CN107743694B - 在重建解码信息字的处理中计算似然度的方法 - Google Patents

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Abstract

用于在根据从无线信道接收到的并且根据利用多个基于Alamouti矩阵的差分空时块码编码器的发送符号矢量生成的观测值矢量在重建解码信息字的处理中计算似然度的方法。该方法包括应用迭代重建处理，在当前迭代中包括：接收观测值矢量；确定要应用至所述观测值矢量的至少一个近似缩放系数矢量；针对每个近似缩放系数矢量，确定近似缩放等效信道模型矢量；以及利用每个确定的近似缩放系数矢量和每个确定的近似缩放等效信道模型矢量，在知道调制符号矢量和所述无线信道的模型的情况下，计算表示获得所述观测值矢量的联合概率的值形式的似然度。

Description

在重建解码信息字的处理中计算似然度的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在利用无线信道的子信道发送信号之后，根据在接收器装置上接收到的采用观测值矢量形式的所述信号在重建解码信息字的处理中计算似然度的方法以及用于实现该方法的装置。
背景技术
在电信方面，分集(diversity)是为改进信号发送的可靠性而经常搜索的特性。这在信号发送受衰落、同信道干扰、热噪声和/或错误突发影响的无线通信中尤其如此。提供分集的通信方案(下文中称作分集方案)基于单独通信信道经历不同削弱的假设。因此，可以在多个通信信道上发送和/或从多个通信信道接收相同信号的几个副本，希望每个副本都受到通信信道削弱的不同影响。一个目的是在接收器侧上通过接收到的副本的组合来获得包括在发送信号中的信息字的良好重建。
电信文献富集有几类分集方案。可以举例如下：
●基于时间分集的分集方案，其中，同一信号的多个版本在不同时刻发送。
●基于频率分集的分集方案，其中，利用几个频率来发送信号，或者分布在受频率选择性衰落影响的宽频谱上。
●基于空间分集的分集方案，其中，信号通过几个不同传播路径发送。在无线发送的情况下，其可以通过利用多个发送器天线(发送分集)和/或多个接收天线(接收分集)或两者的天线分集来实现。
●基于极化分集的分集方案，其中，信号的多个版本经由具有不同极化的天线来发送和接收。
空时码(STC)(相应地，空频码(SFC))是提供联合空间和时间分集(相应地，空间和频率分集)的分集方案的示例，其中，利用多个发送天线来改进无线发送的可靠性。
STC(相应地，SFC)码的演进是空时块码(相应地，空频块码(SFBC))，其中，要发送的数据流被按块编码，这些块在间隔的天线当中并跨时间(相应地，跨越频率)地分布。
STBC(相应地，SFBC)码通常用矩阵表示。
Figure BDA0001507672700000021
其中，
Figure BDA0001507672700000022
是要从天线j在时隙i(相应地，频率i)上发送的符号的线性组合。
Siavash Alamouti等人在文献“Space-time codes for high data ratewireless communication:Performance analysis and code construction./IEEETransactions on Information Theory 44(2):744–765”中提出了适于具有两个发送天线(或偶数个发送天线)和任意数目的接收天线的发送装置的流行的STBC码，用以下2×2矩阵：
Figure BDA0001507672700000023
其中，*表示复共轭。
Alamouti的矩阵(或Alamouti矩阵)根据两个输入符号x1和x2生成四个输出符号x1、x2、
Figure BDA0001507672700000024
Figure BDA0001507672700000025
x1在第一时隙(相应地，在第一频率)和第一天线上发送，x2在第一时隙(相应地，在第一频率)和第二天线上发送，
Figure BDA0001507672700000027
在第二时隙(相应地，在第二频率)和第一天线上发送，并且
Figure BDA0001507672700000026
在第二时隙(相应地，在第二频率)和第二天线上发送。
STBC码(相应地，SFBC码)的另一演进是差分空时块码(DSTBC)(相应地，空频块码(DSFBC))。DSTBC码(相应地，DSFBC码)涉及符号的差分编码。该差分编码允许在接收器处避免估计信道系数的相位。当信道相对于时间符号周期具有小相干时间时，这尤其受关注。
即使广义化的基于Alamouti矩阵的STC(相应地，SFC)码存在于利用适于两个以上天线和两个以上时隙(相应地，两个以上的频率)的更大矩阵的文献中，Alamouti的初始2×2矩阵也仍然是常用的。这个矩阵将可被输入至STC(STBC或DSTBC)(相应地，SFC(SFBC或DSFBC))编码器的符号的数量限制成一次两个符号。
因为一般来说，通信系统的输入不是符号，而是符号的矢量，所以基于Alamouti 2×2矩阵的多个STC(相应地，SFC)编码器(下文中，称作Alamouti STC(相应地，SFC)编码器)被并行化以编码每个矢量。例如，利用大小为m的符号矢量，将一组m/2个Alamouti STC(相应地，SFC)编码器用于编码具有每个符号矢量中的这些符号。
通常，每个符号矢量中的这些符号被位于该组STC(相应地，SFC)编码器之前的交织模块交织，这通过按与不同削弱相关联不同时间或频率资源分派符号来创建第一级分集。
线性预编码是可被用于在具有少量天线的系统中增加发送信号中的(时间、频率和/或空间)分集的另一种方法。例如基于分圆旋转的线性预编码器创建n个输入符号的线性组合，并且在不同发送资源上分布由该线性组合所得到的m个输出符号。这种线性预编码器可以实现乘以系数n的分集增加。
线性预编码也可以被用于其它目的，例如，为了在将如此预编码的符号映射到OFDM调制的副载波上之前利用离散傅立叶变换(DFT)来降低OFDM(正交频分复用)调制的PAPR(峰均功率比)，或者为了利用多用户MIMO(多输入多输出)系统的空间维数来应用多用户干扰减轻技术。
已知的发送装置包括交织模块以及包括一组并行STC(相应地，SFC)编码器的模块。下面，将组合了交织模块和包括一组并行STC(相应地SFC)编码器的模块(下文中称作信号编码模块)称作分集生成模块。分集生成模块还可以包括位于交织模块和信号编码模块之前的线性预编码(LPC)模块。分集生成模块受益于由构成其的模块所带来的特性。
例如，分集生成模块可以受益于由LPC模块所带来的第一级分集、由交织模块所带来的第二级分集以及由信号编码模块所带来的第三级分集。
如已提到的，在发送装置中，分集生成模块通常接收符号矢量，其中，符号是由调制模块(举例来说，如比特交织编码调制(BICM)模块)根据信息字生成的调制符号。分集生成模块然后根据调制符号矢量生成发送符号的元组(tuple)。在并行Alamouti STC(相应地，SFC)编码器的情况下，每个Alamouti STC(相应地，SFC)编码器根据表示调制符号的一对输入符号生成四个发送符号。实际上，当信号编码模块之前仅有交织模块时，表示调制符号的符号是调制符号本身，而当信号编码模块之前是LPC模块和交织模块时，表示调制符号的符号是由LPC模块执行的线性组合所得到的组合符号。
每个发送符号在对于每个发送符号都不同的关联的发送信道上发送。每个发送信道都由专用发送资源提供。发送资源通常由发送装置上可用的多个天线中的天线、一组预定义时隙(相应地，预定义频率)中的一时隙(相应地，一频率)以及一组预定义副载波中的副载波来限定。分配给发送符号的天线和时隙(相应地，频率)的选择由2×2Alamouti矩阵固定。然后将不同的副载波分配给每个Alamouti STC编码器。在SFC编码器的情况下，然后将不同的一组副载波分配给每个Alamouti SFC编码器。
在接收器装置上，接收到观测值矢量形式的发送信号。每个观测值都对应于受关联的发送信道影响并且受与关联发送信道相对应的噪声影响的发送符号。接收器装置包括对应于发送装置的分集生成模块的逆分集生成模块。
该逆分集生成模块包括信号解码模块，该信号解码模块包括与包括在发送装置的信号编码模块中的STC(相应地，SFC)编码器相对应的逆STC(相应地，SFC)模块。逆分集生成模块能够根据观测值矢量生成经处理的观测值的矢量。经处理的观测值的矢量中的每个经处理的观测值对应于由分集生成模块处理的调制符号矢量中的调制符号。
接收器装置的一个目的是将解码信息字尽可能接近地重建成被发送到发送符号的矢量中的信息字。许多接收器装置使用基于似然度计算的重建处理。
发明内容
[技术问题]
在包括DSTC(或DSTBC)(相应地，DSFC(或DSFBC))编码器的通信系统中，似然度计算是一个重要的问题。实际上，在这种通信系统中，接收器装置上的最佳似然度的计算需要表示由发送装置发送的调制符号矢量的或信息字的信息的知识，而这些信息在接收器装置上不可用。
存在解决方案来处理这个问题，但这些解决方案导致误差传播、重建处理中的延迟以及因此具有高计算复杂度的重建处理。
[问题的解决方案]
希望克服上述缺点。
特别希望设计一种避免误差传播和延迟的重建处理。还特别希望设计一种具有合理复杂度的重建处理。
根据本发明的第一方面，本发明涉及一种在重建解码信息字的处理中计算似然度的方法，在通过发送装置利用无线信道的子信道发送采用从调制符号矢量导出的矢量的形式的信号之后，从在接收器装置上接收到的观测值矢量的形式的所述信号，来，所述信号已经利用多个基本编码模块生成，基本编码模块是基于Alamouti矩阵的被称作DSTBC编码器的差分空时块码编码器，或者是基于Alamouti矩阵的被称作DSFBC编码器的差分空频块码编码器，所述接收器装置包括至少一个接收天线、信号解码模块、适于在由所述信号解码模块处理之后对观测值矢量中的观测值进行缩放以获得经缩放的观测值矢量的缩放模块，以及对经缩放的观测值矢量应用解交织的解交织模块，所述信号解码模块包括基本解码模块，每个基本解码模块都是逆DSTBC模块或逆DSFBC模块，其特征在于，所述方法包括应用迭代重建处理，在当前迭代中包括：接收每个天线上的观测值矢量，每个观测值矢量对应于同一调制符号矢量；针对每个观测值矢量，确定至少一个对应近似缩放系数矢量；针对与每个观测值矢量相对应的每个近似缩放系数矢量，确定近似缩放等效信道模型矢量；以及利用每个确定的近似缩放系数矢量和每个确定的近似缩放等效信道模型矢量，在知道调制符号矢量和所述无线信道的模型的情况下，计算表示获得每个观测值矢量的联合概率的值的形式的似然度；其中，所述确定一个近似缩放等效信道模型矢量针对每个基本解码模块包括以下子步骤：在所述当前迭代之前的迭代中，计算在同一天线上在所述观测值矢量之前接收到的前一观测值矢量中的一对观测值的被称作第一范数的范数，所述二元观测值对应于所述基本解码模块；获得所述近似缩放系数矢量中的、与所述基本解码模块相对应的近似缩放系数；以及将近似缩放等效信道模型计算为所述近似缩放系数、所述第一范数、与所述基本解码模块相对应的所述无线信道的所述模型的信道系数的范数以及与所述基本解码模块相对应的第一预定参数的乘积。
在计算所述似然度中使用的所述近似缩放等效信道模型不需要获知表示由所述发送装置在当前迭代之前的迭代中发送的所述调制符号矢量的或所述信息字的信息。从而，不存在误差传播的风险和在所述重建处理中引入延迟的风险。
在一实施方式中，根据调制符号矢量导出的每个矢量是发送符号矢量，并且所述发送符号矢量中的每个发送符号都在所述无线信道的不同子信道上发送。
不同子信道上的发送允许在所述接收观测值中生成分集。
在一实施方式中，所述信号还利用位于所述多个基本编码模块之前的交织模块生成，该交织模块交织调制符号矢量以生成提供给所述多个基本编码模块的交织符号矢量，由所述解交织模块应用的解交织对应于由所述交织模块执行的交织。
利用交织模块使得能够增加分集。
在一实施方式中，由所述缩放模块获得的所述缩放观测值矢量包括具有相等噪声方差的缩放观测值。
接收具有相等噪声方差的观测值易于所述重建处理。
在一实施方式中，针对每个近似缩放系数矢量，由所述缩放模块获得缩放观测值矢量。
在一实施方式中，每个近似缩放等效信道模型矢量都表示在所述信号解码模块、所述缩放模块以及所述解交织模块的处理之后的所述无线信道的所述模型的近似。
在一实施方式中，针对每个可能的调制符号矢量，确定近似缩放系数矢量和近似缩放等效信道模型矢量。
在一实施方式中，针对观测值矢量确定至少一个对应的近似缩放系数矢量包括：针对基本解码模块，计算所述观测值矢量中的、与所述基本解码模块相对应的一对观测值的称作第二范数的范数；将称作单一近似缩放系数的一个近似缩放系数计算为将值一除以第一组元和第二组元之和的平方根，所述第一组元是与所述基本解码模块相对应的第二预定参数的平方与所述第二范数的平方的乘积，而所述第二组元是所述第一范数的平方。
在计算所述似然度中使用的所述近似缩放系数矢量不需要获知表示由所述发送装置在当前迭代中发送的所述调制符号矢量的或所述信息字的信息。因此，降低了重建处理的复杂性。
在一实施方式中，在将所述近似缩放等效信道模型计算为所述近似缩放系数、所述第一范数、所述无线信道的所述模型的信道系数的所述范数以及与所述第一预定参数的乘积时使用的所述近似缩放系数是所述单一近似缩放系数。
因此，降低了重建处理的复杂性。
在一实施方式中，与所述基本解码模块相对应的每个预定参数按所述前一观测值矢量中的、与所述基本解码模块相对应的一对观测值的函数来计算。
所述预定参数仅取决于所述前一观测值矢量中的、在所述接收器装置上可用的一对观测值。
在一实施方式中，与所述基本解码模块相对应的每个预定参数按所述前一观测值矢量中的、与所述基本解码模块相对应的所述一对观测值的函数来计算，并且渐进假设所述第一范数比与对应于所述基本解码模块的所述信道模型的所述信道系数相关联的噪声的范数高得多。
在一实施方式中，对应于所述基本解码模块的所述第一预定参数被固定成值“1”。
在一实施方式中，对应于所述基本解码模块的所述第二预定参数被固定成值“-1”。
根据本发明的第二方面，本发明涉及一种用于在通过发送装置利用一无线信道的子信道发送采用根据调制符号矢量导出的矢量的形式的信号之后，根据接收到的观测值矢量形式的所述信号来计算重建解码信息字的处理中的似然度的接收器装置，所述信号已利用多个基本编码模块生成，基本编码模块是基于Alamouti矩阵的差分空时块码编码器(称作DSTBC编码器)，或者基于Alamouti矩阵的差分空频块码编码器(称作DSFBC编码器)，所述接收器装置包括至少一个接收天线、信号解码模块、适于在通过所述信号解码模块处理之后对观测值矢量中的观测值进行缩放以获得缩放观测值矢量的缩放模块，以及适于对所述缩放观测值矢量应用解交织的解交织模块，所述信号解码模块包括基本解码模块，每个基本解码模块都是逆DSTBC模块或逆DSFBC模块，其特征在于，所述接收器装置包括用于应用迭代重建处理的装置，该装置适于：接收每个天线上的观测值矢量，每个观测值矢量对应于同一调制符号矢量；针对每个观测值矢量，确定至少一个对应的近似缩放系数矢量；针对与每个观测值矢量相对应的每个近似缩放系数矢量，确定近似缩放等效信道模型矢量；以及利用每个确定的近似缩放系数矢量和每个确定的近似缩放等效信道模型矢量，在知道调制符号矢量和所述无线信道的模型的情况下，计算表示获得每个观测值矢量的联合概率的值的形式的似然度；其中，为了确定一个近似缩放等效信道模型矢量，所述迭代重建处理适于：在所述当前迭代的前一迭代中，计算在同一天线上在所述观测值矢量之前接收到的前一观测值矢量中的一对观测值的被称作第一范数的范数，所述二元观测值对应于所述基本解码模块；获得所述近似缩放系数矢量中的、与所述基本解码模块相对应的近似缩放系数；以及将近似缩放等效信道模型计算为所述近似缩放系数、所述第一范数、与所述基本解码模块相对应的所述无线信道的所述模型的信道系数的范数以及与所述基本解码模块相对应的第一预定参数的乘积。
根据本发明第三实施方式，本发明涉及一种通信系统，该通信系统包括发送装置，该发送装置适于在无线信道上发送采用根据调制符号矢量导出的发送符号矢量的形式的信号，所述发送装置包括：分集生成模块，该分集生成模块包括交织模块以及包括多个基本编码模块的信号编码模块，基本编码模块是基于Alamouti矩阵的差分空时块码编码器(称作DSTBC编码器)，或者是基于Alamouti矩阵的差分空频块码编码器(称作DSFBC编码器)，所述发送符号矢量中的每个发送符号在所述无线信道的不同子信道上发送；以及根据第一实施方式的接收器装置。
根据本发明第四实施方式，本发明涉及一种包括可被加载于可编程装置中的程序代码指令的计算机程序，当该程序代码指令被该可编程装置运行时，该程序代码指令被用于实现根据第一实施方式的方法。
根据本发明第五实施方式，本发明涉及一种存储包括可被加载于可编程装置中的程序代码指令的计算机程序的信息存储装置，当该程序代码指令被该可编程装置运行时，该程序代码指令用于实现根据第一实施方式的方法。
上述本发明的特征以及其它特征在阅读一实施方式的示例的下列描述时将更清楚呈现，所述描述结合附图来进行。
附图说明
图1示意性地例示了可以实现本发明的通信系统的示例。
图2A示意性地例示了包括在该通信系统中的发送装置的硬件架构的示例。
图2B示意性地例示了包括在该通信系统中的接收器装置的硬件架构的示例。
图3A示意性地例示了发送装置的示例。
图3B示意性地例示了接收器装置的示例。
图4A示意性地例示了比特交织编码调制(BICM)模块的示例。
图4B示意性地例示了逆比特交织编码调制(BICM)模块的示例。
图5示意性地例示了分集生成模块的示例。
图6示意性地例示了根据本发明的逆分集生成模块的示例。
图7示意性地例示了根据本发明的重建处理。
图8A示意性地例示了基于第一近似的近似缩放等效信道模型的计算。
图8B示意性地例示了基于第一近似并且基于第二近似的近似缩放系数的计算。
图8C示意性地例示了基于第一近似和第二近似的近似缩放等效信道模型的计算。
具体实施方式
图1示意性地例示了可以实现本发明的通信系统1的示例。
通信系统1包括使用无线信道4(例如，在60GHz无线电频带中)进行通信的发送装置2和接收器装置3。通信系统1应用迭代发送处理。迭代发送处理的每次迭代由变量k表示。发送处理在迭代k的输入是信息比特矢量wk，并且发送处理在迭代k的输出是重建信息比特矢量
Figure BDA0001507672700000091
图2A示意性地例示了包括在通信系统1中的发送装置2的硬件架构的示例。
根据所示架构，发送装置2包括通过通信总线200互连的以下组件：处理器、微处理器、微控制器或CPU(中央处理单元)201；RAM(随机存取存储器)202；ROM(只读存储器)203；诸如HDD(硬盘驱动器)204的存储装置，或者适于读取由存储装置存储的信息的任何其它装置；以及通信接口205。
通信接口205允许发送装置2从应用层装置(层在这里要被理解为定义通信系统的OSI模型的层)接收信息字，并且利用无线通信信道4向接收器装置3发送对应信号。在发送装置2的硬件架构的示例中，通信接口205包括两个发送天线。
CPU 201能够执行从ROM 203或从诸如SD卡或HDD 204的外部存储器加载到RAM202中的指令。在发送装置2通电之后，CPU 201能够从RAM 202读取指令并且执行这些指令。这些指令形成一个计算机程序，该计算机程序使CPU 201根据该信息字生成发送符号矢量形式的发送信号，并且在无线信道4上发送所述发送信号。
根据信息字生成并发送该发送信号可以通过由可编程计算机器执行一组指令或程序而以软件实现，可编程计算机器诸如是PC(个人计算机)、DSP(数字信号处理器)或微控制器；或者通过诸如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的机器或专用组件而以硬件实现。
在一实施方式中，通信接口205包括偶数个发送天线。
图2B示意性地例示了包括在通信系统1中的接收器装置3的硬件架构的示例。
根据所示架构，接收器装置3包括通过通信总线300互连的以下组件：处理器、微处理器、微控制器或CPU(中央处理单元)301；RAM(随机存取存储器)302；ROM(只读存储器)303；诸如HDD(硬盘驱动器)304的存储装置，或者适于读取由存储装置存储的信息的任何其它装置；以及通信接口305。
通信接口305允许接收器装置3接收由发送装置2在无线信道4上发送的信号，并将所述信号提供给例如由参与根据所接收的信号重建解码信息字的处理器301实现的多个模块。
所接收的信号是采用连续的观测值矢量的形式接收的。在接收器装置3的硬件架构的示例中，通信接口305包括一个接收天线。
在一实施方式中，通信接口305包括超过一个接收天线。
CPU 301能够执行从ROM 303或从诸如SD卡或HDD 304的外部存储器加载到RAM302中的指令。在接收器装置3通电之后，CPU 301能够从RAM 302读取指令并且执行这些指令。这些指令形成使得CPU 301根据所接收的信号执行重建信息字的一个计算机程序。
根据所接收的信号重建信息字可以通过由可编程计算机器执行一组指令或程序而以软件实现，可编程计算机器诸如是PC(个人计算机)、DSP(数字信号处理器)或微控制器；或者通过诸如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)的机器或专用组件而以硬件实现。
图3A示意性地例示了发送装置的示例。
发送装置2包括比特交织编码调制(BICM)模块21和分集生成模块22。BICM模块21接收连续的信息比特矢量wk形式的信息字。根据每个信息比特矢量wk，BICM模块21生成调制符号矢量zk
分集生成模块22从BICM模块接收调制符号矢量zk并且生成要以发送符号矢量sk的形式在无线信道4上发送的信号，一个发送符号矢量sk对应于一个调制符号矢量zk
可以注意，大小为S的矢量v的每个条目都记为v(u)，其中，
Figure BDA0001507672700000102
例如，大小为m的调制符号矢量zk的一条目被记为zk(u)，其中，u∈[1；m]。
图3B示意性地例示了接收器装置的示例。
接收器装置3应用重建处理，从而允许从所接收的观测值中检索采用解码的信息比特矢量
Figure BDA0001507672700000101
的形式的解码信息字。接收器装置3包括：逆分集生成模块32、似然度估计器模块33以及逆比特交织编码调制(IBICM)模块。
该逆分集生成模块32接收观测值矢量yk。每个观测值矢量yk都对应于被已发送了发送符号矢量Sk的发送信道h影响并且受噪声ηk影响的发送符号矢量sk。
逆分集生成模块32对每个观测值矢量yk进行解码，以便获得已处理观测值矢量y′k。每个已处理观测值矢量y′k被提供给似然度估计器模块33，似然度估计器模块33在知道假定已发射的调制符号矢量zk和发送了与调制符号矢量zk相对应的发送符号矢量zk的无线信道4的模型h的情况下，计算表示获得所述观测值矢量yk的联合概率p(yk|zk，h)的值的形式的似然度。在通信系统1的特定情况下，表示联合概率p(yk|zk，h)的值通过在获知表示调制符号矢量(例如，zk)的信息和等效信道
Figure BDA0001507672700000111
的情况下获得所述已处理观测值矢量y′k的联合概率
Figure BDA0001507672700000112
给出。
等效信道
Figure BDA0001507672700000113
对应于被逆分集生成模块32解码之后的发送信道h。随后，将该似然度提供给IBICM模块，其允许针对每个观测值矢量yk获得解码信息比特矢量
Figure BDA0001507672700000117
从上面可以看出，联合概率
Figure BDA0001507672700000114
(或
Figure BDA0001507672700000115
取决于在接收器装置3上不可用的调制符号矢量zk的知识。下面，我们表明，克服这个问题的高度复杂的解决方案是在接收器装置3上设想所有可能调制符号矢量zk，但复杂性降低的解决方案也是可能的。
图4A示意性地例示了BICM模块的示例。
BICM模块21是纠错码模块211、交织模块212以及复合调制模块(例如，QAM调制模块)的联结。结果，在联系图4A描述的BICM模块21的示例中，BICM模块21的输出是QAM符号矢量zk
纠错码模块211可以是允许硬解码或软解码(例如，turbo码)的任何纠错码。
图4B示意性地例示了IBICM模块的示例。
IBICM模块包括对应于复合调制模块213(即，QAM解调制模块)的解调制模块341、用于逆转由交织模块212执行的交织的解交织模块342以及对应于纠编码模块211的纠错解码器模块343。纠错解码器模块343接收由似然度估计器模块33提供的似然度，并且基于所述似然度执行解码信息比特矢量
Figure BDA0001507672700000116
的重建。
图5示意性地例示了分集生成模块的示例。
图5提供了分集生成模块22的详细视图。分集生成模块包括交织模块222、信号编码模块223。可选地，分集生成模块包括LPC编码器模块221。
交织模块接收表示调制符号矢量的矢量z′k并且生成交织符号矢量xk。
在一实施方式中，交织模块应用以下运算：
xk(ω(u))＝z′k(Ω(u))。
Ω(u)和ω(u)定义了交织模块的输入与交织模块的输出之间的一对一映射。
当分集生成模块22不包括LPC编码器模块221时，表示调制符号矢量的矢量z′k等于调制符号矢量zk。这种情况对应于具有对应于单位矩阵的LPC编码器。
当分集生成模块22包括LPC编码器模块221时，表示调制符号矢量的矢量z′k对应于LPC编码器模块221对调制符号矢量zk进行处理的结果。考虑到由LPC编码器执行的处理可以由LPC矩阵Φ表示，得出：
z′k＝Φ·zk
在其中分集生成模块包括LPC编码器221的实施方式中，LPC矩阵Φ是分块对角矩阵：
Figure BDA0001507672700000121
其中，Φ′是将n′个调制符号zk(u)混合在一起的n′×n′分圆旋转矩阵，假定调制符号矢量zk的大小m是n′的倍数。
表示调制符号矢量的矢量z′k的大小为n(m≤n)。
根据表示大小为n的调制符号矢量的矢量z′k交织模块生成大小为n的交织符号矢量xk。
每个交织符号xk被提供给信号编码模块223。信号编码模块223由基于Alamouti 2×2矩阵的n/2个DSTBC编码器组成。每个DSTBC编码器接收一对交织符号。例如，第一DSTBC编码器2231接收交织符号xk(1)和xk(2)。第n/2个DSTBC编码器2232接收交织符号xk(n-1)和
Figure BDA0001507672700000122
根据每一对交织符号，每个DSTBC编码器生成四元组发送符号。
由信号编码模块223的第j个DSTBC编码器接收到的一对交织符号在下文中被记为
Figure BDA0001507672700000126
信号编码模块223的第j个DSTBC编码器根据由相同的第j个DSTBC编码器在在发送处理的迭代k之前的迭代k-1中获得的四元组
Figure BDA0001507672700000123
迭代地生成四元组
Figure BDA0001507672700000124
如下：
Figure BDA0001507672700000125
其中，
Figure BDA0001507672700000131
并且其中，2×2矩阵
Figure BDA0001507672700000132
是Alamouti矩阵，其限定哪个资源应当被用于发送四元组发送符号
Figure BDA0001507672700000133
中的发送符号。在给定DSTBC编码器的情况下，资源由天线和时隙限定。
可以将Q(x)指示为具有复矩阵表述的四元数：
Figure BDA0001507672700000134
其中：
Figure BDA0001507672700000135
其中，
Figure BDA0001507672700000136
是转置共轭算子，而Id是单位矩阵。而且，如上面已经提到的：
Figure BDA0001507672700000137
可以注意，归一化系数
Figure BDA0001507672700000138
在四元组
Figure BDA0001507672700000139
的迭代生成时控制四元组
Figure BDA00015076727000001310
的功率，使得
Figure BDA00015076727000001311
因此，每个DSTBC编码器的输出在功率上被归一化，其导致功率归一化的DSTBC(PN-DSTBC)编码器。
作为备注，四元组
Figure BDA00015076727000001312
是一四元数，而
Figure BDA00015076727000001313
是酉变换。
在一实施方式中，迭代生成的初始化由下式给出：
Figure BDA00015076727000001314
信号编码模块223生成包括n/2四元组
Figure BDA00015076727000001315
的大小为2n的发送符号矢量sk。
每个PN-DSTBC编码器被关联至不同的副载波。因此，因为PN-DSTBC的Alamouti矩阵将四元组发送符号中的每个发送符号关联至不同的一对时隙和天线，所以由信号编码模块223生成的每个符号被关联到无线信道4的不同子信道，子信道由时隙、天线以及副载波表示。
然后，将每个发送符号矢量sk提供给发送装置2的通信接口205，发送装置2在关联子信道上发送每个符号，考虑了与每个发送符号sk(u)相关联的资源(即，时隙、天线以及副载波)。
这里，假定在每个资源上，关联至一符号的子信道经历平坦衰落，即，在接收器装置3处没有经历符号间干扰。
在其中分集生成模块包括LPC编码器模块221的实施方式中，LPC矩阵Φ是分块对角矩阵：
Figure BDA00015076727000001316
并且，m＝n，LPC编码器模块包括两个LPC编码器，每个LPC编码器都关联至一大小为n/2×n/2的LPC分圆旋转矩阵Φ′。在该实施方式中，信号编码模块223包括基于Alamouti2×2矩阵的一组n/2个并行PN-DSTBC编码器。
在其中分集生成模块包括LPC编码器模块221的实施方式中，LPC矩阵Φ是n×n离散傅立叶变换(DFT)矩阵。
在其中分集生成模块包括LPC编码器模块221的实施方式中，LPC矩阵Φ是n×m截断DFT矩阵，其中，仅考虑n×nDFT矩阵的一些列(m≤n)。
图6示意性地例示了逆分集生成模块的第一示例。
图6提供了逆分集生成模块32的详细视图。
逆分集生成模块32包括信号解码模块322、缩放模块323以及解交织模块324。
逆分集生成模块32适于逆转由分集生成模块22执行的操作，即，逆分集生成模块32适于根据由分集生成模块22依据交织符号矢量xk所生成的发送符号矢量sk来精确地重新生成交织符号矢量xk。
如已结合图3B所述，该逆分集生成模块32接收观测值矢量yk。
调用由通信接口305的天线接收到的观测值矢量yk中的并且对应于由第j个PN-DSTBC编码器所生成的四元组
Figure BDA0001507672700000141
的一对观测值
Figure BDA0001507672700000142
通过信道模型的以下方程将该对
Figure BDA0001507672700000143
链接至四元组
Figure BDA0001507672700000144
Figure BDA0001507672700000145
其中，hj表示被用于发送四元组
Figure BDA0001507672700000146
的子信道，而
Figure BDA0001507672700000147
是对应于所述子信道hj的噪声。这里假设每个子信道hj在时间上足够静态，使得每个子信道hj独立于迭代k。另外，所述对
Figure BDA0001507672700000148
中的两个观测值被假设成共享同一子信道hj。观测值矢量
Figure BDA0001507672700000149
被提供给信号解码模块322。信号解码模块322包括n/2个逆PN-DSTBC模块。
信号解码模块322的第j个逆PN-DSTBC模块对所述对
Figure BDA00015076727000001410
的处理给出了信道模型的新方程
Figure BDA00015076727000001411
其中，假设是具有协方差矩阵
Figure BDA00015076727000001413
的复高斯噪声，而 是由第j个逆PN-DSTBC模块对所述对的处理所得到的一对中间观测值。这里，可以注意， 假设hj在迭代k和k-1是相同的。
信号解码模块322的输出是大小为n的中间观测值矢量
Figure BDA00015076727000001416
缩放模块323包括n/2个基本缩放模块，每个基本缩放模块都关联至信号解码模块322的逆PN-DSTBC模块。例如，基本缩放模块3241被关联至逆PN-DSTBC模块2331，并且基本缩放模块3242被关联至逆PN-DSTBC 2332。第j个基本缩放模块对由第j个逆PN-DSTBC模块提供的一对中间观测值
Figure BDA0001507672700000151
中的每个中间观测值应用缩放，以获得一对缩放观测值
Figure BDA0001507672700000152
该一对中间观测值
Figure BDA0001507672700000153
的缩放允许获得一对缩放观测值
Figure BDA0001507672700000154
如下：
Figure BDA0001507672700000155
其中，
Figure BDA0001507672700000156
是对应于第j个PN-DSTBC模块的缩放系数。
在由第j个基本缩放模块缩放之后，获得信道模型的以下方程：
Figure BDA0001507672700000157
其中，
Figure BDA0001507672700000158
表示在第j个逆PN-DSTBC模块和第j个基本缩放模块的处理之后的缩放等效信道模型，而
Figure BDA0001507672700000159
被假设为具有协方差矩阵
Figure BDA00015076727000001510
的复高斯噪声。
缩放模块323的输出因此是尺寸为n的缩放观测值矢量
Figure BDA00015076727000001511
解交织模块323接收缩放观测值矢量
Figure BDA00015076727000001512
并且对交织模块222执行的交织进行逆转，以生成大小为n的已处理观测值矢量y′k。
从上面可以看出，缩放模块323将缩放步骤应用于每个中间观测值矢量
Figure BDA00015076727000001513
缩放步骤的目的是获得具有相等噪声方差(例如，等于1)的已处理观测值y′k(u)，以易于通过IBICM模块34重建解码信息比特矢量
Figure BDA00015076727000001514
在迭代k，要与第j个PN-DSTBC模块相关联以便于获得等于1的噪声方差的缩放系数由以下方程给出：
Figure BDA00015076727000001515
这导致了缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000001516
的以下定义：
Figure BDA00015076727000001517
可以看出，缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000001518
取决于在迭代k-1向第j个PN-DSTBC编码器提供的一对交织符号
Figure BDA00015076727000001519
的范数
Figure BDA00015076727000001520
在接收器装置3上获得近似的范数
Figure BDA00015076727000001521
是可行的。然而，这对重建性能有很大的影响。实际上，首先，接收器装置仅能够获得范数
Figure BDA00015076727000001522
的近似。使用这种近似在重建处理中引起误差传播。第二，在迭代k重建观测值矢量yk之前，接收器装置应至少等待信号解码模块322和缩放模块323在迭代k-1处理观测值矢量yk-1的结果以获得范数
Figure BDA0001507672700000161
等待前一迭代的观测值矢量的处理会引起重建处理中的延迟。一些通信系统(举例来说，如通信系统1)在重建处理中既不容许任何延迟也不容许误差传播。
需要解决方案来设计重建处理，以避免误差传播和延迟。
可以进一步注意的是，缩放系数
Figure BDA0001507672700000162
和经缩放等效信道模型
Figure BDA0001507672700000163
取决于在迭代k向第j个PN-DSTBC编码器提供的一对交织符号
Figure BDA0001507672700000164
的范数
Figure BDA0001507672700000165
范数
Figure BDA0001507672700000166
在接收器装置3上不可用。实际上，需要注意，范数
Figure BDA0001507672700000167
是交织符号矢量xk的一对
Figure BDA0001507672700000168
的范数。交织符号矢量xk直接取决于在接收器装置3上未知的调制符号矢量zk。
克服这个问题的一个解决方案是设想接收器装置3上的每个可能的调制符号矢量zk，并且根据每个可能的调制符号矢量zk推导出交织符号矢量xk。然后，可以将每个推导出的交织符号矢量xk划分为成对的交织符号
Figure BDA0001507672700000169
然后，接收器装置3可以计算组合缩放系数
Figure BDA00015076727000001618
的大小为n的缩放系数矢量γk，和组合针对每个可能的调制符号矢量zk的缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000001610
的大小为n的缩放等效信道模型矢量
Figure BDA00015076727000001611
然而，针对每个可能的调制符号矢量zk在接收器装置3上计算缩放系数矢量γk和缩放等效信道模型矢量
Figure BDA00015076727000001612
具有较高的计算复杂度。
还需要解决方案来设计具有合理计算复杂度的重建过程。
图7示意性地例示了根据本发明的重建处理。
结合图7描述的重建处理由接收器装置3应用。该重建处理是迭代重建处理，其中，在每次迭代k中处理与发送符号矢量Sk相对应的观测值矢量yk。
在步骤71中，接收器装置3在其通信接口305上接收观测值矢量yk。
在步骤72中，观测值矢量yk被提供给信号解码模块322。根据观测值矢量yk，信号解码模块322生成中间观测值矢量
Figure BDA00015076727000001613
在步骤73中，接收器装置3确定至少一个近似缩放系数矢量
Figure BDA00015076727000001614
换句话说，接收器装置3为信号解码模块322的每个逆PN-DSTBC模块确定至少一个近似缩放系数
Figure BDA00015076727000001615
在容许高计算复杂度的步骤73的实施方式中，接收器装置3针对应用方程(3)的每个可能的调制符号矢量zk，确定组合被关联至信号解码模块322的每个逆PN-DSTBC模块的近似缩放系数
Figure BDA00015076727000001616
的近似缩放系数矢量
Figure BDA00015076727000001617
在提供低计算复杂度的步骤73的实施方式中，利用结合图8B描述的处理来确定一个近似缩放系数矢量
Figure BDA0001507672700000171
在一实施方式中，所确定的近似缩放系数矢量
Figure BDA00015076727000001719
被存储在接收器装置3的存储装置304中。
在步骤74中，接收器装置3对中间观测值矢量
Figure BDA0001507672700000172
应用缩放步骤，以针对每个近似缩放系数矢量
Figure BDA0001507672700000173
利用缩放模块323来获得缩放观测值矢量
Figure BDA0001507672700000174
在容许高计算复杂度的实施方式中，因为已针对每个可能的调制符号矢量zk确定了近似缩放系数矢量
Figure BDA0001507672700000175
所以确定了每个可能的调制符号矢量zk的缩放观测值矢量
Figure BDA0001507672700000176
在一实施方式中，每个确定的缩放观测值矢量
Figure BDA0001507672700000177
被存储在接收器装置3的存储装置304中。
在步骤75中，接收器装置3针对每一对观测值
Figure BDA0001507672700000178
确定信道模型hj。
在步骤76中，接收器装置3针对近每个似缩放系数矢量
Figure BDA0001507672700000179
确定近似缩放等效信道模型矢量
Figure BDA00015076727000001710
每个近似缩放等效信道模型矢量
Figure BDA00015076727000001711
组合针对信号解码模块322的每个逆PN-DSTBC模块确定的近似缩放等效信道模型。每个近似缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000001712
是由第j个PN-DSTBC模块和第j个基本缩放模块处理之后的等效信道
Figure BDA00015076727000001713
的近似。在步骤76的一实施方式中，利用下文结合图8A描述的处理来确定每个近似缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000001714
在步骤76的一实施方式中，利用下文结合图8C描述的处理来确定每个近似缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000001715
在步骤77中，接收器装置3使用解交织模块324来逆转由交织模块222执行的交织。已处理观测值矢量y′k被获得如下：
Figure BDA00015076727000001716
为了针对已处理观测值矢量y′k中的每个已处理观测值，获得与所述已处理观测值一致的近似缩放等效信道模型，还将解交织应用于每个近似缩放等效信道模型矢量
Figure BDA00015076727000001717
如下：
Figure BDA00015076727000001718
其中，δk(u)是与已处理观测值y′k(u)相关联的近似缩放等效信道模型。
在步骤78中，接收器装置3使用似然度估计器模块33以在知道了调制符号矢量zk和无线信道4的模型h的情况下，确定采用表示获得观测值矢量yk的联合概率p(yk|zk，h)的值的形式的似然度。根据上述内容，在其中分集生成模块22包括LPC编码器模块221的实施方式中，以下方程可以写成：
z′k＝Φzk
针对已处理观测值矢量y′k，获得信道模型的以下方程：
y′k＝ΔkΦzk+η′k (5)
其中，Δk表示从近似缩放等效信道模型矢量
Figure BDA0001507672700000181
导出的近似缩放等效信道模型矢量，使得：
Δk＝diag(δk(n)，…，δk(n))
并且其中，认为η′k是具有单位协方差矩阵的白高斯噪声。每个近似缩放等效信道模型矢量Δk因此是在由信号解码模块322、缩放模块323以及解交织模块(324)处理之后的无线信道4的模型h的近似。
因此，方程(11)的信道模型是公知的信道模型，其似然度可以被写为在获知表示调制符号矢量(例如，zk)和近似缩放等效信道矢量Δk的信息的情况下获得已处理观测值矢量y′k的联合概率。
p(y′k|zk，Δk)∝exp(-||y′k-ΔkΦzk||2/2)
其中，a∝b表示变量a与变量b成比例。
联合概率p(y′k|zk，Δk)可以由接收器装置3针对每个可能的调制符号矢量zk(假定接收器装置3存储有全部可能的调制符号矢量zk的列表)和每个可能的近似缩放等效信道矢量Δk来确定。在容许高计算复杂度的实施方式中，根据在步骤76中针对近似缩放等效信道模型
Figure BDA0001507672700000182
计算的不同值和在步骤73中计算的近似缩放系数矢量
Figure BDA0001507672700000183
的不同值，存在几个近似缩放等效信道矢量Δk。在下面描述的另一低复杂度实施方式中，仅存在一个近似缩放等效信道矢量Δk。
在适于硬解码的实施方式中，将使得似然度最大化的调制符号矢量zk提供给IBICM模块34。
在适于软解码的实施方式中，将该似然度提供给IBICM模块34。
可以注意，当ΔkΦ是分块对角矩阵时，似然度的计算可以被分成被关联至所述分块对角矩阵的每个分块的较小问题。
在步骤79中，接收器装置3使用所确定的似然度，以利用IBICM模块34重建解码信息比特矢量
Figure BDA0001507672700000184
在一实施方式中，利用结合图8B所描述的处理在步骤73期间仅确定一个近似缩放系数矢量
Figure BDA0001507672700000191
在该实施方式中，利用下文中结合图8C所描述的处理在步骤76期间仅确定一个缩放等效信道模型矢量
Figure BDA0001507672700000192
为了设计避免误差传播和延迟并且具有合理的计算复杂度的重建处理，接收器装置3可以应用近似。
通过在方程(2)中引入方程(1)，获得针对每一对观测值
Figure BDA0001507672700000193
的信道模型的以下方程：
Figure BDA0001507672700000194
前一方程的项
Figure BDA0001507672700000195
被近似如下：
Figure BDA0001507672700000196
其中，
Figure BDA0001507672700000197
和
Figure BDA0001507672700000198
是预定参数，下面描述了对它们的确定。
利用近似(6)(下文中称作第一近似)，一对中间观测值
Figure BDA0001507672700000199
可以被写为：
Figure BDA00015076727000001910
Figure BDA00015076727000001911
Figure BDA00015076727000001912
预定参数
Figure BDA00015076727000001913
和
Figure BDA00015076727000001914
可以通过包含最小化二次误差
Figure BDA00015076727000001915
的优化来获得：
Figure BDA00015076727000001916
其中，E[x]是变量x的数学期待值。
二次误差
Figure BDA00015076727000001917
的最小化导致
Figure BDA00015076727000001918
Figure BDA00015076727000001919
其中，
Figure BDA00015076727000001920
取变量x的实部。
利用第一近似(4)，与一对中间观测值
Figure BDA00015076727000001921
相关联的噪声是具有如下方差的高斯噪声：
Figure BDA0001507672700000201
该方差导致：
Figure BDA0001507672700000202
因此，利用第一近似(6)，方程(7)的近似缩放系数
Figure BDA0001507672700000203
和方程(8)的近似缩放等效信道模型
Figure BDA0001507672700000204
独立于范数
Figure BDA0001507672700000205
这避免了在重建处理中产生延迟和误差传播，并且对重建处理的性能影响不大。
可以注意，方程(7)的近似缩放系数
Figure BDA0001507672700000206
和方程(8)的近似缩放等效信道模型
Figure BDA0001507672700000207
取决于一对交织符号
Figure BDA0001507672700000208
的范数
Figure BDA0001507672700000209
其如上面已经看到的，取决于在接收器装置3上不可用的调制符号矢量zk。如上面已看到的，克服这个问题的一个解决方案是考虑每个可能的调制符号矢量zk。然而，考虑每个可能的调制符号矢量zk导致高计算复杂度。
第二近似允许避免这种高计算复杂度。在这个第二近似中，项
Figure BDA00015076727000002010
根据
Figure BDA00015076727000002011
近似为：
Figure BDA00015076727000002012
其导致
Figure BDA00015076727000002013
因此，利用第一近似(6)和第二近似(9)，近似缩放系数
Figure BDA00015076727000002014
和近似缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000002015
与
Figure BDA00015076727000002016
和
Figure BDA00015076727000002017
无关，其首先避免在重建处理中产生延迟和误差传播，其次，降低重建处理的复杂度，并且对重建处理的表现影响不大。
图8A示意性地例示了基于第一近似(6)的近似缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000002018
的计算。
图8A描述了与容许高近似复杂度的实施方式中的步骤76相对应的处理的第一示例。针对每个逆PN-DSTBC模块应用结合图8A描述的处理。
在步骤761中，接收器装置3获得对应于重建处理的当前迭代k之前的迭代k-1的一对观测值
Figure BDA00015076727000002019
该一对观测值
Figure BDA00015076727000002020
例如已被存储在接收器装置3的存储装置304中。
在步骤762中，接收器装置3计算所述对
Figure BDA0001507672700000211
的范数
Figure BDA0001507672700000212
在步骤763中，接收器装置3从存储装置304获得在步骤73针对每个可能的调制符号矢量zk为第j个逆PN-DSTBC模块计算的近似缩放系数
Figure BDA0001507672700000213
在步骤764中，接收器装置3通过将在步骤763中获得的缩放系数
Figure BDA0001507672700000214
代入方程(8)中来计算每个可能调制符号矢量zk的第j个逆PN-DSTBC模块的近似缩放等效信道模型
Figure BDA0001507672700000215
图8B示意性地例示了基于第一近似(6)并且基于第二近似(9)的近似缩放系数的计算。
图8B描述了对应于针对每个逆PN-DSTBC模块仅计算一个近似缩放系数
Figure BDA0001507672700000216
的步骤73的处理。该实施方式得益于第一近似(6)和第二近似(9)。这个实施方式是一个低复杂度的实施方式，因为其不需要考虑每个可能的调制符号矢量zk，因为
Figure BDA0001507672700000217
独立于一对交织符号
Figure BDA0001507672700000218
并且因此独立于调制符号矢量zk。结合图8B描述的处理被应用于每个逆PN-DSTBC模块。
在步骤731中，接收器装置3获得对应于重建处理的当前迭代k之前的迭代k-1的一对观测值
Figure BDA0001507672700000219
和与当前迭代k相对应的一对观测值
Figure BDA00015076727000002110
在步骤732中，接收器装置3计算所述对
Figure BDA00015076727000002111
的范数
Figure BDA00015076727000002112
和所述对
Figure BDA00015076727000002113
的范数
Figure BDA00015076727000002114
在步骤733中，接收器装置3利用方程(9)计算缩放系数
Figure BDA00015076727000002115
图8C示意性地例示了基于第一近似(6)和第二近似(9)的近似缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000002116
的计算。
图8A描述了对应于该低复杂度的实施方式中的步骤76的处理的第二示例。结合图8C描述的处理被应用于每个逆PN-DSTBC模块。
在步骤765中，接收器装置3获得对应于重建处理的当前迭代k之前的迭代k-1的一对观测值
Figure BDA00015076727000002117
和与当前迭代k相对应的一对观测值
Figure BDA00015076727000002118
该一对观测值
Figure BDA00015076727000002119
和
Figure BDA00015076727000002120
例如已被存储在接收器装置3的存储装置304中。
在步骤766中，接收器装置3计算所述对
Figure BDA00015076727000002121
的范数
Figure BDA00015076727000002122
和所述对
Figure BDA00015076727000002123
的范数
Figure BDA00015076727000002124
在步骤767中，接收器装置3从存储装置304获得当应用图8B的处理时在步骤73计算的近似缩放系数
Figure BDA0001507672700000221
在步骤768中，接收器装置3通过将在步骤767中获得的缩放系数
Figure BDA0001507672700000222
代入方程(11)中来计算缩放等效信道模型。
在一实施方式中，步骤766和767分别重新使用步骤731和步骤732的结果。
在结合图8A、图8B及图8C描述的处理的实施方式中，按函数
Figure BDA0001507672700000223
离线地计算预定参数
Figure BDA0001507672700000224
和
Figure BDA0001507672700000225
计算并列表。
在结合图8A、图8B及图8C描述的处理的实施方式中，以渐近假设
Figure BDA0001507672700000226
(即，噪声
Figure BDA0001507672700000227
与接收到的观测值
Figure BDA0001507672700000228
相比可以忽略不计)来近似预定参数
Figure BDA0001507672700000229
和
Figure BDA00015076727000002210
在该情况下，
Figure BDA00015076727000002211
并且
Figure BDA00015076727000002212
在结合图8A、图8B及图8C描述的处理的实施方式中，预定参数
Figure BDA00015076727000002213
和
Figure BDA00015076727000002214
被固定成
Figure BDA00015076727000002215
和
Figure BDA00015076727000002216
以上说明描述了本发明的几个实施方式，这些实施方式集中于其中接收器装置包括一个接收天线并且信号编码模块223包括并行PN-DSTBC编码器的通信系统。然而，本发明的原理可以适合更广泛的背景。
例如，本发明应用于包括多个接收天线的接收器装置。在该情况下，在重建处理的每个迭代k，接收器装置接收对应于同一发送符号矢量的多个观测值矢量
Figure BDA00015076727000002217
变量r对应于第r个天线，其中r∈[1；Nr]，并且Nr是接收器装置3上的天线数量(Nr＞1)。从而，每个逆PN-DSTBC模块处理r对观测值
Figure BDA00015076727000002218
并生成r对中间观测值
Figure BDA00015076727000002219
每个基本缩放模块处理r对中间观测值
Figure BDA00015076727000002220
并生成r对缩放观测值
Figure BDA00015076727000002221
通过应用结合图8A、图8B及图8C描述的方法，针对每对中间观测值
Figure BDA00015076727000002222
计算至少一个近似缩放系数
Figure BDA00015076727000002223
根据对应于第j个逆PN-DSTBC模块的一组r对缩放观测值
Figure BDA00015076727000002224
接收器装置3生成一对缩放观测值
Figure BDA00015076727000002225
如下：
Figure BDA00015076727000002226
与获得多对缩放观测值
Figure BDA00015076727000002227
并行地，接收器装置3针对每个观测值矢量
Figure BDA00015076727000002228
确定用于每个逆PN-DSTBC模块的至少一个近似缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000002229
如结合步骤76和图8A或图8C所述。接着，接收器装置3为每个逆PN-DSTBC模块确定至少一个全局近似缩放等效信道模型
Figure BDA00015076727000002230
如下：
Figure BDA00015076727000002231
在高计算复杂度模式下，针对每个可能的调制符号矢量zk确定全局近似缩放等效信道模型矢量
Figure BDA0001507672700000231
而在低复杂度模式下，仅确定一个近似缩放等效信道模型矢量
Figure BDA0001507672700000232
然后，考虑信道模型的以下方程，将多对缩放观测值
Figure BDA0001507672700000233
提供给解交织模块，并且结合图7描述的重建处理继续步骤77、78以及79：
Figure BDA0001507672700000234
假设
Figure BDA0001507672700000235
是具有单位协方差矩阵的等效噪声。
本发明也适用于通信系统，其中发送装置2的分集生成模块22包括基于并行PN-DSFBC编码器的信号编码模块223，并且接收器装置3的逆分集生成模块32包括基于并行逆PN-DSFBC模块的信号解码模块322。

Claims (19)

1.一种在重建解码信息字的处理中计算似然度的方法，所述解码信息字是根据在通过发送装置利用无线信道的子信道发送从调制符号矢量导出的矢量的形式的信号之后在接收器装置上接收到的观测值矢量的形式的所述信号而重建的，所述信号已利用多个基本编码模块生成，基本编码模块是基于Alamouti矩阵的差分空时块码编码器，被称作DSTBC编码器，或者是基于Alamouti矩阵的差分空频块码编码器，被称作DSFBC编码器，所述接收器装置包括至少一个接收天线、信号解码模块、适于在由所述信号解码模块的处理之后对观测值矢量的观测值进行缩放以获得缩放观测值矢量的缩放模块、以及对所述缩放观测值矢量应用解交织的解交织模块，所述信号解码模块包括基本解码模块，每个基本解码模块是逆DSTBC模块或逆DSFBC模块，其特征在于，所述方法包括应用迭代重建处理，所述方法在当前迭代中包括：
接收每个天线上的观测值矢量，每个观测值矢量对应于同一调制符号矢量；
针对每个观测值矢量，确定至少一个对应的近似缩放系数矢量；
针对与每个观测值矢量相对应的每个近似缩放系数矢量，确定近似缩放等效信道模型矢量；以及
利用每个所确定的近似缩放系数矢量和每个所确定的近似缩放等效信道模型矢量，在知道调制符号矢量和所述无线信道的模型的情况下，计算表示获得每个观测值矢量的联合概率的值的形式的似然度；
其中，针对每个基本解码模块，确定一个近似缩放等效信道模型矢量包括以下子步骤：
在所述当前迭代的前一迭代中，计算在同一天线上在所述观测值矢量之前接收到的前一观测值矢量中的一对观测值的被称作第一范数的范数，所述一对观测值对应于该基本解码模块；
获得所述近似缩放系数矢量中与该基本解码模块相对应的近似缩放系数；以及
将近似缩放等效信道模型计算为所述近似缩放系数、所述第一范数、与所述基本解码模块相对应的所述无线信道的所述模型的信道系数的范数以及与所述基本解码模块相对应的第一预定参数的乘积。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从调制符号矢量导出的每个矢量是发送符号矢量，并且所述发送符号矢量中的每个发送符号在所述无线信道的不同子信道上发送。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号还利用位于所述多个基本编码模块之前的交织模块生成，并且所述交织模块交织调制符号矢量以生成提供给所述多个基本编码模块的交织符号矢量，由所述解交织模块应用的所述解交织对应于由所述交织模块执行的所述交织。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号还利用位于所述多个基本编码模块之前的交织模块生成，并且所述交织模块交织调制符号矢量以生成提供给所述多个基本编码模块的交织符号矢量，由所述解交织模块应用的所述解交织对应于由所述交织模块执行的所述交织。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，由所述缩放模块获得的所述缩放观测值矢量包括具有相等噪声方差的缩放观测值。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述缩放模块针对每个近似缩放系数矢量获得缩放观测值矢量。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，每个近似缩放等效信道模型矢量表示在所述信号解码模块、所述缩放模块及所述解交织模块的处理之后所述无线信道的所述模型的近似。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，针对每个可能的调制符号矢量，确定近似缩放系数矢量和近似缩放等效信道模型矢量。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，针对基本解码模块，针对观测值矢量确定至少一个对应的近似缩放系数矢量包括：
计算所述观测值矢量中与所述基本解码模块相对应的一对观测值的范数，该范数被称作第二范数；
将被称为单一近似缩放系数的一个近似缩放系数计算为值1除以第三元素，所述第三元素是第一元素与第二元素之和的平方根，所述第一元素是与所述基本解码模块相对应的第二预定参数的平方与所述第二范数的平方的乘积，所述第二元素是所述第一范数的平方。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在将所述近似缩放等效信道模型计算为所述近似缩放系数、所述第一范数、所述无线信道的所述模型的信道系数的所述范数以及所述第一预定参数的乘积时使用的所述近似缩放系数是单一近似缩放系数。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，与所述基本解码模块相对应的每个预定参数根据所述前一观测值矢量中与所述基本解码模块相对应的所述一对观测值来计算。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，与所述基本解码模块相对应的每个预定参数是在所述第一范数比与对应于所述基本解码模块的所述信道模型的所述信道系数相关联的噪声的范数高得多的渐进假设下，根据所述前一观测值矢量中与所述基本解码模块相对应的所述一对观测值来计算。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，对应于所述基本解码模块的所述第一预定参数被固定成值“1”。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对应于所述基本解码模块的所述第二预定参数被固定成值“-1”。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对应于所述基本解码模块的所述第二预定参数被固定成值“-1”。
16.一种接收器装置，该接收器装置用于在通过发送装置利用无线信道的子信道发送从调制符号矢量导出的矢量的形式的信号之后，根据所接收的观测值矢量的形式的所述信号在重建解码信息字的处理中计算似然度，所述信号已利用多个基本编码模块生成，基本编码模块是基于Alamouti矩阵的差分空时块码编码器，被称作DSTBC编码器，或者是基于Alamouti矩阵的差分空频块码编码器，被称作DSFBC编码器，所述接收器装置包括至少一个接收天线、信号解码模块、适于在所述信号解码模块的处理之后对观测值矢量中的观测值进行缩放以获得缩放观测值矢量的缩放模块，以及适于对所述缩放观测值矢量应用解交织的解交织模块，所述信号解码模块包括基本解码模块，每个基本解码模块是逆DSTBC模块或逆DSFBC模块，其特征在于，所述接收器装置包括用于应用迭代重建处理的装置，所述用于应用迭代重建处理的装置适于：
接收每个天线上的观测值矢量，每个观测值矢量对应于同一调制符号矢量；
针对每个观测值矢量，确定至少一个对应的近似缩放系数矢量；
针对与每个观测值矢量相对应的每个近似缩放系数矢量，确定近似缩放等效信道模型矢量；以及
利用每个所确定的近似缩放系数矢量和每个所确定的近似缩放等效信道模型矢量，在知道调制符号矢量和所述无线信道的模型的情况下，计算表示获得每个观测值矢量的联合概率的值的形式的似然度；
其中，为了确定一个近似缩放等效信道模型矢量，所述迭代重建处理适于：
在当前迭代的前一迭代中，计算在同一天线上在所述观测值矢量之前接收到的前一观测值矢量中的一对观测值的被称作第一范数的范数，所述一对观测值对应于基本解码模块；
获得所述近似缩放系数矢量中与所述基本解码模块相对应的近似缩放系数；以及
将近似缩放等效信道模型计算为所述近似缩放系数、所述第一范数、与所述基本解码模块相对应的所述无线信道的所述模型的信道系数的范数以及与所述基本解码模块相对应的第一预定参数的乘积。
17.一种通信系统，该通信系统包括：发送装置，该发送装置适于在无线信道上发送从调制符号矢量导出的发送符号矢量的形式的信号，所述发送装置包括分集生成模块，该分集生成模块包括交织模块和包括多个基本编码模块的信号编码模块，基本编码模块是基于Alamouti矩阵的差分空时块码编码器，被称作DSTBC编码器，或者是基于Alamouti矩阵的差分空频块码编码器，被称作DSFBC编码器，所述发送符号矢量中的每个发送符号已在所述无线信道的不同子信道上发送；以及根据权利要求16所述的接收器装置。
18.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有能够被加载于可编程装置中的程序代码指令的计算机程序，当所述程序代码指令被所述可编程装置运行时，所述程序代码指令实现根据权利要求1至15中任一项所述的方法。
19.一种信息存储装置，该信息存储装置存储包括能够被加载于可编程装置中的程序代码指令的计算机程序，当所述程序代码指令被所述可编程装置运行时，所述程序代码指令实现根据权利要求1至15中任一项所述的方法。
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