用于在sic接收机中基于后验信息对码字排序的系统和方法
【专利摘要】本公开涉及在连续干扰消除SIC接收机中基于后验信息对码字排序的系统和方法。提供了用于在连续干扰消除接收机中确定解码顺序的系统和方法。该方法包括使用控制电路来接收多个码字。该方法还包括基于与多个码字关联的后验信息针对多个码字中的至少一个码字计算至少一个排序度量并且基于至少一个排序度量确定解码顺序。
【专利说明】用于在SIC接收机中基于后验信息对码字排序的系统和方法
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本公开按照35U.S.C.§ 119(e)要求于2013年5月3日提交的第61/819，429号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用被结合于此。
【技术领域】
[0003]本公开一般地涉及用于在采用连续干扰消除(SIC)技术的接收机中对码字排序的系统和方法。更具体地，该公开讨论基于后验信息确定解码顺序。
【背景技术】
[0004]公开的技术涉及通信系统，并且更具体地涉及在具有或者没有重传的通信系统中执行连续干扰消除(SIC)。
[0005]在数据传输系统中，期望的是在目的地准确地接收经常被划分成分组的信息。在源或者在源附近的发射机经由信号或者信号矢量发送该源所提供的信息。在目的地或者在目的地附近的接收机处理发射机发送的信号。在通过其发送信息的、发射机与接收机之间的一个或者多个介质可能破坏信号，使得接收机不能正确地重建发射的信息。因此，在给定传输介质的情况下，通过发射机和/或接收机及其相应部件的仔细设计来获得足够的可靠性。
[0006]连续干扰消除(SIC)是一种用于改善数据传输系统的性能的技术。根据该技术，与少量破坏(例如，归因于有利信道条件)关联的接收码字在与较大量破坏关联的其它码字之前被解码。从接收信号矢量减去解码的码字的影响以从其它码字中去除由于解码的码字所致的干扰。以该方式，其它码字可以经历较少干扰并且能够实现比没有干扰消除高的信噪比(SNR)。
[0007]对码字进行解码的顺序是重要设计考虑。常规SIC方法按照以基于反映长期信道条件或者信道性能(诸如长期信噪比)的信息的顺序对码字进行解码。然而，由于信道和干扰条件可能迅速改变，所以这样的信息可能未准确地反映与(例如，在通信系统的特定子帧中的)特定传输尝试有关的条件。
【发明内容】
[0008]根据本公开的实施例，提供了一种用于在连续干扰消除接收机中进行解码的方法。接收多个码字，并且基于与多个码字关联的后验信息针对多个码字中的至少一个码字计算至少一个排序度量。另外，基于至少一个排序度量确定用于多个码字的解码顺序。
[0009]根据本公开的实施例，提供了一种用于使用连续干扰消除对码字进行解码的接收机。该接收机包括被配置用于接收多个码字的控制电路。该接收机还包括被配置用于基于与多个码字关联的后验信息针对多个码字中的至少一个码字计算至少一个排序度量的解码电路。该解码电路还被配置用于基于至少一个排序度量确定用于多个码字的解码顺序。
[0010]在一些实现方式中，后验信息包括对数似然比(LLR)信息、互信息和误比特率(BER)信息中的至少一种信息。
[0011]在一些实现方式中，至少一个排序度量还基于与多个码字中的至少一个码字对应的编码速率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]将在考虑结合附图进行的以下具体描述时清楚本公开的以上和其它方面及潜在优点，在整个附图中，相似附图标记指代相似部分，并且在附图中:
[0013]图1是根据本公开的一些实施例的数据传输系统的高级框图；
[0014]图2是根据本公开的一些实施例的连续干扰消除(SIC)系统的高级框图；
[0015]图3是图示根据本公开的一些实施例的用于执行SIC的过程的流程图；
[0016]图4图示根据本公开的一些实施例的基于后验信息对码字排序的若干示例；
[0017]图5是根据本公开的一些实施例的用于在SIC接收机中确定解码顺序的方法的高级流程图；以及
[0018]图6示出根据本公开的实施例的用于执行这里描述的过程中的任何过程的计算设备的框图。
【具体实施方式】
[0019]本公开一般地涉及在潜在地利用重传的传输系统中执行连续干扰消除(SIC)。在一个方面，码字排序可以基于与待解码的码字关联的后验信息。
[0020]图1示出根据本公开的一些实施例的数据传输系统100的图示。图1的系统包括发射机110、信道160和接收机180。在一些实施例中，可以在大量传输系统、诸如系统100之间划分待传输的数据，其中每个系统对应于一个并行传输。例如，系统100可以对应于在特定频率范围中承载数据的系统带宽的一部分上(例如，在一个或者多个子载波上)的传输。在一些实施例中，所示系统可以代表无线通信系统。在这些实施例中，发射机110可以是无线发射机(例如，无线路由器或者基站)，并且接收机180可以是无线接收机(例如，移动电话、笔记本电脑、或者手持设备)。发射机110和接收机180中所示的部件可以由单个集成电路(IC)实施或者实施为电路板上的分离部件或者实施于可编程逻辑器件上。这些部件可以实施于分离器件或者电路上并且联网在一起。
[0021]发射机110可以使用编码器和调制器块来处理C个信息比特序列以产生C个码字。例如，编码器和调制器块102、104和106可以分别处理比特序列101、103和105以输出码字112、114和116。虽然根据二进制数据描述了本公开，但是可以用非二进制数序列或者包含符号的另一类型的信息替换比特序列101、103和105而不脱离本公开的范围。在一些实施例中，编码器和调制器块102、104和106可以分别包括编码器102a、104a和106a。这些块可以采用纠错或者检错码以对比特序列101、103和105进行编码。例如，编码器102a、104a和106a可以使用卷积码、Turbo码、LDPC码或者其它适当码对比特序列101、103和105进行编码。可以向编码比特添加诸如形式为循环冗余校验(CRC)的检错信息。编码器和调制器块102、104和106还可以分别包括调制器102b、104b和106b以基于任何适当调制方案、诸如正交幅度调制(QAM)、脉冲幅度调制(PAM)或者相移键控(PSK)对与比特序列101、103和105关联的编码比特序列进行调制。虽然编码器和调制器块102、104和106被图示为分离块，但是这些块可以被实施为一个或者多个编码器和调制器单元。
[0022]码字到流映射器120可以处理编码器和调制器块(例如，编码器和调制器块112、114和116)输出的C个码字以输出S个流。这些S个流由编码值X1 [m]至&[111]代表，其中m是与传输实例关联的传输索引。可以在时域中或者在频域中或者其任何组合中定义传输实例。在一些实施例中，m可以指在时域中发送的符号的索引。在一些实施例中，m可以代表子载波的索引。所有S个流X1Dii]至xs[m]可以被统一地指示为SXl流矢量x(m),使得:
[0023]X (m) = [X1 [m],..., xs [m] ]τ。
[0024]可以向MMO预编码器150中输入流X1Qn]至xs[m]。MMO预编码器150可以将流X>]至&[!11]映射到发射值AM至5T[m]，其中τ是发射天线的数目，并且TS S。这些发射值可以被分组到TX I矢量可m)中，其在下文将被称为发射矢量$?^,其中:
[0025]x(m) = [,?![m],..., [m]]
ο
[0026]可以使用线性预编码操作来执行从流矢量X到发射矢量交的该映射。例如，MIMO预编码器150可以通过将流矢量x(m)乘以TXS预编码矩阵P来生成发射矢量i(m>使得:
[0027]x(m) = P(m)x(m)。 等式(I)
[0028]可以选择预编码矩阵P以实施某些传输方案。在一些实施例中，可以选择预编码矩阵P，使得跨多个发射天线发送相同数据流X1Dn]的多个副本以改善数据传输的可靠性。该冗余性导致能够使用接收的副本中的一个或者多个副本以在接收机处重建发射信号的更高可能性。备选地，可以选择预编码矩阵以并行发射多个数据流以诸如增加通信链路的可实现的数据速率。可以采用各种技术、诸如闭环空间复用或者其它形式的波束成形。
[0029]可以在发射机110处使用T个发射天线对发射值至进行发射。例如，
可以通过发射天线152发射Hm』。在传输期间，XiM至可以被信道160所代表的传输介质和加性噪声源Z1 [m]至zK[m]更改。在无线通信系统中，信道160可以是在发射与接收机天线之间的物理空间，该物理空间由于至少随时间变化的多径衰落和阴影效应而阻碍和衰减传送的信号。加性噪声源Z1Dn]至4[!11]可以例如是环境电磁干扰。在一些场景中，可以将噪声源21[111]至4[!11]建模为具有零均值的加性白高斯噪声(AWGN)。而且，在许多应用中，信道160可以不随时间变化，这意味着信道的性质在适当时间量程内基本上不变。在实时数据传输系统中，适当时间量程可以是在毫秒范围中。
[0030]接收机180可以使用R个接收机天线、诸如接收机天线182来接收信号Y1 [m]至yE[m]0这些接收信号将统称为第m个接收矢量y(m)或者简称为接收矢量y，其中:
[0031]y (M) = Ly1 [m],..., yE[m]]T0
[0032]接收机180可以包括任何适当数目的接收机天线，并且因此R可以是至少为S的任何整数。信号Y1 [m]至yK[m]可以包括来自已经被信道160和噪声源zjm]至zK[m]衰减和/或破坏的信号至吞[?]中的一个或者多个信号的信息。接收机180可以处理接收信号以产生输出比特序列191。接收机180完成的处理可以包括解调和解码。备选地，可以将输出比特序列191引向接收机180外部的解码器(未示出)。解码的信息191可以用来适配接收机180所执行的接收机处理，如以下更具体描述的那样。
[0033]由于发射机110的多个发射天线和接收机180的可能多个接收机天线，信道160有时可以称为具有T个输入(来自发射机110)和R个输出(来自接收机180)的MIMO信道或者简称为TXRMMO信道。由于信道性质，R个接收机天线中的每个接收机天线接收的信号可以基于来自多个发射天线的信号。具体而言，每个接收机天线接收的信号可以是发射天线提供的信号的线性组合。因此，以矩阵形式，第m个接收矢量y(m)可以由下式建模:
[0034]
【权利要求】
1.一种用于在连续干扰消除接收机中进行解码的方法，所述方法包括: 使用控制电路来接收多个码字； 使用所述控制电路基于与所述多个码字关联的后验信息针对所述多个码字中的至少一个码字计算至少一个排序度量；以及 基于所述至少一个排序度量确定用于所述多个码字的解码顺序。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述后验信息包括对数似然比(LLR)信息、互信息和误比特率(BER)信息中的至少一种信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量还基于与所述多个码字中的所述至少一个码字对应的编码速率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述后验信息包括对数似然比(LLR)，并且针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量包括: 跨与所述多个码字中的所述至少一个码字关联的信息比特对所述LLR的量值进行平均以获得平均LLR量值；以及 基于所述平均LLR量值针对所述多个码字中的所述至少一个码字确定所述至少一个排序度量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述后验信息包括比特级对数似然比(LLR)，并且针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量包括: 基于所述比特级LLR针对所述多个码字中的所述至少一个码字中的比特计算误比特率度量； 跨所述多个码字中的所述至少一个码字中的所述比特对所述误比特率度量进行平均以获得平均误比特率度量；以及 基于所述平均误比特率度量针对所述多个码字中的所述至少一个码字确定所述至少一个排序度量。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述后验信息包括比特级对数似然比(LLR)，并且针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量包括: 基于所述比特级LLR针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算成功解码的概率；以及 基于所述成功解码的概率针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述后验信息包括比特级互信息，并且针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量包括: 通过跨所述多个码字中的所述至少一个码字中的信息比特对所述比特级互信息进行平均或者跨所述多个码字中的所述至少一个码字中的所述信息比特确定所述比特级互信息的中值之一来计算码字级互信息度量； 通过与所述多个码字中的所述至少一个码字关联的编码速率来归一化所述码字级互信息度量；以及 基于归一化的所述码字级互信息度量针对所述多个码字中的所述至少一个码字确定所述至少一个排序度量。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个码字之一是重传码字；并且 所述后验信息包括与所述重传码字的先前传输关联的信息。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括: 基于所述多个码字中的码字在所述解码顺序中的排行来选择所述码字； 响应于所述选择对所选择的码字进行解码；以及 消除与所选择的码字关联的干扰。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括: 响应于所述解码确定与所选择的码字关联的可靠性度量；以及 如果所述可靠性度量超过预定义阈值，则消除来自所解码的给定码字的所述干扰。
11.一种用于使用连续干扰消除对码字进行解码的接收机，所述接收机包括: 控制电路，被配置用于接收多个码字；以及 解码电路，被配置用于: 基于与所述多个码字关联的后验信息针对所述多个码字中的至少一个码字计算至少一个排序度量，以及 基于所述至少一个排序度量确定用于所述多个码字的解码顺序。
12.根据权利要求11所述的接收机，其中所述后验信息包括对数似然比(LLR)信息、互信息和误比特率(BER)信息中的至少一种信息。
13.根据权利要求12所述的接收机，其中所述解码电路还被配置用于基于与所述多个码字中的所述至少一个码字对应的编码速率针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量。
14.根据权利要求11所述的接收机，其中所述后验信息包括对数似然比(LLR)，并且其中所述解码电路还被配置用于通过以下操作针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量: 跨与所述多个码字中的所述至少一个码字关联的信息比特对所述LLR的量值进行平均以获得平均LLR量值；以及 基于所述平均LLR量值针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量。
15.根据权利要求11所述的接收机，其中所述后验信息包括比特级对数似然比(LLR)，并且其中所述解码电路还被配置用于通过以下操作针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量: 基于所述比特级LLR针对所述多个码字中的所述至少一个码字中的比特计算误比特率度量； 跨所述多个码字中的所述至少一个码字中的所述比特对所述误比特率度量进行平均以获得平均误比特率度量；以及 基于所述平均误比特率度量针对所述多个码字中的所述至少一个码字确定所述至少一个排序度量。
16.根据权利要求11所述的接收机，其中所述后验信息包括比特级对数似然比(LLR)，并且其中所述解码电路还被配置用于通过以下操作针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量: 基于所述比特级LLR针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算成功解码的概率；以及 基于所述成功解码的概率针对所述多个码字中的所述至少一个码字确定所述至少一个排序度量。
17.根据权利要求11所述的接收机，其中所述后验信息包括比特级互信息，并且其中所述解码电路还被配置用于通过以下操作针对所述多个码字中的所述至少一个码字计算所述至少一个排序度量: 通过跨所述多个码字中的所述至少一个码字中的信息比特对所述比特级互信息进行平均或者跨所述多个码字中的所述至少一个码字中的所述信息比特确定所述比特级互信息的中值之一来计算码字级互信息度量； 通过与所述多个码字中的所述至少一个码字关联的编码速率来归一化所述码字级互信息度量；以及 基于归一化的所述码字级互信息度量而针对所述多个码字中的所述至少一个码字确定所述至少一个排序度量。
18.根据权利要求11所述的接收机，其中所述多个码字之一是重传码字；并且 所述后验信息包括与所述重传码字的先前传输关联的信息。
19.根据权利要求11所述的接收机，其中所述解码电路还被配置用于: 基于所述多个码字中的码字在所述解码顺序中的排行来选择所述码字； 响应于所述选择对所选择的码字进行解码；以及 消除与所选择的码字关联的干扰。
20.根据权利要求19所述的接收机，其中所述解码电路还被配置用于: 响应于所述解码确定与所选择的码字关联的可靠性度量；以及 如果所述可靠性度量超过预定义阈值，则消除来自所解码的给定码字的所述干扰。
【文档编号】H04L1/06GK104135334SQ201410197156
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2013年5月3日
【发明者】徐明光, 孙亚崑, H-L·楼 申请人:马维尔国际贸易有限公司