無線通訊信號解碼的方法、集成電路與計算機程序產品的制作方法

專利名稱：無線通訊信號解碼的方法、集成電路與計算機程序產品的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種資料的通訊，且特別是有關于一種用以解碼MIMO環境信號的方法、裝置與計算機程序產品。
背景技術：
現今通訊的世代中，無線通訊取得極大的進展的。基于消費者需求的刺激，各種型 態的網絡技術使得各種網絡獲得空前的進展，例如無線計算機網絡、電視網絡、電話網絡及 其相似網絡。消費者針對無線與行動網絡技術，特別要求彈性與實時的信息傳輸。然而，為 了因應消費者針對通訊上快速與信任的不斷要求，無線網絡技術必須持續發展。無線通訊發展逐漸朝向多輸入多輸出(multiple-input multiple-output，ΜΙΜΟ) 環境。ΜΙΜΟ環境整合多個傳輸與接收天線據以廣播與偵測多路徑信號。在某些情況下，ΜΙΜΟ 環境使用多路徑信號可有效率地增加無線通訊于ΜΙΜΟ的頻寬通道。MIMO環境亦可結合正 交分頻多任務(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)技術以增力口 ΜΙΜΟ 通道的頻寬。然而在ΜΙΜΟ環境內傳輸的信號，無論是否有經過OFDM的處理，信號的解碼須要復 雜的計算。已知傳統解碼系統容許增加錯誤率以減少解碼復雜性。當錯誤率到達無法容忍 的情況時，解碼成為通訊通道的瓶頸，從而減少通道的傳輸量。一般來說解碼系統期望比已 知解碼系統越少計算越好，且能降低錯誤率。

發明內容
本發明提供一種用以解碼MIMO環境信號的方法、裝置與計算機程序產品。于此所 述，本發明示范實施例使用比已知解決方案較低復雜度的機制，針對所接收的多個多路徑 信號進行解碼，并且減少錯誤率。本發明示范實施例根據所接收的多個多路徑信號以產生 對數概率比公式。本發明示范實施例根據信號以安排這公式的系數，并將結果進行積分。已 積分公式接著根據事前信息進行相除。事前信息可為預先定義的信息或已知信息。由事前 信息進行相除可幫助多個多路徑信號進行解碼，且還原傳輸多路徑信號的資料內容。本發明-示范實施例提供一種用以解碼MIMO環境信號的方法。方法包括接收多 個多路徑信號且輸入多個多路徑信號的表示至公式，其中多個多路徑信號的表示傳輸資料 內容。方法還包括安排這公式的系數、積分這公式，以及利用事前信息除以這公式以產生結 果。方法更可包括根據事前信息與結果以產生對數概率比公式，據以針對所接收的多個多 路徑信號進行解碼且還原資料內容。本發明另一示范實施例提供一種用以解碼MIMO環境信號的集成電路。集成電路 可包括概率計算電路，用以接收多個多路徑信號的表示，并根據多個多路徑信號的表示與 事前信息以產生公式。集成電路亦可包括蝶形交插積分電路，用以產生至少兩個群組，串 連多個成員中不為群組的多個成員，并針對每個群組進行蝶形交插積分據以產生已積分公 式。集成電路亦可包括除以已積分公式電路，利用事前信息除以已積分公式以產生結果。集成電路亦可包括對數概率比電路，根據結果而產生對數概率比，據以針對多個多路徑信號 進行解碼且還原資料內容。本發明另一示范實施例提供一種用以解碼MIMO環境信號的計算機程序產品。計 算機程序產品包括至少一個計算機可讀儲存媒體，計算機可讀儲存媒體儲存可執行的多個 計算機可讀程序指令碼。計算機可讀程序指令碼規劃接收多個多路徑信號且輸入多個多路 徑信號的表示至公式，其中多個多路徑信號的表示傳輸資料內容。計算機可讀程序指令碼 進一步規劃安排這公式的系數、積分這公式，以及利用事前信息除以這公式以產生結果。計 算機可讀程序指令碼亦可規劃根據事前信息與結果以產生對數概率比公式，并據以針對多 個多路徑信號進行解碼且還原資料內容。
上述的概要說明以及后述的詳細說明僅為示范與說明的用，但并非限定本發明以 及申請專利范圍。


本發明一些實施例與優點可參照后述附圖、詳細說明以及權利要求范圍，其中圖1是依照本發明各種示范實施例的用以協助矩陣積分的分解矩陣系數的圖解。圖2是依照本發明各種示范實施例的積分程序的圖解。圖3是依照本發明各種示范實施例的積分計算的列表。圖4是依照本發明各種示范實施例的群組積分計算的列表。圖5是依照本發明各種示范實施例的群組積分計算的列表。圖6是依照本發明各種示范實施例的群組積分計算的程序的圖解。圖7至15是依照本發明各種示范實施例的蝶形交插積分的示范實施例的圖解。圖16a至16c是依照本發明各種示范實施例的信號偵測器或解碼器的方塊圖。圖17是依照本發明各種示范實施例的流程圖。
具體實施例方式本發明揭露采用一般性術語，附圖用以參考說明，且附圖不須按照實際尺寸繪示。現在將詳細參照本發明的示范實施例，其示范實施例繪示于附圖中，然而并非所 有本發明的示范實施皆繪示出來。實際上本發明可利用不同方式據以實施，但不限制于此 本發明所述。更詳細地說，多個示范實施，僅是用以示范說明本發明的權利要求范圍。本發 明所揭露的多個實施例用以滿足合法申請需求。相似的參考標記用于表示相同或相似的元 件。于此所述相似的名詞“資料”、“內容”、“信息”與其相似名詞可互為使用，并在本發明實 施例中據以參照傳輸、接收、計算、及/或儲存的資料。更進一步而言，于此所述“示范”并 非用以傳達任何定性評估，而僅是傳達實施例說明。在具有多天線的通訊通道傳輸端，或是具有多天線的通訊通道接收端的環境下， 可以采用于此所述的解碼技術。本發明示范實施例可應用于MIMO環境，或是實施OFDM通 訊技術的環境。后述雖然說明MIMO系統中的示范實施例，惟任何所屬技術領域中具有通常 知識者應可推知于此所述技術亦可用于預編碼OFDM (pre-coded OFDM)環境。ΜΙΜΟ的環境可以用公式y5 = HiXHntl來代表，其中接收信號/可以用
I代表。當接收器接收時，已編碼區塊長度相對應于接收信號/的長度。在部分示范實施例，完整已編碼區塊可能須要傳輸許多次。舉例來說，若是已編碼區塊長度為 1024位且接收信號/為N位，則接收信號/可能須要接收1024/N次，其中N為接收天線的 數目或傳輸天線的數目。據此，1024/N個子區塊可組合成完整的已編碼區塊。根據上述，q 代表完整已編碼區塊的第q個子區塊。更進一步而言，Htl代表具有NXN個通道的MIMO通道，其中N為接收天線的數目或 傳輸天線的數目。但是在實際應用中，傳送天限數目不一定要與接收天線數相同。在矩陣 格式上，可表示Htl為
另一方面，傳輸信號Z可以用^ …4」代表。MIMO系統包括干擾
噪聲⑴可以用< ... 代表。在各種示范實施例中，接收信號/與噪聲f可 假設具有高斯分布(Gaussian distribution)。除此之外，在部分示范實施例中，噪聲η11可 為復數加成性高斯白噪聲(complex additive Gaussian white noise)，而傳輸信號Xtl可 為雙相移鍵(binary phase shift keying,BPSK)信號。在部分示范實施例中，傳輸信號Xtl 亦可假設為具有高斯分布。更進一步而言，MIMO環境的公式可根據接收信號/據以計算傳輸信號Xtl的資料 內容。于此。本發明示范實施例可計算以消除噪聲成分，據以判定傳輸信號Xtl的資料內容。除此之外，在解碼傳輸信號Xtl的資料內容的示范過程中，多個接收信號y11可用 對數概率比(logarithm likelihood ratio, LLR)公式表示。LLR可用以獲得對=+1和
<比例。于此LLR公式可以寫為i )
其中p(a|b)是當b發生時a
發生的機率。LLR公式可分成可歸為外加信息的第一部份加上可歸為事前信息的第二部
分。亦即財
其中 il=^為外加信息，
為事前信息。換句話說，在這偵測算法當中，外加信息ln^f^#為輸入，事前信息
ln二二為輸出之一。據此，P(Xi)與P(ytlIxi)可以決定并組合成P(y5，X5)，其中P(y5， Xq)可被積分并以上述LLR公式表示。更進一步而言，外加信息可能會與ρ (/I Xtl)分布相關。在示范實施例中，外加信息 假設為高斯函數，于是外加資訊可以表示為 其中V = [V1. . . νΝ]為行向量而Vi(i = 1. . . N)為隨機變量。外加信息表示式接 著可簡化為積分排列的系數 力〗丨ζ=f) . =&)
除以依實驗或經驗可得的事前信息 排列的系數丨=A)可假設吣；與
首先
具有高斯分布。換句話說， 其中*為厄米特(Hermitian)算子，N0為噪聲Iitl的幕次，N0可經由接收器預測而 得。Ektl]與[vark11]]可由4的事前信息求得，亦即可于解碼前預測而得。因為在一些示 范實施例中，V1. · · vN的幕次不會超過2，系數可整理如下公式，其中C是常數。 其中 根據安排的系數，這簡化式可繼續進行積分。根據不同示范實施例，積分過程與Ftl 有關。在示范例中接收天線的數目與傳輸天線的數目為N= 3。則積分過程可為 于此，請參見圖1，矩陣Ftl'(w)可分為四個部分以決定Ftl' ‘1)，Fq' ‘1)而為二次式矩 陣，且積分廣(W_D的結果可為于是Ftl與F11’ (W_D的關系可為 請參照圖1，在第三行第三列的單元/^可移至這方程式右手邊的分式的分母處。 為了形成分式的分子部分，第三行其它單元可乘上第三列剩余單元，而^^的所在處改為0。于此須注意，所有的第三行與第三列的單元為V2的系數。矩陣P’ (W—1)包括矩陣P’ M的部 分單元(矩陣P’ w的第三行與第三列改為0)，并減去所產生的分式。根據圖ι所述的公 式，矩陣P’ (W—1)便可計算而得，其中矩陣P’ (W—1)可通過單一積分運算獲得積分矩陣。積分矩陣P’㈩1)亦可寫為 其中第三行與第三列為0。根據積分過程中計算的結果，越多的變量將為0。于是， 經由N次積分運算后，保留將要被計算的變量。換句話說，以下公式 所求的變量或信號可為ρ (yq I xq)。舉例來說，就多重積分而言，以下公式須要進行計算 由積分次序
最后矩陣包括0的數目如圖2所示。在這個例子 中，由于第N行及/或列為系數vN，于是矩陣包括四個非0的單元，而右下角的單元可為常 數。在積分過程中，每個符號可能進行N-I次積分。因為有N個符號，于是總積分次數 為N(N-I)。圖3繪示當N = 4環境時所須的積分的列表。須注意的是計算公式時須要12次 積分。“ X ”代表不須積分的關聯，矩形代表須要積分的關聯。圖3列表里矩形中的數字描
述進行積分的幕次。于此，積分可先進行=vj相關的積分，接著進行與=1^)
相關的積分等等。本發明多個示范實施例可簡化積分過程，僅須較少的進行積分的次數。就這方面 舉例而言，在圖3的積分過程中重復計算的部分可以被識別出來。再次參照圖3積分計算， 積分計算2與5可用單一個積分執行，相同地，積分計算3與6、積分計算7與10，以及積分 計算8與11皆可類推。圖4繪示根據上述而降低積分次數的列表，其中重復計算可以合成單一個積分計 算。使用Clv3與dv4對
的積分計算可合成一個集合，而使用dVl與
的積分計算可合成另一個集合。由此組合積分的方式，減低 積分的次數對應于NlOg2N的因子。在另一個合成積分的舉例部分，圖5繪示當N = 8環境時所須的積分的列表。 根據前述，積分計算
可合成一個集合，而分計算
、)與
可合成另一個集合。圖5中其余較小合成亦可被識別出來。當完成積分程序之
后，安排系數與積分的結果可除以事前信息
更精確地來說，安排系數與積分的結 果可以假設為
其中
與^的系數。以上公式除以事前信息 v;)后，公式可改為高斯函數的公式 其中平均為
便可以接著計算 根據系數安排的傳輸信號測定的復雜度可為N3。更進一步而言，積分的復雜度可 為 據此，當結合除法時，復雜度可為N3的幕次，且尤其是7/18 N3。相同地，圖8繪示 根據本發明一示范實施例的合成積分計算的示范次序，其中合成積分計算的示范次序相對 應于非合成的次序。上述積分程序亦可采用其它方式進行，例如蝶形交插積分程序。蝶形交插積分可 減少積分次數與將重復積分計算的地方除去。為了進行蝶形交插積分，積分程序可改寫為 其中f'的第k行第k列的單元為 N0為噪聲的幕次，V為列向量且V為[V1 V2. . . vN]T，Vi, i = 1...N為復數隨機變 量(complex random variable), f，與 f 為大小為(N+l) X (N+1)的復數矩陣(complex matrix)，t為整數且t = 1··· N，N為接收天線的數目，k與1為變量且k，1 = [Ρ··Ν]。為
了根據變量V1計算積分l]f ^jt可設定為1且f = P。根據上述LLR所 其中f'的第k行第1列的單元為 圖7繪示當N = 4時蝶式交插積分的示范例。方塊f · dvx代表使用變量Vx進行
積分。在左邊部分，Cwf7^K少'Ul可為輸入以計算積分。積分計算可以分為
層。方塊 f · dv3、/ · dv4、f · dVl 與 / · dv2 可在第 1 層，而方塊 f · dv2、/ · dVl、f · dv3 與f ^dv4可在第2層。據此，須要進行41og24次積分計算，而積分次數可以減少至對應于 4的倍數。更進一步而言，圖8繪示當N = 8時蝶式交插積分的示范例。由于N = 8，于是須 要Iog2S = 3層進行處理，且每一層須要進行8次積分運算。據此僅須進行Slog2S = 24次 積分運算，使得復雜度減少對應于一半的幕次方。在一些示范實施例中，可以根據資料以及預積分的公式的條件，據以判定采用蝶 式交插積分的解決方案。就這一點而言，在一些示范實施例中，預積分的公式可以分為兩個 以上的分離群組。舉例說明，為了對信號Ixa Χα+1· · · xB}進行解碼，這個集合可分為第一集 合{xA xa+1. . . xj與第二集合{xk+1 xk+2 ... xB}。針對這些集合的計算可分解成方法，而這 方法根據A、B與k的條件，其中A、B與k為正整數，A<B且A<k<B。由一連串蝶形積 分計算，任何一個群組的積分可以減少至一些計算。其中最小單元為A = B(例如圖10中 一個輸入與一個輸出)和A+1 = B且A = k(例如圖11中二個輸入與二個輸出)。圖9繪示一示范實施例的集合拆解方法，其中A<B且A<k<B。請參照圖9，在 針對分離群組進行蝶形交插積分的前，可先進行積分區塊的串連。于此，關于Ixa χα+1· · · xj 群組可進行第一串連，而關于lxk+1 xk+2...xB}群組可進行第二串連。如圖9所示，對于Ixa xA+1. ·. XkI群組的積分區塊串連可針對的{xA xA+1. ·. XkI成員，而對于{xk+1 xk+2... χΒ}群組 的積分區塊串連可針對的lxk+1 xk+2...xB}成員。換句話說，對于群組的積分區塊串連可以 不包括群組中的成員。根據圖9所示積分區塊串連的方式，則可針對每個群組進行蝶形交 插積分。根據前述產生分離群組的方式，蝶形交插積分可以化解為兩個基本運算單元，如 圖10與圖11所示。如圖10所示第一個基本運算單元可分解集合使得A = B，其中蝶形交 插積分針對單一個群組成員進行。另一個基本運算單元如圖11所示，可分解集合使得A+1 =B且A = k，其中蝶形交插積分針對兩個群組成員進行。
參照A、B與k為正整數，A <B且A彡k< B的示范實施例，圖12繪示一示范實 施例其中A = 1、B = 4且k = 2。于此，分離群組可為Ix1 x2}與{x3 xjo圖12亦繪出針 對(X1 X2I積分所進行積分區塊串連且不包括群組Ix1 x2}，且針對Ix3 x4}積分所進行積分 區塊串連且不包括群組Ix3 X4Io接著，進行Ix1 X2I與Ix3 χ4}的蝶形交插積分以個別計算 P (Xl，y)、ρ (x2, y)、ρ (x3, y)與ρ (x4, y)。于此，因為分離群組降低至兩個成員群組，于是圖 11所示的程序可用以計算解答。參照A、B與k為正整數，A<B且A彡k<B的另一示范實施例，圖13繪示一示 范實施例其中
‘。于此，分離群組可為{Xl x2 X3 X4I與{χ5 χ6 χ7 χ8}。 圖13亦繪出針對Ix1 x2 X3 χ4}積分所進行積分區塊串連且不包括群組Ix1 χ2 X3 χ4}，且針 對Ix5 X6 X7 X8I積分所進行積分區塊串連且不包括群組Ix5 X6 X7 X8Io接著，進行Ix5 X6 X7 X8I與Ix5 X6 X7 X8I的蝶形交插積分以個別計算P(Xl，y)至P(x8，y)。于此，因為分離群 組降低至四個成員群組，于是圖11與12所示的程序可用以計算解答。圖14繪示一示范實施例其中M個分離群組用以計算解答。于此，第一群組為
i個群組為丨^tl,,+2…、}，而
最后群組為…、」。請參見圖14，進行串連的處理將不包括進行積分的群
組成員。再次而言，計算過程可以經過遞回降低方式，直到上述的基本運算單元。圖15繪示一示范實施例其中A = 1、B = 5、M = 3、kl = 2與k2 = 4。于此，分離 群組可為Ix1 X2I > {χ3 χ4}與{%}。圖15亦繪出針對Ix1 x2}積分所進行積分區塊串連且不 包括群組Ix1 χ2}，針對Ix3 χ4}積分所進行積分區塊串連且不包括群組Ix3 χ4}ο針對Ιχ5} 積分，所有成員將進行串連但不包括{%}。接著，Ix1 X2I與Ix3 χ4}的蝶形交插積分根據圖 Il所示而進行，而Ιχ5}的蝶形交插積分根據圖10所示而進行。為了計算蝶形交插積分的復雜度以評估￡，則須要考慮初始值P。第一厄米特矩陣的測定貢獻N2/2復雜度。除此之外，因為公式中包括和五[^]與 Var[^]無關的單元，于是可以考慮第一疊代。第二厄米特矩陣的測定貢獻O (N)復雜度，于 是第二厄米特矩陣不會產生瓶頸。根據上述，蝶形交插積分產生次Nlog2N積分，且因為f’ 也是厄米特矩陣，于是計算f ’會產生N2/2復雜度。當矩陣針對變量Vt進行積分后，矩陣中 第t行與第t列將會為0，于是每次積分將降低復雜度。整體考慮后，整體復雜度可為 更進一步而言，若是1為解碼遞回次數，則整體復雜度可為+ + 〃3。上述說明解釋示在MIMO環境下解碼信號的示范方法。圖16a繪示依照本發明另 一示范實施例的示范裝置，示范裝置根據于此所述的示范方法規劃用以進行偵測與解碼信 號。圖16a中裝置200可依據本發明各種示范實施例規劃用以進行偵測與解碼信號。根據 上述，裝置200尤其可規劃用以接收多個傳輸信號，以及解碼傳輸信號以獲得內容。在一 些示范實施例中，裝置200可為通訊裝置所內嵌或包括的元件，其中通訊裝置具有有線或 無線通訊能力。一些裝置200的示范例可包括計算機、服務器、行動終端裝置與網絡。行動終端裝置例如為行動電話、個人數字助理(PDA)、呼叫器、行動電視、游戲機、行動計算機、桌 上型計算機、照相機、攝影機、音訊/視訊播放器、無線廣播，及/或全球定位系統(GPS)裝 置，網絡實體例如為基地臺的擷取點，或是上述裝置的組合及其相似物。更進一步而言，裝 置200可規劃用以實施于此所述的本發明各種方法。舉例而言，本發明的各種方法可利用 硬件、整合于芯片(例如處理器)的軟件、或計算機可讀的媒體據以實施。裝置亦可包括與處理器205、存儲裝置210和通訊接口 220溝通的其它元件。處理器205可內嵌于各種裝置，例如包括微處理器、共同處理器、控制器或是其它各種處理 裝置，處理裝置例如特殊應用集成電路(ASIC)、可程序化邏輯電路(field programmable gate array，FPGA)、或硬件加速器。在一示范實施例中，處理器205可規劃以執行儲存于存 儲裝置210的指令或是其它可以為處理器205所擷取的指令。在一些本發明示范實施例中， 儲存或可擷取的指令可利用處理器205執行。處理器205亦可規劃利用通訊接口 220協助 通訊，例如控制通訊接口 220里的硬件及/或軟件。存儲裝置210可為包括揮發性及/或非揮發性存儲器的計算機可讀儲存媒體。舉 例而言，存儲裝置210可包括隨機存取存儲器(RAM)，例如DRAM及/或SRAM、內部或外部高 速緩存、及/或其相似物。更進一步而言，存儲裝置210可包括用于內嵌或可移除的非揮發 性存儲器，也可包括例如只讀存儲器、閃存、磁性儲存裝置(諸如硬盤、軟盤、磁帶機等)、光 驅及/或光盤媒體、非揮發性隨機存取存儲器，及/其相似物。存儲裝置210可包括用以暫 存資料的快取區域。于此所述部分或全部的存儲裝置210可內含于處理器205。更進一步而言，存儲裝置210可規劃用以儲存信息、資料、應用程序、計算機可讀 程序代碼指令，或是其相似物使得處理器205與裝置200可以實現本發明示范實施例的各 種功能。舉例來說，存儲裝置210可規劃處理器205處理時所須的輸入資料緩沖。另一方 面，存儲裝置210可規劃儲存處理器205執行的指令。通訊接口 220可為任何裝置或手段，用以接收及/或傳輸資料從/至網絡及/或 裝置中用以通訊的裝置或模塊，其中裝置或手段內嵌于硬件、軟件或軟件硬件的組合。于此 所述通訊接口 220可包括例如至少一個天線、傳輸器、接收器、收發器及/或支持硬件，其中 支持硬件包括用以網絡225進行通訊的處理器或軟件。裝置220通過通訊接口 220與網絡 225可與各種網絡實體進行通訊。通訊接口 220可根據有線或無線通訊標準規劃用以提供通訊功能。通訊 接口 220可規劃支持多個天線環境的通訊，例如MIMO環境。更進一步而言，通訊接 口 220可規劃支持OFDM信號。在一些示范實施例中，通訊接口 220可規劃與其它 技術進行通訊，例如第二代(2G)無線通訊協議IS-136((time division multiple access, TDMA)、行動通訊全球系統(global system for mobile communication, GSM)、IS-95(code division multiple access, CDMA)、第三代(3G)無線通訊協議例如 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)、CDMA2000、寬頻 CDMA(WCDMA) 與 time division-synchronous CDMA(TD-SCDMA)、第 3. 9 代(3. 9G)無線通訊協議例如 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)、H四ft (4G) ^c^ffl itlttl1 international mobile telecommunications advanced(IMT-Advanced) ttl^^Long Term Evolution (LTE)協議包括LTE-advanced，或其相似物。更進一步而言，通訊接口 220 可規劃與其它技術進行通訊，例如廣播頻率(radio frequency, RF)、紅外線(infrared，IrDA)，或任何無線網絡技術，包括無線局域網絡(wireless local area network, WLAN) 技術例如 IEEE 802. 11 (例如 802. 11a,802. lib,802. llg,802. Iln 等)、WLAN 協議、world interoperability for microwave access (WiMAX)技術例如 IEEE 802. 16, M/S^wireless Personal Area Network (WPAN)技術例如 IEEE 802. 15、藍芽(BlueTooth, BT)、ultra wideband(UWB)及/或其相似物。裝置200的處理器205可為任何內嵌于硬件的手段或裝置，或硬件與軟件組合用以實施軟件或硬件指令，以完成于此所述信號解碼功能。在一示范實施例中，處理器205可 包括或控制信號解碼器。根據各種示范實施例，處理器205可規劃用以解碼多個多路徑接收信號與還原傳 輸信號所表示的資料內容。在一些示范實施例中，與解碼多個多路徑接收信號相關復雜度 因素可對應于N3的幕次。處理器205根據多路徑接收信號可規劃產生LLR公式。于此所 述多個多路徑信號可為從遙控實體傳輸的資料內容的表式。在一些示范實施例中，處理器 205根據解析外加信息為連續高斯函數，據以規劃產生LLR。處理器205亦可規劃輸入多個多路徑接收信號的表示至公式，且安排公式的系 數。在一些示范實施例中，處理器205亦可規劃對視作為高斯函數的公式進行積分。在一 些示范實施例中，對公式進行積分的設計方式可包括對公式進行N(N-I)次積分計算的設 計方式，及/或公式的多重積分計算。在一些示范實施例中，處理器205可規劃識別重復積 分計算，且群組重復計算使得每個群組進行單一積分。根據事前信息，處理器205亦可規 劃除以已積分公式以協助解碼或還原資料內容，其中資料內容為多個多路徑接收信號所代 表。更進一步來說，根據各種示范實施例，處理器205可規劃對公式，利用蝶形交插積分程 序以層的方式進行積分，其中至少一層的程序包括N log2N次積分計算。圖16b繪示依照本發明另一示范實施例的裝置201。裝置201可包括硬件裝置(例 如電路、集成電路或芯片)，并規劃進行上述的本發明各種方法。圖16b的通訊接口 220與 網絡225可依上述圖16a而設計。信號偵測器230可包括根據相關性能設計的電路。信號 偵測器230的電路可規劃以進行上述處理器205所進行的功能。圖16c繪示圖16b中信號偵測器230的示范功能方塊圖。多個多路徑接收信號 的表示可為信號輸入255所接收。信號偵測器230亦可包括用以接收事前信息的額外輸 入260。根據經由信號輸入255接收到多個多路徑接收信號的表示，信號的表示可以通過 P(YqIxq)計算電路275計算以獲得ρ W)。事前信息亦可視為ρ (Xtl)計算電路265的輸 入以獲得Ρ(χ5)。除此之外，事前信息亦可視為對比概率比電路290的輸入以LLR。為了于 此所述的積分，P(/,Xtl)計算電路270可規劃用以計算ρ(/I W)與pU》。在一些示范實施 例中，PUtl)計算電路265、PWIxtl)計算電路275與ρ (y% χ')計算電路270可共同參考機 率計算電路。積分的進行可根據上述各種手段。圖16c所示示范實施例中，蝶形交插積分電路 280可規劃針對公式進行積分，其中公式由Pbt^xtl)計算電路270所提供。于此所述，蝶形 交插積分電路280可規劃以進行上述圖14所述的蝶形交插積分。根據積分式，除以已積分 公式電路285依據蝶形交插積分電路280的積分輸出與ρ (χ5)計算電路265所提供的ρ (χ5)， 可規劃產生1蛘)。在除以已積分公式電路285之后，根據除以已積分公式電路285所提 供的已除以與已積分公式輸出，以及輸入260所提供的事前信息，對比概率比電路290可規劃產生對比概率比公式。對比概率比電路290的輸出可為信號偵測器230的輸出295。在 一些示范實施例中，輸出295可選擇提供具外加信息格式的輸出。據此，信號偵測器230可 規劃輸出多個多路徑接收信號的解碼結果。圖17繪示依照本發明示范實施例的系統、方法與計算機程序產品的流程圖。須注意的是流程圖中每個方塊、步驟或計算可以利用各種手段據以實施。流程圖中用以實施方 塊、步驟或計算的手段可包括硬件、固件，及/或儲存于計算機可讀儲存媒體的指令，包括 至少一個計算機程序指令碼、程序指令或可執行的計算機可讀程序指令碼。在一示范實施 例中，于此所述的至少一個程序，可利用儲存于計算機可讀儲存媒體的程序指令碼據以實 施。在這方面，實施于此所述程序的程序指令碼可儲存于存儲裝置，例如裝置200內的存儲 裝置210，且程序指令碼可利用如處理器205的集成電路據以執行。較佳的實施為任何程序 指令碼可從存儲裝置加載至計算機或其它可程序裝置(例如處理器205或存儲裝置210) 以產生機器，使得加載計算機或其它可程序裝置的指令可設計計算機或其它可程序裝置， 據以實施流程圖中方塊、步驟或計算所述的功能。這些程序指令碼亦可儲存于計算機可讀 儲存媒體，以指示計算機、處理器或其它可程序裝置進行特殊功能。據此，儲存于計算機可 讀儲存媒體的指令以產生制造物品，包括用以實施流程圖中方塊、步驟或計算所述的功能 的指令手段。程序指令碼亦可加載至計算機、處理器或其它可程序裝置，并利用計算機、處 理器或其它可程序裝置的執行，據以進行一連串計算步驟以產生計算機可實施的處理，并 使得計算機、處理器或其它可程序裝置執行指令，以實施流程圖中方塊、步驟或計算所述的 功能的步驟。據此，流程圖中方塊、步驟或計算支持進行指定功能的手段的組合、進行指定功能 的步驟的組合，以及進行指定功能的手段的程序指令碼。須注意的是流程圖中至少一個方 塊、步驟或計算，以及流程圖中方塊、步驟或計算的組合，可利用特殊應用硬件的計算機系 統據以實施，其中計算機系統可進行特殊功能、步驟或特殊應用硬件程序指令碼的組合。圖17繪示本發明示范實施例的方法用以解碼多個多路徑信號。在步驟300中，示 范方法包括根據事前信息產生P (Χ》。在步驟310中，示范方法亦包括根據信號輸入產生 P(yq|xq)o在步驟320中，根據P(Xtl)與P(/IXtl)產生ρ(/，X”。除此之外，示范方法的步 驟320可包括安排公式的系數。在步驟330中，示范方法還包括對公式進行積分，例如對公式進行多重積分。在一 些示范實施例中，對公式進行積分可包括進行N(N-I)次積分計算，其中N為接收天線的數 目。在其它示范實施例中，方法可包括依據重復運算進而群組積分計算，使得個別的群組可 進行單一積分計算。更進一步而言，根據各種示范實施例，對公式的積分可利用利用蝶形 交插積分程序在層中進行，而在其它示范實施例中，至少一層的程序包括Nlog2N次積分計 笪弁。更進一步來說，在步驟340中，示范步驟可包括藉由P(Xq)除以已積分公式。在一 些示范實施例中，除以已積分公式可包括以高斯函數為已積分公式的計算。示范方法亦包 括產生LLR公式。在一些示范實施例中，產生LLR公式可包括解析公式的部分外加信息為 連續高斯函數。LLR積分可依據積分輸出。總而言之，圖17所述相關計算可執行據以解碼 多個多路徑接收信號與還原傳輸的資料內容。在一些示范實施例中，至少一個圖17的計算 可為處理器所執行，處理器可為處理器205，或是其它形式的集成電路，例如ASIC。
所屬技術領域中具有通常知識者可根據上述的示范實施例與相關圖式所教導，進而推知于此所述的本發明的許多改良與其它實施例。據此上述發明說明并非限定于揭露實 施例與改良，且其它實施例并非本發明以及申請專利范圍。更進一步而言，雖然上述說明與 相關圖式說明示范實施例包括某些元件及/或功能的示范組合，在不脫離本發明的精神和 權利要求范圍內的其它實施例可提供元件及/或功能的不同組合。于此，有別于上述明確 說明的元件及/或功能的不同組合亦可推知，且提出于權利要求范圍。縱使于此使用特殊 術語，特殊術語僅用于說明之用，并非用以限定本發明。
權利要求
一種無線通訊信號解碼方法，包括接收多個多路徑信號且輸入所述多路徑信號的表示至該公式，其中所述多路徑信號的表示傳輸一資料內容；安排該公式的系數；積分該公式；利用一事前信息除以一已積分公式以產生一結果；以及根據該事前信息與該結果以產生一對數概率比；其中上述安排、積分、相除與產生四步驟用以針對所述多路徑信號進行解碼且還原該資料內容，上述安排、積分、相除與產生四步驟的至少一步驟由一處理器執行。
2.如權利要求1所述的無線通訊信號解碼方法，其中解碼所述多路徑信號的一復雜度 因素對應于N3的幕次，N為傳輸天線的數目。
3.如權利要求1所述的無線通訊信號解碼方法，其中上述產生該對數概率比的步驟包括解析一部分外加信息為連續高斯函數，該部分外加信息為一概率比的一對數。
4.如權利要求1所述的無線通訊信號解碼方法，其中上述積分該公式的步驟包括 進行蝶形交插積分于一連串的多層。
5.如權利要求4所述的無線通訊信號解碼方法，其中上述積分該公式的步驟包括產生至少兩個群組且針對每個群組進行蝶形交插積分，其中當每個群組包括多個成員 的至少一個成員時，串連不為群組的所述成員。
6.如權利要求1所述的無線通訊信號解碼方法，其中上述積分該公式的步驟包括 進行串連于對應于該公式的多個積分區塊；以及進行蝶形交插積分于多個已串連積分區塊。
7.如權利要求1所述的無線通訊信號解碼方法，其中上述積分該公式的步驟包括 計算該公式的多重積分，該公式為多個概率的乘積。
8.如權利要求1所述的無線通訊信號解碼方法，其中上述積分該公式的步驟包括 依據多個重復運算以群組多個積分計算，使得多個群組的每個群組進行單一積分計算.
9.如權利要求1所述的無線通訊信號解碼方法，其中上述積分該公式的步驟包括 根據 進行積分，其中一矩陣f'的第k行第k列的單元為 ，Ntl為一噪聲的幕次，V為一列向量且V為[V1 v2...vN]T，\為復數隨機變量，矩陣f’與 矩陣f為大小為(N+l) X (N+1)的復數矩陣，t為整數且t = 1···Ν，N為接收天線的數目，k 與1為變量且k，1 = [1…N]。
10.一種信號解碼集成電路，包括一概率計算電路，用以接收多個多路徑信號的表示，并根據所述多路徑信號的表示與 一事前信息以產生一公式；一蝶形交插積分電路，用以產生至少兩個群組，串連多個成員中不為群組的所述成員， 并針對每個群組進行蝶形交插積分據以產生一已積分公式；一除以已積分公式電路，利用該事前信息除以該已積分公式以產生一結果；以及一對數概率比電路，根據該結果而產生一對數概率比，據以針對所述多路徑信號進行 解碼且還原一資料內容。
11.如權利要求10所述的信號解碼集成電路，其中該信號解碼集成電路解碼所述多路 徑信號的一復雜度因素對應于N3的幕次，N為傳輸天線的數目。
12.如權利要求10所述的信號解碼集成電路，其中該概率計算電路解析該公式的一部 分外加信息為連續高斯函數，該部分外加信息為一概率比的一對數。
13.如權利要求10所述的信號解碼集成電路，其中該蝶形交插積分電路進行積分于一 連串的多層。
14.如權利要求10所述的信號解碼集成電路，其中當一群組包括所述成員的至少一個 成員時，該蝶形交插積分電路串連不為群組的所述成員。
15.如權利要求10所述的信號解碼集成電路，其中該蝶形交插積分電路根據 進行積分，其中一矩陣f'的第k行第k列的單元為 Ntl為一噪聲的幕次，V為一列向量且V為[V1 v2...vN]T，\為復數隨機變量，矩陣f’與 矩陣f為大小為(N+l) X (N+1)的復數矩陣，t為整數且t = 1···Ν，N為接收天線的數目，k 與1為變量且k，1 = [1…N]。
16.一種無線通訊信號解碼的計算機程序產品，包括至少一個計算機可讀儲存媒體，上 述計算機可讀儲存媒體儲存可執行的多個計算機可讀程序指令碼，所述計算機可讀程序指 令碼規劃用以接收多個多路徑信號且輸入所述多路徑信號的表示至該公式，其中所述多路徑信號的 表示傳輸一資料內容；安排該公式的系數；積分該公式；利用一事前信息除以一已積分公式以產生一結果；以及根據該事前信息與該結果以產生一對數概率比，并據以針對所述多路徑信號進行解碼 且還原該資料內容。
17.如權利要求16所述的無線通訊信號解碼的計算機程序產品，其中規劃解碼所述多 路徑信號的所述計算機可讀程序指令碼，包括根據對應于N3幕次的一復雜度因素，據以規 劃解碼所述多路徑信號，其中N為傳輸天線的數目。
18.如權利要求16所述的無線通訊信號解碼的計算機程序產品，其中規劃產生該對數概率比的所述計算機可讀程序指令碼，包括規劃解析一部分外加信息為連續高斯函數，該 部分外加信息為一概率比的一對數。
19.如權利要求16所述的無線通訊信號解碼的計算機程序產品，其中規劃積分該公式 的所述計算機可讀程序指令碼，包括規劃進行蝶形交插積分于一連串的多層。
20.如權利要求19所述的無線通訊信號解碼的計算機程序產品，其中規劃積分該公式 的所述計算機可讀程序指令碼，包括規劃產生至少兩個群組且針對每個群組進行蝶形交插 積分，其中當每個群組包括多個成員的至少一個成員時，所述計算機可讀程序指令碼規劃 串連不為群組的所述成員。
21.如權利要求16所述的無線通訊信號解碼的計算機程序產品，其中規劃積分該公式 的所述計算機可讀程序指令碼，包括規劃計算該公式的多重積分，該公式為多個概率的乘 積。
22.如權利要求16所述的無線通訊信號解碼的計算機程序產品，其中規劃積分該公式 的所述計算機可讀程序指令碼，包括規劃依據多個重復運算以群組多個積分計算，使得多 個群組的每個群組進行單一積分計算。
23.如權利要求16所述的無線通訊信號解碼的計算機程序產品，其中規劃積分該公式 的所述計算機可讀程序指令碼，包括規劃根據 進行積分，其中一矩陣f'的第k行第k列的單元為 Ntl為一噪聲的幕次，V為一列向量且V為[V1 V2 ...vN]T, Vi為復數隨機變量，矩陣f’ 與矩陣f為大小為(N+1)X(N+1)的復數矩陣，t為整數且t = Ρ··Ν，Ν為接收天線的數目， k與1為變量且k，1 = [1…N]。
全文摘要
本發明涉及一種無線通訊信號解碼的方法、集成電路與計算機程序產品。一種集成電路用以針對所接收的多個多路徑信號進行解碼且還原傳輸信號的資料內容。集成電路可規劃根據多個多路徑信號以產生對數概率比，其中所接收的多個多路徑信號代表傳輸資料內容。集成電路更可規劃根據所接收的多個多路徑信號以安排這公式的系數，并將公式進行積分。集成電路更可規劃根據事前信息將已積分公式進行相除。據此，集成電路可規劃接收多個多路徑信號且利用積分將信號進行解碼。本發明亦提供相關方法與計算機程序產品。
文檔編號H04L1/06GK101848025SQ20091015989
公開日2010年9月29日 申請日期2009年7月16日 優先權日2009年3月24日
發明者王煥宗, 黃德振 申請人:財團法人工業技術研究院