專利名稱：降低復(fù)雜度的多比特符號(hào)的解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及對(duì)受到符號(hào)間干擾的符號(hào)調(diào)制無(wú)線電信號(hào)的信息符號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼。
信息符號(hào)調(diào)制信號(hào)的Viterbi解碼包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣以獲得抽樣，每個(gè)都取決于序列信息符號(hào)的限定數(shù)(L)；然后，假設(shè)影響給定信號(hào)抽樣的L個(gè)序列符號(hào)的所有可能的ML個(gè)序列。假設(shè)的序列用于預(yù)測(cè)抽樣值，將抽樣值與接收信號(hào)相比較，對(duì)每個(gè)符號(hào)序列，在一個(gè)量度內(nèi)累加預(yù)測(cè)誤差。當(dāng)序列前進(jìn)一個(gè)符號(hào)以預(yù)測(cè)下一個(gè)符號(hào)時(shí)，最早的符號(hào)從下一個(gè)預(yù)測(cè)抽樣所依據(jù)的L個(gè)連續(xù)符號(hào)的窗口中刪去，并做出該符號(hào)的暫時(shí)判決。暫時(shí)的符號(hào)判決與剩余ML個(gè)序列中的每個(gè)序列相關(guān)，它建立與每個(gè)剩余序列相關(guān)的“路徑歷史”。人們知道，在假設(shè)下一個(gè)符號(hào)之前可以進(jìn)行暫時(shí)判決，所以每次迭代后假設(shè)符號(hào)數(shù)減少到L－1個(gè)符號(hào)，并且具有相關(guān)量度的記憶的路徑歷史的數(shù)為ML－1。
例如在以下專利中包括MSLE(Viterbi)算法的現(xiàn)有技術(shù)說(shuō)明給申請(qǐng)人的名為“自適應(yīng)最大似然解調(diào)器”的美國(guó)專利No.5331666，給申請(qǐng)人的名為“數(shù)字調(diào)制信號(hào)的雙向解調(diào)的方法和設(shè)備”的美國(guó)專利No.5335250，給Chennakeshu等人的名為“美國(guó)數(shù)字蜂窩接收機(jī)的低復(fù)雜度自適應(yīng)均衡器”的美國(guó)專利No.5467374，給Dent和Bottomley的名為“通用的直接更新Viterbi均衡器”的美國(guó)專利No.5577068，給申請(qǐng)人的名為“信道獨(dú)立均衡器設(shè)備”的美國(guó)專利No.5557645，給申請(qǐng)人的名為“解碼器優(yōu)化的方法和設(shè)備”的美國(guó)專利No.5577053，通過引入將上述所有專利結(jié)合在此?？梢栽谝韵聦＠墨I(xiàn)中看到其它說(shuō)明美國(guó)專利申請(qǐng)08/218236(Dent和Croft于1994年3月28日申請(qǐng))；08/305727(Dent于1994年9月14日申請(qǐng))；和08/393809(Dent于1995年2月24日申請(qǐng))中，通過引入將上述所有專利結(jié)合在此。
在所有上述現(xiàn)有技術(shù)中，解碼的符號(hào)完全位于假定的序列集中，位于與其相關(guān)的路徑歷史集中，已經(jīng)從解碼器中提取，或者還完全沒有被解碼器假設(shè)。因而，現(xiàn)有技術(shù)通過限制必須共同假設(shè)的序列符號(hào)數(shù)的各種設(shè)備來(lái)限制保留序列數(shù)，提出了限制解碼器復(fù)雜度的需要。這可能包括僅僅忽略一個(gè)或多個(gè)符號(hào)和容忍性能的損失。
另一種現(xiàn)有技術(shù)方法使用某些符號(hào)，這些符號(hào)已經(jīng)從假設(shè)階段進(jìn)入到路徑歷史，信號(hào)抽樣根據(jù)這些符號(hào)預(yù)測(cè)下一個(gè)抽樣值。這個(gè)方法公開在給Baier的美國(guó)專利No.5307374中，通過引用將其結(jié)合于此。因而，保留在假設(shè)階段的序列符號(hào)數(shù)L－1要減去用于信號(hào)預(yù)測(cè)的路徑歷史中的符號(hào)數(shù)。在這個(gè)被稱為“每個(gè)存活處理”算法中，不需要測(cè)試所有進(jìn)入路徑歷史的符號(hào)組合，這就導(dǎo)致小的性能損失。但是，與以前討論的現(xiàn)有技術(shù)相同的是，符號(hào)要么全部包括在路徑歷史中，要么不是。
當(dāng)使用另一種稱為“M”算法的先有技術(shù)方法時(shí)，保留狀態(tài)數(shù)還可能小于字符表大小的冪。M算法通過丟棄低似然性量度的狀態(tài)來(lái)減少保留狀態(tài)數(shù)。僅最好的M狀態(tài)被保留。但是，最好的M狀態(tài)，不能保證包括了最近假設(shè)符號(hào)所有的值。在對(duì)通過不同延遲的多徑傳播的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的均衡器中，希望包括最近假設(shè)符號(hào)的所有值，其中包含最大能量的路徑不是延遲最短的路徑。
在給Clark的美國(guó)專利No.4484338中，關(guān)于部分符號(hào)的處理說(shuō)明了M算法。Clark使用M算法把保留假設(shè)數(shù)限制到令人滿意的數(shù)M。但是，Clar中的每個(gè)保留假設(shè)包括整個(gè)符號(hào)數(shù)n，而不是部分符號(hào)。Clark使用部分符號(hào)的概念只是為了減少把保留假設(shè)數(shù)從M擴(kuò)展到字符表大小的M倍的工作，他假設(shè)一個(gè)新符號(hào)，而且下選至最佳M，在兩個(gè)較小的擴(kuò)展級(jí)進(jìn)行擴(kuò)展，在每個(gè)擴(kuò)展級(jí)后再下選至M。但是Clark的技術(shù)包括假設(shè)部分符號(hào)值的第一階擴(kuò)展后的過早選擇。因?yàn)椴皇潜ＷC保留部分符號(hào)的所有值或字符表子分組用于進(jìn)一步估計(jì)，因而過早選擇會(huì)導(dǎo)致性能降低。而且，上述給Clark的專利No.4484338只公開了當(dāng)整個(gè)符號(hào)可以從部分符號(hào)的線性加權(quán)和重建時(shí)符號(hào)劃分成部分符號(hào)的可能性。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)不足。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開一種方法，用于對(duì)從發(fā)射機(jī)經(jīng)多傳播路徑傳播到接收機(jī)的信號(hào)抽樣進(jìn)行處理，以便對(duì)屬于符號(hào)的字符表的信息符號(hào)進(jìn)行解碼。所述方法包括以下步驟假設(shè)具有來(lái)自符號(hào)的字符表的符號(hào)和部分符號(hào)的符號(hào)序列，其中部分符號(hào)標(biāo)識(shí)來(lái)自字符表的符號(hào)的子分組。所述方法還包括預(yù)測(cè)每個(gè)假設(shè)序列的信號(hào)抽樣的期望值并將信號(hào)抽樣的實(shí)際值與預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較，以便確定每個(gè)序列的似然值。所述方法還包括存儲(chǔ)包括與似然值相關(guān)的部分符號(hào)和全部符號(hào)的假設(shè)序列，選擇具有最大確定似然值的符號(hào)序列作為解碼信息符號(hào)。每個(gè)判決符號(hào)屬于由假設(shè)部分符號(hào)標(biāo)識(shí)的符號(hào)的子分組中的一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開一種解碼器，用于對(duì)用屬于符號(hào)的字符表的信息符號(hào)調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行解碼。所述解碼器包括最大似然序列估計(jì)器，它假設(shè)包含信息符號(hào)的字符表子分組，假設(shè)字符表中的符號(hào)，并確定具有最高似然指示的信息符號(hào)的序列。所述解碼器還包括信道估計(jì)器，用于對(duì)描述信號(hào)通過其傳播的信道的系數(shù)進(jìn)行估計(jì)；信號(hào)預(yù)測(cè)器，用于將信道估計(jì)與相應(yīng)的信號(hào)抽樣相結(jié)合以得到量度；量度累加器，用于累加假設(shè)符號(hào)序列的量度以確定似然指示。
詳細(xì)說(shuō)明在

圖1的無(wú)線通信系統(tǒng)10中，發(fā)射機(jī)12發(fā)射信息比特14，這是通過首先對(duì)比特進(jìn)行分組以在糾錯(cuò)編碼器中組成信息符號(hào)，其中糾錯(cuò)編碼器可以包括交織。糾錯(cuò)編碼器任選地將檢錯(cuò)和糾錯(cuò)信息加到信息比特14。糾錯(cuò)編碼器16中形成的每個(gè)符號(hào)被傳送到調(diào)制器18并通過將其映射到包括所有可能的無(wú)線信號(hào)矢量值的復(fù)平面上的一個(gè)唯一星座點(diǎn)而被編碼。復(fù)星座點(diǎn)的序列(對(duì)應(yīng)于待發(fā)送的信息比特分組的序列)在濾波器20種被濾波，并在變頻器22中被上變頻到發(fā)送頻率。放大器24把信號(hào)放大到發(fā)送功率電平，用于從天線26發(fā)送。
接收機(jī)28接收經(jīng)色散媒體(包括，例如經(jīng)過反射面36反射)傳播后的發(fā)送信號(hào)30、32和34的多個(gè)鏡像(image)30、32和34，這導(dǎo)致符號(hào)間干擾。接收機(jī)28在天線38接收信號(hào)，在濾波器40中對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，并在變頻器42中進(jìn)行下變頻。然后接收機(jī)28在抽樣器44(可以是模數(shù)轉(zhuǎn)換器)中對(duì)接收信號(hào)抽樣以產(chǎn)生接收復(fù)矢量值的序列，其中包括由于發(fā)送濾波、色散媒體和接收機(jī)濾波而產(chǎn)生的噪聲和符號(hào)間干擾(ISI)。因此，每個(gè)復(fù)矢量值是幾個(gè)鄰近的發(fā)送復(fù)符號(hào)值的加權(quán)和。描述ISI的加權(quán)因子，稱為信道系數(shù)，由接收信號(hào)確定，例如通過與包括在發(fā)送中的已知符號(hào)進(jìn)行相關(guān)。然后，在解調(diào)器46中對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，象下面將進(jìn)一步說(shuō)明的那樣，并在解碼器48中被解碼。
一種對(duì)上面的接收抽樣值進(jìn)行解碼的已知方法使用了最大似然序列估計(jì)(MSLE)。MSLE假設(shè)符號(hào)值序列，并使用信道系數(shù)作為加權(quán)因子把它們組合起來(lái)以預(yù)測(cè)接收的抽樣。對(duì)每個(gè)假設(shè)序列計(jì)算累加量度，作為預(yù)測(cè)抽樣和實(shí)際信號(hào)抽樣之間誤差的平方和，保留錯(cuò)誤最低的序列作為最佳的解碼符號(hào)序列。但是，當(dāng)符號(hào)字符表中的符號(hào)數(shù)M大時(shí)(例如16正交幅度調(diào)制(16QAM)情況下的16，其中符號(hào)表示4比特的分組)，而且通過ISI組合起來(lái)的符號(hào)數(shù)L也大時(shí)(例如5)，在同一時(shí)刻必須假設(shè)的序列數(shù)是ML－1(例如164＝65536)，這就需要非常大的解碼器運(yùn)算量。本發(fā)明緩解了這一問題，即假設(shè)僅夠確定其相應(yīng)的復(fù)星座點(diǎn)所處的近似區(qū)域的所需符號(hào)比特。在信號(hào)預(yù)測(cè)期間，對(duì)于被最大值的加權(quán)因子相乘的符號(hào)，假設(shè)更多的比特，例如所有比特，對(duì)于被較小值的加權(quán)因子相乘的符號(hào)，假設(shè)較少的比特(例如3，2，1或0)。
因此，需要被假設(shè)的可能數(shù)從ML－1減到至少原來(lái)的1/2，在最佳實(shí)現(xiàn)中減到原來(lái)的2的冪分之一。假設(shè)的比特，是符號(hào)的不完全描述，只代表部分符號(hào)，并且假設(shè)的部分符號(hào)存儲(chǔ)在MSLE的存儲(chǔ)器中。
當(dāng)鄰近符號(hào)分組中第一和/或最后的符號(hào)與較小的信道系數(shù)相關(guān)聯(lián)時(shí)，復(fù)雜度減小最多。通過利用預(yù)濾波操作把ISI包絡(luò)改為最優(yōu)形式，然后可以使用本發(fā)明的復(fù)雜度降低的解碼器，本發(fā)明試圖保證出現(xiàn)上述復(fù)雜度減少最多的情況。
在本發(fā)明的通常形式中，符號(hào)字符表被分成第一數(shù)目的分組，每一分組包括第二數(shù)目的符號(hào)。通過假設(shè)第三數(shù)目連續(xù)符號(hào)的所有可能的序列，使用最大似然序列估計(jì)(MSLE)算法處理接收信號(hào)以對(duì)符號(hào)進(jìn)行解碼。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，每個(gè)可能的序列的第一或最后的符號(hào)，或兩者，僅由它們所在的分組定義，因而假設(shè)的可能的序列數(shù)減少等于每個(gè)分組中符號(hào)數(shù)或其冪的因子。
在本發(fā)明另一實(shí)現(xiàn)中，使用了包括每個(gè)存活處理的用于符號(hào)的MSLE解碼器。在每個(gè)存活處理中，每個(gè)假設(shè)符號(hào)序列與已經(jīng)部分解碼的符號(hào)的路徑歷史相關(guān)。在現(xiàn)有技術(shù)中，路徑歷史中的部分解碼符號(hào)是整個(gè)符號(hào)，仍然只是被假設(shè)的符號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，最近路徑歷史中的符號(hào)可以被替換為子分組指示符，該指示符指示在符號(hào)最可能位于的符號(hào)字符表中的子分組。對(duì)譯碼器來(lái)說(shuō)，剩有未解決的問題的子分組中的符號(hào)的對(duì)應(yīng)指示保留在待解決的假設(shè)序列中。因而，解碼器在最終解決一個(gè)獨(dú)立符號(hào)之前把符號(hào)判決縮小到一個(gè)子分組。這就將必須測(cè)試的假設(shè)數(shù)減少等于子分組數(shù)目或其的因子。本發(fā)明算法的變種包括把符號(hào)字符表動(dòng)態(tài)劃分成不同的子分組，對(duì)應(yīng)于最可能是正確的符號(hào)的子分類。子分組中的符號(hào)對(duì)應(yīng)于至今較不確定的子分類。通過與假設(shè)序列相關(guān)的似然值的比較來(lái)控制動(dòng)態(tài)再分。
圖2說(shuō)明信號(hào)從發(fā)射機(jī)到達(dá)接收機(jī)的不同延遲的路徑的相對(duì)值。所示路徑具有大約符號(hào)周期的倍數(shù)的延遲，盡管實(shí)際環(huán)境下不必一定如此。然而，通過任何實(shí)際路徑的信號(hào)相同于通過等于符號(hào)周期整數(shù)倍的延遲的路徑所接收的信號(hào)。換句話說(shuō)，具有非整數(shù)符號(hào)周期延遲的實(shí)際路徑集總可以被僅具有整數(shù)符號(hào)周期延遲的路徑集所替代，只不過得正確選擇表示每條路徑的相位和幅度的復(fù)系數(shù)C1，C2...C(L)。
當(dāng)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間存在包括相對(duì)延遲分別是0、1、2...L－1個(gè)符號(hào)周期的L條路徑的多徑傳播時(shí)，接收機(jī)接收符號(hào)調(diào)制信號(hào)的延遲拷貝，以至在時(shí)刻“i”接收的抽樣取決于符號(hào)S(i)、S(i－1)、S(i－2)...S(i－L＋1)，即取決于L個(gè)連續(xù)符號(hào)。包含這種符號(hào)間干擾(ISI)的信號(hào)的解碼器或解調(diào)器稱為“均衡器”。
在對(duì)符號(hào)S(i)進(jìn)行解碼時(shí)，一種稱為判決反饋均衡器(DFE)的均衡器試圖減去已經(jīng)解碼的符號(hào)S(i－1)...S(i－L＋1)的影響。但是，圖2示出最小延遲路徑(最早到達(dá)信號(hào))的幅度C1可以小于延遲路徑。因而，基于具有可能較低幅度的信號(hào)的解碼判決丟棄了大部分的信號(hào)能量，相當(dāng)于“隨浴缸水把小孩沖走”。而且，如果在較早解碼的符號(hào)S(i－1)...S(i－L＋1)中有錯(cuò)誤，則由于從出錯(cuò)的符號(hào)中減去了錯(cuò)誤估計(jì)的影響，還將對(duì)符號(hào)S(i)導(dǎo)致更高的錯(cuò)誤概率。在使用Viterbi或MSLE解碼時(shí)可以避免這個(gè)問題。
Viterbi算法可以有兩個(gè)不同的方式(a)對(duì)于以前的符號(hào)S(i－1)...S(i－L＋1)的所有可能的解碼，進(jìn)行獨(dú)立的符號(hào)S(i)解碼，以前的符號(hào)S(i－1)...S(i－L＋1)的所有可能的解碼都具有稱為“路徑量度”或只稱為“量度”的相關(guān)似然值。通過對(duì)S(i)進(jìn)行解碼來(lái)更新這些似然值，所以當(dāng)對(duì)S(i＋1)進(jìn)行解碼時(shí)可以得到新的似然值并且S(i)成為“先前解碼的”符號(hào)。Viterbi算法的這種觀點(diǎn)更容易涉及“回送”已解碼符號(hào)的DFE。
(b)Viterbi算法的另一觀點(diǎn)是對(duì)于包括符號(hào)S(i)...S(i－L＋2)的所有可能的“未來(lái)”，它取對(duì)最早符號(hào)S(i－L＋1)的判決，其對(duì)信號(hào)抽樣的影響被減去；當(dāng)對(duì)未來(lái)符號(hào)進(jìn)行判決時(shí)，隨后確定相信一個(gè)。在這種先行觀點(diǎn)中，符號(hào)S(i－L＋1)的判決似乎僅基于延遲L－1個(gè)符號(hào)周期的路徑的能量，例如基于圖2中低幅度信號(hào)路徑C6。
但是，Viterbi算法所采用的符號(hào)判決優(yōu)于上述觀點(diǎn)中任何一種觀點(diǎn)預(yù)期的，在第一種情況下預(yù)測(cè)只與C1有關(guān)的錯(cuò)誤率，在第二種情況下預(yù)測(cè)只與C6有關(guān)的錯(cuò)誤率。實(shí)際上，累加更新似然值的使用意味著當(dāng)在位置S(i)時(shí)，似然值受符號(hào)選擇的影響，影響的種程度與C12成比例，當(dāng)在位置S(i－L＋1)時(shí)，影響的程度與C62成比例，實(shí)際在所有中間位置時(shí)，影響的程度取決于其路徑的幅度的平方。因此，累加量度的符號(hào)的總影響取決于所有路徑的能量和，總能量因而有助于判決符號(hào)值。因此，只要相對(duì)路徑延遲小于解碼器設(shè)計(jì)的L－1個(gè)符號(hào)，不論通過什么傳播路徑，Viterbi MSLE算法的解碼性能都與總接收能量有關(guān)。
當(dāng)符號(hào)隨機(jī)地取自M個(gè)可能的符號(hào)的字符表并且在解碼器中要考慮L個(gè)符號(hào)間隔的傳播路徑L時(shí)，解碼器必須保持L－1個(gè)符號(hào)的所有可能序列的ML－1個(gè)似然值或量度。因而，解碼器的復(fù)雜度隨路徑數(shù)呈指數(shù)增加，對(duì)于較大符號(hào)字符表增加也很快。例如，如果忽略最早的路徑并設(shè)計(jì)保持ML－2個(gè)量度和路徑歷史(通常合稱為“Viterbi狀態(tài)”)的MSLE算法，則不僅損失了忽略路徑中的能量，而且那條路徑中的信號(hào)還會(huì)引起符號(hào)間干擾，因而由于兩種影響而降低性能。但是，每個(gè)存活處理算法是一種防止ISI降級(jí)的方法，而且不會(huì)把解碼器復(fù)雜度增加到ML－1狀態(tài)。在每個(gè)存活處理中，早于S(i－L＋1)的進(jìn)入了路徑歷史的已解碼符號(hào)還可以用于消除來(lái)自大于L個(gè)符號(hào)周期的相對(duì)延遲的路徑的ISI。這類似于DFE，除了根據(jù)每個(gè)狀態(tài)完成減去ISI，不同的狀態(tài)在其路徑歷史中包含了不同的較早符號(hào)判決。因此，每個(gè)存活處理有時(shí)稱作為使用“DFE抽頭”。“抽頭”所指概念是長(zhǎng)度為L(zhǎng)個(gè)符號(hào)的抽頭延遲線停止符號(hào)，然后符號(hào)從延遲線的MSLE部分轉(zhuǎn)入延遲線的路徑歷史部分。
圖3示出包括MSLE和DFE抽頭的現(xiàn)有技術(shù)的解碼器結(jié)構(gòu)。圖3說(shuō)明解碼八進(jìn)制符號(hào)，即從包括8個(gè)可能的符號(hào)的字符表中選擇的符號(hào)，象使用8-PSK調(diào)制時(shí)出現(xiàn)的那樣。
包括至少一個(gè)路徑歷史存儲(chǔ)器100和累加量度存儲(chǔ)器102的狀態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)已經(jīng)部分判決的八進(jìn)制符號(hào)，所述符號(hào)由三個(gè)二進(jìn)制比特的比特三元組(bit-triple)指定。每條路徑歷史有一個(gè)相關(guān)的量度值m1、m2...mn。狀態(tài)存儲(chǔ)器的每一行對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)在102中的符號(hào)S(i－1)，S(i－2)和S(i－3)的一個(gè)可能的假設(shè)。三個(gè)八進(jìn)制符號(hào)共有83個(gè)可能的假設(shè)，所以行數(shù)等于8×8×8＝512。為簡(jiǎn)潔起見，圖3沒有示出狀態(tài)存儲(chǔ)器中所有512行，只示出了8個(gè)示例性的行。101中示出對(duì)應(yīng)于每一行三個(gè)假設(shè)符號(hào)，但不需要顯式存儲(chǔ)，它們表示每一行的狀態(tài)存儲(chǔ)器的地址。
MSLE控制器109為下一個(gè)符號(hào)S(i)產(chǎn)生假設(shè)105，信號(hào)抽樣預(yù)測(cè)器104組合新假設(shè)S(i)和以前的四個(gè)符號(hào)S(i－1)...S(i－4)，其中三個(gè)還存儲(chǔ)在假設(shè)狀態(tài)101中，其中所有可能的組合仍然有效。最早的符號(hào)S(i－4)不再在假設(shè)狀態(tài)102中，而是在已經(jīng)部分判決的路徑歷史存儲(chǔ)器100中，意味著沒有保留S(i－4)與其它符號(hào)的所有組合。MSLE解調(diào)器的目的是根據(jù)似然指示量度存儲(chǔ)器102來(lái)判決符號(hào)的哪些值從假設(shè)狀態(tài)101移入路徑歷史100中。
信號(hào)抽樣預(yù)測(cè)器104將五個(gè)連續(xù)符號(hào)與信道估計(jì)器103提供的相應(yīng)信道估計(jì)C1、C2...C5組合，以便預(yù)測(cè)要通過多徑傳播信道接收的下一個(gè)信號(hào)抽樣的復(fù)值，其中五個(gè)連續(xù)符號(hào)由以下項(xiàng)構(gòu)成新假設(shè)S(i)，來(lái)自102的選擇的三個(gè)以前的假設(shè)S(i－1)、S(i－2)、S(i－3)和來(lái)自路徑歷史100的已解碼的值S(i－4)或“DFE”抽頭。
預(yù)測(cè)器104使用發(fā)射機(jī)的調(diào)制過程模型把八進(jìn)制符號(hào)轉(zhuǎn)換為發(fā)送信號(hào)矢量，例如包含8個(gè)復(fù)數(shù)值的查找表，每個(gè)矢量乘以相應(yīng)的復(fù)權(quán)值C1...C5，并把這些結(jié)果相加以得到通過假設(shè)的五條路徑信道接收的信號(hào)值Zi。增量量度計(jì)算機(jī)106將預(yù)測(cè)的值Zi和實(shí)際接收的信號(hào)抽樣值Zi進(jìn)行比較并計(jì)算通常是兩者間差值的模的平方(稱作Euclidean量度)的失配。然后，量度累加器107把增量量度加上來(lái)自102的有關(guān)上面所選相同三個(gè)符號(hào)假設(shè)(狀態(tài)存儲(chǔ)器100，102中的行)的先前累加量度，因而在信號(hào)抽樣Zi的處理周期末端，在S(i－3)左移至路徑歷史存儲(chǔ)器100后，得到具有地址S(i)、S(i－1)、S(i－2)的新一行的候選值。
控制器109獲得對(duì)應(yīng)S(i)...S(i－2)的值相同但S(i－3)的值不同的8個(gè)候選量度值。這8個(gè)候選量度在量度比較器和選擇器中被比較以確定最小值，因而對(duì)應(yīng)給定這三個(gè)固定S(i)至S(i－2)的值確定哪個(gè)S(i－3)是最佳選擇。然后，S(i－3)的那個(gè)值左移到由S(i)至S(i－2)的這三個(gè)值指定的一個(gè)新狀態(tài)存儲(chǔ)器行的路徑歷史，并且所確定的最小候選量度成為新狀態(tài)存儲(chǔ)器的量度存儲(chǔ)102中那行的新累加量度。
MSLE解碼器的實(shí)際應(yīng)用中通常使用兩個(gè)狀態(tài)存儲(chǔ)器一個(gè)用于舊值，一個(gè)用于填充新值。為了避免結(jié)束之前過早地重寫舊值，兩個(gè)存儲(chǔ)器在交換處理周期中被交換。但是，在重寫舊值之前，假如使用并行處理執(zhí)行并行使用舊值的所有計(jì)算，則“就位(in place)”算法是可能的。
為了用新值完全填充新狀態(tài)存儲(chǔ)器100，102，控制器109對(duì)狀態(tài)存儲(chǔ)器100、102的所有行(即對(duì)于所有三個(gè)符號(hào)的選擇S(i－1)...S(i－3))和對(duì)新符號(hào)S(i)的所有新符號(hào)假設(shè)105重復(fù)上述操作。信號(hào)抽樣Zi的一個(gè)處理周期現(xiàn)在被完成。在這，S(i－3)的判決已經(jīng)從假設(shè)狀態(tài)101到路徑歷史狀100，對(duì)應(yīng)于狀態(tài)存儲(chǔ)器的512行的每一行的假設(shè)現(xiàn)在是S(i)、S(i－1)和S(i－2)的假設(shè)，而不是S(i)、S(i－1)和S(i－2)的假設(shè)，這樣，處理前進(jìn)一個(gè)符號(hào)。
新狀態(tài)的路徑歷史存儲(chǔ)器包含了給出最小候選量度值的所選前趨狀態(tài)的路徑歷史值，具有附加的先前假設(shè)符號(hào)選擇。這種用新路徑歷史對(duì)舊路徑歷史的重寫趨向于繼續(xù)減少路徑歷史存儲(chǔ)器中最早的值，最終為單個(gè)值，正如100最左列所示，其中所有行中只有八進(jìn)制值“101”存活下來(lái)。不管這在何時(shí)發(fā)生，最早的符號(hào)值可以作為那個(gè)符號(hào)的最終判決提取，把路徑歷史存儲(chǔ)器減少一個(gè)符號(hào)。有時(shí)需要通過在收斂到單個(gè)確定值之前提取最早的符號(hào)來(lái)截去路徑歷史存儲(chǔ)器長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，最好的方法是從具有最低相關(guān)累加量度值的狀態(tài)(行)中選擇符號(hào)值。
在圖3的這種現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備中，每個(gè)存活處理(使用DFE抽頭S(i－4))允許由于5個(gè)符號(hào)周期的時(shí)間擴(kuò)散的ISI得到補(bǔ)償。而還是只使用512個(gè)狀態(tài)。與通過在假設(shè)狀態(tài)101中包括第4個(gè)符號(hào)S(i－4)來(lái)把狀態(tài)數(shù)擴(kuò)展到4096相比較，存在性能損失，而補(bǔ)償?shù)氖敲總€(gè)信號(hào)抽樣要處理的復(fù)雜度從4096狀態(tài)降到512狀態(tài)。在現(xiàn)有技術(shù)中，沒有辦法使用1024或2048個(gè)狀態(tài)作為折衷，或進(jìn)一步把復(fù)雜度減少到256或128個(gè)狀態(tài)，因?yàn)椴皇?的冪。
圖4所示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，目標(biāo)在于降低復(fù)雜度，從圖3的512個(gè)狀態(tài)減少到256個(gè)狀態(tài)。除了現(xiàn)在符號(hào)S(i－3)跨在路徑歷史存儲(chǔ)器100和假設(shè)狀態(tài)101，設(shè)備的所有單元100...110和前面一樣，其中，路徑歷史存儲(chǔ)器100包括S(i－3)的一個(gè)比特的暫時(shí)判決，而假設(shè)狀態(tài)101中包括S(i－3)中沒有判決的剩余部分符號(hào)比特對(duì)。這樣，與圖3相比，對(duì)于S(i－3)而言，圖4中只剩4個(gè)(兩個(gè)未判比特)而不是8個(gè)(所有三個(gè)未判比特)不確定，因而狀態(tài)存儲(chǔ)器100、102中的狀態(tài)數(shù)或行數(shù)從8×8×8＝512減到4×8×8＝256。
在圖3的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備中，比較器108從八個(gè)候選量度中選擇一個(gè)作為新狀態(tài)的新值，實(shí)現(xiàn)從舊狀態(tài)到新狀態(tài)的轉(zhuǎn)移規(guī)則集，稱為“網(wǎng)格”。圖5示出圖3的八進(jìn)制符號(hào)的網(wǎng)格圖。為簡(jiǎn)潔起見，只使用64狀態(tài)網(wǎng)格，而且只示出網(wǎng)格的一部分。
網(wǎng)格圖示出舊狀態(tài)向新狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，現(xiàn)在用兩個(gè)范圍從0到7的八進(jìn)制數(shù)字對(duì)舊狀態(tài)進(jìn)行編號(hào)，即64個(gè)狀態(tài)被編號(hào)00，01，02...07；10，11，12...17；20，21，22...27；70，71，72，73...77；新狀態(tài)被編號(hào)00...77。
新狀態(tài)0x的候選前趨狀態(tài)，是狀態(tài)00、10、20、30、40、50、60或70中的任何一個(gè)，就是說(shuō)，舊狀態(tài)的最后一個(gè)數(shù)字(0)與新狀態(tài)的第一個(gè)數(shù)字(也是0)一致，其中x表示S(i)的任何新符號(hào)值。類似，任何新狀態(tài)1x的候選前趨狀態(tài)是狀態(tài)01，11，21，31，41，51，61或71中的任何一個(gè)，即任何舊狀態(tài)的最后一個(gè)數(shù)字(1)與新狀態(tài)的第一個(gè)數(shù)字(1)一致。類似的，新狀態(tài)7x的候選前趨狀態(tài)是最后一個(gè)數(shù)字為7的以前狀態(tài)。
可能的轉(zhuǎn)移用箭頭表示，即從八個(gè)舊狀態(tài)會(huì)聚到每一個(gè)新狀態(tài)的八個(gè)箭頭的分組，盡管為了簡(jiǎn)潔起見示出少數(shù)幾個(gè)分組的僅四個(gè)箭頭。64狀態(tài)狀態(tài)機(jī)的網(wǎng)格圖應(yīng)該有512個(gè)箭頭。當(dāng)圖3中的比較器108選擇一個(gè)最小量度時(shí)，只選擇會(huì)聚于每個(gè)新狀態(tài)的八個(gè)候選轉(zhuǎn)移中的一個(gè)。如果選擇了例如從舊狀態(tài)37轉(zhuǎn)移到新狀態(tài)75的箭頭(新符號(hào)S(i)假設(shè)為5)，則狀態(tài)37的最早的符號(hào)(3)傳到路徑歷史存儲(chǔ)器100。
圖6示出圖4中本發(fā)明的降低復(fù)雜度的MSLE解調(diào)器的網(wǎng)格圖。通過把最早符號(hào)的三個(gè)比特中的僅兩個(gè)包括在狀態(tài)數(shù)中，而最早符號(hào)的第三個(gè)比特已經(jīng)記錄在圖4所示的路徑歷史存儲(chǔ)器中，對(duì)應(yīng)于把圖5的64狀態(tài)網(wǎng)格簡(jiǎn)化到32狀態(tài)網(wǎng)格，圖6的網(wǎng)格圖被簡(jiǎn)化。因而，最早的狀態(tài)編號(hào)為00、01、02...07；10、11、12...17；20、21、22...27和30、31、32...37。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)移可以從標(biāo)號(hào)為ij的任何舊狀態(tài)發(fā)生，其中后一個(gè)八進(jìn)制數(shù)字j的最后兩個(gè)比特與新狀態(tài)j’x的四進(jìn)制數(shù)j’的兩個(gè)比特一致。其中x是新符號(hào)S(i)的假設(shè)并且是八進(jìn)制數(shù)字。例如，可以從舊狀態(tài)00、04、10、14、20、24、30或34的任何一個(gè)發(fā)生到新狀態(tài)0k的轉(zhuǎn)移，因?yàn)榘诉M(jìn)制數(shù)字0和4的最后兩個(gè)比特相同(00)。類似地，可以出現(xiàn)從舊狀態(tài)03、07、13、17、23、27、33或37的任何一個(gè)到新狀態(tài)3x的轉(zhuǎn)移，因?yàn)榘诉M(jìn)制數(shù)字3和7的最后兩個(gè)比特等于四進(jìn)制數(shù)3。
因而，在圖3和圖5中，雖然是從狀態(tài)存儲(chǔ)器中間隔8行的8個(gè)狀態(tài)中選擇前趨狀態(tài)，然而在圖4和圖6中，從間隔為4的8行進(jìn)行選擇。當(dāng)在圖4和圖6中的做出選擇時(shí)，舊狀態(tài)的八進(jìn)制數(shù)字j的第三比特和舊狀態(tài)的數(shù)字i的兩個(gè)比特一起傳到路徑歷史。i的兩個(gè)比特和已經(jīng)在路徑歷史存儲(chǔ)器中的單個(gè)比特完成S(i－3)的三比特值，然后左移入到以前由S(i－4)占據(jù)的位置；所選舊狀態(tài)數(shù)的數(shù)字“j”的第三比特傳到路徑歷史存儲(chǔ)器以取代以前存儲(chǔ)在其中的S(i－3)的單個(gè)比特。這就完成了本發(fā)明降低復(fù)雜度的MSLE機(jī)的這種實(shí)現(xiàn)的一個(gè)周期，所述MSLE機(jī)在每一次迭代中對(duì)一個(gè)符號(hào)的部分比特進(jìn)行解碼。
在這個(gè)實(shí)現(xiàn)中，如果一個(gè)符號(hào)的一部分(即它的一些比特)能用二進(jìn)制比特表，它存儲(chǔ)在路徑歷史中，被部分判決，而其它比特仍在假設(shè)狀態(tài)101中。符號(hào)的哪個(gè)部分應(yīng)該首先從假設(shè)狀態(tài)傳到路徑歷史以達(dá)到最小性能損失是一個(gè)推測(cè)問題，該推斷可以由兩種可能性的計(jì)算機(jī)模擬來(lái)解決。一種可能性是最好先在符號(hào)所在的簇內(nèi)做出暫時(shí)性的判決，允許8-PSK符號(hào)“abc”的兩個(gè)比特“ab”傳到路徑歷史100，而比特“c”仍留在假設(shè)狀態(tài)101中。圖4中所示的另一個(gè)可能性是先對(duì)“最低有效”位“c”做出判決，允許它進(jìn)入路徑歷史100，而留下比特“ab”，比特“ab”定義“待判決”的簇。前者的理由是為了保證正確判決，最低有效位(LSB)“c”需要更多的機(jī)會(huì)去影響累加量度。后者的理由是如果在做出暫時(shí)性判決時(shí)產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤，則錯(cuò)誤最好發(fā)生在比特“c”而不是比特“ab”，因?yàn)楹笳吒嗟仄茐奈磥?lái)的判決。同樣的理由用于以一種方法或是以另一種方法分裂16QAM的4比特符號(hào)。這些不確定性最好在設(shè)計(jì)過程中通過離線模擬來(lái)解決，因?yàn)檫x擇可能取決于實(shí)際使用的星座和圖4所示情況的多徑信道特性。
如果字符表的大小不是2的冪以致于不能明顯地用多個(gè)二進(jìn)制比特表示符號(hào)(例如，3×7＝21個(gè)符號(hào)的字符表大小)，則本發(fā)明可以用兩個(gè)數(shù)字描述該符號(hào)，一個(gè)三進(jìn)制(3個(gè)值0...2)和另一個(gè)七進(jìn)制(7個(gè)值0...6)。本發(fā)明則允許符號(hào)的一個(gè)數(shù)字，例如，三進(jìn)制數(shù)字在路徑歷史中，而另一個(gè)七進(jìn)制數(shù)字保留在假設(shè)狀態(tài)101中。這對(duì)應(yīng)于進(jìn)行有關(guān)一個(gè)符號(hào)最可能屬于七個(gè)符號(hào)的三分組中哪一個(gè)的暫時(shí)判決。對(duì)于最佳性能，則有一個(gè)最佳方法將符號(hào)分成7個(gè)中的5個(gè)分組，而不是任意分組。
圖7中示出基于16QAM調(diào)制的十六進(jìn)制系統(tǒng)的最佳分組，圖8中示出基于8-PSK調(diào)制的八進(jìn)制符號(hào)系統(tǒng)的最佳分組。首先參考圖7的16QAM圖，復(fù)平面包含了可能的星座點(diǎn)的4×4的格子，每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于4比特符號(hào)。4×4 16QAM星座中的點(diǎn)定義為實(shí)軸分量X的四個(gè)值或電平00、01、10或11中的一個(gè)與虛軸分量Y的四個(gè)值00、01、10或11中的一個(gè)結(jié)合。精心選擇比特對(duì)到每個(gè)軸的四個(gè)電平的分配，以便鄰近電平之間只有一個(gè)比特發(fā)生變化，這最容易受噪聲的影響，而兩個(gè)比特差可以相隔兩個(gè)電平。這樣，最頻繁的錯(cuò)誤類型只引起比特對(duì)的一個(gè)比特發(fā)生錯(cuò)誤，而兩比特錯(cuò)誤事件的似然性較小，因而使誤碼率最小化。這種比特模式到電平的分配稱為“Grey編碼”。
圖7中的16個(gè)星座點(diǎn)被分成四個(gè)分組，每個(gè)分組四個(gè)點(diǎn)。四個(gè)分組中左上的分組包括第一(最左端)數(shù)字是1和第三個(gè)數(shù)字是0的所有點(diǎn)，所以被指定為一個(gè)組，如果根據(jù)本發(fā)明允許這樣的符號(hào)跨到路徑歷史存儲(chǔ)器100和假設(shè)狀態(tài)101(圖4)，例如可以選擇第一和第三比特作為存儲(chǔ)在假設(shè)狀態(tài)中的比特，而標(biāo)為x的兩個(gè)比特傳到路徑歷史存儲(chǔ)器。另一方面，可以選擇第一和第三比特作為傳到路徑歷史存儲(chǔ)器的比特，而“bxx”比特保留在假設(shè)狀態(tài)中。由于DFE抽頭(在十六進(jìn)制字符表情況下從路徑歷史中選擇兩個(gè)比特)，當(dāng)符號(hào)的所有四個(gè)比特還在預(yù)測(cè)器104(圖4)中使用時(shí)，該選擇不清楚。
但是如果不使用DFE抽頭，并且預(yù)測(cè)器104只使用保留假設(shè)的符號(hào)的兩個(gè)比特，則前者選擇的理由如下。
當(dāng)忽略DFE抽頭時(shí)，不清楚一個(gè)分組的四個(gè)星座點(diǎn)中的哪一個(gè)是用于預(yù)測(cè)的正確的一個(gè)。因而，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，預(yù)測(cè)器104中應(yīng)該使用所有四個(gè)點(diǎn)的平均復(fù)值。圖7中指向由0X0X、0X1X、1X0X和1X1X指定的四個(gè)正方形中心的箭頭示出所述平均值。該理論是如果在暫時(shí)判決傳到路徑歷史的比特xx的值時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤，或者通過忽略DFE抽頭來(lái)忽略這些比特，則在預(yù)測(cè)中使用的平均矢量(在圖2中每個(gè)正方形的中心)將導(dǎo)致小的錯(cuò)誤，因?yàn)樗x四個(gè)點(diǎn)中正確點(diǎn)的距離最短。因而，當(dāng)十六進(jìn)制S(i－3)值中只有兩個(gè)比特可用時(shí)，預(yù)測(cè)器(104)選擇四個(gè)平均值矢量中的一個(gè)乘以信道系數(shù)C4(如果是“全符號(hào)”DFE抽頭S(i－4)也被忽略，則沒有信道系數(shù)C5)。
如圖8所示，同樣的理由用于分配3比特值給利用8-PSK調(diào)制的八進(jìn)制系統(tǒng)中的8個(gè)符號(hào)。分配3比特模式，以致于最容易受噪聲干擾的鄰近星座點(diǎn)僅一個(gè)比特位置不同，而兩個(gè)比特位置不同的符號(hào)是間隔兩個(gè)符號(hào)，三個(gè)比特位置不同的符號(hào)是間隔三個(gè)符號(hào)。這不是理想Grey編碼，但對(duì)于8-PSK是最佳選擇。對(duì)16-PSK，理想的Grey編碼是可能的，所有比特不同的符號(hào)完全相對(duì)，即間隔盡可能大。
如圖4所示，如果現(xiàn)在允許S(i－3)跨到路徑歷史，以致一個(gè)比特在路徑歷史存儲(chǔ)器100中而其它兩個(gè)比特仍在假設(shè)狀態(tài)101中，則圖8說(shuō)明沒有使用DFE抽頭情況下哪兩個(gè)比特應(yīng)該留作假設(shè)。以鄰近對(duì)分組星座點(diǎn)，如橢圓包圍的那樣，以致每個(gè)對(duì)中有兩個(gè)比特相同。不知第三個(gè)比特，預(yù)測(cè)器104應(yīng)該利用標(biāo)示為00X、01X、10X和11X的箭頭示出的對(duì)的平均復(fù)矢量。與使用第三個(gè)比特的錯(cuò)誤值相比較，這減少錯(cuò)誤。當(dāng)這個(gè)近似與小的信道系數(shù)C4值(如圖2所示)相關(guān)時(shí)，性能損失小。
上面對(duì)圖4的描述已經(jīng)說(shuō)明了基于允許多比特符號(hào)跨到路徑歷史和假設(shè)狀態(tài)之間的兩個(gè)區(qū)域來(lái)減少?gòu)?fù)雜度的一種方法。現(xiàn)在借助于圖9說(shuō)明本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)，其中多比特符號(hào)跨到新符號(hào)假設(shè)105和假設(shè)狀態(tài)100，即現(xiàn)在分解最右的假設(shè)符號(hào)，而不是分解最左的假設(shè)符號(hào)。當(dāng)現(xiàn)在的信道系數(shù)C1相比最大的信道系數(shù)小時(shí)，使用該方法時(shí)，性能危害可以忽略不計(jì)，與C4小時(shí)相對(duì)。
在圖9中，路徑歷史存儲(chǔ)器100包含全部3比特八進(jìn)制符號(hào)，而現(xiàn)在，假設(shè)狀態(tài)在最右端包含一個(gè)符號(hào)的兩個(gè)比特部分“b1b2”，對(duì)應(yīng)于符號(hào)S(i－1)的三個(gè)比特中的兩個(gè)比特。下三比特假設(shè)105現(xiàn)在包含S(i－1)剩下的或第三比特，與下一符號(hào)S(i)的前兩個(gè)比特“b1b2”一道。這樣，當(dāng)假設(shè)狀態(tài)101的內(nèi)容和新3比特假設(shè)105一起加到預(yù)測(cè)器104時(shí)，符號(hào)S(i－1)的所有三個(gè)比特可用于確定應(yīng)該乘以大信道系數(shù)C2的矢量，而S(i)只有兩個(gè)比特“b1b2可用”。因此，缺少S(i)的比特“b3”，根據(jù)兩個(gè)假設(shè)比特“b1b2”，預(yù)測(cè)器應(yīng)該使用圖8中由00X、01X、10X和11X指定的四個(gè)平均復(fù)值中的一個(gè)。因而“b1b2”是8-PSK符號(hào)的首先(最左)兩個(gè)比特，而“b3”是標(biāo)記為“x”的第三比特。
缺少符號(hào)S(i)的比特3的假設(shè)，平均復(fù)值是可用的實(shí)際矢量值的最佳近似。不加倍狀態(tài)存儲(chǔ)器中的狀態(tài)數(shù)或行數(shù)，就不能假設(shè)第三比特。相反表示，與圖3中的現(xiàn)有技術(shù)相比較，圖9的安排允許根據(jù)行數(shù)的復(fù)雜度減半。因?yàn)榻频钠骄噶恐翟陬A(yù)測(cè)器104中用C1加權(quán)，因而在本實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)C1小時(shí)，近似誤差和所得的性能損失小。
圖10中示出圖9的網(wǎng)格圖，與圖6所示網(wǎng)格圖不同，即使新舊狀態(tài)數(shù)相同。在圖10的網(wǎng)格中，可以轉(zhuǎn)移到后繼狀態(tài)的前趨狀態(tài)必須使其索引的最右兩個(gè)比特(對(duì)應(yīng)于部分或截短符號(hào))與后繼狀態(tài)的完全的或未截短的符號(hào)的最右兩個(gè)比特一致。也就是說(shuō)，前趨狀態(tài)數(shù)uvwxy(這里uvwx和y是二進(jìn)制比特)可以轉(zhuǎn)移到后繼狀態(tài)xyzab，其中z為0或1，即轉(zhuǎn)移到狀態(tài)xy0ab和xy1ab。因而，對(duì)于每一個(gè)新部分符號(hào)比特對(duì)ab，具有相同索引x和y以及不同uvw的8個(gè)前趨狀態(tài)因此轉(zhuǎn)移到新狀態(tài)對(duì)xy0ab和xy1ab中的每一個(gè)。根據(jù)圖8，沒有其第三比特“c”的假設(shè)的新假設(shè)的部分符號(hào)ab應(yīng)該被預(yù)測(cè)為由圖8中的00X、01X、10X和11X表示的平均矢量中的一個(gè)，現(xiàn)在對(duì)應(yīng)于未假設(shè)比特“c”的圖8中的值“x”是未知的。
如果使用16QAM調(diào)制，則圖7示出4比特符號(hào)wxyz或abcd如何可以劃分成兩個(gè)2比特部分符號(hào)wy和bd，它們共同假設(shè)為新的4比特假設(shè)wbyd來(lái)完成上次假設(shè)的部分符號(hào).xz以獲得完整的符號(hào)假設(shè)wxyz，它形成后繼狀態(tài)的索引wxyzbd，可以發(fā)生從任何前驅(qū)狀態(tài)stuvxz到它的轉(zhuǎn)移。這樣，狀態(tài)索引stuvxz在其xz索引比特相同而在其索引比特stuv不同的16個(gè)狀態(tài)是新狀態(tài)wxyzbd的可能前驅(qū)，對(duì)于w和y的所有四個(gè)可能值，新狀態(tài)wxyzbd即為新狀態(tài)0x0ybd、0x1ybd、1x0ybd和1x1ybd。
圖11和圖12示出通過根據(jù)本發(fā)明的解碼器的不同階段的比特移動(dòng)。解碼的三個(gè)階段是假設(shè)新的多比特模式；標(biāo)記根據(jù)最近的符號(hào)假設(shè)測(cè)試的序列；和把最佳先前假設(shè)的歷史存儲(chǔ)在“路徑歷史”中。
圖11示出8-PSK示例的比特移動(dòng)，圖12示出16QAM的示例。
兩個(gè)示例中示出的不同移動(dòng)類型是包括已經(jīng)在路徑歷史中的比特npq(8-PSK)或hjkm(16QAM)的完全符號(hào)向左一個(gè)位置的移動(dòng)；完全符號(hào)rst(8-PSK)或npqr(16QAM)從假設(shè)狀態(tài)101到路徑歷史100的移動(dòng)；完全符號(hào)uvw(8-PSK)或stuv(16QAM)在假設(shè)狀態(tài)(101)中向左一個(gè)位置的移動(dòng)；將已經(jīng)在假設(shè)狀態(tài)中的部分符號(hào)xy(8-PSK)或wy(16QAM)與其余的新假設(shè)比特105中部分符號(hào)z(8-PSK)或xz(16QAM)組合以形成完整的8-PSK符號(hào)xyz或16QAM符號(hào)wxyz，在假設(shè)狀態(tài)101中左移一個(gè)位置；以及將部分符號(hào)ab從新假設(shè)級(jí)105移到假設(shè)狀態(tài)101。
圖11和圖12的主要目的是闡明將符號(hào)分裂成第一部分符號(hào)和第二部分符號(hào)的方法，第一部分符號(hào)包括定義圖7和8所示一簇鄰近星座點(diǎn)的數(shù)字，而第二部分符號(hào)包括定義所述簇中特殊符號(hào)的數(shù)字。當(dāng)象圖4所示那樣在假設(shè)狀態(tài)101和路徑歷史100之間分裂符號(hào)時(shí)，這是一個(gè)猜測(cè)問題，由上述的計(jì)算機(jī)模擬解決，不論符號(hào)的一部分或其它部分是否應(yīng)在一個(gè)或其它狀態(tài)中。但是，在圖9的情況下，當(dāng)部分符號(hào)假設(shè)為新的多比特假設(shè)105的一部分時(shí)，似乎清楚的是，它應(yīng)該是定義應(yīng)該被假設(shè)的簇的部分符號(hào)比特(即，圖8所示的8-PSK符號(hào)最左兩個(gè)比特，或圖7所示的16QAM的從左數(shù)的第一和第三比特)，因?yàn)檫@些最大程度地影響預(yù)測(cè)器104并因此影響量度值。然而，通常建議，通過把星座劃分成簇來(lái)分裂符號(hào)的不同方法應(yīng)該由計(jì)算機(jī)模擬來(lái)測(cè)試，應(yīng)該選擇具有最低符號(hào)或比特差錯(cuò)率的劃分。
有可能在狀態(tài)索引的兩端劃分符號(hào)，也就是結(jié)合圖4和圖9的方法，以便在8-PSK的情況下將狀態(tài)數(shù)減少到原狀態(tài)數(shù)的1/4，在16QAM的情況下減少到原狀態(tài)數(shù)的1/16，而沒有減少預(yù)測(cè)器104中用于預(yù)測(cè)的符號(hào)數(shù)，其中圖4的方法中劃分符號(hào)S(i－3)，而圖9的方法中劃分符號(hào)S(i－1)。如果第一和最后的信道系數(shù)(如C1和C4)小，則上述結(jié)合在性能上損失小。利用上述講授，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠?qū)С鰧?duì)應(yīng)于圖6和圖10的網(wǎng)格圖，以及類似于圖11的相應(yīng)比特移動(dòng)，用于本發(fā)明的所述變化，其中利用8-PSK、16QAM或更高階調(diào)制。
本發(fā)明沒有限制分裂到用于預(yù)測(cè)的第一和最后的符號(hào)的符號(hào)，而是可以擴(kuò)展，以便包括分裂位于假設(shè)狀態(tài)101的末端或首端(或末端和首端)的符號(hào)的一個(gè)分組中的每個(gè)符號(hào)，在假設(shè)狀態(tài)101和路徑歷史100之間分裂所述末端的符號(hào)，而在假設(shè)狀態(tài)和新多比特假設(shè)之間分裂所述首端的符號(hào)。而且，本發(fā)明允許分裂符號(hào)位置的選擇根據(jù)第一或最后的信道系數(shù)是否比其它信道系數(shù)小而被動(dòng)態(tài)改變，以致由于狀態(tài)空間減小而導(dǎo)致的性能損失總能被最小化。根據(jù)信道估計(jì)器103產(chǎn)生的信道系數(shù)估計(jì)，可以對(duì)狀態(tài)空間的結(jié)構(gòu)以及一方面由圖4和圖6而另一方面由圖9和圖10所示的版本之間的網(wǎng)格圖進(jìn)行所述的動(dòng)態(tài)改變。信道估計(jì)器103通過每個(gè)接收信號(hào)抽樣塊(諸如有對(duì)應(yīng)于TDMA信號(hào)(突發(fā)或時(shí)隙、突發(fā)信道跟蹤)的塊)相關(guān)一次來(lái)更新信道估計(jì)，或者在處理每個(gè)新信號(hào)抽樣后(快速或符號(hào)信道跟蹤)更新信道估計(jì)，這兩者都是已知的并在所結(jié)合的技術(shù)中被描述，在信道更新后可以執(zhí)行測(cè)試以確定C1或C4(圖2)是否比較小。
對(duì)于C1和C2都不小的情況，接收信號(hào)抽樣流可任選地經(jīng)過線性預(yù)濾波操作以改變信號(hào)傳播的復(fù)信道，以便保證特定信道系數(shù)小于其它信道系數(shù)，因此在通過根據(jù)本發(fā)明的符號(hào)分裂減小狀態(tài)空間時(shí)，減小了性能損失。預(yù)濾波操作可以包括抽取每個(gè)符號(hào)不止一個(gè)抽樣的被抽樣信號(hào)，以便選擇每個(gè)符號(hào)的特定抽樣，用于根據(jù)從抽取計(jì)算的信道估計(jì)進(jìn)行處理，具有如下特性第一個(gè)或最后的信道系數(shù)小，或者兩個(gè)信道系數(shù)都小。與抽取一道，預(yù)濾波還能包括使用FIR濾波器或IIR濾波器或FIR和IIR濾波器的任何組合對(duì)每個(gè)符號(hào)周期的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)抽樣進(jìn)行操作。使用本發(fā)明還可以建立所謂的微小間隔均衡器，其中預(yù)測(cè)器104在相同的符號(hào)周期中對(duì)不同的信號(hào)抽樣使用不同的信道估計(jì)來(lái)預(yù)測(cè)每個(gè)符號(hào)的一個(gè)以上信號(hào)抽樣。當(dāng)處理其中一個(gè)信號(hào)抽樣時(shí)，使用圖6的網(wǎng)格的圖4的安排，當(dāng)處理另一個(gè)信號(hào)抽樣時(shí)，替換使用圖10的網(wǎng)格的圖9的安排。另外，本發(fā)明可以用軟件、硬件或其組合實(shí)現(xiàn)。當(dāng)包含在MSLE解碼器中不同假設(shè)狀態(tài)和判決之間分裂多數(shù)字符號(hào)索引時(shí)，所有這些變化都被認(rèn)為屬于后附權(quán)利要求書描述的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)已經(jīng)經(jīng)由多傳播路徑從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)傳播的信號(hào)的抽樣進(jìn)行處理以便對(duì)屬于符號(hào)的字符表的信息符號(hào)進(jìn)行解碼的方法，所述方法包括以下步驟假設(shè)包括來(lái)自所述符號(hào)字符表的符號(hào)和部分符號(hào)的符號(hào)序列，所述部分符號(hào)標(biāo)識(shí)所述字符表中符號(hào)的子分組；預(yù)測(cè)每個(gè)所述假設(shè)符號(hào)序列的所述信號(hào)抽樣的期望值；將所述信號(hào)抽樣的實(shí)際值與所述預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較，以便確定每個(gè)所述假設(shè)符號(hào)序列的似然值；存儲(chǔ)假設(shè)符號(hào)序列，包括與所述似然值相關(guān)的部分符號(hào)和全部符號(hào)；以及選擇具有最大確定似然值的符號(hào)序列作為所述解碼信息符號(hào)，其中每個(gè)所述解碼符號(hào)屬于由所述假設(shè)部分符號(hào)標(biāo)識(shí)的所述符號(hào)子分組中的一個(gè)。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述信號(hào)抽樣是復(fù)數(shù)。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述符號(hào)子分組是被選擇包含由所述信號(hào)抽樣的鄰近值的簇表示的符號(hào)的每一個(gè)子分組。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于信號(hào)抽樣的所述預(yù)測(cè)將所述字符表中與每個(gè)符號(hào)相關(guān)的選擇信號(hào)值和所述多傳播路徑中對(duì)應(yīng)的路徑的傳播值的估計(jì)進(jìn)行結(jié)合，所述選擇信號(hào)值對(duì)應(yīng)于假設(shè)符號(hào)或部分符號(hào)。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于為部分符號(hào)選擇的信號(hào)值是由所述部分符號(hào)表示的字符表子分組中所有符號(hào)的平均信號(hào)值。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于利用最大似然序列估計(jì)，由一個(gè)附加符號(hào)連續(xù)擴(kuò)展所述假設(shè)序列。
7.權(quán)利要求1的方法，其特征在于利用最大似然序列估計(jì)，由一個(gè)部分符號(hào)連續(xù)擴(kuò)展所述假設(shè)序列。
8.權(quán)利要求7的方法，其特征在于還包括確定序列的似然值，所述序列的似然值包含由以前假設(shè)的部分符號(hào)表示的字符表子分組中的符號(hào)的所有可能值。
9.權(quán)利要求4的方法，其特征在于選擇所述假設(shè)序列中所述部分符號(hào)的位置，以致部分符號(hào)與具有相對(duì)小的估計(jì)的傳播值結(jié)合，而其它符號(hào)與具有相對(duì)大的估計(jì)的傳播值結(jié)合。
10.一種用于對(duì)用屬于符號(hào)的字符表的信息符號(hào)調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼器，它包括最大似然序列估計(jì)設(shè)備，用于假設(shè)包含所述信息符號(hào)的字符表子分組，用于假設(shè)所述字符表中的符號(hào)，并用于確定具有最高似然指示的所述信息符號(hào)的序列；信道估計(jì)設(shè)備，用于估計(jì)描述所述信號(hào)已經(jīng)其傳播的信道的系數(shù)；信號(hào)預(yù)測(cè)設(shè)備，用于將所述信道估計(jì)與所述假設(shè)符號(hào)和字符表子分組結(jié)合以得到信號(hào)預(yù)測(cè)；比較設(shè)備，用于將所述信號(hào)預(yù)測(cè)與所述信號(hào)的相應(yīng)抽樣進(jìn)行比較以得到量度；和量度累加設(shè)備，用于累加假設(shè)符號(hào)序列的所述量度以確定所述似然指示。
11.權(quán)利要求10的解碼器，其特征在于同一所述字符表子分組中的符號(hào)被編碼成信號(hào)空間中的鄰近信號(hào)值。
12.權(quán)利要求11的解碼器，其特征在于所述信號(hào)空間是代表與正弦波信號(hào)分量的幅度結(jié)合的余弦波信號(hào)分量的幅度的復(fù)平面。
13.權(quán)利要求10的解碼器，其特征在于通過用字符表子分組的平均期望信號(hào)值乘以信道估計(jì)，所述預(yù)測(cè)設(shè)備將所述信道估計(jì)中的一個(gè)與所述字符表子分組中的一個(gè)結(jié)合。
14.一種用于對(duì)通過多徑傳播接收的信號(hào)進(jìn)行處理以便對(duì)屬于符號(hào)字符表的信息符號(hào)進(jìn)行解碼的自適應(yīng)解碼器，它包括把符號(hào)變換為信號(hào)值的設(shè)備；用于將符號(hào)的字符表子分組用同一字符表子分組中符號(hào)的所述信號(hào)值的平均值表示的設(shè)備；估計(jì)每個(gè)所述多傳播路徑的傳播常數(shù)的信道估計(jì)設(shè)備；和自適應(yīng)最大似然估計(jì)設(shè)備，用于假設(shè)和存儲(chǔ)包含預(yù)定個(gè)數(shù)的符號(hào)或所述字符表子分組的序列，根據(jù)所述估計(jì)傳播常數(shù)，所述序列以字符表子分組開始，或者以字符表子分組結(jié)束。
15.一種用于對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解碼以復(fù)制多比特信息符號(hào)的降低復(fù)雜度的解碼器，它包括最大似然序列估計(jì)設(shè)備，用于假設(shè)包含代表所述多比特符號(hào)的第一數(shù)目個(gè)比特的多比特分組和包含代表所述多比特符號(hào)的子分組的小于所述第一數(shù)目個(gè)比特的第二數(shù)目個(gè)比特的多比特分組的序列，并且用于選擇和存儲(chǔ)具有表示最高似然的有關(guān)似然相關(guān)值的符號(hào)和子分組的序列；信道估計(jì)設(shè)備，用于估計(jì)所述信道系數(shù)，所述信道系數(shù)描述所述接收信號(hào)取決于所述假設(shè)序列中不同位置的所述多比特符號(hào)；預(yù)測(cè)設(shè)備，用于通過將具有所述信道系數(shù)的第一個(gè)集的所述第一數(shù)目個(gè)比特的分組和具有所述信道系數(shù)的第二個(gè)集的所述第二數(shù)目個(gè)比特的分組相結(jié)合，預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)于所述假設(shè)序列的期望信號(hào)值；和量度累加設(shè)備，用于累加所述預(yù)測(cè)期望信號(hào)值和所述接收信號(hào)的對(duì)應(yīng)值間的比較結(jié)果，以便產(chǎn)生所述似然相關(guān)值。
全文摘要
本發(fā)明說(shuō)明了如何允許符號(hào)跨到包含假設(shè)符號(hào)的區(qū)域和路徑歷史區(qū)域,以致符號(hào)部分存在于兩個(gè)狀態(tài)中。這允許符號(hào)中對(duì)于預(yù)測(cè)信號(hào)抽樣最重要的那些部分留在假設(shè)狀態(tài)中,而剩下的部分傳到路徑歷史。解碼器對(duì)用屬于符號(hào)的字符表的信息符號(hào)調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行解碼。解碼器包括最大似然序列估計(jì)器,它假設(shè)包含信息符號(hào)的字符表子分組,假設(shè)字符表中的符號(hào),并確定具有最高似然指示的信息符號(hào)的序列。解碼器還包括對(duì)描述信號(hào)已通過其傳播的信道的系數(shù)進(jìn)行估計(jì)的信道估計(jì)器、組合信道估計(jì)和相應(yīng)信號(hào)抽樣以獲得量度的信號(hào)預(yù)測(cè)器、累加假設(shè)符號(hào)序列的量度以確定似然指示的量度累加器。
文檔編號(hào)H03M13/41GK1338172SQ99816460
公開日2002年2月27日 申請(qǐng)日期1999年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月11日
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