CN102549993B - 用于检测多个符号块的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本文给出的示教提供了用于检测多个符号块的降低的计算复杂性，甚至对于包括比较大数量符号的组合的符号块也是如此。这些示教执行检测辅助的两个或更多阶段以当检测多个符号块时接连地减少被考虑用于符号块的符号的候选组合数量。具体地说，该示教识别多个符号块中至少一个符号块的候选符号组合的精简集，并且然后联合检测符号块中一个或多个截然不同符号组中的每个组以从那个精简集中确定候选符号组合的最终精简集。检测多个符号块将考虑用于符号块的符号的候选组合限制于为那个符号块识别的候选符号组合的最终精简集。

Description

用于检测多个符号块的方法和设备
技术领域
一般而言，本发明涉及符号块检测，并且具体地说，涉及使用多阶段辅助来降低符号块检测的复杂性。
背景技术
直接序列码分多址(DS-CDMA)系统(诸如宽带CDMA(WCDMA)中的高速分组接入(HSPA)服务和CDMA 2000中的类似分组服务)通过在高码片速率CDMA码上调制符号来发射符号序列。优选地，CDMA码与用于发射其它符号序列的码正交，从而允许接收器通过与具体码相关而从其它符号序列中分离出其期望的符号序列。
为了增大给定接收器的数据速率，可指定接收器接收使用不同正交码(其可具有或者可不具有相同的扩展因子)并行发送的多个符号序列。在这种情况下，接收器接收符号块序列，其中每个符号块包括两个或更多符号的组合。例如，在HSPA中，最高上行链路数据速率允许接收器接收在四个码片周期上发送的三个16-QAM符号的块。
然而当在扩散信道上接收到符号块序列时，破坏了码之间的正交性，时间连续符号块之间以及每个符号块内的符号之间的符号间干扰(ISI)结果。换句话说，用扩散传输信道，符号块的时间方式序列中任何给定符号块内的符号都经受来源于同一块中其它符号的干扰和来源于其它符号块的干扰。
类似的问题出现在非扩展系统、诸如长期演进(LTE)中，其中多个用户可被指定同一信道资源(频率副载波或时隙)。还可由多输入多输出(MIMO)传输引起ISI，在MIMO中从不同天线发送非正交符号序列。在所有情况下，需要某种形式的干扰抑制或均衡。
采用最大似然序列估计(MLSE)的一种方法将假设每个符号块中符号有所有MN个可能的组合，并形成用于确定最有可能的符号组合的度量，其中M是每个符号可采取的可能值的数量，并且N是每个符号块中的符号数量。然而，甚至对于HSPA上行链路中的三个16-QAM符号的块，每个符号块的163＝4096个可能符号组合呈现出这种方法不实际，这是因为要计算的度量的状态尺寸和数量过大。
另一种方法，通用MLSE仲裁(GMA)(也称为具有单阶段辅助(SSA)的辅助最大似然性检测(AMLD))降低了计算复杂性。见美国专利申请No.12/035,932，其与本申请是被共同拥有的。在具有SSA的AMLD中，执行检测辅助的阶段以识别每个符号块中单独符号的K个最有可能的可能符号值，其中K＜M。然后通过将假设用于每个符号块的符号的可能组合限制于从在检测辅助的阶段中识别的最有可能的可能符号值中形成的那些来检测符号块序列。由此，当检测符号块序列时，仅需要假设符号块的符号的KN个可能组合。例如，在HSPA上行链路中，如果检测辅助的该阶段识别符号块中符号的四个最有可能的可能符号值，则仅需要假设43＝64个可能组合，而不是4096个。
然而，在较高数据速率，这些和其它现有方法仍继续是过度复杂的。实际上，符号块中的符号数量随着数据速率的增大而增大，并且必须假设的符号的可能组合的数量由此随着数据速率的增大而增大。例如在HSPA下行链路中，符号块可由高达15个16-QAM符号组成，意思是，在以上示例中描述的具有SSA的AMLD方法甚至仍必须为每个符号块假设415个可能的符号组合。
发明内容
本文给出的示教为符号块检测提供降低的计算复杂性，甚至对于包括比较大数量符号的组合的符号块也是如此。这些示教执行检测辅助的两个或更多阶段，以当检测多个符号块时接连地减少考虑用于每个符号块的符号的候选组合数量。
具体地说，本文所示教的解调器配置成检测已接收信号中的多个符号块。每个符号块可包括候选符号组合的定义集内的任何符号组合。为了确定由每个符号块表示的符号组合，并由此检测多个符号块，在解调器中包含一个或多个辅助检测器、最终辅助检测器和检测器。一个或多个辅助检测器中的至少一个辅助检测器配置成检测符号块中的两个或更多单独符号，或者联合检测符号块中两个或更多截然不同符号组中的每个组。然而，共同地，一个或多个辅助检测器配置成从候选符号组合的定义集中对于至少一个符号块识别那个符号块的候选符号组合的精简集。例如在一个实施例中，辅助检测器通过确定符号块中每个单独符号的最有可能的候选符号值来识别那个符号块的候选符号组合的精简集，方式与在具有SSA的AMLD中的相同。
最终辅助检测器然后从为符号块识别的精简集中确定那个符号块的候选符号组合的最终精简集。最终精简集包含甚至比精简集中的候选符号组合更少的候选符号组合。为了确定这个最终精简集，最终辅助检测器诸如通过生成与组内的符号的可能组合相关联的联合度量并比较联合度量来识别最有可能的组合，联合检测符号块中一个或多个截然不同符号组中的每个组。
包含在解调器中的检测器此后检测多个符号块。然而，代替考虑定义集中的所有候选符号组合，检测器在将考虑用于符号块的符号的候选组合限制于为那个符号块确定的候选符号组合的最终精简集的联合检测过程中处理已接收信号。在根据一个或多个辅助检测器和最终辅助检测器的结果限制由检测器考虑的符号的候选组合时，这些辅助检测器大大降低了由检测器执行的符号块检测的复杂性。
一个或多个辅助检测器和最终辅助检测器因此可理解为接连地执行检测辅助的两个或更多阶段。检测辅助的每个阶段诸如通过在检测辅助阶段上联合检测符号块中越来越大的截然不同符号组来接连地减少要由检测器考虑用于符号块检测的符号块的候选符号组合数量。可基于对于每个符号存在多少可能值和在每个符号块内含有多少符号来选择或动态地改变在每个阶段的减少程度、在每个阶段实现减少的方式和检测辅助阶段数量(即辅助检测器数量)。
当然，本发明不限于以上特征和优点。实际上，本领域的技术人员在阅读了如下具体实施方式和看了附图后将认识到附加特征和优点。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的解调器的框图。
图2A是示例QPSK星座内符号的候选符号值的定义集的图解。
图2B是包括四个QPSK符号的组合的示例符号块的候选符号组合的定义集的图解。
图2C是例证根据本发明一个实施例的示例符号块的符号块序列检测辅助的图解。
图2D是根据本发明一个实施例按照符号块序列检测的网格中的示例状态空间的图解。
图3是例证各包括8个符号的组合的符号块的示例序列的符号块序列检测辅助的一个实施例的图解。
图4A是例证各包括11个符号的组合的符号块的示例序列的符号块序列检测辅助的一个实施例的图解。
图4B是例证各包括11个符号的组合的符号块的示例序列的符号块序列检测辅助的另一个实施例的图解。
图5是例证根据本发明用于检测符号块序列的方法的一个实施例的逻辑流程图。
图6是无线通信网络基站和对应用户设备的框图，它们中任一个或二者可配置有本发明的解调电路。
图7是发射器和接收器的一个实施例的框图，其中接收器配置有根据本文示教的解调电路。
具体实施方式
图1例证了解调器10的一个实施例，解调器10配置成检测由已接收信号16在逻辑上提供的符号块14的时间序列12。每个符号块14都包括N个符号18的组合，其中N≥2。如图1所示，例如，一个符号块14-1包括表示为s1、s2和s3的三个符号18的组合，而另一个符号块14-2包括表示为s4、s5和s6的三个其它符号18的组合。每个符号18都可具有M个可能值(本文中也称为“候选符号值”)中的任一个，其集合由用于形成符号18以便传输的调制星座定义。
在符号块14中的N个符号18中的每个符号都具有M个可能值的情况下，每个符号块14可包括MN个可能符号组合(在本文中也称为“候选符号组合”)的定义集内任何符号组合。为了确定由每个符号块14表示的符号组合，并由此检测符号块14的序列12，解调器10包括一个或多个处理电路20。一个或多个处理电路20包含一个或多个辅助检测器22、最终辅助检测器24和检测器26。
一个或多个辅助检测器23中的至少一个配置成检测符号块14中的两个或更多单独符号18，或者联合检测符号块14中符号18的两个或更多截然不同组中的每个组。通过用这种方式检测符号18或符号18的组，一个或多个辅助检测器22共同配置成从MN个候选符号组合的定义集中对于序列12中的至少一个符号块14识别Ra个候选符号组合的精简集23。为符号块14识别的候选符号组合的精简集23含有比定义集中更少的候选符号组合(即Ra＜MN)。
最终辅助检测器24配置成从这个精简集23中确定至少一个符号块14的Rf个候选符号组合的最终精简集25，其含有甚至比精简集23中更少的候选符号组合(即Rf＜Ra)。为了这么做，最终辅助检测器24诸如通过生成与组内的符号的可能组合相关联的联合度量并比较联合度量以识别最有可能的组合，来联合检测符号块14中符号18的一个或多个截然不同组。
检测器26配置成检测符号块14的序列12，并例如生成对应于序列12的软位值88。也就是说，检测器26配置成实际上确定由每一个符号块14表示的候选符号组合。然而，代替考虑定义集中的所有MN个候选符号组合，检测器26在将考虑用于符号块14的符号18的候选组合限制于为那个符号块14确定的Rf个候选符号组合的最终精简集25的联合检测过程中处理已接收信号16。在根据一个或多个辅助检测器22和最终辅助检测器24的结果限制由检测器26考虑的符号18的候选组合时，这些辅助检测器22和24大大降低了由检测器26执行的符号块检测的复杂性。
因而，在一些实施例中，一个或多个辅助检测器22和最终辅助检测器24可被理解为接连地执行检测辅助的两个或更多阶段。检测辅助的每个阶段都接连地减少要由检测器26考虑用于符号块检测的符号块14的候选符号组合数量。可基于对于每个符号18存在多少可能值(即M)和在每个符号块14内含有多少符号18(即N)来选择或动态地改变在每个阶段的减少程度、在每个阶段实现减少的方式和检测辅助的阶段数量(即辅助检测器22的数量)。
图2A-2D提供了对包括四个QPSK符号(即N＝4，M＝4)的K个符号块的序列进行上述符号块检测的简单示例。如图2A中具体示出的那样，每个QPSK符号可具有四个可能符号值中的任一个：-1+j(为了例证性目的标记为“A”)、1+j(“B”)、-1-j(“C”)和1-j(“D”)。这四个可能符号值包括用于每个QPSK符号的M＝4个候选符号值的定义集30。在符号块中N＝4个符号中的每个符号都具有M＝4个候选符号值的情况下，每个符号块可包括MN＝44＝256个候选符号组合的定义集32内的任何符号组合，如图2B所示。
图2C例证了由两个辅助检测器22和最终辅助检测器24对于K个符号块的序列中的一个符号块k执行的检测辅助的三个示例阶段。两个辅助检测器22中的第一个辅助检测器执行阶段一，并且这些辅助检测器22中的第二个辅助检测器执行阶段二。两个辅助检测器22从候选符号组合的定义集32中共同识别仅Ra＝4个候选符号组合的精简集23。最终辅助检测器24然后执行检测辅助的最终阶段以从这个精简集23中确定只Rf＝2个候选符号组合的最终精简集25。
更具体地说，执行阶段一的第一辅助检测器22检测符号块k内的四个单独符号中的每个符号，以从M＝4个候选符号值的定义集30中识别每个符号的S1＝2个候选符号值的精简集34。例如，在一个实施例中，第一辅助检测器22对于定义集30中的每个候选符号值确定符号实际上具有那个值的似然性，并将精简集34识别为包含S1＝2个最有可能的候选符号值。例如对于符号1，第一辅助检测器22将候选符号值A和B识别为所有可能符号值A、B、C和D当中符号1的最有可能的符号值。因而，第一辅助检测器22将这些值A和B包含在那个符号的候选符号值的精简集34-1中。同样对于符号4，第一辅助检测器22将候选符号值A和D识别为最有可能的并将它们包含在那个符号的候选符号值的精简集34-4中。
执行阶段二的第二辅助检测器22联合检测符号块k中两个截然不同符号组中的每个组，以识别每个组的S2＝2个候选符号组合的精简集36。此外，每个组是截然不同的，这是因为符号1和2形成一组，并且符号3和4形成另一组。没有交叠。在一个实施例中，例如，第二辅助检测器22计算与能够使用由第一辅助检测器22识别用于那些符号的精简集34中的候选符号值形成的每个组内的符号的可能组合相关联的联合度量(也就是说，在第二阶段识别的精简集36是基于在第一阶段识别的精简集34的)。第二辅助检测器22然后比较这些联合度量以识别用于那个符号组的S2＝2个最有可能的组合。例如在图2C的示例中，第二辅助检测器22联合检测包含该对符号1和2的截然不同符号组。可由第一辅助检测器22为符号1和2识别的精简集34-1和34-2中的候选符号值形成的符号1和2的组合包含：(A，B)、(A，A)、(B，B)和(B，A)。在这些可能组合当中，第二辅助检测器22将组合(A，B)和(B，B)识别为最有可能的。因而，第二辅助检测器22将这些组合包含在该符号组1和2的候选符号组合的精简集36-1、2中。同样，第二辅助检测器22将组合(D，D)和(C，A)识别为可使用由第一辅助检测器22为那些符号识别的精简集34-3和34-4中的候选符号值形成的那些组合当中该符号组3和4的最有可能的组合。
在已将每一个精简集36-1、2和36-3、4内的S2＝2个候选符号组合识别为两个符号组1、2和3、4的最有可能的组合的情况下，辅助检测器22由此共同为符号k识别候选符号组合的精简集23。也就是说，精简集23包含可使用为截然不同符号组1、2和3、4识别的精简集36-2、1和36-3、4中的候选符号组合形成的符号1、2、3、4的那Ra＝22＝4个组合：(A，B，D，D)、(A，B，C，A)、(B，B，D，D)和(B，B，C，A)。
在图2C中执行检测辅助的最终阶段的最终辅助检测器24联合检测在符号块k中包含所有四个符号的一个截然不同符号组。在这么做时，最终辅助检测器24从精简集23中识别用于那个符号块k的仅仅Sf＝2个候选符号组合的最终精简集25(因为最终辅助检测器24在这个示例中联合检测符号块中的所有符号，Sf＝Rf＝2)。类似于上面描述的第二辅助检测器22，最终辅助检测器24可生成与精简集23中的每个候选符号组合相关联的联合度量，并比较生成的联合度量以将精简集23中的候选符号组合的子集识别为最有可能的。例如在图2C中，最终辅助检测器24将精简集23内的候选符号组合(A，B，D，D)和(B，B，D，D)识别为最有可能的，并将它们包含在最终精简集25中。
图2D通过例证由检测器26执行的、检测K个符号块的序列的联合检测过程来继续以上示例。在这个示例中，联合检测过程包括序列估计过程，诸如MLSE，由此检测器26对网格40进行操作。K个符号块的序列在网格40中由状态空间42-1、42-2和42-3的序列表示，其中来自该示例的符号块k的状态空间是42-2。每个状态空间42都包括为对应符号块识别的Rf＝2个候选符号组合的最终精简集25，与MN＝44＝256个候选符号组合的定义集形成对比。符号块k的状态空间42-2例如被约束到在图2C中由最终辅助检测器24识别的Rf＝2个候选符号组合的最终精简集25：即(A，B，D，D)和(B，B，D，D)。通过状态空间42的整个序列互连候选符号组合的分支44的具体集合表示具体符号块序列。互连最有可能的候选符号组合序列的分支44的集合由检测器26的MLSE处理来识别，这在图2D中仅考虑数量减少的可能符号块序列，这是因为每个状态空间42的尺寸减小了。这显著降低了检测器26的计算复杂性。
当然，图2A-2D只表示本发明符号块检测的一个示例。在这个示例中，两个辅助检测器22和最终辅助检测器24共同执行检测辅助的三个阶段。执行第一阶段的辅助检测器22配置成检测符号块14中的两个或更多单独符号18，以识别每个符号18的候选符号值的精简集34，而执行第二阶段的辅助检测器22配置成联合检测符号块14中符号18的两个或更多截然不同组中的每个组，以识别每个组的候选符号组合的精简集36。
然而，本领域的技术人员将认识到，甚至可对于符号块的同一序列执行任何数量的检测辅助阶段，并且任一个辅助检测器22一般都可检测单独符号18，或联合检测符号18的组，而无需考虑那个辅助检测器22可执行检测辅助的哪个阶段。也就是说，一个或多个辅助检测器22中的任一个或每个都可联合检测符号块14中符号18的组，甚至辅助检测器22执行检测辅助的第一阶段。然而，至少一个辅助检测器22配置成检测符号块中的两个或更多单独符号，或者联合检测符号块中两个或更多截然不同符号组中的每个组。
例如在一些实施例中，一个或多个辅助检测器22和最终辅助检测器24配置成在检测辅助的两个或更多阶段上联合检测符号块14中符号18的越来越大的截然不同组。在任何给定阶段联合检测的符号18的截然不同组都可含有超过1的任何数量的符号18，不管那个数量是奇数还是偶数，条件是那个组含有与在前一阶段联合检测的符号18数量相比数量更多的符号18。不过在一个实施例中，截然不同组内的符号18的数量保持尽可能小，使得在检测辅助的任何给定阶段符号18的组都包括符号块14中符号18的对或来自在检测辅助的前一阶段联合检测的符号18的两个截然不同组的符号18。
图2C中已经提供了这种实施例的示例。在图2C中，执行检测辅助的第二阶段的第二辅助检测器22联合检测两个符号的截然不同组，并且执行检测辅助的最终阶段的最终辅助检测器24联合检测四个符号的截然不同组。
图3提供具有包括8个符号18的组合的符号块14的更突出示例。在图3中，执行检测辅助的第二阶段的辅助检测器22联合检测两个符号的截然不同组，并且执行检测辅助的第三阶段的辅助检测器22联合检测四个符号的截然不同组，并且执行检测辅助的最终阶段的最终辅助检测器24联合检测八个符号的截然不同组。当然，这个实施例可扩展用于含有任何数量符号18的符号块14。
然而，对于一些符号块14，诸如在图4A和4B中示出的那些，将截然不同组内的符号18的数量保持尽可能小可导致一个符号未包含在任何截然不同组内。例如在图4A和4B中，执行检测辅助的第二阶段的辅助检测器22配置成联合检测包括符号对(1，2)、(3，4)、(5，6)、(7，8)和(9，10)的截然不同符号组。在仅剩余一个符号的情况下，符号11未包含在任何截然不同组内。
在符号11未包含在任何截然不同组内的情况下，图4A实施例中的解调器10延缓进一步检测符号11，直到所有符号都被联合检测为一个大组时的检测辅助的最终阶段。通过延缓进一步检测符号11，辅助检测器22避免联合检测不同数量符号的组，由此最大化用于均衡的任何组合权重在符号组之间的共享。不过，作为折中，延缓进一步检测符号11还增加了最终辅助检测器24执行检测辅助的最终阶段的复杂性，最终辅助检测器24现在必须为符号块中符号考虑更大数量的候选符号组合。注意，第四个阶段可被分成两个子阶段以降低复杂性，但将需要计算甚至更多的组合权重。
为了降低最终辅助检测器24的复杂性，图4B的实施例中的一个或多个辅助检测器22还配置成联合检测截然不同符号组，其包含(1)来自在前一阶段联合检测的一个截然不同组的K个符号；以及(2)未包含在任何截然不同组中的单个符号或M个符号，其中M小于K(也统称为部分组，因为该组包含比在检测辅助的前一阶段联合检测的截然不同组更少的符号)。因而，图4B中执行检测辅助的第三阶段的辅助解调器22配置成联合检测截然不同符号组，其包含(1)符号9和10，它们在第二阶段作为一组联合检测；以及(2)符号11，其未包含在任何组内。通过在检测辅助的早期阶段将符号11并入用于联合检测的组中，图4B中的解调器10减少了在检测辅助的后期阶段必须考虑的候选符号组合数量。
不管一个或多个辅助检测器22组合符号块14中的符号18以便进行联合检测的特定方式如何，辅助检测器22都基于为符号块14中的符号18的组和/或单独符号18识别的精简集识别那个符号块14的候选符号组合的精简集23。更具体地说，一个或多个辅助检测器22将精简集23识别为能通过对于符号块14中的每个符号18使用如下项形成的组合集：(1)为包含该符号的、符号18的最大截然不同组识别的精简集中的候选符号组合或(2)如果该符号未包含在任何截然不同组中，则使用为该符号识别的精简集中的候选符号值。
例如在图4A中，在检测辅助的第四阶段联合检测的符号1、2、3、4、5、6、7和8的组是在其中联合检测任何符号1-8的最大截然不同组。类似地，在检测辅助的第二阶段联合检测的符号9和10的组是在其中联合检测符号9或10的最大截然不同组。最终，符号11未包含在任何截然不同组中。因而，图4A中的辅助检测器22将这个符号块14的候选符号组合的精简集23识别为能使用如下项形成的组合集：(1)在检测辅助第四阶段识别用于符号1、2、3、4、5、6、7和8的组的精简集中的候选符号组合；(2)在检测辅助第二阶段识别用于符号9和10的组的精简集中的候选符号组合；以及(3)在检测辅助第一阶段识别用于符号11的精简集中的候选符号值。
而且，上述实施例中的最终辅助检测器24已经通过联合检测符号块14中的所有符号的组识别了那个符号块14的最终精简集25。然而，其它实施例中的最终辅助检测器24仍可通过联合检测少于符号块14中所有符号的一个或多个截然不同组识别最终精简集25。例如，假设，回到图2C的示例中的检测辅助的第二阶段事实上是由最终辅助检测器24执行的最终阶段(意味着，第一阶段由单个辅助检测器22执行)。在这种情况下，最终辅助检测器24以在未修改示例中第二辅助检测器22联合检测几乎相同的方式联合检测两个符号的两个截然不同组中的每个组，由此将最终精简集25识别为组合(A，B，D，D)、(A，B，C，A)、(B，B，D，D)和(B，B，C，A)的集合。在以这种方式修改图2C中的示例的情况下，在图2D中示出的序列估计过程中的符号块k的状态空间42-2然后将包含这四个组合的全部，而不只是两个组合。
本发明也考虑上述实施例的其它修改、变型和改进。例如在一个实施例中，联合检测符号块14中符号18的两个或更多截然不同组中每个组的辅助检测器22最小化识别那个组的候选符号组合的精简集所需的计算次数。具体地说，辅助检测器22生成与该组中符号18的候选符号组合相关联的联合度量并按某种顺序(例如基于与构成候选符号组合的符号18的组或符号18相关联的似然性度量)比较那些联合度量。
例如，在图2C的示例中，执行检测辅助的第一阶段的第一辅助检测器22可以确定符号1最有可能具有候选符号值A，并且接下来最有可能具有候选符号值B。第一辅助检测器22还可以确定符号2最有可能具有候选符号值B，并且接下来最有可能具有候选符号值A。因此，执行检测辅助的第二阶段的第二辅助检测器22生成与可由第一阶段识别的精简集34-1和34-2形成的符号1和2的候选符号组合(B，B)、(A，A)、(A，B)和(B，A)相关联的联合度量。为了识别包含这些组合中最有可能组合的精简集36-1、2，第二辅助检测器22按基于由第一阶段为单独符号确定的似然性的顺序比较为这些组合生成的联合度量。例如在一个实施例中，第二辅助检测器22创建候选符号组合的有序列表，其中(A，B)最初假设为最有可能的，(B，B)假设为接下来最有可能的，后面是(A，A)并且然后是(B，A)，并使用分类算法，诸如冒泡分类或插入分类，以在需要时基于比较为那些组合生成的联合度量来重新排序。因为不需要分类整个列表，所以可使用部分插入分类。用部分分类，仅保持了某一数量的最佳值。例如，候选值可与列表上的最后值相比较，并且如果没有更好，则被丢弃。否则，它与列表中的其它值相比较。还可使用其它分类方法，诸如部分二进制插入分类。不管怎样，因为列表最有可能已经是按顺序的，并且因为按基于从第一阶段确定的每个单独符号的似然性的顺序进行比较，所以第二辅助检测器22识别最有可能组合所需的比较次数从否则本该需要的次数下降了。为了更进一步降低所需的比较次数，第二辅助检测器22可配置成甚至不考虑若干最不可能组合(例如B，A)。
上述实施例的其它变型关于在检测辅助的每个阶段确定精简集尺寸S1、S2、...Sf(而无论其包含用于单独符号18的候选符号值的精简集、用于符号18的截然不同组的候选符号组合的精简集、用于符号块14的候选符号组合的精简集23还是最终精简集25)。在一个实施例中，在检测辅助的每个阶段识别的精简集尺寸是固定的。例如，在图2C的示例中，为了例证性目的，在S1＝S2＝Sf＝2时，每个阶段的精简集的尺寸是固定的。然而，一般而言，在每个阶段的尺寸可基于在那个阶段由辅助检测器22、24经历的信号质量和/或延迟扩展固定。例如，当越来越多的信号能量必须被消耗以抑制ISI时，信号质量在检测辅助的早期阶段下降了，但是当对ISI做贡献的其它符号18变成正在检测的联合符号的一部分时，信号质量在后期阶段开始提高。因而，精简集的尺寸可固定成在检测辅助的早期阶段越来越大，并在后期阶段越来越小。
备选地，可基于在每个阶段识别的精简集中包含正确的(即实际发射的)候选符号值或候选符号组合的概率而固定在那个阶段的尺寸。可凭经验确定这个概率，其方式是通过对于在某阶段的精简集的不同可能尺寸进行模拟等并且将该阶段的尺寸固定到其概率满足或超过目标概率的最小可能尺寸。
当然，在其中在每个阶段的精简集的尺寸被固定到满足目标性能标准所需的最小尺寸的实施例中，这些阶段的复杂性可能仍然是受约束的。为了降低阶段的复杂性同时保持目标性能标准，由至少一个阶段识别的精简集的尺寸可基于超过为那个阶段确定的最小尺寸的偏移(offset)来固定。例如，通过增大在早期阶段识别的精简集的尺寸，在后期阶段识别的、满足目标性能标准所需的精简集的尺寸可能更小(导致这些后期阶段的计算复杂性更小)。
即使由阶段识别的精简集的尺寸是固定的，但在一些实施例中，例如基于检测的先前符号块14调整那个尺寸。例如在一个实施例中，该尺寸的调整是基于由检测辅助的一个阶段识别的精简集中的每个候选符号值或候选符号组合形成包含在由检测辅助的随后阶段识别的精简集中的候选符号组合的一部分的频率。如果由早期阶段识别的精简集中的候选符号值或候选符号组合例如按似然性顺序排列，并且最后排列的值或组合很少包含在由后期阶段识别的精简集中，则由早期阶段识别的精简集的尺寸可减小。否则，尺寸可增大。
在其它实施例中，例如基于当前正在检测的符号块14动态地改变由阶段识别的精简集的尺寸。例如，由至少一个阶段识别的精简集的尺寸可基于在那个阶段的已接收信号16的信号质量动态地改变。在这种情况下，如果信号质量低，则那个精简集的尺寸可动态增大，并且如果信号质量高，则动态下降。
虽然以上论述已经为了例证性目的一般性地假设由检测辅助的阶段识别的所有精简集都是相同尺寸，但本领域技术人员将认识到，精简集的尺寸可以改变，即便它们由同一阶段识别时也可以改变。在这种情况下，一个或多个辅助检测器22可配置成基于在前一阶段为符号18或符号18的组确定的精简集的尺寸形成至少一个阶段的符号18的截然不同组。例如对于包括八个符号18的组合的符号块14，第一阶段可确定用于尺寸为1、1、2、3、4、4、5和7的那些符号18的候选符号值的精简集。因而，执行检测辅助第二阶段的辅助检测器22可配置成联合检测形成为使具有大精简集的符号18与具有小精简集的符号18成对(例如使具有精简集尺寸1的符号与具有精简集尺寸7的符号成对，并以相同方式继续使1与5、2与4和3与4成对)的符号18的截然不同组。
有关解调器10的详细实现存在很大的灵活性。例如，一个或多个辅助检测器22可各包括耙式接收器、通用耙式接收器、判定反馈均衡器(DFE)、最小均方差(MMSE)均衡器或适合于基于每个符号处理已接收信号16并识别每个符号的可能符号值集合的类似形式均衡。一个或多个辅助检测器22还可包括块DFE(BDFE)、块线性均衡器(BLE)或适合于联合检测符号块14中的符号18的截然不同组并识别这种组的可能符号组合集的类似形式均衡。对于配置成联合检测符号块14中符号18的一个或多个截然不同组的最终辅助检测器24以及检测器26也可以这么说。在“Blockequalization and generalized MLSE arbitration for the HSPA WCDMA uplink”(G.E.Bottomley，IEEE VTC Fall 2008，Calgary，Canada，Sept.21-24，2008)中详细描述了码特定的BDFE和BLE实现。这个引用文献假设对在同一符号周期发射的所有符号的联合检测。修改考虑用于联合检测符号子集的处理权重是简单明了的。在Bottomley等人的题为“A Method and apparatus forblock-based signal demodulation”的待审的美国专利申请No.12/035,846中描述了码特定和码平均的形式。码平均的形式是优选的，这是因为它们是更不复杂的。注意，所用的滤波权重取决于正在联合检测的组中的符号数量。当然，检测器26还可包括适合于仅考虑用于序列12中每个符号块14的数量减少的候选符号组合的MLSE。
由一个或多个辅助检测器22、最终辅助检测器24和检测器26采用的均衡形式甚至可在检测辅助的同一阶段内在符号18或符号18的组之间不同。此外，均衡可在码片级执行，处理来自一个或多个接收天线的码片样本，在符号级执行，例如使用耙式组合值或通用耙式组合值，或甚至在位级执行。
假定，可灵活地实现解调器10所执行均衡的所有或至少相当大的部分，解调器10可配置成有选择地执行上面所提及均衡处理中的任何一个或多个。这种选择可响应于变化的接收条件(例如信道扩散和/或SNR)调整执行的均衡。
记住解调器10的变型和实现的以上各点，本领域技术人员将认识到，本发明的解调器10一般执行在图5中例证的方法以检测已接收信号中的多个符号块。根据图5，方法开始于执行检测辅助的一个或多个阶段。在检测辅助的那些阶段中的至少一个阶段，该方法包含检测符号块中的两个或更多单独符号，或联合检测符号块中两个或更多截然不同符号组中的每个组。执行检测辅助的这些阶段共同包含从候选符号组合的定义集中对于多个符号块中的至少一个符号块14识别那个符号块的候选符号组合的精简集23(块100)。该方法继续执行检测辅助的最终阶段。在检测辅助的最终阶段，该方法包含联合检测符号块14中符号18的一个或多个截然不同组中的每个组，由此从为那个符号块14识别的精简集23确定候选符号组合的最终精简集25(块110)。该方法然后继续通过在将考虑用于符号块14的、符号18的候选组合限制于候选符号组合的对应最终精简集25的联合检测过程中处理已接收信号16来检测多个符号块14(块120)。在限制考虑用于符号块14的、符号18的候选组合时，该方法大大降低了符号块检测的计算复杂性。
从本发明得到的符号块检测复杂性的显著降低可特别有益于无线通信上下文中的已接收信号处理，不过本发明不限于这种应用。虽然对于CDMA系统进行了描述，在其中检测符号块的时间序列，但是本发明也适用于码序列、副载波序列和空间序列。它还适用于不同类型序列的组合。由此，一般而言，本发明适用于多个符号块。例如，在LTE系统的下行链路中，使用MIMO。虽然在时间上不同的符号块之间可能没有ISI，但在空间上在从不同发射天线或射束发送的符号之间有ISI。例如使用4x4MIMO的情况下，在4个符号的组内存在ISI。在这种情况下，第一检测辅助阶段可检测四个单独符号中的每个，并且最终检测辅助阶段可联合检测各两个符号的两组中的每个组。检测器26然后可联合检测所有四个符号的组。
不管怎样，用于联合检测符号子集的处理权重被很好地理解；例如见“Combined array processing and space-time coding”(V.Tarokh，A.Naguib，N.Seshadri and A.R.Calderbank，IEEE Trans.Info.Theory，vol.45，no.4，pp.1121-1128，May 1999)。注意，在检测辅助的最终阶段，用于联合检测的一组或多组符号的形成可能不是随机的。例如，将有利的是，使彼此更多干扰的符号成对。这例如可使用在“Reduced-complexity detection algorithmsfor systems using multi-element arrays”(X.Li，H.C.Huang，A.Lozano，and G.J.Foschini，Proc.IEEE Globecom，San Francisco，Nov.17-Dec.1，2000，pp.1072-1076)中所描述的信道矩阵来确定。
另一个示例是LTE上行链路，在其中使用单载波方法。该方法有效地在时间上顺序地、一次一个地发射符号。在这种情况下，符号块可定义为4个有顺序的符号(例如符号1、2、3、4是一个块，符号5、6、7和8是另一个块，等等)。在“Block decision feedback equalization”(D.Williamson，R.A.Kennedy，and G.W.Pulford，IEEE Trans.Commun.，vol.40，no.2，pp.255-264，Feb.1992)中描述了这种情况下BDFE的组合权重的形成。
因此，一般而言，本文所用的符号块可包含使用不同正交码并行发送的两个或更多符号的组合、从不同天线发送的两个或更多符号或在所关注的时间间隔中发射的两个或更多符号。
鉴于上面描述的变型，图6例证了用在无线通信网络中的基站50，用于支持与用户设备(UE)52的无线通信。基站50例如包括WCDMA、LTE、CDMA 2000或其它类型的基站，并且UE 52包括蜂窝无线电电话、寻呼机、网络接入卡、计算机、PDA或其它类型的无线通信装置。
在一个实施例中，UE 52包含本文所示教的解调器10的实施例，用于处理由基站50通过时间扩散信道56发射的下行链路信号54。附加地或备选地，基站50包含本文所示教的解调器10的实施例，用于处理由UE通过时间扩散信道59发射的上行链路信号58，该信道可以与信道56相同或不同。
图7提供了更详细的但非限制性的发射器/接收器示例。在发射器60处，可选地使用前向纠错(FEC)编码器64(诸如卷积编码器或turbo码编码器)对信息符号62进行编码。所得到的调制解调器位被提供给调制器66，在此形成调制解调器符号(例如QPSK、16-QAM)并且调制解调器符号用于调制波形，诸如扩展波形或OFDM副载波。在OFDM副载波上调制调制解调器符号之前，可利用离散傅里叶变换对调制解调器符号进行预编码，如LTE的上行链路中的情况那样。所得到的信号然后在RF发射电路68中被调制到无线电载波上，并在一个或多个发射天线70上被发射。发射的信号72经过传输介质74，诸如多径衰落信道，并到达接收器78处的一个或多个接收天线76。已接收信号由前端RF电路80处理，该前端RF电路将它们向下混频到基带，并将它们数字化，以形成在此实施例中表示早期识别的已接收信号16的基带信号。包括已接收信号16的已接收信号值由此表示符号块14的给定序列12，或以其他方式传达它。
接收器处理电路82包含解调器10的实施例，解调器10可配置成处理已接收信号16。具体地说，如本文所示教的，解调器10包含一个或多个辅助检测器22、最终辅助检测器24和检测器26。至少一个辅助检测器22检测符号块14中的两个或更多单独符号18，或者联合检测符号块14中符号18的两个或更多截然不同组中的每个组。一个或多个辅助检测器22从候选符号组合的定义集中对于序列12中的至少一个符号块14共同识别候选符号组合的精简集。最终辅助检测器24然后联合检测符号块14中符号18的一个或多个截然不同组中的每个组，由此从为那个符号块识别的精简集中确定候选符号组合的最终精简集。最后，检测器26通过在将考虑用于符号块14的符号18的候选组合限制于为那个符号块14确定的候选符号组合的最终精简集的联合检测过程中处理已接收信号16来检测符号块14的序列12。
在这么做时，解调器10可生成符号块14的序列12中符号18的软位值88。软位值88指示关于所检测位的可靠性的信息。检测器26例如可根据软输出维特比算法(SOVA)生成软位值88，该算法在“A ViterbiAlgorithm with Soft-Decision Outputs and its Applications”(J.Hagenauer andP.Hoeher，Proc.Globecom，Dallas TX，Nov.27-30，1989)中被描述。在这种情况下，检测器26基于(1)为检测的符号块序列(其包含序列中表示的具体位的已检测位值)计算的度量与(2)为包含与那个具体位的已检测位值互补的位值的非检测符号块序列计算的度量之间的差生成软位值88。
然而，因为本发明的检测器26未考虑符号块14的符号18的所有候选组合，因此检测器26可以不考虑或不以其他方式计算包含与已检测位值互补的位值的非检测符号块序列的度量。因而，检测器26还可使用其它已知方法生成软位值88，诸如由“Soft Bit Generation for Reduced-StateEqualization in EDGE”(H.Arslan and D.Hui，Proc.Wireless Communicationsand Networking Conference，Mar.20，2003，pp.816-820)和“On Post-DecisionSymbol-Reliability Generation”(N.Seshadri and P.Hoeher，IEEE InternationalConference on Communications，Geneva，May 23-26，1993)所描述的那些方法。
例如，在一个实施例中，检测器26执行第一联合检测过程以生成其中一些软位值88并执行第二联合检测过程以生成其余软位值88。具体地说，检测器26在第一联合检测过程中通过限制考虑的可能符号块序列数量(例如通过从最有可能的符号块中形成网格中的状态空间)检测符号块序列。考虑的可能符号块序列可包含或可不包含与已检测位值互补的位值。因此，检测器26为确实具有由可能序列表示的互补位值的那些已检测位值生成软位值88。
在第二联合检测过程中，检测器26将考虑的可能符号块序列限制于检测的符号块序列和具有与已检测位值互补的位值的那些可能序列(例如通过从包含在检测的序列中的符号块和具有与已检测位值互补的一个或多个位值的那些中形成网络中的状态空间，即便它们不是最可能的时也是如此)。网格简单得多，这是因为仅生成软位检测所需的路径，即偏离且返回给出单个位翻转(bit flip)的检测的路径的那些。基于为这些可能符号块序列计算的度量，检测器26生成其余软位值88，即，没有在第一联合检测过程中表示的互补位值的已检测位值的那些软位值。当然，检测器26在第二联合检测过程中也可为确实具有在第一过程中表示的互补位值的已检测位值生成附加软位值88。在这种情况下，检测器26例如可基于哪个软位值指示更大可靠性来选择哪个软位值88要用于具体已检测位值。
不管生成它们的特定方式如何，软位值88都由解调器10输出并输入到解码电路84。解码电路84基于提供的软位值88解码检测的符号18以恢复最初发射的信息。解码电路84将这种信息输出到一个或多个附加处理电路86以便进一步操作。附加处理电路的性质随接收器78的预计功能或目的(例如基站电路、移动终端电路等)而变化，并且应该更一般地理解，接收器78的所例证架构是非限制的。
同样，上述说明书和附图全部给出了本文示教的方法和各个设备的非限制性示例。这样，本发明不受以上说明书和附图的限制。而是，本发明仅受如下权利要求书及其合法等效方案限制。

Claims (34)

1.一种解调器，配置成检测已接收信号中的多个符号块，每个符号块包括两个或更多符号的组合，所述解调器包括：
一个或多个辅助检测器，其中至少一个辅助检测器配置成检测符号块中的两个或更多单独符号，或者配置成联合检测符号块中两个或更多截然不同符号组中的每个组，由此从候选符号组合的定义集中对于所述多个符号块中的至少一个符号块共同识别那个符号块的候选符号组合的精简集；
最终辅助检测器，配置成联合检测符号块中一个或多个截然不同符号组中的每个组，由此根据为那个符号块识别的所述精简集确定候选符号组合的最终精简集；以及
检测器，配置成通过在将考虑用于符号块的符号的候选组合限制于候选符号组合的对应最终精简集的联合检测过程中处理所述已接收信号来检测所述多个符号块，
其中所述一个或多个辅助检测器和所述最终辅助检测器配置成接连地执行检测辅助的两个或更多阶段，并在检测辅助的那些阶段上联合检测所述符号块中越来越大的截然不同符号组，
其中所述一个或多个辅助检测器和所述最终辅助检测器配置成联合检测各包括如下项的截然不同符号组：
所述符号块中的符号对；或者
来自在检测辅助的前一阶段联合检测的两个截然不同符号组的符号。
2.如权利要求1所述的解调器，其中所述一个或多个辅助检测器还配置成联合检测包括来自在前一阶段联合检测的一个截然不同组的符号以及未包含在任何截然不同组中的单个符号的截然不同符号组。
3.如权利要求1所述的解调器，其中所述一个或多个辅助检测器中的至少一个辅助检测器配置成：
检测所述符号块中的两个或更多单独符号，以识别每个符号的候选符号值的精简集；或者
联合检测所述符号块中两个或更多截然不同符号组中的每个组，以识别每个组的候选符号组合的精简集。
4.如权利要求3所述的解调器，其中所述一个或多个辅助检测器中的至少一个辅助检测器配置成或所述最终辅助检测器配置成或二者都配置成联合检测截然不同符号组，其方式是通过：
生成与所述组中的符号的候选符号组合相关联的联合度量；以及
比较生成的联合度量以识别所述组中的符号的最有可能的候选符号组合。
5.如权利要求4所述的解调器，其中所述一个或多个辅助检测器中的至少一个辅助检测器配置成或所述最终辅助检测器配置成或二者都配置成按基于与构成截然不同组中的符号的所述候选符号组合的符号组或符号相关联的似然性度量的顺序比较为那些候选符号组合生成的所述联合度量。
6.如权利要求3所述的解调器，
其中符号的候选符号值的精简集包括所述符号的候选符号值的定义集当中的那个符号的最有可能的符号值；以及
其中截然不同组的候选符号组合的精简集包括所述组的所有候选符号组合当中的那个组的最有可能的符号组合。
7.如权利要求3所述的解调器，其中所述一个或多个辅助检测器配置成将符号块的候选符号组合的所述精简集共同识别为对于所述符号块中的每个符号使用如下项的可能组合集：
为包含所述符号的最大截然不同符号组识别的所述精简集中的所述候选符号组合；或者
如果那个符号未包含在任何截然不同组中，则使用为所述符号识别的所述精简集中的所述候选符号值。
8.如权利要求3所述的解调器，其中所述一个或多个辅助检测器和所述最终辅助检测器配置成接连地执行检测辅助的两个或更多阶段，在检测辅助的第一阶段之后的每个阶段识别的所述精简集是基于在前一阶段识别的所述精简集来识别的。
9.如权利要求8所述的解调器，其中由检测辅助的至少一个阶段识别的精简集的尺寸是基于超过为那个阶段确定的最小尺寸的偏移来固定的。
10.如权利要求8所述的解调器，其中由检测辅助的至少一个阶段识别的精简集的尺寸是基于在那个精简集中包含正确候选符号值或候选符号组合的概率来固定的。
11.如权利要求8所述的解调器，其中所述一个或多个辅助检测器配置成调整由检测辅助的至少一个阶段识别的精简集的尺寸，所述调整是基于那个精简集中的每个候选符号值或候选符号组合形成包含在由检测辅助的随后阶段识别的精简集中的候选符号组合的一部分的频率。
12.如权利要求8所述的解调器，其中检测辅助的至少一个阶段的为符号或截然不同符号组确定的精简集的尺寸基于在那个阶段的已接收信号的信号质量动态地改变。
13.如权利要求8所述的解调器，其中所述一个或多个辅助检测器配置成形成检测辅助的至少一个阶段的截然不同符号组，所述形成是基于在前一阶段为符号或截然不同符号组确定的精简集的尺寸。
14.如权利要求8所述的解调器，其中所述检测器还配置成为所述多个符号块生成软位值。
15.如权利要求1所述的解调器，其中每个符号块包括使用不同正交码并行发送的两个或更多符号的组合。
16.如权利要求1所述的解调器，其中每个符号块包括从不同天线发送的两个或更多符号的组合。
17.如权利要求1所述的解调器，其中每个符号块包括在所关注时间间隔中发射的两个或更多符号的组合。
18.一种由解调器实现的用于检测已接收信号中的多个符号块的方法，每个符号块包括两个或更多符号的组合，所述方法包括：
执行检测辅助的一个或多个阶段，其方式是通过在至少一个阶段检测符号块中的两个或更多单独符号，或者联合检测符号块中两个或更多截然不同符号组中的每个组，由此从候选符号组合的定义集中对于所述多个符号块中的至少一个符号块共同识别那个符号块的候选符号组合的精简集；
执行检测辅助的最终阶段，其方式是通过在所述最终阶段联合检测符号块中一个或多个截然不同符号组中的每个组，由此从为那个符号块识别的所述精简集中确定候选符号组合的最终精简集；以及
通过在将考虑用于符号块的符号的候选组合限制于候选符号组合的对应最终精简集的联合检测过程中处理所述已接收信号来检测所述多个符号块，
其中执行检测辅助的一个或多个阶段以及执行检测辅助的最终阶段包括通过在检测辅助的两个或更多阶段上联合检测所述符号块中越来越大的截然不同符号组来接连地执行检测辅助的那些阶段，
其中在检测辅助的所述阶段上联合检测所述符号块中越来越大符号组包括联合检测各包括如下项的截然不同符号组：
所述符号块中的符号对；或者
来自在检测辅助的前一阶段联合检测的两个截然不同组的符号。
19.如权利要求18所述的方法，其中在检测辅助的所述阶段上联合检测所述符号块中越来越大的截然不同符号组还包括联合检测包括来自在前一阶段联合检测的一个截然不同组的符号以及未包含在任何截然不同组中的单个符号的截然不同符号组。
20.如权利要求18所述的方法，其中执行检测辅助的一个或多个阶段包括在至少一个阶段：
检测所述符号块中的两个或更多单独符号，以识别每个符号的候选符号值的精简集；或者
联合检测所述符号块中两个或更多截然不同符号组中的每个组，以识别每个组的候选符号组合的精简集。
21.如权利要求20所述的方法，其中联合检测符号块中截然不同符号组包括：
生成与那个组中的所述符号的候选符号组合相关联的联合度量；以及
比较生成的联合度量以识别那个组中的所述符号的最有可能的候选符号组合。
22.如权利要求21所述的方法，其中比较所述生成的联合度量包括按基于与构成截然不同组中的符号的所述候选符号组合的符号组或符号相关联的似然性度量的顺序比较为那些候选符号组合生成的所述联合度量。
23.如权利要求20所述的方法，
其中符号的候选符号值的精简集包括所述符号的候选符号值的定义集当中的那个符号的最有可能的符号值；以及
其中截然不同组的候选符号组合的精简集包括所述组的所有候选符号组合当中的那个组的最有可能的符号组合。
24.如权利要求20所述的方法，其中执行检测辅助的一个或多个阶段以对于所述多个符号块中的至少一个符号块共同识别那个符号块的候选符号组合的精简集包括将所述符号块的候选符号组合的所述精简集识别为对于所述符号块中的每个符号使用如下项的可能组合集：
为包含所述符号的最大截然不同符号组识别的所述精简集中的所述候选符号组合；或者
如果那个符号未包含在任何截然不同组中，则使用为所述符号识别的所述精简集中的所述候选符号值。
25.如权利要求20所述的方法，其中执行检测辅助的一个或多个阶段以及执行检测辅助的最终阶段包括接连地执行检测辅助的两个或更多阶段，在检测辅助的第一阶段之后的每个阶段识别的所述精简集是基于在前一阶段识别的所述精简集来识别的。
26.如权利要求25所述的方法，其中由检测辅助的至少一个阶段识别的精简集的尺寸是基于超过为那个阶段确定的最小尺寸的偏移来固定的。
27.如权利要求25所述的方法，其中由检测辅助的至少一个阶段识别的精简集的尺寸是基于在那个精简集中包含正确候选符号值或候选符号组合的概率来固定的。
28.如权利要求25所述的方法，还包括调整由检测辅助的至少一个阶段识别的精简集的尺寸，所述调整是基于那个精简集中的每个候选符号值或候选符号组合形成包含在由检测辅助的随后阶段识别的精简集中的候选符号组合的一部分的频率。
29.如权利要求25所述的方法，其中由检测辅助的至少一个阶段为符号或截然不同符号组确定的精简集的尺寸基于在那个阶段的已接收信号的信号质量动态地改变。
30.如权利要求25所述的方法，还包括检测辅助的至少一个阶段的截然不同符号组是基于在前一阶段为符号或截然不同符号组确定的精简集的尺寸形成的。
31.如权利要求18所述的方法，还包括为所述多个符号块生成软位值。
32.如权利要求18所述的方法，其中每个符号块包括使用不同正交码并行发送的两个或更多符号的组合。
33.如权利要求18所述的方法，其中每个符号块包括从不同天线发送的两个或更多符号的组合。
34.如权利要求18所述的方法，其中每个符号块包括在所关注时间间隔中发射的两个或更多符号的组合。
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