DE60311839T2

DE60311839T2 - Verfahren zum Interpretieren von mittels einer Sendeantenne gesendetem und mittels Empfangsantenne empfangenen Signals

Info

Publication number: DE60311839T2
Application number: DE60311839T
Authority: DE
Inventors: Mitsubishi Electric ITE Nicolas Gresset; Mitsubishi Electric ITE Loic Brunel; Ecole Sup. des Telecommunications Joseph Boutros
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Information Technology Corp; Mitsubishi Electric Information Technology Center Europe BV Nederlands
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Information Technology Corp; Mitsubishi Electric R&D Centre Europe BV Netherlands
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: EP1545038A1; JP2005204302A; EP1545038B1; DE60311839D1; JP4429155B2; ATE354219T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Interpretieren von wenigstens einem mittels wenigstens einer Senderantenne gesendeten und mittels wenigstens einer Empfangsantenne empfangenen Signal, welches Verfahren Folgendes enthält:

– einen Symbolauflistungsschritt zum Erzeugen einer Liste von Symbolen, die unter vorbestimmten Symbolen ausgewählt sind, die potentiell mit der wenigstens einen Empfangsantenne empfangen werden können, wobei jedes aufgelistete Symbol durch wenigstens ein Bit dargestellt bzw. repräsentiert wird,
– einen Marginalisierungsschritt zum Verarbeiten der aufgelisteten Symbole, um wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswert zu erzeugen, um mit dem wenigstens einen Bit verbunden zu werden, und
– einen Entschachtelungsschritt zum Transformieren des wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts in wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswert,
– einen Decodierschritt zum Verfeinern des wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts durch Berücksichtigen eines Wissens, das zu einem Codierschema gehört, das zum Codieren des empfangenen Signals verwendet wird, wobei beabsichtigt ist, dass ein im Verlauf des Decodierschritts erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert, nachdem er während eines Verschachtelungsschritts verschachtelt ist, während eines nachfolgenden Marginalisierungsschritts als a-priori-Wahrscheinlichkeitswert verwendet wird.

Ein solches Interpretierverfahren kann in Telekommunikationssystemen verwendet werden, bei welchen mehrere Antennen am Empfängerende und/oder am Senderende einer drahtlosen Verbindung verwendet werden, welche Systeme Mehrfacheingangs/Mehrfachausgangs-Systeme (auf die weiterhin als MIMO-Systeme Bezug genommen wird) genannt werden. Es ist gezeigt worden, dass MIMO-Systeme große Übertragungskapazitäten im Vergleich mit denjenigen bieten, die durch Einzelantennensysteme geboten werden. Insbesondere erhöht sich die MIMO-Kapazität linear mit der Anzahl von Sende- oder Empfangsantennen, welche auch immer die kleinste ist, für ein gegebenes Signal-zu-Rausch-Verhältnis und unter günstigen unkorrelierten Kanalbedingungen. MIMO-Techniken sind somit wahrscheinlich in zukünftigen drahtlosen Systemen zu verwenden, die große spektrale Effizienzen liefern sollen oder, alternativ dazu, die Sendeleistung reduzieren sollen, die zum Erhalten einer spektralen Effizienz äquivalent zu derjenigen erforderlich ist, die in gegenwärtigen Telekommunikationssystemen erhalten wird. Solche MIMO-Techniken werden sehr wahrscheinlich mit Mehrfachträgermodulationstechniken wie OFDM (was für orthogonalen Frequenzmultiplex steht) und MC-CDMA-(was für Mehrfachträger-Codemultiplex-Vielfachzugriff steht)-Techniken kombiniert werden, deren Verwendung in zukünftigen drahtlosen Systemen auch erwägt wird.
Ein bestimmter Typ von MIMO-Systemen verwendet eine bitverschachtelte codierte Modulationstechnik, die weiterhin BICM genannt wird, gemäß welcher der Sender einen Kanalcodierer enthält, der eine Codierung, wie z.B. mittels eines Faltungscodes oder eines Turbocodes, auf uncodierte Datenbits anwenden und einen Binärstrom zu einem Verschachteler liefern soll. Dieser Verschachteler wird dann permutierte Bits liefern, die in Wortsequenzen aufzuteilen sind, die in eine Reihe von codierten Symbolen transformiert werden sollen, die jeweils eine Vielzahl von Komponenten darstellen, wobei die Komponenten eines selben Symbols während eines selben Zeitschnipsels durch jeweilige Sendeantennen gesendet werden sollen.
Gesendete Symbole sind am Empfängerende zu interpretieren, was normalerweise in MIMO-Systemen vom BICM-Typ mittels eines iterativen Raum-Zeit-Interpretierprozesses durchgeführt wird, welcher iterative Prozess Schätzungen der ursprünglichen uncodierten Datenbits erzeugen soll, auf deren Basis die gesendeten Symbole erzeugt worden sind. Die durch die Verwendung von mehreren Sende- und Empfangsantennen induzierte räumliche Diversity vereinfacht ein solches Decodieren, da diese Diversity ein größeres Ausmaß an Information als dasjenige liefert, das durch ein einziges Signal geliefert werden würde, das über einen einzigen Kommunikationskanal gesendet wird.
Es ist wohlbekannt, eine iterative a-posteriori-Wahrscheinlichkeits-Decodiertechnik in einem MIMO-Telekommunikationssystem zu verwenden, wobei eine Marginalisierung Wahrscheinlichkeitswerte erzeugen soll, und ein Decodieren zum Verfeinern der Wahrscheinlichkeitswerte, wie es in dem IEEE-Artikel mit dem Titel "BIT-INTERLEAVED CODED MODULATIONS FOR MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT CHANNELS" von J. Boutros und in dem IEEE-Artikel mit dem Titel "COMPARISON OF SUBOPTIMAL ITERATIVE SPACE-TIME RECEIVERS" von dem Autor A. Guéguen offenbart ist.
Allgemein verwendete iterative Interpretierverfahren erfordern während eines Symbolauflistungsschritts eine anfängliche Erzeugung einer begrenzten Liste von Symbolen, mit welchen anfängliche Wahrscheinlichkeitswerte während eines nachfolgenden Marginalisierungsschritts zu verbinden sind. Der anfängliche Wahrscheinlichkeitswert, der zu einem gegebenen aufgelisteten Symbol gehört, kann beispielsweise aus einem Maß bestehen, das den Abstand zwischen dem gegebenen aufgelisteten Symbol und dem empfangenen Symbol besteht. Die so erhaltenen Wahrscheinlichkeitswerte können dadurch verfeinert werden, dass man in einem nachfolgenden Decodierschritt zusätzliches Wissen verwendet, das zu dem Codierschema gehört, das ursprünglich zum Codieren des empfangenen Signals verwendet worden ist. Der durch einen solchen Decodierschritt für jedes Bit erzeugte verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert, das zu derselben Gruppe von Bits gehört, die alle aufgelisteten Symbole darstellen, kann dann in einer a-posteriori- oder vorzugsweise in einer extrinsischen Form, von welcher eine a-priori-Information in Bezug auf ein jeweiliges berücksichtigtes Bit individuell entfernt worden ist, zum Bilden von a-priori-Information verwendet werden, um zusätzlich zu den oben beschriebenen Maßen während einer Ausführung eines weiteren Marginalisierungsschritts in einer nachfolgenden Iteration des iterativen Interpretierverfahrens berücksichtigt zu werden.
Die Erfinder haben das Auftreten von Situationen beobachtet, in welchen ein verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert, der zu einem gegebenen Bit gehört, in Konflikt mit dem ursprünglichen Wahrscheinlichkeitswert ist, der ehemals zu dem gegebenen Bit gehörte, und zwar im Verlauf des Marginalisierungsschritts. Anders ausgedrückt kann es sein, dass die Wahrscheinlichkeit für dieses Bit einen gegebenen Wert hat, der beispielsweise am Marginalisierungsschritts größer als 0,5 zu sein scheint, wohingegen die verfeinerte Wahrscheinlichkeit für dieses Bit, diesen selben gegebenen Wert zu haben, am Ende des Decodierschritts als niedriger als 0,5 erscheinen wird.
Solche Konfliktsituationen können verhindern, dass der iterative Interpretierprozess in Richtung zu einer stabilen schließlichen Interpretation eines gesendeten Symbols konvergiert, und werden den iterativen Prozess mit Sicherheit verlängern, da mehrere Iterationen zum Ausgleichen aller Widersprüche erforderlich sein werden. Konfliktsituationen, wie sie oben beschrieben sind, erzeugen somit signifikante nachteilige Effekte bezüglich. der Leistungsfähigkeit des Systems.
Die Erfinder haben beobachtet, dass, obwohl Konfliktsituationen, wie sie oben beschrieben sind, durch nachteilige Bedingungen verursacht werden können, die die drahtlose Verbindung beeinflussen, über welche das empfangene Signal gesendet worden ist, und zwar insbesondere durch ein Rauschen mit einem signifikanten Pegel, andere Konfliktsituationen, die im weiteren künstliche Diskrepanzen genannt werden, aufgrund der Tatsache vorhanden sind, dass die Liste von Symbolen automatisch erzeugt wird und somit eine unzureichende Anzahl von Symbolen für die Population enthalten kann, die durch die aufgelisteten Symbole gebildet ist, um die Diversity zu bieten, die dafür erforderlich ist, dass die Population statistisch signifikant ist.
Solche künstlichen Diskrepanzen berücksichtigen keinerlei Art von physikalischen Phänomen und tragen keinen Informationsgehalt, während ihr Ausgleichen Verarbeitungsleistung erfordern wird und darüber hinaus eine ineffiziente Nutzung von Energie enthält, was an einer begrenzten Versorgung bezüglich einer batteriebetriebenen Empfangsvorrichtung liegt.
Die Erfindung zielt auf ein Lösen dieses Problems, indem ein Interpretierverfahren zur Verfügung gestellt wird, bei welchem künstliche Diskrepanzen zwischen ur sprünglichen und verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerten dank korrigierender Interventionen in dem oben beschriebenen iterativen Prozess zu unterdrücken sind.
Tatsächlich ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin Folgendes enthält:

– einen Diskrepanz-Erfassungsschritt zum Erfassen von Situationen, in welchen Wahrscheinlichkeitswerte, die zu einem selben gegebenen Bit gehören und einerseits im Verlauf des Marginalisierungsschritts und andererseits im Verlauf des Decodierschritts erzeugt sind, jeweils kleiner als und größer als 0,5 oder umgekehrt sind, und
– einen Listenvergrößerungsschritt zum Korrigieren einer erfassten Diskrepanz durch Hinzufügen wenigstens eines zusätzlichen Symbols zu der durch den Symbolauflistungsschritt erzeugten Liste.

Die Erfindung lässt zu, künstliche Diskrepanzen zu korrigieren, und somit zu verhindern, dass sie signifikante nachteilige Effekte bei einem iterativen Interpretierprozess erzeugen, und zwar mittels einer Diskrepanzerfassung und einer darauffolgenden Erhöhung der Größe der Population, auf deren Basis die ursprünglichen Wahrscheinlichkeitswerte berechnet werden, welche Populationserhöhung auf ein Eliminieren der statistischen Ursache abzielt, die zu der Erscheinung der erfassten Diskrepanz geführt haben kann.
Gemäß einem spezifischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das wenigstens eine zusätzliche Symbol durch Identifizieren wenigstens eines ursprünglichen Symbols erhalten, für welches eine Diskrepanz erfasst worden ist, und zwar in Bezug auf ein gegebenes Bit, und durch Komplementbildung wenigstens des gegebenen Bits innerhalb des ursprünglichen Symbols.
Das ursprüngliche Symbol wird normalerweise durch Vornehmen einer harten Entscheidung auf der Basis der im Verlauf des Marginalisierungsschritts erzeugten Wahrscheinlichkeitswerte erhalten werden.
Ein solches Ausführungsbeispiel der Erfindung zielt auf ein Hinzufügen wenigstens eines nicht aufgelisteten Symbols zu den aufgelisteten Symbolen ab, das für das gegebene Bit, zu welchem Konflikt-Wahrscheinlichkeitswerte zugehörig gewesen sind, einen Wert entsprechend der verfeinerten Wahrscheinlichkeit darstellt, die im Verlauf des Decodierschritts erzeugt ist, was veranlassen wird, dass der nächste Wahrscheinlichkeitswert, der im Verlauf des Marginalisierungsschritts erzeugt wird, in Richtung zu dem verfeinerten Wahrscheinlichkeitswert konvergiert, wenn die erfasste Diskrepanz künstlich ist, d.h. wenn sie mit rein statistischen Ursachen verbunden ist, wobei der obige Korrekturprozess gemäß dem allgemeinen Prinzip der Erfindung iterativ ist.
Wie es oben erklärt ist, wird dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung zulassen, im Fall einer künstlichen Diskrepanz einen Harmonisierungsprozess zu erzeugen, der auf eine Konvergenz zwischen den im Verlauf des Marginalisierungsschritts erzeugten Wahrscheinlichkeitswerten und den im Verlauf des Decodierschritts erzeugten verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerten abzielt. Die Auswahl des zusätzlichen Symbols oder der zusätzlichen Symbole, das oder die zu der Liste von Symbolen hinzuzufügen ist oder sind, die durch den Auflistungsschritt erzeugt ist, kann jedoch einen Einfluss auf die Geschwindigkeit einer Konvergenz haben, und somit auf die Leistungsfähigkeit des iterativen Interpretierprozesses gemäß der Erfindung.
Ein Symbol, das oft maximales a-priori-Symbol genannt wird, das durch Vornehmen einer harten Entscheidung auf der Basis der im Verlauf des Decodierschritts erzeugten verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerte erhalten wird, kann systematisch zu der Liste von Symbolen hinzugefügt werden, wenn das maximale a-priori-Symbol nicht bereits in der Liste enthalten ist, mit Vorteilen, die später detaillierter beschrieben werden.
Eine vorherige Kenntnis über alle anderen Symbole der Gitterkonstellation kann auf vorteilhafte Weise zum Auswählen des zu der Liste von Symbolen hinzuzufügenden zusätzlichen Symbols verwendet werden, um die Leistungsfähigkeit des Interpretierverfahrens gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu erhöhen.
Gemäß einer Variante des oben beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiels der Erfindung wird das zu der Liste von Symbolen hinzuzufügende zusätzliche Symbol durch ein bestimmtes Symbol der Gitterkonstellation gebildet werden, die zu einer Population gehört, für welche das gegebene Bit den geeigneten komplementierten Wert darstellt, während es das Element der Population ist, das am nächsten zum ursprünglichen Symbol ist.
Der Abstand, der das ursprüngliche Symbol und das zusätzliche Symbol trennt, kann als euklidischer Abstand oder als Abstand im Hamming-Sinn konstruiert sein.
Der Listenvergrößerungsschritt kann automatisch ausgeführt werden, sobald eine Diskrepanz erfasst wird, sollte aber vorteilhafterweise selektiv nur in einer Situation ausgelöst werden, in welcher die erfasste Diskrepanz wesentlich ist, z.B. nur dann, wenn eine Differenz zwischen einem im Verlauf des Marginalisierungsschritts erzeugten Wahrscheinlichkeitswert und einem entsprechenden im Verlauf des Decodierschritts erzeugten verfeinerten Wahrscheinlichkeitswert eine vorbestimmte Schwelle übersteigt.
Ein selektives Auslösen des Listenvergrößerungsschritts wird ermöglichen, kleine Differenzen bei einer Interpretation zwischen dem Marginalisierungsschritt und dem Decodierschritt unberücksichtigt zu lassen, welche in nachfolgenden Iterationen ausgeglichen werden sollten, ohne irgendeine Intervention zu erfordern, und wird somit Rechenzeit und -leistung sparen.
Die Erfinder haben beobachtet, dass eine Decodiereinrichtung, die den Decodierschritt ausführen soll, ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeitswerte ausgeben kann, selbst wenn alle zu der Decodiereinrichtung gelieferten Wahrscheinlichkeitswerte von einer nicht ganzzahligen Art sind. Solche Situationen können aufgrund von Näherungen auftreten, die während des Rechenprozesses durchgeführt werden, der zu den verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerten führt. Solche nicht ganzzahligen verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerte zeigen unwiderrufliche Entscheidungen an und können einen nachteiligen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des iterativen Interpretierprozesses haben und zu Fehlern bei der Interpretation des gesendeten Symbols führen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein Verfahren, wie es oben beschrieben ist, somit vorteilhafterweise auch Folgendes enthalten:

– einen Erfassungsschritt für eine ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeit zum Erfassen von Situationen, in welchen wenigstens ein durch den Decodierschritt erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert ein ganzzahliger Wert ist, und
– einen Schwellenbildungsschritt zum Ersetzen eines solchen ganzzahligen verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerts durch einen vorbestimmten nicht ganzzahligen Schwellenwert.

Eine solche Variante der Erfindung garantiert, dass keine ganzzahligen Wahrscheinlichkeitswerte frei gelassen werden, um den oben beschriebenen iterativen Interpretierprozess einer weichen Entscheidung zu beschädigen, da sie automatisch durch nicht ganzzahlige Werte ersetzt werden. Der Schwellenwert kann beispielsweise derart ausgewählt werden, dass er gleich 1 – δ ist, wenn der ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert 1 ist, und gleich δ, wenn der ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert 0 ist, wobei δ ein vorbestimmter nicht ganzzahliger Wert ist, der niedriger als 0,5 ausgewählt ist.
Gemäß einem ihrer auf Hardware bezogenen Aspekte betrifft die Erfindung auch ein Telekommunikationssystem mit wenigstens einem Sender, der mit wenigstens einer Sendeantenne versehen ist, und mit wenigstens einem Empfänger, der mit wenigstens einer Empfangsantenne versehen ist, welcher Empfänger Folgendes enthält:

– eine Symbolauflistungseinrichtung zum Erzeugen einer Liste von Symbolen, die unter vorbestimmten Symbolen ausgewählt sind, die mittels wenigstens einer Empfangsantenne potentiell empfangen werden können, wobei jedes aufgelistete Symbol durch wenigstens ein Bit dargestellt wird,
– eine Marginalisierungseinrichtung zum Verarbeiten der aufgelisteten Symbole, um wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswert zu erzeugen, um mit dem wenigstens einen Bit verbunden zu werden,
– eine Entschachtelungseinrichtung zum Transformieren des wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts in wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswert,
– eine Decodiereinrichtung zum Verfeinern des wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts durch Berücksichtigen eines Wissens, das zu einem Codierschema gehört, das zum Codieren des empfangenen Signals verwendet wird, wobei beabsichtigt ist, dass ein im Verlauf des Decodierschritts erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert, nachdem er während eines Verschachtelungsschritts verschachtelt ist, während eines nachfolgenden Marginalisierungsschritts als a-priori-Wahrscheinlichkeitswert verwendet wird,
– wobei das Telekommunikationssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass der Empfänger weiterhin Folgendes enthält:
– eine Diskrepanz-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Situationen, in welchen Wahrscheinlichkeitswerte, die zu einem selben gegebenen Bit gehören und die einerseits durch die Marginalisierungseinrichtung und andererseits durch die De codiereinrichtung erzeugt sind, jeweils kleiner als und größer als 0,5 oder umgekehrt sind, und
– eine Listenvergrößerungseinrichtung zum Korrigieren einer erfassten Diskrepanz durch Hinzufügen wenigstens eines zusätzlichen Symbols zu der durch die Symbolauflistungseinrichtung erzeugten Liste.

Gemäß einem weiteren ihrer auf Hardware bezogenen Aspekte betrifft die Erfindung auch eine Kommunikationsvorrichtung, die mit wenigstens einer Empfangsantenne versehen ist und Folgendes enthält:

– eine Symbolauflistungseinrichtung zum Erzeugen einer Liste von Symbolen, die unter vorbestimmten Symbolen ausgewählt sind, die potentiell mittels der wenigstens einen Empfangsantenne empfangen werden können, wobei jedes aufgelistete Symbol durch wenigstens ein Bit dargestellt bzw. repräsentiert wird,
– eine Marginalisierungseinrichtung zum Verarbeiten der aufgelisteten Symbole, um wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswert zu erzeugen, um mit dem wenigstens einen Bit verbunden zu werden, und
– eine Entschachtelungseinrichtung zum Transformieren des wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts in wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswert,
– eine Decodiereinrichtung zum Verfeinern des wenigstens einen Wahrscheinlichkeitswerts durch Berücksichtigen eines Wissens, das zu einem Codierschema gehört, das zum Codieren des empfangenen Signals verwendet wird, wobei beabsichtigt ist, dass ein im Verlauf des Decodierschritts erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert, nachdem er während eines Verschachtelungsschritts verschachtelt ist, während eines nachfolgenden Marginalisierungsschritts als a-priori-Wahrscheinlichkeitswert verwendet wird,
– welche Kommunikationsvorrichtung weiterhin Folgendes enthält:
– eine Diskrepanz-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Situationen, in welchen Wahrscheinlichkeitswerte, die zu einem selben gegebenen Bit gehören und die einerseits durch die Marginalisierungseinrichtung und andererseits durch die Decodiereinrichtung erzeugt sind, jeweils kleiner als und größer als 0,5 oder umgekehrt sind, und
– eine Listenvergrößerungseinrichtung zum Korrigieren einer erfassten Diskrepanz durch Hinzufügen wenigstens eines zusätzlichen Symbols zu der durch die Symbolauflistungseinrichtung erzeugten Liste.

Die Charakteristiken der oben angegebenen Erfindung, sowie andere, werden bei einem Lesen der folgenden Beschreibung deutlich werden, die in Bezug auf die beigefügten Figuren angegeben ist, unter welchen:
1 ein Blockdiagramm ist, das ein stark vereinfachtes MIMO-Telekommunikationssystem zeigt, bei welchem ein Interpretierverfahren gemäß der Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann;
2 ein Diagramm ist, das eine ursprüngliche Gitterkonstellation zeigt, die durch gesendete Symbole am Sendeende ausgebildet ist, und eine transformierte Gitterkonstellation, die durch Symbole ausgebildet ist, die die gesendeten Symbole an ein Empfangsende darstellen können;
3 ein Diagramm ist, das einen Symbolauflistungsschritt zeigt, der in einem Interpretierverfahren gemäß der Erfindung ausgeführt wird; und
4 ein Diagramm ist, das ein iteratives Interpretierverfahren gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
1 zeigt diagrammmäßig ein Telekommunikationssystem mit wenigstens einem Sender TR und einem Empfänger REC, die Signal über mehrere Kommunikationskanale CHNL austauschen sollen, die zwischen Nt Sende- und Nr Empfangsantennen (ta1, ta2, ... taNt) bzw. (ra1, ra2, ... raNr) eingerichtet sind.
Der bei dem hier gezeigten Beispiel gezeigte Sender TR enthält einen Kanalcodierer CHENC, der eine Codierung, z.B. mittels eines Schaltungscodes oder eines Turbocodes, auf uncodierte Datenbits Uncb anwenden und einen zu sendenden Binärstrom Tb liefern soll. Der Sender TR enthält einen Verschachteler INTL, der permutierte Bits Pb erzeugen soll, wobei eine Verschachtelung für eine spätere Verarbeitung auf der Empfängerseite nützlich ist, da sie zulassen wird, unkorrelierte Daten zu erhalten. Die permutierten Bits Pb werden dann in Sequenzen von Nt Worten von wenigstens jeweils einem Bit aufgeteilt, welches Wortsequenzen dann in eine Reihe von codierten Symbolen Zi durch ein Abbildungs- und Modulationsmodul MAPMD abgebildet, d.h. transformiert, werden, wobei jedes Symbol Zi dann Nt Komponenten darstellt. Aufeinanderfolgende Symbole Zi werden dann zu einer Symbolcodiereinrichtung zugeführt, die im Wesentlichen durch einen Raum-Zeit-Codierer SPTENC ausgebildet ist, welche eine Verarbeitung der Symbole Zi vor ihrem Senden durchführt.
Im bekannten Stand der Technik sollen die Nt Komponenten jedes Symbols Zi während eines selben Zeitschnipsels durch jeweilige Sendeantennen (ta1, ta2, ... taNt) gesendet werden.
Der bei dem hier gezeigten Beispiel gezeigte Empfänger REC enthält einen Raum-Zeit-Decodierer SPTDEC, der decodierte Datenbits Decb erzeugen soll, die letztlich den ursprünglich uncodierten Datenbits Uncb entsprechen sollten. Dieser Raum-Zeit-Decodierer SPTDEC enthält einen Raum-Zeit-Detektor DET, der Daten verarbeiten soll, die durch Signale getragen werden, die mittels der Empfangsantennen (ra1, ra2, ... raNr) empfangen werden, und Wahrscheinlichkeitswerte PrIV(ck) in Bezug auf Schätzungen der gesendeten permutierten Bits Pb erzeugen soll, welche Wahrscheinlichkeitswerte durch einen Entschachteler DINTL entschachtelt werden sollen, der weiche Wahrscheinlichkeitswerte PrV(ck) in Bezug auf Schätzungen von Bits ausgeben soll, die in dem Binärstrom Tb enthalten sind. Ein Bitdecodierer, der im Empfänger REC enthalten ist, der im weiteren Kanaldecodierer CHDEC genannt wird, soll die decodierten Datenbits Decb auf der Basis der Wahrscheinlichkeitswerte PrV(ck) erzeugen. Tatsächlich wird dieser Kanaldecodierer CHDEC ein früheres Wissen verwenden, das zu dem Codierschema gehört, das durch den Kanalcodierer CHENC verwendet wird, der in dem Sender TR enthalten ist, zum Codieren der Datenbits Uncb, welches frühere Wissen ermöglichen wird, dass der Kanaldecodierer CHDEC die Wahrscheinlichkeitswerte PrV(ck) verfeinert, die durch den Raum-Zeit-Detektor DET über den Entschachteler DINTL geliefert sind.
Gemäß einer Schleifenstruktur, die allgemein im Stand der Technik verwendet wird, wird der Raum-Zeit-Detektor DET a-priori-Information Pra(ck), die im Verlauf der vorherigen Decodierschritte erzeugt ist und durch den Kanaldecodierer CHDEC in der Form extrinsischer Information Exd(ck), die die verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerte darstellt, über einen Verschachteler INTR geliefert ist, welcher Verschachteler identisch zu dem Verschachteler INTL ist, der im Sender TR enthalten ist.
2 zeigt in zwei Dimensionen eine ursprüngliche Gitterkonstellation LATO, die durch Symbole gebildet ist, die durch einen Sender gesendet werden können, wie es oben beschrieben ist, und eine zweite Gitterkonstellation LATR, die durch Symbole gebildet ist, die potentiell mittels eines Empfängers empfangen werden können, wie es oben beschrieben ist. Die ursprüngliche Gitterkonstellation LATO ist durch ein erstes Basisvektorsystem (A1, A2) definiert, wobei die zweite Gitterkonstellation LATR durch ein zweites Basisvektorsystem (A1r, A2r) definiert ist, das aufgrund von Kanalkommunikationsbedingungen, die Signale beeinflussen, die zwischen dem Sender und dem Empfänger ausgetauscht werden, normalerweise unterschiedlich vom ersten ist. Darüber hinaus scheint es so zu sein, dass, obwohl ein gesendetes Symbol Tx von Natur aus an einer Stelle der ursprünglichen Gitterkonstellation LATO angeordnet ist, ein entsprechendes empfangenes Symbol y normalerweise nicht an einer Stelle der zweiten Gitterkonstellation LATR angeordnet ist, und zwar aufgrund eines Rauschens, das die Kommunikationskanäle beeinflusst, die zwischen dem Sender und dem Empfänger eingerichtet sind.
Wenn Y ein Vektor ist, der das empfangene Symbol y darstellt, B ein Vektor, der ein ursprünglich gesendetes Symbol darstellt, C eine Matrix, die den Kanal oder die Kanäle darstellt, über welchen oder welche das Symbol gesendet worden ist, und N ein Vektor, der das Rauschen darstellt, das den Kommunikationskanal oder die Kommunikationskanäle beeinflusst, können die obigen Erklärungen mathematisch durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: Y = C·B + N
Eine Symboldecodiereinrichtung am Empfängerende soll eine Liste von geschätzten Symbolen liefern, die zu der zweiten Gitterkonstellation LATR gehören, welche geschätzten Symbole das gesendete Symbol Tx darstellen können. Ein Maß, das den Abstand zwischen dem empfangenen Symbol y und einem gegebenen geschätzten Symbol der Gitterkonstellation darstellt, kann berechnet werden, um einen Wahrscheinlichkeitswert zu liefern, der zu dem geschätzten Symbol gehört. Um das Ausmaß der Suche nach solchen geschätzten Symbolen zu begrenzen, sind nur die wahrscheinlichsten Symbole der zweiten Gitterkonstellation LATR zu untersuchen, d.h. diejenigen Symbole, die dem empfangenen Symbol y am nächsten sind.
3 zeigt, wie eine solche Begrenzung der Suche nach geschätzten Symbolen dank eines bestimmten Auflistungsschemas auf vorteilhafte Weise durchgeführt werden kann, gemäß welchem nur diejenigen Symbole pj (für j = 1 bis 7), die in einer Sphäre SPH mit einem vorbestimmten Radius R enthalten sind, in der im Verlauf des Symbolauflistungsschritts erzeugten Liste enthalten sein werden.
In einem solchen Symbolauflistungsschritt kann der Bereich SPH entweder bei dem empfangenen Symbol y zentriert sein, wie es der Fall bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, oder kann auch bei einem bestimmten Symbol MLP der Gitterkonstellation LATR zentriert sein, welches Symbol MLP zuvor derart identifiziert worden sein wird, dass es der wahrscheinlichste Repräsentant des empfangenen Symbols y ist.
Die Erfinder haben beobachtet, dass Situationen auftreten können, in welchen die durch den Symbolauflistungsschritt erzeugten aufgelisteten Symbole so sind, dass wenigstens eines der Bits, die die aufgelisteten Symbole darstellen, nahezu invariant unter den aufgelisteten Symbolen sind.
Dies wird bei dem hier gezeigten Beispiel der Fall sein, wenn p1 durch 1000 dargestellt wird, p2 durch 1010, p3 durch 1011, p4 durch 1101, p5 durch 1100, p6 durch 1110 und p7 durch 0010, in welcher Situation ein erstes Bit c0 einer Gruppe {c0, c1, c2, c3} von vier Bits ck (für k = 0 bis 3), die alle sieben aufgelisteten Symbole entsprechend den Stellen pj (für j = 1 bis 6) darstellen, unter den Symbolen p1, p2, p3, p4, p5 und p6 invariant und gleich "1" ist und nur für das Symbol p7 "0" ist. Die aufgelisteten Symbole bilden somit eine statistische Population, innerhalb welcher der Wert "0" für das Bit c0 unterrepräsentiert ist, was zu künstlichen Diskrepanzen zwischen ursprünglichen und verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerten führen kann, die zu den aufgelisteten Symbolen gehören und die durch aufeinanderfolgende Schrittes eines Interpretierprozesses auf der Basis der statistischen Population erzeugt sind, was infolge davon den Interpretierprozess stören und Decodierfehler verursachen kann.
4 zeigt diagrammmäßig ein Interpretierverfahren gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, dank welchem Diskrepanzen zwischen ursprünglichen und verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerten erfasst werden und unterdrückt werden können, wenn die Diskrepanzen von künstlichen Ursachen abstammen, und zwar mittels korrigierender Interventionen, und somit verhindert werden kann, dass sie einen iterativen Interpretierprozess stören, wie demjenigen, der oben beschrieben ist.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung enthält Folgendes:

– eine Symbolauflistungseinrichtung SLM zum Erzeugen einer Liste LoS von Symbolen pj während eines Symbolauflistungsschritts,
– eine Marginalisierungseinrichtung MGM zum Verarbeiten der in der Liste LoS enthaltenen Symbole während eines Marginalisierungsschritts, um einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswert PrIV(ck) zu erzeugen, um mit jedem der Bits ck verbunden zu werden, die zu einer selben Gruppe von Bits gehören, die zum Darstellen aller Symbole pj verwendet werden,
– eine Entschachtelungseinrichtung DINTM zum Transformieren der verschachtelten Wahrscheinlichkeitswerte PrIV(ck) in entschachtelte Wahrscheinlichkeitswerte PrV(ck) während eines Entschachtelungsschritts, und
– eine Decodiereinrichtung DECM zum Verfeinern der entschachtelten Wahrscheinlichkeitswerte PrV(ck) während eines Decodierschritts, die zu den entschachtelten Bits der in der Liste LoS enthaltenen Symbole gehören, durch Berücksichtigen eines Wissens, das zu einem Codierschema gehört, das zum Codieren des empfangenen Signals verwendet wird, wobei beabsichtigt ist, dass ein verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert Exd(ck), der auf ein gegebenes Bit ck bezogen und durch die Decodiereinrichtung DECM erzeugt ist, während eines nachfolgenden Marginalisierungsschritts als a-priori-Wahrscheinlichkeitswert Pra(ck) verwendet wird, nachdem der verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert Exd(ck) im Verlauf eines durch eine Verschachtelungseinrichtung INTM ausgeführten Verschachtelungsschritts erneut verschachtelt worden sein wird.

Wie es Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, kann, dass ein a-posteriori-Wahrscheinlichkeitswert APP(ck = 1) für das k-te Bit ck gleich 1 ist und ein a-posteriori-Wahrscheinlichkeitswert APP(ck = 0) für das k-te Bit ck gleich 0 ist, jeweils wie folgt ausgedrückt werden:
und APP(ck = 0) = 1 – APP(ck = 1), wobei p(y|x) eine Wahrscheinlichkeit zum Empfangen von y darstellt, wenn angenommen wird, dass x gesendet worden ist und π(cl = cl(x)) eine a-priori-Wahrscheinlichkeit darstellt, dass der Wert des 1-ten Bits cl tatsächlich gleich demjenigen des 1-ten Bits cl eines gegebenen Symbols x ist, das zu der Liste von Symbolen LoS gehört.
Es sollte weiterhin beobachtet werden, dass π(cl = 1) = Pra(cl) und π(cl = 0) = 1 – Pra(cl), wobei Pra(cl) einen a-priori-Wahrscheinlichkeitswert für den Wert des 1-ten Bits cl darstellt, um gleich 1 zu sein.
Ein extrinsischer Wahrscheinlichkeitswert für das k-te Bit ck, um gleich 1 zu sein, der mit XPV(ck = 1) bezeichnet und durch die Marginalisierungseinrichtung MGM erzeugt ist, kann somit wie folgt ausgedrückt werden:
wobei die Verwendung von solchen extrinsischen Werten für Rückkopplungszwecke normalerweise gegenüber derjenigen von a-posteriori-Wahrscheinlichkeitswert bevorzugt wird, weil ein extrinsischer Wert in Bezug auf ein gegebenes Bit von a-priori-Information in Bezug auf das gegebene Bit befreit ist, welche zum Erzeugen eines zu dem gegebenen Bit gehörenden a-posteriori-Werts verwendet worden ist. In einem solchen Fall gilt PrIV(ck) = XPV(ck = 1).
Die Erfinder haben beobachtet, dass ein verschachtelter, verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert Pra(ck), der durch die Decodiereinrichtung DECM erzeugt ist, in Verbindung mit einem gegebenen Bit ck einen Konflikt mit dem verschachtelten Wahrscheinlichkeitswert PrIV(ck) haben kann, der durch die Marginalisierungseinrichtung MGM mit dem gegebenen Bit ck verbunden ist. Anders ausgedrückt kann beispielsweise die Wahrscheinlichkeit dafür, dass dieses Bit ck einen gegebenen Wert hat, am Ende des Marginalisierungsschritts höher als 0,5 erscheinen, während die verfeinerte Wahrscheinlichkeit für dieses Bit, das es diesen selben gegebenen Wert hat, am Ende des Decodierschritts niedriger als 0,5 erscheinen wird.
In einer Situation, in welcher die vier Wahrscheinlichkeitswerte PrIV(c0), PrIV(c1), PrIV(c2) und PrIV(c3), die am Ende des Marginalisierungsschritts zu den Bits c0, c1, c2 und c3 gehören, jeweils gleich 0,8, 0,7, 0,1 und 0,4 sind, während die verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerte Pra(c0), Pra(c1), Pra(c2) und Pra(c3) jeweils gleich 0,1, 0,6, 0,2 und 0,6 sind, werden zwei solche Diskrepanzen aufgetreten sein, da Pra(c0) = 0,1 < 0,5 < PrIV(c0) = 0,8 und PrIV(c) = 0,4 < 0,5 < Pra(c3) = 0,6.
Jede dieser Konfliktsituationen kann verhindern, dass der iterative Interpretierprozess in Richtung zu einer stabilen schließlichen Interpretation eines gesendeten Symbols konvergiert, und wird mit Sicherheit den iterativen Prozess verlängern, da mehrere Iterationen zum Ausglätten aller Widersprüche erforderlich sein werden. Konfliktsituationen, wie sie oben beschrieben sind, erzeugen somit signifikante nachteilige Effekte bezüglich der Leistungsfähigkeit des Systems.
Das Verfahren gemäß der Erfindung enthält somit weiterhin Folgendes:

– eine Diskrepanz-Erfassungseinrichtung DDM zum Erfassen von Situationen während eines Diskrepanz-Erfassungsschritts, in welchem Wahrscheinlichkeitswerte PrIV(ck) und Pra(ck), die zu einem selben gegebenen Bit ck gehören und die einerseits durch die Marginalisierungseinrichtung MGM und andererseits durch die Decodiereinrichtung DECM erzeugt sind, jeweils kleiner als und größer als 0,5 oder umgekehrt sind, und
– eine Listenvergrößerungseinrichtung LENM zum Korrigieren einer erfassten Diskrepanz während eines Listenvergrößerungsschritts durch Hinzufügen wenigstens eines zusätzlichen Symbols p0 zu der durch die Symbolauflistungseinrichtung erzeugten Liste LoS.

Wie es oben erklärt ist, entstehen Diskrepanzen zwischen ursprünglichen und verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerten PrIV(ck) und Pra(ck) oft bei einer unzureichenden Darstellung von bestimmten Kategorien von Symbolen unter den aufgelisteten Symbolen. Die Erfindung ermöglicht somit, Diskrepanzen mittels einer Erhöhung der Größe der Liste von Symbolen LoS zu korrigieren, die die statistische Population bilden, auf deren Basis die Wahrscheinlichkeitswerte PrIV(ck) berechnet werden.
Allgemein gesagt könnte dann, wenn Nd Bits zwischen Symbolen unterschiedlich sind, die durch Vornehmen einer harten Entscheidung auf der Basis von einerseits den Wahrscheinlichkeitswerten PrIV(ck) und von andererseits den verfeinerten Wahr scheinlichkeitswerten Pra(ck) erhalten sind, eine maximale Anzahl von 2^Nd Symbolen durch die Listenvergrößerungseinrichtung LENM zu der Liste von Symbolen LoS hinzugefügt werden. Da die Anzahl 2^Nd für eine praktische und kosteneffektive Implementierung zu hoch sein kann, kann ein Variante der Erfindung eine Begrenzungsmaßnahme verkörpern, gemäß welcher nur die Nmr relevantesten Diskrepanzen korrigiert werden sollen, d.h. diejenigen, die die Nmr größten Werte für die Differenz |PrIV(ck) – Pra(ck)| darstellen. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Anzahl von Symbolen p0, um zu der Liste von Symbolen LoS hinzugefügt zu werden, für jede Korrekturiteration auf Nmr begrenzt werden, indem für jede erfasste Diskrepanz nur ein zusätzliches Symbol ausgewählt wird, bei welchem nur das Bit, das durch die erfasste Diskrepanz beeinflusst ist, komplementiert worden sein wird.
Das maximale a-priori-Symbol, das durch Vornehmen einer harten Entscheidung auf der Basis der verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerte erhalten wird, die im Verlauf des Decodierschritts erzeugt sind, kann vorteilhafterweise systematisch zu der Liste von Symbolen hinzugefügt werden, wenn das maximale a-priori-Symbol nicht bereits in der Liste enthalten ist, wie es hierin nachfolgend erklärt wird.
Das zusätzliche Symbol p0 wird vorzugsweise durch Identifizierung eines ursprünglichen Symbols erhalten werden, für welches wenigstens eine Diskrepanz erfasst worden ist, nämlich bei dem oben beschriebenen Beispiel des ursprünglichen Symbols 1100, für welches eine Diskrepanz in Bezug auf ein gegebenes Bit c0 erfasst worden ist, und durch Komplementieren wenigstens des gegebenen Bits c0 innerhalb des ursprünglichen Symbols 1100, was p0 = 0100 oder 0000, 0001, 0010, 0011, 0101, 0110 oder 0111 ergeben würde, obwohl es bevorzugt ist, die Bits unberührt zu lassen, für welche keine Diskrepanz erfasst worden ist. Die Symbole, die zu der Liste von Symbolen LoS hinzugefügt werden könnten, um die erfasste Diskrepanz in Bezug auf das Bit c0 zu korrigieren, sind somit 0100 und 0101.
Die Erfindung ermöglicht, zu der Liste von Symbolen LoS wenigstens ein nicht aufgelistetes Symbol hinzuzufügen, das für das gegebene Bit c0 einen Wert entsprechend dem verfeinerten Wahrscheinlichkeitswert Pra(ck), der durch die Decodiereinrichtung DECM erzeugt ist, darstellt, was verursachen wird, dass der durch die Marginalisierungseinrichtung MGM erzeugte nächste Wahrscheinlichkeitswert PrIV(ck) in Richtung zu dem verfeinerten Wahrscheinlichkeitswert Pra(ck) konvergiert, da die für das Bit c0 erfasste Diskrepanz in diesem Fall derart zu sein scheint, dass sie durch eine untere Präsentation des Werts "0" für das Bit c0 in den aufgelisteten Symbolen verursacht wird und somit im Wesentlichen künstliche Ursachen hat, wobei der obige Korrekturprozess gemäß dem allgemeinen Prinzip der hier gezeigten Erfindung iterativ ist.
Es sollte hier beachtet werden, dass die Auswahl von p0 = 0101 gleichzeitig dabei helfen würde, die zweite Diskrepanz zu korrigieren, die in Bezug auf das Bit c3 erfasst ist, da das Symbol 0101 auch das maximale a-priori-Symbol bildet. Diese zweite erfasste Diskrepanz war jedoch nicht sehr signifikant, da die Differenz zwischen PrIV(c3) = 0,4 und Pra(c3) = 0,6 0,2 ist und in nachfolgenden Iterationen ausgeglättet werden könnte, ohne irgendeine korrigierende Intervention zu erfordern.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Listenvergrößerungseinrichtung LENM mittels eines am Freigabeeingang EN empfangenen Signals freigegeben oder gesperrt werden, so dass der Listenvergrößerungsschritt nur in einer Situation ausgelöst werden wird, in welcher die erfasste Diskrepanz wesentlich zu sein scheint, z.B. nur dann, wenn eine Differenz zwischen einem durch die Marginalisierungseinrichtung MGM erzeugten Wahrscheinlichkeitswert PrIV(ck) und einem durch die Decodiereinrichtung DECM erzeugten entsprechenden verfeinerten Wahrscheinlichkeitswert Pra(ck) eine vorbestimmte Schwelle Th übersteigt, wie beispielsweise Th = 0,4. Beim obigen Beispiel wird die Diskrepanz-Erfassungseinrichtung DDM beobachten, dass |PrIV(c3) – Pra(c3)| = 0,2 < 0,4, und wird somit eine "0" in Richtung zu dem Freigabeeingang EN der Listenvergrößerungseinrichtung LENM senden, so dass kein Listenvergrößerungsschritt mit dem spezifischen Zweck ausgeführt werden wird, die zu dem Bit c3 gehörenden Wahrscheinlichkeitswerte zu korrigieren, obwohl korrigierende Interventionen in Bezug auf andere Bits, wie das Bit c0, die Korrektur der kleinen Diskrepanz begünstigen können, die das Bit c3 beeinflusst. Ein solches selektives Auslösen des Listenvergrößerungsschritts ermöglicht somit, Rechenzeit und Leistung zu sparen.
Ein früheres Wissen über alle anderen Symbole der Gitterkonstellation kann auch zum Auswählen des zusätzlichen Symbols verwendet werden, um zu der Liste von Symbolen LoS hinzugefügt zu werden, um die Leitungsfähigkeit des Interpretierverfahrens gemäß der Erfindung zu erhöhen.
Gemäß einem bestimmten Ausführungsbeispiel der Erfindung würde ein zu der Liste [pj] hinzuzufügendes zusätzliches Symbol p0 dann durch ein bestimmtes Symbol gebildet werden, das zu einer Population gehört, für welche das Bit c0 gleich 0 ist, während es im euklidischen oder im Hamming-Sinn am nächsten zu dem ursprünglichen Symbol 1100 ist, für welches eine Diskrepanz in Bezug auf ein gegebenes Bit c0 erfasst worden ist.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel stellt die Stelle p5 ein ursprüngliches Symbol 1100 dar, das durch Vornehmen einer harten Entscheidung auf der Basis der durch die Marginalisierungseinrichtung MGM gelieferten Wahrscheinlichkeitswerte PrIV(ck) erhalten ist, nämlich ein ursprüngliches Symbol, für welches eine Diskrepanz in Bezug auf ein gegebenes Bit c0 erfasst worden ist. 3 zeigt ein Beispiel, bei welchem die Gitterkonstellation LATR zweidimensional ist, nämlich eine Situation, in welcher ein nicht bereits aufgelistetes Symbol, für welches c0 gleich 0 ist und das im euklidischen Sinn dem Symbol p5 am nächsten ist, mit relativ niedrigen Kosten in Bezug auf die Rechenleistung als das Symbol 0000 identifiziert werden kann. In Situationen, in welchen die Gitterkonstellation LATR eine hohe Anzahl von Dimensionen enthält, wie z.B. Zehnfache von Dimensionen, wird ein solcher Identifikationsprozess eine riesige Rechenleistung erfordern und ist somit unrealistisch, wenn er durch einen Empfänger durchzuführen ist, dessen Betriebsenergie durch eine endliche Batterie-Energiequelle erzeugt wird. In einer solchen Situation wird die Suche nach einem zusätzlichen Symbol zuerst in der ursprünglichen Gitterkonstellation LATO durchgeführt werden, wie sie in 2 bekannt ist, welche dem Empfänger bekannt ist. Die Suche wird ab dem Symbol, das durch die Koordinaten (11) und (00) definiert ist, beginnen und wird in einer Richtung einer Variation des zu komplementierenden Bits durchgeführt werden, welche bei diesem Beispiel die umgekehrte Richtung von derjenigen ist, die in 2 durch einen Vektor A1 angezeigt ist. Das Etikett des ersten Symbols des ursprünglichen Gitters LATO, auf das in dieser Richtung getroffen wird, für welches das invariante Bit c0 einen anderen Wert hat, ist durch eine Gruppe von Bits mit einem Wert 0000 dargestellt, was in der zweiten Gitterkonstellation LATR das zu der Liste [pj] hinzuzufügende zusätzliche Symbol p0 identifizieren wird.
Obwohl bei diesem bestimmten Beispiel das durch Verwenden der ursprünglichen Gitterkonstellation LATO erhaltene Symbol identisch zu dem direkt von der zweidimensionalen Gitterkonstellation LATR erhaltenen Symbol identisch ist, muss es ver standen werden, dass in anderen Situationen die mittels dieser zwei unterschiedlichen Prozesse erhaltenen Symbole unterschiedlich voneinander sein können.
Bei derselben Konfiguration der Liste von Symbolen, die in 3 gezeigt ist, wird das Symbol der zweiten Gitterkonstellation LATR, für welches c0 gleich 0 ist und welches im Hamming-Sinn am nächsten zu dem mit 1100 etikettierten Symbol p5 ist, das Symbol 0100 sein, da nur das Bit c0 für ein Gehen von einem zum anderen geändert werden muss. Dieses Symbol 0100 würde somit das zu der Liste [pj] hinzuzufügende zusätzliche Symbol p0 darstellen, wenn nur das Hamming-Kriterium berücksichtigt würde.
Es sollte auch beachtet werden, dass das zusätzliche Symbol, das erzeugt ist, wie es oben beschrieben ist, vorzugsweise nicht tatsächlich zu einer existierenden Liste von Symbolen hinzugefügt werden wird, was erfolgt, um das zusätzliche Symbol bereits zu enthalten.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält das oben beschriebene Interpretierverfahren weiterhin Folgendes:

– eine Erfassungseinrichtung für eine ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeit IPDM zum Erfassen von Situationen in einem Erfassungsschritt für eine ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeit, in welchen wenigstens ein durch den Decodierschritt DS erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert Exd(ck) ein ganzzahliger Wert ist, und
– eine Schwellenbildungseinrichtung IRRM zum Ersetzen eines solchen ganzzahligen verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerts Exd(ck) durch einen vorbestimmten nicht ganzzahligen Schwellenwert Sxd(ck) während eines Schwellenwertbildungsschritts.

Der Schwellenwert Sxd(ck) kann beispielsweise gleich 1 – δ gewählt werden, wenn der verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert Exd(ck) gleich 1 ist, und als gleich δ, wenn der verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert Exd(ck) gleich 0 ist, wobei δ ein vorbestimmter nicht ganzzahliger Wert ist, der niedriger als 0,5 ausgewählt ist, wie beispielsweise δ = 10^–5 oder 10^–6.
Dies wird mittels eines Multiplexers MX dargestellt, der entweder den verfeinerten Wahrscheinlichkeitswert Exd(ck) ausgeben soll, wenn er durch die Erfassungsein richtung IPDM als nicht ganzzahliger Wert erkannt worden ist (N = 1), oder den Schwellenwert Sxd(ck), wenn der verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert Exd(ck) durch die Erfassungseinrichtung IPDM als ganzzahliger Wert erkannt worden ist (N = 0).
Die Erfinder haben beobachtet, dass die Decodiereinrichtung DM, die den Decodierschritt ausführen soll, manchmal einen ganzzahligen verfeinerten Wahrscheinlichkeitswert ausgeben kann, selbst wenn alle zu der Decodiereinrichtung gelieferten Wahrscheinlichkeitswerte von einer nicht ganzzahligen Art sind. Solche Situationen können aufgrund von Näherungen auftreten, die während des Rechenprozesses durchgeführt werden, der zu den verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerten führt. Wie es bereits oben erklärt ist, würde ein verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert Exd(ck) gleich 0 oder 1 einen nachteiligen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des iterativen Interpretierprozesses haben und zu Fehlern bei der Interpretation führen, was bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung dank der Erfassungseinrichtung für eine ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeit IPDM und der Schwellenbildungseinrichtung IRRM verhindert wird.
Obwohl sich die obige Beschreibung auf den Betrieb eines Empfängers in einem MIMO-Telekommunikationssystem bezieht, sollte es verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung vorteilhaft bei irgendeiner Art von Telekommunikationssystem verwendet werden kann, bei welchem die Identifikation eines gesendeten Symbols einen iterativen Interpretierprozess enthält, der eine Gleichung von dem Typ Y = C·B + N lösen soll, wobei Y ein Vektor ist, der das empfangene Symbol y darstellt, B ein Vektor, der ein ursprünglich gesendetes Symbol darstellt, C eine Matrix, die den Kanal oder die Kanäle darstellt, über welche das Symbol gesendet worden ist, und N ein Vektor, der das Rauschen darstellt, das den Kommunikationskanal oder die Kommunikationskanäle beeinflusst.

Claims

Verfahren zum Interpretieren von wenigstens einem mittels wenigstens einer Senderantenne gesendeten und mittels wenigstens einer Empfangsantenne empfangenen Signal, welches Verfahren Folgendes enthält: – einen Symbol-(SLM-)Auflistungsschritt zum Erzeugen einer Liste von Symbolen, die unter vorbestimmten Symbolen ausgewählt sind, die potentiell mittels der wenigstens einen Empfangsantenne empfangen werden können, wobei jedes aufgelistete Symbol durch wenigstens ein Bit dargestellt bzw. repräsentiert wird, – einen Marginalisierungs-(MGM-)Schritt zum Verarbeiten der aufgelisteten Symbole, um wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswert zu erzeugen, um mit dem wenigstens einen Bit verbunden zu werden, – einen Entschachtelungs-(DINTM-)Schritt zum Transformieren des wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts in wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswert, – einen Decodier-(DECM-)Schritt zum Verfeinern des wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts durch Berücksichtigen eines Wissens, das zu einem Codierschema gehört, das zum Codieren des empfangenen Signals verwendet wird, wobei beabsichtigt ist, dass ein im Verlauf des Decodierschritts erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert, nachdem er während eines Verschachtelungsschritts verschachtelt ist, während eines nachfolgenden Marginalisierungsschritts als a-priori-Wahrscheinlichkeitswert verwendet wird, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es weiterhin Folgendes enthält: – einen Diskrepanz-(DTM-)Erfassungsschritt zum Erfassen von Situationen, in welchen Wahrscheinlichkeitswerte, die zu einem selben gegebenen Bit gehören und einerseits im Verlauf des Marginalisierungsschritts und andererseits im Verlauf des Decodierschritts erzeugt sind, jeweils kleiner als und größer als 0,5 oder umgekehrt sind, und – einen Listenvergrößerungs-(LENM-)Schritt zum Korrigieren einer erfassten Diskrepanz durch Hinzufügen wenigstens eines zusätzlichen Symbols zu der durch den Schritt zum Auflisten von Symbolen erzeugten Liste.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximales a-priori-Symbol, das durch Vornehmen einer harten Entscheidung auf der Basis der verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerte erhalten ist, die im Verlauf des Decodierschritts erzeugt sind, ein zusätzliches Symbol bildet, um zu der durch den Symbolauflistungsschritt erzeugten Liste hinzugefügt zu werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine zusätzliche Symbol durch Identifizieren wenigstens eines ursprünglichen Symbols erhalten wird, für welches eine Diskrepanz in Bezug auf ein gegebenes Bit erfasst worden ist, und durch Ergänzen wenigstens des gegebenen Bits innerhalb des ursprünglichen Symbols.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zu der Liste hinzuzufügende Symbol durch ein bestimmtes Symbol der Gitterkonstellation, die zu einer Gesamtheit gehört, für welche das gegebene Bit den geeigneten ergänzten Wert charakterisiert, gebildet wird, während es das Element der Gesamtheit ist, das dem ursprünglichen Symbol am nächsten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Listenvergrößerungs-(LENM-)Schritt nur auszuführen ist, wenn eine Differenz zwischen einem im Verlauf des Marginalisierungsschritts erzeugten Wahrscheinlichkeitswert und einem entsprechenden im Verlauf des Decodierschritts erzeugten verfeinerten Wahrscheinlichkeitswert eine vorbestimmte Schwelle übersteigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin folgendes enthält: – einen Schritt zur Erfassung einer ganzzahligen verfeinerten Wahrscheinlichkeit (IPDM) zum Erfassen von Situationen, in welchen wenigstens ein durch den Decodierschritt erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert ein ganzzahliger Wert ist, und – einen Schwellenbildungs-(IRRM-)Schritt zum Ersetzen eines solchen ganzzahligen verfeinerten Wahrscheinlichkeitswerts durch einen vorbestimmten nicht ganzzahligen Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert gleich 1 – δ ist, wenn der ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert 1 ist, und gleich δ ist, wenn der ganzzahlige verfeinerte Wahrscheinlichkeitswert 0 ist, wobei δ ein vorbestimmter nicht ganzzahliger Wert ist, der kleiner als 0,5 gewählt ist.
Telekommunikationssystem mit wenigstens einem Sender, der mit wenigstens einer Sendeantenne versehen ist, und wenigstens einem Empfänger, der mit wenigstens einer Empfangsantenne versehen ist, welcher Empfänger folgendes enthält: – eine Symbol-(SLM-)Auflistungseinrichtung zum Erzeugen einer Liste von Symbolen, die unter vorbestimmten Symbolen ausgewählt sind, die potentiell mittels der wenigstens einen Empfangsantenne empfangen werden können, wobei jedes aufgelistete Symbol durch wenigstens ein Bit dargestellt bzw. repräsentiert wird, – eine Marginalisierungs-(MGM-)Einrichtung zum Verarbeiten der aufgelisteten Symbole, um wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswert zu erzeugen, um mit dem wenigstens einen Bit verbunden zu werden, – eine Entschachtelungs-(DINTM-)Einrichtung zum Transformieren des wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts in wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswert, – eine Decodier-(DECM-)Einrichtung zum Verfeinern des wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswert unter Berücksichtigung eines Wissens, das zu einem Codierschema gehört, das zum Codieren des empfangenen Signals verwendet wird, wobei beabsichtigt ist, dass ein im Verlauf des Decodierschritts erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert, nachdem er während eines Verschachtelungsschritts verschachtelt ist, während eines nachfolgenden Maginalisierungsschritts als a-priori-Wahrscheinlichkeitswert verwendet wird, wobei das Telekommunikationssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass der Empfänger weiterhin folgendes enthält: – eine Diskrepanz-(DTM-)Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Situationen, in welchen Wahrscheinlichkeitswerte, die zu einem selben gegebenen Bit gehören und die einerseits durch die Marginalisierungseinrichtung und andererseits durch die Decodiereinrichtung erzeugt sind, jeweils kleiner als und größer als 0,5 oder umgekehrt sind, und – eine Listenvergrößerungs-(LENM-)Einrichtung zum Korrigieren einer erfassten Diskrepanz durch Hinzufügen wenigstens eines zusätzlichen Symbols zu der durch die Symbolauflistungseinrichtung erzeugten Liste.
Kommunikationsvorrichtung, die mit wenigstens einer Empfangsantenne versehen ist und folgendes enthält: – eine Symbol-(SLM-)Auflistungseinrichtung zum Erzeugen einer Liste von Symbolen, die unter vorbestimmten Symbolen ausgewählt sind, die potentiell mittels der wenigstens einen Empfangsantenne empfangen werden können, wobei jedes aufgelistete Symbol durch wenigstens ein Bit dargestellt bzw. repräsentiert wird, – eine Marginalisierungs-(MGM-)Einrichtung zum Verarbeiten der aufgelisteten Symbole, um wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswert zu erzeugen, um mit dem wenigstens einen Bit verbunden zu werden, – eine Entschachtelungs-(DINTM-)Einrichtung zum Transformieren des wenigstens einen verschachtelten Wahrscheinlichkeitswerts in wenigstens einen entschachtelten Wahrscheinlichkeitswert, – eine Decodier-(DECM-)Einrichtung zum Verfeinern des wenigstens einen Wahrscheinlichkeitswerts unter Berücksichtigen eines Wissens, das zu einem Codierschema gehört, das zum Codieren des empfangenen Signals verwendet wird, wobei beabsichtigt ist, dass ein im Verlauf des Decodierschritts erzeugter verfeinerter Wahrscheinlichkeitswert, nachdem er während eines Verschachtelungsschritts verschachtelt ist, während eines nachfolgenden Marginalisierungsschritts als a-priori-Wahrscheinlichkeitswert verwendet wird, welche Kommunikationsvorrichtung weiterhin folgendes enthält: – eine Diskrepanz-(DTM-)Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Situationen, in welchen Wahrscheinlichkeitswerte, die zu einem selben ge gebenen Bit gehören und die einerseits durch die Marginalisierungseinrichtung und andererseits durch die Decodiereinrichtung erzeugt sind, jeweils kleiner als und größer als 0,5 oder umgekehrt sind, und – eine Listen-(LENM-)Vergrößerungseinrichtung zum Korrigieren einer erfassten Diskrepanz durch Hinzufügen wenigstens eines zusätzlichen Symbols zu der durch die Symbolauflistungseinrichtung erzeugten Liste.