CN100518168C - 具有累接解码器的无线局域网接收机 - Google Patents

Abstract

用于WLAN中的累接解码器，包括：内部解码器/探测器、第一减法模块、解交织模块、外部解码器、第二减法模块、交织模块和决定模块，内部解码器/探测器从基于信道矩阵和内部外信息反馈的符号向量确定内部编码比特和内部编码比特的外信息，第一减法模块从内部编码比特的外信息中减去内部外信息反馈，解交织模块将该第一减法模块输出解交织以产生解交织内部外信息，外部解码器从解交织内部外信息中确定外部编码比特和外部编码比特的外信息，第二减法模块从外部编码比特的外信息中减去解交织内部外信息，交织模块将该第二减法模块的输出交织以产生内部外信息反馈，决定模块产生基于外部编码比特的解码比特。

Description

具有累接解码器的无线局域网接收机

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地，本发明涉及在这种无线通信系统内以高数据率处理数据的接收机。

背景技术

众所周知，通信系统支持无线和/或有线通信设备之间的无线通信和有线通信，这样的通信系统包括从国家和/或国际蜂窝电话系统、因特网、点对点家庭无线网络，根据一个或多个通信标准构建并由此操作每一种通信系统。例如，可以根据一个或多个标准(包括但不局限于IEEE802.11、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)，本地多点分配系统(LMDS)、多信道多点分布系统(MMDS)和/或标准的各种变化)操作无线通信系统。

取决于无线通信系统的类型，无线通信设备(诸如蜂窝电话、双向无线电设备、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)、便携式计算机、家庭娱乐设备等)直接或间接地与其它无线通信设备通信。对于直接通信(也就是人们所熟知的点对点通信)而言，参与的无线通信设备将其接收机和发射机调谐至相同的一个信道或多个信道(例如无线通信系统的多个射频(RF)载波中的一个)并在这些信道上通信。对于间接无线通信而言，每个无线通信设备经由指定信道直接与相关联的基站(如对于蜂窝业务而言)和/或相关联的接入点(如对于室内或建筑物内的无线网络而言)通信。为了完成无线通信设备间的通信连接，相关联的基站和/或相关联的接入点直接、经由系统控制器、经由公共交换电话网络、经由因特网和/或经由其它一些广域网来彼此直接通信。

对于参与无线通信的每一个无线通信设备而言，其包括内置无线电收发机(即接收机和发射机)或连接到相关联的无线电收发机(即用于室内和/或建筑物内的无线通信网络基站、RF调制解调器等)。众所周知，接收机连接到天线并包括低噪声放大器、一个或多个中频级、滤波级和数据恢复级，低噪声放大器经由天线接收入站RF信号，然后将其放大，一个或多个中频级将放大RF信号与一个或多个本机振荡混合以将放大RF信号转换成基带信号或中频(IF)信号，滤波级将基带信号或IF信号过滤以使不需要的带外信号衰减，用于产生滤波信号，数据恢复级根据特定的无线通信标准从滤波信号中恢复原始数据。

同样众所周知地，发射机包括数据调制级、一个或多个中频级和功率放大器，数据调制级根据特定的无线通信标准将原始数据转换成基带信号，一个或多个中频级将基带信号与一个或多个本机振荡混合以产生RF信号，在经由天线传送RF信号之前，功率放大器将RF信号放大。

典型地，发射机包括用于发射RF信号的一根天线，该RF信号被接收机的单根天线，或多单元天线接收。当接收机包括两根或更多天线时，接收机将选择这些天线中的一根来接收输入RF信号。在本示例中，即使接收机包括用作发散天线(即选择其中之一来接收输入RF信号)的多单元天线，位于发射机和接收机之间的无线通信是单输出-单输入(SOSI)通信技术。对于SISO无线通信而言，收发信机包括一个发射机和一个接收机。目前，大多数无线局域网(WLAN)(IEEE 802.11、802,11a、802,11b或802,11g)采用SISO无线通信技术。

其它类型的无线通信技术包括单输入-多输出(SIMO)、多输入-单输出(MISO)和多输入-多输出(MIMO)。在SIMO无线通信中，单个发射机将数据处理为射频信号，将该射频信号发射到接收机。该接收机包括两根或多根天线以及两条或多条接收机通路。每根天线接收RF信号并将其提供给对应的接收机通路(例如LNA、向下变换模块、滤波器和ADC)。每条接收机通路处理接收的RF信号以产生数字信号，将该数字信号结合并随后处理以重新获得发射数据。

对于多输入-单输出(MISO)无线通信而言，发射机包括两条或多条发射通路(例如数字-模拟转换器、滤波器、向上变换模块和功率放大器)，每一条通路将基带信号的对应部分转换成RF信号，经由对应的天线将该RF信号发射到接收机。接收机包括单接收机通路，该接收机通路从发射机接收多路RF信号。在本示例中，接收机使用射束形成以将多路RF信号组合成一个信号以便处理。

多于多输入-多输出(MIMO)无线通信而言，发射机和接收机分别包括多条通路。在这种通信中，发射机使用空间和时间编码功能来并行处理数据，用于产生两个或多个数据流，发射机包括多条发射通路来将每个数据流转换成多路RF信号，接收机经由多条接收机通路接收多路RF信号，该多条接收机通路使用空间和时间编码功能来重新获得数据流，组合并随后处理重新获得的数据流以恢复原始数据。

使用各种类型的无线通信技术(例如SISO、MISO、SIMO和MIMO)，会期望使用一种或多种类型的无线通信技术以提高WLAN中的数据吞吐量。例如，与SISO通信技术比较，理论上可用MIMO通信技术实现高数据率。然而，支持MIMO通信技术的无线通信设备的实际实现方式是非常有限的。对于接收机而言，限制实际实现方式的一个方面是解码器。

因此，存在对于能够处理MIMO通信技术的高数据率并包括解码器的实际实现方式的WLAN接收机的需求。

发明内容

本发明具有累接解码器的无线局域网(WLAN)接收机充分满足这些和其它的需求。在一个实施例中，用于WLAN中高数据吞吐量接收的方法通过接收表示M个经由无线通信信道传输的符号流的符号向量开始，该方法通过确定内部编码比特和基于该符号向量、信道矩阵和内部外信息的反馈的内部编码比特的外信息来继续；该方法通过确定外部编码比特和基于内部编码比特的外信息、内部编码比特和软输入软输出解码处理的外部编码比特的外信息来继续；该方法通过产生基于该外部编码比特的外信息的内部外信息反馈来继续；该方法通过产生基于外部编码比特的解码比特来继续。

在另一个实施例中，具有高数据吞吐量的无线局域网(WLAN)接收机包括多个射频(RF)接收模块和基带处理模块。多个RF接收模块的每一个操作性连接到接收入站RF信号并将其转换为入站数字符号，该基带处理模块通过将多个RF接收机模块产生的入站数字符号空间和时间解码来将入站数字符号转换为入站数据以产生M个符号流，然后该基带处理模块将M个符号流从时域符号转换为频域符号以产生M个频域符号流，然后该基带处理模块将M个频域符号流的频域符号去映射以产生去映射数据流，然后该基带处理模块将去映射数据流多路复用为串行去映射数据流，然后该基带处理模块将串行去映射数据流解码以产生解码数据，然后该基带处理模块将解码数据解扰以产生入站数据。

在另一个实施例中，用于具有高数据吞吐量的无线局域网(WLAN)接收机的累接解码器包括内部解码器/探测器、第一减法模块、解交织模块、外部解码器、第二减法模块、交织模块和决定模块，内部解码器/探测器操作性连接来从基于信道矩阵和内部外信息反馈的符号向量确定内部编码比特和内部编码比特的外信息，第一减法模块操作性连接以从内部编码比特的外信息中减去内部外信息反馈，用于产生当前内部外信息，解交织模块操作性连接以将当前内部外信息解交织，用于产生解交织内部外信息，外部解码器操作性连接以根据软输入软输出解码处理从解交织内部外信息中确定外部编码比特和外部编码比特的外信息，第二减法模块操作性连接以从外部编码比特的外信息中减去解交织内部外信息，用于产生当前外部外信息，交织模块操作性连接以将当前外部外信息交织，用于产生内部外信息反馈，决定模块操作性连接以产生基于外部编码比特的解码比特。

根据本发明的一个方面，提供了用于无线局域网(WLAN)中高数据吞吐量接收的方法，该方法包括：

接收经由无线通信信道传输的表示M个符号流的符号向量；

确定基于该符号向量、信道矩阵和内部外信息反馈的内部编码比特和该内部编码比特的外信息；

确定基于该内部编码比特的外信息、该内部编码比特和软输入软输出解码处理的外部编码比特和该外部编码比特的外信息；

产生基于该外部编码比特的外信息的内部外信息反馈；

产生基于该外部编码比特的解码比特。

优选地，确定内部编码比特的外信息包括：

利用后验概率(APP)算法对M个符号流的每个传输比特，产生对数似然比值。

优选地，该方法还包括：

使用根据APP算法的树形检索算法以产生基于差分反馈均衡的对数似然比值。

优选地，确定外部编码比特和外部编码比特的外信息包括：

从该内部编码比特的外信息中减去内部外信息反馈，用于产生当前内部外信息；

将当前内部外信息解交织，用于产生解交织内部外信息；以及

使用该解交织内部外信息来表示内部编码比特的外信息，用于确定外部编码比特和外部编码比特的外信息。

优选地，产生基于外部编码比特的外信息的内部外信息反馈包括：

从外部编码比特的外信息中减去解交织当前内部外信息，用于产生当前外部外信息；

将当前外部外信息交织以产生内部外信息反馈。

优选地，确定外部编码比特和外部编码比特的外信息包括：

将内部编码比特解交织以产生解交织内部编码比特；以及

使用解交织内部编码比特来表示内部编码比特，以确定外部编码比特和外部编码比特的外信息。

优选地，软输入软输出解码处理包括：

卷积码，用于确定外部编码比特和外部编码比特的外信息。

优选地，软输入软输出解码处理包括：

涡轮码，用于确定外部编码比特和外部编码比特的外信息。

根据本发明的一个方面，提供了具有高数据吞吐量的无线局域网(WLAN)接收机，该WLAN接收机包括：

多个射频(RF)接收模块，其中多个RF接收模块的每一个操作性连接到接收入站RF信号并将入站RF信号转换为入站数字符号；以及

基带处理模块，其操作性连接以：

将多个RF接收机模块产生的入站数字符号空间和时间解码以产生M个符号流；

将该M个符号流从时域符号转换为频域符号以产生M个频域符号流；

将该M个频域符号流的频域符号去映射以产生去映射数据流；

将该去映射数据流多路复用为串行去映射数据流；

将该串行去映射数据流解码以产生解码数据；

将该解码数据解扰以产生入站数据。

优选地，解码该串行去映射数据流包括：

确定基于串行去映射符号流、信道矩阵和内部外信息反馈的内部编码比特和内部编码比特的外信息；

确定基于内部编码比特的外信息、内部编码比特和软输入软输出解码处理的外部编码比特和外部编码比特的外信息；

产生基于外部编码比特的外信息的内部外信息反馈；以及

产生基于外部编码比特的解码比特。

优选地，确定内部编码比特的外信息包括：

利用后验概率(APP)算法对M个符号流中的至少一个的每个传输比特产生对数似然比值。

优选地，该接收机还包括：

使用根据APP算法的树形检索算法以产生基于差分反馈均衡的对数似然比值。

优选地，确定外部编码比特和外部编码比特的外信息包括：

从该内部编码比特的外信息中减去内部外信息反馈，用于产生当前内部外信息；

将该当前内部外信息解交织，用于产生解交织内部外信息；以及

使用该解交织内部外信息来表示该内部编码比特的外信息，用于确定该外部编码比特和该外部编码比特的外信息。

优选地，产生基于该外部编码比特的外信息的该内部外信息反馈包括：

从外部编码比特的外信息中减去该解交织当前内部外信息，用于产生当前外部外信息；

将该当前外部外信息交织以产生内部外信息反馈。

优选地，确定该外部编码比特和该外部编码比特的外信息包括：

将该内部编码比特解交织以产生解交织内部编码比特；以及

使用该解交织内部编码比特来表示该内部编码比特，以确定外部编码比特和外部编码比特的外信息。

优选地，该软输入软输出解码处理包括：

卷积码，用于确定该外部编码比特和该外部编码比特的外信息。

优选地，该软输入软输出解码处理包括：

涡轮码，用于确定该外部编码比特和该外部编码比特的外信息。

根据本发明的一个方面，提供了用于具有高数据吞吐量的无线局域网(WLAN)接收机的累接解码器，该累接解码器包括：

内部解码器/探测器，其操作性连接从基于信道矩阵和内部外信息反馈的符号向量来确定内部编码比特和内部编码比特的外信息；

第一减法模块，其操作性连接以从内部编码比特的外信息中减去该内部外信息反馈，用于产生当前内部外信息；

解交织模块，其操作性连接以将当前内部外信息解交织，用于产生解交织内部外信息；

外部解码器，其操作性连接以根据软输入软输出解码处理从解交织内部外信息中确定外部编码比特和外部编码比特的外信息；

第二减法模块，其操作性连接以从外部编码比特的外信息中减去解交织内部外信息，用于产生当前外部外信息；

交织模块，其操作性连接以将当前外部外信息交织，用于产生内部外信息反馈；

决定模块，其操作性连接以产生基于外部编码比特的解码比特。

优选地，该内部解码器/探测器包括：

后验概率(APP)算法，对符号向量所表示的M个符号流的每个传输比特，产生对数似然比值。

优选地，内部解码器/探测器包括：

根据APP算法的树形检索算法，用于产生基于差分反馈均衡的对数似然比值。

优选地，内部解码器/探测器包括：

卷积码，用于确定外部编码比特和外部编码比特的外信息。

优选地，内部解码器/探测器包括：

涡轮码，用于确定外部编码比特和外部编码比特的外信息。

根据本发明的一个方面，提供了具有高数据吞吐量的无线局域网(WLAN)接收机，该WLAN接收机包括：

多个射频(RF)接收模块，其中多个RF接收模块的每一个操作性连接到接收入站RF信号并将入站RF信号转换为入站数字符号；

空间和时间解码模块，其操作性连接以将多个RF接收机模块产生的入站数字符号解码，用于产生M个符号流；

快速傅立叶变换(FFT)模块，其操作性连接以将M个符号流从时域符号转换为频域符号，用于产生M个频域符号流；

去映射模块，其操作性连接以将M个频域符号流的频域符号去映射，用于产生去映射数据流；

多路复用器，其操作性连接以将去映射数据流多路复用为串行去映射数据流；

累接解码器，其操作性连接以将该串行去映射数据流解码，用于产生解码数据；

解扰模块，其操作性连接以将该解码数据解扰，用于产生入站数据。

优选地，该累接解码器包括：

内部解码器/探测器，其操作性连接来从基于信道矩阵和内部外信息反馈的串行去映射数据流确定内部编码比特和内部编码比特的外信息；

第一减法模块，其操作性连接以从内部编码比特的外信息中减去内部外信息反馈，用于产生当前内部外信息；

解交织模块，其操作性连接以将当前内部外信息解交织，用于产生解交织内部外信息；

外部解码器，其操作性连接以根据软输入软输出解码处理从该解交织内部外信息中确定外部编码比特和外部编码比特的外信息；

第二减法模块，其操作性连接以从外部编码比特的外信息中减去该解交织内部外信息，用于产生当前外部外信息；

交织模块，其操作性连接以将该当前外部外信息交织，用于产生内部外信息反馈；

决定模块，其操作性连接以产生基于该外部编码比特的解码比特。

优选地，该内部解码器/探测器包括：

后验概率(APP)算法，其对M个符号流中的至少一个的每个传输比特，产生对数似然比值。

优选地，该内部解码器/探测器包括：

根据APP算法的树形检索算法，用于产生基于差分反馈均衡的对数似然比值。

优选地，该外解码器包括：

卷积码，用于确定该外部编码比特和该外部编码比特的外信息。

优选地，该外解码器包括：

涡轮码，用于确定该外部编码比特和该外部编码比特的外信息。

附图说明

图1是根据本发明的无线通信系统的示意框图；

图2是根据本发明的无线通信设备的示意框图；

图3是根据本发明的RF接收机的示意框图；

图4是根据本发明的用于接收高数据吞吐量信号方法的逻辑图；

图5是根据本发明的用于将串行数据解码方法的逻辑图；

图6是根据本发明的接收机的模拟无线电部分的示意框图；

图7是根据本发明的接收机的数字基带部分的示意框图；

图8是根据本发明的累接解码器的示意框图；

图9是根据本发明的另一个累接解码器的示意框图；

图10是根据本发明的外解码器模块的示意框图。

具体实施方式

图1是通信系统10的示意性框图，该通信系统10包括多个基站和/或接入点12-16，多个无线通信设备18-32和网络硬件组件34。无线通信设备18-32可以是便携式主机计算机18和26，个人数字助理主机20和30，个人计算机主机24和32和/或蜂窝电话主机22和28。将参考图2更详细地描述无线通信设备的细节。

经由局域网连接36、38和40将基站或接入点12-16操作性连接到网络硬件34，网络硬件34(可以是路由器、交换机、桥接器、调制解调器、系统控制器等等)为通信系统10提供了广域网连接42，基站或接入点12-16的每一个具有相关的天线或天线阵列以与无线通信设备在其区域内通信。典型地，无线通信设备用特定基站或接入点12-14注册以接收来自通信系统10的业务。对于直接连接(即点对点通信)而言，无线通信设备经由分配信道直接通信。

典型地，基站用于蜂窝电话系统和类似类型的系统，而接入点用于室内或建筑物内无线网络，每一无线通信设备包括内置无线电设备和/或连接到无线电设备，而与通信系统的具体类型无关，此处所公开的无线电设备包括高线性放大器和/或可编程多级放大器以增强性能、减少费用、减少尺寸，和/或提高宽带应用。

图2是无线通信设备的示意框图，该无线通信设备包括主机设备18-32和相关无线电设备60。对于蜂窝电话主机而言，无线电设备60是内置组件，对于个人数字助理主机、便携式主机和/或个人计算机主机而言，无线电设备60可以是内置组件或外部连接组件。

如图所示，主机设备18-32包括处理模块50、存储器52、无线电接口54、输入接口58和输出接口56，处理模块50和存储器52执行一般由主机设备所执行的对应指令。例如，对于蜂窝电话主机设备而言，处理模块50根据特定的蜂窝电话标准执行对应的通信功能。

无线电接口54使得可以从无线电设备60接收数据并将数据发送至无线电设备60。对于从无线电设备60接收的数据(如入站数据)而言，无线电接口54将数据提供给处理模块50用作进一步处理和/或路由至输出接口56，输出接口56为输出显示设备(诸如显示器、监视器、扬声器等)提供连通性，使得可将接收的数据显示出来。无线电接口54也将来自处理模块50的数据提供给无线电设备60，处理模块50可以从输入设备(诸如键盘、小键盘、麦克风等)经由输入接口58接收出站数据或者自身产生数据。对于经由输入接口58接收的数据而言，处理模块50可以对数据执行对应的主机功能和/或经由无线电接口54将数据路由至无线电设备60。

无线电设备60包括主机接口62，基带处理模块64，存储器66，多个射电频率(RF)发射机68-72，发射/接收(T/R)模块74，多天线82-86，多个RF接收器76-80和本机振荡模块100。基带处理模块64与存储在存储器66中的操作指令结合，分别执行数字接收机功能和数字发射机功能。数字接收机功能(将参考图11B作更详细的描述)包括但不局限于中频一基带转换、解调、星型去映射、解码、去交织、快速傅立叶变换、循环前缀消除、空间和时间解码和/或解扰。数字发射机功能(将参考图5-19作更详细的描述)包括但不局限于扰码、编码、交织、星型映射、调制、逆快速傅立叶变换、循环前缀附加、空间和时间编码和/或数字基带-IF转换。可以使用一个和多个处理设备实现基带处理模块64，这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理器、场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于操作指令来控制(模拟和/或数字)信号的任何设备。存储器66可以是单存储器设备或多存储器设备，这样的存储器可以是只读存储器，随机存取存储器，易失存储器，非易失存储器，静态存储器，动态存储器，快闪存储器和/或存储数字信息的任何设备。需要注意的是当处理模块64经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现其一个或多个功能时，将包括状态机、模拟电路，数字电路和/或逻辑电路的电路嵌入存储对应操作指令的存储器。

在操作中，无线电设备60经由主机接口62从主机设备接收出站数据88。基带处理模块64接收出站数据88，并且基于模式选择信号102产生一个或多个出站符号流90。模式选择信号102将指示具体的模式(如模式选择表中所示出的)，该模式选择表出现在本详细讨论的末尾。例如，参考表1的模式选择信号102可以指示2.4GHz的频带、20或22MHz的信道带宽、54兆比特/秒的最大比特率，在该通用类别中，模式选择信号将进一步指示从1兆比特/秒延伸到54兆比特/秒的特定速率。此外，模式选择信号将指示特定形式的调制，其包括但不局限于，巴克尔(Barker)代码调制，BPSK，QPSK，CCK，16QAM和/或64QAM，如在表1中进一步示出的，提供了编码率以及每子载波的编码比特数(NBPSC)、每OFDM符号的编码比特(NCBPS)、每OFDM符号的数据比特(NDBPS)、以分贝为单位的误差向量大小(EVM)、灵敏度(其指示获得目标包差错率(如对于IEEE802.11a为10％)所需要的最大接收功率)、相邻信道抑制(ACR)和交替相邻信道抑制(AACR)。

模式选择信号也可以指示对应模式的特殊信道化，在表2中示出表1中信息的对应模式。如图所示，表2包括信道数量和对应的中心频率，模式选择信号可还指示功率谱密度掩码值，在表3中示出了表1的该功率谱密度掩码值。作为选择，模式选择信号也可以指示表4内的速率，表4具有5GHz频带、20MHz信道带宽和54兆比特/秒的最大比特率。如果这是特定模式选择，表5中示出了信道化。作为另一个选择，模式选择信号102可指示表6中所示的2.4GHz频带、20MHz信道和192兆比特/秒的最大比特率。在表6中，可以使用多天线来达到更高的带宽。在此实施例中，模式选择还将指示使用的天线数量。表7示出用于表6建立的信道化。表8也示出另一种模式选择方案，其中频带是2.4GHz，信道带宽是20MHz，最大比特率是192兆比特/秒。[表8是45GHz频带]对应的表8包括使用2-4根天线的各种比特率(从12兆比特/秒到216兆比特/秒)和如表所示空间时间编码率。表9示出表8的信道化。模式选择信号102还可指示如表10中所示的特定操作模式，该特定操作模式对应于具有40MHz频带的5GHz频带(该频带具有40MHz信道和486兆比特/秒的最大比特率)。如表10中所示，使用1-4根天线和相应的空间时间编码率，该比特率可从13.5兆比特/秒到486兆比特/秒。表10还示出特定的调制方案编码率和NBPSC值。表11为表10提供功率谱密度掩码，表12为表10提供信道化。

基于模块选择信号102的基带处理模块64从输出数据88产生一个或多个出站符号流90(如将参考图5-9进一步描述的)。例如，如果模式选择信号102指示单个发射天线用于已被选择的特定模式，基带处理模块64将产生单个出站符号流90。作为选择，如果模式选择信号指示2、3或4根天线，基带处理模块64将对应于天线数量而从输出数据88产生2、3或4个出站符号流90。

取决于基带模块64产生的出站流90的数量，对应数量的RF发射机68-72能够将出站符号流90转换成出站RF信号92。将参考图3进一步描述RF发射机68-72的实现方式。发射/接收模块74接收出站RF信号92并将每个出站RF信号提供给对应的天线82-86。

当无线电设备60处于接收模式时，发射/接收模块74经由天线82-86接收一个或多个入站RF信号。发射/接收模块模块74将入站RF信号94提供给一个或多RF接收机76-80，RF接收机76-80(将参考图4更详细的描述该RF接收机)将入站RF信号94转换成对应数量的入站符号流96，入站符号流96的数量将对应于接收数据所在的特定模式(模式可以是如前所述的表1-12中所说明模式的任何一种)。基带处理模块60接收入站符号流90并将它们转换成入站数据98，经由主机接口62将入站数据98提供给主机设备18-32。

本领域的普通技术人员应该理解，可以使用一个或多个集成电路实现图2的无线通信设备。例如，可以在一个集成电路上实现主机设备，可以在第二集成电路上实现基带处理模块64和存储器66，可以在第三集成电路上实现无线电设备60的剩余组件(除天线82-86外)。作为一个可替换的示例，可以在单个集成电路上实现无线电设备60。作为另一个示例，主机设备的处理模块50和基带处理模块64可以是在单个集成电路上实现的普通处理设备。此外，可以在单个集成电路上和/或在作为普通处理模块的处理模块50和基带处理模块64的同一集成电路上实现存储器52和存储器66。

图3是RF接收机76-80中的每一个的示意性框图。在此实施例中，RF接收机76-80中的每一个都包括RF滤波器101、低噪声放大器(LNA)103、可编程增益放大器(PGA)105、向下变换模块107、模拟滤波器109、模拟-数字转换模块111和数字滤波器及向下取样模块113，RF滤波器101(其可以是高频带通滤波器)接收入站RF信号94并将其滤波以产生滤波入站RF信号，低噪声放大器103基于增益设置将滤波入站RF信号94放大并将放大信号提供给可编程增益放大器105，可编程增益放大器在将入站RF信号94提供给向下变换模块107之前将入站RF信号进一步放大。

向下变换模块107包括一对混频器、求和模块和滤波器以将入站RF信号与本机振荡模块提供的本机振荡(LO)混频以产生模拟基带信号。模拟滤波器109将模拟基带信号滤波并将其提供给模拟-数字转换模块111，该模拟-数字转换模块111将模拟基带信号转换成数字信号。数字滤波器和向下取样模块113将数字信号滤波，然后调节取样率以产生入站符号流96。

图4是基带处理模块64所执行的方法，用于将一个或多个符号流转换为入站数据。该方法从步骤120开始，其中基带处理模块将多个RF接收机模块所产生的入站数字符号进行空间和时间解码以产生M个符号流。在一个实施例中，M条空间和时间解码的输出通路的数量等于空间和时间解码的P-输入通路的数量。在另一个实施例中，输入通路P的数量等于M+1条通路。对于每条通路而言，空间/时间解码器用解码矩阵乘以输入符号，该解码矩阵的形式为：

$\left[\begin{array}{ccccc}{C}_1& C_2& C_3& ...& C_{2M-1}\\ -C_2^{*}& C_1^{*}& C_4& ...& C_{2M}\end{array}\right]$

需要注意的是解码矩阵的行对应于输入通路的数量，解码矩阵的列对应于输出通路的数量。

然后过程进入下一个步骤122，其中基带处理模块将M个符号流从时域符号转换为频域符号，用于产生M个频域符号流，该步骤可通过快速傅立叶变换器(FFT)实现。在一个实施例中，该步骤还可包括移除基于前缀的符号间干扰。需要注意的是，一般而言，64点FFT可用于20MHz的信道，128点的FFT可用于40MHz的信道。

然后过程进入下一个步骤124，其中基带处理模块将M个频域符号流的频域符号去映射以产生去映射数据流，然后过程进入下一步骤126，其中基带处理模块将去映射数据流多路复用为串行去映射数据流或符号向量，然后过程进入下一步骤128，其中基带处理模块将串行去映射数据流解码以产生解码数据，然后过程进入下一步骤130，其中基带处理模块将解码数据解扰以产生入站数据。

图5是用于将上述图4的步骤128中所描述的串行去映射数据流解码的方法逻辑图。解码开始于步骤140，其中基带处理模块确定基于串行去映射符号流、信道矩阵和内部外信息反馈的内部编码比特和内部编码比特的外信息。在一个实施例中，这可以通过使用后验概率(APP)算法以对M个符号流的每个传输比特产生对数似然比值的方式实现。在另一个实施例中，可以使用根据APP算法的树形检索算法以产生基于差分反馈均衡的对数似然比值。

然后过程进入下一步骤142，其中基带处理模块确定基于内部编码比特、内部编码比特和软输入软输出解码处理的外部编码比特和外部编码比特的外信息。在一个实施例中，去交织内部外信息可用于表示内部编码比特的外信息，其中通过从内部编码比特的外信息中减去内部外信息反馈以产生当前内部外信息、以及通过将当前内部外信息去交织以产生去交织内部外信息的方式产生去交织内部外信息。在另一个实施例中，外部编码比特和外部编码比特的外信息的确定可包括去交织内部编码比特以产生去交织内部编码比特，以及使用该去交织内部编码比特表示内部编码比特以确定外部编码比特和该外部编码比特的外信息。在一个实施例中，软输入软输出解码处理可以是用于确定外部编码比特和该外部编码比特的外信息的卷积码，或者是用于确定外部编码比特和该外部编码比特的外信息的涡轮码。

然后过程进入下一步骤144，其中基带处理模块产生基于外部编码比特的外信息的内部外信息反馈。在一个实施例中，可以通过从外部编码比特的外信息中减去去交织当前内部外信息以产生当前外部外信息以及将当前外部外信息交织以产生内部外信息反馈的方式产生内部外信息反馈。然后过程进入下一步骤146，其中基带处理模块产生基于外部编码比特的解码比特。

图6示出包括多条接收机通路的接收机的模拟部分。每条接收机通路包括天线、RF滤波器252-256、低噪声放大器258-260、I/Q解调器264-268、模拟放大器270-280、模拟-数字转换器282-286、数字滤波器以及向下取样模块288-290。

在操作中，天线接收入站RF信号，经由RF滤波器252-256将该入站RF信号带通滤波。对应的低噪声放大器258-260将滤波信号放大并将其提供给对应的I/Q解调器264-268。由本机振荡器100产生基于本机振荡的I/Q解调器264-268，I/Q解调器264-268将RF信号向下转换为基带同相和正交模拟信号。需要注意的是，可由MIMO发射机产生天线接收到的RF信号(如尚待批准的标题为“具有高数据吞吐量的WLAN发射机”的专利申请所描述的，该专利申请具有与本专利申请相同的提交日期，其代理人记录号为BP 3516)。该尚待批准的专利申请通过引用结合于本文中。

对应的模拟滤波器270-280分别将同相和正交模拟组件滤波，模拟-数字转换器282-286将同相和正交模拟信号转换为数字信号，数字滤波和向下取样模块288-290将数字信号滤波并调整采样率以对应于基带处理速率(将在图7中加以描述)。

图7示出接收机的基带处理，该基带处理包括空间/时间解码器294、多个快速傅立叶变换(FFT)/循环前缀消除模块296-300、多个符号去映射模块302-306、多路复用器308、去交织器310、信道解码器312和解扰模块314，基带处理模块还可包括模式管理模块175。空间/时间解码模块294从接收机通路接收P-输入并且产生M-输出通路。在一个实施例中，空间/时间解码模块294用解码矩阵乘以每条通路的输入符号，该解码矩阵的形式为：

$\left[\begin{array}{ccccc}{C}_1& C_2& C_3& ...& C_{2M-1}\\ -C_2^{*}& C_1^{*}& C_4& ...& C_{2M}\end{array}\right]$

需要注意的是解码矩阵的行对应于输入通路的数量，解码矩阵的列对应于输出通路的数量。需要注意的是空间和时间解码的M-输出通路的数量可以等于空间和时间解码的P-输入通路的数量，或者输入通路P的数量可以等于M+1通路。

FFT/循环前缀消除模块296-300将M个符号流从时域符号转换为频域符号，用于产生M个频域符号流。在一个实施例中，前缀消除功能消除基于前缀的符号间干扰。需要注意的是，一般而言，64点的FFT可用于20MHz的信道，128点的FFT可用于40MHz的信道。

符号去映射模块302-306将频域符号转换为数据比特流。在一个实施例中，每个符号去映射模块将正交幅度调制QAM符号(例如BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等)映射为数据比特流。需要注意的是，对于IEEE 802.11(a)反相兼容性而言，可使用双灰色编码。多路复用器308将去映射符号流结合到单通路中，去交织器310将单通路去交织。

累接解码器312(将参考图8-10更详细地描述该累接解码器)将去交织数据解码以产生解码数据。解扰器314将解码数据解扰以产生入站数据98。在一个实施例中，解扰器314消除(在GF2中)来自解码数据的伪随机序列。可从具有生成多项式S(x)＝X⁷+X⁴+1的反馈移位寄存器产生伪随机序列以产生加扰数据。

图8是累接解码器的示意框图，该累接解码器包括内部解码器/探测器320、减法模块322、去交织模块324、去交织模块326、外部解码器模块328、决定模块330、减法模块332和交织模块334。

在操作中，内部解码器/探测器320从基于信道矩阵338和内部外信息反锁340的符号向量336产生内部编码比特342和内部编码比特的外信息344。符号向量336对应于从去交织器310接收到的数字信息流。信道矩阵338对应于N×M信道转换矩阵，其中M表示发射机的数量，N表示接收机的数量。内部解码器/探测器320可利用后验概率(APP)算法以产生内部编码比特342和外信息344。在该实施例中，发射符号向量可由a＝(a₁，a₂，...，a_m)表示，符号向量a所映射到的比特序列可由x＝(x₁，x₂，...，x_L)表示。此外，接收向量可由r＝H^*a+v表示，其中H对应于信道矩阵，v对应于复高斯噪声向量(其均值为0、方差为∑²)。有了这些参数，外信息可对应于每个传输比特的对数似然比值(L值)，其中用附录的等式2.2-2.4表示L值。通过数学变换，可通过使用最大对数节奏近似值插入附录的等式2.18的方法简化等式2.2-2.4。

还可利用用于产生APP软值的树形检索算法实现外信息的确定，可基于类似于V-blast探测方案的差分反馈均衡原理开发这种树形检索算法。在该示例中，探测器使用基于差分反馈均衡原理的前反馈滤波和反馈滤波的结合。在V-blast探测中，用基于附录中等式2.19的前反馈矩阵队列乘以接收向量，其中星号表示厄密(Hermitian)算子，Z是下三角矩阵，V是高斯噪声向量。

对于APP探测而言(其中每个比特值等于1或0)，可将功能性降低为等式2.22所示的功能。利用树形算法(该算法工作在基于树形结构的增量分支量度的增量检索上)，上述等式也可以由附录的等式2.23表示。通过将探测过程表示为树形结构，位于分支量度中的第i个节点上的全部决策矩阵可由附录的等式2.24表示。

减法模块322从内部编码比特的外信息344中减去内部外信息反馈340。经由去交织模块326将减法模块322的输出去交织并且将减法模块322的输出作为输入提供给外解码模块328，去交织模块324可将内部编码比特342去交织，将该内部编码比特作为另一个输入提供给外解码模块328，基于这些输入，外解码模块328产生外部编码比特346和外部编码比特348的外信息。

决定模块330产生基于外解码比特346的解码比特350，减法模块332从外部编码比特的外信息348中减去去交织模块326的输出，经由交织模块334将减法模块332的输出交织以产生内部外信息反馈340。在一个实施例中，外解码模块328利用基于最大后验(MAP)算法的软输入软输出模块。将参考图9和图10提供外解码器模块328的另一个实施例。

图9是累接解码器312的另一个实施例的示意框图，该累接解码器包括内部解码/探测器320、减法模块322、去交织模块326、软输入软输出(SISO)卷积解码器360和决定模块330。内部解码器320、减法模块322和去交织器模块326的操作和前文中参考图8的描述相同。卷积解码器360经由去交织器模块326接收外信息并利用卷积编码产生外部编码比特330、346及外部编码比特的外信息348。

图10是作为涡轮解码器实现的外解码器模块328的示意框图。外解码器模块328包括寄存器362和380、软输入软输出(SISO)解码器366、求和模块364、交织模块368、交织模块370、解交织模块372、求和模块374、求和模块376和SISO解码器378。SISO解码器366和378采用代码比特和信息比特的periori概率并产生信息比特的外信息代码比特，也可以利用已知的MAP算法原理实现它。

在本实施例中，字母C表示外信息，字母U表示信息比特。通过将所示的外信息和信息比特路由，产生涡轮解码器。

作为本领域的普通技术人员应当理解，本文中所使用的术语“基本地”或“近似地”，为对应的术语提供工业上可接受的公差。这样的工业上可接受的公差从小于百分之一到百分之二十，并且对应但不局限于元件值、集成电路加工变化、温度变化、上升和下降时间和/或热噪声。作为本领域的普通技术人员还应该理解，本文中所使用的术语“操作性连接”包括直接连接和经由另一组件、元件，电路或模块的间接连接，对于间接连接而言，参与的组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息，但可调节其电流水平、电压水平和/或功率水平。作为本领域的普通技术人员应当理解，推断的连接(即其中通过推断将一个元件连接至另一元件)包括在两元件间以与“操作性连接”相同的方式的直接和间接的连接。作为本领域的普通技术人员还应当理解，本文中所使用的术语“有利地比较”指的是在两个或更多元件、项、信号等之间的比较提供了期望的关系。例如，当期望关系是信号1的幅度比信号2的幅度大时，则当信号1的幅度大于信号2的幅度时或当信号2的幅度小于信号1的幅度时，就可以获得有利的比较。

前文的讨论中已经使用无线局域网接收机阐述了所用的累接解码器。本领域的一般技术人员可理解在不脱离权利要求的保护范围的前提下可以从本发明的教学中得到其它的实施例。

Claims (10)

1.用于无线局域网WLAN中高数据吞吐量接收的方法，所述方法包括：

接收经由无线通信信道传输的表示M个符号流的符号向量；

确定基于所述符号向量、信道矩阵和内部外信息反馈的内部编码比特和所述内部编码比特的外信息；

确定基于所述内部编码比特的外信息、所述内部编码比特和软输入软输出解码处理的外部编码比特和所述外部编码比特的外信息；

产生基于所述外部编码比特的外信息的所述内部外信息反馈；

产生基于所述外部编码比特的解码比特。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定所述内部编码比特的外信息包括：

利用后验概率APP算法以对所述M个符号流的每个传输比特产生对数似然比值。

3.如权利要求2所述的方法还包括：

使用根据APP算法的树形检索算法以产生基于差分反馈均衡的对数似然比值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定所述外部编码比特和所述外部编码比特的所述外信息包括：

从所述内部编码比特的所述外信息中减去所述内部外信息反馈，用于产生当前内部外信息；

将所述当前内部外信息解交织，用于产生解交织内部外信息；以及

使用所述解交织内部外信息来表示所述内部编码比特的所述外信息，用于确定所述外部编码比特和所述外部编码比特的所述外信息。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述产生基于所述外部编码比特的所述外信息的所述内部外信息反馈包括：

从所述外部编码比特的所述外信息中减去所述解交织当前内部外信息，用于产生当前外部外信息；

将所述当前外部外信息交织以产生所述内部外信息反馈。

6.具有高数据吞吐量的无线局域网WLAN接收机，所述WLAN接收机包括：

多个射频RF接收模块，其中每一个RF接收模块用于接收入站RF信号并将所述入站RF信号转换为入站数字符号；以及

基带处理模块，其操作性连接以：

将由所述多个RF接收机模块产生的所述入站数字符号空间和时间解码以产生M个符号流；

将所述M个符号流从时域符号转换为频域符号以产生M个频域符号流；

将所述M个频域符号流的所述频域符号去映射以产生去映射数据流；

将所述去映射数据流多路复用为串行去映射数据流；

将所述串行去映射数据流解码以产生解码数据；

将所述解码数据解扰以产生入站数据。

7.如权利要求6所述的WLAN接收机，其特征在于：将所述串行去映射数据流解码包括：

确定基于所述串行去映射符号流、信道矩阵和内部外信息反馈的内部编码比特和所述内部编码比特的外信息；

确定基于所述内部编码比特的所述外信息、所述内部编码比特和软输入软输出解码处理的外部编码比特和所述外部编码比特的外信息；

产生基于所述外部编码比特的所述外信息的内部外信息反馈；以及

产生基于所述外部编码比特的解码比特。

8.用于具有高数据吞吐量的无线局域网WLAN接收机的累接解码器，所述累接解码器包括：

内部解码器/探测器，其操作性连接来从基于信道矩阵和内部外信息反馈的符号向量确定内部编码比特和所述内部编码比特的外信息；

第一减法模块，其操作性连接以从所述内部编码比特的所述外信息中减去所述内部外信息反馈，用于产生当前内部外信息；

解交织模块，其操作性连接以将所述当前内部外信息解交织，用于产生解交织内部外信息；

外部解码器，其操作性连接以根据软输入软输出解码处理从所述解交织内部外信息中确定外部编码比特和所述外部编码比特的外信息；

第二减法模块，其操作性连接以从所述外部编码比特的所述外信息中减去所述解交织内部外信息，用于产生当前外部外信息；

交织模块，其操作性连接以将所述当前外部外信息交织，用于产生内部外信息反馈；

决定模块，其操作性连接以产生基于所述外部编码比特的解码比特。

9.如权利要求8所述的累接解码器，其特征在于：所述内部解码器/探测器包括：

后验概率APP算法，其对所述符号向量所表示的M个符号流的每个传输比特产生对数似然比值。

10.具有高数据吞吐量的无线局域网WLAN接收机，所述WLAN接收机包括：

多个射频RF接收模块，其中所述多个RF接收模块的每一个操作性连接以接收入站RF信号并将所述入站RF信号转换为入站数字符号；

空间和时间解码模块，其操作性连接以将所述多个RF接收机模块产生的所述入站数字符号解码，用于产生M个符号流；

快速傅立叶变换FFT模块，其操作性连接以将所述M个符号流从时域符号转换为频域符号，用于产生M个频域符号流；

去映射模块，其操作性连接以将所述M个频域符号流的所述频域符号去映射，用于产生去映射数据流；

多路复用器，其操作性连接以将所述去映射数据流多路复用为串行去映射数据流；

累接解码器，其操作性连接以将所述串行去映射数据流解码，用于产生解码数据；

解扰模块，其操作性连接以将所述解码数据解扰，用于产生入站数据。

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