè)跳周期內(nèi)接收的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號(hào)的幅度進(jìn)行平均，以獲得該跳周期的信道幅度ak(m)的合理的準(zhǔn)確估計(jì)。因此，在下面的描述中，信道增益可以僅由信道相位來(lái)充分地表征。(但是，所述圖示出了所述信道增益是具有未知幅度和相位的復(fù)數(shù)值的更通常的情況)。
所述接收機(jī)可以利用非迭代或迭代接收機(jī)處理來(lái)恢復(fù)所述發(fā)射數(shù)據(jù)。對(duì)于非迭代方案，基于接收導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)信道響應(yīng)，并且用所述信道響應(yīng)估計(jì)來(lái)相干解調(diào)或“檢測(cè)”所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)rk(m)，以獲得已恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)k(m)其是發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)sk(m)的估計(jì)。對(duì)于所述非迭代方案，執(zhí)行一次檢測(cè)。然后解交織并解碼所述已恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)，以獲得解碼數(shù)據(jù)。對(duì)于迭代方案，多次迭代地執(zhí)行所述信道估計(jì)、檢測(cè)以及解碼。所述迭代方案利用編碼方案的糾錯(cuò)能力以提供改進(jìn)的性能。如下所述，這可以通過(guò)為多次迭代在信道估計(jì)器、檢測(cè)器、及解碼器之間迭代地傳遞信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖4示出了以圖形舉例說(shuō)明迭代信道和干擾估計(jì)以及解碼方案的Tanner圖400。對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)塊執(zhí)行迭代的接收機(jī)處理，該數(shù)據(jù)符號(hào)塊通常可以包括任意數(shù)目的數(shù)據(jù)符號(hào)。為了清楚，下面針對(duì)一個(gè)跳周期的ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的塊描述迭代的接收機(jī)處理。該ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)由NB個(gè)編碼比特構(gòu)成，其中，NB＝B·ND。
Tanner圖400包括信道和干擾估計(jì)節(jié)點(diǎn)410、用于塊中ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的從420a到420n的ND個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、信道解交織器336、信道交織器342、解碼器340、以及用于所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的從440a到440n的ND個(gè)估計(jì)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)410通過(guò)各自的鏈路412耦合到每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420，并且通過(guò)各自的鏈路442耦合到每個(gè)估計(jì)節(jié)點(diǎn)440。每條鏈路412和442傳送關(guān)于與該鏈路相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)符號(hào)的信道增益和干擾的信息。每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420通過(guò)B條鏈路422耦合到信道解交織器336，并且每個(gè)估計(jì)節(jié)點(diǎn)440通過(guò)B條鏈路436耦合到信道交織器342。解碼器340通過(guò)NB條鏈路426耦合到信道解交織器336并且通過(guò)NB條鏈路432耦合到信道交織器342。每條鏈路422、426、432和436傳送與該鏈路相關(guān)聯(lián)的編碼比特的信息(沿由所述鏈路指示的方向)。典型地，每個(gè)編碼比特的所述信息是對(duì)數(shù)似然比(LLR)的形式，其表明所述編碼比特是一(“1”)或零(“0”)的可能。
對(duì)于第一次迭代，基于接收導(dǎo)頻符號(hào)，節(jié)點(diǎn)410獲得信道增益的估計(jì)。如果信道幅度是已知的，則節(jié)點(diǎn)410只估計(jì)信道相位?；谒鼋邮諏?dǎo)頻符號(hào)，節(jié)點(diǎn)410還估計(jì)通過(guò)接收數(shù)據(jù)符號(hào)觀察到的干擾。通過(guò)鏈路412，節(jié)點(diǎn)410向每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420提供信道相位和干擾的“先驗(yàn)”信息。
每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420獲得各自的接收數(shù)據(jù)符號(hào)rk(n)并從節(jié)點(diǎn)410獲得所述信道相位和干擾的先驗(yàn)信息?；谒鼋邮諗?shù)據(jù)符號(hào)rk(n)和所述信道相位及干擾的先驗(yàn)信息，每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420為組成它的數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特中的每一個(gè)計(jì)算LLR。每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420通過(guò)鏈路422向信息解交織器336提供所述B個(gè)編碼比特的B個(gè)“前向”LLR。信道解交織器336以與在發(fā)射機(jī)端執(zhí)行的交織互補(bǔ)的方式解交織所有NB個(gè)編碼比特的前向LLR，并且將解交織后的前向LLR提供給解碼器340。
解碼器340按照發(fā)射機(jī)使用的編碼方案來(lái)解碼所述NB個(gè)編碼比特的解交織后的前向LLR。例如，(1)如果發(fā)射機(jī)使用卷積碼，則解碼器340可以執(zhí)行最大后驗(yàn)(MAP)算法或軟輸出維特比(SOV)算法或(2)如果發(fā)射機(jī)使用Turbo或LDPC碼，解碼器340可以執(zhí)行Turbo/LDPC解碼器。解碼器340通過(guò)鏈路432向信道交織器342提供所述NB個(gè)編碼比特的反饋LLR，所述反饋LLR是這些比特的更新LLR。信道交織器342以與在發(fā)射機(jī)端執(zhí)行的交織同樣的方式交織所述反饋LLR，并且通過(guò)鏈路436向估計(jì)節(jié)點(diǎn)440提供交織后的反饋LLR。
每個(gè)估計(jì)節(jié)點(diǎn)440獲得各自的接收數(shù)據(jù)符號(hào)rk(n)以及來(lái)自信道交織器342的所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的交織后的反饋LLR。基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)rk(n)和所述反饋LLR，每個(gè)估計(jì)節(jié)點(diǎn)440為它的數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)出信道相位和干擾的“后驗(yàn)”信息，并且通過(guò)鏈路442向節(jié)點(diǎn)410提供該后驗(yàn)信息。
節(jié)點(diǎn)410組合所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息和來(lái)自估計(jì)節(jié)點(diǎn)440的信道相位和干擾的后驗(yàn)信息，以為每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)獲得信道增益和干擾的更新信息。節(jié)點(diǎn)410向每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420提供所述信道相位和干擾的更新信息。然后，以與第一次迭代相似的方式執(zhí)行第二次迭代的檢測(cè)和解碼，以及信道增益和干擾的更新信息。
在圖4中，每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420導(dǎo)出并提供對(duì)應(yīng)于各自接收數(shù)據(jù)符號(hào)的編碼比特的“前向”信息，并且解碼器340導(dǎo)出并提供每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的“反饋”信息。典型地，所述前向和反饋信息以LLR的形式給出，但是也可以以其它形式給出。
圖5示出了用于執(zhí)行迭代的信道和干擾估計(jì)以及解碼的過(guò)程500的流程圖。
在步驟510，基于接收導(dǎo)頻符號(hào)，獲得信道相位和干擾的先驗(yàn)信息。步驟510由圖4中節(jié)點(diǎn)410執(zhí)行。此外，假設(shè)信道幅度是已知的并且只估計(jì)信道相位。對(duì)于所述導(dǎo)頻符號(hào)，規(guī)范的信道觀測(cè)可以表示為h＝a·ejθ+n等式(2)其中，假設(shè)對(duì)于塊中的所有ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，信道增益a和信道相位θ是常數(shù)，并且假設(shè)噪聲和干擾n是具有零均值和方差N0的復(fù)高斯隨機(jī)變量。
信道相位和干擾的先驗(yàn)信息被給出為信道相位θ和干擾功率I的聯(lián)合概率分布。為了簡(jiǎn)單，所述信道相位θ被量化為L(zhǎng)個(gè)可能的值并且以2π/L的整數(shù)倍給出。同樣，所述干擾功率I被量化為Q個(gè)可能值。所述θ與I的聯(lián)合概率分布可看作為三維圖(3-D)，其中x軸代表信道相位θ，y軸代表干擾功率I，以及z軸代表在給定特定的接收導(dǎo)頻符號(hào)時(shí)，特定的信道相位θ0和特定的干擾功率I0的聯(lián)合概率。所述θ與I的聯(lián)合概率分布可以表示為Pr(θ=θ0,I=I0|p~)=Pr(θ=θ0,I=I0)·Pr(p~|θ=θ0,I=I0)Pr(p~)]]>∝Pr(I=I0)Pr(p~|θ=θ0,I=I0),]]>=Pr(I=I0)1πI0exp(-|p~-p·a·ejθ0|2I0)]]>等式(3)其中， 是接收導(dǎo)頻符號(hào)，并且p是實(shí)際導(dǎo)頻符號(hào)；Pr(θ=θ0,I=I0|p~)]]>是θ與I的聯(lián)合概率分布，其給出了在給定接收導(dǎo)頻符號(hào) 時(shí)，信道相位等于θ0以及干擾功率等于I0的概率；Pr(θ＝θ0，I＝I0)是θ與I的先驗(yàn)聯(lián)合概率分布，其給出了信道相位等于θ0以及干擾功率等于I0的概率；Pr(p~|θ=θ0,I=I0)]]>是一個(gè)概率分布(基于一個(gè)通信信道模型獲得的，例如，高斯模型)；其給出了對(duì)于給定的信道相位θ0以及干擾功率I0，獲得接收導(dǎo)頻符號(hào) 的概率； 是獲得 的給定值的概率；以及Pr(I＝I0)是I的先驗(yàn)概率分布，其給出了干擾功率等于I0的概率。
基于貝葉斯準(zhǔn)則獲得等式集(3)中的第一種表示。在信道相位θ的不同值是先驗(yàn)等概率的假設(shè)前提下獲得等式集(3)中的第二種表示，從而Pr(θ＝θ0)是常數(shù)并可以被省略。基于噪聲和干擾是具有零均值和方差I(lǐng)0的復(fù)高斯隨機(jī)變量的假設(shè)，來(lái)獲得等式集(3)中的第三種表示。等式集(3)省略了歸一化因子，該因子可以通過(guò)應(yīng)用概率分布函數(shù)(pdf)在其域中積分為一的限制來(lái)計(jì)算。
如等式集(3)所示，為每個(gè)接收導(dǎo)頻符號(hào)獲得一個(gè)θ與I的聯(lián)合概率分布。如果得到多個(gè)接收導(dǎo)頻符號(hào)，那么就會(huì)對(duì)這些符號(hào)獲得多個(gè)θ與I的聯(lián)合概率分布，并且將它們組合以獲得一個(gè)對(duì)應(yīng)于所有接收導(dǎo)頻符號(hào)的θ與I的總的或復(fù)合聯(lián)合概率分布。步驟510提供了一個(gè)被所有ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)使用的θ與I的聯(lián)合概率分布。該聯(lián)合概率分布包含對(duì)應(yīng)于L個(gè)不同的信道相位值和Q個(gè)不同的干擾功率值的L·Q個(gè)概率值，其可以被看作為相對(duì)于θ和I的概率的三維圖。該聯(lián)合概率分布表示基于所述接收導(dǎo)頻符號(hào)獲得的信道相位和干擾的先驗(yàn)信息。
可以在對(duì)數(shù)域中表示聯(lián)合分布Pr(θ=θ0,I=I0|p~)]]>的概率以簡(jiǎn)化隨后的計(jì)算。這類似于使用對(duì)數(shù)似然比(LLR)來(lái)表示單個(gè)編碼比特的概率分布。使用所述概率的對(duì)數(shù)域表示，這避免了需要計(jì)算等式集(3)的第三種表示中的外指數(shù)(outer exponential)。
基于先驗(yàn)獨(dú)立的兩個(gè)變量θ和I來(lái)獲得θ與I的聯(lián)合概率分布。因此，該聯(lián)合分布是θ的分布和I的分布的乘積分布。假設(shè)θ的分布是均勻的?？梢砸愿鞣N方式導(dǎo)出I的分布(即，干擾功率分布)。在一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)在Q個(gè)值上所述干擾功率是均勻的。在另一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)所述干擾功率具有如高斯分布或?qū)?shù)正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)分布。在又一個(gè)實(shí)施例中，基于網(wǎng)絡(luò)級(jí)計(jì)算仿真、實(shí)驗(yàn)測(cè)量、或通過(guò)其他方法來(lái)獲得所述干擾功率分布。
在步驟520中，基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)和對(duì)應(yīng)于該符號(hào)的θ與I的聯(lián)合概率分布，來(lái)計(jì)算每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的前向LLR。步驟520由圖4中的每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420執(zhí)行?？梢苑謨刹綀?zhí)行每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420的所述前向LLR計(jì)算。在第一步，基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)r和θ與I的聯(lián)合概率分布，計(jì)算發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)x值的后驗(yàn)分布。數(shù)據(jù)符號(hào)可以取M＝2B個(gè)可能值之一。該后驗(yàn)分布表明了在給定接收數(shù)據(jù)符號(hào)r和θ與I的聯(lián)合概率分布時(shí)，每個(gè)x的M個(gè)可能值的概率。在給定r時(shí)的x的后驗(yàn)分布可以表示為
Pr(x=x0|r)∝Pr(r|x=x0),]]>=Σi=1LΣj=1QPr(θ=θi,I=Ij)·Pr(r|x=x0,θ=θi,I=Ij),]]>等式(4)其中，x是數(shù)據(jù)符號(hào)值并且可以取M個(gè)可能值；Pr(x＝x0|r)是在給定r時(shí)的x的后驗(yàn)分布，其給出在給定接收數(shù)據(jù)符號(hào)r時(shí)，數(shù)據(jù)符號(hào)值等于x0的概率；Pr(r|x＝x0)是給出在給定數(shù)據(jù)符號(hào)值等于x0時(shí)獲得接收數(shù)據(jù)符號(hào)r的概率的分布；Pr(θ＝θi，I＝Ij)是來(lái)自信道和干擾估計(jì)的θ與I的聯(lián)合概率分布；以及Pr(r|x＝x0，θ＝θi，I＝Ij)是具有均值x0aejθj和方差I(lǐng)j的復(fù)高斯分布。
給定r時(shí)的x的所述后驗(yàn)分布Pr(x＝x0|r)可被看成為包括對(duì)應(yīng)于接收數(shù)據(jù)符號(hào)r的x的M個(gè)可能值的M個(gè)概率值的二維圖形。
在計(jì)算所述前向LLR的第二步，“邊緣化”對(duì)應(yīng)于接收數(shù)據(jù)符號(hào)的x的后驗(yàn)分布，以獲得該符號(hào)的B個(gè)編碼比特的前向LLR。通過(guò)所述B個(gè)編碼比特值和用于將編碼比特映射為數(shù)據(jù)符號(hào)的信號(hào)星座圖，來(lái)確定數(shù)據(jù)符號(hào)值x。x的M個(gè)可能值的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述B個(gè)編碼比特值的不同組合。計(jì)算x的所述M個(gè)可能值的M個(gè)概率值的加權(quán)和，作為每個(gè)編碼比特的所述前向LLR，其中通過(guò)所述信號(hào)星座圖中的數(shù)據(jù)符號(hào)(或星座圖符號(hào))與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)間的距離來(lái)確定所述權(quán)重。步驟520提供了每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的B個(gè)前向LLR，或者正在被迭代處理的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的NB個(gè)編碼比特的總共NB個(gè)前向LLR。前向LLR表示提供給解碼器的前向信息。
在步驟530中，對(duì)包括NB個(gè)編碼比特的碼字的前向LLR進(jìn)行解碼，以獲得所述NB個(gè)編碼比特的反饋LLR。步驟530由圖4中的解碼器340執(zhí)行?；诶鏜AP、SOV、或Turbo解碼算法來(lái)執(zhí)行所述解碼，并且可以執(zhí)行一次或多次迭代。步驟530提供了NB個(gè)編碼比特的NB個(gè)反饋LLR，其表示由所述解碼器提供的反饋信息。
在步驟540中，基于每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的反饋LLR，為該接收數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算θ與I的后驗(yàn)聯(lián)合概率分布如下Pr(θ=θ0,I=I0|r)∝Pr(I=I0)·Pr(r|θ=θ0,I=I0),]]>=Pr(I=I0)·Σi=1MPr(x=xi)·Pr(r|x=xi,θ=θ0,I=I0),]]>等式(5)其中，Pr(θ＝θ0，I＝I0|r)是θ與I的后驗(yàn)聯(lián)合概率分布，其提供了在給定接收數(shù)據(jù)符號(hào)r時(shí)，信道相位等于θ0及干擾功率等于I0的概率；Pr(x＝xi)是數(shù)據(jù)符號(hào)值x的乘積分布，其根據(jù)接收數(shù)據(jù)符號(hào)r的B個(gè)編碼比特的反饋LLR獲得；以及Pr(r|x＝xi，θ＝θ0，I＝I0)是具有均值xi·a·ejθ0和方差I(lǐng)0的復(fù)高斯分布。
步驟540由圖4中的每個(gè)估計(jì)節(jié)點(diǎn)440執(zhí)行。在給定r時(shí)的θ與I的后驗(yàn)聯(lián)合概率分布類似于在步驟510中計(jì)算的在給定 時(shí)的θ與I的先驗(yàn)聯(lián)合概率分布。但是，所述后驗(yàn)聯(lián)合概率分布是基于反饋LLR計(jì)算的，而所述先驗(yàn)聯(lián)合概率分布是基于接收導(dǎo)頻符號(hào)計(jì)算的。步驟540提供了ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的ND個(gè)θ與I的聯(lián)合概率分布。
在步驟550中，將各個(gè)θ與I的聯(lián)合概率分布組合以獲得所述ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的更新的聯(lián)合概率分布。步驟550由圖4中的的節(jié)點(diǎn)410執(zhí)行。對(duì)于步驟550，從步驟540得到ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的ND個(gè)θ與I的后驗(yàn)聯(lián)合概率分布，并從步驟510得到一個(gè)θ與I的先驗(yàn)聯(lián)合概率分布。使用這ND+1個(gè)分布來(lái)為所述ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)出ND個(gè)θ與I的更新分布。為了避免正反饋，對(duì)每個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420，只使用非本征信息來(lái)導(dǎo)出所述θ與I的更新分布。所述數(shù)據(jù)符號(hào)的非本征信息不包括基于該數(shù)據(jù)符號(hào)導(dǎo)出的信息。因此，根據(jù)(1)為其他ND-1個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)獲得的ND-1個(gè)θ與I的后驗(yàn)分布，以及(2)從接收導(dǎo)頻符號(hào)獲得的θ與I的先驗(yàn)分布，導(dǎo)出每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)r的所述θ與I的更新分布。該計(jì)算(1)有效地用均勻分布替代了為接收數(shù)據(jù)符號(hào)r獲得的θ與I的后驗(yàn)分布，并且(2)假設(shè)基于獨(dú)立的多條信息來(lái)獲得其他ND-1個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的ND-1個(gè)θ與I的后驗(yàn)分布。
作為例子，假設(shè)將要組合的兩個(gè)名為Pr(θ＝θ0，I＝I0|α)和Pr(θ＝θ0，I＝I0|β)的θ與I的分布，其中當(dāng)以θ與I為條件時(shí)，α和β是獨(dú)立隨機(jī)變量。所述復(fù)合分布可以表示為Pr(θ＝θ0，I＝I0|α，β)∝Pr(α，β|θ＝θ0，I＝I0)＝Pr(α|θ＝θ0，I＝I0)·Pr(β|θ＝θ0，I＝I0) 等式(6)∝Pr(θ＝θ0，I＝I0|α)·Pr(θ＝θ0，I＝I0|β)可以擴(kuò)展等式(6)中的計(jì)算，因此可以組合多個(gè)θ與I的分布。步驟550提供了ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的ND個(gè)更新的θ與I的聯(lián)合概率分布，其可以被檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420用于在下次迭代中更新前向LLR。步驟550包括所述聯(lián)合信道和干擾估計(jì)以及解碼的一個(gè)完整的迭代。
在步驟560中，確定是否要終止所述迭代的信道增益和干擾估計(jì)以及解碼?？梢曰谝粋€(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則作出該決定。例如，終止準(zhǔn)則可以是簡(jiǎn)單的預(yù)先確定的迭代次數(shù)。如果步驟560的回答是“否”，那么過(guò)程返回到步驟520來(lái)更新編碼比特的前向LLR。否則，該過(guò)程終止。步驟560可以在步驟530后執(zhí)行，因此對(duì)最后一次迭代可以省略步驟540和550。
為了簡(jiǎn)化，概率分布的計(jì)算只在等式(1)中明確地被示出，并在所有其他等式中被省略了。這里描述的各種概率分布的計(jì)算是本領(lǐng)域公知的。
信道相位和干擾可以取的值的數(shù)量決定了圖5中各個(gè)步驟的計(jì)算復(fù)雜度。因?yàn)槊總€(gè)θ與I的聯(lián)合概率分布包括L·Q個(gè)概率值，因此所述計(jì)算復(fù)雜度正比于L和Q，該L和Q分別是信道相位和干擾的量化值的數(shù)量。為了保持合理的復(fù)雜度，將干擾量化為具有更少值的低分辨率。下面描述用于減少信道相位值數(shù)量的技術(shù)。如下所述，通過(guò)以其他方式使用信道相位和干擾，也能減少?gòu)?fù)雜度。
圖6示出了利用干擾估計(jì)來(lái)執(zhí)行迭代的信道估計(jì)和解碼的過(guò)程600的流程圖。對(duì)于過(guò)程600，干擾被估計(jì)一次并被用于所述迭代的信道估計(jì)和解碼過(guò)程。為了減少?gòu)?fù)雜度，所述干擾估計(jì)不是迭代更新的。
首先，基于接收導(dǎo)頻符號(hào)獲得干擾估計(jì)和信道相位的先驗(yàn)信息(步驟610)。對(duì)于步驟610，如以上對(duì)步驟510的描述，首先基于所述接收導(dǎo)頻符號(hào)獲得θ與I的聯(lián)合概率分布。然后將所述θ與I的聯(lián)合分布邊緣化為θ的概率分布和I的概率分布。然后基于所述I的分布選擇一個(gè)I值，并用作干擾估計(jì)Iest。所述干擾估計(jì)Iest可以是所述I的分布中的最大值、導(dǎo)致所述I的分布中的最小均方誤差的I值等等。步驟610提供了θ的分布和所述干擾估計(jì)Iest。所述θ的分布Pr(θ=θ0|p~)]]>可以表示為Pr(θ=θ0|p~)∝Pr(p~|θ=θ0,I=Iest)]]>等式(7)為多個(gè)接收導(dǎo)頻符號(hào)獲得多個(gè)θ的分布，并將它們組合以獲得一個(gè)對(duì)應(yīng)于所有接收導(dǎo)頻符號(hào)的θ的分布。等式(7)表示一種獲得θ的分布的方法?；蛘撸蛇吘壔玫降乃龇植家材苤苯佑糜讷@得所述θ的分布。
然后基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)、所述信道相位的先驗(yàn)信息、和所述干擾估計(jì)來(lái)計(jì)算每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的前向LLR(步驟620)。以兩步來(lái)執(zhí)行步驟620，類似于上面對(duì)圖5中步驟520的描述。在第一步中，在給定r時(shí)的x的后驗(yàn)分布Pr(x＝x0|r)按如下計(jì)算Pr(x=x0|r)∝Pr(r|x=x0)]]>=Σi=1LPr(θ=θi)·Pr(r|x=x0,θ=θi,I=Iest).]]>等式(8)在第二步中，邊緣化對(duì)應(yīng)于每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述x的分布以獲得所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的所述前向LLR。
然后解碼所有NB個(gè)編碼比特的前向LLR以獲得所述編碼比特的反饋LLR(步驟630)。然后基于每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的所述反饋LLR和所述干擾估計(jì)，來(lái)為該符號(hào)獲得信道相位的后驗(yàn)信息(步驟640)。對(duì)于每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)，θ的后驗(yàn)分布可以表示為Pr(θ=θ0|r)∝Pr(r|θ=θ0)]]>=Σi=1MPr(x=xi)·Pr(r|x=xi,θ=θ0,I=Iest).]]>等式(9)然后組合所述ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的信道相位的后驗(yàn)信息和信道相位的先驗(yàn)信息，以獲得每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的信道相位的更新信息(步驟650)。特別地，基于其他ND-1個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的ND-1個(gè)θ的后驗(yàn)分布和從所述接收導(dǎo)頻符號(hào)得到的所述θ的先驗(yàn)分布，為每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算更新的θ的分布。
然后確定是否要終止所述迭代的信道估計(jì)以及解碼(步驟660)。如果回答是“否”，那么過(guò)程返回到步驟620，如等式(8)所示，基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)、所述更新的θ的分布、以及所述干擾估計(jì)Iest來(lái)更新每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的所述前向LLR。否則，該過(guò)程終止。此外，步驟660可以在步驟630后執(zhí)行。
也可以以其它方式執(zhí)行所述利用干擾估計(jì)的迭代的信道估計(jì)和解碼，并且這是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，通過(guò)為每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算θ與I的聯(lián)合概率分布來(lái)開始迭代過(guò)程，其中所述符號(hào)的反饋LLR被設(shè)置為零。即使得不到關(guān)于發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)的信息，所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)也能提供關(guān)于θ模2π/M的信息。然后該關(guān)于θ模2π/M的信息產(chǎn)生關(guān)于干擾的重要信息。ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述θ與I的聯(lián)合概率分布然后與從接收導(dǎo)頻符號(hào)得到的θ與I的先驗(yàn)聯(lián)合分布組合。然后邊緣化對(duì)應(yīng)于每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的θ與I的更新的聯(lián)合分布以獲得一個(gè)θ的分布和一個(gè)I的分布?；谒鯥的分布選擇一個(gè)I值并用作干擾估計(jì)Iest。然后如上所述，使用用于每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述θ的分布和所述干擾估計(jì)Iest來(lái)計(jì)算所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的前向LLR。
如上所指出，影響迭代地更新信道相位信息方案計(jì)算復(fù)雜度的一個(gè)因素是信道相位θ被量化的值的數(shù)量(例如，L個(gè)值)。對(duì)于M-PSK調(diào)制，利用非迭代數(shù)據(jù)輔助估計(jì)，在零到2π/M的范圍內(nèi)估計(jì)所述信道相位θ。用于將反饋LLR設(shè)置為零來(lái)獲得每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的θ的分布的上述技術(shù)是一個(gè)數(shù)據(jù)輔助估計(jì)的例子，因?yàn)榫幋a輸出不用于估計(jì)，因此其是非迭代技術(shù)。然后將所述信道相位量化為M個(gè)不同的值(而不是L個(gè)值)，如果M遠(yuǎn)小于L的話，其能大大減少計(jì)算復(fù)雜度?；诮邮諗?shù)據(jù)符號(hào)，可以使用各種方法來(lái)估計(jì)所述信道相位。下面描述了兩個(gè)示例性的方法。
圖7A舉例說(shuō)明了基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)的相位的信道相位θ的估計(jì)。在該例中，使用QPSK調(diào)制，并且在QPSK信號(hào)星座圖700上，五個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)用實(shí)心點(diǎn)712a到712e表示。每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)具有由對(duì)所述數(shù)據(jù)符號(hào)的調(diào)制、信道相位θ、及噪聲和干擾決定的相位。對(duì)于該方法，首先確定每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述相位。然后對(duì)每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述相位執(zhí)行模2π/M操作，以有效地去除對(duì)所述數(shù)據(jù)符號(hào)的調(diào)制并且將所述數(shù)據(jù)符號(hào)轉(zhuǎn)換成導(dǎo)頻符號(hào)。在信號(hào)星座圖700中，所述五個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述相位模2π/M被繪成從722a到722e的圓圈。然后對(duì)所述五個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的所述相位模2π/M進(jìn)行平均，以獲得信道相位估計(jì)θest’其用“×”標(biāo)記730表示。
圖7B舉例說(shuō)明了基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)的復(fù)值的信道相位的估計(jì)。對(duì)于該方法，所述五個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)在QPSK信號(hào)星座圖750上也表示為實(shí)心點(diǎn)712a到712e。每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)旋轉(zhuǎn)2π/M的整數(shù)倍(例如，2π·i/M，其中i是零或更大的整數(shù))，因此旋轉(zhuǎn)后的接收數(shù)據(jù)符號(hào)的相位位于零到2π/M的范圍內(nèi)。接收數(shù)據(jù)符號(hào)712a旋轉(zhuǎn)零度。接收數(shù)據(jù)符號(hào)712b到712e旋轉(zhuǎn)合適的量并在信號(hào)星座圖750中分別用圓圈752b到752e表示。對(duì)所述五個(gè)旋轉(zhuǎn)后的接收數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行平均，以獲得一個(gè)平均的接收數(shù)據(jù)符號(hào)，其用“×”標(biāo)記760表示。信道相位θ被估計(jì)為所述平均的接收數(shù)據(jù)符號(hào)的相位。該方法使用了接收數(shù)據(jù)符號(hào)的幅度和相位來(lái)計(jì)算信道相位估計(jì)θest’然而圖7A中舉例說(shuō)明的方法只使用了接收數(shù)據(jù)符號(hào)的相位。
也可以以其它方式估計(jì)所述信道相位，并且這是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可以使用上面描述的將反饋LLR設(shè)置為零來(lái)獲得每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的θ的分布的技術(shù)來(lái)估計(jì)所述信道相位。作為另一個(gè)例子，將每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的相位乘以M并且然后進(jìn)行平均。
如果信道相位模2π/M能被可靠地估計(jì)，那么可知信道相位在零到2π/M的范圍內(nèi)。唯一的不確定是所述信道相位屬于M個(gè)可能范圍的哪一個(gè)。然后迭代方案針對(duì)信道相位的M個(gè)不同的值進(jìn)行操作，例如，{θest，θest+θM，θest+2θM，…θest+(M-1)θM}，其中θM＝2π/M，取代了L個(gè)不同的值，其中L典型地比M大得多。那么θ的分布將只包括M個(gè)值或分量，并且θ與I的分布將只包括M·Q個(gè)分量。因?yàn)橐烙?jì)較少數(shù)量的分量，因此用于前向LLR和反饋LLR的計(jì)算就大大簡(jiǎn)化了。例如，如果所述信道相位被量化為L(zhǎng)＝8M個(gè)值，那么所述信道相位估計(jì)和模2π/M以因子八減少所述信道估計(jì)復(fù)雜度。所述信道相位估計(jì)(例如，利用接收數(shù)據(jù)符號(hào))可被用于任何迭代的接收機(jī)處理方案。
圖8示出了使用信道相位估計(jì)來(lái)執(zhí)行迭代的信道估計(jì)和解碼的過(guò)程800的流程圖，其中所述信道估計(jì)根據(jù)接收數(shù)據(jù)符號(hào)獲得。為了簡(jiǎn)化，過(guò)程800不考慮干擾。
首先，基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)在零到2π/M范圍內(nèi)估計(jì)信道相位θ(步驟808)。步驟808可以用上面描述的第一種或第二種信道相位估計(jì)方法執(zhí)行，并提供信道相位估計(jì)θest。然后基于所述接收導(dǎo)頻符號(hào)，針對(duì)θ的M(取代L)個(gè)不同值獲得信道相位的先驗(yàn)信息(步驟810)。步驟810基于所述接收導(dǎo)頻符號(hào)針對(duì)θ的M個(gè)不同值提供了θ的分布。
然后基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)和所述信道相位的先驗(yàn)信息來(lái)計(jì)算每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的前向LLR(步驟820)。以類似于如上面對(duì)圖5中對(duì)步驟520或圖6中步驟620描述的方法執(zhí)行步驟820。解碼所有NB個(gè)編碼比特的前向LLR以獲得所述編碼比特的反饋LLR(步驟830)?；谒龇?hào)的B個(gè)編碼比特的反饋LLR，以及針對(duì)θ的M個(gè)不同值獲得信道相位的后驗(yàn)信息(步驟840)。組合ND個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的信道相位的所述后驗(yàn)信息和信道相位的所述先驗(yàn)信息，再次針對(duì)θ的M個(gè)不同值獲得每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的信道相位的更新信息(步驟850)。
然后確定是否要終止所述迭代的信道估計(jì)以及解碼(步驟860)。如果回答是“否”，那么過(guò)程返回到步驟820，基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)和所述更新的θ的分布來(lái)更新每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的所述前向LLR。否則，該過(guò)程終止。此外，步驟860可以在步驟830后執(zhí)行。
圖5、6、和8示出了三種用于執(zhí)行迭代的接收機(jī)處理的具體方案。圖5中所述的方案迭代地更新信道相位和干擾的信息，圖6中所述的方案迭代地更新信道相位的信息以及非迭代地估計(jì)干擾，而圖8中所述的方案迭代地更新信道相位的信息并使用從接收數(shù)據(jù)符號(hào)獲得的相位信息。也可以實(shí)現(xiàn)各種其他的迭代方案，并且這是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，可以用幾次迭代來(lái)迭代地更新信道相位和干擾的信息，并且此后只迭代地更新信道相位的信息。作為另一個(gè)例子，一次獲得信道相位的信息，并迭代地更新干擾的信息。作為又一個(gè)例子，在后續(xù)迭代中，可以減少信道相位和干擾的值的個(gè)數(shù)。因?yàn)榉植甲兊酶o密，因此一些點(diǎn)具有可以忽略的低概率并能被忽略。
參考回圖3和4，所述迭代的信道和干擾估計(jì)以及解碼方案可被看作在解碼器340和后驗(yàn)概率(APP)檢測(cè)器360(具有干涉信道解交織器336和信道交織器342)之間迭代。APP檢測(cè)器返回比特的分布(例如，LLR)而MAP檢測(cè)器返回所述比特的最可能的值(例如，0或1)。APP檢測(cè)器360使用來(lái)自解碼器340的反饋信息(產(chǎn)生的LLR)和所述接收導(dǎo)頻及數(shù)據(jù)符號(hào)(接收的值)，來(lái)獲得用于解碼器340的前向信息(更新LLR)。APP檢測(cè)器360基于所述反饋信息和接收值來(lái)估計(jì)信道和干擾，并且所述信道和干擾信息被反映在由APP檢測(cè)器360提供給解碼器340的所述前向信息中。在本領(lǐng)域中公知的其他解碼器類型也可被用于所述APP解碼器。
在Tanner圖400中，信道和干擾估計(jì)節(jié)點(diǎn)400、檢測(cè)節(jié)點(diǎn)420、和估計(jì)節(jié)點(diǎn)440表示MAP檢測(cè)器360的一個(gè)實(shí)現(xiàn)。也可以用其他方式實(shí)現(xiàn)MAP檢測(cè)器360，并且這是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
參考回圖3，RX數(shù)據(jù)處理器330可以實(shí)現(xiàn)任何接收機(jī)處方案。對(duì)于圖5中示出的所述方案，估計(jì)器332執(zhí)行步驟510、540和550，檢測(cè)器334執(zhí)行步驟520，并且解碼器340執(zhí)行步驟530。對(duì)于圖6中示出的所述方案，估計(jì)器332執(zhí)行步驟610、640和650，檢測(cè)器334執(zhí)行步驟620，并且解碼器340執(zhí)行步驟630。對(duì)于圖8中示出的所述方案，估計(jì)器332執(zhí)行步驟808、810、840和850，檢測(cè)器334執(zhí)行步驟820，并且解碼器340執(zhí)行步驟830。
為了清楚，下面描述了圖4和圖5中示出的方案中的RX數(shù)據(jù)處理器330的處理。信道和干擾估計(jì)器332實(shí)現(xiàn)圖4中的節(jié)點(diǎn)410和估計(jì)節(jié)點(diǎn)440a到440n。對(duì)于第一次迭代，信道和干擾估計(jì)器332從OFDM解調(diào)器320獲得接收導(dǎo)頻符號(hào)，基于所述接收導(dǎo)頻符號(hào)導(dǎo)出信道相位和干擾的先驗(yàn)信息，并把所述先驗(yàn)信息提供給檢測(cè)器334。對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，估計(jì)器332從OFDM解調(diào)器320獲得接收數(shù)據(jù)符號(hào)并從信道交織器342獲得每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的反饋LLR，導(dǎo)出每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息，組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息，并將每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的信道增益和干擾的更新信息提供給檢測(cè)器334。
檢測(cè)器334實(shí)現(xiàn)圖4中的檢測(cè)器節(jié)點(diǎn)420a到420n。檢測(cè)器334從OFDM解調(diào)器320獲得接收數(shù)據(jù)符號(hào)并從估計(jì)器332獲得信道相位和干擾的先驗(yàn)/更新信息。檢測(cè)器334基于所述先驗(yàn)/更新信息和所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)來(lái)計(jì)算每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的前向LLR，并將所述前向LLR提供給信道解交織器336。信道解交織器336解交織所述前向LLR。解碼器340對(duì)解交織后的前向LLR執(zhí)行解碼，并將每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)的B個(gè)編碼比特的反饋LLR提供給信道交織器342。信道交織器342交織所述反饋LLR并將交織后的反饋LLRs提供給估計(jì)器332。
在上面的描述中，用概率分布表示信道相位和干擾的信息。而且，用LLR表示前向和反饋信息。其他的表示也可以用于信道相位和干擾及編碼比特，并且這是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，可以使用對(duì)數(shù)域表示、逆概率等等。在圖5、6和8中各步驟的計(jì)算取決于用于信道相位和干擾及編碼比特的特定的表示。
為了清楚，具體描述圖5中每個(gè)步驟的計(jì)算。每個(gè)步驟也可以以其他方式導(dǎo)出它的信息，并且這是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。作為例子，對(duì)于圖5中的步驟510，處理接收導(dǎo)頻符號(hào)以獲得導(dǎo)頻估計(jì)，其表示所述導(dǎo)頻符號(hào)的規(guī)范的信道觀測(cè)，如等式(2)所示。所述導(dǎo)頻估計(jì)可以通過(guò)(1)用共軛導(dǎo)頻符號(hào)與所述接收導(dǎo)頻符號(hào)相乘以去除導(dǎo)頻調(diào)制，并且(2)最大地組合為正在被恢復(fù)的符號(hào)塊所接收的所有導(dǎo)頻符號(hào)。所述導(dǎo)頻估計(jì)然后被用于為信道相位和干擾的先驗(yàn)信息獲得θ與I的聯(lián)合概率分布。
為了簡(jiǎn)化，以上所述假設(shè)接收機(jī)已知信道幅度(例如，通過(guò)一些裝置確定)并且只迭代地估計(jì)信道相位。雖然復(fù)雜度有所增加，但也可以與所述信道相位一起迭代地估計(jì)所述信道幅度。
這里所述的迭代的接收機(jī)處理技術(shù)可被用于各種無(wú)線通信系統(tǒng)，例如基于OFDM的系統(tǒng)、多入多出(MIMO)系統(tǒng)等等。這些技術(shù)也可被用于下行鏈路(例如，前向鏈路)和上行鏈路(例如，反向鏈路)。對(duì)于所述下行鏈路，發(fā)射機(jī)200是接入點(diǎn)或基站的一部分，并且接收機(jī)300是用戶終端或遠(yuǎn)程站的一部分。對(duì)于所述上行鏈路，發(fā)射機(jī)200是用戶終端的一部分，并且接收機(jī)300是接入點(diǎn)的一部分。
這里所述的迭代的接收機(jī)處理技術(shù)可以用各種手段實(shí)現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可以用硬件、軟件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)而言，用于執(zhí)行迭代的接收機(jī)處理(例如，圖3中的RX數(shù)據(jù)處理器330)的處理單元可以在以下設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、設(shè)計(jì)成執(zhí)行這里所述功能的其它電子單元、或者它們的組合。
對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)而言，所述迭代的接收機(jī)處理技術(shù)可以用執(zhí)行這里所述功能的模塊(例如過(guò)程、功能等等)來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件代碼可以被保存在存儲(chǔ)器單元(例如，圖3中的存儲(chǔ)器單元352)中，并可由處理器(例如，控制器350)執(zhí)行。存儲(chǔ)器單元可以在處理器內(nèi)實(shí)現(xiàn)或在處理器外實(shí)現(xiàn)。
提供所述公開的實(shí)施例的上述描述可使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這些實(shí)施例的各種修改是顯而易見的，并且這里定義的總體原理也可以在不脫離本發(fā)明的主旨或范圍的基礎(chǔ)上應(yīng)用于其他實(shí)施例。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而是與符合這里公開的原理和新穎特征的最廣范圍相一致。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線通信系統(tǒng)中恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法，包括獲得信道增益和干擾的先驗(yàn)信息；基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)以及所述信息增益和干擾的先驗(yàn)信息，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息；解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的反饋信息；基于與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息；并且組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益和干擾的后驗(yàn)信息以及所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息，以獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的更新信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述信道增益和干擾的更新信息，至少一次額外迭代地重復(fù)所述導(dǎo)出前向信息。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括多次迭代地重復(fù)導(dǎo)出所述前向信息，解碼所述前向信息，導(dǎo)出后驗(yàn)信息，以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息，并且其中，對(duì)于第一次迭代，所述前向信息是基于所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息導(dǎo)出的，并且對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，所述前向信息是基于所述信道增益和干擾的更新信息導(dǎo)出的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，與每個(gè)接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的所述前向信息和反饋信息由所述編碼比特的對(duì)數(shù)似然比(LLR)表示。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息、對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的所述信道增益和干擾的后驗(yàn)信息、以及對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的所述信道增益和干擾的更新信息中的每一個(gè)由信道增益和干擾的聯(lián)合概率分布表示。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)聯(lián)合概率分布被量化為預(yù)定數(shù)目的值以減少?gòu)?fù)雜度。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于在所述聯(lián)合概率分布中具有最大概率的點(diǎn)來(lái)選擇所述預(yù)定數(shù)目的值。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)于所述導(dǎo)出前向信息、解碼所述前向信息、導(dǎo)出后驗(yàn)信息、以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息的每個(gè)后續(xù)迭代，減少所述預(yù)定數(shù)目的值。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)組合所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息和對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的其他數(shù)據(jù)符號(hào)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息，獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的所述信道增益和干擾的更新信息。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于接收導(dǎo)頻符號(hào)來(lái)獲得所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述信道增益由信道幅度和信道相位組成，其中，非迭代地確定所述信道幅度，并且其中，為信道相位和干擾獲得先驗(yàn)信息、后驗(yàn)信息、以及更新信息。
12.一種無(wú)線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)，包括檢測(cè)器，用于獲得信道增益和干擾的先驗(yàn)信息并導(dǎo)出與接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息；以及解碼器，用于解碼所述前向信息并提供與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息，并且其中，所述檢測(cè)器還用于使用所述反饋信息來(lái)導(dǎo)出信道增益和干擾的更新信息，并且其中，所述檢測(cè)器和所述解碼器用于多次迭代地交換前向信息和反饋信息。
13.如權(quán)利要求12所述的接收機(jī)，其中，所述檢測(cè)器是后驗(yàn)概率(APP)檢測(cè)器。
14.如權(quán)利要求12所述的接收機(jī)，其中，所述檢測(cè)器還使用所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)和接收導(dǎo)頻符號(hào)來(lái)導(dǎo)出所述信道增益和干擾的更新信息。
15.如權(quán)利要求12所述的接收機(jī)，其中，所述前向信息和反饋信息由與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的對(duì)數(shù)似然比(LLR)表示。
16.一種無(wú)線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)，包括估計(jì)器，用于獲得信道增益和干擾的先驗(yàn)信息；檢測(cè)器，用于基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)和所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息；以及解碼器，用于解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息，并且其中，所述估計(jì)器還用于基于與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息，并組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益和干擾的后驗(yàn)信息以及所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息來(lái)獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的更新信息。
17.如權(quán)利要求16所述的接收機(jī)，其中，所述估計(jì)器、檢測(cè)器以及解碼器用于多次迭代地導(dǎo)出前向信息、解碼所述前向信息、導(dǎo)出后驗(yàn)信息、以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息，并且其中，所述檢測(cè)器用于，對(duì)于第一次迭代，基于所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息導(dǎo)出所述前向信息，以及對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，基于所述信道增益和干擾的更新信息導(dǎo)出所述前向信息。
18.如權(quán)利要求16所述的接收機(jī)，其中，所述無(wú)線通信系統(tǒng)是正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)。
19.如權(quán)利要求16所述的接收機(jī)，其中，所述無(wú)線通信系統(tǒng)是跳頻通信系統(tǒng)。
20.一種無(wú)線通信系統(tǒng)中的設(shè)備，包括用于獲得信道增益和干擾的先驗(yàn)信息的裝置；用于基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)以及所述信息增益和干擾的先驗(yàn)信息，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息的裝置；用于解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息的裝置；用于基于與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息的裝置；以及用于組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益和干擾的后驗(yàn)信息以及所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息，以獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的更新信息的裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，還包括用于多次迭代地重復(fù)所述導(dǎo)出前向信息，解碼所述前向信息，導(dǎo)出后驗(yàn)信息，以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息的裝置，并且其中，對(duì)于第一次迭代，基于所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息，以及對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，基于所述信道增益和干擾的更新信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息。
22.一種用于存儲(chǔ)指令的處理器可讀介質(zhì)，該指令被操作以獲得信道增益和干擾的先驗(yàn)信息；基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)以及所述信息增益和干擾的先驗(yàn)信息，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息；解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息；基于與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息；并且組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益和干擾的后驗(yàn)信息以及所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息，以獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的更新信息。
23.如權(quán)利要求22所述的處理器可讀介質(zhì)，其中，所述指令被進(jìn)一步操作以多次迭代地重復(fù)所述導(dǎo)出前向信息，解碼所述前向信息，導(dǎo)出后驗(yàn)信息，以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息，并且其中，對(duì)于第一次迭代，基于所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息，以及對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，基于所述信道增益和干擾的更新信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息。
24.一種在無(wú)線通信系統(tǒng)中恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法，包括基于接收導(dǎo)頻符號(hào)，獲得信道增益和干擾的先驗(yàn)信息；基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)以及所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息，計(jì)算與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向?qū)?shù)似然比(LLR)；解碼所述編碼比特的前向LLR以獲得所述編碼比特的反饋LLR；基于對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述編碼比特的反饋LLR，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息；并且組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益和干擾的后驗(yàn)信息以及所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息，以獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的更新信息。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，還包括多次迭代地重復(fù)所述計(jì)算前向LLR，解碼所述前向LLR，導(dǎo)出后驗(yàn)信息，以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息，并且其中，對(duì)于第一次迭代，基于所述信道增益和干擾的先驗(yàn)信息來(lái)計(jì)算所述前向LLR，以及對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，基于所述信道增益和干擾的更新信息來(lái)計(jì)算所述前向信息。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述信道增益由信道幅度和信道相位組成，其中，非迭代地確定所述信道幅度，并且其中，為信道相位和干擾獲得先驗(yàn)信息、后驗(yàn)信息以及更新信息。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述獲得信道相位和干擾的先驗(yàn)信息包括針對(duì)至少一個(gè)接收導(dǎo)頻符號(hào)中的每一個(gè)，計(jì)算信道相位和干擾的聯(lián)合概率分布，并且組合所述至少一個(gè)接收導(dǎo)頻符號(hào)的至少一個(gè)信道相位和干擾的聯(lián)合概率分布，以獲得信道相位和干擾的復(fù)合聯(lián)合概率分布，其中所述信道相位和干擾的先驗(yàn)信息包括所述信道相位和干擾的復(fù)合聯(lián)合概率分布。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的前向LLR包括基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)以及對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的信道相位和干擾的聯(lián)合概率分布，計(jì)算數(shù)據(jù)符號(hào)值x的概率分布，并且基于所述x的概率分布導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的編碼比特的前向LLR。
29.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，使用最大后驗(yàn)(MAP)解碼器或軟輸出維特比(SOV)解碼器執(zhí)行所述解碼。
30.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，使用Turbo解碼器或低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器的一次或多次迭代執(zhí)行所述解碼。
31.一種在無(wú)線通信系統(tǒng)中恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法，包括獲得信道增益的先驗(yàn)信息；獲得干擾估計(jì)；基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)、所述信息增益的先驗(yàn)信息、以及所述干擾估計(jì)，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息；解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息；基于所述干擾估計(jì)和與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益的后驗(yàn)信息；并且組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益的后驗(yàn)信息以及所述信道增益的先驗(yàn)信息，以獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益的更新信息。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，還包括多次迭代地重復(fù)所述導(dǎo)出前向信息，解碼所述前向信息，導(dǎo)出后驗(yàn)信息，以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息，并且其中，對(duì)于第一次迭代，基于所述信道增益的先驗(yàn)信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息，以及對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，基于所述信道增益的更新信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述前向和反饋信息由所述編碼比特的對(duì)數(shù)似然比(LLR)表示。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述信道增益的先驗(yàn)信息、對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的所述信道增益的后驗(yàn)信息、對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的所述信道增益的更新信息中的每一個(gè)都由信道增益的概率分布表示。
35.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，基于接收導(dǎo)頻符號(hào)獲得所述信道增益的先驗(yàn)信息和所述干擾估計(jì)。
36.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述信道增益由信道幅度和信道相位組成，其中，非迭代地確定所述信道幅度，并且其中，為信道相位獲得所述先驗(yàn)信息、所述后驗(yàn)信息、以及所述更新信息。
37.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述信道增益的先驗(yàn)信息和所述干擾估計(jì)是通過(guò)下述獲得的基于至少一個(gè)接收導(dǎo)頻符號(hào)計(jì)算信道相位和干擾的聯(lián)合概率分布，基于所述信道相位和干擾的聯(lián)合概率分布，導(dǎo)出信道相位的概率分布和干擾的概率分布，其中，所述信道相位的先驗(yàn)信息包括所述信道相位的概率分布，并且基于所述干擾的分布，獲得所述干擾估計(jì)。
38.一種無(wú)線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)，包括估計(jì)器，用于導(dǎo)出信道增益的先驗(yàn)信息和干擾估計(jì)；檢測(cè)器，用于基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)、所述信道增益的先驗(yàn)信息和所述干擾估計(jì)，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息；以及解碼器，用于解碼所述前向信息來(lái)獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息，并且其中，所述估計(jì)器還用于基于所述干擾估計(jì)和與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于該接收數(shù)據(jù)符號(hào)的信道增益的后驗(yàn)信息，并組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益的后驗(yàn)信息和所述信道增益的先驗(yàn)信息來(lái)獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益的更新信息。
39.如權(quán)利要求38所述的接收機(jī)，其中，所述估計(jì)器、檢測(cè)器以及解碼器用于多次迭代地導(dǎo)出前向信息、解碼所述前向信息、導(dǎo)出后驗(yàn)信息、以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息，并且其中，所述檢測(cè)器用于，對(duì)于第一次迭代，基于所述信道增益的先驗(yàn)信息導(dǎo)出所述前向信息，以及對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，基于所述信道增益的更新信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息。
40.無(wú)線通信系統(tǒng)中的一種設(shè)備，包括用于獲得信道增益的先驗(yàn)信息的裝置；用于獲得干擾估計(jì)的裝置；用于基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)、所述信息增益的先驗(yàn)信息、以及所述干擾估計(jì)，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息的裝置；用于解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息的裝置；用于基于所述干擾估計(jì)和與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益的后驗(yàn)信息的裝置；并且用于組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益的后驗(yàn)信息以及所述信道增益的先驗(yàn)信息，以獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益的更新信息的裝置。
41.如權(quán)利要求40所述的設(shè)備，還包括用于多次迭代地重復(fù)所述導(dǎo)出前向信息，解碼所述前向信息，導(dǎo)出后驗(yàn)信息，以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息的裝置，并且其中，對(duì)于第一次迭代，基于所述信道增益的先驗(yàn)信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息，以及對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，基于所述信道增益的更新信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息。
42.一種在無(wú)線通信系統(tǒng)中執(zhí)行信道相位估計(jì)的方法，包括基于接收符號(hào)執(zhí)行信道相位的非迭代估計(jì)以獲得所述信道相位的假設(shè)集，其中，所述假設(shè)集是信道相位的所有可能假設(shè)的子集；并且基于所述假設(shè)集和接收數(shù)據(jù)符號(hào)執(zhí)行信道相位的迭代的面向數(shù)據(jù)的估計(jì)以獲得從所述假設(shè)集中選定的最終信道相位估計(jì)。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述M個(gè)假設(shè)的假設(shè)集包括用于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的M進(jìn)制相移鍵控(PSK)調(diào)制方案的以2π/M分隔的M個(gè)相位。
44.如權(quán)利要求42所述的方法，還包括利用所述信道相位的所述假設(shè)集對(duì)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)執(zhí)行迭代的檢測(cè)和解碼。
45.一種在無(wú)線通信系統(tǒng)中恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法，包括基于接收符號(hào)獲得信道相位估計(jì)；基于接收導(dǎo)頻符號(hào)和所述信道相位估計(jì)獲得信道增益的先驗(yàn)信息；基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)以及所述信息增益的先驗(yàn)信息，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息；解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息；基于所述信道相位估計(jì)和與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益的后驗(yàn)信息；并且組合對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述信道增益的后驗(yàn)信息以及所述信道增益的先驗(yàn)信息，以獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益的更新信息。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中，用信道相位的一組M個(gè)假設(shè)表示所述信道相位估計(jì)，其中M大于1。
47.如權(quán)利要求45所述的方法，還包括多次迭代地重復(fù)所述導(dǎo)出前向信息，解碼所述前向信息，導(dǎo)出后驗(yàn)信息，以及組合所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息，并且其中，對(duì)于第一次迭代，基于所述信道增益的先驗(yàn)信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息，以及對(duì)于每個(gè)后續(xù)迭代，基于所述信道增益的更新信息來(lái)導(dǎo)出所述前向信息。
48.如權(quán)利要求45所述的方法，其中，根據(jù)M進(jìn)制相移鍵控(PSK)調(diào)制方案導(dǎo)出所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)，其中M＞2。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其中，所述先驗(yàn)信息、所述后驗(yàn)信息、和所述更新信息中每個(gè)都包括M個(gè)不同的信道相位值的M個(gè)分量。
50.如權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述獲得信道相位估計(jì)包括確定所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的相位，如果必要，則將所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的相位旋轉(zhuǎn)到位于一個(gè)值域內(nèi)，并且基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)的旋轉(zhuǎn)相位來(lái)計(jì)算所述相位估計(jì)。
51.如權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述獲得信道相位估計(jì)包括如果必要，則旋轉(zhuǎn)所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)，使得所述旋轉(zhuǎn)后的接收數(shù)據(jù)符號(hào)的相位位于一個(gè)值域內(nèi)，基于所述旋轉(zhuǎn)后的接收數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算平均的接收數(shù)據(jù)符號(hào)，并且基于所述平均的接收數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算所述信道相位估計(jì)。
52.一種無(wú)線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)，包括估計(jì)器，用于基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)來(lái)獲得信道相位估計(jì)以及基于接收導(dǎo)頻符號(hào)和所述信道相位估計(jì)來(lái)獲得信道增益的先驗(yàn)信息；檢測(cè)器，用于基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)和所述信道增益的先驗(yàn)信息，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息；以及解碼器，用于解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息，并且其中，所述估計(jì)器還用于基于所述信道相位估計(jì)和與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出信道增益的后驗(yàn)信息，并組合所述信道增益的后驗(yàn)信息以及所述信道增益的先驗(yàn)信息以獲得信道增益的更新信息。
53.一種無(wú)線通信系統(tǒng)中的設(shè)備，包括用于基于接收數(shù)據(jù)符號(hào)獲得信道相位估計(jì)的裝置；用于基于接收導(dǎo)頻符號(hào)和所述信道相位估計(jì)獲得信道增益的先驗(yàn)信息的裝置；用于基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)以及所述信息增益的先驗(yàn)信息，導(dǎo)出與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息的裝置；用于解碼所述前向信息以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的反饋信息的裝置；用于基于所述信道相位估計(jì)和與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的所述編碼比特的所述反饋信息，導(dǎo)出信道增益的后驗(yàn)信息的裝置；以及用于組合所述信道增益的后驗(yàn)信息以及所述信道增益的先驗(yàn)信息，以獲得信道增益的更新信息的裝置。
全文摘要
對(duì)于迭代的信道和干擾估計(jì)以及解碼方案，首先基于接收導(dǎo)頻符號(hào)獲得信道增益和干擾的先驗(yàn)信息。與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的前向信息是基于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)和所述先驗(yàn)信息導(dǎo)出的，并且然后被解碼以獲得與所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼比特的反饋信息?；诮邮諗?shù)據(jù)符號(hào)的所述反饋信息導(dǎo)出對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的后驗(yàn)信息。組合對(duì)應(yīng)于接收數(shù)據(jù)符號(hào)的所述后驗(yàn)信息和所述先驗(yàn)信息以獲得對(duì)應(yīng)于所述接收數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的信道增益和干擾的更新信息。該過(guò)程可以多次迭代地重復(fù)。用信道增益和干擾的聯(lián)合概率分布表示所述先驗(yàn)信息、后驗(yàn)信息、和更新信息。用對(duì)數(shù)似然比表示所述前向信息和反饋信息。
文檔編號(hào)H04L1/00GK1951079SQ200580014040
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者阿莫德·漢德卡爾, 阿維尼施·阿格拉瓦爾, 凌復(fù)云 申請(qǐng)人:高通股份有限公司