專利名稱：對(duì)存在碼間干擾并在多路發(fā)送和接收中進(jìn)行按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行編碼/解碼 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法和一種相應(yīng)的系統(tǒng)，在出現(xiàn)碼間干擾的情況下，所述方法和系統(tǒng)對(duì)在多路發(fā)送和接收中按位交織(bitwiseinterleaving)編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行編碼/解碼。
更具體地說，作為本發(fā)明主題的編碼/解碼方法和系統(tǒng)尤其適于實(shí)施那些可用于移動(dòng)電話架構(gòu)的高比特率或甚高比特率的射頻傳輸系統(tǒng)，如果恰當(dāng)?shù)脑?，所述方法和系統(tǒng)還適合于任何環(huán)境中的電子設(shè)備之間的射頻鏈路方面，尤其是嚴(yán)酷環(huán)境。
背景技術(shù)：
在上述應(yīng)用領(lǐng)域中，具有高可靠性和安全性的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸將會(huì)遇到一個(gè)主要障礙，那就是這些數(shù)據(jù)的傳輸將會(huì)經(jīng)由一個(gè)可變傳輸信道，而所述信道的特性并不是事先已知的。所發(fā)射的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)分為包含成串?dāng)?shù)據(jù)比特的符號(hào)，每個(gè)符號(hào)都允許對(duì)經(jīng)由信道發(fā)送的載波無線電波進(jìn)行調(diào)制。
出于對(duì)可靠的高比特率射頻傳輸處理的強(qiáng)烈需求，引發(fā)了很多涉及未來幾代TDMA(時(shí)分多址)移動(dòng)無線電通信系統(tǒng)的研究計(jì)劃的啟動(dòng)與執(zhí)行。
對(duì)射頻傳輸信道而言，目前已知的是，它們都是頻率選擇和隨時(shí)間變化的。時(shí)間的變化是由一個(gè)或多個(gè)用戶的移動(dòng)或速度引起的。而頻率選擇則是因?yàn)榻?jīng)由多個(gè)路徑的射頻信號(hào)傳播條件以及接收信號(hào)的有害疊加所引起的，所述有害疊加是從經(jīng)由這些不同路徑所進(jìn)行的傳播中產(chǎn)生的。頻率選擇現(xiàn)象導(dǎo)致出現(xiàn)了一種碼間干擾現(xiàn)象，在接收這些符號(hào)的時(shí)候，所述碼間干擾現(xiàn)象不利于符號(hào)的檢測(cè)和傳輸質(zhì)量。并且碼間干擾現(xiàn)象和接收機(jī)的復(fù)雜性會(huì)隨著傳輸比特率的提升而得到相當(dāng)大的提高。
上述射頻傳輸信道的特定特性總是導(dǎo)致實(shí)施那些特別巧妙簡潔的射頻接口系統(tǒng)，而在尋求高頻譜利用率的高比特率傳輸時(shí)更是如此。
盡管這樣，但是借助于分集概念，先前視為主要障礙的上述射頻傳輸信道頻率選擇性和時(shí)間變化至今仍然是研究主題，下文將會(huì)對(duì)此加以說明。
在上述計(jì)劃和研發(fā)中，結(jié)合按位交織的編碼調(diào)制處理也稱為比特交織編碼調(diào)制或者BICM，作為已知技術(shù)，它已經(jīng)存在了大約10年時(shí)間。
如下文參考圖1a所述，這些處理通常在于將一個(gè)外碼C0應(yīng)用于原始數(shù)據(jù)流，之后對(duì)那些以比特?cái)?shù)為單位的特定長度的數(shù)據(jù)塊的比特進(jìn)行交織π，然后則進(jìn)行GRAY調(diào)制。有關(guān)這些處理的更詳細(xì)描述可以有效參考Ephraim ZEHAVI在1992年發(fā)表于IEEETransactions on Communications第40卷第5號(hào)的文章“8-PSKTrellis Codes for a Rayleigh Channel”。
近來，這種類型的處理形成了新的理論或?qū)嶋H研究的主題。在上述研究中涉及到以下文獻(xiàn)，其中包括由G.CAIRE、G.TARICCO以及E.BIGLIERI在1998年5月發(fā)表于IEEE Trans.Inform.Theory第44卷第3號(hào)第927-946頁的名為“Bit InterleavedCoded Modulation”的文章，以及X.LI和J.A.RITCEY在1992年4月發(fā)表于IEEE ISAC第17卷第4號(hào)第715-725頁的名為“Trellis-Coded Modulation with Bit-Interleaving and Iterative Decoding”的文章。
最近，上述研究已經(jīng)歸納為一種在發(fā)射和接收中使用了多個(gè)天線的系統(tǒng)。
這種處理更為精細(xì)，它與圖1B所描述的說明性方案相對(duì)應(yīng)，其中如前述圖中所示，在進(jìn)行了交織處理之后，在指定數(shù)量的通道上進(jìn)行的解復(fù)用有可能執(zhí)行多路傳輸處理。
實(shí)質(zhì)上，這種處理是為一個(gè)瑞利信道執(zhí)行的，也就是說，所述處理是為一個(gè)傳輸信道執(zhí)行的，對(duì)這個(gè)信道而言，幾乎根本不存在記憶效應(yīng)，也就是不存在碼間干擾現(xiàn)象。
因此，這種處理不容易在一個(gè)總是存在碼間干擾的實(shí)際環(huán)境中實(shí)施，尤其不容易在高比特率或甚高比特率的傳輸架構(gòu)中實(shí)施，這是因?yàn)?，由于上述記憶效?yīng)，高速率或甚高比特率的傳輸條件將會(huì)產(chǎn)生一種極大增加上述碼間干擾現(xiàn)象的效果。
關(guān)于上述處理的更詳細(xì)描述，可以有效參考以下文檔，其中包括J.J.BOUTROS、F.BOIXADERA以及C.LAMY發(fā)表于IEEE6th Int.Sum.on Spread Spectrum Tech.& Appli，NSIT NewJersey，USA，Sept.6-6的名為“Bit-Interleaved Coded Modulationsfor Multiple Input Multiple Output Channels”的文章，以及AndrejSTEFANOV和Tolga M.DUMAN在Telecommunications ResearchCenter，Electrical Engineering Department，Arizona StateUniversity，Tempe，AZ 85287-7206，Global TelecommunicationsConference-Globecom 99上發(fā)表的名為“Turbo Coded Modulationfor Systems with Transmit and Receive Antenna Diversity”的文章。
因此，根據(jù)上述處理而實(shí)施的技術(shù)存在不支持所述從發(fā)射天線到接收天線的基本傳輸信道的頻率選擇性的主要缺陷，其中所述信道構(gòu)成了整體傳輸信道。從其他方面來講，上述技術(shù)似乎不適合對(duì)碼間干擾現(xiàn)象進(jìn)行校正。
近來提出了一種很有優(yōu)勢(shì)的編碼，所述編碼執(zhí)行射頻接口，從而能夠保證很高的頻譜利用率，這種編碼可以參見以下出版物2000年11月由A.M.TONELLO在San Francisco，USA發(fā)表于GLOBECOM 2000第3卷第1616-1620頁的文章“Space-Time Bit-Interleaved Coded Modulation over Frequency Selective FadingChannels with Iterative Decoding”。盡管所述出版物中描述的編碼/解碼原理很有前途，但是在接收時(shí)，所述原理在使用最佳算法的同時(shí)，一方面顧及了多層檢測(cè)和碼間干擾解碼操作，另一方面還考慮到了使用分離和重復(fù)方式來進(jìn)行外部解碼。在實(shí)踐中，基于這種原理的解碼系統(tǒng)非常復(fù)雜并且難以實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)的是一種方法和系統(tǒng)，用于對(duì)存在碼間干擾并在多路發(fā)送和接收中按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。
在本發(fā)明的效力以內(nèi)，所述解碼處理和系統(tǒng)的目的是彌補(bǔ)缺點(diǎn)和減輕現(xiàn)有技術(shù)處理及技術(shù)的不足。
特別地，作為本發(fā)明主題的解碼方法和系統(tǒng)尤其適合實(shí)施射頻接口，由此可以確保很高的頻譜利用率。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法和系統(tǒng)，用于對(duì)存在碼間干擾并在多路發(fā)射和接收中按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，在實(shí)施中，所述方法和系統(tǒng)既很簡單又很穩(wěn)固。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是實(shí)施一種解碼方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)尤其適合射頻接口的定義以及射頻接口的實(shí)施例，對(duì)高頻率選擇性的傳輸信道而言，所述射頻接口非常穩(wěn)固，或等價(jià)地，所述射頻接口允許有效對(duì)抗碼間干擾現(xiàn)象。
最后，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種方法和系統(tǒng)，用于對(duì)那些在發(fā)射和接收中按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行解碼，所述方法和系統(tǒng)尤其適合實(shí)施射頻接口，由此可以在幀和誤比特率方面為有限信噪比獲取非常好的性能。
在本發(fā)明的效力以內(nèi)，一開始為編碼預(yù)先采取了措施，借助一個(gè)特定速率的代碼來對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行外部編碼，從而產(chǎn)生一個(gè)編碼數(shù)字流，對(duì)這個(gè)編碼數(shù)字流進(jìn)行比特級(jí)交織，以便產(chǎn)生一個(gè)交織編碼數(shù)字流，在特定數(shù)量v的解復(fù)用通道上，對(duì)這個(gè)交織編碼數(shù)字流進(jìn)行分層的解復(fù)用，以便產(chǎn)生相應(yīng)層數(shù)的交織編碼數(shù)字流，將各個(gè)包含同一層的qm個(gè)連續(xù)比特的數(shù)字調(diào)制字符串轉(zhuǎn)換成一個(gè)Qm元符號(hào)，其中Qm＝2qm，并且m∈[1，v]，根據(jù)一個(gè)特定的映射方案，借助于不同的發(fā)射天線來發(fā)送每個(gè)Qm元符號(hào)，所述天線集合形成一個(gè)空間分集陣列，由此產(chǎn)生一個(gè)發(fā)射基本數(shù)字流的集合。在接收時(shí)，基于所述編碼數(shù)字流的組成編碼比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng)，所述操作處理可以對(duì)這個(gè)發(fā)射基本數(shù)字流的集合進(jìn)行解碼。
根據(jù)這個(gè)作為本發(fā)明主題的方法或前述系統(tǒng)，用于對(duì)產(chǎn)生碼間干擾的傳輸信道上的多路發(fā)送和接收中進(jìn)行按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流執(zhí)行解碼的方法和系統(tǒng)包括以下步驟在數(shù)目為ρ的多個(gè)接收天線上分別需要接收這個(gè)在多路發(fā)送和接收中進(jìn)行按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流包括了在這個(gè)傳輸信道上發(fā)送的基本數(shù)字流集合，并且存在數(shù)量為p的接收天線，其數(shù)量p與發(fā)射天線的數(shù)量v無關(guān)，這些接收天線形成了一個(gè)空間分集接收天線陣列，由此定義了一個(gè)所接收調(diào)制符號(hào)的基本流集合，借助于經(jīng)由這個(gè)外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流來對(duì)所接收符號(hào)的基本流進(jìn)行傳輸信道均衡以及聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理，其中這個(gè)非本征信息流構(gòu)成一個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)，由此在經(jīng)由外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生第一非本征信息流，對(duì)這個(gè)第一非本征信息流進(jìn)行解交織，以便在源于均衡處理的編碼比特上產(chǎn)生第二非本征信息流，基于外碼來對(duì)編碼比特上的第二非本征信息流進(jìn)行解碼，以便在編碼比特上產(chǎn)生第三非本征信息流，其中所述信息流是從基于外碼的解碼中產(chǎn)生的，對(duì)這個(gè)第三非本征信息流進(jìn)行交織，以便在經(jīng)由外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生非本征信息流，從而構(gòu)成所述先驗(yàn)信息項(xiàng)，以及將這個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)重新注入傳輸通道均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理。
對(duì)于作為本發(fā)明主題而對(duì)存在碼間干擾并在多路發(fā)送和接收中按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的方法和系統(tǒng)而言，所述方法和系統(tǒng)不僅發(fā)現(xiàn)了適于移動(dòng)無線電話的應(yīng)用，而且還發(fā)現(xiàn)了適于實(shí)施家庭或工業(yè)環(huán)境中的任何類型電子設(shè)備之間的射頻接口的應(yīng)用。


通過閱讀以下描述并且查看附圖將會(huì)更好地理解所述方法和系統(tǒng)，除了圖1a和1b涉及現(xiàn)有技術(shù)的處理之外，其中作為例示，圖2描述了在本發(fā)明的效力以內(nèi)，對(duì)存在碼間干擾并在多路發(fā)送和接收中采用按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行編碼的方法的流程圖；作為例示，圖3a描述了作為本發(fā)明主題而對(duì)多路發(fā)送和接收中使用根據(jù)圖2所述編碼方法來進(jìn)行編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的方法的流程圖；作為例示，圖3b是對(duì)根據(jù)圖3b所示的本發(fā)明解碼方法架構(gòu)內(nèi)部的均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)重復(fù)處理的實(shí)施細(xì)節(jié)進(jìn)行描述的流程圖；作為例示，圖3c描述了基于外碼并使用軟輸入/輸出來進(jìn)行解碼，從而可以在編碼比特上得到一個(gè)非本征信息流的實(shí)施細(xì)節(jié)的流程圖，其中所述信息流是從基于外碼的解碼中產(chǎn)生的；作為例示，圖4a描述了在本發(fā)明效力以內(nèi)，對(duì)存在碼間干擾并在多路發(fā)送和接收中采用按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行編碼的系統(tǒng)的功能圖；作為例示，圖4b描述了作為本發(fā)明的主題，對(duì)存在碼間干擾并根據(jù)圖2所述編碼方法并借助圖3所示編碼系統(tǒng)而在多路發(fā)送和接收采用按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的系統(tǒng)的功能圖；作為例示，圖5a描述的是在實(shí)施圖1a所示的現(xiàn)有技術(shù)編碼處理的過程中，作為信噪比函數(shù)的誤比特率值的圖表，其中應(yīng)用了一個(gè)以64種狀態(tài)的網(wǎng)格為基礎(chǔ)的BCJR均衡來確保所述解碼；作為例示，圖5b描述了在實(shí)施圖2所示的本發(fā)明效力以內(nèi)的編碼方法來進(jìn)行多路傳輸?shù)倪^程中，作為信噪比函數(shù)的誤比特率值的一個(gè)圖表，其中三個(gè)發(fā)射天線均處于二態(tài)相位調(diào)制MDP2，而解碼則是根據(jù)作為本發(fā)明主題的解碼方法并由BCJR類型的均衡和重復(fù)聯(lián)合檢測(cè)來執(zhí)行的；作為例示，圖5c描述了在為數(shù)目為4的發(fā)射天線執(zhí)行編碼方法和作為本發(fā)明主題的解碼方法的過程中，作為信噪比函數(shù)的誤比特率值的圖表；
作為例示，圖5d描述了在實(shí)施編碼方法和作為本發(fā)明主題的解碼方法的過程中，作為信噪比函數(shù)的誤比特率值的一個(gè)比較圖表，其中所述均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理是一個(gè)GPSP處理，它在全面減少的網(wǎng)格的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都保留了Ω?jìng)€(gè)殘留物，而加權(quán)輸出端的計(jì)算則包括一個(gè)廣義的SOVA類型的處理，相對(duì)于BCJR最佳過程而言，所述比較圖表是為那些數(shù)目為Ω的殘留物的不同數(shù)值建立的。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在結(jié)合圖2來給出在本發(fā)明效力以內(nèi)，對(duì)多路發(fā)送和接收中那些按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行編碼的方法。
參考上述附圖，其中指示將編碼方法應(yīng)用于一個(gè)標(biāo)記為IDS的初始數(shù)據(jù)流，由此構(gòu)成一個(gè)表示為{d1，…，dτ0}的外部數(shù)據(jù)序列，這個(gè)外部數(shù)據(jù)序列與那些包含連續(xù)比特的符號(hào)相對(duì)應(yīng)，所述符號(hào)表示為dn＝{dn，1，……，dn，k0}。
對(duì)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸而言，回想將這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)分為包含特定數(shù)量的連續(xù)比特的符號(hào)，由此能夠確保信道調(diào)制，其目的在于符號(hào)傳輸，而最終目的則在于包含后者的數(shù)據(jù)序列傳輸，并且不涉及包含這些連續(xù)比特的序列有效值。
從圖2中可以看出，在步驟A，借助一個(gè)特定速率的代碼來對(duì)初始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流IDS進(jìn)行外部編碼，從而產(chǎn)生一個(gè)編碼數(shù)字流。在前述圖1a中，將這個(gè)可以執(zhí)行外部編碼的代碼表示為C0。
更具體地說，在這里指出，較為有利的是，外碼可以包括網(wǎng)格碼，也可以等價(jià)包括網(wǎng)格碼組合。在圖2中，將這個(gè)按照步驟A而獲取的編碼數(shù)字流表示為C0DS。它包括一個(gè)外部編碼序列，所述序列表示為{c1，…，cτ0}這個(gè)外部編碼序列包括那些表示為cn＝{cn，1，…，cn，n0}的編碼比特符號(hào)，其中cn，1到cn，n0代表了編碼符號(hào)cn的連續(xù)組成比特。
然后對(duì)編碼數(shù)字流C0DS執(zhí)行步驟B，舉例來說，在細(xì)分為連續(xù)數(shù)據(jù)塊之后，對(duì)編碼數(shù)字流C0DS進(jìn)行按塊的交織處理，從而產(chǎn)生一個(gè)用ILC0DS表示的交織編碼數(shù)字流，這樣一來，一方面由于步驟A的外部編碼，另一方面則由于交織，所述交織編碼數(shù)字流將會(huì)表現(xiàn)出時(shí)間分集。
在一種常規(guī)方式中表明，步驟B中的進(jìn)行的按塊交織處理可以借助于那些用π標(biāo)記的任意交織系統(tǒng)來執(zhí)行。
在步驟B本身之后進(jìn)行的是步驟C，所述步驟在于對(duì)編碼交織數(shù)字流ILC0DS進(jìn)行解復(fù)用，通過這個(gè)操作，將編碼交織數(shù)字流ILC0DS細(xì)分為給定數(shù)量v的基本交織編碼數(shù)字流，圖2指示了這些基本交織編碼數(shù)字流的集合{EILC0DSm}m=1m=v]]>可以了解的是，實(shí)際上，每個(gè)基本交織數(shù)字流都包含一個(gè)層號(hào)為m的層，如稍后將在說明書中描述的那樣，除了由于外部編碼和交織所引入的時(shí)間分集質(zhì)量之外，所述層還有可能會(huì)引入一個(gè)特定的空間編碼。
然后，在前述步驟C之后進(jìn)行的是步驟D，所述步驟在于對(duì)各個(gè)基本交織編碼數(shù)字流進(jìn)行調(diào)制處理，以便將每個(gè)數(shù)字調(diào)制串轉(zhuǎn)換成一個(gè)Qm元符號(hào)，其中每個(gè)基本交織編碼數(shù)字流就是每個(gè)處于層號(hào)m∈[1，v]的各個(gè)層次的信號(hào)，所述數(shù)字調(diào)制串包括同一層的qm個(gè)連續(xù)比特，根據(jù)一個(gè)特定的映射方案，Qm＝2qm，m∈[1，v]。在實(shí)踐中，交織編碼數(shù)字流的所述層包括幀，其速率是層號(hào)為m的每個(gè)層各一幀。此外，層號(hào)為m的各個(gè)層自身細(xì)分為大小為τ個(gè)比特的N個(gè)突發(fā){u1m，uτm}所述突發(fā)由符號(hào)u‾nm={un,1m,···,un,qmm}]]>組成，這τ個(gè)比特包括了訓(xùn)練比特的組成尾比特，舉例來說，所述比特是由本身已知的CAZAC序列形成的。使用一個(gè)Qm元調(diào)制器來對(duì)每個(gè)突發(fā)進(jìn)行調(diào)制，所述調(diào)制器可以將一個(gè)形式為 的復(fù)數(shù)符號(hào)與任何輸入符號(hào)unm相關(guān)聯(lián)。
在這里已經(jīng)指出，函數(shù)表示任何映射規(guī)律。作為非限制實(shí)例，其中顯示根據(jù)格雷碼的映射規(guī)律將會(huì)給出了很好的結(jié)果。因此，在結(jié)束步驟D時(shí)，由EILCDSm表示的Qm元符號(hào)在每個(gè)調(diào)制路徑上都是可用的，其中m表示調(diào)制路徑的層號(hào)。
在步驟D之后進(jìn)行的是步驟E，所述步驟在于借助不同的發(fā)射天線并經(jīng)由一條傳輸信道來發(fā)送每個(gè)前述Qm元符號(hào)EILCDSm。這個(gè)不同發(fā)射天線的集合標(biāo)記為{tam}m=1m=v,]]>所述天線集合形成一個(gè)空間分集陣列，由此可以從每個(gè)Qm元符號(hào)EILCDSm中產(chǎn)生一組發(fā)射基本數(shù)據(jù)流，所述數(shù)據(jù)流顯示出空間和時(shí)間分集，這一方面是由于引入的外部編碼顧及了按塊交織，而另一方面則是由于所引入的外部編碼還顧及了經(jīng)由所述不同發(fā)射天線集合所進(jìn)行的傳輸?shù)姆峙洹?br> 只要涉及后者，則表示這個(gè)發(fā)射天線集合形成了一個(gè)空間分集陣列，所述陣列的各個(gè)不同的組成發(fā)射天線都與鄰近的不同發(fā)射天線相隔一定距離，所述距離大于λ0，其中λ0表示載波波長，由此可以確保通過對(duì)結(jié)束步驟D時(shí)獲取的每個(gè)Qm元符號(hào)進(jìn)行調(diào)制而進(jìn)行的傳輸。
因此在接收時(shí)，所述編碼方法可以對(duì)Qm元符號(hào)進(jìn)行解碼，所述符號(hào)構(gòu)成了從先驗(yàn)信息項(xiàng)中發(fā)送的基本數(shù)字流集合{TEILCDS}m=1m=v,]]>所述先驗(yàn)信息項(xiàng)代表的是引入編碼的空間和時(shí)間分集。
更具體地說，回顧一下，在傳輸之后，本身已知的前述訓(xùn)練符號(hào)(learning symbol)可以執(zhí)行傳輸通道脈沖響應(yīng)的一個(gè)在先估計(jì)，傳輸信道包括發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的多個(gè)傳播路徑，每個(gè)路徑構(gòu)成了一個(gè)基本傳輸信道。
在這些條件下，由于多徑傳播以及發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的移動(dòng)產(chǎn)生了傳輸信道的可變特性，因此可以通過等價(jià)信道的離散時(shí)間脈沖響應(yīng)來為時(shí)變頻選射頻信道建模，其中當(dāng)然包括了通常使用的發(fā)送和接收整形濾波器，每個(gè)濾波器都與基本傳輸信道相對(duì)應(yīng)，因此，所述基本傳輸信道表示為hm,r={h0m,r,···,hXc-1m,r}]]>用于每個(gè)將各個(gè)層m的發(fā)射天線連接到給定層號(hào)為r的接收天線的路徑。通常，r∈[1，p]，并且p≠v。接收天線數(shù)目可以小于v。
在上述關(guān)系式中，根據(jù)發(fā)送符號(hào)的數(shù)目，Xc表示約束長度，而約束長度則表示信道存儲(chǔ)器。
所有基本信道都被視為顯示了相同的約束長度Xc。由于單個(gè)多徑分量的數(shù)目是由寬闊的建筑物以及反射物體所決定的，因此可以容許這種假設(shè)。
根據(jù)本發(fā)明效力以內(nèi)的方法，如果對(duì)逐個(gè)突發(fā)(burst bvburst)的傳輸進(jìn)行考慮，那么在一個(gè)突發(fā)傳輸?shù)恼麄€(gè)過程中，基本傳輸信道與合成傳輸信道都是靜態(tài)的，并且這些信道會(huì)隨著突發(fā)的不同而產(chǎn)生獨(dú)立變化。在這些條件下，對(duì)第一近似而言，數(shù)值τ可以視為前述信道相干時(shí)間的一個(gè)量度。這些條件可以為那些具有慢變化頻率衰落和頻率跳變的多徑準(zhǔn)靜態(tài)信道建立一個(gè)可以接受的模型。在這種情況下，對(duì)每個(gè)基本信道而言，標(biāo)記為{hkm，r}k的系數(shù)可以視為具有相同零平均能量的獨(dú)立高斯復(fù)數(shù)隨機(jī)變量，所述變量滿足等式(1)Σi=0xc-1||him,r||2=1------(1)]]>在這種條件下，在每個(gè)離散取樣時(shí)間n，層號(hào)為r的每個(gè)接收天線都會(huì)觀察到一組與所發(fā)射基本數(shù)字流{TEILCDSm}m=1m=v]]>相對(duì)應(yīng)的發(fā)射符號(hào)，并且這組發(fā)射符號(hào)滿足等式(2)ynr=Σm=1vΣi=0xc-1himzn-im,r+ζnr------(2)]]>在這個(gè)關(guān)系式中，ζrn代表一個(gè)具有零平均值并且方差為2σ2。的復(fù)數(shù)噪聲取樣。ζrn是一個(gè)復(fù)數(shù)對(duì)稱高斯變量，也就是說，ζrn是一個(gè)實(shí)部與虛部不相關(guān)并且類似于能量σ2的變量。
現(xiàn)在將結(jié)合圖3a、3b和3c來描述一種對(duì)在多路發(fā)送和接收中使用按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的方法，其中已經(jīng)根據(jù)結(jié)合前述圖2所描述的方法而對(duì)這個(gè)數(shù)字流進(jìn)行了編碼。
由于根據(jù)上述方法來對(duì)這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼，因此表明，在步驟F，作為本發(fā)明主題的解碼方法在于接收所述編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，其中所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流包括經(jīng)由一條傳輸信道發(fā)送的基本數(shù)字流集合，所述發(fā)送的基本數(shù)字流集合表示為{TEILCDSm}m=1m=v,]]>而所述接收則是基于數(shù)量為p的多個(gè)接收天線來進(jìn)行的。在圖3a中，接收天線集合表示為{rar}r=1r=ρ.]]>這些接收天線的數(shù)量與發(fā)射天線數(shù)量無關(guān)，所述接收天線在數(shù)目上可以小于或等于發(fā)射天線數(shù)目v，根據(jù)作為本發(fā)明主題的解碼方法的有利方面，接收天線形成了一個(gè)空間分集的接收天線陣列，由此定義了一個(gè)接收調(diào)制符號(hào)基本流集合，在結(jié)束圖3a的步驟F的時(shí)候，這個(gè)接收調(diào)制符號(hào)基本流集合標(biāo)記為{MSDSr}r=1r=ρ.]]>尤其需要理解的是，所接收的每個(gè)調(diào)制符號(hào)都是形式y(tǒng)rn滿足說明書中先前所述的等式(2)的符號(hào)。
然后，在步驟F之后進(jìn)行的是步驟G，所述步驟包括借助于那些由外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流，對(duì)所接收的調(diào)制符號(hào)的基本流集合{MSDSr}r=1r=ρ]]>進(jìn)行傳輸信道均衡以及聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理，其中非本征信息流是從基于外碼的解碼中產(chǎn)生的。在圖3a，那些由外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流表示為EIDS＝api。具體地說，這個(gè)信息流在編碼比特上構(gòu)成了一個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)，借助于編碼比特上的先驗(yàn)信息流BIDS＝api，在步驟G中執(zhí)行的均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理可以在那些由外碼編碼并且經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生第一非本征信息流，并且在圖3a中是使用EIDS1來表示這個(gè)第一非本征信息流的。
在前述步驟G之后進(jìn)行的是步驟H，所述步驟包括對(duì)第一非本征信息流EIDS1進(jìn)行標(biāo)記為π-1的解交織，以便在源自均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理的編碼比特上產(chǎn)生第二非本征信息流，其中，在圖3a中使用了EIDS2來表示這個(gè)第二非本征信息流。由于解交織操作是實(shí)施編碼方法時(shí)執(zhí)行的交織操作的逆操作，因此在圖3a中使用π-1來表示這個(gè)解交織處理。
然后在步驟I，基于外碼C0來對(duì)編碼比特上的第二非本征信息流EIDS2進(jìn)行解碼，從而在編碼比特上產(chǎn)生一個(gè)表示為EIDS3的第三非本征信息流，其中所述信息流是從基于外碼C0的解碼中產(chǎn)生的。應(yīng)該注意的是，在這個(gè)操作I中，解碼還提供了初始數(shù)字信號(hào)值的一個(gè)估計(jì)，因此所述估計(jì)表示為DS。
在步驟I之后，在步驟J，對(duì)第三非本征信息流進(jìn)行交織操作，以便在由第一外碼以及已交織EIDS進(jìn)行了編碼的比特上產(chǎn)生非本征信息流，由此在編碼比特上構(gòu)成先驗(yàn)信息項(xiàng)，其中所述信息項(xiàng)是用api來表示的。然后，如返回回路所示，在步驟K中，將這個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)重新注入傳輸信道均衡以及聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理，也就是圖3a的步驟G。
參考圖3a，尤其需要理解的是，作為本發(fā)明主題的解碼方法特別地還在于對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)，這個(gè)均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)反復(fù)地與借助于代碼C0所進(jìn)行的外部編碼相關(guān)聯(lián)，從而受益于編碼比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng)api，其中，所述先驗(yàn)信息項(xiàng)是從連續(xù)實(shí)施的步驟G、H、I和J中產(chǎn)生的。特別需要理解的是，在那些由第一外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流是一個(gè)涉及符號(hào)Znm的各個(gè)組成比特的信息項(xiàng)，其中符號(hào)Znm構(gòu)成了在結(jié)束步驟F時(shí)接收到的信號(hào)，其中在圖3a中使用EIDS來表示所述流，所述非本征信息流在編碼比特上構(gòu)成了先驗(yàn)信息項(xiàng)api。因此，這個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)構(gòu)成了關(guān)于前述符號(hào)組成比特值的有效信息，最終構(gòu)成了在上文所述的編碼和傳輸過程中引入的空間分集和時(shí)間分集的有效信息。
現(xiàn)在結(jié)合圖3b和3c來對(duì)執(zhí)行作為本發(fā)明主題的解碼方法的特定模式進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。
在前述特定實(shí)施例中指出，后者相當(dāng)于實(shí)施所謂的SISO(軟輸入軟輸出)類型的加權(quán)的輸入輸出均衡以及聯(lián)合檢測(cè)處理。
在這些條件下，非常有利的是，重新注入SISO類型的均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理的先驗(yàn)信息包括編碼比特值的先驗(yàn)概率比的對(duì)數(shù)值，這個(gè)對(duì)數(shù)值在由外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上構(gòu)成了非本征信息項(xiàng)。
如圖3b所示，均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理G在于在步驟G1，對(duì)由第一外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流EIDS進(jìn)行解復(fù)用，從而構(gòu)成了一個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)api，以此作為那些編碼和交織數(shù)字流層的比特上的先驗(yàn)信息流集合，在圖3b中，編碼交織數(shù)字流層的比特上的先驗(yàn)信息流集合表示為{APIUDSm}m=1m=v.]]>然后，在步驟G1之后進(jìn)行的是步驟G2，所述步驟在于執(zhí)行一個(gè)均衡和一個(gè)結(jié)合了軟輸入/輸出的聯(lián)合檢測(cè)，所述軟輸入/輸出即為SISO類型的輸入/輸出，將所述SISO類型的輸入/輸出應(yīng)用于一個(gè)狀態(tài)數(shù)目減少的網(wǎng)格。將這個(gè)網(wǎng)格定義為傳輸信道的組成基本記憶信道的網(wǎng)格，其中所述網(wǎng)格自身具有數(shù)量減少的狀態(tài)，由此在交織編碼數(shù)字流層的比特上產(chǎn)生一個(gè)加權(quán)輸出流的集合。處于編碼數(shù)字流層交織比特上的加權(quán)輸出流則表示為{EUDSSOm}m=1m=v.]]>在步驟G2之后進(jìn)行的是步驟G3，所述步驟在于從編碼數(shù)字流層交織比特上的各個(gè)加權(quán)輸出流{EUDSSOm}m=1m=v.]]>中提取相應(yīng)的編碼數(shù)字流層的交織比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng){APIDUSm}m=1m=v,]]>從而在編碼數(shù)字流的交織比特上產(chǎn)生一個(gè)表示為{EIEUSOm}m=1m=v]]>的非本征信息流。
當(dāng)步驟G2中執(zhí)行的均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理是一個(gè)SISO類型的均衡和檢測(cè)處理，并且當(dāng)輸入和輸出包含了編碼數(shù)字流層交織比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng){APIDUSm}m=1m=v]]>時(shí)，編碼數(shù)字流層交織比特上的加權(quán)輸出流{EUDSSOm}m=1m=v]]>分別是對(duì)數(shù)概率值，由于輸入/輸出信息的對(duì)數(shù)特性，因此如圖2b的步驟G3所示，可以使用減法來執(zhí)行提取處理。
所述減法表示為{EUDSSOm-APIUDm}m=1m=v]]>由此應(yīng)該注意的是，一方面，均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理是為各個(gè)層號(hào)為m的層實(shí)施的，另一方面，對(duì)于提取處理，尤其是在實(shí)施了SISO類型的均衡和聯(lián)合解碼的情況下進(jìn)行的減法處理而言，所述處理也是為每個(gè)層號(hào)為m的層實(shí)施的。
在步驟G3之后，對(duì)編碼數(shù)字流層交織比特上的非本征信息流{EIEUSOm}m=1m=v]]>執(zhí)行復(fù)用操作G4，從而在由第一外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生第一非本征信息流，也就是所述流ElDS1。
同樣，如圖3c所示，當(dāng)圖3b的步驟G2中執(zhí)行的均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理是SISO類型的時(shí)候，較為有利的是，借助外碼而在圖3a的步驟I中執(zhí)行解碼步驟，所述步驟在于在步驟I1，借助外碼C0，對(duì)源于均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理的編碼比特上的第二非本征信息流進(jìn)行SISO類型的加權(quán)輸入/輸出解碼，以便產(chǎn)生一個(gè)用APOSO表示的加權(quán)輸出流，所述輸出流代表了編碼比特上的后驗(yàn)信息項(xiàng)，其中將所述第二非本征信息流表示為ElDS2。在步驟I1之后進(jìn)行的是步驟I2，所述步驟包括從代表編碼比特上的后驗(yàn)信息項(xiàng)的第二加權(quán)輸出流APOSO中提取第二非本征信息流EIDS2，以便在編碼比特上產(chǎn)生第三非本征信息流EIDS3。在實(shí)施了以基于外碼C0的SISO解碼為形式的步驟I1的情況下，由于流EIDS2和APOSO的組成數(shù)字值的對(duì)數(shù)特性，因此步驟I2中的提取步驟也是一個(gè)減法步驟。
如結(jié)合圖3a、3b、3c所描述的那樣，現(xiàn)在將會(huì)在下文中給出作為本發(fā)明主題的解碼方法操作模式的理論論證。
通常表明，在步驟G，更準(zhǔn)確的說，在圖2b的步驟G2中執(zhí)行的均衡和聯(lián)合解碼處理是對(duì)這v個(gè)伴隨突發(fā)中的每個(gè)突發(fā)上的層號(hào)為m的層集合執(zhí)行的，由此從那些由外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流中計(jì)算那些由外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上的第一非本征信息流，也就是流EIDS1，其中所述非本征信息流是從基于外碼C0的解碼中產(chǎn)生的，而前述非本征信息流EIDS則構(gòu)成了編碼比特api上的先驗(yàn)信息項(xiàng)。
在常規(guī)方式中表明，這個(gè)計(jì)算是基于傳輸信道系數(shù)的估計(jì) 來執(zhí)行的，所述估計(jì)是基于在所接收調(diào)制符號(hào)基本流TElLCDSm中接收的訓(xùn)練符號(hào)來獲取的。
如圖2b所示，如果在步驟G2中執(zhí)行的均衡和聯(lián)合解碼處理是SISO類型的，那么所述解碼的輸入和輸出與各個(gè)調(diào)制符號(hào)的各個(gè)比特上的非本征概率比值的對(duì)數(shù)值序列相對(duì)應(yīng)，其中各個(gè)調(diào)制符號(hào)是從通過接收天線集合所觀察的N個(gè)符號(hào)序列的集合中觀察到的，這些觀察到的序列表示為{y1r,···,yτr}r=1r=ρ,]]>在所接收的被觀察符號(hào)數(shù)目方面，所述序列的長度為τ，傳輸信道的估計(jì)值 以傳輸天線的每個(gè)基本信道系數(shù)估計(jì)值集合的形式來表示，其中所有接收天線的形式都是
H^={hm,r}m=1,vr=1ρ.]]>在均衡和聯(lián)合檢測(cè)的重復(fù)處理的首次重復(fù)中，所述計(jì)算是在不具有任何先前信息項(xiàng)的情況下執(zhí)行的，基本信道系數(shù)的估計(jì)值只是從訓(xùn)練序列和在所觀察調(diào)制符號(hào)上獲取的相應(yīng)序列中計(jì)算得到的。在結(jié)束步驟G2時(shí)獲取的編碼數(shù)字流層交織比特上的加權(quán)輸出流EUDSSOm的序列按幀進(jìn)行分類，并且對(duì)其進(jìn)行步驟G3的提取，尤其對(duì)其進(jìn)行基于先驗(yàn)信息項(xiàng)api的減法，其中從解復(fù)用操作G1中為各個(gè)層獲取所述信息項(xiàng)。然后，對(duì)在步驟G3結(jié)束時(shí)獲取并且標(biāo)記為{EIEUSOm}m=1m=v]]>的用戶幀的比特上的非本征信息流進(jìn)行步驟G4的復(fù)用操作，從而在那些由第一外碼以及前述交織EIDS1進(jìn)行編碼的比特上產(chǎn)生第一非本征信息流。
然后，在圖3a的步驟H中，對(duì)由第一外碼編碼并且經(jīng)過交織的比特上的第一非本征信息流進(jìn)行解交織操作，所述解交織操作可以在源于所述均衡和聯(lián)合解碼處理的編碼比特上產(chǎn)生第二非本征信息流ElDS2，所述信息流在編碼比特上構(gòu)成了一個(gè)新的本征概率比值的對(duì)數(shù)值序列，以便進(jìn)行基于外碼C0的外部解碼I的步驟。
如圖3c所示，然后借助SISO類型解碼，尤其是對(duì)數(shù)域的BCJR算法，通過繼續(xù)進(jìn)行步驟I1和I2來執(zhí)行基于外碼C0所進(jìn)行的解碼的前述步驟I，在這種情況下，解碼步驟I1可以對(duì)經(jīng)由外碼C0編碼的每個(gè)符號(hào)的每個(gè)比特上的非本征概率比值的對(duì)數(shù)值進(jìn)行評(píng)估。所述序列是在完成了由步驟I2中的減法所進(jìn)行的提取之后才獲取的，所述提取是從代表編碼比特上的后驗(yàn)信息項(xiàng)APOSO的加權(quán)輸出流中減去前述編碼比特上的第二非本征信息流ElDS2。編碼比特上的第三非本征信息流EIDS3代表了由第一外碼C0進(jìn)行編碼的各個(gè)符號(hào)上的非本征概率比值的對(duì)數(shù)值，然后，在步驟J，對(duì)所述第三非本征信息流進(jìn)行交織，以便產(chǎn)生先驗(yàn)信息項(xiàng)ElDS＝api。然后，經(jīng)由在v個(gè)通路或?qū)由线M(jìn)行的解復(fù)用G1，在圖3b的SISO均衡和解碼處理G2的級(jí)別上重新注入這個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)api。由此，在均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理G2的等級(jí)上重新引入關(guān)于每個(gè)層以及隨后逐個(gè)突發(fā)分段的相應(yīng)信息項(xiàng)集合，從而在那些劃分為突發(fā)或分組的層的比特上構(gòu)成先驗(yàn)信息流集合。然后，前述均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理G2對(duì)所觀察的調(diào)制符號(hào)比特上的先驗(yàn)概率比值的對(duì)數(shù)值{MSDSr}r=1r=ρ]]>的v個(gè)序列的n個(gè)幀執(zhí)行均衡和檢測(cè)。
對(duì)圖3a，尤其是圖3b和3c中描述的方法而言，所述方法可以在常規(guī)的重復(fù)turbo檢測(cè)處理中嵌套一個(gè)附加處理，從而對(duì)各個(gè)產(chǎn)生碼間干擾的不同基本信道進(jìn)行重新估計(jì)。
現(xiàn)在將結(jié)合圖4a來對(duì)多路發(fā)送和接收中采用時(shí)間空間組合編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行編碼的系統(tǒng)進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。
如圖4a所示，其中指出，非常有利的是，編碼系統(tǒng)包括一個(gè)模塊10，所述模塊基于具有特定速率C0的代碼來對(duì)初始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流IDS進(jìn)行外部編碼，從而產(chǎn)生上述編碼數(shù)字流C0DS。在外部編碼模塊10之后是一個(gè)逐塊交織模塊11，由此可以基于編碼數(shù)字流C0DS來產(chǎn)生一個(gè)交織編碼數(shù)字流，一方面由于先前引入的外部編碼，另一方面則是由于所執(zhí)行的交織，因此所述交織編碼數(shù)字流顯示成特定的時(shí)間分集。而所述交織編碼數(shù)字流則表示為ILC0DS。
在交織模塊11之后是一個(gè)接收交織數(shù)字流ILC0DS的解復(fù)用模塊12，所述解復(fù)用模塊12可以產(chǎn)生數(shù)量為v的基本交織編碼數(shù)字流，如在說明書中先前所描述的那樣，這些基本交織編碼數(shù)字流細(xì)分為幀，而幀自身則細(xì)分為突發(fā)。
在圖4a中，把構(gòu)成一個(gè)層號(hào)為m的層的各個(gè)基本交織編碼數(shù)字流或者各個(gè)幀都表示為EILC0DSm。
如圖3a所示，編碼系統(tǒng)還包括多個(gè)Qm元調(diào)制電路，所述電路表示為131到13v，其中每個(gè)調(diào)制電路都可以根據(jù)特定映射規(guī)律而把一個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)zmn與任何輸入符號(hào)unm相關(guān)聯(lián)。此外還提供了多個(gè)發(fā)射天線{tam}m=1m=v,]]>由此可以對(duì)包含符號(hào)的各個(gè)編碼基本數(shù)字流進(jìn)行傳輸，而層號(hào)為m的不同發(fā)射天線則對(duì)基本數(shù)字流EILC0DSm進(jìn)行發(fā)送。
根據(jù)所述編碼系統(tǒng)的一個(gè)顯著方面，發(fā)射天線集合形成了一個(gè)空間分集陣列，如說明書中先前所述，每個(gè)發(fā)射天線tam都鄰近發(fā)射天線tam′相隔一段距離d＞λ0，其中m≠m′，λ0表示的是確保發(fā)送上述基本數(shù)字流的載波波長。
在注意到使用發(fā)射天線集合來組成空間分集天線陣列的情況下，所述系統(tǒng)可以產(chǎn)生一個(gè)所發(fā)射的基本數(shù)字流的集合，所述集合由{TEILCDSm}m=1m=v]]>表示，一方面由于編碼模塊10和交織模塊11引入的外部編碼，另一方面則是因?yàn)楦鲙袑犹?hào)為m的層所進(jìn)行的處理以及前述天線陣列中的各個(gè)組成天線所進(jìn)行的傳輸，因此，所述集合顯示出了空間和時(shí)間分集。
根據(jù)上文中的編碼方法，現(xiàn)在將結(jié)合圖4b來描述一種對(duì)多路發(fā)送和接收中采用按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的系統(tǒng)，如說明書中先前所述，這個(gè)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流包括至少一個(gè)發(fā)射基本數(shù)字流集合，所述集合表示為{TEILCDSm}m=1m=v.]]>參考前述圖4b，作為本發(fā)明主題的解碼系統(tǒng)包括多個(gè)接收天線，這些天線分別表示為{rar}r=1r=ρ,]]>其中，這些接收天線可以接收傳輸信道發(fā)送的基本數(shù)字流集合，如先前所述，所述信道是由基本傳輸信道集合所構(gòu)成的。
根據(jù)作為本發(fā)明主題的解碼系統(tǒng)的一個(gè)顯著方面，前述接收天線在數(shù)目上可以小于或等于發(fā)射天線數(shù)目v，并且接收天線形成了空問分集的接收天線20的一個(gè)陣列，由此定義了所接收調(diào)制符號(hào)的基本流集合，所述集合表示為{MSDSr}r=1r=ρ.]]>在空間分集接收天線陣列20之后存在一個(gè)模塊21，如先前在說明書中結(jié)合了作為本發(fā)明主題的解碼方法所描述的那樣，所述模塊對(duì)那些通過均衡和重復(fù)聯(lián)合檢測(cè)而接收的前述調(diào)制符號(hào)基本流進(jìn)行turbo檢測(cè)。
因此，如圖4b中更加具體描述的那樣，turbo檢測(cè)模塊21包括一個(gè)模塊210，所述模塊基于那些由第一外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流EIDS＝api來按層進(jìn)行傳輸信道均衡和聯(lián)合檢測(cè)，其中所述非本征信息流是從基于外碼C0的解碼中產(chǎn)生的，并且所述非本征信息流在先前所述的編碼比特上構(gòu)成了一個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)。在圖4b中，由于那些由第一外碼編碼并且經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流一個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)api，因此將所述非本征信息流表示為EIDS＝api。
基于所接收的調(diào)制符號(hào)的基本流MSDSr，用于進(jìn)行傳輸信道均衡以及聯(lián)合檢測(cè)的模塊210可以在由外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生第一非本征信息流EIDS1。而在用于進(jìn)行傳輸信道均衡以及聯(lián)合解碼的模塊210之后則是一個(gè)對(duì)第一非本征信息流EIDS1進(jìn)行解交織的模塊211，由此在源于均衡和聯(lián)合檢測(cè)模塊210的編碼比特上產(chǎn)生了第二非本征信息流EIDS2，其中所述模塊用π-1來表示。
此外還提供了一個(gè)基于外碼C0來進(jìn)行解碼的模塊212，所述模塊212接收交織模塊211遞送的第二非本征信息流EIDS2，由此在編碼比特上產(chǎn)生第三非本征信息流EIDS3，其中，第三非本征信息流是從基于外碼C0的編碼中產(chǎn)生的。
當(dāng)然，如說明書中先前所述，根據(jù)所述編碼方法和編碼系統(tǒng)，基于外碼來進(jìn)行解碼的模塊212可以獲取所發(fā)射初始數(shù)字流IDS的一個(gè)估計(jì)，所述估計(jì)由DS表示。
此外還提供了一個(gè)用于對(duì)第二非本征信息流EIDS3進(jìn)行交織的模塊213，由此在由第一外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生了表示為EIDS＝api的非本征信息流，從而在編碼比特上構(gòu)成了先驗(yàn)信息項(xiàng)，所述信息項(xiàng)則再次注入模塊210，以便進(jìn)行傳輸信道均衡和聯(lián)合解碼。
現(xiàn)在參考圖4b來對(duì)同一圖中作為本發(fā)主題的解碼系統(tǒng)進(jìn)行更為詳細(xì)的描述，其中編碼比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng)包含了上述編碼比特的非本征概率比值的對(duì)數(shù)值，特別地，所述先驗(yàn)信息項(xiàng)可能是在均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理是一個(gè)SISO類型的處理的時(shí)候獲取的，所述處理即為結(jié)合了軟輸入和軟輸出的處理。
參考圖4b，其中指出，在前述實(shí)施例中，均衡和聯(lián)合檢測(cè)模塊210包括一個(gè)用于注入先驗(yàn)信息項(xiàng)api的模塊210a，其中包括一個(gè)表示為DEMUX的解復(fù)用器模塊，所述解復(fù)用模塊從上述先驗(yàn)信息中釋放一個(gè)編碼數(shù)字流層的交織比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng)集合，所述先驗(yàn)信息項(xiàng)表示為{APIDUSm}m=1m=v,]]>其中上述先驗(yàn)信息包括那些由外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流EIDS＝api。
當(dāng)然，應(yīng)該理解的是，如先前在涉及編碼方法的描述中所述，為了確?；谒鰧拥木夂吐?lián)合解碼，也就是說，為了確保以幀和實(shí)際發(fā)送的突發(fā)為基礎(chǔ)而進(jìn)行的均衡和聯(lián)合解碼，解復(fù)用模塊DEMUX的目的是對(duì)那些使用外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流EIDS進(jìn)行解復(fù)用，從而經(jīng)由數(shù)量為v的解復(fù)用通道而在編碼比特上構(gòu)成先驗(yàn)信息項(xiàng)，其中解復(fù)用通道數(shù)目v與傳輸中產(chǎn)生的編碼交織數(shù)字流的層數(shù)相同。
在這些條件下，均衡和聯(lián)合檢測(cè)模塊210還包括一個(gè)具有加權(quán)輸入和輸出的檢測(cè)模塊210b以及SISO模塊，一方面，所述SISO模塊接收用戶幀的比特上的先驗(yàn)信息流{APIDUSm}m=1m=v]]>來作為輸入，另一方面，所述SISO模塊還接收那些接收調(diào)制符號(hào)的基本流{MSDSr}r=1r=ρ]]>來作為輸入。當(dāng)然，加權(quán)輸入/輸出解碼模塊210b還接收基本傳輸信道系數(shù)的傳輸信道系數(shù)的估計(jì)值H^={hm,r}m=1,vr=1ρ,]]>所述估計(jì)值是基于接收第二加權(quán)輸出流APOSO的計(jì)算鏈來提供的，其中第二加權(quán)輸出流APOSO代表編碼比特上的后驗(yàn)信息項(xiàng)。計(jì)算鏈22可以級(jí)聯(lián)地包括一個(gè)交織模塊π和一個(gè)非線性判定模塊，其后則是一個(gè)對(duì)信道系數(shù)進(jìn)行計(jì)算的模塊。
解碼模塊210b遞送的是編碼數(shù)字流層的交織比特上的一個(gè)加權(quán)輸出流，所述流表示為{EUDSSOm}m=1m=v.]]>在模塊210b之后則是多個(gè)表示為210c的減法器模塊，每個(gè)減法器模塊都可以從編碼數(shù)字流層交織比特上的各個(gè)加權(quán)輸出流{EUDSSOm}m=1m=v]]>中減去編碼數(shù)字流層交織比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng){APIDUSm}m=1m=v,]]>以便提供編碼數(shù)字流層的各個(gè)流中的交織比特上的一個(gè)非本征信息流，所述非本征信息流表示為{EIEUSOm}m=1m=v.]]>然后提供了一個(gè)復(fù)用器模塊210，所述復(fù)用器模塊接收編碼數(shù)字流層交織比特上的非本征信息流EIEUSOm，并且將那些由外碼進(jìn)行編碼并且經(jīng)過交織的比特上的第一非本征信息流EIDS1遞送到解交織模塊211。
此外，參考相同的圖4a，其中指出基于外部碼C0來進(jìn)行解碼的模塊212可以包括一個(gè)具有加權(quán)輸入/輸出的檢測(cè)模塊212a，所述模塊可以接收那些源于模塊210所執(zhí)行均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理的已編碼比特上的前述第二非本征信息流EIDS2，具有加權(quán)輸入/輸出的模塊210a遞送一個(gè)加權(quán)輸出流，所述加權(quán)輸出流代表了編碼比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng)APOSO。模塊212a與一個(gè)減法器模塊212b相關(guān)聯(lián)，所述減法器模塊可以從代表編碼比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng)APOSO的加權(quán)輸出流中減去第二非本征信息流EIDS2，從而提供編碼比特上的第三非本征信息流EIDS3，所述第三非本征信息流是從基于外碼C0的編碼中產(chǎn)生的。
下文將會(huì)給出關(guān)于SISO類型的均衡與聯(lián)合檢測(cè)模塊210b的論證。
在這些條件下，前述均衡/聯(lián)合檢測(cè)處理可以視為一個(gè)無限狀態(tài)的離散馬爾可夫模型。
在這些條件下，可以將等價(jià)于碼間干擾的信道理解為一個(gè)具有記憶的非系統(tǒng)和非遞歸的卷積碼，所述卷積碼可以按照符號(hào)時(shí)間Xc-1來表示，其唯一的復(fù)數(shù)生成多項(xiàng)式易于隨時(shí)間而改變。為了簡化名稱，后者稱之為碼間干擾碼。
因此，包含一個(gè)天線的各個(gè)層m都與由一個(gè)特定的碼間干擾碼相關(guān)聯(lián)。
因此，與層號(hào)為m的層相關(guān)聯(lián)的碼間干擾碼是一個(gè)具有有限狀態(tài)數(shù)目的馬爾可夫模型，它在時(shí)間上是一個(gè)常數(shù)，并且允許采用Tm(Vm，Bm)這種網(wǎng)格表示，其中Vm和Bm分別表示狀態(tài)或頂點(diǎn)空間以及分支空間。
在每個(gè)取樣時(shí)刻n，網(wǎng)格Tm是根據(jù)關(guān)系式(3)或(4)并由狀態(tài)或頂點(diǎn)來定義的snm={zn-Xc+1m,···,zn-1m}------(3)]]>
zn-tm代表連續(xù)的復(fù)數(shù)符號(hào)，或者等價(jià)地snm={u‾n-Xc+1m,···,u‾n-1m}--------(4)]]>其中un-tm表示由連續(xù)比特排列和分支bm所構(gòu)成的符號(hào)。分支bm包含三個(gè)域，即bm={bm-,bm+,bm▿},]]>其中包括● 離開狀態(tài)bm-∈Vn-1;]]>● 到達(dá)狀態(tài)bm-∈Vn;]]>● 標(biāo)記bm代表一個(gè)輸入符號(hào)unm，其中bm▿={bm,1▿,···,bm,q+n▿}]]>是unm的二進(jìn)制表示。
狀態(tài)空間和分支空間的復(fù)雜性滿足關(guān)系式(5)|Vm|=QmXc-1,∀n∈
]]>并且|Bm|=QmXc,∀n∈[1,τ]-----(5)]]>上述考慮事項(xiàng)可以概括到整個(gè)多層結(jié)構(gòu)。合成的馬爾可夫模型的狀態(tài)和輸入序列與基本馬爾可夫模型的狀態(tài)級(jí)連或輸入序列的級(jí)連簡單對(duì)應(yīng)，所述基本馬爾可夫模型為那些與各個(gè)層相關(guān)聯(lián)的碼間干擾碼建模。
相關(guān)聯(lián)的組合網(wǎng)格T是v個(gè)網(wǎng)格{Tm}m=1v]]>的均笛卡爾乘積。因此，相應(yīng)的復(fù)數(shù)值由關(guān)系式(6)和(7)給出|Vn⊗|=Πm=1v|Vnm|-----(6)]]>|Bn⊗|=|Vn⊗|·Πm=1vQm------(7)]]>其中Vn、Bn、vnm和Bnm代表了任何區(qū)域n∈[1，τ]的網(wǎng)格T和Tm的頂點(diǎn)和分支。
為了執(zhí)行均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理，有必要在每個(gè)取樣時(shí)刻n∈[1，τ]，為層號(hào)m∈[1，v]的各個(gè)層計(jì)算各個(gè)符號(hào)unm的各個(gè)比特值的后驗(yàn)概率比值的對(duì)數(shù)值。
通過將BCJR算法應(yīng)用于合成的多層網(wǎng)格T(Vn，Bn)，可以使用一種最優(yōu)方式來執(zhí)行這種計(jì)算處理。實(shí)質(zhì)上，作為|Bn|的函數(shù)，諸如此類的最佳算法的計(jì)算和存儲(chǔ)器約束是線性的，從復(fù)雜性上講，這種方法原本就是很快受到禁止的，因此無法采納所述方法。
一種克服復(fù)雜性障礙的可能性是將約束長度哭Xc降低到較低的任意值km，從而將層號(hào)為m的層Tm的所有網(wǎng)格縮小為子網(wǎng)格Tm(Vm，Bm)，其中km∈[1，Xc]。所述任意值km適應(yīng)于各個(gè)層。
由此通過關(guān)系式(8)來定義每個(gè)子網(wǎng)格Tm的子狀態(tài)snm={u‾n-km+1m,···,u‾n-1m}-------(8)]]>子網(wǎng)格Tm的狀態(tài)空間和分支空間復(fù)雜性滿足關(guān)系式(9)|Vm|=Qmkm-1,∀n∈
-----(9)]]>|Bm|=Qmkm,∀n∈[1,τ]]]>在這些條件下，可以根據(jù)一種基于殘存物的廣義處理概念來實(shí)施那些結(jié)合了加權(quán)輸入和輸出的均衡以及聯(lián)合多層檢測(cè)處理，下文將對(duì)所述概念進(jìn)行論述。
由于只在合成的子狀態(tài)網(wǎng)格中保持了一部分與層號(hào)m∈[1，v]的各個(gè)層相關(guān)聯(lián)的碼間干擾記憶，因此，必須通過一種基于每個(gè)殘存物的處理(per survivor processing)來對(duì)歐幾里德分支度量涉及并且無法直接存取的發(fā)射調(diào)制符號(hào)Znm進(jìn)行重新計(jì)算，其中所述基于每個(gè)殘存物的處理即為PSP處理。
為了限制眾所周知的差錯(cuò)傳播效應(yīng)、PSP處理要求每個(gè)發(fā)射天線到所有接收天線的基本信道都是最小相位信道。不幸的是，通常無法實(shí)現(xiàn)具有多路輸入和輸出的有限長度濾波器來精確滿足前述最小相位的約束條件。目前已經(jīng)提出了一種通用的維特比算法、GVA算法，這些算法中的基本概念在于通過保留一個(gè)數(shù)目Ω大于每個(gè)子狀態(tài)一個(gè)殘留物路徑的殘存物路徑來補(bǔ)償PSP處理性能的下降。相應(yīng)的處理稱為廣義的基于每個(gè)殘存物的處理或是GPSP處理。
將GVA算法應(yīng)用于信道均衡和聯(lián)合檢測(cè)原本對(duì)于差錯(cuò)傳播現(xiàn)象來講就是非常穩(wěn)固的。這些內(nèi)容可以參見IEEE VTC 2000在美國波士頓出版并由R.VISOZ、A.O.BERTHET、P.TORTELIER″發(fā)表的名為“Joint Equalization and Decoding of Trellis-Encoded Signalsusing the Generalized Viterbi Algorithm”的文章。
特別地，GPSP處理方法提供了并非必要的最小相位前置過濾的實(shí)施。
對(duì)SISO類型的均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理而言，它們的不同模式可以得益于GPSP處理的原理的那些優(yōu)點(diǎn)，下文將會(huì)對(duì)此進(jìn)行描述。
如在SOVE的加權(quán)輸出維特比均衡器以及SOVA的加權(quán)輸出維特比算法中建議的那樣，通過消除反向遞歸處理并且執(zhí)行前向遞歸處理，可以得到計(jì)算復(fù)雜性和存儲(chǔ)器約束條件方面的非常顯著的降低，其中以下文獻(xiàn)描述了SOVE的加權(quán)輸出維特比均衡器和SOVA的加權(quán)輸出維特比算法1998年6月由GBAUCH，V．FRANZ在PortosCarras，Greece發(fā)表于Proceedings of ICT第2卷第259-263頁的文章“A Comparison of Soft-in and Soft-out Algorithms for Turbo-Detection”，1989年11月分別由J.HAGENAUER、P.HOEHER在Dallas，USA發(fā)表于Proc.，IEEE Globecom'89第1680-1696頁的文章“A Viterbi Algorithm with Soft-Decision Outputs and itsApplications”。
分別參考相應(yīng)的SOVE和SOVA算法，前述實(shí)施分別是指定的SOVE類型和SOVA類型的算法。
只要涉及SOVE類型，則假設(shè)在任何區(qū)域n∈[1，τ]，每個(gè)離開子狀態(tài)s′∈Vn-1⊗]]>關(guān)聯(lián)于●在前向遞歸過程中，子狀態(tài)的Ω?jìng)€(gè)最佳累積量度的一個(gè)有序列表{un-1,ω→(s′),ω∈[1,Ω]};]]>●終止于s’的Ω?jìng)€(gè)相應(yīng)殘留物路徑u^‾i=n-θ-1n-1ωs′={u^‾n-θ-1ωs′,u^‾n-θωs′,u‾^n-1ωs′}]]>的一個(gè)有序列表{u‾^i=n-θ-1n-1ωs′,ω∈[1,Ω]}]]>SOVA類型的算法還需要●Ω?jìng)€(gè)無符號(hào)加權(quán)比特序列L‾^i=n-0-1n-1ωs′={L‾^n-0-1ωs′,L‾^n-0ωs′,L‾^n-1ωs′}]]>的一個(gè)有序列表{L‾^i=n-θ-1n-1ωs′,ω∈[1,Ω]}]]>單遞歸方向的廣義SOVE和SOVA類型算法為每個(gè)終止子狀態(tài)s∈Vn-1⊗]]>執(zhí)行深度為n的前向遞歸，并且根據(jù)關(guān)系式(10)來為諸如b+＝s的所有躍遷以及ω∈[1，Ω]的所有排列計(jì)算Ω×Πm=1vQm]]>個(gè)新累積的子狀態(tài)量度μn，*(s)=μn-1，l(b-)+ξn，l(b)
其中 (10)ξn,ω(b)=12σ2Σr=1ρ||ynr-Σm=1vΣi=0Xc-1h^im,rz^n-imωb-||2-Σ(m,j)lnPr(bm,j▿)]]>ln表示自然對(duì)數(shù)。
然后按照數(shù)值遞增的順序來對(duì)這些量度進(jìn)行排列。所述遞歸是在具有關(guān)系式(11)所給出的邊界條件的情況下執(zhí)行的對(duì)于ω＞1，μ0，1(0)＝0；μ0，ω(0)＝∞并且μ0，m(s)＝∞，s≠0，ω∈[1，Ω].
對(duì)于下一部分的步驟而言，只有最佳的Ω?jìng)€(gè)量度才會(huì)在子狀態(tài)s的等級(jí)上得到保存。
同時(shí)，過去的殘留物路徑u‾^i=n-θ-1n-1ωs′,]]>ω∈[1，Ω]是根據(jù)現(xiàn)有躍遷s’un→s來擴(kuò)展的。Ω×Πm=1vQm]]>個(gè)新的可能殘留物路徑u‾^in-θnωs′]]>得到臨時(shí)保存并且根據(jù)與之相關(guān)的量度μn，ω(S)來進(jìn)行排序，但是，只有量度最佳的Ω?jìng)€(gè)殘留物路徑才會(huì)實(shí)際用于下一部分的步驟。
廣義的SOVE類型算法根據(jù)關(guān)系式(12)來計(jì)算比特值un-θ,jm的非本征概率比值的對(duì)數(shù)值λc(un-θ,jm)=min1≤ω≤Ω{minb∈Bn⊗,u^n-θ,jmωb-=0{un-1,ω→(b-)+ξn,ωe,j(b)}}-----(12)]]>-min1≤ω≤Ω{minb∈Bn⊗,u^n-θ,jmωb-=1{un-1,ω→(b-)+ξn,ωe,j(b)}}]]>在實(shí)踐中，所述等式歸納為關(guān)系式(13)λe(un-θ,jm)=λ(un-θ,jm)-λp(un-θ,jm)--------(13)]]>其中λ(un-θ，jm)比特值un-θ，jm的后驗(yàn)概率比值的近似對(duì)數(shù)值，它是由關(guān)系式(14)定義的λ(un-θ,jm)=min1≤ω≤Ω{minb∈Bn⊗,u^n-θ,jmωb-=0{un-1,ω→(b-)+ξn,ω(b)}}--------(14)]]>-min1≤ω≤Ω{minb∈Bn⊗,u^n-θ,jmωb-=1{un-1,ω→(b-)+ξn,ω(b)}}]]>并且其中λp(un-θ,jm)是與1相等的比特值un-θ，jm的概率比值的對(duì)數(shù)值，它分別從借助外碼C0所進(jìn)行的解碼散發(fā)到0，并且所述值滿足關(guān)系式(15)
λp(un-θ,jm)=lnPr(un-θ,jm=1)Pr(un-θ,jm=0)--------(15)]]>廣義的SOVA類型算法是以一種略微不同的方式來執(zhí)行的。
在一種類似殘留物路徑的方式中，比特信息的無符號(hào)加權(quán)序列L‾^i=n-θ-1n-1ωs′ω∈[1,Ω]]]>首先是根據(jù)現(xiàn)有躍遷s′un→s來擴(kuò)展的。
Ω×ΠM=1VQm]]>個(gè)新的潛在的無符號(hào)加權(quán)序列L‾^i=n-θn*s]]>被臨時(shí)保存并且排序成相應(yīng)量度μn,*→(s)的等級(jí)的一個(gè)函數(shù)。對(duì)于每個(gè)層m∈[1，v]以及符號(hào)j∈[1，qm]的各個(gè)輸入比特而言，無符號(hào)加權(quán)序列L^n,jmωw]]>是根據(jù)關(guān)系式(16)來初始化的L^n,jmωs=∞---------(16)]]>對(duì)下一部分的步驟來說，再次單獨(dú)保存最佳的Ω?jìng)€(gè)無符號(hào)加權(quán)序列。
然后則執(zhí)行用于對(duì)算法進(jìn)行更新的加權(quán)判定步驟。
然后執(zhí)行用于更新算法的加權(quán)判定步驟。
對(duì)任何子狀態(tài)s0Vn、任何層m0[1，v]、每個(gè)輸入比特j0[1，qm]以及每個(gè)等級(jí)ω0[1，Ω]而言，比特值L‾^i=n-θn*s]]>上的無符號(hào)加權(quán)信息序列是根據(jù)關(guān)系式(17)而通過從深度i＝n-1到深度i＝n-δ的向下遞歸來更新的L^i,jmωs=f(L^i,jmωs,Δn,jmωs)-----(17)]]>其中關(guān)系式f(.)是一個(gè)更新函數(shù)，并且其中Δn,jmωs=μn,ω‾i,jm→(s)-μn,ω→(s)-----(18)]]>其中ω‾i,jm=min{l≥Ω+1,u^i,jmls≠u^i,jmωs}--------(19)]]>根據(jù)所述實(shí)施的一個(gè)特定模式，更新函數(shù)f(.)可以有利地滿足關(guān)系式(20)f(L^i,jmωs,Δn,jmωs)=ln1+exp(L^i,jmωs+Δn,jmωs)exp(L^i,jmωs)+exp(Δn,jmωs)-------(20)]]>并且可以根據(jù)滿足關(guān)系式(21)的近似表述來建立所述函數(shù)f(L^i,jmωs,Δn,jmωs)≈min{L^i,jmωs,Δn,jmωs}-------(21)]]>對(duì)于n≥θ來說，所述算法提供了符號(hào)un-θ的比特上的信息的帶符號(hào)加權(quán)值，這些帶符號(hào)加權(quán)值
λ(un-θ,jm)=(2×u^n-θ,jm1sbest-1)×L‾^n-θ,jm1sbest--------(22)]]>是通過使用第一等級(jí)u‾^i=n-θn1sbest]]>的殘留物路徑以及比特L‾^i=n-θn1sbest]]>上的信息的帶符號(hào)加權(quán)值而為m0[1，v]j0[1，qm]計(jì)算的，其中每個(gè)比特L‾^i=n-θn1sbest]]>終止于子狀態(tài)sbest的區(qū)域n。
子狀態(tài)sbset是根據(jù)等式(23)來定義的sbest=argmin{un,1→(s),s∈Vn⊗}--------(23)]]>最終，對(duì)于比特值un-θ,jm的概率比值而言，其對(duì)數(shù)值的直接可用近似值是通過從根據(jù)等式(24)所獲取的帶符號(hào)加權(quán)值λ(un-θ,jm)=EIDS2]]>中減去外部編碼器212a遞送的比特值λa(un-θ,jm)=APOSO]]>的先驗(yàn)概率比值的對(duì)數(shù)值的每個(gè)比特而計(jì)算得到的，λe(un-θ,jm)=λ(un-θ,jm)-λa(un-θ,jm)-----(24)]]>圖5a到5d描述了在解碼時(shí)，作為用分貝表示的信噪比Eb/No和不同情況中的連續(xù)迭代的函數(shù)的誤比特率值BER的一個(gè)模擬圖表。測(cè)試信道包括EQ3類型的標(biāo)準(zhǔn)化信道，也就是說，一個(gè)信道包括符號(hào)時(shí)間的三個(gè)獨(dú)立回聲，其中每個(gè)回聲都服從瑞利分布。此外，外碼C0是一個(gè)速率為1/2并具有16種狀態(tài)的卷積碼，而交織處理的大小則是128×8個(gè)比特。
圖5a描述了這種在根據(jù)圖1a實(shí)施現(xiàn)有技術(shù)處理的情況下所進(jìn)行的模擬。在這種情況下，所述均衡處理的網(wǎng)格相當(dāng)于一個(gè)64種狀態(tài)的網(wǎng)格。
可以看出，數(shù)值為1.00×10-4的誤比特率BER在第三次迭代#3上獲得了數(shù)值為9分貝的信噪比。
圖5b與根據(jù)本發(fā)明主題的編碼/解碼處理相對(duì)應(yīng)，其中層數(shù)v＝3。在這種情況下，與均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格也具有64種狀態(tài)和一個(gè)單獨(dú)的殘存路徑，也就是說，Q＝1。
特別需要注意的是，相同數(shù)量級(jí)的誤比特率值BER＝1.00×10-4，而信噪比則僅僅是在第二迭代#2之前的7分貝。
圖5c與根據(jù)本發(fā)明主題的編碼/解碼處理相對(duì)應(yīng)，所述處理是在類似圖5b的條件下進(jìn)行的，然而層數(shù)v卻上升到了v＝4。此外，均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理的網(wǎng)格具有數(shù)值為16的多種狀態(tài)，所采用的殘存物路徑數(shù)目則是Ω＝8。
在這種情況下，雖然性能仍舊明顯超出圖5a所示的現(xiàn)有技術(shù)，但是就降低誤比特率和收斂速度而言，僅僅提高層數(shù)相對(duì)于圖5b所述并作為本發(fā)明主題的處理并未顯示出能夠改變這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集合。
最后，圖5d與一個(gè)根據(jù)本發(fā)明主題的編碼/解碼處理相對(duì)應(yīng)，其中將層數(shù)設(shè)定成等于ν，與BCJR類型的最佳解碼處理相比，對(duì)于所用殘存物路徑數(shù)目Ω的不同數(shù)值而言，層數(shù)被選為ν＝3。雖然BCJR均衡和聯(lián)合檢測(cè)處理都包含64種狀態(tài)，但是同樣由SOVA標(biāo)記的SOVA類型處理狀態(tài)的數(shù)目則限制在8種狀態(tài)，作為試驗(yàn)參數(shù)的殘存物路徑數(shù)目Ω則繼續(xù)從Ω＝1上升到Ω＝4。需要注意的是，對(duì)于采用了Ω＝4的多個(gè)殘存物路徑而言，在第三次迭代之前，與誤比特率有關(guān)的性能與BCJR最佳解碼性能大致相同，實(shí)質(zhì)上它與信噪比的值無關(guān)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的解碼系統(tǒng)使用一個(gè)次最優(yōu)算法來實(shí)現(xiàn)多層檢測(cè)和碼間干擾的解碼操作，同時(shí)有利地減少了所執(zhí)行處理的復(fù)雜性。此外，它還對(duì)傳輸信道脈沖響應(yīng)系數(shù)進(jìn)行了重復(fù)估計(jì)。
在關(guān)于信噪比值的較寬范圍的誤比特率的增長方面，作為本發(fā)明主題的編碼和解碼方法提供了非常有益的效果。此外，還可以將所述方法作為所采用層數(shù)以及殘存物路徑數(shù)目的一個(gè)函數(shù)來進(jìn)行優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.用于對(duì)產(chǎn)生碼間干擾的傳輸信道上的多路發(fā)送和接收中進(jìn)行了按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流執(zhí)行解碼的方法，所述交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流包括一個(gè)從初始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中獲取的發(fā)射基本數(shù)字流集合，其中對(duì)所述初始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行了以下操作借助于特定速率的代碼來進(jìn)行外部編碼，以便產(chǎn)生一個(gè)編碼數(shù)字流，在這個(gè)編碼數(shù)字流的比特級(jí)別進(jìn)行交織，以便產(chǎn)生一個(gè)交織編碼數(shù)字流，在指定數(shù)量ν的解復(fù)用通道上對(duì)這個(gè)交織編碼數(shù)字流進(jìn)行層解復(fù)用，以便產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的交織編碼數(shù)字流層，根據(jù)特定映射方案，將包含同一層的qm個(gè)連續(xù)比特的各個(gè)數(shù)字調(diào)制串轉(zhuǎn)換成一個(gè)Qm元符號(hào)，其中Qm＝2qm，借助一個(gè)不同的發(fā)射天線來發(fā)送每個(gè)Qm元符號(hào)，以便能夠產(chǎn)生發(fā)射基本數(shù)字流集合，其中這些天線的集合構(gòu)成了一個(gè)空間分集陣列，其中所述方法還包括步驟在數(shù)目為ρ的多個(gè)接收天線上接收所述在多路發(fā)送和接收中進(jìn)行按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流包括了在這個(gè)傳輸信道上發(fā)送的基本數(shù)字流集合，并且存在數(shù)量為ρ的多個(gè)接收天線，所述數(shù)量ρ與發(fā)射天線數(shù)量ν無關(guān)，所述接收天線形成了一個(gè)空間分集接收天線陣列，由此定義了一個(gè)接收調(diào)制符號(hào)基本流集合；借助于經(jīng)由所述外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流來對(duì)所述接收調(diào)制符號(hào)基本流集合進(jìn)行傳輸信道均衡以及聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理，其中所述非本征信息流構(gòu)成一個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)，由此在經(jīng)由外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生第一非本征信息流；對(duì)所述第一非本征信息流進(jìn)行解交織，以便在源于均衡處理的編碼比特上產(chǎn)生第二非本征信息流；基于所述外碼來對(duì)編碼比特上的所述第二非本征信息流進(jìn)行解碼，以便在編碼比特上產(chǎn)生第三非本征信息流，其中所述信息流是從基于所述外碼的解碼中產(chǎn)生的；對(duì)所述第三非本征信息流進(jìn)行交織，以便在由所述外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生所述非本征信息流，從而構(gòu)成所述先驗(yàn)信息項(xiàng)；以及將所述先驗(yàn)信息項(xiàng)重新注入傳輸通道均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述傳輸通道均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理包括步驟對(duì)經(jīng)由所述外碼編碼和經(jīng)過交織的比特上的、構(gòu)成所述先驗(yàn)信息項(xiàng)的所述非本征信息流進(jìn)行層解復(fù)用，以便在交織編碼數(shù)字流層的比特上形成一個(gè)包含了ν個(gè)先驗(yàn)信息流的集合；基于這些層的比特上的所述先驗(yàn)信息流，在所述接收調(diào)制符號(hào)基本流上執(zhí)行結(jié)合了加權(quán)輸入/輸出的均衡以及聯(lián)合多層檢測(cè)，其中所述輸入/輸出應(yīng)用于按照狀態(tài)數(shù)量減少的全局網(wǎng)格，所述網(wǎng)格定義則為具有記憶的傳輸信道組成基本信道網(wǎng)格，由此在交織編碼數(shù)字流層的比特上產(chǎn)生一個(gè)加權(quán)輸出流集合；從層比特上的各個(gè)加權(quán)輸出流中提取所述層比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng)，以便在層比特上產(chǎn)生一個(gè)非本征信息流集合；對(duì)層比特上的非本征信息流集合進(jìn)行復(fù)用，以便在由外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生所述第一非本征信息流。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其中借助于所述外碼的所述解碼包括步驟借助于所述外部碼來對(duì)源自均衡處理的編碼比特上的所述第二非本征信息流進(jìn)行加權(quán)輸入/輸出解碼，以便產(chǎn)生代表編碼比特上的后驗(yàn)信息項(xiàng)的加權(quán)輸出流；從代表編碼比特上的所述后驗(yàn)信息項(xiàng)的所述加權(quán)輸出流中減去所述第二非本征信息流，以便在編碼比特上產(chǎn)生所述第三非本征信息流。
4.如權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求的方法，其中，對(duì)于包含了由至少一串訓(xùn)練二進(jìn)制符號(hào)組成的突發(fā)的發(fā)射基本數(shù)字流集合而言，所述方法還包括步驟基于訓(xùn)練符號(hào)來為每次重復(fù)計(jì)算一個(gè)引起傳輸信道組成基本信道之間碼間干擾的系數(shù)估計(jì)值；將這些系數(shù)的重新估計(jì)值再次注入均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理。
5.如權(quán)利要求2到4中任一權(quán)利要求的方法，其中具有加權(quán)輸入和輸出的均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理是通過GPSP處理來執(zhí)行的，所述操作在于在全局減少的網(wǎng)格中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上保持Ω?jìng)€(gè)殘留物，所述加權(quán)輸出的計(jì)算包括一個(gè)廣義的SOVA處理。
6.如權(quán)利要求2到5中任一權(quán)利要求的方法，其中所述全局網(wǎng)格是按照狀態(tài)數(shù)量減少的網(wǎng)格的笛卡兒乘積中產(chǎn)生的，所述全局網(wǎng)格與信道相關(guān)聯(lián)。
7.一種對(duì)在產(chǎn)生碼間干擾的傳輸信道的多路發(fā)送和接收中進(jìn)行了按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流執(zhí)行解碼的設(shè)備，所述交織編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流包括一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集合，其中對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集合進(jìn)行了以下操作借助于特定速率的代碼來進(jìn)行外部編碼，以便產(chǎn)生一個(gè)交織編碼數(shù)字流，在指定數(shù)量ν的解復(fù)用通道上對(duì)這個(gè)交織編碼數(shù)字流進(jìn)行層解復(fù)用，以便產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的交織編碼數(shù)字流層，根據(jù)特定映射方案，將包含同一層的qm個(gè)連續(xù)比特的各個(gè)數(shù)字調(diào)制串轉(zhuǎn)換成一個(gè)Qm元符號(hào)，其中Qm＝2qm，借助于不同的發(fā)射天線來發(fā)送每個(gè)Qm元符號(hào)，以便能夠產(chǎn)生發(fā)射基本數(shù)字流集合，其中這些天線的集合構(gòu)成了一個(gè)空間分集陣列，其中所述編碼設(shè)備包括數(shù)目為ρ的多個(gè)接收天線，所述天線可以接收在多路發(fā)送和接收中進(jìn)行按位交織編碼的所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流包括了在這個(gè)傳輸信道上發(fā)送的所述基本數(shù)字流集合，并且存在數(shù)量為ρ的多個(gè)接收天線，其數(shù)量ρ與發(fā)射天線數(shù)量ν無關(guān)，所述接收天線形成了一個(gè)空間分集接收天線陣列，由此定義了一個(gè)接收調(diào)制符號(hào)基本流集合；Turbo檢測(cè)裝置，所述裝置可以借助于經(jīng)由所述外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上的非本征信息流來對(duì)接收調(diào)制符號(hào)基本流集合進(jìn)行傳輸信道均衡以及聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理，其中所述非本征信息流構(gòu)成一個(gè)先驗(yàn)信息項(xiàng)，由此在經(jīng)由外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生第一非本征信息流；解交織裝置，所述裝置接收所述第一非本征信息流并且可以對(duì)后者進(jìn)行解交織，從而在源于均衡處理的編碼比特上產(chǎn)生第二非本征信息流；解碼器裝置，所述裝置接收編碼比特上的所述第二非本征信息流，并且可以基于所述外碼來對(duì)后者進(jìn)行解碼，從而在編碼比特上產(chǎn)生第三非本征信息流，其中所述信息流是從基于所述外碼的解碼中產(chǎn)生的；交織裝置，所述裝置接收所述第三非本征信息流并且可以通過交織而在經(jīng)由所述外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生所述非本征信息流，從而構(gòu)成所述先驗(yàn)信息項(xiàng)；以及將所述先驗(yàn)信息項(xiàng)重新注入傳輸通道均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)的重復(fù)處理的裝置。
8.如權(quán)利要求7的設(shè)備，其中所述turbo檢測(cè)裝置包括層解復(fù)用裝置，它接收經(jīng)由所述外碼編碼和經(jīng)過交織的比特上構(gòu)成了所述先驗(yàn)信息項(xiàng)的所述非本征信息流，通過在數(shù)量為ν的多個(gè)通道上進(jìn)行解復(fù)用而可以在交織編碼數(shù)字流層的比特上產(chǎn)生一個(gè)包含了ν個(gè)先驗(yàn)信息流的集合；均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)裝置，一方面，所述裝置接收所述接收調(diào)制符號(hào)基本流，另一方面，所述裝置接收層比特上的所述先驗(yàn)信息流，所述均衡和聯(lián)合檢測(cè)裝置可以執(zhí)行應(yīng)用于按照狀態(tài)數(shù)量減少的全局網(wǎng)格的具有加權(quán)輸入/輸出的均衡以及聯(lián)合多層檢測(cè)，所述網(wǎng)格定義則為具有記憶的傳輸信道組成基本信道網(wǎng)格，由此在交織編碼數(shù)字流層的比特上產(chǎn)生一個(gè)加權(quán)輸出流集合；提取裝置，用于從層比特上的各個(gè)加權(quán)輸出流中提取交織編碼數(shù)字流；提取裝置，用于從層比特上的各個(gè)加權(quán)輸出流中提取所述層比特上的先驗(yàn)信息項(xiàng)，以便在層比特上產(chǎn)生一個(gè)非本征信息流集合；復(fù)用器裝置，用于接收所述層比特上的非本征信息流集合；以及對(duì)層比特上的非本征信息流集合進(jìn)行復(fù)用，以便在由外碼編碼并經(jīng)過交織的比特上產(chǎn)生所述第一非本征信息流。
9.如權(quán)利要求7和8中任一權(quán)利要求的設(shè)備，其中所述解碼器裝置包括具有加權(quán)輸入/輸出的解碼裝置，借助于所述外碼，所述裝置對(duì)源自均衡處理的編碼比特上的所述第二非本征信息流進(jìn)行接收，并且可以產(chǎn)生代表編碼比特上的后驗(yàn)信息項(xiàng)的加權(quán)輸出流；減法器裝置，用于從代表編碼比特上的后驗(yàn)信息項(xiàng)的所述加權(quán)輸出流中減去所述第二非本征信息流，以便在編碼比特上產(chǎn)生所述第三非本征信息流。
10.如權(quán)利要求7到9中任一權(quán)利要求的設(shè)備，其中，對(duì)于包含了由至少一串訓(xùn)練二進(jìn)制符號(hào)組成的突發(fā)的發(fā)射基本數(shù)字流集合而言，后者還包括計(jì)算裝置，所述裝置基于所述訓(xùn)練符號(hào)來為每次重復(fù)計(jì)算一個(gè)引起傳輸信道組成基本信道之間的碼間干擾的系數(shù)估計(jì)值，這些系數(shù)的重新估計(jì)值則再次注入均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)處理。
11.如權(quán)利要求8到10中任一權(quán)利要求的設(shè)備，其中，具有加權(quán)輸入和輸出的均衡和聯(lián)合多層檢測(cè)裝置是根據(jù)一個(gè)GPSP處理來實(shí)施的，包括在全局減少的網(wǎng)格中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上保持Ω?jìng)€(gè)殘留物，所述加權(quán)輸出的計(jì)算包括一個(gè)廣義的SOVA/SOVE類型的處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)多路發(fā)送和接收中進(jìn)行了按位交織編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流執(zhí)行編碼/解碼的方法和系統(tǒng)。所述編碼在于(A)對(duì)初始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行外部編碼(C
文檔編號(hào)H04L1/00GK1507714SQ02809764
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月12日
發(fā)明者安托尼·貝爾賽特, 安托尼 貝爾賽特, 維索茲, 拉斐爾·維索茲 申請(qǐng)人:法國電信公司