CN102484564B - 使用联合llr提取和先验概率的统一迭代解码架构 - Google Patents

Abstract

本公开的某些方面涉及一种在多输入多输出(MIMO)和非MIMO无线系统中均可被采用的用于统一迭代解调-解码的方法和装置。

Description

使用联合LLR提取和先验概率的统一迭代解码架构

背景

领域

本公开的某些方面一般涉及无线通信，更具体地，涉及一种在多输入多输出(MIMO)和非MIMO无线系统中用于统一迭代解码的方法和装置。

背景

目前的解调架构在不同的数据路径中对待多输入多输出(MIMO)和非MIMO无线系统。例如，对数似然比(LLR)映射单元通常在非MIMO系统的情形中被用于处理标量信道，而码元均衡(SEQ)、联合LLR提取或其诸如最大-对数最大后验(Max-Log MAP)解码等的任何简化版本被用于处理MIMO信道。这样的硬件冗余浪费了实现面积，增大了无线接收机的计算复杂度和功耗。

迭代解调-解码结构可用在接收机处以增强差错率性能。然而，目前的解调架构不支持对MIMO和非MIMO无线系统两者的统一迭代解码。另一方面，硬/软串行干扰消去(SIC)结构支持迭代处理，但此特定方案只对MIMO无线系统起作用。

因此，本领域中需要一种统一地支持非MIMO和MIMO无线系统两者的统一迭代解调结构。

概述

某些方面提供了一种用于无线通信的方法。该方法一般包括接收至少一个数据流，其中所述至少一个数据流中的每个数据流已在无线信道上被传送；使用该至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比(LLR)和信道矩阵对该至少一个数据流进行解调来获得该至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR；对该第一组外赋LLR进行处理来获得第二组先验LLR供解码；对该第二组先验LLR进行解码来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR；并且对该第二组外赋LLR进行处理来获得上述第一组先验LLR供解调。

某些方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置一般包括接收机，配置成接收至少一个数据流，其中该至少一个数据流中的每个数据流已在无线信道上被传送；解调器，配置成使用该至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比(LLR)和信道矩阵对该至少一个数据流进行解调来获得该至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR；第一处理器，配置成对该第一组外赋LLR进行处理来第二组先验LLR供解码；解码器，配置成对该第二组先验LLR进行解码来获得该至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR；以及第二处理器，配置成对该第二组外赋LLR进行处理来获得上述第一组先验LLR供解调。

某些方面提供了一种用于无线通信的设备。该设备一般包括用于接收至少一个数据流的装置，其中所述至少一个数据流中的每个数据流已在无线信道上被传送；用于使用该至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比(LLR)和信道矩阵对该至少一个数据流进行解调来获得该至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR的装置；用于对该第一组外赋LLR进行处理来获得第二组先验LLR供解码的装置；用于对该第二组先验LLR进行解码来获得该至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR的装置；以及用于对该第二组外赋LLR进行处理来获得上述第一组先验LLR供解调的装置。

某些方面提供了一种用于无线通信的计算机程序产品。该计算机程序产品包括计算机可读介质，其包括能执行用于以下动作的指令：接收至少一个数据流，其中该至少一个数据流中的每个数据流已在无线信道上被传送；使用该至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比(LLR)和信道矩阵对该至少一个数据流进行解调来获得该至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR；对该第一组外赋LLR进行处理来获得第二组先验LLR供解码；对该第二组先验LLR进行解码来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR；以及对该第二组外赋LLR进行处理来获得上述第一组先验LLR供解调。

某些方面提供了一种无线节点。该无线节点一般包括：至少一个天线；接收机，配置成经由该至少一个天线接收至少一个数据流，其中该至少一个数据流中的每个数据流已在无线信道上被传送；解调器，配置成使用该至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比(LLR)和信道矩阵对该至少一个数据流进行解调来获得该至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR；第一处理器，配置成对该第一组外赋LLR进行处理来获得第二组先验LLR供解码；解码器，配置成对该第二组先验LLR进行解码来获得该至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR；以及第二处理器，配置成对该第二组外赋LLR进行处理来获得上述第一组先验LLR供解调。

附图简述

为了能详细地理解本公开上面陈述的特征所用的方式，可以参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本公开的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可以允许有其他同等有效的方面。

图1解说了根据本公开的某些方面的示例无线通信系统。

图2解说了根据本公开的某些方面的可在无线设备中利用的各种组件。

图3解说了根据本公开的某些方面可用在无线通信系统内的示例发射机。

图4解说了根据本公开的某些方面的可用在无线通信系统内的具有迭代解调-解码结构的示例接收机。

图5解说了根据本公开的某些方面的用于统一迭代解码的示例操作。

图5A解说了能够执行图5中所解说的操作的示例组件。

图6解说了根据本公开的某些方面用于计算外赋对数似然比的解调器的示例框图。

详细描述

以下参照附图更全面地描述了本公开的各种方面。然而，本公开可用许多不同的形式实施并且不应将其解释为被限定于本公开通篇所给出的任何特定结构或功能。确切而言，这些方面的提供使得本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域的技术人员应领会，本公开的范围旨在覆盖本文中所披露的本公开的任何方面，不论其是独立实现的还是与本公开的任何其他方面组合实现的。例如，可以使用本文中所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外，本公开的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本公开的各种方面的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方法。应当理解，本文中所披露的本公开的任何方面可以由权利要求的一个或更多个要素来实施。

措辞“示例性，，在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。

尽管本文中描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。虽然提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络和传输协议，其中一些作为示例在附图和优选方面的以下详细描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。

示例无线通信系统

本文中所描述的技术可用于各种宽带无线通信系统，包括基于正交复用方案和单载波传输的通信系统。此类通信系统的示例包括正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统、码分多址(CDMA)等。OFDMA系统利用正交频分复用(OFDM)，这是一种将整个系统带宽划分成多个正交副载波的调制技术。这些副载波也可以被称为频调、频槽等。在OFDM下，每个副载波可以用数据独立调制。SC-FDMA系统可以利用交织式FDMA(IFDMA)在跨系统带宽分布的副载波上传送，利用局部式FDMA(LFDMA)在由毗邻副载波构成的块上传送，或者利用增强式FDMA(EFDMA)在多个由毗邻副载波构成的块上传送。一般而言，调制码元在OFDM下是在频域中发送的，而在SC-FDMA下是在时域中发送的。CDMA系统可利用扩频技术和编码方案，在此每个发射机(即，用户)被指派代码以允许多个用户被复用在相同的物理信道上。CDMA系统可利用例如宽带码分多址(WCDMA)协议、高速分组接入(HSPA)协议、演进高速分组接入(HSPA+)协议等。

本文中的教导可被纳入各种有线或无线装置(例如，节点)中(例如，实现在其内或由其执行)。在一些方面，根据本文中的教导所实现的节点可包括接入点或接入终端。

接入点(“AP”)可包括、被实现为、或称为B节点、无线电网络控制器(“RNC”)、增强型B节点、基站控制器(“BSC”)、基收发机站(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能(“TF”)、无线电路由器、无线电收发机、基本服务集(“BSS”)、扩展服务集(“ESS”)、无线电基站(“RBS”)、或其它某个术语。

接入终端(“AT”)可包括、被实现为、或被称为接入终端、订户站、订户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备、或其他某个术语。在一些实现中，接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)话机、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他合适的处理设备。相应地，本文中所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例如，蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型计算机)、便携式通信设备、便携式计算设备(例如，个人数据助理)、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星无线电)、全球定位系统设备、或配置成经由无线或有线介质通信的任何其它合适的设备中。在一些方面，该节点是无线节点。此类无线节点可提供例如经由有线或无线通信链路用于或去往网络(例如，诸如因特网或蜂窝网络等的广域网)的连通性。

图1解说了可以在其中采用本公开的实施例的无线通信系统100的示例。无线通信系统100可以是宽带无线通信系统。无线通信系统100可为数个蜂窝小区102提供通信，其中每个蜂窝小区由基站104来服务。基站104可以是与用户终端106通信的固定站。基站104也可以替换地被称为用接入点、B节点、或其他某个术语。

图1描绘了遍布系统100的各种用户终端106。用户终端106可以是固定(即，驻定)的或移动的。用户终端106可以替换地被称为远程站、接入终端、终端、订户单元、移动站、台、用户装备等。用户终端106可以是诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持式设备、无线调制解调器、膝上型计算机、个人计算机等无线设备。

可以对无线通信系统100中在基站104与用户终端106之间的传输使用各种算法和方法。例如，可以根据CDMA技术在基站104与用户终端106之间发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可被称为CDMA系统。

促成从基站104向用户终端106传输的通信链路可称为下行链路(DL)108，而促成从用户终端106向基站104传输的通信链路可称为上行链路(UL)110。替换地，下行链路108可称为前向链路或前向信道，而上行链路110可称为反向链路或反向信道。

蜂窝小区102可被划分为多个扇区112。扇区112是蜂窝小区102内的物理覆盖区。无线通信系统100内的基站104可利用将功率流集中在蜂窝小区102的特定扇区112内的天线。这样的天线可被称为定向天线。

图2解说了在可用在无线通信系统100内的无线设备202中可利用的各种组件。无线设备202是可被配置成实现本文所描述的各种方法的设备的示例。无线设备202可以是基站104或用户终端106。

无线设备202可包括控制无线设备202的操作的处理器204。处理器204也可被称为中央处理单元(CPU)。可包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两者的存储器206向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204通常基于存储在存储器206内的程序指令执行逻辑和算术运算。存储器206中的指令是可执行指令，以用于实现本文所描述的方法。

无线设备202还可包括外壳208，该外壳可内含发射机210和接收机212以允许在无线设备202与远程位置之间进行数据的发射和接收。发射机210和接收机212可被组合成收发机214。单个或多个发射天线216可被附连至外壳208且电耦合至收发机214。无线设备202还可包括(未示出)多个发射机、多个接收机、和多个收发机。

无线设备202还可包括可用来力图检测和量化收发机214所接收到的信号电平的信号检测器218。信号检测器218可检测诸如总能量、每副载波每码元能量、功率谱密度等信号以及其它信号。无线设备202还可包括供处理信号使用的数字信号处理器(DSP)220。

无线设备202的各种组件可由总线系统222耦合在一起，除数据总线之外，总线系统222还可包括电源总线、控制信号总线和状态信号总线。

图3解说可在利用CDMA的无线通信系统100内使用的发射机300的示例。发射机300的诸部分可实现在无线设备202的发射机210中。发射机300可实现在基站104中以供在下行链路108上向用户终端106发射数据302。发射机300也可实现在用户终端106中以供在上行链路110上向基站104发射数据302。

要发射的数据302代表专供不同用户终端106的多个信号。这多个信号中的每个信号可在扩展单元306中由来自正交扩展码集合304的相应扩展码来扩展。可对专供不同用户终端106的这多个经扩展信号求和来生成积累信号308。要发射的积累信号308被示为作为输入提供给映射器310。映射器310可将数据流308映射至星座点上。该映射可以使用诸如二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、8相移键控(8PSK)、正交振幅调制(QAM)等的某种调制星座来进行。因此，映射器310可输出码元流312，其可代表对前置码插入单元314的输入。

前置码插入单元314可被配置成用于在输入码元流312开头插入前置码序列，并可生成相应的数据流316。该前置码可以是接收机处已知的并可用于时间和频率同步、信道估计、均衡和信道解码。前置码插入单元314的输出316随后可由射频(RF)前端318上变频至合意的发射频带。至少一个天线320可随后在无线信道上发射结果所得的信号322。

本公开的某些方面支持可被纳入接收机212中的统一迭代解码架构。所提议的统一迭代接收机结构可用于多输入多输出(MIMO)和非MIMO无线系统两者。

迭代解码

迭代解码是一种可被用来增强接收机差错率性能的技术。迭代解码可包括能以交织的方式重复地执行的两个步骤。在第一个步骤中，可提取每个所发射比特的后验概率。例如，可在外Turbo解码器对一个或更多个数据流进行一定轮数的迭代后获得后验对数似然比(LLR)信息。在另一个步骤中，可生成每个所发射比特的LLR。

在对最开头第一个MIMO流的最开头第一轮迭代中，可直接从所接收到的信号生成LLR。对于后续的各轮迭代，可使用后验LLR的外赋部分连同所接收到的信号来生成用于下一轮迭代的新的LLR。

图4解说了可用在无线通信系统100内的基于迭代解码的示例接收机结构400。迭代解码器400可以是图2中接收机212的整合部分。所提议的迭代解码器400基于由解调器406和Turbo解码单元420联合执行的LLR提取。图5解说了根据本公开的某些方面基于联合LLR提取的统一迭代解码的示例操作500。

在510处，可在接收机处接收在无线信道上传送的至少一个数据流。迭代接收机结构400可包括解调器406和能被迭代地接口的Turbo解码单元420。在520，解调单元404可基于收到的采样402并基于先验LLR 408生成所发射比特的后验LLR 410。可通过从后验LLR 410减去先验LLR 408来获得外赋LLR 412。

在530处，外赋LLR 412可由解速率匹配(DRM)单元414处理以生成恰适速率的先验LLR 416作为对Turbo解码器420的输入。Turbo解码(TD)单元418可提供经解码比特428的硬值。为了改善差错率性能，可在Turbo解码器420与解调器406之间采用外反馈。在540处，TD单元418可生成代表该至少一个数据流的所发射比特的软值的后验LLR 422，而外赋LLR 424可通过从后验LLR 422减去先验LLR 416来获得。在550处，外赋LLR可由速率匹配(RM)单元426处理以获得恰适速率的先验LLR 408。先验LLR 408可被解调器406在下一轮迭代中利用。与所发射比特的系统比特有关的LLR和与奇偶校验比特有关的LLR可提取自外赋LLR 424。所提取的与系统比特有关的LLR可被用于更新该第一组先验LLR 408以供用于在解调器406与解码器420之间的下一轮处理迭代。

可注意到，所提议的迭代解码器架构400不同于公知的硬/软串行干扰消去(SIC)架构。硬/软SIC架构仅可用于多输入多输出(MIMO)系统，而所提议的迭代解码架构可用于MIMO和单输入单输出(SISO)系统两者。

所提议的迭代解码器400的重要特征是来自Turbo解码器420的外赋输出424可成为供解码器406用于下一轮迭代的先验概率(APP)输入408。类似地，来自解调器406的外赋输出412可成为对Turbo解码器420的APP输入416。对于最开头的第一轮迭代，对于解调器406可能没有APP输入可用，并且解调器406的LLR输出410可以等于外赋输出412。

所发射的至少一个数据流的大小(即，传输块大小：TBS)可能很大，且因此迭代接收机400的处理等待时间可能超过达成合意数据率的目标时间线。本公开的某些方面支持基于TBS自适应地调节迭代参数(例如，解调器406与解码器420之间的外迭代的轮数，以及解码器单元418的内迭代轮数)。

外赋对数似然比的计算

图6解说了图4中的根据本公开的某些方面的可生成外赋LLR的解调器406的示例框图。收到信号600可被白化并存储在写控制器缓冲(WCB)单元602中。所存储的经白化收到信号604可代表对解调器406的输入。解调器406中的另一输入可以是MIMO信道系数的矩阵606，且又一输入可以是来自图4中所解说的Turbo解码器420的先验LLR 608。解调器单元404可生成所发射的经编码的比特的后验LLR 610。可通过从后验LLR 610减去先验LLR 608来获得外赋LLR 612。

该系统模型可表示为：

y＝H·x+n，           (1)

其中x是自一个或更多个发射天线发射的码元的向量，y是经白化的信号604，H是信道系数矩阵606，且n是噪声向量。可假定其为MIMO无线系统，而单流无线系统和单输入单输出(SISO)无线系统可被认为是MIMO无线系统的特例。

对于所发射的经调制码元的向量x中的比特b_k的LLR输出610可被写为：

$L\left(b_k\right)=\mathrm{LLR}\left(b_k\right|y)=\log \left(\frac{P(b_k=0|y)}{P(b_k=1|y)}\right)=\log \left(\frac{\underset{x:b_k=0}{\mathrm{\Σ}}P\left(x\right|y)}{\underset{x:b_k=1}{\mathrm{\Σ}}P\left(x\right|y)}\right)=$

$=\log \left(\frac{\underset{x:b_k=0}{\mathrm{\Σ}}p\left(y\right|x)P\left(x\right)}{\underset{x:b_k=1}{\mathrm{\Σ}}p\left(y\right|x)P\left(x\right)}\right)$

$=\log \left(\frac{\underset{x:b_k=0}{\mathrm{\Σ}}p\left(y\right|x)P(b_k=0)\underset{i=1,i\≠k}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Π}}}P(b_i=u_i)}{\underset{x:b_k=1}{\mathrm{\Σ}}p\left(y\right|x)P(b_k=1)\underset{j=1,j\≠k}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Π}}}P(b_j=v_j)}\right)$

$=L_E\left(b_k\right)+L_A\left(b_k\right),---\left(2\right)$

其中L(b_k)代表解调器的后验LLR输出，L_A(b_k)是对解调器的APP LLR输入，L_E(b_k)是解调器的外赋LLR输出，N是MIMO数据流的数目，且M是每调制码元的比特数。变量u_i和v_j可以是0或1中的任一者，这取决于码元向量x以及码元-比特映射关系。另外，根据LLR的定义，先验概率可被写为：

$P(b_i=1)=\frac{1}{1+\exp \left(L_A\left(b_i\right)\right)},$ $P(b_i=0)=\frac{\exp \left(L_A\left(b_i\right)\right)}{1+\exp \left(L_A\left(b_i\right)\right)}.---\left(3\right)$

可从式(2)观察到，解调器的后验LLR输出可由两部分组成：APP信息和外赋信息。在将式(3)和式(2)合并并经过一些操纵后，比特b_k的外赋LLR可被写为：

$L_E\left(b_k\right)=\log \left(\frac{\underset{x:b_k=0}{\mathrm{\Σ}}p\left(y\right|x)\exp \left(\underset{i=1,i\≠k,b_i=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_i\right)\right)}{\underset{x:b_k=1}{\mathrm{\Σ}}p\left(y\right|x)\exp \left(\underset{j=1,j\≠k,b_j=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_j\right)\right)}\right)$

$=\log \left(\frac{\underset{x:b_k=0}{\mathrm{\Σ}}\exp (-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{i=1,i\≠k,b_i=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_i\right))}{\underset{x:b_k=1}{\mathrm{\Σ}}\exp (-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{j=1,j\≠k,b_j=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_j\right))}\right),---\left(4\right)$

其中是噪声方差。

从式(4)可观察到，代表收到码元y与所发射的假言x之间的距离的每一项可通过加上先验概率(APP)LLR来移位。另外，当利用APP信息时可以不需要将APP LLR转换成概率。

最大-对数MAP(MLM)方案可通过将式(4)中的求和运算替换为求最大运算来得到，如下式给出的：

$L_E\left(b_k\right)=\log \left(\frac{\underset{x:b_k=0}{\mathrm{\Σ}}\exp (-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{i=1,i\≠k,b_i=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_i\right))}{\underset{x:b_k=1}{\mathrm{\Σ}}\exp (-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{j=1,j\≠k,b_j=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_j\right))}\right)$

$\stackrel{\mathrm{MLM}}{\≈}\log \left(\frac{\underset{x:b_k=0}{\max }\exp (-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{i=1,i\≠k,b_i=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_i\right))}{\underset{x:b_k=1}{\max }\exp (-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{j=1,j\≠k,b_j=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_j\right))}\right)$

$=\underset{x:b_k=0}{\max }(-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{i=1,i\≠k,b_i=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_i\right))-\underset{x:b_k=1}{\max }(-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{j=1,j\≠k,b_j=0}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_j\right))---\left(5\right).$

采用APP的全切片操作

不失一般性，可假定具有两个数据流的MIMO无线系统。对于每个x₁的假言，在扣除来自第一数据流的干扰后，没有来自第一数据流的干扰的收到信号z可写为：

z＝y-h₁·x₁，               (6)

其中h_m是从第m个MIMO流(即，第m个发射天线)到所有接收天线的信道。

式(5)中对第二数据流x₂的最大化可被写为：

$\underset{x}{\max }(-\frac{{\left|\right|y-\mathrm{Hx}\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\underset{i=1,i\≠k}{\overset{N\·M}{\mathrm{\Σ}}}{L}_A\left(b_i\right))=\underset{x_2}{\max }(-\frac{{\left|\right|z-h_2{x}_2\left|\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}+\log \mathrm{Pr}\{x_2\left\}\right),---\left(7\right)$

其中Pr{x₂}是星座点x₂被发射的先验概率。

对x₂的最大化可分解为对星座点的实部和虚部分量的优化，如下式给出：

x₂＝x_2I+jx_2Q，               (8)

$x_{2I}^{\mathrm{opt}}=\underset{x_{2I}}{\arg \max }\{-\frac{{\left|h_2\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}\·(x_{2I}^2-2x_{2I}\·\mathrm{Re}\{\frac{h_2^H\·z}{{\left|h_2\right|}^2})+\log \mathrm{Pr}\{x_{2I}\left\}\right\},---\left(9\right)$

$x_{2Q}^{\mathrm{opt}}=\underset{x_{2Q}}{\arg \max }\{-\frac{{\left|h_2\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}\·(x_{2Q}^2-2x_{2Q}\·\mathrm{Re}\{\frac{h_2^H\·z}{{\left|h_2\right|}^2})+\log \mathrm{Pr}\{x_{2Q}\}.---\left(10\right)$

由式(7)给出的优化可具有与O(2^M)成比例的计算复杂度，因为x₂可取2^M个可能的值，其中M是每星座码元的比特数目。通过应用式(9)-(10)，计算复杂度可降至O(2^M/2)。付出进一步近似的代价可将计算复杂度进一步降低至O(log 2^M)。

使用近似的简化切片操作

不失一般性，可假定具有两个同时被发射的不同数据流x₁和x₂的无线系统。可采用对信道矩阵H的H＝Q·R形式的QR分解。在将所接收到的信号用酉阵Q旋转后，该系统模型可以更为详细的格式被重写为：

对于所发射数据流x₂的每个假言，记为的对所发射数据流x₁的线性最小均方误差(LMMSE)估计可表达为：

${\hat{x}}_1=\frac{E\left\{\right|{\mathrm{\σ}}_1^2\left|\right\}}{E\left\{\right|{\mathrm{\σ}}_1^2\left|\right\}{\left|h_{11}\right|}^2+{\mathrm{\σ}}_n^2}{h}_{11}^{*}(y_1-h_{12}{x}_2-h_{11}{\stackrel{\‾}{x}}_1)+{\stackrel{\‾}{x}}_1,---\left(12\right)$

其中和分别表示所发射数据流x₁的软码元的均值和方差。可假定所发射数据流的软码元遵循高斯分布。那么，可被切片至最近的星座点。

统一解码

本公开的某些方面支持可用于在不同的无线系统中以联合LLR提取进行迭代解码的统一架构，这些不同的无线系统包括：双流MIMO、单流MIMO、以及SISO无线系统。一般而言，对解调器406的输入可以是：经白化的收到码元y，经白化的信道矩阵H以及所有发射比特的APP信息{L_A(b₁)…L_A(b_NM)}，如图6所解说的和在式(4)中所定义的。

在双流MIMO系统的情形中，由式(1)给出的该系统模型可写为：

y＝h₁x₁+h₂x₂+n。              (13)

从式(12)可观察到可能需要所有先前定义的解调器输入。

在单流MIMO系统的情形中，由式(1)给出的该系统模型可写为：

y＝hx+n，                   (14)

其中一般情况下经白化的码元y可与H＝[h 0](即，仅第一列被使用)相同，且可仅为第一数据流定义APP信息{L_A(b₁)，…，L_A(b_M)，0，...0}。

在SISO系统的情形中，由式(1)给出的系统模型可写为：

y＝hx+n，              (15)

其中经白化的收到码元可给为 $y=\left[\begin{array}{c}y\\ 0\end{array}\right],$ 经白化的信道可定义为 $H=\left[\begin{array}{cc}h& 0\\ 0& 0\end{array}\right],$ 并且APP信息可给为{L_A(b₁)，…，L_A(b_M)，0，...0}。

因此，诸如双流MIMO系统、单流MIMO系统以及SISO系统等不同的无线系统可共享图4中所解说的相同的高级迭代解码架构。

以上所描述的方法的各种操作可由能够执行相应功能的任何合适的装置来执行。这些装置可包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(ASIC)、或处理器。一般而言，在附图中解说操作的场合，这些操作可具有带类似编号的相应配对装置加功能组件。例如，图5中解说的框510-550对应于图5A中解说的电路框510A-550A。

如本文中所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可包括演算、计算、处理、推导、研究、查找(例如，在表、数据库或其他数据结构中查找)、探知、及类似动作。而且，“确定”可包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)、及类似动作。而且，“确定”可包括解析、选择、选取、建立、及类似动作。

以上描述的方法的各种操作可以由任何能够执行这些操作的合适的装置来执行，诸如各种硬件和/或软件组件，电路和/或模块。一般而言，在附图中所解说的任何操作可由能够执行这些操作的相对应的功能性装置来执行。

结合本公开所描述的各种解说性逻辑块、模块、以及电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列信号(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文中描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何市售的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或更多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本公开所描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在本领域所知的任何形式的存储介质中。可使用的存储介质的一些示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM等。软件模块可包括单条指令、或许多条指令，且可分布在若干不同的代码段上，分布在不同的程序间、以及跨多个存储介质分布。存储介质可被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。

本文所公开的方法包括用于达成所描述的方法的一个或更多个步骤或动作。这些方法步骤和/或动作可彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非指定了步骤或动作的特定次序，否则具体步骤和/或动作的次序和/或使用可以改动而不会脱离权利要求的范围。

所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或更多条指令存储在计算机可读介质上。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘、和蓝光碟，其中盘(disk)常常磁性地再现数据，而碟(disc)用激光来光学地再现数据。

因而，某些方面可包括用于执行本文中给出的操作的计算机程序产品。例如，此类计算机程序产品可包括其上存储(和/或编码)有指令的计算机可读介质，这些指令能由一个或更多个处理器执行以执行本文中所描述的操作。对于某些方面，计算机程序产品可包括封装材料。

软件或指令还可以在传输介质上传送。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波等无线技术从web网站、服务器或其它远程源传送而来的，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波等无线技术就被包括在传输介质的定义里。

此外，应当领会，用于执行本文中所描述的方法和技术的模块和/或其它恰适装置能由用户终端和/或基站在适用的场合下载和/或以其他方式获得。例如，如此的设备能被耦合至服务器以促成用于执行本文中所描述的方法的装置的转移。替换地，本文所述的各种方法能经由存储装置(例如，RAM、ROM、诸如压缩碟(CD)或软盘等物理存储介质等)来提供，以使得一旦将该存储装置耦合至或提供给用户终端和/或基站，该设备就能获得各种方法。此外，能利用适于向设备提供本文中所描述的方法和技术的任何其他合适的技术。

应该理解的是权利要求并不被限定于以上所解说的精确配置和组件。可在以上所描述的方法和装置的布置、操作和细节上作出各种改动、更换和变形而不会脱离权利要求的范围。

本文中所提供的技术可在各种应用中被利用。对于某些方面，本文所给出的技术可被纳入接入点站、接入终端、或具有处理逻辑和元件的其他类型的无线设备中以执行本文所提供的技术。

Claims (34)

1.一种用于无线通信的方法，包括：

接收至少一个数据流，其中所述至少一个数据流中的每个数据流在无线信道上传送；

使用所述至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比（LLR）和经白化的信道矩阵对从所述至少一个数据流导出的经白化的数据流进行解调来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR；

对所述第一组外赋LLR进行解速率匹配来获得第二组先验LLR供解码；

对所述第二组先验LLR进行解码来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR；以及

对所述第二组外赋LLR进行速率匹配来获得经更新的第一组先验LLR供解调。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括从所述第一组外赋LLR旁路绕至所述第二组先验LLR，并且从所述第二组外赋LLR旁路绕至所述第一组先验LLR。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述至少一个数据流包括接收从至少两个天线发射的至少两个不同的数据流，其中所述至少两个不同的数据流中的每个数据流是使用不同的接收天线来接收的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述第二组先验LLR进行解码包括将对应于所述至少两个不同数据流的先验LLR并行解码。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述至少一个数据流包括使用至少两个接收天线来接收一个数据流。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

对所接收到的至少一个数据流进行白化以在每个接收天线处获得经白化的数据流。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，解调包括使用所述第一组先验对数似然比（LLR）的一部分、每个接收天线处的经白化数据流、以及所述信道矩阵的列来进行解调。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述至少一个数据流包括使用至少一个接收天线来接收一个数据流。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：

对所接收到的至少一个数据流进行白化以在每个接收天线处获得经白化的数据流。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，解调包括使用所述第一组先验对数似然比（LLR）的一部分，经白化的数据流和所述信道矩阵的条目来进行解调。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，解码包括基于Turbo解码算法来解码。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在Turbo解码之后从所述第二组外赋LLR提取与所发射比特中的系统比特有关的LLR和与所发射比特中的奇偶校验比特有关的LLR；以及

使用所提取的与所述系统比特有关的LLR来更新所述第一组先验LLR供解调。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述至少一个数据流进行解调包括：

基于最大-对数最大后验（MLM）算法来估计所接收到的至少一个数据流中的数据流的码元，所述估计至少利用没有来自所接收到的至少一个数据流中的另一数据流的干扰的信号和所述数据流的所述第一组先验LLR；以及

基于所估计出的码元来获得对所发射比特的估计。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述至少一个数据流进行解调包括：

基于线性最小均方误差（LMMSE）算法的简化版本来估计所接收到的至少一个数据流中的数据流的软码元，所述估计至少利用关于所接收到的至少一个数据流中的另一数据流的假言；以及

对所述数据流的所估计出的软码元进行切片来获得对所发射比特的估计；并且

其中所述LMMSE算法的简化是由于所估计出的软码元的高斯分布。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

基于所述至少一个数据流的所发射比特的数目来调节所述解调与所述解码之间的迭代轮数。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

基于所述至少一个数据流的所发射比特的数目来调节所述解码的迭代轮数。

17.一种用于无线通信的装置，包括：

接收机，配置成接收至少一个数据流，其中所述至少一个数据流中的每个数据流在无线信道上传送；

解调器，配置成使用所述至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比（LLR）和经白化的信道矩阵对从所述至少一个数据流导出的经白化的数据流进行解调来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR；

第一处理器，配置成对所述第一组外赋LLR进行解速率匹配来获得第二组先验LLR供解码；

解码器，配置成对所述第二组先验LLR进行解码来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR；以及

第二处理器，配置成对所述第二组外赋LLR进行速率匹配来获得经更新的第一组先验LLR供解调。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一处理器包括配置成从所述第一组外赋LLR旁路绕至所述第二组先验LLR的旁路电路，并且其中所述第二处理器包括配置成从所述第二组外赋LLR旁路绕至所述第一组先验LLR的旁路电路。

19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，配置成接收所述至少一个数据流的所述接收机包括配置成接收从至少两个天线发射的至少两个不同的数据流的电路，其中所述至少两个不同的数据流中的每个数据流是使用不同的接收天线来接收的。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，配置成对所述第二组先验LLR进行解码的所述解码器包括配置成执行将对应于所述至少两个不同数据流的先验LLR并行解码的电路。

21.如权利要求17所述的装置，其特征在于，配置成接收所述至少一个数据流的所述接收机包括使用至少两个接收天线来接收一个数据流的电路。

22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，进一步包括：

白化电路，配置成对所接收到的至少一个数据流进行白化以在每个接收天线处获得经白化的数据流。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，配置成进行解调的所述解调器包括配置成使用所述第一组先验对数似然比（LLR）的一部分、每个接收天线处的经白化数据流、以及所述信道矩阵的列来进行解调的电路。

24.如权利要求17所述的装置，其特征在于，配置成接收所述至少一个数据流的所述接收机包括配置成使用至少一个接收天线来接收一个数据流的电路。

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，进一步包括：

白化电路，配置成对所接收到的至少一个数据流进行白化以在每个接收天线处获得经白化的数据流。

26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，配置成进行解调的所述解调器包括配置成使用所述第一组先验对数似然比（LLR）的一部分、所述经白化的数据流和所述信道矩阵的条目来进行解调的电路。

27.如权利要求17所述的装置，其特征在于，配置成进行解码的所述解码器包括配置成基于Turbo解码算法进行解码的电路。

28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，进一步包括：

配置成在所述Turbo解码之后从所述第二组外赋LLR提取与所发射比特中的系统比特有关的LLR和与所发射比特中的奇偶校验比特有关的LLR的第一电路；以及

配置成使用所提取的与所述系统比特有关的LLR来更新所述第一组先验LLR供解调的第二电路。

29.如权利要求17所述的装置，其特征在于，配置成对所述至少一个数据流进行解调的所述解调器包括：

估计器，配置成基于最大-对数最大后验（MLM）算法来估计所接收到的至少一个数据流中的数据流的码元，所述估计至少利用没有来自所接收到的至少一个数据流中的另一数据流的干扰的信号和所述数据流的所述第一组先验LLR；以及

配置成基于所估计出的码元来获得对所发射比特的估计的电路。

30.如权利要求17所述的装置，其特征在于，配置成对所述至少一个数据流进行解调的所述解调器包括：

估计器，配置成基于线性最小均方误差（LMMSE）算法的简化版本来估计所接收到的至少一个数据流中的数据流的软码元，所述估计至少利用关于所接收到的至少一个数据流中的另一数据流的假言；以及

切片器，配置成对所述数据流的所估计出的软码元进行切片来获得对所发射比特的估计；并且

其中所述LMMSE算法的简化是由于所估计出的软码元的高斯分布。

31.如权利要求17所述的装置，其特征在于，进一步包括：

配置成基于所述至少一个数据流的所发射比特的数目来调节所述解调与所述解码之间的迭代轮数的电路。

32.如权利要求17所述的装置，其特征在于，进一步包括：

配置成基于所述至少一个数据流的所发射比特的数目来调节所述解码的迭代轮数的电路。

33.一种用于无线通信的设备，包括：

用于接收至少一个数据流的装置，其中所述至少一个数据流中的每个数据流在无线信道上传送；

用于使用所述至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比（LLR）和经白化的信道矩阵对从所述至少一个数据流导出的经白化的数据流进行解调来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR的装置；

用于对所述第一组外赋LLR进行解速率匹配来获得第二组先验LLR供解码的装置；

用于对所述第二组先验LLR进行解码来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR的装置；以及

用于对所述第二组外赋LLR进行速率匹配来获得经更新的第一组先验LLR供解调的装置。

34.一种无线节点，包括：

至少一个天线；

接收机，配置成经由所述至少一个天线接收至少一个数据流，其中所述至少一个数据流中的每个数据流在无线信道上传送；

解调器，配置成使用所述至少一个数据流的所发射比特的第一组先验对数似然比（LLR）和经白化的信道矩阵对从所述至少一个数据流导出的经白化的数据流进行解调来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第一组外赋LLR；

第一处理器，配置成对所述第一组外赋LLR进行解速率匹配来获得第二组先验LLR供解码；

解码器，配置成对所述第二组先验LLR进行解码来获得所述至少一个数据流的所发射比特的第二组外赋LLR；以及

第二处理器，配置成对所述第二组外赋LLR进行速率匹配来获得经更新的第一组先验LLR供解调。