專利名稱：用于移動通信系統(tǒng)的中繼站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用中繼站的移動通信系統(tǒng)中的無線通信的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的中繼概念例如包括分別作為放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼、解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼的標(biāo)準(zhǔn)中繼方法。雖然放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼以噪聲放大為代價而具有低延遲，但是解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼由于解碼而導(dǎo)致在中繼站的處理延遲。此外，中繼站處的解碼誤差對目的地處的解碼具有有害效果。
無線網(wǎng)絡(luò)中的中繼站的指定目的是使同一小區(qū)內(nèi)的其它用戶的傳輸容易，其中一個重要的益處是提供協(xié)作分集，如A.Sendonaris，E.Erkip and B.Aazhang，“Increasing uplink capacity via user cooperationdiversity”(in Proc.IEEE Int.Symp.on Information Theory，1998)中所示。雖然如R.Ahlswede，N.Cai，S.R.Li，and R.W.Yeung，“Networkinformation flow”(IEEE Trans.Inf.Theory，vol.46，no.4，pp.1204-1216，Apr.2000)所示的網(wǎng)絡(luò)編碼的概念原本是開發(fā)用來提高有線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的，但是如X.Bao and J.Li，“Matching code-on-graph withnetwork-on-graphAdaptive network coding for wireless relaynetworks，”in Proc.43rd Ann.Allerton Conf.on Communications，Control，and Computing，2005，C.Hausl，F(xiàn).Schreckenbach，I.Oikonomidis，G.Bauch，“Iterative network and channel decoding on atanner graph，”in Proc.43rd Ann.Allerton Conf.on Communications，Control，and Computing，2005and Y.Chen，S.Kishore，and J.Li，“Wireless diversity through network coding，”in Proc.IEEE WirelessCommunications and Networking Conf.，2006and L.Xiao，T.E.Fuja，J.Kliewer，and D.J.Costello，Jr.，“Nested codes with multipleinterpretations，”in Proe.40th Ann.Conf.on Information Sciences andSystems，2006中所示，將網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)已顯示出有效抗擊衰落信道效應(yīng)，從而提供協(xié)作分集。
一個一般假設(shè)是中繼節(jié)點(diǎn)或中繼站能夠完美地恢復(fù)源消息，因此限制基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)對中繼協(xié)議進(jìn)行調(diào)查，如T.M.Cover and A.A.ElGamal，“Capacity theorems for the relay channel，”IEEE Trans.Inf.Theory，vol.IT-25，no.5，pp.572-584，Sep.1979，G.Kramer，M.Gastpar，and P.Gupta，“Cooperative strategies and capacity theorems for relaynetworks，”IEEE Trans.Inf.Theory，vol.51，no.9，pp.3037-3063，Sep.2005，and L.Sankaranarayanan，G.Kramer，and N.B.Mandayam，“Hierarchical sensor networksCapacity bounds and cooperativestrategies using the multiple-access relay network，”in IEEE Conf.onSensor Networks，2004的策略所示，或者限制對如下策略進(jìn)行調(diào)查在中繼節(jié)點(diǎn)處存在誤差檢測方案的情況下，如果在解碼后仍有殘留誤差，則中繼器完全不發(fā)送。
圖13示出了利用多跳中繼的情形和無線電網(wǎng)絡(luò)。圖13示出了發(fā)送符號或發(fā)送字x1的源s1，符號或發(fā)送字x1由中繼站r和目的地d接收。圖13示出了發(fā)送第二符號或發(fā)送字x2的第二源s2，第二符號或發(fā)送字x2也由中繼站r和目的地d接收。此外，中繼站r發(fā)送符號xr符號xr也由目的地接收。
在全文中，將考慮圖13所示的具有兩個源s1和s2、一個中繼器r和目的地d的多址中繼信道(MARC＝Multiple Access Relay Channel)。網(wǎng)絡(luò)幾何學(xué)被假定為與源相比中繼器更靠近目的地，從而源-中繼器信道質(zhì)量過低而不允許在中繼器處進(jìn)行可靠解碼。然而，中繼器-目的地鏈路由于中繼器接近目的地而能夠支持較高速率。對于這種情形，中繼器能夠利用來自如R.Ahlswede，N.Cai，S.R.Li，and R.W.Yeung，“Networkinformation flow”(IEEE Trans.Inf.Theory，vol.46，no.4，pp.1204-1216，Apr.2000)所述的網(wǎng)絡(luò)編碼的思想，來形成網(wǎng)絡(luò)編碼的消息的對數(shù)似然比(log-likelihood ratio，LLR)

并將這些LLR以模擬方式發(fā)送到目的地，以顯著提高接收器性能，如S.Yang and R.Koetter，“Network coding over a noisy relaya belief propagation approach”(inProc.IEEE Int.Symp.on Information Theory，2007)所示。
在A.D.Wyner and J.Ziv，“The rate-distortion function for sourcecoding with side information at the decoder，”IEEE Trans.Inf.Theory，vo1.IT-22，no.1，pp.1-10，Jan.1976，A.Chakrabarti，A.de Baynast，A.Sabharwal，and B.Aazhang，“Half-duplex estimate-and-forward relayingBounds and code design，”in Proc.IEEE Int.Symp.on InformationTheory，2006，pp.1239-1243，N.Tishby，F(xiàn).C.Pereira，and W.Bialek，“The information bottleneck method，”in Proc.37th Ann.Allerton Conf.on Communications，Control，and Computing，1999，and G.Zeitler，R.Koetter，G.Bauch，and J.Widmer，“Design of network coding functionsin multihop relay networks，”in Proc.5th symposium Turbo Codes andRelated Topics，2008中，能夠找到對于中繼的其它方法。
在E.Ayanoglu，et.al.“Diversity Coding of Transparent Self-Healingand Fault Tolerant Communication Networks”(IEEE Transactions onCommunications，Vol.41，No.11，November 1993)中，作者公開了在圖14中示出的網(wǎng)絡(luò)編碼的概念。圖14示出了將信息字u1編碼為第一符號或發(fā)送字x1的第一編碼器1410，第一符號或發(fā)送字x1被發(fā)送給中繼站1450和目的地1470。此外，圖14示出了將信息字u2編碼為第二符號或發(fā)送字x2的第二編碼器1420，第二符號或發(fā)送字x2也被發(fā)送給中繼站1450和目的地1470。如圖14所示，在中繼站1450，接收到疊加了加性白高斯噪聲nr(AWGN＝Additive White Gaussian Noise)的兩個符號。兩個解碼器在中繼站1450處工作，它們在圖14中被標(biāo)記為“解碼器1”1451和“解碼器2”1452。
理想地，兩個解碼器1451和1452對信息字u1和u2進(jìn)行解碼。兩個解碼的信息字然后如圖14中的加法1453所示被組合，該組合被圖14所示的編碼器1454進(jìn)行編碼。然后，編碼的組合符號xR被從中繼站1450發(fā)送到目的地1470，其中它被疊加了AWGN nB。在目的地1470接收到三個符號或接收字，即，來自“編碼器1”1410的y1來自“編碼器2”1420的y2，以及來自中繼站1450的yR。在目的地1470，可利用聯(lián)合解碼以對信息字u1和u2進(jìn)行解碼。圖14示出的概念的一個缺點(diǎn)是延遲，該延遲與為了得出信息字而在中繼站1450處對接收信號進(jìn)行解碼相關(guān)并且與在中繼站1450處對所述信息字的組合再次編碼相關(guān)。
圖15中示出另一傳統(tǒng)方法。圖15示出了與參照圖14所描述的相似的部件，然而，在中繼站1450處不是組合解碼的信息字u1和u2，而是利用聯(lián)合編碼器1455。聯(lián)合編碼器1455具有能夠使用增大的塊長度的優(yōu)點(diǎn)，這對于迭代解碼特別有益。聯(lián)合編碼器1455可實(shí)現(xiàn)在目的地1470的聯(lián)合解碼器處可利用的增加的分集。然而，伴隨著在中繼站對接收信號進(jìn)行解碼以及對解碼的信號再次聯(lián)合編碼，尤其當(dāng)使用增加的塊長度時，仍然包括高延遲。由中繼站1450處的解碼誤差引起另一問題，這些解碼誤差被重新編碼并且被擴(kuò)展或轉(zhuǎn)發(fā)到目的地1470。
在圖16中示出了另一傳統(tǒng)方法，圖16示出了與已參照圖14和圖15所介紹的相似的部件。圖16示出了從中繼站1450到目的地1470的模擬傳輸?shù)姆椒?，目的?470例如可以在基站或NodeB(節(jié)點(diǎn)B)實(shí)現(xiàn)。相對于上述概念的主要差異在于中繼站1450的解碼器1451和1452針對信息字u1和u2的對數(shù)似然比(LLR＝Log Likelihood Ratio)提供軟信息。在圖16的頂部示出一等式，該等式提供對一般信息字u的LLR的理解。在一般情況下，信息字u可以僅包括一位，其可以取兩個值，即+1或-1。所述的軟信息可以通過考慮該位等于+1的概率與該位等于-1的概率的商來確定，這在圖16頂部的等式中示出。
取該商的對數(shù)使軟信息線性化，并將該商從正實(shí)數(shù)的范圍映射到實(shí)數(shù)的全范圍。結(jié)果，取LLR的正負(fù)號對應(yīng)于硬決策檢測器。LLR的大小對應(yīng)于可靠性信息。
在圖16的中繼站1450處，解碼器1451和1452確定對應(yīng)的信息字u1和u2的LLR。此外，圖16示出了在中繼站1450處，第二解碼器1452輸出的LLR被提供給交織器1456，交織器1456對LLR進(jìn)行交織。來自第二解碼器的交織LLR然后被組合器1457組合，之后使用模擬傳輸將關(guān)于該組合的信息發(fā)送到目的地1470。針對LLR的可靠性信息被一起提供給目的地1470的聯(lián)合解碼器。然而，為了通過兩個解碼器1451和1452確定軟信息，在中繼站1450處仍發(fā)生長延遲。
圖17示出了與圖16相同的情形，然而，提供了關(guān)于目的地或節(jié)點(diǎn)B的細(xì)節(jié)。從圖17可以看出，在目的地1470通過三個檢測器1471、1472和1472針對三個接收信號y1、y2和yR確定LLR。圖17示出了聯(lián)合迭代解碼的概念。檢測器1471提供的對數(shù)似然比在第一步驟中被提供給第一解碼器1475，以確定關(guān)于信息字u1的LLR。在解碼器1475的輸入處提供的LLR對應(yīng)于發(fā)送的碼字的后驗(yàn)知識。在解碼器1475的輸出處，通過評價該后驗(yàn)知識與解碼器1475的輸出的差，來確定關(guān)于信息字u1的先驗(yàn)知識。對于隨后能夠通過組合器1476與由檢測器1473從關(guān)于在中繼站1450確定的組合的接收信號yR確定的LLR進(jìn)行組合的LLR而言，該先驗(yàn)知識仍然可用。
該組合例如通過確定信息字u1和u2的異或(XOR)組合的組合LLR來確定。隨后，將提供該確切組合的推導(dǎo)(derivation)，其由

表示。從關(guān)于第一信息字的先驗(yàn)知識和關(guān)于組合的LLR，可以確定關(guān)于第二信息字的后驗(yàn)知識，其是通過解交織器1477解交織而來的。解交織器1477對應(yīng)于中繼站1450中的交織器1456。解交織器1477輸出的解交織的LLR然后可以與檢測器1472從第二接收信號y2檢測到的LLR進(jìn)行組合，并被提供作為第二解碼器1478的輸入。第二解碼器1478然后在其輸出處提供關(guān)于第二信息字u2的LLR，從該LLR可以推斷出來自解碼器1472和解交織器1477的后驗(yàn)知識以確定先驗(yàn)信息，該先驗(yàn)信息也可被稱作外部信息。
在交織1479之后，可由組合器1480將交織的LLR再次與檢測器1473的輸出進(jìn)行組合。在組合器1480的輸出處可得到關(guān)于第一信息字u1的后驗(yàn)信息，該后驗(yàn)信息可再次與檢測器1471輸出的后驗(yàn)知識進(jìn)行組合。上面的描述對應(yīng)于聯(lián)合迭代解碼器的第一迭代循環(huán)，它與渦輪(turbo)解碼的原理相似?？梢愿鶕?jù)上面的描述執(zhí)行多次迭代循環(huán)，以確定更可靠的關(guān)于信息字u1和u2的信息。
圖18示出了如下情況在中繼站1450經(jīng)歷了差或弱的無線電信道，因此，確定了等于或接近零的LLR。結(jié)果，在目的地1470，由檢測器1473確定的LLR等于零，即，僅有非常不可靠的信息可用。結(jié)果，由組合器1476和1480執(zhí)行的組合也產(chǎn)生為零的LLR。因此，在解碼器內(nèi)，檢測器1473的LLR不影響由檢測器1471和1472確定的LLR。換言之，如果在中繼站1450處的解碼非常不可靠，則在目的地處的解碼僅基于檢測器1471和1472的輸出。在此情況下，迭代處理不提供任何益處。
圖19示出了針對在圖19的左側(cè)繪出的情形的對比特誤碼率(BER＝Bit Error Rate)的仿真結(jié)果。在此情形下，兩個源1901和1902向中繼站1903和目的地1904發(fā)送信號。此外，在所有鏈路上給出信噪比(SNR＝Signal-to-Noise Ratio)，即，在源1901、1902和中繼站1903之間的鏈路上給出SNRsr，在源1901、1902和目的地1904之間的鏈路上給出SNRsd，對于中繼站1903和目的地1904之間的鏈路給出SNRrd。在圖19的右側(cè)，一個視圖描繪了源1901、1902和目的地1904之間的鏈路上的BER相對于SNR。對于該仿真，假定鏈路是對稱的，即，在兩個源1901和1902到中繼站1903的鏈路上都出現(xiàn)相似的DNR。此外，對于在圖19的右側(cè)描繪的結(jié)果，假定SNRsr＝5dB并且對于中繼站1903和目的地1904之間的不同SNRrd示出結(jié)果。所述結(jié)果示出如果中繼站1903和目的地1904之間的鏈路上的信號質(zhì)量提高，則對于BER可以獲得顯著的益處。
圖20示出了相似的仿真結(jié)果。然而，對于圖20中的結(jié)果，假定源1901、1902與中繼站1903之間的鏈路上的SNR為0dB，即與在圖19中考慮的情況相比，在中繼站1903發(fā)生更多誤差。然而，仍然可以觀察到，隨著中繼站1903和目的地1904之間的鏈路上的信號質(zhì)量增加，可以獲得BER的增益。
圖21示出了與在圖16的幫助下解釋的使用來自中繼站1450的模擬傳輸?shù)南嗨魄樾?。在圖21的底部，示出了組合的LLR L(uR)。從圖21的底部的視圖可以看出，組合的LLR被近似地高斯分布。因?yàn)槭褂媚M傳輸，為了可靠地發(fā)送組合的LLR，考慮到它們也被疊加了AWGN，需要使用大發(fā)送功率。
圖22示出了至少部分地克服了必須使用大發(fā)送功率的問題的選項(xiàng)。在中繼站1450，由信號處理器1458處理組合的LLR，其中確定組合的LLR的雙曲正切并將其用于模擬傳輸，在下面還被稱作軟比特傳輸。在圖23中示出了相似的選項(xiàng)，在圖23中量化器1459用于在中繼站1450和1903分別對LLR進(jìn)行量化。圖23在右上部示出了如上所述的情形，包括兩個源1901和1902、中繼站1903和目的地1904。對于在圖23的左側(cè)描繪的仿真結(jié)果，假定源1901、1903和中繼站1903之間的鏈路的SNRsr是3dB。在圖23的右下部，描繪了中繼站1450或1903的細(xì)節(jié)，其中示出了量化器1459。
在左側(cè)的視圖中，LLRLR的概率密度被示出為呈現(xiàn)由虛線分離的兩個量化器區(qū)域。兩個正方形代表要發(fā)送到目的地1904的量化器值。僅具有兩個量化器區(qū)域?qū)?yīng)于從中繼站1903向目的地1904僅發(fā)送每量化值一比特。在此情形下，可以觀察到，相對于傳遞信息(trans-information)或互信息(mutual information)幾乎不發(fā)生由于量化導(dǎo)致的劣化，即，幾乎沒有因量化而丟失信息。
圖24示出了關(guān)于源1901或1902與目的地1904之間的鏈路上的BER相對于SNRsd的仿真結(jié)果。對于該仿真，假定源1901、1902和中繼站1903之間的SNRsr是3dB，對于中繼站1903和目的地1904之間的SNRrd，假定為0dB。圖24的左側(cè)的視圖示出對于由正方形標(biāo)記指示的模擬傳輸、由三角形標(biāo)記指示的軟比特模擬傳輸以及由圓形標(biāo)記指示的使用兩個量化器區(qū)域的量化器傳輸(即每量化器值一比特)的BER仿真結(jié)果。可以觀察到，當(dāng)使用量化值時，僅對于源和目的地之間的高SNR出現(xiàn)劣化，而對于源和目的地之間的低SNR，發(fā)送量化值提供了BER的提高，這是由于對于低SNR，AWGN對模擬傳輸有較高影響。
圖25示出了另一仿真情形，其中對于SNRsr＝0dB(即比上述情形低)的情形，假定5個量化器區(qū)域。由于假定了5個量化器區(qū)域，在源編碼后，每量化值必須傳輸平均2.3比特。圖25的左側(cè)的視圖示出了在量化器1459的輸入處的LLR的概率密度，量化器區(qū)域被虛線分離，由正方形標(biāo)記指示代表值。
圖26示出了當(dāng)對于源1901、1902和中繼站1903之間的鏈路假定SNRsr＝3dB并且對于中繼站1903和目的地1904之間的鏈路假定0.44dB的SNR時的BER的仿真結(jié)果。圖26左側(cè)的視圖示出了對由正方形標(biāo)記指示的模擬傳輸、由三角形標(biāo)記指示的軟比特傳輸以及由圓形標(biāo)記指示的量化傳輸?shù)姆抡娼Y(jié)果。該仿真結(jié)果指示當(dāng)使用量化時完全觀察不到劣化。
圖27示出了另一軟中繼器和網(wǎng)絡(luò)編碼概念，其中使用從中繼站1450到目的地1470的量化傳輸。在圖27的頂部示出一等式，該等式詳述了組合器1457對LLR的組合。組合器1457的輸出對應(yīng)于能夠通過信息字u1和u2的異或組合而獲得并且在圖27的頂部的等式中由指向左的箭頭運(yùn)算符指示的LLR。此外，圖27示出了中繼站1450內(nèi)的用于將組合的LLR量化為Z的量化器1459、用于對量化后的組合的LLR進(jìn)行源編碼的源編碼器1460以及用于在發(fā)送到目的地1470之前對源編碼后的組合的LLR進(jìn)行信道編碼的編碼器1461。
在圖27中描繪的示例中，量化器1459的任務(wù)是在保留量化信號Z中關(guān)于的相關(guān)信息的同時盡可能壓縮Lr。這由圖27底部的等式表示，該等式指示應(yīng)該選擇對于給定LLR的量化器區(qū)域Z的分布，以使LLRLr和所選量化器Z之間的傳遞信息I(Lr，Z)與組合的信息字Ur和所選量化器Z之間的傳遞信息I(Ur，Z)之間的差最小，該差針對基于因子β的拉格朗日問題而表示在該等式中。
圖28示出了相似的情形，但是示出了如果編碼器1410、1420與中繼站1450之間的鏈路之一(在圖28中例示為編碼器1410與中繼站1450之間的鏈路)劣化，則組合的LLR變成零。因此，在設(shè)計(jì)量化器時，可以考慮源與中繼站之間的鏈路上的第一跳的SNR。
圖29示出了另一中繼站1450，其中由量化器1459對LLR進(jìn)行聯(lián)合量化以考慮信號質(zhì)量，為此圖30示出了量化器的細(xì)節(jié)。在圖30的左側(cè)示出了對稱鏈路的量化器，對于該量化器，解碼后的互信息等于1.98比特。量化后的相關(guān)互信息或傳遞信息等于1.93比特，并且因?yàn)閮H利用兩個量化器區(qū)域，所以為了對中繼站1450與基站或目的地1470之間的鏈路上的源編碼的比特進(jìn)行編碼，僅需1比特。在圖30的左上部的圖中示出了量化器區(qū)域。
在圖30的右側(cè)，示出了用于不對稱鏈路的量化器，對于該量化器，解碼后的互信息等于1.16比特。量化后的相關(guān)互信息等于1.08比特，并且因?yàn)槔昧?個量化器區(qū)域，所以對于每個源編碼的比特，需要平均2.1比特。
總結(jié)傳統(tǒng)概念，中繼是為了以合理成本克服覆蓋范圍限制的有希望的方法。然而，直接中繼法導(dǎo)致了0.5的容量懲罰因子，因?yàn)闀r隙必須被分離到兩跳中。另一個問題是中繼器中的處理延遲，它會導(dǎo)致往返延遲的不可容忍的增加，這是由于根據(jù)上述概念在中繼站處的解碼導(dǎo)致的。規(guī)避中繼站處的解碼延遲的另一種放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼方法引起較低的處理延遲，但是這些方案遭受中繼器中的噪聲放大。


發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于中繼的改進(jìn)概念。
通過根據(jù)權(quán)利要求1的中繼站、根據(jù)權(quán)利要求9的解碼器、根據(jù)權(quán)利要求15的解碼方法和根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了該目的。
本發(fā)明的實(shí)施例基于以下發(fā)現(xiàn)通過在中繼站處對關(guān)于接收信號的直接軟信息(包括可靠性信息)進(jìn)行中繼，而不是將接收信號完全解碼，能夠提高中繼情形的性能。該軟信息然后被量化并被轉(zhuǎn)發(fā)到目的地，其中可以針對各個信道條件對量化器進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)施例于是可克服由于多跳傳輸引起的噪聲放大、解碼延遲、誤差傳播以及容量降低的問題。
實(shí)施例可以考慮使用中繼站例如向公共宿(common sink)或目的地進(jìn)行發(fā)送的一個或多個用戶?？蛇x地，在中繼站處可對多個用戶的信號進(jìn)行聯(lián)合量化，對應(yīng)地，在目的地處可以使用例如迭代算法來執(zhí)行針對已在中繼站處被聯(lián)合處理了的所有用戶的聯(lián)合解碼。
實(shí)施例基于以下發(fā)現(xiàn)如果由中繼站轉(zhuǎn)發(fā)明確計(jì)算出的軟信息，而不是有噪聲接收信號的放大版本，則可以避免噪聲增強(qiáng)。同時，可將處理延遲保持為最小。本發(fā)明的實(shí)施例可以以相對較低的基礎(chǔ)設(shè)施成本，在較高吞吐量和較低延遲方面產(chǎn)生較高的用戶滿意度。實(shí)施例提供了低成本中繼站可以擴(kuò)展當(dāng)前通信系統(tǒng)的覆蓋范圍的優(yōu)點(diǎn)。此外，當(dāng)例如與放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼概念相比時，可以獲得提高的性能。此外，因?yàn)樵谥欣^站處不必執(zhí)行解碼，所以可以實(shí)現(xiàn)低的延遲或遲滯時間。因?yàn)樵谥欣^站處能夠以高效率處理(例如聯(lián)合量化)多個用戶的信號，所以可以實(shí)現(xiàn)低延遲和高吞吐量。
實(shí)施例還基于以下發(fā)現(xiàn)即使源中繼器鏈路不夠好從而不支持源消息的無錯恢復(fù)，在中繼站處獲得的信息對于目的地處的解碼仍然是有幫助的。實(shí)施例可以提供一種將該信息分別轉(zhuǎn)發(fā)給目的地或解碼器的實(shí)用方法。實(shí)施例于是可提供如下顯著優(yōu)點(diǎn)中繼站對其接收分組不執(zhí)行軟解碼，從而導(dǎo)致中繼站處的延遲小。
實(shí)施例通過在中繼站處不執(zhí)行軟解碼而是在中繼站處直接處理接收的符號，可以實(shí)現(xiàn)多個優(yōu)點(diǎn)。對于來自中繼站的純模擬傳輸，通過在中繼站處對接收的LLR進(jìn)行適當(dāng)量化實(shí)現(xiàn)了另外的優(yōu)點(diǎn)。通過在中繼站處對接收的符號進(jìn)行量化，可以避免例如由放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼協(xié)議引起的噪聲放大。實(shí)施例可以進(jìn)一步提供如下優(yōu)點(diǎn)能夠?qū)α炕鬟M(jìn)行調(diào)整以使之適于源和中繼站之間以及中繼站和目的地之間的對應(yīng)信道條件。
實(shí)施例還可考慮不對稱傳輸情形。換言之，實(shí)施例可以考慮不同用戶的源-中繼站無線電信道可能具有不同的SNR；網(wǎng)絡(luò)編碼的消息的LLR的可靠性可能不希望地被具有最差源-中繼站信道的用戶所主導(dǎo)。實(shí)施例通過使用不依賴于兩個用戶符號之間的異或運(yùn)算這種計(jì)算LLR的中間步驟的量化器設(shè)計(jì)，使中繼站能夠充分處理不同的源到中繼站信道質(zhì)量，從而可以克服此缺陷。此外，實(shí)施例可以依賴于具有關(guān)于源-中繼站鏈路和中繼器到目的地鏈路的信道狀態(tài)信息(CSI＝Channel StateInformation)或信號質(zhì)量量度的中繼站，但是中繼器到目的地鏈路不依賴于關(guān)于外部源到目的地鏈路的任何信道質(zhì)量信息。
換言之，實(shí)施例可以提供如下優(yōu)點(diǎn)這些實(shí)施例在中繼站處不需要關(guān)于源-目的地鏈路的信息，因此可以節(jié)省傳輸容量和信令開銷。實(shí)施例可以在中繼站處對該信息進(jìn)行壓縮，而不必考慮僅在目的地處可得到的任何端信息(side information)。
實(shí)施例還可允許在中繼站處對多個用戶的聯(lián)合處理。實(shí)施例可以在中繼站處實(shí)現(xiàn)保留關(guān)于接收信號的相關(guān)信息的量化框架，而不執(zhí)行接收分組的軟解碼。



將使用附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中 圖1A示出了中繼站的實(shí)施例； 圖1B示出了系統(tǒng)內(nèi)的中繼站的另一實(shí)施例； 圖1C示出了系統(tǒng)內(nèi)的中繼站的另一實(shí)施例； 圖2示出了系統(tǒng)模型的圖形表示； 圖3A示出了解碼器的實(shí)施例； 圖3B示出了中繼站的另一實(shí)施例； 圖4示出了解碼器的另一實(shí)施例； 圖5例示了中繼檢測節(jié)點(diǎn)的EXIT曲線； 圖6A提供了根據(jù)一個實(shí)施例的偽碼； 圖6B例示了中繼站的另一實(shí)施例； 圖7A提供了另一實(shí)施例的偽碼； 圖7B例示了解碼器的一個實(shí)施例； 圖8例示了一個實(shí)施例的解碼圖的一部分； 圖9例示了針對傳輸情形獲得的量化器區(qū)域； 圖10例示了一個實(shí)施例的量化器區(qū)域和仿真結(jié)果； 圖11例示了一個實(shí)施例的量化器區(qū)域和仿真結(jié)果； 圖12例示了一個實(shí)施例的解碼圖的一部分； 圖13例示了一般傳輸情形； 圖14例示了現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的狀態(tài)； 圖15例示了現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的另一狀態(tài)； 圖16例示了現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的另一狀態(tài)； 圖17例示了現(xiàn)有技術(shù)聯(lián)合迭代解碼器的狀態(tài)； 圖18例示了在源到中繼器信道弱的情形下的聯(lián)合迭代解碼器； 圖19例示了現(xiàn)有技術(shù)概念的狀態(tài)的仿真結(jié)果； 圖20例示了現(xiàn)有技術(shù)概念的狀態(tài)的仿真結(jié)果； 圖21例示了現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的另一狀態(tài)； 圖22例示了現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的另一狀態(tài)； 圖23例示了帶有量化的現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的狀態(tài)； 圖24例示了現(xiàn)有技術(shù)概念的狀態(tài)的仿真結(jié)果； 圖25例示了帶有量化的現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的另一狀態(tài)； 圖26示出了現(xiàn)有技術(shù)概念的狀態(tài)的仿真結(jié)果； 圖27示出了現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的另一狀態(tài)； 圖28例示了對于弱的源到中繼站信道的現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的另一狀態(tài)； 圖29例示了利用量化器的現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的另一狀態(tài)；以及 圖30例示了針對現(xiàn)有技術(shù)中繼概念的狀態(tài)定制的量化器。

具體實(shí)施例方式 在下面，將利用附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施例，其中相似的部件或者完成相似任務(wù)的部件將具有相似的附圖標(biāo)記。在下面，“中繼器”、“中繼站”和“中繼設(shè)備”的表述被作為同義詞使用。
圖1A示出了用于在移動通信系統(tǒng)中工作的中繼站100。中繼站100包括用于從源接收無線電信號的接收器110，該無線電信號包括代表編碼信息的符號，該編碼信息基于編碼規(guī)則并且包括有效載荷信息和冗余信息。中繼站100還包括用于從無線電信號中檢測符號以獲得軟信息的軟檢測器120，該軟信息包括關(guān)于符號的信息以及與關(guān)于符號的信息相關(guān)的可靠性信息。中繼站100還包括量化器130，用于對所述軟信息進(jìn)行量化以獲得量化軟信息；和發(fā)送器140，用于將關(guān)于所述量化軟信息的信息發(fā)送到目的地。
在實(shí)施例中，接收器110能夠適于從另一源接收另一無線電信號，該另一無線電信號包括代表另一編碼信息的其它符號，該另一編碼信息基于所述編碼規(guī)則并且包括另一有效載荷信息和另一冗余信息。軟檢測器120能夠適于從該另一無線電信號中檢測另一符號以獲得另一軟信息，該另一軟信息包括關(guān)于該另一符號的信息以及與關(guān)于該另一符號的信息相關(guān)的可靠性信息。量化器130能夠適于對所述軟信息和所述另一軟信息的組合進(jìn)行量化以獲得量化軟信息。換言之，量化器130能夠適于對所述軟信息和所述另一軟信息進(jìn)行聯(lián)合量化以獲得量化軟信息。
圖1B例示了中繼設(shè)備100的實(shí)施例，示出了與傳統(tǒng)概念相反，中繼站100的實(shí)施例不執(zhí)行全解碼。代替地，根據(jù)圖1C例示的實(shí)施例，使用軟檢測器120。在圖1B和1C中，第一編碼器101將第一信息字u1編碼為第一發(fā)送符號或字x1，第一發(fā)送符號或字x1被發(fā)送到中繼站100和聯(lián)合解碼器300。聯(lián)合解碼器300可以位于基站或節(jié)點(diǎn)B或信號的任何目的地。對應(yīng)地，第二編碼器102將第二信息字u2編碼為第二發(fā)送符號或字x2，第二發(fā)送符號或字x2被發(fā)送到中繼站100和目的地300。
為于簡化，在圖1B和1C中沒有示出接收器110。在圖1C中示出軟檢測器120，其被實(shí)現(xiàn)為用于檢測各接收信號的軟信息L(u1)和L(u2)的兩個單個軟檢測器121和122。圖1B和1C示出了量化器130，在圖1B和1C示出的實(shí)施例中，量化器130還包括交織器131和量化器核132。在其它實(shí)施例中，交織器131可以不被分配給量化器130并且可以被一般視為分離的實(shí)體。量化器130提供量化軟信息Z。圖1B和1C還示出了發(fā)送器140，發(fā)送器140包括源編碼器141和用于在將關(guān)于量化軟信息Z的信息發(fā)送到目的地300之前對量化軟信息Z進(jìn)行處理的編碼器142，即信道編碼器。
在下面，將首先考慮對稱情況的實(shí)施例，在對稱情況下兩個編碼器101和102的無線電信道被假定為都經(jīng)歷相同的質(zhì)量。
在每個源si，i＝1，2，信息比特塊被以信道編碼率Ri＝ki/ni編碼為碼比特塊在全文中，假定在源處為BPSK調(diào)制，從而源i的發(fā)送塊為對于下文，一般假定n＝n1＝n2。盡管不是最佳，但是為了易于實(shí)現(xiàn)，假定通信發(fā)生于在時間、頻率或碼上正交的信道上。一般，在實(shí)施例中可以不要求正交。
不失一般性地，考慮具有三個階段的時分網(wǎng)絡(luò)，其中兩個源分別在時隙1和2中進(jìn)行發(fā)送，并且中繼器在第三時間階段發(fā)送其碼字xr。然后，中繼器和目的地處的接收信號被給出為 yr，i＝xi+nsr，i yd，i＝xi+nsd，i yr＝xr+nrd，i 其中，零均值噪聲變量遵循方差分別為σsr，i2，σsd，i2和σrd，i2的圓對稱復(fù)正態(tài)分布(circular symmetric complex n ormal distribution)。
圖2示出了系統(tǒng)模型的圖形表示。圖2示出了信道編碼器101和102、中繼站100以及作為傳輸目的地的解碼器300。圖3A例示了解碼器300的實(shí)施例。圖3示出了解碼器300，用于對第一編碼碼字進(jìn)行解碼以獲得關(guān)于第一碼字的第一軟信息以及對第二編碼碼字進(jìn)行解碼以獲得關(guān)于第二碼字的第二軟信息。解碼器300包括第一軟解碼器310，第一軟解碼器310用于基于第一編碼碼字確定關(guān)于第一碼字的第一軟信息。解碼器300還包括第二軟解碼器320，第二軟解碼器320用于基于第二編碼碼字和第二先驗(yàn)信息確定關(guān)于第二碼字的第二軟信息。
此外，解碼器300包括第一軟信息渲染器(renderer)330，第一軟信息渲染器330用于基于第一軟信息和量化軟信息提供第二先驗(yàn)信息，所述量化軟信息是基于第一編碼碼字和第二編碼碼字的組合。解碼器300還包括第二軟信息渲染器340，第二軟信息渲染器340用于基于第二先驗(yàn)信息、量化軟信息和第二軟信息提供第一先驗(yàn)信息。第一軟解碼器310還適于基于編碼的第一碼字和第一先驗(yàn)信息確定關(guān)于第一碼字的更新的第一軟信息。換言之，在實(shí)施例中，執(zhí)行與渦輪碼概念相似的迭代處理，但是考慮基于這兩個編碼碼字的組合的量化軟信息，因此允許導(dǎo)出關(guān)于相應(yīng)的另一編碼碼字的信息。所述組合可以對應(yīng)于在中繼站處對各個關(guān)于碼字的軟信息的聯(lián)合量化。
在實(shí)施例中，第一軟信息渲染器330能夠適于基于更新的第一軟信息、第一先驗(yàn)信息和量化軟信息提供更新的第二先驗(yàn)信息。在下面，輸入的先驗(yàn)信息還可基于由對應(yīng)的另一解碼器分支所確定的外部信息。
在實(shí)施例中，量化軟信息可由中繼設(shè)備100提供，因此在中繼設(shè)備100中，軟檢測器120能夠適于獲得針對LLR的軟信息。軟檢測器120能夠適于獲得針對LLR的軟信息L1和針對LLR的另一軟信息L2，量化器130可適于確定針對LLR的該軟信息和該另一軟信息的組合Lr。
圖3B例示了中繼站100的另一實(shí)施例。圖3B示出了已針對圖1C討論過的相似部件，但是量化器130包括用于組合軟信息L1和另一軟信息L2(也稱為第一軟信息L1和版本L′2，版本L′2是在交織器131的輸出處可得到的L2的交織版本)的組合器133。
當(dāng)接收到y(tǒng)r，1和yr，2時，中繼器計(jì)算關(guān)于編碼比特x1和x2的LLR

參見圖3B。要注意，中繼器甚至不嘗試執(zhí)行對其接收分組的解碼以使延遲最小化，而是直接發(fā)送其估計(jì)值L1和L′2的壓縮版本，其中L′2是L2的交織版本。然后，中繼器計(jì)算網(wǎng)絡(luò)編碼的碼比特塊

的LLR

其第m個元素由下式給出


符號取自J.Hagenauer，E.Offer，and L.Papke，“Iterative decoding ofbinary block and convolutional codes，”IEEE Trans.Inf.Theory，vol.42，no.2，pp.429-445，Mar.1996。然后，中繼器形成Lr的量化版本

(其中是

是量化器索引集合)，對量化器輸出進(jìn)行源編碼和信道編碼，產(chǎn)生中繼碼字xr∈Mn，M是在中繼器處使用的調(diào)制字母表。要注意，限制中繼器發(fā)送M中的n個(復(fù))符號。量化器設(shè)計(jì)將是下面的章節(jié)的主題。
在解碼器300的實(shí)施例中，第一軟解碼器310能夠適于確定針對LLR的第一軟信息，第二軟解碼器320相應(yīng)地能夠適于確定針對LLR的第二軟信息。對應(yīng)地，第一軟信息渲染器330能夠適于提供針對LLR的第二先驗(yàn)信息，并且第二軟信息渲染器340能夠適于提供針對LLR的第一先驗(yàn)信息。
第一軟信息渲染器330能夠適于通過
的解交織版本來確定第二先驗(yàn)信息LA(2)，其中LE(1)是第一軟信息和第一先驗(yàn)信息的組合，并且Lr是量化軟信息，其中所述解交織基于解交織規(guī)則，并且第一軟信息渲染器340能夠適于通過
來確定第一先驗(yàn)信息LA(1)，其中LE′(2)是第二軟信息和第二先驗(yàn)信息的組合的交織版本，其中所述交織基于與所述解交織規(guī)則相反的交織規(guī)則。
圖4例示了具有第一軟解碼器310、第二軟解碼器320、第一軟信息渲染器330和第二軟信息渲染器340的解碼器300的另一實(shí)施例。圖4提供了軟信息渲染器330和340的更多細(xì)節(jié)。可以看出，軟信息渲染器330和340首先分別確定由對應(yīng)的軟解碼器310或320輸出的軟信息與它們的對應(yīng)先驗(yàn)信息LA(1)、LA(2)之間的差。所述差導(dǎo)致所謂的外部信息，并且在圖4中被分別稱為LE(1)、LE(2)。此外，圖4示出了具有解交織器331的第一軟信息渲染器330、具有對應(yīng)的交織器341的第二軟信息渲染器340。
目的地使用圖4所示的迭代解碼器結(jié)構(gòu)300，該結(jié)構(gòu)使人強(qiáng)烈回想起以兩個軟解碼器擔(dān)當(dāng)分量解碼器的渦輪解碼器。這些分量解碼器交換關(guān)于編碼比特的軟信息，然而，解碼器之間的信息交換受到中繼檢查節(jié)點(diǎn)的限制，中繼檢查節(jié)點(diǎn)使用來自中繼站的接收字yr計(jì)算目的地的Lr的估計(jì)值

然后計(jì)算分量解碼器的先驗(yàn)信息

和

現(xiàn)在，如果從中繼站獲得的關(guān)于

的信息非常可靠，則檢查節(jié)點(diǎn)僅限制外部信息的交換，并且整個解碼器看起來像渦輪解碼器，但是其中所有碼比特通過

而耦合。相反，如果沒有從中繼站接收到信息，則中繼檢查節(jié)點(diǎn)完全阻止解碼器之間的任何信息交換，這導(dǎo)致兩個分立的軟解碼器310和320。
在下面，將解釋利用迭代優(yōu)化算法的中繼站的實(shí)施例。接收器110能夠適于提供無線電信號的信號質(zhì)量量度和另一無線電信號的另一信號質(zhì)量量度。所述信號質(zhì)量量度或另一信號質(zhì)量量度可對應(yīng)于SNR、信號-噪聲干擾比(SINR＝Signal-to-Noise-and-Interference Ratio)、信號干擾比(SIR＝Signal-to-Interference Ratio)、傳輸容量、循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC＝Cyclic Redundancy Check)的結(jié)果、比特誤碼率(BER＝Bit Error Rate)、幀誤碼率(FER＝Frame Error Rate)等等。
繼而，量化器130能夠適于基于量化規(guī)則進(jìn)行量化，其中該量化規(guī)則基于所述信號質(zhì)量量度和/或另一信號質(zhì)量量度，并且發(fā)送器140能夠適于將關(guān)于該量化規(guī)則的信息發(fā)送到目的地。
在實(shí)施例中，量化規(guī)則還可基于中繼站100和目的地之間的傳輸容量，在其它實(shí)施例中，量化規(guī)則還可基于例如針對SNR、SIR、SINR等的中繼站到目的地信號質(zhì)量量度。
在實(shí)施例中，量化規(guī)則可以為，如果所述信號質(zhì)量量度指示高于所述另一信號質(zhì)量量度的信號質(zhì)量，則量化軟信息包括的針對所述軟信息的傳輸容量的份額高于針對所述另一軟信息的傳輸容量的份額。換言之，如果第一編碼器101具有比第二編碼器102更好的信道，則中繼站(相應(yīng)地中繼站內(nèi)的量化器130)可以將中繼站100和目的地300之間的無線電容量的較高份額分配給第一編碼器的量化軟信息。
在實(shí)施例中，量化規(guī)則可以基于信息瓶頸算法，該信息瓶頸算法基于所述信號質(zhì)量量度、所述另一信號質(zhì)量量度、傳輸容量和迭代范圍，確定局部優(yōu)化的量化，隨后將對其進(jìn)行詳述。接收器110和發(fā)送器140可以適于在實(shí)施例中的蜂窩移動通信系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。解碼器300還可包括用于接收編碼的量化軟信息的接收器；用于對該編碼的量化軟信息進(jìn)行解碼的解碼器；和用于基于量化規(guī)則和解碼后的編碼的量化軟信息提供量化軟信息的再量化器。接收器能夠被對應(yīng)地進(jìn)一步調(diào)整以適于接收關(guān)于量化規(guī)則的信息，并且可適于在蜂窩移動通信系統(tǒng)中進(jìn)行接收。換言之，中繼站100和解碼器300之間的傳輸容量可對應(yīng)于具有預(yù)定傳輸率的特定信令信道。
由于解碼器300與通常的渦輪解碼器的明顯類同之處，與如S.tenBrink，“Convergence behavior of iteratively decoded parallelconcatenated codes”(IEEE Trans.Comm.，vol.49，no.10，pp.1727-1737，Oct.2001)所示的外部信息轉(zhuǎn)移(EXIT＝EXtrinsic Information Transfer)圖一樣的分析工具證明對于該分布式渦輪解碼器也是有用的。盡管迭代解碼器由總計(jì)四個部件組成，由于設(shè)置的對稱性，兩個解碼器310、320以及兩個中繼檢查節(jié)點(diǎn)332、342的EXIT曲線是相同的。因此，為了獲得整個解碼器的EXIT圖，僅繪制兩條曲線就足夠了，一條用于分量解碼器310、320，一條用于中繼檢查節(jié)點(diǎn)332、342。中繼檢查節(jié)點(diǎn)332、342的EXIT曲線描繪了用作該檢查節(jié)點(diǎn)的輸入信息的、一個分量解碼器的輸出處的信息如何被轉(zhuǎn)換成i，j∈{1，2}，i≠j，它是另一分量解碼器的輸入處的信息。
圖5例示了針對SNRsr，1＝SNRsr，2＝0.5dB，SNRrd＝2.28dB并且針對三個量化區(qū)域確定的中繼檢查節(jié)點(diǎn)的EXIT圖。事實(shí)證明，中繼檢查節(jié)點(diǎn)332、342的EXIT曲線幾乎是一條從未超過EXIT圖的對角線的直線，例如參見圖5。檢查節(jié)點(diǎn)EXIT曲線的斜率越高，來自中繼節(jié)點(diǎn)的信息越好，對于來自中繼器的消息的完美可靠性，該曲線靠近對角線。假定從源到中繼器的信道的信道質(zhì)量決定在中繼器處可得到的信息的量，那么目標(biāo)是找到將該信息轉(zhuǎn)發(fā)到目的地從而使解碼器中的EXIT曲線具有最大斜率的方式，該最大斜率受到中繼器-目的地鏈路的速率的約束。
如果Lm∈L，這等同于針對某有限字母表

尋找使得關(guān)于Xm在目的地處可獲得的信息的量最大化的函數(shù)

其再次受到從中繼器到目的地的鏈路的速率約束。如S.Yang and R.Koetter，“Network coding over anoisy relaya belief propagation approach”(in Proc.IEEE Int.Symp.，onInformation Theory，2007)中的Lm的直接模擬傳輸將等同于設(shè)置f(Lm)＝Lm，并且在實(shí)施例中存在軟信息傳輸?shù)钠渌绞?，例如發(fā)送

的功率歸一化版本作為軟比特，如在Y.Li，B.Vucetic，T.F.Wong，and M.Dohler，“Distributed turbo coding with soft informationrelaying in multihop relay networks，”IEEE Journal on Sel.Areas inComm.，vol.24，no.11，pp.2040-2050，Nov.2006中所述。對于BPSK調(diào)制，在下面，采取不同的方法，并且將尋找最佳函數(shù)f(Lm)的問題建立為速率失真(rate distortion)問題。
在下面，將提供一個實(shí)施例的中繼站功能的設(shè)計(jì)。速率失真理論規(guī)定，給定來自根據(jù)p(l)分布的源字母表L的一個i.i.d.隨機(jī)變量序列L1，L2，...，Ln，由來自再現(xiàn)字母表

的隨機(jī)變量Z以失真D表示源所需的最小速率為 其中

是失真量度。為了解決速率失真問題，必須預(yù)先選擇并固定失真量度，找到對于特定問題的正確失真量度一般不是容易的任務(wù)。考慮到該事實(shí)，看起來針對這里考慮的問題選擇失真(即在中繼節(jié)點(diǎn)對LLR進(jìn)行量化)是同等困難的。因此，下面是Tishby et al.in N.Tishby，F(xiàn).C.Pereira，and W.Bialek，“The information bottleneck method”(in Proc.37th Ann.Allerton Conf.on Communications，Control，and Computing，1999)采用的方法，其中通過另一變量使用相關(guān)性的概念以不同方式處理速率失真問題。
代替對某選擇的失真量度施加關(guān)于平均失真的約束，該約束為再現(xiàn)變量Z應(yīng)該包含關(guān)于第三變量即相關(guān)變量的某最小級別的信息，在一些實(shí)施例中該相關(guān)變量是隨機(jī)變量這正是中繼節(jié)點(diǎn)應(yīng)該有的功能給定LLR L，發(fā)送包含盡可能多相關(guān)信息的量化版本Z，該相關(guān)信息是關(guān)于X的信息。即，代替迫使例如L和Z之間的平方誤差低于某閾值，目標(biāo)是盡可能保留Z中的關(guān)于X的信息。
在下面，將解釋信息瓶頸方法，該信息瓶頸方法在實(shí)施例中可用來確定量化規(guī)則。在信息瓶頸方法中，Tishby等人針對隨機(jī)變量L的量化采用下面的方法。給出聯(lián)合分布p(x，l)，目標(biāo)是 其中約束現(xiàn)在是保留相關(guān)信息I(X；Z)。因?yàn)樾纬神R爾可夫(Markov)鏈，由于數(shù)據(jù)處理不等式顯然I(X；Z)≤I(X；L)。即，其可能圖謀的全部就是在量化器輸出Z中保留在中繼節(jié)點(diǎn)處可得到的所有關(guān)于X的信息。因此，

必須滿足使用固定的p(x，l)和馬爾可夫鏈條件我們獲得
因?yàn)镮(X；L)針對給定的p(x，l)是固定的，式(1)的最小化等同于標(biāo)準(zhǔn)速率失真問題 其中，現(xiàn)在正確失真量度d(l，z)是p(x|l)和p(x|z)之間的相對熵，即， 并且要注意，對式(1)中的I(X；Z)施加該約束，我們得到與速率失真問題等同的公式，對于速率失真問題，顯然正確的失真量度d(l，z)作為相對熵D(p(x|l)||p(x|z))出現(xiàn)。
對于某些β＞0引入拉格朗日(Lagrangian)M＝I(L；Z)-βI(X；Z)，并且評價Karush-Kuhn-Tucker(KKT)條件，通過如N.Tishby，F(xiàn).C.Pereira，and W.Bialek，“The information bottleneck method”(in Proc.37th Ann.Allerton Conf.on Communications，Control，and Computing，1999)所述的確切特征解能夠給出最佳分布p(z|l)，該最佳分布被示出為 其中N(l，β)是歸一化項(xiàng)，用于確保p(z|l)是滿足∑zp(z|l)＝1的概率分布。然而，要注意的是，式(2)所指定的解僅僅是隱含解，因?yàn)楦怕史植紁(z|l)是唯一的自由變量并且p(z)和p(x|z)完全由p(z|l)確定。
盡管無法以閉合形式獲得最佳分布p(z|l)，但是實(shí)施例中使用的迭代優(yōu)化算法可以被示出為收斂于局部最佳。實(shí)際上，該算法與R.E.Blahut，“Computation of channel capacity and rate-distortion functions”(IEEETrans.Inf.Theory，vol.IT-18，no.4，pp.460-473，Jul.1972)描述的用于計(jì)算信道容量和速率失真函數(shù)的Blahut-Arimoto算法非常相似，主要區(qū)別是計(jì)算信息瓶頸設(shè)置中的映射的該算法還更新p(x|z)。圖6A提供了對應(yīng)的迭代優(yōu)化算法的偽碼。
在下面，將討論把信息瓶頸方法(IBM＝Information BottleneckMethod)應(yīng)用于根據(jù)一個實(shí)施例的中繼網(wǎng)絡(luò)。IBM可用于計(jì)算量化器或量化規(guī)則，該量化器或量化規(guī)則針對給定的源-中繼器SNR使相關(guān)信息I(X；Z)最大化，該相關(guān)信息受到中繼器目的地鏈路上的速率的約束。為了實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)，優(yōu)化算法中的參數(shù)β必須大幅大于用于產(chǎn)生確定性映射p(z|l)的參數(shù)，并且針對SNRsr的特定值獲得分布p(x，l)。綜上所述，通過利用IBM設(shè)計(jì)中繼器處的量化器，我們能使中繼檢查節(jié)點(diǎn)的EXIT曲線的斜率最大化，從而對迭代解碼器的收斂性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。在全文中，假定在中繼器處選擇的量化器的速率使得量化器輸出Z能夠被可靠地傳送到目的地。在下面，關(guān)于Lr的量化器設(shè)計(jì)將被稱為中繼器處的壓縮問題的異或解。
上面的調(diào)查限于源-中繼器鏈路針對SNR對稱的情況。然而，如果源-中繼器鏈路具有不同的信道質(zhì)量，則關(guān)于網(wǎng)絡(luò)編碼的消息的Lr的可靠性將由具有較弱源-中繼器信道的用戶所主導(dǎo)。因此，為了使中繼器能夠有效處理不對稱源-中繼器鏈路，量化器應(yīng)被調(diào)整以適于對L1和L′2直接操作，相應(yīng)地量化器設(shè)計(jì)算法也應(yīng)被調(diào)整。
在下面，將考慮一般實(shí)施例并且將討論在不對稱情況下的量化器設(shè)計(jì)。如在對稱情況下一樣，將通過IBM提供量化器設(shè)計(jì)的框架，但是作為相關(guān)信息有不同的表達(dá)式，將在下面激發(fā)相關(guān)信息的選擇。如上所述，中繼檢查節(jié)點(diǎn)的EXIT曲線幾乎是一條直線(針對Iin＝1，Iout＝I(X；Z))，對于上面考慮的對稱情況，曲線對于解碼器中的兩個檢查節(jié)點(diǎn)是相同的。然而，通常這些曲線將是不同的。在迭代解碼處理期間，分量解碼器310、320以及軟信息渲染器330、340產(chǎn)生具有某互信息I(Xi；LE(i))，i＝1，2的隨機(jī)變量LE(1)和LE(2)，該互信息是對應(yīng)的中繼檢查節(jié)點(diǎn)的輸入信息。在這點(diǎn)上，假定量化器輸出Z的無錯傳輸，要注意的是接收器中的中繼檢查節(jié)點(diǎn)處理Z和LE(i)以產(chǎn)生對應(yīng)的分量解碼器的先驗(yàn)信息。因此，優(yōu)選的是，中繼器處的量化器使得I(Xi；LE(j))，i，j∈{1，2}，i≠j針對從解碼器1到解碼器2的信息交換以及從解碼器2到解碼器1的信息交換都為最大。因?yàn)? 只需使I(Xi；Z|LE(j))最大化。由于中繼檢查節(jié)點(diǎn)的幾乎為直線的特性，該問題簡化為使得針對完美輸入信息Iin＝1的輸出信息最大化。
現(xiàn)在，完美輸入信息意味著I(Xi；LE(i))，i＝1，2，從而Xi在解碼器輸出處已知。結(jié)果，為了允許從解碼器1到解碼器2的最大信息轉(zhuǎn)移，I(X2；Z|X1)應(yīng)該被最大化，類似地，解碼器1要從解碼器2接收最大信息，I(X1；Z|X2)應(yīng)當(dāng)盡可能大。
可以取這些信息表達(dá)式的各種組合以形成IBM的相關(guān)信息項(xiàng)。例如，選擇Irel＝min{I(X1；Z|X2)，I(X2；Z|X1)}作為相關(guān)信息表達(dá)式將旨在保持迭代解碼器中的渦輪循環(huán)盡可能長地運(yùn)行。然而，如果一個用戶具有非常差的源-中繼器鏈路，Irel的該選擇也對中繼器-目的地鏈路的速率有很高要求，以傳送非常不可靠的關(guān)于該用戶數(shù)據(jù)的信息。因此，在一些實(shí)施例中建議取I(X1；Z|X2)和I(X2；Z|X1)的平均值作為相關(guān)信息項(xiàng)，從而中繼器能夠抓住有利機(jī)會將其更多的速率分配給具有較好源-中繼器信道的用戶。針對IBM，為了設(shè)計(jì)中繼器處的量化器，我們求解 其中，現(xiàn)在相關(guān)信息是Irel＝I(X1；Z|X2)+I(X2；Z|X1)。將Irel重寫為 Irel＝2I(X1；X2；Z)-I(X1；Z)-I(X2；Z) 允許對相關(guān)信息表達(dá)式的另一解釋選擇映射p(z|l1，l2)，使得Z包含盡可能多的關(guān)于對(X1，X2)的信息同時帶有很少單獨(dú)關(guān)于X1和X2的信息。對于某β＞0的乘法器，該問題的隱含解可被示出為 其中，D(p||q)是p和q之間的相對熵，N(l1，l2，β)是確保p(z|l1，l2)為有效概率分布的歸一化項(xiàng)。為了計(jì)算式(3)的局部最佳解，我們可以使用在圖7A的算法2中總結(jié)的信息瓶頸算法的適應(yīng)版本，將實(shí)施例限制為β＞＞0以獲得使用確定性映射p(z|l1，l2)的二維量化器。在圖6中總結(jié)了在一般情況下中繼器處的操作。
圖6B例示了中繼站100的另一實(shí)施例，其包括與在圖3B的幫助下描述的實(shí)施例相似的部件。然而，在圖6B中描繪的實(shí)施例中不存在組合器，假定量化器核132執(zhí)行聯(lián)合量化。圖7A提供了在量化器核132處可執(zhí)行的算法2的偽碼。
在下面，將解釋解碼器的詳細(xì)實(shí)施例。圖7B提供了中繼檢查節(jié)點(diǎn)的細(xì)節(jié)，該中繼檢查節(jié)點(diǎn)對應(yīng)于在圖4中的第一軟信息渲染器330和第二軟信息渲染器340內(nèi)繪制的黑色方形332或342中的一個。如上所述，在實(shí)施例中，解碼器300可包括用于接收具有關(guān)于量化軟信息的信息的接收信號的接收器。在圖7B中，所述接收信號被標(biāo)記為yr。信道解碼器710可被用于該接收信號，并且可以對接收的符號執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC＝Cyclic Redundancy Check)。源解碼器720然后可確定量化軟信息

換言之，在實(shí)施例中，解碼器300可包括信道解碼器710，用于對接收信號yr進(jìn)行解碼；誤差檢測器，用于在信道解碼的信號

中檢測誤差；和源解碼器720，用于從信道解碼的信號中解碼出量化軟信息

在實(shí)施例中，解碼器還可包括LLR確定器730，LLR確定器730用于基于外部信息LE(1)、LE′(1)以及量化軟信息

來確定先驗(yàn)信息LA(1)、LA′(2)。
在圖7B中總結(jié)了中繼檢查節(jié)點(diǎn)的工作。在通過例如循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)在

中檢測到殘留誤差的情況下，丟棄來自中繼器的所有信息以避免通過源解碼器的災(zāi)難性誤差傳播?，F(xiàn)在將描述圖7B中標(biāo)記為“LLR”的塊的功能。為了這樣做，采取與解碼算法稍微不同的視圖，在解碼圖中導(dǎo)出該塊的功能，在圖8中示出了解碼圖的一部分。
圖8例示了解碼圖的一部分，其中在左側(cè)的解碼器1是指第一軟解碼器310，在右側(cè)的解碼器2是指第二軟解碼器320。
被標(biāo)記為x1，m和x2，m的節(jié)點(diǎn)是通過中繼器處的量化而耦合的兩個不同分量信道碼的兩個可變節(jié)點(diǎn)。來自兩個源的直接觀察是功能節(jié)點(diǎn)p(yd，1，m|x1，m)和p(y′d，2，m|x′2，m)，而通過中繼器處的量化進(jìn)行的耦合表示在功能節(jié)點(diǎn)p(x1，m，x′2，m|zm)中。
因?yàn)榧俣ㄔ诮邮掌魈幙赏昝赖玫絑，目的地利用它的由中繼器選擇的量化器的知識來獲得在迭代優(yōu)化算法的輸出之中的p(x1，x2|z)。要注意，功能節(jié)點(diǎn)p(x1，x2|z)是圖7B中的LLR塊的消息傳遞等同物。為了找到LLRLE(1)和LE′(2)的處理規(guī)則，對于功能節(jié)點(diǎn)將消息傳遞規(guī)則應(yīng)用于p(x1，x2|z)。使用下面的定義 我們獲得 在說明書的末尾將提供上面的表達(dá)式的詳細(xì)推導(dǎo)。
式(5)與對稱情況下的boxplus計(jì)算緊密相關(guān)。要注意，如果 L(x1，m，x′2，m|zm)＝0，-L(x1，m＝-1，x′2，m|zm)＝L(x1，m，x′2，m＝1|zm) 并且 -L(x1，m，x′2，m＝-1|zm)＝L(x1，m＝1，x′2，m|zm)， 則它們簡化為

事實(shí)證明將一般的量化器設(shè)計(jì)算法應(yīng)用于對稱SR信道會導(dǎo)致分布p(x1，x2|z)，使得 L(x1，m，x′2，m|zm)＝0，-L(x1，m＝-1，x′2，m|zm)＝L(x1，m，x′2，m＝1|zm)，以及 -L(x1，m，x′2，m＝-1|zm)＝L(x1，m＝1，x′2，m|zm)， 從而在這些情況下不首先計(jì)算Lr就恢復(fù)了異或解。
在此部分，提供關(guān)于量化器設(shè)計(jì)的一些仿真結(jié)果。在全文中，在源處使用的下層信道碼是具有下述生成器的速率1/2遞歸卷積碼 使用在T.Cover and J.Thomas，Elements of Information Theory，John Wiley and Sons，Inc.，2006(in Chapter 5)中描述的算術(shù)碼執(zhí)行中繼器處的源編碼，并且中繼器-目的地鏈路上的信道碼是在如EuropeanTelecommunications Standards Institute，“Universal mobiletelecommunications system(UMTS)Multiplexing and channel coding(FDD)，”3GPP TS 125.212version 3.4.0，Tech.Rep.，2000中所述的UMTS標(biāo)準(zhǔn)中指定的渦輪碼。
圖9例示了LLR L1相對于LLR L2的視圖，其中由不同灰度指示了三個不同的量化區(qū)域。針對SNRsr，1＝SNRsr，2＝-2dB和三個量化區(qū)域獲得了圖9中描繪的量化器。
圖10在左側(cè)繪出了針對SNRsr，1＝-1dB并且SNRsr，2＝-8dB的5個量化區(qū)域獲得的量化器。圖10在右側(cè)繪出了BER結(jié)果相對于SNRsd，1＝SNRsd，2。針對在圖10的左側(cè)繪出的量化器獲得了圖10的右側(cè)繪出的仿真結(jié)果。
圖9和圖10中示出的前兩個示例繪出了將(L1，L2)平面劃分成通過算法2(參見圖7A)獲得的量化區(qū)域。得到的區(qū)域中的每個區(qū)域被彩色編碼，其中每個顏色或灰度對應(yīng)于量化器字母表

的一個符號。使用N＝3個區(qū)域，圖9中示出了在SNRsr，1＝SNRsr，2＝-2dB下用于對稱源-中繼器鏈路的量化器。要注意，該劃分有效模仿了中繼器處的異或運(yùn)算，并且因?yàn)镠(Z)＝1.44，所以為了無錯傳輸需要中繼器目的地鏈路的2.33dB的最小SNR。為了用UMTS渦輪碼實(shí)現(xiàn)約10-4的字錯誤概率，仿真建議必須向香農(nóng)極限(Shannon limit)SNR加上1.5dB，從而要求SNRrd＝3.83dB。
相反，如果源-中繼器鏈路上的信道條件大大不同，則中繼器應(yīng)優(yōu)選地將在中繼器-目的地信道上可用的速率中的更多部分分配給較強(qiáng)的用戶，這正是利用如圖10所示的針對N＝5個區(qū)域在中繼器處的量化問題的一般公式實(shí)現(xiàn)的，其中SNRsr，1＝-1dB并且SNRsr，2＝-8dB。因?yàn)镠(Z)＝2.30，所以為了使用UMTS渦輪碼作為信道碼進(jìn)行可靠傳輸，中繼器-目的地鏈路SNR必須為約7.45dB。
最后，在圖11中繪出當(dāng)在中繼器處使用上面針對SNRsr，1＝-1dB、SNRsr，2＝-8dB且N＝5而描述的量化器時的比特誤碼率(BER)。中繼器處的調(diào)制方案為16-QAM并且SNRrd＝7.45dB。如所期望的，具有較強(qiáng)中繼信道的用戶1示出比用戶2更好的BER性能，用戶2執(zhí)行得比完全不能利用中繼器的用戶稍好。
圖11示出了另外的仿真結(jié)果，其中在左側(cè)繪出具有5個量化區(qū)域的對應(yīng)量化器，并且在右側(cè)繪出對應(yīng)的BER仿真結(jié)果。在圖11中，在右側(cè)還針對用戶1和用戶2的放大轉(zhuǎn)發(fā)概念繪出了仿真結(jié)果，其被標(biāo)記為AF。可以看出實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了BER性能的增益。
在下面，將在圖12的幫助下提供對于如上所述的一般情況的消息傳遞規(guī)則的推導(dǎo)，選擇解碼圖的一部分，該部分包括將在下面引入的消息。
通過由功能節(jié)點(diǎn)p(x1，x2|z)連接的分量碼來推導(dǎo)關(guān)于如何交換LLR的表達(dá)式。在繼續(xù)之前需要一些定義。令x1，m為x1的第m個元素，令x′2，m為x′2的第m個元素，并且假定x1，m和x′2，m通過p(x1，m，x′2，m|zm)而連接。令uA(x1，m)和uE(x′2，m)分別為來自和去往檢查節(jié)點(diǎn)的消息，如圖12所示。此外，定義以及圖12示出了具有對應(yīng)消息的解碼圖的一部分。
在下面應(yīng)用功能節(jié)點(diǎn)的消息傳遞規(guī)則來計(jì)算LA，m(1)。因?yàn)? 我們獲得 使用在式(4)中的定義，我們獲得 根據(jù)上述推導(dǎo)，我們能夠計(jì)算 其中 并且 本發(fā)明的實(shí)施例可利用量化器設(shè)計(jì)框架，該量化器設(shè)計(jì)框架是例如利用IBM在上面針對在對稱AWGN信道中在中繼器處的接收LLR而引入的。此外，實(shí)施例可將該方法擴(kuò)展到一般情況，即，撤銷對源-中繼器信道的對稱要求。因此，實(shí)施例可以提供如下優(yōu)點(diǎn)可以針對幾個用戶在中繼站處聯(lián)合執(zhí)行高效處理。此外，因?yàn)樵谥欣^器處不必執(zhí)行解碼，所以可以實(shí)現(xiàn)低延遲，并且可以避免噪聲放大。
取決于本發(fā)明的方法的特定實(shí)現(xiàn)要求，本發(fā)明的方法可以以硬件或軟件實(shí)現(xiàn)?？梢允褂闷渖洗鎯τ信c可編程計(jì)算機(jī)協(xié)作從而執(zhí)行本發(fā)明的方法的電子可讀控制信號的數(shù)字存儲介質(zhì)(具體為盤，DVD或CD)來形成所述實(shí)現(xiàn)。通常，本發(fā)明因此是具有用于機(jī)器可讀載體的程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序時，該程序代碼用于執(zhí)行本發(fā)明的方法。換言之，本發(fā)明的方法因此是具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序時，該程序代碼用于執(zhí)行本發(fā)明的方法中的至少一個。
權(quán)利要求
1.一種用于在移動通信系統(tǒng)中工作的中繼站(100)，包括
接收器(110)，用于從源接收無線電信號，該無線電信號包括代表編碼信息的符號，所述編碼信息基于編碼規(guī)則并且包括有效載荷信息和冗余信息；
軟檢測器(120)，用于從所述無線電信號中檢測符號以獲得軟信息，該軟信息包括關(guān)于所述符號的信息和與關(guān)于所述符號的信息相關(guān)的可靠性信息；
量化器(130)，用于對所述軟信息進(jìn)行量化以獲得量化軟信息；和
發(fā)送器(140)，用于將關(guān)于所述量化軟信息的信息發(fā)送到目的地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼站(100)，其中，接收器(110)適于從另一源接收另一無線電信號，所述另一無線電信號包括代表另一編碼信息的其它符號，所述另一編碼信息基于另一編碼規(guī)則并且包括另一有效載荷信息和另一冗余信息，
其中，軟檢測器(120)適于從所述另一無線電信號中檢測另一符號以獲得另一軟信息，所述另一軟信息包括關(guān)于所述另一符號的信息和與關(guān)于所述另一符號的信息相關(guān)的可靠性信息，并且
其中，量化器(130)適于將所述軟信息和所述另一軟信息聯(lián)合量化并且/或者其中量化器(130)適于對所述軟信息和所述另一軟信息的組合進(jìn)行量化以獲得量化軟信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中繼站(100)，其中軟檢測器適于獲得針對LLR的軟信息L1和針對LLR的軟信息L2，并且其中量化器(130)適于針對
對所述軟信息和所述另一軟信息的組合Lr進(jìn)行量化，其中L′2是L2的交織版本。
4.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的一項(xiàng)所述的中繼站(100)，其中，接收器(110)適于提供關(guān)于所述無線電信號的信號質(zhì)量量度和/或關(guān)于所述另一無線電信號的另一信號質(zhì)量量度，量化器(130)適于基于一量化規(guī)則進(jìn)行量化，所述量化規(guī)則基于所述信號質(zhì)量量度和/或所述另一信號質(zhì)量量度和/或中繼站(140)和所述目的地之間的傳輸容量，并且發(fā)送器(140)適于將關(guān)于所述量化規(guī)則的信息發(fā)送到所述目的地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中繼站(100)，其中所述量化規(guī)則使得如果所述信號質(zhì)量量度指示高于所述另一信號質(zhì)量量度的信號質(zhì)量，則所述量化軟信息包括針對所述軟信息的傳輸容量的份額高于針對所述另一軟信息的傳輸容量的份額。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中繼站(100)，其中所述量化規(guī)則基于信息瓶頸算法，該信息瓶頸算法基于所述信號質(zhì)量量度、所述另一信息質(zhì)量量度、傳輸容量和迭代范圍來確定局部優(yōu)化的量化規(guī)則。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的中繼站(100)，其中接收器(110)和發(fā)送器(140)適于在蜂窩移動通信系統(tǒng)中進(jìn)行接收和發(fā)送。
8.一種移動通信系統(tǒng)中的中繼方法，包括以下步驟
從源接收無線電信號，該無線電信號包括代表編碼信息的符號，所述編碼信息基于編碼規(guī)則并且包括有效載荷信息和冗余信息；
從所述無線電信號中檢測符號以獲得軟信息，該軟信息包括關(guān)于所述符號的信息和與關(guān)于所述符號的信息相關(guān)的可靠性信息；
對所述軟信息進(jìn)行量化以獲得量化軟信息；以及
將關(guān)于所述量化軟信息的信息發(fā)送到目的地。
9.一種解碼器(300)，用于對第一編碼碼字進(jìn)行解碼以獲得關(guān)于第一碼字的第一軟信息并且對第二編碼碼字進(jìn)行解碼以獲得關(guān)于第二碼字的第二軟信息，所述解碼器(300)包括
第一軟解碼器(310)，用于基于第一編碼碼字確定關(guān)于第一碼字的第一軟信息；
第二軟解碼器(320)，用于基于第二編碼碼字和第二先驗(yàn)信息確定關(guān)于第二碼字的第二軟信息；
第一軟信息渲染器(330)，用于基于第一軟信息和量化軟信息提供第二先驗(yàn)信息，所述量化軟信息基于第一編碼碼字和第二編碼碼字的組合；和
第二軟信息渲染器(340)，用于基于第二先驗(yàn)信息、量化軟信息和第二軟信息提供第一先驗(yàn)信息，
其中第一軟解碼器(310)適于基于編碼的第一碼字和第一先驗(yàn)信息確定關(guān)于第一碼字的更新的第一軟信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的解碼器(300)，其中第一軟信息渲染器(330)適于基于所述更新的第一軟信息、第一先驗(yàn)信息和量化軟信息提供更新的第二先驗(yàn)信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的解碼器(300)，其中，第一軟解碼器(310)適于確定針對LLR的第一軟信息，第二軟解碼器(320)適于確定針對LLR的第二軟信息，第一軟信息渲染器(330)適于提供針對LLR的第二先驗(yàn)信息，第二軟信息渲染器(340)適于提供針對LLR的第一先驗(yàn)信息，并且第一軟信息渲染器(330)適于通過
的解交織版本確定第二先驗(yàn)信息LA(2)，其中LE(1)是第一軟信息和第一先驗(yàn)信息的組合并且Lr是量化軟信息，所述解交織基于解交織規(guī)則并且第二軟信息渲染器(340)適于通過
確定第一先驗(yàn)信息LA(1)，其中LE′(2)是第二軟信息和第二先驗(yàn)信息的組合的交織版本，所述交織基于與所述解交織規(guī)則相反的交織規(guī)則。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的一項(xiàng)所述的解碼器(300)，還包括接收器，用于接收編碼的量化軟信息；解碼器，用于對所述編碼的量化軟信息進(jìn)行解碼；再量化器，用于基于量化規(guī)則和解碼后的編碼的量化軟信息提供所述量化軟信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的解碼器(300)，其中接收器還適于接收關(guān)于所述量化規(guī)則的信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中的一項(xiàng)所述的解碼器(300)，其中接收器適于在蜂窩移動通信系統(tǒng)中工作。
15.一種用于對第一編碼碼字進(jìn)行解碼以獲得關(guān)于第一碼字的第一軟信息并且對第二編碼碼字進(jìn)行解碼以獲得關(guān)于第二碼字的第二軟信息的解碼方法，包括以下步驟
基于第一編碼碼字確定關(guān)于第一碼字的第一軟信息；
基于第二編碼碼字和第二先驗(yàn)信息確定關(guān)于第二碼字的第二軟信息；
基于第一軟信息和量化軟信息提供第二先驗(yàn)信息，所述量化軟信息基于第一編碼碼字和第二編碼碼字的組合；
基于第二先驗(yàn)信息、量化軟信息和第二軟信息提供第一先驗(yàn)信息；以及
基于編碼的第一碼字和第一先驗(yàn)信息確定關(guān)于第一碼字的更新的第一軟信息。
16.一種具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該程序在計(jì)算機(jī)或處理器上運(yùn)行時所述程序代碼執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求8或15所述的方法。
17.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所述的中繼站(100)和根據(jù)權(quán)利要求9至14中的一項(xiàng)所述的解碼器(300)的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于移動通信系統(tǒng)的中繼站。一種用于在移動通信系統(tǒng)中工作的中繼站(100)，包括接收器(110)，用于從源接收無線電信號，該無線電信號包括代表編碼信息的符號，所述編碼信息基于編碼規(guī)則并且包括有效載荷信息和冗余信息。中繼站(100)包括軟檢測器(120)，用于從所述無線電信號中檢測符號以獲得軟信息，該軟信息包括關(guān)于所述符號的信息和與關(guān)于所述符號的信息相關(guān)的可靠性信息。中繼站(100)還包括量化器(130)，用于對所述軟信息進(jìn)行量化以獲得量化軟信息；和發(fā)送器(140)，用于將關(guān)于所述量化軟信息的信息發(fā)送到目的地。
文檔編號H04B7/15GK101764638SQ200910261988
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者G·塞特勒爾, R·柯特爾, 格爾哈德·鮑奇, 喬爾格·溫德默爾 申請人:株式會社Ntt都科摩