(57)【要約】【課題】送信チャネル（送信元−宛先、及び中継器−宛先）のフェージングに対してＢＥＲ率の点で耐性のある分散ターボ符号器の構造を提案すること。【解決手段】本発明は、送信元端末、少なくとも１つの中継端末、及び宛先端末を備える協調通信システムに関する。前記システムは、さらに前記送信元端末及び少なくとも前記中継端末にわたって分散ターボ符号器を備える。前記送信元端末に存在するターボ符号器の第１の部分（５１０、７１０、８１０）及び／又は前記中継端末に存在するターボ符号器の第２の部分（５２０、７２０、８２０）は、深いフェージングの搬送波を系統的情報データに割り当て、弱いフェージングの搬送波をパリティデータに割り当てる周波数スケジューラ（ＦＳｒ，ＦＳｓ）を備える。【選択図】図５
2010103994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信元端末（ｓ）、少なくとも１つの中継端末（ｒ）、及び宛先端末（ｄ）を備える協調通信システムであって、
前記送信元端末は、第１のマルチキャリア送信チャネルを介して前記宛先端末へ情報データ（Ｉ）を送信するように適合され、
該システムは、前記送信元端末及び少なくとも前記中継端末にわたって分散ターボ符号器を備え、
前記送信元端末に存在する前記ターボ符号器の部分は、第１の部分（５１０、７１０、８１０）として参照され、第１の組織経路、及び前記情報データを符号化して第１のパリティデータ（Ｐｓ）を生成する少なくとも１つの第１の畳み込み符号化パス（ＣＣｓ）を備え、
前記中継端末は、前記送信元端末から受信された信号から前記情報データを推定し、前記中継端末に存在する前記ターボ符号器の部分は、第２の部分（５２０、７２０、８２０）として参照され、上述のように推定された前記情報データ
【数１】
2010103994.tif 000030
を提供する第２の組織経路、及び前記情報データをインターリーブした後に該情報データを符号化して第２のパリティデータ（Ｐｒ）を生成する第２の畳み込み符号化パス（ＣＣｒ）を備え、
前記推定されたデータ
【数２】
2010103994.tif 000031
及び前記第２のパリティデータ（Ｐｒ）は、第２のマルチキャリア送信チャネルを介して送信され、該システムは、前記送信元端末又は前記中継端末に存在する少なくとも１つの周波数スケジューラ（ＦＳｓ、ＦＳｒ）を備えることを特徴とし、
前記スケジューラは、深いフェージングを示す搬送波（Ωｈｉｇｈ）を、前記第１の組織経路又は前記第２の組織経路からそれぞれ発信された前記データに割り当てると共に、弱いフェージングを示す搬送波（Ωｌｏｗ）を前記第１の畳み込み符号化パス又は前記第２の畳み込み符号化パスからそれぞれ発信された前記データに割り当てることを特徴とする、協調通信システム。
【請求項２】
前記協調通信システムは、前記送信元端末に存在し、前記系統的情報データ（Ｉ）及び前記第１のパリティデータ（Ｐｓ）を入力において受信し、前記深いフェージングの搬送波を前記系統的情報データ（Ｉ）に割り当てると共に、前記弱いフェージングの搬送波を前記第１のパリティデータ（Ｐｓ）に割り当てる第１の周波数スケジューラ（ＦＳｓ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の協調通信システム。
【請求項３】
前記協調通信システムは、前記中継端末に存在し、前記推定された系統的情報データ及び前記第２のパリティデータ（Ｐｒ）を入力において受信し、前記深いフェージングの搬送波を前記推定された系統的情報データに割り当てると共に、前記弱いフェージングの搬送波を前記第２のパリティデータ（Ｐｒ）に割り当てる第２の周波数スケジューラ（ＦＳｒ）を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の協調通信システム。
【請求項４】
前記第２のスケジューラ（ＦＳｒ）によって利用される弱いフェージングの搬送波（Ωｌｏｗ）と強いフェージングの搬送波（Ωｈｉｇｈ）との間の区分は、前記送信元端末によって決定されることを特徴とすると共に、この区分を示す情報は前記中継端末へ送信されることを特徴とする、請求項３に記載の協調通信デバイス。
【請求項５】
前記区分は、前記宛先端末によって送信されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）から前記送信元端末により決定されることを特徴とする、請求項４に記載の協調通信デバイス。
【請求項６】
前記第２のスケジューラによって利用される弱いフェージングの搬送波（Ωｌｏｗ）と深いフェージングの搬送波（Ωｈｉｇｈ）との間の前記区分は、前記中継端末によって自律的に決定されることを特徴とする、請求項３に記載の協調通信デバイス。
【請求項７】
前記区分は、前記宛先端末によって送信されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）から前記中継端末により決定されることを特徴とする、請求項６に記載の協調通信デバイス。
【請求項８】
前記第１のマルチキャリアチャネル及び前記第２のマルチキャリアチャネルがＯＦＤＭチャネルであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の協調通信デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、協調型の通信システムに関し、特に、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステム、Ｗｉ−ＭＡＸシステム、３ＧＰＰ  ＬＴＥアドバンストシステム、及び無線ローカルネットワーク（ＷＬＡＮ）に適用される。
【背景技術】
【０００２】
協調型の無線通信システムは、従来のセルラーシステムよりも、大きなカバレッジを提供すると共にフェージングに対する影響を受けにくいことが知られている。協調型の無線システムの説明は、例えば、非特許文献１に見ることができる。
【０００３】
図１は、このようなシステムにおける協調方式を模式的に示す。送信元（source）端末ｓは、データフローを宛先端末ｄへ送信する。端末ｒも、ｓから発信されたデータフローを受信し、そのデータフローを宛先端末ｄへ中継する。端末ｒは、このように、ｓとｄとの間のデータの送信において協調する。例えば、チャネルｓ−ｄの品質が、例えばｓとｄとの間の障害物の存在又はフェージングに起因して不十分である場合、チャネルｓ−ｒ−ｄは、それを修正し、満足な連絡品質を生成する。データフローは、送信軌道（transmission trajectory）の空間ダイバーシティをさらに増大するために、いくつかの端末によって中継することができる。また、データフローの中継は、単一回（シングルホップ（single-hop））とすることもできるし、又は数回（マルチホップ（multiple-hop））とすることもできる。中継器（relay）は、送信元から受信した信号を増幅後にうまく再送信することもできるし（増幅転送を表すＡＦとして知られているプロトコル）、又はそうでない場合、信号を再送する前に信号を事前に復号することもできる（復号転送を表すＤＦとして知られているプロトコル）。
【０００４】
別の電気通信の分野では、非特許文献２にC. Berrou他によって紹介されたターボ符号が、多数の研究努力の焦点となっている。ランダム符号化の性能に近い、ビット誤り率、すなわちＢＥＲ（Bit Error Rate）の点からのターボ符号の注目すべき性能が、異なる要素符号器間の１つ又は複数のインターリーバの存在によって解説されている。
【０００５】
図２は、ターボ符号器の構造の一例を示す。送信元Ｓから発信された情報ビットＩは、並列に配置された組織畳み込みタイプの２つの要素符号器によって符号化される。要素符号器（ＲＳＣ１，ＲＳＣ２）のそれぞれは、組織経路（systematic path）と、情報ビットＩを未変更のままにしておく定義と、畳み込み符号器（ＣＣ１，ＣＣ２）とによって構成される。畳み込み符号器ＣＣ１は、情報ビットＩの関数としてのパリティビットＰ１を提供する。一方、畳み込み符号器ＣＣ２は、インターリーバΠによって事前にインターリーブされた情報ビットの関数としてのパリティビットＰ２を提供する。マルチプレクサＭＵＸは、その後、ビットＩ、Ｐ１、Ｐ２を送信チャネル上に多重化する。
【０００６】
より一般的に言えば、（並列タイプの）ターボ符号器は、同一の又は同一でない複数の組織畳み込み符号器ＲＳＣ１、…、ＲＳＣＮを並列に連結したものに由来し、それらの入力は、異なったインターリーブ法則によってインターリーブされる。このようなターボ符号器の説明は、非特許文献３に見られる。要素符号器の個数Ｎは、ターボ符号の次元として知られている。ターボ符号の性能は、インターリーブ法則の特性に本質的に関連付けられている。実際には、これらがカオス的であるほど、符号の拘束長は長くなり、符号は雑音に対してよりロバストになることが理解される。
【０００７】
協調システムの送信元端末と中継端末との間で分散ターボ符号器を作製するというアイデアは、近年、M.  Janani他によって非特許文献４に提案された。
【０００８】
図３は、送信元端末ｓと中継端末ｒとの間の分散ターボ符号器の構造を模式的に示す。送信元端末及び中継端末にそれぞれ存在するターボ符号器の複数の部分は、３１０及び３２０において区別されている。
【０００９】
送信元端末ｓは、第１の組織畳み込み符号器ＲＳＣｓを備える。情報ビットＩは、符号器ＲＳＣｓの組織経路によって未変更のままにされ、畳み込み符号器ＣＣｓによって、ここではＰｓにより指定されるパリティビットに符号化される。マルチプレクサＭＵＸｓは、送信前にビットＩ及びＰｓを多重化する。
【００１０】
中継端末ｒは、上述のように多重化されたビットのフローを受信し、ＳＯＶＡ（ソフト出力ビタビアルゴリズム（Soft  Output  Viterbi  Decoder））として知られているフレキシブルな出力を有するビタビ復号器によって情報ビットＩを推定する。復号に関しては、このように復号されたビットのソフト値に対してハード判定が行われる。ここでは
【００１１】
【数１】
2010103994.tif 000003
【００１２】
と記されるハード値は、次に、第２の畳み込み符号器ＣＣｒにおいて符号化される前に、インターリーバΠｒにおいてインターリーブされる。第２の符号器によって提供されるパリティビットＰｒは、次に、宛先端末ｄへ送信される。
【００１３】
符号器ＣＣｓ及びＣＣｒは、ここでは、図２のターボ符号器における畳み込み符号器ＣＣ１及びＣＣ２と同じ役割を果たすことが理解される。換言すれば、部分３１０及び３２０は、情報ビットＩのターボ符号化を共同で実行する。
【００１４】
宛先端末ｄは、一方では、送信元端末から情報ビットＩ及びパリティビットＰｓを受信し、他方では、中継端末からパリティビットＰｒを受信する。受信されたビットのフローは、分散ターボ符号器の要素符号器と同じ個数の復号器を使用して反復復号を受ける。反復復号において、復号器は、異なる情報ビットに関係のある外部値を更新及び交換する。この場合に、宛先端末は、ＳＩＳＯタイプ（ソフトインソフトアウト（Soft In Soft Out））の２つの復号器を備え、例えば、ＭＡＰタイプ（最大事後確率(Maximum A Posteriori)）の復号器又はＳＯＶＡタイプ（ソフト出力ビタビ復号器）の復号器を備える。
【００１５】
このタイプの分散ターボ符号化は、送信チャネルがガウス分布であるとき、より正確にはＡＷＧＮタイプ（加法性白色ガウス雑音（Additive White Gaussian Noise））であるときに十分に機能する。ＡＷＧＮチャネルは、伝送係数（transmission coefficient）及び雑音分散によってモデル化される。しかしながら、実際には、無線送信システムの送信チャネルは、所与の信号対雑音比のＢＥＲの点でターボ符号の性能を厳しく制限する可能性のあるフェージング（レイリーフェージング）を受ける。より正確に言えば、チャネルは、弱いフェージングのインスタンス及び強いフェージング（深いフェージング）のインスタンスを示す経時的な変数としてモデル化することができる。
【００１６】
通信システムの他の例は、従来技術の次の文献、すなわち特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、非特許文献５、及び非特許文献６に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】国際公開第２００８／１０９９１２号パンフレット
【特許文献２】仏国特許出願公開第２８００９４７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０６５９４６号明細書
【特許文献４】国際公開第２００７／０６４２４９号パンフレット
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】２０００年１０月にProc. Allerton Conf. on Comm,.Contr., Computingに掲載されたJ. N. Lanemann及びG. W. Wornellによる「Exploiting distributed  spatial diversity in wireless networks」と題する論文
【非特許文献２】Proceeding of ICC’93 pp.1064-1070のC. Berrouらによる「Near Shannon  limit error-correcting coding and decoding: Turbo Codes」と題する独創性に富んだ論文
【非特許文献３】Proc. IEEE MILCOM pp. 279-285, 1995に掲載されたD. Divsalar他による「Multiple turbo codes」と題する論文
【非特許文献４】IEEE Trans. Signal Process., vol. 52, No. 2,pp. 362-371, Feb. 2004に掲載されたM. Janani他による「Coded cooperation in wireless communications: space-time  transmission and iterative decoding」と題する論文
【非特許文献５】VALENTI M C他による論文：「Distributed  turbo codes: towards the capacity of the relay channel」VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, 2003. VTC 2003-FALL. 2003 IEEE 58thORLANDO, FL, USA 6-9 Oct. 2003; IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE,PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, US, October 6 2003 (2003-10-06), pages 322-326Vol.1, XP010700782 ISBN: 978-0-7803-7954-1
【非特許文献６】ZHAO B他による論文：「Distributed  turbo coded diversity for relay channel」ELECTRONICS  LETTERS, IEE STEVENAGE, GB, vol. 39, no. 10, May 15 2003(2003-05-15), pages  786-787, XP006020339 ISSN:0013-5194
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
したがって、本発明の目的は、従来技術の分散ターボ符号器よりも送信チャネル（送信元−宛先、及び中継器−宛先）のフェージングに対してＢＥＲ率の点で耐性のある分散ターボ符号器の構造を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、送信元端末、少なくとも１つの中継端末、及び宛先端末を備える協調通信システムであって、送信元端末は、第１のマルチキャリア送信チャネル上で宛先端末へ情報データを送信するように適合され、該システムは、上記送信元端末と少なくとも上記中継端末との間に分散ターボ符号器を備え、送信元端末に存在するターボ符号器の部分は、第１の部分として参照され、第１の組織経路、及び上記情報データを符号化して第１のパリティデータを生成する少なくとも１つの第１の畳み込み符号化パスを備え、中継端末は、送信元端末から受信された信号から上記情報データを推定し、中継端末に存在するターボ符号器の部分は、第２の部分として参照され、上述のように推定された情報データを提供する第２の組織経路、及び情報データをインターリーブした後に該情報データを符号化して第２のパリティデータを生成する第２の畳み込み符号化パスを備え、上記推定されたデータ及び上記第２のパリティデータは、第２のマルチキャリア送信チャネル上で送信される、協調通信システムによって定義される。上記システムは、送信元端末又は中継端末に存在する少なくとも１つの周波数スケジューラを備え、上記スケジューラは、深いフェージングを示す搬送波を、第１の組織経路又は第２の組織経路からそれぞれ発信されたデータに割り当てると共に、弱いフェージングを示す搬送波を第１の畳み込み符号化パス又は第２の畳み込み符号化パスからそれぞれ発信されたデータに割り当てる。
【００２１】
第１の実施の形態によれば、協調通信システムは、送信元端末に存在し、上記系統的（systematic）情報データ及び上記第１のパリティデータを入力において受信し、深いフェージングの搬送波を系統的情報データに割り当てると共に、弱いフェージングの搬送波を第１のパリティデータに割り当てる第１の周波数スケジューラを備える。
【００２２】
協調通信システムは、中継端末に存在し、上記推定された系統的情報データ及び上記第２のパリティデータを入力において受信し、深いフェージングの搬送波を系統的情報データに割り当てると共に、弱いフェージングの搬送波を第２のパリティデータに割り当てる第２の周波数スケジューラも備えることができる。
【００２３】
第１の変形形態によれば、第２のスケジューラによって利用される弱いフェージングの搬送波と強いフェージングの搬送波との間の区分は、送信元端末によって決定され、この区分を示す情報は中継端末へ送信される。
【００２４】
この場合、上記区分は、宛先端末によって送信されたチャネル品質インジケータ（Channel  quality  indicator:  CQI）から送信元端末により決定され得る。
【００２５】
本発明の第２の実施の形態によれば、第２のスケジューラによって利用される弱いフェージングの搬送波と深いフェージングの搬送波との間の区分は、中継端末によって自律的に決定される。
【００２６】
この場合、上記区分は、宛先端末によって送信されたチャネル品質インジケータから中継端末により決定され得る。
【００２７】
好ましい実施の形態によれば、第１のマルチキャリアチャネル及び第２のマルチキャリアチャネルはＯＦＤＭチャネルである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の他の特徴及び利点は、添付した図を参照して与えられる本発明の好ましい実施形態から明らかになる。
【００２９】
【図１】協調型の無線電気通信システムを模式的に示す図である。
【図２】最先端の技術から知られているターボ符号器の構造を模式的に示す図である。
【図３】最先端の技術から知られている分散ターボ符号器の構造を模式的に示す図である。
【図４】ブロックフェージングマルチキャリア送信チャネルの状態を示す図である。
【図５】本発明の第１の変形の実施形態による周波数スケジューリングを有する分散ターボ符号器の構造を模式的に示す図である。
【図６】図５のターボ符号器の周波数スケジューリングの一例を与える図である。
【図７】本発明の第２の変形の実施形態による周波数スケジューリングを有する分散ターボ符号器の構造を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第３の変形の実施形態による周波数スケジューリングを有する分散ターボ符号器の構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では、送信元端末ｓ、少なくとも１つの中継端末ｒ、及び宛先端末ｄを備える協調通信システムを考える。「送信元端末」という表現は、広い意味に解さなければならず、本発明は、特に、基地局がそのダウンリンクでユーザの端末へデータを送信する場合に関係し得る。同様に、「宛先端末」という表現は、広い観点で理解しなければならず、本発明は、送信元端末がそのアップリンクで基地局へデータを送信する場合にも関係する。これらの２つの適例では、データは、中継端末によって、アップリンクの場合には基地局へ中継され、ダウンリンクの場合にはユーザの端末へ中継される。
【００３１】
送信チャネルは、無線接続の大部分をモデル化するための現実的な仮定である、ブロックフェージングタイプ（ブロックフェージングチャネル）であると仮定される。ブロックフェージングチャネルでは、例えば符号語といった送信されるメッセージは、複数のチャネルインスタンスに遭遇する。これらのインスタンスは、チャネルが時間において選択的であるのか、それとも周波数において選択的であるのかに応じて、時間及び／又は周波数（frequential）であり得る。以下では、送信が、例えばＯＦＤＭ多重（直交周波数分割多重）といったマルチキャリア信号によって行われることを考える。この場合、Ｎｃが搬送波の個数（より正確には、ＯＦＤＭ送信の場合には副搬送波の個数）である場合、符号語が遭遇するチャネルインスタンスは、同じフェージングを実質的に受ける周波数ブロック又は「周波数チャンク」である。
【００３２】
説明図として、図４は、任意の所与の瞬間におけるＯＦＤＭブロックフェージング送信チャネルの状態を示す。このチャネルの伝達関数ｈ（ｆ）は、このチャネルの周波数インスタンス（frequential instance）とも呼ばれる、
【００３３】
【数２】
2010103994.tif 000004
【００３４】
と記される複数の定量化レベルＬ個によって定量化され得る。チャネルの伝達関数は、次に、定量化された関数
【００３５】
【数３】
2010103994.tif 000005
【００３６】
によって概算され得る。連続した搬送波ｆｉのそれぞれの定量化された伝送係数
【００３７】
【数４】
2010103994.tif 000006
【００３８】
が同じ値である該連続した搬送波ｆｉは、インターバルの形態でグループ化され得る。したがって、関数
【００３９】
【数５】
2010103994.tif 000007
【００４０】
は、インターバルΩ１、…、ΩＫによって定義される関数とみなすことができる。ここで、
【００４１】
【数６】
2010103994.tif 000008
【００４２】
は、すべての搬送波の集合である。結合していない２つのインターバルは、同じ周波数インスタンスに対応し得る。構成により、２つの隣接したインターバルΩｋ、Ωｋ＋１は、異なるインスタンスに対応する。インターバルΩｋは、シングルトンに縮小され得る。
【００４３】
図４に示す場合では、チャネルは、５つのチャネルインスタンス（Ｌ＝５）及び９つの搬送波インターバル（Ｋ＝９）によって定義される。
【００４４】
一般に、チャネルの状態は、符号語ごとに変化する可能性があることに留意すべきである。換言すれば、関数
【００４５】
【数７】
2010103994.tif 000009
【００４６】
は、必ずしも経時的に一定であるとは限らないことに留意すべきである。
【００４７】
図５は、本発明の第１の実施形態による分散ターボ符号器の第１の実施形態を示す。送信元端末ｓに存在するターボ符号器の部分は５１０に示され、中継端末ｒに存在する部分は５２０に示される。
【００４８】
第１の部分５１０は、情報ビットＩを直接提供する第１の組織経路及び第１のパリティビットＰｓを提供する第１の畳み込み符号化パスを備える。第１の畳み込み符号化パスは、情報ビットＩ及び第１の畳み込み符号器ＣＣｓによる符号を受信する。符号器ＣＣｓは、より正確には、再帰タイプの畳み込み符号器である。
【００４９】
マルチプレクサＭＵＸｓは、系統的情報ビット及びパリティビットを二者択一で選択する。マルチプレクサの出力におけるビットは、次に、異なる搬送波が変調される前に、Ｍ−ａｒｙシンボル変調器（M-ary to symbol modulator）（図示せず）によって変調アルファベットのシンボルに変換される。ＢＰＳＫ変調（二相位相偏移変調方式）の場合、各ＢＰＳＫシンボルは、異なる周波数を変調し、したがって、各系統的情報ビット又はパリティビットは、したがって、異なる搬送波に関連付けられる。例えばＯＦＤＭ信号といったマルチキャリア信号は、必要に応じて、ＲＦ帯域に変換することができる。
【００５０】
中継端末ｒは、送信元端末からのマルチキャリア信号を受信し、必要に応じてベースバンドへの変換を行った後に受信する。マルチキャリア信号の復調によって、系統的情報ビット及びパリティビットのソフト値
【００５１】
【数８】
2010103994.tif 000010
【００５２】
が回復される。これらのソフト値は、例えばソフト出力ビタビ復号器（ＳＯＶＡ）といった、送信元端末の畳み込み符号器に対応するＳＩＳＯタイプの復号器に供給される。
【００５３】
ＳＩＳＯ復号器は、ソフト値の出口で（en sortie des）系統的情報ビット
【００５４】
【数９】
2010103994.tif 000011
【００５５】
を提供する。これらのソフト値は、ハード判定を受けて、推定されたビット
【００５６】
【数１０】
2010103994.tif 000012
【００５７】
を提供する。
【００５８】
分散ターボ符号器の第２の部分５２０は、上述のように推定された系統的情報ビットを受信する。第２の部分５２０は、それ自体、推定されたビット
【００５９】
【数１１】
2010103994.tif 000013
【００６０】
を直接提供する第２の組織経路、及び第２のパリティビットＰｒを提供する第２の畳み込み符号化パスを備える。第２の畳み込み符号化パスは、推定されたビットを受信し、インターリーバΠによってそれらの推定されたビットをインターリーブし、このようにインターリーブされたビットを畳み込み符号器ＣＣｒによって符号化する。符号器ＣＣｒは、より正確には再帰タイプの畳み込み符号器である。
【００６１】
第２の組織経路及び畳み込み符号化パスは、ビット
【００６２】
【数１２】
2010103994.tif 000014
【００６３】
及びＰｒを周波数スケジューラＦＳｒに供給する。周波数スケジューラＦＳｒは、以下で詳細に説明する割り当てルールに従ってそれらのビットを搬送波に割り当てる。１つの搬送波に割り当てられるＭビットは、Ｍ−ａｒｙシンボル変調器（図示せず）によって変調アルファベットのシンボルに変換され、このように得られたシンボルは、異なる複数の搬送波を変調する。結果のマルチキャリア信号は、必要に応じてＲＦ周波数への変換後、中継端末によって送信される。
【００６４】
周波数割り当て方策の目的は、パリティビットＰｒを弱いフェージングを示す搬送波へ送信し、系統的ビットをより深いフェージングを示す搬送波へ送信することである。別の方法で表せば、搬送波の集合Ωは、搬送波の第１の部分集合Ωｌｏｗ及び第２の部分集合Ωｈｉｇｈに分割される。第１の部分集合のそれぞれの伝送係数は、しきい値よりも大きい（弱いフェージング）。第２の部分集合のそれぞれの伝送係数は、このしきい値よりも小さい（深いフェージング）。より正確に言えば、中継端末ｒと宛先端末ｄとの間のチャネル上での送信は、
ｙｒｄ＝Ｈｒｄｘｒ＋ｎｒｄ                                        （１）
によって表すことができる。ここで、ｘｒは、Ｎｃ個の異なる搬送波によって搬送される変調シンボルの成分からなる次元ベクトルであり、
【００６５】
【数１３】
2010103994.tif 000015
【００６６】
は、サイズＮｃ×Ｎｃの対角行列であり、その対角要素は、異なる搬送波の伝送係数であり、ｎｒｄは、Ｎｃ個の雑音成分から成る次元ベクトルであり、ｙｒｄは、宛先端末ｄによって受信されたシンボルから成るベクトルである。係数αｎ、ｎ＝１，…，Ｎｃは、所定のしきい値αＴと比較される。以下のものが定義される。
Ωｌｏｗ＝｛ｆｎ｜αｎ＞αＴ｝及びΩｈｉｇｈ＝｛ｆｎ｜αｎ≦αＴ｝    （２）
【００６７】
一変形によれば、伝送係数がＬ個のレベル
【００６８】
【数１４】
2010103994.tif 000016
【００６９】
の定量化を事前に受けていた場合、部分集合Ωｌｏｗ及びΩｈｉｇｈは、
【００７０】
【数１５】
2010103994.tif 000017
【００７１】
によって定義することができる。
【００７２】
すべての場合において、第２のパリティビットＰｒは、系統的ビット
【００７３】
【数１６】
2010103994.tif 000018
【００７４】
よりも好都合な条件のもとで送信される。本発明の基礎にある着想は、ターボ符号の次元及び中継器によって導入される空間ダイバーシティをできる限り同時に保証することである。実際には、深いフェージングのために第２のパリティビットが宛先端末によって復号できないと考えられる場合に、インターリーブ及び第２の畳み込み符号化を行う利益は失われ、ターボ符号の有効な次元は削減される。
【００７５】
スケジューラのスケジューリングルールは、異なる方法で制御され得る。
【００７６】
第１の変形によれば、例えば、送信元端末及び中継端末が互いに遠隔に配置されていない（送信元−宛先送信チャネル、及び中継器−宛先送信チャネルが同様である）場合、送信元端末は、チャネル品質インジケータ、すなわちＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を介して、深いフェージングにより影響を受ける周波数を求めることができ、それらの周波数から部分集合Ωｈｉｇｈ及びその相補的なΩｌｏｗを推論することができる。区分（Ωｈｉｇｈ，Ωｌｏｗ）に関する情報は、送信元端末によって補助チャネル（図示せず）により中継端末へ送信することができる。例えば、Ωの区分の所定の集合は、補助チャネルで送信された区分情報を使用してインデックス付けすることができる。代替的に、区分情報は、送信されるメッセージヘッダに組み込むこともできる。区分情報は、なんとしても宛先端末へ送信しなければならないことに留意すべきである。宛先端末は、復号を行うことができるように、中継端末のレベルで利用されるスケジューリングルールを実際に知っていなければならない。
【００７７】
第２の変形によれば、スケジューリングルールは、中継端末により自律的に制御することができる。例えば、中継端末が宛先端末に向けてデータを厳密に送信する場合（これは、宛先端末が基地局である場合に頻繁に行われることである）、宛先端末は、中継器−宛先チャネルの品質インジケータ（ＣＱＩ）から区分（Ωｈｉｇｈ，Ωｌｏｗ）を求めることができる。代替的に、中継端末が、宛先端末からデータを受信する場合、すなわち、宛先端末が基地局である場合には宛先端末のダウンリンクで、チャネルが逆数であると仮定すると、中継端末は、制御された受信シンボルに起因する異なる複数の搬送波の減衰係数を求め、それらの減衰係数から区分（Ωｈｉｇｈ，Ωｌｏｗ）を推論することができる。
【００７８】
図６は、４つのインスタンス
【００７９】
【数１７】
2010103994.tif 000019
【００８０】
を有する、中継端末ｒと宛先端末ｄとの間の送信チャネルの周波数スケジューリングの例を与える。集合Ωｌｏｗは、減衰係数が
【００８１】
【数１８】
2010103994.tif 000020
【００８２】
又は
【００８３】
【数１９】
2010103994.tif 000021
【００８４】
によって定量化される搬送波により構成される。集合Ωｈｉｇｈは、減衰係数が
【００８５】
【数２０】
2010103994.tif 000022
【００８６】
又は
【００８７】
【数２１】
2010103994.tif 000023
【００８８】
によって定量化される搬送波により構成される。送信される符号語は、１４ビットＩ１、…、Ｉ１４によって構成されていたものと推定される。推定された値
【００８９】
【数２２】
2010103994.tif 000024
【００９０】
から符号器ＣＣｒによって供給されるパリティビットは、ここでは、Ｐｒ１、…、Ｐｒ１４によって設計される。チャネルは、符号語の送信時間中は変化しないと考えられる。スケジューリング表は、系統的ビット
【００９１】
【数２３】
2010103994.tif 000025
【００９２】
が、集合Ωｈｉｇｈに属する搬送波にわたって分散されると共に、パリティビットＰｒ１、…、Ｐｒ１４が、集合Ωｌｏｗに属する搬送波にわたって分散されることを示す。
【００９３】
当業者は、上述した実施形態を任意の個数の中継端末上の分散ターボ符号器に一般化できることを理解するであろう。送信元端末及び中継端末は、必ずしもターボ符号の単一の次元、換言すれば単一の畳み込み符号化パスを提供しないが、複数のこのようなパスを備えることができる。例えば、協調通信システムが、複数の中継端末ｒ１、…、ｒＪを備える場合、ターボ符号の全次元は、
【００９４】
【数２４】
2010103994.tif 000026
【００９５】
となる。ここで、ｖｊは、中継端末ｒｊの畳み込み符号化のパスの個数であり、項１は、組織経路を表す。
【００９６】
宛先端末のレセプタ側から、送信元端末及び中継端末からそれぞれ受信された系統的ビットＩ、
【００９７】
【数２５】
2010103994.tif 000027
【００９８】
のソフト値が、ＭＲＣ合成（最大比合成）によって合成されて、合成ソフト値が提供される。系統的ビットの合成ソフト値、及び畳み込み符号化の
【００９９】
【数２６】
2010103994.tif 000028
【０１００】
パスからそれぞれ受信されたパリティビットのソフト値は、符号化パスと同数の、ＳＩＳＯタイプ（ソフト入力ソフト出力）又はＭＡＰタイプ（最大事後確率）の要素符号器を備えるターボ符号器によって従来通りに復号される。復号は、それ自体、逐次反復（successive iterations）として知られている方法で行われ、各復号器は、各反復において、他の復号器に、次の反復のための、異なる複数のビットに関連付けられた外部情報を提供する。したがって、古典的なターボ復号に関連した複雑さが追加されることはない。
【０１０１】
図５の協調通信システムは、送信元端末と宛先端末との間の送信チャネルが深いフェージングを受けてないときに十分に機能する。逆の場合、本発明の第２の実施形態による協調通信システムを利用することが好ましい。
【０１０２】
図７は、本発明の第２の実施形態による分散ターボ符号器を示す。前の実施形態とは逆に、周波数スケジューリングは、ここでは、送信元端末に存在するターボ符号器の部分７１０で行われ、中継端末に存在する第２の部分７２０は、推定された系統的ビット
【０１０３】
【数２７】
2010103994.tif 000029
【０１０４】
及びパリティビットＰｒを二者択一で又はランダムに選択することによって多重化のみを行う。周波数スケジューラＦＳｓの機能は、周波数スケジューラＦＳｓが情報系統的ビットＩ及びパリティビットＰｓに対して操作を行うという相違はあるが、第１の実施形態の周波数スケジューラＦＳｒの機能と同一である。この実施形態では、区分（Ωｈｉｇｈ，Ωｌｏｗ）は、送信元端末自体によって決定される。しかしながら、情報は、補助チャネルにより又はヘッダで、中継端末及び宛先端末の双方へ送信される。中継端末及び宛先端末の双方は、それらのそれぞれの復号操作を行うことができるように、スケジューリングルールを知る必要がある。
【０１０５】
第２の実施形態は、中継端末と宛先端末との間の送信チャネルが深いフェージングを受けていないときに良好な結果を与える。送信元−宛先送信チャネル、及び中継器−宛先送信チャネルの２つのチャネルがフェージングによる影響を受ける可能性がある場合、第３の実施形態が好ましい。
【０１０６】
図８は、本発明の第３の実施形態による分散ターボ符号器を示す。送信元端末に存在するターボ符号器の第１の部分８１０は、第２の実施形態の構造と同じ構造を有し、中継端末に存在する第２の部分８２０は、第１の実施形態の構造と同じ構造を有する。パリティビットＰｓ及びＰｒは、符号の次元を最もよく保存するために、送信元−宛先送信チャネル、及び中継器−宛先送信チャネルを介して、特権を与えられたものとして（as privileged）送信されることが理解される。
【０１０７】
スケジューラＦＳｓで利用されるスケジューリングルールは、第２の実施形態で解説したように、送信元端末によって決定される。スケジューラＦＳｒで利用されるスケジューリングルールは、送信元端末によって決定される（これは、ＦＳｓによって利用されるものと同じである）か、又は第１の実施形態で解説したように、中継端末によって自律的に決定される。
【０１０８】
ＦＳｓスケジューラ及び／又はＦＳｒスケジューラは、好ましくは、チャネルの展開する速度に応じて、例えば新しい各符号語で更新することもできるし、又はそうでない場合周期性に従って更新することもできる動的スケジューリングルールを利用する。
【図１】
2010103994.tif 000032
【図２】
2010103994.tif 000033
【図３】
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【図４】
2010103994.tif 000035
【図５】
2010103994.tif 000036
【図６】
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【図７】
2010103994.tif 000038
【図８】
2010103994.tif 000039
【外国語明細書】
2010103994000001.pdf