CN102484570B

CN102484570B - 用于确定带有相继干扰消去的mimo系统中的解码次序的方法

Info

Publication number: CN102484570B
Application number: CN201080038584.1A
Authority: CN
Inventors: G·摩根; S·P·劳; J·西迪
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: KR20120062834A; US20110051865A1; KR101301189B1; TW201119280A; JP2013503558A; EP2471188A1; CN102484570A; US8335286B2; JP2015046902A; EP2471188B1; US20130128940A1; US8711994B2; JP6151022B2; JP6073274B2; WO2011025660A1

Abstract

某些方面提供了一种基于信道特性的估计、收到合成信号以及带有相继干扰消去的MIMO系统的参数来确定该系统中的解码次序和要消去的经解码流的重构权重的方法。

Description

用于确定带有相继干扰消去的MIMO系统中的解码次序的方法

技术领域

本公开的某些实施例一般涉及无线通信，尤其涉及用于确定带有相继干扰消去的多输入多输出(MIMO)系统中的解码次序和重构权重的方法。

背景

在诸如第三代合作伙伴项目(3PGG)、演进高速分组接入(HSPA+)、长期演进(LTE)以及微波接入全球互通性(WiMAX)之类的无线通信标准中支持多输入多输出(MIMO)通信。

MIMO系统利用多个发射和接收天线进行通信以显著增加系统吞吐量。在MIMO通信系统中，数据有效载荷可被分割成多个被独立编解码的块。例如，在HSPA+标准的下行链路分量，即高速下行链路分组接入(HSDPA)演进中，MIMO通信是在两个分开编码的数据块或“流”上执行的。在LTE和电气电子工程师协会(IEEE)802.11标准族中也是采用分开编码的数据块。

一种用于在接收机处处理多个流的最优技术——相继干扰消去(SIC)逐一地对诸数据流解码。一旦对流成功解码，就从收到的合成信号中扣除该经解码流的影响以消除该经解码流对剩余流的干扰。因此，剩余流可具有更高被成功解码的似然性。经解码信号可在从收到的合成信号中被扣除之前通过重编码和重调制来重构。

诸流的解码次序对SIC性能有影响。另外，在干扰消去之前对经重构信号作恰适的比例缩放可改善系统性能。因此，本领域需要在MIMO系统中的相继干扰消去接收机中动态地确定解码次序和重构权重。

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：接收包括多个分开地编码的数据流的合成无线多输入多输出(MIMO)信号；选择使用相继干扰消去来解码这些数据流的解码次序；基于所选解码次序解码第一数据流；在解码剩余流之前从收到信号中消去该经解码流的干扰；以及更新剩余流的解码次序并继续对剩余流的相继干扰消去。

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：用于接收包括多个分开地编码的数据流的合成无线多输入多输出(MIMO)信号的装置；用于选择使用相继干扰消去来解码这些数据流的解码次序的装置；用于基于所选解码次序解码第一数据流的装置；用于在解码剩余流之前从收到信号中消去该经解码流的干扰的装置；以及用于更新剩余流的解码次序并继续对剩余流的相继干扰消去的装置。

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：用于接收包括多个分开地编码的数据流的合成无线多输入多输出(MIMO)信号的逻辑；用于选择使用相继干扰消去来解码这些数据流的解码次序的逻辑；用于基于所选解码次序解码第一数据流的逻辑；用于在解码剩余流之前从收到信号中消去该经解码流的干扰的逻辑；以及用于更新剩余流的解码次序并继续对剩余流的相继干扰消去的逻辑。

本公开的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其上存储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。这些指令一般包括：用于接收包括多个分开地编码的数据流的合成无线多输入多输出(MIMO)信号的指令；用于选择使用相继干扰消去来解码这些数据流的解码次序的指令；用于基于所选解码次序解码第一数据流的指令；用于在解码剩余流之前从收到信号中消去该经解码流的干扰的指令；以及用于更新剩余流的解码次序并继续对剩余流的相继干扰消去的指令。

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空分多址MIMO无线系统。

图2解说了根据本公开的某些方面的接入点和两个用户终端的框图。

图3解说了根据本公开的某些方面的无线设备的示例组件。

图4解说了根据本公开的某些方面的在接收机中对多个数据流的示例相继干扰消去。

图5解说了根据本公开的某些方面的用于确定带有相继干扰消去的MIMO系统中的解码次序的示例操作。

图5A解说了能够执行图5中所示操作的示例组件。

图6解说了根据本公开的某些方面的带有解码次序选择和重构权重向量演算的示例相继干扰消去。

图7解说了根据本公开的某些方面的基于码率和调制方案的解码器的所要求信噪比(SNR)的示例映射。

详细描述

以下参照附图更全面地描述本公开的各种方面。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公开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，本文中所公开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，但对这些方面的众多变型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。相反，本公开的各方面旨在宽泛地应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。

本文所述的多天线发射技术可与诸如码分多址(CDMA)、正交频分复用(OFDM)、时分多址(TDMA)等各种无线技术组合使用。多个用户终端可(1)对于CDMA经由不同的正交码信道、(2)对于TDMA经由不同的时隙、或(3)对于OFDM经由不同的子带来并发传送/接收数据。CDMA系统可实现IS-2000、IS-95、IS-856、宽带CDMA(W-CDMA)或者其他某些标准。OFDM系统可以实现IEEE 802.11、LTE或者其他某些标准。TDMA系统可实现GSM或其他某些标准。这些各不相同的标准在本领域中是公知的。

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，在其内实现或由其执行)。在一些方面，根据本文中的教导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”)、演进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”)或一些其它术语。

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某种合适的处理设备。因此，本文所示教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，膝上型电脑)、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被配置为经由无线或有线媒介通信的任何其它合适的设备。在一些方面，该节点是无线节点。此类无线节点可例如经由有线或无线通信链路为网络(例如，诸如因特网或蜂窝网络之类的广域网)提供连通性或提供去往该网络的连通性。

示例MIMO系统

图1解说了具有接入点和用户终端的多址MIMO系统100。为简单起见，图1中仅示出一个接入点110。接入点(AP)一般是与诸用户终端通信的固定站，并且也可以基站或某个其他术语来述及。用户终端可以是固定的或者移动的，并且也可以移动站、站(STA)、客户端、无线设备、或某个其他术语称之。用户终端可以是无线设备，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。

接入点110可在任何给定时刻在下行链路和上行链路上与一个或更多个用户终端120通信。下行链路(即，前向链路)是从接入点至用户终端的通信链路，而上行链路(即，反向链路)是从用户终端至接入点的通信链路。用户终端还可与另一用户终端对等通信。系统控制器130耦合至接入点并对其提供协调和控制。

尽管以下公开的各部分将描述能够经由空分多址(SDMA)通信的用户终端120，但对于某些方面，用户终端120还可包括不支持SDMA的一些用户终端。因此，对于这样的一些方面，AP 110可被配置成既与SDMA用户终端也与非SDMA用户终端通信。此办法可便于允许较老版本的用户终端(“旧式”站)仍得以部署在企业内以延长其有用寿命，同时允许在认为恰当的场合引入较新的SDMA用户终端。

系统100采用多个发射天线和多个接收天线进行下行链路和上行链路上的数据传输。接入点110配备有N_ap个天线并且表示下行链路传输的多输入(MI)以及上行链路传输的多输出(MO)。N_u个被选用户终端120的集合共同表示下行链路传输的多输出和上行链路传输的多输入。对于纯SDMA，如果针对N_u个用户终端的数据码元流没有通过某种手段在码、频率、或时间上被复用，则使得N_ap≥N_u≥1是合需的。如果数据码元流能够在CDMA下使用不同的码信道、在OFDM下使用不相交子带集合等进行复用，则N_u可以大于N_ap。每个被选中的用户终端向和/或从接入点发射和/或接收因用户而异的数据。一般而言，每一个所选用户终端可装备有一个或多个天线(即，N_ut≥1)。这N_u个被选用户终端可具有相同或不同数目的天线。

MIMO系统100可以是时分双工(TDD)系统或频分双工(FDD)系统。对于TDD系统，下行链路和上行链路共享相同频带。对于FDD系统，下行链路和上行链路使用不同频带。MIMO系统100还可利用单载波或多载波进行传输。每个用户终端可装备有单个天线(即，为了抑制成本)或多个天线(例如，在能够支持外加成本的场合)。

图2示出MIMO系统100中接入点110以及两个用户终端120m和120x的框图。接入点110配备有N_ap个天线224a到224ap。用户终端120m配备有N_ut，m个天线252ma到252mu，而用户终端120x配备有N_ut，x个天线252xa到252xu。接入点110对于下行链路而言是传送实体，而对于上行链路而言是接收实体。每个用户终端120对于上行链路而言是传送实体，而对于下行链路而言是接收实体。如本文所使用的，“传送实体”是能够经由无线信道传送数据的独立操作的装置或设备，而“接收实体”是能够经由无线信道接收数据的独立操作的装置或设备。在以下描述中，下标“dn”标示下行链路，下标“up”标示上行链路，N_up个用户终端被选中用于上行链路上的同时传输，N_dn个用户终端被选中用于下行链路上的同时传输，N_up可以等于或可以不等于N_dn，且N_up和N_dn可以是静态值或者可针对每个调度区间而改变。可在接入点和用户终端处使用波束调向或其他某种空间处理技术。

上行链路上，在被选中用于上行链路传送的每个用户终端120处，TX数据处理器288接收来自数据源286的话务数据和来自控制器280的控制数据。TX数据处理器288基于与为用户终端所选择的率相关联的编码和调制方案处理(例如，编码、交织、和调制)该用户终端的话务数据{d_up，m}并提供数据码元流{s_up，m}。TX空间处理器290对数据码元流{s_up，m}执行空间处理并为N_ut，m个天线提供N_ut，m个发射码元流。每个发射机单元(TMTR)254接收并处理(例如，转换至模拟、放大、滤波、以及上变频)各自的发射码元流以生成上行链路信号。N_ut，m个发射机单元254提供N_ut，m个上行链路信号以从N_ut，m个天线252传送至接入点110。

N_up个用户终端可被调度在上行链路上进行同时传送。这些用户终端中的每一个对自己的数据码元流执行空间处理并在上行链路上向接入点传送自己的发射码元流集。

在接入点110处，N_ap个天线224a到224ap从在上行链路上传送的所有N_up个用户终端接收上行链路信号。每一天线224向各自的接收机单元(RCVR)222提供收到信号。每个接收机单元222执行与发射机单元254所执行的互补的处理，并提供收到码元流。RX空间处理器240对来自N_ap个接收机单元222的N_ap个收到码元流执行接收机空间处理并提供N_up个恢复出的上行链路数据码元流。接收机空间处理是根据信道相关(correlation)矩阵求逆(CCMI)、最小均方误差(MMSE)、相继干扰消去(SIC)、或某种其他技术来执行的。每一个所恢复出的上行链路数据码元流{s_up，m}是相应用户终端所传送的数据码元流{s_up，m}的估计。RX数据处理器242根据对每一个所恢复出的上行链路数据码元流{s_up，m}所使用的率来处理(例如，解调、解交织、和解码)该流以获得经解码数据。每个用户终端的经解码数据可被提供给数据阱244进行存储和/或提供给控制器230用于进一步处理。

下行链路上，在接入点110处，TX数据处理器210接收来自数据源208的给被调度进行下行链路传输的N_dn个用户终端的话务数据、来自控制器230的控制数据、以及还可能有来自调度器234的其他数据。可在不同的传输信道上发送各种类型的数据。TX数据处理器210基于为每个用户终端选择的率来处理(例如，编码、交织、和调制)给该用户终端的话务数据。TX数据处理器210提供给N_dn个用户终端的N_dn个下行链路数据码元流。TX空间处理器220对N_dn个下行链路数据码元流执行空间处理并为N_ap个天线提供N_ap个发射码元流。每个发射机单元(TMTR)222接收并处理相应发射码元流以生成下行链路信号。N_ap个发射机单元222提供N_ap个下行链路信号以从N_ap个天线224传送至用户终端。

在每个用户终端120处，N_ut，m个天线252接收来自接入点110的N_ap个下行链路信号。每个接收机单元(RCVR)254处理来自相关联天线252的收到信号并提供收到码元流。RX空间处理器260对来自N_ut，m个接收机单元254的N_ut，m个收到码元流执行接收机空间处理，并提供给该用户终端的恢复出的下行链路数据码元流{s_dn，m}。接收机空间处理是根据CCMI、MMSE、或某种其他技术来执行的。RX数据处理器270处理(例如，解调、解交织、和解码)所恢复出的下行链路数据码元流以获得给该用户终端的经解码数据。

图3图解了可在可用在系统100内的无线设备302中使用的各个组件。无线设备302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302可以是接入点110或用户终端120。

无线设备302可包括控制无线设备302的操作的处理器304。处理器304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306向处理器304提供指令和数据。存储器306的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器304通常基于存储在存储器306内的程序指令执行逻辑和算术运算。存储器306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302还可包括外壳308，该外壳可内含发射机310和接收机312以允许在无线设备302与远程位置之间进行数据的发射和接收。发射机310和接收机312可被组合成收发机314。多个发射天线316可被附连至外壳308且电耦合至收发机314。无线设备302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302还可包括可用来力图检测和量化收发机314所收到的信号电平的信号检测器318。信号检测器318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302还可包括供处理信号使用的数字信号处理器(DSP)320。

无线设备302的各种组件可由总线系统322耦合在一起，除数据总线之外总线系统322还可包括电源总线、控制信号总线和状态信号总线。

如本文所使用的，术语“旧式”一般指代支持802.11n或802.11标准的更早版本的无线网络节点。

尽管本文参照SDMA来描述某些技术，但本领域技术人员将认识到这些技术可普适地应用于利用诸如SDMA、OFDMA、CDMA、及其组合等任何类型的多址方案的系统中。

本公开的某些方面提供了可帮助改善带有相继干扰消去(SIC)的MIMO系统的性能的技术。所提议技术可确定收到流的解码次序和重构权重以力图增加成功解码的概率。最优的解码次序和重构权重可增加MIMO SIC的有效性和稳健性，并改善系统吞吐量。所提议技术可适用于通过诸如演进高速分组接入(HSPA+)、长期演进(LTE)和IEEE 802.11标准族等各种无线标准来利用MIMO的系统。

本公开中所描述的技术可适用于诸如采用或未采用SDMA的MIMO或其他类型的系统等不同的情景。包含多个流的合成收到信号y(m)可接收自各自具有单个或多个天线的单个UT或多个UT。因此，这多个流可能来自具有多个天线的单个UT(即，在MIMO中)，或者这多个流中的每个流可能来自不同的UT(即，在SDMA中)，或者这多个流可能来自多个UT中每个UT的多个天线。一般而言，所提议技术可适用于接收自单个或多个源的多个流。

图4解说了利用相继干扰消去的MIMO接收机。合成收到信号向量y(m)402进入MIMO接收机的SIC系统400以进行解码。合成收到信号y(m)包括多个分开编码的数据块或“流”。收到信号y(m)穿过接收机404以用于估计和检测第一数据流的码元。接收机可采用最小均方误差(MMSE)或任何一般的线性或非线性估计器/检测器。第一流的检出码元进入第一信道解码器406以进行解码。在408，从收到合成信号y(m)中扣除该经解码流，经过第二接收机410和第二解码器412以分别检测和解码第二流。在解码后，在414从收到合成信号y(m)中扣除第一和第二数据流两者以解码第三流。

该过程可继续以在420处进行扣除，利用接收机422和解码器414直至所有N个流皆被解码。解码器406、412和418可解码任何类型的纠错码，诸如turbo码或卷积码。解码器406、412和418可解码具有多种类型和码率的多个经编码流。如果在任何步骤上解码操作失败则可不执行扣除操作。SIC系统的每一成功的解码和扣除操作在本文被称为一次“迭代”。

对于本公开的某些实施例，在一些SIC迭代的末尾，一些流的解码可能是不成功的。因此，该过程可通过以递归方式修改解码次序来继续还未被成功解码的流子集。此过程可一直继续到经过了最大容许时间或发生收敛。若满足了以下任一条件，则该过程可收敛：i)所有的流皆被成功解码ii)要解码的流子集的大小及其解码次序在两次连贯迭代中是相同的。

如所解说的，具有类似功能性的组件可被重复用于不同迭代并被配置成对不同数目的流进行操作。例如，组件414和420用以扣除多个流，而组件408扣除单个流。在给定的迭代中，该过程可扣除直至此次迭代为止被成功解码出的那么多个流。框410、416和422可执行与框404类似的MMSE操作，但是对不同的流执行。类似地，框412、418和424可执行与框406类似的解码操作，但是对不同的流执行。

不同的流被解码的次序会对系统性能有影响。因此，为了改善系统性能，根据本公开的某些方面，解码次序可作为当前信道状况和为每个流所调度的数据率的函数来动态地确定。

动态地确定解码次序的需求也受到无线信道的衰落特质的推动。在诸如HSPA+的下行链路操作等无线标准中，接收机终端通过信道质量指标(CQI)消息向发射机报告每个流上可支持的数据率。然而，在从接收机传送CQI与从发射机发射信号之间可能有不确定的时延。发射机和接收机之间的信道状况可能在发送CQI消息的时刻与发射机传送流的时刻之间改变。另一方面，发射机中的调度器可能未如接收机所请求地调度数据率。

一般而言，发射机基于在发射机处可用的信息来确定和调度每个数据流的编码率。在接收信号后，接收机选择对不同数据流的解码次序。接收机可对所有的传入分组使用预选的解码次序。或者，接收机可动态地选择解码次序。动态地适应信道状况和对所有数据流所调度的率以及其他参数的解码次序选择算法可使成功解码的概率最大化。

本公开提出了一些用于确定最优解码次序和演算重构权重向量的算法。

图5解说了根据本公开的某些方面的用于动态确定带有相继干扰消去的MIMO系统中的解码次序和重构权重的示例操作。在502，接收机接收包含多个流的合成无线MIMO信号。在504，接收机选择用于相继干扰消去的解码次序。在506，接收机基于所选解码次序来解码第一数据流。在508，接收机可演算该经解码流的重构权重向量。在510，接收机使用该重构权重向量消去该经解码流对收到合成信号的干扰。在512，接收机更新剩余流的解码次序并继续对其余流的相继干扰消去。接收机可在每次成功的解码和扣除操作之后动态地改变剩余流的解码次序。

图6解说了根据本公开的某些方面的带有所提议的解码次序动态选择和重构权重演算的SIC架构。解码次序选择器(DOS)626动态地确定流的解码次序以使每次SIC迭代后的解码性能最大化。DOC演算每一可能解码次序的成功解码概率或预期吞吐量，并选择使解码失败概率最小化和使吞吐量最大化的解码次序。

如图6中解说的，合成收到信号y(m)602进入带有解码次序选择和重构权重演算的SIC系统600。合成收到信号y(m)包括多个分开编码的数据流。解码次序选择器626基于每个数据流的收到SNR和每个解码器的输入处的所要求SNR来确定N个数据流的解码次序。基于所选次序，从收到信号中解码和扣除诸流。

收到信号y(m)穿过接收机604以用于估计和检测第一数据流的收到码元。接收机604可包括最小均方误差(MMSE)或任何一般的线性或非线性估计器/检测器。第一流的检出码元进入信道解码器606以进行解码。经解码流被重编码和重调制以重构第一流。此经重构流的定标可与第一传送流的定标或收到合成信号中第一流的定标不同。

在628演算该经重构流的重构权重向量。框628、630和632可演算每个经解码流的重构权重以尽可能高效地从合成收到信号中消去该经解码流的干扰。根据某些方面的权重重构在下文更为详细地描述。

在608，经重构流被乘以重构权重向量并从收到信号中被扣除。结果得到的信号穿过第二接收机610和第二解码器612以分别检测和解码第二流。

在解码后，在614从收到信号中扣除第一和第二数据流两者的影响以消去干扰和调理收到信号以进入第三解码框618以用于解码第三流。该过程继续以扣除620、接收机操作622以及解码624，直至所有的流皆被解码。解码器606、612和618可使用任何类型的纠错码，诸如turbo码。解码器606、612和618可解码具有多种类型和码率的多个经编码流。如果在任何步骤上解码操作失败则可不执行扣除操作。解码次序选择器可在每次成功的解码和扣除操作(即，每次SIC迭代)之后更新剩余流的解码次序。

如所解说的，具有类似功能性的组件可被重复用于不同迭代并被配置成对不同数目的流进行操作。例如，组件614和620用以扣除多个流，而组件608扣除单个流。框610、616和622可执行与框604类似的MMSE操作，但是对不同的流执行。类似地，框612、618和624可执行与框606类似的解码操作，但是对不同的流执行。

本公开的某些方面基于收到信号的信噪比(SNR)和每条解码路径中成功解码所要求的SNR来确定解码次序。接收机通过考虑流的调制方案、信道编码类型(例如，HSDPA标准中的turbo编码)和编码率来演算将能成功解码该流所要求的SNR(即，SNR_要求)。

接收机估计在没有SIC操作的情况下诸解码器块的输入处每个流的可用信噪比(SNR_可用)。此信息可从诸如信道冲激响应、平坦信道估计和噪声协方差估计等信道统计量来导出。对于本公开的某些方面，还可从MMSE接收机的输出的统计量(例如，信号的平均或能量水平)来估计可用信噪比。随后可关于下式来对数据流排序：

SNR_余量＝SNR_可用-SNR_要求

可按SNR_余量降低的次序来解码诸流，以使得具有最高SNR_余量的流被首先解码。在每次成功的解码和扣除操作后，可更新剩余流的SNR_可用以反映被扣除流的影响。这可以基于SNR_余量来改变排序，因为每个流可能具有来自剩余其他流的不同的干扰量。

应注意，上式中的所有SNR值皆是以dB为单位来衡量的。线性域的SNR通过函数f(x)＝10*log₁₀(x)被转换到dB域。

图7解说了根据本公开的某些方面的基于码率和调制方案的要成功解码数据流所要求的SNR的示例映射。在此图中，针对利用16QAM(正交调幅)702和正交相移键控(QPSK)704调制方案的两种系统解说了“所要求SNR/码”对码率。

在诸如HSDPA和LTE等无线标准中，可采用混合自动重复请求(HARQ)技术来降低物理层上的差错。在利用HARQ的系统中，接收终端可向传送终端发送反馈消息以将失败的解码通知给发射机。一旦接收到反馈消息，发射机可向接收机传送同一数据流的分开编码的版本以增加对该流成功解码的概率。接收机可将来自两次分开传输的收到流的两个版本相组合并解码经组合流。若新版本传送与先前版本相同的比特，则HARQ实体是在利用追踪(chase)组合技术。若新版本通过采用不同的率匹配(穿孔)模式传送不同的比特，则该组合技术被称为增量冗余(IR)，这导致该流的较小有效码率。追踪组合和增量冗余两者皆导致性能增益。

本公开的某些方面基于最高累积SNR_余量来确定解码次序。在利用HARQ的系统中，累积SNR_余量包括流在重传之后的有效SNR比。在采用HARQ的系统中，可修改每个解码器单元开始处的可用SNR以考虑早先传输。

如果流被传送r次，则在追踪组合的情形中，结果得到的SNR_累积可表示对应该流的所有重传的所有可用SNR值在线性域中的加总。可以如下来演算SNR_累积的值：

假定SNR_可用以dB为单位。上式在线性域中将各信噪比相加并将它们转换回到dB。

由于线性SNR值的和提供较低的性能受限，因此SNR值在线性域中累积。一般而言(即，包括增量冗余的情形)，关于SNR_累积的上式提供在对信号执行HARQ组合之后对有效SNR的悲观估计。

对于利用HARQ技术的系统，SNR_余量的值可从每个流的SNR_累积而不是SNR_可用来演算。应注意，流被重传的次数可能在流与流之间是不同的。因此，每个流的SNR_累积应基于其相应的重传次数来演算。

对于本公开的某些方面，可如下定义余量累积信噪比SNR_{累积_余量}：

SNR_{累积_余量}＝SNR_累积-SNR_要求

可基于SNR_{累积_余量}来对收到流排序，并且具有最高SNR_{累积_余量}的流可被首先解码。类似地，可在每次解码和扣除操作之后更新SNR_{累积_余量}，因为每个流的SNR_累积在每次迭代之后改变。SNR_要求的值是基于系统中使用的码率和调制方案来确定的。解码器例如可以是卷积或turbo解码器(即，诸如在HSPA+中)。由于穿孔模式对于不同解码器和对于单个解码器的不同码率是不同的，一些码率可能在用于从码率演算SNR(以dB计)的其他准线性映射函数中导致不规则性。在基于SNR的技术下可使用实际映射函数(例如，是以查找表形式的)来考虑这些实际的解码器缺陷。

对于本公开的某些方面，可选择解码次序以增加累积吞吐量。在此技术中，可估计对应每种排序可能性的预期总速率(即，吞吐量)。可选择使得吞吐量的和最大化的次序。在估计总速率时，可演算诸如SNR之类的中间量，或者可采用查找表。

本公开的某些方面基于所传送信号和收到信号之间的互信息来确定解码次序。在此技术中，可演算所传送信号与收到信号之间的受约束容量或互信息(MI)(即，MI_可用)。可关于HARQ系统中流的不同重传来演算MI_可用的值。可基于如下的MI_余量值来对诸流排序：

MI_余量＝(∑MI_可用)-R.

其中R代表信息率。以上基于互信息的技术不考虑解码器缺陷。

对于本公开的某些方面，基于SNR的技术可准确地建模信号的首次传输，但可能较不准确地建模利用HARQ技术的系统。基于互信息的技术更准确地建模利用HARQ的系统，但不能准确地建模首次传输。然而，首次传输的准确建模更为重要，因为通过一次传输被正确接收的信号的百分比远高于要求通过HARQ技术进行若干次传输的信号的百分比。因此，基于SNR选择解码次序的技术更为实际。

对于本公开的某些方面，可为每个数据流演算重构权重向量以从收到合成信号向量中消去该流的干扰。可在各种无线标准中利用所提议技术。

对于收到信号，考虑MIMO系统下数据码元级的以下模型。理应注意，下式中所有的量具有复值，并且可用时间t(0≤t＜T)来索引以表示长度为T的数据流。

y＝H.s+n

其中，y＝[y₁...y_N]^T可以是N维的收到样本向量，H可表示码元级NxN矩阵，该矩阵建模诸如WCDMA中的波束成形矩阵之类的预编码器、功率定标、信道、以及诸如耙式接收机和均衡器等全前端接收机处理等对所传送的经调制码元的影响。在上式中，s＝[s₁...s_N]^T可表示在每个流s_i上所传送的经编码和调制码元的N维向量，并且n是关于每个s独立的N维加性噪声向量。

当解码出第i个流时，可表示与s_i具有类似的定标约定的经重构(即，经重编码、率匹配、和重调制)复码元。若成功解码(即，有效循环冗余校验(CRC))出流s_i中的数据块，则的值可等于流s_i的值。否则，若SNR不是非常低，则的值可以是s_i的紧密近似值。SIC技术从收到信号中移除第i个流的干扰。因此，每次SIC迭代之后的信号可以写成如下：

y^{'} = y - W_{i} . {\hat{s}}_{i}

其中W_i是重构权重向量。注意，在每次干扰消去迭代中，更新y′以从收到信号(对于N＞2)中移除每个流的干扰。

本公开的某些方面使用导频信号和收到信号振幅来确定每个流的重构权重。在无线通信系统中，导频信号被用来估计信道属性。除了接收机前端处理之外，导频还遭遇来自MIMO信道的噪声和干扰。因此，通过提取出已知的预编码器矩阵，可用下式从导频信号导出H的经定标估计：

\hat{H} = α . {\hat{H}}_{P}

其中是基于导频的信道估计，以及α是在数据流的每个调度区间期间的常量。

在假定噪声分量的某些属性的情况下，参数α与数据话务导频比密切相关，且可在解码前基于一维的复码元级流s_i的调制类型及其码元振幅来演算出。

用于消去流s_i的重构权重向量W_i是矩阵的第i列向量。参数c_i是专属于该第i个流的常量，其可以基于系统对应于该流的数据话务导频比、调制方案、和其他参数来演算，该其他参数比如是HSPA+标准的上下文中CDMA码的数目。

若解码器未能将流正确解码且解调器结构涉及对流的一次以上的迭代(即，迭代式SIC)，则常量c_i的估计在经过多次迭代而消去了干扰流时变得更准确。

该基于导频的用来演算重构权重向量的技术具有非常低的附加复杂度，因为其利用先前已在系统中出于其他目的被估计出的参数。例如，在解码前，信道估计被演算出用于信道质量指标(CQI)报告，以及信号振幅被估计出以用于对数似然比映射。

本公开的某些方面利用相关(correlation)方法来确定重构权重向量。可通过将经重编码和调制的复码元与N维收到向量y作相关来从合成收到信号获得重构权重向量。

W_{i} = E [y . {\hat{s}}_{i}^{*}] = (1 / T) Σ_{i = 0 . . . T - 1} [y (t) . {\hat{s}}_{i}^{*} (t)]

在上式中，W_i是对应于被成功解码的第i个流的(时变系统中的)最优重构向量。上标*标示共轭运算。可通过利用该最优的基于相关的重构权重向量W_i完全消去经解码流的干扰。另一方面，由于定标和估计缺陷，基于导频的重构权重向量可能不能从收到信号中完全消去第i个流的所有干扰。

基于相关的重构权重向量演算技术在跟随有码元级均衡器时尤其有用，这导致明显的吞吐量改善，特别对大N更是如此。然而，伴随这些益处而来的是由于相关器块的引入而导致的系统中更高复杂度的缺陷。然而，可将单个相关器(correlator)用于不同时间帧中的多个流。

对于本公开的某些方面，可在系统中采用混合技术(即，基于导频和基于相关的技术的组合)来演算多个流的重构权重。可利用基于相关的技术来演算第一少数流(通常是在动态的基于SNR的次序选择下具有较低SNR的流)的重构权重，以最优地移除该第一少数流对合成收到信号的干扰。可在随后迭代中利用基于导频的技术，以便在残存合成信号中存在较少干扰时移除剩余流的干扰。此混合技术可加速重构权重演算的过程，并可允许整体系统中有进一步的权衡灵活性。

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502-512对应于图5A中解说的电路框502A-512A。

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”还可包括接收(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”还可包括解析、选择、选取、建立、及类似动作。

结合本公开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体现。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包装材料。

软件或指令还可以在传输介质上传送。例如，如果软件可使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的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。或者，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。

应该可以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局、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。

Claims

1.一种用于无线通信的方法，包括：

接收包括多个分开地编码的数据流的合成无线多输入多输出(MIMO)信号；

选择使用相继干扰消去来解码所述数据流的解码次序；

基于所选解码次序解码第一数据流；

在解码剩余流之前从所述收到信号中消去经解码流的干扰，包括：

通过重编码和重调制所述经解码流来重构所述经解码流以获得经重构流；

演算所述经解码流的重构权重向量，包括：

基于收到导频信号估计信道属性；

基于流的特性来演算与话务导频比有关的常量；

将所述常量乘以源于导频信号对信道的估计以生成矩阵；

提取所述矩阵的一列作为所述经解码流的所述重构权重向量；

通过用所述重构权重向量对所述经重构流定标并将结果从所述合成收到信号中扣除来消去所述经解码流对所述收到合成信号的干扰；以及

更新所述剩余流的解码次序并继续对所述剩余流的相继干扰消去。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择用于相继干扰消去系统的解码次序包括：

确定用于将每个流正确解码的所要求信噪比(SNR)；

演算每个流的可用SNR；

针对每个流从所述可用SNR扣除所要求SNR以获得中间值；以及

基于所有流的所述中间值的降序来选择解码次序。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，用于将流正确解码的所要求SNR是基于该流的解码器类型、编码率以及调制类型来演算的。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个解码器输入处的所述可用SNR是基于信道的统计量来演算的，其中所述统计量包括以下至少之一：信道冲激响应、平坦信道估计和噪声协方差矩阵。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个解码器输入处的所述可用SNR是基于最小均方误差(MMSE)检测器的输出的统计量来演算的。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在混合自动重复请求(HARQ)系统中每个流的所述可用SNR是通过累积流的多次传输的所述可用SNR来演算的。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述可用SNR是在线性域中累积的。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择所述用于相继干扰消去系统的解码次序以力图最大化该系统的整体吞吐量。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择用于相继干扰消去系统的解码次序包括：

演算所传送信号与收到信号之间的受约束容量或互信息；

累积混合自动重复请求(HARQ)系统中信号的所有传输的所述互信息；以及

基于每个流的所述累积互信息和信息率来选择所述流的解码次序。

10.一种用于无线通信的设备，包括：

用于接收包括多个分开地编码的数据流的合成无线多输入多输出(MIMO)信号的装置；

用于选择使用相继干扰消去来解码所述数据流的解码次序的装置；

用于基于所选解码次序解码第一数据流的装置；

用于在解码剩余流之前从所述收到信号中消去经解码流的干扰的装置，包括：

用于通过重编码和重调制所述经解码流来重构所述经解码流以获得经重构流的装置；

用于演算所述经解码流的重构权重向量的装置，包括：

用于基于收到导频信号估计信道属性的装置；

用于基于流的特性来演算与话务导频比有关的常量的装置；

用于将所述常量乘以源于导频信号对信道的估计以生成矩阵的装置；

用于提取所述矩阵的一列作为所述经解码流的所述重构权重向量的装置；

用于通过用所述重构权重向量对所述经重构流定标并将结果从所述合成收到信号中扣除来消去所述经解码流对所述收到合成信号的干扰的装置；以及

用于更新所述剩余流的解码次序并继续对所述剩余流的相继干扰消去的装置。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述用于选择用于相继干扰消去系统的解码次序的装置包括：

用于确定用于将每个流正确解码的所要求信噪比(SNR)的装置；

用于演算每个流的可用SNR的装置；

用于针对每个流从所述可用SNR扣除所要求SNR以获得中间值的装置；以及

用于基于所有流的所述中间值的降序来选择解码次序的装置。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，用于将流正确解码的所要求SNR是基于该流的解码器类型、编码率以及调制类型来演算的。

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，每个解码器输入处的所述可用SNR是基于信道的统计量来演算的，其中所述统计量包括以下至少之一：信道冲激响应、平坦信道估计和噪声协方差矩阵。

14.如权利要求11所述的设备，其特征在于，每个解码器输入处的所述可用SNR是基于最小均方误差(MMSE)检测器的输出的统计量来演算的。

15.如权利要求11所述的设备，其特征在于，在混合自动重复请求(HARQ)系统中每个流的所述可用SNR是通过累积流的多次传输的所述可用SNR来演算的。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述可用SNR是在线性域中累积的。

17.如权利要求10所述的设备，其特征在于，选择所述用于相继干扰消去系统的解码次序以力图最大化该系统的整体吞吐量。

18.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述用于选择用于相继干扰消去系统的解码次序的装置包括：

用于演算所传送信号与收到信号之间的受约束容量或互信息的装置；

用于累积混合自动重复请求(HARQ)系统中信号的所有传输的所述互信息的装置；以及

用于基于每个流的所述累积互信息和信息率来选择所述流的解码次序的装置。

19.一种用于无线通信的装置，包括：

用于接收包括多个分开地编码的数据流的合成无线多输入多输出(MIMO)信号的逻辑；

用于选择使用相继干扰消去来解码所述数据流的解码次序的逻辑；

用于基于所选解码次序解码第一数据流的逻辑；

用于在解码剩余流之前从所述收到信号中消去经解码流的干扰的逻辑，包括：

用于通过重编码和重调制所述经解码流来重构所述经解码流以获得经重构流的逻辑；

用于演算所述经解码流的重构权重向量的逻辑，包括：

用于基于收到导频信号估计信道属性的逻辑；

用于基于流的特性来演算与话务导频比有关的常量的逻辑；

用于将所述常量乘以源于导频信号对信道的估计以生成矩阵的逻辑；

用于提取所述矩阵的一列作为所述经解码流的所述重构权重向量的逻辑；

用于通过用所述重构权重向量对所述经重构流定标并将结果从所述合成收到信号中扣除来消去所述经解码流对所述收到合成信号的干扰的逻辑；以及

用于更新所述剩余流的解码次序并继续对所述剩余流的相继干扰消去的逻辑。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述用于选择用于相继干扰消去系统的解码次序的逻辑包括：

用于确定用于将每个流正确解码的所要求信噪比(SNR)的逻辑；

用于演算每个流的可用SNR的逻辑；

用于针对每个流从所述可用SNR扣除所要求SNR以获得中间值的逻辑；以及

用于基于所有流的所述中间值的降序来选择解码次序的逻辑。

21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，用于将流正确解码的所要求SNR是基于该流的解码器类型、编码率以及调制类型来演算的。

22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，每个解码器输入处的所述可用SNR是基于信道的统计量来演算的，其中所述统计量包括以下至少之一：信道冲激响应、平坦信道估计和噪声协方差矩阵。

23.如权利要求20所述的装置，其特征在于，每个解码器输入处的所述可用SNR是基于最小均方误差(MMSE)检测器的输出的统计量来演算的。

24.如权利要求20所述的装置，其特征在于，在混合自动重复请求(HARQ)系统中每个流的所述可用SNR是通过累积流的多次传输的所述可用SNR来演算的。

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述可用SNR是在线性域中累积的。

26.如权利要求19所述的装置，其特征在于，选择所述用于相继干扰消去系统的解码次序以力图最大化该系统的整体吞吐量。

27.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述用于选择用于相继干扰消去系统的解码次序的逻辑包括：

用于演算所传送信号与收到信号之间的受约束容量或互信息的逻辑；

用于累积混合自动重复请求(HARQ)系统中信号的所有传输的所述互信息的逻辑；以及

用于基于每个流的所述累积互信息和信息率来选择所述流的解码次序的逻辑。