CN103181098A - 用于协同无线通信的软转发 - Google Patents

Abstract

这里描述了为无线中继网络提供软错误编码。例如，无线中继网络中的无线节点可以从源节点接收直接信号，并可以从中继节点接收源信号的转发版本。包含在转发版本中的信息标记被用于确定中继节点是否适当地接收到源信号。如果中继节点错误地接收源信号，并且目的地节点错误地接收源信号，则可以从源信号的转发版本产生判决信息并用于协助在目的地节点上对源信号的解码。与传统的信号解码技术相比，软判决信息改善了无线中继系统的端到端性能，同时减轻了中继节点的复杂度和带宽需求。

Description

用于协同无线通信的软转发

相关申请的交叉引用

本专利申请要求对2010年12月1日提交的题为“NOVEL SOFTFORWARDING TECHNIQUE FOR COOPERATIVE COMMUNICATION”的临时专利申请序列号61/418,811的优先权，其通过引用显式地结合于此。

技术领域

本发明一般地涉及协同无线通信，且更具体而言涉及为协同中继无线通信提供纠错。

背景技术

无线通信是现代的电子通信领域中快速发展的技术。例如，蜂窝通信系统在近几十年经历了指数增长，服务于全世界范围的几十亿用户。在现代社会和商业交流的很多方面，移动电话在世界上的工业和发展部分中都已成为生活的重要部分。

移动电话和相关的移动电子通信设备给消费者提供了很大的便利。结果，在全世界范围的很多家庭、商业和校园中，无线网络已经开始逐渐替代有线网络。这些设备的新应用，包括传感器网络、自动高速公路和工厂等，已经在无线通信的整个领域的各种研发中出现。尽管无线通信和相关应用的扩展已经是爆炸性的，在设计强健的无线网络来为持续发展的应用提供足够的性能和质量时仍然存在很多技术挑战。

传统上，无线网络与有线电子通信相比提供明显的优势，包括移动电话的方便性和便携性，以及移动电话的快速增长的处理技术。但是，物理有线通信具有更大的带宽能带来更大的传输速率。无线网络与物理有线网络竞争的一个挑战是增加无线通信的带宽。无线通信的另一挑战是多路径衰落，其引起由于信号功率变化而带来的接收信号的误检测。

无线技术的各种最近的进展已经提供了对无线通信的数据速率和检测概率的提升。例如，多输入多输出（MIMO）系统已经被发展为通过空间多路复用来改善无线通信的频谱效率。通过空间-时间编码和光束形成，无线链路的强健性和可靠性也被提升。一般来说，随着发送器和接收器中出现多个射频天线，MIMO系统和空间复用技术是可能的。

用于减轻无线通信的衰落信道的负面结果的一种广泛接受的技术是分集技术。但是，在很多无线网络中，由于尺寸、复杂度、成本或相关的限制，电子设备可能无法支持多个天线。在该情形下，对于传统的设备和系统，可能无法实现MIMO通信的好处。相反，这些系统和设备一般需要替代的技术来克服物理硬件限制来实现分集。

相对来说，协作无线通信是新的方法，来提供分集增益以提升无线网络能力。协作通信促进了在单天线用户装置之间的资源共享，其中各个用户设备可以互相通信，实现包含多个单天线设备的虚拟多天线阵列。虚拟MIMO系统可以以该方式来建立，其可以用多天线基站来实现分集发送和分集接收。尽管单天线用户装置自己不能根据该技术来实现分集，但是通过对从另一用户装置或基站接收的信号进行中继，可以在目的地处接收所发送的信息的附加版本，实现空间分集。

在协作通信时，可以以两种一般类型来执行信号中继或信号转发，包括硬转发和软转发。硬转发一般被认为是传统的方式，其协作地使用硬判决比特。通过分析信号信息并针对该信号信息来确定固定集合的可能值（一般是二进制上下文中的1或0），以高电平的角度来生成硬判决比特。相反，软转发涉及分析信号信息并从该信号信息产生一信息范围，例如在固定集合的可能值之间，并将该范围的信息转发到目的地设备。

通过提供关于信号信息的附加信息，软转发易于提升无线通信的端到端性能，特别是对有噪声或者较差的无线信道。但是，软转发增加了复杂度和处理开销，在某些情形下禁止这样。因此，在真实世界的无线通信系统中，现有的软转发技术的应用可能被限制。

传统无线通信系统的上述缺陷仅用于提供现有技术的某些问题的概述，而不是要穷举。通过下列详细描述，现有技术的其他问题以及这里描述的各个非限制实施例的相应的某些优势将变得更为明显。

发明内容

下面展示了简单的总结来提供对各个实施例的某些方面的基本理解。该总结不是对各个实施例的扩展概述。它不是要标识各个实施例的关键或重要元素，也不是要描述这样的实施例的范围。其唯一的目的是以简化的形式来展示各个实施例的某些构思，作为后面展示的更为详细的描述的前奏。

主题公开的各个方面提供了协作无线通信网络中改善的纠错。提供软解码机制，其改善了协作无线通信环境中的端到端性能，同时降低了传统的软转发技术中的复杂度。因此，主题公开提供了改进的纠错，其可以结合现有的协作无线通信硬件来更实际地实现。

在主题公开的某些方面，中继节点可以从源节点接收源信号，并使用解码和转发技术来将源信号版本转发到目的地节点，为目的地节点提供了分集传输。此外，中继节点可以包括信息标记，该信息标记指明所接收到的传输是被正确还是错误地接收。

接收所转发的版本的目的地节点可以参考信息标记来确定中继节点是否正确地接收了源信号。如果在中继节点没有正确地接收源信号，目的地节点可以从所转发的版本产生软信息，并使用该软信息来改善源信号的解码。在目的地使用软信息可以提高源信号的解码概率，特别是对较差的源-中继信道。此外，在目的地节点产生软信息降低了中继节点中的复杂度和处理开销，同时降低中继-目的地信道的带宽需求。

根据主题公开的一个或多个特定的方面，基于从中继信号提取的硬编码比特，结合源-中继信道的可靠性信息，在目的地节点产生软信息。硬编码比特可以被重新编码和重新调制，并被用作中继信号的信道概率函数的码元。此外，提供给目的地节点的信道状态信息可被改变来产生用于中继信号的信道概率函数的幅度。用于中继信号的信道概率函数可以和用于源信号的概率信息相加，以产生用于源信号的硬判决比特，由此对源信号进行解码。

根据其他方面，与从中继信号产生软信息相结合地，提供了用于产生中继信道的可靠性信息的多种机制。在一个方面，可以针对每个比特长度将信道可靠性更新到目的地节点，产生比特特有的可靠性。在另一方面，可以针对每个分组长度将信道可靠性更新到目的地节点，产生分组特有的可靠性。在又一方面，可以针对多个分组、或针对某段预定时间、或简单地在信道初始化时更新信道可靠性，以提供信道特有的可靠性。各个方面具有不同的处理程度以及带宽开销和复杂度，并且可以根据想要的开销和复杂度来选择。

根据其他方面，公开的软判决解码与附加的协同通信环境结合使用。根据某些方面，主题公开提供了与多中继系统结合的软判决编码。在另一方面，主题公开提供了与协作编码系统结合的软判决解码，其中，在向目的地节点发送信息时，多个用户装置节点彼此用作中继。在又一方面，主题公开提供了与网络编码系统结合的软判决错误解码，其中，中继用作多个其他节点的各个传输的专用中继。与传统技术相比，软判决解码可以提升这些环境中的端到端性能，同时减轻与现有软转发技术相关的复杂度。

下列描述和附图详细阐述了各个实施例的特定说明性方面。但是，这些方面及其等同物指明其中可以使用各个实施例的原则的几个各种方式的说明，且这样的实施例不应被限制为这里描述的一个或多个特定方面。根据下列详细描述并结合附图来考虑，各个实施例的其他优势和区别性特征将变得明显。

附图说明

图1示出了根据公开的方面的用于无线通信的示例性协作通信系统的框图。

图2描绘了根据一个或多个其他方面的使用软判决解码的示例性无线通信的框图。

图3A、3B和3C描绘了与主题公开的方面相关的单中继系统的示例性无线传输错误场景的图。

图4示出了针对无线中继环境中的软判决解码来配置的示例性目的地节点的框图。

图5描绘了其中可以使用软判决解码的示例性多中继协作通信环境的图。

图6示出了其中可以使用根据公开的方面的软判决解码的示例性协作编码中继系统的图。

图7示出了根据又一方面的可以使用软判决解码的示例性网络编码系统的图。

图8示出了根据另一方面的用于无线中继通信中的软判决解码的示例性方法的流程图。

图9和10示出了用于实现软判决解码以提升无线中继系统中的性能的示例性方法的流程图。

图11示出了可操作地执行公开的系统或方法的一个或多个方面的示例性电子处理设备的框图。

图12示出了根据其他方面的用于无线通信的示例性电子通信环境的框图。

具体实施方式

现在将参考附图来描述各个实施例，其中，全文中相同的参考标号被用于表示相同的元件。在下列描述中，为了解释的目的，陈述了多种特定的细节，以提供对各个实施例的全面理解。但是，可以很明显，各个实施例可被实现，而不用这些特定的细节。在其他实例中，以框图的形式示出了众所周知的结构和设备，以促进对各个实施例的描述。

如该申请所使用，术语“组件”、“模块”、“系统”等可以指计算机相关的实体，是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。通过说明，在控制器上运行的应用程序和控制器两者都可以是组件。一个或多个组件可位于执行的进程和/或线程中，且组件可以位于一台计算机上或被分布在两台或多台计算机之间。

此外，各个实施例可以被使用标准的编程和/或工程技术而实现为方法、设备或制造品，来生产软件、固件、硬件或其组合，以控制计算来实现公开的主题。如这里所使用，术语“制造品”旨在包含可从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁存储设备（例如硬盘、软盘和磁带）、光盘（例如紧致盘（CD））、数字通用盘（（DVD）……）、智能卡、以及闪存设备（例如卡、棒、键驱动……）。当然，本领域技术人员将理解，可以对该配置进行多种修改，而不偏离各个实施例的精神或范围。

此外，在这里使用的术语“示例性”表示用作例子、实例或说明。在这里被描述为“示例性”的任意方面或设计不需要被理解为优选的或者比其他方面或设计有优势。相反，使用单词示例性旨在以具体的形式来表示概念。如本申请中所使用，术语“或者”旨在意指包括性“或”而不是排除性“或”。即，除非另外指定，或者上下文中很明显，“X使用A或B”旨在意指任意自然包含的排列。即，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B两者，则在上述任意实例下满足“X使用A或B”。此外，在本申请和所附权利要求中使用的词语应被一般地理解为意指“一个或多个”，除非另外指定、或上下文中很清楚指向单数形式。

如这里所使用，术语“推断”一般指从通过事件和/或数据来捕获的一组观测中推测或推断系统状态、环境和/或用户的状态的过程。例如，推断可被用于识别特定的上下文或动作，或可以产生状态的概率分布。推断可以是概率的，即，基于对数据和事件的考虑来计算感兴趣的状态的概率分布。推断还可以指用于从一组事件和/或数据来组合更高级的事件的技术。这样的推断导致根据观察到的事件和/或存储的事件数据来构造新的状态或动作，不管该事件是否在紧密的时间接近中相关，以及不管该事件和数据是否来自一个或多个事件和数据源。

协作无线通信系统使能了针对对等的通信配置的独立的无线用户节点，以获得或改善网络通信中的分集。这可以针对用户节点来实现，由于例如硬件限制（如单天线节点），该用户节点不能在空间分集环境中发送或接收信号。通过调整对等通信，可以针对用户节点来实现分集增益，与非协作通信相比，可能提高吞吐量、降低错误率等。

协作通信环境典型地涉及各个用户节点发送数据以及用作一个或多个其他用户节点的协作代理。这是和传统中继网络不同的模型。在后一系统中，中继被专用于协助主信道，而不会发送其自有的源数据（例如在中继发起的数据）。在协作通信环境中，总的系统资源一般是固定的，且用户节点同时用作信息源和中继。这样，如这里所使用，术语中继节点、中继等旨在表示其中可同时用作信息源和另一节点（例如另一用户节点、另一中继节点、基站等）的中继的用户节点，除非上下文中很明确该术语是指专用的中继。

存在若干种协议，用于管理协作通信环境中的中继节点行为。某些例子包括放大并转发（AF）、解码并转发（DF）、以及编码协作（CC）协议。对于AF，中继简单地缩放接收到的信号并将它发送到目的地。与简单缩放相比，对于DF机制，中继对顺序接收到的信号解码并重新编码。而CC协议将协作集成到信道编码中。这些协议中的每个具有其好处和坏处。例如，AF和DF协议易于将它从源节点接收的信号的任意错误传播到目的地节点。于是，当源到中继信道（在这里也被称为中间链路信道）有噪声或者质量较差（例如，快速衰落效果、过度分散、干扰等），AF和DF协议中的端到端性能容易较差。

下列码元被用于描述协作通信，这在表1中总结。术语x_S和x_R是分别从源节点和中继节点发送的信号。类似地，术语y_SD和y_RD表示在目的地上分别从源和中继接收到的信号（分别通过源到目的地信道——也被称为直接信道，以及通过中继到目的地信道——在这里也被称为中继信道）。此外，y_SR是在中继上通过源到中继信道、或中间链路信道从源接收的信号。术语h表示衰落系数，其表示相应信道的物理衰减效果和多路径衰落，其中，下标h识别相应的信道。在主题公开的至少某些方面，信道衰落被认为至少在分组周期中是恒定的，假设准静态平衰落信道。但是，这些条件不需要被用于所有公开的方面。除了上述，n是加性白高斯噪声（AWGN）度量，其双边功率频谱密度为

此外，瞬时信噪比（SNR）γ以及平均SNR

γ=|h|²E_b/N₀

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}={{\mathrm{\σ}}_h}^2{E}_b/N_0$

除了被用作主题公开的各个新颖方面的一部分的该协议的个方面的前奏，下面是对DF协议的更详细的描述。根据DF协议，中继节点从源节点接收信号，对该信号解码，然后重新编码并发送接收到的信号。源信号是经中间链路信道从源节点接收的，并经中继信道被发送到目的地节点。

在多个用户节点用作其自己的信息源以及相邻用户节点的中继的情况中，根据DF协议，每个用户可以在第一时间帧中发送其自己的比特。在第二时间帧中，每个用户节点检测其邻居的比特并将它们重新发送到目的地节点。如果中继成功地解码源-中继信号（并使用与源节点相同的密码本），（由中继转发到目的地的）中继信号与（由源发送到目的地的）源信号相同。

在接收到源信号时，在中继上解码y_SR以产生K信息比特的估算：

通过重新编码

中继获得具有N比特的发送码元的版本x_R。于是，根据DF协议，通过中继信道发送的中继信号产生了在目的地处接收的码元y_RD：

y_RD(k)=h_RD(k)x_R(k)+n_RD(k)  (1)

其中，k是被发送的码元。DF信令具有简单以及对信道状况的适应性的优势。对信号解码和重新编码在中继上涉及最小的处理开销，以及与其他分集布置可比的系统带宽。但是，传统的DF协议的一个内在不足是，DF协议的端到端性能受中间链路状况的限制。当中间链路良好时，中继可以对源的信息解码并将副本转发到目的地。但是，当中间链路状况较差时，转发的副本会负面影响在目的地处对源信号的解码。在需要中继成功解码源信号时，该DF协议的可实现的速率为：

$R_{\mathrm{DF}}=\frac{1}{2}\min \{\log (1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{SR}}),\log (1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{SD}}+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{RD}})\}---\left(2\right)$

此外，该DF协议受限于阶数为1的分集增益。例如与AF协议（其可以实现阶数为2的全分集）相比，DF协议在高SNR区域中在错误概率方面表现较差。总之，中间链路状况对DF协议的性能产生了根本的限制，限制了其性能和效率。

解决DF协议的问题的一种建议被称为选择性DF协议（例如见.N.Laneman,D.N.C.Tse和G.W.Wornell在IEEE Transactions on InformationTheory,vol.50,no.12,pp.3062-3080,2004发表的“Cooperative Diversity inwireless networks:Efficient protocols and outage behavior”，其通过引用结合于此）。如果源信号y_SR在中继节点上被成功解码，则选择性DF协议使得中继节点解码并转发源信号。当中继节点未能对源信号进行适当解码时，它返回到非协作模式且不会转发接收到的信号。这减轻了从中继节点传播错误。选择性DF协议可以实现全分集阶数。上面讨论的非选择性DF协议在下面被称为传统DF，以区别于选择性DF协议以及在中继节点上对错误接收的数据的传播进行限制的其他DF协议。

在分集阶数方面，AF协议优于传统DF，实现阶数为2的全分集，而传统的DF协议实现阶数为1的分集。传统DF协议的限制主要是由于中间链路信道的信道状况，其中，较差的环境可引起到目的地节点的错误传播。于是，传统DF协议在信号再生方面（对信号解码并然后再编码）是同时有利和不利的，明显依赖于中间链路信道状况。

除了AF、DF和CC的硬中继策略之外，还存在被称作软中继或软转发的其它协作策略。软转发合并了信号再生和软信息利用（例如表示比特值的信息范围，而不是一个比特的硬确定）。使用软转发策略可以实现显著的性能提升，即使是存在较差的中间链路信道。

解决传统DF协议中的中间链路问题的一种机制是软DF协议。在软DF协议中，中继节点对接收到信号进行软解码并对该信号重新编码，同时在发送到目的地节点的中继传输中包含与转发的信号相关的可靠性信息。中继上的软操作可以提升系统性能，但它们也在中继上带来了额外的处理开销和复杂度，以及在中继信道上潜在地增加的带宽需求（例如，由于可靠性信息的带宽开销）。在实践中，中继节点通常被设计为实现简单的数字信号处理操作。其他软DF方案优化软信息中继以提升错误性能，但在中继上需要软信息的复杂计算以及在目的地上需要解码算法。于是，尽管与硬判决协作方案相比软DF协议表现出提升的端到端错误性能，考虑到典型的用户节点的硬件或软件限制，软DF协议可能不实用，使它们在很多协作通信无线环境中都是不现实的。

现在参考附图，图1示出了根据主题公开的示例性协作通信无线系统100（系统100）的框图。系统100包括源节点102、中继节点104和目的地节点106。通常，源节点可以包括用户装置（例如移动手持终端、具有无线调制解调器的固定或便携式计算机或类似设备等）、无线网络接口例如基站、无线接入点等。类似地，目的地节点106可以包括用户装置或无线网络接口。中继节点104一般是用户装置，固定的或移动的。一般来说，源节点102、中继节点104或目的地节点106中的至少两个是用户装置，且一个这样的节点是网络接口节点，尽管主题公开不限于该特定的实施例。

如图所示，源节点102通过中间链路信道108（或中间链路）与中继节点104通信地耦接，或通过直接链路信道110（或直接链路）与目的地节点106耦合。此外，中继节点104通过中继链路信道112（或中继链路）与目的地节点106通信地耦接。在运行中，源节点102发送源信号114A、114B，该源信号经中间链路信道108被中继节点104接收，并经直接链路信道110被目的地节点106接收。中继节点104使用转发协议来接收中继信号116、并通过中继链路信道112将中继信号116重新发送到目的地节点106。被重新发送的中继信号116也被称为源信号114的转发版本。如果中继节点104正确地接收源信号114B，则中继信号116是源信号114B的正确副本，提供了源信号114A的两个独立的传输，在目的地节点106上被接收。但是，当中继节点104错误地接收源信号114B时，中继信号116将不是源信号114A的准确副本。

在主题公开的各个方面，提供软解码协议，以改善用于协作无线通信的端到端错误减轻，对中继节点104具有最小的复杂度。软解码协议可以作为目的地节点106的部分来实现，或可以被包含在作为目的地节点106的一部分的模块中（例如，内插模块、在制造期间与目的地节点合并的模块、软件或硬件模块、固件模块或其合适的组合）。对于系统100的目的地节点106，该模块被显示为信号解码器118。

在运行中，中间链路信道108、直接链路信道110和中继链路信道112是半双工，包含正交接入（例如，基于时分双工协议等）。术语x_i,i∈{S,R}是发送的信号，且术语y_i i∈{R,D}是接收到的信号。此外，假设AWGN平衰落信道，其中h_i,i∈{SD,SR,RD}和n_i,i∈{SD,SR,RD}分别表示各个信道的信道衰落系数和噪声。瞬时和平均SNR如下：

γ_i=|h_i|²E_b/N₀  (3)

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_i={{\mathrm{\σ}}_{h_i}}^2{E}_b/N_0.---\left(4\right)$

基于DF协作协议，中间链路信道108、直接链路信道110和中继链路信道112上的传输可被表示为：

y_SD(k)=h_SD(k)x_S(k)+n_SD(k)  (5)

y_SR(k)=h_SR(k)x_S(k)+n_SR(k)  (6)

y_RD(k)=h_RD(k)x_S(k)+n_RD(k)  (7)

其中，k表示具体发送的比特。为了计算简单，假设发送的信号具有单位功率；但是，该假设用于说明性目的且不是要限制主题公开的范围，因为可以使用其他的发送功率。如果中继节点104正确地解码源信号114B，则中继信号116和源信号114B相同且因此x_R=x_S。在该情形下，信号解码器118可以使用最大比率合并（MRC）算法来对目的地节点106上接收到码元解码，其中，MRC算法具有形式a₁y_SD+a₂y_RD，实现阶数为2的全分集。根据Cauchy-Schwartz不等式，a_i=h_i/N_i（其中h_i是第i个信道的信道衰落系数，且N_i是第i个信道上发送的比特数），并且在执行MRC算法后系统100的单中继网络的有效SNR为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{MRC}}=\frac{{(h_{\mathrm{SD}}^2/N_{\mathrm{SD}}+h_{\mathrm{RD}}^2/N_{\mathrm{RD}})}^2}{2(h_{\mathrm{SD}}^2/N_{\mathrm{SD}}+h_{\mathrm{RD}}^2/N_{\mathrm{RD}})}$

$=\frac{h_{\mathrm{SD}}^2/N_{\mathrm{SD}}+h_{\mathrm{RD}}^2/N_{\mathrm{RD}}}{2}---\left(8\right)$

当中继节点104未能对源信号114B（例如y_SR）进行适当解码，假设x_R≠x_S。因此，MRC算法未被信号解码器118使用，以避免x_R中包含的错误在目的地节点106上使信号检测崩溃。

在接收到源信号114B时，中继节点104可以使用错误检查技术来确定是否从源节点102错误地接收到码元。作为一个例子，循环冗余校验（CRC）码可被用于确定码元是否被错误接收。在主题公开的至少一个方面，作为一个例子，精灵辅助（genie-aided）算法可被用作理想的CRC来模拟，或作为另一个例子，模拟基线错误率。

如果发现了错误，中继节点104可以对接收到的码元ySR进行解码以及重新编码和调制，与上面讨论的DF协议类似。此外，中继节点104可以包括中继信号116中的信息标记，表示接收到的码元（或者接收到分组或接收到的分组的集合等）是否被错误地接收。目的地节点106接收中继信号116，连同源信号114B。目的地节点106对中继信号116和源信号114B执行CRC。如果源信号114B被错误地接收，则目的地节点106分析中继信号116内的信息标记，以确定中继节点104是否错误地接收到源信号114B。如果源信号114B在中继节点104上被正确地接收，则中继信号116是源信号114A的正确副本，且目的地节点106可以使用MRC算法，其使用y_SD和y_RD作为输入，如上所述。但是，如果源信号114B在中继节点104上被错误地接收，目的地节点106可以从y_RD产生软信息。该软信息是信号解码器118的输入，以改善对y_RD的解码，如下将更详细地描述。

码元	描述
		u	信息码元
x	调制的发送的码元
		Y	损坏的接收到的信号
H	衰落系数
		σ2 n	噪声方差
E{·}	统计期望
		Q{·}	Q函数
L{·}	对数似然比值
		Log{·}	自然对数
|·|	元素的幅度
		min{·}	最小值
max{·}	最大值
		Pr{·}	概率
R{·}	实数
		Sign{·}	码元值
Rel{·}	可靠性值

表1：码元表示

图2示出了根据主题公开的附加方面的示例性协作无线系统200（系统200）的框图。系统200可被配置为使用软解码来改善系统200的纠错和总体端到端性能。此外，该软解码可在目的地上实现，以减轻中继上的复杂度。软解码的该降低的复杂度可以用中继上的最小硬件限制来实现，使得软解码在广泛的无线通信设备上更为可行。

系统200可包括与中继节点204通信耦接的目的地节点202。中继节点204可以操作地向目的地节点202转发中继节点204接收的源信号的版本。通过这种方式，中继节点204可以促进目的地节点202的空间分集通信，即使在目的地节点202是单天线设备的时候。

错误组件208分析中继节点204接收到的信号，以确定接收到的信号是否作为噪声、信道衰落或无线信道的类似状况的结果而包含错误。错误组件208可以在发送到目的地节点202的信号206中嵌入信息标记208A，表示接收到的信号的状态。在主题公开的至少一个方面，信号标记208A可包括单比特的信息，其可表示中继节点204是否错误或无错误地接收到信号。此外，中继节点204可以对中继数据210（例如接收到的码元y_SR）进行解码以及重新编码和调制，并用信号206来发送中继数据210。

目的地节点202从中继节点204接收信号206，以及源节点（未示出）发送的源信号212。信号解码器214被目的地节点用于解码源数据212。在运行中，信号解码器使用一分析组件216，其被配置为确定是否在中继节点204上错误地接收源数据212。例如，分析组件216可以读取信息标记208A，来确定源数据212是否在中继节点204上被错误地接收。此外，信号解码器214可以使用CRC码来确定是否在目的地节点202错误地接收源信号212。至少与目的地节点202上的源数据212的接收以及中继节点204上的源数据212的接收相关的错误状态被转发到校正组件218。响应于目的地节点202错误地接收源数据212以及响应于至少中继节点204错误地接收源数据212，校正组件218可被配置为根据中继信号206产生软信息，以改善源数据212的解码。

通过在目的地节点202产生软信息，与其他软转发技术（例如需要中继节点204产生软信息的技术）相比，系统200可显著地减少中继节点204上的处理开销。此外，与这样的软转发技术相比，系统200可以降低中继节点204和目的地节点202之间的中继链路信道的带宽需求。作为一个示例，通过信息标记208来简单地指明在中继节点204上是否错误地接收源数据212，单比特信息被加到中继数据210。在该情形下，除了中继数据210之外，软信息未通过中继链路来发送。下面特别在图4中更详细地描述产生软信息并使用软信息来解码源数据的协议。

图3A、3B和3C示出了根据主题公开的其他方面的单中继协作通信系统的示例性信道状况的图。图3A、3B和3C都示出了单中继协作无线系统，包括源节点、中继节点和目的地节点。各个图中的源节点用参考标号302来表示，后面跟着相关的图的字母（例如，图3A为A，图3B为B，图3C为C）。类似地，各个图中的中继节点用参考标号306A、306B、306C来表示，此外，三个单独的无线信道与各个节点通信地耦接，中间链路信道耦接每个图中的相应源和中继节点，直接链路信道耦接各个源和目的地节点，而中继链路信道耦接各个中继和目的地节点。

参考图3A，由源节点302A经直接链路信道发送的源信号在目的地节点306A上被错误地接收，在直接链路信道上用标签“失败”来指明。此外，由中继节点304A通过中继链路信道发送的中继信号在目的地节点306A上也被错误地接收，在中继链路信道上用类似的“失败”标签来指明。但是，在中继节点304A上无错误地接收源信号，由中间链路信道上的“通过”标签来指明。由于中继节点304A准确地接收到源信号，它可以将源信号的准确副本通过中继链路信道来转发。因此，目的地节点306A接收源信号的两个副本，并可以使用MRC码来解码源信号，具有空间分集的好处。

图3B示出了一种信道状况，其中源-目的地传输在目的地节点306B上被错误地接收，且其中，在目的地节点306B上正确地接收中继-目的地传输。如果中继-目的地传输是源-目的地传输的正确版本的重新传输，则目的地节点306B可以简单地解码中继-目的地传输，以获取源节点302B发送的比特。但是，在中间链路传输失败的情形下，且由此目的地节点306B不能假设中继传输是正确的。但是，根据主题公开的方面，目的地节点306B可以从中继传输产生软信息，并使用该软信息来改善源传输的解码。

对于图3C，直接链路传输、中间链路传输和中继链路传输都失败（即被错误地接收）。与图3B类似，目的地节点306C不能假设中继传输是源传输的准确版本。但是，在该情形下，目的地节点306C也可以从中继链路传输产生软信息来改善直接链路传输的解码。在图4，主题公开的一个具体方面描述了如何生成软信息、以及它如何被用于对直接链路传输进行解码。

图4示出了根据主题公开的方面的示例性目的地节点400的框图。应该理解，目的地节点400在某些方面还可用作源节点，例如发送在目的地节点400上生成的数据。在其他方面，目的地节点还可用作一个或多个其他节点（例如用户节点或网络节点——未示出）的中继节点，重新发送接收到的数据。当用作中继节点时，目的地节点400可以接收和重新发送源信号，例如如上在图1、2或3中所述，除了如下所述的解码系统。

目的地节点400可以包括被配置为发送和接收无线信号的收发器402。在主题公开的一个方面，收发器400包括单个无线天线；但是目的地节点400不限于该特定方面。在收发器402上接收的无线数据被提供给信号解码器404。该接收到的无线数据可以包括例如（通过直接链路信道）接收到的源信号以及（通过中继链路信道）接收到的中继信号。

分析组件406可被配置为识别并读取中继信号无线数据所包含的信息标记，以确定中继信号是否是源信号的准确副本（例如，中继节点是否无错误地接收源信号）。除了上述，分别从源信号和中继信号接收的编码数据可被提供给参考组件408。参考组件408可被配置为执行循环冗余校验来确定目的地节点400是否错误地接收源信号，以及目的地节点是否错误地接收中继信号。此外，分别响应于检测到源信号或中继信号的循环冗余编码中的错误，参考组件408确定对源信号或中继信号的循环冗余校验失败。参考组件408然后向初始化组件410提供目的地错误状态，指明源信号是否被错误地接收、以及中继信号是否被错误地接收。

初始化组件410可被配置为触发校正组件412，以使用软判决编码来解码源信号。特别地，响应于目的地节点400错误地接收源信号以及中继节点错误地接收源信号，触发信号被发送到校正组件412。根据主题公开的至少一个方面，初始化组件410可以触发校正组件412来使用软判决，而不管在目的地节点400是如何接收中继信号的。例如，如果错误或无错误地接收中继信号，则可触发软判决编码。

如下更详细地描述，校正组件412可以根据编码的中继数据、结合信道可靠性数据来产生软判决信息。在主题公开的一个特定方面，可靠性数据主要从中间链路信道的可靠性导出（例如，在目的地节点400是否正确地接收中继信号），而在替代的方面，根据中间链路信道的可靠性和中继链路信道的可靠性而导出可靠性数据（例如，在目的地节点400是否错误地接收中继信号）。但是，根据另一方面，中继链路信道的可靠性可被忽略，且在该情形下，可靠性数据仅从中间链路信道导出，不管在目的地节点400错误地接收还是被正确地接收中继信号。

根据主题公开的特定方面，校正组件412可被配置为在各种方式的一种方式下运行。在一个实例中，校正组件412被预配置或硬布线，以在所选择方式之一下运行。在其他实例中，校正组件412可被编程为在一种或另一方式下运行。

根据第一方面，校正组件412可被配置为在软判决模式下运行。软判决模式可以特别针对较差的中间链路信道来实现。换句话说，当中继节点不能适当地接收源信号时，校正组件412可以使用软判决模式。

在另一方面，校正组件412可被配置为在硬判决模式下运行。硬判决模式可特别针对良好的中间链路信道来实现。如果中继节点成功地解码源信号，则可以假设重新发送的中继信号是源信号的正确副本。在该情形下，目的地节点400接收两个版本的源信号，即使这些版本中的一个或两者在目的地节点400上被错误地接收。在该情形下，校正组件400可使用MRC码（例如，如上针对图1中的信号解码器118所述），将来自中继信号的信息（例如a₂y_RD）与来自源信号的硬信息（例如a₁y_SD）进行组合，以确定通过源信号和中继信号传送的源比特值（例如在二进制环境中的0或1）。

在又一方面，校正组件412可被配置为同时使用软判决编码和硬判决编码二者。在该方面，可以基于中继系统的信道通过/失败状态来选择解码类型（例如，见上面的图3A-3C中的中继系统300A、300B、300C）。例如，当直接链路传输失败且中间链路传输失败时（例如，分别是中继系统300B和300C），校正组件412可被触发来使用软判决信息，因为它不能假设源信号的两个正确的版本已被发送。在另一方面，当直接链路传输失败且中间链路传输成功（且中继链路传输失败），校正组件412可被配置为使用硬判决MRC码，如上所述。

回到基于软判决信息的第一方面，校正组件412可被配置为根据中继信号的符号函数和中间链路信道的可靠性函数产生软判断信息。可以通过对中继信号上接收到的码元解码并对该码元重新编码和调制来产生符号函数。可以根据与中间链路信道的码元相关的错误概率函数来产生可靠性函数。特别地，该错误概率函数可基于中间链路信道（源到中继信道）的信道状态信息。如下将更详细地描述的，依赖于目的地节点400和相关中继节点的所需的复杂度/非复杂度级别，可靠性函数可以是针对单个比特来计算的比特特有的可靠性（最复杂）、作为在其中发送码元的分组中的所有比特的平均值来计算的分组特有的可靠性（中间复杂度）、或者作为在中继节点上从源节点错误接收到的分组的所有比特的平均值来计算的信道特有的可靠性（最小复杂度）。

现在参考软判决信息的符号函数，根据多个独立传输来公式化的抗争（duel）分集中的统计独立传输的后验概率的对数似然比（LLR）形式为：

$L\left(x\right|y_1,y_2,...,y_n)=L_{c_1}{y}_1+L_{c_2}{y}_2,+...+L_{c_n}{y}_n+L\left(x\right)---\left(9\right)$

其中，信道值

且先验概率L(x)=0，其中，信息源是以相同的概率从0和1选择的。此外，在目的地节点400接收的多个码元可被当做多个独立的传输。但是，由于y_RD是y_SR的估算，如果y_SR的CRC检查失败，则目的地节点400不会直接使用y_RD和中间链路SNR来直接构造中继分组的LLR值，并用等式（9）来对接收到的比特进行解码。

为了解决该问题，校正组件412从与中间链路信道相关的CSI以及硬判决比特y_RD来产生软信息。校正组件412将用于中继链路的软信息和用于直接链路的硬判决信息输入到下列形式的维特比算法：

$L\left(x_S\right|y_{\mathrm{SD}},y_{\mathrm{RD}})=4y_{\mathrm{SD}}{h}_{\mathrm{SD}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{SD}}+\mathrm{Sign}\left\{y_{\mathrm{RD}}\right\}\·\mathrm{Rel}\left\{y_{\mathrm{SR}}\right\}---\left(10\right)$

其中，y_SR在中继节点上的CRC码检查失败。通过将中继信号的LLR值划分为两部分，符号和可靠性，其中Sign{y_RD}被定义为基于y_RD的被调制和编码的硬判决比特，且Rel{y_SR}被定义为y_SR的可靠性值。应该理解，等式（10）比其他软DF协议例如最大后验概率（MAP）解码器等的解码算法更简单。

在主题公开的至少一个方面，可靠性函数可以从中继链路信道和中间链路信道的联合错误概率导出。当直接链路、中间链路和中继链路上的传输都失败（例如图3C的系统300），例如可使用该方面。应该理解，中继节点上的协议是基于接收到的分组y_SR将重新编码的硬判决比特y_RD转发到目的地，而不管y_SR通过了中继节点上的CRC、还是失败了。信息标记比特被写到中继信号，指明在中继节点上是成功地还是不成功地解码y_SR。尽管可以从目的地节点400上的CRC的失败推断分组y_RD包含某些错误比特，y_RD仍可以提供有用的信息来帮助解码y_SD。

为了计算Rel{y_SR}（或Rel{y_SR,y_RD}），可以按预定的安排将中间链路（或中间链路和中继链路）的CSI转移到目的地节点400。CSI被转移到目的地节点400的速率与无线中继系统所需的处理开销以及附加带宽相关，并且所需的带宽和处理开销可被用于建立该速率。CSI可被用于确定校正组件412所计算的可靠性的正确性，并提升系统性能。

再次参考可靠性函数，Rel{y_SR}被用作输入到等式（10）的软信息的幅度。可靠性值提供了对相应的转发硬判决比特（例如y_RD）的正确性的估算，在与源信号比特的条件概率（例如

）组合时，对各个中继比特进行加权。比特可靠性和错误可靠性之间的关系在这里被如下定义：

$\mathrm{Rel}\left\{y\left(k\right)\right\}=\log \frac{1-\mathrm{Pr}\left(e\left(k\right)\right)}{\mathrm{Pr}\left(e\left(k\right)\right)}---\left(11\right)$

其中，Pr(e(k))表示第k比特y(k)的错误概率。校正组件412因此首先确定比特的错误概率以导出相关的可靠性。对于比特错误概率，假设块衰落信道：

$\mathrm{Pr}\left\{e_j\left(k\right)\right|y_i\left(k\right),h_j,{\mathrm{\γ}}_j\}=\underset{s_i\∈\{\±1\}}{\min }\mathrm{Pr}(x_j\left(k\right)=s_i|y_i\left(k\right),h_j,{\mathrm{\γ}}_j)$

$=\underset{s_i\∈\{\±1\}}{\min }\frac{\mathrm{Pr}(x_j\left(k\right)=s_i)\mathrm{Pr}\left(y_j\left(k\right)\right|x_j\left(k\right)=s_i,h_j,{\mathrm{\γ}}_j)}{\mathrm{Pr}\left(y_j\left(k\right)\right|h_j,{\mathrm{\γ}}_j)}$

$=\frac{1}{1+\exp \left[\right|4R\left(y_j\left(k\right)h_j^{*}\right){\mathrm{\γ}}_j\left|\right]}---\left(12\right)$

其中，下标k和j分别表示第k比特和第j个分组。此外，s_i表示信号字母表的第i个元素，具有大小M，该大小是由调制方案的阶数确定的（例如，对于二进制调制M=2）。

等式（12）的条件错误概率由校正组件412来计算。这减轻了中继节点的处理开销，该中继节点向目的地节点400发送中继信号。此外，中继节点可以避免将包含错误的分组的相应比特可靠性转发到目的地节点400，减轻中继信号所需的增加的带宽。根据至少一个公开的方面，增加的带宽可被限制为单个比特，用于传递信息标记，该信息标记表示中继节点在解码y_SR时的成功或失败。在其他方面，中继节点可以一次性或周期性地发送用于中间链路节点的CSI，其速率取决于是针对比特特有、分组特有还是信道特有的可靠性来配置校正组件412。

可以从对分组中的比特计算的平均可靠性或错误概率来获得分组特有的可靠性。当通过对分组中的所有比特的各个可靠性取平均来产生可靠性值时，并且当通过对所有比特的各个错误概率取平均来产生概率值时，与错误可靠性的分布相比，错误概率的分布一般相对较平。因此，错误概率可以首先由校正组件412来计算，然后通过等式（11）被转换为可靠性值。因此：

$\mathrm{Pr}\left\{e_j\left(k\right)\right|h_j,{\mathrm{\γ}}_j\}=\frac{1}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Pr}\left(e_j\left(k\right)\right|y_j\left(k\right),h_j,{\mathrm{\γ}}_j)=E[\mathrm{Pr}\left(e_j\left(k\right)\right|y_j\left(k\right),h_j,{\mathrm{\γ}}_j)]---\left(13\right)$

其中，N是分组大小。为了实现分组特有的可靠性方法，中继节点通知目的地节点400关于转发到目的地节点400的每个错误分组的可靠性。对于那些错误分组，分组特有的可靠性可被量化为固定数量的比特并被嵌入到分组中，这是在较低的频率下进行的，因为分组错误率通常很低（根据分组特有的可靠性方法，仅导致中继链路带宽的适度增加）。此外，模拟结果表明，无线中继系统的端到端性能对于可靠性值的微小变化不敏感（例如，见题为“NOVEL SOFT FORWARDING TECHNIQUE FORCOOPERATIVE COMMUNICATION”的临时专利申请序列号61/418,811的第29页，以及第41页的图3.10）。

与分组特有的可靠性和比特特有的可靠性相比，信道特有的可靠性可被用于将中继节点上的复杂度和开销降低到最低级别。可以通过对所有错误分组的所有比特的错误概率取平均值来获取信道特有的可靠性。于是：

$\mathrm{Pr}\left\{e_j\left(k\right)\right|\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}\}=\frac{1}{N}\underset{k=1}{\overset{N_{\mathrm{\ϵ}}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Pr}\left(e_j\left(k\right)\right|h_j,\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}})=E[\mathrm{Pr}\left(e_j\left(k\right)\right|h_j,\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}})]---\left(14\right)$

其中N_ε表示错误分组的数量。为了提供等式（14）的一般解，可以使用贝叶斯规则来得到：

$\mathrm{Pr}\left\{e\right|\mathrm{\ϵ},\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}\}=\frac{\mathrm{Pr}\left(\mathrm{\ϵ}\right|e,\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}})\mathrm{Pr}\left(e\right|\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}})}{\mathrm{Pr}\left(\mathrm{\ϵ}\right|\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}})}---\left(15\right)$

其中e和ε分别表示比特错误事件和分组错误事件。对于未编码的系统（例如），等式（15）可被变换为

$\mathrm{Pr}\left\{e\right|\mathrm{\ϵ},\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}\}=\frac{\mathrm{Pr}\left(e\right|\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}})}{\mathrm{Pr}\left(\mathrm{\ϵ}\right|\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}})}=\frac{\frac{1}{2}(1-\sqrt{\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}{1+\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}})}{\underset{0}{\overset{\∞}{\∫}}\frac{1}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}\exp (-\frac{\mathrm{\γ}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}})[1-{(1-Q\left(\sqrt{2\mathrm{\γ}}\right))}^N]\mathrm{d\γ}}---\left(16\right)$

等式（16）对于未编码系统是有效的。对于编码系统，可以通过表查找（例如被存储在目的地节点400的数据库中，未示出）或其他合适的机制来获得相应的比特错误率和分组错误率。此外，在编码系统中

不等于1，而是(0,1)范围内的实数值。该实数值越小，编码系统的代码校正能力越强。于是，知道密码本和中间链路CSI（或例如中间链路和中继链路CSI），校正组件412可以估算信道特有的错误比特可靠性，而不用中继节点的帮助。对于计算信道特有的可靠性的校正组件412，中继节点仅需要在转发到目的地节点400的中继信号中包含1个比特的硬判决信息。对于其中校正组件412不使用Rel{y_SR}（或Rel{y_SR,y_RD}）的信道特有可靠性的系统，等式（10）所表示的主题公开的软解码被称为一个比特的软解码协议。

应该理解，随着分组大小增加，可靠性函数的正确性增加。这是较大分组长度有较高分组错误率的结果，其中错误比特占用错误分组中的比特的较小部分。于是，错误分组中的任意一比特的平均可靠性变得更高。

通过将等式（12）、（13）或（16）替换到等式（11）中，可以得到相应的比特特有、分组特有或信道特有的可靠性，并用于等式（10）中的Rel{y_SR}。假设目的地节点400从中继节点获得中间链路（或例如中间链路和中继链路）信道CSI的知识。如果使用了信道特有的可靠性，则（除了信息标记比特外）存在较小的开销，因为校正组件412可以基于密码本和平均中间链路信道SNR（或中间链路和中继链路信道SNR）的知识来计算可靠性。如果使用了分组特有的可靠性，中继节点利用每个发送的分组将CSI发送到目的地节点。如果使用了比特特有的可靠性，中继节点发送每个比特持续时间的CSI（例如中间链路衰落系数）。

在这些可靠性方法中，信道特有的可靠性具有最低的端到端错误性能，但它需要无线中继系统的最小开销（例如，从中继节点到目的地节点400的频率最低的CSI更新）。在该情形下，在无线中继系统的初始化期间中，平均中间链路信道SNR可被提供给目的地节点400。对于信道特有的可靠性，之后不需要更新平均中间链路信道SNR（或者例如至少直到网络被重新初始化）。对于具有有限带宽或处理能力的无线中继网络，信道特有的可靠性可以提供更大的好处。对于具有较高处理能力或较大网络资源的中继网络，替代地可以选择分组特有的可靠性或比特特有的可靠性。

图5示出了根据主题公开的其他方面的示例性多中继无线系统500（系统500）的框图。系统500可以包括源节点502和目的地节点506，以及多个中继节点，包括中继节点₁504A、中继节点₂504B、……、中继节点_n504C（共同被称为中继节点504A-504C），其中n是大于1的正整数。如图所示，直接链路信道h_SB通信地耦接到源节点502和目的地节点506。一组中继链路信道h_SR1、h_SR2、…、h_SRn（统称为中继链路信道h_SR1-h_SRn）有助于源节点502和各个中继节点504A-504C之间的通信，以及一组中继链路信道h_R1B、h_R2B、…、h_RnB（统称为中继链路信道h_R1B-h_RnB）有助于各个中继节点504A-504C和目的地节点506之间的通信。

在运行中，中继节点504A-504C从源节点502接收广播信号，并且一个或多个中继节点可以将广播信号转发到目的地节点506。目的地节点506然后可以以关于图4以及图3A-3C的错误例子所述的类似方式来对接收到的信号进行解码。例如，如果直接链路和中继链路传输在目的地节点506的各个CRC失败，但中间链路传输中的一个成功（例如，中继节点对来自源节点502的信号正确解码，如上所述系统300A所描绘的例子），目的地节点506可以使用MRC算法来将成功的中间链路传输与直接链路传输相组合。如果直接链路传输和中继链路传输的CRC失败，则目的地节点506可以替代地使用软判决编码（例如基于等式（10））。由于每个中继上的传输失败独立于其他中继的成功或失败，所以在N_R中继网络中，通过图3B或3C来描述N_R中继分支中的至少一个（例如直接链路和中间链路传输两者都失败）的概率被给出为：

$\underset{k=1}{\overset{N_R}{\mathrm{\Σ}}}\left(\begin{array}{c}{N}_R\\ k\end{array}\right){\mathrm{Pr}}_{{\mathrm{case}}_1}^{N_R-k}{(1-{\mathrm{Pr}}_{{\mathrm{case}}_1})}^k---\left(17\right)$

其中，中继数量为N_R，且图3A的系统300A中示出的错误发生所表示的错误情形概率

被给出为：

${\mathrm{Pr}}_{{\mathrm{case}}_1}=\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{SD}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{SD}})\×\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RD}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{RD}})\×(1-\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{SR}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{SR}})).$

此外，错误情形2（系统300B）和错误情形3（系统300C）的概率分别为：

${\mathrm{Pr}}_{{\mathrm{case}}_2}=\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{SD}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{SD}})\×(1-\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RD}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{RD}}))\×\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{SR}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{SR}}),$ 以及

${\mathrm{Pr}}_{{\mathrm{case}}_3}=\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{SD}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{SD}})\×\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RD}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{RD}})\×\mathrm{Pr}\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{SR}}\right|{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{SR}}).$

通过提高无线系统中的延迟数，与传统的软DF协议相比，可以从主题公开的软解码协议实现更大的增益。软解码协议的相关复杂度仍可以比软DF协议低得多（例如，当软解码协议基于信道特有的可靠性的时候）。于是，即使对于系统500的多中继网络，该软判决系统与传统技术相比提供了明显的优势。

图6示出了根据主题公开的一个或多个附加方面的示例性无线中继系统600（系统600）的框图。系统600可以是针对编码协作来配置的网络中继，具有第一用户节点602、第二用户节点604和目的地节点606。如图所示，中间链路信道608与第一用户节点和第二用户节点604通信耦接，而各个直接链路信道，直接链路₁610和直接链路₂612将第一用户节点60和第二用户节点604分别与目的地节点606通信耦接。此外，系统600的编码协作可如这里所述与软解码集成，以进一步提升端到端性能。

编码协作协作地利用联合路由和信道编码。系统600的编码协作方案中的传输使用二进制相移键控（BPSK）调制，其中每个用户节点以相同的功率来发送。中间链路608、直接链路₁610和直接链路₂612以平瑞利衰落和零平均值AWGN而互相独立，并且是相互关联的，从而共享信道的各个节点经历相同的衰落系数。此外，每个节点包括或获取实现相干检测所需的合适的CSI。

在运行中，编码协作涉及第一用户节点602和第二用户节点604，其使用与信道编码级联的CRC码来对K个源比特的块编码，具有的总编码率为R。于是，每个块产生总共N=K/R个编码比特。通过将其各自的N比特块划分为两帧，各个用户节点进行协作。在长度为N₁的第一帧中，每个用户节点以R₁=K/N₁的编码率来发送，其可以被看做包含所有信息比特的总共N比特的子集。在帧₁中发送各个源比特之后，各个用户节点（和目的地节点606一起）接收其他用户节点的各个传输，并解码该传输。于是，第一用户节点602接收并解码第二用户节点604的帧₁传输，反之亦然。如果用户节点成功地接收并解码其他相应用户节点的帧₁传输，该用户节点计算用于其他相应用户节点的剩余N₂比特并在帧₂中发送该剩余N₂比特。于是，系统600示出如下的场景中，其中第一用户节点602和第二用户节点604两者正确地接收并解码相对用户节点的帧₁传输，且因此在帧₂中，第一用户节点602发送用于第二用户节点604的N₂比特，且第二用户节点604发送用于第一用户节点602的N₂比特。

如果用户节点不能正确地解码其他相应节点的帧₁传输，用户节点在帧₂中发送其自己的N₂比特。附加的N₂比特被选择，从而它们可以与相应的N₁比特组合以产生强速率的R码字。不管第一用户节点和第二用户节点是否成功接收其他相应节点的帧₁传输，每个用户节点在帧₁和帧₂传输中发送N=N₁+N₂比特。比率N₂/N被定义为系统600的协作级别。

一般来说，各种纠错编码可被用于系统600的编码协作网络。作为说明性例子，速率与存储器M=4且打孔周期P=8的打孔卷积码家族兼容（例如，参见J.Hagenauer,“Rate-compatible punctured convolutional codes(rcpc codes)and their applications”IEEE Transactions on Communications,vol.36,no.4,pp.389-400,1988，其通过引用结合于此）。该纠错码的母码可以是具有R=1/4的(23,35,27,33)_S，并且可以通过应用与R₁=1/2对应的打孔矩阵来得到第一帧码字。帧₂的附加奇偶校验比特是在帧₁中打孔的那些。

第一用户节点602和第二用户节点604在帧₂中独立地运行，由此在对帧₁传输解码时不知道其他相应用户节点的成功或失败。于是，对于系统600的编码协作，会出现四种可能的错误情形。对于情形1，两个用户节点都成功地对其他相应用户节点的帧₁传输进行解码，且两者都在帧₂中发送用于其他相应用户节点的附加奇偶校验比特。情形1是系统600示出的错误情形。对于情形2，两个用户节点都没有成功地对其他相应节点的帧₁传输进行解码。在该情形下，系统600对于帧₂回到非协作模式，且每个用户节点发送其自己的N₂比特。情形3和4是对称的，在于只有一个用户节点成功地对其他相应用户节点的帧₁传输进行解码（例如，情形3可包括第一用户节点602成功地对第二用户节点604的帧₁传输进行解码、并且第二用户节点604对第一用户节点602的帧₁传输解码失败的情形；而情形4可以包括第二用户节点604成功地对第一用户节点602的帧₁传输进行解码、且第一用户节点602对第二用户节点604的帧₂传输解码失败的情形，作为例子）。在情形3和4下，两个用户节点都没有发送自己的N₂比特，而是两个用户节点都发送用于其他相应用户节点的N₂比特。

如果目的地节点606不知道在帧₂中出现了哪种协作情形，目的地节点606例如可以根据四种不同的假设来对帧₂传输进行解码，直到对于所述相应的帧₂传输CRD校验成功。于是，例如，目的地节点606可以首先根据情形1，然后根据情形2、情形3和情形4来对接收到帧₂传输进行解码，直到成功。但是，在主题公开的至少一个方面，第一用户节点602和第二用户节点604可以发送一个比特的信息标记，用于识别帧₁传输是否被成功地解码。根据该方面，目的地节点606可以针对每对帧来区分四种协作情形。

根据主题公开的各个方面，对于系统600，软解码可以与如上所述的协作编码协议结合来实现。在至少一个方面，基于如上的图4所描述的信道特有的可靠性，可以使用一个比特的软解码协议（尽管主题公开不限于该方面）。在如上所述的四个帧₁和帧₂传输情形下，只有情形1针对两个用户节点实现了全分集阶数（例如，其中帧₁的两个中间链路传输都被成功解码，且因此两个用户节点都在帧₂中发送其他相应节点的N₂比特）。

在主题公开的特定方面，被用于系统600的编码协作的软解码协议需要每个用户节点计算并在帧₂中发送用于其他相应用户节点的附加奇偶校验比特，而不管对各个帧₁传输的解码成功还是失败。通过需要每个用户节点在帧₂中发送其他相应用户节点的比特，协作模式被确保，且如系统600所示，每次在情形1下出现帧₁和帧₂传输，而不管对帧₁传输的解码成功还是失败。在该需求下，在目的地节点606上通过每个用户节点的直接链路₁610和直接链路₂接收到总共N=N₁+N₂比特。如果用户节点成功地对帧₁中其他相应用户节点的数据进行解码（例如，如这里所定义，成功地对信号y_SR解码），则目的地节点606将两个接收到的码字合并在一起，以形成R=K/N个码字，其中，与这里描述的MRC码类似，根据相关的衰落系数和接收到的SNR，每个比特被加权。

另一方面，如果用户节点对其他相应用户节点的帧₁传输的解码失败（例如，y_SR在用户节点上未被成功地解码），则假设转发信息（例如x_RD）包含错误。在该情形下，目的地节点606可以组合两个接收到的码字以形成速率R₁的码字，其中，例如使用帧1密码本来解码和重新生成转发的比特。更具体来说，可以用可靠性值来对每个比特加权，该可靠性值的码元是通过对接收到的转发比特（例如y_RD）进行解码而确定的。这和传统的编码协作协议不同，因为导出的可靠性值是基于LLR组合。

图7示出了示例性无线中继系统700A（系统700A）的框图以及用于系统700A的传输的相关比较图700B。对于系统700A，两个用户节点S₁702和S₂704参与直接链路信道708上的对等链路。中继节点706专用于两个用户节点，并通过重新发送各个用户节点的各个传输来促进分集。用户节点S₁和中继节点之间的链路为中继链路₁710，而用户节点S₂和中继节点之间的链路为中继链路₂712。

如果两个用户节点同时互相发送信息，系统700的该三个节点模型在中继节点706上具有冲突的问题。图700B的比较图示出了两种类型的中继方案。方案（1）（比较图700B的左侧）基于传统DF协议，而方案（2）（比较图700B的右侧）基于网络编码协议。对于传统的DF协议，中继节点706都在分离的时隙中接收并转发两个用户节点的传输。例如，在时隙一中从S₁702接收传输，该传输在时隙二中被转发到S₂。类似地，在时隙三中从S₂接收传输，该传输在时隙四中被转发到S₁。对于方案（2）的网络编码协议，在时隙一和时隙二中分别接收S₁702和S₂704的各个传输。在时隙三中采用异或（XOR）操作，以组合时隙三中的两个传输、并广播。因此，与传统的DF协议相比，网络编码协议将用于接收和重新发送两个信号的发送次数减少了1/4，使得系统700A增加到最大吞吐量。

一般来说，假设网络编码运行而没有解码错误。但是，对于实际的系统，这经常是不现实的。当考虑系统700A的错误传输时，存在四种错误可能，与上面的图6所述的错误情形类似。特别地，中继节点接收并对同时来自S₁702和S₂704的各个信号正确地解码（情形1）、接收并对两个信号都不正确地解码（情形2）、或接收并对一个或另一信号正确地解码（分别为情形3和4）。当存在解码错误时，XOR运算是有问题的；在该情形下，这里描述的软解码协议可以与系统700A的网络编码模型以及比较图700B的方案（2）结合来实现。

为了实现用于网络编码协议的软解码（也被称为软网络解码），中继节点706从S₁702和S₂704接收各个源信号，并对各个接收信号执行CRC。对各个信号的信息比特执行比特级别的XOR运算，将各个信息比特组合为单个集合的比特，不管被正确还是错误地接收，且由中继节点706广播组合的传输（例如XOR运算的结果）。因此，每个信号的两个版本被发送，不管中继节点706上的错误状态，第一版本被各个用户节点中的每个发送，且第二版本在广播中。在主题公开的特定方面，中继节点706还可以指示广播中的各个CRC检查的状态（例如针对各个状态的每个来使用一个信息标记比特）。

在接收到广播时，各个用户节点可以首先在码字级别执行XOR运算，以提取其他相应用户节点的源信号比特。用户节点参考合适的信息标记比特，以确定在中继节点706上是否适当地接收所提取的信号比特。如果该比特被适当地接收，则采用MRC码对提取的比特和直接链路源信号进行解码。否则，可以采用一个比特的软解码（例如，根据等式（10）），其中，利用信道衰落系数和平均SNR来对直接链路比特进行加权，且相应的所提取的中继比特被重新编码和调制，用于软信息的码元（例如Sign{y_RD}），且相应中继信道的可靠性信息（例如Rel{y_SR}）被用于对码元进行加权，如这里所述。

如上所述，存在四种可能的错误情形，但由于中继节点706所采用的XOR运算（以及由各个用户节点提取目标信息比特）而产生不同的结果。对于错误情形1，在中继节点706上成功地接收两个源信号二者，且XOR运算可被适当地执行。对于情形3和4，各个源信号中只有一个在中继节点706上被适当地解码，但这可以影响利用相应用户节点上的XOR运算来提取信息比特。例如，如果正确地接收由S₁702发送的源信号，则S₁可以利用其自己的源信号来正确地提取S₂的源信号比特；假设由于在中继节点706上对S₂源信号的CRC失败，后者至少部分损坏。但是，S₂不能利用其自己的源信号来提取S₁比特，因为关于S₁的广播信号不准确。

对于S₂的源信号在中继节点706上被错误解码的情形，在第二次XOR运算之后在各个用户节点提取的分组可被表示如下：

$y_1\⊕{\hat{y}}_2\⊕y_1\≡y_2\⊕e_a---\left(18\right)$

$y_1\⊕{\hat{y}}_2\⊕y_2\≡y_1\⊕e_a---\left(19\right)$

其中，⊕表示XOR运算，y₁和y₂分别表示S₁702和S₂704的接收到的分组，表示S2 704的损坏的分组，且e_a表示二进制对称信道中的错误，Pr(e_a)=p是用于特定链路信道的BER。源节点S₁702可以提取S₂源信号比特（有错误），因为XOR运算涉及用户节点S₁702的源信号比特的正确副本。由于广播信号包含来自用户节点S₂704的源信号的错误比特

所以S₂可以不需要使用其源信号比特来从广播信号成功地恢复S₁的源信号比特。对于其中S₁的源信号比特在中继节点706上被错误地解码的情形，用户节点S₁出现类似的状况。

对于其中两个源信号在中继节点706上都被不正确地解码的最后一种情形，中继节点706上的XOR运算给出下列：

${\hat{y}}_1\⊕{\hat{y}}_2\⊕y_1\≡y_2\⊕e_b---\left(20\right)$

${\hat{y}}_1\⊕{\hat{y}}_2\⊕y_2\≡y_1\⊕e_b---\left(21\right)$

其中，e_b指明二进制对称信道的错误，Pr(e_b)=2p(1-p)，假设中继链路₁710和中继链路₁710都具有相同的平均SNR，其BER=p。一般来说，Pr(e_b)近似于2p。因此，如这里所定义，相应的可靠性值可被用于这些信号来对软件信息进行合适的加权。此外，当两个信号被错误接收的概率都较低时，相同的可靠性值可被用于任意错误情形而端到端性能的改变最小（例如，当S₁702的源信号被错误地接收、S₂的源信号被错误地接收、或者两个源信号都被错误地接收）。

上述系统是针对若干个组件和/或无线通信实体之间的交互来描述的。应该理解，这样的系统和组件可以包括这里指定的那些组件和子组件，指定的组件或子组件中的某一些、以及/或附加的组件。例如，系统可以包括源节点102、中继节点104以及包含信号解码器404的目的地节点106，或者这些或其他实体的不同组合。子组件还可以被实现为通信耦接到其他模块的模块，而不是被包含在父模块中。此外，应该理解，一个或多个组件可被组合到单个组件中来提供聚合的功能。例如，参考组件408可以包含分析组件406，反之亦然，以有助于通过单个组件在中继节点上确定源信号的错误状态、并在目的地节点上确定源信号的错误状态。组件还可以与未在这里特别描述但本领域技术人员已知的一个或多个其他组件交互。

图8、9和10示出了根据这里公开的各个实施例中的一个或多个的各种方法。尽管为了简单说明的目的，这些方法被显示和描述为一系列动作，但是要理解和明白，各个实施例不限于动作的顺序，因为某些动作可以以和这里示出和描述的不同顺序出现并/或和其他动作同时出现。例如，本领域技术人员将理解和明白，方法可以被替代地表示为一系列互相关联的状态或事件，例如在状态图中。此外，并非需要所有示出的动作来实现根据各个实施例的方法。此外，还应该明白，以下并在该整篇说明书中公开的方法能够被存储在制造品中，以促进将该方法传递和转移到计算机上。如这里所使用，术语制造品旨在包含可从任意计算机可读装置、载体或介质存取的计算机程序。

图8示出了根据主题公开的附加方面的示例性方法800的流程图。在802，方法800可以包括从源节点接收无线码元、以及从中继节点接收该无线码元的转发版本。在804，方法800可以包括确定在中继节点上是否从源节点适当地接收无线码元。在至少一个方面，该确定可以基于对信息标记的引用，该信息标记是中继节点用转发的码元来发送的。在步骤806，方法800可以包括，响应于不适当地从源节点接收无线码元以及响应于中继节点不适当地从源节点接收无线码元，从无线码元的转发版本产生软判决信息，以改善无线码元的解码。

图9和10描绘了根据主题公开的另一方面的示例性方法900的流程图。在步骤902，方法900可以包括从源节点接收无线码元。在904，方法900可以包括从中继节点接收无线码元的转发版本。在906，方法900可以包括检查无线码元是否被适当地接收，且在步骤908，方法900可以包括检查转发版本是否被适当地接收。

在910，方法900可以包括确定无线码元是否在中继节点上被适当地接收。在912，如果无线码元已被适当地接收，方法900进入914；否则，方法900进入916。在914，方法900可以包括对来自无线码元的硬判决比特进行解码，并回到参考标号920。

在916，方法900可以包括确定无线码元是否已在中继上被适当地接收。如果在中继上适当接收无线码元，方法900在920进入图10。如果无线码元在中继节点上被错误地接收，方法900进入918，并对来自转发版本的硬判决比特进行解码。方法900然后在922进入图10。

参考图10，在920，方法900可以包括使用无线码元和转发版本的最大比率组合来对无线码元进行解码。方法900然后可以回到参考标号902。在922，方法900可以确定转发版本是否被正确地接收。如果是，方法900可以进入924；否则，方法900进入926。

在924，方法900可以包括从源到中继链路产生可靠性信息。方法900然后进入928。在926，方法900可以包括从源到中继链路和中继到目的地链路产生可靠性信息，并进入参考标号928。

在928，方法900可以包括对无线码元的转发版本的硬判决比特进行解码。在930，方法900可以包括对已解码的硬判决比特重新编码和调制。在932，方法900可以包括从调制的重新编码的硬判决比特产生软判决信息的符号。在934，方法900可以包括从产生的可靠性信息生成软判决信息的幅度。在936，方法900从接收到的无线码元产生CP表达式。在938，方法900可以包括将软判决信息和CP表达式输入到维特比算法。在940，方法900可以包括从维特比算法输出无线码元的硬判决比特。从940，方法900可以回到参考标号902。

现在参考图11，图示了示例性计算机系统的框图，其可操作以执行公开的主题的方面。为了提供各个实施例的各个方面的附加上下文，图11以及下列讨论旨在提供对其中可实现各个实施例的各个方面的适合的计算环境1100的简明、通用的描述。此外，尽管上面描述的各个实施例可以适于应用于在一台或多台计算机上运行的计算机可执行的指令的一般上下文中，本领域技术人员将认识到，各个实施例还可以与其他程序模块以及/或硬件和软件的组合相组合来实现。

一般来说，程序模块包括例程、程序、组件、数据结构等，其执行特定的任务或实现特定的抽象数据类型。此外，本领域技术人员将理解，本发明性方法可以用其他计算机系统配置来实现，包括单处理器或多处理器计算机系统、微计算机、主框架计算机、以及个人计算机、手持计算设备、基于微处理器的或可编程的消费者电子设备等，其中每个可操作地耦接到一个或多个相关的设备。

各个实施例示出的方面可以在分布式计算环境中实现，其中，由通过通信网络来链接的远程处理设备来执行特定的任务。在分布式计算环境中，程序模块可同时位于本地和远程的处理器存储设备。

计算机典型地包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是能被计算机存取的任意可用的介质，且包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。例如，但不是限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质可以包括用存储信息的任意方法或技术来实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，所述存储信息例如为计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用盘（DVD）或其他光磁盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或任意其他介质，其可被用于存储想要的信息且可以由计算机存取。

通信介质典型地在例如载波的调制的数据信号或其他传输机制中实现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据，且包括任意信息传递介质。术语“调制的数据信号”所指的信号具有一个或多个特征，该特征被设置或改变，从而对信号中的信息编码。例如，但不是限制，通信介质包括：有线介质，例如有线网络或直接布线连接；以及无线介质，例如声波、RF、红外线和其他无线介质。上述的任意组合也可被包含在计算机可读介质的范围内。

继续参考图11，用于实现各个实施例的一个或多个方面的示例性环境1100包括计算机1102，计算机1102包括处理单元1104、系统存储器1106和系统总线1108。系统总线1108耦接到系统组件，该系统组件包括但不限于系统存储器1106到处理单元1104。处理单元1104可以是各种商用处理器中的任一种。双微处理器和其他多处理器架构也可被用作处理单元1104。

系统总线1108可以是任意类型的总线架构，其还可以互连到使用多种商用总线架构中的任一种的存储器总线（具有或没有存储器控制器）、外围总线以及本地总线。系统存储器1106包括只读存储器（ROM）1110和随机存取存储器（RAM）1112。基本输入/输出系统（BIOS）被存储在非易失性存储器1110例如ROM、EPROM、EEPROM中，该BIOS包含基本例程，该例程帮助例如在启动期间在计算机1102中的各个元件之间传送信息。RAM 1112还可以包括例如静态RAM的高速RAM，用于缓存数据。

计算机1102还包括：内部硬盘驱动（HDD）1114（例如EIDE、SATA），该内部硬盘驱动1114还可以被配置为在合适的底盘上（未示出）的外部使用；磁性软盘驱动（FDD）1116（例如从可移动磁盘1118读取/向可移动磁盘1118写入）；以及光盘驱动1120（例如，读取CD-ROM磁盘1122，或从其他高容量光介质例如DVD读取/向其写入）。硬盘驱动1114、磁盘驱动1116和光盘驱动1120可以分别通过硬盘驱动接口1124、磁盘驱动接口1126和光盘驱动接口1128连接到系统总线1108。用于外部驱动实现的接口1124包括通用串行总线（USB）和IEEE 1394接口技术中的至少一种或两种。其他外部驱动连接技术也在这里要求的主题所构思的范围内。

驱动及其相关的计算机可读介质提供了数据、数据结构、计算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机1102，驱动和介质适应任意数据以合适的数字格式的存储。尽管上面对计算机可读介质的描述指的是HDD、可移动磁盘、以及例如CD或DVD的可移动光介质，本领域技术人员应该明白，可被计算机读取的其他类型的介质例如zip驱动、磁带盒、闪存卡、磁片盒等也可被用于示例性运行环境，并且任意这样的介质可以包含用于执行各个实施例的方法的计算机可执行指令。

多种程序模块可被存储在驱动和RAM 1112中，包括操作系统1130、一个或多个应用程序1132、其他程序模块1134以及程序数据1136。所有或部分操作系统、应用程序、模块和/或数据还可被缓存在RAM 1112中。要明白，可以用各种商用的操作系统或操作系统的组合来实现各个实施例。

用户可以通过一个或多个有线/无线输入设备（例如键盘1138）和定点设备（例如鼠标1140）将命令和信息输入到计算机1102。其他输入设备（未示出）可以包括麦克风、IR远程控制、操纵杆、游戏控制台、手写笔、触摸屏等。这些和其他输入设备经常通过耦接到系统总线1108的输入设备接口1142来连接到处理单元1104，但可以通过其他接口来连接，例如并行端口、IEEE 1394串行端口、游戏端口、USB端口、IR接口等。

监视器1144或其他类型的显示设备也可以通过例如视频适配器1146的接口而连接到系统总线1108。除了监视器1144，计算机典型地包括其他外围输出设备（未示出），例如扬声器、打印机等。

计算机1102可以通过与一台或多台远程计算机（例如远程计算机1148）的有线和/或无线通信、使用逻辑连接而在网络环境中运行。（多台）远程计算机1148可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐设施、对等设备或其他一般网络节点，且典型地包括针对计算机1102来描述的很多或所有元件，尽管为了简明的目的，仅图示了存储器/存储设备1150。示出的逻辑连接包括与局域网（LAN）1152和/或更大的网络例如广域网（WAN）1154的有线/无线连接。这样的LAN和WAN联网环境在办公室和公司中很普遍，并促进了公司范围的计算机网络，例如内联网，所有这些都可以连接到全局的通信网络例如因特网。

当在LAN联网环境中使用时，计算机1102通过有线和/或无线通信网络接口或适配器1156连接到本地网络1152。适配器1156可以促进与LAN 1152的有线或无线通信，其还可以包括置于其上的无线接入点，用于与无线适配器1156进行通信。

当在WAN联网环境中使用时，计算机1102可以包括调制解调器1158，或连接到WAN 1154上的通信服务器，或具有用于例如通过因特网在WAN 1154上建立通信的其他装置。调制解调器1158可以是内部或外部并且是有线或无线设备，其通过串行端口接口1142连接到系统总线1108。在网络环境中，相对计算机1102示出的程序模块或其部分可被存储在远程存储器/存储设备1150中。将理解，示出的网络连接是示例性的，并且可以使用在计算机之间建立通信链路的其他装置。

计算机1102可操作地与被可操作地布置在无线通信中的任意无线设备或实体进行通信，例如打印机、扫描仪、台式和/或便携式计算机、便携式数字助理、通信卫星、与无线检测标记关联的任意仪器或位置（例如公共电话亭、报摊、休息室）以及电话。这至少包括Wi-Fi和Bluetooth^TM无线技术。于是，通信可以是预定结构，正如传统网络或简单地至少两个设备之间的自组织（ad hoc）通信。

Wi-Fi或无线保真允许从家里的沙发上、旅馆房间的床或工作的会议室无线地连接到因特网，而没有电线。Wi-Fi是与在蜂窝电话中使用的技术类似的无线技术，其使得例如计算机的这样的设备例能在室内和室外发送和接收数据；在基站范围内的任意地方发送和接收数据。Wi-Fi网络使用称为IEEE 802.11（a、b、g、n等）的无线技术来提供安全、可靠、快速的无线连接。Wi-Fi网络可被用于使计算机互相连接、连接到因特网、连接到有线网络（其使用IEEE 802.3或以太网）。Wi-Fi网络在无许可的2.4和5GHz的射频带中以11Mbps（802.11a）或54Mbps（802.11b）数据率来运行，例如或者具有包含两个频带（双频带）的产品，从而该网络可以提供与很多办公室中使用的基本10BaseT有线以太网类似的真实性能。

现在参考图12，图示了示例性计算机编译系统的示意性框图，其可操作地执行所公开的架构。系统1200包括一个或多个客户端1202。客户端1202可以是硬件和/或软件（例如线程、进程、计算设备）。客户端1202可以例如通过使用各个实施例来保存小段信息和/或相关的上下文信息。

系统1200还包括一个或多个服务器1204。服务器1204还可以是硬件和/或软件（例如线程、进程、计算设备）。服务器1204例如可以通过采用各个实施例来保存线程以执行转换。客户端1202和服务器1204之间的一种可能的通信可以是数据分组的形式，其适于在两个或多个计算机进程之间发送。数据分组例如可以包括小段信息和/或相关的上下文信息。系统1200包括通信框架1206（例如全局通信网络，例如因特网），其可被用于促进（多个）客户端1202和服务器1204之间的通信。

可以通过有线（包括光纤）和/或无线技术来促进通信。客户端1202被可操作地连接到一个或多个客户端数据存储1208，该客户端数据存储1208可被用于存储客户端1202本地的信息（例如小段信息和/或相关的上下文信息）。类似地，服务器1204可操作地连接到一个或多个服务器数据存储1210，该服务器数据存储1210可被用于存储服务器1204本地的信息。

上面描述的内容包括各个实施例的例子。当然，不可能为了描述实施例的目的而描述组件或方法的每种可想到的组合，但本领域普通技术人员将认识到，很多其他的组合和排列是可能的。因此，详细描述旨在包含落在所附权利要求书的精神和范围内的所有这样的改变、修改和变化。

特别地并且关于上述组件、设备、电路、系统等执行的各种功能，除非另外指出，用于描述这样的组件的术语（包括对“装置”的参考）旨在对应于用于执行所描述组件的指定功能的任意组件（例如功能等同），即使不是结构上等同于公开的结构，其执行实施例的这里所示示例性方法的功能。就此，可以认识到，各个实施例包括系统以及计算机可读介质，其具有用于执行各种方法的动作和/或事件的计算机可执行指令。

此外，尽管可能已经针对若干种实现中的仅一种来公开特定的特征，这样的特征可以根据需要与其他实现的一个或多个其他特征相组合，并且对于任意给定或特定应用来说是有利的。此外，在术语“包括”及其变体被用于详细描述或权利要求时，这些术语旨在是与术语“包含”类似的包括性。

Claims (35)

1.一种系统，包括：

分析组件，被配置为确定在中继节点上错误地接收源信号，中继节点将该源信号作为中继信号转发到目的地节点；以及

校正组件，被配置为响应于目的地节点错误地接收源信号以及至少中继节点错误地接收源信号，从中继信号产生软判决信息，并在源信号的解码中使用该软判决信息。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述分析组件还被配置为参考以中继信号发送的信息标记。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述信息标记是一个比特，且指明中继节点正确地或错误地接收源信号。

4.如权利要求1所述的系统，还包括：参考组件，被配置为执行循环冗余校验，以确定目的地节点已经错误地接收源信号或错误地接收中继信号。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述参考组件还被配置为输出目的地错误状态，该目的地错误状态指明是否错误地接收源信号、以及是否错误地接收中继信号。

6.如权利要求5所述的系统，其中，分别响应于检测到源信号或中继信号的循环冗余编码中的错误，对源信号或中继信号的循环冗余校验失败。

7.如权利要求1所述的系统，还包括：初始化组件，被配置为响应于目的地节点错误地接收源信号和中继节点错误地接收源信号而触发校正组件，以从所述中继信号产生软判决信息。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述校正组件还被配置为：响应于目的地节点错误地接收源信号、中继节点正确地接收源信号、和目的地节点错误地接收中继信号，而执行最大比率组合算法。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述校正组件被配置为将源信号和软判决信息组合，以减轻源信号解码中的错误。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述校正组件被配置为从中继信号的符号函数和在中继节点上接收的源信号的可靠性函数来产生软判决信息。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述符号函数是作为从中继信号解码的码元的函数来产生的，该中继信号正被重新编码和调制。

12.如权利要求10所述的系统，其中，所述可靠性函数是基于信道状态信息从与源信号比特相关的错误概率函数产生的，该信道状态信息至少与源到中继信道相关。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述可靠性函数是单独地针对所述比特来计算的比特特有的可靠性。

14.如权利要求12所述的系统，其中，所述可靠性函数是作为其中传送码元的分组中的所有比特的平均来计算的分组特有的可靠性。

15.如权利要求12所述的系统，其中，所述可靠性函数是作为中继节点从源节点错误接收的分组中的所有比特的平均来计算的信道特有的可靠性。

16.如权利要求12所述的系统，其中，所述错误概率函数基于源到中继信道的衰落系数和平均信噪比、并基于中继到目的地信道的衰落系数和平均信噪比。

17.如权利要求1所述的系统，其中，所述校正组件被配置为以下列形式的算法来组合源信号和软判决信息：

$L\left(x_S\right|y_{\mathrm{SD}},y_{\mathrm{RD}})=4y_{\mathrm{SD}}{h}_{\mathrm{SD}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{\mathrm{SD}}+\mathrm{Sign}\left\{y_{\mathrm{RD}}\right\}\·\mathrm{Rel}\left\{y_{\mathrm{SR}}\right\}$

其中，x_S是源节点发送的码元，y_SD是在目的地节点从源节点接收的码元，y_RD是在目的地节点从中继节点接收的码元，y_SR是在中继节点从源节点接收的码元，h_SD是源到目的地信道的衰落系数，

是源到目的地信道的平均信噪比，Sign{y_RD}被定义为从y_RD解码的已调制和已编码的硬判决比特，且Rel{y_SR}被定义为y_SR的可靠性值。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述可靠性值是从比特特有的可靠性函数、信道特有的可靠性函数、或分组特有的可靠性函数中的至少一个导出的。

19.如权利要求1所述的系统，其中，所述中继节点、源节点和目的地节点使用编码协同模式，并且其中：

所述分析组件被配置为接收来自中继节点的直接传输、以及来自源节点的直接传输的转发副本，并且确定所述源节点对来自中继节点的直接传输进行错误地或无错误地解码；并且

所述校正组件被配置为从直接传输的转发副本产生软判决信息，以减轻直接传输的编码中的错误。

20.如权利要求1所述的系统，其中，所述校正组件被配置从中继信号和源信号中导出软判决信息。

21.如权利要求20所述的系统，其中，所述校正组件被配置为响应于目的地节点错误地接收中继信号，从源到中继信道和中继到目的地信道的组合错误概率中导出软判决信息的可靠性部分。

22.如权利要求1所述的系统，其中，所述中继节点、源节点和目的地节点形成网络编码协同模式，并且还包括：

逻辑组件，被配置为将中继信号中的第一数据集合与第二数据集合分开，该第一数据集合由源节点向目的地节点发送、并且在中继节点处接收并用中继信号来转发；其中：

所述分析组件被配置为读取在属于第一数据集合的中继信号中包含的信息标记比特，并确定在中继节点处已经无错误地接收该第一数据集合；

所述校正组件被配置为使用第一数据集合来产生软判决信息，用于源信号的解码。

23.一种用于无线通信的系统，包括：

排序组件，被配置为获取第一用户节点发送的第一信号和第二用户节点发送的第二信号；

验证组件，被配置为确定在中继节点上是否正确地接收第一信号和第二信号；

压缩组件，被配置将第一信号和第二信号合并为中继信号；以及

质量组件，被配置在中继信号中指定在中继节点上是否正确地接收第一信号和第二信号。

24.如权利要求23所述的系统，其中，所述验证组件被配置为利用循环冗余校验来确定是否正确地接收第一信号和第二信号。

25.如权利要求23所述的系统，其中，所述压缩组件被配置为利用异或运算来合并第一信号和第二信号。

26.如权利要求23所述的系统，其中，所述质量组件被配置为通过对中继信号内的一个或多个信息标记比特的写操作来指明是否正确地接收第一信号和第二信号。

27.一种用于无线通信的方法，包括：

从源节点接收无线码元、并从中继节点接收该无线码元的转发版本；

确定是否从源节点错误地接收到无线码元；

确定在中继节点是否从源节点错误地接收到无线码元；以及

响应于确定从源节点错误地接收无线码元、并且响应于确定从源节点错误地接收无线码元，从无线码元的转发版本产生软判决信息，以减轻无线码元的解码错误。

28.如权利要求27所述的方法，还包括：响应于确定从目的地节点错误地接收到无线码元、确定从中继节点错误地接收到无线码元的转发版本、以及响应于确定中继节点从源节点没有错误地接收到无线码元，使用最大比率组合机制来解码所述无线码元。

29.如权利要求27所述的方法，还包括：从接收的无线码元的转发版本的符号函数和可靠性函数来产生软判决信息。

30.如权利要求29所述的方法，还包括：通过对接收的无线码元的转发版本进行解码、并对接收到的无线码元的转发版本进行重新编码和调制来导出所述符号函数。

31.如权利要求30所述的方法，还包括：从比特特有、分组特有和信道特有的错误概率函数中导出用于接收的无线码元的转发版本的可靠性函数。

32.如权利要求31所述的方法，还包括：将符号函数和可靠性函数相乘，并将相乘的结果与从源节点接收的无线码元的对数似然比的值相加。

33.如权利要求32所述的方法，还包括根据相加的结果来确定与从源节点接收的无线码元相关联的比特值。

34.一种用于无线通信的系统，包括：

接收器，被配置为分别通过直接链路和中继链路从源发送器和从中继发送器接收各个无线传输；

解调组件，被配置为对来自通过直接链路接收的第一传输的源码元和来自通过中继链路接收的第二传输的中继码元进行解码；

分析组件，被配置为分析第一传输和第二传输，以识别在各个无线传输的至少一个中的接收错误；以及

校正组件，被配置为响应于分析组件识别到中继链路错误地接收源码元，使用中继码元作为软信息来确定源码元的正确值。

35.一种用于无线通信的系统，包括：

用于从源节点接收无线码元并从中继节点接收该无线码元的转发版本的装置；

用于确定所述系统错误地接收无线码元的装置；

用于确定所述中继节点错误地接收无线码元的装置；以及

用于响应于系统错误地接收无线码元并且中继节点错误地接收无线码元、与对无线码元进行解码关联地从无线码元的转发版本产生软判决信息的装置。

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