DE60312163T2

DE60312163T2 - Verfahren und Empfänger zum verarbeiten eines Mehrbenutzersignals

Info

Publication number: DE60312163T2
Application number: DE60312163T
Authority: DE
Inventors: Sanjeev Athelstone NAGULESWARAN; Mark Kensington Park RICE
Original assignee: Dspace Pty Ltd
Current assignee: SPS 2 Pacific Pty Ltd
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2023-06-14
Also published as: DE60312163D1; ATE355654T1; EP1516432A4; EP1516432B1; WO2003107546A1; US7415001B2; US20050174983A1; EP1516432A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Signalverarbeitung für die Telekommunikationstechnik, und betrifft im Speziellen die Mehrbenutzerermittlung, (multi-user detection, MUD), und Signalverarbeitungsmethoden und -systeme. Sie bezieht sich besonders auf ein Verfahren und ein System zur Ermittlung und zur Decodierung von Mehrfachsignalen, die überlappende Bandbreiten und überlappende Zeitressourcen belegen. Beispielsweise besitzt es Anwendungen in mobilen Schmalband-Satellitenkommunikationssystemen, welche die Technologie gebündelter Funkstrahlen benutzen, und in welchen große Wegverluste und beschränkte Funksenderleistung wichtige Faktoren sind.
Hintergrund:
Viele Anstrengungen wurden im Gebiet der Telekommunikationstechnik unternommen, um die Sendekapazität von begrenzten Bandbreiten zu erhöhen, um die Anzahl der gleichzeitigen Benutzer zu erhöhen, denen es möglich ist, einen gemeinsamen Teil des Frequenzspektrums zu belegen. Es wurden speziell CDMA-Techniken entwickelt mit einer besonderen Anwendung für Breitbandfunksignale. Eine Zahl an Lösungen zum Problem der Interferenzunterdrückung wurde für CDMA systeme entwickelt, darunter iterative Ansätze zur Signalauslöschung. Dies ist verhältnismäßig problemlos möglich, da CDMA-Systeme auf Grund der verwendeten Codierung inhärent interferenzresistent sind.
In der Satellitenkommunikationstechnik wurde die Wiederverwendung eines Spektrums als zweitrangiger Faktor im Vergleich zum Leistungsverbrauch behandelt. Nachdem jedoch die Anzahl an Benutzern sich erhöht, wird eine effiziente Methode benötigt, um zwischen den verschiedenen Signalen zu unterscheiden. Generell hat die Einrichtung von geeigneten Systemen sehr komplexe Lösungen und untragbar hohe Kosten beinhaltet. Somit existiert eine Notwendigkeit, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein neues Verfahren zur Decodierung vielfacher Kanäle bereitzustellen, welches zur Benutzung sowohl in Schmalband- als auch in Breitbandanwendungen geeignet ist, und welches vermag, Frequenzen zwischen benachbarten gebündelten Funkstrahlen in Satellitensystemen wieder zu verwenden.
Die US 6,137,843 diskutiert die Interferenzunterdrückung zwischen benachbarten Kanälen und stellt ein Verfahren dar, um zwischen vielfachen Benutzern durch einen Mehrfachsignal-Unterdrückungsdemodulator zu unterscheiden, in welchem Signale gleichzeitig iterativ demoduliert werden. Die erfasste Information, die während jeder Iteration erhalten wurde, wird als A-priori-information für die Demodulierung im nachfolgenden Schritt verwendet.
Ein unterschiedlicher Ansatz wird in Combined Multiuser Reception and Channel Decoding for TDMA Cellular Systems, Valenti et al., VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, 1998, VCT98, 48th IEEE Ottawa, ONT, Canada, 18.-21. Mai 1998, New York, NY, USA, IEEE, US, Vol.3, 18. May 1998 (1998-05-18), Seiten 1915–1919, diskutiert, das einen Empfänger offenbart verbundenen mit einem Mehrfachsignal-Unterdrückungsermittler und einem Weich-Eingang-/Weich-Ausgang-Kanaldecoder, der in einer iterativen Rückführungskonfiguration unter der Kontrolle von suboptimalen Decodieralgorithmen fester Komplexität operiert.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit zur Verarbeitung eines Mehrbenutzersignals, (d.h. Signals mehrerer Benutzer) welches auf einem TDMA-Kanal empfangen wurde, wobei das Verfahren ein iteratives Empfängerverfahren beinhaltet, welches die folgenden Schritte umfasst:

(a) Empfangen einer Signalübertragung, die eine Mehrzahl von Benutzersignalen umfasst;
(b) Erfassen eines oder mehrerer Benutzersignale aus der empfangenen Signalübertragung;
(c) Ableiten eines weichen Signals für jedes ermittelte Benutzersignal durch Subtrahieren von, sofern vorhanden, gewichteten Darstellungen anderer Benutzersignale von jedem erfassten Benutzersignal und Bestimmen von Ubertragungskanalschätzungen für jedes erfasste Benutzersignal anhand des weichen Signals;
(d) Berechnen von A-posteriori-Wahrscheinlichkeiten für jedes Symbol, umfasst in den weichen Signalen;
(e) Verbessern der Wahrscheinlichkeiten unter Verwendung von mehreren Decodern;
(f) Aufbau eines neuen Mehrbenutzersignals durch Erzeugung von bedingten Erwartungen von re-codierten und re-modulierten Symbolen anhand der verbesserten Wahrscheinlichkeiten;
(g) Zurückkehren zu Schritt (a), (b) oder (c);

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erlaubt das effiziente Erfassen und Decodieren von Mehrbenutzersignalen (Signalen mehrerer Benutzer) dadurch, dass das Verhalten eines iterativen Decodieralgorithmus kontrolliert wird, welcher innerhalb eines iterativen Empfängerverfahrens operiert. Die Kontrolle ist ein adaptives Verfahren, in welchem bei jeder Empfängeriteration das iterative Decodieren in Abhängigkeit eines Maßes der Empfängerkonvergenz ausgeführt wird. Dies gestattet minimale Komplexität der Empfängerarchitektur zur Signalkonvergenz, dadurch, dass das System sich auf ein Benutzersignal einstellt (lock-out), bevor noch genügend Konvergenz angezeigt wird. Die Erfindung stellt eine neue Empfängerarchitektur und Technik bereit, die effektiv in Situationen von Mehrbenutzer-Interferenz funktionieren. Der neuartige Ansatz erlaubt Benutzern in benachbarten Strahlen eines Satellitensystems die Wiederbenutzung der selben Frequenz.
Allgemein stellt das Konzept der Erfindung einen Weg zur Verfügung, Benutzer zu koordinieren und kann dazu verwendet werden, Vorteile aus dem Raum, der Trägerfrequenz, der Ablaufsteuerung und der Signalpolarisierung zu ziehen, um zwischen Signalen verschiedener Benutzer am Empfänger zu unterscheiden. Verglichen mit dem Stand der Technik, stellt es eine iterative Unterdrückungstechnik und Decodiertechnik zur Verfügung mit relativ geringer Komplexität, als auch eine neue Systemempfängerarchitektur.
Die Erfindung erlaubt größere Effizienz in der Benutzung von Spektrum in Satellitensystemen, die mehreren Benutzern erlaubt, gleichzeitig die gleiche Bandbreite zu belegen. Es bezieht sich somit auf das wachsende Problem von Bandbreitenlimitierungen im Funkspektrum von Satellitenkommunikationssystemen, die durch internationale Vereinbarungen getroffen wurden. Wenn umgekehrt Satellitensysteme mit größerer Leistung und mit größerer Empfindlichkeit verfügbar werden, stellt die Erfindung die Kapazität bereit, um größere Zahlen an Benutzern zu versorgen und erlaubt die begrenzte Bandbreite effizienter benutzt zu werden, um sich effektiver auf die zunehmende Leistung einzustellen.
Die Erfindung hat somit eine spezielle Anwendung in Schmalband-TDMA mit Reservierung-/Kanal-Belegungsprozeduren oder Zufallszugriffstechniken (z.B. ALOHA) in Satellitenumgebungen der Ausbreitungssichtlinie und in leistungslimitierten Systemen.
Das System der Erfindung kann mit beliebigen Wellenformen (im Schmalband- oder im Breitbandbereich) operieren. Ungleich der bekannten Schmalbandmehrbenutzersysteme, wird die Interferenzunterdrückung durch den Unterdrücker erreicht, anstatt verschiedene Kanalauslassungen zu verwenden. Zusätzlich verwendet die Erfindung iterative Unterdrückungen von teilweise überlappenden Signalen mit identischen Referenzsequenzen (z.B. einzigartige Wörter – unique words,,UW').
Bevorzugt umfasst das Verfahren noch den Schritt, entweder mit weiteren Schritten fortzufahren, oder des Erzeugens eines harten Signals für jeden Benutzer und des Unterbrechens von weiteren Schritten, wenn alle Wahrscheinlichkeiten vollständig in dem Verbesserungsschritt decodiert wurden (e).
Während der ersten Iteration des iterativen Empfägerverfahrens kann das Decoderkonvergenzkriterium das Vergleichen der Interferenz auf jedem erfassten Benutzersignal mit einem Interferenzschwellenwert umfassen, welcher durch Schätzen der Rauschentsprechung der Interferenz eines jeden ermittelten Benutzersignals, die aufgrund anderer Benutzersignale entsteht, ermittelt wird, und vollständiges Decodieren der Wahrscheinlichkeiten in Schritt (e), wenn die Interferenz unterhalb des Interferenzschwellenwerts liegt, oder teilweises Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn die Interferenz über dem Interferenzschwellenwert liegt.
Das Decoderkonvergenzkriterium kann auch das adaptive Einstellen eines Unterbrechungskriteriumsschwellenwertes und das vollständige Decodieren der Wahrscheinlichkeiten in Schritt (e) beinhalten, wenn diese größer als der Schwellenwert sind, oder das teilweise Decodieren der Wahrscheilichkeiten, wenn diese kleiner als der Schwellenwert sind.
Bevorzugt wird das Unterbrechungskriterium adaptiv durch Benutzen der verbesserten Wahrscheinlichkeiten einer vorherigen Iteration des iterativen Decoderalgorithmus eingestellt. Die Unterbrechungskriterien können beispielweise das Vorzeichenwechselverhältnis-Unterbrechungskriterium sein.
Alternativ kann auch in dem Verbesserungsschritt (e) ein gespeicherter Wert der optimalen Anzahl von Iterationen des iterativen Decodieralgorithmus für eine bestimmte Iteration des iterativen Empfängerverfahrens verwendet werden. Der gespeicherte Wert kann beispielsweise anhand einer Untersuchung des Konvergenzverhaltens des iterativen Decodieralgorithmus und/oder des iterativen Empfängerverfahrens berechnet werden. Bevorzugt beinhaltet die Untersuchung das Analysieren der Austäusche von wechselseitigen Informationen zwischen den Ausgängen von Schritt (c) und Schritt (e) während einer Offine-Simulation des iterativen Empfängerverfahrens.
Typischerweise werden Schritte (c), (d) und (e) für jeden der mehreren in Schritt (b) ermittelten Benutzer parallel durchgeführt und das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Modifizierens der verbesserten Wahrscheinlichkeiten für jeden Benutzer umfassen in Ubereinstimmung mit den in Schritt (c) aktualisierten Kanalschätzungen, um die gewichteten Darstellungen anderer Benutzersignale zu bilden, die in einer späteren Iteration des iterativen Empfängerverfahrens verwendet werden.
Die verbesserten Kanalschätzungen für jedes Benutzersignal umfassen gewöhnlich eine Schätzung von Charakteristika, die aus der Gruppe Ablaufsteuerung, Interferenz, Frequenz, Amplitude, Phase und Interferenz ausgewählt werden.
Der iterative Decodieralgorithmus ist vorzugsweise ein Turbo-Decodieralgorithmus.
Als zweiten Aspekt stellt die Erfindung einen Empfänger zur Verfügung zum Verarbeiten eines über einen TDMA-Kanal, in einem iterativen Empfängerverfahren empfangenen Mehrbenutzersignals, wobei der Empfänger umfasst:

– eine Empfängereinrichtung zum Empfangen einer Signalübertragung, die eine Mehrzahl von Benutzersignalen (Mehrbenutzersignale) umfasst,
– einen Detektor zum Erfassen eines oder mehrerer Benutzersignale aus der Signalübertragung
– eine Einrichtung zur Interferenzunterdrückung für ein Ableiten eines weichen Signals für jedes erfasste Benutzersignal durch Subtrahieren von, sofern vorhanden, gewichteten Darstellungen anderer Benutzersignale von jedem erfassten Benutzersignal:
– Einrichtungen zum Bestimmen von Übertragungskanalschätzungen für jedes erfasste Benutzersignal anhand der weichen Signale;
– Einrichtungen zur Berechnung von a-posteriori Wahrscheinlichkeiten für jedes in den weichen Signalen enthaltene Symbol;
- Mehrere Decoder zum Verbessern der Wahrscheinlichkeiten, und
– Einrichtungen zum Bilden eines neuen Mehrbenutzersignals durch Erzeugen von bedingten Erwartungen von recodierten, remodulierten Symbolen anhand der verbesserten Wahrscheinlichkeiten und zum Eingeben eines neuen Mehrbenutzersignals in die Einrichtung zur Interferenzunterdrückung; wobei die mehreren Decoder dafür konfiguriert sind, einen iterativen Decodieralgorithmus ablaufen zu lassen und eine Wahrscheinlichkeit – in Abhängigkeit von Decoder-Konvergenzkriterien – teilweise oder vollständig zu decodieren.

Der Empfänger kann ein leistungsbeschränkter, an einem Satelliten befestigter Empfänger sein. Die Erfindung ist ebenfalls bei Empfängern auf der Erde anwendbar.
Bevorzugt umfasst der Empfänger weiterhin Einrichtungen zum Erzeugen eines harten Signals für jeden Benutzer und zum Unterbrechen des iterativen Empfängerverfahrens, wenn alle Wahrscheinlichkeiten vollständig decodiert worden sind.
Während der ersten Iteration es iterativen Empfängerverfahrens beinhaltet das Decoder-Konvergenzkriterium typischerweise das Vergleichen der Interferenz auf jedem ermittelten Benutzersignals mit einem Interferenzschwellenwert, der bestimmt wird durch Schätzen einer Rauschentsprechung der Interferenz eines jeden ermittelten Benutzersignals, die aufgrund anderer Benutzersignale entsteht, und vollständiges Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn die Interferenz unter dem Interferenzschwellenwert liegt, oder teilweises Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn die Interferenz über dem Interferenzschwellenwert liegt.
Das Decoder-Konvergenzkriterium kann auch das adaptive Einstellen eines Unterbrechungskriteriumsschwellenwertes beinhalten und das vollständige Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn diese größer als der Schwellenwert sind, und das teilweise Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn diese kleiner als der Schwellenwert sind.
Beispielsweise können die Unterbrechungskriterien die verbesserten Wahrscheinlichkeiten aus einer früheren Iteration des iterativen Decodieralgorithmus nutzen.
Optional ist das Unterbrechungskriterium das Vorzeichenwechselverhältnis-Unterbrechungskriterium.
Alternativ können die mehreren Decoder dafür ausgelegt werden, einen gespeicherten Wert der optimalen Anzahl von Iterationen des iterativen Decodieralgorithmus für eine bestimmte Iteration des iterativen Empfängerverfahrens zu verwenden. Der gespeicherte Wert kann anhand einer Untersuchung des Konvergenzverhaltens des iterativen Decodieralgorithmus und/oder des iterativen Empfängerverfahrens berechnet werden. Diese Untersuchung kann das Analysieren der Austäusche von wechselseitigen Informationen zwischen den Ausgängen der Interferenzunterdrückungseinrichtung und den mehreren Decodern während einer Offline-Simulation des iterativen Empfängerverfahrens beinhalten.
Die Einrichtungen zum Bestimmen der Ubertragungskanalschätzungen kann daraufhin ausgelegt werden, die verbesserten Wahrscheinlichkeiten in Übereinstimmung mit den Kanalschätzungen zu modifizieren, um die gewichteten Darstellungen anderer Benutzersignale zu bilden, die in einer späteren Iteration des iterativen Empfängerverfahrens verwendet werden.
Typischerweise umfassen die aktualisierten Kanalschätzungen für jedes Benutzersignal eine Schätzung von Charakteristika, die aus der Gruppe von Ablaufsteuerung, Interferenz, Frequenz, Amplitude, Phase und Interferenz ausgewählt wird.
Der iterative Decodieralgorithmus ist ein Turbo-Decodieralgorithmus.
Das Verfahren und der Empfänger benutzen somit einen iterativ subtrahierenden Ansatz für die Interferenzunterdrückung. Entsprechend werden in jeder Iteration alle Eingangssignale untersucht, um neue, früher noch nicht erfasste Benutzer zu identifizieren. Andererseits werden alle Signale und Benutzer parallel verarbeitet. In einigen Ausführungen wird die verbleibende Interferenz nach der Unterdrückung geschätzt und der Interferenzschwellenwert wird auf die verbleibende Interferenz abgestellt. Die Unterdrückung kann entsprechend einer Reihe abnehmender Signalstärke, welche durch den Schritt der Kanalschätzung festgelegt wird, ausgeführt werden. Jedes Signal wird nachfolgend demoduliert, rekonstruiert und von dem vollständigen empfangenen Signal subtrahiert.
In einer Ausführung, wird weiche Subtrahierung angewandt, wobei die Gewichtung für die Subtrahierung linear ausgeführt wird. In einem derartigen Ansatz wird die Summe der Kandidatenbitwahrscheinlichkeiten gleich Null gesetzt. Die Interferenz wird basierend auf den teilweise decodierten Benutzern geschätzt und mit den Kanalschätzungen gewichtet.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren und eine Einrichtung für die Kontrolle von Decoderiterationen zur Verfügung, um zur Konvergenz in einer Mehrbenutzer-Empfängerarchitektur zu führen, welche die Verwendung von statistischer Analyse umfasst, wie etwa die EXIT Diagrammanalyse, oder der Transferdiagrammanalyse wechselseitiger Information.
Die Erfindung stellt ferner eine Einrichtung und ein Verfahren zum Kontrollieren von Decoderiterationen in einer Mehrbenutzerempfängerarchitektur zur Verfügung, die die Verwendung einer adaptiven Steuerung umfassen, welche Messungen von Maßen benutzen, die auf der weichen Ausgabe des Decoders basieren, und Kanalschätzungen, um die verbleibende Interferenz, welche sich auf den Signalen befindet, zu schätzen. Die Schätzung wird mittels der Überprüfung von Wahrscheinlichkeitsverhältnisverteilungen und geschätzter Fehlerverhältnisse ausgeführt. Die geschätzte verbleibende Interferenz wird verwandt, um das teilweise Decodieren und die Verfahren zur Schätzung von Signalparametern zu steuern.
Ein Aspekt des Empfängerverfahrens betrifft die Steuerung der Decoderiterationen in einer Mehrfachbenutzerarchitektur. Statistische Maße, wie in der EXIT Diagrammanalysetechnik verwendet, werden zur Verifizierung von Konvergenzen für eine vorgeschriebene Anzahl von Decoderiterationen verwendet.
Um die Erfindung darzustellen und zu erklären wie sie verwendet wird, wird sich nun auf die begleitenden Zeichnungen bezogen, die eine bevorzugte nicht beschränkende Ausführung darstellen.
In den Zeichnungen:
veranschaulicht 1 schematisch einen Schmalband-Mehrbenutzer-Signalempfänger;
veranschaulicht 2 eine exemplarische iterative Architektur und adaptive Steuerung des Empfängers, der in 1 veranschaulicht ist;
zeigt 3 eine schematische Zeichnung eines exemplarischen Interferenzunterdrückers des Empfängers, dargestellt in 2;
zeigt 4A ein Flussdiagramm, welches das Mehrbenutzer Signalverarbeitungsverfahren der Erfindung darstellt, welches die Rauschentsprechung der Interferenz, die durch andere Benutzersignal zustande kommt, als Konvergenzkriterium benutzt.
zeigt 4B ein Flussdiagramm, welches die bevorzugte Ausführung des Mehrbenutzersignalverarbeitungsverfahrens der Erfindung darstellt, die Konvergenzkriterien benutzt, worunter sich Vorzeichenwechselverhältnis und Werte einer Nachschlagetabelle befinden; und
veranschaulicht 5 ein EXIT-Diagramm, von welchem Werte der Nachschlagetabelle, die in 4B gezeigt ist, abgeleitet werden können.
In dieser Aufstellung werden die folgenden Ausdrücke entsprechend den folgenden Definitionen verwendet, außer der Kontext gibt Anderes an:

,Konvergenz' – impliziert, dass ein iterativer Algorithmus einen lokal stabilen Punkt Wert erreicht hat;
,Teilweises Decodieren' – Verwendung einer optimalen Anzahl von Iterationen (wie durch die Anwendung geeigneter Kriterien entschieden) in Bezug auf Konvergenz und Komplexität für einen iterativen Decodieralgorithmus, für eine spezielle Iteration eines Mehrbenutzerempfängers;
,Vollständiges Decodieren' – Verwendung einer Anzahl von Iterationen, um die beste Schätzung eines Wertes, welcher von einem iterativen Decodieralgorithmus berechnet wurde, bereit zu stellen.

Fernerhin ist in dieser Aufstellung dort, wo sich auf ein Dokument, eine Handlung oder ein Gegenstand des Wissens bezogen oder diskutiert wird, ist diese Referenz keine Anerkennung, dass das Dokument, die Handlung oder der Gegenstand des Wissens, oder irgenteine Kombination daraus, Teil des Allgemeinwissens zum Zeitpunkt des Prioritätsdatums war, oder dass es wissentlich für einen Versuch relevant ist, irgentein Problem, mit welchem sich diese Aufstellung beschäftigt, zu lösen.
Mehrbenutzer Decodierstratgien
Die Situation, welche in 1 dargestellt wird, beinhaltet eine Mehrzahl von Benutzern M₁-M_k 102–106, die mit einem Satellitenempfänger 108 auf einem einzigen, time division multiple access'-Kanal (Zeitmultiplexverfahren, TDMA) kommunizieren oder auf zwei oder mehr nahe benachbarten Kanälen. Die Signale, welche von jedem einzelnen Benutzer empfangen werden, enthalten Interferenzen der anderen Benutzer und das Unterdrücken derartiger Interferenzen ist ein essentieller Schritt für eine effektive Leistung des Empfängers. Anstelle separate Entscheidungen entsprechend der Codewörter jedes Benutzers zu treffen, trifft ein Mehrfachbenutzer-Decoder eine gemeinschaftliche Entscheidung in Bezug auf alle Codewörter der Benutzer, entsprechend der Empfangssequenz. Das grundlegende Problem in Bezug auf Mehrbenutzer-Decodierung ist nicht die Größe der spektralen Aufweitung, sondern der Anteil an Kreuzkorrelationen zwischen den Benutzern 102–106. Es wird festgestellt, dass gemeinsame Erfassung-Einzelbenutzer-Decodieralgorithmen interessant erscheinen sowohl in Fällen, in denen die Co-Kanal-Interferenz schwerwiegend ist, und auch dort, wo dies nicht der Fall ist.
Ein weiteres Problem bezüglich Mehrbenutzer-Decodierung vom in 1 dargestellten Szenario, ist die Kanalschätzung. Frühere Schmalband-Mehrbenutzer-Empfänger, welche entwickelt oder postuliert wurden, nehmen entweder an oder verlangen perfektes Wissen über die Kanäle. Die vorliegende Erfindung macht keine diesbezüglichen Annahmen.
Der Stand der Technik stellt eine Reihe an Mehrbenutzerstrategien zur Verfügung, zum Unterdrücken von Co-Kanal-Interferenzen, die variierende Leistungsgrade bieten und variierende Grade an Implementierungskomplexität erfordern. Abhängig von der Natur und den Graden der Co-Kanal-Interferenzen, finden verschiedene Arten von Empfängern verschiedene Einsatzgebiete.
Maximum Likelihood Joint Decodeing (Gemeinsamer Maximaler Wahrscheinlichkeit Decoder)
Der optimale gemeinsame Decoder minimiert die Wahrscheinlichkeit von Decoderfehlern. Dies bezieht sich auf den ,maximum likelihood decoder' (,Gemeinsamer Maximaler Wahrscheinlichkeit Decoder'), welcher folgendes ausgibt: c ^1,c ^2,...,c ^k = arg max Pr(y[i]Ni=1 |c1,c2,...,ck wobei c₁,c₂,...,c_k das übertragene Codewort darstellt, c ^₁,c ^₂,...,c ^_k stellt das geschätzte Codewort dar, und y ist der empfangene Signalverktor von Block (Codewort) der Länge N.
Allgemein hat dies eine Komplexität, die exponentiell mit sowohl der Anzahl an Benutzern als auch der Codewortlänge wächst. Für Daten, welche durch Faltung codiert werden, bezieht sich das gemeinsame Decodieren auf Viterbi Decodierung auf einem Supergitter (,super-trellis'), dessen Zustände die Verkettungen der einzelnen Benutzerzustände sind. Optimales Decodieren ist somit nur für eine sehr kleine Anzahl an Benutzern möglich. In den Fällen, in welchen ferner Turbo-Codes benutzt werden, werden die benötigten Supergitter (,super-trellis') für die Praxis zu mühsam. Das Konzept des optimalen Decodierens ist hingegen dahingehend nützlich, als dass es einen Maßstab bietet, gegen welchen andere Verfahren gemessen werden können.
Interferenzunterdrückung (,Interference Cancellation'):
Durch vorsichtige Wahl der Coderaten der Benutzer, oder auch ihrer Übertragungsleistung, können die aufeinander folgende Unterdrückung von decodierten Datenflüssen die Leistung des optimalen Decoders erreichen. Damit dieses Schema jedoch praktikabel ist, müssen die Benutzerleistungen streng gesteuert werden. Deshalb ist die Interferenzunterdrückung besser geeignet in Situationen, in welchen, Leistungssteuerung implementiert werden kann.
Joint Detection, Independent Decoding (Gemeinsame Ermittlung, Unabhängige Decodierung)
Wegen der hohen Komplexität der optimalen gemeinsamen Ermittlung, ist es notwendig zu versuchen, sub-optimale Empfänger mit geringerer Komplexität zu konstruieren. Der Hauptausgleich erfolgt zwischen Leistung und Komplexität. Ein Ansatz zur Reduzierung der Komplexität besteht darin, die Probleme der Ermittlung und Decodierung auseinander zu halten. Der Empfänger der Erfindung trifft gemeinsame Entscheidungen zu jedem empfangenen Signal (die Einschränkungen durch das Codieren werden ignoriert). Die resultierenden Signalflüsse werden dann unabhängig decodiert. Eine derartige Strategie resultiert in einer minimalen Veränderung von existierenden Architekturen.
Multistage Detection (Vielstufenerfassung)
Vielstufenerfasser (,Multi-stage detectors') benutzen ein Verfahren von aufeinander folgenden Unterdrückungen der uncodierten Bits. Die Unterdrückung kann in Serie oder parallel erfolgen. Vielstufenerfasser können als linear oder nicht-linear klassifiziert werden, entsprechend ob sie lineare oder nicht-lineare Funktionen von den bereits erfassten Symbolen subtrahieren.
Iterative Decoding (Iterative Decodierung)
Die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung implementiert eine Klasse von sub-optimalen, iterativen, nicht-linearen Decodierstrategien. Die große Komplexität des optimalen Decodierens wird hauptsächlich durch die Tatsache verursacht, dass die Beschränkungen, welche durch das Codieren und Kanaleffekte eingeführt werden und die Kanaleffekte zusammen für alle Benutzer verarbeitet werden müssen. Im Vergleich hierzu, zielen iterative nicht-lineare Verfahren darauf ab, iterativ jedes Benutzers übertragene Wellenform von der Kanalausgabe zu rekonstruieren, indem marginale spätere Verteilungen (,marginal posterior distributions') verwendet werden. Code-Mehrzugangssysteme können als verkettete codierte Systeme verstanden werden. Das empfangene Signal ist beschränkt durch sowohl die individuellen Kanalcodes als auch durch die Struktur der Mehrzugangs-Systeme. Das grundlegende Prinzip hinter der Konstruktion des iterativen Mehrbenutzer-Empfängers der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Problem der Abhängigkeiten zwischen den Benutzern (bedingt durch die mehrfachen Zugangskanäle) und Zeitabhängigkeit (bedingt durch die Kanalcodierung und Interferenzen zwischen den Symbolen) zu separieren.
Ein gemeinsames Ermittlungsmodul berechnet spätere Verteilungen auf Grundlage der Daten, welche Mehrzugangsbeschränkungen beinhalten, jedoch Codierungsbeschränkungen ignorieren. Die Späteren werden verwendet als Frühere bei einzelnen Decodern für jeden Benutzer, die unabhängig auf den Benutzerdaten Spätere erzeugen, wobei nur die Beschränkungen aufgrund der Codes berücksichtigt werden und Mehrzugangsbeschränkungen ignoriert werden. Diese Späteren werden dann wieder in das gemeinsame Ermittlermodul zurückgeführt, und so weiter. Die Empfänger sind nicht-linear aufgrund der Integration von Decodern in den Entscheidungsprozess und aufgrund der Tatsache, dass das gemeinsame Ermittlermodul selbst eine nicht-lineare Einrichtung sein kann. Speziell wird die Rekonstruktion der Wellenform eines speziellen Benutzers von dem gemeinsamen Kanalausgang durch nicht-lineare Unterdrückung der geschätzten Anteile von allen anderen Benutzern erhalten. Eine derartige Technik resultiert in Implementierungen besonders niedriger Komplexität.
Eine der Herausforderungen bei Mehrbenutzer-Empfängerkonstruktionen liegt in der Größe der Signalkonstellation. Selbst wenn sogar die Anzahl der interferierenden Benutzer klein ist, erscheint die Größe der Konstellation der beschränkende Faktor in der Anwendung von optimalen gemeinsamen Ermittlungstechniken zu sein. In derartigen Fällen ist das konstellationsbasierende Schema deutlich vor Verfahren zu bevorzugen, deren Komplexität von einem Term dominiert wird, welcher sich exponentiell sowohl in der Anzahl der pro Symbol übermittelten Bits ist als auch in der Anzahl der Benutzer verhält. So ist für eine D-stufige Konstellation und K Benutzern, die Komplexität dieser Schemata 0(D^k). Resultate zeigen, dass der iterative Konstellationsansatz mit einer niedrigen Komplexität erfolgreich auf Einzelbenutzer Turboausgleichung für 16- und 64-QAM angewandt werden kann. Ein weiterer Punkt liegt darin, dass bekannte nicht-lineare Decodierschemata generell unabhängiges Verschränken (,interleaving') der Daten jeden Benutzers benötigen (normalerweise nach dem Codieren stattfindend). Es wurde in der Tat gezeigt, dass die Präsenz eines Verschränkers eine notwendige Bedingung darstellt für die erfolgreiche Konvergenz jeglicher Unterdrückungstechnik. Ein weiterer Punkt, welcher in diesem Problem bedacht werden sollte, ist das der Kanalschätzung. Die Erfinder habe gezeigt, dass die Einbeziehung der Kanalschätzung innerhalb der Iteration bedeutende Leistungsgewinne bringen kann. Somit wird jede Kanalschätzung jedes Benutzers verbessert, dann, wenn die Datenschätzungen sich verbessern.
Ferner haben frühere Ansätze generell eine Einkanalschätzung und eine Einparameterschätzung mittels einer Trainingssequenz angewandt, wobei die Kanalschätzungen für alle Pakete und alle Iterationsschritte benutzt wurden, und haben generell eine bekannte Trainingssequenz für jeden TDMA-Impuls benutzt. Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung führt für jede Iteration Kanalschätzungen Packet für Packet durch und benutzt eine Referenzsequenz (z.B. einzigartige Wörter – unique words,,UW'), welche in dem Packet vorhanden ist. Diese Aktualisierung der Kanalschätzungen bei jedem Durchlauf, kann, wenn nötig, zu einer bedeutenden Verbesserung der Empfängerleistung führen.
Iteratives Mehrbenutzer-Decodieren (,Iterative Multi-User Decoding'):
Wir betrachten nun die Mehrbenutzer-Empfängerarchitektur entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Architektur ist genügend flexibel, um eine Reihe an Lösungen von verschiedener Komplexität für verschiedene Anwendungen bereit zu stellen. Ferner gibt es eine Anzahl von optionalen Einrichtungen, die eingefügt werden können, abhängig von den Änderungen, die den Systemanforderungen erlaubt werden.
Allgemein erreicht das System der Erfindung zunächst Interferenzunterdrückung durch Ermittlung und Decodierung der empfangenen Signale in mehrfachen Schritten und dann durch die Unterdrückung der unerwünschten Signale. Dieses Verfahren wird iterativ ausgeführt, und dieser Ansatz findet Anwendung bei Interferenzen, die asynchron zum gewünschten Signal vorliegen.
2 zeigt beispielhaft eine Architektur eines Empfängers 200, welcher geeignet, zur Decodierung von merhfachen Benutzern und Signalen y₁,y₂,...,y_k ist in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Erfindung. Leistungstests haben ergeben, dass diese Architektur beinahe optimale Leistung (annähernd an einen Einfachbenutzer) unter bestimmten Bedingungen liefert, und einen linearen Zuwachs in Komplexität mit einer zunehmenden Anzahl von Benutzern liefert. Die Architektur besteht aus einer Rückführungsstruktur, welche einen Interferenzunterdrücker 201, Kanalschätzer 202, weichen Demodulator 204A–204C, einen weichen Ausgangsdecoder 206A–206C, einen weichen Modulator 208A–208C und eine geschätzte Mehrfachbenutzerkanalvorrichtung 210 aufweist.
Der Empfänger 200 umfasst mehrfache parallele Ermittlerarme, wie gezeigt, wobei jeder Empfängerarm dafür sorgt, auf einen entsprechenden Benutzer zu konvergieren (siehe unten). Jede Komponente des Empfängers kann mittels Benutzung existierender Hardware konstruiert werden, wie vom Fachmann verstanden werden wird. Speziell umfassen die Decoder 206A–206C digitale Signalverarbeitungshardware, welche geeignet ist, einen iterativen Decodieralgorithmus auszuführen. Allgemein besteht das Prinzip des Verfahrens, iterativ die weichen Schätzungen von Mehrfachbenutzern gleichzeitig zu verbessern, wobei die Benutzersignale überlappende Kanalablaufsteuerungs-/Bandbreiten-ressourcen belegen. Ohne A-priori-Wissen über Benutzer, kann die Anzahl von aktiven Empfängerarmen über aufeinander folgende Iterationen variieren, wenn schwächere Signale durch fortschreitende Interferenzunterdrückung heraustreten (und die Architektur beinhaltet dann einen weiteren Empfängerarm).
Der Interferenzunterdrücker 201 nimmt vielfache empfangene mehrfache Signale y₁,y₂,...,y_k, stellt sich auf ein Signal ein (,signal lock') und filtert dann vorzugsweise, um die Rauscheffekte zu reduzieren. Bei nachfolgenden Iterationen, werden die geschätzten Merhbenutzerkanalvektoren vom empfangenen Signal unterdrückt, um Interferenzen zu reduzieren. Tatsächlich entfernt die Interfernzunterdrückung Merhfachzugangsinterferenzen im Bezug auf jeden möglichen Benutzer. Die Erfassung erfolgt durch gemeinsame Ermittlung von Benutzern von jedem der Signale.
Wie oben angeführt gibt es einen Ermittlungsarm, der für jeden Benutzer aus weichem Demodulator, Decoder und weichem Modulator besteht. Diese Kombination von Komponenten stellt eine weiche gewichtete Schätzung jedes Benutzersignals zur Verfügung. Der teilweise weiche Eingang-/weiche Ausgang-Decoder erlaubt die Steuerung der Benutzung der zeitabhängigen Signalbeschränkungen von Null bis vollständig. Dies wird durch (siehe unten) entweder vollständige oder teilweise Decodierung des Ausgangs des weichen Demodulator erreicht, abhängig von den Konvergenzkriterien. Die Aufschiebung der vollständigen Ausgangs-Decodierung vermeidet das Problem, fälschlicherweise sich auf eine Kombination von Benutzern einzustellen, was von unvollständiger Interferenzunterdrückung herrührt.
Der Kanalschätzer 202 stellt Schätzungen der Funkverbindungsparamter zur Verfügung, welche für die Demodulierung, z.B. zur Ablaufsteuerung, der Frequenz, der Amplitude und der Phase eines kohärenten Demodulators notwendig sind. Er stellt eine Schätzung des relativen Grades jeden Benutzers von allen Signalen bereit.
Der geschätzte Mehrfachbenutzerkanalblock verbindet den weich modulierten Einfachbenutzervektor, um Schätzungen jedes empfangenen Signals zu erzeugen, beinhaltend auch Datenwerte und Funkverbindungseffekte (ausgenommen additiven Rauschens). Diese werden dann von dem Interferenzunterdrücker benutzt, um Interferenzen der empfangenen Signale bei jeder Iteration des Algorithmus zu unterdrücken.
Bei der letzten Iteration werden harte Entscheidungen ausgegeben, um die am wahrscheinlichsten übermittelten Datenbits für jeden Benutzer zu reflektieren, und somit wird eine Entscheidung getroffen in Bezug auf die am wahrscheinlichsten übermittelten Daten für jeden Benutzer. Eine harte Entscheidung wird für jeden Benutzer ausgegeben und die Empfängeriterationen, angezeigt durch den Rückpfeil in 2, werden terminiert sobald ein hartes Signal für jeden Benutzer ausgegeben werden kann. Ein hartes Signal kann für einen individuellen Benutzer erzeugt werden, wenn der Ausgang des weichen Demodulators vollständig decodiert wurde. Jedoch nachdem ein decodiertes weiches Signal für jeden ermittelten Benutzer während aufeinander folgenden Empfängeriterationen benötigt wird, wird das Ausgeben des harten Signals ausgesetzt bis alle Benutzer vollständig vom Decoder decodiert wurden.
3 zeigt den Arbeitsablauf eines beispielhaften Unterdrückungsmoduls 201. Diese Komponente is während der ersten Empfängeriteration nicht in Betrieb, nachdem in der ersten Iteration die Interferenzschätzung Null ist und somit keine Unterdrückung auftreten kann. Für nachfolgende Iterationen, ist das Unterdrückungsmodul eine nicht-lineare Unterdrückungseinrichtung, in welcher die weiche Schätzung x ^_k[i] des codierten und modulierten Symbols für Benutzer k durch Subtraktion des Durchschnittsbeitrags von anderen Benutzern von y[i] erhalten wird, (wobei der Durchschnitt entsprechend der späteren Verteilungen von den vorherigen Iterationen berechnet wird). Man sollte auch beachten, dass, um jedes Benutzers Beitrag zum empfangenen Vektor zu unterdrücken, Schätzungen der Benutzerkanäle benötigt werden.
Frühere Ansätze in Bezug auf iterative Signalschätzung haben Verarbeitungsschritte wie hyperbolische Tangenteneinrichtungen eingesetzt, welche dazu benutzt werden, zu steuern, wie viel der geschätzten Interferenz tatsächlich in der Unterdrückung in jeder Iteration benutzt wird. Solche Verfahren benötigen, dass eine Schätzung von absoluter Leistung, an der Antenne vorgenommen wird, nachdem der Algorithmus ohne derartiges vorheriges Wissen wirkungslos bleiben kann. Dazu im Gegenteil wird in der vorliegenden Erfindung dieser weiche Entscheidungsschritt durch eine nicht-lineare Einrichtung implementiert. In diesem Ansatz zur Gewichtung ist die Summe der Kandidatenbitwahrscheinlichkeiten gleich eins. Dies unterscheidet sich zu einer Einrichtung wie der hyperbolischen Tangenteneinrichtung, auf welche oben Bezug genommen wurde, wobei diese Endsumme künstlich reduziert wird, um die Ungenauigkeit des geschätzten Signals zu kompensieren. Nachdem das Verfahren der Erfindung nicht die Einstellung auf das Signal bei der anfänglichen Empfängeriteration beinhaltet, wird nicht benötigt, anfängliche Ungenauigkeiten zu kompensieren.
Der Ablauf des Unterdrückers 201 erfolgt wie nachfolgend:
Feld y₁,y₂,...,y_k sind empfangene Signale
p = 1,2,...,K
z ^_i ist die Ausgabe des i-ten weichen Modulators nach Wiederbenutzung der Kanalparameter.
ρ_pi – Relativer Interferenzwert des i-ten Benutzers, der mit Benutzer p interferiert.
x ^_p = y_p – R_p
Somit beinhaltet die beispielhafte Ausführung, welche in den Figuren gezeigt ist, eine iterative Mehrfachbenutzereinrichtung zum Mehrfachbenutzerdecodieren für Schmalband-Satellitendienstleistungen. Die generelle Struktur der Komponenten des Empfängers, dargestellt in 2 und 3, werden nun detailierter beschreiben.
Die Vektorkanalausgabe y[i] der geschätzten Mehrbenutzerkanaleinrichtung 210 wird in aufeinderfolgenden Iterationen durch folgene Einrichtungen verarbeitet:

1.) Interferenzunterdrücker: Diese Einrichtung 201 erstellt weiche Schätzungen der codierten and modulierten Symbole x ^_k(i) in oben beschriebener Art. Sie trennt die Benutzer wirksam auf Grundlage eines jeden Benutzers marginale A-posteriori-Wahrscheinlichkeitsverteilung. Zur ersten Iteration gibt es natürlich keine verfügbare Infromation, um diese marginalen Wahrscheinlichkeiten anzunähern (siehe 3). Jedoch bei darauf folgenden Iterationen ist diese Information dem Interferenzunterdrücker 201 von der vorherigen Empfängeriteration verfügbar.
2.) Weicher Demodulierer: Der weiche Demodulierer 204A–204C kann einen Filter oder eine Kombination von Filtern (nicht gezeigt) beinhalten, um das Rauschen und die Interferenz zu reduzieren. Diese Komponente erstellt die A-posteriori-Wahrscheinlichkeiten PR(d_k[i]x ^_k[i]) für jedes Symbol, welches von der Signalkonstellation genommen wird (diese Komponente wird bereits benötigt für das Turbo-Decodieren weicher Entscheidungen von Einfachbenutzern), wobei die d_k[i] die uncodierten Bits repräsentieren.
3.) Adaptive MUD Steuerung: Die adaptive Steuerung 211 legt die Schwellenwerte adaptiv fest, welche für die Konvergenzkriterien anwendbar sind, die dafür benutzt werden, Konvergenz von A-posteriori-Wahrscheinlichkeiten festzustellen, und sie kontrolliert auch die Signalparamterschätzungsverfahren.

Am Ende jeder Iteration des iterativen Decodieralgorithmus und/oder des Mehrbenutzerermittlungsverfahrens wird im Wesentlichen das relevante Konvergenzkriterium angewandt, wobei die Anwendung des Konvergenzkriteriums einen speziellen Wert erzeugt. Eine nachfolgende Iteration wird nur dann auftreten, wenn der Wert größer ist als der Schwellenwert, welcher von der adaptiven Steuerung gesetzt wurde. Es wird dann festgestellt, ob eine A-posteriori-Wahrscheinlichkeit für ein Symbol, welches vollständig oder teilweise decodiert ist, durch eine Veränderung des relevanten vorgeschriebenen Schwellenwertes gesteuert werden kann.
Eine Anzahl von geeigneten Konvergenzkriterien sind untenstehend ausgeführt, beinhaltend ein Verfahren zur Schätzung der Interferenz auf einem Benutzersignal und das Vergleichen der Interferenz mit einem vorgeschriebenen Schwellenwert, wobei der Schwellenwert durch das Messen der Rauschentsprechung der Interferenz auf dem Benutzersignal, welche aufgrund von anderen Benutzersignalen auftritt, bestimmt wird. Eine Wahrscheinlichkeit wird dann teilweise decodiert, wenn die Interferenz größer als der Interferenzschwellenwert ist, und vollständig decodiert, wenn die Interferenz keiner als der Interferenzschwellenwert ist. Die Schätzung wird durch das Messen der Varianz des Signals ausgeführt, oder durch andere Ansätze, wie die Untersuchung von log-Wahrscheinlichkeitsverhältnisverteilungen und geschätzte Fehlerverhältnisse.
Bei jeder Iteration werden die Steuereinstellungen aktualisiert, welche zur Einstellung des Schwellenwertes verwendet werden. Alternativ kann das adaptive Verhalten auch durch experimentelle Optimierung durch pseudo-analytische Methoden (statistische Techniken – siehe unten) bestimmt werden, wie ,EXIT' (EXtrinsic Information Transfer – Fremdinformationstransfer) Diagrammanalyse oder wie wechselseitige Informationstransfer-Diagrammanalyse. Eine weitere Alternative liegt darin, Unterbrechungskriterien anzuwenden, wie ein Vorzeichenwechselverhältnis-Unterbrechungskriterium (siehe unten).

4.) Weicher Turbo-Codierer: Arbeitet die A-posteriori-Wahrscheinlichkeit der codierten Bits auf, indem das Wissen des Turbo-Codes berücksichtigt wird. Wie oben angemerkt, werden die Signale während der ersten wenigen Empfängeriterationen nur teilweise decodiert, um das geschätzte Signal davon abzuhalten, sich auf einen falschen Wert einzustellen (d.h. zu einer falschen Einstellung zu konvergieren, einem dem übertragenen Signal nächsten inkorrekten Codewort – zusätzlich Rauschen, zusätzlich Interferenz).
5.) Weicher Modulator: Der weiche Modulator 208A–208C erzeugt die bedingten Erwartungen E[x_k[i]] der codierten und modulierten Symbole (entsprechend der Späteren, welche durch die Decoder berechnet werden). Diese Durchschnittsymbole werden weiterhin zum Mehrfachbenutzerermittler für die nächste Iteration zurückgeführt.
6.) Kanalschätzer: Der Kanalschätzer 202 aktualisiert die Kanalschätzung für jeden Benutzer. Es sollte bemerkt werden, dass diese Einrichtung als Eingabe die Ausgabe des Interferenzunterdrückers 201 nimmt und die Signalparamter jedes Benutzers zum geschätzten Mehrfachbenutzerkanal 210 und zum Interferenzunterdrücker 201 zurückführt. Dies zeigt, dass der Kanalschätzer einer der Hauptpunkte für Konvergenz eines solchen iterativen Systems ist. Es sei bemerkt, dass, wenn genügend Trainingssymbole vorhanden sind, oder bei genügend großen Signal-zu-Rausch-Verhältnissen, die Kanalschätzungen der anfänglichen Iterationen genügend akkurat sein können.

Mit Referenz zu 4A and 4B (in welchen die gleichen Referenznummern benutzt wurden, um sich auf direkt entsprechende Schritte zu beziehen) wird der Ablauf des Mehrfachbenutzerermittlungsverfahrens der Erfindung dargestellt, wobei iterative Konvergenzkriterien angewandt werden. In dem Verfahren von 4A wird eine Signalübermittlung am Empfänger empfangen (400), wobei das Signal eine Mehrzahl von Benutzersignalen umfasst. Ein Versuch wird unternommen (401), um herauszufinden, ob es die erste Iteration ist oder nicht. Falls nicht, werden Schätzungen anderer Benutzersignale vom Signal des ersten Benutzers gelöscht (403). Bei der ersten Iteration sind keine Schätzungen anderer Benutzer verfügbar, weshalb der Unterdrücker nicht funktioniert. Bei nachfolgenden Iterationen wird eine gewichtete Darstellung anderer Benutzersignale von dem Signal jedes anderen Benutzers subtrahiert und ein weiches Signal wird folglich erzeugt.
Die Kanalschätzung für jeden Benutzer wird mittels bekannter Verfahren (405) erhalten und die weichen Signale werden demoduliert, um die A-priori-Wahrscheinlichkeiten für jedes Symbol zu erhalten, welche das weiche Signal umfassen. Die Interferenzschwelle wird dann durch die adaptive Steuerung gesetzt, um zu bestimmen, ob die Wahrscheinlichkeit vollständig oder teilweise decodiert sind (407). Dort, wo die Wahrscheinlichkeit teilweise decodiert ist (411), wird sie in N-x Iterationen des Turbo-Decoders iteriert, wobei 0 ≤ x ≤ N. In gleicher Weise wird, wenn die Wahrscheinlichkeit vollständig decodiert ist, sie in N Iterationen des Turbo-Decoders iteriert. Die teilweise Decodierung wird durch die Steuerung der Anzahl der Turbo-Decoder-Iterationen gesteuert, wobei die ersten wenigen Empfängeriterationen weniger Decoderiterationen aufweisen. Wie 4A schematisch zeigt, stellt die Anzahl der Turbo-Interationen N-x ein sich verringerndes x in aufeinander folgenden Iterationen dar, bis sich die vollständige Leistung des Turbo-Decoders einstellt.
Wo nur teilweises Decodieren vorkommt, wird ein weiches Signal, welches von den verbesserten Wahrscheinlichkeiten des Decoders erzeugt wird, weich moduliert wird (415), und mit Pulsformung und Kanalschätzung auf das modulierte Signal (419) angewandt wird. Dieses Signal formt dann Teil der gewichteten Schätzung, welche von anderen Benutzersignalen in folgenden Iterationen subtrahiert wird.
Wird eine Wahrscheinlichkeit vollständig decodiert, wird eine Prüfung ausgeführt (413) daraufhin zielend, ob alle Signale vollständig decodiert wurden. Wo die Prüfung positiv ausfällt, wird ein hartes Signal für jeden Benutzer ausgegeben (417) und die weitere Verarbeitung wird beendet.
Wie weiterhin unter beschreiben wird, kann das Konvergenzverhalten des iterativen Decodieralgorithmus (407) offline untersucht werden, indem die Arbeitsausführung eines realen Empfängers simuliert wird. Die Ergebnisse der Untersuchung können dann benutzt werden (421), um die adaptive Steuerung zu kalibrieren.
4B stellt eine alternative und bevorzugte Ausführung des Erfindungsverfahrens dar. Die Signale werden empfangen (400) und zum Interferenzunterdrücker (404) geleitet. Falls es nicht die erste Empfängeriteration (402) ist, werden die Schätzungen der interferierenden Signale von den empfangenen Signalen entfernt.
Kanalschätzung wird durchgeführt (406) und das Signal jedes nicht-konvergierten Benutzers wird demoduliert. Der Ablauf des iterativen Decodieralgorithmus unterscheidet sich in der ersten und den nachfolgenden Empfängeriterationen. In der ersten Iteration (408) wird ein Konvergenzkriterium angewandt (410, 414) wobei der relevante Schwellenwert von der adaptiven Steuerung gesetzt wird, um die optimale Anzahl von Decoderiterationen zu bestimmen. Wie oben angeführt, können die Konvergenzkriterien das Messen der Rauschentsprechung beinhalten (d.h. die Kanalinterferenz als Rauschen anzunähern), oder alternativ das direkte Erhalten der optimalen Anzahl an Decoderiterationen von einer Nachschlagetabelle. Ein weiteres Konvergenzkriterium beinhaltet die Anwendung eines Unterbrechungskriteriums wie dem Vorzeichenwechselverhältnis-Unterbrechungskriterium, welches weiter unten beschrieben wird.
Die Signale werden decodiert (412), indem der Decodieralgorithmus durch die Anzahl an Iterationen (wie bei 414 bestimmt) iteriert wird, oder bis die Anwendung des Unterbrechungskriteriums anzeigt, dass die Konvergenz eingetreten ist. In jedem Fall wird die adaptive Steuerung den Schwellenwert für das Unterbrechungskriterium setzen oder bringt die entsprechende Anzahl an Iterationen hervor, um einen Benutzer entweder teilweise oder vollständig zu decodieren.
Die Benutzerkonvergenz wird bestimmt (416), und wenn alle Benutzer vollständig decodiert sind (418), wird ein hartes Signal ausgegeben (420), und keinerlei weitere Verarbeitung tritt ein. Alternativ wird das decodierte Signal moduliert (422) und pulsgeformt (424) und eine nachfolgende Iteration wird begonnen (von 402).
Es wird somit bemerkt werden, dass die adaptive Steuerung das Decodierverfahren steuert, um Konvergenz mit minimaler Komplexität bei irgenteiner Iteration des iterativen Empfängerprozesses sicher zu stellen. Das Verhalten des Decoders unter verschiedenen Bedingungen kann untersucht werden, um zu einem Decoderprofil zu gelangen. Mehrere Profile können offline für verschiedene Szenarien bezüglich der Anzahl der Benutzer und relativer Interferenz berechnet werden, wie schematisch in 4A und 4B durch den pseudo-analytischen Konvergenzverifikationsprozess (421, 426) dargestellt. Während der tatsächlichen Arbeitsverrichtung kann der Empfänger dann das nächste Szenario identifizieren und wendet das geeignete teilweise Decoderprofil an. Dieser Ansatz, die optimale Anzahl von Decoderiterationen für jede Iteration des Mehrfachbenutzerermittlungsverfahrens zu speichern, funktioniert als pseudo-analytisches Werkzeug – eine Nachschlagetabelle (,look-up table' – LUT) (410) – um bei jeder Empfängeriteration zu entscheiden, welche teilweise Decodierung benötigt wird.
Das Konvergenzverhalten kann durch EXIT-Diagrammanalyse untersucht werden, welche näher in ITALICS ,Convergence Behavior of Iteratively Decoded Parallel Concatenated Codes' (Konvergenzverhalten von iterativ decodierten parallel verketteten Codes), Stephen ten-Brink, IEEE Transactions on Communications, Vol. 49, Nr. 10, S. 1727, Oktober 2001, diskutiert wird. Die EXIT-Diagrammanalyse kann als Softwaremessinstrument betrachtet werden, welches an die weichen Ausgänge des Decoders angefügt ist, und welche die Bestimmung von Konvergenz erlaubt, indem die Anzahl an Turbo-Iterationen bestimmt wird.
Konvergenzverhalten kann ebenso untersucht werden, indem Online-Messungen der Decoderausgabe ausgeführt werden. Es gibt natürlich einen Ausgleich zwischen der Komplexität und der Leistung der verschiedenen Techniken. Im Fall der LUT-Methode, wird das beschriebene Durchschnittsverhalten des MUD-Systems offline über das EXIT-Diagrammanalysewerkzeug untersucht. Wechselseitige Informationsdateien werden sowohl für Kanalcodierung als auch Mehrfachbenutzerermittlungsmodule (Multi-User Detection, MUD) erzeugt. Diese Dateien formen eine Datenbank, die dann über die Benutzung eines Analysewerkzeugs verarbeitet wird. Das Resultat dieser Verarbeitung ist die Anzahl an MUD-Iterationen, M, und Turbo-Iterationen Nm für jede MUD-Iteration m = 1,...,M, wobei m = 1,..., M für alle möglichen Umgebungen ist.
Die MUD LUT (Multi-User Detection Look-Up Table, Mehrfachbenutzerermittlungs-Nachschlagetabelle) wird erstellt entsprechend von Kriterien, welche die Konvergenzregion maximieren, während sie insgesamt die Komplexität erniedrigen. Ein derartiges Set von Iterationswerten wird als Liste (,schedule') bezeichnet und der Pfad, welcher von dem Empfängersystem im EXIT-Diagramm genommen wird, wird als Trajektorie bezeichnet. Nachdem die selbe Fehlersteuerung (,forward error control', FEC) in Vorwärtsrichtung, Decodierung und Modulierung für alle Benutzer, symmetrische Interferenz (in Fällen, in welchen die LUT benutzt werden) und Parallelverarbeitung in der MUD existiert, ist die Trajektorie, welche von jedem Benutzer gefolgt werden, identisch.
Die Regel, welche für die Wahl der Turbo-Iteration empfohlen wird, ist, die niedrigste Iterationsanzahl zu wählen, welche in einer Ausgabe von wechselseitiger Information resultiert, die innerhalb einer Schwelle der Ausgabe von wechselseitiger Information liegt, die sich auf die höchste Iterationsanzahl bezieht. Mathematisch ausgedrückt, falls die Werte von der wechselseitigen Ausgabeinformation bei Iteration n = 1,..., NI_n sind, ist dann die gewählte Iteration, gekennzeichnet als n ^, n ^ = min{n:In > (max({In:n = 1,...;N}) – λ)}wobei λ der wechselseitige Informationstoleranzgrad ist.
Ein Beispiel eines EXIT-Diagramms und wie die optimale Anzahl von Turbo-Iterationen für jede MUD-Iterationen davon abgeleitet werden kann, ist in 5 gezeigt, wobei Konvergenz an den am meisten links stehenden Kreuzungspunkten 502 eintritt, wo die wechselseitige Information = 1. Von dem EXIT Diagramm 500 ist es offensichtlich, dass bei der ersten MUD-Iteration 504, kein echter Vorteil dadurch gewonnen wird, dass 10 Turbo-Iterationen im Gegensatz zu einer ausgeführt werden. Deshalb, in Bezug auf die Komplexität, wird die Wahrscheinlichkeit nur teilweise bei der ersten Iteration decodiert. Jedoch erlauben bei der vierten MUD-Iteration 508 annähernd 10 Turbo-Iterationen, dass die Decodiertrajektorie Konvergenz mit einer akzeptablen Komplexität erreicht, und deswegen die adaptive Steuerung erlauben kann, dass eine Wahrscheinlichkeit vollständig bei der vierten MUD-Iteration decodiert wird.
Ein alternatives Konvergenzkriterium für die offline EXIT-Diagrammanalyse ist, ein Unterbrechungskriterium anzuwenden, wobei die adaptive Steuerungseinstellung den relevanten Schwellenwert setzt, um vollständiges oder teilweises Decodieren zu erreichen. Im Falle des Vorzeichenwechselverhältnis (signal ratio change, SRC)-Unterbrechungskriteriums ändert die Anzahl der Vorzeichenwechsel in der Informationsbitschätzung, welche von dem Decoder für einen Block der Länge L zwischen den Iterationen i und i – 1 zurückgegeben wird. Diese Methode wird von dem ,Kreuzentropiekriterium'(,cross entropy criterion')-Verfahren abgeleitet. Wenn einmal das Vorzeichenwechselverhältnis SCR (Anzahl der Vorzeichenwechsel dividiert durch die Paketlänge) unter den Schwellenwert fällt, kann das iterative Turbo-Decodierverfahren mit einer minimalen Verschlechterung beendet werden; der Schwellenwert wird bestimmt von Simulationen und wird von der adaptiven Steuerung gesetzt. Umso kleiner der Schwellenwert ist, umso kleiner ist der Umfang der BER-Verschlechterung. Dieses Verfahren kann für die Steuerung von Turbo-Decoderiterationen verwendet werden, aber wird auch benutzt, MUD-Iterationen basierend auf den endgültig ausgegebenen Schätzungen der Informationsbits der Turbo-Decoder nach N Iterationen zu steuern.
Im MUD-Steuerungsmodus wird das Vorzeichenwechselmaß dazu benutzt, um festzulegen, wann nachfolgende Decoderbesuche für die interessanten Benutzer zu beenden sind. Die Funktion wird einmal am Ende jeder MUD-Iteration aufgerufen. Für jeden Benutzer wird das Maß überprüft entsprechend des Vorzeichenwechselmaß-Unterbrechungskriteriums. Wenn die Unterbrechungsbedingungen für irgenteinen Benutzer erfüllt werden, wird ein Wert von 0 zurückgegeben und keine weiteren MUD-Iterationen werden für diesen Benutzer ausgeführt. Es muss darauf hingewiesen werden, dass dies nicht davon abhält, dass andere Benutzer weiterhin angemessen iterieren. Der Empfänger benutzt eine Kombination der LUT- and SCR-Ansätze, um die beste Leistung für die kleinste Komplexität bereit zu stellen.
Die Konvergenzeigenschaften des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wurden von den Erfindern analysiert. Die Analyse zeigt, dass die Empfängerarchitektur, wenn sie mit geeigneten Algorithmen probabilistischer Komponenten verbunden wird, erlaubt, sehr hohe spektrale Wirksamkeit zu erreichen. Experimente legten spektrale Wirksamkeiten bis zu ungefähr 10 Bits pro Sekunde pro Hertz (bps/Hz) nahe, verglichen mit gewöhnlichen Senderempfängern, die 1–2 bps/Hz erzielen, mit lediglich einer kleinen Zunahme der Senderleistung (weniger als 1 dB). Studien der Auswirkungen des Erfindungssystems auf die Erfassung und Decoderleistung habe gezeigt, dass dieser Ansatz spezielle Vorteile umfasst, dann wenn ein schwaches Benutzersignal in Gegenwart eines viel stärkeren interferierenden Signals erfasst wird.
Die Technik, welche oben beschrieben wird, beinhaltet, dass die stärksten Benutzer (Signal) auf jedem Arm des Empfängers ermittelt werden und andere interferierende Benutzer in Bezug auf diesen mit der entsprechenden Gewichtung unterdrückt werden. Das Signal jedes Benutzers wird deshalb nur von einem Ermittlerarm genommen, wobei dieser Ansatz als ,selective combining' (Selektives Zusammensetzen) bezeichnet wird. Es muss auch angemerkt werden, dass die Erfindung auch in Bezug auf andere Nachermittlungs-Zusammensetzungstechniken, wie dem ,maximal ratio combining' (Zusammensetzen maximaler Verhältnisse), angewandt werden kann, in welchen die Anteile von jedem Benutzer für jeden Empfängerarm zusammengesetzt werden. Zusammensetztechniken werden weiter beschrieben in „Mobile Communications Engineering, Theory and Applications" (Mobile Kommunikationsfunktechnik, Theorie und Anwendung), W.C.Y. Lee, McGraw Hill, 1997.
Die vorliegende Erfindung besitzt direkte kommerzielle Anwendungen in einer Anzahl von verschiedenen Anwendungsgebieten, darunter:
Return link frequency reuse with overlapping spot beams (Rückverbindungs-Frequenzwiederverwendung mit überlappenden gebündelten Funkstrahlen) System hängt von der Erdstation ab und ist auf der Erdstation implementiert, und ermöglicht eine 2x bis zu 7x große Zunahme der Umführungskanalbreite auf Satelliten mit gebündelten Funkstrahlen, abhängig von der Konfiguration.
Forward and return link spectrum overlap (Spektraler Überlapp von Vorwärts- und Rückverbindung) System hängt von dem Benutzerrechner und der Erdstation ab und ist auf dem Benutzerrechner und der Erdstation implementiert, und ermöglicht eine bis zu 1,25x große Zunahme in Vorwärtskanalbandbreite, indem Trägerschutzbandanforderungen reduziert werden.
Forward link frequency reuse with multiple satellites (Frequenzwiederbenutzung bei Vorwärtsverbindungen mit mehrfachen Satelliten): System hängt von dem Benutzerrechner und der Erdstation ab und ist auf dem Benutzerrechner und der Erdstation implementiert, und ermöglicht eine 25% bis 50% große Zunahme in verfügbarer Kanalbandbreite für den Einsatz mehrerer Satelliten in der selben Region, um Kapazitäten zu vergrößern; Forward link constructive combination of multiple-path signals (Konstruktive Kombination in Vorwärtsverbindungen von Vielfachwegsignalen) Integration von niedrigpreisigen Antennenelementen, Vielfach-Empfang RF Ketten mit teilweiser Decodiertechnologie, um die Scheinverstärkung durch positive Verbindung von gewollten Signalen und Unterdrückung von interferierenden Signalen zu verbessern, wobei eine signifikante Zunahme in Kapazität geliefert wird.
Radio Access Scheme with Random Access (Funkzugangsschema mit zufälligen Zugang) Ermöglicht die Zunahme von Durchsatz von bis zu (wenigstens) 1,3x mal in einem Zufallszugangsschema wie dem ,Slotted Aloha' (das geslottete Aloha), indem die Packete reduziert werden, welche auf Grund von Kollisionen erneut gesendet werden müssen.
Die Erfindung wurde beschrieben mit Referenz zu konventionellen TDMA-artigen Signalen, jedoch wird verstanden, dass es auch in Bezug auf andere Arten von Signalen Anwendungen besitzt. Zum Beispiel können die Signale uncodierte Trainigssymbole beinhalten, um die Kanalschätzung zu unterstützen. Weiterhin können die verschiedenen Signale in verschiedenen Größenpaketen oder asynchron übermittelt werden.
Modifikationen und Verbesserungen für die Verbindung werden sich leicht dem Fachmann erschließen. Derartige Modifikationen und Verbesserungen sollen innerhalb des Anwendungsbereichs dieser Erfindung liegen.

Claims

Verfahren zum Verarbeiten eines über einen TDMA-Kanal empfangenen Mehrbenutzersignals, wobei das Verfahren ein iteratives Empfängerverfahren mit den Schritten umfasst: (a) Empfangen einer Signalübertragung, die eine Mehrzahl von Benutzersignalen (201) umfasst, (b) Erfassen eines oder mehrerer Benutzersignale aus der empfangenen Signalübertragung, (c) Ableiten eines weichen Signals für jedes ermittelte Benutzersignal durch Subtrahieren von, sofern vorhanden, gewichteten Darstellungen anderer Benutzersignale von jedem erfassten Benutzersignal (201) und Bestimmen von Übertragungskanalschätzungen für jedes erfasste Benutzersignal anhand des weichen Signals (202), (d) Berechnen von a-posteriori Wahrscheinlichkeiten für jedes in den weichen Signalen (204A, 204B, 206C) enthaltene Symbol, (e) Verbessern der Wahrscheinlichkeiten unter Verwendung von mehreren Decodern (206A, 206B, 206C), (f) Aufbau eines neuen Mehrbenutzersignals durch Erzeugen von bedingten Erwartungen von re-codierten und re-modulierten Symbolen anhand der verbesserten Wahrscheinlichkeiten (208A, 208B, 208C), (g) Zurückkehren zu Schritt (a), (b) oder (c), dadurch gekennzeichnet, dass der Verbesserungsschritt (e) einen iterativen Decodieralgorithmus umfasst, wobei eine Wahrscheinlichkeit – in Abhängigkeit von Decoder-Konvergenzkriterien – entweder teilweise oder vollständig decodiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner den Schritt des Erzeugens eines harten Signals für jeden Benutzer und des Unterbrechens des iterativen Empfängerverfahrens umfasst, wenn alle Wahrscheinlichkeiten im Verbesserungsschritt (e) vollständig decodiert worden sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem während der ersten Iteration des iterativen Empfängerverfahrens das Decoder-Konvergenzkriterium das Vergleichen von Interferenzen eines jeden ermittelten Benutzersignals mit einem Interferenzschwellenwert umfasst, der bestimmt wird durch Schätzen einer Rauschinterferenzentsprechung eines jeden ermittelten Benutzersignals aufgrund anderer Benutzersignale und vollständiges Decodieren der Wahrscheinlichkeiten in Schritt (e), wenn die Interferenz unter dem Interferenzschwellenwert liegt, oder teilweises Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn die Interferenz über dem Interferenzschwellenwert liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das Decoder-Konvergenzkriterium das adaptive Einstellen eines Unterbrechungskriteriumsschwellenwertes und das vollständige Decodieren der Wahrscheinlichkeiten in Schritt (e), wenn diese größer als der Schwellenwert sind, oder das teilweise Decodieren der Wahrscheinlichkeiten umfasst, wenn diese kleiner als der Schwellenwert sind.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Unterbrechungskriterium durch Nutzen der verbesserten Wahrscheinlichkeiten aus einer früheren Iteration des iterativen Decodieralgorithmus adaptiv eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Unterbrechungskriterium ein Vorzeichenwechselverhältnis-Unterbrechungskriterium umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem im Verbesserungsschritt (e) ein gespeicherter Wert der optimalen Anzahl von Iterationen des iterativen Decodieralgorithmus für eine bestimmte Iteration des iterativen Empfängerverfahrens verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der gespeicherte Wert anhand einer Untersuchung des Konvergenzverhaltens des iterativen Decodieralgorithmus und/oder des iterativen Empfängerverfahrens berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Untersuchung das Analysieren des Austausches von wechselseitigen Informationen zwischen den Ausgängen von Schritt (c) und Schritt (e) während einer Offline-Simulation des iterativen Empfängerverfahrens umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Schritte (c), (d) und (e) für jeden der mehreren, in Schritt (b) ermittelten Benutzer parallel durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner den Schritt des Modifizierens der verbesserten Wahrscheinlichkeiten für jeden Benutzer in Übereinstimmung mit den in Schritt (c) bestimmten Kanalschätzungen umfasst, um die gewichteten Darstellungen anderer Benutzersignale zu bilden, die in einer späteren Iteration des iterativen Empfängerverfahrens verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Kanalschätzungen für jedes Benutzersignal eine Schätzung von Charakteristika umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die die Ablaufsteuerung, Frequenz, Amplitude, Phase und Interferenz umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der iterative Decodieralgorithmus ein Turbo-Decodieralgorithmus ist.
Empfänger zum Verarbeiten eines über einen TDMA-Kanal empfangenen Mehrbenutzersignals in einem iterativen Empfängerverfahren, wobei der Empfänger umfasst: – eine Empfängereinrichtung (201) zum Empfangen einer Signalübertragung, die eine Mehrzahl von Benutzersignalen umfasst, – einen Detektor zum Erfassen eines oder mehrerer Benutzersignale aus der Signalübertragung, – eine Einrichtung zur Interferenzunterdrückung (241) für ein Ableiten eines weichen Signals für jedes erfasste Benutzersignal durch Subtrahieren von, sofern vorhanden, gewichteten Darstellungen anderer Benutzersignale von jedem erfassten Benutzersignal, – eine Einrichtung (202) zum Bestimmen von Übertragungskanalschätzungen für jedes erfasste Benutzersignal anhand des oder der weichen Signals/Signale, – eine Einrichtung (204A, 204B, 204C) zum Berechnen von a-posteriori Wahrscheinlichkeiten für jedes in den weichen Signalen enthaltene Symbol, – mehrere Decoder (206A, 206B, 206C) zum Verbessern der Wahrscheinlichkeiten, und – Einrichtungen (208A, 208B, 208C) zum Bilden eines neuen Mehrbenutzersignals durch Erzeugen von bedingten Erwartungen von recodierten, re-modulierten Symbolen anhand der verbesserten Wahrscheinlichkeiten und zum Eingeben eines neuen Mehrbenutzersignals in die Einrichtung zur Interferenzunterdrückung (201), dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Decoder (206A, 206B, 206C) dafür konfiguriert sind, einen iterativen Decodieralgorithmus ablaufen zu lassen und eine Wahrscheinlichkeit – in Abhängigkeit von Decoder-Konvergenzkriterien – teilweise oder vollständig zu decodieren.
Empfänger nach Anspruch 14, der ferner eine Einrichtung (417) zum Erzeugen eines harten Signals für jeden Benutzer und zum Unterbrechen des iterativen Empfängerverfahrens umfasst, wenn alle Wahrscheinlichkeiten vollständig decodiert worden sind.
Empfänger nach Anspruch 14 oder 15, bei dem während der ersten Iteration des iterativen Empfängerverfahrens das Decoder-Konvergenzkriterium das Vergleichen von Interferenzen eines jeden ermittelten Benutzersignals mit einem Interferenzschwellenwert umfasst, der bestimmt wird durch Schätzen einer Rauschinterferenzentsprechung eines jeden ermittelten Benutzersignals aufgrund anderer Benutzersignale und vollständiges Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn die Interferenz unter dem Interferenzschwellenwert liegt, oder teilweises Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn die Interferenz über dem Interferenzschwellenwert liegt.
Empfänger nach einem der Ansprüche 14 bis 15, bei dem das Decoder-Konvergenzkriterium das adaptive Einstellen eines Unterbrechungskriteriumsschwellenwertes und das vollständige Decodieren der Wahrscheinlichkeiten, wenn diese größer als der Schwellenwert sind, oder das teilweise Decodieren der Wahrscheinlichkeiten umfasst, wenn diese kleiner als der Schwellenwert sind.
Empfänger nach Anspruch 17, der ferner eine Einrichtung (211) zum adaptiven Einstellen des Unterbrechungskriteriums durch Nutzen der verbesserten Wahrscheinlichkeiten aus einer früheren Iteration des iterativen Decodieralgorithmus umfasst.
Empfänger nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das Unterbrechungskriterium ein Vorzeichenwechselverhältnis-Unterbrechungskriterium umfasst.
Empfänger nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die mehreren Decoder (206A, 206B, 206C) dafür ausgelegt sind, einen gespeicherten Wert der optimalen Anzahl von Iterationen des iterativen Decodieralgorithmus für eine bestimmte Iteration des iterativen Empfängerverfahrens zu verwenden.
Empfänger nach Anspruch 20, wobei der Empfänger ferner eine Einrichtung zum Berechnen des gespeicherten Werts anhand einer Untersuchung des Konvergenzverhaltens des iterativen Decodieralgorithmus und/oder des iterativen Empfängererfahrens umfasst.
Empfänger nach Anspruch 21, wobei die Untersuchung das Analysieren des Austausches von wechselseitigen Informationen zwischen den Ausgängen der Interferenzunterdrückungseinrichtung (201) und den mehreren Decodern (206A, 206B, 206C) während einer Offline-Simulation des iterativen Empfängerverfahrens umfasst.
Empfänger nach einem der Ansprüche 14 bis 22, bei dem die Einrichtung (202) zum Bestimmen der Übertragungskanalschätzungen dafür ausgelegt ist, die verbesserten Wahrscheinlichkeiten in Übereinstimmung mit den Kanalschätzungen zu modifizieren, um die gewichteten Darstellungen anderer Benutzersignale zu bilden, die in einer späteren Iteration des iterativen Empfängerverfahrens verwendet werden.
Empfänger nach Anspruch 23, bei dem die Kanalschätzungen für jedes Benutzersignal eine Schätzung von Charakteristika umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die die Ablaufsteuerung, Interferenz, Frequenz, Amplitude, Phase und Interferenz umfasst.
Empfänger nach einem der Ansprüche 14 bis 24, bei dem der iterative Decodieralgorithmus ein Turbo-Decodieralgorithmus ist.