(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路（１２０）上での送信のための伝送ブロック（ｔ（ｉ））を、長さＮの入力されたシンボルブロック（ｘ（ｉ））に基づいて提供するように構成される通信システムのためのプリコーダ（１１２、２１２）であり、前記プリコーダは、対応する前記伝送ブロック（ｔ（ｉ））が前記伝送路上の送信後にひずみなく現れるように該伝送路の特性の推定値に基づいて各シンボルブロック（ｘ（ｉ））をプリディストートするように構成され、シンボル内干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第１の量のベクトル（Ｒξ）と、シンボル間干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第２の量（ｑ）のベクトルとを供給するように構成される前記プリコーダであって、
前記プリコーダは、前記第１の量のベクトル（Ｒξ）と、前記第２の量のベクトル（ｑ）との和として形成される和のベクトルに、トムリンソン−ハラシマ・プリコーディング（ｍｏｄＭ）を適用し、前記トムリンソン−ハラシマ・プリコーディングは、ｋ＝Ｎから開始しｋ＝１に至るまでＮ回、前記和に対して適用され、各回において、前記第１の量のベクトル（Ｒξ）が更新され、
前記伝送ブロック（ｔ（ｉ））は、前記第１の量のベクトル（Ｒξ）と前記第２の量のベクトル（ｑ）とを用いて生成される、
ことを特徴とするプリコーダ。
【請求項２】
各シンボルブロック（ｘ（ｉ））は所定の値域［−Ｍ、Ｍ］の範囲内にあり、前記プリコーダは、提供される前記伝送ブロック（ｔ（ｉ））を前記所定の値域［−Ｍ、Ｍ］の中にマップするため、前記トムリンソン−ハラシマ・プリコーディングに基づき、前記各シンボルブロック（ｘ（ｉ））をプリディストートするように構成されることを特徴とする請求項１に記載のプリコーダ。
【請求項３】
前記第２の量（ｑ）は、前記伝送路（１２０）に対するシンボル間干渉量と先の伝送ブロック（ｔ（ｉ−１））とに基づくことを特徴とする請求項１又は２に記載のプリコーダ。
【請求項４】
前記第１の量は、シンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）と、入力された前記シンボルブロック（ｘ（ｉ））とに基づくことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプリコーダ。
【請求項５】
前記第１の量は、シンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）から分解された行列（Ｒ）と、入力された前記シンボルブロック（ｘ（ｉ））とに基づくことを特徴とする請求項４に記載のプリコーダ。
【請求項６】
前記プリコーダは、入力された前記シンボルブロック（ｘ（ｉ））のそれぞれに対して、中間シンボルブロック（ξ）を
0005411273.tif 000029
のように再帰的に計算するように構成され、前記中間シンボルブロック（ξ）は、最初は、入力された前記シンボルブロック（ｘ（ｉ））の値が割り当てられ、Ｒはシンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）から分解された行列であり、モジュロ演算子ｍｏｄＭは前記トムリンソン−ハラシマ・プリコーディング（ｍｏｄＭ）を表し、Ｎはシンボルブロック長を表し、ｋ＝Ｎ：−１：１であり、ｑは第２の量であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプリコーダ。
【請求項７】
各伝送ブロックｔ（ｉ）を、前記中間シンボルブロック（ξ）と、転置された変調行列とに基づいて決定するように構成されることを特徴とする請求項６に記載のプリコーダ。
【請求項８】
シンボル間干渉量（Ｐｉｓｉ）とシンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）とを、前記伝送路（１２０）の特性の推定値に基づいて決定するための前処理部を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のプリコーダ。
【請求項９】
前記前処理部は、前記シンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）を複数の行列（Ｑ、Ｒ、Ｄ）に分解するように構成され、１つの第１の行列（Ｒ）は上三角行列であることを特徴とする請求項８に記載のプリコーダ。
【請求項１０】
前記前処理部は、前記シンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）を少なくとも３つの行列（Ｑ、Ｒ、Ｄ）に分解するように構成され、１つの第２の行列（Ｑ）はユニタリ行列であり、１つの第３の行列（Ｄ）は対角行列であることを特徴とする請求項９に記載のプリコーダ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のプリコーダを備える、通信システムにおける送信機（１１０）。
【請求項１２】
請求項１１に記載の前記送信機（１１０）を備える通信システム。
【請求項１３】
前記伝送路（１２０）上で送信された受信伝送ブロック（ｙ（ｉ））に基づいて、復号されたシンボルブロック
0005411273.tif 000030
を提供するように構成される受信機を備えることを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１４】
前記復号されたシンボルブロック
0005411273.tif 000031
を、それぞれ
0005411273.tif 000032
のように計算するように構成され、ｍｏｄＭは前記トムリンソン−ハラシマ・プリコーディング（ｍｏｄＭ）の演算子であり、Ｐは前記伝送路（１２０）に対するシンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）に基づくことを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
【請求項１５】
前記受信機はマルチキャリア通信システムのために構成され、該受信機においてＰはＰ＝ＤＥＷにより定義され、Ｄは前記伝送路（１２０）に対するシンボル間干渉量（Ｐｉｃｉ）に基づき、Ｅは等化器であり、Ｗは正規化されたＤＦＴ行列のような変調行列であることを特徴とする請求項１４に記載の通信システム。
【請求項１６】
前記受信機はシングルキャリア通信システムのために構成され、該受信機においてＰはＰ＝ＤＷＨＥＷにより定義され、Ｄは前記伝送路（１２０）に対するシンボル間干渉量（Ｐｉｃｉ）に基づき、Ｅは等化器であり、Ｗは正規化されたＤＦＴ行列のような変調行列であることを特徴とする請求項１４に記載の通信システム。
【請求項１７】
前記Ｄは対角行列であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の通信システム。
【請求項１８】
前記通信システムはマルチキャリアシステムであることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の通信システム。
【請求項１９】
前記通信システムはブロック化されたシングルキャリアシステムであることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の通信システム。
【請求項２０】
通信システムにおいて伝送路（１２０）上での送信のための伝送ブロック（ｔ（ｉ））を提供する方法であって、
入力されたシンボルブロック（ｘ（ｉ））を受信し、該シンボルブロック（ｘ（ｉ））は、それぞれ長さＮを有しており所定の値域［−Ｍ、Ｍ］の範囲内にあるステップと、
対応する前記伝送ブロック（ｔ（ｉ））が、前記伝送路上での送信後にひずみなく現れるように、該伝送路の特性の推定値に基づいて各シンボルブロック（ｘ（ｉ））をプリディストートするステップと、を含み、
プリディストートするステップは、
ｋ＝Ｎから開始しｋ＝１に至るまでＮ回、前記シンボルブロックのそれぞれに対して、シンボル内干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第１の量のベクトル（Ｒξ）と、シンボル間干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第２の量のベクトル（ｑ）との和にトムリンソン−ハラシマ・プリコーディング（ｍｏｄＭ）を適用するステップと、
各回において、第１の量のベクトル（Ｒξ）を更新するステップと、
前記第１の量のベクトル（Ｒξ）と前記第２の量のベクトル（ｑ）とを用いて前記伝送ブロック（ｔ（ｉ））を生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムにおける伝送ブロックのプリコーディングの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気通信では、送信は、ブロック送信の仕組みを用いて実行されることが多い。その結果、相異なるブロックが互いに干渉しないことを確実にするため、ガードインターバル（ＧＩ）を用いることが一般的である。ガードインターバルは、例えば、サイクリックプレフィックス（cyclic prefix）、ゼロ・パディング、又は疑似雑音系列である。
【０００３】
ガードインターバルの使用は、シンボル間干渉とキャリア間干渉に有効である。ガードインターバルでは、全く情報が送信されないか、冗長な情報のみが送信される。このことは、ブロック送信の仕組みのスペクトル効率を著しく制限する。例えば、その長さがブロック長の４分の１であるガードインターバルを備える電気通信システムでは、時間の（ひいては、達成できるスループットの）２０％が無駄となる。
【０００４】
非特許文献１は、ガードインターバルで用いられるサイクリックプレフィックスの長さが不十分であることに起因するひずみを軽減することを目的とした送信機におけるプリコーダの導入について記述している。このプリコーダは、受信機において信号がひずみなく現れるように送信機において信号を処理することにより、ひずみを軽減するように構成されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｋｏｋ−Ｗｕｉ  ＣｈｅｏｎｇおよびＪ．  Ｍ．  Ｃｉｏｆｆｉによる“Ｐｒｅｃｏｄｅｒ  ｆｏｒ  ＤＭＴ  ｗｉｔｈ  ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ，”  ｉｎ  Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  １９９８，  ｖｏｌ．  １，  ｐｐ．  ３３９−３４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの目的は、要求されるガードインターバルを少なくとも軽減可能とするために、プリコーダを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これは、一例において、入力されるシンボルブロックに基づいて伝送路上での送信のための伝送ブロックを提供するように構成された、通信システムのためのプリコーダを用いて達成された。プリコーダは、対応する伝送ブロックが伝送路上で送信後にひずみなく現れるように、伝送路の特性の推定値に基づいて各シンボルブロックをプリディストート（pre-distort、予め歪ませる）させるように構成される。プリコーダは、シンボル内干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第１の量と、シンボル間干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第２の量との和に対してトムリンソン−ハラシマ・プリコーディングを適用することにより、そのプリディストーションを提供するように構成される。
【０００８】
シンボル内干渉を除去するためのプリディストーションと、シンボル間干渉を除去するためのプリディストーションの両方がトムリンソン−ハラシマに基づくプリコーディングと共に完遂されるため、プリコーダは、ＩＳＩ／ＩＣＩのないブロック送信を可能にする。その結果、ガードインターバルの必要性を完全に取り除くことさえできる。プリコーダは、厳しい分散を持つ媒体上で、低レイテンシの（短いブロック長の）高データレートのブロック送信を可能にする。プリコーディングは、受信機の即座のシンボル判定を可能とし、チャネル符号化の仕組みの適用を非常に簡単にする。
【０００９】
一例では、各シンボルブロックは所定の値域の範囲内にあり、プリコーダは、したがって、提供される伝送ブロックｔ（ｉ）をその所定の値域の範囲内にマップするように、トムリンソン−ハラシマ・プリコーディングに基づき各シンボルブロックをプリディストートするように構成される。
【００１０】
一例において、第２の量は、伝送路に対するシンボル間干渉量（Ｐｉｓｉ）と先の伝送ブロックとに基づく。
【００１１】
一例において、第１の量は、シンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）と入力されたシンボルブロックとに基づく。第１の量は、例えば、シンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）から分解された行列、及び入力されたシンボルブロックに基づく。
【００１２】
一例では、プリコーダは、各入力されたシンボルブロック（ｘ（ｉ））に対し、中間シンボルブロック（ξ）を
【００１３】
【数１】
0005411273.tif 000002
のように、再帰的に計算するように構成される。ただし、中間シンボルブロック（ξ）は、最初は入力されたシンボルブロックの値（ｘ（ｉ））または同様のものが割り当てられる。プリコーダは、その後、その中間シンボルブロック（ξ）と転置された変調行列とに基づいて、各伝送ブロックｔ（ｉ）を決定するように構成することができる。
【００１４】
一例において、プリコーダは、シンボル間干渉量（Ｐｉｓｉ）と、シンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）とを決定するように構成される前処理部を含む。前処理部は、その後、シンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）を複数の行列（Ｑ、Ｒ、Ｄ）に分解するように構成され、少なくともそれらの行列の１つは、シンボルブロックをプリディストートするのに用いられる。
【００１５】
それらの行列の少なくとも１つをプリコーダで用いることの１つの利点は、信号に“プリディストーション”を提供するために逆行列の計算を必要としないことである。逆行列の適用は、結果として多くの送信電力をもたらす場合があり、その要求される電力は手元にあるチャネル実現（channel realization）に依存する。プリコーディング行列は、ここでは代わりに線形行列演算を用いて提供される。
【００１６】
一例では、１つの第１の行列（Ｒ）は上三角行列である。前処理部はシンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）を少なくとも３つの行列（Ｑ、Ｒ、Ｄ）に分解するように構成することができ、１つの第２の行列（Ｑ）はユニタリ行列であり、１つの第３の行列（Ｄ）は対角行列である。
【００１７】
本発明は、さらに、上記によるプリコーダを含む、通信システムにおける送信機側に関する。
【００１８】
本発明は、さらに、上記による送信機側を含む通信システムに関する。一例では、通信システムは、さらに、伝送路上で送信され受信された伝送ブロックに基づき、復号されたシンボルブロックを提供するように構成される受信機を含む。
【００１９】
受信機は、各復号されるシンボルブロックを
【００２０】
【数２】
0005411273.tif 000003
のように、計算するように構成することができる。ただし、ｍｏｄＭはトムリンソン−ハラシマ・プリコーディング（ｍｏｄＭ）演算子であり、Ｐは伝送路（１２０）に対するシンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）に基づく。
【００２１】
通信システムがマルチキャリアシステムである場合、受信機ＰはＰ＝ＤＥＷにより定義することができる。ただし、Ｄは伝送路（１２０）に対するシンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）に基づき、Ｅは等化器であり、Ｗは正規化ＤＦＴ（離散フーリエ変換）行列のような変調行列である。Ｄは例えば、対角行列である。
【００２２】
通信システムがシングルキャリア通信システムである場合、ＰはＰ＝ＤＷＨＥＷにより定義することができる。ただし、Ｄは伝送路（１２０）に対するシンボル内干渉量（Ｐｉｃｉ）に基づき、Ｅは等化器であり、Ｗは正規化ＤＦＴ行列のような変調行列である。Ｄは例えば、対角行列である。
【００２３】
本発明は、また、伝送路上で送信され受信された伝送ブロック（ｙ（ｉ））に基づき、復号されたシンボルブロックを提供するように構成された通信システムにおける受信機に関する。受信機は、各復号されるシンボルブロックを
【００２４】
【数３】
0005411273.tif 000004
のように計算するように構成される。ただし、ｍｏｄＭは、トムリンソン−ハラシマ・プリコーディング演算子であり、Ｐは伝送路におけるシンボル内干渉量に基づく。
【００２５】
本発明は、また、通信システムにおいて、伝送路上で送信するための伝送ブロックを提供する方法に関する。その方法は、入力されたシンボルブロックを受信するステップと、その受信したシンボルブロックをプリディストートするステップとを含む。その受信したシンボルブロックはそれぞれ所定の値域の範囲内にある。そのプリディストーションは、伝送路の特性の推定値に基づき、対応する伝送ブロックが伝送路上での送信の後にひずみがなく現れるように、実行される。プリディストーションは、シンボル内干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第１の量と、シンボル間干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第２の量との和にトムリンソン−ハラシマ・プリコーディングを適用することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】通信システムの一例を図式的に表すブロック図。
【図２】図１の通信システムの送信機側におけるプリコーダの一例を表すブロック図。
【図３】図２のプリコーダの処理部の動作を図式的に示す演算法の一例。
【図４】図１のシステムの受信機側の一例を表すブロック図。
【図５】送信機の初期化のために実行される方法を図式的に示すフローチャート。
【図６】送信処理実行時に実行される方法を図式的に示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１に、通信システム１００を表す。一例において、その通信システムは、ＯＦＤＭ／ＤＭＴのようなマルチキャリアシステムである。そのマルチキャリアシステムは、一例として、ＷＬＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥのような無線伝送や、有線伝送（ｘＤＳＬ）や、光ファイバ上での伝送のために設計されている。別の例では、その通信システムは、しばしば周波数領域等化システムとも呼ばれる、ガードインターバルに基づくシングルキャリアシステムである。
【００２８】
通信システム１００は、送信機側１１０と、伝送路１２０と、受信機側１３０とを備える。送信機側１１０は、入力信号を受信するように構成される。以下では、マルチキャリアシステムに関して通信システムを説明する。周波数領域等化されるシングルキャリアシステムでは、送信機において、時間領域や周波数領域のような表記はない。マルチキャリアシステムでは、各入力信号は、伝送路１２０上で送信されるシンボルブロックＸの周波数領域表現である。各シンボルブロック長はＮである。送信機側１１０は、出力として、対応する伝送ブロックｔを伝送路１２０へ供給するために、各シンボルブロックを処理するように構成される。
【００２９】
送信機側１１０は、ここに示す例ではエルミート演算部１１１を含み、このエルミート演算部１１１は、シンボルブロックＸの形式で入力信号を受信し、エルミート対称性に従う（そして結果として、実数値の送信信号ｔを保証する）出力信号ｘを供給するように構成される。エルミート演算部１１１は、当該技術分野では高知であり、ここでは詳細に説明しない。通信システムがＤＭＴシステムである一例では、エルミート演算部は、実数値のベースバンドの送信信号を提供するように構成される。あるいは、エルミート演算は省略される。一例では、エルミート演算部１１１はＯＦＤＭシステムにおいて省略される。図解されているエルミート演算部１１１を備える例では、エルミート演算部１１１の出力は送信機側１１０のプリコーダ１１２へ供給される。エルミート演算部１１１が省略される別の例では、入力信号がプリコーダ１１２へ直接的に供給される。
【００３０】
プリコーダ１１２は、伝送路１２０上での送信のために、時間領域の伝送ブロックｔを供給するように構成される。プリコーダは、以下でより詳細に説明する。プリコーダ１１２は、図示される例では、ガードインターバル（ＧＩ）を提供するためにプレフィックス又は同種のものを伝送ブロックに付加するように構成される部分１１４へ、時間領域の信号伝送ブロックを出力するように構成される。別の一例では、プレフィックスを付加するように構成される部分１１４は省略される。プリコーダ１１２から供給され、場合により関連するプレフィックスを付けた伝送ブロックｔは、送信機１１５へ供給される。一例において、その送信機は、（場合により、関連するプレフィックスを付けた）伝送ブロックｔのデータを、直列のストリームとして、伝送路１２０上でのさらなる送信のためのアンテナへ出力するように構成される、並直列変換器（不図示）を備える。
【００３１】
伝送路１２０は、例えば、空気界面のような分散的な媒体を備える。分散的な媒体は、ブロック間干渉（ここでは、シンボル間干渉と呼ばれる）およびブロック内干渉を引き起こす。マルチキャリアシステムでは、ブロック内干渉はしばしばキャリア間干渉と呼ばれる。ブロック化されたシングルキャリアシステムでは“サブキャリア”のような表記はなく、ブロック内干渉は、例えば、線形ひずみと呼ばれるかもしれない。雑音は伝送路１２０上で伝送ブロックｔに付加される。分散的な伝送路１２０は、ここではｈで示されるチャネルインパルス応答によりモデル化される。受信機側１３０は、以下で詳細に説明する。
【００３２】
図２において、プリコーダ２１２は、事前に記憶されたデータを計算するように構成される前処理部２１６を備える。前処理部２１６は、メモリ部２１７へ接続される。プリコーダは、さらに、そのメモリ部２１７と接続する処理部２４０を備える。
【００３３】
前処理部２１６は、伝送路１２０に関連するキャリア間干渉の第１の量Ｐｉｃｉを計算するように構成される。キャリア間干渉量Ｐｉｃｉは以下のように計算される。
【００３４】
【数４】
0005411273.tif 000005
【００３５】
ただし、Ｔは変調行列である。詳細には変調行列Ｔは、例えば、マルチキャリアシステムにおける（場合により正規化された）ＤＦＴ行列である。シングルキャリアシステムでは、変調行列は、例えば単位行列である。行列ＴＨは、変調行列Ｔの共役転置を意味する。
【００３６】
Ｈは（場合により長さＬのサイクリックプレフィックスを含む）伝送路１２０のインパルス応答ｈに基づく線形畳み込み行列であり、
【００３７】
【数５】
0005411273.tif 000006
は伝送路１２０のインパルス応答ｈに基づく巡回畳み込み行列である。
【００３８】
Ｌ＝０（プレフィックスなし）に対する線形畳み込み行列Ｈは、詳細にはＨ（ｋ，ｌ）＝ｈｋ−ｌ、ｋ、ｌ∈１、．．．、Ｎと記載することができる。ただし、Ｎは（いかなるプレフィックスも含まない）シンボルブロックのブロック長である。行列Ｈは、長さＬのあらゆる種類のプレフィックス（例えば、サイクリック、オールゼロ、疑似乱数など）を含むように、容易に変更することができる。行列Ｈ−１は畳み込み行列Ｈの逆行列である。
【００３９】
巡回畳み込み行列は、詳細には
【００４０】
【数６】
0005411273.tif 000007
のように、記載することができる。ただし、ｍｏｄ（ａ、ｂ）は、ａに対する普通のモジュロｂ（modulo-b）の演算である。
【００４１】
前処理部２１６は、さらに、伝送路１２０に起因するシンボル間干渉の第２の量Ｐｉｓｉを計算するように構成される。シンボル間干渉量Ｐｉｓｉは
【００４２】
【数７】
0005411273.tif 000008
のように、計算される。前処理部はさらにキャリア間干渉量Ｐｉｃｉを行列Ｑ、Ｒ及びＤに分解するように構成される。ただし、Ｑはユニタリであり（すなわち、Ｑ−１＝ＱＨ）、Ｒは主な対角成分が１の上三角行列であり、Ｄは対角行列である。前処理部は、このように、Ｑ、Ｒ及びＤを
【００４３】
【数８】
0005411273.tif 000009
のように計算するように構成される。行列Ｑ、Ｒ及びＤの値を決定するために使用できる方法は技術的に知られている。例えば、行列Ｑ、Ｒ及びＤを決定するのに反復法が使用される。
【００４４】
したがって、前処理部２１６は、キャリア間干渉量Ｐｉｃｉと、シンボル間干渉量Ｐｉｓｉと、キャリア間干渉量Ｐｉｃｉに基づき行列Ｑ、Ｒ及びＤとを計算するように構成される。前処理部２１６は、キャリア間干渉量Ｐｉｃｉと、シンボル間干渉量Ｐｉｓｉと、行列Ｑ、Ｒ及びＤとをメモリ部２１７に供給するように構成される。上記の計算を実行するために、前処理部２１６への入力データは、ここで説明される例では、伝送路のインパルス応答ｈと、ブロックの長さＮと、プレフィックスの長さＬである。伝送路の可干渉時間（coherence time）はキャリア間干渉量Ｐｉｃｉと、シンボル間干渉量Ｐｉｓｉと、そしてそれに応じて、行列Ｑ、Ｒ及びＤとを更新する頻度に対する決定パラメータを提供する。このように、伝送路が時間的に変化する場合、インパルス応答ｈの推定値も更新されてもよく、キャリア間干渉量Ｐｉｃｉと、シンボル間干渉量Ｐｉｓｉと、行列Ｑ、Ｒ及びＤは、伝送路１２０の時間的に変化する特性に基づいて再計算されてもよい。
【００４５】
図３では、処理部３４０が長さＮを持つシンボルブロックｘ（ｉ）を受信するように構成される。処理部３４０は、それから、ｔ（ｉ）で示される第ｉ伝送ブロックを計算し、その伝送ブロックｔ（ｉ）を出力するように構成される。詳細には、伝送ブロックｔ（ｉ）は以下に従って計算される。
【００４６】
第１の中間値は
【００４７】
【数９】
0005411273.tif 000010
のように割り当てられる。第２の中間値は、
【００４８】
【数１０】
0005411273.tif 000011
のように計算される。ただし、ｔ（ｉ−１）は先の伝送ブロックである。
【００４９】
それから、第１の中間値は以下の原理に従い変形される。
【００５０】
値ξ（ｋ）はｋ＝Ｎから開始しｋ＝１に至るまで逐次的に計算される。ξ（ｋ）を計算するとき、要素ξ（ｋ＋１：Ｎ）は、先のステップで計算された、適切にプリコードされた値をすでに含んでいる。ξ（ｋ）の値は
【００５１】
【数１１】
0005411273.tif 000012
のように計算される。ただし、ｋ＝Ｎ：−１：１である。
【００５２】
通常の言い方では、プリコーディングは、以下のように説明できる。最初に、キャリア間干渉のようなブロック内干渉を除去するための線形プリディストーションに相当する、Ｒ（ｋ、ｋ：Ｎ）ξ（ｋ：Ｎ）が計算される。その後、シンボル間干渉を除去するための線形ひずみに相当する、ｑ（ｋ）が加算される。
【００５３】
和Ｒ（ｋ、ｋ：Ｎ）ξ（ｋ：Ｎ）＋ｑ（ｋ）に作用するように構成されるモジュロ演算ｍｏｄＭは、プリコードされたシンボルブロックを所定の値域［−Ｍ、Ｍ］の中にマップする。モジュロ演算ｍｏｄＭは、ここでは、トムリンソン−ハラシマ・プリコーディングと呼ばれる。Ｍは次元ごとのシンボルサイズを表す（例えば、ＱＰＳＫでは、Ｍ＝２である）。簡単な表記のため、我々は、（マルチキャリアシステムでは）全てのキャリアにおいて、又は（ブロック化されたシングルキャリアシステムでは）全てのシンボルにおいて、等サイズの正方形のコンスタレーションについてのみ考慮する。大抵の非正方形のアルファベットや異なるキャリアやシンボル上での異なるアルファベットサイズへの拡張は容易である。モジュロ演算ｍｏｄＭは、一例において、
【００５４】
【数１２】
0005411273.tif 000013
のように定義される。
【００５５】
最終的に、値域［−Ｍ、Ｍ］の中で線形的にプリコードされたシンボルを導くベクトルξが決定される。それに応じて、シンボル間干渉を取り除く線形ひずみに相当する要素ｑ（ｋ）を最終的に除去することにより、また、キャリア間干渉を取り除く線形ひずみに相当するＲ（ｋ、ｋ＋１：Ｎ）ξ（ｋ＋１：Ｎ）を除去することにより、ξが得られる。
【００５６】
図３は、上記の等式により定義され、処理部により実行される再帰的な計算は単純な図面で十分に表現することができないにもかかわらず、処理部３４０により実行される上述の手順を図解しようとしている。図の中では、第１の計算部３４１は前述の乗算の計算Ｒ（ｋ、ｋ：Ｎ）ξ（ｋ：Ｎ）を実行するように構成される。さらに、第２の計算部３４２は第２の中間値
【００５７】
【数１３】
0005411273.tif 000014
を計算するように構成される。第３の計算部３４３は、第１及び第２の計算部３４１、３４２からの出力を、上述の再帰的なモジュロの方法で加算するように構成される。最後に、第５の計算部３４５は、そのベクトル
【００５８】
【数１４】
0005411273.tif 000015
を導くために、線形ひずみに相当する要素を除去するように構成される。ただし、ｋ＝Ｎ：−１：１である。第４の計算部３４４は、第３の計算部３４３からの出力に基づいて、伝送ブロックｔ（ｉ）を計算するように構成される。一例では、伝送ブロックｔ（ｉ）は、
【００５９】
【数１５】
0005411273.tif 000016
のように計算される。
【００６０】
伝送ブロックｔ（ｉ）は、その後、図１に関して先に述べたように、プレフィックスを付加するために構成される部分１１４、又は送信機１１５に供給される。伝送ブロックｔ（ｉ）はさらに、図解される例において、第２の中間値ｑを計算するように構成される第２の計算部３４２にも供給される。一例では、第２の中間値ｑは、シンボル間干渉量Ｐｉｓｉに関連する情報で変形された伝送ブロックｔ（ｉ）に基づく。一例では、第２の中間値ｑは
【００６１】
【数１６】
0005411273.tif 000017
のように計算される。
【００６２】
図４では、受信機側４３０は、受信伝送ブロックｙ（ｉ）に基づいて、推定シンボルブロック
【００６３】
【数１７】
0005411273.tif 000018
を提供するため、モジュロ判定を実施するように構成される。受信機側４３０は、一例において、伝送路１２０上で送信された伝送ブロックｙ（ｉ）を受信するように構成される受信部４３１を備える。受信機側４３０は、一例において、直列的に受信された伝送ブロックｙ（ｉ）のデータを、送信された伝送ブロックｔ（ｉ）のサイズと等しいサイズＮをそれぞれ有するベクトルに形成するように構成される直並列変換器（不図示）を備える。受信機側４３０は、図解される例において、各受信伝送ブロックｙ（ｉ）から、もしあれば、プレフィックスを除去するための部分４３２を備える。受信伝送ブロックｙ（ｉ）がプレフィックスを含まない場合、プレフィックスを除去する部分４３２は不必要である。復調部４３３は、受信ブロックｙ（ｉ）上で、ブロックの周波数領域への変換を提供するように機能するように構成される。マルチキャリアシステムでは、復調部４３３は例えば、望ましくはＦＦＴ演算として実行される、受信伝送ブロックｙ（ｉ）上で作用するように構成されるＤＦＴ行列を含む。ブロック化されたシングルキャリアシステムでは、復調機は、例えば受信伝送ブロックｙ（ｉ）上で作用するように構成される単位行列を含む。通信システム１００がマルチキャリアシステムである場合、ＦＥＱ（Frequency Domain Equalizer、周波数領域等化器）部４３４は、受信伝送ブロックｙ（ｉ）のその後の処理で全てのキャリアの信号に共通の判定要素を使用することができるように、復調部４３３の出力の位相と大きさを調整するように構成することができる。その復調され、場合により位相および／又は大きさが調整された出力信号（時間離散ベクトル値により表される）は、専用の部分４３５において、対角行列Ｄが乗じられる。対角行列Ｄは、以下で詳細に説明する。対角行列乗算部４３５の出力は、その後、モジュロ演算部４３６へ供給される。モジュロ演算部４３６は、送信機側１１０のモジュロ演算３４５で達成された所定の値域［−Ｍ、Ｍ］内への信号の振幅の調整を元に戻すため、送信機側１１０のモジュロ演算３４２と同等の方式で作用するように構成される。
【００６４】
モジュロ演算部４３６の出力は、エルミート演算部４３７へ供給される。エルミート演算部４３７は、入力信号を受信し、実数値の信号である出力を供給するように構成される。一例では、通信システムがＤＭＴシステムである場合、エルミート演算部は実数値のベースバンド送信信号を出力する。もうひとつの方法として、エルミート演算部は省略される。一例では、エルミート演算部４３７はＯＦＤＭシステムにおいて省略される。
【００６５】
復調部４３３、ＦＥＱ４３４、行列Ｄ部４３５、そしてモジュロ演算部４３６を含む受信機側４３０の動作は、マルチキャリア受信機を使う一例では、以下の等式によりまとめられる。
【００６６】
【数１８】
0005411273.tif 000019
ただし、ｋ＝１、．．．、Ｎであり、モジュロ演算ｍｏｄＭは上述のトムリンソン−ハラシマ・プリコーディングを表し、Ｄは対角行列であり、Ｅは等化器であり、Ｗは好ましくはＦＦＴ演算により実行されるＤＦＴ行列である。
【００６７】
シングルキャリアシステムを含む別の例では、受信機側４３０の対応する動作は、
【００６８】
【数１９】
0005411273.tif 000020
のようにまとめることができる。
【００６９】
図５において、通信システムの送信機側の初期化のために伝送路１２０に関連するデータの前処理をするための方法５５０は、以下で詳細に説明する、いくつかのステップを含む。初期化は与えられた１つの伝送路状態に対して１度実行される。
【００７０】
初期化は、第１のステップ５５１において、伝送路１２０のインパルス応答、伝送路上に送信されるべきシンボルブロックのシンボルブロック長Ｎ、およびサイクリックプレフィックスの長さＬに関連する情報を収集することを含む。望ましい選択は、プレフィックスのないシステムをもたらす、Ｌ＝０でもよい。別の選択はＬ＞０であるが、最先端のシステムと対照的に、伝送路の分散より小さくてもよい（プレフィックスは同期化または伝送路の分散には関連しない他の理由で有益となるかもしれない）。
【００７１】
第２のステップ５５２では、伝送路１２０に付随するキャリア間干渉の第１の量Ｐｉｃｉが計算される。キャリア間干渉量Ｐｉｃｉは、一例において、
【００７２】
【数２０】
0005411273.tif 000021
のように計算される。ただし、Ｔは変調行列であり、Ｈは伝送路１２０のインパルス応答ｈに基づく線形畳み込み行列、そして
【００７３】
【数２１】
0005411273.tif 000022
は、伝送路１２０のインパルス応答ｈに基づく巡回畳み込み行列である。
【００７４】
第３のステップ５５３では、キャリア間干渉量Ｐｉｃｉが行列Ｑ、Ｒ、およびＤに分解される。一例では、分解ステップ５５３は、キャリア間干渉量Ｐｉｃｉを、ユニタリ行列Ｑ（すなわち、Ｑ−１＝ＱＨ）、例えば主な対角成分が１である上三角行列Ｒ、および対角行列Ｄに分解することを含む。要約すれば、第３のステップ５５３では、一例において、キャリア間干渉量Ｐｉｃｉは、等式
【００７５】
【数２２】
0005411273.tif 000023
に従って分解される。行列Ｑ、Ｒ、およびＤの値を決定するために使用できる方法は技術的に知られている。例えば、反復法が行列Ｑ、ＲおよびＤを決定するのに使われる。
【００７６】
第４のステップでは、伝送路１２０に付随するシンボル間干渉の第２の量Ｐｉｓｉが計算される。シンボル間干渉量Ｐｉｓｉは、一例において、
【００７７】
【数２３】
0005411273.tif 000024
のように計算される。
【００７８】
第５のステップ５５５では、キャリア間干渉量Ｐｉｃｉ、シンボル間干渉量Ｐｉｓｉ、および行列Ｑ、Ｒ、およびＤが、プリコーダによるシンボルデータを処理するときの使用のために、プリコーダが使用できるメモリに記憶される。
【００７９】
シンボルブロックの長さが変わらない限り、また、伝送路のインパルス応答ｈおよびガードインターバルの長さＪが安定している限り、前処理する方法５５０を繰り返す必要はない。しかしながら、もし第６のステップでＰｉｃｉ、Ｐｉｓｉ、Ｑ、Ｒ、およびＤが再計算される必要があることを検出された場合、方法５５０は繰り返される。ここで説明された図５に示されるステップは、必ずしも、ここで図解された例に示される順序で実行される必要はない。
【００８０】
図６において、通信システムにおける伝送路１２０上での送信のための伝送ブロックｔ（ｉ）を提供する方法６６０は、以下のステップを含む。第１のステップでは、入力されたシンボルブロックｘ（ｉ）が受信される。シンボルブロックｘ（ｉ）は、一例において、所定の値域［−Ｍ、Ｍ］の範囲内にある。第２のステップでは、対応する伝送ブロックｔ（ｉ）が、伝送路上での送信後に歪みなく現れるように、シンボルブロックｘ（ｉ）が伝送路の特性の推定値に基づいてプリディストートされる。このプリディストーションは、シンボル内干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第１の量（Ｒξ）と、シンボル間干渉を除去するためのプリディストーションに対応する第２の量（ｑ）の和に対するトムリンソン−ハラシマ・プリコーディングｍｏｄＭ演算に基づきモジュロ判定を実施することにより達成される。一例では、プリディストートされたシンボルブロックξは再帰的に計算される。詳細な一例では、プリディストーションは、ｋ＝Ｎ：−１：１に対して、
【００８１】
【数２４】
0005411273.tif 000025
のように決定される。ただし、当初は、ξは
【００８２】
【数２５】
0005411273.tif 000026
のように設定され、また、
【００８３】
【数２６】
0005411273.tif 000027
である。
【００８４】
第３のステップ６６３では、伝送ブロックｔ（ｉ）はその後、プリディストートされたシンボルブロックξに基づいて決定される。一例では、伝送ブロックｔ（ｉ）は、転置された変調行列を使って、プリディストートされたシンボルブロックξの各位置ｋに対する値を変調することにより決定される。一例では、伝送ブロックｔ（ｉ）は、
【００８５】
【数２７】
0005411273.tif 000028
のように決定される。
【００８６】
第４のステップでは、先のステップで決定された伝送ブロックｔ（ｉ）は、その後、送信機へ伝送路上の送信のために供給される。
【図１】
0005411273.tif 000033
【図２】
0005411273.tif 000034
【図３】
0005411273.tif 000035
【図４】
0005411273.tif 000036
【図５】
0005411273.tif 000037
【図６】
0005411273.tif 000038