背景技術(shù)：

概括而言，本發(fā)明涉及數(shù)字通信，特別地，涉及用于序貫地解碼所接收的數(shù)據(jù)信號的方法、系統(tǒng)、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

隨著在服務(wù)和應(yīng)用方面的需求在過去幾十年已知的急劇增長，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)于這樣的需求的通信系統(tǒng)的重大進(jìn)展?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)包括給用戶提供對一個(gè)或多個(gè)資源(例如，帶寬，發(fā)射功率等)的訪問的無線通信系統(tǒng)?，F(xiàn)今不同的無線通信系統(tǒng)是可用的，例如容納使用單個(gè)或多個(gè)天線的單個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的蜂窩和無線自組織網(wǎng)絡(luò)，例如mimo(多輸入多輸出)系統(tǒng)。mimo通信系統(tǒng)通過利用空間和時(shí)間維度以用于通過多個(gè)天線并且在多個(gè)時(shí)隙期間傳送數(shù)據(jù)來增加數(shù)據(jù)傳輸速率。

無線通信系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)是對所接收的信號的解碼。實(shí)際上，在無線通信系統(tǒng)中，發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)的信號是在受衰減、干擾、和噪聲影響的傳輸信道中傳送的。由接收機(jī)所接收的信號因此可能被干擾。因此，需要解碼器來正確地解碼原始的期望信號。

解碼器通過將所接收的信息符號的向量與所發(fā)射的符號的可能的向量進(jìn)行比較，來從所接收的信號估計(jì)一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)所傳送的原始數(shù)據(jù)。取決于所需的性能水平和接收機(jī)的處理能力，可以使用幾種解碼方法。針對均勻分布的信息符號的最佳解碼方法被稱為最大似然(ml)解碼。其提供最小的檢測誤差概率。根據(jù)ml解碼器，優(yōu)選的是最接近于所接收的信號的信息符號的向量(即，關(guān)于所接收的信號具有最小歐幾里得距離的向量)。

ml解碼標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)使用對星座字母表(constellationalphabet)中的所有可能值的窮盡搜索。該方法提供了最佳性能。然而，其需要隨著星座碼本大小或發(fā)射天線的數(shù)量變得更高而增加的高復(fù)雜度，從而使得這樣的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)在實(shí)際的系統(tǒng)中是不可能的。因此，在需要高星座階數(shù)(order)以保證高的頻譜效率以及增加的天線數(shù)量以確保較高分集(diversity)階數(shù)的實(shí)際系統(tǒng)中，這樣的ml解碼技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是不可能的。

已經(jīng)提出了基于ml標(biāo)準(zhǔn)的其他解碼技術(shù)以在考慮解碼器復(fù)雜度的同時(shí)適當(dāng)?shù)亟獯a所接收的信號，所述技術(shù)例如球形解碼器(“e.viterbo和j.boutros。針對衰減信道的通用網(wǎng)格碼解碼器。ieeetransactiononinformationtheory，45(5)：1639-1642，1999年7月”)或者schnorr-euchner解碼器(“c.p.schnorr和m.euchner。latticebasisreduction：improvedpracticalalgorithmsandsolvingsubsetsumproblems.inmath。programming，第181-191頁，1993”)。然而，這些解碼器具有隨著星座大小或天線數(shù)量的增加而增加的復(fù)雜度。在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)諸如zf(迫零)、zf-dfe(迫零-決策反饋均衡器)、和mmse(最小均方誤差)解碼器之類的其他次優(yōu)低復(fù)雜度解碼器，但是在可達(dá)到的分集階數(shù)方面和誤差性能方面呈現(xiàn)差的性能。

在使用單個(gè)或多個(gè)用戶和/或單個(gè)或多個(gè)天線的線性通信系統(tǒng)中還適用的其他解碼算法包括：使用表示ml優(yōu)化問題的樹(解碼樹)和樹搜索實(shí)現(xiàn)最優(yōu)ml解碼標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格序貫解碼器(例如“堆棧”解碼器)。這樣的解碼算法提供了相對于窮盡搜索方法經(jīng)降低的復(fù)雜度。根據(jù)由序貫解碼器所實(shí)現(xiàn)的搜索策略，將經(jīng)擴(kuò)展的樹節(jié)點(diǎn)存儲在全局堆棧中。特別地，堆棧解碼器在解碼過程期間將經(jīng)擴(kuò)展的樹節(jié)點(diǎn)存儲在全局堆棧中，并且根據(jù)它們的解碼度量的遞增順序來對它們進(jìn)行排序。

序貫解碼器包括實(shí)現(xiàn)最佳優(yōu)先樹搜索的解碼器，例如在以下文獻(xiàn)中所公開的堆棧解碼器：

-“a.r.murugan，h.el-gamal，m.-o.damen和g.caire。aunifiedframeworkfortreesearchdecoding：rediscoveringthesequentialdecoder。ieeetransactiononinformationtheory”，52(3)：933-953，2006年3月；

-“f.jelinek。fastsequentialdecodingalgorithmusingastack.ibmj.res.dev.，13(6)：675-685，1969年11月?！?/p>

使用最佳優(yōu)先樹搜索的另一種類型的網(wǎng)格序貫解碼方法被稱為fano解碼方法，如在“r.fano。aheuristicdiscussionofprobabilisticdecoding。ieeetransactiononinformationtheory，9(2)：64-74，1963年4月”中所公開的。

序貫解碼器改善了整體解碼復(fù)雜度。然而，針對增加的星座大小和大量的天線，堆棧解碼技術(shù)需要高的計(jì)算復(fù)雜度。為了降低該復(fù)雜度，已經(jīng)在由g.r.ben-othman，r.ouertani和a.salah在2008年10月在proceedingsofinternationalconferenceonwirelessandmobilecomputing中發(fā)表的標(biāo)題為“sphericalboundstackdecoder”的文章中的第322-327頁提出了被稱為球形界限堆棧解碼器(sb-堆棧)的另一種解碼技術(shù)。sb-堆棧方法將堆棧搜索策略與球形解碼器搜索區(qū)域相結(jié)合：解碼器在以接收點(diǎn)為中心的球體內(nèi)針對最接近的向量進(jìn)行搜索以實(shí)現(xiàn)堆棧解碼策略。球形搜索區(qū)域針對每個(gè)解碼符號施加搜索區(qū)間。只有在每個(gè)樹等級處屬于這些區(qū)間的節(jié)點(diǎn)被訪問和擴(kuò)展。

網(wǎng)格序貫解碼器已經(jīng)強(qiáng)有力地將它們作為線性無線通信系統(tǒng)中的最佳解碼方案來施加(impose)，以將最優(yōu)ml解碼問題減少到針對具有最小累積度量的圖樹中的路徑的搜索。

在傳統(tǒng)的序貫解碼器中，為了確定最佳擬合(路徑)，將取決于ml度量的值分配至樹中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(被稱為“度量”)。

在一些常規(guī)方法中，在解碼樹的給定等級k處針對每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路徑度量可以減少項(xiàng)“b×k”，其取決于偏置項(xiàng)b和等級k。

偏置項(xiàng)允許對由解碼器所執(zhí)行的計(jì)算的量進(jìn)行控制。同樣，偏置項(xiàng)使得能夠?qū)崿F(xiàn)解碼器的性能-復(fù)雜度折衷。

通過在ml度量中引入偏置項(xiàng)b，包括堆棧、fano、和sb-堆棧解碼器在內(nèi)的參數(shù)化序貫解碼器在性能-復(fù)雜度折衷方面提供靈活性。然而，在空間復(fù)用和編碼的mimo系統(tǒng)中該偏置的選擇通常是確定性地固定的，而不將信道統(tǒng)計(jì)或噪聲水平考慮在內(nèi)。在使用卷積碼的其他方法中，例如在“r.fano。aheuristicdiscussionofprobabilisticdecoding。ieeetransactiononinformationtheory，9(2)：64-174，1963年4月”中所公開的方法中，定義了與底層代碼的編碼率相對應(yīng)的針對偏置的最優(yōu)值。針對卷積網(wǎng)格編碼聯(lián)合tomlinson-harashima成形，如在“o.shalvi，n.sommer和m.feder，signalcodes：convolutionallatticecodes，ieeetransactiononinformationtheory，57(8)：5203-5226，2011年8月”中所描述的，將針對高snr域(regime)的偏置最優(yōu)值定義為其中σ²指代影響傳輸信道的加性噪聲的方差。

然而，在現(xiàn)有方法中，偏置參數(shù)的值針對所有樹等級是相同的。這導(dǎo)致在性能/復(fù)雜度方面靈活性不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決這些以及其他問題，提供了一種用于對在通信系統(tǒng)中通過傳輸信道接收的信號進(jìn)行解碼的解碼器，所述信號攜帶從給定的一組值中選擇的信息符號并且與信號向量相關(guān)聯(lián)，所述傳輸信道是由信道矩陣表示的，其中，所述解碼器包括：

-子塊劃分單元，其被配置為將所接收的信號向量與關(guān)于所述信道矩陣的矩陣的劃分相一致地劃分成一組子向量；

-至少一個(gè)加權(quán)系數(shù)計(jì)算單元，其被配置為針對每個(gè)子向量而計(jì)算子塊加權(quán)系數(shù)，

-至少一個(gè)符號估計(jì)單元，其用于根據(jù)存儲在堆棧中的信息而遞歸地確定表示由數(shù)據(jù)信號所攜帶的所發(fā)送的符號的所估計(jì)的符號，

其中，所述至少一個(gè)符號估計(jì)單元被配置為應(yīng)用序貫解碼算法的至少一次迭代，所述序貫解碼算法包括通過擴(kuò)展包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)的解碼樹的所選擇的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)來迭代地填充堆棧，所述解碼樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)與所接收的信號的至少一部分的符號的候選分量相對應(yīng)，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配了初始度量，其中，所述符號估計(jì)單元還被配置為根據(jù)與所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的度量并且根據(jù)針對所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)所屬的子向量而計(jì)算的所述子塊加權(quán)系數(shù)，來計(jì)算所述經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量，所述符號估計(jì)單元被配置為將所述經(jīng)修改的度量分配至所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述解碼器可以被配置為通過從所述信道矩陣執(zhí)行qr分解來預(yù)先地確定正交矩陣q和上三角矩陣r，并且所述子塊劃分單元可以被配置為將所述上三角矩陣r劃分成多個(gè)上三角子矩陣和多個(gè)矩形子矩陣，所述上三角子矩陣的數(shù)量大于或等于二，所述子塊劃分單元可以被配置為將所述所接收的信號向量劃分成一組子向量，以使得所述所接收的信號向量的每個(gè)子向量與所述上三角子矩陣中的一個(gè)上三角子矩陣相對應(yīng)。

所述解碼器可以被配置為通過將正交矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣與所述所接收的信號相乘來確定所述所接收的信號向量。

在某些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)符號估計(jì)單元可以被配置為遞歸地確定對與每個(gè)子向量相對應(yīng)的所發(fā)送的信號的每個(gè)子塊的至少一個(gè)估計(jì)，給定子塊的每個(gè)估計(jì)是根據(jù)先前處理的子塊的至少一個(gè)估計(jì)來確定的，所述符號估計(jì)單元被配置為應(yīng)用序貫解碼算法的至少一次迭代，以使用對所述先前處理的子塊的所述至少一個(gè)估計(jì)來確定對所述所發(fā)送的信號的每個(gè)子塊的至少一個(gè)估計(jì)。

針對給定的子塊所計(jì)算的所述子塊加權(quán)系數(shù)針對每個(gè)子塊是相同的。

可替代地，針對給定的子塊所計(jì)算的所述子塊加權(quán)系數(shù)可以是針對所述先前估計(jì)的子塊所確定的所述子塊加權(quán)系數(shù)中的至少一些子塊加權(quán)系數(shù)的函數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，針對給定的子塊所計(jì)算的所述子塊加權(quán)系數(shù)可以是信噪比的函數(shù)。

可替代地或另外地，所述子塊加權(quán)系數(shù)可以是關(guān)于在由與所述子塊相對應(yīng)的所述解碼樹的一部分的等級和所述子塊的大小組成的分組中選擇的子塊參數(shù)的函數(shù)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述子塊加權(quán)系數(shù)可以是關(guān)于在由子塊的數(shù)量和子塊的順序組成的分組中選擇的劃分參數(shù)的函數(shù)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述子塊加權(quán)系數(shù)可以是關(guān)于與所述子塊相對應(yīng)的所述上三角子矩陣的對角分量的函數(shù)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述經(jīng)修改的度量計(jì)算單元可以被配置為通過所述子塊加權(quán)系數(shù)來降低所述初始度量。

所述經(jīng)修改的度量計(jì)算單元可以被配置為計(jì)算針對每個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量。

所述經(jīng)修改的度量計(jì)算單元可以被配置為計(jì)算針對經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的所述所選擇的集合中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量。

度量確定單元可以被配置為向每個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)分配所述初始度量，并且所述經(jīng)修改的度量計(jì)算單元可以被配置為響應(yīng)于堆棧重新排序條件的檢測而計(jì)算針對存儲在堆棧中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量，所述解碼器還被配置為按照與所述堆棧的所述節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所述經(jīng)修改的度量的遞增值來重新排序所述堆棧。

所述經(jīng)修改的度量計(jì)算單元可以被配置為響應(yīng)于終止警報(bào)的觸發(fā)而計(jì)算針對每個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量。

在某些實(shí)施例中，所述序貫解碼算法可以是在由堆棧解碼算法、fano解碼器、實(shí)現(xiàn)m-算法的解碼器、和sb-堆棧解碼算法組成的分組中選擇的。

提供了一種用于接收和解碼經(jīng)編碼的信號的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括根據(jù)任何前述實(shí)施例所述的用于解碼所述信號的解碼器。

還提供了一種能夠在無線通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的移動設(shè)備，其中，所述移動設(shè)備包括根據(jù)某些實(shí)施例所述的用于接收信號的接收機(jī)。

本發(fā)明還提供了一種對在通信系統(tǒng)中通過傳輸信道接收的信號進(jìn)行解碼的方法，所述信號攜帶從給定的一組值中選擇的信息符號并且與信號向量相關(guān)聯(lián)，所述傳輸信道是由信道矩陣表示的，其中，所述方法包括：

-將所接收的信號向量與關(guān)于所述信道矩陣的矩陣的劃分相一致地劃分成一組子向量；

-針對每個(gè)子向量而計(jì)算子塊加權(quán)系數(shù)，

-用于根據(jù)存儲在堆棧中的信息而遞歸地確定表示由數(shù)據(jù)信號所攜帶的所發(fā)送的符號的所估計(jì)的符號，

所述遞歸地確定所估計(jì)的符號的步驟包括應(yīng)用序貫解碼算法的至少一次迭代，所述序貫解碼算法包括通過擴(kuò)展包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)的解碼樹的所選擇的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)來迭代地填充堆棧，所述解碼樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)與所接收的信號的至少一部分的符號的候選分量相對應(yīng)，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配了初始度量。遞歸地確定所估計(jì)的符號的步驟還包括根據(jù)與經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的度量并且根據(jù)針對所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)所屬的子向量而計(jì)算的所述子塊加權(quán)系數(shù)，來計(jì)算所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量，所述方法包括將所述經(jīng)修改的度量分配至所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

還提供了一種用于對在通信系統(tǒng)中通過傳輸信道接收的信號進(jìn)行解碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述信號攜帶從給定的一組值中選擇的信息符號并且與信號向量相關(guān)聯(lián)，所述傳輸信道是由信道矩陣表示的，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括：

非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)；以及

存儲在所述非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的指令，其中，當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)，所述指令使得所述處理器：

-將所接收的信號向量與關(guān)于所述信道矩陣的矩陣的劃分相一致地劃分成一組子向量；

-針對每個(gè)子向量而計(jì)算子塊加權(quán)系數(shù)，

-用于根據(jù)存儲在堆棧中的信息而遞歸地確定表示由數(shù)據(jù)信號所攜帶的所發(fā)送的符號的所估計(jì)的符號，

使得所述處理器應(yīng)用序貫解碼算法的至少一次迭代來遞歸地確定所估計(jì)的符號，所述序貫解碼算法包括通過擴(kuò)展包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)的解碼樹的所選擇的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)來迭代地填充堆棧，所述解碼樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)與所接收的信號的至少一部分的符號的候選分量相對應(yīng)，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配了初始度量，還使得所述處理器根據(jù)與所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的度量并且根據(jù)針對所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)所屬的子向量而計(jì)算的所述子塊加權(quán)系數(shù)，來計(jì)算所述經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量，并且將所述經(jīng)修改的度量分配至所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在查看了附圖和詳細(xì)描述之后，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將對本領(lǐng)域技術(shù)人員變得清楚。目的是將任何額外的優(yōu)點(diǎn)并入在本文中。

附圖說明

并入該說明書并構(gòu)成該說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的各種實(shí)施例，并且，與上文中給出的本發(fā)明的一般性描述以及在下文中給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述一起用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1示意性地表示根據(jù)某些實(shí)施例的解碼器；

圖2示意性地表示實(shí)現(xiàn)解碼方法的示例性通信系統(tǒng)；

圖3是表示根據(jù)某些實(shí)施例的解碼器的結(jié)構(gòu)的框圖；

圖4是描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的序貫子塊解碼方法的流程圖；

圖5是描繪了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的序貫子塊解碼方法的流程圖；

圖6示出了上三角矩陣的示例性劃分；

圖7示出了ml最優(yōu)化問題的示例性樹表示，其將劃分示出為子塊；

圖8是表示根據(jù)子塊遞歸方法的解碼器的框圖；

圖9是描繪了根據(jù)某些實(shí)施例的子塊遞歸解碼方法的流程圖：

圖10示意性地示出了根據(jù)某些實(shí)施例的解碼器的示例性硬件架構(gòu)。

具體實(shí)施方式

參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的解碼器10。

解碼器10配置為對通過應(yīng)用解碼算法的至少一次迭代來對在通信系統(tǒng)中通過傳輸信道所接收的信號yc進(jìn)行解碼，并且確定對發(fā)射信號的估計(jì)。所接收的信號攜帶從給定的一組值中所選擇并且由信號向量(例如，來自星座字母表)所表示的信息符號。傳輸信道是由信道矩陣h(也被稱為“信道狀態(tài)矩陣”)來表示的。

序貫解碼基于根據(jù)最接近的網(wǎng)格點(diǎn)搜索問題來在解碼樹中對候選節(jié)點(diǎn)進(jìn)行搜索，并且并行填充先前檢查的具有不同長度的路徑的有序列表或堆棧。出于說明的目的將參考“堆?！边M(jìn)行以下描述，但是可以使用等效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

根據(jù)某些實(shí)施例，解碼器10包括至少一個(gè)符號估計(jì)單元11以用于從存儲在堆棧中的信息來遞歸地確定表示由數(shù)據(jù)信號所攜帶的所發(fā)射的符號的經(jīng)估計(jì)的符號，該符號估計(jì)單元11應(yīng)用序貫解碼算法(也被稱為“序貫解碼步驟”)的至少一次迭代。應(yīng)用序貫解碼算法以通過擴(kuò)展包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)的解碼樹的所選擇的節(jié)點(diǎn)中的子節(jié)點(diǎn)來迭代地填充堆棧，解碼樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)與由所接收的信號的至少一部分所攜帶的信息符號的候選分量相對應(yīng)。

序貫解碼可以基于信道狀態(tài)矩陣h的qr分解。

解碼樹(也稱為“搜索樹”或“邏輯樹”)形成這樣一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其表示由例如屬于2^qqam星座的星座點(diǎn)的坐標(biāo)(分量)所取的不同值。解碼樹包括表示由所接收的數(shù)據(jù)信號所攜帶的信息符號的可能的分量的多個(gè)節(jié)點(diǎn)(例如，所接收的數(shù)據(jù)信號可以根據(jù)實(shí)數(shù)值表示法而被表示)。解碼樹中的節(jié)點(diǎn)表示由所接收的數(shù)據(jù)信號的至少一部分所攜帶的符號的不同的可能值。在以下的某些實(shí)施例的描述中，符號將被標(biāo)注為si，其中，si表示信息符號的所發(fā)射的向量的實(shí)分量和虛分量，其中，i表示范圍從n到1的整數(shù)。

解碼樹包括多個(gè)等級、分支、和路徑。如在本文中所使用的，節(jié)點(diǎn)的等級與符號向量中的經(jīng)解碼的信息符號的秩(rank)相對應(yīng)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例的以下的描述中，按照慣例，節(jié)點(diǎn)的等級將與信息符號的向量中的符號的相反順序相對應(yīng)。從而，位于樹的第一層中的節(jié)點(diǎn)與信息符號的向量的最后一個(gè)分量相對應(yīng)，第二層與信息符號的向量的倒數(shù)第二個(gè)分量相對應(yīng)，以此類推。不具有任何子節(jié)點(diǎn)(子節(jié)點(diǎn)也被稱為“繼承者”)的節(jié)點(diǎn)被稱為“葉”節(jié)點(diǎn)，并且位于樹的最低等級中的節(jié)點(diǎn)被稱為葉節(jié)點(diǎn)。分支從被稱為“根節(jié)點(diǎn)”(根節(jié)點(diǎn)是樹中的最高節(jié)點(diǎn)，并且沒有任何父節(jié)點(diǎn))的虛擬節(jié)點(diǎn)出發(fā)。分支在位于兩個(gè)連續(xù)等級的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間形成連接。每個(gè)分支可以與表示部分歐幾里得距離的度量函數(shù)相關(guān)聯(lián)。給定的節(jié)點(diǎn)的深度(或維度)指定從該給定的節(jié)點(diǎn)向上到解碼樹的根節(jié)點(diǎn)的路徑的長度。對于n個(gè)所發(fā)送的信息符號的向量(以實(shí)數(shù)值表示)，葉節(jié)點(diǎn)指代深度n中的節(jié)點(diǎn)。從根節(jié)點(diǎn)到葉節(jié)點(diǎn)的每個(gè)路徑對應(yīng)于原始信息符號的向量的可能的值(可能的所發(fā)送的信號)。所接收信號和可能的所發(fā)送的信號之間的歐幾里得距離與對應(yīng)的葉節(jié)點(diǎn)的度量函數(shù)(度量在下文中也可以被稱為“成本”)相對應(yīng)。從而，ml解與具有最低度量函數(shù)的解碼樹中的路徑相對應(yīng)。對于所考慮的數(shù)據(jù)信號而言，可以由數(shù)值來定義節(jié)點(diǎn)的度量。

在某些實(shí)施例的以下的描述中，節(jié)點(diǎn)sk的子節(jié)點(diǎn)將由分量sk-1來指定，并且樹中深度i的路徑將由長度為(n-i+1)的向量(sn，sn-1，...，si)來指定。

序貫解碼算法將所選擇的一組擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)存儲在堆棧中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與對應(yīng)的度量相關(guān)聯(lián)地存儲在堆棧中。

因此，堆棧包括候選節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與其所分配的度量一起被保存在堆棧中。解碼算法的迭代可以遞歸地?cái)U(kuò)展堆棧中的頂層節(jié)點(diǎn)，直到到達(dá)樹的葉節(jié)點(diǎn)或者滿足終止條件為止。

符號確定單元11可以包括節(jié)點(diǎn)度量計(jì)算單元110，其用于確定針對經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始度量?？梢詫⒊跏级攘糠峙浣o該節(jié)點(diǎn)。該初始度量可以表示所接收的信號和由根節(jié)點(diǎn)與該節(jié)點(diǎn)之間的路徑所表示的符號向量之間的歐幾里得距離的函數(shù)。

符號確定單元11還可以包括度量修改單元112，其用于計(jì)算經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量，并且將該經(jīng)修改的度量分配給該節(jié)點(diǎn)，該經(jīng)修改的度量是從該節(jié)點(diǎn)的初始度量和針對該節(jié)點(diǎn)所屬的所接收的信息符號的子塊而計(jì)算的子塊加權(quán)系數(shù)b(k)來計(jì)算的。

取決于本發(fā)明的應(yīng)用，可以給每個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)分配初始度量或經(jīng)修改的度量。

解碼器可以包括子塊劃分單元12，其被配置為將所接收的信號向量與關(guān)于信道矩陣h的矩陣的劃分相一致地劃分成一組子向量，每個(gè)子向量對應(yīng)于包括在所接收的信號中的信息符號的子塊s^(k)。在某些實(shí)施例中，關(guān)于信道矩陣h的矩陣可以是從信道矩陣h的qr分解所獲得的上三角矩陣r，q指代正交矩陣。

解碼器10還可以包括子塊系數(shù)確定單元(12)，其被配置為計(jì)算針對信息符號的每個(gè)子塊s^(k)的子塊加權(quán)系數(shù)b(k)。

在某些實(shí)施例中，子塊加權(quán)系數(shù)對于所有子塊或子塊的子集可以具有相同的值?？商娲?，針對給定的子塊s^(k)的子塊加權(quán)系數(shù)的值可以是根據(jù)不同的參數(shù)來確定的，所述不同的參數(shù)例如與子塊相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)子塊參數(shù)，和/或與將信息符號劃分為子塊相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)劃分參數(shù)(例如，塊的數(shù)量、子塊的大小、子塊的長度等)，和/或針對一個(gè)或多個(gè)其他子塊所確定的子塊加權(quán)系數(shù)塊。加權(quán)系數(shù)b(k)還可以將snr(信噪比)值和/或信道衰減考慮在內(nèi)。

針對給定的子塊的子塊加權(quán)系數(shù)可以取決于在剩余的子塊中所使用的加權(quán)系數(shù)。

通過應(yīng)用基于子塊的加權(quán)系數(shù)以在序貫解碼步驟的執(zhí)行期間修改經(jīng)擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)的度量，可以優(yōu)選(favor)位于通向有希望的節(jié)點(diǎn)的子塊處的節(jié)點(diǎn)。這樣的靈活性可以改進(jìn)性能/復(fù)雜度折衷。

加權(quán)系數(shù)還可以取決于上三角矩陣r的經(jīng)劃分的子矩陣的條目。例如，如果對應(yīng)的反饋?zhàn)泳仃嘼^(jk)包括大量非零條目，則高加權(quán)系數(shù)可以與索引k的子塊相關(guān)聯(lián)。將用于獲得加權(quán)系數(shù)的這些矩陣的零條目的數(shù)目考慮在內(nèi)，定義信息符號的子向量之間的干擾的反饋矩陣使能夠減少誤差傳播，從而降低誤碼率。

在一個(gè)實(shí)施例中，度量修改單元112可以通過從所考慮的節(jié)點(diǎn)的初始度量減去子塊加權(quán)系數(shù)來確定經(jīng)修改的度量。

在某些實(shí)施例中，可以在每次迭代期間針對經(jīng)擴(kuò)展的每個(gè)子節(jié)點(diǎn)來確定經(jīng)修改的度量。

可替代地，可以針對在堆棧中所存儲的每個(gè)節(jié)點(diǎn)來計(jì)算經(jīng)修改的度量，接著響應(yīng)于堆棧重新排序激活條件的觸發(fā)，按經(jīng)修改的度量來對節(jié)點(diǎn)重新排序。

可替代地，序貫解碼算法可以通過在解碼步驟的每次迭代處向每個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)分配初始度量來開始解碼，直到終止警報(bào)被觸發(fā)為止。序貫解碼算法接著可以通過使用子塊加權(quán)系數(shù)來計(jì)算針對每個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量來繼續(xù)解碼，以使得能夠提前終止解碼。

可以在無線線性通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。所述通信系統(tǒng)可以包括用于通過通信信道同時(shí)地發(fā)射多個(gè)信息符號的至少一個(gè)發(fā)射機(jī)，以及用于接收以獨(dú)立信號的形式由發(fā)射機(jī)所發(fā)射的信息符號的至少一個(gè)接收機(jī)。

可以在用于對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的無線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。該通信系統(tǒng)包括用于通過通信信道同時(shí)地發(fā)射多個(gè)信息符號的至少一個(gè)發(fā)射機(jī)，以及用于接收以獨(dú)立信號的形式由所述發(fā)射機(jī)所發(fā)射的符號的至少一個(gè)接收機(jī)。該通信信道可以是任何線性awgn(加性高斯白噪聲)信道或多路徑信道。另外，該通信系統(tǒng)可以使用單載波調(diào)制形式或多載波調(diào)制形式，例如在諸如ieee802.11(wifi)或fbmc(濾波器組多載波)之類的無線標(biāo)準(zhǔn)中所采用的ofdm(正交頻分復(fù)用)調(diào)制。多載波通信技術(shù)是用于對抗頻率選擇性信道并且管理干擾和延遲的。此外，該通信系統(tǒng)可以集成多址技術(shù)，其用于在存在多個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的情況下提供對不同的系統(tǒng)資源的接入。多址技術(shù)的示例包括在光通信系統(tǒng)中所使用的cdma(碼分多址)或fdma(頻分多址)。

可以將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例集成在接收機(jī)中，例如用于對在mimo(多輸入多輸出)信道中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行解碼，根據(jù)任何mimo配置，或者針對多個(gè)用戶的檢測。

在本發(fā)明的其他應(yīng)用中，該通信系統(tǒng)可以是基于光纖的通信系統(tǒng)，例如偏振分多路復(fù)用-ofdm(pdm-ofdm)系統(tǒng)，其例如在接入網(wǎng)絡(luò)、城域網(wǎng)、或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中作為電信介質(zhì)來使用。

當(dāng)被應(yīng)用至mimo通信系統(tǒng)中的mimo解碼時(shí)，針對單用戶或多用戶解碼，所接收的信號或信道輸出的維數(shù)(dimension)取決于發(fā)射機(jī)處的信號空間的維數(shù)，取決于發(fā)射(tx)天線的數(shù)量(nt)和/或接收(rx)天線的數(shù)量(nr)。

mimo系統(tǒng)可以呈現(xiàn)集中式配置，其中發(fā)射天線共同位于同一用戶處?？商娲?，mimo系統(tǒng)可以是分布式mimo系統(tǒng)(或多用戶mimo)，其中發(fā)射天線分布在通信網(wǎng)絡(luò)中并且位于不同的用戶處。這樣的多用戶mimo配置可以用在例如在應(yīng)用于例如蜂窩3g、4g、和lte標(biāo)準(zhǔn)中的上行鏈路通信中的移動網(wǎng)絡(luò)中，或者用在例如應(yīng)用于自組織網(wǎng)絡(luò)(無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器對機(jī)器通信、物聯(lián)網(wǎng)...)中的協(xié)作通信中。

無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可以包括多個(gè)基站(根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用上下文也被稱為“節(jié)點(diǎn)”或“接入點(diǎn)”或“小區(qū)”)，每個(gè)基站包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)天線。每個(gè)站可以通過無線連接與其他站進(jìn)行通信。

參考圖2，是使用mimo傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的示例性無線通信系統(tǒng)100，該系統(tǒng)在傳輸中實(shí)現(xiàn)stbc(空時(shí)塊碼)碼以分配通過信道的各種自由度而調(diào)制的符號。站的每個(gè)發(fā)射機(jī)2可以與根據(jù)無線通信系統(tǒng)的另一個(gè)站的接收機(jī)3交換數(shù)據(jù)。無線網(wǎng)絡(luò)100可以依賴于集中式架構(gòu)(提供了控制器來控制基站的操作)或者分布式架構(gòu)(基站可以彼此直接通信)。用戶終端(例如無線設(shè)備、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理等)可以在前向鏈路上或在反向鏈路上與一個(gè)或多個(gè)基站進(jìn)行通信。用戶終端可以是固定的或移動的。

mimo配置可以是對稱的，在該情況下，其包括與接收天線的數(shù)量(nr)相同數(shù)量(nt)的發(fā)射天線?？商娲?，mimo配置可以是非對稱的，在該情況下，發(fā)射天線的數(shù)量(nt)與接收天線的數(shù)量(nr)不同(特別地，接收端處的數(shù)量nr高于發(fā)射端處的nt以避免秩缺失)。

發(fā)射機(jī)2可以通過有噪聲的mimo信道向接收機(jī)3發(fā)送信號。數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)2可以特別地被集成在基站中。發(fā)射機(jī)2可以包括例如：

-用于提供卷積碼的信道編碼器20，

-用于傳遞符號的調(diào)制器21，例如qam調(diào)制器；

-用于傳遞碼字的空間/時(shí)間編碼器22；

-nt個(gè)發(fā)射天線23，每個(gè)發(fā)射天線與ofdm或fbmc調(diào)制器相關(guān)聯(lián)。

發(fā)射機(jī)2可以被配置為使用由信道編碼器20所提供的卷積碼來對作為輸入而接收的二進(jìn)制信號進(jìn)行編碼。接著，由調(diào)制器21根據(jù)調(diào)制方案(例如，正交幅度調(diào)制2^q——qam)來調(diào)制所述信號。調(diào)制器21還可以實(shí)現(xiàn)生成復(fù)符號的調(diào)制方案，每個(gè)復(fù)符號屬于一組符號si。因此而獲得的經(jīng)調(diào)制的符號隨后由空-時(shí)編碼器22編碼以形成st碼字，例如golden碼(“thegoldencode：a2x2full-ratespace-timecodewithnon-vanishingdeterminants”，j.-c.belfiore，g.rekaya，e.viterbo，ieeetransactiononinformationtheory，vol.51，no.4，第1432-1436頁，2005年4月)。stb碼可以基于維度是nt*t的復(fù)矩陣或者基于空間復(fù)用(將經(jīng)調(diào)制的符號直接發(fā)送至發(fā)射天線)，其中nt指代發(fā)射天線的數(shù)目，而t是stb碼的時(shí)間長度。

將因此而產(chǎn)生的碼字從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域并且通過nt個(gè)發(fā)射天線來分配。接著，每個(gè)專用信號由相應(yīng)的ofdm或fbmc調(diào)制器來調(diào)制，并且可選地在濾波、頻率變換、和放大之后通過對應(yīng)的發(fā)射天線23來發(fā)送。

接收機(jī)3也可以被集成在基站中。接收機(jī)3可以被配置為接收由發(fā)射機(jī)2在無線信道中發(fā)送的信號y。信道可能是有噪聲的(例如，具有受到衰減的加性高斯白噪聲(awgn)的信道)。由發(fā)射機(jī)2所發(fā)送的信號可以還受到由于多路徑而產(chǎn)生的回聲的影響和/或受到由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)具有非零的相對速度而產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)的影響。

接收機(jī)3可以被集成在基站中，所述基站例如蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)b、局域網(wǎng)中或自組織網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)、或者在無線環(huán)境中操作的任何其他接口設(shè)備。接收機(jī)11可以是固定的或移動的。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，接收機(jī)3可以包括：

-用于接收的信號y的nr個(gè)接收天線33，每個(gè)接收天線與相應(yīng)的ofdm或fbmc解調(diào)器相關(guān)聯(lián)，所述ofdm或fbmc解調(diào)器(nr個(gè)解調(diào)器)被配置為解調(diào)在每個(gè)接收天線處所觀察到的所接收的信號并且傳遞經(jīng)解調(diào)的信號。頻率/時(shí)間轉(zhuǎn)換器可以用于執(zhí)行在發(fā)送時(shí)所實(shí)現(xiàn)的時(shí)間/頻率轉(zhuǎn)換的逆操作，并且在頻域中傳遞信號；

-時(shí)間/空間解碼器10，其被配置為傳遞根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的經(jīng)解碼的信號；

-解調(diào)器31，其被配置為執(zhí)行與解碼相關(guān)聯(lián)的解調(diào)。

在本發(fā)明針對rayleigh衰減無線多天線系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用中(其中該系統(tǒng)用于解碼由具有使用空間復(fù)用的nt個(gè)發(fā)射天線和nr個(gè)接收天線的多天線系統(tǒng)(mimo)所接收的信號)，數(shù)據(jù)信號yc是作為復(fù)數(shù)值向量來接收的，其根據(jù)信道輸出的復(fù)數(shù)值表示被給出為：

yc＝hcsc+wc(1)

在方程(1)中，指代根據(jù)分布n(0，1)所繪制的信道矩陣h的元素的復(fù)數(shù)值，sc指代表示所發(fā)送的數(shù)據(jù)信號向量的向量s的復(fù)數(shù)值，而指代加性高斯白噪聲向量w的復(fù)數(shù)值。接著，可以將所接收的信號yc轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)值表示，例如根據(jù)方程(2)：

在方程(2)中，r(.)和j(.)分別表示復(fù)數(shù)值輸入(向量或矩陣)的實(shí)部和虛部。

等效信道輸出可以寫為：

y＝hs+w(3)

在使用長度為t的空-時(shí)碼的實(shí)施例中，信道輸出可以以與方程(3)相同的形式來寫出，其中等效信道矩陣heq由下式給出：

heq＝hcφ(4)

在方程(4)中，對應(yīng)于底層代碼的編碼矩陣。為了易于呈現(xiàn)并且已知未編碼和經(jīng)編碼的方案兩者得出同一實(shí)數(shù)值網(wǎng)格表示，將參考其中nt＝nr和n＝2nt的空間復(fù)用和對稱情況而進(jìn)行以下描述。

根據(jù)在(3)中所獲得的等效系統(tǒng)，所接收的信號可以被視為由h所生成的網(wǎng)格中的點(diǎn)，并且受到噪聲向量w擾動。

當(dāng)需要最佳解碼時(shí)，接收機(jī)實(shí)現(xiàn)ml解碼器，其試圖在給定信道輸出和信道矩陣的情況下，從h和y中的給定的數(shù)據(jù)確定對原始發(fā)送的符號向量的估計(jì)根據(jù)誤差概率的最小化以使得：

在方程(5)中，有限子集a表示屬于信息符號的實(shí)部和虛部的字母表。例如，使用2^m-進(jìn)制qam星座來構(gòu)造復(fù)信息符號，所述字母表是由a＝[-(m-1)，(m-1)](a可以表示例如復(fù)信息符號所屬于的m進(jìn)制qam星座)給出的整數(shù)子集。ml解碼下的誤差概率最小化等價(jià)于由下式給出的最小化問題：

假設(shè)其中h在接收機(jī)處完全已知或被估計(jì)的相干系統(tǒng)，最佳ml解碼簡化為解決由h所產(chǎn)生的n維網(wǎng)格中的最接近的向量的問題，以根據(jù)方程(6)的最小化問題尋找與所接收的等效信號y最近的網(wǎng)格點(diǎn)。

因此，ml解碼器選擇在所接收的向量y和假想的消息hs之間產(chǎn)生最小歐幾里得距離的符號向量s。ml解碼器表示對于所選擇的一組值(例如，所選擇的字母表)內(nèi)的候選向量s的離散優(yōu)化問題。在高星座大小和高系統(tǒng)維度(天線數(shù)量)的情況下，以窮盡的方式針對ml解進(jìn)行搜索通常需要非常高的復(fù)雜度。

實(shí)現(xiàn)樹搜索策略的序貫解碼器使用解碼樹結(jié)構(gòu)來搜索到所接收的向量最近的網(wǎng)格點(diǎn)。在將信號發(fā)送至這樣的序貫解碼器之前，可以使用信道矩陣的qr分解來執(zhí)行預(yù)解碼以使得h＝qr，其中q指代正交矩陣，r指代上三角矩陣。已知q的正交性，則方程(3)可以用以下形式來重寫：

通過表示方程(7)可以被重寫為：

接著，ml解碼問題相當(dāng)于解決由下式給出的等效系統(tǒng)：

因此，r的三角結(jié)構(gòu)減少了對到序貫樹-搜索最近的點(diǎn)的搜索。樹中的節(jié)點(diǎn)表示符號si的不同的可能值。

圖3是表示了根據(jù)某些實(shí)施例的空間時(shí)間解碼器10的框圖。

解碼器10可以包括復(fù)數(shù)到實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器201，其被配置為將復(fù)數(shù)值信道矩陣hc轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)值等效信道狀態(tài)矩陣h，并且將復(fù)數(shù)值信道輸出yc轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)值向量y。

解碼器10還可以包括qr分解單元203，其用于執(zhí)行信道矩陣的qr分解以使得h＝qr，其中q指代正交矩陣，r指代上三角矩陣。解碼器10還可以包括修改單元204，其用于將所接收的信號向量y重寫成所接收的等效信號向量

在某些實(shí)施例中，解碼器110還可以包括矩陣置換單元202，其用于在qr分解之前置換信道矩陣h的列或行。

解碼器10可以包括劃分單元12，其被配置為將上三角矩陣r劃分成n個(gè)上三角子矩陣r^(k)(k＝1，...，n)和個(gè)正交子矩陣b^(kj)(k＝1，...，n；j＝k，...，n)。

劃分單元12還可以劃分符號向量s以獲得長度為lk的n個(gè)子向量s^(k)(k＝1，...，n)，以使得

上三角矩陣r因此被劃分成由n個(gè)上三角子矩陣r^(k)(k＝1，...，n)和個(gè)正交子矩陣b^(jk)(k＝1，...，n；j＝k，...，n)所組成的個(gè)矩陣，以使得：

每個(gè)上三角子矩陣r^(k)(k＝1，...，n)表示維度為lk×lk的方陣，并且對應(yīng)于子向量此外，每個(gè)子矩陣b^(jk)(k＝1，...，n；j＝k，...，n)表示維度lk×lj的矩形矩陣，并且對應(yīng)于從塊j到塊k的反饋矩陣。

子塊系數(shù)確定單元14被配置為確定與由劃分單元12所確定的每個(gè)子塊s^(k)相關(guān)聯(lián)的子塊加權(quán)系數(shù)b(k)。在某些實(shí)施例中，子塊系數(shù)確定單元14可以使用至少一個(gè)劃分參數(shù)(例如，子塊的數(shù)量n、和/或與至少一些子塊的大小lk相關(guān)的數(shù)據(jù))來確定子塊加權(quán)系數(shù)。子塊加權(quán)系數(shù)b(k)(也被記作b(s^(k))可以在序貫解碼算法的每次迭代的執(zhí)行期間動態(tài)地被確定或者被預(yù)先計(jì)算。在子塊加權(quán)系數(shù)b(k)是預(yù)先計(jì)算的實(shí)施例中，可以將子塊加權(quán)系數(shù)b(k)與對應(yīng)的子塊s^(k)相關(guān)聯(lián)地存儲在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。

現(xiàn)在參考圖4，呈現(xiàn)了根據(jù)某些實(shí)施例的描繪了可以由接收機(jī)3所執(zhí)行的序貫解碼方法的流程圖。序貫解碼方法使用序貫解碼樹來對與所接收的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行解碼，所述所接收的數(shù)據(jù)信號與由與信道矩陣h相關(guān)聯(lián)的傳輸信道所傳輸?shù)乃l(fā)送的數(shù)據(jù)信號相對應(yīng)。

可以通過如上所述的在預(yù)解碼階段中對信道矩陣h的qr分解(h＝qr)以及通過將所接收的信號乘以q^t來生成搜索樹(在下文中也被稱為“解碼樹”)，其中，q^t表示正交矩陣，而r表示解碼等效系統(tǒng)中的生成矩陣(也被稱為“等效信道矩陣”)。已知矩陣r的上三角結(jié)構(gòu)，通過基于解碼樹的生成而執(zhí)行樹搜索來解決ml優(yōu)化問題?？斩褩；蛄斜硪部梢员怀跏蓟?/p>

在步驟301中，根節(jié)點(diǎn)被選擇為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并且將一對(根，0)添加至堆棧的頂部位置。

在步驟302中，生成表示第一符號x1的所有可能性的根節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)(或后代節(jié)點(diǎn))。

在步驟303中，確定子節(jié)點(diǎn)fⁱ(si)的初始度量。該初始度量可以是從所接收的信號與路徑之間的歐幾里得距離fⁱ(si)來確定的，所述路徑是根節(jié)點(diǎn)與所考慮的節(jié)點(diǎn)之間的路徑。

在步驟304中，確定當(dāng)前子節(jié)點(diǎn)si屬于哪個(gè)子塊s^(k)，并且確定對應(yīng)于子塊s^(k)的子塊加權(quán)系數(shù)b(k)(或者可替代地，如果子塊加權(quán)系數(shù)b(k)先前已經(jīng)被計(jì)算了，則取回該系數(shù))。

在步驟305中，子節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改度量gⁱ(si)被計(jì)算為：

gⁱ(si)＝fⁱ(si)-b(k)(11)

可以確定子塊加權(quán)系數(shù)值以便支持樹中的最高級的節(jié)點(diǎn)。作為結(jié)果，啟用了解碼過程的快速收斂以支持降低的錯(cuò)誤解碼的概率。在解碼樹中，在根節(jié)點(diǎn)和所考慮的子節(jié)點(diǎn)之間存在單個(gè)路徑。因此，從該路徑有可能確定對應(yīng)的經(jīng)解碼的比特或者對在根節(jié)點(diǎn)與所考慮的子節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)乃l(fā)送的信息序列的估計(jì)。

接著，針對在步驟302中所生成的每個(gè)子節(jié)點(diǎn)而迭代步驟303-305(塊307)。

當(dāng)已經(jīng)處理了所有子節(jié)點(diǎn)時(shí)，在步驟308中，從堆棧中移除位于堆棧頂部的節(jié)點(diǎn)。在解碼步驟的第一次迭代中，頂層節(jié)點(diǎn)是根節(jié)點(diǎn)。

在步驟309-310中，將所有子節(jié)點(diǎn)或一組子節(jié)點(diǎn)插入在堆棧中。將每個(gè)子節(jié)點(diǎn)si與其在步驟305中所確定的相應(yīng)的度量gⁱ(si)一起添加在堆棧中。還可以將額外的數(shù)據(jù)與每個(gè)子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)地插入在堆棧中，例如，路徑和/或樹中子節(jié)點(diǎn)的等級。

在步驟311中，根據(jù)與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的度量gⁱ(si)的遞減順序來對堆棧中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序。

在步驟312中，選擇堆棧的頂層節(jié)點(diǎn)stop作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)以便生成其子節(jié)點(diǎn)。

在步驟313中，確定所選擇的節(jié)點(diǎn)是否是葉節(jié)點(diǎn)。如果所選擇的節(jié)點(diǎn)是葉節(jié)點(diǎn)(即，沒有子節(jié)點(diǎn))，則在步驟315中終止解碼方法。接著，解碼器可以返回對符號向量的估計(jì)。

否則，在步驟314中，將所選擇的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并且可以針對新選擇的節(jié)點(diǎn)(其表示在堆棧中具有最低度量的節(jié)點(diǎn))而重復(fù)步驟301至314，以在解碼樹的下一個(gè)等級j處生成子節(jié)點(diǎn)，其中j包括在n-1到1之間。下一個(gè)經(jīng)處理的等級j取決于在堆棧中所選擇的頂層節(jié)點(diǎn)。

因此，步驟301至314的每次迭代(對應(yīng)于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的處理)在根節(jié)點(diǎn)與存儲在堆棧中的新的葉節(jié)點(diǎn)之間提供了路徑。

可以從存儲在堆棧中的節(jié)點(diǎn)信息，并且特別是當(dāng)這樣的信息可用時(shí)存儲在堆棧中的(多個(gè))路徑來估計(jì)所接收的信號。例如，如果應(yīng)用符號估計(jì)(硬判決)，則樹的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了步驟301至314的單次迭代，以使得能夠?qū)?yīng)于所發(fā)送的數(shù)據(jù)信號的硬估計(jì)來確定單個(gè)路徑。可替代地，如果可以應(yīng)用概率估計(jì)(軟判決)，則該解碼方法可以以對數(shù)似然比(llr)值的形式來傳遞軟輸出信息。在該情況下，可以執(zhí)行步驟301至314的幾次迭代。每次迭代提供從根節(jié)點(diǎn)到葉節(jié)點(diǎn)的不同路徑(表示候選網(wǎng)格點(diǎn))。接著，可以將這些不同的路徑(表示候選網(wǎng)格點(diǎn))與它們的路徑一起存儲在輔助堆棧中?？梢曰谶@些路徑來確定信息信號的概率估計(jì)。軟輸出解碼的效率取決于填充在堆棧中的候選網(wǎng)格點(diǎn)的數(shù)量。

有利地，這樣的實(shí)施例允許通過使候選網(wǎng)格點(diǎn)的數(shù)量適應(yīng)軟輸出可靠性度量來提供可靠的軟輸出判決以實(shí)現(xiàn)更好的性能。

在步驟303中所計(jì)算的與子節(jié)點(diǎn)(si)相關(guān)聯(lián)的初始度量fⁱ(si)(也稱為“基本節(jié)點(diǎn)度量”)可以是從樹中的節(jié)點(diǎn)的度量來確定的，所述樹被包括在從根節(jié)點(diǎn)sn到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)si的路徑中。

矩陣r的三角結(jié)構(gòu)減少了對序貫樹搜索的最近點(diǎn)的搜索。樹中的節(jié)點(diǎn)表示符號si的不同可能值，其中針對i＝1，...，n，si表示信息向量sc的實(shí)部和虛部分量。樹分支可以表示兩個(gè)連續(xù)的節(jié)點(diǎn)(si+1；si)。

具體地，根據(jù)方程(11)，樹的等級j處的節(jié)點(diǎn)的度量wj(sj)可以被確定為表示所接收的信號的向量的第j個(gè)分量與包括從根節(jié)點(diǎn)sn到等級j處的節(jié)點(diǎn)sj的樹的節(jié)點(diǎn)值的向量(sn...sj)之間的歐幾里得距離：

應(yīng)該注意的是，節(jié)點(diǎn)sj的累積度量w(sj)表示所定義的從根節(jié)點(diǎn)sn到節(jié)點(diǎn)sj的路徑度量(即，被包括在路徑中的樹中節(jié)點(diǎn)的度量wj(sj)的和)。因此，根據(jù)：其等于形成路徑的不同節(jié)點(diǎn)的所有度量的和。使用該定義，方程(8)的ml度量最小化等同于針對具有最小累積度量的樹中的路徑的搜索。

方程(11)的度量表示針對分支(sj+1；sj)的度量。由于矩陣r的三角結(jié)構(gòu)，針對候選網(wǎng)格點(diǎn)的搜索是從分量sn開始的。

從而，根據(jù)某些實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)度量可以被確定為：

在方程(12)中，b(k)對應(yīng)于子塊加權(quán)系數(shù)b(k)，其與樹節(jié)點(diǎn)sj所屬的信息符號的子塊s^(k)相關(guān)聯(lián)。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以在步驟304中根據(jù)分量，并且特別地根據(jù)從上三角矩陣r的劃分(由從信道矩陣導(dǎo)出的矩陣的qr分解產(chǎn)生的)所獲得的對應(yīng)的上三角子矩陣r^(j)的第i個(gè)對角項(xiàng)，來確定子塊加權(quán)系數(shù)b(k)。

這允許優(yōu)選出位于通向有前景的節(jié)點(diǎn)的子塊處的節(jié)點(diǎn)，這是因?yàn)樯先亲泳仃噐^(j)的對角元素表征信道質(zhì)量。為了加快算法的收斂，可以通過向它們分配小的加權(quán)系數(shù)來優(yōu)選出位于具有高信道衰減值的子塊處的節(jié)點(diǎn)。

子塊加權(quán)系數(shù)b(k)還可以將取決于信道方差σ²的參數(shù)b考慮在內(nèi)，如在“l(fā)atticesequentialdecoderforcodedmimochannel：performanceandcomplexityanalysis”w.abediseid和mohamedoussamadamen。corrabs/1101.0339(2011)中所述：

還可以應(yīng)用本發(fā)明來計(jì)算sb-堆棧解碼器中的節(jié)點(diǎn)的度量。sb-堆棧解碼器使用ml解碼問題的樹表示，從根節(jié)點(diǎn)到葉節(jié)點(diǎn)的每個(gè)路徑是可能的所發(fā)送的信號：從根節(jié)點(diǎn)(從樹的最高維度以遞減次序)開始，探測子節(jié)點(diǎn)sn的全部或子集，并且針對所探測的每個(gè)節(jié)點(diǎn)來計(jì)算與該節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的度量。僅僅具有滿足根據(jù)以下不等式(10)的球狀約束的值的節(jié)點(diǎn)被生成，并且可以被存儲在堆棧中：

使用根據(jù)方程(14)的ml解碼問題的三角結(jié)構(gòu)，sb-堆棧解碼器確定以表示所接收的信號y的點(diǎn)y為球心并且具有半徑c的球s(y，c)內(nèi)的一組網(wǎng)格點(diǎn)。

不等式可以被重寫為：

||rξ||²≤c²(15)

在方程(15)中，r是n×n矩陣，而ζ是n維向量。

最小化問題(ml解)因此可以被重寫為：

為了將搜索區(qū)域限制到具有初始半徑c的球，針對每個(gè)經(jīng)解碼的分量si而定義了搜索區(qū)間ii＝[binf，i；bsup，i]，所述搜索區(qū)間ii的下邊界binf，i和上邊界bsup，i是從初始半徑c確定的。

這涉及僅僅具有包括在區(qū)間ii=[binf，i；bsup，i]中的值的節(jié)點(diǎn)被訪問，并且可以被存儲在堆棧中。針對每個(gè)經(jīng)解碼的符號si的搜索區(qū)間ii使得binf，i≤si≤bsup，i。搜索區(qū)間ii的下邊界binf，i和上邊界bsup，i可以被定義如下：

其中：

pii＝rii²，其中i＝1，...，n(18)

其中j＝i+1，...，n(19)

在解碼過程中所訪問的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量則取決于每個(gè)符號si的區(qū)間ii，搜索區(qū)間的邊界取決于初始球體半徑c。

因此，針對表示待解碼的信號的符號的分量每個(gè)節(jié)點(diǎn)si而確定區(qū)間。搜索繼續(xù)，直到在沒有對半徑的任何更新的情況下找到葉節(jié)點(diǎn)并且返回最優(yōu)路徑(sn，sn-1，...，s1)(根據(jù)ml標(biāo)準(zhǔn)，到所接收的信號向量的最接近的向量)為止。將所存儲的路徑考慮在內(nèi)，可以進(jìn)一步將似然概率分配至數(shù)據(jù)信號的至少一個(gè)符號的比特，并且可以將存儲在第二堆棧中的(多個(gè))路徑和似然概率考慮在內(nèi)以確定數(shù)據(jù)信號(單載波和多載波)的概率估計(jì)，從而確定最佳路徑。

參考圖5，示出了描繪了根據(jù)某些實(shí)施例的sb-堆棧解碼方法的流程圖。

所述方法可以包括預(yù)解碼步驟，所述預(yù)解碼步驟包括以下步驟中的至少一些步驟：

-使用例如網(wǎng)格簡化技術(shù)來對信道矩陣執(zhí)行預(yù)處理以改進(jìn)所述矩陣的列向量的正交，或/和使用mmse-gdfe濾波來增強(qiáng)信道矩陣的調(diào)節(jié)，

-執(zhí)行信道矩陣的qr分解，以使得h＝qr，其中q指代正交矩陣，r指代上三角矩陣，

-計(jì)算等效系統(tǒng)以提供由h或等效地由r所生成的網(wǎng)格的三角網(wǎng)格表示。

這允許進(jìn)行樹搜索以找到由方程(22)所給出的最小化問題的樹解中的點(diǎn)：

在方程(22)中，參數(shù)ξ由ξ＝ρ-s給出。

一旦已經(jīng)接收到待解碼的信號，解碼器就可以針對存儲在堆棧中的樹的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)以下步驟501至515的至少一次迭代。

該方法最初從根節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)開始。因此，第一當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是根節(jié)點(diǎn)(步驟501)。

該方法最初通過將根節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)處理而開始(步驟501)。針對從堆棧頂部選擇的每個(gè)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，迭代步驟502到515以針對是父節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)而生成子節(jié)點(diǎn)。每次迭代因此與解碼樹的等級i相關(guān)聯(lián)(i＝n到1)。參數(shù)i可以取決于在堆棧中所選擇的頂層節(jié)點(diǎn)而針對每次新的迭代遞減。

實(shí)現(xiàn)解碼樹方法的第一次迭代以確定在第一等級i＝n處的根節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)。

可以實(shí)現(xiàn)解碼樹方法的后續(xù)迭代，以確定與在堆棧中所選擇的頂層節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)(并且與解碼樹的給定的等級或?qū)觟相對應(yīng))的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)。

樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以與度量、路徑、和/或維度(或深度)相關(guān)聯(lián)。將根節(jié)點(diǎn)認(rèn)為是參考節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的維度與樹中的節(jié)點(diǎn)的等級相對應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明，節(jié)點(diǎn)gⁱ(si)的度量可以是從所接收的信號與根節(jié)點(diǎn)和所考慮的節(jié)點(diǎn)之間的路徑間的歐幾里得距離的函數(shù)fⁱ(si)來確定的，并且針對節(jié)點(diǎn)中的至少一些節(jié)點(diǎn)，從以下條件來確定：

-從所接收的信號與根節(jié)點(diǎn)和所考慮的節(jié)點(diǎn)之間的路徑間的歐幾里得距離的函數(shù)fⁱ(si)；

-從子塊加權(quán)系數(shù)b(i)。

在解碼樹中，在根節(jié)點(diǎn)和所考慮的節(jié)點(diǎn)之間存在單個(gè)路徑。因此，從該路徑有可能確定對應(yīng)的經(jīng)解碼的比特或者對在根節(jié)點(diǎn)與所考慮的節(jié)點(diǎn)之間所傳輸?shù)乃l(fā)送的信息序列的估計(jì)。

具體地，針對正被處理的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，通過在從qr分解產(chǎn)生的矩陣r的第i層上投射來確定子節(jié)點(diǎn)中的全部或者預(yù)先選擇的子集，并且針對每個(gè)子節(jié)點(diǎn)(步驟402)，約束定義了要由子節(jié)點(diǎn)滿足的關(guān)于搜索區(qū)間ii的條件。

針對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)(對應(yīng)于解碼符號的分量)的等級i的搜索區(qū)間ii=[binf，i；bsup，i]是在步驟404中確定的，并且包括根據(jù)方程(16)和(17)的從初始半徑所確定的下邊界binf，i和上邊界bsup，i。因此，該區(qū)間限制了搜索區(qū)域。

具體地，在步驟405和406中，確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的所考慮的子節(jié)點(diǎn)是否具有包括在區(qū)間ii內(nèi)的值。如果具有，則如關(guān)于圖4的步驟303至305所描述的，使用針對節(jié)點(diǎn)si所屬的子塊s^(k)所確定的子塊加權(quán)系數(shù)b(k)，在步驟407至409中計(jì)算節(jié)點(diǎn)的度量gⁱ(si)＝fⁱ(si)-b(k)。在步驟410中，將子節(jié)點(diǎn)連同其相關(guān)聯(lián)的度量一起添加在堆棧中。可以將諸如子節(jié)點(diǎn)的路徑和/或維度之類的額外的數(shù)據(jù)與每個(gè)子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)地存儲在堆棧中。因此，只有當(dāng)子節(jié)點(diǎn)的值位于搜索區(qū)間ii中時(shí)，才將該子節(jié)點(diǎn)考慮在內(nèi)。從而，具有包括在區(qū)間ii中的值的所有子節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)的子集將被存儲在堆棧中。作為結(jié)果，在樹中所掃描的路徑與位于具有半徑c的球體內(nèi)部的網(wǎng)格的點(diǎn)相對應(yīng)?？梢愿鶕?jù)不同的方法來確定初始半徑c。

解碼方法可以適用于對zⁿ中的有限或無限的網(wǎng)格進(jìn)行解碼，樹中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值與屬于具有在最小閾值cmin和最大閾值cmax之間的預(yù)先定義的范圍的星座的符號的分量相對應(yīng)。在例如利用qam調(diào)制對有限網(wǎng)格進(jìn)行解碼(有限星座)的實(shí)施例中，信息符號si是從有限字母表中選擇的，并且與通過樹所解碼的符號相對應(yīng)的它們的實(shí)部和虛部屬于有限區(qū)間i＝[cmin，cmax]。例如，在使用q-qam調(diào)制的實(shí)施例中，符號si屬于區(qū)間并且與所使用的星座符號相對應(yīng)的搜索樹中的節(jié)點(diǎn)屬于無限集合其中cmin＝0并且

在這樣的實(shí)施例中，為了保證所估計(jì)的符號屬于所考慮的星座，在步驟405和406中，可以可選地在區(qū)間i′i內(nèi)選擇第i等級的子節(jié)點(diǎn)，所述區(qū)間i′i與對應(yīng)于星座的星座區(qū)間[cmin，cmax]和區(qū)間ii之間的交集相對應(yīng)：

當(dāng)已經(jīng)處理了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的所有子節(jié)點(diǎn)時(shí)，在步驟411中，從堆棧中刪除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。

在步驟412中，可以按照度量g^k(sk)的遞增次序來對堆棧重新排序，以使得將具有最低度量的堆棧中的節(jié)點(diǎn)sq存儲在堆棧的頂層。

在步驟413中，選擇堆棧的頂層節(jié)點(diǎn)sq作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)以生成其子節(jié)點(diǎn)。

在步驟414中，確定所選擇的節(jié)點(diǎn)是否是葉節(jié)點(diǎn)。如果所選節(jié)點(diǎn)是葉節(jié)點(diǎn)(即，不具有子節(jié)點(diǎn))，則該方法終止。

否則，在步驟415中，將所選擇的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并且可以針對新選擇的節(jié)點(diǎn)(其表示在堆棧中具有最低度量的節(jié)點(diǎn))而重復(fù)步驟402至415，以在解碼樹的下一個(gè)等級j處生成子節(jié)點(diǎn)，其中j包括在n-1到1之間。下一個(gè)經(jīng)處理的等級j取決于在堆棧中所選擇的頂層節(jié)點(diǎn)。

因此步驟402至415中的每次迭代(對應(yīng)于對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的處理)在根節(jié)點(diǎn)與存儲在堆棧中的新的葉節(jié)點(diǎn)之間提供了路徑。

當(dāng)在第一次迭代中到達(dá)葉節(jié)點(diǎn)時(shí)，算法可以終止處理或者執(zhí)行步驟402至415的新的迭代。在步驟416中，可以通過當(dāng)這樣的信息可用時(shí)將在堆棧中所存儲的節(jié)點(diǎn)信息以及特別是在堆棧中所存儲的(多個(gè))路徑考慮在內(nèi)，來估計(jì)到表示所接收的信號的向量的最接近的向量。例如，如果應(yīng)用二進(jìn)制估計(jì)(硬判決)，則樹的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)步驟402至415的單次迭代，以使得能夠與所發(fā)送的數(shù)據(jù)信號的硬估計(jì)相對應(yīng)地確定單個(gè)路徑。可選地，如果應(yīng)用概率估計(jì)(軟判決)，則解碼方法可以以對數(shù)似然比(llr)值的形式傳遞軟輸出信息。在該情況下，可以執(zhí)行步驟402到415的幾次迭代。每次迭代提供從根節(jié)點(diǎn)到葉節(jié)點(diǎn)的不同路徑(表示候選網(wǎng)格點(diǎn))。接著，可以將這些不同的路徑(表示候選網(wǎng)格點(diǎn))與它們的路徑一起存儲在輔助堆棧中。

在本發(fā)明的可替代的實(shí)施例中，解碼方法可以基于遞歸子塊解碼算法。

即使本發(fā)明對于計(jì)算擴(kuò)展子節(jié)點(diǎn)的度量具有特別的優(yōu)勢，使用子塊相關(guān)的加權(quán)系數(shù)b(k)的度量簡化可以可選地僅僅應(yīng)用至存儲在堆棧中的節(jié)點(diǎn)以用于對堆棧重新排序，同時(shí)在圖4的步驟303-305或圖5的407-409中僅僅根據(jù)在epno.15305910(提交于2015年6月12日)中所公開的函數(shù)fⁱ(si)來常規(guī)地計(jì)算該度量。

在另一個(gè)應(yīng)用中，可以響應(yīng)于檢測到用于觸發(fā)提前終止的觸發(fā)警報(bào)而應(yīng)用使用子塊相關(guān)的加權(quán)系數(shù)b(i)的度量簡化，同時(shí)在圖4的步驟303-305或圖5的407-409中僅僅根據(jù)在epno.15305907(提交于2015年6月12日)中所公開的函數(shù)fⁱ(si)來常規(guī)地計(jì)算該度量。

圖6表示將上三角矩陣r劃分成兩個(gè)上三角矩陣r⁽¹⁾＝r1(維度為8×8的矩陣)和r⁽²⁾＝r2(維度為8×8的矩陣)以及正交矩陣b的示例性劃分。

圖7示出了針對16-qam星座的ml解碼問題的示例性樹表示。在16-qam星座中，復(fù)信息符號的實(shí)部和虛部屬于值的集合{-3，1，1，3}。解碼方法從根節(jié)點(diǎn)開始樹搜索過程，并通過迭代地?cái)U(kuò)展堆棧中的頂層節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)而沿著分支(由箭頭表示)繼續(xù)進(jìn)行。節(jié)點(diǎn)是由用于描繪分支的箭頭的末端來表示的。解碼樹700包括4個(gè)等級(等級1、等級2、等級3、和等級4)，并且每個(gè)等級與由實(shí)符號所采取的不同值相對應(yīng)(等級1對應(yīng)于s4、等級2對應(yīng)于s3、等級3對應(yīng)于s2、等級4對應(yīng)于s1)。

圖7示出了與每個(gè)子塊s^(k)相關(guān)聯(lián)的子塊加權(quán)系數(shù)b(k)：

-與每個(gè)子塊s⁽³⁾相關(guān)聯(lián)的子塊加權(quán)系數(shù)b(3)；

-與每個(gè)子塊s⁽²⁾相關(guān)聯(lián)的子塊加權(quán)系數(shù)b(2)；

-與每個(gè)子塊s⁽¹⁾相關(guān)聯(lián)的子塊加權(quán)系數(shù)b(1)；

如在圖7中所示，子塊s⁽³⁾包括一個(gè)節(jié)點(diǎn)s4(即節(jié)點(diǎn)s4屬于子塊s⁽³⁾)，子塊s⁽²⁾包括兩個(gè)節(jié)點(diǎn)s3和s2，而子塊s⁽¹⁾僅包括一個(gè)節(jié)點(diǎn)s1。

與每個(gè)路徑相關(guān)聯(lián)的度量可以是歐幾里得度量或者是根據(jù)基于子塊的加權(quán)系數(shù)所計(jì)算的經(jīng)修改的度量。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可以根據(jù)子塊遞歸方法來實(shí)現(xiàn)加權(quán)序貫解碼方法，所述子塊遞歸方法使用用于對每個(gè)子塊進(jìn)行解碼的一個(gè)序貫解碼算法dk。

圖8是根據(jù)某些實(shí)施例的遞歸子塊解碼器10的框圖。解碼單元207實(shí)現(xiàn)遞歸子塊解碼，其使用用于確定對所發(fā)送的信號的每個(gè)子塊的至少一個(gè)估計(jì)的至少一個(gè)序貫解碼算法dk并且使用解碼算法dk。解碼單元207將在下文中被稱為子塊解碼單元207。

在這樣的實(shí)施例中，劃分單元12還與r矩陣的劃分相一致地將向量劃分成長度為lk的n個(gè)子向量其中k＝1，...，n，以使得并且

方程(8)因此可以被重寫為：

方程(9)的ml解碼問題因此可以被重寫為：

子塊解碼單元207還可以包括n個(gè)符號估計(jì)單元11，以用于使用序貫解碼算法dk和針對先前估計(jì)的子塊s⁽ⁿ⁾，...s^(k-1)所確定的估計(jì)來確定每個(gè)子塊s^(k)的至少一個(gè)估計(jì)應(yīng)當(dāng)注意的是，可替代地，僅僅可以使用一個(gè)符號估計(jì)單元或者m個(gè)符號估計(jì)單元(m＜n)的集合來對每個(gè)子塊s^(k)進(jìn)行遞歸解碼。

子塊解碼器207還可以包括信號估計(jì)單元15，其被配置為通過對n個(gè)符號估計(jì)單元的輸出進(jìn)行聚合來確定實(shí)數(shù)值向量

每個(gè)符號估計(jì)單元11應(yīng)用序貫解碼算法dk的至少一次迭代以根據(jù)存儲在堆棧中的信息來確定代表包括在子向量中的所發(fā)送的符號的所估計(jì)的符號符號估計(jì)單元11可以根據(jù)與子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的初始度量和針對正被處理的子塊s^(k)而確定的子塊加權(quán)系數(shù)b(k)來確定經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的子塊度量。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過用子塊加權(quán)系數(shù)對節(jié)點(diǎn)的初始度量進(jìn)行簡化來確定節(jié)點(diǎn)的度量。僅僅出于說明的目的，以下的描述將參考使用子塊加權(quán)系數(shù)的初始度量的簡化來進(jìn)行。

圖9是描繪了根據(jù)遞歸子塊解碼方法的解碼方法的流程圖。

在步驟901中，可以執(zhí)行復(fù)數(shù)至實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換以確定所接收的信號的實(shí)數(shù)值系統(tǒng)。例如，在使用空間復(fù)用方案的一個(gè)實(shí)施例中，可以將方程(2)中的系統(tǒng)變換成：

方程(4)中的re(.)和im(.)運(yùn)算符輸出組成底層向量或矩陣的每個(gè)元素的實(shí)部和虛部。

方程(24)可以以網(wǎng)格表示的形式被寫為：

y＝hs+w(25)

空間復(fù)用和空時(shí)塊編碼的對稱和非對稱mimo方案兩者都可以用于在方程(25)中給出的信道輸出的實(shí)數(shù)值網(wǎng)格表示。為了促進(jìn)對以下實(shí)施例的理解，以下描述將對空間復(fù)用方案進(jìn)行參考并且涉及其中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)裝備有相同數(shù)量的天線nt＝nr的對稱mimo配置。從而，方程(25)中的實(shí)數(shù)值向量y、s、和w將被表示為n維向量，其中n＝2nt＝2nr，并且等效的實(shí)數(shù)值信道矩陣h將是n×n方陣。向量s是由構(gòu)成向量sc的原始復(fù)信息符號的實(shí)部和虛部組成的。

在步驟802中，可以執(zhí)行信道矩陣(在某些實(shí)施例中是置換信道矩陣)的qr分解，以使得h＝qr。q指代n×n正交矩陣，而r是n×n上三角矩陣。已知矩陣q的正交性，可以在步驟803中執(zhí)行方程(25)中的系統(tǒng)的乘法，以根據(jù)下式確定等效接收信號和等效系統(tǒng)：

考慮方程(25)中的實(shí)數(shù)值等價(jià)系統(tǒng)以用于估計(jì)原始發(fā)送的信息符號。

在步驟802之前，可以使用置換矩陣來對信道矩陣h的行向量或列向量執(zhí)行置換，以重新排列信道矩陣。

根據(jù)由下式給出的ml解碼問題，使用最佳ml解碼以獲得最佳解碼性能：

在方程(27)中，a＝[cmin，cmax]指代組成實(shí)向量s的復(fù)數(shù)值向量sc的實(shí)部和虛部所屬的字母表。

ml度量可以被定義為：

在步驟804中，可以確定一組子塊解碼參數(shù)，例如，子塊n的數(shù)量(優(yōu)選地大于或等于2)、長度為lk，k＝1，...，n滿足的一組子塊、以及一組序貫解碼算法dk(k＝1，...，n)。長度lk，k＝1，...，n可以相等或不同。解碼算法可以是相似的或不同的。

接著，可以執(zhí)行將上三角矩陣r劃分成子矩陣以及將向量劃分成子向量。從而，將向量劃分成長度為lk的n個(gè)子向量k＝1，...，n，以使得可以將相同的向量劃分應(yīng)用至符號向量s和噪聲向量w，以確定每個(gè)都具有對應(yīng)的長度lk的子向量s^(k)和w^(k)，以使得和如上所述，可以將上三角矩陣劃分成由n個(gè)上三角矩陣r^(k)，k＝1，...，n以及個(gè)正交矩陣b^(jk)，k＝1，...，n；j＝k，...，n所組成的個(gè)矩陣。

可以將經(jīng)劃分的子矩陣、經(jīng)劃分的子向量和子塊解碼參數(shù)存儲在子塊集合(sb)k，k＝1，...，n中，其包括與每個(gè)子塊s^(k)相關(guān)的數(shù)據(jù)。對于從1到n-1的范圍的k，集合(sb)k可以被定義為其中

對于k＝n，集合(sb)n由給定，以使得：

方程(29)和(30)中的系統(tǒng)可以用于對信息符號的各種子向量進(jìn)行解碼。

方程(24)中的ml解碼度量可以寫為：

在步驟808中，可以通過應(yīng)用使用符號子向量s^(k)的先前估計(jì)的子塊(k∈[n，k-1])的序貫算法dk的至少一次迭代以及子塊加權(quán)系數(shù)b(k)來遞歸地估計(jì)每個(gè)符號子向量s^(k)，k＝n，n-1，...，1。子塊加權(quán)系數(shù)b(k)可以是預(yù)先確定的(子塊加權(quán)系數(shù)b(k)屬于集合或者動態(tài)地確定的。在步驟805中，對應(yīng)于k＝n而執(zhí)行初始化，并且在步驟807中可以取回符號子向量s^(k)的先前估計(jì)的子塊k∈[n，k-1]。

可以針對每個(gè)子塊而重復(fù)步驟808以確定符號子向量s^(k)的子向量估計(jì)

更加具體地，對于每個(gè)索引k=n-1，...，1，可以在步驟808中根據(jù)先前估計(jì)的子向量j＝k+1，...，n和正交子矩陣b^(kj)，j＝k+1，...，n來計(jì)算子向量可以使用序貫解碼算法d^(k)、上三角子矩陣r^(k)、和所計(jì)算的子向量來確定索引k的子向量的估計(jì)。對于k＝n，可以使用對應(yīng)的解碼算法d⁽ⁿ⁾、對應(yīng)的上三角子矩陣r⁽ⁿ⁾、和向量來確定估計(jì)

如果在步驟809中確定已經(jīng)估計(jì)了符號的所有子向量，則可以執(zhí)行步驟810和811以根據(jù)子向量k＝1，...，n來構(gòu)造輸出，以作為對所發(fā)送的信號的估計(jì)構(gòu)造步驟可以包括兩個(gè)階段。首先，可以通過在不同子向量中聚合不同的估計(jì)來構(gòu)造實(shí)向量的估計(jì)。接著，可以將所獲得的向量轉(zhuǎn)換成復(fù)向量以使得針對j＝1，...，n/2的分量由下式給出：

在方程(32)中，(u)j表示向量u的第j個(gè)元素。

根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，在符號估計(jì)單元11中所實(shí)現(xiàn)的序貫解碼算法dk(k＝1，...，n)可以是相似的或不同的。解碼算法dk可以是但不限于任何序貫解碼算法，例如堆?；騭b-堆棧解碼算法。此外，可以執(zhí)行在使用諸如lll簡化的網(wǎng)格簡化進(jìn)行解碼之前對對應(yīng)的子上三角矩陣r^(k)的預(yù)處理和/或使用例如mmse-gdfe濾波的左預(yù)處理?？梢栽诟鶕?jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的子塊劃分和檢測之前對信道矩陣應(yīng)用預(yù)處理方法。

用于給定子塊s^(k)的每個(gè)序貫解碼算法dk可以嘗試根據(jù)下式通過將子塊度量最小化來提供估計(jì)

諸如球形解碼器(sd)、堆棧解碼器或、以及sb-堆棧解碼器(sb-堆棧)之類的序貫樹搜索算法可以用于求解方程(33)。

應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明對長度為t的并且編碼k個(gè)符號的線性空時(shí)塊碼的應(yīng)用中，信道輸出的實(shí)數(shù)值表達(dá)式可以以方程(25)的網(wǎng)格表示形式寫出，而在該情況下等效信道矩陣是由下式給出的實(shí)數(shù)值2nrt×2k矩陣heq：

該2ntt×2k矩陣g是已知為線性空時(shí)塊碼的生成矩陣或編碼矩陣的實(shí)數(shù)值矩陣。it表示維度t的單位矩陣，而運(yùn)算符是克羅內(nèi)克(kronecker)矩陣乘積。

此外，在本發(fā)明對其中nt＜nr的非對稱mimo配置的一個(gè)應(yīng)用中，也可以通過對方程(5)的等效系統(tǒng)執(zhí)行步驟801的復(fù)數(shù)到實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換來獲得方程(25)的形式的網(wǎng)格表示，這由下式給出：

u⁺yc＝dv⁺sc+u⁺wc(37)

矩陣u和v是與矩陣d一起從矩陣hc＝udv^t的奇異值分解中獲得的酉矩陣。d是具有表示矩陣hc的奇異值的正對角線項(xiàng)的對角矩陣。

圖10表示本發(fā)明的sb-堆棧實(shí)施例中的接收機(jī)3的空間/時(shí)間解碼器30的示例性架構(gòu)。如圖所示，空間/時(shí)間解碼器30可以包括由數(shù)據(jù)和地址總線64鏈接在一起的以下元件：

-微處理器61(或cpu)，其是，例如，數(shù)字信號處理器(dsp)；

-非易失性存儲器62(或rom，只讀存儲器)；

-隨機(jī)存取存儲器ram63；

-用于接收來自時(shí)間/頻率轉(zhuǎn)換器的輸入信號的接口65；

-用于將解碼數(shù)據(jù)發(fā)送到解調(diào)器31的接口66。

非易失性rom存儲器62可以包括例如：

-寄存器“prog”620；

-子塊加權(quán)系數(shù)b(k)的系數(shù)621；

非易失性rom存儲器62可以包括由有限網(wǎng)格被解碼的實(shí)施例(未示出)中的解碼器所使用的其他預(yù)先定義的參數(shù)，例如cmin和cmax。

可以將用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的算法存儲在程序620中。cpu處理器41可以被配置為將程序620下載到ram存儲器并運(yùn)行相應(yīng)的指令。具體地，cpu包括指令，當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)，所述指令使得cpu根據(jù)存儲在堆棧中的信息來確定表示所發(fā)送的符號的所估計(jì)的符號，該堆棧是通過迭代地?cái)U(kuò)展解碼樹的所選擇的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)來填充的，所述解碼樹包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，解碼樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)與所接收的數(shù)據(jù)信號的符號的候選分量相對應(yīng)，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配了度量，該堆棧是在每次迭代時(shí)用一組經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)來填充的，并且是按照與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的度量的遞增值來排序的。針對每次迭代，所選擇的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)于在堆棧中具有最低度量的節(jié)點(diǎn)。使得cpu確定該組經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的每個(gè)子節(jié)點(diǎn)的初始度量。還使得cpu根據(jù)與經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的初始度量和加權(quán)系數(shù)(解碼樹中的節(jié)點(diǎn)的等級的函數(shù))來計(jì)算經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)的經(jīng)修改的度量。還使得cpu將修改度量分配至經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)經(jīng)擴(kuò)展的子節(jié)點(diǎn)。

ram存儲器63可以包括：

-在寄存器prog630中的、由微處理器61運(yùn)行并且在空間/時(shí)間解碼器30的活動模式中下載的程序；

-寄存器631中的輸入數(shù)據(jù)；

-與寄存器632中的節(jié)點(diǎn)有關(guān)的數(shù)據(jù)；

-寄存器634中的似然概率或llr；

針對解碼樹的節(jié)點(diǎn)，存儲在寄存器632中的數(shù)據(jù)可以包括如根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例所確定的與該節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的度量參數(shù)(從根到所述節(jié)點(diǎn)的路徑，和/或在樹中的深度)。

更加一般地，在本文中所描述的解碼技術(shù)可以通過各種方式來實(shí)現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可以以硬件、軟件、或其組合來實(shí)現(xiàn)。針對硬件實(shí)現(xiàn)而言，解碼器的處理元件可以例如根據(jù)僅硬件的配置(例如，在具有對應(yīng)的存儲器的一個(gè)或多個(gè)fpga、asic、或vlsi集成電路中)或者根據(jù)使用vlsi和dsp的配置來實(shí)現(xiàn)。

盡管已經(jīng)關(guān)于無線通信系統(tǒng)描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明不限于這樣的應(yīng)用。例如，可以將解碼設(shè)備和方法集成在信號處理裝置(例如，在諸如音頻交叉和音頻母帶后期處理之類的音頻應(yīng)用中所使用的有限脈沖響應(yīng)(fir)的電子濾波器)以從給定的輸入序列解碼輸出序列。給定數(shù)據(jù)的輸入序列，階數(shù)為m的fir濾波器的輸出序列是在大小為m的滑動窗中所觀察到的新近輸入的值的加權(quán)總和。給定以輸出序列為模型的網(wǎng)格表示，可以相應(yīng)地集成本發(fā)明的某些實(shí)施例以生成對輸入序列的估計(jì)。

盡管已經(jīng)通過對各種示例的描述示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且盡管已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了這些實(shí)施例，但是本申請人的目的不是要將所附權(quán)利要求的范圍約束或者以任何方式限制于這樣的細(xì)節(jié)。特別地，本發(fā)明不限于特定類型的序貫解碼算法。更加一般地，本發(fā)明可以應(yīng)用于使用最佳優(yōu)先樹搜索來針對候選網(wǎng)格向量進(jìn)行搜索的任何序貫解碼算法，例如堆棧解碼器、fano解碼器、實(shí)現(xiàn)m-算法的解碼器、sb-堆棧、和如在專利申請epno.14306517.5中所描述的z字形堆棧解碼器。z字形解碼器類似于sb-堆棧解碼算法而使用堆棧，但是不同于在搜索區(qū)間中生成所有子節(jié)點(diǎn)或搜索候選網(wǎng)格點(diǎn)，z字形解碼算法在圖3流程圖的步驟302中生成至多三個(gè)子節(jié)點(diǎn)，所述子節(jié)點(diǎn)包括根據(jù)表示所接收的數(shù)據(jù)信號的向量而確定的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的參考子節(jié)點(diǎn)、通過從參考節(jié)點(diǎn)的值中減去正整數(shù)參數(shù)而確定的第一相鄰子節(jié)點(diǎn)、以及通過在參考節(jié)點(diǎn)的值中加上正整數(shù)參數(shù)而確定的第二相鄰子節(jié)點(diǎn)。接著，在圖3的流程圖的步驟304中，在三個(gè)子節(jié)點(diǎn)中選擇子節(jié)點(diǎn)。接著，可以將所選擇的子節(jié)點(diǎn)然后與它們相應(yīng)的度量一起存儲在類似于sb-堆棧解碼器的堆棧中，所述堆棧接著按照節(jié)點(diǎn)度量的遞增順序被重新排序。選擇因此而獲得的堆棧的頂層節(jié)點(diǎn)作為新的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)來迭代遞歸搜索操作。

此外，盡管已經(jīng)關(guān)于子塊加權(quán)系數(shù)的某些示例而描述了本發(fā)明，并且特別地，其中這樣的加權(quán)系數(shù)的某些示例僅僅是出于說明性的目的的，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于這樣的示例。

此外，本發(fā)明的各種實(shí)施例不限于特定類型的檢測，并且適用于硬解碼和軟解碼兩者。