用于低密度签名调制的低复杂度接收器和方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求2014年3月14日递交的、发明名称为"用于低密度签名调制的低复杂度 接收器和方'法（Low Complexity Receiver and Method forLow Density Si邑nature Modulation)"的第14/212,583号美国非临时申请案W及2013年3月15日递交的、发明名称 为"用于低密度签名调制的低复杂度接收器(Xow Complexity Receiver for Low Density SignatureModulationT的第61/788,881号美国临时专利申请案的权益，运两个申请的内 容W引入的方式并入本文本中
技术领域
[0002] 本发明设及无线技术，且在具体实施例中，设及一种用于低密度签名调制的低复 杂度接收器和方法。
【背景技术】
[0003] 低密度签名化DS)是一种码分多址接入(CDMA)技术，其中数据符号的扩频序列比 较稀疏。消息传递算法(MPA)是一种基于置信度传播(BP)的用于LDS调制的多用户检测。MPA 复杂度很高，使得它实际在某些情况下不可实施，例如，在具有较高阶数的调制或大量复用 的LDS签名的情况下。然而，MPA是一种用于LSD接收的近似最优解。利用MPA的LDS接收可提 供良好的性能和特性，但它对于其它方案可能不实用，例如正交频分多址接入(0FDMA)。降 低用于检测LDS调制的MPA复杂度而没有大幅改变性能可W提高MPA检测LDS调制的可行性 和可用性，并且使MPA更适用于具有较高调制阶数或大量复用的LDS签名的情况。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的一优选实施例，一种用于检测低密度签名化DS)传输的方法包括在 检测器处根据针对一个或多个用户设备(UE)的多个接收的复用信号使用将对应于所述UE 的多个变量节点(VN)映射到多个功能节点(FN)的多个第一消息传递算法(MPA)计算并且使 用每个所述VN的概率的初始向量中的先验信息计算所述多个FN。所述方法还包括排除所述 第一MPA计算中的多个第一相对较小的乘法项，使用最后计算的FN和将所述FN映射到所述 VN的多个第二MPA计算更新所述VN的所述概率，W及排除所述第二MPA计算中的多个第二相 对较小的乘法项。
[0005] 根据本发明的另一优选实施例，一种用于检测LDS传输的网络部件包括处理器和 存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质。所述程序包括执行W下操作的指 令:根据针对多个UE的多个接收的复用信号使用将对应于所述UE的多个VN映射到多个!^的 多个第一 MPA计算并且使用每个所述VN的概率的初始向量中的先验信息计算所述多个FN。 所述程序还包括执行W下操作的指令:排除所述第一 MPA计算中的多个第一相对较小的乘 法项，使用最后计算的FN和将所述FN映射到所述VN的多个第二MPA计算更新所述VN的所述 概率，W及排除所述第二MPA计算中的多个第二相对较小的乘法项。
[0006] 根据本发明的另一优选实施例，一种用于检测LDS传输的装置包括检测器，所述检 测器被配置用于根据针对多个肥的多个接收的复用信号，使用在所述VN和多个FN之间映射 的多个MPA计算的一个或更多个迭代计算多个VN中的每个VN的概率的向量中的先验信息， 直到所述概率收敛在预定阔值内或达到MPA迭代的预定最大次数，W及排除所述MPA计算中 的多个相对较小的乘法项。所述装置还包括用于所述VN的一个或更多个解码器，所述一个 或更多个解码器禪合至所述检测器并且被配置用于使用所述VN的所述计算得出的概率解 码每个所述VN的所述概率W获得外部信息。
[0007] 上述内容相当广泛地列出了本发明实施例的特征，从而能更好地理解下文对本发 明的详细描述。本发明实施例的附加特征和优点将在下文描述，其构成本发明的权利要求 书的主题。本领域技术人员应理解，所述概念和具体实施例可方便地用作改进或设计其他 结构或过程的基础，来实现与本发明相同的目的。本领域技术人员还应意识到运种等效结 构不脱离所附权利要求书所述的本发明的精神和范围。
【附图说明】
[0008] 为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
[0009] 图1所示为确定针对低密度签名(LDS)调制的扩频序列的扩频矩阵；
[0010]图2所示为用于LDS检测的消息传递算法(MPA);
[0011]图3为针对MPA提前终止利用外环检测的LDS接收器的实施例；
[0012]图4为复杂度降低的MPA检巧巧法的实施例；
[OOU]图5所示为阔值参数Pth对MPA算法的复杂度的影响；
[0014] 图6所示为针对不同Pth值的MPA算法的性能；
[0015] 图7所示为MPA提前终止对算法的复杂度的影响；
[0016] 图8所示为针对不同SNR值的LDS接收器的整体复杂度；
[0017] 图9所示为使用本公开的降低技术的整体复杂度降低的百分比；
[0018] 图10所示为根据本公开的实施例的LDS接收器中的外环增益；W及
[0019] 图11为可用于实施各种实施例的处理系统。
【具体实施方式】
[0020] 下文将详细论述当前优选实施例的结构和操作。然而，应了解，本发明提供可在各 种具体上下文中体现的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明使用本发明 的具体方式，而不限制本发明的范围。
[0021] 尽管MPA在符号复用中利用稀疏序列来降低多用户检测的复杂度，但仍然存在降 低MPA检测器的复杂度(计算时间方面)而同时保证MPA的近似最优性能的空间。提供了多种 用于实现相比于标准MPA具有基本上很小或容忍的性能损失的低复杂度MPA方案的系统和 方法实施例。该低复杂度MPA方案可由接收器(本文中称为"低复杂度接收器"）实施进行LDS 调制传输。低复杂度MPA实施方案还可被组合在具有软输入软输出（SISO)前向纠错(FEC)解 码器和外环反馈的接收器中W进一步提高LDS接收器的性能。该低复杂度MPA方案可W用于 较高调制阶数和/或大量复用的LDS签名的情况，运两种情况在标准MPA中无法实行。
[0022] 图1所示为可W用来定义用于（例如，传输中的化DS调制的扩频序列的扩频矩阵 (S) 100。扩频矩阵100可W在发射器处实施W确定(例如，联合传输(joint transmissions) 中）针对多个用户设备化E)的复用的数据的输出符号（例如，针对OFDM)。扩频矩阵100具有 包含针对6个UE的4个复用签名或信号的扩频因子。扩频矩阵100的元指定针对6个相应UE的 6个符号中的每个符号对于4个输出资源中的每个输出资源(例如OFDM音调）的贡献。6列中 的每列与6个签名或6个肥之一关联，4行中的每行与4个资源之一关联。在其它示例中，一个 W上的签名可W被分配给肥。虽然描述了 4X6矩阵，但本发明适用于其它矩阵。
[0023] 图1还示出了将6个变量节点110(标记为义1、义2、义3、义4、义日、义6)连接至4个功能节点 120(标记为71、72、73、74)的图101。该图表示法被用来映射6个肥符号和4个资源或音调之间 的关系。一个变量节点110和一个功能节点120之间的每个支路表示该变量节点110的4个可 能值(还称为星座点）的4个概率值的向量。运4个可能值表示值的完整集合，其中一个值被 分配给对应于该变量节点110的肥的符号。因此，一个变量节点110和一个功能节点120之间 的支路中的4个概率的向量表示一个符号(对应于该变量节点110)对于一个音调(对应于该 功能节点120)的贡献的(4个可能值的)概率分布。
[0024] 每个支路中的概率值可W是较低调制阶数(例如二进制相移键控(BPSK))情况下 的对数似然比化LR)。在较高调制阶数(例如正交相移键控(QPSK))的情况下，运些值可W是 每个星座点的归一化(normal ized)可靠性值。例如，根据扩频矩阵100中的元，功能节点yi 是 W 下变量节点的组合：xi-X2+ix日。类似地，y2 = xi-ix3-ix6，y3 = -X2+iX4+X6，W及y2