球形解码器和使用树搜索的其它向量查找方法的并行处理技术

公开用于找出针对树搜索问题的向量解的设备和方法。在一些实施例中，所述设备和方法能够用于球形解码。通过以下操作执行所述树搜索：获得树图；识别所述树图中可能是针对所述树图的所述解的部分的多个节点；将所述树图分割成多个子树，每一子树包含所述经识别节点中的一个或多个；通过向所述子树中的每一个分配所述处理元件中的一个或多个来并行处理所述多个子树；以及基于所述子树处理的结果确定所述解。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】球形解码器和使用树搜索的其它向量查找方法的并行处理
本专利技术涉及使用树搜索的向量查找方法的并行处理。更具体地说但非排他地，本专利技术涉及使用多个处理元件执行球形解码或编码。
技术介绍
近年来，对无线容量的日益增长的需求引起了对从正交信号发射切换到非正交信号发射的兴趣。当允许进行非正交信号发射时，在不同信息流之间存在干扰。有前景的非正交方法的实例包含具有积极空间多路复用的传统分布式多天线(MIMO)系统、超密网络架构、“快于尼奎斯特(Faster-than-Nyquist)”信令、非正交多址方案和网络译码。然而，为了在实践中像理论上预测的那样递送非正交信号发射的对应增益，有必要能够在最大可能性(ML)的意义上最佳地多路分用彼此干扰的信息流。一种众所周知的用于最佳地多路分用彼此干扰的信号的技术是球形解码，其中对应的穷尽性搜索问题被转化成等效的树搜索。然而，球形解码器的复杂度随着干扰流的数目而以指数方式增加。这种高复杂度以及近年来传统处理器的速度已达到稳定水平的事实导致无法针对大量干扰流实现ML性能。因此，有兴趣开发并行化球形解码器的方法，所述方法将使得处理负载能够划分成在不同处理元件上运行的子过程。球形解码器并行化是一种极具前景的用于减少处理时延和功率消耗的方法。然而，并行化球形解码器并不简单平常。球形解码的效率取决于在不损害最优性的情况下提早修剪球形解码树的大部分的能力，且实际上，简单的并行化方法可能会导致树修剪效率更低、计算次数增加甚至处理时延增加。在此情形下进行本专利技术。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种使用多个处理元件找出针对树搜索问题的向量解的并行处理方法，所述方法包括：获得树图；识别所述树图中可能是针对所述树图的解的部分的多个节点；将所述树图分割成多个子树，每一子树包含经识别节点中的一个或多个；通过向所述子树中的每一个分配所述处理元件中的一个或多个来并行处理所述多个子树；以及基于所述子树处理的结果确定所述解。在根据第一方面的一些实施例中，所述方法可用于找出针对树搜索问题的多个向量解。针对树搜索问题的解可被称为想要解(wantedsolution)。在根据第一方面的一些实施例中，所述方法进一步包括，针对树图中的多个节点中的每一个，确定与所述节点是针对所述树图的解的部分的可能性有关的希望度量(metricofpromise)，其中基于所确定的希望度量识别可能是针对所述树图的解的部分的多个节点。当使用所述方法找出多个解时，希望度量可与所述节点是想要解中的至少一个的部分的可能性有关。可替代地，所述方法可进一步包括使用向量搜索方法处理树图以获得候选解列表，其中从候选解列表中识别可能是针对所述树图的解的部分的多个节点。在根据第一方面的一些实施例中，并行处理多个子树进一步包括：确定针对所述多个子树中的一个子树的局部解；将所述局部解传达到处理元件中的一个或多个，从而继续处理所述多个子树中的其它子树；以及基于针对所述多个子树中的所述一个子树的局部解，针对所述多个子树中的所述其它子树执行树修剪。在根据第一方面的一些实施例中，分配处理元件中的一个或多个包括：针对每一子树，确定所述子树中由子树中的其它子树共享的节点数目；以及通过向具有更少共享节点的子树分配比具有更多共享节点的子树更多的处理元件来向子树分配处理元件。在根据第一方面的一些实施例中，分配处理元件中的一个或多个包括：确定处理元件在子树之间的初次分配；使用初次分配的处理元件开始处理多个子树；以及在处理多个子树时，从多个子树中的一个向多个子树中的另一个动态地重新分配处理元件。在根据第一方面的一些实施例中，提前确定并针对多个干扰矩阵中的每一个存储限定子树的信息，并且所述方法进一步包括：确定接收信号的目前干扰矩阵；以及检索与多个干扰矩阵中的一个相关联的所存储的限定子树的信息，所述多个干扰矩阵中的一个对应于接收信号的目前干扰矩阵。在根据第一方面的一些实施例中，通过识别希望度量的值小于阈值的一个或多个叶节点将树图分割成子树，其中可通过将所有经识别叶节点包含在子树中并从子树中排除其它叶节点来将所述树图分割成子树。在此类实施例中，所述方法可进一步包括：基于希望度量，通过识别C个最有可能含有针对球形解码树的解的叶节点来识别C个叶节点，其中C等于处理元件的数目，其中树图被分割成C个子树，C个子树中的每一个含有经识别C个叶节点中的一个。在根据第一方面的一些实施例中，可使用K-Best球形解码来处理每一子树，并且在处理子树之前，所述方法可进一步包括：针对树图的每一层级，通过选择包含所述层级处的所有经识别一个或多个叶节点的所有所访问节点所需的最小值来分开选择K参数的值。在根据第一方面的一些实施例中，所述方法可用于多载波系统中的球形解码，并且可进一步包括：通过执行将球形解码树分割成多个子树并通过向子树中的每一个分配处理元件中的一个或多个来并行处理子树的步骤来执行多个子载波中的第一个子载波的球形解码；以及针对多个子载波中的每一剩余子载波，依序重复将球形解码树分割成多个子树并通过向子树中的每一个分配处理元件中的一个或多个来并行处理子树的步骤，直到已经针对多个子载波中的每一个都执行了球形解码为止。在根据第一方面的一些实施例中，使用次最佳球形解码算法来处理子树，并且子树中的每一个包含来自球形解码树的单个叶节点。在根据第一方面的一些实施例中，可向子树中的一个子树分配处理元件中的两个或更多个，并且可通过将所述一个子树分割成两个或更多个次子树并向所述两个或更多个次子树中的每一个分配处理元件中的一个来处理子树中的所述一个子树。根据本专利技术的第二方面，提供一种非暂时性计算机可读存储媒体，在其上存储用于使用多个处理元件找出针对树搜索问题的向量解的计算机程序指令，其中在经执行时，所述计算机程序指令被配置成执行以下步骤：获得树图；识别所述树图中可能是针对所述树图的解的部分的多个节点；将所述树图分割成多个子树，每一子树包含所述经识别节点中的一个或多个；通过向所述子树中的每一个分配所述处理元件中的一个或多个来并行处理所述多个子树；以及基于所述子树处理的结果确定所述解。根据本专利技术的第三方面，提供用于找出针对树搜索问题的向量解的设备，所述设备包括：多个处理元件；用于获得树图的构件；用于识别所述树图中可能是针对所述树图的解的部分的多个节点的构件；用于将树图分割成多个子树的构件，每一子树包含所述经识别节点中的一个或多个；用于控制所述多个处理元件以通过向所述子树中的每一个分配所述处理元件中的一个或多个来并行处理所述多个子树并基于所述子树处理的结果确定所述解的构件。附图说明现在将参考附图仅举例描述本专利技术的实施例，其中：图1是根据本专利技术的实施例的说明球形解码方法的流程图；图2说明球形解码树的实例；图3说明根据本专利技术的实施例的通过分割图2的球形解码树获得的多个球形解码子树；图4是根据本专利技术的实施例的说明将球形解码树分割成子树的方法的流程图；图5是比较常规非并行球形解码器的时延与不采用MoP的假设并行球形解码器的时延的图形；图6是比较常规非并行球形解码器的复杂度与不采用MoP的假设并行球形解码器的复杂度的图形；图7是根据本专利技术的实施例的比较常规非并行球形解码器的时延与两个并行球形解码器的时延的图形；图8是根据本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用多个处理元件找出针对树搜索问题的向量解的并行处理方法，所述方法包括：获得树图；识别所述树图中可能是针对所述树图的所述解的部分的多个节点；将所述树图分割成多个子树，每一子树包含所述经识别节点中的一个或多个；通过向所述子树中的每一个分配所述处理元件中的一个或多个来并行处理所述多个子树；以及基于所述子树处理的结果确定所述解。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.08 GB 1509910.41.一种使用多个处理元件找出针对树搜索问题的向量解的并行处理方法，所述方法包括：获得树图；识别所述树图中可能是针对所述树图的所述解的部分的多个节点；将所述树图分割成多个子树，每一子树包含所述经识别节点中的一个或多个；通过向所述子树中的每一个分配所述处理元件中的一个或多个来并行处理所述多个子树；以及基于所述子树处理的结果确定所述解。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：针对所述树图中的多个节点中的每一个，确定与所述节点是针对所述树图的所述解的部分的可能性有关的希望度量，其中基于所述所确定的希望度量，识别可能是针对所述树图的所述解的部分的所述多个节点。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用向量搜索方法处理所述树图来获得候选解列表，其中从所述候选解列表识别可能是针对所述树图的所述解的部分的所述多个节点。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中并行处理所述多个子树进一步包括：确定针对所述多个子树中的一个子树的局部解；将所述局部解传达到所述处理元件中的一个或多个，从而继续处理所述多个子树中的其它子树；以及基于针对所述多个子树中的所述一个子树的所述局部解，针对所述多个子树中的所述其它子树执行树修剪。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中分配所述处理元件中的一个或多个包括：针对每一子树，确定所述子树中由所述子树中的其它子树共享的节点数目；以及通过向具有更少共享节点的子树分配比具有更多共享节点的子树更多的处理元件来向所述子树分配所述处理元件。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中分配所述处理元件中的一个或多个包括：确定所述处理元件在所述子树之间的初次分配；使用所述初次分配的处理元件开始处理所述多个子树；以及当处理所述多个子树时，从所述多个子树中的一个向所述多个子树中的另一个动态地重新分配处理元件。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提前确定并针对多个干扰矩阵中的每一个存储限定所述子树的信息，并且所述方法进一步包括：确定接收信号的目前干扰矩阵；以及检索与所述多个干扰矩阵中的一个相关联的所述所存储的限定所述子树的信息，所述多个干扰矩阵中的所述一个对应于所述接收信号的所述目前干扰矩阵。8.根据权利要求2所述的方法，其中将所述树图分割成子树包括：识别所述希望度量的值小于阈值的一个或多个叶节点，其中通过将所有经识别叶节点包含在所述子树中并从所述子树中排除其它叶节点来将所述树图分割成所述子树。9.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：康斯坦丁诺斯·尼基托普拉斯，拉希姆·塔法佐利，
申请(专利权)人：萨里大学，
类型：发明
国别省市：英国,GB