EP1540823B1

Power and confidence ordered low complexity soft turbo-mud with voting system

Abstract

A real-time multi-user detection (MUD) receiver processing simultaneous digitally modulated interferers and transmissions in the same frequency optimizing performance for heavily loaded and overloaded multiple access systems by implementing an iterative TurboMUD receiver using tree-pruning, including confidence ordering, power-ordering, and a voting procedure. On the first iteration, user indices are ordered according to received powers. On subsequent iterations, the voting system provides soft decisions or confidence values utilized as soft inputs to single-user decoders. Voting is computationally attractive and allows the bank of decoders to operate on soft values, improving performance and reducing the number of turboMUD iterations. The bank of soft output error correction decoders produces an improved set of soft decisions or confidence values corresponding to the channel bits transmitted by each interfering user. Confidence values from the bank of decoders are used to order user indices, allowing the tree pruned MUD detector to operate on the most reliable symbols first, improving the likelihood that pruning is correct. Subsequent confidence ordering and estimate refinement occurs until conditions are satisfied and iterative processing completed.

EP1540823B1, drawing sheet 1
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Expired 14 May 2023, 3.4 years ago.

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15 claims: 15 independent, 0 dependent

  1. 1
    A receiver apparatus for processing a plurality of interfering signals, characterised by comprising:an ordering unit (310) for ordering said signals, wherein on a first iteration ordering is based on received signal power of each signal, and wherein on subsequent iterations ordering is based on confidence values for each signal;a multi-user detector (320) coupled to said ordering unit (310) producing one or more surviving states for each user signal;a voting unit (330) coupled to said multi-user detector (320) for processing said surviving states and generating a set of soft estimates of channel symbols for each surviving state of each user signal;anda bank of single user decoders (340, 320) coupled to said voting unit (330) and said multi-user detectors (320), wherein said decoders (340, 320) process said soft estimates of channel symbols to produce a final output for each channel symbol in each user signal on a final iteration, and wherein said decoders (340, 320) produce said confidence values for intermediate iterations. Ein Empfängergerät zum Verarbeiten einer Vielzahl von Störsignalen, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes beinhaltet: eine Ordnungseinheit (310) zum Ordnen der Signale, wobei das Ordnen bei einer ersten Iteration auf der Empfangssignalleistung von jedem Signal basiert, und wobei das Ordnen bei nachfolgenden Iterationen auf Konfidenzwerten für jedes Signal basiert;einen Mehrbenutzer-Detektor (320), der an die Ordnungseinheit (310) gekoppelt ist, der einen oder mehrere verbleibende Zustände für jedes Benutzersignal produziert;eine Entscheidungseinheit (330), die zum Verarbeiten der verbleibenden Zustände und zum Erzeugen einer Reihe von weichen Schätzungen von Kanalsymbolen für jeden verbleibenden Zustand von jedem Benutzersignal an den Mehrbenutzer-Detektor (320) gekoppelt ist;undeine Bank von Einzeibenutzer-Decodern (340, 320), die an die Entscheidungseinheit (330) und die Mehrbenutzer-Detektoren (320) gekoppelt ist, wobei die Decoder (340, 320) die weichen Schätzungen der Kanalsymbole verarbeiten, um einen Endausgang für jedes Kanalsymbol in jedem Benutzersignal bei einer Enditeration zu produzieren, und wobei die Decoder (340, 320) die Konfidenzwerte für Zwischeniterationen produzieren. Un appareil récepteur pour traiter une pluralité de signaux interférents, caractérisé en ce qu'il comprend : une unité d'ordonnancement (310) pour ordonnancer lesdits signaux, dans laquelle lors d'une première itération, l'ordonnancement est basé sur la puissance de signal reçue de chaque signal, et dans lequel lors d'itérations subséquentes, l'ordonnancement est basé sur des valeurs de confiance pour chaque signai ;un détecteur multi-utilisateur (320) couplé à ladite unité d'ordonnancement (310) produisant un ou plusieurs états survivants pour chaque signal utilisateur ;une unité d'élection (330) couplée audit détecteur multi-utilisateur (320) pour traiter lesdits états survivants et générer un jeu d'estimations souples de symboles de canal pour chaque état survivant de chaque signal utilisateur ;etun banc de décodeurs mono-utilisateur (340, 320) couplés à ladite unité d'élection (330) et auxdits détecteurs multi-utilisateur (320), dans lequel lesdits décodeurs (340, 320) traitent lesdites estimations souples de symboles de canal pour produire une sortie finale pour chaque symbole de canal dans chaque signal utilisateur lors d'une itération finale, et dans lequel lesdits décodeurs (340, 320) produisent lesdites valeurs de confiance pour des itérations intermédiaires.
  2. 2
    A receiver apparatus according to Claim 1, further comprising a parameter estimation unit (305) coupled to said ordering unit (310) and said multi-user detector (320) for processing said receiver signals and storing information on said signals. Empfängergerät gemäß Anspruch 1, das zum Verarbeiten der Empfängersignale und Speichern von Informationen auf den Signalen des Weiteren eine Parameterschätzungseinheit (305) beinhaltet, die an die Ordnungseinheit (310) und den Mehrbenutzer-Detektor (320) gekoppelt ist. Un appareil récepteur selon la revendication 1, comprenant de plus une unité d'estimation de paramètres (305) couplée à ladite unité d'ordonnancement (310) et audit détecteur multi-utilisateur (320) pour traiter lesdits signaux de récepteur et stocker des informations sur lesdits signaux.
  3. 3
    A receiver apparatus according to Claim 1 or 2, wherein said bank of single user decoders is a bank of soft input soft output (SISO) decoders (340), and wherein said SISO decoders (340) are selected from the group comprising:maximum a posteriori (MAP) decoders and soft-output Viterbi algorithm (SOVA) decoders. Empfängergerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bank von Einzelbenutzer-Decodern eine Bank von Soft-Input-Soft-Outpout-Decodern (SISO-Decodern) (340) ist, und wobei die SISO-Decoder (340) aus der Gruppe ausgewählt werden, die Folgendes beinhaltet: Maximum-a-posteriori-Decoder (MAP-Decoder) und Soft-Output-Viterbi-Algorithmus-Decoder (SOVA-Decoder). Un appareil récepteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit banc de décodeurs mono-utilisateur est un banc de décodeurs à entrée souple / sortie souple (SISO) (340), et dans lequel lesdits décodeurs SISO (340) sont sélectionnés dans le groupe comprenant : des décodeurs maximum a posteriori (MAP) et des décodeurs par algorithme de Viterbi à sortie souple (SOVA).
  4. 4
    A receiver apparatus according to any one of the preceding claims, wherein said multi-user detector (320) uses an algorithm selected from the group comprising:an M-algorithm, T-algorithm, or MT-algorithm, based upon MAP, Log-MAP, or Max-Log MAP detectors. Empfängergerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mehrbenutzer-Detektor (320) einen Algorithmus verwendet, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die Folgendes beinhaltet: einen M-Algorithmus, T- Algorithmus oder MT-Algorithmus, die auf MAP-, Log-MAP- oder Max-Log-MAP-Detektoren basieren. Un appareil récepteur selon n'importe laquelle des revendications précédentes, dans lequel ledit détecteur multi-utilisateur (320) utilise un algorithme sélectionné dans le groupe comprenant : un algorithme M, un algorithme T, ou un algorithme MT, basé sur des détecteurs MAP, Log-MAP, ou Max-Log MAP.
  5. 5
    A receiver apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising an interleaver coupled between said multi-user detector (320) and said voting section (330) and a deinterleaver coupled between said decoder section (320, 340) and said ordering unit (310). Empfängergerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das des Weiteren einen Interleaver, der zwischen den Mehrbenutzer-Detektor (320) und den Entscheldungsabschnitt (330) gekoppelt ist, und einen Deinterleaver, der zwischen den Decoderabschnitt (320, 340) und die Ordnungseinheit (310) gekoppelt ist, beinhaltet. Un appareil récepteur selon n'importe laquelle des revendications précédentes, comprenant de plus un entrelaceur couplé entre ledit détecteur multi-utilisateur (320) et ladite section d'élection (330) et un désentrelaceur couplé entre ladite section décodeur (320, 340) et ladite unité d'ordonnancement (310).
  6. 6
    A receiver apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising a filter unit (300) coupled to said multi-user detector (320). Empfängergerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das des Weiteren eine Filtereinheit (300) beinhaltet, die an den Mehrbenutzer-Detektor (320) gekoppelt ist. Un appareil récepteur selon n'importe laquelle des revendications précédentes, comprenant de plus une unité formant filtre (300) couplé audit détecteur multi-utilisateur (320).
  7. 7
    A receiver apparatus according to Claim 6, wherein said filter unit (300) is selected from the group comprising:a whitening matched filter bank and a matched filter bank. Empfängergerät gemäß Anspruch 6, wobei die Filtereinheit (300) aus der Gruppe ausgewählt wird, die Folgendes beinhaltet: eine Bank weiß machender angepasster Filter und eine Bank angepasster Filter. Un appareil récepteur selon la revendication 6, dans lequel ladite unité formant filtre (300) est sélectionnée dans le groupe comprenant : un banc de filtres adaptés blanchissants et un banc de filtres adaptés.
  8. 8
    A method for processing receiver signals from multiple users, comprising the steps of:a) processing said receiver signals in a front end to generate a digital stream of signal samples;b) performing parameter estimation of said digital stream;characterised by comprising the steps ofc) ordering of users, wherein said ordering is based on received signal power of each user signal on a first iteration, and based on confidence values for each user on subsequent iterations;d) detecting a plurality of survivor states for each user;e) voting on said survivor states to generate a set of soft-valued outputs for each survivor state for each user;f) decoding said soft-valued outputs to form a set of confidence values for each user;g) repeating said steps (c) to (f) of confidence ordering, detecting, voting, and decoding until a final state is obtained;andh) outputting data estimates corresponding to a set of data bits. Ein Verfahren zum Verarbeiten von Empfängersignalen von mehreren Benutzern, das die folgenden Schritte beinhaltet: a) Verarbeiten der Empfängersignale an einem vorderen Ende, um einen Digitalstrom von Signalproben zu erzeugen;b) Durchführen einer Parameterschätzung des Digitalstroms;dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte beinhaltet:c) Ordnen von Benutzern, wobei das Ordnen bei einer ersten Iteration auf der Empfangssignalleistung von jedem Benutzersignal basiert und bei nachfolgenden Iterationen auf den Konfidenzwerten für jeden Benutzer basiert;d) Erkennen einer Vielzahl von verbleibenden Zuständen für jeden Benutzer;e) Entscheiden über die verbleibenden Zustände, um eine Reihe von Softwert-Ausgängen für jeden verbleibenden Zustand für jeden Benutzer zu erzeugen;f) Decodieren der Softwert-Ausgänge, um eine Reihe von Konfidenzwerten für jeden Benutzer zu bilden;g) Wiederholen der Schritte (c) bis (f) des Konfidenzordnens, des Erkennens, des Entscheidens und des Decodierens bis ein Endzustand erreicht wird;undh) Ausgeben von Datenschätzungen, die einer Reihe von Datenbits entsprechen. Une méthode pour traiter des signaux de récepteur provenant d'utilisateurs multiples, comprenant les étapes de : a) traitement desdits signaux de récepteur dans un ordinateur frontal pour générer un flux numérique d'échantillons de signaux ;b) réalisation d'une estimation de paramètres dudit flux numérique ;caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes dec) ordonnancement des utilisateurs, dans laquelle ledit ordonnancement est basé sur la puissance de signal reçue de chaque signal utilisateur lors d'une première itération, et basé sur des valeurs de confiance pour chaque utilisateur lors d'itérations subséquentes ;d) détection d'une pluralité d'états survivants pour chaque utilisateur ;e) élection portant sur lesdits états survivants pour générer un jeu de sorties à valeurs souples pour chaque état survivant pour chaque utilisateur ;f) décodage desdites sorties à valeurs souples pour former un jeu de valeurs de confiance pour chaque utilisateur;g) répétition desdites étapes (c) à (f) d'ordonnancement de confiance, de détection, d'élection, et de décodage jusqu'à ce qu'un état final soit obtenu ;eth) sortie d'estimations de données correspondant à un jeu de bits de données.
  9. 9
    A method for processing receiver signals according to Claim 8, wherein said final state is determined by setting a fixed number of iterations. Une méthode pour traiter des signaux de récepteur selon la revendication 8, dans laquelle ledit état final est déterminé en posant un nombre fixe d'itérations. Verfahren zum Verarbeiten von Empfängersignalen gemäß Anspruch 8, wobei der Endzustand durch Festlegen einer festen Anzahl an Iterationen bestimmt wird.
  10. 10
    A method for processing receiver signals according to Claim 9, wherein said fixed number of iterations is one in a non-iterative mode. Une méthode pour traiter des signaux de récepteur selon la revendication 9, dans laquelle ledit nombre fixe d'itérations est de un dans un mode non itératif. Verfahren zum Verarbeiten von Empfängersignalen gemäß Anspruch 9, wobei die feste Anzahl an Iterationen eine in einem nicht iterativen Modus ist.
  11. 11
    A method for processing receiver signals according to Claim 8, wherein said final state is determined by establishing an allowable difference between previous confidence values and current confidence values. Une méthode pour traiter des signaux de récepteur selon la revendication 8, dans laquelle ledit état final est déterminé en établissant une différence permise entre des valeurs de confiance précédentes et des valeurs de confiance actuelles. Verfahren zum Verarbeiten von Empfängersignalen gemäß Anspruch 8, wobei der Endzustand durch Einrichten einer zulässigen Differenz zwischen vorherigen Konfidenzwerten und gegenwärtigen Konfidenzwerten bestimmt wird.
  12. 12
    A method for processing receiver signals according to any one of claims 8 to 11, further comprising the step of processing said digital signal with a filter bank to create one or a set of measurements corresponding to each filter and symbol-time pair. Une méthode pour traiter des signaux de récepteur selon n'importe laquelle des revendications 8 à 11, comprenant de plus l'étape de traitement dudit signal numérique avec un banc de filtres pour créer une mesure ou un jeu de mesures correspondant à chaque filtre et paire temps-symbole. Verfahren zum Verarbeiten von Empfängersignalen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, das des Weiteren den Schritt des Verarbeitens des digitalen Signals mit einer Filterbank beinhaltet, um eine oder eine Reihe von Messungen, die jedem Filter und Symbol-Zeit-Paar entsprechen, zu schaffen.
  13. 13
    A method for processing receiver signals according to any one of claims 8 to 12, further comprising the steps of interleaving and de-interleaving. Une méthode pour traiter des signaux de récepteur selon n'importe laquelle des revendications 8 à 12, comprenant de plus les étapes d'entrelacement et de désentrelacement. Verfahren zum Verarbeiten von Empfängersignalen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, das des Weiteren die Schritte des Interleaving und des Deinterleaving beinhaltet.
  14. 14
    A method for processing receiver signals according to any one of claims 8 to 13, further comprising the step of filtering said digital stream. Une méthode pour traiter des signaux de récepteur selon n'importe laquelle des revendications 8 à 13, comprenant de plus l'étape de filtrage dudit flux numérique. Verfahren zum Verarbeiten von Empfängersignalen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, das des Weiteren den Schritt des Filterns des Digitalstroms beinhaltet.
  15. 15
    A receiver system for processing a plurality of interfering signals from multiple users, comprising:a front end unit for receiving and processing incoming receptions;a parameter estimator unit (305) coupled to said front end unit for processing said receptions;a filter section (300) coupled to said front end unit;anda receiver apparatus according to any one of claims 1 to 7. said ordering unit (310) being coupled to said parameter estimation unit (305) and said multi-user detector (320) being coupled to said filter section (300). Ein Empfängersystem zum Verarbeiten einer Vielzahl von Störsignalen von mehreren Benutzern, das Folgendes beinhaltet: eine Einheit an einem vorderen Ende zum Empfangen und Verarbeiten von eingehenden Empfängen;eine Parameterschätzungseinheit (305), die zum Verarbeiten der Empfänge an die Einheit an einem vorderen Ende gekoppelt ist;einen Filterabschnitt (300), der an die Einheit an einem vorderen Ende gekoppelt ist;undein Empfängergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ordnungseinheit (310) an die Parameterschätzungseinheit (305) gekoppelt ist und der Mehrbenutzer-Detektor (320) an den Filterabschnitt (300) gekoppelt ist. Un système récepteur pour traiter une pluralité de signaux interférents provenant d'utilisateurs multiples, comprenant : une unité formant ordinateur frontal pour recevoir et traiter des réceptions entrantes ;une unité estimateur de paramètres (305) couplée à ladite unité formant ordinateur frontal pour traiter lesdites réceptions ;une section filtre (300) couplée à ladite unité formant ordinateur frontal ;etun appareil récepteur selon n'importe laquelle des revendications 1 à 7, ladite unité d'ordonnancement (310) étant couplée à ladite unité d'estimation de paramètres (305) et ledit détecteur multi-utilisateur (320) étant couplé à ladite section filtre (300).
Independent claims15