通信的限制）"，IEEE通信学报， 第57卷，No. 12,第3629-3639页，2009年12月一文中被公开，其中ADC的量化被结合到 调制和量化器最优化的研究中。这篇文章作为整体通过引用并入本公开。然而，该文章中 的方法受限于理想化的加性白高斯信道的设定（没有信道弥散channeldispersion，以及 完美的时间/频率/相位同步）。实践中，所发送的信号还经受一些失真。这就需要开发如 此所公开的用于调制和量化器选择的新方法。本公开公开了在ADC受限的通信系统中促成 高数据速率传输的若干新颖的方法。具体地，这些方法被公开以用于在实际通信场景中对 传输调制和ADC量化器的最优化选择和反馈。
[0053] 图5示出根据本公开的包括ADC量化器的信道模型。图5中所示的信道模型500 的实施例仅仅是用于说明的。其他实施例可以被使用而不脱离此公开的范围。
[0054] 为了说明在此公开的方法，根据等式1提供下面的示例性通信信道模型：
[0055] y(t) =h(t)x(t)+n(t) (1)
[0056] 其中t为时间索引，x(t)是复基带发送符号、y(t)是复基带接收符号，并且n(t) 是加性复高斯噪声。信道系数h(t)是未知的复高斯随机变量，例如，其模仿其中所接收的 信息经受衰落的典型的无线通信环境。
[0057] 对于其中ADC不是瓶颈的系统，先前的模型被用于系统设计和开发。然而，对于 ADC受限的系统，ADC也可以被并入作为系统设计的一部分。这是利用下面的复基带信道模 型工作来实现的，如等式2中所示的：
[0058] z(t) =Qt(y(t)) =Qt(h(t)x(t)+n(t)) (2)
[0059] 其中Qt表示在时间t处的ADC量化操作。
[0060] 该量化操作将模拟接收信号y(t) 505转换为数字化样本。对于L-仓（L-bin)量 化，量化器输出是L个索引，诸如，z(t)e{1，2，...，L}中的一个。注意到y(t)505是复基 带信号，因此Qt表示对复符号的量化操作。实践中，这能够通过对实部和虚部应用单独的 量化（即，对y(t)的同相（I)分量和正交相位（Q)分量的单独量化），或者以其他方式来实 施。
[0061] 对于L-仓量化，量化器将模拟信号转换为L个可能输出值中的一个。指定量化器 510因而等同于指定：将进入的符号空间划分到L个区域。在此，对于y (t) 505为复值的模 拟信号的情况，L-仓量化器将被表示为C的所有复值的数的空间划分为L个区域，因此指 定量化器等同于指定将C划分为L个区域。作为示例，考考L= 16,其可通过对I和Q信道 的样本使用4-仓（即，2比特ADC)的量化来实现。2比特ADC是由三个阈值的集合来指定 的，因此在此情况下，量化器由每个都用于I和Q信道的、三个阈值来指定。
[0062] 在缓慢变化的信道的典型场景的情况下，例如在室内无线网络中遇到的信道515， 该信道在某一持续时间（被叫做信道相干时间）期间可以接近于恒定的。为了说明在此公 开的方法，我们暂时丢弃时间索引t，并编写如等式3中的信道模型：
[0063] z=Q(y) =Q(hx+n) (3)
[0064] 通过这个信道模型500可以达到的传输速率由香农容量的信息理论概念给出，其 被定义为信道输入X520和信道输出z525之间的互信息的最大值，该最大化是在信道输 入X520的概率测度（measure)(概率分布或输入分布）上执行的。请注意，在ADC量化器 510被并入作为这个信道500的一部分的情况下，量化器的不同选择导致了不同的信道模 型，因此容量也是量化器选择的函数。为了最优化数据传输的速率，因而期望的是，挑选得 到最大信道容量的量化器。
[0065] 设输入-输出互信息被表示为I(X;z)，其是被表示为F的信道输入的概率测度的 函数。为了最优化信道数据速率，下面的容量根据等式4来计算：
[0066] C=maxQmaxFI(x；z) (4)
[0067] 先前的最优化包括通过输入分布F和ADC量化器Q二者来最大化信道互信息。通 常，输入分布（即输入概率测度）被约束为满足某些时刻的限制，如第二时刻，或平均功率。
[0068] 请注意，互信息I(X;z)依赖于信道系数h，因此不同的最优化针对不同的信道实 现来执行。此外，注意到，一旦执行最优化（通过发送器或接收器），发送器和接收器二者都 应知道最优化的方案。发送器基于最优化的输入概率测度来挑选调制符号，同时接收器使 用关于输入概率测度和ADC量化器的知识来执行可靠的检测和解码。
[0069] 图6示出根据本公开的、在ADC受限的收发器中促成提高的数据速率的流程图 600。当信令流描述一系列的顺序信号时，除非明确说明，否则不应推断得出：关于执行的特 定次序的序列、信号或其部分是串行执行而不是并发地或以重叠的方式执行、或者所描述 的信号是排他地、在不存在居间或中间信号的情况下执行的。该所描述的示例中描述的过 程由例如在移动站或基站中的发送器链来实施。
[0070] 最优化输入分布和ADC量化器从而提升链路性能的过程可以是如下的过程。发送 器在步骤610中传送导频或参考符号的训练序列，并且在步骤615中，导频/参考符号的训 练序列被接收器用于估计信道系数h。基于该估计，在步骤620中，接收器最优化成对的输 入分布和ADC量化器的选择。在一些实施例中，输入分布的选择可以是，例如，QPSK、16QAM 或64QAM的星座，并且ADC量化器的选择可以是例如4-仓、8-仓和16-仓分辨率之一。
[0071] 在步骤625中，输入分布，以及可能的话ADC量化器，的最优化的选择，被反馈给发 送器。在步骤630中，发送器使用适当的输入分布（很可能是由接收器指示的输入分布） 来传送数据符号（同时可能执行信道编码），同时也显式地指示将被接收器使用的输入分 布以及可能的话ADC量化器。在步骤635中，接收器基于发送器所指示的输入分布以及可 能的话（andpossibly)ADC量化器的选择来解码和解调接收到的数据符号。
[0072] 在一些实施例中，发送器可以被绑定为使用由接收器所建议的输入分布。在这些 实施例中，接收器无需指示ADC量化器选择，并且发送器无需指示所使用的星座以及所假 设的接收器的ADC量化器。
[0073] 在一些实施例中，发送器没有被绑定为使用由接收器所建议的星座。在这些实施 例中，优选的是，接收器指示最优的ADC量化器选择以及星座选择。发送器选择要使用的星 座和ADC量化器的适合的对子，并且向接收器指示这个星座和所假设的接收器的ADC量化 器的对子。
[0074] 在其中发送器能够获得信道估计的另一应用场景中，诸如TDD系统或WiFi系统， 发送器执行输入分布和ADC量化器的最优化。在这种系统中，发送器基于由接收器，例如在 蜂窝通信系统的上行链路中，能够时而传送的导频或其他符号，而掌握了信道估计。
[0075] 图7示出根据本公开的、用于在发送器掌握信道估计的那些系统中促成提高的数 据速率的流程图700。当信令流描述一系列的顺序信号时，除非明确说明，不应推断得出： 关于执行的特定次序的序列、信号或其部分是串行执行而不是并发地或以重叠的方式执 行、或者所描述的信号是排他地、在不存在居间或中间信号的情况下执行的。该所描述的实 例中描述的过程由例如在移动站或基站中的发送器链来实施。
[0076] 在实施例中，发送器在以下过程中最优化输入概率分布和ADC量化器。在步骤710 中，发送器通过使用从接收器发送的导频和/或参考符号来估计发送器和接收器之间的通 信信道系数h。
[0077] 基于该估计，在步骤715中，发送器最优化输入概率分布和ADC量化器的选择。在 步骤720中，输入分布和ADC量化器的最优化的选择被传达给接收器。
[0078] 在步骤725中，发送器使用适当的输入分布（很可能是在之前步骤中获得的优选 的输入分布）来传送数据符号（同时可能执行信道编码），同时也显式地指示该输入分布 和将被接收器使用的ADC量化器。在步骤730中，接收器基于发送器所指示的输入分布和 ADC量化器来解码和解调接收到的数据符号。
[0079] 图8示出结合本公开的、用于具有受限的反馈设置的输入分布和ADC量化器的最 优化的流程图800。当信令流描述一系列的顺序信号时，除非明确说明，不应推断得出：关 于执行的特定次序的序列、信号或其部分是串行执行而不是并发地或以重叠的方式执行、 或者所描述的信号是排他地、在不存在居间或中间信号的情况下执行的。该所描述的实例 中描述的过程通过例如在移动站或基站中的发送器链来实施。
[0080] 可以以各种方式来执行从接收器到发送器的、最优的输入分布以及可能的话ADC 量化器的选择的反馈。在一些实施例中，发送器和接收器在存储器中维护可能的输入分布 的先验指定的码本（priorispecifiedcodebook)，S卩，所有可能的输入分布的集合，以及 可能的话，可能的ADC量化器的码本，例如所有可能的量化器选择的集合。取代使用单独的 与输入分布和ADC量化器相对应的码本，还可以使用联合的码本，其具有指定输入分布和 ADC量化器的组合的特定条目（以及相应的索引）。
[0081 ] 基于通过步骤810和815获得的信道估计，在步骤820中，接收器从所述码本中计 算所有可能的输入分布和ADC量化器的输入-输出互信息。
[0082] 在步骤825中，接收器挑选最优的输入分布和量化器的对子，以作为产生最大互 信息的一对。例如，对于给定的输入分布和ADC量化器的码本，接收器能够计算出所有可能 的输入分布