CN102246486B - 经调制数据流的发送方法及接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及经调制数据流(MOD)的发送方法和接收方法。其特征在于：在发送侧，其包括以下步骤：基于对第一数据流(HP)与第二数据流(LP)的混合而生成混合数据流(MD)；对所述第一数据流(HP)和所述混合数据流(MD)进行编码；基于对所述混合数据流(MD)的映射而生成经调制数据流(MOD)。在接收侧，其包括以下步骤：基于对所述经调制数据流(MOD)的解映射而生成解映射数据流；基于对所述解映射数据流的解交织而生成第一解交织数据流和第二解交织数据流；对所述第一解交织数据流进行解码；基于对第一解码解交织数据流的一部分与混合矢量的混合而生成先验信息；以及使用所述先验信息对所述第二解交织数据流进行解码。
Description
技术领域
本发明涉及用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的发送方法。本发明还涉及用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的接收方法，涉及发送装置并且涉及接收装置。
这样的发送方法例如可以用于任何使用经调制数据流的无线电通信***，以发送不同的广播服务。
背景技术
本领域中技术人员所熟知的用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的发送方法使用了分级调制，以在单个频道上发送两个独立的广播服务，这导致不同的接收质量。这两个独立的广播服务分别通过被称为“高优先级流(或者HP流)”和“低优先级流(或者LP流)”的两个数字数据流来进行传送。
针对分级调制的公知解决方案包括：用两个单独的编码器对两个独立的数据流进行独立的编码，以及对这两个独立编码流的比特进行交织以形成单个的M元调制符号。举例而言，在使用于分级调制内的16-QAM星座中，编码在4个比特上的调制符号由HP流的2个比特(指定该星座的象限的符号的MSB)和LP流的2个比特(设计该星座的象限内的位置的符号的LSB)构成。因此，分级调制支持以比LP流更强的鲁棒性来传送HP流，这是因为象限之间的欧氏距离(Euclidian distance)大于象限内位置之间的距离。更确切而言，HP流对噪声的敏感度比LP流低得多。
因此，这种已知现有技术的一个主要问题在于，分级调制为HP流提供的对噪声的增强的防护是以LP流的较低噪声抵抗力为代价的。更确切而言，对LP流的解码可能需要高得多的信噪比(SNR)，以提供与HP流的服务质量相同的服务质量(例如，误码率-BER)。处于低劣接收条件(具有较低SNR)下的用户将仅能够接收HP流，而处于良好接收条件(高SNR)下的用户将能够接受HP流和LP流二者。
发明内容
因此，本发明的目标是提供用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的发送方法，该方法提高了第二数据流LP的BER性能并从而提高了这样的数据流的接收性能。
为此，提供了用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的发送方法，特征在于其包括以下步骤：
-基于对第一数据流的至少一部分与第二数据流的混合而生成混合数据流；
-对所述第一数据流进行编码；
-对所述混合数据流进行编码；
-基于第一编码数据流并基于混合编码数据流来生成两个交织数据流；
-基于对所述交织数据流的映射而生成经调制数据流；以及
-通过信道发送所述经调制数据流。
在第一非限制性实施方式中，在混合步骤中使用整个第一数据流。其允许执行对第二数据流LP的更好的解码(提高了BER性能)，但解码较为缓慢。
在第二非限制性实施方式中，映射是分级的。其允许提高第一数据流的鲁棒性，并因此提高第二数据流的BER性能。
在第三非限制性实施方式中，混合编码数据流包括***性部分，所述***性部分包括第一数据流***性部分，并且其中对数据流进行交织的步骤包括从混合编码数据流中去除***性部分的子步骤。通过丢弃某些比特，其避免了在信道上使用过大的谱频。
在第四非限制性实施方式中，第一数据流为高优先级数据流，而第二数据流为低优先级数据流。因此，其允许低优先级数据流具有更好的BER性能。
此外，提供了用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的接收方法，特征在于其包括以下步骤：
-通过信道接收所述经调制数据流；
-基于对所述经调制数据流的解映射而生成解映射数据流；
-基于对所述解映射数据流的解交织而生成第一解交织数据流和第二解交织数据流；
-对所述第一解交织数据流进行解码；
-基于对第一解码解交织数据流的一部分与混合矢量的混合而生成先验信息，以及
-使用所述先验信息对所述第二解交织数据流进行解码。
在第一非限制性实施方式中，接收方法包括基于对所述第二解交织数据流的一部分与所述第一解交织数据流的一部分的混合而生成先验信息的又一步骤。
在第二非限制性实施方式中，解映射是分级的。
在第三非限制性实施方式中，接收方法包括对解交织步骤、解映射步骤和解码进行迭代的又一步骤，迭代的解映射步骤使用从第一解码解交织数据流得到的先验信息。其允许收敛至与解码比特关联的稳定概率，以对稳定概率做出硬决策(hard decision)。
在第四非限制性实施方式中，第一数据流为高优先级数据流，而第二数据流为低优先级数据流。
此外，提供了经调制数据流的发送装置，特征在于其包括：
-混合器，用于基于对第一数据流的至少一部分与第二数据流的混合而生成混合数据流；
-第一涡轮(turbo)编码器，用于对所述第一数据流进行编码；
-第二涡轮编码器，用于对所述混合数据流进行编码；
-两个交织器，用于基于第一编码数据流并基于混合编码数据流来生成两个交织数据流；
-映射器，用于基于对所述交织数据流的映射而生成经调制数据流；以及
-发送器，用于通过信道来发送所述经调制数据流。
此外，提供了用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的接收装置，特征在于其包括：
-接收器，用于通过信道接收所述经调制数据流；
-解映射器，用于基于对所述经调制数据流的解映射而生成解映射数据流；
-两个解交织器，用于基于对所述解映射数据流的解交织而生成第一解交织数据流和第二解交织数据流；
-第一涡轮解码器，用于对所述第一解交织数据流进行解码；
-混合器，用于基于对第一解码解交织数据流的一部分与混合矢量的混合而生成先验信息，以及
-第二涡轮解码器，用于使用所述先验信息对所述第二解交织数据流进行解码。
此外，提供了一种移动台，特征在于其包括以上所表征的发送装置。
另外，提供了一种移动台，特征在于其包括以上所表征的接收装置。
此外，提供了一种基站，特征在于其包括以上所表征的发送装置。
另外，提供了一种基站，特征在于其包括以上所表征的接收装置。
此外，提供了一种无线电通信***，特征在于其包括以上所表征的发送装置和以上所表征的接收装置。
附图说明
通过阅读以下的详细描述以及通过参考附随的附图，本发明的附加目标、特征和益处将会变得显而易见，在附图中：
-图1图示了示出在根据本发明的非限制性实施方式中的发送方法的第一示图；
-图2图示了示出在根据本发明的非限制性实施方式中的接收方法的第二示图；
-图3图示了用于执行图1的发送方法的发送装置；
-图4图示了用于执行图2的接收方法的接收装置；
-图5图示了第一星座的示意图以解释分级调制，即在图1的发送方法中使用的分级调制；
-图6图示了第二星座的示意图以解释分成调制，即在图1的发送方法中使用的分级调制；
-图7为示出图2的接收方法对比于其他方法并且根据调制参数的性能结果的图表；
-图8为示出图2的接收方法对比于另一方法并且根据信噪比参数的速度(rapidity)结果的图表；以及
-图9为包括图3的发送装置和图4的接收装置的通信***模型。
具体实施方式
在以下描述中，不会详细描述本领域技术人员所熟知的功能或结构，这是因为这将以不必要的细节使本发明变得含混。
应当注意，对于以下描述而言，任何对数据流的引用均是指数字数据流。
在以下描述里，在非限制性实施方式中描述了分级调制。
本发明涉及用于在无线电通信***中使用的经调制数据流MOD的发送方法，并涉及用于在无线电通信***中使用的经调制数据流MOD的接收方法。
如将在以下进一步详述的那样，在发送侧，计划将第一数据流HP的至少某部分与第二数据流LP相混合，以使对所述第二数据流LP的编码依赖于第一数据流HP，即使初始的未编码数据流保持独立亦如此。由混合器/编码所引起的依赖性将在接收侧(特别是在使用第一数据流HP的某些比特对第二数据流LP进行解码中)得到充分利用，这些比特更为可靠、起到作为概率信息的“软导引”信息的作用。
由于以下描述中所述的非限制性实施方式中的分级调制，HP流对于噪声更为鲁棒。换言之，第一数据流HP上的概率性信息比第二数据流LP上的概率信息更为可靠。这个特征在LP解码侧得到利用，这是由于对第二数据流比特LP的解码操作因在发送侧执行的混合操作而需要第一数据流比特HP上的概率。
发送方法包括图1中所示的以下步骤：
-基于对第一数据流HP的至少一部分与第二数据流LP的混合而生成混合数据流MD(步骤MIX(HP，LP))；
-对所述第一数据流HP进行编码(步骤COD_HP)；
-对所述混合数据流MD进行编码(步骤COD_MD)；
-基于第一编码数据流HPc和混合编码数据流MDc来生成两个交织数据流ID1、ID2(步骤INTLV(HPc，MDc))；
-基于对所述交织数据流ID1、ID2的映射而生成经调制数据流MOD(步骤MAP(ID1，ID2))；以及
-通过信道CH发送所述经调制数据流MOD(步骤TX_MOD)。
在非限制性实施方式中，第一数据流HP为高优先级数据流，而第二数据流LP为低优先级数据流。如将在以下所描述，高优先级流HP将提高低优先级数据流LP的BER性能。因此，对LP流的接收将得到改善。
在无线电通信***的非限制性示例中，高优先级数据流HP将用于发送将由所有用户所接收的第一广播服务，其可能由具有低劣接收条件的用户所接收，或者由具有良好接收条件的用户所接收。低优先级数据流LP将用于发送第二广播服务，其将仅由具有良好接收条件的用户所接收。
以下详细描述该发送方法的步骤。将对图1和图3进行参考。
在第一步骤1)中，基于对第一数据流HP的至少一部分与第二数据流LP的混合而生成混合数据流MD。
在非限制性实施方式中，在图3所示的混合步骤中使用整个第一数据流HP。如将在以下所见，在接收侧，其允许执行对第二数据流LP的较好解码(提供了BER性能)，但解码较慢。
正如将在以下更详细地看到的那样，执行这一步骤以使对第二数据流LP的编码依赖于第一数据流HP。由编码所引起的依赖性将在接收方法中得到利用，在该接收方法中将使用可靠的、基于第一数据流HP的先验信息API来对第二数据流LP进行解码。
在第二步骤2)中，对所述第一数据流HP进行编码。
在非限制性实施方式中，根据本领域中技术人员所熟知的涡轮码(如在由C.Berrou、A.Glavieux和P.Thitimajshima在IEEE1993-0-7803-0950-2/93之中公布的参考文献“Near Shannon Limitederror-correcting Coding and Decoding：Turbo-codes”所述)来执行编码。
这样的涡轮码基于递归***卷积码，由本领域中技术人员所熟知，且允许改善编码/解码的误码率(BER)。递归***卷积码允许做出第一数据流HP的多个输入比特的某些线性组合。输出比特(即，线性组合)的数目大于输入比特的数目。输出比特的数目是代码的冗余度的函数。因此，码速率关联于涡轮码，并且对应于冗余引入的数量。
编码操作的输出为编码第一数据流HPc，其包括如图3中所示的***性部分S1和奇偶性部分P1。
在第三步骤3)中，对所述混合数据流MD进行编码。
在非限制性实施方式中，根据如上所述的涡轮码来执行编码。
编码的输出为混合编码数据流MDc，其包括***性部分S2和奇偶性部分P2，所述***性部分S2包括第一数据流***性部分S1。
应当注意，当在混合步骤中使用整个第一数据流HP时，***性部分S2将会包括整个第一数据流HP。当在混合步骤内仅适用第一数据流HP的一部分时，***性部分S2将会仅包括这一部分。
在第四步骤4)中，基于第一编码数据流HPc并基于混合编码数据流MDc来生成两个交织数据流ID1、ID2。
由于第一数据流HP的***性部分S1将在第一编码数据流HPc的内部发送，所以所述***性部分S1通过混合编码数据流MDc的发送将导致频谱效率损失，这是因为某些未使用的比特将会被发送(***性部分S1将会被发送两次)。
因此，在非限制性实施方式中，对数据流进行交织的步骤包括从混合编码数据流MDc中去除***性部分S2(包括上述***性部分S1)的第一子步骤。因此，从混合编码数据流MDc中丢弃第一数据流HP的***性部分S1。
因此，为了实现这一点，在非限制性实施方式中，第二交织数据流ID2基于对混合编码数据流MDc和第二数据流LP的奇偶性部分P2的交织。
其允许避免在接收侧的解混合操作(因为混合编码数据流MDc还包括第二数据流LP的比特)。
应当注意，在非限制性实施方式中，第一交织数据流ID1基于对第一编码数据流HPc自身的***性部分S1和奇偶性部分P1的交织。
使用两个交织数据流ID1和ID2允许获得最大分集(无论第一数据流或是第二数据流的两个相邻比特都将见到不同的信道采样Hk和噪声采样Zk)。
应当注意，交织是本领域中技术人员所熟知的、用于克服诸如突发错误或者衰落之类的相关信道噪声的技术。交织器重新排列输入数据，从而使得连续数据被分割于不同的块之中。因此，信道噪声散布在不同的块之上。在接收器端，由将在稍后描述的解交织器将交织数据排列回到原始数据流。作为交织的结果，在传输信道中引入的相关噪声在接收器处显得是在统计上独立的，并且因此允许更好的纠错。
在第五步骤5)中，基于对所述交织数据流ID1、ID2的映射而生成经调制数据流MOD。
如图3中所示，为了对两个交织数据流ID1和ID2应用映射，发送方法包括在单个交织数据流ID3中对两个交织数据流ID1和ID2进行多路复用的又一步骤。
在非限制性实施方式中，映射是分级的。其允许提高第一数据流HP的鲁棒性。
在所述实施方式的非限制性变体中，分级映射使用到本领域中技术人员所熟知的QPSK(“正交相移键控”)、16-QAM(“正交调幅”)或者64-QAM调制方案。在图5和图6中图示了两个示意性星座图。
根据映射，第三交织数据流ID3编码在4个比特上；该4个比特被称为调制符号，并且由代表第一数据流HP的第一交织数据流ID1的2个比特(指定调制星座的象限Q的符号的最高有效位“MSB”)和代表第二数据流LP的第二交织数据流ID2的2个比特(指定调制星座的象限Q内的位置的“最低有效位”)构成。因此，象限Q内的位置以及象限Q的数目被视为分级映射中的特殊信息。
根据分级映射，定义了调制参数α。该调制参数α代表在象限Q内的不同位置与毗邻象限Q中的不同位置之间的欧氏距离之间的比例。调制参数α的值代表在下列项之间的比例：
-毗邻象限Q中不同相邻位置之间的最小欧氏距离e2；以及
-象限Q内的不同相邻位置之间的最小欧氏距离e1。
如图5中所示，针对分级映射定义了第一调制参数α1(e1＝e2)。
如图6中所示，针对分级映射定义了第二调制参数α2(2*e1＝e2)。该第二参数α2大于第一参数α1。这意味着，当定义第一参数α1时，象限Q内的不同相邻位置之间的欧氏距离e1较小。
在非限制性示例中，第一调制参数α1等于1，而第二调制参数α2等于2。在这后一种情况下，位于毗邻象限Q中的相邻位置NP1具有两倍于那些位于相同象限Q内的相邻位置NP2的欧氏距离。因此，当接收受到噪声的损害时，在解码过程中将更容易区分第一相邻位置NP1，而在相同噪声条件下，象限Q内的第二相邻位置NP2将较难区分。
因此，当调制参数α变为更大的值时，其允许以牺牲第二数据流LP的鲁棒性(欧氏距离e1将会更小)为代价而提高第一数据流HP的鲁棒性(欧氏距离e2将会更大)，即，第一数据流HP上的错误将会更小，而第二数据流LP上的错误将会更大。
但是由于混合步骤，如下文将予以解释，第二数据流LP的鲁棒性会好于无混合步骤的情况。
在第六步骤6)中，通过信道CH发送所述经调制数据流MOD。
如图3中所示，信道包括通常所执行的两个步骤，即：
-为每个所处理的数据流的一组比特(称为“符号”)添加信道采样Hk；以及
-添加对应的信道噪声Zk(称为“噪声采样”)。
一旦已通过信道CH发送了经调制数据流MOD，则通过如下接收方法来管理该经调制数据流MOD。
该接收方法包括如图2中所示的以下步骤：
-通过信道CH接收所述经调制数据流MOD(步骤RX_MOD)；
-基于对所述经调制数据流MOD的解映射而生成解映射数据流DD(步骤DEMAP_MOD)；
-基于对所述解映射数据流DD的解交织而生成第一解交织数据流DID1和第二解交织数据流DID2(步骤DEINTLV(DD))；
-对所述第一解交织数据流DID1进行解码(步骤DECOD_DID1)；
-基于对第一解码解交织数据流DID1d的一部分与混合矢量Mvec的混合而生成先验信息API1(步骤GEN_API1(DID1d，Mvec))，以及
-使用所述先验信息API对所述第二解交织数据流DID2进行解码。
在非限制性实施方式中，该接收方法包括基于对所述第二解交织数据流DID2的一部分与所述第一解交织数据流DID1的一部分的混合而生成第二先验信息API2的又一步骤。
在非限制性实施方式中，该接收方法包括对解交织步骤、解映射步骤以及解码步骤进行迭代的又一步骤，迭代的解映射步骤使用从第一解码解交织数据流DID1d得到的先验信息API3。
在非限制性实施方式中，该接收方法包括根据第一解码解交织数据流DID1d和第二解码解交织数据流DID2d的后验概率矢量APP(bhp)和APP(blp)来计算关于第一数据流HP和第二数据流的LP的比特的硬决策的又一步骤(步骤ESTIM(DID1d，DID2d))。
对于以下描述而言，在下面所描述的接收方法的非限制性实施方式中，该接收方法包括这些又一步骤。
下面详细描述该接收方法的步骤。将对图2和图4进行参考。
如下面将描述的那样，执行该接收方法的接收器对相互交换软信息的两个块进行结合。第一块被称为软解映射器，其根据输入的经调制数据流来产生形式为“非本征概率”的软信息，并将其发送至由涡轮解码器组成的第二块。第二块也产生形式为“非本征概率”的软信息，并将其发送回第一块。
因此，每个块可以利用由另一块所提供的非本征概率作为先验信息。
在第一步骤1)中，通过信道CH接收所述经调制数据流MOD。
在第二步骤2)中，基于对所述经调制数据流MOD的分级解映射而生成解映射数据流DD。
这一步骤为以上在发送方法中所描述的映射的逆步骤。由于其为本领域中技术人员所熟知，因而此处将不对其予以描述。
在非限制性实施方式中，如图4中所示，接收方法包括将解映射数据流DD解多路复用为两个解映射数据流DD1和DD2的又一步骤，以提取经发送的原始数据流(此处的第一交织数据流ID1和第二交织数据流ID2)以及将正确的比特分别重定向至第一解交织器和第二解交织器之中。
在第三步骤3)中，基于对所述解映射数据流DD的解交织而生成第一解交织数据流DID1和第二解交织数据流DID2。
这一步骤为先前在发送方法中所描述的交织的逆步骤。由于其为本领域中技术人员所熟知，因而此处将不对其予以描述。
在非限制性实施方式中，解映射时分级的。
如图4中所示，第一解交织数据流DID1包括两个第一解映射非本征矢量γ(bhp)和γ(vhp)，且第二解交织数据流DID2包括两个第二解映射非本征矢量γ(blp)和γ(vlp)。
在第四步骤4)中，对所述第一解交织数据流DID1进行解码(第一解码)。
这一步骤为先前在发送方法中所描述的涡轮编码的逆步骤。由于其为本领域中技术人员所熟知，因而此处将不对其予以描述。
所述解码的输出为第一解码解交织数据流DID1d，其包括：
-通过在前面步骤中所计算的两个第一解映射非本征矢量γ(bhp)和γ(vhp)而计算出的第一解码非本征矢量λ(bhp)和λ(vhp)；以及
-后验概率信息APP(bhp)。
应当注意，这两个第一解码非本征矢量λ(bhp)和λ(blp)分别对应于前面描述的第一编码数据流HPc的***性部分S1和奇偶性部分P1。
在第五步骤5)中，基于对第一解码解交织数据流DID1d的一部分与混合矢量Mvec的混合而生成第一先验信息API1。
由于在发送侧引入的混合过程，第一数据流HP的***性部分S1＝bhp，在其亦存在于前面描述的混合编码数据流MDc之中的意义上讲，是冗余信息。
因此，在接收侧，基于***性部分bhp，可以利用解映射非本征矢量γ(bhp)(以及由此的非本征解码矢量λ(bhp))作为附加的先验信息API，用于提高第二解交织数据流ID2的解码性能。由于分级调制，如前面所述的第一数据流HP确实比第二数据流LP更为可靠，因此解映射非本征矢量γ(bhp)是可靠的信息。
因此，在第一非限制性实施方式中，基于对非本征解码矢量λ(bhp)(对应于第一编码数据流HPc的***性部分S1)与长度为Lmvec的混合矢量Mvec[0,5；…；0,5]的混合而构建第一软导引矢量API1，所述软导引矢量用作先验信息。应当注意，混合矢量Mvec(具有0,5的概率值)的长度等于第二数据流LP的长度。
这样的混合矢量Mvec解释了这样的事实，即：在第二解交织数据的解码侧，并不除掉经解码的第二数据流LP上的任何先验信息。
在第二非限制性实施方式中，当在发送侧上的混合步骤内仅使用第一数据流HP的一部分时，可以基于对编码数据流HPc与混合矢量Mvec的混合而构建软导引矢量API1’(未示出)。
与在发送侧的混合步骤内使用整个第一数据流HP的实施方式相比，其允许在接收侧执行更快的解码，这是因为对于给定的码速率RIp，正被解码的输入比特的数目(相对于对整个第一数据流HP的使用而言)减少，而输出的经解码比特维持不变。
在第六步骤6)中，基于对所述第二解交织数据流DID2的一部分与第一解交织数据流DID1的一部分的混合而生成第二先验信息API2。
其允许以较少的迭代(以下将进行解释的迭代)而也使LP数据流BER性能得以提高，这是因为这一先验信息API2包括第一数据流HP的比特。
因此，在非限制性实施方式中，基于对全部由解映射器块所提供的第一解交织数据流DID1的非本征矢量γ(bhp)与第二解交织数据流DID2的非本征矢量γ(blp)的混合而构建第二软导引矢量API2。
由解映射器提供的这一另外的先验信息API2也用作对第二涡轮解码器T-DCODE2的输入。
在第七步骤7)中，使用所述先验信息API1、API2对所述第二解交织数据流DID2进行解码(第二解码)。
如图4上所示，存在从混合侧至编码侧对于第一软导引矢量API1的第一反馈环路。
应当注意，所使用的先验信息AP1、API2全部作为对解码的输入而添加，对于给定的码速率RIp，正被解码的数据流的输入比特的数目因而(对比与不使用任何先验信息的方法而言)得以增加，而输出的经解码比特维持不变。
由于先验信息API，即，此处的第一软导引矢量API1和第二软导引矢量API2，允许具有对解交织数据流DID2的线性组合内的“未知”比特的可靠估计。事实上，解交织数据流DID2的线性组合的两个输入是基于“已知”比特(也就是说，基于接收的具有可接受的可靠性的比特)的第一软导引矢量API1和第二软导引矢量API2。存在提高第二数据流LP的解码性能并由此提高其BER性能的附加信息。
所述解码的输出为第二解码解交织数据流DID2d，其包括：
-第二解码非本征矢量
和λ(vlp)；以及
-所述数据流DID2d的***性部分的后验概率，被称为后验概率信息
最后，对解交织步骤、解映射步骤和解码步骤进行迭代。
整个迭代如下进行。
在解映射与解码之间的迭代内，执行若干涡轮解码迭代。因此，通过在第一解码与第二解码之间交替，将解码过程重复N次迭代，而在这N次迭代之后，在M次迭代期间将解码块的输出处的非本征矢量反馈至如前面所述的解映射块。
应当注意，在非限制性实施方式中，执行迭代N和迭代M，直至：
-对相关于“未知”比特的概率的计算收敛至稳定的概率值；或者
-直至达到某一BER。
在非限制性实施方式中，迭代的解映射步骤使用从第一解码解交织数据流(ID1d)得到的第三先验信息API3。更具体而言，该第三先验信息API3包括反馈至解映射侧的、在步骤4)中计算的第一解码非本征矢量λ(bhp)和λ(vhp)。如图4上所示，存在从混合侧至解映射侧对于第三先验信息API3的第二反馈环路。以与第一先验信息API1相同的方式，其允许提高第二数据流LP的BER性能。
应当注意，在非限制性实施方式中，当第一数据流HP为高优先级数据流而第二数据流LP为低优先级数据流时，在第二解码(步骤6)之前首先执行第一解码(步骤4)，这是因为第一数据流HP要被(具有良好接收的和具有低劣接收的)所有接收器所接收。
在第八步骤8)中，在这些N次和M次迭代之后，根据分别来自第一解码解交织数据流DID1d和第二解码解交织数据流DID2d的后验概率矢量APP(bhp)和
来计算第一数据流HP和第二数据流LP的比特(分别为bhp和blp)的硬决策。
应当注意，先验信息API用于计算关于“未知”比特的值的概率以及后验概率矢量APP，以基于所计算的概率而做出进一步的硬决策。概率将具有在0和1之间的值，而硬决策将具有0或1的值。
应当注意，先验信息API亦为后验信息，但却是与经编码比特相关的，而后验概率矢量则相关于未编码信息(被称为信息比特或者***性部分)。
硬决策计算的输出分别为所发送的第一数据流HP和所发送的第二数据流LP的某些估计的比特bhp和blp，这些比特例如将用于显示视频。
在非限制性实施方式中，接收方法包括对根据第二解码解交织数据流DID2d计算的硬决策进行解混合的又一步骤。其允许提取仅与所发送的第二数据流LP相关的硬决策。事实上，根据第二解码解交织数据流DID2d做出的硬决策包括第二数据流LP的硬决策和来自整个第一数据流HP的一部分的硬决策(归因于发送侧处的混合步骤)。
因此，发送方法和接收方法允许提高第二数据流LP的BER性能，并从而允许改善所述第二数据流LP的接收。
发送方法和接收方法分别由分别在图3和图4上所示的发送装置TR和接收装置RV来执行。
用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的发送装置TR具体地包括：
-混合器MIX1，用于基于对第一数据流HP的至少一部分与第二数据流LP的混合而生成混合数据流MD；
-第一涡轮编码器T-COD1，用于对所述第一数据流HP进行编码；
-第二涡轮编码器T-COD2，用于对所述混合数据流MD进行编码；
-两个交织器π1、π2，用于基于第一编码数据流HPc并基于混合编码数据流MDc来生成两个交织数据流ID；
-映射器MAP，用于基于对所述交织数据流ID1、ID2进行映射而生成经调制数据流MD；以及
-发送器TX，用于通过信道CH发送所述经调制数据流MD。
在非限制性实施方式中，混合器MIX1为伪随机的按比特的交织器。当然，亦可使用其他类型的交织器。
因此，用于在无线电通信网络中使用的经调制数据流的接收装置RV具体地包括：
-接收器RX，用于通过信道CH接收所述经调制数据流MOD；
-解映射器DMAP，用于基于对所述经调制数据流MOD的解映射而生成解映射数据流DD；
-两个解交织器π1-1、π2-1，用于基于对所述解映射数据流DD的解交织而生成第一解交织数据流ID1和第二解交织数据流ID2；
-第一涡轮解码器T-DCOD1，用于对所述第一解交织数据流DID1进行解码；
-混合器MIX3，用于基于对第一解码解交织数据流DID1d的一部分与混合矢量Mvec的混合而生成先验信息API1，以及
-第二涡轮解码器T-DCOD2，用于使用所述先验信息API1对所述第二解交织数据流DID2进行解码。
在非限制性实施方式中，接收装置RV还包括：
-第一决策模块IT1，用于根据后验概率矢量APP(bhp)来计算关于第一数据流HP的比特(bhp)的硬决策；以及
-第二决策模块IT2，用于根据后验概率矢量
来计算关于第二数据流LP的比特(blp)的硬决策。
在非限制性实施方式中，接收装置RV还包括第二混合器MIX2，用于基于对所述第二解交织数据流DID2的一部分与所述第一解交织数据流DID1的一部分的混合而生成第二先验信息API2。
在非限制性实施方式中，发送装置TR被包括在如图9中所示的无线电通信***SYS内的基站BS内，而接收装置RV则被包括在无线电通信***SYS内的移动台MS内。发送方法和接收方法允许经由高优先级数据流HP向不同的移动台发送高质量接收的可扩展数据流(例如，诸如TV/视频服务之类的广播服务)，或者经由高优先级数据流HP与低优先级数据流LP向不同的移动台发送高质量接收的可扩展数据流与低质量接收的可扩展数据流。应当注意，在非限制性实施方式中，接收器RX和发送器TX为无线电前端。
图7和图8示出了使用分级调制方案并对HP和LP数据流进行混合的根据本发明的发送和接收方法(被称为“混合”方法)与使用分级调制而不对LP和HP数据流进行混合的方法(被称为“分离(disjoint)”方法)相比以及与使用非分级调制方案的方法相比的性能。
具体而言，图7和图8示出了通过仿真而得的、在第二数据流LP的误码率(BERIp)对信噪比Eb/N0方面的性能。注意，对信噪比的计算是本领域中技术人员所公知的。换言之，计算性能对参数或成本。性能(BERIp)示出比特是否得到良好解码，而成本则示出使用了多少功率(能量/噪声)来发送该比特。继而根据所能接受的错误以及/或者希望使用的功率来选择最佳解决方案。
以下所列为仿真特性。
-a)第一数据流HP具有长度Lhp＝1000比特；
-b)第二数据流LP具有长度LIp＝2000比特；应当注意，LIp＝2*Lhp的选择遵照实际假设，其中当第一数据流HP为高优先级数据流而第二数据流LP为低优先级数据流时，HP数据流的数据速率通常小于LP数据流的数据速率；
-c)对于LP和HP编码，考虑具有速率为1/3并且以八进制形式定义的约束长度为4(存储器寄存器)的共用递归***性卷积(RSC)构成码的并行涡轮编码器。
-d)在“混合”方法中，第一涡轮编码器T_COD1的HP码速率Rhp设置为1/5，并且第二涡轮编码器T_COD2的LP码速率设置为1/2，而对于“分离”方法，第一涡轮编码器T_COD1的HP码速率Rhp设置1/5，并且第二涡轮编码器T_COD2的LP码速率设置为2/5。
-e)交织和混合序列是伪随机的，并且在它们的整个输入流长度上操作。涡轮解码迭代的数目设置为8。
这些设置确保了对两种相竞争的方法的公平比较，这是因为在这两种方法之间将具有：c)LP数据流和HP数据流的长度之间的相等性，d)HP编码数据流和LP编码数据流的长度之间的相等性，以及由此的相同数目的信道使用。
为了保持解码复杂度与“分离”方法相仿，通过执行对HP涡轮解码器与LP涡轮解码器之间的软导引信息交换的仅一次遍历来实现“混合”解码器。
图7示出了对于α＝1(HP流的最低鲁棒模式)，“混合”接收器(以实线MH示出)相比于“分离”接收器(以点线DH示出)，在为达到LP流的10-4的给定BER所需的信噪比Eb//N0方面的提高为大约0.6dB，而非分级16-QAM调制甚至将会更好1.6dB(所示的NHM)。
应当注意，当增大调制参数α时，提高将会更为显著。观察到，如果使用的是“混合”接收器而不是“分离”接收器，则获得10-4的BER所必需的信噪比Eb/N0降低了大约0.8dB(对于α＝2)和1.5dB(对于α＝4)(见水平双箭头)。换言之，当HP流更加鲁棒时(即，针对更大的α值受到更好的保护)，LP解码器从用于提高LP的BER性能的软导引矢量中获益更多。
最后，图8示出了在固定信噪比Eb/N0值的情况下，“分离”接收器和“混合”接收器的LP流BER性能对涡轮解码器迭代的数目。这允许对实现某一BER所必需的解码迭代的数目作出评估。注意到，在Eb/N0＝14.5dB的情况下，“混合”解码器(所示的MH)需要6次迭代来达到10-4的BER，而“分离”解码器(所示的DH)在Eb/N0＝16dB的情况下用将近8次迭代才获得这一BER。
应当理解，本发明并不限于前述实施方式，且可在不背离本发明的精髓和范围的情况下做出改变和修改。在这方面，做出以下说明。
在非限制性实施方式中，以与上文所述相同的方式，可以基于对解码的第二解交织数据流DID2d的一部分与混合矢量Mvec的混合而生成第四先验信息API4，并且可以使用所述先验信息API4来执行对第一解交织数据流DID1的解码，如图4中所示。因此，在这一实施方式中，接收装置RV包括：
-解混合器DMIX1，用于基于所述解码的第二解交织数据流DID2d的一部分，更具体而言，基于非本征解码矢量
来生成所述先验信息API4。其允许提取第一数据流HP的比特以及将它们用作先验信息API4；以及
-第二涡轮解码器T-DCOD2，用于使用所述先验信息API4对所述第一解交织数据流DID1进行解码。
在第一数据流HP和第二数据流LP的非限制性示例中考虑了某些视频数据，但也可以在非限制性实施方式中经由这两个不同数据流发送诸如某些文本数据、语音数据、电子邮件数据等之类的其他数据。
在另一非限制性实施方式中，例如在移动台需要广播某些数据流时，基站BS可以包括如上所述的接收装置而移动台MS可以包括如上所述的发送装置。
应当理解，本发明并不限于前述应用。其可以用于使用对两种不同数据流(比第二数据流LP更为可靠的第一数据流HP)的映射和发送的任何应用之中。因此，在描述中，在非限制性实施方式中考虑了分级映射。在非限制性示例中，本发明可以应用于对数据流HP和LP二者在具有不同质量的不同信道上从发送装置向接收装置的发送进行处理的任何其他映射，诸如非分级映射。举例而言，可以用本领域中技术人员所熟知的QPSK调制来映射第一数据流HP，并且用本领域技术人员所熟知的鲁棒性较低的QAM64调制来映射第二数据流LP。其可以与SISO解码器/编码器或者其他类型的编码器/解码器一同使用。
应当理解，根据本发明的方法和装置并不限于任何实现方式。
存在通过硬件项或软件项或者二者来实现根据本发明的发送和接收方法的功能的多种方式(条件是硬件或软件的单个项可以执行若干功能)。这并不排除由一组硬件项或软件项或者二者的组合来执行某一功能。举例而言，第一数据流的编码步骤2)可以与混合数据流的编码步骤3)相结合，从而形成单个功能而不修改根据本发明的发送方法。
因此，本发明包括以下优点：
-受到第一数据流HP协助的对第二数据流LP的解码比独立于第一数据流HP执行的对所述第二数据流LP的解码过程更加高效和准确，这是因为第一数据流HP被更为可靠地接收；换言之，在接收器侧很好地利用了在发送器侧人为引入的依赖性，以通过使用HP流的可靠的软信息来提高受到较少保护的LP流的性能。这由于在发送器处创建的依赖性而成为可能。
-由于作为对接收器经由调制数据流接收的线性组合内的比特的可靠估计的先验或软导引信息，线性组合的“未知”比特将得到更好的估计(相关的概率将更为可靠)；
-当在发送侧的混合步骤内使用整个第一数据流HP时，其允许在接收侧执行对第二数据流LP的更好的解码(提高了BER性能)，但解码较慢，这是因为对于给定的码速率RIp，被解码的输入比特的数目(相比于不执行数据混合的方法)增加，而输出的解码比特维持不变；以及
-实现了针对LP流BER提供的提高，而HP解码性能并未改变。
Claims (17)
1.一种用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的发送方法，特征在于其包括以下步骤：
-基于对第一数据流的至少一部分与第二数据流进行混合来生成混合数据流；
-对所述第一数据流进行编码；
-对所述混合数据流进行编码；
-基于第一编码数据流并且基于混合编码数据流来生成两个交织数据流；
-基于对所述交织数据流进行映射来生成经调制数据流；以及
-通过信道发送所述经调制数据流。
2.根据权利要求1所述的发送方法，其中在所述混合步骤中使用整个所述第一数据流。
3.根据权利要求1或2所述的发送方法，其中所述映射是分级的。
4.根据权利要求1或2所述的发送方法，其中所述混合编码数据流包括***性部分，所述***性部分包括第一数据流***性部分，并且其中对数据流进行交织的步骤包括从所述混合编码数据流中去除所述***性部分的子步骤。
5.根据权利要求1或2所述的发送方法，其中所述第一数据流为高优先级数据流，而所述第二数据流为低优先级数据流。
6.一种用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的接收方法，特征在于其包括以下步骤：
-通过信道接收所述经调制数据流；
-基于对所述经调制数据流进行解映射来生成解映射数据流；
-基于对所述解映射数据流进行解交织来生成第一解交织数据流和第二解交织数据流；
-对所述第一解交织数据流进行解码；
-基于对第一解码解交织数据流的一部分与混合矢量进行混合来生成先验信息，以及
-使用所述先验信息对所述第二解交织数据流进行解码。
7.根据权利要求6所述的接收方法，其中该接收方法包括基于对所述第二解交织数据流的一部分与所述第一解交织数据流的一部分进行混合来生成先验信息的又一步骤。
8.根据权利要求6或7所述的接收方法，其中所述解映射为分级的。
9.根据权利要求6或7所述的接收方法，其中该接收方法包括对解交织步骤、解映射步骤以及解码步骤进行迭代的又一步骤，迭代的解映射步骤使用从第一解码解交织数据流得到的先验信息。
10.根据权利要求6或7所述的接收方法，其中所述第一数据流为高优先级数据流，而所述第二数据流为低优先级数据流。
11.一种经调制数据流的发送装置，特征在于其包括：
-混合器，用于基于对第一数据流的至少一部分与第二数据流进行混合来生成混合数据流；
-第一涡轮编码器，用于对所述第一数据流进行编码；
-第二涡轮编码器，用于对所述混合数据流进行编码；
-两个交织器，用于基于第一编码数据流并且基于混合编码数据流来生成两个交织数据流；
-映射器，用于基于对所述交织数据流进行映射来生成经调制数据流；以及
-发送器，用于通过信道发送所述经调制数据流。
12.一种用于在无线电通信***中使用的经调制数据流的接收装置，特征在于其包括：
-接收器，用于通过信道接收所述经调制数据流；
-解映射器，用于基于对所述经调制数据流进行解映射来生成解映射数据流；
-两个解交织器，用于基于对所述解映射数据流进行解交织来生成第一解交织数据流和第二解交织数据流；
-第一涡轮解码器，用于对所述第一解交织数据流进行解码；
-混合器，用于基于对第一解码解交织数据流的一部分与混合矢量进行混合来生成先验信息，以及
-第二涡轮解码器，用于使用所述先验信息对所述第二解交织数据流进行解码。
13.一种移动台，特征在于其包括根据权利要求11所述的发送装置。
14.一种移动台，特征在于其包括根据权利要求12所述的接收装置。
15.一种基站，特征在于其包括根据权利要求11所述的发送装置。
16.一种基站，特征在于其包括根据权利要求12所述的接收装置。
17.一种无线电通信***，特征在于其包括根据权利要求11所述的发送装置和根据权利要求12所述的接收装置。
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