本發(fā)明涉及使用量化符號來處理信號的方法。更確切地說，本發(fā)明涉及量化所接收的信號的原始符號和信道狀態(tài)信息值，以產(chǎn)生用于計算軟位的序列的量化符號的序列和量化信道信息值的序列。

背景技術(shù)：

由一個或多個發(fā)射器發(fā)射且由一個或多個接收器接收的信息的數(shù)字通信通常需要專門的信令方法。一個此類實例是被稱為OFDM的正交頻分復(fù)用，所述正交頻分復(fù)用使用頻分復(fù)用后的信號來載送數(shù)據(jù)，所述信號在信道中傳送。

為減輕在用于傳送信號的信道內(nèi)的噪聲和衰落的影響，通常將前向糾錯技術(shù)與信號的頻率和/或時間交織一起使用，以提供冗余且增加信號的穩(wěn)健性，如下文將解釋。

由于由來自信號路徑中的例如建筑物等障礙物的信號的衍射或反射導(dǎo)致的多徑效應(yīng)，用于傳送信號的信道的質(zhì)量可能發(fā)生改變，尤其是在無線通信協(xié)議和信道的情況下。對于無線信號，取決于所反射信號是相干地還是反相地疊加，所接收的信號可以在良好的信道中，其中信號良好地表示所發(fā)送的信號；或在深度衰落的信道中，其中信號在從來源行進(jìn)到接收器時發(fā)生衰減，和/或發(fā)生相移。為克服不良的深度衰落信道的消極影響，無線系統(tǒng)被設(shè)計成將冗余插入在所發(fā)射的信號中，使得可以在接收器側(cè)重構(gòu)衰減的信號。如上文所提到，此插入操作通過使用信道譯碼來進(jìn)行，所述信道譯碼例如是卷積譯碼、渦輪譯碼或低密度奇偶校驗(LDPC)碼等。

通常，當(dāng)發(fā)送信號時，首先用信道譯碼器(例如，F(xiàn)EC(前向糾錯)區(qū)塊或編碼器)來對各位進(jìn)行編碼，且插入冗余位。接著，通過交織器 區(qū)塊在不同時間和頻率的信號上交織這些位，使得這些位經(jīng)歷譯碼塊中的不同信道。隨后調(diào)制這些位且經(jīng)由例如無線信道發(fā)送這些位。在接收器側(cè)，對所發(fā)射的位進(jìn)行解調(diào)，且以似然概率的形式計算每個位的可靠性信息，即，所接收的位的值(例如，針對數(shù)字信號)是特定值。此信息可以被認(rèn)為是軟位。此類軟位的一個實例是對數(shù)似然比(LLR)，所述對數(shù)似然比取決于其值提供所接收的位具有一個值或不同值的似然度。在無線通信實例中，LLR可以由接收器用來確定所接收的位的值是0或1(針對數(shù)字信號)的似然度。取決于例如應(yīng)用和/或無線系統(tǒng)，LLR可以具有不同的分辨率。解交織器區(qū)塊隨后可以使LLR對準(zhǔn)對應(yīng)的所接收的位，補(bǔ)償(或反轉(zhuǎn))在發(fā)射器側(cè)的交織器的操作，且將所接收的位的補(bǔ)償值饋送給FEC解碼器以進(jìn)行處理。

信道條件可以取決于發(fā)射器和接收器的位置并且還由于在信號路徑的線路中的障礙物的變化而改變。例如，由移動中的汽車所接收的信號的信道可以取決于汽車相對于其周圍環(huán)境的位置而改變。此類變化難以預(yù)測且可以被視為是隨機(jī)的。相應(yīng)地，每個信道可以是具有變化的信道條件的隨機(jī)變化信道。由于信道條件的此可能變化的性質(zhì)，為使信道譯碼更加穩(wěn)健地抵抗衰落效應(yīng)，交織編碼位，使得在該情況下經(jīng)歷類似的信道條件的位，例如，經(jīng)歷良好的信道或衰落的信道的位，全都展開在信道碼的不同部分上，使得可以更有效的方式校正這些位。因此，交織在無線通信系統(tǒng)中起到重要的作用。隨著交織器區(qū)塊的尺寸增加，系統(tǒng)變得更加穩(wěn)健地抵抗衰落效應(yīng)。

為克服無線信道的衰落效應(yīng)，數(shù)字音頻廣播(DAB)標(biāo)準(zhǔn)將交織器尺寸選擇為384ms。因此，解交織器區(qū)塊需要在384ms的持續(xù)時間期間將LLR存儲在例如閃存存儲器等存儲器內(nèi)，使得所述解交織器區(qū)塊可以正確地將LLR饋送給FEC解碼器。每一標(biāo)準(zhǔn)具有其自身對交織尺寸的設(shè)計選擇。隨著交織器的尺寸增加，待存儲的軟位的數(shù)目增加，從而在需要將位存儲在接收器上時產(chǎn)生較大的存儲成本。

交織器/解交織器存儲器通常在用于無線接收器的集成電路區(qū)域內(nèi)具有較大的實施成本。相應(yīng)地，如果選擇較大交織尺寸，那么此選擇增 加接收器的成本。減少交織器/解交織器存儲器的存儲成本需求(即，閃存存儲器或隨機(jī)存取存儲器或其它形式的存儲器的尺寸)的一個常規(guī)方式是減少用于表示LLR的位數(shù)。然而，隨著用于表示LLR的位的數(shù)目減少，F(xiàn)EC解碼器工作效率變低，校正較少的錯誤位，從而減小接收的可靠性。因此，例如在DAB接收器中，收聽者聽到較低質(zhì)量的音頻信號，或在數(shù)字視頻廣播(例如，第二代)(DVB-T2)接收器中，觀看者體驗到更多的視頻幀差錯。

在常規(guī)接收器中，LLR產(chǎn)生為存儲在接收器的存儲器中的地址處的字。這些字具有以N位測量的字寬度。相應(yīng)地，LLR的字以N位存儲和讀取、解交織、且仍以N位精確度饋送到FEC解碼器。因此，直到LLR被FEC解碼器使用時，LLR的精確度才發(fā)生改變。

作為另一調(diào)制協(xié)議的實例，位交織譯碼調(diào)制(BICM)廣泛用于無線系統(tǒng)(例如數(shù)字無線電、TV廣播、WiFi、蜂窩和衛(wèi)星系統(tǒng))以及有線系統(tǒng)中，以克服在無線/有線信道中的噪聲和衰落的消極影響。這些位在發(fā)射器側(cè)被編碼、交織且映射到符號，而在接收器側(cè)進(jìn)行解調(diào)、解交織和解碼。為實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率，使用更大的星座圖尺寸，例如，在ISDB-T/IEEE 802.11a/g中的64正交振幅調(diào)制(QAM)、在DVB-C2中的4096QAM。

在使用64QAM及更大的尺寸等較大星座圖尺寸的情況下，將存儲/傳送每符號的LLR所需的存儲空間/速度與每符號發(fā)射的位數(shù)相乘，例如，64QAM需要的存儲空間或帶寬是二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制的6倍。

在常規(guī)分布的接收器系統(tǒng)中，所分布的接收器計算每個位的LLR且將此信息發(fā)送到主處理單元，所述主處理單元執(zhí)行解交織和FEC解碼。在此情況下，每個接收器需要到主處理單元的具有最小數(shù)據(jù)速率(N×T×1/r)的數(shù)據(jù)鏈路，其中N是LLR的分辨率，T是既定被解碼的數(shù)據(jù)的凈處理量且r是FEC譯碼速率。

盡管分布式接收系統(tǒng)未必具有與存儲器存儲LLR值的成本相同的問題，但必須將每個所計算出的LLR發(fā)送到主處理單元以用于解交織和 解碼。由于與主處理單元交換數(shù)據(jù)所需的帶寬，上述操作具有成本。相應(yīng)地，隨著符號大小和速率增加，帶寬要求也增加。因此希望最小化此帶寬利用率。

本發(fā)明通過以減少用于常規(guī)接收器和/或分布式接收器的(解)交織器存儲器的存儲成本以及使分布式接收器減少用于數(shù)據(jù)交換的帶寬成本(例如，LLR)為目標(biāo)，而旨在幫助解決以上所識別出的問題中的至少一些問題。如上文所提到，存儲成本與存儲數(shù)據(jù)所需的交織器的尺寸有關(guān)，而減少帶寬成本與符號大小(星座圖)和符號分配率有關(guān)。對于這兩種情形，需要對數(shù)據(jù)(例如LLR)的有效表示。

本發(fā)明以比常規(guī)技術(shù)更有效的方式表示數(shù)據(jù)，例如LLR，使得此數(shù)據(jù)的存儲成本或發(fā)射成本減少。在一些情況下，這可能在存儲器上產(chǎn)生減少的成本，或在將數(shù)據(jù)發(fā)送(例如)到另一系統(tǒng)以用于信道解碼時產(chǎn)生減少的帶寬需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種處理信號的方法，所述方法包括以下步驟：接收包括多個原始符號的信號，每個原始符號具有多個位，且在信道中被傳送；估計用于傳送每個原始符號的信道的信道狀態(tài)信息值以產(chǎn)生相對應(yīng)的多個信道狀態(tài)信息值；基于多個原始符號的信道狀態(tài)信息值來量化多個原始符號以產(chǎn)生量化符號的序列；量化信道狀態(tài)信息值以產(chǎn)生量化信道狀態(tài)值的序列；以及基于量化符號的序列和量化信道狀態(tài)值的序列來計算軟位值的序列。

在實施例中，量化多個原始符號的步驟可以包括以下步驟：將原始符號量化成多個量化區(qū)間，每個量化區(qū)間具有等于信道狀態(tài)信息值的分?jǐn)?shù)的寬度。每個量化區(qū)間的寬度可以是在各量化區(qū)間之間均勻的，或可以在各量化區(qū)間之間使用非均勻?qū)挾取Ｗ鳛閷嵗?，均勻量化區(qū)間的寬度可以等于信道狀態(tài)信息值的單一分?jǐn)?shù)。作為另一個實例，非均勻量化區(qū)間的寬度可以等于信道狀態(tài)信息值的若干分?jǐn)?shù)，使得第一區(qū)間具有等于信道狀態(tài)信息值的一個分?jǐn)?shù)的寬度，第二區(qū)間具有等于信道狀態(tài)信息值 的第二分?jǐn)?shù)的寬度等。

通過根據(jù)信道狀態(tài)信息值的分?jǐn)?shù)因子來限定量化區(qū)間的寬度，可以在不需要預(yù)計或存儲較大范圍的原始符號值的情況下限定量化區(qū)間的數(shù)目。如上文所提到，較大交織器尺寸在量化之前需要較大的存儲成本來存儲所接收的符號信息。通過基于信道狀態(tài)信息值進(jìn)行量化，可以減少存儲要求。這同樣適用于例如發(fā)射數(shù)據(jù)的分布式系統(tǒng)。通過基于信道狀態(tài)信息值來量化原始符號，并且將此信息發(fā)送到中央單元以用于軟位計算而非在每個接收器中計算軟位，可能需要比發(fā)送所有軟位值更低的帶寬。

通過在計算軟位值(例如LLR)之前量化原始符號，由于僅需要存儲關(guān)于每個量化符號在哪一個量化區(qū)間中的信息以及量化信道信息，而不需要存儲每個原始符號的值和其信道狀態(tài)信息值，所以可以減少裝置的存儲成本和/或發(fā)射成本。在隨后的位解交織期間，此方法還可以允許在將軟位(例如)發(fā)射到分布式接收器系統(tǒng)中的主處理單元之前或在裝置使用軟位之前按需要產(chǎn)生軟位(例如LLR)，而非必須基于所有所接收的原始符號產(chǎn)生軟位。

量化區(qū)間的寬度可以是非均勻的。這可能允許根據(jù)信號具有最大概率之處來修改量化區(qū)間的寬度。

在實施例中，可以存儲量化符號的序列和/或量化信道狀態(tài)值的序列。另外或替代地，可以將量化符號的序列和/或量化信道狀態(tài)值的序列發(fā)射到模塊以用于進(jìn)一步處理。該模塊可以是分布式接收器系統(tǒng)中的主處理單元。

在實施例中，每個量化區(qū)間都可以具有量化值，且取決于為信號選擇的調(diào)制，區(qū)間的量化值的動態(tài)范圍可以是相對應(yīng)的信道的幅值的按比例縮放版本。通常，符號可以量化成具有量化值的動態(tài)范圍的多個量化區(qū)間。在實例中，量化值的范圍可以是信道的幅值范圍的按比例縮放版本，且可以取決于為信號選擇的調(diào)制。調(diào)制可以是被稱為QAM的正交振幅調(diào)制方案，例如8QAM、16QAM、32QAM、64QAM或128QAM；或是被稱為MPSK的多頻相移鍵控方案。這提供一種基于信道內(nèi)包含的 信息來提供量化值的范圍或區(qū)間(可以將符號量化成所述區(qū)間)的方式，所述信息可以在先前步驟中通過該方法確定。

在實施例中，量化多個信道狀態(tài)信息值的步驟可以包括以下步驟：將信道狀態(tài)信息值量化成多個信道量化區(qū)間，每個信道量化區(qū)間具有表示一個或多個信道狀態(tài)信息值的寬度。如上文所提到，信道量化區(qū)間的寬度可以是非均勻的。

信道狀態(tài)信息可以取決于碼率、信道的平均幅值和信道的相位以及工作信噪比(SNR)以及信道和信號信息的最近歷史中的一個或多個因素來量化。

在另外的實施例中，量化多個原始符號和信道信息的步驟可以進(jìn)一步包括以下步驟：在符號的量化之前，使用原始符號的信道信息值的復(fù)共軛來均衡原始符號。這樣做可以進(jìn)一步減少量化值的所需范圍和在量化步驟中所需的步驟。

軟位值可以是為每個位計算的LLR。

在時間和/或頻率變化的信道中，LLR還可能取決于信道狀態(tài)。對于符號的每個位，可以確定LLR。LLR的值可以取決于所接收的符號和信道的(實際)狀態(tài)。符號信息和信道狀態(tài)信息可以被量化且被用作用于計算軟位值(例如LLR)的序列的輸入。軟位值可以表示原始符號和與量化區(qū)間相對應(yīng)的信道狀態(tài)的總體，原始符號量化成所述量化區(qū)間。

如上文所提到，在使用解交織器對量化符號的序列和量化信道狀態(tài)值的序列進(jìn)行時間/頻率解交織之前，可以將該量化符號的序列和該量化信道狀態(tài)值的序列存儲在存儲器中。如果例如使用接收器的分布式網(wǎng)絡(luò)，那么這樣做可能是有用的。

在分布式網(wǎng)絡(luò)中，每個分布式接收器可以接收公共發(fā)射信號，但每個分布式接收器所接收的信號可能已經(jīng)經(jīng)歷不同的信道狀態(tài)。每個分布式接收器接著可以基于由分布式接收器所接收的信號來確定量化符號的序列和量化信道狀態(tài)值的序列。這些量化序列接著可以提供給中央單元以用于計算軟位值的序列，例如LLR。

一旦計算出LLR，就可以將LLR提供到其中可以進(jìn)行位解交織的 位解交織器。接著可將來自位解交織器的輸出提供到其中可以進(jìn)行前向糾錯的前向糾錯區(qū)塊。相應(yīng)地，接著可從前向糾錯區(qū)塊輸出解碼位流。

將LLR提供到位解交織器的步驟可以進(jìn)一步包括以下步驟：產(chǎn)生所請求的LLR的地址，且從存儲器讀取相對應(yīng)的量化符號和量化信道信息，且通過使用量化符號和量化信道信息來計算所請求的LLR。這樣做可被視為按需要計算所請求的數(shù)據(jù)，例如LLR。

高速緩沖存儲器可以被提供為另一存儲器，該另一存儲器用于存儲先前存取的量化符號和信道信息，以用于以較少的存取次數(shù)存取相同的信息，所述信息將被用于計算符號中的其它LLR。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于被配置成處理信號的接收器的集成電路，該集成電路被配置成：根據(jù)第一方面的方法來處理信號。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種包括一個或多個接收器的通信系統(tǒng)，每個接收器被配置成接收包括多個原始符號的信號，每個原始符號具有多個位且在信道中傳送，所述接收器包括：信道估計器模塊，該信道估計器模塊用于估計用于傳送信號的信道的信道狀態(tài)信息值；符號量化模塊，該符號量化模塊用于基于多個原始符號的信道狀態(tài)信息值來量化多個原始符號以產(chǎn)生量化符號的序列；以及信道量化模塊，該信道量化模塊用于量化信道狀態(tài)信息值以產(chǎn)生量化信道狀態(tài)的序列。

在實施例中，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括中央單元，該中央單元被配置成從一個或多個接收器中的每一個接收器接收量化符號中的一個或多個量化符號以及量化信道狀態(tài)中的一個或多個量化信道狀態(tài)，其中中央單元包括：處理器，該處理器用于從一個或多個接收器產(chǎn)生量化符號中的所接收的一個或多個量化符號的組合量化符號，且用于從一個或多個接收器產(chǎn)生量化信道狀態(tài)值中的所接收的一個或多個量化信道狀態(tài)值的組合量化信道狀態(tài)值；軟位模塊，該軟位模塊用于基于組合量化符號和組合量化信道狀態(tài)值來產(chǎn)生軟位值；以及解交織器模塊，該解交織器模塊用于對組合量化符號和組合量化信道狀態(tài)進(jìn)行解交織。

處理器可以通過確定量化符號中的所接收的一個或多個量化符號的加權(quán)和來產(chǎn)生組合量化符號。處理器還可以通過取個別的信道狀態(tài)值 的平方幅值的總和的平方根來產(chǎn)生或單獨(dú)地產(chǎn)生組合量化信道狀態(tài)值。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括一個或多個接收器的通信系統(tǒng)，這些一個或多個接收器中的至少一個接收器具有如第二方面中所限定的集成電路。

另外，所提出的方面可以應(yīng)用到不同的調(diào)制尺寸，例如，二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)、M-正交振幅調(diào)制(M-QAM)、M-相移鍵控(M-PSK)以及這些調(diào)制的不同版本。

所描述的方面在具有較大交織器存儲器的無線通信系統(tǒng)中可能是有益的，所述無線通信系統(tǒng)例如是數(shù)字無線電裝置、TV標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)。所提出的方面可以減少此類接收器的存儲要求。

另外，所提出的方面在其中需要將LLR發(fā)送到主處理單元以進(jìn)行進(jìn)一步處理的系統(tǒng)中可能是有益的。此系統(tǒng)的實例是分布式接收器架構(gòu)，其中分布式從接收器僅產(chǎn)生量化符號和信道狀態(tài)并將這些量化符號和信道狀態(tài)發(fā)送到主處理單元以進(jìn)行進(jìn)一步處理。更加具體的實例是汽車中的分布式智能運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)接收器，其中分布式接收器芯片可以將量化信息發(fā)送到彼此以進(jìn)一步組合這些信息，使得接著可計算表示較好可靠性的LLR，而非根據(jù)個別的量化信息來計算LLR。

此類方法可適用的另一系統(tǒng)是具有例如在物聯(lián)網(wǎng)裝置或醫(yī)療裝置(例如助聽器)中的物理尺寸約束的低功率無線電裝置。如上文所論述，具有交織器的FEC可以幫助改進(jìn)此類裝置中的接收質(zhì)量。然而，這些具有交織器的FEC增加這些裝置的存儲成本。所提出的方法旨在減少此類裝置的存儲成本。

可提供一種計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序當(dāng)在計算機(jī)上運(yùn)行時，使得計算機(jī)配置包括本文所公開的電路、控制器、傳感器、濾波器或裝置的任何設(shè)備或執(zhí)行本文所公開的任何方法。計算機(jī)程序可以是軟件實施方案，且計算機(jī)可以被認(rèn)為是任何適當(dāng)?shù)挠布ㄗ鳛榉窍拗菩詫嵗臄?shù)字信號處理器、微控制器，以及在只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)或電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、閃存存儲器或芯片中的實施方案。軟件實施方案可為匯編程序。

計算機(jī)程序可以在計算機(jī)可讀媒體上提供，或可以實施為瞬態(tài)信號，所述計算機(jī)可讀媒體可以是物理計算機(jī)可讀媒體，例如光盤或存儲器裝置。此瞬態(tài)信號可以是網(wǎng)絡(luò)下載，包括互聯(lián)網(wǎng)下載。

將通過下文中所描述的實施例清楚并且參考這些實施例闡明本發(fā)明的這些以及其它方面。

附圖說明

將參考圖式僅通過舉例來描述實施例，其中

圖1是概述通過常規(guī)接收器處理所接收的信號的示意圖；

圖2是概述通過常規(guī)分布式接收器系統(tǒng)處理所接收的信號的示意圖；

圖3是概述根據(jù)本發(fā)明的實例由接收器處理所接收的信號的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的替代實例用于由接收器處理所接收的信號的布置；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實例用于由接收器處理所接收的信號的另一替代布置；

圖6是圖5中示出的布置的修改；

圖7是概述根據(jù)本發(fā)明的實例由一布置處理所接收的信號的示意圖；

圖8a是所接收的64QAM調(diào)制的符號的同相或正交分量的表示；

圖8b是均衡后的所接收64QAM調(diào)制的符號的同相或正交分量的表示；

圖9是具有64QAM調(diào)制的常規(guī)譯碼的AWGN信道的接收性能；

圖10是具有64QAM調(diào)制的常規(guī)譯碼的瑞利衰落信道的接收性能；以及

圖11是根據(jù)本發(fā)明在瑞利衰落信道中針對具有分配到信道狀態(tài)信息的不同數(shù)目的位的量化符號的接收性能。

應(yīng)注意，圖式是圖解說明且未按比例繪制。為在圖式中清楚且便利， 這些圖的各部分的相對尺寸和比例已示出為在大小上放大或減小。相同的附圖標(biāo)記一般用于指代在修改后且不同的實施例中的相對應(yīng)的或相似的特征。

具體實施方式

圖1示出常規(guī)接收器100。在常規(guī)接收器100中，通過接收器100接收包括多個原始符號的信號r102。每個原始符號自身包括多個位且原始符號在信道中傳送。在示出的實例中，信道是基于針對特定時間間隔所估計的信道頻率傳遞函數(shù)的無線信道。然而，應(yīng)了解，可以使用信道的其它已知定義，例如，在信號102的發(fā)射器和接收器100之間的物理鏈路。通過均衡器和解調(diào)器模塊104接收信號102，所述均衡器和解調(diào)器模塊104均衡且解調(diào)所接收的原始符號。描述用于傳送信號102的信道的信道信息106的估計值通過信道估計器108來確定。針對每個位，計算被稱為LLR的對數(shù)似然比110。LLR 110以位長度N產(chǎn)生，使得這些LLR隨后以N位存儲在存儲器112中且隨后以N位讀取。在需要時，將N位LLR 110提供到時間或頻率位解交織器114。隨后對LLR進(jìn)行解交織且以N位精確度將這些LLR反饋到FEC解碼器116以產(chǎn)生解碼位118。因此，直到FEC解碼器使用LLR 110時，LLR 110的精確度才發(fā)生改變。對于64QAM調(diào)制的符號，針對每6個信息位產(chǎn)生6個LLR，且將這些LLR存儲在存儲器中并對其進(jìn)行解交織。

圖2示出利用圖1的接收器的常規(guī)分布式接收140。在如圖2中的常規(guī)分布式接收中，分布式接收器150、150’、…、150^n-1、150ⁿ各自在每個分布式接收器150、150’、…、150^n-1、150ⁿ內(nèi)的解調(diào)器154處接收信號152、152’、…、152^n-1、152ⁿ。由解調(diào)器154接收的信號示出為公共信號152，然而，取決于發(fā)射器和接收器之間的條件，例如障礙物，在其上傳送信號的信道可能具有不同的強(qiáng)度或值。每個接收器150的解調(diào)器154針對由對應(yīng)的解調(diào)器154接收的信號152來計算每個位的LLR160，且將此信息發(fā)送到主處理單元170。主處理單元170包括存儲器172、解交織器174以及FEC解碼器176。主處理單元170校對且疊加從接收 器150接收的每個位的LLR 160，且隨后對LLR進(jìn)行解交織，且提供這些LLR以用于FEC解碼和解碼位180的產(chǎn)生。

不同于單一接收器情況，對于分布式接收140，當(dāng)針對每個所接收的信息位從每個貢獻(xiàn)接收器150疊加LLR時，LLR 170的精確度可能發(fā)生改變。在此類情況下，將所得求和后的LLR值用作到FEC解碼器176的輸入。在此情況下，每個接收器通常具有到主處理單元170的具有最小數(shù)據(jù)速率(N×T×1/r)的數(shù)據(jù)鏈路，其中N是LLR的分辨率，T是既定被解碼的數(shù)據(jù)的凈處理量且r是FEC譯碼速率。

大部分通信和廣播標(biāo)準(zhǔn)具有作為單獨(dú)的交織區(qū)塊交織的位/符號/時間/頻率，例如，ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)。符號/時間交織作用于調(diào)制的符號，且這些調(diào)制的符號被設(shè)計成利用在較長持續(xù)時間上的信道變化。因此，這些調(diào)制的符號需要相當(dāng)大的存儲器大小。來自相同符號的LLR是相關(guān)的，因為使用相同的信道和所接收的信號來計算LLR。

圖3概述根據(jù)本發(fā)明的用于處理信號的步驟。將包括多個原始符號的所接收的信號202r提供到系統(tǒng)或裝置，這些原始符號各自具有多個位且在信道中傳送。所接收的信號202的信道狀態(tài)信息值206h通過信道估計器模塊208確定，且隨后隨所接收的信號202被提供到信道量化器210和符號量化器212。信號202和信道狀態(tài)信息值206用于產(chǎn)生多個量化符號214r_q，同時信道狀態(tài)信息值206還用于產(chǎn)生量化信道狀態(tài)值216h_q。隨后，在將量化符號和量化信道狀態(tài)值從存儲器調(diào)用到時間/頻率符號解交織器222之前，將量化符號和量化信道狀態(tài)值存儲在存儲器220中。對壓縮信息(即，量化符號和量化信道狀態(tài)信息值)進(jìn)行解交織操作。在隨后由位解交織器230進(jìn)行位解交織之前，在模塊226中通過使用壓縮信息214、216來產(chǎn)生或計算原始符號的位的LLR 228。隨后將LLR 228饋送到位解交織器230和FEC解碼器234中以產(chǎn)生解碼位流240。

圖4示出另一實施例。在圖4中，可以將類似的方法應(yīng)用到均衡后的所接收的信號。均衡后的所接收的信號307通過將信號302提供到均衡器/解調(diào)器模塊303而產(chǎn)生。還將所估計的信道狀態(tài)信息值306提供到 均衡器/解調(diào)器模塊303。隨后可以通過組合信號302的原始符號與信道狀態(tài)信息值306的復(fù)共軛來得出均衡后的所接收的信號307而產(chǎn)生均衡后的信號。均衡符號量化器312和信道量化器310隨后量化均衡后的符號和信道狀態(tài)信息值306，如上文關(guān)于圖3所描述。產(chǎn)生均衡后的量化符號314的序列，連同量化信道信息狀態(tài)值316的模數(shù)的序列。如關(guān)于圖3所描述，提供存儲器320、時間/頻率符號解交織器322、位解交織器330以及FEC解碼器334。在此實例中，在位解交織330和產(chǎn)生解碼位340之前，在模塊326中使用均衡后的量化符號314的序列和模量化信道狀態(tài)信息值316的序列來計算每個位的LLR 328。

用于處理信號的替代的配置選擇通過組合壓縮均衡信號的解調(diào)和位解交織步驟來減小位解交織器尺寸，如圖5所示。相應(yīng)地，圖4的區(qū)塊326和330，或區(qū)塊226和230或圖3在基于單一地址產(chǎn)生的位解交織器模塊427內(nèi)組合。通過使用此方法，并不將個別的LLR 428存儲到存儲器，而是將壓縮均衡符號和信道狀態(tài)信息值存儲到存儲器。當(dāng)基于地址產(chǎn)生的位解交織器427請求具有特定的位指示符的LLR信息時，從存儲器322讀取相關(guān)的均衡后的原始符號和信道狀態(tài)信息值，且在運(yùn)行中產(chǎn)生LLR 428以發(fā)送到FEC解碼器434。因為對于M-QAM符號，相同的信息將被需要log₂(M)次，所以高速緩沖存儲器468還可以用于更快地存取信息，如圖6中示出。對于圖5和圖6兩者，將所接收的信號302提供到均衡符號量化器312和信道估計器模塊308。隨后將所確定的信道狀態(tài)信息值306提供到信道量化器310和均衡符號量化器312兩者。隨后產(chǎn)生量化符號314和量化信道狀態(tài)信息值316且將其提供到存儲器模塊320。如關(guān)于圖3所描述，還提供時間/頻率符號解交織器322和FEC解碼器434。

圖7簡單地呈現(xiàn)分布式接收器架構(gòu)500，其中多個分布式接收器501具有通過不同信道對相同數(shù)據(jù)的多個觀測結(jié)果。每個分布式接收器壓縮所接收的信號502、502′r以及信道信息506、506’，且經(jīng)由有線或無線連接將壓縮信息發(fā)送到中央單元550，該壓縮信息示出為量化均衡符號514、514’和模量化信道信息516、516’。共同接收的信號是由分布式接 收器架構(gòu)500中的所有接收器501所接收的信號，然而，每個接收器很可能已經(jīng)歷不同質(zhì)量的信道(即，良好信道或深度衰落信道等)。中央單元550使用加權(quán)求和模塊570將壓縮數(shù)據(jù)組合成單一組合信道566和單一接收信號564，且對組合信道566和組合信號564進(jìn)行其余處理。組合信號564可以從所接收的均衡后的符號的加權(quán)和確定。組合信道可以通過取個別信道狀態(tài)值516的平方幅值的總和的平方根來確定。

確切地說，組合信道566和組合信號564在被供應(yīng)到時間/頻率符號解交織器574之前被存儲在存儲器572中。將解交織符號流575提供到計算模塊580，其中從組合信道566和組合信號564計算LLR 588。第二位交織器590基于LLR 588來對位進(jìn)行解交織，且將此信息592供應(yīng)到FEC解碼器594。隨后可以確定且輸出解碼位流596。此分布式方法大大減少將關(guān)于所接收的信號502或隨后產(chǎn)生的LLR 588的信息從分布式接收器501發(fā)送到中央單元550所需的帶寬。

相應(yīng)地，在所提出的方法中，一個挑戰(zhàn)是找到量化所接收的信號或均衡后的所接收信號的有效方式。在實例中，所接收的信號是64QAM調(diào)制的符號(例如，s)的按比例縮放版本與信道(例如，h)以及加性噪聲因子(例如，n)的有噪聲觀測結(jié)果。

r＝hs+n

這在圖8a和8b中示出。采用非歸一化功率，那么s，即原始符號將具有在信號的同相(I)正交(Q)部分中的值{-7，-5，-3，-1，1，3，5，7}中的一個值。忽略噪聲n，所接收的信號將具有作為I和Q部分的值{-7h，-5h，-3h，-h，h，3h，5h，7h}610中的一個值。如果信號被均衡，那么所接收的信號將具有值{-7|h|²，-5|h|²，-3|h|²，-|h|²，|h|²，3|h|²，5|h|²，7|h|²}620中的一個值。信道隨后取決于通信鏈路采用不同的值。如果在發(fā)射器和接收器之間存在非常強(qiáng)的視距(LOS)，那么信道表現(xiàn)為幾乎僅具有相位失真。然而，如果不存在LOS，那么信道將表現(xiàn)為瑞利衰落信道，且將具有相位和幅值失真兩者。幅值通常具有相當(dāng)大的動態(tài)范圍，例如30到40dB。因此，為能夠直接地量化所接收的信號，需要能夠量化非常大的動態(tài)范圍，且使用大量的位來表示所接收的信號r， 或均衡后的所接收的信號r_eq，如上文所描述。

當(dāng)還考慮噪聲時，所接收的信號的動態(tài)范圍變成更大。通過利用信道狀態(tài)信息h或|h|²，可以使用用于所接收信號的或均衡后的所接收的信號的有效量化/壓縮方法。必須確定壓縮和量化步長的適當(dāng)?shù)姆秶?。可以使用信?信道幅值平方的按比例縮放版本來限定待壓縮的動態(tài)范圍。例如，對于64QAM，限制所接收的信號的動態(tài)范圍允許使用-7h到7h且將h/2用作量化步長。例如，通過將所接收的信號以29個層級表示為h2的倍數(shù)，例如，r_q＝ml*h/2，其中ml是來自[-14，-13，…13，14]的層級信息，取決于待使用的位的總數(shù)目，可以修改量化步長Δ_r＝α.h和動態(tài)范圍。在此情況下，α是標(biāo)量因子，例如1/2，且h是信道。因此，標(biāo)量因子α選擇層級的數(shù)目，使得當(dāng)位增加時，α減小。

替代地，為量化均衡后的所接收的信號，我們選擇具有29層級的從-7|h|²到7|h|²的動態(tài)范圍，其中|h|²/2作為量化步長，例如，r_eqq＝ml*|h|²/2，其中m再次作為來自[-14，-13，…13，14]的層級信息。信道狀態(tài)信息值通常取決于碼率和平均信道幅值以及相位和工作SNR來量化。通過選擇首先對所接收的信號進(jìn)行相位補(bǔ)償，僅有必要量化實際信道值|h|。對于均衡后的所接收的信號的情況，|h|^2通過均勻或非均勻地量化|h|來量化且可以通過均勻或非均勻地量化|h|來量化，例如，|h_q|＝m2*Δ_h，其中m2是層級信息且Δ_h是被選擇用于量化信道幅值的量化步長。Δ_h值可以根據(jù)預(yù)期的/所估計的信道動態(tài)、工作SNR等來調(diào)適。

在量化所接收的信號和信道之后，通常存儲此信息，例如，ml，m2以及公共Δ_r和Δ_h，且對該信息執(zhí)行交織操作。僅在位交織之前，通過使用常規(guī)的解調(diào)器與輸入r_eqq和|h_q|²來產(chǎn)生LLR。將r_eqq計算為r_eqq＝ml^*α(m2^*Δ_h)²。隨后可以使用解壓縮/近似的r_eqq和|h_q|²＝(m2^*Δ)²來計算LLR。

因此對于64QAM調(diào)制的符號，僅需要存儲每個符號的ml和m2信息。假設(shè)將29個層級用于量化均衡后的所接收的信號的I和Q部分，且將8個層級用于信道信息，那么有必要總共存儲大致(2×5+3)＝13位，而非6×5＝30位，從而在數(shù)據(jù)(例如LLR)的存儲器存儲要求方面 產(chǎn)生超過50％的節(jié)約。

當(dāng)使用常規(guī)的均勻量化方法時，接收性能變得更糟，因為每LLR的位數(shù)減少。這在圖9和10中分別針對AWGN信道702和瑞利衰落704信道示出，這兩個信道都以位速率1/2和多項式[133171]進(jìn)行卷積編碼，且示出對應(yīng)于平均信噪比708的位誤碼率706。當(dāng)應(yīng)用常規(guī)方式的均勻量化時，即，當(dāng)通過改變LLR的位長時，性能的損失相對于浮點(diǎn)性能來說較明顯?？梢钥闯?，性能從浮點(diǎn)性能710、710’開始減損。

在圖11中，所提出的用于64QAM調(diào)制且卷積譯碼的系統(tǒng)(具有譯碼率1/2和如瑞利衰落信道中的[133 171]的多項式)的量化方法的性能示出為具有對應(yīng)于平均信噪比808的位誤碼率806?？梢杂^測到，即使在將信息壓縮成2位信道狀態(tài)信息(CSI)和10位所接收的信號的量化值(因此總共12位)86的情況下0，該性能也不會變得比在10^-4的BER處的浮點(diǎn)LLR性能810差超過0.7dB。這給出凈2位/LLR的使用。注意，以常規(guī)方式使用2位/LLR的性能產(chǎn)生相對于浮動性能710的約1.6dB損失。因此，當(dāng)將總共12位用于表示LLR值時，所提出的方法相對于常規(guī)方法提高了約0.9dB的性能。將所使用的位的總數(shù)目增加到15，我們接近浮點(diǎn)LLR性能810，例如，小于0.1dB損失，這可僅通過常規(guī)方法中的5位/LLR 720實現(xiàn)。因此，為實現(xiàn)非常接近理想情況的性能，在當(dāng)前方法中僅必需花費(fèi)15位，而非在常規(guī)方法中的5×6＝30位。這在需要將LLR存儲在存儲器中的情況下在存儲器大小方面產(chǎn)生50％的節(jié)約；或在需要將LLR發(fā)送到另一節(jié)點(diǎn)以進(jìn)行進(jìn)一步處理的情況下在數(shù)據(jù)處理量方面產(chǎn)生50％的減少。如840、850和860中所示降低所使用的位的總數(shù)目還比典型的LLR位長度減少對性能提供更少的影響。

如果一些原始符號經(jīng)歷非常相關(guān)的信道，如在緩慢變化的信道或平衰落信道中，或者經(jīng)歷在OFDM系統(tǒng)中在時間和頻率上連續(xù)的子載波，那么表示信道狀態(tài)信息的開銷可以減少。選擇表示經(jīng)歷類似信道失真的所接收的信號的區(qū)塊的信道狀態(tài)可以有助于上述情況。

另一延伸可以是分析接收器所經(jīng)歷的信道的動態(tài)范圍，且在信道的動態(tài)范圍較大時將更多的位分配給信道信息，且在信道的動態(tài)范圍受到 限制時(如在加性高斯白噪聲(AWGN)信道或具有強(qiáng)LOS分量的信道或平衰落信道中)將更少的位分配給信道信息。

所提出的方法在不同情形中是有益的。一個情形是具有大交織器存儲器的使用大星座圖尺寸(例如，16QAM、64QAM等)的無線通信系統(tǒng)，例如數(shù)字無線電裝置、TV標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)。所提出的方法可以減少此類接收器的存儲要求。

第二情形將用于其中需要將來自較大星座圖尺寸的LLR發(fā)送到主處理單元以進(jìn)行進(jìn)一步處理的系統(tǒng)。此系統(tǒng)的實例是分布式接收器架構(gòu)，其中分布式接收器壓縮所接收的信號和信道狀態(tài)信息值，且將這些所接收的信號和信道狀態(tài)信息值發(fā)送到主處理單元以進(jìn)行進(jìn)一步處理。更加具體的實例是在汽車中的分布式智能運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)接收器，其中分布式接收器芯片將其自身對所發(fā)射信號的觀測結(jié)果發(fā)送到彼此，以進(jìn)一步組合多個觀測結(jié)果以獲得對信號更可靠的接收。

此類方法可適用的另一系統(tǒng)是具有例如在物聯(lián)網(wǎng)裝置或醫(yī)療裝置(例如助聽器)中的物理尺寸約束的低功率無線電裝置。具有交織的FEC有助于改進(jìn)接收質(zhì)量。然而，交織增加這些裝置的存儲成本。本發(fā)明描述減少此類裝置的存儲成本的方法。

另一應(yīng)用是使用HARQ機(jī)制的通信裝置。HARQ是以下機(jī)制，其中通過通信信道將相同數(shù)據(jù)的不同冗余發(fā)送到接收器，直到接收器可以成功地對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。為獲得最佳性能，接收器應(yīng)該利用所有或大部分所接收的信號。如果接收器不能成功地對信號進(jìn)行解碼，那么該接收器存儲此信息直到接收到新信息，例如，更多冗余位或這些位的重復(fù)，且接著組合現(xiàn)有信息與新信息以再次嘗試對信號進(jìn)行解碼。因此，接收器需要相當(dāng)大量的數(shù)據(jù)存儲器來存儲現(xiàn)有信息，直到接收到下一輪信息。本發(fā)明可以用于減少存儲現(xiàn)有信息(例如，冗余位)所需的存儲器大小。

上述方法還可以用作中繼機(jī)制，所述中繼機(jī)制用于將消息從協(xié)作/中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送到既定接收器，例如物聯(lián)網(wǎng)裝置或傳感器節(jié)點(diǎn)乃至移動電話等。

通過閱讀本發(fā)明，技術(shù)人員將明白其它變化和修改。此類變化和修 改可涉及等效和其它特征，所述等效和其它特征已經(jīng)在本文中已描述的特征的領(lǐng)域中被熟知，且可用作本文中已經(jīng)描述的特征的替代或補(bǔ)充。例如，盡管通常參考無線信號，但技術(shù)人員將了解將本發(fā)明應(yīng)用到非無線信號，尤其是利用交織的那些非無線信號。

盡管所附權(quán)利要求書是針對特定特征組合，但應(yīng)理解，本發(fā)明的公開內(nèi)容的范圍還包括本文中明確地或隱含地公開的任何新穎特征或任何新穎特征組合或其任何一般化，而不管其是否涉及與當(dāng)前在任何權(quán)利要求中主張的本發(fā)明相同的發(fā)明或其是否緩解與本發(fā)明所緩解的任一或全部技術(shù)問題相同的技術(shù)問題。

在單獨(dú)實施例的情形中描述的特征也可以組合地提供于單一實施例中。相反，為了簡潔起見，在單一實施例的情形中所描述的各種特征也可以單獨(dú)地或以任何合適的子組合提供。申請人特此提醒，在審查本申請案或由此衍生的任何另外的申請案期間，可根據(jù)此類特征和/或此類特征的組合而制訂新的權(quán)利要求。

為完整性起見，還規(guī)定術(shù)語“包括”不排除其它元件或步驟，術(shù)語“一”不排除復(fù)數(shù)個，單一處理器或其它單元可滿足在權(quán)利要求中敘述的若干構(gòu)件的功能，且權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為限制權(quán)利要求的范圍。