CN101316154A - 发送装置、接收装置、无线电通信系统及其方法 - Google Patents

发送装置、接收装置、无线电通信系统及其方法 Download PDF

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CN101316154A CNA2008101106031A CN200810110603A CN101316154A CN 101316154 A CN101316154 A CN 101316154A CN A2008101106031 A CNA2008101106031 A CN A2008101106031A CN 200810110603 A CN200810110603 A CN 200810110603A CN 101316154 A CN101316154 A CN 101316154A
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Abstract

本发明公开了一种发送装置、接收装置、无线电通信系统及其方法。在发送端,该方法保存(确定)用于指定将接收装置已知的冗余信号插入到信息数据序列中的插入位置和插入量的控制信息,通过对信息数据序列进行编码来生成编码信号序列,通过基于保存的控制信息将冗余信号插入编码信号序列来生成发送信号,并且发送所生成的发送信号。在接收端,该方法接收作为接收信号的发送信号,保存用于接收信号中包含的冗余信号的似然性信息,从接收信号计算似然性,用似然性信息替换计算出的似然性中包括的对应于冗余信号的似然性,并且解调该信号。

Description

发送装置、接收装置、无线电通信系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种无线电通信系统,并且更具体地涉及信号发送和接收技术。
背景技术
在无线电通信中,进行对用于控制例如码率的无线电参数的技术以及调制方法的研究与开发。例如已经实际使用的“Wireless LAN MediumAccess Control and Physical Layer Specification:High-speed Physical Layerin the 5GHz Band”,IEEE标准802.11a,1999。
图21是实现无线电参数控制的发送装置的结构的例子。
发送装置21包括参数控制单元2110、编码单元2120和映射单元430。
参数控制单元2110通过参数控制信号Ctrl控制编码单元2120的码率。
编码单元2120接收信息位串B,编码信息位串B,并且输出编码序列C。
映射单元430接收编码序列C,将编码序列C映射为符号,并且输出符号序列S。
编码单元2120根据参数控制单元2110生成的参数控制信号Ctrl来控制码率。对传播路径误差的容错度从而被控制,使得改变通信速度。
以下描述无线电通信系统中包括多个天线的发送装置的结构的例子。图22是发送装置的例子,其中图21的结构被扩展为包括多个天线的发送装置。参考图22,除了发送装置21的元件之外,发送装置22还包括串并转换单元750和两个附加的映射单元430(即总共三个映射单元430)。其它的元件基本上与发送装置21的那些元件相同。
在如图22中所示包括多个发送天线的发送装置中,每个发送信号通常通过不同的传播路径到达接收机。因而,在符号序列S0、S1和S2之间的接收信号功率与噪声功率的比率(接收信噪比)不同。假设符号序列S0的接收信噪比充分地大于符号序列S2的接收信噪比。通过将码率减小到1/2来减小所要求的接收信噪比。这对于通信质量不好的符号序列S2是希望的变化。另一方面,这对于通信质量良好的符号序列S0来说,减小码率是不必要的。由于这种变化,在符号序列S0和S1中出现对通信速度的过度减小,并且因而这是对符号序列S0和S1的不必要的参数控制。
通常在无线电通信系统中,由于多路径的干扰信号、接收机中生成的噪声功率等,降低了接收性能。因此,期望减少接收性能降低的高性能接收。
发明内容
根据上述,本发明的示例目的是提供一种在无线电通信中发送和接收高质量信号的技术。
根据本发明的一个示例方面,提供了一种将发送信号发送到接收装置的发送装置,其包括冗余信号控制单元,该冗余信号控制单元保存用于指定将接收装置已知的冗余信号插入到信息数据序列中的插入位置和插入量的控制信息,还包括信号编码单元,该信号编码单元通过对信息数据序列进行编码来生成编码信号序列,并且通过基于冗余信号控制单元保存的控制信息将冗余信号插入编码信号序列来生成发送信号。
根据本发明的一个示例方面,提供了一种接收编码接收信号的接收装置,其包括似然性保存单元,该似然性保存单元保存用于指定接收信号中包含的冗余信号的似然性的似然性信息,还包括信号解调单元,该信号解调单元接收包含冗余信号的接收信号和似然性信息。并且通过从接收信号计算似然性和用似然性信息替换冗余信号的似然性来解调接收信号。
根据本发明的一个示例方面,提供了一种将发送信号发送到接收装置的发送方法,其包括保存用于指定将接收装置已知的冗余信号插入到信息数据序列中的插入位置和插入量的控制信息,通过对信息数据序列进行编码来生成编码信号序列,通过基于保存的控制信息将冗余信号插入编码信号序列来生成发送信号,和发送生成的发送信号。
根据本发明的一个示例方面,提供了一种接收编码接收信号的接收方法,其包括保存用于指定接收信号中包含的冗余信号的似然性的似然性信息,计算来自接收信号的似然性,和通过用似然性信息替换算出似然性中包括的对应于冗余信号的似然性来解调接收信号。
根据本发明的一个示例方面,提供了一种用于生成要发送到接收装置的发送信号的程序,并且该程序使得计算机实现如下过程,包括:保存用于指定将接收装置已知的冗余信号插入到信息数据序列中的插入位置和插入量的控制信息,通过对信息数据序列进行编码来生成编码信号序列,和通过基于保存的控制信息将冗余信号插入编码信号序列来生成发送信号。
根据本发明的一个示例方面,提供了一种用于解调编码接收信号的程序,并且该程序使得计算机实现如下过程,包括:保存用于指定接收信号中包含的冗余信号的似然性的似然性信息,计算来自接收信号的似然性,通过用似然性信息替换算出似然性中包括的对应于冗余信号的似然性来生成修改的似然性,和基于所生成的修改似然性来解调接收信号。
根据以下给出的详细描述和附图,将会更加充分地理解本发明的上面和其它目的、特征和优点,附图仅仅是为了图示而给出并且因而不被认为是限制本发明。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例实施例的发送装置的例子的框图;
图2是示出根据本发明的示例实施例的接收装置的例子的框图;
图3是示出图1和图2中所示的发送装置和接收装置中的处理的例子的流程图;
图4是示出根据本发明的第一示例实施例的发送装置的示例结构的框图;
图5是示出根据本发明的第一示例实施例的接收装置的示例结构的框图;
图6是示出根据第一示例实施例的处理的流程图;
图7是描述映射单元的操作的示图;
图8是描述逆映射单元的操作的示图;
图9是示出根据本发明的第二示例实施例的接收装置的示例结构的框图;
图10是描述根据第二示例实施例的接收装置中的处理的流程图;
图11是描述软映射单元的示例优点的示图;
图12是示出根据本发明的第三示例实施例的发送装置的示例结构的框图;
图13是示出根据本发明的第三示例实施例的接收装置的示例结构的框图;
图14是描述根据第三示例实施例的处理的流程图;
图15是示出图12中映射单元的示例结构的框图;
图16是描述映射单元的操作的示图;
图17是示出根据本发明的第四示例实施例的信号解调单元的示例结构的框图;
图18是示出图17中复制品生成单元的示例结构的框图;
图19是描述图17中复制品生成单元的示例优点的示图;
图20是示出根据本发明的第五示例实施例的冗余位插入单元的示例结构的框图;
图21是示出实现无线电参数控制的发送装置的结构的例子的框图;和
图22是示出发送装置的例子的框图,其中图21的结构扩展为包括多个天线的发送装置。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的示例实施例。适当地缩短和简化了以下的描述以使说明清楚。在附图中,具有相同结构和功能的元件和等同物由相同的引用符号指示,并且将省略其冗余说明。
在本描述中,当存在多个要相互区别的同样元件时,通过将“-n”(n≥0)添加到符号来区别多个元件。例如,在图13中,示出了多个似然性替换单元522-0到522-2。在参考图13的描述中,似然性替换单元522表示一个或多个似然性替换单元522-0到522-2,并且似然性替换单元522-n表示相互区别的多个通信终端装置的每一个。
图1是示出根据本发明的示例实施例的发送装置的例子的框图,并且图2是示出根据本发明的示例实施例的接收装置的例子的框图。
参考图1,发送装置1包括冗余信号控制单元110、信号编码单元120、信号映射单元130、和记录介质140。
冗余信号控制单元110确定将公共冗余信号插入到发送信号的插入位置和插入量,生成控制所确定插入位置和插入量的控制信号(控制信息)并且将其通知到信号编码单元120。冗余信号控制单元110包括保存所生成的控制信号的存储区。
公共冗余信号是发送端和接收端共享的冗余信号。公共冗余信号的值通常是发送和接收端都已知的。在发送端,插入到发送信号中的公共冗余信号由控制信号控制。在接收端,在解码接收信号之前,公共冗余信号的插入位置和插入量被预先通知。公共冗余信号还称为冗余信号或已知信号,并且它可以是公共冗余位或公共冗余符号。具体地,公共冗余信号可以是对应于每个编码符号(复数符号)的公共冗余符号,或是一位或多位的公共冗余位,只要其在发送和接收端是预先已知的。在以下描述中,要插入到编码序列中的公共冗余信号称为公共冗余位,并且要插入到所映射的符号中的公共冗余信号称为公共冗余符号。
信号编码单元120编码要发送的信息位串(信息数据串)并且输出编码序列(编码信号序列)。
信号映射单元130将信号编码单元120编码的编码序列映射为符号并且输出符号序列(发送信号)。
信号编码单元120和信号映射单元130的至少一个执行公共冗余信号的插入。公共冗余信号可插入到由信号编码单元120通过编码信息数据串获得的编码序列中。或者,公共冗余信号可插入到由信号映射单元130通过对编码序列进行符号映射而获得的符号序列中,即生成的发送信号中。以该方式,公共冗余符号被插入到作为要从发送端发送的信息的信息位串中。
参考图2,接收装置2包括似然性保存单元210、信号解调单元220、和记录介质240。
似然性保存单元210将公共冗余信号的似然性保存作为似然性信息。似然性保存单元210可基于传播路径条件生成似然性信息,或其可预先保存固定值。可替换地,似然性保存单元210可保存多个固定值并且基于传播路径条件从多个固定值选择一条似然性信息。似然性保存单元210包括保存似然性信息的存储区。
信号解调单元220使用似然性保存单元210保存的似然性信息解调接收信号。具体地,信号解调单元220用似然性信息替换通过在信号解调单元220中基于接收信号的计算所确定的似然性(算出似然性)中包含的公共冗余信号似然性,并且使用算出似然性的一部分被似然性信息替换了的修改的似然性来解调接收信号。
发送装置1和接收装置2中的每个元件可通过在由包括在发送装置1和接收装置2每一个中的算术单元(未示出)控制下执行程序来实现。具体地,其可通过将发送装置1中的记录介质140或接收装置2中的记录介质240中存储的程序载入到内存(未示出)并且在算术单元的控制下执行该程序来实现。此外,每个上述元件未必由程序通过软件实现,并且其可由硬件、固件和软件等的任何组合实现。
图3是根据该示例实施例示出处理的例子的流程图。以下参考图1到图3描述根据该示例实施例的发送装置1和接收装置2的操作。在下面,作为例子描述了信号编码单元120插入公共冗余位和信号映射单元130插入公共冗余符号的情况。符号i、j、t和k是大于等于0的整数,其表示了每条信息的顺序。
冗余信号控制单元110确定插入公共冗余位和公共冗余符号的位置和量并且输出控制信号Ctrl(步骤S11)。信号编码单元120接收信息位串B[i]、编码信息位串B[i](步骤S12)、将公共冗余位插入编码信息位串中并且输出编码序列C[j](步骤S13)。信号映射单元130接收编码序列C[j]、执行对编码序列C[j]的映射(步骤S14)、插入公共冗余符号并且输出符号序列S[t](步骤S15)。发送装置1通过发送单元(未示出)发送添加了公共冗余信号的信号(步骤S16)。
接收装置2通过接收单元(未示出)接收包含公共冗余信号的接收信号r[i](步骤S21)。接收信号r[i]对应于从发送装置1发送的发送信号(符号序列S),并且其包含由发送装置1插入的公共冗余信号。似然性保存单元210确定公共冗余信号的似然性并且输出似然性信息a[k](步骤S22)。信号解调单元220接收所接收信号r[i]和似然性信息a[k],并且解调接收信号r[i]。此时,信号解调单元220用似然性信息a[k]替换基于接收信号r[i]的计算而确定的公共冗余信号(公共冗余位和公共冗余符号)的似然性(算出似然性)(步骤S23)。信号解调单元220基于由似然性信息a[k]部分替换的似然性(修改的似然性)解调接收信号,并且输出再生位串b[j]。
如上文中所描述的,根据该示例实施例,发送装置1通过插入通常发送装置和接收装置已知的信号来生成发送信号,并且接收装置2通过对已知信号的似然性做出替换来解调信号。这使得能够进行容易和高性能的信号接收。具体地,这显著地增加了公共冗余信号的概率。因此可能改进解码器在随后阶段中的整体纠错能力。例如,由于替换了公共冗余信号的似然性,似然性γ是比似然性λ更可能的似然性集合。从而,解码单元基于总体上更可能的信息执行解码,由此改进了纠错能力。
在接收装置2执行解码之前,由发送装置1中的冗余信号控制单元110确定的控制信号预先被通知到接收装置2。配置接收装置2,使得插入公共冗余信号的元件能够预先访问控制信号。例如,似然性保存单元可保存控制信号并且将其与似然性信息一起输出。
在图3中所示的示例过程中,信号映射单元130将公共冗余符号插入到所映射符号中。然而,本发明不限于此,并且信号映射单元130可将公共冗余符号插入到编码序列,并且然后将包含公共冗余符号的编码序列映射为符号。此外,信号映射单元130可使用公共冗余位和公共冗余符号的任何一个作为公共冗余信号。
在以下描述的示例实施例中,描述了更具体地实现上述示例实施例的发送装置和接收装置的例子。与图1和图2中名称相同的元件具有相同的功能。因而,以下主要描述了添加或修改的功能。在下面所有的示例实施例中,在描述中省略了每个符号的索引。此外,以下描述了插入作为公共冗余信号的公共冗余位的情况。然而,这不限制本发明,而是可使用公共冗余符号,或可结合使用公共冗余位和公共冗余符号。此外,尽管描述了作为不考虑公共冗余位的固定值a的似然性信息,可对于每个位使用不同值。尽管接收装置使用下面示例实施例中的似然性解调接收信号,可使用对数似然比代替似然性。
第一示例实施例
图4是示出根据本发明的第一示例实施例的发送装置的示例结构的框图。图5是示出根据本发明的第一示例实施例的接收装置的示例结构的框图。
参考图4,发送装置4包括冗余信号控制单元410、信号编码单元420、映射单元430、和记录介质440。信号编码单元420包括编码单元421和冗余位插入单元422。在该示例实施例中,编码单元421使用的码率是2/3,并且映射单元430使用的符号映射是QPSK。
编码单元421对信息位串B编码并且输出编码序列D。
冗余位插入单元422接收来自冗余信号控制单元410的控制信号Ctrl,基于控制信号Ctrl将公共冗余位插入由编码单元421编码的编码序列D中,并且输出编码序列C。
映射单元430将从冗余位插入单元422输出的编码序列C映射为QPSK符号并且输出映射后的符号序列S。
参考图5,接收装置5包括似然性保存单元510、信号解调单元520和记录介质540。信号解调单元520包括逆映射单元521、似然性替换单元522和解码单元523。
似然性保存单元510保存作为公共冗余信号(其在本例中是公共冗余位)似然性的固定值a。在以下描述中,似然性保存单元510保存的似然性称为似然性信息a。
逆映射单元521执行从接收信号r的QPSK符号序列到每个位的似然性的逆映射,并且输出似然性λ(算出似然性)。
似然性替换单元522输出其中由似然性信息替换了似然性λ的一部分的似然性γ(修改的似然性)。具体地,似然性替换单元522用似然性保存单元510中保存的固定值a替换由逆映射单元521计算出的似然性λ中包括的公共冗余位的似然性,并且输出似然性γ。
解码单元530基于似然性γ解码接收信号。
图6是根据第一示例实施例示出处理的流程图。以下参考图4到图6描述根据第一示例实施例的操作。例如,可通过发送装置4和接收装置5中包括的算术单元(未示出)执行记录介质440和540中存储的程序来实现处理。
首先,冗余信号控制单元410确定要每6位中插入一次公共冗余位,并且输出控制信号Ctrl(步骤S31)。编码单元421接收信息位串B、以2/3码率编码信息位串B(步骤S32)、并且输出编码序列D。冗余位插入单元422接收编码序列D和控制信号Ctrl,基于控制信号Ctrl将公共冗余位插入编码序列D中(步骤S33),并且输出编码序列C。
例如,如果信息位串B是8位(B[0]B[1]B[2]B[3]B[4]B[5]B[6]B[7]),编码序列D是12位(D[0]D[1]D[2]D[3]D[4]D[5]D[6]D[7]D[8]D[9]D[10]D[11])。冗余位插入单元422将作为公共冗余位的位“0”两次插入到编码序列D,使得C[0]C[1]C[2]C[3]C[4]C[5]C[6]C[7]C[8]C[9]C[10]C[11]C[12]C[13]=D[0]D[1]D[2]D[3]D[4]“0”D[5]D[6]D[7]D[8]D[9]“0”D[10]D[11]。“0”表示公共冗余位。
接下来,映射单元430接收编码序列C并且将编码序列C映射为QPSK符号,如图7中所示(步骤S34)。发送装置4发送生成的符号(步骤S35)。
接收装置5接收添加了公共冗余位的接收信号r(步骤S41)。似然性保存单元510输出作为公共冗余位的似然性的固定值a(步骤S42)。逆映射单元521执行从QPSK符号到每个位的似然性的逆映射(步骤S43),并且输出似然性λ。似然性替换单元522接收似然性信息a和似然性λ,并且用似然性信息a替换公共冗余位的似然性(步骤S44)。似然性替换单元522输出由似然性信息a部分替换的似然性γ。解码单元523接收似然性γ,并且使用似然性γ解码接收信号(步骤S45),并且输出再生串b。
以下描述似然性替换单元522的操作。例如,如图8中所示,可通过使用到每个位的平方距离来执行对似然性λ的计算。在图8中,圆形标志表示发送符号位置(发送符号星座),并且三角形标志表示接收符号位置。d00(k)表示在b0=0,b1=0处的符号和接收符号位置之间的平方距离。可按λ=min{d10(k),d11(k)}-min{d00(k),d01(k)}计算位b0的似然性λ。
当信噪比足够高时,接收信号点对应于发送信号的任何一个,并且d00到d11的任何一个被推测是0。然而,如图8中所示,由于噪声和干扰的影响,所接收信号点一般不对应于发送信号位置。至于公共冗余位,已知在接收装置中该位也是0。因而,位的似然性被替换使得位0的概率足够高。因此可以期望解码器在随后阶段中的纠错能力上的改进。
例如,当线路质量不好时,可期望通过增加要插入的公共冗余信号的量来进一步改进纠错能力。从而,可期望实现一定级别的信号发送。另一方面,当线路质量良好时,在确保一定级别的纠错能力的同时可期望通过减少要插入的公共冗余信号的量来发送大量信号。以该方式,可以根据传播路径质量通过控制公共冗余信号来执行适应性的发送。
如果位b0是0,其被推测为是min{d00(k),d01(k)}=0。因而,用于位b0的似然性λ是λ=a,并且由似然性信息a替换似然性λ的计算值。因此可以设置从其消除了噪声和干扰影响的似然性。从而,可期望高质量信号接收。
如在上述中所描述,根据该示例实施例,接收装置通过接收包含具有已知值的公共冗余位的信号来接收具有高接收质量(较少误差)的信号。因此可以实现高质量信号接收。
尽管在该示例实施例中,公共冗余位的插入位置具有6次中有一次的周期,这种周期不以任何方式限制本发明。此外,对于确定插入公共冗余位的频率没有特定的限制,并且其可根据通信路径的条件适当地确定。
尽管图4示出了信号编码单元420插入公共冗余位的情况,以下结构在当映射单元430执行符号映射时插入公共冗余位的情况下是可能的。例如,可提供将公共冗余符号插入到从映射单元430输出的符号序列S中的冗余符号插入单元。可替换地,可提供将公共冗余位插入到从信号编码单元420输出的编码序列C中的冗余位插入单元。
此外,代替图4中所示的冗余位插入单元,发送装置可包括基于控制信号插入公共冗余信号的冗余信号插入单元。冗余信号插入单元可具有这样的结构:基于控制信号确定公共冗余信号的种类,并且例如基于确定结果插入公共冗余位或公共冗余符号。
第二示例实施例
在第二示例实施例中,描述了其中接收装置6基于在从接收信号消除了干扰波等之后的信号执行解调的示例方面。在第二示例实施例中,使用图9中所示的接收装置6,代替图5中所示的接收装置5。发送装置1是相同的。因而,以下描述接收装置6。
图9是示出根据本发明的第二示例实施例的接收装置的示例结构的框图。参考图9,接收装置6包括似然性保存单元510、信号解调单元620和记录介质640。信号解调单元620包括消除单元621、合成单元622、逆映射单元521、解码单元624、似然性替换单元522-0和522-1、软映射单元626、和复制品生成单元627。在图9中,u表示消除信号,λx和γx表示似然性,sx表示软符号,并且rx表示复制品信号。
消除单元621通过从接收信号r消除复制品信号rx来输出消除信号u。
合成单元622从消除单元621接收消除信号u并且执行合成,以抑制消除信号u中的干扰分量。因而,合成单元622合成消除信号u以减小剩余干扰。
似然性替换单元522-0(第一似然性替换单元)用似然性保存单元510保存的固定值a替换似然性λ中包括的公共冗余位的似然性,并且输出其中似然性λ的一部分被替换了的似然性γ。
解码单元624基于似然性γ对接收信号解码,并且还基于似然性γ重计算似然性并且输出似然性λx(第二算出似然性)。
似然性替换单元522-1(第二似然性替换单元)用似然性保存单元510保存的固定值a替换由解码单元624计算出的似然性λx中包括的公共冗余位的似然性,并且输出其中似然性λx的一部分被替换了的似然性γx(第二修改的似然性)。
软映射单元626基于似然性γx计算软符号sx。复制品生成单元627基于软映射单元626计算出的软符号sx生成干扰波的复制品信号rx,并且将所生成的复制品信号rx输出到消除单元621。
基于从似然性替换单元522-1输出的似然性γx生成消除信号并且将其输出到逆映射单元521的元件可共同称为消除信号生成单元690。在图9的结构中,消除信号生成单元690包括消除单元621、合成单元622、软映射单元626和复制品生成单元627。然而,消除信号生成单元690不限于包括那些元件,只要其是通过基于似然性γx(第二修改的似然性)从接收信号消除干扰波来生成消除信号的元件。
图10是根据第二示例实施例示出接收装置中的处理的流程图。
以下参考图9和图10描述根据第二示例实施例的操作。例如,可通过接收装置6中的算术单元(未示出)执行接收装置6中包括的记录介质640中存储的程序来实现处理。接收装置6接收添加了公共冗余位的接收信号r(步骤S51)。似然性保存单元510输出似然性信息a(步骤S52)。消除单元621从接收信号r减去复制品信号rx并且输出消除信号u(步骤S53)。合成单元622接收消除信号u,合成消除信号u以抑制干扰分量,并且输出合成的信号z(步骤S54)。逆映射单元521接收合成的信号z,通过执行对合成信号z的逆映射来计算似然性λ并且输出算出的似然性λ(步骤S55)。似然性替换单元522-0接收似然性λ和似然性信息a,用似然性信息a替换似然性λ中包括的公共冗余位的似然性并且输出似然性γ(步骤S56)。解码单元624接收似然性γ,解码似然性γ并且输出似然性λx和再生的串b(步骤S57)。解码单元624然后确定重复数量是否达到指定数量,并且如果其等于或小于指定数量,过程接着执行以下处理(步骤S58)。
似然性替换单元522-1接收似然性信息a和似然性λx,用似然性信息a替换公共冗余位的似然性并且输出似然性γx(步骤S59)。软映射单元626接收似然性γx并且生成和输出软符号sx(步骤S60)。复制品生成单元627接收软符号sx并且生成和输出复制品符号rx(步骤S61)。随后,过程重复从步骤S53的处理。
似然性替换单元522-0的示例优点与第一示例实施例中描述的相同。因此,以下描述似然性替换单元522-1的示例优点。图11是示出来自软映射单元626的输出符号的示图。在图11中,矩形标记表示未执行似然性替换时的软符号,并且三角形标记表示为b0执行了似然性替换时的软符号。似然性替换单元522-1为b0执行替换,使得b0=0的概率足够高。结果,由软映射单元626生成的软符号的Ich分量对应于发送符号的Ich分量。这使得消除单元621能充分消除Ich干扰分量。
如上文中所描述,该示例实施例使得能够通过对要输入到解码单元624(解码器)的似然性做出替换而改进纠错能力。它还通过对要输入到软映射单元626的似然性做出替换而增加消除干扰的效果。
第三示例实施例
在第三示例实施例中,描述了其中多个传播路径具有不同线路质量的示例方面。图12是示出根据第三示例实施例的发送装置7的示例结构的框图。图13是示出根据第三示例实施例的接收装置8的示例结构的框图。
参考图12,发送装置7包括冗余信号控制单元710、编码单元421、串并转换单元750、信号映射单元730-0、730-1和730-2、和记录介质740。
冗余信号控制单元710生成和输出各自对应于多个不同传播路径的多条控制信息。如果多个传播路径的线路质量相同,冗余信号控制单元710将相同的控制信号输出到多个信号映射单元730的每一个。
串并转换单元750从编码单元421接收编码序列C,将编码序列C转换为并行并且输出多个编码序列C0到C2。
信号映射单元730各自接收多个编码序列C并且执行映射。此时,基于对应于每个传播路径的控制信号,公共冗余信号被插入到每个编码序列C中。随后详细描述信号映射单元730。
参考图13,接收装置8包括似然性保存单元810、信号解调单元820和记录介质840。信号解调单元820包括滤波单元821、逆映射单元521-0、521-1和521-2、似然性替换单元522-0、522-1和522-2、并串转换单元822、和解码单元523。
似然性保存单元810将对应于每个不同传播路径的似然性信息输出到多个似然性替换单元522的每一个。
滤波单元821使用基于预定准则操作的滤波器从接收信号r0、r1和r2计算合成序列u0、u1和u2。预定准则例如可以是最小均方误差。
并串转换单元822将多个似然性γ0到γ2转换为串行,并且输出一个似然性γ。
图14是示出根据第三示例实施例的处理的流程图。例如,可通过发送装置7和接收装置8中包括的算术单元(未示出)执行记录介质740和840中存储的程序来实现图14的处理。以下参考图12到图14描述根据第三示例实施例的操作。在以下描述中,线路质量在流0中是最高的,在流1中是次高的,并且在流2中是最低的。
发送装置7接收信息位串B。冗余信号控制单元710确定要插入流0、1和2中的公共冗余位的量分别是每16位中一次、每12位中一次、和每8位中一次,并且输出表示它的控制信号Ctrl(步骤S71)。因为根据线路质量调节要插入的公共冗余位的量,所以流之间的公共冗余位的量不同。这减少了为不良线路质量改变码率或调制方法的需要。因此可以维持具有良好线路质量的传播路径的传输率。
编码单元421接收信息位串B,对信息位串B编码并且输出编码序列C(步骤S72)。串并转换单元750将编码序列C从串行转换为并行并且输出编码序列C0、C1和C2(步骤S73)。
信号映射单元730-0、730-1和730-2分别接收编码序列C0、C1和C2以及控制信号Ctrl,执行到64QAM符号的映射,并且输出符号序列S0、S1和S2(步骤S74)。信号映射单元730-0、730-1和730-2分别生成和输出具有相同符号率的符号序列S0、S1和S2。因为相同的符号率,可在接收装置中执行解调处理。
图15示出信号映射单元730的示例结构。参考图15,信号映射单元730包括冗余位插入单元422和映射单元430。下面描述流0作为例子。
冗余位插入单元422以每16位中一次的比例将位“0”插入编码序列C0[0]C0[1]...,使得D0[0]D0[1]...=C0[0]C0[1]...C0[15]“0”C0[16]C0[17]...C0[31]“0”C0[32]...。
映射单元430根据图16中示出的映射规则将代码序列D0映射为64QAM符号。
发送装置7发送符号序列S0、S1和S2(步骤S75)。
接收装置8接收包括公共冗余位的信号r0、r1和r2(步骤S81)。似然性保存单元810输出作为公共冗余位的似然性的固定值a(步骤S82)。滤波单元821接收所接收信号r0到r2,分离所接收的信号并且输出合成序列u0到u2(步骤S83)。逆映射单元521-0、521-1和521-2接收合成序列u0到u2,执行从合成序列u0到u2到每个位的似然性的逆映射,并且输出似然性λ0、λ1和λ2(步骤S84)。似然性替换单元522-0、522-1和522-2用固定值a替换公共冗余位的似然性λ0、λ1和λ2并且输出似然性γ0、γ1和γ2(步骤S85)。在该步骤中,似然性替换单元522-0、522-1和522-2分别对每16位中一次、每12位中一次和每8位中一次的似然性λ0、λ1和λ2做出替换。
并串转换单元822将似然性γ0、γ1和γ2从并行转换为串行,并且输出似然性γ(步骤S86)。解码装置523接收似然性γ,使用似然性γ解码接收信号并且输出再生串b(步骤S87)。
如在上文中所述,除了具有第一示例实施例的示例优点,该示例实施例使得能够为每个流确定要插入的公共冗余位的量。因此可以期望根据线路质量的高效的通信。
第四示例实施例
本发明的第四示例实施例也描述了如在第三示例实施例中从多个传播路径对接收信号进行接收的情况。然而,在第四示例实施例中,描述了具有与第三示例实施例的信号解调单元820不同的内部结构的信号解调单元920。
图17是示出信号解调单元920的示例结构的框图。图17的框图示出了基于使用QR分解的简化MLD(最大似然检测)算法的结构。在Hiroyuki KAMAI、Kenichi HIGUCHI、Noriyuki MAEDA、MamoruSAWAHASHI、Takumi ITO、Yoshikazu KAKUEA、AkihisaUSHIROKAWA、Hiroyuki SEKI,“Likelihood Function for QRM-MLDSuitable for soft-Decision Turbo Decoding and Its Performance for OFCDMMIMO Multiplexing in Multipath Fading Channel”,IEICE TRANS.Commun.,卷E88-B,1号,2005年1月中描述了算法的细节。
参考图17,信号解调单元920包括QR分解单元921、Q矩阵乘法单元922、复制品生成单元923-0、923-1和924、误差计算单元925-0、925-1和926、候选选择单元927-0、927-1和927-2、逆映射单元928、似然性替换单元522、和解码单元523。候选选择单元927-0、927-1和927-2的每一个选择16个候选。
QR分解单元921接收信号r0、r1和r2,执行发送和接收装置之间的信道矩阵的QR分解,并且输出Q矩阵和R矩阵的作用分量r00、r01、r02、r11、f12和f22。
Q矩阵乘法单元922接收收到的信号r0、r1和r2和Q矩阵,通过乘以Q矩阵的共轭转置矩阵生成调零(nulling)信号z0、z1和z2并且输出它们。
复制品生成单元924接收r22和似然性信息a并且输出z2的复制品序列{zp2}。
误差计算单元926接收调零信号z2和复制品序列{zp2}并且输出误差序列{e2}。
候选选择单元927-2接收误差序列{e2}并且输出具有小误差的16符号候选序列{sp2},以及候选序列的误差序列{ep2}。
同样,复制品生成单元923-1、误差计算单元925-1和候选选择单元927-1计算和输出符号候选序列{sp2}{sp1}和它们的误差序列{ep2}{ep1}。
复制品生成单元923-0、误差计算单元925-0和候选选择单元927-0计算和输出符号候选序列{sp2}{sp1}{sp0}和它们的误差序列{ep2}{ep1}{ep0}。
逆映射单元928接收符号候选序列{sp2}{sp1}{sp0}和误差序列{ep2}{ep1}{ep0}并且计算和输出每个编码位的似然性。
图18是示出复制品生成单元923的示例结构的框图。参考图18,复制品生成单元923包括复数符号生成单元9231、三个乘法器9232到9234和两个加法器9235和9236。
复数符号生成单元9231接收似然性信息a。因为发送符号的最终概率通常是相同的,图16中所示的所有64个符号被输出。另一方面,当包含公共冗余位时,在使用了似然性信息a时,发送符号的最终概率不一样。例如,当b0包含位1的公共冗余位时,具有b0=0的32个符号的最终概率是0。因而,如图19中所示,仅输出包含b0=1的32个符号。以该方式,通过用似然性信息替换最终概率,仅输出可能的符号候选{x}。
可通过在复制品生成单元923的结构中将来候选选择单元927的输入设置为空值来实现复制品生成单元924。
使用接收信号的QR分解结果生成接收信号的符号候选序列和误差候选序列,并且将符号候选序列和误差候选序列输出到逆映射装置928的元件可共同称为候选生成单元990。在图17中,候选生成单元990包括QR分解单元921、Q矩阵乘法单元922、复制品生成单元923-0、923-1和924、误差计算单元925-0、925-1和926以及候选选择单元927-0、927-1和927-2。然而,对应于候选生成单元990的元件不限于此。根据该示例实施例,候选生成单元990在特性上包括使用似然性信息生成复制品的复制品生成单元923和924。
以下描述根据本示例实施例减少计算量的效果。图19是描述图17中复制品生成单元的示例优点的框图。
当使用似然性信息时,从复制品生成单元923输出的复制品序列包含32个复制品符号。因此,误差计算单元925执行误差计算32+16*32+16*32=1056次。
另一方面,当不使用似然性信息时,从复制品生成单元923输出的复制品序列包含64个复制品符号。因此,执行误差计算64+16*64+16*64=2112次。使用似然性信息使得能够将计算次数减少到1/2。
如上述中所述,除了具有第一示例实施例的示例优点,本示例实施例通过插入公共冗余位,在发送装置中执行符号映射,然后在接收装置中增加公共冗余位的似然性,使得能够在不造成特性显著降低的情况下有效减少计算量。
第五示例实施例
第五示例实施例表述了在映射时插入公共冗余位的情况下冗余位插入单元的详细示例结构。在第五示例实施例中描述的冗余位插入单元可应用于上述示例实施例的每一个。因而,这里不描述发送装置。
图20示出根据第五示例实施例的冗余位插入单元10的示例结构。参考图20,冗余位插入单元10包括串并转换单元1010、并串转换单元1020和插入单元1030-0和1030-1。
以下参考图16描述插入冗余位的位置。在图16中,在64QAM映射中的相邻符号之间的距离是X。首先,关于b0,计算在具有b0=0的符号和最接近于b0=0的具有b0=1的符号之间的平均距离。该距离被定义为用于较早描述的平均最小距离。
参考图16,因为b0=1的符号总是相邻于b0=0的符号,因此平均最小距离是X。另一方面,关于图16中的b2,b2=1的符号不总是相邻于b2=0的符号。因而,根据b2=0和b2=1的对称性,平均最小距离是(X+2X+3X+4X)/4=2.5X。因为b2具有比b0大的平均最小距离,其有更大的容错度。根据上述,本示例实施例优先将公共冗余信号插入到容错度低的位的位置,例如b0。具体地,冗余信号控制单元基于要映射的信号的容错度来确定要插入公共冗余信号的插入位置。冗余位插入单元基于控制信号Ctrl将公共冗余信号插入到插入位置。图20示出了这种冗余位插入单元的例子。
以下描述冗余位插入单元10的操作。串并转换单元1010接收编码序列C、将编码序列C转换为6个并行序列p0到p5并且输出它们。序列p0到p5通过图16中所示的符号映射分别映射到b0到b5。插入单元1030-0和1030-1分别接收p0和p3,以及控制信号Ctrl,基于控制信号Ctrl插入公共冗余位并且输出编码序列q0和q3。并串转换单元1020接收编码序列q0、q1、q2、q3、q4和q5,将编码序列q0、q1、q2、q3、q4和q5转换为串行信号并且输出编码序列D。
如上所述,可以期望通过在映射期间根据容错度插入公共冗余位来改进接收特性。
尽管在本示例实施例中,将公共冗余位插入到p0和p3,这不限制本发明的实施例,并且公共冗余位可插入更大数量或更小数量的并行序列中。要插入每个并行序列的公共冗余位的量和位置没有特定的限制。此外,本示例实施例描述了基于在符号映射的信号点布置中接近映射后的位0和位1之间的平均距离的位位置作出确定的情况,作为映射期间确定容错度的例子。然而,这不限于此,并且可通过另外的方法在映射期间确定容错度。
另外的示例实施例
根据本发明的通信系统包括上面示例实施例中描述的任何一种接收(发送)装置和任何一种接收装置。
如上述中所述,根据本发明的示例实施例,无线电通信系统包括具有冗余信号控制单元、信号编码单元和信号映射单元的发送装置,和具有似然性保存单元和信号解调单元的接收装置。在信号编码单元和信号映射单元的至少一个中,发送装置插入发送装置和接收装置都已知的公共冗余信号。接收装置将公共冗余信号的似然性保存在似然性保存单元中并且当在信号解调单元中解调信号时对公共冗余信号的似然性做出替换。因此可以期望精确的信息率控制和高性能信号接收。
根据本发明的另一个示例实施例,无线电通信系统在包括多个发送天线的发送装置中根据流线路质量插入公共冗余信号。在接收装置中,系统计算公共冗余信号的似然性并且用预定似然性替换算出似然性中包括的对应于公共冗余信号的似然性。因此可以获得简化和高性能的接收。
根据本发明的又另一个示例实施例,无线电通信系统包括根据位距离控制要插入的公共冗余位的量的发送装置。因此可以期望精确率控制和高性能信号接收。
本发明使得能够在无线电通信系统中发送和接收高质量信号。
尽管已参考本发明的示例实施例特定地示出和描述了本发明,本发明不限于这些实施例。本领域技术人员将会理解,在不偏离权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下,可在其中做出各种形式和细节上的变化。
通过引用并入
本申请基于2007年5月31日提交的日本专利申请号2007-145178,并且要求其优先权的利益,其公开的全部内容通过引用合并在此。

Claims (17)

1.一种将发送信号发送到接收装置的发送装置,包括:
冗余信号控制单元,所述冗余信号控制单元保存用于指定将所述接收装置已知的冗余信号插入到信息数据序列中的插入位置和插入量的控制信息;和
信号编码单元,所述信号编码单元通过对信息数据序列进行编码来生成编码信号序列,并且通过基于所述冗余信号控制单元所保存的控制信息将所述冗余信号插入所述编码信号序列中来生成发送信号。
2.根据权利要求1所述的发送装置,其中所述信号编码单元包括:
编码单元,所述编码单元编码所述信息数据序列;
映射单元,所述映射单元通过将所述编码信号序列映射为符号来生成所述发送信号;和
冗余信号插入单元,所述冗余信号插入单元将所述冗余信号插入所述编码单元所编码的所述编码信号序列和所述映射单元所生成的所述发送信号的至少一个中。
3.根据权利要求1所述的发送装置,其中
所述冗余信号控制单元根据传播路径的质量确定插入位置和插入量,使得插入到低质量信号的冗余信号的量比插入到高质量信号的冗余信号的量大,并且生成用于指定所确定的插入位置和插入量的控制信息。
4.根据权利要求2所述的发送装置,其中
所述映射单元和所述冗余信号插入单元包括分别对应于多个不同传播路径的多个映射单元和多个冗余信号插入单元,
所述多个冗余信号插入单元将所述冗余信号插入到要由所述多个映射单元映射为符号的编码序列中,并且
所述多个映射单元生成具有相同传输率的发送信号。
5.根据权利要求4所述的发送装置,其中
所述冗余信号控制单元生成分别对应于所述多个不同传播路径的多条控制信息,并且
所述多个冗余信号插入单元基于与传播路径相对应的控制信息来将所述冗余信号插入到所述符号中,以转变所述发送信号。
6.根据权利要求2所述的发送装置,其中
所述冗余信号控制单元基于要由所述映射单元映射的信号点布置来确定容错度,并且确定要插入所述冗余信号的插入位置。
7.一种对编码接收信号进行接收的接收装置,包括:
似然性保存单元,所述似然性保存单元保存用于指定接收信号中包含的冗余信号的似然性的似然性信息;和
信号解调单元,所述信号解调单元接收包含所述冗余信号的所述接收信号和所述似然性信息,并且通过从所述接收信号计算似然性并用所述似然性信息替换所述冗余信号的似然性,来解调所述接收信号。
8.根据权利要求7所述的接收装置,其中所述信号解调单元包括:
逆映射单元,所述逆映射单元执行所述接收信号的逆映射,计算所述接收信号的似然性,并且输出所述似然性作为算出似然性;
第一似然性替换单元,所述第一似然性替换单元通过用所述似然性信息替换所述逆映射单元计算出的所述算出似然性中包括的与所述冗余信号相对应的似然性,来输出修改的似然性;和
解码单元,所述解码单元基于所述修改的似然性来解码所述接收信号,并且输出解码信号。
9.根据权利要求8所述的接收装置,其中
所述似然性保存单元保存与从不同传播路径接收的多个接收信号中的每一个相对应的似然性信息,并且
所述第一似然性替换单元基于与所述多个接收信号中的每一个相对应的似然性信息,对所述算出似然性做出替换。
10.根据权利要求9所述的接收装置,其中
所述逆映射单元和所述第一似然性替换单元包括分别与所述不同传播路径相对应的多个逆映射单元和多个第一似然性替换单元,并且
所述似然性保存单元将与所述不同传播路径中的每一个相对应的似然性信息输出到所述多个第一似然性替换单元。
11.根据权利要求8所述的接收装置,其中
所述解码单元基于所述修改的似然性来计算似然性,并且输出所述似然性作为第二算出似然性,并且
所述信号解调单元还包括:
第二似然性替换单元,所述第二似然性替换单元通过用所述似然性信息替换从所述解码单元输出的所述第二算出似然性中包括的与所述冗余信号相对应的似然性,来输出第二修改的似然性;和
消除信号生成单元,所述消除信号生成单元通过基于所述第二修改的似然性从所述接收信号中消除干扰分量,来生成消除信号,并且将所生成的消除信号输出到所述逆映射单元。
12.根据权利要求9所述的接收装置,其中
所述信号解调单元还包括候选生成单元,所述候选生成单元使用所述接收信号的QR分解结果来生成所述接收信号的符号候选序列和误差候选序列,并且将所生成的序列输出到所述逆映射单元,并且
所述候选生成单元包括复制品生成单元,所述复制品生成单元使用所述分解结果和所述似然性信息来生成复制品信号。
13.根据权利要求7所述的接收装置,其中
所述冗余信号是已知信息,并且
所述似然性保存单元保存固定值作为所述似然性信息。
14.一种将发送信号发送到接收装置的发送方法,包括:
保存用于指定将所述接收装置已知的冗余信号插入到信息数据序列中的插入位置和插入量的控制信息,;
通过对信息数据序列进行编码来生成编码信号序列;
通过基于保存的控制信息,将所述冗余信号插入所述编码信号序列中,来生成发送信号;和
发送所述生成的发送信号。
15.一种接收编码接收信号的接收方法,包括:
保存用于指定接收信号中包含的冗余信号的似然性的似然性信息;
从所述接收信号计算似然性;和
通过用所述似然性信息替换算出的似然性中包括的与所述冗余信号相对应的似然性,来解调所述接收信号。
16.一种计算机可读介质中的计算机程序产品,使得计算机实现如下过程:
保存用于指定将接收装置已知的冗余信号插入到信息数据序列中的插入位置和插入量的控制信息;
通过对信息数据序列进行编码来生成编码信号序列;和
通过基于保存的控制信息,将所述冗余信号插入所述编码信号序列中,来生成发送信号。
17.一种计算机可读介质中的计算机程序产品,使得计算机实现如下过程:
保存用于指定接收信号中包含的冗余信号的似然性的似然性信息;
从所述接收信号计算似然性;
通过用所述似然性信息替换算出的似然性中包括的与所述冗余信号相对应的似然性,来生成修改的似然性;和
基于所生成的修改的似然性来解调所述接收信号。
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