CN101375572B - 解码设备和解码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于支持正交频分多址接入(OFDMA)方案的系统的解码设备和方法，该设备和方法根据无线信道估计结果补偿接收信号，并从而通过相干方法简单地执行解码。解码方法包括以下步骤：接收正交相移键控(QPSK)调制信号；通过将基于导频信号的信道估计的结果应用于接收信号来补偿接收信号；执行子载波解调以基于补偿后的接收信号产生相关性度量；以及使用从相关性度量中获得的解码度量来执行解码。解码设备和方法根据通过其传输信号的无线信道的信道估计结果补偿接收到的无线信号，从而通过具有简单结构的相干方法执行解码。
Description
技术领域
本发明涉及在无线数据通信中使用似然(likelihood)的解码，更具体地，涉及一种用于无线便携式互联网通信的设备和方法。
背景技术
在无线数据通信中，正采用一种使用似然来从被噪声破坏的信号估计正确信号的方法。该方法中的编码是在数据通信系统的发送侧将数据(即，要发送的有效载荷)符号-映射成多个信号以对该数据进行调制的处理。而该方法中的解码是在数据通信系统的接收侧根据适当的估计算法从经符号-映射的信号估计具有最大似然的有效载荷的处理。在使用似然的编码过程中，优选地，为了精确的错误校正，并不仅基于数据的数量而简单地对该数据进行符号-映射，而是将其符号-映射至频域和时域的较大区域。上述编码-解码方法被用于在不能容许数据讹用(data corruption)的领域中的数据通信，并且还可以用于在普通的无线数据通信中传输需要高精确度的诸如控制信号(例如，ACK/NACK信号和反馈信号)的信号。
同时，已提出了多种调制振幅或频率的技术作为在载波上传输数据的方法。在这些技术中，正交相移键控(QPSK)调制将载波相位改变90度并使用一个周期的符号来传输2比特信息。QPSK调制能够进行精确解调。因此，QPSK调制被用于诸如数字蜂窝式电话、车载电话、数字无绳电话等移动通信设备中，并且还用于最近提供的无线便携式互联网服务的信号传输方案。
回顾无线数据通信系统的发展，蜂窝式移动电信系统在20世纪70年代后期首先在美国推行。接着是韩国的高级移动电话服务(AMPS)，其为能够进行无线语音通信的第一代(1G)移动通信系统的模拟模式。在20世纪90年代中期，第二代(2G)移动通信系统实现商业化。接着在20世纪90年代后期，一部分国际移动电信-2000(IMT-2000)标准实现商业化，其用作用于提供高速无线多媒体数据服务的第三代(3G)移动通信系统。
如今，研究旨在将3G移动通信系统升级为第四代(4G)移动通信系统。具体地，以能够进行比3G移动通信系统更快的数据传输为目标，正在对便携式互联网技术进行有力地研究。
便携式互联网可以随时随地通过便携式装置满足用户对高速互联网服务的需求，并且对韩国的整个信息和通信产业具有连锁影响。因此，便携式互联网是一个新兴且有前途的产业，并且当前基于电气和电子工程师协会(IEEE)802.16e正在进行便携式互联网的国际标准化。
图1示意性地示出了应用本发明的便携式互联网服务系统的结构。所示的便携式互联网服务系统包括便携式用户站(PPS)12、无线接入站(RAS)13、接入控制路由器(ACR)14、和AAA(认证授权和计费(AAA))服务器15。用户使用PSS 12来接收便携式互联网服务。RAS 13位于有线网络端，以通过无线接口将数据传输到PSS 12或接收来自PSS 12的数据。ACR 14用于控制RAS 13并路由互联网协议(IP)包。策略(AAA)服务器15为用户和PSS12执行认证、授权和计费，并仅将服务提供给与便携式无联网网络连接的合法用户。
PSS 12和RAS 13使用正交频分多址接入(OFDMA)方案来进行通信。OFDMA方案是结合了将多个正交频率的子载波用作多个子信道的频分复用方法(FDM)与时分复用方法(TDM)的多路复用方法。由于OFDMA方案基本上有足够强度来抵抗在多径中产生的衰减并具有高数据传送速率，所以可以在高速数据传送中获得最佳的传送效率。因此，OFDMA方案完全支持便携式互联网系统中的PSS移动性。
如上所述，为了确保在传输和接收诸如控制信号(例如，快速反馈信号和ACK/NACK信号)的重要信号时的精确度，基于OFDMA等方案的无线通信系统采用调制/编码方法，从而在足够宽的宽带信道中对有效载荷进行符号-映射并传输。
然而，当在上述的无线信道中接收侧估计已被符号-映射的有效载荷时，必须计算接收信号相对于关于所有候选有效载荷值的信道信号的似然，这成为了接收侧系统上的沉重负担。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种能够使用似然简化解码结构的解码设备和方法。
更具体地，本发明旨在提供一种能够通过使用无线信道估计结果补偿接收信号来根据相干方法简单地执行解码的解码设备和方法。
技术方案
本发明的一方面提供了一种解码方法，用于支持正交频分多址接入(OFDMA)方案的系统，该方法包括以下步骤：接收正交相移键控(QPSK)调制信号；通过将基于导频信号的信道估计结果应用于接收信号来补偿接收信号；执行子载波解调，从而基于补偿后的接收信号产生相关性度量(metric)；以及使用从相关性度量中获得的解码度量来执行解码。
本发明的另一方面提供了一种解码设备，用于支持OFDMA方案的系统，该解码设备包括：无线信道估计/补偿装置，用于根据基于导频信号的信道估计结果来补偿应用了QPSK调制的接收信号；相关性度量产生装置，用于基于补偿后的接收信号产生相关性度量；以及解码处理装置，用于使用从相关性度量中获得的解码度量来执行解码。用于解码的设备还可以包括用于缓冲补偿后的接收信号的接收缓冲器。
本发明的一个特性是仅用接收到的相位信号的实部或绝对值来执行解码。在表示为a+bi的复数中，实部为a，以及绝对值为(a2+b2)1/2。相位信号的实部或绝对值可以用于解码。下文中，实部和绝对值全部统称为实值。
有益效果
本发明的解码设备和方法根据通过其传输信号的无线信道的信道估计结果来补偿接收到的无线信号，从而利用具有简单解码结构的相干方法进行解码。
因此，本发明简化了解码设备的结构，并减轻了配备有解码设备的无线接入站(RAS)的硬件上的负担。
附图说明
图1示出了能够实现本发明的解码设备的无线便携式互联网系统的结构；
图2是示出了无线便携式互联网系统的数据传输帧结构的时序图；
图3A示出了族(bin)的数据结构；
图3B示出了可选部分使用子信道(OPUSC)块(tile)的数据结构；
图3C示出了部分使用子信道(PUSC)块的数据结构；
图4是示出了与本发明的解码设备相对应的编码器的一部分结构的框图；
图5是示出了根据本发明的示例性实施例的解码方法的流程图；
图6是示出了在其中可以实现本发明的解码设备的便携式互联网无线接入站(RAS)的接收端无线核心模块的结构的框图；
图7是根据本发明的示例性实施例的解码设备的信道估计/补偿装置的框图；
图8是根据本发明的示例性实施例的解码设备的解调/解码装置的框图；以及
图9是示出了本发明的解码设备的相关性度量产生过程的概念图。
*以上各图中的主要符号的描述
10：解码设备
100：信道估计/补偿装置
110：信道估计装置
160：信道补偿装置
200：解调/解码装置
240：相关性度量产生装置
250：相关性度量缓冲器
260：解码处理装置
具体实施方式
在下文中，将详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明并不限于以下披露的示例性实施例，而可以以多种形式实现。描述这些示例性实施例，以使本发明所属领域的普通技术人员能够实施和实现本发明。
例如，可以将本发明的精神应用于在通信系统的接收端用于进行数据解调的解码设备，该系统以复数信号形式传输数据，并且即使当接收信号没有与确定的模式精确地一致时，也根据预定算法使用最大似然值来估计信道。为了方便起见，在以下实施例中，在基于正交频分多址接入(OFDMA)方案的无线便携式互联网系统无线接入站(RAS)的接收端处的解码设备中实现本发明，但是本发明并不限于这种实施方式。
(示例性实施例)
本示例性实施例是符合电气和电子工程师协会(IEEE)802.16d标准或IEEE 802.16e标准的无线便携式互联网系统，其应用了本发明的精神。具体地，实现无线便携式互联网系统以传输快速反馈信号。明确地说，在本实施例中考虑了用于快速反馈信号传输的子信道，通过该子信道由48个子载波传输6比特的有效载荷。每个快速反馈子信道均包括一个分配给便携式用户站(PSS)的OFDMA子信道。利用与普通的上行链路数据映射类似的方法来对每个OFDMA子信道进行映射。
在采用了OFDMA方案的无线便携式互联网系统中，通过其在一个RAS和多个PSS之间进行数据通信的无线信道上的所有传输帧都具有图2中示出的结构。所示出的帧(在5ms内对其应用了时分双工方法(TDD))被划分成包含要从多个PSS向RAS传输的数据的上行链路子帧和包含要从RAS向多个PSS传输的数据的下行链路子帧。
根据IEEE 802.16e标准和IEEE 802.16d标准，利用分配给48个子载波(这些子载波构成分配给每个PSS的子信道)的正交相移键控(QPSK)调制信号来传输快速反馈信号和ACK/NACK信号。在这些子信道之中，快速反馈子信道对48个子载波使用QPSK调制，并可以传送6比特快速反馈数据。这48个子载波可以从6个可选部分使用子信道(OPUSC)块中或6个部分使用子信道(PUSC)块中获得。
图2示出了符合这些标准的无线便携式互联网系统的上行链路/下行链路帧的结构。所示出的帧被划分成上行链路子帧和下行链路子帧。下行链路子帧包括PUSC区带、分集(diversity)子信道区带、和自适应调制和编码(AMC)子信道区带，而上行链路子帧包括上行链路控制符号区带、分集子信道区带、和AMC子信道区带。每个区带均用于传输每个PSS上的数据或控制信号，并根据其使用对其进行选择。
在图2的帧中，块和族被用作用于划分和传送数据的传输单位。块和族由与能够携带一个相位信号的一个周期相对应的子载波组成。如图3A所示，族是由在相同时间点处具有包括9个连续频率的子载波组成的数据传输单位，并且将具有中间频率的子载波用于传输导频信号。块可以是OPUSC块和/或PUSC块。如图3B所示，OPUSC块由通过组合3个频率单位和3个时间单位而限定的9个子载波组成，并将一个中心子载波用于传输导频信号。如图3C所示，PUSC块由4个频率单位和3个时间单位所限定的12个子载波组成，并将角顶点处的4个子载波用于传输导频信号。
在被传输来操作无线便携式互联网的多种信号之中，可以根据本示例性实施例利用QPSK调制方案传输快速反馈信号和ACK/NACK信号。根据在IEEE 802.16d标准、IEEE 802.16e标准、或其他标准中指定的一种类型，这些信号是具有1比特、3比特、4比特、5比特或6比特大小的有效载荷。在快速反馈信号的情况下，在这些标准中将用于携带有效载荷的一个PSS的子载波的数量指定为48个。另外，为了确保48个子载波，指定一个子信道包括6个块。另外，在1比特ACK/NACK信号的情况下，在这些标准中指定用于携带有效载荷的一个PSS的子信道包括3个块。
图4示出了构成无线互联网系统的PSS的编码器的结构。所示编码器包括：输入缓冲器620，用于接收要被编码的6比特数据；以及映射组块(block)640，用于根据预定算法对锁存在输入缓冲器620中的数据进行编码。从控制信号发生器720输入该6比特数据。
将所输入的6比特值符号-映射到一行能够填入6个块的6个向量索引上。在下面的表1中示出了与所输入的每个6比特值对应的一行6个向量索引的输出值。在表1中代表块值的索引数“0”到“7”由下面表2中所示的向量集合表示。每个向量均由具有90度相位差的4个复数表示(如下面公式1所示)，并且在物理上被应用于子载波。
表1
| 6比特有效载荷 | 向量索引行 | 6比特有效载荷 | 向量索引行 |
| 000000 | 0，0，0，0，0，0 | 100000 | 6，7，5，1，2，4 |
| 000001 | 1，1，1，1，1，1 | 100001 | 7，6，4，0，3，5 |
| 000010 | 2，2，2，2，2，2 | 100010 | 4，5，7，3，0，6 |
| 000011 | 3，3，3，3，3，3 | 100011 | 5，4，6，2，1，7 |
| 000100 | 4，4，4，4，4，4 | 100100 | 2，3，1，5，6，0 |
| 000101 | 5，5，5，5，5，5 | 100101 | 3，2，0，4，7，1 |
| 000110 | 6，6，6，6，6，6 | 100110 | 0，1，3，7，4，2 |
| 000111 | 7，7，7，7，7，7 | 100111 | 1，0，2，6，5，3 |
| 001000 | 2，4，3，6，7，5 | 101000 | 7，5，1，2，4，3 |
| 001001 | 3，5，2，7，6，4 | 101001 | 6，4，0，3，5，2 |
| 001010 | 0，6，1，4，5，7 | 101010 | 5，7，3，0，6，1 |
| 001011 | 1，7，0，5，4，6 | 101011 | 4，6，2，1，7，0 |
| 001100 | 6，0，7，2，3，1 | 101100 | 3，1，5，6，0，7 |
| 001101 | 7，1，6，3，2，0 | 101101 | 2，0，4，7，1，6 |
| 001110 | 4，2，5，0，1，3 | 101110 | 1，3，7，4，2，5 |
| 001111 | 5，3，4，1，0，2 | 101111 | 0，2，6，5，3，4 |
| 010000 | 4，3，6，7，5，1 | 110000 | 5，1，2，4，3，6 |
| 010001 | 5，2，7，6，4，0 | 110001 | 4，0，3，5，2，7 |
| 010010 | 6，1，4，5，7，3 | 110010 | 7，3，0，6，1，4 |
| 010011 | 7，0，5，4，6，2 | 110011 | 6，2，1，7，0，5 |
| 010100 | 0，7，2，3，1，5 | 110100 | 1，5，6，0，7，2 |
| 010101 | 1，6，3，2，0，4 | 110101 | 0，4，7，1，6，3 |
| 010110 | 2，5，0，1，3，7 | 110110 | 3，7，4，2，5，0 |
| 010111 | 3，4，1，0，2，6 | 110111 | 2，6，5，3，4，1 |
| 011000 | 3，6，7，5，1，2 | 111000 | 1，2，4，3，6，7 |
| 011001 | 2，7，6，4，0，3 | 111001 | 0，3，5，2，7，6 |
| 011010 | 1，4，5，7，3，0 | 111010 | 3，0，6，1，4，5 |
| 011011 | 0，5，4，6，2，1 | 111011 | 2，1，7，0，5，4 |
| 011100 | 7，2，3，1，5，6 | 111100 | 5，6，0，7，2，3 |
| 011101 | 6，3，2，0，4，7 | 111101 | 4，7，1，6，3，2 |
| 011110 | 5，0，1，3，7，4 | 111110 | 7，4，2，5，0，1 |
| 011111 | 4，1，0，2，6，5 | 111111 | 6，5，3，4，1，0 |
表2
| 向量索引 | 子载波调制值 |
| 0 | P0，P1，P2，P3，P0，P1，P2，P3 |
| 1 | P0，P3，P2，P1，P0，P3，P2，P1 |
| 2 | P0，P0，P1，P1，P2，P2，P3，P3 |
| 3 | P0，P0，P3，P3，P2，P2，P1，P1 |
| 4 | P0，P0，P0，P0，P0，P0，P0，P0 |
| 5 | P0，P2，P0，P2，P0，P2，P0，P2 |
| 6 | P0，P2，P0，P2，P2，P0，P2，P0 |
| 7 | P0，P2，P2，P0，P2，P0，P0，P2 |
公式1
根据表1和表2，输入的6比特值被转换为6个块值，每个块值包括8个向量的集合，并且每个向量均由一个子载波携带。因此，输入的6比特值由48个子载波携带，即，6*8＝48。下面的表3更详细地示出了此关系。
表3
| 6比特有效载荷 | 48个数据子载波 |
| 000000 | 1+i-1+i -1-i 1-i 1+i-1+i-1-i 1-i 1+i -1+i -1-i 1-i 1+i -1+i-1-i 1-i 1+i -1+i -1-i 1-i 1+i -1+i-1-i 1-i 1+i -1+i -1-i 1-i 1+i -1+i-1-i 1-i 1+i -1+i -1-i 1-i 1+i -1+i -1-i 1-i 1+i -1+i-1-i 1-i 1+i -1+i -1-i 1-i |
| 000001 | 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i-1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i-1-i -1+i 1+i 1-i-1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i |
| 000010 | 1+i 1+i -1+i -1+i -1-i -1-i 1-i 1-i 1+i 1+i -1+i -1+i -1-i -1-i 1-i 1-i 1+i 1+i -1+i -1+i -1-i-1-i 1-i 1-i 1+i 1+i -1+i -1+i-1-i -1-i 1-i 1-i 1+i 1+i -1+i -1+i -1-i -1-i 1-i 1-i 1+i 1+i-1+i -1+i -1-i -1-i 1-i 1-i |
| 000011 | 1+i 1+i 1-i 1-i -1-i -1-i-1+i -1+i 1+i 1+i 1-i 1-i -1-i -1-i -1+i -1+i 1+i 1+i 1-i 1-i -1-i-1-i -1+i -1+i 1+i 1+i 1-i 1-i -1-i -1-i -1+i -1+i 1+i 1+i 1-i 1-i -1-i -1-i -1+i -1+i 1+i 1+i 1-i 1-i -1-i-1-i -1+i -1+i |
| 000100 | 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i |
| 000101 | 1+i-1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i-1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i-1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i |
| 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i | |
| 000110 | 1+i -1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i-1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i |
| 000111 | 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i-1-i-1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i |
| 111110 | 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i -1+i -1+i-1-i-1-i 1-i 1-i 1+i-1-i 1+i-1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1+i -1-i 1-i 1+i -1+i -1-i 1-i1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i |
| 111111 | 1+i-1-i 1+i -1-i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i -1-i 1+i 1+i 1-i 1-i-1-i -1-i -1+i -1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1+i 1-i -1-i -1+i 1+i 1-i -1-i -1+i1+i -1+i -1-i 1-i 1+i -1+i -1-i 1-i |
现在将描述一种体现了本发明的精神的解码方法。本发明旨在快速地执行解码并减少解码过程中的不必要的计算。为此，在进行解码之前使用导频信号估计无线信道的状态，并根据估计结果补偿通过无线信道接收到的信号，从而使用由复数表示的信号的实值(即，实部或绝对值)来执行解码。
更具体地，如图5所示，根据本示例性实施例的解码过程包括以下步骤：接收QPSK调制信号(步骤100)；通过将基于导频信号的信道估计结果应用于接收信号来补偿信号(步骤200和步骤300)；执行子载波解调以基于补偿后的接收信号产生相关性度量(步骤400)；以及使用从相关性度量获得的解码度量来执行解码(步骤500和步骤600)。
不是在整个上行链路部分(一个RAS通过其接收信号)上而是在一个RAS和一个PSS之间建立的每个子信道上执行步骤200中的无线信道的信道估计。因此，不是通过应用上行链路控制符号区带信号，而是通过应用包括在用于与特定PSS进行通信的子信道区带的各个块中的导频信号来执行信道估计。
导频信号具有预先指定的振幅和相位，例如，0。图3的信道估计装置110将实际接收到的导频信号的振幅和相位与预先指定的导频信号的振幅和相位进行比较，从而识别差异。振幅差表示接收信号的衰减量，而相位差表示接收信号的延迟量。当这些差被应用于与导频信号共用一个无线信道的接收信号时，可以根据衰减量调整用于确定接收信号的振幅的单位参考值，并可以调整在其处识别接收信号的时间点。
这里，根据无线便携式互联网标准，6个块被分配用于一个PSS的快速反馈信号传输。因此，可以通过将相同的补偿应用到6个块来执行信道估计和补偿处理。然而，6个块在可用的频率和时隙内具有很大差别。因此，优选地，将使用每个块的导频信号所获得的信道估计结果仅应用于相同块的子载波传输信号，从而对6个块分别执行信道估计和补偿。由于PUSC块具有4个导频信号，所以使用这4个导频信号所获得的信道估计值的平均值可以用于无线信道估计。
如上所述，在根据基于相应块的信道估计结果补偿有效载荷信号的状态下测量由包括在6个块中的48个子载波携带的有效载荷信号，并在包括6个块缓冲器的输入缓冲器中缓冲该有效载荷信号，从而完成步骤300。
在用于简单结构的仅获取补偿后的接收信号的实值的另一个实施方式中，可以记录接收信号的振幅来作为根据衰减确定的单位参考值的倍数。
同时，当通常在步骤300之后执行解调/解码时，需要3072个子载波(64×48＝3072)的解码表，其对执行解码的处理装置以及存储该表格的存储器而言是沉重的负担。根据无线便携式互联网标准，规定8个相位信号中的每一个由6个块的每一个传输，48个相位信号被分类为包括8个相位信号的6个子集，每个子集均表示一个向量索引值，而预定数量的向量索引值的组合表示一个有效载荷。
因此，本示例性实施例利用简单结构执行解调，该简单结构使用根据无线便携式互联网标准和用于产生预定向量索引的算法的块分割结构。
为此，得到了表示在一个块中接收到的信号和表2的各个向量索引之间的似然的相关性度量来作为在解码处理期间产生的中间数据。根据6个块和8个向量索引产生一个相关性度量集合。这里，块或族的实值和向量索引之间的似然被称作索引-似然，而相关性度量和可以作为有效载荷的值之间的似然被称作有效载荷-似然。
这里，度量对应于矩阵中的所有元素(如图中所示)，并且是被计算来表示似然的值。
有两种将使用接收信号的实值的本发明的精神应用于解调步骤400的方法，一种方法是由实值组成相关性度量，而一种方法是获取并缓冲接收信号的实值，并使用为实值的解调码产生相关性度量。由于第一方法容易地在传统技术基础上进行改进，所以将在本示例性实施例的上下文中首先对其进行描述。
在第一方法的情况下，在步骤300之后执行信道补偿的解调/解码方法包括以下步骤：以补偿后的接收信号的块和族为单位计算包括8个复数的基本向量集合的内积，并产生相关性度量(步骤400)；从相关性度量和各候选有效载荷值(其可以被称作候选解码值，这是因为它们是最终解码结果的候选值)产生解码度量(步骤500)；以及确定对应于最大解码度量的候选值(步骤600)。这里，在步骤500中，对所有候选有效载荷值重复从相关性度量中区分用于产生解码度量的子集以及从相关性度量的分量(component)中区分特定的候选有效载荷值的步骤、以及对区分出的子集的值求和并计算关于候选有效载荷值的解码度量的步骤，从而产生解码度量。
接下来，将描述执行本示例性实施例的解码方法的解码设备的构造，然后在具有所述构造的解码设备的上下文中描述步骤400中产生相关性度量的详细过程以及在步骤500中产生解码度量的详细过程。
图6示出了在无线便携式互联网系统的RAS接收装置的下层介质接入控制(MAC)层之前的无线核心模块部分的结构。便携式互联网系统使用按时间分割下行链路和上行链路的时分复用(TDD)方案和OFDMA方案作为多址接入方法。由多个子载波携带的基于OFDMA方案的无线信号由天线接收，通过低通滤波器20，然后由快速傅立叶变换(FFT)组块40从时域信号转换成频域信号。这里，频域信号包括多个QPSK调制信号。随后，经转换的信号被输入到根据本示例性实施例的解码设备10。最后，由解码设备10获取的有效载荷被传送到MAC层60。
如图6所示，用于执行解码处理的根据本示例性实施例的支持OFDMA方案的系统的解码设备用于估计由分配给6个块或族的多个接收信号携带的有效载荷。解码设备包括：无线信道估计/补偿装置100，用于估计包括在每个块或族中的导频信号并根据估计结果补偿接收信号；以及解调/解码装置200，用于对复数格式的补偿后的接收信号进行解码并确定有效载荷。
如图7所示，体现了本发明精神的无线信道估计/补偿装置100包括：无线信道估计装置110，用于使用包括在块或族中的导频信号的衰减量和/或延迟时间来估计信道；以及无线信道补偿装置160，用于通过将衰减量应用于测量包括在块或族中的数据信号的振幅、将延迟时间应用于测量数据信号的相位等，来补偿信道。
无线信道估计装置110可以由用于对接收信号进行接收的信号输入端112、用于获取在输入至信号输入端112的接收信号之中的导频信号的导频缓冲器114、以及用于使用缓冲在导频缓冲器114中的导频信号的振幅和相位的变化来估计信道的导频信道估计装置116来实现。在这种情况下，除输入至信号输入端112的导频信号之外的接收信号被输入至信道补偿装置160，而信道补偿装置160根据导频信道估计装置116的信道估计结果来补偿接收信号。由于接收信号是以其相位记录数据的QPSK调制信号，所以对延迟时间的补偿在补偿接收信号的过程中是尤为重要的。可以调整信号检测的时间点，使得导频信号的延迟时间变为0，从而对延迟时间进行补偿。通过将所补偿的值记录在以下所述的图8的接收缓冲器220中来完成接收信号的补偿。
如图8所示，体现本发明精神的解调/解码装置200包括：接收缓冲器220，用于缓冲经信道估计/补偿装置100补偿后的QPSK调制信号；相关性度量产生装置240，用于使用缓冲在接收缓冲器220中的接收信号产生相关性度量；以及解码处理装置260，用于使用从相关性度量中获取的解码度量来执行解码。
接收缓冲器220可以包括多个用于根据组成子信道的块缓冲接收信号的块缓冲器。在根据便携式互联网标准的示例性实施例中，接收缓冲器220包括6个块缓冲器。
解码处理装置260可以包括：解码度量产生装置，用于对为每个候选有效载荷值指定的相关性度量子集求和以产生解码度量；以及有效载荷确定装置，用于使用解码度量之中具有最大值的度量来确定有效载荷。
在一些实施例中，解调/解码装置200还可以包括用于存储相关性度量的相关性度量缓冲器250。另外，接收缓冲器220作为包括在图8中的解调/解码装置200的一个部分而被示出，但以另一个观点，可以将其看作从解调/解码装置200中分离出来的部分。
将参照图8和图9详细描述由本示例性实施例的解码设备的解调/解码装置200执行的解码处理。由48个子载波携带的接收信号(每一个接收信号均具有公式1的4个值中的一个)按照对应子载波的顺序被称为第0至第47号接收信号。
48个接收信号之中的第0至第7号接收信号被存储在图9所示的块缓冲器#0(即，块0的缓冲器)中。第8至第15号接收信号被存储在块1的缓冲器中，以及第16至第23号接收信号被存储在块2的缓冲器中。以相同方法重复此过程，并将第40至第47号接收信号存储在最后的块5的缓冲器中。
根据本发明的解码涉及：首先，对存储在每个块缓冲器中的8个值执行解调(即，第一解码)以产生相关性度量；然后，使用这些相关性度量执行第二解码(即，相关性解码)。为了便于描述产生并使用度量的过程，在图9中以6*8矩阵的形式排列相关性度量。存在从块缓冲器#0至块缓冲器#5的6个块缓冲器，而图9示出了在缓冲器#0中对块进行解调的过程。
基本向量产生器242可以包括解调表格，其中，记录了8个基本向量的模式，并且读取基本向量的模式信息并产生执行解调所需要的基本向量信号。这里，基本向量分别表示0至7的值。
如图9所述，相关性度量产生装置240计算缓冲在块缓冲器#0中的这些值与基本向量信号的内积，然后对其求和，以产生相关性度量。由于每次结合记录在块缓冲器#0中的值和基本向量产生器242的8个基本向量中的每一个时会执行一次相关性度量产生处理，所以产生了总共8个相关性度量作为该处理的结果。在图9中，通过应用基本向量产生器242的解调表格的第一列而获取的结果值是m00，而通过应用第八(最后)列而获取的结果值是m07。将八个结果值m00至m07存储到相关性度量缓冲器250的第一列中。
以相同的方式，将通过对记录在块缓冲器#1中的值进行解调而获取的8个结果值m10至m17存储到相关性度量缓冲器250的第二列中。重复此过程直到处理块缓冲器#5，并且将通过对记录在最后的块缓冲器#5中的值进行解调而获取的8个结果值m50至m57存储到相关性度量缓冲器250的第六列中。
构成如上所述所产生并记录在相关性度量缓冲器250中的所示相关性度量的每个度量表示向量索引的概率，该向量索引是按照列的顺序表示的每个块中的行的顺序。例如，图9中的相关性度量之中的m02表示与由表示第2号向量的第0号块携带的信号的概率相对应的索引-似然，而m25表示与由表示第5号向量的第2号块携带的信号的概率相对应的索引-似然。在产生相关性度量的过程中，没有确定具有最大索引-似然的向量索引，但将基于8个向量索引的索引-似然记录在相关性度量中。这使得能够通过计算解码度量的以下过程根据所有48个实值精确估计信号，即使当更多的信号失真发生时。
解码度量产生装置使用记录在相关性度量中的值来计算作为特定有效载荷的最终解码值的有效载荷-似然。记录计算得到的有效载荷-似然作为解码度量，并且可以通过基于6个块的接收信号计算第0至第63号各候选有效载荷值的有效载荷-似然来产生解码度量。在产生解码度量的过程中，可以使用包括表1的关系的有效载荷表格。
可以通过在第一行中有效载荷为0情况下记录一行向量索引，在第二行中有效载荷为1的情况下记录一行向量索引等来实现有效载荷表格(其中，记录了各候选有效载荷的向量索引)。因此，当携带6比特有效载荷时，有效载荷表格具有64行，而当携带4比特有效载荷时具有16行。下面的表4是用于6比特有效载荷的有效载荷表格的示例性实施例。
表4
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 2 | 4 | 3 | 6 | 7 | 5 |
| 3 | 5 | 2 | 7 | 6 | 4 |
| 0 | 6 | 1 | 4 | 5 | 7 |
| 1 | 7 | 0 | 5 | 4 | 6 |
| 6 | 0 | 7 | 2 | 3 | 1 |
| 7 | 1 | 6 | 3 | 2 | 0 |
| 4 | 2 | 5 | 0 | 1 | 3 |
| 5 | 3 | 4 | 1 | 0 | 2 |
| 4 | 3 | 6 | 7 | 5 | 1 |
| 5 | 2 | 7 | 6 | 4 | 0 |
| 6 | 1 | 4 | 5 | 7 | 3 |
| 7 | 0 | 5 | 4 | 6 | 2 |
| 0 | 7 | 2 | 3 | 1 | 5 |
| 1 | 6 | 3 | 2 | 0 | 4 |
| 2 | 5 | 0 | 1 | 3 | 7 |
| 3 | 4 | 1 | 0 | 2 | 6 |
| 3 | 6 | 7 | 5 | 1 | 2 |
| 2 | 7 | 6 | 4 | 0 | 3 |
| 1 | 4 | 5 | 7 | 3 | 0 |
| 0 | 5 | 4 | 6 | 2 | 1 |
| 7 | 2 | 3 | 1 | 5 | 6 |
| 6 | 3 | 2 | 0 | 4 | 7 |
| 5 | 0 | 1 | 3 | 7 | 4 |
| 4 | 1 | 0 | 2 | 6 | 5 |
| 6 | 7 | 5 | 1 | 2 | 4 |
| 7 | 6 | 4 | 0 | 3 | 5 |
| 4 | 5 | 7 | 3 | 0 | 6 |
| 5 | 4 | 6 | 2 | 1 | 7 |
| 2 | 3 | 1 | 5 | 6 | 0 |
| 3 | 2 | 0 | 4 | 7 | 1 |
| 0 | 1 | 3 | 7 | 4 | 2 |
| 1 | 0 | 2 | 6 | 5 | 3 |
| 7 | 5 | 1 | 2 | 4 | 3 |
| 6 | 4 | 0 | 3 | 5 | 2 |
| 5 | 7 | 3 | 0 | 6 | 1 |
| 4 | 6 | 2 | 1 | 7 | 0 |
| 3 | 1 | 5 | 6 | 0 | 7 |
| 2 | 0 | 4 | 7 | 1 | 6 |
| 1 | 3 | 7 | 4 | 2 | 5 |
| 0 | 2 | 6 | 5 | 3 | 4 |
| 5 | 1 | 2 | 4 | 3 | 6 |
| 4 | 0 | 3 | 5 | 2 | 7 |
| 7 | 3 | 0 | 6 | 1 | 4 |
| 6 | 2 | 1 | 7 | 0 | 5 |
| 1 | 5 | 6 | 0 | 7 | 2 |
| 0 | 4 | 7 | 1 | 6 | 3 |
| 3 | 7 | 4 | 2 | 5 | 0 |
| 2 | 6 | 5 | 3 | 4 | 1 |
| 1 | 2 | 4 | 3 | 6 | 7 |
| 0 | 3 | 5 | 2 | 7 | 6 |
| 3 | 0 | 6 | 1 | 4 | 5 |
| 2 | 1 | 7 | 0 | 5 | 4 |
| 5 | 6 | 0 | 7 | 2 | 3 |
| 4 | 7 | 1 | 6 | 3 | 2 |
| 7 | 4 | 2 | 5 | 0 | 1 |
| 6 | 5 | 3 | 4 | 1 | 0 |
在表4中，解码度量产生装置计算记录在相关性度量中的等于0的值的有效载荷-似然、记录在相关性度量中的等于1的值的有效载荷-似然、...、以及记录在相关性度量中的等于63的值的有效载荷-似然，从而产生解码度量。
下面将详细描述产生解码度量的过程。读取构成有效载荷表格表4中的一行的多个值，然后按照各值的行顺序和各值的列顺序选择下面表5中的相关性度量的分量。
当从相关性度量中选择全部6个分量时，对其求和，并计算由所读取的行表示的有效载荷值的有效载荷-似然。例如，当应用有效载荷表格的第一行时，对在表5的相关性度量的分量之中对应于m00、m10、m20、m30、m40和m50的值求和，以及当应用有效载荷表格的第九行时，对与m02、m14、m23、m36、m47和m55相对应的值求和。
表5
| m00 | m10 | m20 | m30 | m40 | m50 |
| m01 | m11 | m21 | m31 | m41 | m51 |
| m02 | m12 | m22 | m32 | m42 | m52 |
| m03 | m13 | m23 | m33 | m43 | m53 |
| m04 | m14 | m24 | m34 | m44 | m54 |
| m05 | m15 | m25 | m35 | m45 | m55 |
| m06 | m16 | m26 | m36 | m46 | m56 |
| m07 | m17 | m27 | m37 | m47 | m57 |
随后，有效载荷确定器(determiner)选择由对64行有效载荷表格计算得到的64个有效载荷-似然组成的解码度量中的最大解码度量，并将所选择的解码度量的顺序确定为结合在相关性度量中的最终有效载荷。
同时，实现本示例性实施例以传输6比特快速反馈信号，但可以体现本发明的精神以传输4比特快速反馈信号或1比特ACK/NACK信号。在下面的表6中示出了根据标准的关于4比特快速反馈信号的一行6个向量索引的输出值，以及在下面的表7中示出了根据标准的关于1比特ACK/NACK信号的一行3个向量索引的输出值。表6和表7的信号具有比以上在示例性实施例中所描述的结构更简单的结构，并且可以从以上描述中容易地获得。
表6
| 4比特有效载荷 | 每块的快速反馈向量索引块(0)、块(1)、...块(5) |
| 0b0000 | 0，0，0，0，0，0 |
| 0b0001 | 1，1，1，1，1，1 |
| 0b0010 | 2，2，2，2，2，2 |
| 0b0011 | 3，3，3，3，3，3 |
| 0b0100 | 4，4，4，4，4，4 |
| 0b0101 | 5，5，5，5，5，5 |
| 0b0110 | 6，6，6，6，6，6 |
| 0b0111 | 7，7，7，7，7，7 |
| 0b1000 | 0，1，2，3，4，5 |
| 0b1001 | 1，2，3，4，5，6 |
| 0b1010 | 2，3，4，5，6，7 |
| 0b1011 | 3，4，5，6，7，0 |
| 0b1100 | 4，5，6，7，0，1 |
| 0b1101 | 5，6，7，0，1，2 |
| 0b1110 | 6，7，0，1，2，3 |
| 0b1111 | 7，0，1，2，3，4 |
表7
| ACK1比特符号 | 每块的向量索引块(0)，块(1)，块(2) |
| 0 | 0，0，0 |
| 1 | 4，7，2 |
尽管已参照本发明的一些示例性实施例示出并描述了本发明，但本领域普通技术人员应理解，在不背离由所附权利要求确定的本发明精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上对本发明进行改变。
例如，尽管在上述示例性实施例中将本发明的精神应用于用来传输控制信号的块，但其还可以应用于用来传输数据信号诸如族等的无线信道。
Claims (14)
1.一种解码方法，用于支持正交频分多址接入(OFDMA)方案的系统，所述方法包括以下步骤：
接收正交相移键控(QPSK)调制信号；
通过将基于导频信号的信道估计结果应用于接收信号来补偿所述接收信号；
执行子载波解调以基于补偿后的接收信号产生相关性度量；以及
使用从所述相关性度量中获得的解码度量来执行解码，
通过以所述补偿后的接收信号的块或族为单位计算8个基本向量的集合的内积来产生所述相关性度量，
使用解码度量执行解码的步骤包括以下步骤：
(a)从所述相关性度量中区分用于产生解码度量的子集以及从所述相关性度量的分量中区分特定的候选有效载荷值；
(b)对区分出的子集的值求和并计算关于所述候选有效载荷值的解码度量；以及
(c)对所有候选有效载荷值重复步骤(a)和(b)，并将具有最大的解码度量的候选有效载荷值确定为有效载荷。
2.根据权利要求1所述的解码方法，还包括获取各个相关性度量的实值的步骤。
3.根据权利要求1所述的解码方法，还包括获取所述补偿后的接收信号的实值的步骤。
4.根据权利要求1所述的解码方法，其中，所述解码度量是在基于所有候选有效载荷值计算出的解码度量之中的最大值。
5.根据权利要求1所述的解码方法，其中，所述QPSK调制信号包括反馈消息或确认消息。
6.一种解码设备，用于支持正交频分多址接入(OFDMA)方案的系统，所述设备包括：
无线信道估计/补偿装置，用于根据基于导频信号的信道估计结果来补偿应用了正交相移键控(QPSK)调制的接收信号；
相关性度量产生装置，用于基于补偿后的接收信号产生相关性度量；以及
解码处理装置，用于使用从所述相关性度量中获得的解码度量来执行解码，
通过以所述补偿后的接收信号的块或族为单位计算8个基本向量的集合的内积来产生所述相关性度量，
所述解码处理装置包括：
解码度量产生装置，用于通过对为每个候选有效载荷值指定的所述相关性度量的子集求和来产生解码度量；以及
解码确定装置，用于基于在所述解码度量之中具有最大值的度量来确定有效载荷。
7.根据权利要求6所述的解码设备，其中，所述解码处理装置使用所述相关性度量的实部值来产生所述解码度量。
8.根据权利要求6所述的解码设备，其中，所述相关性度量产生装置使用所述补偿后的接收信号的实值来产生所述相关性度量。
9.根据权利要求6所述的解码设备，还包括：
相关性度量缓冲器，用于存储所述相关性度量。
10.根据权利要求6所述的解码设备，还包括：
基本向量发生器，用于基于所述补偿后的接收信号产生计算相关性度量所需的基本向量。
11.根据权利要求6所述的解码设备，所述解码处理装置选择基于所有候选有效载荷值计算出的解码度量之中的最大解码度量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述解码处理装置包括：
有效载荷表格，其中，行的顺序是所述候选有效载荷值，并且用于基于每个候选有效载荷值计算解码度量的所述相关性度量的子集被记录在每一行中。
13.根据权利要求6所述的解码设备，其中，向其应用了QPSK调制的所述接收信号包括反馈消息或确认消息。
14.根据权利要求6所述的解码设备，还包括：
接收缓冲器，用于缓冲所述补偿后的接收信号。
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