專利名稱：用于多用戶信號的聯(lián)合均衡和檢測的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電信系統(tǒng)中的信號處理，并且更特別的涉及用于碼元序列的聯(lián)合均衡和檢測的方法。
通訊系統(tǒng)的基本功能是從產(chǎn)生信息的信息源將信息發(fā)送到一個或多個目的地。在無線電通訊系統(tǒng)中，必須越過一些障礙物以成功地發(fā)送和接收包括信道失真的信息，其中的信道失真可能會造成例如碼元間干擾和附加噪聲。接收機(jī)必須補(bǔ)償信道失真的后果以及所造成的碼元間干擾。這一點(diǎn)通常通過接收機(jī)處的均衡器或檢測器來實(shí)現(xiàn)。
過去曾經(jīng)使用了一些不同的均衡方案來消除或最小化碼元間干擾。最常用的方法包括判斷反饋均衡(DFE)和最大似然序列估計(jì)(MLSE)。在最大似然序列估計(jì)均衡方案中，檢測器為給定的所接收樣本序列產(chǎn)生最可能的碼元序列。用于實(shí)現(xiàn)最大似然序列檢測的算法是維特比算法，該算法最初是為解碼卷積碼而設(shè)計(jì)的。在ISI存在的情況下將維特比算法應(yīng)用于序列檢測問題的情形由Gottfried Ungerboeck在“AdaptiveMaximun Likelihood Receiver for Carrier Modulated DataTransmission Systems，”IEEE Transactionon Communications，VolumeCOM-22，#5，May 1974中描述。MLSE方法采用了遵從MLSE算法的匹配濾波器和輔助的信道估計(jì)方案。
對于可能經(jīng)歷碼元間干擾的通訊信道來說，使用最大似然序列檢測的主要缺點(diǎn)在于計(jì)算復(fù)雜度作為碼元間干擾范圍和相干用戶數(shù)量的函數(shù)按指數(shù)增加。因此，最大似然序列檢測僅適用于單個的用戶信號，在這種情況中碼元間干擾僅覆蓋幾個碼元。因此，存在很大的興趣以找到降低涉及最大似然序列檢測的計(jì)算復(fù)雜度的針對序列估計(jì)的新方法。
本發(fā)明給出一種用于產(chǎn)生所發(fā)送碼元序列的估計(jì)值的迭代方法。所發(fā)送的碼元序列是通過通訊信道接收的，其中的通訊信道可能導(dǎo)致波形的失真。每種可能的發(fā)送碼元由一個標(biāo)志矢量表示，其中的標(biāo)志矢量被用來從碼元庫矢量中選出可能的發(fā)送碼元。稱為估計(jì)碼元概率矢量的標(biāo)志矢量的估計(jì)值被計(jì)算出來并用于選出發(fā)送碼元的估計(jì)值。
估計(jì)碼元概率矢量的第t個元素是碼元庫矢量中的第t個碼元被發(fā)送的概率的估計(jì)值。為了形成估計(jì)的碼元概率矢量，會產(chǎn)生表示用于每個發(fā)送碼元的信道的估計(jì)脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值。該信道估計(jì)值被用來形成匹配的媒體響應(yīng)矢量和交互矩陣。
匹配的媒體響應(yīng)矢量由所接收信號、信道估計(jì)值和碼元庫矢量的組合形成，并表示碼元庫矢量中可能的發(fā)送碼元的匹配媒體響應(yīng)分量。交互矩陣是基于信道估計(jì)值和碼元庫矢量的，并包括干擾碼元之間的交互。匹配的媒體響應(yīng)矢量和交互矩陣被用來得出發(fā)送碼元序列中每個碼元的估計(jì)碼元概率矢量。該估計(jì)碼元概率矢量被用于從碼元庫矢量的所述碼元序列中選出發(fā)送碼元的估計(jì)值。
估計(jì)碼元概率矢量是基于匹配的媒體響應(yīng)矢量、交互矩陣和估計(jì)碼元概率矢量的以前估計(jì)值，通過遞歸估計(jì)每個估計(jì)碼元概率矢量中的每個元素而形成的。每個估計(jì)碼元概率矢量的每個元素的遞歸估計(jì)會一直執(zhí)行直到滿足某個預(yù)定的收斂規(guī)則或者執(zhí)行了預(yù)定數(shù)量的遞歸計(jì)算。估計(jì)過程的遞歸特性造成標(biāo)志矢量的最大后驗(yàn)估計(jì)值，該矢量可以被用來從碼元庫矢量中選出發(fā)送碼元的估計(jì)值。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是整體復(fù)雜度的降低。利用本發(fā)明的迭代方法，與傳統(tǒng)維特比算法的NbNu相反的是，該算法的狀態(tài)空間為(Nu*Nb)階。整體復(fù)雜度的降低是以在算法中使用多次迭代為代價的。計(jì)算復(fù)雜度的降低使得能夠同時進(jìn)行多個用戶信號的聯(lián)合解調(diào)。


圖1是數(shù)字通訊系統(tǒng)的方框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的檢測器的方框圖。
圖3是估計(jì)標(biāo)志矢量發(fā)生器的方框圖。
圖4是說明本發(fā)明檢測方法的流程圖。
圖1說明了用于數(shù)字信號傳輸?shù)臒o線電傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括脈沖響應(yīng)為F(t)的發(fā)送器12，具有附加白高斯噪聲(AWGN)的通訊信道14，具有脈沖響應(yīng)f(t)的接收機(jī)16，對接收機(jī)16的輸出進(jìn)行周期采樣的采樣器18，以及碼元檢測器20。一般的，發(fā)送機(jī)12接收表示將要發(fā)送的信息的輸入數(shù)據(jù)序列。輸入數(shù)據(jù)序列假定為是數(shù)字形式的。發(fā)送機(jī)16利用M-元調(diào)制方案如脈沖幅度調(diào)制(PAM)或正交幅度調(diào)制(QAM)以輸入序列調(diào)制載波信號。輸入數(shù)據(jù)序列被劃分為k比特的碼元，每個碼元由這里稱為發(fā)送信號的不同信號波形來表示。所發(fā)送的信號經(jīng)受了通訊信道14中的干擾，這會造成相位和/或幅度失真。發(fā)送信號還會因加入的噪聲而惡化。接收機(jī)16接收惡化的信道信號。在接收機(jī)處接收的信號這里稱為接收信號yI。
接收機(jī)16有脈沖響應(yīng)f(t)，該脈沖響應(yīng)與發(fā)送機(jī)12的脈沖響應(yīng)F(t)進(jìn)行理想匹配。在實(shí)際情況中，理想的接收機(jī)16是不可實(shí)現(xiàn)的，因此可以使用理想接收機(jī)16的一個近似。接收機(jī)16的輸出被采樣電路18周期采樣。從所接收信號yi提取的時序信號被用作采樣所接收信號yi的時鐘。經(jīng)采樣并濾波的所接收信號yi被傳遞給檢測器20。檢測器20的目的在于估計(jì)所發(fā)送的序列sm，該序列包括在所接收的信號yi中。
在通過造成ISI的信道發(fā)送信息的數(shù)字通訊系統(tǒng)中，最佳檢測器是一個最大似然碼元序列檢測器(MLSD)，對于給定的接收碼元序列，該檢測器會產(chǎn)生最可能的碼元序列?；谌缦露x的對于后驗(yàn)概率的計(jì)算，會采用一個判斷準(zhǔn)則。
P(sm|yi)，m＝1，2，....，M(1)其中sm是發(fā)送的序列，yi是所接收的信號。判斷準(zhǔn)則是基于選出對應(yīng)于后驗(yàn)概率組{P(sm)}中最大值的序列的。這種規(guī)則使得正確判斷的概率最大，并且因此最小化錯誤的概率。這種判斷準(zhǔn)則稱為最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則(MAP)。
利用貝葉斯規(guī)則，后驗(yàn)概率可以表示為P(sm|yi)=f(yi|sm)P(sm)f(yl)---(2)]]>其中給定發(fā)送序列sm，f(yi/sm)是所觀察矢量y的條件概率密度函數(shù)(p.d.f)，P(sm)是正在發(fā)送的第m個信號的先驗(yàn)概率。對于m＝1，2，...，M，后驗(yàn)概率P(sm|yi)的計(jì)算需要有關(guān)先驗(yàn)概率P(sm)和條件概率p.d.f.f(yi|sm)的知識。條件p.d.f稱為似然函數(shù)。
當(dāng)M個信號在可能性等于一個先驗(yàn)值，即對于所有的M，P(sm)＝1/M時，可以對MAP準(zhǔn)則產(chǎn)生一些簡化。此外，應(yīng)該注意到的是，等式(2)中分母獨(dú)立于M信號中究竟哪一個信號被發(fā)送。因此，基于找到最大化后驗(yàn)概率P(sm|yi)的信號的判斷規(guī)則等價于找到最大化似然函數(shù)f(yi|sm)的信號。
在具有附加的白高斯噪聲AWGN的衰減和發(fā)散的信道情況下，所接收的信號假定為以下形式y(tǒng)i=Σl=1Lslgi-l,l+wl---(3)]]>其中yi是在時刻I接收的信號，si是第I個發(fā)送碼元，gi-l，l是碼元si對在時刻I接收的信號起作用的信道脈沖響應(yīng)，wi是時刻I的噪聲。該模型對應(yīng)于所接收的具有碼元空格(symbol spaced)回波和奈奎斯特匹配濾波的所接收信號yi。
用于接收機(jī)的傳統(tǒng)的對數(shù)似然函數(shù)有下述形式log(yi|s,g)=Σl=-LL[-2Re{sl*rl}+Σm=1Lsl*hl,msm]---(4)]]>其中rl=Σk=0K-1gk,k+1Hyk+1----(5)]]>和hl,m=Σk=0K-1gk-l,lHgk-m,m---(6)]]>ri項(xiàng)表示接收機(jī)對發(fā)送機(jī)和碼元1的信道的匹配媒體響應(yīng)。hi，m項(xiàng)表示由多路徑分量和脈沖波形產(chǎn)生的相鄰碼元間的復(fù)雜ISI。碼元gi-l，l是信道脈沖響應(yīng)的共扼轉(zhuǎn)置。
本發(fā)明的方法將在給定采樣間隔中接收的第I個碼元表示為兩個矢量的函數(shù)，從數(shù)學(xué)上可以表示如下sl=ZlTBl---(7)]]>其中Zl是標(biāo)志矢量，Bi是碼元庫矢量。應(yīng)該注意到的是，碼元庫矢量Bi對于所有的l值可以保持不變，在這種情況下調(diào)制并不隨時間變化(e.g.QPSK).碼元庫矢量Bi可以隨時間變化來表示編碼的調(diào)制序列。碼元庫矢量Bi包括所有可能的發(fā)送碼元作為元素。標(biāo)志矢量Zl包括很多元素，這些元素包括一個等于1的元素和所有等于0的剩余元素。標(biāo)志矢量Zl中的元素?cái)?shù)等于碼元庫矢量Bi中的元素?cái)?shù)(碼元)。因此，標(biāo)志矢量中元素“1”的位置唯一地表示了位于碼元庫矢量Bi中相同位置的碼元。例如，在第三個位置上具有元素“1”的標(biāo)志矢量表明碼元庫矢量Bi中的第三個碼元被發(fā)送。
利用標(biāo)志矢量碼元并替換變量U和V，等式(4)的對數(shù)似然函數(shù)變成log(y|s,g)=Σl=1LZlT[Ul+Σm=1LVl,mZm]---(8)]]>其中Ul=-2Re{Bl*rl}---(9)]]>是對于可能的發(fā)送碼元Bi的匹配媒體響應(yīng)矢量；并且Vl,m=Bl*BlThl,m---(10)]]>是表示所接收碼元和它們的鄰居碼元之間的ISI的交互矩陣。術(shù)語鄰居碼元用來表示給定接收碼元的局部相鄰區(qū)域中的碼元，該碼元導(dǎo)致給定接收碼元中的ISI。如下面描述的，等式(8)的對數(shù)似然函數(shù)被用作給定接收碼元si的估計(jì)碼元概率矢量 的迭代計(jì)算中的收斂準(zhǔn)則。
根據(jù)本發(fā)明，一種迭代方法被用來為每個發(fā)送碼元找到標(biāo)志矢量Zl的的估計(jì)值 。該估計(jì)值這里被稱作估計(jì)的碼元概率矢量 ，并具有由下面等式給出的t階元素 Z^l,l(p)=exp(elT[Ul+Σm∈nlVl,m(u,v)(el+z^m(p-1))])Σs=1Nbexp(esT[Ul+Σm∈nlVl,m(es+z^m,(p-1))])---(11)]]>其中ei表示第t個元素為1而其它所有元素都為0的標(biāo)志矢量。項(xiàng) 表示對于鄰居(即干擾)碼元的以前迭代的估計(jì)碼元概率矢量。Nb是碼元庫矢量Bl中可能碼元的數(shù)目，nl定義了sl的局部相鄰區(qū)域中的估計(jì)標(biāo)志矢量 。等式(11)中的分子被稱作偏矩陣參數(shù)，分母被稱作規(guī)一化參數(shù)計(jì)算估計(jì)碼元概率矢量 和所接收碼元si的方法在本質(zhì)上是遞歸或迭代的，以統(tǒng)計(jì)來自相鄰采樣間隔的干擾，也稱為ISI。根據(jù)其定義，ISI意味著給定的采樣間隔不僅包括涉及直接與采樣間隔相關(guān)的碼元的信息，而且包括涉及在相鄰采樣間隔中所接收碼元的信息。因此，在給定的采樣間隔下，為了準(zhǔn)確估計(jì)碼元值，有關(guān)相鄰采樣間隔的值或估計(jì)值的信息也是需要的。等式(11)定義了特定碼元在第p次迭代時碼元概率矢量的估計(jì)值和前面第(p-1)次迭代時對應(yīng)于該碼元的干擾鄰域的估計(jì)碼元概率矢量之間的遞歸關(guān)系。
在等式(11)最初的迭代(p＝1)中，用到了每個估計(jì)碼元概率矢量 的每個元素的假定值。在第一次迭代之后(p＞1)，根據(jù)(p-1)次迭代得到的估計(jì)碼元概率矢量 被用于計(jì)算，并在等式(11)中表示為 。每次迭代導(dǎo)致估計(jì)碼元概率矢量 的更新組，每個被估計(jì)的碼元對應(yīng)一個。這一過程重復(fù)預(yù)定的迭代次數(shù)，或者直到滿足一些預(yù)定義的收斂準(zhǔn)則。
在估計(jì)碼元概率矢量 的迭代計(jì)算中，等式(11)中估計(jì)碼元概率矢量 的以前迭代的一些函數(shù) 可以用于替代估計(jì)碼元概率矢量 。函數(shù) 可能輸出一個硬判斷，其中估計(jì)碼元概率矢量 的每個元素為0或1。另外可選的是，函數(shù) 可以是一個連續(xù)非線性函數(shù)，該函數(shù)為估計(jì)碼元概率矢量 的每個元素產(chǎn)生一個范圍為0到1的輸出，其中所有元素的和為1。
如上面描述的，在每次迭代過程中，必須計(jì)算出一組完整的估計(jì)碼元概率矢量 。因此，等式(11)的應(yīng)用對于估計(jì)碼元概率矢量的L個元素中每個元素來說需要使用Nb次。即，由于考慮到了L個采樣間隔，因此會有L個不同的估計(jì)碼元概率矢量 到 ，每個矢量包含的元素?cái)?shù)與碼元庫中的碼元數(shù)相同為Nb。在每次迭代結(jié)束時，將會有一組對應(yīng)于每個發(fā)送碼元的估計(jì)碼元概率矢量。于是會作出判斷是否需要附加的迭代。如果需要，估計(jì)碼元概率矢量的計(jì)算會重復(fù)，導(dǎo)致更新的估計(jì)值。這一過程會重復(fù)預(yù)定數(shù)量的迭代，或直到滿足一些預(yù)定的收斂準(zhǔn)則。
對數(shù)似然等式(8)可以，例如用于測試收斂性。在每次迭代之后，整組的估計(jì)碼元概率矢量 被施加給對數(shù)似然等式(8)，導(dǎo)致反映出該組估計(jì)碼元概率矢量 的似然性的數(shù)字值，更具體的，它們表示的碼元準(zhǔn)確的反映了發(fā)送機(jī)發(fā)送的實(shí)際碼元。當(dāng)確定不需要進(jìn)一步的迭代時，會詢問該組估計(jì)碼元概率矢量 的值。估計(jì)碼元概率矢量 的各個元素可以采用范圍在0到1的實(shí)際值，并反映出相關(guān)碼元庫矢量Bi中相應(yīng)碼元被發(fā)送的概率。這些概率可以被用來輔助執(zhí)行涉及碼元或碼元序列正在討論的軟判斷或硬判斷。
對于該領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白的是，上面以單個用戶信號為例所描述的本發(fā)明的檢測方法，可以很容易地?cái)U(kuò)展到包括多用戶信號的情況。多用戶配置設(shè)想的實(shí)現(xiàn)將需要對以前描述的用于單用戶配置的數(shù)學(xué)表達(dá)式作很小的修改。然而，這些表達(dá)式的基本功能意圖保持不變。
具體地，在多用戶情況下，等式(3)將表現(xiàn)為yi=Σn=1NuΣl=1Lsl,ugi-l,l(u)+wi---(12)]]>其中加入了對于整個用戶數(shù)Nu的額外求和。類似地等式(4)假定在多用戶情況下有下述形式log(y|s,g)=Σn=1NuΣl=1L[-2Re{sl,u*rl}+Σn=1NuΣm=1Lsl,u*hl,m(u,v)sm,v---(13)]]>其中rl,u=Σk=0K-1gk,k+lH(u)yk+l---(14)]]>和hl,m(u,v)=Σk=0K-1gk-l,lH(u)gk-m,m(v)---(15)]]>在這種情況中，sl，u是用戶u的第1個碼元，gk-l，l(u)是對用戶u而言在時刻l和延遲k-l時接收的信號有貢獻(xiàn)的信道脈沖響應(yīng)。Hl，m(u，r)表示用戶u和v之間的交互。再一次地，只有對于用戶數(shù)Nu的附加求和被加入。
當(dāng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)志矢量形式時，對數(shù)似然等式變成log(y|s,g)=Σm=1NuΣl=1LZl,uT[Ul,u+Σv=lNuΣm=1LVl,m(u,v)Zm,v]---(16)]]>其中Ul,u=-2ReBl,u*rl,u---(17)]]>和Vl,m(u,v)=Bl,u*Bm,vThl,m(u,v)---(18)]]>估計(jì)碼元概率等式變成Z‾^l,u(p)=exp(elT[Ul,u+Σm∈nlVl,m(u,v)(el+z^m,v(p-1))])Σs=1Nbexp(esT[Ul,u+Σm∈nlVl,m(u,v)(es+z^m,v(p-1))])---(19)]]>圖2說明了用于從多用戶中檢測出所接收信號yi的檢測器20。檢測器20包括信道估計(jì)器22，匹配媒體響應(yīng)矢量發(fā)生器24和碼元交互矩陣發(fā)生器30。信道估計(jì)器22基于所接收的信號yi產(chǎn)生信道脈沖響應(yīng)gi-l，l的估計(jì)值。gi-l，l表示對應(yīng)于第I個具有延遲因子I-1的碼元的信道脈沖響應(yīng)。信道脈沖響應(yīng)gi-l，l的估計(jì)值是以已知的方式計(jì)算出來的。已知的訓(xùn)練碼元可以被用來產(chǎn)生信道估計(jì)值。另外，硬檢測或軟檢測碼元也可以用來產(chǎn)生信道估計(jì)值。信道脈沖響應(yīng)gi-l，l的估計(jì)值被傳遞給匹配媒體響應(yīng)矢量發(fā)生器24和碼元交互矩陣發(fā)生器30。
匹配的媒體響應(yīng)矢量發(fā)生器24包括一個匹配媒體響應(yīng)濾波器26和一個矢量發(fā)生器28。給定所接收信號yi和信道脈沖響應(yīng)gi-l，l(u)的估計(jì)值，匹配媒體響應(yīng)濾波器26計(jì)算出對于發(fā)送機(jī)和每個用戶u的碼元l的信道媒體的匹配媒體響應(yīng)rl，u。匹配媒體響應(yīng)rl，u被傳遞給矢量發(fā)生器28，該發(fā)生器結(jié)合碼元庫36的知識計(jì)算出匹配的媒體響應(yīng)矢量Ul，u。
碼元交互矩陣發(fā)生器30包括一個交互系數(shù)發(fā)生器32和一個矩陣發(fā)生器34。交互系數(shù)發(fā)生器32計(jì)算碼元交互系數(shù)hl，m(u，v)，該系數(shù)代表每個用戶對u，v的碼元l和m的信道響應(yīng)。碼元交互系數(shù)hl，m(u，v)被傳遞給矩陣發(fā)生器34，該發(fā)生器結(jié)合碼元庫36中的信息產(chǎn)生碼元交互矩陣Vl，m。匹配的媒體響應(yīng)矢量Ul，u以及碼元交互矩陣Vl，m(u，v)最后被傳遞給估計(jì)碼元概率矢量發(fā)生器40，該發(fā)生器根據(jù)等式(16)計(jì)算估計(jì)的碼元概率矢量
圖3中給出的是估計(jì)碼元概率矢量發(fā)生器40的更詳細(xì)的方框圖。估計(jì)碼元概率矢量發(fā)生器40包括迭代處理器42，迭代和輸出控制器46和以前迭代緩存器44。對于多用戶環(huán)境下的給定碼元l和用戶u，迭代處理器42負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)并求解描述和定義估計(jì)碼元概率矢量
的數(shù)學(xué)表達(dá)式。迭代處理器42的輸出是估計(jì)標(biāo)志矢量
，該矢量由迭代和輸出控制器46接收并分析。
控制器46實(shí)現(xiàn)用于確定是否需要附加迭代的特殊策略。潛在的迭代控制策略可以包括定義固定數(shù)量的迭代，或觀察和監(jiān)視與Z有關(guān)的函數(shù)，例如以前描述的對數(shù)似然函數(shù)。在這種情況中，涉及附加迭代需求的判斷可以通過觀察連續(xù)計(jì)算的
矢量間的均方誤差來進(jìn)行。如果控制器46判定需要附加的迭代，那麼最新計(jì)算出來的估計(jì)碼元概率矢量組
被臨時存儲在迭代緩存器44中。存儲在迭代緩存器44中的估計(jì)碼元概率矢量組
被用于在下一次迭代中計(jì)算估計(jì)碼元概率矢量。
不考慮所實(shí)現(xiàn)的迭代控制策略，控制器46的功能是管理所實(shí)現(xiàn)的迭代終止準(zhǔn)則，并最終輸出迭代的最佳估計(jì)碼元概率矢量
。估計(jì)的碼元概率矢量
可以被硬判斷發(fā)生器48用來作出關(guān)于估計(jì)碼元概率量
的硬判斷為估計(jì)碼元l，u。估計(jì)碼元l，u于是從硬判斷發(fā)生器48輸出到解碼器，另外可選地，估計(jì)碼元概率矢量
可以直接傳遞給軟判斷解碼器。
圖4是說明本發(fā)明的檢測器20的操作的流程圖，在接收到所接收信號yi之后，檢測器20計(jì)算信道估計(jì)值gi-l，l，該值表示通訊信道對所發(fā)送碼元的估計(jì)脈沖響應(yīng)(塊100)。檢測器20于是計(jì)算匹配的媒體響應(yīng)矢量Ui，u(塊102)和碼元交互系數(shù)矩陣Vi，u(塊104)。匹配的媒體響應(yīng)矢量Ui，u是基于信道估計(jì)值gi-l，l和接收信號yi而計(jì)算的。碼元交互系數(shù)矩陣Vi，u是基于信道估計(jì)值gi-l，l而計(jì)算的，并表示相鄰碼元間的交互。匹配媒體響應(yīng)矢量Ul，u和碼元交互系數(shù)矩陣Vl，u被用來計(jì)算每個接收碼元的估計(jì)碼元概率矢量
(塊106)。估計(jì)碼元概率矢量的對數(shù)似然被利用對數(shù)似然等式計(jì)算出來(塊108)。對數(shù)似然導(dǎo)致反映估計(jì)碼元概率矢量組
準(zhǔn)確表示發(fā)送碼元組的似程度的數(shù)字值。檢測器20利用，例如一些預(yù)定收斂準(zhǔn)則來確定是否需要其它的迭代(塊110)。如果需要，每個接收碼元的一組新的估計(jì)碼元概率矢量被計(jì)算出來(塊106)。基于這組新的估計(jì)碼元概率矢量，對數(shù)似然被計(jì)算出來(塊108)。該過程一直重復(fù)，直到檢測器20確定不再需要進(jìn)一步的迭代(塊110)。最后一組估計(jì)碼元概率估計(jì)值被用來產(chǎn)生發(fā)送碼元的硬判斷估計(jì)值或另外可選地，輸出到軟判斷解碼器(塊112)。
基于前面的描述，可以看到本發(fā)明給出找到最大似然序列估計(jì)值的另一可選方法，當(dāng)對于傳統(tǒng)的維特比檢測器來說狀態(tài)空間太大時，可以考慮該方法。當(dāng)然，本發(fā)明可以以除此處描述之外的其它具體的方式實(shí)現(xiàn)，而不偏離本發(fā)明的思想和基本特性。本實(shí)施方案從各方面來講應(yīng)考慮為示意性而非限制的。所有在附加權(quán)利要求的含義和等價范圍之內(nèi)的改變都是可行的。
權(quán)利要求
1.用于解調(diào)對應(yīng)于發(fā)送碼元序列的所接收信號的方法，其中的碼元序列有多個碼元，該方法包括以下步驟a)通過通訊信道接收該信號；b)形成碼元庫矢量，該矢量表示發(fā)送碼元序列中可能的發(fā)送碼元；c)產(chǎn)生信道估計(jì)值，該值表示對于每個發(fā)送碼元來說通訊信道的估計(jì)脈沖響應(yīng)；d)基于所接收的信號，信道估計(jì)值和碼元庫矢量形成匹配的媒體響應(yīng)矢量；e)基于信道估計(jì)值和碼元庫矢量形成交互矩陣；f)形成估計(jì)的碼元概率矢量，該矢量具有多個元素用來從發(fā)送碼元序列中選出每個發(fā)送碼元的估計(jì)值，其中估計(jì)碼元概率矢量是基于匹配媒體響應(yīng)矢量、交互矩陣和干擾碼元的估計(jì)碼元概率矢量的以前的估計(jì)值，通過遞歸估計(jì)每個估計(jì)碼元概率矢量中的每個元素來形成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)方法，其中對于每個估計(jì)碼元概率矢量的每個元素的遞歸估計(jì)一直執(zhí)行到滿足預(yù)定的收斂準(zhǔn)則為止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)方法，其中對于每個估計(jì)碼元概率矢量的每個元素的遞歸估計(jì)執(zhí)行預(yù)定數(shù)量的迭代次數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)方法，其中估計(jì)碼元概率矢量作為軟判斷矢量而輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)方法，還包括基于估計(jì)碼元概率矢量從碼元庫矢量中選出碼元并將選出的碼元作為硬判斷輸出的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)方法，還包括在估計(jì)碼元概率矢量的迭代計(jì)算過程中重新產(chǎn)生信道估計(jì)值的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的解調(diào)方法，其中以前估計(jì)的碼元概率矢量被用來在下一次迭代中計(jì)算碼元概率矢量的估計(jì)值。
8.一種用于解調(diào)多用戶信號的方法，其中每個用戶信號對應(yīng)于具有多個碼元的發(fā)送碼元序列，所述的解調(diào)方法包括以下步驟a)通過通訊信道接收所述多用戶信號信號；b)為每個用戶信號形成碼元庫矢量，該矢量表示發(fā)送碼元序列中可能的發(fā)送碼元；c)產(chǎn)生信道估計(jì)值，該值表示在每個用戶信號中對于每個發(fā)送碼元來說通訊信道的估計(jì)脈沖響應(yīng)；d)基于用戶信號、相應(yīng)的信道估計(jì)值和相應(yīng)的碼元庫矢量為每個用戶信號形成匹配媒體響應(yīng)矢量e)基于相應(yīng)的信道估計(jì)值和碼元庫矢量為每個用戶信號形成交互矩陣；f)形成估計(jì)的碼元概率矢量，該矢量具有多個元素用來從每個用戶信號中選出每個發(fā)送碼元的估計(jì)值，其中所述估計(jì)碼元概率矢量是基于匹配媒體響應(yīng)矢量、交互矩陣和干擾碼元的估計(jì)碼元概率矢量的以前的估計(jì)值，通過遞歸估計(jì)每個估計(jì)碼元概率矢量中的每個元素來形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的解調(diào)方法，其中估計(jì)碼元概率矢量的每個元素被基于估計(jì)碼元概率矢量的以前估計(jì)值而遞歸計(jì)算出來。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的解調(diào)方法，其中對每個估計(jì)碼元概率矢量的每個元素的遞歸估計(jì)一直執(zhí)行直到滿足預(yù)定的收斂準(zhǔn)則。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的解調(diào)方法，其中對每個估計(jì)碼元概率矢量的每個元素的遞歸估計(jì)會執(zhí)行預(yù)定數(shù)量的迭代次數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的解調(diào)方法，其中估計(jì)碼元概率矢量被作為軟判斷矢量而輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的解調(diào)方法，還包括基于標(biāo)志矢量從碼元庫矢量中選出碼元并將選出的碼元作為硬判斷輸出的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的解調(diào)方法，還包括在估計(jì)碼元概率矢量的迭代計(jì)算中重新產(chǎn)生信道估計(jì)值的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的解調(diào)方法，其中以前的估計(jì)碼元概率矢量的函數(shù)被用來在下一次迭代中計(jì)算碼元概率矢量的估計(jì)值。
16.用于解調(diào)對應(yīng)于發(fā)送碼元序列的接收信號的方法，其中的發(fā)送碼元序列具有多個碼元，該方法包括以下步驟a)通過通訊信道接收信號；b)形成碼元庫矢量，該矢量表示發(fā)送碼元序列中可能的發(fā)送碼元；c)產(chǎn)生信道估計(jì)值，該值表示對于每個發(fā)送碼元來說通訊信道的估計(jì)脈沖響應(yīng)；d)基于所接收的信號，信道估計(jì)值和碼元庫矢量形成匹配的媒體響應(yīng)矢量；e)基于信道估計(jì)值和碼元庫矢量形成交互矩陣；f)基于所述的匹配媒體相應(yīng)矢量和所述的交互矩陣形成估計(jì)的碼元概率矢量用于選出每個發(fā)送碼元的估計(jì)值，其中所述估計(jì)碼元概率矢量包括多個對應(yīng)于碼元庫矢量中元素的元素，其中估計(jì)碼元概率矢量的每個元素表示碼元庫矢量中相應(yīng)元素作為發(fā)送碼元的概率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的解調(diào)方法，其中估計(jì)碼元概率矢量作為軟判斷矢量而輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的解調(diào)方法，還包括基于所述標(biāo)志矢量從所述碼元庫矢量中選出碼元并將所述的選出碼元作為硬判斷而輸出的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括在估計(jì)碼元概率矢量的迭代計(jì)算中重新產(chǎn)生信道估計(jì)值的步驟。
全文摘要
一種迭代方法被用來找到所發(fā)送碼元序列的最大似然序列估計(jì)值。每個可能的所發(fā)送信號由一個標(biāo)志矢量表示,該標(biāo)志矢量從碼元庫矢量中選出所發(fā)送的碼元。針對每個所發(fā)送的碼元,會產(chǎn)生表示通訊信道估計(jì)脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值。這些信道估計(jì)值被用來形成匹配的媒體響應(yīng)矢量和交互矩陣。匹配的媒體響應(yīng)矢量表示接收機(jī)對發(fā)送機(jī)和用于每個發(fā)送碼元的信道的匹配媒體響應(yīng)。交互矩陣表示碼元之間的ISI。匹配的媒體響應(yīng)矢量和交互矩陣被傳遞給估計(jì)碼元概率矢量發(fā)生器,該發(fā)生器以迭代的方式計(jì)算對應(yīng)于每個所發(fā)送碼元的估計(jì)碼元概率矢量。估計(jì)碼元概率矢量可以輸出到硬判斷發(fā)生器,該發(fā)生器會作出關(guān)于發(fā)送碼元的硬判斷。另外可選的是,估計(jì)碼元概率矢量可以輸出到軟判斷解碼器。
文檔編號H03M13/41GK1278382SQ98810801
公開日2000年12月27日 申請日期1998年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月31日
發(fā)明者K·莫爾納 申請人:艾利森公司