專利名稱：多輸入多輸出(mimo)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)的制作方法
專利說明多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng) 發(fā)明領(lǐng)域 本發(fā)明寬泛地涉及多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，涉及MIMO系統(tǒng)中的發(fā)射器，涉及其上存儲有指示MIMO系統(tǒng)執(zhí)行MIMO系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǖ挠?jì)算機(jī)代碼的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，涉及處理MIMO系統(tǒng)中接收的數(shù)據(jù)的方法，涉及MIMO系統(tǒng)中的接收器，以及涉及其上存儲有指示MIMO系統(tǒng)執(zhí)行處理MIMO系統(tǒng)中接收的數(shù)據(jù)的方法的計(jì)算機(jī)代碼的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)已經(jīng)用于傳送語音業(yè)務(wù)和低數(shù)據(jù)速率非語音業(yè)務(wù)。當(dāng)前的無線通信系統(tǒng)也可以傳送高數(shù)據(jù)速率的多媒體業(yè)務(wù)，例如，視頻、數(shù)據(jù)和其它類型的業(yè)務(wù)。多媒體廣播和組播業(yè)務(wù)(MBMS)信道可以用于傳輸流應(yīng)用，例如，無線廣播、電視廣播、電影和其它類型的視頻或者音頻內(nèi)容。
多媒體廣播和組播業(yè)務(wù)在第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)的版本6的文件中定義。標(biāo)準(zhǔn)TS22.146定義了MBMS的高級別服務(wù)要求，標(biāo)準(zhǔn)TS22.246定義了典型的服務(wù)場景。MBMS服務(wù)使得用戶設(shè)備(UE)(例如，移動電話或者其它移動終端)能通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)供應(yīng)商接收服務(wù)。MBMS是利用單向點(diǎn)到多點(diǎn)承載服務(wù)將例如音頻、照片、視頻等多媒體數(shù)據(jù)傳送到多個(gè)終端的分組業(yè)務(wù)(PS)域服務(wù)。服務(wù)通常以分組形式、目前以IP因特網(wǎng)協(xié)議(IP)分組形式傳遞。服務(wù)通常由服務(wù)供應(yīng)商提供給控制服務(wù)如何在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳遞給移動終端的無線網(wǎng)絡(luò)控制器。無線網(wǎng)絡(luò)控制器通常根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源和其它因素確定服務(wù)傳輸時(shí)間。
由于MBMS是多媒體業(yè)務(wù)，不同服務(wù)質(zhì)量(QoS)的多種服務(wù)或者同一服務(wù)中的不同QoS的多個(gè)流可以提供給單個(gè)UE或者不同的多個(gè)UE。另外，MBMS傳輸機(jī)制通常需要支持可變的源數(shù)據(jù)速率。換句話說，源數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)率和誤碼率(BERs)可以改變。
由于MBMS信道是單向的，所以發(fā)射基站不能確認(rèn)在UE的任何接收錯(cuò)誤。因此，需要信息保護(hù)工具。
考慮到信息保護(hù)，通過無線通信信道傳輸經(jīng)調(diào)制的信息信號需要選擇適當(dāng)方法來保護(hù)調(diào)制信號中的信息。這些方法可以包括例如編碼、符號重復(fù)、交織技術(shù)(interleaving)以及其它已知方法。
對于廣播/組播業(yè)務(wù)，廣播/組播業(yè)務(wù)的特征和要求由3GPP MBMS和相關(guān)的廣播/組播服務(wù)層功能規(guī)定?？梢砸笤贛BMS服務(wù)中同時(shí)分布不同內(nèi)容的數(shù)據(jù)，以及可以要求一個(gè)終端同時(shí)接收多于一個(gè)的MBMS服務(wù)。MBMS傳送服務(wù)可以改變，例如，QoS參數(shù)。在此情況下，通常需要不等錯(cuò)誤保護(hù)機(jī)制(UEP)來支持無線系統(tǒng)中用于MBMS服務(wù)的高數(shù)據(jù)速率通信的各種不同的QoS。在以下描述中，具有較高質(zhì)量要求和/或較低速率要求的數(shù)據(jù)被定義為較高優(yōu)先級數(shù)據(jù)，具有較低質(zhì)量要求和/或較高速率要求的數(shù)據(jù)被定義為較低優(yōu)先級數(shù)據(jù)。
兩種類型的方法已經(jīng)被應(yīng)用于UEP。一種類型包括對較高優(yōu)先級數(shù)據(jù)應(yīng)用更強(qiáng)大的常規(guī)的糾錯(cuò)碼。另一種類型包括使用非均勻間隔的調(diào)制星座圖或者分級調(diào)制以向具有不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)提供不等保護(hù)。第5105442號美國專利描述了編碼調(diào)制，其可以通過結(jié)合上面兩種方法實(shí)現(xiàn)功率效率和寬帶效率。
第5214656號美國專利描述了結(jié)合編碼調(diào)制與時(shí)分復(fù)用方案。具有不同優(yōu)先級的信號被分別編碼和調(diào)制。然后具有不同優(yōu)先級的調(diào)制信號映射到不同的時(shí)隙。
上述方法可以提供不平衡數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧己眯阅?，但是由于它們的單一發(fā)射天線配置而具有有限的容量。
在目前的技術(shù)中，多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)在發(fā)射器和/或接收器處采用多個(gè)天線以改善覆蓋率、質(zhì)量和容量。因此，增加MBMS系統(tǒng)容量的一種可能方法是使用多個(gè)天線以執(zhí)行時(shí)空(ST)處理?？梢圆捎脤r(shí)空處理與常規(guī)的UEP技術(shù)結(jié)合的概念來獲得更高的容量和更好的質(zhì)量。
C.H.Kuo等人在WCNC 2002，2002年3月，第3卷的“Robustvideo transmission over wideband wireless channel using space-timecoded OFDM system(使用時(shí)空編碼的OFDM系統(tǒng)通過寬帶無線信道的強(qiáng)壯的視頻傳輸)”卷中描述的UEP的一種方法包括在MIMO系統(tǒng)中級聯(lián)前向糾錯(cuò)(FEC)和ST碼。在此方法中，通過采用更強(qiáng)大的FEC為具有較高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)提供了更好的強(qiáng)壯性。然而，嵌入的ST碼不能在具有不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)之間提供差別。因此，可能出現(xiàn)一個(gè)問題，與統(tǒng)一的時(shí)空處理級聯(lián)的這類方法不能在具有不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)之間提供進(jìn)一步的差別，因此能支持的保護(hù)級別有限。另一個(gè)問題是因?yàn)閷τ诿宽?xiàng)輸入數(shù)據(jù)，時(shí)空編碼器是分別應(yīng)用，所以實(shí)際上實(shí)現(xiàn)此方法是復(fù)雜的。
仍然為MIMO系統(tǒng)中的UEP提出了基于將不同時(shí)空技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的其它方法。例如，見Muhammad Farooq Sabir，Robert W.Heath Jr，and Alan C.Bovik在2002年11月的IEEE信號、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)的Asilomar會議的第1卷，第575-579頁的″An unequal error protectionscheme for multiple input multiple output systems(用于多輸入多輸出系統(tǒng)的不等錯(cuò)誤保護(hù)方案)″卷和C.H.Kuo等人在2000年11月的Globecom 2000，第21卷的″Embedded space-time coding for wirelessbroadcast with heterogeneous receivers(用于具有不同類接收器的無線廣播的嵌入的時(shí)空編碼)″卷。然而，由于這些提出的系統(tǒng)要求針對每個(gè)不同保護(hù)要求改變時(shí)空編碼器的編碼結(jié)構(gòu)，并且當(dāng)選擇了時(shí)空編碼器時(shí)，僅能提供特定速率和特定保護(hù)級別，所以這些系統(tǒng)的靈活性低而且復(fù)雜程度高。
對于用在信道編碼和時(shí)空編碼中的級聯(lián)碼，提供利用迭代解碼技術(shù)的turbo碼作為用于國際移動通信-2000(IMT-2000)標(biāo)準(zhǔn)中的第三代無線通信的高可靠的信道編碼技術(shù)。turbo碼可以利用并行級聯(lián)反饋系統(tǒng)卷積(RSC)碼執(zhí)行編碼操作，以及利用迭代解碼技術(shù)執(zhí)行解碼操作。另外，如果使交織器的大小很大而且充分執(zhí)行迭代解碼，則turbo碼在BER方面表現(xiàn)出較好的性能，接近所謂的香農(nóng)極限。然而，如果采用turbo碼，可能出現(xiàn)的一個(gè)問題是可能增加操作次數(shù)而導(dǎo)致高復(fù)雜度?？赡艹霈F(xiàn)的另一個(gè)問題是由于交織器的大小和迭代解碼操作次數(shù)均增加，可能發(fā)生延時(shí)而使實(shí)時(shí)處理困難。
除3G以外，第四代無線通信系統(tǒng)正在發(fā)展，以便提供更好的語音和高速多媒體業(yè)務(wù)。在這樣的系統(tǒng)中，使用稱為低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的信道編碼技術(shù)。LDPC碼與常規(guī)的turbo碼相比，在復(fù)雜度和性能方面具有較好的編碼特性。LDPC碼通常是線性分組碼，其中奇偶校驗(yàn)矩陣(H)的大多數(shù)元素是“0”。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果使用例如LDPC的概率編碼技術(shù)，則LDPC碼能提供較好的性能。
LDPC碼由隨機(jī)奇偶校驗(yàn)矩陣H定義，其中矩陣中的元素“1”的數(shù)目稀疏分布，其余元素都是0。奇偶校驗(yàn)矩陣H通常是用于判斷關(guān)于所接收信號的編碼是否正確執(zhí)行的矩陣。例如，如果通過將編碼的接收信號乘以奇偶校驗(yàn)矩陣H得到的值是“0”，則編碼沒有錯(cuò)誤。在以下描述中，行加權(quán)(或者行階數(shù))由奇偶校驗(yàn)矩陣H的行中的1的數(shù)目確定，列加權(quán)(或者列階數(shù))由列中的1的數(shù)目確定。除非另外規(guī)定，在下面描述中階數(shù)指列階數(shù)。
LDPC碼可以由矩陣和因子圖描述。可以利用基于和積算法的迭代解碼算法在因子圖中對LDPC碼進(jìn)行解碼。采用LDPC碼的解碼器比利用turbo碼的解碼器簡單。而且，并行處理解碼器能夠被容易地嵌入。因此，如果時(shí)空編碼器/解碼器利用LDPC碼執(zhí)行編碼/解碼操作，則時(shí)空編碼器/解碼器可以具有較好的信道編碼/解碼性能。
目前用于UEP的方法通過為信道編碼實(shí)現(xiàn)LDPC碼。這些方法通常通過利用數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的不同聯(lián)系度可以提供不同的錯(cuò)誤保護(hù)的特性，將信息位和奇偶位映射到碼字的不同部分。例如，見Xiumei Yang等人在2004年的消費(fèi)者通信和網(wǎng)絡(luò)會議的2004年1月，第1IEEE 5-8，第361-363頁的″New research on unequal error protection(UEP)property of Irregular LDPC codes(不規(guī)則LDPC碼的不等錯(cuò)誤保護(hù)(UEP)特性的新研究)″，，和PoulliatC，Declercq D.，F(xiàn)ijalkow I.在2004年6月的美國伊利諾斯州芝加哥市的Proc.IEEE信息理論國際研討會(ISITO4)第450頁中的“Optimization of LDPC codes for UEPchannels(用于UEP信道的LDPC碼的優(yōu)化)”。對于這些方法，由于奇偶校驗(yàn)矩陣結(jié)構(gòu)的構(gòu)造實(shí)際上很困難，所以LDPC碼的應(yīng)用通常受限。而且，由于不能為不同的信息位實(shí)現(xiàn)不同的碼數(shù)率，所以不同級別的位所獲得的性能差異通常很小。
此外，IEEE通信報(bào)，2006年1月第10卷第1的″New results onunequal error protection using LDPC codes(利用LDPC碼的不等錯(cuò)誤保護(hù)的新成果)″描述了另一種關(guān)于結(jié)合兩個(gè)Tanner圖的基于LDPC的方法。然而，所述文件中沒有進(jìn)一步說明如何構(gòu)造分塊以生成可用的奇偶校驗(yàn)矩陣。
綜上所述，需要以高系統(tǒng)靈活性和低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度同時(shí)支持諸如MBMS服務(wù)的高速數(shù)據(jù)傳輸中的各種錯(cuò)誤保護(hù)要求的傳輸技術(shù)。
因此，需要一種多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)來解決至少一個(gè)上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，所述方法包括接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流；利用奇偶校驗(yàn)矩陣對輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼，其中奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對輸入數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，并且執(zhí)行時(shí)空編碼以通過多個(gè)天線發(fā)射經(jīng)LDPC編碼的輸入數(shù)據(jù)流；其中對輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC編碼包括生成一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于將輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息插入到輸入數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流的編碼中，其中，如果基于所述輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流可以包括M個(gè)不同等級的M個(gè)輸入流，奇偶校驗(yàn)矩陣可以具有M層，奇偶校驗(yàn)矩陣的每層對應(yīng)于M個(gè)等級中的一個(gè)。
每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣可以鏈接M層的兩層，從而所述兩層之間的相關(guān)信息在LDPC編碼期間被插入。
對于每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，如果所分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別比最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別高k級，則所述聯(lián)絡(luò)矩陣可以通過以下步驟生成提供矩陣
其中其中m＝ri，l＝ni，ri是所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的可偶校驗(yàn)位的位數(shù)，ni，是所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的碼字長度，Im(t)是單位矩陣Im的t列左移操作；標(biāo)記Ck＝C(k)[:，1:l]；標(biāo)記C′i，j＝C1+C2+…+Ck；以及將C′i，j下移(i-1)行來獲得所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣。
奇偶校驗(yàn)矩陣可以是分塊下三角形矩陣，奇偶校驗(yàn)子矩陣作為塊位于奇偶校驗(yàn)矩陣的主對角線上。
聯(lián)絡(luò)矩陣可以作為塊位于奇偶校驗(yàn)矩陣的主對角線下方，而在主對角線上方的塊是零矩陣。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了多輸入輸出(MIMO)系統(tǒng)中的發(fā)射器，所述發(fā)射器包括一個(gè)或者多個(gè)用于接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的輸入單元；低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼器；空間映射單元；其中LDPC編碼器利用奇偶校驗(yàn)矩陣對輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC編碼，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述輸入數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，，空間映射單元執(zhí)行時(shí)空編碼以通過多個(gè)天線發(fā)射經(jīng)LDPC編碼的輸入數(shù)據(jù)流；其中為對輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC編碼，LDPC編碼器生成一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于將輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息插入到輸入數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流的編碼中，并且其中如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于該輸入數(shù)據(jù)流中的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
多輸入數(shù)據(jù)流可以包括M個(gè)不同等級的M個(gè)輸入流，奇偶校驗(yàn)矩陣可以具有M層，奇偶校驗(yàn)矩陣的每層對應(yīng)于M個(gè)等級中的一個(gè)。
每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣可以鏈接M層的兩層，從而所述兩層之間的相關(guān)信息在LDPC編碼期間被插入。
對于每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，如果分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別比最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別高k級，則LDPC編碼器可以通過以下步驟生成所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣提供矩陣
，其中m＝ri，l＝ni，ri是所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)位的位數(shù)，ni，是所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的碼字長度，Im(t)是單位矩陣Im的t列左移操作；標(biāo)記Ck＝C(k)[:，1:l]；標(biāo)記C′i，j＝C1+C2+…+Ck；和將C′i，j下移(i-1)行來獲得所述的每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣。
奇偶校驗(yàn)矩陣可以是分塊下三角形矩陣，奇偶校驗(yàn)子矩陣作為塊位于奇偶校驗(yàn)矩陣的主對角線上。
聯(lián)絡(luò)矩陣可以作為塊位于奇偶校驗(yàn)矩陣的主對角線下方，而在主對角線上方的塊是零矩陣。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其上存儲有用于指示多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)執(zhí)行MIMO系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǖ挠?jì)算機(jī)代碼，所述方法包括接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流；利用奇偶校驗(yàn)矩陣對輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼，其中奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述輸入數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，并且執(zhí)行時(shí)空編碼以通過多個(gè)天線發(fā)射經(jīng)LDPC編碼的輸入數(shù)據(jù)流；其中對輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC編碼包括生成一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于將輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息插入到輸入數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流的編碼中，其中如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了處理多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中接收的數(shù)據(jù)流的方法，所述方法包括通過多個(gè)接收天線接收數(shù)據(jù)流；對接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行時(shí)空解碼；利用對數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的奇偶校驗(yàn)矩陣，執(zhí)行接收的數(shù)據(jù)流的低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼，其中奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對接收數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的接收數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；其中執(zhí)行接收的數(shù)據(jù)流的LDPC解碼包括使用一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣提供接收的數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息以對接收的數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，其中如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
所述方法還可以包括采用和積方法對所述接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的接收器，所述接收器包括接收數(shù)據(jù)流的多個(gè)接收天線；對接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行時(shí)空解碼的空間映射解碼器；以及低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器，其利用對數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的奇偶校驗(yàn)矩陣對接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，其中所述奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述接收數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的接收數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；其中對于執(zhí)行接收的數(shù)據(jù)流的LDPC解碼，LDPC解碼器使用一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于提供接收的數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息以對接收的數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，并且其中如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
LDPC解碼器可以包括一個(gè)或多個(gè)和積解碼器。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其上存儲有用于指示多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)執(zhí)行在MIMO系統(tǒng)中處理接收的數(shù)據(jù)流的方法的計(jì)算機(jī)代碼，所述方法包括通過多個(gè)接收天線接收數(shù)據(jù)流；對接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行時(shí)空解碼；利用對數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的奇偶校驗(yàn)矩陣，對接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼，其中奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對接收數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的接收數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；其中對接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC解碼包括使用一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣提供接收的數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息以對接收的數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，并且其中如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
僅僅通過以下示例并結(jié)合附圖的描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能更好地理解本發(fā)明的實(shí)施方式，并且本發(fā)明的實(shí)施方式對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更明顯，其中 圖1為寬泛地圖示了在示例性實(shí)施中的無線通信系統(tǒng)的示意性框圖； 圖2示出了發(fā)射器的示意性框圖； 圖3示出了接收器的示意性框圖； 圖4示出了分層時(shí)空(ST)低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼器單元的框圖； 圖5示出了ST LDPC迭代解碼單元的框圖； 圖6示出了用于編碼器中的LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣的分層結(jié)構(gòu)； 圖7示出了示例性分層LDPC碼的示意圖； 圖8(a)是圖7的LDPC碼的示例性奇偶校驗(yàn)矩陣； 圖8(b)是圖7的LDPC碼的另一個(gè)示例性奇偶校驗(yàn)矩陣； 圖9(a)至圖9(c)圖示了實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)矩陣生成規(guī)則的示例性奇偶校驗(yàn)矩陣； 圖10示出了調(diào)制/符號映射單元的框圖； 圖11(a)至11(c)是I分支表/Q分支表，用于圖示邏輯信號映射，以及系統(tǒng)/信息與奇偶數(shù)據(jù)的結(jié)合； 圖12是圖示多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D； 圖13是圖示處理在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中接收的數(shù)據(jù)流的方法的流程圖； 圖14是圖示實(shí)現(xiàn)多媒體廣播和組播業(yè)務(wù)(MBMS)服務(wù)的協(xié)議架構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式 以下描述的某些部分明確或者隱含地出現(xiàn)在對計(jì)算機(jī)存儲器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的算法和功能或者符號表示方面。這些算法描述和功能或者符號表示是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的技術(shù)人員使用的手段，以最有效地將他們的工作成果傳達(dá)給本領(lǐng)域其它技術(shù)人員。本文所指的算法一般地被認(rèn)為是能帶來預(yù)期結(jié)果的自相一致的一系列步驟。這些步驟是物理量的那些需要的物理操作，例如，電、磁或者光信號能夠被存儲、傳輸、組合、比較和其它操作。
除非特別聲明，否則，從以下明顯可見，可以理解通過本說明書，利用諸如“瀏覽”、“計(jì)算”、“判斷”、“替代”、“產(chǎn)生”、“啟動”、“輸出”等術(shù)語的討論指計(jì)算系統(tǒng)或者相似的電子設(shè)備的行為和過程，其對表示為計(jì)算系統(tǒng)中的物理量的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并將其轉(zhuǎn)換為同樣表示為計(jì)算系統(tǒng)或者其它信息存儲、傳輸或者顯示設(shè)備中的物理量的其它數(shù)據(jù)。
本說明書還公開了用于執(zhí)行方法的操作的裝置。這些裝置可以特別構(gòu)造用于所需的用途，或者可以包括一般用途的計(jì)算機(jī)，或者由存儲在計(jì)算機(jī)中的計(jì)算機(jī)程序選擇性激活或者重新配置的其它裝置。本文出現(xiàn)的算法不是固有地與任何特定計(jì)算機(jī)或者其它裝置相關(guān)。各種一般用途的機(jī)器可以與根據(jù)本文教導(dǎo)的程序一起使用?？蛇x地，可以構(gòu)造更多特定裝置以執(zhí)行所需的方法步驟。
另外，本說明書還隱含地公開了計(jì)算機(jī)程序，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員很明顯，本文描述的方法的各個(gè)步驟可以通過計(jì)算機(jī)代碼實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)程序不限于任何特定的程序語言及其執(zhí)行?？梢岳斫舛喾N編程語言及其編碼可以用于實(shí)現(xiàn)本文包含的公開內(nèi)容的教導(dǎo)。此外，計(jì)算機(jī)程序不限于任何特定的控制流。在不背離本發(fā)明的宗旨或者范圍情況下，有多種不同的計(jì)算機(jī)程序，其能使用不同控制流。
此外，計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)步驟可以并行而不是順序執(zhí)行。這樣的計(jì)算機(jī)程序可以存儲在任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在一般用途的計(jì)算機(jī)上被裝載并運(yùn)行時(shí)，其有效地產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)優(yōu)選方法的步驟的裝置。
為了建立MBMS服務(wù)，通常地，核心網(wǎng)絡(luò)CN將標(biāo)記為REQ的MBMS上下文建立請求發(fā)送給無線網(wǎng)絡(luò)控制器(例如，RNC1)，無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC1返回標(biāo)記為RESP的MBMS上下文建立響應(yīng)。該請求通常包括MBMS參數(shù)，例如QoS。然后無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC1在RNC中為各自的MBMS服務(wù)建立MBMS上下文。RNC可以在通知階段之前或者通知階段之后與CN建立MBMS數(shù)據(jù)承載。RNC通常確定MBMS服務(wù)如何通過網(wǎng)絡(luò)提供，以及特別地，確定服務(wù)是從單個(gè)小區(qū)還是多個(gè)小區(qū)傳遞。
圖14是圖示了實(shí)現(xiàn)多媒體廣播和組播業(yè)務(wù)(MBMS)服務(wù)的協(xié)議架構(gòu)1400的示意圖。根據(jù)3GPP的協(xié)議棧通常包括多個(gè)層，從表示信令鏈路的物理層PHY 1402開始，介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議層1404、無線鏈路控制(RLC)協(xié)議層1406和分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議(PDCP)層1408。3GPP協(xié)議?？梢园ㄔS多其它層，通常地，僅上述這些層用于MBMS服務(wù)的傳遞。
PDCP層1408存在于來自PS域的服務(wù)的用戶平面。PDCP提供的服務(wù)可以稱為無線承載，并且PDCP提供報(bào)頭壓縮服務(wù)。PDCP在發(fā)射實(shí)體時(shí)壓縮冗余的協(xié)議信息，而在接收實(shí)體時(shí)進(jìn)行解壓縮。PDCP還傳送從非接入層以PDCP服務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDUs)形式接收的用戶數(shù)據(jù)，并且將它們轉(zhuǎn)發(fā)到RLC實(shí)體，反之亦然。
RLC層1406對用戶和控制數(shù)據(jù)執(zhí)行組幀(framing)功能，其包括分割/聯(lián)結(jié)和填充功能。RLC層1406通常對在控制平面中用于控制數(shù)據(jù)的無線資源控制(RRC)層和對在用戶平面中用于用戶數(shù)據(jù)的應(yīng)用層提供分割和中繼(retransmission)服務(wù)。RLC層1406通常實(shí)現(xiàn)將可變長度較高層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDUs)分割為較小的RLC PDUs，或者從較小的RLC PDUs重組可變長度更高層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDUs)。
RLC層1406的每個(gè)RLC實(shí)例可以由RRC層設(shè)定為工作在以下三種模式中的一種透明模式(TM)、非確認(rèn)模式(UM)和確認(rèn)模式(AM)。所述三種數(shù)據(jù)傳輸模式指示為邏輯信道設(shè)定的RLC的模式。透明和非確認(rèn)模式RLC實(shí)體被定義為單向，但是確認(rèn)模式實(shí)體是雙向的。
MAC層1404通過以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型為特征的邏輯信道向RLC層1406提供服務(wù)。MAC層1404將邏輯信道映射和多路復(fù)用到傳輸信道。MAC層1404識別位于公共信道上的用戶設(shè)備(UEs)。MAC層1404還在公共傳輸信道上將較高層PDUs多路復(fù)用為傳遞給物理層1402的傳輸塊，或者在公共傳輸信道上將從物理層1402傳遞的傳輸塊去復(fù)用為較高層PDUs。由于服務(wù)多路復(fù)用通常不能在物理層1402完成，因此MAC為公共傳輸信道處理服務(wù)多路復(fù)用。當(dāng)公共傳輸信道承載來自專用類型的邏輯信道的數(shù)據(jù)時(shí)，相關(guān)聯(lián)的MAC頭包括UE的標(biāo)識符。MAC層1404還在專用傳輸信道上將較高層PDUs多路復(fù)用為傳遞給物理層1402的傳輸塊組，以及在專用傳輸信道上將從物理層1402傳遞的傳輸塊組去復(fù)用為較高層PDUs。
物理層1402通過承載信令信息和用戶數(shù)據(jù)的傳輸信道連接至MAC層1404。物理層1402通過傳輸信道向MAC層1404提供服務(wù)，所述傳輸信道以特征數(shù)據(jù)如何以及用什么進(jìn)行傳輸為特征。物理層1402通過物理信道在無線鏈路上接收信令和用戶數(shù)據(jù)。物理層1402通常執(zhí)行多路復(fù)用和信道編碼，包括循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)計(jì)算、前向糾錯(cuò)(FEC)、速率匹配、交織傳輸信道數(shù)據(jù)、和多路復(fù)用傳輸信道數(shù)據(jù)，以及其它物理層程序，諸如采集、訪問、呼叫和無線鏈路建立/故障。物理層1402還可以負(fù)責(zé)傳播和加擾、調(diào)制、測量、發(fā)射分集、功率加權(quán)(power weighting)、切換、壓縮模式和功率控制。
公共業(yè)務(wù)信道(CTCH)是存在于下行鏈路方向的單向信道，并且當(dāng)向所有終端或者特定終端群發(fā)送信息時(shí)可以被使用。數(shù)據(jù)傳輸模式通常使用沒有反向信道設(shè)置的單向公共信道。
在圖14的左手側(cè)，上述這些層的應(yīng)用在控制RNC 1410中示出。換句話說，RNC 1410接收MBMS內(nèi)容1412以及MBMS控制信號1414。MBMS內(nèi)容1412在PDCP層(即，在1416)中處理。封裝(packetised)的數(shù)據(jù)被傳遞給RLC層1406的數(shù)據(jù)平面1418，控制信號分別被傳遞給RLC層1406的控制平面1420。在RLC層1406，RLCPDUs被構(gòu)造。為了支持MBMS數(shù)據(jù)和控制，MAC層1404向傳遞服務(wù)的基站提供了MBMS控制信道MCCH(例如1422)和MBMS業(yè)務(wù)信道MTCH(例如1424)。在MAC層(即，在1426)，MBMS服務(wù)從邏輯信道映射和多路復(fù)用至傳輸信道。MAC層1404與物理層(即，在1428)通信，以使傳輸單元將MBMS服務(wù)傳遞給移動終端UE 1430。
圖14的右手側(cè)圖示了在移動終端UE 1430的等同協(xié)議層。在此上下文中，可以認(rèn)為Tx表示基站與移動終端UE 1430之間的物理鏈路的發(fā)送側(cè)，Rx表示在移動終端UE 1430的信道的接收側(cè)。移動終端UE 1430實(shí)現(xiàn)MAC實(shí)體(即，在1432)，以及提供MBMS控制信道1434和MBMS業(yè)務(wù)信道1436，這里的兩個(gè)信道類似于為控制RNC1410提供的那兩個(gè)信道。RLC層(即，在1438)負(fù)責(zé)將已經(jīng)由MAC實(shí)體傳遞的分組進(jìn)行組合。RLC層(即，在1440)分出標(biāo)號1442的控制功能。最后一步，PDCP層(即，在1444)將MBMS內(nèi)容1446傳遞給用戶。
一個(gè)示例性實(shí)施可以提供用于3GPP協(xié)議棧的物理層中的信號處理的技術(shù)，以支持具有不同BERs的多內(nèi)容數(shù)據(jù)的同時(shí)傳輸。所述示例性實(shí)施可以在任何適當(dāng)設(shè)置的無線MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。MIMO系統(tǒng)的無線通信可以符合任何通信標(biāo)準(zhǔn)。
圖1為寬泛地圖示了示例性實(shí)施中的無線通信系統(tǒng)100的示意性框圖。在發(fā)射器102處，源數(shù)據(jù)(標(biāo)號104)由源編碼器單元106編碼，以及由交織器108進(jìn)行交織以產(chǎn)生用于傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)。信息數(shù)據(jù)(例如，以塊的方式)發(fā)送給信道編碼單元110以執(zhí)行信道編碼和速率匹配。將編碼的數(shù)據(jù)發(fā)送給多路復(fù)用單元112以將該數(shù)據(jù)多路復(fù)用為多個(gè)數(shù)據(jù)流。將多路復(fù)用的數(shù)據(jù)流發(fā)送給調(diào)制和映射單元114以產(chǎn)生調(diào)制的數(shù)據(jù)流。然后調(diào)制的數(shù)據(jù)流由多個(gè)發(fā)射天線116發(fā)射給接收器118。
在接收器118處，發(fā)射的信號由多個(gè)接收天線120接收，并且被發(fā)送至對所接收的信號進(jìn)行檢測和將所接收的信號分離為多個(gè)已檢測的數(shù)據(jù)流的檢測單元122。將經(jīng)檢測的數(shù)據(jù)流發(fā)送到用于解調(diào)和解映射的解調(diào)和解映射單元124以產(chǎn)生解調(diào)的數(shù)據(jù)流。將解調(diào)的數(shù)據(jù)流發(fā)送至去復(fù)用單元126以將數(shù)據(jù)去復(fù)用為多個(gè)去復(fù)用的數(shù)據(jù)流。將去復(fù)用的數(shù)據(jù)流發(fā)送到信道解碼單元128中以重新產(chǎn)生信息數(shù)據(jù)。然后將重新產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)通過去交織單元130進(jìn)行去交織，并且發(fā)送到源解碼器單元132以恢復(fù)發(fā)射的源數(shù)據(jù)(標(biāo)號134)。
圖2示出了發(fā)射器102的示意性框圖。在示例性實(shí)施中，發(fā)射器102采用了具有各種時(shí)空處理技術(shù)的源/信道編碼方案，以為不同內(nèi)容的數(shù)據(jù)提供不等錯(cuò)誤保護(hù)(Unequal Error Protection)。例如對應(yīng)于MBMS服務(wù)的輸入數(shù)據(jù)(在一個(gè)或多個(gè)輸入部件(標(biāo)號104)處接收的)基于例如質(zhì)量和/或數(shù)據(jù)速率的要求被分為不同等級，即，較高優(yōu)先級的輸入數(shù)據(jù)和較低優(yōu)先級的輸入數(shù)據(jù)。例如，需要低BERs的服務(wù)或者數(shù)據(jù)被標(biāo)記為較高優(yōu)先級的服務(wù)或者數(shù)據(jù)，而另一方面，能容忍高BERs的服務(wù)或者數(shù)據(jù)被標(biāo)記為較低優(yōu)先級的服務(wù)或者數(shù)據(jù)。
等級也可以基于但不限于數(shù)據(jù)傳輸速率、服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求、發(fā)射天線數(shù)和發(fā)射條件。
具有不同優(yōu)先級的M個(gè)輸入數(shù)據(jù)流(在一個(gè)或者多個(gè)輸入單元(標(biāo)號104)處收到的)由M個(gè)源編碼器(例如，202、204)進(jìn)行編碼。可以利用統(tǒng)一的編碼方案或者不同的編碼方案對輸入流進(jìn)行編碼。源編碼器(例如，202、204)可以與本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何編碼器不同或者相同。M個(gè)源編碼器(例如，202、204)的輸出被發(fā)送到M個(gè)交織器單元(例如，206、208)進(jìn)行交織。交織器單元(例如，206、208)可以相同或者不同。
來自交織器單元(例如，206、208)交織的數(shù)據(jù)被輸入分層ST LDPC編碼單元210。分層ST LDPC編碼單元210對具有不同碼數(shù)率和/或不同碼字長度的不同優(yōu)先級數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并且將編碼的數(shù)據(jù)映射到多個(gè)(NT)發(fā)射天線流中。在數(shù)據(jù)被發(fā)送到NT個(gè)發(fā)射天線(例如，216、218)之前，利用NT個(gè)調(diào)制/符號映射器單元(例如212、214)對分配至NT個(gè)發(fā)射天線流的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制/符號映射。調(diào)制/符號映射器單元(例如212、214)利用各種調(diào)制方案執(zhí)行關(guān)于數(shù)據(jù)的符號映射。調(diào)制/符號映射器單元(例如212、214)的輸出數(shù)據(jù)利用NT個(gè)發(fā)射天線(例如216、218)從發(fā)射器102發(fā)射。
綜上所述，示例性實(shí)施利用包括M層的分層LDPC信道編碼代碼對具有不同優(yōu)先級的M級信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。信道編碼代碼根據(jù)希望的保護(hù)要求對具有不同碼數(shù)率和/或碼字長度的每層進(jìn)行編碼。然后信道編碼代碼將來自M層已編碼的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)/信息數(shù)據(jù)和奇偶數(shù)據(jù)進(jìn)行組合并映射到在空間域、時(shí)域和/或頻域中具有不同分集增益的多個(gè)發(fā)射天線。
為了適應(yīng)于不同的BER要求和用于發(fā)射的可用發(fā)射天線的數(shù)目，源編碼器(例如202、204)的選擇以及分層ST LDPC編碼單元210的設(shè)計(jì)可以因此改變，以獲得希望的BER和/或容量。因此，根據(jù)輸入的QoS要求和發(fā)射天線信息，提供控制器220以控制分層LDPC編碼和空間映射的設(shè)計(jì)。
因此，發(fā)射器102接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)序列或者流，其中每個(gè)數(shù)據(jù)流被分配有優(yōu)先級別或者等級。每個(gè)數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級基于服務(wù)質(zhì)量要求被預(yù)定。發(fā)射器102將輸入數(shù)據(jù)流分割為多個(gè)層，發(fā)射器102的控制器220為每層分配錯(cuò)誤保護(hù)級別。將每層的碼數(shù)率、碼字長度和最低可接受錯(cuò)誤保護(hù)級別確定為參數(shù)，利用此確定的參數(shù)生成奇偶校驗(yàn)矩陣。然后利用生成的奇偶校驗(yàn)矩陣對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
圖3圖示了接收器118的示意性框圖。在接收器118處，在多個(gè)(NR)接收器天線(例如302、304)處接收的多個(gè)數(shù)據(jù)序列或者信號首先被組合，然后被應(yīng)用到MIMO檢測器306，以恢復(fù)從發(fā)射器102(圖2)發(fā)射的信號。MIMO檢測器306可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的多種方式工作。一個(gè)示例是使用通過信道信息構(gòu)造的線性估計(jì)矩陣以有效分離到達(dá)接收器天線(例如，302、304)的多個(gè)發(fā)射信號。另一個(gè)實(shí)施例是使用基于最大似然法(ML)或者最大后驗(yàn)概率(MAP)算法的優(yōu)化技術(shù)。另外，最小均方誤差(MMSE)和判決反饋檢測方法可以用于MIMO檢測器306以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。
由發(fā)射器天線(例如，216、218(圖2))發(fā)射的信號通過MIMO檢測器306檢測并分離為NT個(gè)分支。對每個(gè)分支中的分離信號，使用各自解調(diào)/解映射單元(例如，308、310)執(zhí)行解映射和解調(diào)操作。在解映射和解調(diào)之后，將NT個(gè)分支的解調(diào)信號發(fā)送到ST LDPC迭代解碼單元312，以重新產(chǎn)生M層信號，其中該M層信號對應(yīng)于從發(fā)射器102(與分層ST LDPC編碼單元210比較)發(fā)射的M級源編碼和交織的數(shù)據(jù)。
M個(gè)信道解碼數(shù)據(jù)流從ST LDPC迭代解碼單元312輸出，并且利用去交織器單元(例如，314、316)進(jìn)行去去交織。去交織器單元(例如，314、316)的選擇取決于發(fā)射器102(圖2)中使用的交織器單元(例如，206、208(圖2))。將去交織的數(shù)據(jù)發(fā)送給源解碼器單元(例如，318、320)，以重新產(chǎn)生M級源數(shù)據(jù)。解碼器單元(例如，318、320)的類型取決于發(fā)射器102(圖2)中使用的源編碼器單元(例如，202、204(圖2))。
在接收器118處，根據(jù)希望的QoS要求和發(fā)射天線信息，提供控制器單元322以執(zhí)行源解碼和ST分層的LDPC解碼(與發(fā)射器102的控制器220比較)。
圖4是圖示了分層ST LDPC編碼單元210的框圖。分層ST LDPC編碼單元210包括分層的LDPC編碼器402和空間映射單元404。輸入數(shù)據(jù)(例如，在標(biāo)號224、226處)首先由分層的LDPC編碼器402編碼。分層的LDPC編碼器402包括M個(gè)設(shè)計(jì)的層，并且每層用于對具有不同碼數(shù)率和不同碼字長度的每級輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。在編碼之后，M個(gè)編碼的數(shù)據(jù)被發(fā)送到空間映射單元404?？臻g映射單元404對M個(gè)數(shù)據(jù)流執(zhí)行多路復(fù)用和/或去復(fù)用操作，然后根據(jù)設(shè)計(jì)的映射方案將它們映射到多個(gè)發(fā)射天線流。
圖5是圖示了ST LDPC迭代解碼單元312的框圖。ST LDPC迭代解碼單元312接收NT個(gè)輸入解調(diào)信號(例如，在標(biāo)號326、328處)，并且基于由分層的ST LDPC編碼器單元210(圖4)執(zhí)行的編碼執(zhí)行解碼操作，以輸出重新產(chǎn)生的M級發(fā)射數(shù)據(jù)。ST LDPC迭代解碼單元312包括空間映射解碼器502，以及用于M層的M個(gè)和積解碼器(例如，504、506、508)形式的LDPC解碼器。輸入的NT個(gè)數(shù)據(jù)流(例如，在標(biāo)號326、328處)被輸入到空間映射解碼器502，其中空間映射解碼器502執(zhí)行與空間映射單元404(圖4)相反的操作。因此，NT個(gè)數(shù)據(jù)流被去復(fù)用和/或多路復(fù)用，以對應(yīng)于參考圖4使用的設(shè)計(jì)的映射方案獲得M個(gè)數(shù)據(jù)流。
解碼的M個(gè)流從空間映射解碼器502輸出，并且輸入到M個(gè)和積解碼器(例如，504、506、508)，使得每個(gè)和積解碼器(例如，506)通過來自前面的和積解碼器(例如，504)的信息對輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。換句話說，第i個(gè)和積解碼器接收第i個(gè)輸入數(shù)據(jù)流和來自第1至第(i-1)和積解碼器的結(jié)果的信息。然后基于此信息，第i個(gè)和積解碼器執(zhí)行迭代和積解碼，以重新產(chǎn)生第i層數(shù)據(jù)，其中此第i層數(shù)據(jù)對應(yīng)于具有第i優(yōu)先級的第i級數(shù)據(jù)。在示例性實(shí)施中，解碼次序?qū)?yīng)于在分層ST LDPC編碼單元210(圖4)中執(zhí)行的編碼的次序。
上述示例性實(shí)施可以對具有不同優(yōu)先級的不同數(shù)據(jù)提供不等錯(cuò)誤保護(hù)。在以下描述中，提供更詳細(xì)的分層的ST LDPC編碼、解碼和空間映射技術(shù)。
圖6圖示了在編碼器402(圖4)中使用的LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣602的分層結(jié)構(gòu)。LDPC碼可以由低密度奇偶校驗(yàn)矩陣H 602表示。低密度奇偶校驗(yàn)矩陣H 602被設(shè)計(jì)為分塊下三角形矩陣。矩陣H 602能夠被分層(見標(biāo)號604)，以為具有不同質(zhì)量和/或速率要求(例如，不同碼數(shù)率、不同碼字長度和/或不同校驗(yàn)程度)的每層數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分層編碼。
如圖6所示，奇偶校驗(yàn)矩陣H 602被構(gòu)造為M層。對于每個(gè)第i層，提供有子矩陣Hi(例如，606)，該子矩陣Hi可以是為每個(gè)第i層信息執(zhí)行子編碼(sub-coding)的奇偶校驗(yàn)子矩陣。這些子矩陣被設(shè)置在奇偶校驗(yàn)矩陣H 602的對角線上。還提供有與其它層相關(guān)聯(lián)的連續(xù)塊Ci，j(j＝i+1，...，M)(例如，610)。塊Ci，j被設(shè)置在奇偶校驗(yàn)矩陣H 602的非對角線上。有效的二進(jìn)制碼字b滿足HbT＝0。對于每一不同層，相應(yīng)的子矩陣Hi可以具有與其它子矩陣不同的行數(shù)和列數(shù)。因此，碼字b也被構(gòu)造為M層。碼字b的每層可以具有不同長度的碼字，并且不同層的碼數(shù)率可以不同。在示例性實(shí)施中，矩陣Ci，j表示與鏈路層i和j相關(guān)的信息。
基于LDPC代碼的特性，具有較高階數(shù)的碼字b的位(或者可變節(jié)點(diǎn))被保護(hù)得更好。在示例性實(shí)施中，聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j(j＝i+1，…，M)可以認(rèn)為是給第i層的位添加階數(shù)，使得被映射到第i層的位與被映射到第(i+1)層的位相比被提供有更好的錯(cuò)誤保護(hù)。因此，從高到低的層(即，對應(yīng)于從高優(yōu)先級到低優(yōu)先級的映射位)在奇偶校驗(yàn)矩陣H 602中的從左到右被設(shè)置。另外，由于奇偶校驗(yàn)矩陣H 602的準(zhǔn)下三角形結(jié)構(gòu)，因此較高層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)具有較高聯(lián)系度。
在示例性實(shí)施中，來自M級的位被分別映射到(即，編碼到)M層，并且優(yōu)先級的次序(從最高到最低)與層的次序(即，從層1到層M)相同，以便采用所描述的分層的LDPC碼的不等錯(cuò)誤保護(hù)特性。另一方面，由每個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣Hi產(chǎn)生的碼數(shù)率根據(jù)層的次序增加，使得不同優(yōu)先級(例如，從最高到最低)的不同位用不同碼數(shù)率(例如，從最低到最高)進(jìn)行編碼，因此可以獲得不同錯(cuò)誤保護(hù)級別(例如，從最高到最低)。每層的碼字長度可以根據(jù)各種錯(cuò)誤概率和/或傳輸數(shù)率要求進(jìn)行調(diào)整。
假設(shè)第i層的碼字長度是ni，并且奇偶校驗(yàn)位的數(shù)目是ri。換句話說，奇偶校驗(yàn)子矩陣Hi是有ri行和ni列的矩陣。對于每一層，輸入信息位si的(ni-ri)x1向量被編碼為ni×1碼字。對第1層的編碼如下所示。通過執(zhí)行變換， W1H1＝(P1I)(1) 其中矩陣W1是對矩陣H1執(zhí)行變換的ri×ri的滿秩矩陣，P1是ri×(ni-ri)矩陣，矩陣I是ri×rj的單位矩陣。在示例性實(shí)施中，變換與對H1執(zhí)行的線性變換的矩陣表示有關(guān)。執(zhí)行變換使得可以獲得生成矩陣P1用于編碼。此操作用于線性分組編碼。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解LDPC是線性分組編碼的形式。綜上所述，第1層的碼字b1由以下構(gòu)成 因此，線性分組編碼由奇偶校驗(yàn)矩陣H1表示，生成矩陣P1對s1進(jìn)行編碼以產(chǎn)生奇偶位。
對于第i層，相似地，通過執(zhí)行變換， WiHi＝(PiI)(3) 以及第i層的碼字由以下構(gòu)成 在對第i層編碼期間，前向的層的信息的部分通過聯(lián)絡(luò)矩陣Cj，i(j＝1，...，i-1)插入到第i層的碼字中。
在示例性實(shí)施中，對每層的解碼由和積方法按層的次序(即，從層1到層M)執(zhí)行。換句話說，具有較高錯(cuò)誤保護(hù)的較高層數(shù)據(jù)首先被解碼以提高解碼性能。用于第1層的奇偶校驗(yàn)等式是 當(dāng)?shù)?層解碼的迭代終止時(shí)，滿足等式(5)。因此，第i層的奇偶校驗(yàn)等式是 當(dāng)?shù)趇層解碼的迭代終止時(shí)，滿足等式(6)。
在LDPC解碼期間，當(dāng)所有的奇偶校驗(yàn)等式被滿足時(shí)，所謂的置信傳播被終止。在示例性實(shí)施中，當(dāng)僅關(guān)于已檢測的層和將要被檢測的層的奇偶校驗(yàn)等式被滿足時(shí)，置信傳播被終止。換句話說，當(dāng)?shù)?至第i個(gè)奇偶校驗(yàn)等式被滿足時(shí)，第i層解碼的置信傳播被停止。
在示例性實(shí)施中，除了使用置信傳播，解碼過程也在各層之間迭代。在各層之間的迭代解碼可以逐漸改善解碼性能。在每個(gè)這樣的迭代中，對于第i層解碼，從較高層(即，從第1到第i-1層接收)執(zhí)行消息傳遞用于驗(yàn)證奇偶校驗(yàn)等式。還從較低層(即，發(fā)送到第i+1至第M層)執(zhí)行消息傳遞用于計(jì)算對數(shù)似然比(LLR)。在示例性實(shí)施中，在各層之間不同方向的消息傳遞(見圖5中的510、512)可以提供更快和更可靠的解碼。當(dāng)所有相關(guān)的奇偶校驗(yàn)等式被滿足(即，置信被終止)或者當(dāng)LLRs的收斂被獲得時(shí)，解碼過程被終止。
圖7是圖示了示例性分層的LDPC碼的示意圖。作為描述目的，假設(shè)有兩個(gè)等級的信息位s1和s2。第1級s1的位具有較高優(yōu)先級并且需要更好的錯(cuò)誤保護(hù)，第2級s2的位具有較低優(yōu)先級并且需要較少的強(qiáng)壯保護(hù)。示例性的兩層LDPC碼的結(jié)構(gòu)702在圖7中示出。矩陣C 704是第1層706與第2層708之間的聯(lián)絡(luò)矩陣。第1級s1的位由LDPC碼的第1層706編碼，第2級s2的位由LDPC碼的第2層708編碼。因此，得到的第1層的碼字u(與等式(2)比較)如下 得到的第2層的碼字v(與等式(4)比較)如下 圖8(a)是圖7的LDPC碼的示例性奇偶校驗(yàn)矩陣800。由于碼字長度與列數(shù)相關(guān)，因此第1層802的碼字長度是4位。由于奇偶位的數(shù)目與行數(shù)有關(guān)，因此第1層802的奇偶位的數(shù)目是3位。因此，基于碼字長度和奇偶位數(shù)，第1層碼字的信息位數(shù)是1位。因此，第1層802的碼數(shù)率是1/4。用相同推理，第2層804的碼字長度是4位，而第2層804的碼數(shù)率是1/2。因此，第1層碼字是4位，包括1位信息位和3位奇偶位。第2層碼字是4位，包括2位信息位和2位奇偶位。也就是說，
信息位 奇偶位
信息位 奇偶位 圖8(b)是圖7的LDPC碼的另一個(gè)示例性奇偶校驗(yàn)矩陣806。在此實(shí)施例中，第1層808的碼數(shù)率是1/4，第2層810的碼數(shù)率是1/2。第1層808的碼字長度是8位，第2層810的碼字長度是4位。因此，第1層碼字是8位，包括2位信息位和6位奇偶位。第2層碼字是4位，包括2位信息位和2位奇偶位。也就是說，
信息位 奇偶位
信息位 奇偶位 在以上描述中，聯(lián)絡(luò)矩陣被設(shè)計(jì)為給較高層添加階數(shù)，從而改善對較高層數(shù)據(jù)的保護(hù)。因此，奇偶校驗(yàn)矩陣(包括子代碼或者奇偶校驗(yàn)子矩陣和聯(lián)絡(luò)矩陣)的構(gòu)造可以用于控制不等錯(cuò)誤保護(hù)。
在圖7的實(shí)施例中，用于兩層LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣702的生成如下考慮層i的最低錯(cuò)誤保護(hù)級別，生成常規(guī)LDPC子代碼矩陣Hi(ri×ni)。根據(jù)每個(gè)第i層數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤概率要求，選擇例如碼數(shù)率、碼字長度和階數(shù)的參數(shù)。不同層的參數(shù)可以相同或者不同。然后生成層Ci，j(m×1矩陣，m＝rj，1＝ni)之間的聯(lián)絡(luò)矩陣。該聯(lián)絡(luò)矩陣用于將輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的信息(例如，利用圖7的層1編碼的)插入輸入流中的另一個(gè)的編碼中(例如，利用圖7的層2編碼的)。
將層i的分配的錯(cuò)誤保護(hù)級別與最低錯(cuò)誤保護(hù)級別進(jìn)行比較。如果子代碼Hi(比較710)和子代碼Hj(比較712)可以為圖7中實(shí)施例的各層提供各自需要的保護(hù)，則聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j(比較704)被生成為零矩陣。因此，聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j對第1層(比較706)和第2層(比較708)不起作用。另一方面，如果子代碼Hi(比較710)和子代碼Hj(比較712)不能為圖7中實(shí)施例的各層提供各自需要的保護(hù)，則聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j(比較704)被生成為非零矩陣。
換句話說，將基于相關(guān)聯(lián)的輸入數(shù)據(jù)流(例如，利用圖7的奇偶校驗(yàn)子矩陣710編碼)的奇偶校驗(yàn)子矩陣(例如710)的最低錯(cuò)誤或者奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別與所述輸入數(shù)據(jù)流的分配的錯(cuò)誤或者奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別進(jìn)行比較。如果分配的錯(cuò)誤保護(hù)級別等于(或者低于)基于奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低錯(cuò)誤保護(hù)級別，則聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j是零矩陣。如果分配的錯(cuò)誤保護(hù)級別高于最低錯(cuò)誤保護(hù)級別，則聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j是非零矩陣。因此，如果聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j是零矩陣，則由奇偶校驗(yàn)矩陣的各自子代碼提供的保護(hù)級別是最低錯(cuò)誤保護(hù)級別。
如果第1層需要更多保護(hù)，則非零Ci，j可以給子代碼Hi添加階數(shù)，以給第1層數(shù)據(jù)提供更好的保護(hù)。為了獲得適當(dāng)?shù)腖DPC碼，奇偶校驗(yàn)矩陣在因子圖中沒有循環(huán)。也就是，設(shè)計(jì)奇偶校驗(yàn)矩陣使得在特定的兩列中沒有兩行共享元素“1”。因此，聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j可以按如下設(shè)計(jì)。
如果分配的層i的錯(cuò)誤保護(hù)級別比最低錯(cuò)誤保護(hù)級別高1級，則給子代碼Hi加1階，聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j可以生成為 C(1)＝[Im|Im|…|Im](13) 等式(13)是
次單位矩陣Im的級聯(lián)。通過標(biāo)記 C1＝C(1)[:，1:l](14) 聯(lián)絡(luò)矩陣可以選擇為C′i，j＝C1。
如果分配的層i的錯(cuò)誤保護(hù)級別比最低錯(cuò)誤保護(hù)級別高2級，則給子代碼Hi加2階，聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j可以生成
其中Im(t)表示每個(gè)Im左移t列。
通過標(biāo)記 C2＝C(2)[:，1:l](16) 聯(lián)絡(luò)矩陣可以選擇為C′i，j＝C1+C2。
如果分配的層i的錯(cuò)誤保護(hù)級比最低錯(cuò)誤保護(hù)級高k級，則給子代碼Hi加k階(其中k比m小很多)，聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j可以生成為
其中Im(j)表示每個(gè)Im左移j列。
通過標(biāo)記 Ck＝C(k)[:，1:l](18) 聯(lián)絡(luò)矩陣可以選擇為C′i，j＝C1+C2+…+Ck。
作為最后步驟，聯(lián)絡(luò)矩陣Ci，j通過將C′i，j下移(i-1)行得到。
圖9(a)到9(c)圖示了實(shí)現(xiàn)上面聯(lián)絡(luò)矩陣生成規(guī)則的示例性奇偶校驗(yàn)矩陣900。兩層奇偶校驗(yàn)矩陣900被設(shè)置有第1層902和第2層904。對于第1層902，碼數(shù)率是1/3，并且對應(yīng)的子代碼H1906是列的階數(shù)為3階的8×12矩陣。對于第2層904，碼數(shù)率是1/2，并且對應(yīng)的子代碼H2 908是列的階數(shù)為2階的6×12矩陣。聯(lián)絡(luò)矩陣C 910是6×12的零矩陣。
圖9(a)示出了為零矩陣的聯(lián)絡(luò)矩陣C 910。因此，由子代碼H1906和子代碼H2 908提供的各自保護(hù)級別是各自第1層902和第2層904的最低保護(hù)級別。
為了給第1層902加1階以提供更好的保護(hù)，奇偶校驗(yàn)矩陣H 900可以如圖9(b)所示改變。聯(lián)絡(luò)矩陣C 910被改變?yōu)榉橇憔仃嘋 912。非零矩陣C 912基于等式(13)和等式(14)從矩陣C 910獲得。
為了給第1層902添加2階以提供更好的保護(hù)，奇偶校驗(yàn)矩陣H900可以如圖9(c)所示改變。聯(lián)絡(luò)矩陣C 912被改變?yōu)槁?lián)絡(luò)矩陣C 914。聯(lián)絡(luò)矩陣C 914與聯(lián)絡(luò)矩陣C 912相比包含更多“1”元素。聯(lián)絡(luò)矩陣C 914基于等式(15)和等式(16)從矩陣C 912獲得。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，為了成為稀疏矩陣，在實(shí)際應(yīng)用中奇偶校驗(yàn)矩陣900可以很大。
圖10是圖示了調(diào)制/符號映射單元212(圖2)的框圖。其它調(diào)制/符號映射單元(例如，214)基本與調(diào)制/符號映射單元212的功能相同。標(biāo)號228處的輸入數(shù)據(jù)由調(diào)制器1002利用在同相和正交相位分量方面對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制方案進(jìn)行調(diào)制以發(fā)射數(shù)據(jù)的不同子集。提供天線處理器1004以將I分支1006和Q分支1008的數(shù)據(jù)設(shè)置到天線發(fā)射流(在標(biāo)號1010處)。天線處理器1004可以提供用于無線傳輸中的發(fā)射分集的正交(或者接近正交)的信號傳播。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，解調(diào)/解映射單元308、310(圖3)執(zhí)行的解調(diào)和解映射操作是上述調(diào)制和映射操作的相反處理。
圖11(a)至11(c)是I分支/Q分支表1102、1104、1106、1108、1110、1112、1114和1116，用于圖示邏輯信號映射以及系統(tǒng)/信息和奇偶數(shù)據(jù)的組合的實(shí)施例?？臻g映射能夠?qū)層編碼數(shù)據(jù)映射到NT(天線數(shù))個(gè)發(fā)射流中。使用以下描述的信號映射形式，每層數(shù)據(jù)的位被分配到盡可能多的符號中，以獲得較高頻率分集。
利用調(diào)制/符號映射單元212(圖10)，提供信號映射形式以將M級信息位映射到具有正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制的NT個(gè)發(fā)射流。在圖11(a)中，信號映射形式與圖8(a)的LDPC碼聯(lián)合使用以將兩(即，M＝2)級信息位映射到(即，NT＝2)兩個(gè)天線發(fā)射流。在圖11(b)中，另一種信號映射形式與圖8(b)的LDPC碼聯(lián)合使用以將兩(即，M＝2)級信息位映射到(即，NT＝2)兩個(gè)天線發(fā)射流。在圖11(c)中，還有另一種信號映射形式與圖8(b)的LDPC碼聯(lián)合使用以將兩(即，M＝2)級信息位映射到(即，NT＝4)四個(gè)天線發(fā)射流。
利用圖11(a)和圖11(b)圖示的信號映射形式，等級1的信息位和某些奇偶位，以及等級2的信息位被映射到第1天線發(fā)射流(將表1102與等式(9)和(10)的元素進(jìn)行比較，并將表1106與等式(11)和(12)的元素進(jìn)行比較)。等級1的剩余的奇偶位和等級2的奇偶位被映射到第2天線發(fā)射流(將表1104與等式(9)和(10)的元素進(jìn)行比較，并將表1108與等式(11)和(12)的元素進(jìn)行比較)。通過實(shí)現(xiàn)信號映射形式，這兩級位被分配在每個(gè)符號中，以獲得用于正交頻分復(fù)用(OFDM)發(fā)射的較高頻率分集。如上述實(shí)施例所示，為具有較高優(yōu)先級的第1級數(shù)據(jù)提供了更好的錯(cuò)誤保護(hù)(例如，更多奇偶位)，在圖11(a)所示的實(shí)施例中，具有較低優(yōu)先級的第2級數(shù)據(jù)獲得了較高的發(fā)射數(shù)率(即，在一個(gè)發(fā)射中發(fā)射v1(1)、v2(1)至v1(4)、v2(4))。隨后碼字的發(fā)射是根據(jù)上述信號映射形式。
參考圖11(c)所示的信號映射形式，第1層的信息位和某些奇偶位，以及第2層的信息位和奇偶位被映射到將由第1和第2天線發(fā)射的符號流。第1層剩余的奇偶位，以及第2層的信息位和奇偶位被映射到將由第3和第4天線發(fā)射的符號流。(比較具有等式(11)和(12)的元素的表1110、1112、1114、1116)。作為描述目的，圖11(a)到(c)的符號給定為ui′(k)或者vi′(k)，其中i是來自一層的子碼字中的第i位，k是子碼字的索引。利用圖示的信號映射形式，將來自兩層的已編碼的位分配在每個(gè)符號中，以獲得用于OFDM發(fā)射的較高頻率分集。通過將圖11(c)中所示的四個(gè)發(fā)射天線(NT＝4)的信號映射形式與圖11(a)和(b)中所示的兩個(gè)發(fā)射天線(NT＝2)的信號映射形式進(jìn)行比較，可以示出信號映射形式遵循相同的原則。所述原則是將來自每層的信號傳播到可用的發(fā)射天線以獲得空間分集，并且在OFDM發(fā)射情況下傳播到可用的子載波以獲得頻域分集。
如圖11(a)至(c)所示，為具有較高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)提供了較好的錯(cuò)誤保護(hù)，具有較低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)可以獲得較高發(fā)射數(shù)率。
圖12是多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D1200。在步驟1202，接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流。在步驟1204，利用奇偶校驗(yàn)矩陣執(zhí)行輸入數(shù)據(jù)流的低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼，其中奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，奇偶校驗(yàn)子矩陣對輸入數(shù)據(jù)流中的各自相關(guān)的一個(gè)進(jìn)行編碼并且生成一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣將輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的信息插入到輸入數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)的編碼中，并且其中如果基于所述輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。在步驟1206，通過在多個(gè)天線上發(fā)射經(jīng)LDPC編碼的輸入數(shù)據(jù)流來執(zhí)行時(shí)空編碼。
圖13是圖示了處理多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中接收的數(shù)據(jù)流的方法的流程圖1300。在步驟1302，通過多個(gè)接收天線接收數(shù)據(jù)流。在步驟1304，對接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行時(shí)空解碼。在步驟1306，利用奇偶校驗(yàn)矩陣對接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼，其中奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，奇偶校驗(yàn)子矩陣對接收的數(shù)據(jù)流中的各自相關(guān)的一個(gè)進(jìn)行解碼并且使用一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣提供接收的數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的信息，用于對接收的數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)進(jìn)行解碼，并且其中如果基于所述輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
以上示例性實(shí)施可以為無線通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收多內(nèi)容數(shù)據(jù)(例如，MBMS服務(wù))提供不同錯(cuò)誤保護(hù)。所述示例性實(shí)施可以用于廣播和組播業(yè)務(wù)的物理層發(fā)射。不同MBMS的同時(shí)傳遞的不等錯(cuò)誤保護(hù)可以通過采用LDPC編碼和時(shí)空處理提供，并且可以在任何無線MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。錯(cuò)誤保護(hù)的質(zhì)量和數(shù)據(jù)速率的要求可以通過利用用于不同優(yōu)先級數(shù)據(jù)的LDPC分層結(jié)構(gòu)和不同時(shí)空映射方案實(shí)現(xiàn)。
以上示例性實(shí)施可以提供聯(lián)合系統(tǒng)，其以高系統(tǒng)靈活性和低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度同時(shí)支持高速率數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中(例如，3GPP MBMS)的各種錯(cuò)誤保護(hù)要求。服務(wù)的傳輸數(shù)率和保護(hù)強(qiáng)壯性的設(shè)置可以由分層LDPC編碼器和時(shí)空映射器聯(lián)合控制，所述分層LDPC編碼器可以將不同碼數(shù)率、碼字長度和校驗(yàn)程度分配具有不同優(yōu)先級的不同數(shù)據(jù)，所述時(shí)空映射器可以為不同數(shù)據(jù)提供不同時(shí)空處理。
已經(jīng)認(rèn)同各種信道編碼方案和時(shí)空處理技術(shù)可以對由于衰減和噪聲引起的傳輸數(shù)據(jù)的失真提供不同級別的保護(hù)，并且可以獲得不同級別的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率。通過使用編碼方案和時(shí)空處理技術(shù)，可以給較高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)提供更強(qiáng)壯的傳輸，而可以給較低優(yōu)先級數(shù)據(jù)提供較高傳輸數(shù)率。另外，通過使用以上示例性實(shí)施，可以獲得進(jìn)一步保護(hù)，同時(shí)可以增加容量。
此外，可以通過設(shè)計(jì)LDPC碼的分層結(jié)構(gòu)和時(shí)空映射方案支持具有不同優(yōu)先級的服務(wù)/數(shù)據(jù)的不同保護(hù)。在以上示例性實(shí)施中，不同數(shù)據(jù)的不同碼數(shù)率和/或碼字長度可以通過設(shè)計(jì)分層的LDPC奇偶校驗(yàn)矩陣(層對應(yīng)于優(yōu)先級)獲得。另外，空間域、時(shí)域和頻域中較高分集通過分配的信號映射獲得。可以通過多路復(fù)用/去復(fù)用和映射為具有不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)執(zhí)行所述的示例性實(shí)施中的時(shí)空映射，以為不同信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)各種時(shí)空編碼。
在以上示例性實(shí)施中，具有不同優(yōu)先級的不同內(nèi)容數(shù)據(jù)(或者具有不同錯(cuò)誤概率要求的不同服務(wù))根據(jù)分層的LDPC信道編碼方案處理，并且對對應(yīng)于不同優(yōu)先級數(shù)據(jù)的各層可具有不同碼數(shù)率和/或不同碼字長度。信息和奇偶數(shù)據(jù)可以被多路復(fù)用/去復(fù)用并被映射到多個(gè)天線發(fā)射流。多路復(fù)用和映射可以控制被應(yīng)用至不同內(nèi)容數(shù)據(jù)的時(shí)空編碼結(jié)構(gòu)，并且因此可以對不同內(nèi)容數(shù)據(jù)提供不同保護(hù)和/或傳輸數(shù)率。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不背離一般性描述的本發(fā)明的宗旨或者范圍下，可以對如特定實(shí)施方式中所示的本發(fā)明進(jìn)行許多改變和/或修改。因此，本實(shí)施方式可以認(rèn)為在所有方面是說明性的并且不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，所述方法包?br>
接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流；
利用奇偶校驗(yàn)矩陣對所述輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼，其中所述奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述輸入數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，以及
執(zhí)行時(shí)空編碼以通過多個(gè)天線發(fā)射經(jīng)LDPC編碼的輸入數(shù)據(jù)流；
其中，對所述輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC編碼包括生成一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于將所述輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的信息插入到所述輸入數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的編碼中，以及
其中，如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流包括M個(gè)不同等級的M個(gè)輸入流，所述奇偶校驗(yàn)矩陣具有M層，所述奇偶校驗(yàn)矩陣的每層對應(yīng)于所述M個(gè)等級中的一個(gè)等級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣鏈接所述M層中的兩層，使得所述兩層之間的相關(guān)信息在所述LDPC編碼期間被插入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的方法，其中對于每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，如果所分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別比最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別高k級，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣通過以下步驟生成
提供矩陣
其中m＝ri，l＝ni，ri是所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)位的位數(shù)，ni，是所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的碼字長度，Im(t)是單位矩陣Im的t列左移操作；
標(biāo)記Ck＝C(k)[:，1:l]；
標(biāo)記C′i，j＝C1+C2+···+Ck；以及
將C′i，j下移(i-1)行來獲得所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述奇偶校驗(yàn)矩陣是分塊下三角形矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣作為塊位于所述奇偶校驗(yàn)矩陣的主對角線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述聯(lián)絡(luò)矩陣作為塊位于所述奇偶校驗(yàn)矩陣的主對角線下方，而在主對角線上方的塊是零矩陣。
7.一種多輸入輸出(MIMO)系統(tǒng)中的發(fā)射器，所述發(fā)射器包括
一個(gè)或者多個(gè)輸入單元，其接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流；
低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼器；
空間映射單元；
其中，所述LDPC編碼器利用奇偶校驗(yàn)矩陣對所述輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC編碼，并且所述奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述輸入數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，所述空間映射單元執(zhí)行時(shí)空編碼以通過多個(gè)天線發(fā)射所述經(jīng)LDPC編碼的輸入數(shù)據(jù)流；
其中，為對所述輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC編碼，所述LDPC編碼器生成一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于將所述輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的信息插入到所述輸入數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的編碼中，并且
其中，如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)射器，其中所述多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流包括M個(gè)不同等級的M個(gè)輸入流，并且所述奇偶校驗(yàn)矩陣具有M層，所述奇偶校驗(yàn)矩陣的每層對應(yīng)于所述M個(gè)等級中的一個(gè)等級。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的發(fā)射器，其中每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣鏈接所述M層的兩層，使得所述兩層之間的相關(guān)信息在所述LDPC編碼期間被插入。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的發(fā)射器，其中對于每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，如果所分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別比最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別高k級，則所述LDPC編碼器通過以下步驟生成所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣
提供矩陣
其中m＝ri，l＝ni，ri是所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)位的位數(shù)，ni，是所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的碼字長度，Im(t)是單位矩陣Im的t列左移操作；
標(biāo)記Ck＝C(k)[:，1:l]；
標(biāo)記C′i，j＝C1+C2+···+Ck；以及
將C′i，j下移(i-1)行來獲得所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任意一項(xiàng)所述的發(fā)射器，其中所述奇偶校驗(yàn)矩陣是分塊下三角形矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣作為塊位于所述奇偶校驗(yàn)矩陣的主對角線上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)射器，其中所述聯(lián)絡(luò)矩陣作為塊位于所述奇偶校驗(yàn)矩陣的主對角線下方，而在主對角線上方的塊是零矩陣。
13.一種計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其上存儲有用于指示多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)執(zhí)行MIMO系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方法的計(jì)算機(jī)代碼，所述方法包括
接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流；
利用奇偶校驗(yàn)矩陣對所述輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼，其中所述奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述輸入數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，以及
執(zhí)行時(shí)空編碼，以通過多個(gè)天線發(fā)射經(jīng)LDPC編碼的輸入數(shù)據(jù)流；
其中，對所述輸入數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC編碼包括生成一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于將所述輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的信息插入到所述輸入數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的編碼中，以及
其中，如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
14.一種用于處理多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中接收的數(shù)據(jù)流的方法，所述方法包括
通過多個(gè)接收天線接收數(shù)據(jù)流；
對所接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行時(shí)空解碼；以及
利用用于對所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的奇偶校驗(yàn)矩陣，執(zhí)行所述接收的數(shù)據(jù)流的低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼，其中所述奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述接收數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的接收數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；
其中，執(zhí)行所述接收的數(shù)據(jù)流的LDPC解碼包括使用一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣提供所述接收的數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息用于對所述接收的數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，并且
其中，如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括采用和積方法對所述接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。
16.一種多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的接收器，所述接收器包括
多個(gè)接收天線，接收數(shù)據(jù)流；
空間映射解碼器，對所述接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行時(shí)空解碼；以及
低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器，其利用對所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的奇偶校驗(yàn)矩陣對所述接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，其中所述奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述接收數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的接收數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；
其中，對于執(zhí)行所述接收的數(shù)據(jù)流的LDPC解碼，所述LDPC解碼器使用一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于提供所述接收的數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息以對所述接收的數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，并且
其中，如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接收器，其中所述LDPC解碼器包括一個(gè)或者多個(gè)和積解碼器。
18.一種計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其上存儲有用于指示多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)執(zhí)行在MIMO系統(tǒng)中處理接收的數(shù)據(jù)流的方法的計(jì)算機(jī)代碼，所述方法包括
通過多個(gè)接收天線接收數(shù)據(jù)流；
對所述接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行時(shí)空解碼；以及
利用對所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的奇偶校驗(yàn)矩陣對所述接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼，其中所述奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，所述奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述接收數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的接收數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；
其中，對所述接收的數(shù)據(jù)流執(zhí)行LDPC解碼包括使用一個(gè)或多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣提供所述接收的數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息以對所述接收的數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，以及
其中，如果基于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于所述一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
全文摘要
提供了一種多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，一種MIMO系統(tǒng)中的發(fā)射器，一種其上存儲有用于指示MIMO系統(tǒng)執(zhí)行MIMO系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǖ挠?jì)算機(jī)代碼的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，一種處理MIMO系統(tǒng)中接收的數(shù)據(jù)流的方法，一種MIMO系統(tǒng)中的接收器，以及一種其上存儲有用于指示MIMO系統(tǒng)執(zhí)行在MIMO系統(tǒng)中處理接收的數(shù)據(jù)流的方法的計(jì)算機(jī)代碼的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒òń邮斩鄠€(gè)輸入數(shù)據(jù)流；利用奇偶校驗(yàn)矩陣執(zhí)行輸入數(shù)據(jù)流的低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼，其中奇偶校驗(yàn)矩陣包括多個(gè)奇偶校驗(yàn)子矩陣，奇偶校驗(yàn)子矩陣用于對所述輸入數(shù)據(jù)流中與各奇偶校驗(yàn)子矩陣相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，以及執(zhí)行時(shí)空編碼以通過多個(gè)天線發(fā)射經(jīng)LDPC編碼的輸入數(shù)據(jù)流；其中執(zhí)行輸入數(shù)據(jù)流的LDPC編碼包括生成一個(gè)或者多個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣，每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣用于將輸入數(shù)據(jù)流中的一個(gè)數(shù)據(jù)流的信息插入到輸入數(shù)據(jù)流中的另一個(gè)數(shù)據(jù)流的編碼中，以及其中如果基于一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流的奇偶校驗(yàn)子矩陣的最低奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別等于或者低于該輸入數(shù)據(jù)流的分配的奇偶校驗(yàn)保護(hù)級別，則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是零矩陣，否則所述每個(gè)聯(lián)絡(luò)矩陣是非零矩陣。
文檔編號H04B7/04GK101529737SQ200780038693
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者茜 于, 平 羅, 星野正幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社