ES2273094T3 - Receptor de estimacion iterativa de canal que utiliza un lazo de retorno (turbo-estimacion). - Google Patents
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Abstract
Receptor de turbo-estimación de canal de transmisión de datos, que comprende al menos un estimador de canal (10) y un detector de símbolos (20), así como un lazo (50) de retorno hacia el estimador de canal (10) para un retorno de datos de emisión tales como han sido estimados por el detector de símbolos (20) a una iteración precedente, caracterizado porque el estimador de canal (10) y el detector de símbolos (20) son previstos para ejecutar una serie de operaciones que resultan cada una en proporcionar una estimación de al menos un dato de emisión distinto, el estimador de canal (10) siendo previsto para eliminar de un grupo de datos de recepción una parte de los mismos que es dependiente del dato de emisión a estimar, y, a partir de esos datos de recepción eliminados en dependencia, proporcionar una estimación de un canal de propagación él mismo eliminado en dependencia, el detector de símbolos (20) continuando la operación estimando el dato de emisión a partir de ese canal de propagación.
Description
Receptor de estimación iterativa de canal que
utiliza un lazo de retorno (Turbo-Estimación).
La invención concierne a las comunicaciones
basadas en una transmisión numérica por paquetes de datos (paquete
de bits), estos datos siendo previamente codificados por un
codificador de canal (codificador corrector de error).
A causa de los fenómenos de propagación, la
señal emitida sufre importantes distorsiones. Para reencontrar los
datos emitidos (bits de información), es necesario compensar los
efectos debidos a la propagación. Para esto, es necesario estimar
las condiciones de propagación y más precisamente lo que se denomina
el "canal de propagación" que caracteriza las condiciones de
radio.
El modelo del canal de propagación es de hecho
un filtro lineal que está caracterizado por su respuesta impulsiva.
La calidad de la estimación del canal de propagación condiciona muy
fuertemente la calidad de la restitución de los datos transmitidos
por el receptor. Se nota que a causa del ruido al nivel del
receptor, no será posible reencontrar perfectamente el canal. Sin
embargo, con miras a tener la mejor calidad de servicio posible u
optimizar los balances de unión, es fundamental probar estimar "lo
mejor posible" el canal de propagación.
Este es el objetivo de la invención, y este
objetivo es alcanzado gracias a la utilización de un receptor de
turbo-estimación de canal de transmisión de datos,
que comprende al menos un estimador de canal y un detector de
símbolos, así como un lazo de retorno hacia el estimador de canal
para un retorno de los datos de emisión tales como han sido
estimados por el detector de símbolos a una iteración precedente,
caracterizado porque el estimador de canal y el detector de
símbolos son previstos para ejecutar una serie de operaciones que
resultan cada una en proporcionar una estimación de al menos un
dato de emisión distinto, el estimador de canal siendo previsto
para eliminar de un grupo de datos de recepción una parte de los
mismos que es dependiente del dato de emisión a estimar, y, a
partir de esos datos de recepción eliminados en dependencia,
proporcionar una estimación de un canal de propagación él mismo
eliminado en dependencia, el detector de símbolos continuando la
operación estimando el dato de emisión a partir de ese canal de
propagación.
Se propone igualmente según la invención un
procedimiento de tratamiento de datos recibidos, del tipo de
turbo-estimación de canal de transmisión de datos,
en el que se utiliza al menos un estimador de canal y un detector de
símbolos, así como un lazo de retorno hacia el estimador de canal
para un retorno de datos de emisión tales como han sido estimados
por el detector de símbolos a una iteración precedente, el
procedimiento estando caracterizado porque se ejecutan una serie de
operaciones que resultan cada una en proporcionar una estimación de
al menos un dato de emisión distinto, operaciones en las cuales se
elimina de un grupo de datos de recepción una parte de los mismos
que es dependiente del dato de emisión a estimar, y, a partir de
esos datos de recepción eliminados en dependencia, se proporciona
al nivel del estimador de canal una determinación de un canal de
propagación él mismo eliminado en dependencia, y luego se continúa
la operación en el detector de símbolos estimando el dato de
emisión a partir de ese canal de propagación.
Otras características, objetivos y ventajas de
la invención aparecerán con la lectura de la descripción detallada
que sigue, hecha con referencia a las figuras anexas en las que:
- la figura 1 representa una estructura de
receptor clásica de salida dura o flexible;
- la figura 2 representa una estructura de
receptor de turbo-estimación en el caso de una
salida dura;
- la figura 3 representa un receptor de
turbo-estimación conforme a una primera variante de
la invención, que corresponde al caso de una salida flexible;
- la figura 4 representa una estructura de
receptor conforme a otra variante de la invención, en el caso de
una salida dura;
- la figura 5 representa la misma variante según
la invención que aquella representada en la figura 3, en la cual se
han representado igualmente los datos según las notaciones
ejecutadas a continuación;
- las figuras 6 y 7 son trazados experimentales
realizados para la ejecución de la invención, representando una
taza de "error paquete" en función de una relación "señal a
ruido".
La invención propuesta se aplica a cualquier
sistema de transmisión numérico haciendo intervenir una estimación
de canal, específicamente los sistemas radio-móviles
y las redes locales inalámbricas (WLAN).
En particular, la idea genérica propuesta se
aplica por lo tanto de manera no limitativa a los sistemas TDMA
(time division multiple access), CDMA (code division multiple
access), TD-CDMA (time duplex CDMA),
W-CDMA (wide band CDMA), OFDM (orthogonal frecuency
division multiplexing), MC-CDMA
(multi-carrier CDMA), que estén en configuración
MTMR/MIMO (configuración "multiple transmit multiple receive
antennas" o llamada también "multiple inputs multiple
outputs") o no.
Nos interesaremos más particularmente, en la
descripción que sigue, en la parte de estimación de canal de
cualquier receptor iterativo tales como los
turbo-receptores. Las disposiciones expuestas son
adaptables a cualquier receptor cuya estimación de canal, la
detección de símbolo y la decodificación son realizadas de manera
iterativa.
Se recuerda primero brevemente el principio
general de funcionamiento de un receptor clásico (caso de
transmisiones numéricas) y se describe el principio del
turbo-receptor.
Para comprender mejor el funcionamiento de un
receptor clásico, se considera un solo paquete de bits que ha sido
transmitido a través del canal de propagación. Este paquete es
emitido, filtrado y perturbado por la transmisión y llega al nivel
del receptor.
El receptor clásico funciona de la manera
siguiente (figura 1).
Extrae del paquete recibido una cierta porción
(generalmente muy pequeña) de datos, parte de la que se denomina
secuencia de aprendizaje. Esta parte comprende datos que el receptor
conoce de antemano por construcción, y que sirve justamente para
estimar el canal. A partir de esta parte de aprendizaje, la etapa
estimadora de canal 10 estima las condiciones de radio según un
algoritmo dado, conocido.
A partir de la estimación del canal, en una
etapa de detección de los datos, el detector de símbolos 20 (cuya
estructura puede revestir diferentes formas: igualador lineal,
detección al máximo de la verosimilitud, detección en el sentido
del máximo a posteriori, anulador de interferencia en serie o
paralelo, etc), estima los bits/símbolos emitidos (codificados) a
partir de las observaciones que corresponden a la parte desconocida
del paquete de datos, es decir fuera de la secuencia de
aprendizaje. Se nota que la operación de detección es seguida, más
bien generalmente, por una operación de desentrelazamiento
(desentrelazador 30) para invertir el entrelazamiento generalmente
introducido en la emisión para atenuar los efectos de
desvanecimientos de la potencia de la señal recibida en recepción
sobre el funcionamiento del decodificador.
En fin, en una etapa de decodificación, el
decodificador de canal 40, elimina una parte de los errores de
detección explotando la estructura de la señal emitida, estructura
que es claro está conocida por el receptor.
Ciertos tipos de detectores de símbolos y de
decodificadores de canal pueden tener igualmente una información
sobre la fiabilidad de sus salidas, es lo que se denomina
corrientemente salidas flexibles, en oposición a las salidas duras
que son estimadas de los bits emitidos pero sin su fiabilidad.
Cuando está disponible, esta información de
fiabilidad permite a menudo mejorar las ejecuciones del receptor,
al precio de un costo suplementario de complejidad a evaluar según
el caso. Las magnitudes intercambiadas entre las etapas de
recepción son entonces aquellas representadas en la figura 1.
De conformidad con el principio del
turbo-receptor, se comprueba que las ejecuciones del
receptor de la figura 1 pueden ser considerablemente mejoradas
incluyendo un lazo de retorno 50 en la salida.
La estructura del receptor así modificada es
representada en las figuras 2 (caso de salidas duras) y 3 (caso de
salidas flexibles). Esta estructura del receptor conocida es
denominada corrientemente turbo-receptor y resulta
en parte de los trabajos unánimemente reconocidos y conducidos por
el ENST de Brest sobre la turbo-detección y la
turbo-
igualación.
igualación.
La adición de este lazo de retorno induce un
funcionamiento iterativo para el detector de símbolos, el
decodificador de canal y también el estimador de canal. Es sobre
este estimador de canal iterativo que se basa principalmente lo
expuesto a continuación
Un turbo-receptor que funciona
de la manera siguiente.
Se efectúan primero las mismas etapas que para
el receptor clásico de la figura 1: primera estimación del canal de
propagación a partir de la secuencia de aprendizaje, detección de
los símbolos (o bits) transmitidos y decodificación de los bits de
información.
A continuación, se reutilizan las salidas del
decodificador re-codificándolas (codificador de
canal 52) y estos datos re-codificados son
proporcionados al detector de símbolos 20 y al estimador de canal
10. Se insiste en la parte de estimación de canal 10
únicamente.
Se notará que entre el
re-codificador 52 y la estimación de canal 10, se
coloca aquí un entrelazador 54 que efectúa la operación inversa del
desentrelazador 30.
El estimador de canal 10 dispone así de una
fuente suplementaria de información además de la secuencia de
aprendizaje. Los bits estimados a la salida del
"re-codificador" de canal 52 son de hecho
utilizados como bits de aprendizaje suplementarios, sabiendo que
aquellos contienen una parte (poca) de error o de ruido.
\newpage
Una operación suplementaria pero muy poco
compleja en esta etapa permite una mejora muy significativa de las
ejecuciones del receptor y por lo tanto un aumento de la calidad de
servicio, o una disminución de la potencia consumida por el emisor
o el receptor (estación de base o móvil), mejorando así el balance
de unión del sistema.
Se describirá esta operación suplementaria por
el orden, después de algunos llamados concernientes a las notaciones
habituales utilizadas en los turbo-receptores.
Para describir la invención, se adoptarán las
notaciones de las figuras 4 y 5, es decir que y(n) designará
la señal recibida, l_{1} designará el intervalo del paquete de
bits que corresponde a los bits de la secuencia de aprendizaje,
l_{2} designará el intervalo complementario de l_{1} es decir la
parte de los bits desconocidos del paquete recibido. Además, la
sucesión d(n) corresponderá a los datos emitidos y
\hat{d}(n) su versión estimada, sabiendo que esta
sucesión es perfectamente conocida para "n" perteneciendo al
intervalo l1 y estimada en el intervalo l2. En fin, se denota
\underline{\hat{h}} la versión estimada del vector de respuesta
impulsiva del canal.
La estrategia clásica [2,3] de estimación de
canal iterativa consiste en utilizar toda la sucesión de datos
estimados 100 para estimar el canal h. Se
traduce esto matemáticamente. La ecuación de observación del sistema
puede escribirse de manera vectorial como sigue: Y =
Dh + b.
De conformidad con las notaciones de la figura
4, Y designa el vector que contiene todas las muestras de la
señal recibida (observaciones) que corresponden a la totalidad del
paquete de bits
(Y=[y(O)...y(M-1)]^{T}, M
siendo el número de símbolos por paquete), D designa la matriz de
los datos emitidos en el canal, h es la verdadera respuesta
impulsiva del canal y b es el vector ruido.
Por lo tanto, para una iteración dada, la
estrategia clásica de estimación de canal consiste en utilizar la
última estimada de la matriz de datos \hat{D} y todo el
vector de observación Y para obtener el estimado del canal
\underline{\hat{h}}.
Las realizaciones del método de referencia
(llamado clásico) descritas aquí arriba y corrientemente utilizadas
saturan a un nivel que no puede ser franqueado, y esto incluso para
un número de iteraciones infinitas.
Se comprueba sin embargo, en el marco de la
presente invención, que esta "barrera" puede ser franqueada si
ciertas precauciones son tomadas en la manera de explotar los datos
estimados por el estimador de canal.
Se trata aquí de no utilizar todas las
observaciones de la señal recibida, es decir excluir ciertas
muestras del vector Y para realizar la estimación del
canal.
Para encontrar la parte a excluir, es necesario
considerar la salida del detector de símbolos y cada símbolo a
estimar de manera individual.
De esta forma, para detectar el símbolo de
índice "n", es necesario tener previamente estimado el canal a
partir de todas las observaciones independientes del símbolo de
índice "n".
Las observaciones dependientes, es decir de
exclusión del vector de observación, son inmediatamente obtenidas a
partir de la versión mono-dimensional de la ecuación
de observación:
\forall m \in
[0,M-1]_{N}, y(m) =
\sum\limits^{i=l-1}_{i=0}
h(i)d(m-i) +
b(m)
lo que significa que para "n"
dado el símbolo "d(n)" está vinculado a las
observaciones "y(n), y(n+1),...,
y(n+l-1)", l siendo la longitud de la
respuesta impulsiva del
canal.
Por consiguiente se propone excluir estas
observaciones del vector de observación que sirve para la estimación
de canal que ha sido realizada justo antes.
Es de notar que suprimir la dependencia del
estimado de canal frente a frente o de los símbolos que se buscan
detectar utilizando este estimado es una etapa que se aplica para
cualquier tipo de estimador de canal (comprendido allí los
estimadores basados en el algoritmo EM,
expectación-maximización) y en particular para el
estimador más difundido que pseudo-invierte la
matriz de datos "\hat{D}" (este estimador es descrito por el
orden en el marco de la ejecución privilegiada de la invención).
En particular, esta operación que consiste en
suprimir la dependencia indicada aquí arriba, puede, en ciertos
casos (casos más corrientes), traducirse matemáticamente por la
sustitución de siguiente:
La consecuencia de esta creación de
independencia entre el o los símbolos a detectar y la estimación de
canal utilizada para hacer esta detección, que en el caso
particular descrito aquí arriba se traduce en una operación de
sustitución, es impedir la propagación de la parte del error de
estimación de canal que hace "saturar" el proceso de
convergencia del detector de símbolos más abajo del estimador de
canal.
Una solución para mejorar la convergencia del
procedimiento iterativo de turbo-recepción es
precisamente realizar la sustitución propuesta aquí arriba.
Realizando la operación propuesta, se muestra en
la parte experimental de esta exposición (ver a continuación), que
una mejora significativa de las ejecuciones del
turbo-receptor puede ser obtenida. Sin embargo, en
el caso particular en el que la creación de independencia se
traduce en la sustitución explicada aquí arriba, la manera de
implantar esta operación es igualmente muy importante ya que
condiciona la complejidad adicional debida a esta operación.
En la parte de aquí abajo se propone una
implantación juiciosa que permite tener un costo suplementario en
complejidad muy razonable.
La invención descrita en la parte de arriba
puede ser implantada de diferentes maneras. Se propone en esta
parte una manera precisa de ejecutar este método prácticamente, el
objetivo siendo aquí describir una manera particularmente astuta de
implantar físicamente la invención propuesta con el objetivo de
obtener una escasa complejidad adicional de la etapa de estimación
de canal del receptor.
Primero, se detecta aquí el símbolo
"d(n)" para la "p^{enésima}" detección eliminando
durante la estimación de canal que precede las observaciones
"y(.)" que son dependientes del símbolo "d(n)".
De manera más corriente pero no totalmente
general, la estimación de canal es obtenida
pseudo-invirtiendo la matriz de datos
"\hat{D}" que contiene los símbolos de secuencia de
aprendizaje y los símbolos de información estimados. Esto se
escribe:
\underline{\hat{h}} = \hat{D}^{#}
\underline{Y} = (\hat{D}^{H}\hat{D})^{-1}\hat{D}^{H}
\underline{Y}
El expositor H designa la operación de
transposición y de conjugación. El expositor # designa la operación
de pseudo-inversión. Para detectar el símbolo
"d(n)", se debe aquí para cada "n" considerada en
la etapa distinta en presencia, suprimir "Y" en la
parte dependiente de "d(n)".
Se notará que estas etapas distintas de
estimación de un símbolo seleccionado d(n) pueden ser
ejecutadas en iteraciones diferentes del lazo de
turbo-estimación (por ejemplo se estiman las
d(n) sucesivas en iteraciones sucesivas).
Se notará también que las estimaciones
actualizadas de las d(n) distintas pueden ser efectuadas en
una misma iteración del lazo de turbo-estimación,
utilizando, para cada d(n) distinta, estimaciones distintas
del canal de propa-
gación.
gación.
Llamando "N" al número de símbolos a
detectar por paquete (o ranura o trama), N siendo también con las
notaciones introducidas precedentemente el tamaño del intervalo 12,
se observa que sería necesario efectuar "N"
pseudo-inversiones de "\hat{D}" para obtener
otro tanto de estimados de canal \underline{\hat{h}}_{n}{}^{(new)}
que van a servir al detector de símbolos.
Una idea para disminuir considerablemente este
costo calculatorio consiste en re-escribir el
estimado bajo la forma siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
De esta forma identificando la parte variable a
calcular de manera efectiva para obtener el estimado de canal
por
Se constata que no es necesario realizar las
"N" pseudo-inversiones de la matriz
"\hat{D}" y que basta con actualizar para cada símbolo
"d(n)" el vector "\deltah_{n}" en el
estimado de canal utilizado para decodificar este símbolo. En
resumen, la implantación del algoritmo propuesto se escribe para una
iteración dada:
\forall n \in
I_{2}, \ \underline{\hat{h}}_{n}{}^{(new)} = \underline{\hat{h}} -
(\hat{D}^{H}\hat{D})^{-1}\delta
\underline{h}_{n}
donde "\underline{\hat{h}}"
es el estimado de canal inicial y
"(\hat{D}^{H}\hat{D})^{-1}" son ambas para calcular una
sola vez por todas, en fin "\deltah_{n}" es la parte
variable a calcular para cada símbolo
"d(n)".
En esta variante, los cálculos de varias
\underline{\hat{h}}_{n}^{(new)} (para diferentes índices n)
son por lo tanto realizados en la misma iteración del lazo de
turbo-estimación, de manera de utilizar varias veces
la misma matriz (\hat{D}^{H}\hat{D})^{-1}, \hat{D} siendo la
matriz de los datos d(n) estimados en la iteración
precedente.
El detector de símbolos (20) realiza también
varios cálculos en una misma iteración del lazo, consistiendo en
calcular los diferentes d(n) con la ayuda de su
"\underline{\hat{h}}_{n}^{(new)}" respectivo.
Así, el detector de símbolos (20) actualiza
varios valores d(n) diferentes en la matriz \hat{D} ,
matriz \hat{D} se encuentra entonces renovada.
La misma es seguidamente reutilizada varias
veces en la iteración siguiente, para el cálculo de varias
"\underline{\hat{h}}_{n}^{(new)}" diferentes a esta
iteración siguiente.
La invención descrita en la parte de aquí arriba
puede ser utilizada en asociación con diferentes detectores de
datos (o de símbolos). Una utilización particularmente ventajosa de
la invención consiste en la asociación del estimador de canal
propuesto con un detector de símbolos de anulación de interferencia,
específicamente, con aquellos conocidos en el momento actual.
Las dos disposiciones anteriores (eliminación de
dependencias y cálculo de "\deltah_{n}") conciernen
a la mejora del turbo-estimador. Estas disposiciones
pueden aplicarse a cualquier receptor iterativo, preferentemente
con un detector de símbolos de eliminación de dependencias.
Se nota que el cálculo de
"\deltah_{n}" puede ser adoptado (ejecutado a bajo
costo) independientemente de la utilización de un anulador de
interferencia.
Igualmente, un anulador de interferencia puede
ser adoptado en el marco de la supresión de dependencias
independientemente del cálculo de "\deltah_{n}"
propuesto aquí arriba.
Sin embargo, las ejecuciones máximas y el costo
en complejidad mínimo serán obtenidas cuando el conjunto de las
disposiciones propuestas aquí arriba sean asociadas.
Se propone por lo tanto utilizar un detector de
anulación de interferencias para el detector de símbolos.
Así, se propone la asociación de la selección de
la técnica de turbo-estimación propuesta con un
detector de símbolos cuyo objetivo es anular parcialmente o
totalmente la interferencia causada tanto por el canal
multi-trayecto, es decir la interferencia entre
chips o símbolos (ICI: inter-chip de interferencia o
ISI: inter-símbolo de interferencia), como (sea
incluido) por la interferencia causada por la presencia de otros
utilizadores es decir la interferencia de acceso múltiple (MAI:
multiple access interference o MUI: multiuser interference).
Se detallarán ahora algunos ejemplos de
aplicaciones prácticas.
Se ha aplicado la idea propuesta al modo TDD del
UMTS que es un sistema TD-CDMA. Las características
de los servicios probados y del sistema considerado son las
siguientes:
- Servicio 12,2 kbits/s;
- Unión ascendente (móviles hacia base);
- Número de símbolos por paquetes (o ranura):
2*122=244 símbolos QPSK siendo 488 bits por ranura;
- Factor de dispersión de los códigos CDMA:
Q=8;
- Longitud de la secuencia de aprendizaje: 512
chips;
- Codificación de canal: código convolutivo de
tasas 1/3;
- Un paquete por trama de 10 ms;
- Ambiente de propagación: canal ITU
"Vehicular A";
- Longitud del canal supuesto: 57 chips;
Los detectores de símbolos utilizados son los
igualadores lineales por bloque descritos en [3] y denominados
"Zero-forcing Block Linear Joint Detector" (ZF
en las figuras) y "Minimum Mean Square Error Block Linear Joint
Detector" (MMSE en las figuras); estos detectores son aquellos
recomendados por la norma TDD.
Considerando la figura 6. Las simulaciones
correspondientes han sido realizadas para un usuario activo por
"time-slot" o sea una carga de red de 12,5%
(factor de dispersión de 8 que limita el número máximo de usuarios
activos a 8).
Las seis curvas de esta figura representan la
tasa de error paquete (BLER: block error rate) en función de la
relación señal a ruido (Eb/No). estas curvas representan
principalmente: (de arriba hacia abajo)
- Las ejecuciones del filtro adaptado (MF:
matched filter) sin iterar (en guión continuo)
- Las ejecuciones del igualador MMSE por bloque
sin iterar (tres puntos de medidas representados por tres
círculos)
- Las ejecuciones del filtro adaptado (MF:
matched filter) con 4 iteraciones (en guión continuo con notación
"clásico") utilizando la estrategia clásica de estimación de
canal.
- Las ejecuciones del igualador MMSE por bloque
con 4 iteraciones (tres puntos de medidas representados por tres
círculos)
- Las ejecuciones del filtro adaptado (MF:
matched filter) con 4 iteraciones (en guión continuo con notación
"invención caso real") utilizando la estrategia de estimación
de canal propuesta
- Las ejecuciones del filtro adaptado (MF:
matched filter) con 4 iteraciones (en puntos con notación "caso
ideal") para el caso teórico se podría proporcionar para la
estimación de canal los verdaderos datos (sin error).
En la figura 6, se observa que la invención
("invención: caso real") proporciona una ganancia de 0.5 a 0.6
dB sobre la relación señal a ruido con relación al
turbo-estimador clásico (clásico).
Considerando un caso más corriente donde la red
es cargada a 50% o sea para 4 usuarios activos por ranura, esta
ganancia pasa a alrededor de 2dB (figura 7), lo que es una ganancia
considerable.
En efecto, se detallan un poco más las
condiciones de simulaciones que corresponden a esta figura. Siendo
dada la carga de la red no se considera el filtro adaptado ya que la
interferencia de acceso múltiple es importante en el caso
estudiado. Solo los detectores de forzado cero (ZF) y MMSE son por
lo tanto considerados.
La comparación importante a retener de esta
figura es la comparación entre la 3ra curva partiendo de arriba
(estrategia clásica de estimación de canal) y la 5ta curva partiendo
de arriba (estrategia propuesta). Se encuentra la ganancia de 2dB
anunciada al principio del párrafo.
[1] M. Sandell y otros, "Iterative
Channel Estimation Using Soft Decision Feedback" Proc.
Blobecom’98, pp3728-3733, Dic. 1998.
[2] P. Strauch y otros, "Iterative
Channel Estimation for EGPRS," Proc. IEEE VTC’2000 Fall, pp
2271-2277, Sept. 2000
[3] A. Klein, G. Kaleh, P.
Baier, "Zero Forcing and Minimum
Mean-Square-Error Equalization for
Multiuser Detection in CDMA Channels", IEEE Transactions on
Vehicular Technology, Mayo 1996.
Claims (10)
1. Receptor de turbo-estimación
de canal de transmisión de datos, que comprende al menos un
estimador de canal (10) y un detector de símbolos (20), así como un
lazo (50) de retorno hacia el estimador de canal (10) para un
retorno de datos de emisión tales como han sido estimados por el
detector de símbolos (20) a una iteración precedente,
caracterizado porque el estimador de canal (10) y el detector
de símbolos (20) son previstos para ejecutar una serie de
operaciones que resultan cada una en proporcionar una estimación de
al menos un dato de emisión distinto, el estimador de canal (10)
siendo previsto para eliminar de un grupo de datos de recepción una
parte de los mismos que es dependiente del dato de emisión a
estimar, y, a partir de esos datos de recepción eliminados en
dependencia, proporcionar una estimación de un canal de propagación
él mismo eliminado en dependencia, el detector de símbolos (20)
continuando la operación estimando el dato de emisión a partir de
ese canal de propagación.
2. Receptor según la reivindicación 1,
caracterizado porque el estimador de canal (10) está previsto
para efectuar la determinación de canal (10) de propagación
eliminado en dependencia, a la vez a partir de dichos datos de
recepción eliminados en dependencia, y a la vez a partir de dichos
datos de emisión tales como estimados en una iteración precedente
de la turbo-estimación y proporcionados al estimador
de canal (10) por el lazo de retorno (50).
3. Receptor según la reivindicación 2,
caracterizado porque para establecer diferentes estimados de
canal de propagación que corresponde cada uno específicamente a la
estimación de un dato de emisión diferente, el estimador de canal
(10) utiliza un mismo vector y sustrae, a ese mismo vector, un
vector cada vez específico, ese vector cada vez específico estando
formado principalmente por datos de recepción que dependen del dato
a estimar.
4. Receptor según la reivindicación 3,
caracterizado porque el estimador de canal (10) está previsto
para calcular cada vector específico a sustraer en los cálculos de
los canales de propagación, bajo la forma de un producto entre una
matriz constante y un vector de los datos excluidos porque son
dependientes de los datos emitidos.
5. Receptor según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
estimador de canal (10) ejecuta, para diferentes símbolos de
emisión a estimar d_{n}, el cálculo de un estimado de canal
\underline{\hat{h}}_{n} eliminada en dependencia bajo la
forma:
\underline{\hat{h}}_{n} =
\underline{\hat{h}} -
A.\delta\underline{h}_{n}
donde \underline{\hat{h}} es un
vector idéntico a cada uno de las d_{n} a estimar, A es una matriz
idéntica utilizada para los diferentes d_{n} a estimar, y
\delta\underline{\hat{h}}_{n} es un vector constituido
principalmente por datos recibidos por el receptor y dependientes
del símbolo de emisión a estimar
d_{n}.
6. Receptor según la reivindicación 5,
caracterizado porque
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde las y son datos recibidos por
el receptor, \hat{D}^{H} es una transformada de la matriz
\hat{D} de los datos emitidos tales como los estimados en una
iteración precedente de la turbo-estimación, y, el
canal de propagación siendo considerado como una transformación
lineal, \ell es la longitud de esta transformación lineal y
corresponde igualmente a la longitud del canal de
propagación.
7. Receptor según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
detector de símbolos (20) es un detector de anulación de
interferencia.
8. Receptor según la reivindicación precedente,
caracterizado porque el detector de símbolos(20) de
anulación de interferencia está previsto para reducir
interferencias causadas por un canal
multi-trayecto.
9. Receptor según la reivindicación 7 o la
reivindicación 8 caracterizado porque el detector de símbolos
de anulación de interferencia (20) está previsto para reducir
interferencias causadas por otros usuarios.
\newpage
10. Proceso de transmisión de datos recibidos,
del tipo de auto-estimación de canal de transmisión
de datos, en el cual se utiliza al menos un estimador de canal (10)
y un detector de símbolos (20), así como un lazo (50) de retorno
hacia el estimador de canal (10) para un retorno de datos de emisión
tales como han sido estimados por el detector de símbolos (20) a
una iteración precedente, el procedimiento estando
caracterizado porque se ejecutan una serie de operaciones
que resultan cada una en proporcionar una estimación de al menos un
dato de emisión distinto, operaciones en las cuales se elimina de
un grupo de datos de recepción una parte de los mismos que es
dependiente del dato de emisión a estimar, y, a partir de esos datos
de recepción eliminados en dependencia, se proporciona al nivel del
estimador de canal (10) una determinación de un canal de propagación
él mismo eliminado en dependencia, y luego se continúa la operación
en el detector de símbolos (20) estimando el dato de emisión a
partir de ese canal de propagación.
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