CN108365916B

CN108365916B - 子块解码数据信号的方法和设备

Info

Publication number: CN108365916B
Application number: CN201711392993.1A
Authority: CN
Inventors: A·梅杰里; G·雷卡亚本-奥斯曼; M-A·柯斯巴
Original assignee: Institut Mines Telecom IMT
Current assignee: Institut Mines Telecom IMT
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: US10560222B2; CN108365916A; KR20180090956A; EP3340554A1; US20180175972A1; KR102143679B1

Abstract

本发明的实施例提供了一种用于对通过通信系统中的传输信道接收的信号进行解码的解码器，所述信号包括信息符号的向量，所述传输信道由上三角矩阵表示，其中，所述解码器包括：‑处理单元(309)，被配置为取决于从所述上三角矩阵的分量导出的至少一个划分量度来确定划分参数集合；‑解码单元(311)，被配置为根据将所述信息符号的向量划分成两个或更多个子向量，使用所述划分参数集合将所述上三角矩阵划分为两个或更多个子矩阵，并且通过应用符号估计算法来确定信息符号的每个子向量的至少一个估计，其中，所述解码器被配置为根据所述信息符号的子向量的估计来确定所述信息符号的向量的至少一个估计。

Description

子块解码数据信号的方法和设备

技术领域

本发明总体上涉及数字通信，并且具体涉及用于解码数据信号的方法和设备。

背景技术

在多种通信系统中使用多输入多输出(MIMO)技术来提供高传输速率。MIMO技术利用空间维度和时间维度在多个时隙上使用多个发射天线和/或接收天线来编码和复用更多的数据符号。结果，可以增强基于MIMO的通信系统的容量、范围和可靠性。示例性MIMO通信系统包括有线、光学和无线通信系统。

MIMO系统基于空时编码和解码技术。在发射机设备中，空时编码器被实现为将数据流编码为码字，随后通过传输信道发送码字。在接收机侧，空时解码器被实现以恢复由发射机设备传送的预期数据流。

给定信道输出和代表传输信道的信道矩阵，空时解码器试图确定由一个或多个发射机发送的信息符号序列的估计。解码算法可以为此目的实现。要使用的解码算法的选择可以取决于目标性能以及实现复杂度和成本。

第一类空时解码器包括解码算法，其在传输速率和解码错误率方面提供最佳性能。在存在均匀分布的信息符号的情况下，最优空时解码器实现最大似然(ML)解码标准。在这种情况下，信息符号的估计序列具有相对于接收信号的最小欧几里德距离。示例性的ML解码算法包括诸如球形解码器、Schnorr-Euchner解码器、栈(Stack)解码器和SB-栈(SB-Stack)解码器的穷举搜索和顺序解码算法。ML解码器提供最佳性能，但是需要高的计算复杂度，随着天线的数量和信息符号所属的字母表的大小而增加。

第二类包括次最佳解码算法，取决于信息符号是单独解码还是通过向量的子块(即通过子向量)解码，可以将次最佳解码算法分为两类。

基于单独解码符号的示例性算法(称为“单符号”解码算法)包括线性解码器，诸如迫零(ZF)和最小均方误差(MMSE)解码器，以及非线性解码器，诸如迫零判决反馈均衡器(ZF-DFE)。与ML解码器相比，线性和非线性解码器需要较低的计算复杂度。但是，它们提供的性能有限。

实现子块解码的算法基于将信息符号的向量划分成两个或更多个子向量。每个子向量是单独估计的，并递归给出符号的先前估计的子向量。符号的每个子向量的估计使用符号估计算法来执行。任何顺序的、线性的或非线性的解码算法可以在给定的子块中实现为符号估计算法，以生成信息符号的相应的子向量的估计。

根据基于QR的子块解码算法(被称为“递归子块解码”)，信息符号的向量的划分根据代表传输信道的上三角矩阵的划分来进行。上三角矩阵可以通过对表示传输信道的信道矩阵应用QR分解来获得。

基于QR的子块解码算法在“W-J Choi，R.Negi和JM Cioffi，V-BLAST system的组合ML和DFE解码(Combined ML and DFE decoding for the V-BLAST system)，IEEEInternational Conference on Communications，第3卷，第1243-1248页，2000年”中公开。其中ML和DFE解码的组合被提出用于使用数据流的空间复用的无线MIMO系统。首先将长度为n的信息符号的向量分成长度分别为p和n-p的两个子向量。然后使用ML解码来确定包括p个信息符号的子向量的估计。然后，使用判决反馈均衡，在符号间干扰消除之后估计剩余的n-p个符号。划分参数(即子向量的数量和每个子向量的长度)的选择是确定性的。

用于编码的无线MIMO系统的其他基于QR的子块解码算法例如公开于以下中：

-“K.Pavan Srinath和B.Sundar Rajan，用于2x2和4x2MIMO系统的低ML解码复杂度、大编码增益、全速率、全分集STBC(Low ML-Decoding Complexity,Large Coding Gain,Full-Rate,Full-Diversity STBCs for 2x2and 4x2MIMO Systems)，IEEE Journal ofSelected Processing in Signal Processing，第3卷，第6期，第916-927页，2009年”；

-“L.P.Natarajan，K.P.Srinath和B.Sundar Rajan，不对称MIMO系统中高速率多组可解码STBC的球形解码复杂度(On The Sphere Decoding Complexity of Gigh-RateMultigroup Decodable STBCs in Asymmetric MIMO Systems)，IEEE Transactions onInformation Theory，第59卷，第9期，2013年”；以及

-“T.P.Ren，Y.L.Guan，C.Yuen和R.J.Shen，快速组可解码的空时块码(Fast-group-decodable space-time block code)，In Proceedings of IEEE InformationTheory Workshop，第1-5页，2010年1月”。

这些工作中上三角矩阵的划分取决于使用的空时块码(STBC)，特别是STBC可能属于的类。

现有的递归子块解码算法提供比线性解码器和非线性解码器更好的性能。但是，信息符号的向量的划分或者是确定性地执行，或者是取决于编码系统中使用的编码执行。因此，现有的子块划分标准不足以适应任何空间复用或编码的MIMO系统，并且可能导致次优的性能/复杂度折衷。因此需要适合于任何MIMO配置的子块划分技术，并且能够优化子块解码性能/复杂度折衷。

发明内容

为了解决这些和其他问题，提供了一种解码器，用于对通信系统中通过传输信道接收的信号进行解码。该信号包括信息符号的向量。传输信道由上三角矩阵表示。解码器包括：

-处理单元，被配置为取决于从所述上三角矩阵的分量导出的至少一个划分量度来确定划分参数集合；

-解码单元，被配置为根据将信息符号的向量划分成两个或更多个子向量，使用该划分参数集合将上三角矩阵划分成两个或更多个子矩阵，并且通过应用符号估计算法来确定信息符号的每个子向量的至少一个估计。

解码器被配置为根据信息符号的子向量的估计来确定信息符号的向量的至少一个估计。

在一些实施例中，划分参数集合可以包括在由两个或更多个子矩阵的数量以及来自两个或更多个子矩阵的每个子矩阵中包括的行的数量组成的组中选择的至少一个划分参数。

在一些实施例中，所述至少一个划分量度可以是多个大于或等于一值的分量的函数，所述值是实数。

在一个实施例中，该值可以等于零。

根据一些实施例，上三角矩阵的每个分量可以由第一值和第二值表示，第一值定义了行索引，而第二值定义了列索引。在这样的实施例中，至少一个划分量度可以是表示上三角矩阵的至少一些分量的第一整数值和/或第二整数值的函数。

在一些实施例中，该至少一个划分量度可以是调节数。

在一些实施例中，解码器可以进一步包括被配置为存储一个或多个符号估计算法的存储单元。在这样的实施例中，解码单元可以被配置为从一个或多个符号估计算法中选择符号估计算法。

根据一些实施例，处理单元可以被配置为迭代地确定当前划分参数集合，当前划分参数集合提供当前子矩阵的数量，处理单元被配置为根据当前子矩阵的分量来确定至少一个划分量度并且响应于与所述至少一个划分量度有关的划分标准来更新当前划分参数集合，划分参数集合是根据至少一个当前划分参数集合来确定的。

根据一些实施例，处理单元可以被配置为取决于一个或多个符号估计算法确定初始划分参数集合，并且从初始划分参数集合确定至少一个当前划分参数集合。

在特定实施例中，解码器可以进一步被配置为取决于信噪比和/或传输信道的中断容量的值和/或传输速率的值来预先确定一个或多个符号估计算法。

在一些实施例中，划分标准可以基于至少一个划分量度的优化。

此外，在一些实施例中，划分标准可以取决于至少一个划分量度关于一个或多个划分量度阈值的值。

在一个实施例中，一个或多个划分量度阈值可以取决于影响传输信道的噪声的标准偏差和/或取决于限定上三角矩阵的至少一些分量的第一值。

根据一些实施例，通信系统可以是密码通信系统，该信号使用至少一个密码秘密值来编码。

还提供了一种用于对通信系统中通过传输信道接收的信号进行解码的方法。该信号包括信息符号的向量。传输信道由上三角矩阵表示。该方法包括：

–取决于从所述上三角矩阵的分量导出的至少一个划分量度确定划分参数集合；

-根据将信息符号的向量划分为两个或更多个子向量，使用划分参数集合将上三角矩阵划分成两个或更多个子矩阵，并且通过应用符号估计算法来确定信息符号的每个子向量的至少一个估计。

该方法还包括根据信息符号的子向量的估计来确定信息符号的向量的至少一个估计。

有利的是，各种实施例提供了子块划分技术，允许使对信息符号的向量的划分适应于实现的符号估计算法，并且使得能够减少子块解码过程的计算复杂度以及解码误差性能改进。

本领域技术人员通过考察附图和详细描述将会清楚本发明的其它优点。

附图说明

并入本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的各种实施例，并且其中：

-图1是根据一些实施例的本发明示例性应用到通信系统的框图；

-图2是根据一些实施例的本发明示例性应用到无线单用户MIMO系统的框图；

-图3是根据一些实施例的表示空时解码器的结构的框图；

-图4是根据一些实施例的表示解码单元的结构的框图；

-图5是描绘根据一些实施例的子块解码方法的流程图；

-图6是描绘根据一些实施例的确定用于子块解码的划分参数集合的方法的流程图；以及

-图7示出根据一些实施例的空时解码器的硬件体系结构。

具体实施方式

本发明的实施例提供用于利用解码性能和解码计算复杂度之间的优化折衷对通过通信系统中的传输信道接收的信息符号的向量进行子块解码的设备、方法和计算机程序产品。传输信道由通过将QR分解应用于表示传输信道的信道矩阵而获得的上三角矩阵R表示。

本发明的实施例根据划分标准提供对上三角矩阵的优化划分，划分标准使得能够降低为了确定信息符号的每个子向量的至少一个估计而实施的符号估计算法的复杂度。

根据各种实施例的设备、方法和计算机程序产品可以在不同类型的系统中实现。具体而言，可以在通信系统中实现根据各种实施例的设备、方法和计算机程序产品，以确定从一个或多个发射机设备向接收机设备传送的信息符号的向量的估计。

将参考通信系统进行一些实施例的以下描述，仅出于说明的目的。然而，本领域技术人员将容易理解，各种实施例可以应用于其他类型的系统，例如信号处理系统、密码系统和定位系统。

图1是根据一些实施例的对于通信系统100的示例性应用的框图。通信系统100可以是有线的、无线的或基于光纤的。通信系统100可以包括被配置为通过传输信道13向至少一个接收机设备15(在下文中被称为“接收机”)发送多个信息符号的至少一个发射机设备11(在下文中被称为“发射机”)。接收机15可以包括至少一个解码器10以解码由一个或多个发射机设备11发送的信息符号。传输信道13可以是任何有线连接、任何无线介质或基于光纤的链路。

在将本发明应用于诸如计算机联网系统的有线通信系统中，发射机设备11和/或接收机设备15可以是被配置为在有线网络中操作的任何设备。这种应用中的示例性设备包括连接到小面积或大面积有线网络的计算机、路由器或交换机。传输信道13在这种情况下可以是用于确保不同连接的设备之间的数据传输的任何类型的物理电缆。

在本发明的对于无线电通信系统的一个应用中，通信系统100可以是无线单用户MIMO系统，其包括被配置为传送表示输入数据的信息符号流的无线发射机设备11和被配置以对由发射机11传送的符号进行解码的无线接收机设备15。

发射机设备11可以配备有一个或多个发射天线，并且接收机设备15可以配备有一个或多个接收天线。

在本发明对无线电通信系统的另一应用中，通信系统100可以是无线多用户MIMO系统，其中多个无线发射机设备11和接收机设备15彼此通信。在这样的实施例中，通信系统100还可以单独地或组合地使用诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)和空分多址(SDMA)等任何多址技术。

在本发明的对于光通信的一个应用中，通信系统100可以是基于光纤的通信系统。发射机11和接收机15可以相应地是能够在基于光纤的传输系统中操作的任何光收发器。传输信道13可以是任何设计成短距离或长距离携载数据的光纤链路。在这样的实施例中，由发射机11传送的信息符号可以由根据光纤的不同偏振状态而偏振的光信号携带。光信号根据一个或多个传播模式沿着基于光纤的传输信道11传播，直到到达接收机15。

在对应于光通信的一些实施例中，携带信息符号的光信号可以使用单波长激光器产生。

在其他实施例中，可以在发射机11处使用波分复用(WDM)技术来使能使用多个独立波长来生成光信号。

在本发明的特别是使用多模光纤的光通信的另一个应用中，可以进一步使用空分复用技术来根据各种传播模式复用信息符号。

此外，诸如WDMA(波分多址)的多址技术可以用于光通信系统的应用中。

传输信道13可以是使用诸如OFDM(正交频分复用)和FBMC(滤波器组多载波)的单载波或多载波调制格式的任何线性加性高斯白噪声(AWGN)信道或多路径信道，用于减轻频率选择性、干扰和延迟。

在对于无线单用户MIMO系统的一个应用中，可以通过优化信息符号的向量的子块划分来优化接收信号的基于QR的子块解码的复杂度/性能折衷。各种解码方法和设备的示例性应用包括但不限于在例如以下可实现的配置中的MIMO解码：

-国际电联ITU G.hn和HomePlug AV2规范中标准化的电力线有线通信；

-诸如Wi-Fi(IEEE 802.11n和IEEE 802.11ac)、蜂窝WiMax(IEEE 802.16e)、协作式WiMax(IEEE 802.16j)、长期演进(LTE)、高级LTE和5G正在进行中的标准化之类的无线标准。

此外，通信系统100可以是密码通信系统，其中发射机11可以被配置为在存在至少一个窃听者的情况下向至少一个合法接收机15传送数据。窃听者可以是能够拦截通过通信系统100传送的数据的任何设备。通信信道13可以在这样的实施例中并且例如是窃听信道。

在本发明对于密码系统的一个应用中，发射机11可以被配置为对要发送到至少一个合法接收机15的数据进行加密。使用基于格子的技术进行编码可以提供格点的形式的编码数据或信号。合法接收机15可以相应地被配置为通过应用根据各种实施例的解码技术来在传输信道13上接收到的编码数据进行解码。仅为了说明的目的，将参照适用于容纳配备有n_t≥1个发送天线的发射机设备11和配备有用于对发射机11发送的信息符号进行解码的n_r≥1个接收天线的接收机设备15的无线单用户MIMO系统来进行以下描述。然而，本领域技术人员将容易理解，本发明的各种实施例适用于其他通信系统，例如无线多用户MIMO系统和光学MIMO系统。通常，本发明可以应用于以接收机设备处的信道输出的线性表示(等效地为格子表示)为特征的任何通信系统。另外，尽管发射天线和接收天线的数量大于一(1)，但是在存在发射天线的数量大于或等于2(n_t≥2)和接收天线的数量大于或等于2(n_r≥2)的情况下，某些实施例可以具有特定的优势。

参考图2，示出了其中可以实现本发明的各种实施例的示例性无线单用户MIMO通信系统200。无线单用户MIMO通信系统200可以包括实现空时块码(STBC)以在时间和空间维度上复用信息符号的发射机20。根据无线通信系统200，站的每个发射机20可以与另一个站的接收机21交换数据。

无线单用户MIMO通信系统200可以呈现对称配置。如本文所使用的，对称配置是指其中发射机20和接收机21配备有相同数量的天线n_t＝n_r的配置。可替代地，MIMO配置可以是不对称的，在这种情况下，接收天线的数量n_r与发射天线的数量n_t不同。特别地，在一个实施例中，为了避免秩不足问题，接收天线的数量n_r可以大于发射机处的天线的数量n_t。

发射机20可以在由信道矩阵H_c表示的噪声无线MIMO信道上向接收机21传送信号。发射机20可以在能够在无线环境中操作的不同设备或系统中实现。适用于这种应用的示例性设备包括移动电话、笔记本电脑、平板电脑、机器人、IoT(物联网)设备、基站等。发射机20可以是固定的或移动的。它可以包括例如：

实现诸如线性块码或卷积码之类的前向纠错(FEC)码的信道编码器201；

实现诸如正交幅度调制(QAM)之类的调制方案的调制器203，其传递调制符号向量s_c；

用于传递码字矩阵x的空时编码器205；

n_t个发射天线207，每个发射天线与诸如OFDM或FBMC调制器的单载波或多载波调制器相关联。

发射机20可以被配置为使用实现例如线性块码或卷积码的FEC编码器201将接收到的信息比特流编码为数据输入。然后可以使用调制器203将编码后的二进制信号调制为符号向量s_c。可以实施不同的调制方案，例如具有2^q个符号或状态的2^q-QAM或2^q-PSK。调制后的向量s_c可以是包括每个符号具有q个比特的к个复值符号s₁,s₂,…,s_κ的复值向量。

信息符号s_j具有平均功率E_s，可以写成如下形式：

s_j＝Re(s_j)+i Im(s_j) (1)

在等式(1)中：

-i表示复数，这样i²＝-1，并且

Re(.)和Im(.)运算符分别表示输入值的实部和虚部。

当使用诸如2^q-QAM的调制格式时，2^q个符号或状态表示整数域

的子集。相应的星座包括表示不同状态或符号的2^q个点。另外，在平方调制的情况下，信息符号的实部和虚部属于相同的有限字母表A＝[–(q-1),(q-1)]。调制方案的最小距离d_min表示星座中两个相邻点之间的欧几里德距离，在这个示例中等于2。

空时编码器205可以用于从编码符号生成码字矩阵x。空时编码器205可以使用长度为T的线性STBC。空时编码器205可以递送属于码本C并且在T个时隙上发送的维度为n_t×T的码字矩阵x。这些码的编码速率等于每个信道使用的

个复数符号，其中к是在这种情况下构成维度к的向量s_c＝[s₁,s₂,…,s_κ]^t的编码复数值符号的数目。当使用全速率码时，空时编码器205编码κ＝n_tT个复数值符号。STBC的例子是完美代码(Perfect Code)。完美代码通过编码数量

的复数信息符号来提供全编码率，并且满足非消失行列式性质。

在一些实施例中，空时编码器205可以通过在不同的发射天线上复用接收到的复值信息符号而使用被称为V-BLAST方案的空间复用方案，而无需在时间维度上执行编码。

如此构造的码字可以使用例如OFDM或FBMC调制器的多载波调制技术从时域转换到频域，并且在发射天线207上扩展。信号可以在滤波、频率转换和放大之后可选地从发射天线207发送。

接收机21可以被配置为通过经历衰落和干扰并且由复值信道矩阵H_c表示的传输信道(也被称为“通信信道”)来接收和解码由发射机20在无线网络中传送的信号。另外，通信信道可以是有噪声的，例如受到高斯噪声的影响。

接收机21可以集成在诸如蜂窝网络中的Node-B、局域网或自组织网络中的接入点或在无线环境中操作的任何其它接口设备之类的基站中。接收机21可以是固定的或移动的。在一个示例性实施例中，接收机21可以包括：

空时解码器211，被配置为从信道矩阵H_c和信道输出信号Y_c递送调制的符号向量s_c的估计值

解调器213，被配置为通过执行所估计的符号向量

的解调来生成二进制序列；

信道解码器215，被配置为使用例如维特比(Viterbi)算法来递送作为输出的传输比特的估计的二进制信号。

接收机21实现在发射机20中执行的处理的逆处理。因此，如果在发射机处使用单载波调制而不是多载波调制，则可以将FBMC解调器的n_rOFDM替换为对应的单个载波解调器。

图3是根据一些实施例的空时解码器211的框图。相应地，空时解码器211可以包括复合实数转换器301，被配置为将复值信道矩阵H_c转换为实值等效信道矩阵H，并将复数值信道输出Y_c转换为维数为n的实值向量y。

空时解码器211可以包括QR分解器303，QR分解器303被配置为通过对实值信道矩阵应用QR分解来生成正交矩阵Q和上三角矩阵R，使得H＝QR。上三角矩阵的分量可以由R_ij表示，并且可以由定义行索引的第一个值(由i表示)和指定列索引和第一个值的第二个值(由j表示)来表示。因此，给定分量R_ij位于第i行和第j列。

空时解码器211可以包括乘法单元305，其被配置为通过利用从实值信道矩阵的QR分解中获得的正交矩阵Q的转置对实值信号y进行缩放来确定辅助信号

使得

在本发明对于递归子块解码的一个应用中，可以在解码过程中使用辅助信号

和上三角矩阵R。在这样的实施例中，空时解码器211可以进一步包括处理单元309，处理单元309被配置为根据从上三角矩阵R的至少一些分量导出的至少一个划分量度来确定划分参数集合。

在一些实施例中，所述至少一个划分量度可以对应于大于或等于一值的上三角矩阵的分量的数量，所述值是实数值。

在其中考虑等于零(0)的值的一个特定实施例中，至少一个划分量度被称为“硬稀疏度”划分量度。

在其中考虑等于非零实值的值的另一实施例中，至少一个划分量度被称为“软稀疏度”划分量度。非零实值可以是来自实数域的任何正数或负数。

在又一个实施例中，至少一个划分量度可以是表示上三角矩阵R的至少一些分量的第一值和第二值的任何函数。函数可以进一步涉及矩阵R的至少一些分量的值。在这样的实施例中，至少一个划分量度被称为“加权稀疏度”划分量度。

在其他实施例中，至少一个划分量度可以对应于调节数。

应该注意的是，在一些实施例中，可以同时考虑两个或更多个不同的划分量度以用于联合优化。

在一些实施例中，该划分参数集合可以包括在由N表示的子块数量和子块的长度组成的组中选择的至少一个参数。对于k＝1,…,N，N个子块的长度由l^(k)表示。子块的不同长度满足等式

空时解码器211还可以包括解码单元311，其被配置为根据将信息符号的向量划分为两个或更多个子向量，使用所确定的划分参数集合将上三角矩阵划分成两个或更多个子矩阵。每个子矩阵可以包括高于或等于一(1)的行数。每个子向量可以包括高于或等于一的符号数量。

在一些实施例中，两个或更多个子矩阵的数量可以根据子块N的数量来确定，并且每个子矩阵中包括的行的数量可以根据子块的长度来确定。特别地，子矩阵的数量可以等于子块的数量N，并且包括在索引k的子矩阵中的行的数量可以等于l^(k)。因此，解码单元311可以被配置为将上三角矩阵R划分为由A^(k)表示的N个矩形子矩阵，使得：

对于k＝1,…,N，子矩阵A^(k)是维数为l^(k)xn的矩形矩阵。每个子矩阵A^(k)包括等于l^(k)的行数。可以将矩阵A^(k)分解为上三角矩阵R^(k)和一个或多个矩形矩阵B^(jk)，其中j＝k+1,…,N。

上三角矩阵的划分对应于将信息符号的向量划分为长度为l^(k)的N个子向量s^(k)，其中k＝1,…,N，使得：

并且

将辅助信号

分成N个子向量

使得：

解码单元311可以进一步被配置为通过应用对应第k个子块的符号估计算法D^(k)来确定信息符号的每个子向量s^(k)的至少一个估计

可以根据信息符号的子向量的各种估计

k＝1,…,N来确定符号s的实值向量的估计

使得：

空时解码器211可以进一步包括实数到复数转换器313，该实数到复数转换器313被配置为传递复值向量

作为复值符号s_c的原始向量的估计。

根据一些实施例，空时解码器211可以进一步包括被配置为存储一个或多个符号估计算法的存储单元307。在这样的实施例中，解码单元311可以被配置为从一个或多个符号估计算法中选择相似或不同的符号估计算法D^(k)，其中k＝1,…,N。

所述一个或多个符号估计算法中的符号估计算法可以是任何顺序算法，诸如ZF解码器或MMSE解码器的线性解码算法，或非线性ZF-DFE解码器。

在一些实施例中，空时解码器211可以被配置为根据信噪比和/或可由实现解码算法的接收机设备15支持的和/或关于需要满足的目标服务质量量度的解码计算复杂度的给定值预先确定一个或多个符号估计算法。

根据一些实施例，目标服务质量量度可以与传输信道的中断容量和/或可实现的传输速率有关。

根据一些实施例，处理单元309可以被配置为根据通过执行迭代处理而确定的至少一个当前划分参数集合来确定划分参数集合。

在这样的实施例中，处理单元309可以被配置为迭代地确定将上三角矩阵R划分为多个当前子矩阵的当前划分参数集合，并且响应于与从所述多个当前子矩阵的分量导出的至少一个划分量度相关的划分标准而更新所述当前划分参数集合。在这样的实施例中，处理单元309可以被配置为执行对当前划分参数集合的确定的一个或多个迭代，直到满足划分量度。

根据一些实施例，划分标准可以对应于每个子矩阵的至少一个划分量度的值的优化。优化可以对应于每个子矩阵的至少一个划分量度的值的最大化或最小化。

例如，在使用软划分量度、硬划分量度或加权划分量度的实施例中，划分标准可以对应于每个子矩阵的划分量度的最大化。

在涉及其中将调节数视为划分量度的实施例的另一示例中，该优化可以对应于调节数的最小化。

在涉及两个或更多个不同划分量度的实施例中，可以考虑两个或更多个不同划分量度的联合优化。例如，可以考虑使得能够最小化调节数和使硬稀疏度、软稀疏度或者加权稀疏度量度之中的稀疏度划分量度的最大化的联合优化。

在一些实施例中，存储单元307可以被配置为存储一个或多个划分量度阈值。在这样的实施例中，划分标准可以取决于关于一个或多个划分量度阈值的至少一个划分量度的值。

根据一些实施例，一个或多个划分量度阈值可以由空时解码器211根据影响传输信道的噪声的标准偏差预先确定。

根据一些实施例，与划分量度相关联的划分量度阈值对于各个当前子矩阵可以是相同的。

在其他实施例中，对于各种当前子矩阵，与划分量度相关联的划分量度阈值可以是不同的。相应地，多个不同的划分量度阈值可以与每个划分量度相关联，每个划分量度阈值与当前子矩阵当中的每个当前子矩阵相关联。此外，多个不同的划分量度阈值可以取决于上三角矩阵上的当前子矩阵的深度。当前子矩阵的深度可以通过定义当前子矩阵的至少一些分量的行索引(即，第一值)来确定

在一些实施例中，处理单元309可以被配置为通过增加或减少子块的数量和/或子块的长度来更新当前的划分参数集合。

根据一些实施例，处理单元309可以被配置为在第一次迭代处确定初始划分参数集合，从中可以确定至少一个当前的划分参数集合。

在其中存储单元307被配置为存储一个或多个符号估计算法的一些实施例中，处理单元309可以被配置为根据符号估计算法确定初始划分参数集合。

例如，在其中符号估计算法包括线性或非线性解码算法的实施例中，初始划分参数集合可以包括等于n的多个子块，使得每个子块的长度等于l^(k)＝1。这种初始划分参数提供了将上三角矩阵划分成n个子矩阵，每个子矩阵包括一个行向量。处理单元309可以被配置为通过减少子块的数量并增加每个子块的长度来从初始划分参数集合迭代地确定当前划分参数集合。这样的初始划分参数集合可以有利地实现降低计算解码复杂度。此外，计算解码复杂度优点可以通过使得能够以高解码复杂度为代价提供高数据速率的发射机设备处的编码技术(例如纠错编码和空时编码)的实现来提供更高的数据吞吐量。

在另一个示例中，在其中所存储的一个或多个符号估计算法包括顺序解码算法的实施例中，初始划分参数集合可以包括等于1的子块数量，使得仅存在长度为l₁＝n的单个子块。这样的初始划分参数提供了等于上三角矩阵的单个子矩阵。处理单元309可以被配置为通过增加子块的数量和减小每个子块的长度来从初始划分参数集合中迭代地确定当前划分参数集合。这样的初始划分参数集合可以有利地实现改善解码误差性能。

处理单元309可以被配置为通过处理从第一行开始直到达到最后一行的上三角矩阵的行来执行迭代更新，反之亦然。

图4示出了根据一些实施例的解码单元311应用于基于QR的递归子块解码的结构。如图4所示，解码单元311可以包括划分单元401，被配置为：

将向量s和

分别划分为N个子向量s^(k)和

对于k＝1,…,N，其中索引k的子向量的长度l_k，以及

将上三角矩阵R划分为由A^(k)表示的N个矩形子矩阵。可以将索引k的每个子矩阵A^(k)划分成上三角形子矩阵R^(k)和一个或多个矩形子矩阵B^(kj)，k＝1,…,N,j＝k+1,…,N。

使用子向量s^(k)和

和划分的子矩阵R^(k)和B^(kj)，可以定义一组子块(SB)_k。对于每一个索引k＝1,…,N-1，子块(SB)_k可以定义为

对于k＝N，相应的子块由下式给出：

解码单元311还可以包括N个符号估计单元403和N-1个连续干扰消除(SIC)单元405。SIC单元405可以与子块(SB)_k相关联，并且可以被配置为计算向量

符号估计单元403可以与每个子块(SB)_k相关联以使用符号估计算法D^(k)确定估计

解码单元311可以进一步包括串行转换器407，其被配置为通过聚合N个符号估计单元的输出来确定实值向量

在对使用空间复用方案和2^q-QAM调制对从配备有n_t个发射天线的发射机发送到配备有n_r个接收天线(其中n_r≥n_t≥2)的接收机的信号进行解码的无线瑞利衰落多天线系统(单用户MIMO)的应用中，接收到的复值信号可以写成如下形式：

y_c＝H_cs_c+w_c (3)

在等式(3)中，y_c是n_r维向量，s_c表示维度n_t的发送信息符号的复值向量。复值n_r×n_t矩阵H_c表示包括衰落增益的信道矩阵。在瑞利衰落信道中，信道矩阵H_c的条目是独立同分布的(i.i.d)复高斯类型。信道矩阵可以使用诸如最小平方估计器的估计技术在接收机处的相干传输中进行估计。除了多路径衰落效应之外，传输信道可能是嘈杂的。噪声可能是由系统组件的热噪声、用户间干扰以及天线截获的干扰辐射造成的。总噪声可以用等式(3)中用n_r维复值向量w_c建模的每个实值维度的方差σ²的零均值加性高斯白噪声来建模。

给定信道输出，接收机可以尝试生成原始信息符号的向量的估计。

图5是描绘根据其中考虑基于QR的递归子块解码的一些实施例的解码方法的流程图。子块解码方法可以在空时解码器211中实现。

在步骤501，可以执行复数到实数的转换以确定接收信号的实数形式。

例如，在使用空间复用方案的一个实施例中，等式(3)中的系统可以被变换为：

等式(4)中的Re(.)和Im(.)算子表示构成底层向量或矩阵的每个元素的实部和虚部。

等式(4)可以写成如下形式：

y＝Hs+w (5)

为了便于理解以下实施例，下面的描述将参考空间复用方案并且涉及对称MIMO配置，其中发射机和接收机配备有相同数目的天线n_t＝n_r，仅出于说明的目的。因此，等式(5)中的实数值向量y、s和w将被表示为其中n＝2n_t＝2n_r的n维向量，并且等效实值信道矩阵H将由n×n平方矩阵表示。向量s包括组成向量s_c的原始复信息符号的实部和虚部。

在步骤503，可以执行实值信道矩阵的预处理。一种或多种预处理技术，诸如格点减少，MMSE-GDFE滤波以及实值信道矩阵的列和/或行的排序可以单独或组合应用。

在步骤505，可以通过对实值信道矩阵应用QR分解使得H＝QR来获得维度为n×n的上三角矩阵R和维度为n×n的正交矩阵Q。在使用预处理技术的实施例中，可以将QR分解应用于经预处理的信道矩阵。等式(5)中的系统可以相应地写成：

y＝QRs+w (6)

在递归子块解码的一个应用中，可以执行子块解码以恢复原始信息符号的至少一个估计。子块解码需要将上三角矩阵划分成子矩阵，并将实值向量s划分成子向量。信息符号的每个子向量将在给定相应的划分的子矩阵、先前解码的符号的子向量以及相应的符号估计算法的情况下被单独解码。

本发明的实施例提供了用于确定使得能够进行上三角矩阵的划分的划分参数集合的高效的子块划分技术，使用该划分参数集合可以获得子块解码计算复杂度和解码误差性能之间的优化折衷。

可以执行步骤507以根据从上三角矩阵R的至少一些分量导出的至少一个划分量度来确定划分参数集合。

根据一些实施例，该划分参数集合可以包括在由N表示的子块的数量和每个子块的长度l^(k)组成的组中选择的至少一个参数，其中k＝1,…,N，使得

下面的描述将参照包括子块的数量和每个子块的长度的划分参数集合(N,l^{(k,k＝1,…,N)})来进行。

根据一些实施例，所述至少一个划分量度可以对应于大于或等于一值的上三角矩阵的分量的数量，所述值是实数值。

具有比非零分量数量多的零分量数量的矩阵被称为稀疏矩阵。相比之下，密集矩阵是非零条目数量大于零分量数量的矩阵。

在子块递归解码过程中使用的上三角矩阵中的零值分量指示在信息符号的向量中包括的两个信息符号之间的独立性。因此，在应用于基于QR的子块解码的本发明的某些实施例中，在解码过程中考虑稀疏上三角矩阵R可以有利地使得能够减少解码过程中涉及的所需计算操作的数量。

因此，在使用硬稀疏度划分量度的特定实施例中，该值可有利地等于零(0)，从而考虑到零值分量的数量而实现上三角的优化划分。这样的划分可以实现对独立信息符号的并行解码，从而降低解码计算的复杂度。

根据使用软稀疏度划分量度的其他实施例，该值可以是任何非零实数。

在其他实施例中，参数集合的确定可以进一步考虑上三角矩阵的至少一些分量的位置。具体而言，可以考虑加权稀疏度划分量度。加权稀疏度量度可以是上三角矩阵R的至少一些分量R_ij的行索引i和/或列索引j的任何函数。考虑到分量、特别是具有零值的分量的位置的上三角矩阵的划分，可以使得能够加速子块解码过程的收敛，并且减少不同符号子向量之间的解码误差的传播。

在其他实施例中，参数集合的确定可以考虑包括在用于子块解码的子块中的子矩阵的正交性。这样的划分可以使得能够改善用于改进在各个子块中实现以确定信息符号的子向量的估计的符号估计算法的性能。在特定实施例中，所述至少一个划分量度可以是调节数。

根据一些实施例，可以考虑两个或更多个不同的划分量度来确定参数集合。

可以执行步骤509以确定对于k＝1,…,N的符号估计算法D^(k)。

根据一些实施例，可从先前从存储单元确定或加载的一个或多个符号估计算法中选择符号估计算法D^(k)。

根据一些实施例，一个或多个符号估计算法可能先前已经根据信噪比和/或实现子块解码方法的设备或系统的计算能力而被确定。此外，取决于所需的目标服务质量量度，例如传输信道的中断容量和/或目标可实现的传输速率，可能先前已经确定了一个或多个符号估计算法。

根据一个实施例，符号估计算法D^(k)可以是相似的。

根据另一个实施例，符号估计算法D^(k)可以是不同的。

在一些实施例中，符号估计算法可以是但不限于任何顺序算法、诸如ZF或MMSE解码器的线性解码算法，或非线性ZF-DFE解码器。

在基于QR的子块解码的应用中，等式(6)中的系统可以在步骤511首先变换为：

在等式(7)中，

表示缩放的噪声向量。给定矩阵Q的正交性，等式(9)中的系统等同于等式(6)中给出的系统。

等式(7)的实值等价系统可以被考虑用于估计原始传输的信息符号。

信息符号的ML解码可以由以下给出的优化问题形式化：

在等式(8)中，A指定构成实向量s的复值向量s_c的实部和虚部所属的字母表。ML量度可以与ML解码问题相关地定义为：

在用于子块解码的应用中，可以使用所确定的划分参数集合来执行将上三角矩阵划分成两个或更多个子矩阵以及将信息符号的实值向量划分成两个或更多个子向量。每个子矩阵可以包括高于或等于一(1)的行数。每个子向量可以包括高于或等于一的符号数量。

在一些实施例中，两个或更多个子矩阵的数量可以根据子块的数量N来确定，并且每个子矩阵中包括的行的数量可以根据子块的长度来确定。特别地，子矩阵的数量可以等于子块的数量N，并且包括在索引k的子矩阵中的行的数量可以等于l^(k)。

下面的描述将参考子矩阵数量等于子块数N和包括在索引k的子矩阵中的行数等于l^(k)来进行，仅为了示例的目的。然而，本领域技术人员将容易理解，例如在涉及在子块内实现的解码过程的并行化的实施例中，子矩阵的数量可以小于或等于子块的数量。

因此，可以首先执行步骤513以将向量

划分成N个子向量，使得

对于k＝1,…,N，索引k的子向量

具有长度l^(k)。类似地，可以将子向量划分应用于信息符号s的实值向量和噪声向量

以确定N个子向量s^(k)和长度为l^(k)的N个子向量

使得

且

根据等式(2)，根据将上三角矩阵R划分为子矩阵A^(k)来执行向量

s和

的划分。对于k＝1,…,N的索引k的每个子矩阵A^(k)可以被分解成：

-维数为l^(k)xn的正方形上三角形子矩阵R^(k)；以及

-对于j＝k+1,…,N，一个或多个矩形子矩阵B^(kj)。

因此，上三角矩阵R的子矩阵划分可以等效地表示为：

确定的划分参数集合、符号估计算法、上三角矩阵R的划分的子矩阵R^(k)和B^(kj)以及划分的子向量

可以分组成子块(SB)_k，k＝1,…,N。对于k＝1,…,N-1，子块(SB)_k可以由一组参数定义，使得

其中：

对于k＝N，索引N的子块可以用下式定义：

使得：

等式(11)和(12)中的系统可以用于信息符号的各个子向量的解码。

根据这样的子块组，等式(8)中的ML解码量度可以被写为：

因此，可以在步骤517至525处递归地执行符号s^(k),k＝N,N-1,…,1的原始子向量的子块估计。初始化可以在步骤515对应于k＝N来执行。

可以对每个子块(SB)_k，k＝N，N-1，...1重复步骤517，以确定实值向量s的符号s^(k)的子向量的子向量估计

对于每个k＝N-1,…1，可以在步骤523处根据先前估计的子向量

和矩形子矩阵B^(kj),j＝k+1,…,N来计算子向量

可以使用符号估计算法D^(k)、上三角矩阵R^(k)和计算的子向量

来确定索引k的子向量的估计。对于k＝N，可以使用对应的符号估计算法D^(N)、相应的上三角子矩阵R^(N)和在步骤515初始化的向量

来确定估计

如果在步骤521确定已经估计了符号的所有子向量，则可以执行步骤525以从子向量

构造输出作为信息符号的复值向量s_c的估计

构造步骤可以包括两个阶段。首先，通过对不同的子向量估计进行聚合，可以构造一个实值向量

然后，可以将所获得的向量

转换为复值向量

使得对于j＝1,…,n/2，分量

由下式给出：

在等式(14)中，(u)_j表示向量u的第j个元素。

在给定的子块(SB)_k中使用顺序解码器的一个实施例中，相应的符号估计算法D^(k)可以通过根据下式最小化子块量度

来传递估计

可以使用诸如球形解码器(SD)、栈解码器和SB栈解码器(SB-Stack)的顺序树搜索算法来求解等式(15)。

此外，在某些实施例中，可以使用例如格缩减和/或MMSE-GDFE滤波对解码之前的上三角形子矩阵R^(k)进行预处理。预处理方法也可以在子块划分和解码之前应用于信道矩阵。

图6是描绘根据一些实施例的基于划分参数集合的迭代确定来确定划分参数集合并且响应于划分标准而更新当前的划分参数集合的方法的流程图。

由

表示并包括子块N_it的当前数量和子块的当前长度

k＝1,…,N_it的当前划分参数集合可以提供将上三角矩阵划分成由

表示的多个当前子矩阵，对于k＝1,…,N_it，索引k的当前子矩阵

包括

行和n列。因此，划分标准可以与从当前子矩阵的数量的至少一些分量导出的至少一个划分量度有关。

该划分参数集合可以根据至少一个当前划分参数集合来确定。具体地，可以响应于停止条件的满足来从最后更新的当前划分参数集合中确定划分参数集合。

可以执行步骤601以接收实值上三角矩阵R和一个或多个划分量度阈值。

可以执行步骤603，将当前迭代的索引初始化为it＝1。当前迭代的索引表示处理后的迭代的数量。

可以执行步骤605以确定与迭代方法的第一次迭代相对应的初始划分参数集合

根据一些实施例，初始划分参数集合可以根据从中可以选择符号估计算法D^(k)的一个或多个符号估计算法来确定。

在一个实施例中，如果一个或多个符号估计算法包括线性或非线性解码算法，则初始划分参数集合可以包括子块数量N₁＝n，使得每个子块的长度等于

其中k＝1,…,N₁。

在另一个实施例中，如果一个或多个符号估计算法包括顺序解码算法，则初始划分参数集合可以包括子块数量N₁＝1，使得仅存在长度为

的单个子块。

根据其他实施例，子块的初始长度可以相同或可以不同。

给定当前的划分参数集合

可以执行步骤607以确定将上三角矩阵划分成N_it个当前子矩阵

使得：

在该方法的第一次迭代中，可以使用初始划分参数集来执行上三角矩阵的划分。

根据一些实施例，可以响应于与从当前子矩阵

的分量导出的至少一个划分量度相关的划分标准来执行当前划分参数集合

的更新。

因此，可以执行步骤609以与至少一个当前子矩阵

相关联地确定至少一个划分量度。

根据一些实施例，可以与当前子矩阵中的至少一些子矩阵相关联地确定相同的划分量度。

在其他实施例中，可针对至少两个不同的当前子矩阵评估两个或更多个不同的划分量度。

根据一些实施例，至少一个划分量度可以是但不限于硬稀疏度划分量度或者软稀疏度划分量度或者加权稀疏度量度或者当前子矩阵

的调节数。

给定矩阵的调节数表示指示其列向量的正交性的正交性测量。调节数越小，列向量的正交性越好。对于矩阵U，由τ(U)∈[0,1]表示的调节数由下式给出：

在等式(17)中，σ_min和σ_max分别对应于矩阵U的最小和最大奇异值。

可以执行步骤611以确定是否满足划分标准。

根据一个实施例，划分标准可以对应于至少一个划分量度的优化，如果至少一个划分量度与至少一个当前子矩阵相关联地被优化，则划分标准被满足。

该优化可以对应于至少一个划分量度的最大化或最小化。因此，可以以使每个划分的子矩阵

的至少一个划分量度的值最大化或最小化的方式来执行当前划分参数集合的更新。最大化标准可以对应于例如涉及软、硬或者加权稀疏度划分量度的实施例。最小化标准可以对应于例如涉及调节数的实施例。

根据其中考虑了一个或多个划分量度阈值的另一个实施例，划分标准可以取决于关于一个或多个划分量度阈值的至少一个划分量度的值。划分量度阈值可以指示当在子块解码过程中使用时使得能够达到所需或者目标服务质量规范的当前子矩阵的最小或足够的“质量”。

在这样的实施例中，可以执行步骤611以将确定的至少一个划分量度与来自一个或多个划分量度阈值的划分量度阈值进行比较，该比较使得能够确定是否满足划分标准。

例如，划分标准可以对应于具有与高于或等于划分量度阈值的值的至少一个当前子矩阵相关联的至少一个划分量度。在这样的实施例中，可以执行步骤611以确定与至少一个当前子矩阵相关联的至少一个划分量度是否高于或等于划分量度阈值。

在一些实施例中，与划分量度相关联的相同划分量度阈值可以用于所有当前子矩阵。可替代地，例如取决于上三角矩阵内的当前子矩阵的深度，对于当前子矩阵中的至少一些，划分量度阈值可以是不同的。当前子矩阵的深度可以由定义当前子矩阵的至少一些分量的行索引来确定。

例如，对于与位于信息符号的实值向量的底部的信息符号的子向量对应的当前子矩阵，可以考虑更高的划分量度阈值。划分量度阈值对当前子矩阵的深度的适应可以有利地使得能够解耦信息符号并且加速子块解码过程的收敛。

此外，在一些实施例中，一个或多个划分量度阈值可能先前已经根据影响传输信道的噪声w的标准偏差σ来确定。

如果在步骤611中确定不满足划分标准，则可以执行步骤613以更新当前划分参数集合

对应于可能的划分参数集合的当前划分参数集合使得能够将上三角矩阵划分为至少两个子矩阵，所述至少两个子矩阵中的每个子矩阵由比高于或等于一(1)且小于或等于n-1的行数表示，即

根据一些实施例，当前参数集合

的更新可以在于增加或减少子块的当前数量N_it和/或增加或者减少对于k＝1,…,N_it的至少一个子块的当前长度

给定更新的当前的划分参数集合，可以执行步骤615以确定是否达到停止条件，宣布终止迭代过程。停止条件可以对应于从上三角矩阵的所有分量确定至少一个划分量度，这意味着使得能够将上三角矩阵划分成至少两个子矩阵的所有可能的划分参数集合已被探索。

如果在步骤615确定没有达到停止条件，则可以执行步骤617以增加当前迭代的索引，使得it＝it+1。

如果在步骤611确定满足划分标准或者如果在步骤615确定达到了停止条件，则可以执行步骤619以输出最后更新的当前划分参数集合作为通过该方法确定的划分参数集合。

尽管已经关于使用信息符号的空间复用的MIMO系统描述了特定实施例，但是应该注意的是，本发明也可以应用于使用线性空时块码的配置。在存在长度为T且编码为κ个符号的空时块码的情况下，信道输出的实值表达式可以写成等式(4)的线性表示形式，其中等效信道矩阵是实值2n_rT×2κ矩阵H_eq，由下式给出：

2n_tT×2κ矩阵G表示被称为线性空时块码的生成矩阵或编码矩阵的实值矩阵。I_T表示维数为T的单位矩阵，而算子

是Kronecker矩阵乘积。

此外，尽管本发明的某些实施例已经关于以相同数量的发射天线和接收天线为特征的对称MIMO配置进行了描述，但是应该注意，本发明还可以应用于n_t＜n_r的非对称MIMO配置。等式(5)形式的线性表示也可以通过执行步骤701的复数到实数转换成由下式给出的等价系统来获得：

在方程(19)中，矩阵U和V是与矩阵D一起从矩阵H_c＝UDV^t的奇异值分解中获得的酉矩阵。D是具有表示矩阵H_c的奇异值的正对角条目的对角矩阵。上标

表示厄米转置算子。

此外，本发明的各种实施例不限于特定类型的递归子块解码，并且适用于任何其他类型的子块解码，诸如在专利申请EP N°15306808.5中描述的半穷举递归子块解码。此外，本发明的各种实施例可以适用于硬解码和软解码二者。

在软输出解码的一个应用中，解码方法和设备可以用于生成信息符号的原始向量的估计的列表。如此得到的列表可以用来计算对数似然比值，用于近似原始信息符号所携带的不同信息比特的外部信息。可以执行步骤515到525的若干迭代以便于填充估计的列表。

这里描述的方法和设备可以通过各种手段来实现。例如，这些技术可以用硬件、软件或其组合来实现。在硬件实现中，空时解码器211的处理元件可以例如根据仅硬件配置(例如，在具有相应存储器的一个或多个FPGA、ASIC或VLSI集成电路中)或者根据使用VLSI和DSP的配置来实现。

图7表示根据本发明的某些实施例的空时解码器211的示例性硬件体系结构。硬件体系结构可以在机器或计算机执行的设备中实现。如图所示，空时解码器211可以包括可能通过数据和地址端口79彼此交互并且包括以下的各种计算、存储和通信单元：

输入外围设备71，用于例如从接收天线209接收输入数据；

处理外围设备73，其包括一个或多个微处理器(CPU)，例如FPGA或ASIC，其被配置为例如执行相应的指令以运行根据本发明的各种实施例的方法和算法；

存储外围设备75，可能包括随机存取存储器(RAM)或只读存储器以存储例如在解码之前计算的子块解码参数和变换矩阵以及辅助信道矩阵的集合。

输出外围设备77，包括诸如显示器之类的通信设备，其能够实现例如接收机设备21与MIMO系统管理员之间的人机交互以用于配置和维护目的。

此外，尽管已经关于无线单用户MIMO系统描述了本发明的一些实施例，但是应该注意，本发明不限于这样的应用。本发明可以被集成在以信道输出的线性表示为特征的任何线性通信系统中操作的任何接收机设备中。通信系统可以是使用单个或多个天线以及单载波或多载波通信技术的、适应单个用户或多个用户的有线、无线或基于光纤的通信系统。例如，本发明可以集成在无线分布式MIMO系统中实现的接收机设备中。分布式MIMO可用于例如在3G，4G，LTE和未来5G标准中应用的蜂窝通信中。例如在自组织网络(无线传感器网络，机器对机器通信，物联网等)中应用的协作通信也是分布式MIMO系统的例子。在无线网络的应用中，本发明可以集成在基于光纤的通信系统(例如，偏振分复用OFDM(PDM-OFDM)系统)中实现的光接收机设备中。

此外，本发明不限于通信设备，并且可以集成在信号处理设备中，诸如音频应用中使用的有限脉冲响应(FIR)的电子滤波器，如音频混叠和音频母版制作。相应地，在给定M阶FIR滤波器的输出序列的情况下，一些实施例可用于确定输入序列的估计。

在另一个应用中，根据本发明的一些实施例的方法、设备和计算机程序产品可以在诸如IRNSS，Beidou，GLONASS，Galileo的全球导航卫星系统(GNSS)中实现；GPS例如至少包括GPS接收机，用于使用例如载波相位测量来估计定位参数。

此外，根据本发明的一些实施例的方法、设备和计算机程序产品可以在密码系统中实现，用于确定用于在数据或消息的存储、处理或通信期间加密/解密数据或消息的密码算法中使用的私密值的估计。在基于格子的密码应用中，数据/消息以格点形式加密。根据本发明的一些实施例可以有利地执行这样的加密数据的解密，从而能够以较低的复杂度高概率成功恢复秘密值。

此外，本文描述的方法可以通过提供给任何类型的计算机的处理器的计算机程序指令来实现，以产生具有处理器的机器，该处理器执行指令以实现本文指定的功能/动作。这些计算机程序指令也可以被存储在能够引导计算机以特定方式运行的计算机可读介质中。为此，可以将计算机程序指令加载到计算机上以引起一系列操作步骤的执行，从而产生计算机实现的过程，使得所执行的指令提供用于实现在此规定的功能的过程。

尽管已经通过对各种示例的描述来说明了本发明的实施例，并且尽管已经相当详细地描述了这些实施例，但是本申请人的意图不是限制或以任何方式将所附权利要求的范围限制到这样的细节。对于本领域技术人员而言，其他的优点和修改将是显而易见的。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性方法和说明性示例。

Claims

1.一种用于在通信系统中对通过传输信道接收的信号进行解码的解码器，所述信号包括信息符号的向量，所述传输信道由上三角矩阵表示，其中，所述解码器包括：

-处理单元(309)，被配置为取决于从所述上三角矩阵的分量导出的至少一个划分量度来确定划分参数集合，在一组中选择的一划分量度包括大于或等于一值的分量的数量的函数，所述值是实数；

-解码单元(311)，被配置为根据将所述信息符号的向量划分成两个或更多个子向量，使用所述划分参数集合将所述上三角矩阵划分为两个或更多个子矩阵，并且通过应用符号估计算法来确定信息符号的每个子向量的至少一个估计，

其中，所述解码器被配置为根据所述信息符号的子向量的估计来确定所述信息符号的向量的至少一个估计。

2.根据权利要求1所述的解码器，其中，所述划分参数集合包括在由以下构成的组中选择的至少一个划分参数：所述两个或更多个子矩阵的数量以及来自所述两个或更多个子矩阵的每个子矩阵中包括的行数。

3.根据权利要求1所述的解码器，其中，所述值等于零。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的解码器，其中，所述上三角矩阵的每个分量由第一值和第二值表示，所述第一值定义行索引，而所述第二值定义列索引，所述至少一个划分量度进一步取决于表示所述上三角矩阵的至少一些分量的第一整数值和/或第二整数值。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的解码器，其中，所述至少一个划分量度是调节数。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的解码器，其中，所述解码器还包括被配置为存储一个或多个符号估计算法的存储单元(307)，所述解码单元(311)被配置为从所述一个或多个符号估计算法中选择所述符号估计算法。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的解码器，其中，所述处理单元(309)被配置为迭代地确定当前划分参数集合，所述当前划分参数集合提供当前子矩阵的数量，所述处理单元(309)被配置为根据所述当前子矩阵的分量来确定所述至少一个划分量度，并且响应于与所述至少一个划分量度相关的划分标准来更新所述当前划分参数集合，所述划分参数集合是根据至少一个当前划分参数集合来确定的。

8.根据权利要求6所述的解码器，其中，所述处理单元(309)被配置为取决于所述一个或多个符号估计算法来确定初始划分参数集合，以及根据所述初始划分参数集合来确定至少一个当前划分参数集合。

9.根据权利要求6所述的解码器，其中，所述解码器还被配置为取决于信噪比和/或传输信道的中断容量的值和/或传输速率的值来预先确定所述一个或多个符号估计算法。

10.根据权利要求7所述的解码器，其中，所述划分标准是基于对所述至少一个划分量度的优化的。

11.根据权利要求7所述的解码器，其中，所述划分标准取决于所述至少一个划分量度关于一个或多个划分量度阈值的值。

12.根据权利要求11所述的解码器，其中，所述一个或多个划分量度阈值取决于影响所述传输信道的噪声的标准偏差和/或取决于限定所述上三角矩阵的至少一些分量的第一值。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的解码器，其中，所述通信系统是密码通信系统，所述信号是使用至少一个密码秘密值来编码的。

14.一种用于在通信系统中对通过传输信道接收的信号进行解码的方法，所述信号包括信息符号的向量，所述传输信道由上三角矩阵表示，其中，所述方法包括：

-取决于从所述上三角矩阵的至少一些分量导出的至少一个划分量度来确定划分参数集合，在一组中选择的一划分量度包括大于或等于一值的分量的数量的函数，所述值是实数；

-根据所述信息符号的向量划分成两个或更多个子向量，使用所述划分参数集合将所述上三角矩阵划分成两个或更多个子矩阵，以及通过应用符号估计算法来确定信息符号的每个子向量的至少一个估计，

其中，所述方法进一步包括根据所述信息符号的子向量的估计来确定所述信息符号的向量的至少一个估计。