(57)【要約】      （修正有）【課題】多重ストリームのチャネル係数ベクトルが相対的に接近してまたは相関するときＭＩＭＯの退化的デコーディング性能を防止する。【解決手段】多重入力／多重出力システムは、受信機と、プロセッサーと、ビットスクランブラーと、ビットデスクランブラーと、送信機とを含む。受信機は、受信信号に対応する復調シンボルストリームを発生する。プロセッサーは送信モードで動作しているとき、ソースビットストリームからコード化されたビットシーケンスを発生し、受信モードで動作しているとき、情報ビットストリームからビット対数−尤度比シーケンスを発生する。ビットスクランブラーは、ビットシーケンスをスクランブルし、送信モードのときにスクランブルされたビットストリームを発生し、受信モードで動作しているとき、実数値のデスクランブリングシーケンスにより対数−尤度比シーケンスをデスクランブルし、スクランブリングシーケンスを除去する。【選択図】図１Ａ
2010283839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成するエンコーダーと、
前記符号化されたビットストリームの各々を、別個に構成されたスクランブラーを用いてスクランブルし、複数の別個にスクランブルされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記複数の別個にスクランブルされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングするマッパーと、
を備えた装置。
【請求項２】
前記ビットストリームプロセッサーはさらに前記符号化されたビットストリームをレートマッチングするレートマッチャーを備えた、請求項１の装置。
【請求項３】
前記ビットストリームプロセッサーは、前記複数の符号化されたビットストリームの各々をインターリービングするインターリーバーをさらに備えた、請求項１の装置。
【請求項４】
前記インターリーバーは、前記符号化されたビットストリームの各々のスクランブリングの前に前記符号化されたビットストリームをインターリーブする、請求項３の装置。
【請求項５】
前記インターリーバーは、前記スクランブルされたビットストリームの各々をインターリーブする、請求項３の装置。
【請求項６】
前記スクランブリングは、異なる擬似ランダムスクランブリングシーケンスと前記複数の符号化されたビットストリームとの間でイクスクルーシブＯＲ演算を実行する、請求項１の装置。
【請求項７】
前記マッパーは、所定の変調タイプに基づいて前記複数の別個にスクランブルされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマップし複数のシンボルストリームを発生する、請求項１の装置。
【請求項８】
前記変調タイプは直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）を備えた、請求項７の装置。
【請求項９】
前記変調タイプは直交振幅変調（ＱＡＭ）を備えた、請求項７の装置。
【請求項１０】
前記複数のマップされたシンボルストリームをウオルシュコードの共通のサブセットにより拡散し複数の拡散信号を発生する拡散器をさらに備えた、請求項７の方法。
【請求項１１】
無線通信媒体を介して前記シンボルを送信するための複数のアンテナをさらに備えた、請求項１の装置。
【請求項１２】
前記シンボルを送信することは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムまたは直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）アクセスシステムの少なくとも１つに対して生じる、請求項１１の装置。
【請求項１３】
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成するエンコーダーと、
前記符号化されたビットストリームの各々を異なるインターリービングパターンを用いてインターリーブし、複数の別個にインターリーブされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記複数の別個にインターリーブされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングするマッパーと、
を備えた装置。
【請求項１４】
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成するエンコーダーと、
前記符号化されたビットストリームの各々を各符号化されたビットストリーム上の異なるパンクチャリングまたは反復パターンとレートマッチングし、複数の異なるビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記異なるビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングするマッパーと、
を備えた装置。
【請求項１５】
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成するデマッパーと、
異なるデスクランブリングアルゴリズムを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデスクランブルされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記別個にデスクランブルされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーと、
を備えた装置。
【請求項１６】
各デスクランブリングアルゴリズムは、以前に適用されたスクランブリングシーケンスを除去する、請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記受信されたシンボルのソフトチップシーケンスを発生する時空イコライザと、複数のソフトシンボルシーケンスを発生する逆拡散器と、
をさらに備えた、請求項１５の装置。
【請求項１８】
前記デマッパーは、少なくとも一部分前記複数のソフトシンボルシーケンスに基づいて複数のビット対数−尤度比（ＬＬＲ）シーケンスをさらに発生する、請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記ビットストリームプロセッサーは、前記受信されたビットストリームを、｛１−２ｓi（ｎ）｝を備えた実数値のデスクランブリングシーケンスと乗算し、ｓi（ｎ）はi番目のバイナリ擬似ランダムスクランブリングシーケンスを備えた、請求項１５の装置。
【請求項２０】
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成するデマッパーと、
異なるデインタリービングパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデインターリーブされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記別個にデインターリーブされたビットストリームをデコードし、複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーと、
を備えた装置。
【請求項２１】
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成するデマッパーと、
異なるデパンクチャンリングパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデパンクチャされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記別個にデパンクチャされたビットストリームをデコードし、複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーと、
を備えた装置。
【請求項２２】
多重入力多重出力通信システムにおける情報の送信のための方法において、
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成することと、
前記符号化されたビットストリームの各々を別個に構成されたスクランブラーを用いてスクランブルし、複数の別個にスクランブルされたビットストリームを生成することと、
前記複数の別個にスクランブルされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングすることと、
を備えた方法。
【請求項２３】
前記符号化されたビットストリームをレートマッチングすることをさらに備えた、請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記複数の符号化されたビットストリームの各々をインターリーブすることをさらに備えた、請求項２２の方法。
【請求項２５】
前記インターリービングは、前記符号化されたビットストリームの各々のスクランブリングの前に前記符号化されたビットストリームをインターリーブすることをさらに備えた、請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記インターリービングは、前記スクランブルされたビットストリームの各々をインターリーブすることをさらに備えた、請求項２４の方法。
【請求項２７】
前記スクランブルすることは、異なる擬似ランダムスクランブリングシーケンスと前記複数の符号化されたビットストリームとの間でイクスクルーシブＯＲ演算を実行することを備えた、請求項２２の方法。
【請求項２８】
前記マッピングすることは、前記複数の別個にスクランブルされたビットストリームのビットのグループを所定の変調タイプに基づいて送信シンボル内にマッピングし、複数のシンボルストリームを発生する、請求項２２の方法。
【請求項２９】
前記変調タイプは直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）を備えた、請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記変調タイプは直交振幅変調（ＱＡＭ）を備えた、請求項２８の方法。
【請求項３１】
前記複数のマップされたシンボルストリームをウオルシュコードの共通のサブセットにより拡散し、複数の拡散信号を発生することをさらに備えた、請求項２８の方法。
【請求項３２】
無線通信媒体を介して前記シンボルを送信することをさらに備えた、請求項２２の方法。
【請求項３３】
前記シンボルを送信することは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムまたは直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）アクセスシステムの少なくとも１つに対して生じる、請求項３２の方法。
【請求項３４】
多重入力多重出力通信システムにおける情報の送信のための方法において、
複数のソースビットストリームを符号化し、複数の符号化されたビットストリームを生成することと、
前記符号化されたビットストリームの各々を異なるインターリービングパターンでインターリーブし、複数の別個にインターリーブされたビットストリームを生成することと、
前記複数の別個にインターリーブされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングすることと、
を備えた方法。
【請求項３５】
多重入力多重出力通信システムにおける情報の送信のための方法において、
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成することと、
前記符号化されたビットストリームの各々を各符号化されたビットストリーム上の異なるパンクチャリングまたは反復パターンでレートマッチングし、複数の異なるビットストリームを生成することと、
前記複数の異なるビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングすることと、
を備えた方法。
【請求項３６】
通信装置において情報を受信するための方法において、
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成することと、
異なるデスクランブリングアルゴリズムを各受信されたビットストリームに適用し複数の別個にデスクランブルされたビットストリームを生成することと、
前記別個にデスクランブルされたビットストリームをデコードし、複数のデコードされたビットストリームを生成することと、
を備えた方法。
【請求項３７】
各デスクランブリングアルゴリズムは以前に適用されたスクランブリングシーケンスを除去する、請求項３６の方法。
【請求項３８】
前記受信されたシンボルのソフトチップシーケンスを発生することと、
複数のソフトシンボルシーケンスを発生することと、
をさらに備えた、請求項３６の方法。
【請求項３９】
少なくとも一部分前記複数のソフトシンボルシーケンスに基づいて複数のビット対数−尤度比（ＬＬＲ）を発生することをさらに備えた、請求項３８の方法。
【請求項４０】
前記受信されたビットストリームを、｛１−２ｓi（ｎ）｝を備えた実数値のデスクランブリングシーケンスと乗算することをさらに備え、ｓi（ｎ）は、i番目のバイナリ擬似ランダムスクランブリングシーケンスを備える、請求項３６の方法。
【請求項４１】
通信装置において情報を受信するための方法において、
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成することと、
異なるデインターリービングパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデインターリーブされたビットストリームを生成することと、
前記別個にデインターリーブされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成することと、
を備えた方法。
【請求項４２】
通信装置において情報を受信するための方法において、
受信されたシンボルをビットグループに変換し、複数の受信されたビットストリームを生成することと、
異なるデパンクチャリングパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデパンクチャされたビットストリームを生成することと、
前記別個にデパンクチャされたビットストリームをデコードし、複数のデコードされたビットストリームを生成することと
を備えた方法。
【発明の詳細な説明】
【米国特許法第１１９条の下での優先権の主張】
【０００１】
この特許出願は、本願の譲受人に譲渡され、参照することにより明示的にここに組み込まれる、２００４年８月２７日に出願した「ＭＩＭＯチャネルにおけるマルチストリーム送信のためのコード化されたビットスランブリング」(CODED BIT SCRAMBLING FOR MULTI-STREAM TRANSMISSION IN MIMO CHANNEL）というタイトルの米国仮出願番号第６０／６０５，１８３と、２００４年９月３０日に出願された「ＭＩＭＯチャネルにおけるマルチストリーム送信のためのコード化されたビットスクランブリング」(CODED BIT FOR MULTI-STREAM TRASNMISSION IN MIMO CHANNEL)というタイトルの米国仮出願番号第６０／６１５，５６７と、２００４年１０月８日に出願された「ＭＩＭＯチャネルにおけるマルチストリーム送信のためのコード化されたビットスクランブリング」(CODED BIT SCRAMBLING FOR MULTI-STREAM TRANSMISSION IN MIMO CHANNEL)というタイトルの米国仮出願第６０／６１７，５０２に対する優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
この発明は一般に無線通信に関し、特に、無線通信システムにおける多重入力−多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルにおけるマルチストリーム送信に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線チャネルにおける多重入力−多重出力（ＭＩＭＯ）アンテナシステムの最近の成功は、少なくとも部分的には、多重入力−多重出力アンテナシステムが送信アンテナおよび受信アンテナの数に比例してキャパシティの線形成長を達成することができるという事実による。多重入力−多重出力（ＭＩＭＯ）コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムにおける多重ストリーム送信の場合、複数の相異なるウオルシュコードまたは同じウオルシュコードが一般的に多重ストリームに対して割り当てられる。１つのコード割り当て方法は、別個のウオルシュコード割り当てから始まり、各ストリームに対するデータレートまたは必要とされるコードの数が増加するにつれ、次第にコードを共有することである。
【０００４】
しかしながら、最終的には、すべてのストリームのための同じコードは、ＭＩＭＯシステムが提供することができる最終的なキャパシティを達成するために割り当てられるであろう。帯域幅拡張が許容されない狭帯域ＭＩＭＯシステムにおいて、多重ストリームはウオルシュコードカバリングを介して任意のチャネル分離なしに一般的に送信される。
【０００５】
移動局の移動に応じて、ＭＩＭＯシステム内の各データストリームのチャネル係数ベクトルは、さまざまな瞬時の実現を有するであろう。係数ベクトルは、１つの瞬間において互いにほとんど直交しているかもしれないし、次には非常に近い値を有するかもしれないし、または高い瞬時の相関関係を有するかもしれない。多重ストリームのチャネル係数ベクトルが接近すると、ストリームの各々は他のストリームと干渉する。極端な場合、多重ストリームのチャネル係数ベクトルがほとんど同じ値をとるとき、各ストリームのデコーダーは、所望のストリームと干渉するストリームとの間の競合するデコーディングパスメトリクスに悩まされる。この極端なケースは、移動局が基地局から強い視野（ＬＯＳ）信号を見るならしばしば起きる。この場合、ＭＩＭＯチャネルは、ＡＷＧＮマトリクスチャネルまたは高いRiceanファクターを有するRiceanマトリクスチャネルに接近するようになる。それゆえ、これらの問題を克服するための通信のシステムおよび方法の技術的必要性がある。
【発明の概要】
【０００６】
ここに開示される実施形態は、多重ストリームのチャネル係数ベクトルが相対的に接近してまたは相関するときＭＩＭＯの退化的デコーディング性能(degenerative decoding performance)を防止するために各ストリームのコード化されたビットをスクランブルすることにより上述の必要性に対処する。一実施形態において、多重ストリームのチャネル係数ベクトルが接近するときまたは相関するとき、相異なるスクランブリングコードは各ストリームのコード化されたビットと乗算されて、ＭＩＭＯシステムの非生成的デコーディング性能を防止する。これは、所望のストリームのデコーダーの観点から、干渉するストリームの競合するコードワードを無効なランダムワードに変換する。一実施形態は各ストリームのスクランブリングとデスクランブリングを提供する。
【０００７】
各ストリームのコード化されたビットの（一般的に送信機に生じる）スクランブリングと（一般的に受信機に生じる）デスクランブリングにより、各ストリームのデコーダーは、コードワード衝突を回避する。デスクランブリング期間中に、干渉ストリームの潜在的に競合するコードワードは、候補コードワードとして妥当性を失い、害のない(benign)ランダムワードに変換される。多くの場合において、ランダムワードは、仮説に基づいた候補コードワードのための競合パスメトリックを発生しない。相異なるインターリービングパターンまたは相異なるパンクチャリングおよび繰り返しパターン（例えば、冗長バージョン）の効果は相異なるスクランブリングに類似している。
【０００８】
一実施形態は、複数のソースビットストリームを符号化し、複数の符号化ビットストリームを生成するエンコーダーと、前記符号化ビットストリームの各々を異なって構成されたスクランブラーでスクランブルし、複数の異なってスクランブルされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、前記複数の異なってスクランブルされたビットストリームのビットのグループを送信シンボルにマッピングするマッパーとを備えた装置を含む。
【０００９】
他の実施形態は、複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成するエンコーダーと、前記符号化されたビットストリームの各々を異なるインターリービングパターンでインターリーブし、複数の異なってインターリーブされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、前記複数の異なってインターリーブされたビットストリームのビットのグループを送信シンボルにマッピングするマッパーとを備えた装置を含む。
【００１０】
他の実施形態は、複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成するエンコーダーと、前記符号化されたビットストリームのおのおのを各符号化されたビットストリーム上の異なるパンクチャリングまたは繰り返しパターンとレートマッチングし複数の異なるビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、前記複数の異なるビットストリームのビットのグループを送信シンボルにマッピングするマッパーとを備えた装置を含む。
【００１１】
他の実施形態は、受信したシンボルをビットグループに変換し複数の受信したビットストリームを生成するデマッパーと、異なるデスクランブリングアルゴリズムを各受信したビットストリームに適用し、複数の異なってデスクランブルされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、前記異なってデスクランブルされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーとを備えた装置を含む。
【００１２】
他の実施形態は、受信したシンボルをビットグループに変換し複数の受信したビットストリームを生成するデマッパーと、異なるデインターリービングパターンを各受信したビットストリームに適用して複数の異なってデインターリーブされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、前記異なってデインターリーブされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーとを備えた装置を含む。
【００１３】
他の実施形態は、受信したシンボルをビットグループに変換し複数の受信したビットストリームを生成するデマッパーと、異なるデパンクチャリングパターンを各受信したビットストリームに適用して複数の異なってデパンクチャされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、前記異なってデパンクチャされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーとを備えた装置を含む。
【００１４】
他の実施形態は多重入力−多重出力通信システムにおいて情報の送信のための方法を含む。この方法は、複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成することと、前記符号化されたビットストリームの各々を異なって構成されたスクランブラーでスクランブルし、複数の異なってスクランブルされたビットストリームを生成することと、前記複数の異なってスクランブルされたビットストリームのグループを送信シンボルにマッピングすることとを備える。
【００１５】
他の実施形態は、多重入力−多重出力通信システムにおける情報の送信のための方法を含む。この方法は、複数の符号化されたビットストリームを符号化して複数の符号化されたビットストリームを生成することと、前記符号化されたビットストリームの各々を異なるインターリービングパターンでインターリーブし複数の異なってインターリーブされたビットストリームを生成することと、前記複数の異なってインターリーブされたビットストリームのビットのグループを送信シンボルにマッピングすることとを備える。
【００１６】
他の実施形態は、多重入力−多重出力通信システムにおいて情報の送信のための方法を含む。この方法は、複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成することと、前記符号化されたビットストリームの各々を各符号化されたビットストリーム上の異なるパンクチャリングまたは繰り返しパターンでレートマッチングし複数の異なるビットストリームを生成することと、前記複数の異なるビットストリームのビットのグループを送信シンボルにマッピングすることとを備える。
【００１７】
他の実施形態は、通信装置において情報を受信する方法を含む。この方法は、受信したシンボルをビットグループに変換し複数の受信したビットストリームを生成することと、異なるデスクランブリングアルゴリズムを各受信したビットストリームに適用して複数の異なってデスクランブルされたビットストリームを生成することと、異なってデスクランブルされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成することとを備える。
【００１８】
他の実施形態は、通信装置において情報を受信する方法を含む。この方法は、受信したシンボルをビットグループに変換し複数の受信したビットストリームを生成することと、異なってデインターリーブされたパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の異なってデインターリーブされたビットストリームを生成することと、前記異なってデインターリーブされたビットストリームをデコードし複数のデコードされたビットストリームを生成することとを備える。
【００１９】
他の実施形態は、通信装置において情報を受信するための方法を含む。受信したシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成することと、異なるデパンクチャリングパターンを各受信したビットストリームに適用して複数の異なってデパンクチャされたビットストリームを生成することと、前記異なってデパンクチャされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成することとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】図１Ａは個別符号化および空間多重化ベースＭＩＭＯマルチコードＣＤＭＡシステムの１つの実施形態のブロック図である。
【図１Ａ（Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ）】図１Ａ(Continued)は個別符号化および空間多重化ベースＭＩＭＯマルチコードＣＤＭＡシステムの１つの実施形態のブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは個別符号化および空間多重化ベースＭＩＭＯマルチコードＣＤＭＡシステムの他の実施形態のブロック図である。
【図１Ｂ（Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ）】図１Ｂ(Continued)は個別符号化および空間多重化ベースＭＩＭＯマルチコードＣＤＭＡシステムの他の実施形態のブロック図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは個別符号化および空間多重ベースＭＩＭＯ  ＯＦＤＭシステムの１つの実施形態のブロック図である。
【図１Ｃ（Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ）】図１Ｃ(Continued)は個別符号化および空間多重ベースＭＩＭＯ  ＯＦＤＭシステムの１つの実施形態のブロック図である。
【図２】図２は２×２ＭＩＭＯシステムのためのスループット性能対
【数１】
2010283839.tif 000003
【００２１】
であり、但し、Ｅc＝Ｉor＝−３ｄＢおよび
【数２】
2010283839.tif 000004
【００２２】
である。
【図３】図３は４×４のＭＩＭＯシステムの場合のＦＥＲ性能対
【数３】
2010283839.tif 000005
【００２３】
の変化量を有したＥc／Ｉorのグラフであり、但しＧ＝１０ｄＢであり、
【数４】
2010283839.tif 000006
【００２４】
である。
【図４】図４は、４×４ＭＩＭＯシステムの場合のＦＥＲ性能対
【数５】
2010283839.tif 000007
【００２５】
の変化量を有したＥc／Ｉorのグラフであり、但し、Ｇ＝１０ｄＢであり、
【数６】
2010283839.tif 000008
【００２６】
である。
【図５】図５は４×４ＭＩＭＯシステムのためのＦＥＲ性能対実効コードレートであり、但し、Ｇ＝１０ｄＢ、Ｅc＝Ｉor＝−３ｄＢ、および
【数７】
2010283839.tif 000009
【００２７】
である。
【図６】図６は多重入力／多重出力システムにおいて情報を送信する方法のフローチャートである。
【図７】図７は多重入力／多重出力システムにおいて情報を受信する方法のフローチャートである。
【発明の詳細な説明】
【００２８】
多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）無線チャネルにおいて複数のアンテナを介して送信された並列データストリームのコードワードは、独立して処理され、スクランブルされ、ランダム化される。２つまたはそれ以上の並列ストリームのチャネル係数ベクトルが接近するまたは相関するようになると、このコードワードスクランブリングは、干渉するストリームのおそらく競合するコードワードを、所望のストリームのデコーダーの観点から無効なランダムワードに変換する。さらに以下に説明されるように、コードワードスクランブリングはまた、ベースラインチャネルエンコーディングの後でコードレートが繰り返しレートマッチングを使用するために十分低いとき、実効干渉分散低減(effective interference variance reduction)を提供する。スクランブリングは、特にＭＩＭＯチャネルが送信機側で高度に相関されているときまたは繰り返しレートが高いとき、デコーディング性能を改善する。
【００２９】
図１Ａおよび図１Ｂは個別符号化ベースＭＩＭＯマルチコードＣＤＭＡシステム１００、１０１の簡単化されたブロック図である。本明細書における議論は主にマルチコードＣＤＭＡシステムに向けられているけれども、全体の議論と性能結果もまた一般的なＭＩＭＯトランシーバーに適用可能であることが理解されなければならない。例えば、図１Ａまたは図１Ｂにおいて拡散器機能ブロックおよび逆拡散機能ブロックを除去することにより、本明細書で述べられたシステム装置および方法は、移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）および時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システムのような狭帯域送信システムに適用可能である。
【００３０】
図１Ａの図解された実施形態において、ＭＩＭＯシステム１００は送信機１０２および受信機１０４を含む。Ｍソースビットストリーム１０６の合計はエンコーダー１０８に供給される。エンコーダー１０８は入力をレートマッチャー(matcher)１１０に供給する。レートマッチャーの出力はインターリーバー１１２に向けられる。インターリーバー１１２はスクランブラー１１４への入力を供給する。マッパー１１６はスクランブラー１１４の出力に接続され、拡散器１１８への入力を供給する。マッパー(mapper)は、ビットストリームのビットを、所定の変調タイプのための送信シンボル上にグループ化する。拡散器１１８の出力は送信アンテナ１２０に向けられる。
【００３１】
図１Ｂに図解される代替実施形態において、ＭＩＭＯシステム１０１はまた送信機１０２および受信機１０４を含む。Ｍソースビットストリーム１０６の合計はエンコーダー１０８に供給される。エンコーダー１０８は図１Ａの実施形態に示すようにレートマッチャーへの入力を供給する。しかしながら、図１Ｂの実施形態において、レートマッチャー１１０の出力はスクランブラー１１４に供給される。スクランブラー１１４はインターリーバー１１２への入力を供給する。インターリーバー１１２の出力はマッパー１１６に向けられる。マッパー１１６は入力を拡散器１１８に供給する。図１Ａに示されるように、拡散器１１８の出力は送信アンテナ１２０に向けられている。
【００３２】
図１Ａ乃至１Ｃのブロック図内の個々の機能ブロックのおのおのは当業者に良く知られており、その構成と機能性の詳細は、ここでは、さらに詳細に記載されない。エンコーダーはビットストリームを異なるビットストリームに変換する。通常の目的は、オリジナルビットストリームを、オリジナルビットストリームよりも送信または記憶のためにより望ましい特性を有する異なるオリジナルビットストリームに変換することである。エンコーダーは一般的にソフトウエアまたはハードウエアで実施することができる。送信側において、レートマッチャー１１０、インターリーバー１１２、およびスクランブラー１１４は
一緒になって、エンコーダー１０８からの符号化されたビットストリーム上で動作するビットストリーム処理回路を形成する。送信システムにおいてインターリービングを介したビットストリームリアレンジメント(re-arrangement)のように、ビットストリームパンクチャリングおよびレートマッチングの反復はよく知られている。スクランブラー機能および設計もまたさまざまなアプリケーションでよく知られている。エンコーダーとマッパーとの間で行われるビットストリーム処理がエンコーダーを出る複数のビットストリームのおのおのに対して異なる方法で実行されることはこの発明の１つの観点である。各ビットストリームのためのインターリーバー出力は、エンコーダー入力ビットストリームの内容に依存する、ここでは、コードワードと呼ばれるビットグループのシリーズである。インターリーバー出力は典型的にエンコーダー入力より多くのビットを含むので、常にすべての任意の出力が可能ではない。ここに使用されるように、「有効な」コードワードまたは「正当な」コードワードは、エンコーダー、レートマッチャー、およびインターリーバーの連結処理回路により生成することもあり得る可能な出力コードワードのセット内の出力コードワードである。「無効な」コードワードはこのセットの外部にあるコードワードである。
【００３３】
図１Ａを参照すると、通信信号は送信アンテナ１２０から放出され、他のＭＩＭＯシステム１００の受信アンテナ１２２により受信される。受信アンテナ１２２は、時空イコライザ１２４に接続される。時空イコライザ１２４は逆拡散器１２６への入力を供給する。逆拡散器１２６はデマッパー(demapper)１２８に接続される。デマッパー１２８はデスクランブラー(descrambler) １３０に接続される。デスクランブラー１３０はデインターリーバー１３２に接続される出力を有する。デインターリーバー１３２はレートマッチャー(rate matcher)１３４に接続される。レートマッチャー１３４はデコーダー１３６への入力を供給する。デコーダー１３６の出力は、ここでは、ビットストリーム０乃至Ｍ−１として参照されるＭのデコードされたビットストリームを含む。
【００３４】
図１Ｂの実施形態において、通信信号は、送信アンテナ１２０から放出され、図１Ａの実施形態に示されるように受信アンテナ１２２により受信される。受信アンテナ１２２は時空イコライザ１２４に接続される。時空イコライザ１２４は入力を逆拡散器１２６に供給する。逆拡散器１２６はデマッパー１２８に接続される。デマッパー１２８をデインターリーバー１３２に接続される。デインターリーバー１３２はデスクランブラー１３０に接続される出力を有する。デスクランブラー１３０はレートマッチャー１３４に接続される。レートマッチャー１３４は入力をデコーダー１３６に供給する。デコーダー１３６の出力は、ここでは、ビットストリーム０乃至Ｍ−１として参照されるＭのデコードされたビットストリーム１３８を含む。
【００３５】
いずれかのＣＤＭＡシステム１００、１０１において、Ｍの情報ビットストリーム１０６はエンコーダー１０８により独立して符号化され、送信シンボルレートに一致させるためにレートマッチャー１１０により反復されるかまたはパンクチャーされ、フレーム間隔内において、インターリーバー１１２によりインターリーブされる。各インターリーブされたビットシーケンスは、変調タイプ（例えば、ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭ）に応じて送信シンボルまたはコンステレーションポイントのシーケンスに、マッパー１１６によりグループ化されおよびマップされ、利用可能なウオルシュコードのサブセットと、拡散器１
１８による送信固有のチップスクランブリングコードにより拡散され、および各送信アンテナ１２０を介して送信される。デコーディングエラーレートは、ウオルシュコードの異なるサブセットを、利用可能なときはいつでも異なる送信アンテナに割り当てることにより低減することができるけれども、この実施形態において、ウオルシュコードの共通のサブセットは複数の送信アンテナ１２０の少なくとも一部分に対して再使用される。
【００３６】
合計送信電力は分割され各送信アンテナ１２０に割り当てられる。送信された複数のストリームはＭＩＭＯフェージングチャネルおよび加法白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）ベクトルにより歪まされた後、Ｎの受信アンテナ１２２に到達する。Ｎ≧Ｍであり、簡単のために時間変化するＭＩＭＯチャネルはフラットフェージング特性を有すると仮定するが、それらは、容易にＮ＜Ｍの場合および周波数選択フェージングチャネルの場合に拡張することができる。チャネル変化は、送信フレーム期間内において相対的に小さい。時空イコライザ１２４は、Ｍの送信ストリームのソフトチップシーケンスを発生し、逆拡散器１２６は対応するソフトシンボルシーケンスを発生する。ソフトシンボルを使用して、デマッパー１２８は、ビット対数−尤度比（ＬＬＲ）シーケンスを発生する。ＬＬＲシーケンスは、デインターリーバー１３２、レートマッチャー１３４およびデコーダー１３６の個々のチェーンに供給され複数のソースストリーム１０６を復元する。
【００３７】
Ｎ×Ｍフェージングチャネルマトリクスは
【数８】
2010283839.tif 000010
【００３８】
と呼ばれ、Ｍ×１送信シンボルベクトルは
【数９】
2010283839.tif 000011
【００３９】
と呼ばれ、（時空イコライザ係数の乗算なしに）逆拡散した後に得られるＮ×１のＡＷＧＮベクトルは、シンボル時間インデックスｋに対して
【数１０】
2010283839.tif 000012
【００４０】
と呼ばれる。ベクトルｈｉは、送信シンボルｘｉ（ｋ）に関連するＮ×１のチャネル係数ベクトルである。ｉ番目のデータストリームに相当するデマッパー入力ソフトシンボルｙｉ（ｋ）は以下のように表される。
【数１１】
2010283839.tif 000013
【００４１】
但し、Ｎ×１ベクトル
【数１２】
2010283839.tif 000014
【００４２】
は、時空イコライザのｉ番目の重み付け係数ベクトルを示す。すなわち、
【数１３】
2010283839.tif 000015
【００４３】
である。線形最大信号対干渉雑音比（ＭＳＩＮＲ）時空イコライザを用いると、ｉ番目の重みベクトルは、平均変調シンボルエネルギーＥsおよび雑音分散Ｎoに対して以下の値を取り、
【数１４】
2010283839.tif 000016
【００４４】
結果として生じるシンボルＳＩＮＲは以下のようになる。
【数１５】
2010283839.tif 000017
【００４５】
コンステレーションサイズが２Bであるとき、デマッパー１２８は、所定のβに対してαの条件確率密度関数ｐ（α｜β）に対して
【数１６】
2010283839.tif 000018
【００４６】
をとることにより観察されたソフトシンボルｙi（ｋ）に関連するｌ番目のビット
【数１７】
2010283839.tif 000019
【００４７】
の
【数１８】
2010283839.tif 000020
【００４８】
を発生する。
【数１９】
2010283839.tif 000021
【００４９】
は、各コンステレーションポイントのための等価な先験的な確率の仮定の下に、およびｙi（ｋ）の雑音成分および干渉成分のガウス近似を介して計算される。
【００５０】
上述の記載は、図１Ｃに示されるＯＦＤＭシステム１０３のような直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムを含むさまざまな通信システムに適用されてもよいことは当業者により理解されるであろう。ＯＦＤＭシステム１０３は送信機１０２と受信機１０４を含む。図解されたＯＦＤＭシステム１０３の受信機１０２は、上述したＣＤＭＡシステム１００、１０１のようなＣＤＭＡシステムの同じコンポーネントの多くを含む。例えば、ＯＦＤＭシステム１０３は、エンコーダー１０８に供給されるＭのソースビットストリーム１０６を含む。エンコーダー１０８の出力はレートマッチャー１１０に向けられている。レートマッチャー１１０はインターリーバー１１２の入力に接続される。インターリーバー１１２出力はスクランブラー１１４に向けられている。スクランブラー１１４はマッパー１１６の入力に接続される。このＯＦＤＭ実施形態において、スクランブラーは、図１ＢのＣＤＭＡシステムに示されるように、送信機内のレートマッチャーとインターリーバーとの間に配置することができ、および受信機内のデインターリーバーとレートマッチャーとの間に配置することができる。
【００５１】
しかしながら、ＯＦＤＭシステム１０３において、マッパー１１６の出力はサブキャリアアロケーター(subcarrier allocator)１４０に向けられている。サブキャリアアロケーターは、サブキャリアの割り当てられたサブセットを受信する。サブキャリアアロケーター１４０の出力は離散逆フーリエ変換器（ＩＤＦＴ）１４２の入力に接続される。ＩＤＦＴ１４２はサイクリックプリフィックスインサーター(cyclic prefix inserter)１４４に接続される。サイクリックプリフィックスインサーター１４４はｍの送信アンテナ１２０に接続された出力を有する。
【００５２】
ＯＦＤＭシステム１０３はＭのアンテナ１２２で情報を受信する。Ｍのアンテナ１２２は、サイクリックプリフィックスリムーバー(cyclic prefix remover)１４６の入力に接続される。サイクリックプリフィックスリムーバー１４６の出力は、離散フーリエ変換器１４８に接続される。離散フーリエ変換器１４８は空間イコライザ１５０に接続される。空間イコライザ１５０の出力はサブキャリアセレクター１５２に接続される。サブキャリアセレクター１５２はサブキャリアの割り当てられたセットを受信する。サブキャリアセレクター１５２の出力は、上述したＣＤＭＡシステム１００、１０１のいずれかにおけるデマッパー１２８、デスクランブラー１３０、デインターリーバー１３２、レートマッチャー１３４、およびデコーダー１３６に接続される。
【００５３】
図１Ａ乃至図１Ｃのスクランブラーおよびデスクランブラーは、瞬時のチャネルマトリクスの列ベクトルまたは行ベクトルの中で相関により悪影響が与えられるとき、デコーディング性能を改善する。
【００５４】
最初の２つのストリームのデータレートが等しく、チャネルマトリクスの最初の２つの列ベクトルが互いに接近しているとき、例えばｈ０≒ｈ１のとき、退化的干渉が生じる。最初のストリーム｛ｘ０（ｋ）｝をデコードするとき、最初のストリームに相当するデマッパー入力ソフトシンボルは以下になる。
【数２０】
2010283839.tif 000022
【００５５】
第１のストリームのチャネルデコーダー１３６は、観察シーケンス｛ｙ０（ｋ）｝に基づいて発生されたビットＬＬＲ値を累算することにより（デインターリービングとレートマッチングの後で）正規の候補コードワードの経路メトリクスを計算し、それらを比較して第１のストリームの送信された情報ビットを決定する。第２のストリーム｛ｘ１（ｋ）｝のコード化された（およびレートマッチされ、インターリーブされた）ビットシーケンスも第１のストリームデコーディングのための正規の候補コードワードの１つであり、比較できる経路メトリック(path metric)値を生じるので、第１ストリームのデコーダーは、少なくとも０．５の確率で、正しくないシーケンス検出を実行することもあり得る。すなわち、対応するチャネル列ベクトルが接近しているとき、第１のストリームのためのデコーダー１３６は、第１のストリームよりむしろ第２のストリームをデコードすることもあり得る。３つ以上のチャネル係数ベクトルが高度に相関されるなら、誤ったシーケンス検出確率はさらに増加するであろう。２つのチャネル係数ベクトルが相対的に接近しているとき、受信機から報告されたフィードバックＳＩＮＲは２つのストリームに対してほとんど同じであるので、送信機１０２がチャネルステータスに応じて各ストリームのデータレートを適応的に調節するときでさえも、送信機１０２は、第１のストリームおよび第２のストリームに対して同じ送信レートまたは送信フォーマットを選択する可能性がある。
【００５６】
２つのストリームのための同じ送信フォーマットの選択は、残念なことに、第１のストリームをデコードする際に競合する候補コードワードとして第２のストリームのコード化されたビットシーケンスを正当化する、逆もまた同様である。受信機１０４がチャネル係数ベクトルの相関情報並びに各ストリームのＳＩＮＲを送信機１０２に送信するなら、送信機１０２は、この衝突を回避するために、ストリームを選択的にアクティブまたは非アクティブにすることができる。しかしながら、そうすることは、フィードバック情報量を増加させ、測定およびフィードバック遅延に悩まされるであろう。
【００５７】
コードワード競合問題は、チャネルマトリクスの複数の列ベクトルが瞬間的に接近することになるので、送信アンテナ１２０がより相関されると、コードワード競合問題はより頻繁に生じる。図１に示される実施形態のように、一実施形態において、チャネル列ベクトルが瞬間的に接近するとき、複数のストリームの中でコードワード競合を防止するために、ｉ番目のバイナリ擬似ランダム（ＰＮ）スクランブリングシーケンス｛ｓi（ｎ）｝と、送信機側におけるインターリーバー１１２の出力におけるｉ番目のコード化されたビットシーケンス｛ｃi（ｎ）｝との間にイクスクルーシブＯＲ（ＸＯＲ）演算が提供される。但し、ｎはコード化され、レートマッチされ、インターリーブされたビットシーケンスの時間インデックスを示す。方程式（６）の表記法ｋ、１、Ｂ、および
【数２１】
2010283839.tif 000023
【００５８】
を用いると、ｎ＝ｋＢ＋１および
【数２２】
2010283839.tif 000024
【００５９】
の関係が得られる。但し
【数２３】
2010283839.tif 000025
【００６０】
はバイナリ値間のイクスクルーシブＯＲ演算を示す。
【００６１】
複数のストリームのためのスクランブリングシーケンスは、互いに有利に独立している。受信機側において、ｉ番目のストリームのビットＬＬＲシーケンスは、ｉ番目の実数値のデスクランブリングシーケンス｛１-２ｓi（ｎ）｝と乗算し、ｉ番目のスクランブリングシーケンスの影響を取り消す。並列ストリームのための独立したスクランブリングシーケンスを使用することにより、チャネル係数ベクトルが、所望のストリームのそれに接近している干渉ストリームから来る競合コードワードは大部分は、スクランブリングプロセスおよびデスクランブリングプロセスを介してランダムワードに変化する。それゆえ、所望のストリーム（例えば、方程式（７）の｛ｘ０（ｋ）｝のデコーダー１３６は、干渉ストリーム（例えば、方程式（７）の｛ｘ１（ｋ）｝のコードワードを選択しないであろう。情報ビットの数と、コード化され、レートマッチされ、インターリーブされたビットの数との比により定義された実効コードレートが低くなるにつれ、結果として得られるランダムワードが正規のコードワードである確率またはコードワードに接近する確率は低くなる。図１Ａ乃至１Ｃは、送信機１０２におけるコード化されたビットスクランブラーＣＢＳ１１４と受信機１０４内の対応するデスクランブラー１３０を示す。
【００６２】
並列ストリームのための異なるビットレベルチャネルインターリーバーパターンを使用することを含む、類似の効果を達成するためのさまざまな実施の変形物がある。または、レートマッチングにおける異なるパンクチャリングおよび繰り返しパターンは並列ストリームのために使用してもよい。これらの実施形態において、別個のスクランブラーは必ずしも必要ではない。
【００６３】
スクランブラー１１４は準静的なＭＩＭＯチャネルにおけるマルチストリームのための他の利益を提供する。実効コードレートに応じて、レートマッチャー１１０は、チャネルコーダー１０８の出力ビットを反復またはパンクチャーする。インターリーバー１１２の出力において適用されたスクランブラー１１４またはレートマッチャー１１０は、反復レートマッチングが生じると、コードワードＳＩＮＲの著しい改善を生じる。例えば、ベースラインチャネルエンコーダー１０８のコードレートが１／３であり、第１のストリームおよび第２のストリームに対して実効コードレートがたまたま１／６であるなら、レートマッチャー１１０は、もう一度２つのストリーム１０６のエンコーダー１０８出力ビットを反復する。
【００６４】
第１のストリームの（レートマッチャー１３４と結合された）チャネルデコーダー１３６がブランチメトリクス(branch metrics)を累算して候補コードワードの経路メトリクスを発生させるとき、第２のストリームの反復されたビットペアに対応する干渉コンポーネントは、位相が合わされて累算される。反復された信号コンポーネントがコヒーレントに累算されて、従って、経路メトリクスの干渉分散が低減されるとき、レートマッチされたビットシーケンスの独立したスクランブリングによって、反復された干渉コンポーネントは、位相がランダム化されて累算される。チャネル列ベクトルが完全に直交でない限り、この干渉分散低減は、ほとんどのチャネル実現において有効である。
【００６５】
ＭＩＭＯシステム１００において、コード化されたビットスクランブリング（ＣＢＳ）からの利得を評価するために、固定データレートＷＣＤＭＡ  ＨＳＤＰＡシステムのリンクスループットおよびフレームエラーレート（ＦＥＲ）は、複数のアンテナおよび線形ＭＳＩＮＲ時空イコライザと比較される。ＨＳＤＰＡにおいて、拡散ファクターが（３．８４Ｍｃｐｓのチップレートにおいて）１６である複数のウオルシュコードによりデータストリームが拡散され、データ送信のために利用可能なウオルシュコードの最大数は１５である。以下のシミュレーションは、複数のストリームを送信するために利用可能なウオルシュコードの固定のサブセットを再利用した。ターボコーダーは１／３のベースラインコードレートと共に使用され、レートマッチング、インターリービング、およびコンステレーションマッピングが適用された。フレーム内においてウオルシュコードあたり送信された変調シンボルの数は４８０であり、フレーム期間は２ｍｓ（７６８０チップ）であった。ＭＩＭＯチャネルの場合、相関レイリー(Rayleigh)フェージングチャネルＨ（ｔ）は、例えば、以下の式により発生される。
【数２４】
2010283839.tif 000026
【００６６】
但し、
【数２５】
2010283839.tif 000027
【００６７】
は、直交エレメントが１．０に等しい送信アンテナおよび受信アンテナの相関マトリクスであり、
【数２６】
2010283839.tif 000028
【００６８】
のエレメントは独立複素ガウスランダムプロセスであり、ｔは時間インデックスである。簡単にするために、
【数２７】
2010283839.tif 000029
【００６９】
の非対角エレメントは、０．０乃至１．０の範囲にわたる実数相関係数
【数２８】
2010283839.tif 000030
【００７０】
に設定された。  シミュレーションは、２ＧＨｚのキャリア周波数を有した
【数２９】
2010283839.tif 000031
【００７１】
の各エレメントのための３０ｋｍ／ｈ単一経路レイリーフェージングプロセスを使用し、時空イコライザに対して完全なチャネルおよび雑音分散推定を仮定した。
【００７２】
図２は、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭコンステレーションのための２つの送信アンテナと２つの受信アンテナを有するＭＩＭＯシステムのリンクスループットのグラフである。図２において、１６ＱＡＭ−ＣＢＳまたはＱＰＳＫ−ＣＢＳは、ＣＢＳが並列送信ストリームに適用されたケースを示す。各アンテナストリームは、ＱＰＳＫの場合フレームあたり１，２５０ソースビットの固定レート（例えば、１．２５Ｍｂｐｓ目標合計レート）で送信され、１６ＱＡＭの場合フレームあたり２，５００ソースビット（例えば、２．５Ｍｂｐｓ目標合計レート）で送信された。割り当てられたウオルシュコードの数は４であって。従って、実効コードレートは、両方のコンステレーションに対して約１／３であり、これはターボエンコーダーのベースラインコードレートに等しい。ハイブリッド自動反復要求（ＨＡＲＱ）は最大４つの再送信のチェース(chase)結合に基づいていた。シミュレーションは、各プロセスの送信時間間隔が６フレーム（例えば、１００％のチャネル利用）の場合に、時間に対してストップアンドウエイト(stop-and-wait)タイプの６つの独立したＨＡＲＱプロセスをインターレースした。データトラヒックＥc／Ｉorに割り当てられた送信電力部分は合計送信電力の５０％（例えば、−３ｄＢ）に決定された。そして、合計ＡＷＧＮ電力に対する合計受信信号電力の比により定義されたジオメトリー値Ｇは、それぞれＱＰＳＫの場合０ｄＢに設定され、１６ＱＡＭの場合１０ｄＢに設定された。  図２は、
【数３０】
2010283839.tif 000032
【００７３】
が０である場合に、２つの送信ストリームの
【数３１】
2010283839.tif 000033
【００７４】
が０から１に変化した場合に合計される総スループットを示す。
【数３２】
2010283839.tif 000034
【００７５】
が０．７より大きいとき、ＣＢＳは実質的にスループット性能を改善する。
【数３３】
2010283839.tif 000035
【００７６】
が１．０であるとき、従来の１６ＱＡＭ  ＭＩＭＯシステムは、通信することができないが、ＣＢＳ−ベースシステムは、依然として相当量の情報を運ぶことができる。ＣＢＳベースシステムのスループット利得は、チェース結合期間中における干渉分散低減の効果、並びにストリーム間のコードワード競合の防止が起源である。
【００７７】
図３乃至図４はＥc／Ｉorが変化するにつれ、ＭＩＭＯシステムのＦＥＲを４つの送信アンテナおよび４つの受信アンテナと比較する。ジオメトリー値Ｇは１０ｄＢに設定される。図３において、
【数３４】
2010283839.tif 000036
【００７８】
が０に保持されている間、
【数３５】
2010283839.tif 000037
【００７９】
は変更される。図４では、
【数３６】
2010283839.tif 000038
【００８０】
が０に保持されている間、
【数３７】
2010283839.tif 000039
【００８１】
が変更される。４つのアンテナストリームの各々は、ＱＰＳＫコンステレーションを用いて、フレームあたり１，２５０ソースビット（例えば、２．５Ｍｂｐｓ目標合計レート）の固定レートで連続的に送信する。割り当てられたウオルシュコードの数は８であり、従って実効コードレートは約１／６である。その結果、レートマッチングブロックはほとんどのエンコーダー出力ビットを２度反復する。ストリーム間干渉分散低減能力により、ＣＢＳは、
【数３８】
2010283839.tif 000040
【００８２】
が０に等しいときでさえもＦＥＲを大幅に改善することができる。この改善は
【数３９】
2010283839.tif 000041
【００８３】
が増加するとより一層改善されるが、
【数４０】
2010283839.tif 000042
【００８４】
が増加するときと等しく変化しない。送信機相関上と受信機相関上のＣＢＳの非対称な効果は、送信機相関の場合に生じるコードワード競合問題により部分的に説明することができる。
【００８５】
図５は図３で調査された同じＭＩＭＯシステムのＦＥＲを示すが、Ｅc／Ｉorが−３ｄＢに設定され、Ｇが１０ｄＢに設定され、割り当てられたウオルシュコードの数が２乃至８に変化するので、実効コードレートは、約２／３乃至約１／６の範囲に及ぶ。ターボエンコーダーのベースラインコードレートは１／３であるので、コードレートがそれぞれ１／３より低いときおよび高いとき、反復とパンクチャリングを実行する。干渉分散低減能力により、ＣＢＳは、反復レートが増加するにつれ、著しい利得を引き出す。そのような場合、実効コードレートは減少する。
【００８６】
上述したように、チャネル列ベクトルが接近するようになると、独立して符号化され空間的に多重化されたＭＩＭＯ送信システムの潜在的な問題がある。２以上のストリームがほとんど同じ瞬間的なチャネル列ベクトルを有する極端な例が実用的なチャネルでは低い確率で生じるが、この極端の例が生じると、空間多重化ＭＩＭＯシステムにおいてコードワード競合問題を生じる。この問題を低減するために、１つ以上の送信ストリームのコード化され、レートマッチされたビットシーケンスに独立したスクランブリングが適用される。実効コードレートがベースラインチャネルエンコーダーのコードレートよりも低くなると、デコーディング経路メトリクスの品質の観点からコード化されたビットスクランブリングはストリーム間干渉の実効的な分散を低減する。なお、スクランブリングによる性能改善は、適応レート制御ベースＭＩＭＯシステムにおいて達成することができる。
【００８７】
図６は多重入力／多重出力システムにおいて情報を送信する方法６００のフローチャートである。ブロック６０２において、ビットストリームが処理されコード化されたビットシーケンスが発生される。ブロック６０４において、スクランブリングシーケンスが発生される。この場合、異なるストリームは異なるスクランブリングシーケンスを発生する。ブロック６０６において、コード化されたビットシーケンスはスクランブルされスクランブルされたビットストリームを発生する。ブロック６０８において、スクランブルされたビットストリームは処理され送信ビットストリームが発生される。最後に、ブロック６１０において、送信ビットストリームが送信される。
【００８８】
図７は多重入力／多重出力システムにおいて情報を受信する方法７００のフローチャートである。ブロック７０２において、情報ビットストリームが受信される。ブロック７０４において、情報ビットストリームが処理されビット対数−尤度比シーケンスが発生される。ブロック７０６において、ビット対数−尤度比シーケンスはデスクランブルされ、デスクランブルされたソフトビットストリームが発生される。最後に、ブロック７０８において、デスクランブルされたソフトビットストリームは処理され、デコードされたビットストリームが発生される。
【００８９】
当業者は、情報および信号は、さまざまな異なる科学技術および技法を用いて表してもよいことを理解するであろう。例えば、上述した記述全体を通して参照してもよいデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界、磁性粒子、光学界、または光学粒子またはそれらの任意の組合せにより表してもよい。
【００９０】
当業者はさらに、ここに開示した実施の形態に関連して記載した種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエアまたは両方の組合せで実施してもよいことを理解するであろう。このハードウエアとソフトウエアの互換性を明瞭に説明するために、種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが一般にそれらの機能性の観点から上に記載された。そのような機能性がハードウエアまたはソフトウエアとして実現されるかは特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せられた設計制約に依存する。熟達した職人は、各特定のアプリケーションに対して記載した機能性を変形した方法で実施することができるが、そのような実施の判断は、この発明の範囲を逸脱するものとして解釈されるべきでない。
【００９１】
ここに開示された実施の形態に関連して記載された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウエアコンポーネント、またはここに記載した機能を実行するように設計されたいずれかの組合せを用いて実施または実行してもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、別の方法では、プロセッサは、いずれかの一般的
なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってよい。プロセッサはまた、計算装置の組合せとしても実施できる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと協力した１つ以上のマイクロプロセッサまたはいずれかの他のそのような構成として実施してもよい。ここに開示された実施の形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウエアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウエアモジュールにおいて、または両者の組合せにおいて直接具現化してもよい。ソフトウエアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ（登録商標）、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、脱着可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に知られているその他のいずれかの形態の記憶媒体に常駐してもよい。記憶媒体は、プロセッサに接続される。そのようなプロセッサは記憶媒体から情報を読み出し、記憶媒体に情報を書き込むことができる。別の方法では、記憶媒体は、プロセッサに集積可能である。
【００９２】
プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣに存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に存在してもよい。別の方法では、プロセッサと記憶媒体はユーザ端末内のディスクリートコンポーネントとして存在してもよい。開示された実施形態の上述の記載は、当業者がこの発明を製作または使用可能にするために提供される。これらの実施の形態に対する種々の変更は当業者には容易に明白であろう、そしてここに定義される包括的原理はこの発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用可能である。従って、この発明は、ここに示される実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が許容されるべきである。従って、この発明はクレームによってのみ限定される。
【図１Ａ】
2010283839.tif 000043
【図１Ａ（Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ）】
2010283839.tif 000044
【図１Ｂ】
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【図１Ｂ（Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ）】
2010283839.tif 000046
【図１Ｃ】
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【図１Ｃ（Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年7月23日(2010.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成するエンコーダーと、
前記符号化されたビットストリームの各々を、別個に構成されたスクランブラーを用いてスクランブルし、複数の別個にスクランブルされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記複数の別個にスクランブルされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングするマッパーと、
を備えた装置。
【請求項２】
前記ビットストリームプロセッサーはさらに前記符号化されたビットストリームをレートマッチングするレートマッチャーを備えた、請求項１の装置。
【請求項３】
前記ビットストリームプロセッサーは、前記複数の符号化されたビットストリームの各々をインターリービングするインターリーバーをさらに備えた、請求項１の装置。
【請求項４】
前記インターリーバーは、前記符号化されたビットストリームの各々のスクランブリングの前に前記符号化されたビットストリームをインターリーブする、請求項３の装置。
【請求項５】
前記インターリーバーは、前記スクランブルされたビットストリームの各々をインターリーブする、請求項３の装置。
【請求項６】
前記マッパーは、所定の変調タイプに基づいて前記複数の別個にスクランブルされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマップし複数のシンボルストリームを発生する、請求項１の装置。
【請求項７】
前記変調タイプは直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）を備えた、請求項６の装置。
【請求項８】
前記変調タイプは直交振幅変調（ＱＡＭ）を備えた、請求項６の装置。
【請求項９】
前記複数のマップされたシンボルストリームをウオルシュコードの共通のサブセットにより拡散し複数の拡散信号を発生する拡散器をさらに備えた、請求項６の装置。
【請求項１０】
無線通信媒体を介して前記シンボルを送信するための複数のアンテナをさらに備えた、請求項１の装置。
【請求項１１】
前記シンボルを送信することは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムまたは直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）アクセスシステムの少なくとも１つに対して生じる、請求項１０の装置。
【請求項１２】
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成するエンコーダーと、
前記符号化されたビットストリームの各々を異なるインターリービングパターンを用いてインターリーブし、複数の別個にインターリーブされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記複数の別個にインターリーブされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングするマッパーと、
を備えた装置。
【請求項１３】
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成するエンコーダーと、
前記符号化されたビットストリームの各々を各符号化されたビットストリーム上の異なるパンクチャリングまたは反復パターンとレートマッチングし、複数の異なるビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記異なるビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングするマッパーと、
を備えた装置。
【請求項１４】
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成するデマッパーと、
異なるデスクランブリングアルゴリズムを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデスクランブルされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記異なってデスクランブルされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーと、
を備えた装置。
【請求項１５】
各デスクランブリングアルゴリズムは、以前に適用されたスクランブリングシーケンスを除去する、請求項１４の装置。
【請求項１６】
前記受信されたシンボルのソフトチップシーケンスを発生する時空イコライザと、複数のソフトシンボルシーケンスを発生する逆拡散器と、
をさらに備えた、請求項１４の装置。
【請求項１７】
前記デマッパーは、少なくとも一部分前記複数のソフトシンボルシーケンスに基づいて複数のビット対数−尤度比（ＬＬＲ）シーケンスをさらに発生する、請求項１６の装置。
【請求項１８】
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成するデマッパーと、
異なるデインタリービングパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデインターリーブされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記別個にデインターリーブされたビットストリームをデコードし、複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーと、
を備えた装置。
【請求項１９】
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成するデマッパーと、
異なるデパンクチャンリングパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデパンクチャされたビットストリームを生成するビットストリームプロセッサーと、
前記別個にデパンクチャされたビットストリームをデコードし、複数のデコードされたビットストリームを生成するデコーダーと、
を備えた装置。
【請求項２０】
多重入力多重出力通信システムにおける情報の送信のための方法において、
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成することと、
前記符号化されたビットストリームの各々を別個に構成されたスクランブラーを用いてスクランブルし、複数の別個にスクランブルされたビットストリームを生成することと、
前記複数の別個にスクランブルされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングすることと、
を備えた方法。
【請求項２１】
前記符号化されたビットストリームをレートマッチングすることをさらに備えた、請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記複数の符号化されたビットストリームの各々をインターリーブすることをさらに備えた、請求項２０の方法。
【請求項２３】
前記インターリービングは、前記符号化されたビットストリームの各々のスクランブリングの前に前記符号化されたビットストリームをインターリーブすることをさらに備えた、請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記インターリービングは、前記スクランブルされたビットストリームの各々をインターリーブすることをさらに備えた、請求項２２の方法。
【請求項２５】
前記マッピングすることは、前記複数の別個にスクランブルされたビットストリームのビットのグループを所定の変調タイプに基づいて送信シンボル内にマッピングし、複数のシンボルストリームを発生する、請求項２０の方法。
【請求項２６】
前記変調タイプは直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）を備えた、請求項２５の方法。
【請求項２７】
前記変調タイプは直交振幅変調（ＱＡＭ）を備えた、請求項２５の方法。
【請求項２８】
前記複数のマップされたシンボルストリームをウオルシュコードの共通のサブセットにより拡散し、複数の拡散信号を発生することをさらに備えた、請求項２５の方法。
【請求項２９】
無線通信媒体を介して前記シンボルを送信することをさらに備えた、請求項２０の方法。
【請求項３０】
前記シンボルを送信することは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムまたは直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）アクセスシステムの少なくとも１つに対して生じる、請求項２９の方法。
【請求項３１】
多重入力多重出力通信システムにおける情報の送信のための方法において、
複数のソースビットストリームを符号化し、複数の符号化されたビットストリームを生成することと、
前記符号化されたビットストリームの各々を異なるインターリービングパターンでインターリーブし、複数の別個にインターリーブされたビットストリームを生成することと、
前記複数の別個にインターリーブされたビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングすることと、
を備えた方法。
【請求項３２】
多重入力多重出力通信システムにおける情報の送信のための方法において、
複数のソースビットストリームを符号化し複数の符号化されたビットストリームを生成することと、
前記符号化されたビットストリームの各々を各符号化されたビットストリーム上の異なるパンクチャリングまたは反復パターンでレートマッチングし、複数の異なるビットストリームを生成することと、
前記複数の異なるビットストリームのビットのグループを送信シンボル内にマッピングすることと、
を備えた方法。
【請求項３３】
通信装置において情報を受信するための方法において、
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成することと、
異なるデスクランブリングアルゴリズムを各受信されたビットストリームに適用し複数の別個にデスクランブルされたビットストリームを生成することと、
前記別個にデスクランブルされたビットストリームをデコードし、複数のデコードされたビットストリームを生成することと、
を備えた方法。
【請求項３４】
各デスクランブリングアルゴリズムは以前に適用されたスクランブリングシーケンスを除去する、請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記受信されたシンボルのソフトチップシーケンスを発生することと、
複数のソフトシンボルシーケンスを発生することと、
をさらに備えた、請求項３３の方法。
【請求項３６】
少なくとも一部分前記複数のソフトシンボルシーケンスに基づいて複数のビット対数−尤度比（ＬＬＲ）を発生することをさらに備えた、請求項３５の方法。
【請求項３７】
通信装置において情報を受信するための方法において、
受信されたシンボルをビットグループに変換し複数の受信されたビットストリームを生成することと、
異なるデインターリービングパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデインターリーブされたビットストリームを生成することと、
前記別個にデインターリーブされたビットストリームをデコードして複数のデコードされたビットストリームを生成することと、
を備えた方法。
【請求項３８】
通信装置において情報を受信するための方法において、
受信されたシンボルをビットグループに変換し、複数の受信されたビットストリームを生成することと、
異なるデパンクチャリングパターンを各受信されたビットストリームに適用し、複数の別個にデパンクチャされたビットストリームを生成することと、
前記別個にデパンクチャされたビットストリームをデコードし、複数のデコードされたビットストリームを生成することと、
を備えた方法。
【外国語明細書】
2010283839000001.pdf