(57)【要約】【課題】格子基底縮小行列の逆行列を、格子基底縮小を求めるＬＬＬアルゴリズムの実行と同時に得ることができる復号器を提供する。【解決手段】無線通信システムにおいて、格子基底縮小行列の逆行列を、格子基底縮小を求めるＬＬＬアルゴリズムの実行と同時に得ることができる。これは、ＬＬＬアルゴリズムに、逆行列の実行中の計算に適用される対応するステップを挿入することによって達成される。同様に、後続の処理で必要とされるのがこれだけである場合には、逆行列の行ごとの和も計算することができる。【選択図】図５
2009543385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて受信信号を復号する方法であって、
前記システムにおけるチャネル応答の推定値を得ることと、
前記チャネル応答に格子基底縮小（lattice reduction）を適用することと、
前記縮小基底チャネルに従って前記受信信号の等化を適用することと、
を含み、前記格子基底縮小を適用するステップは、
ＬＬＬアルゴリズムによるものであり、前記ＬＬＬアルゴリズムによる前記格子基底縮小ステップの各操作において、初期条件または前記格子基底縮小ステップの前の操作からの導出により格子基底縮小の逆行列を求めることを含む方法。
【請求項２】
前記格子基底縮小の逆行列を決定するステップは、
計算行列を単位行列に初期設定し、前記格子基底縮小ステップの処理に対応する前記計算行列を、前記格子基底縮小を表す行列をミラー処理して、前記格子基底縮小の逆行列を生成するように処理するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記格子基底縮小ステップの処理に対応する前記計算行列を処理するステップは、前記ＬＬＬアルゴリズムにおける列の１次結合に対応する行の１次結合、および／または前記ＬＬＬアルゴリズムにおける列交換に対応する行交換を含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記ＬＬＬアルゴリズムによる前記格子基底縮小ステップの各操作において、初期条件または前記格子基底縮小ステップの前の操作からの導出により格子基底縮小の逆行列の行ごとの和を求めることを含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
無線通信システムにおいて受信信号を復号する方法であって、
前記システムにおけるチャネル応答の推定値を得ることと、
前記チャネル応答に格子基底縮小を適用することと、
前記縮小基底チャネルに従って前記受信信号の等化を適用することと、
を含み、前記格子基底縮小を適用するステップは、
ＬＬＬアルゴリズムによるものであり、前記ＬＬＬアルゴリズムによる前記格子基底縮小ステップの各操作において、初期条件または前記格子基底縮小ステップの前の操作からの導出により格子基底縮小の逆行列の行ごとの和を求めることを含む方法。
【請求項６】
前記格子基底縮小の逆行列の行ごとの和を求めるステップは、
計算ベクトルを初期設定し、前記格子基底縮小ステップの処理に対応する前記計算ベクトルを処理し、前記処理される計算ベクトルが結果として前記行ごとの和となるステップを含む請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
前記格子基底縮小ステップの処理に対応する前記計算ベクトルを処理するステップは、
前記ＬＬＬアルゴリズムにおける列の１次結合に対応する前記ベクトルの要素の１次結合、および／または前記ＬＬＬアルゴリズムにおける列交換に対応する前記計算ベクトルの要素交換を含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
格子基底縮小用受信機において、受信信号から送信ビット値の軟判定値を決定する方法であって、
請求項１乃至７のうちのいずれか１項に従って前記信号を復号することと、
特定の値を有する送信ビットの確率を求めることと、
を含む方法。
【請求項９】
無線通信システムで使用される受信機において受信信号を復号するように動作する信号処理装置であって、
前記システムにおけるチャネル応答の推定値を得るチャネル応答推定手段と、
前記チャネル応答に格子基底縮小を適用する格子基底縮小手段と、
前記縮小基底チャネルに従って前記受信信号の等化を適用する等化手段と、
を含み、前記格子基底縮小手段は、
ＬＬＬアルゴリズムによって動作し、前記ＬＬＬアルゴリズムによる前記格子基底縮小ステップの各操作において、初期条件または前記格子基底縮小手段の前の操作からの導出により格子基底縮小の逆行列を求める逆行列演算手段を含む装置。
【請求項１０】
前記逆行列演算手段は、
計算行列を初期設定する行列初期設定手段を含み、
前記逆行列演算手段は、前記格子基底縮小手段に対応する前記計算行列を、前記格子基底縮小を表す行列をミラー処理して、前記格子基底縮小の逆行列を生成するよう処理するように動作する請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記逆行列演算手段は、前記ＬＬＬアルゴリズムにおける列の１次結合に対応する行の１次結合、および／または前記ＬＬＬアルゴリズムにおける列交換に対応する行交換によって、前記計算行列を処理するように動作する請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記ＬＬＬアルゴリズムによる前記格子基底縮小手段の各操作において、初期条件または前記格子基底縮小ステップの前の操作からの導出により格子基底縮小の逆行列の行ごとの和を求める行ごとの和決定手段を含む、請求項９乃至１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
無線通信システムにおいて受信信号を復号するように動作する信号処理装置であって
前記システムにおけるチャネル応答の推定値を得るチャネル応答推定手段と、
前記チャネル応答に格子基底縮小を適用する格子基底縮小手段と、
前記縮小基底チャネルに従って前記受信信号の等化を適用する等化手段と、
を含み、
前記格子基底縮小手段が、ＬＬＬアルゴリズムによって動作し、前記ＬＬＬアルゴリズムによる前記格子基底縮小ステップの各操作において、初期条件または前記格子基底縮小手段の前の操作からの導出により格子基底縮小の逆行列の行ごとの和を求める行ごとの和決定手段を含む装置。
【請求項１４】
前記行ごとの加算手段は、
計算ベクトル初期設定手段と、
前記格子基底縮小手段の処理に対応する前記計算ベクトルを処理し、前記処理される計算ベクトルが結果として前記行ごとの和となるベクトル処理手段と、
を含む請求項１２または１３記載の装置。
【請求項１５】
前記計算ベクトル処理手段は、前記計算ベクトルを、前記ＬＬＬアルゴリズムにおける列の１次結合に対応する前記ベクトルの要素の１次結合、および／または前記ＬＬＬアルゴリズムにおける列変換に対応する前記計算ベクトルの要素交換によって処理するように動作する請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
格子基底縮小用受信機において受信信号から送信ビット値の軟判定値を決定する装置であって、
請求項９乃至１５のいずれか１項記載の前記信号を復号する装置と、
特定の値を有する送信ビットの確率を求める手段と、
を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信の分野のものであり、詳細には、それだけに限らないが、多入力多出力（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output）通信システムの分野のものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信システムは、数学的に、
ｙ＝Ｈｘ＋ｖ
で表すことができ、式中、ＭＩＭＯ通信システムでは、ｙは受信信号を表すｎ×１ベクトルであり、Ｈは通信路の伝送特性をモデル化するｎ×ｍチャネル行列であり、ｘは送信シンボルを表すｍ×１ベクトルであり、ｖはｎ×１雑音ベクトルであり、ｍとｎは、それぞれ、送信アンテナと受信アンテナの数を表す。
【０００３】
同じ表現が、ＣＤＭＡシステムにおけるマルチユーザ検出にも使用され得ることが、当分野の技術者には理解されるであろう。
【０００４】
最近の文献には、格子基底縮小（Lattice Reduction）と呼ばれる技法の使用が、どのようにしてＭＩＭＯ検出方法の性能を改善し得るかが示されている。
【０００５】
例えば、非特許文献１には、ＭＩＭＯデジタル通信システムの性能を高める格子基底縮小（ＬＲ）技法が記載されている。
【０００６】
加えて、非特許文献２では、ＹａｏおよびＷｏｒｎｅｌｌによって提案された格子基底縮小用検出方式を考察している。この論文では、格子基底縮小用検出方式を、周知のＬＬＬアルゴリズムを用いて拡張し、これによって、任意の次元数を有するＭＩＭＯシステムへの適用を可能としている。
【０００７】
非特許文献３（以下「Berenguerら」という）には、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使った、マルチパス伝搬を有する無線システムにおける受信機計算量の大幅な低減が記載され、これの無線広帯域複数アンテナ（ＭＩＭＯ）システムにおける使用の提案について言及している。
【０００８】
最後に、非特許文献４（以下「Wubbenら」という）では、前述の格子基底縮小用方式をＭＭＳＥ基準に用いている。
【０００９】
前述の各文献で使用される技法は、数学的には、（送信アンテナと受信アンテナの間の伝搬環境を記述する）チャネル行列Ｈの各列が、格子の基底を記述するものとみなされ得るという概念を使用している。したがって、基底ベクトルがほぼ直交するようなこの格子と等価の記述（いわゆる「縮小基底」）を計算することができる。この場合、受信機がこの縮小基底を使ってチャネルを等化すれば、雑音増大を最小限に抑えることができ、非格子用線形検出器またはプリコーダと比べて（図５のWubbenらで示されているように）検出性能が改善される。
【００１０】
このプロセスは、以下に述べる各ステップを備える。
【００１１】
ｙγ、ｘγおよびＨγを、それぞれ、ｙ、ｘおよびＨの実数値表現であるものと定義する。
【数１】
2009543385.tif 000003
【００１２】
ここで、Ｒｅ（）とＩｍ（）は、その引数の実数成分と虚数成分を表すものとする。
【００１３】
Berenguerらには、複素数体における同等の方法が記載されているが、明確にするために、本明細書では、この方法の実軸表現を使用していることが分かるであろう。しかしながら、実数であれ、複素数であれ、任意のアルゴリズムを使って格子基底縮小が実行され得ることを読者は理解するであろう。このために、当分野ではいくつかの格子基底縮小アルゴリズムが存在する。これらの格子基底縮小アルゴリズムのいずれか１つを使って、
【数２】
2009543385.tif 000004
【００１４】
によって与えられるように、変換行列Ｔを計算することができる。
【００１５】
行列Ｔは、整数項目だけを含み、これの行列式は、＋／−１である。
【００１６】
適切なアルゴリズムの１つが、前述のLenstra-Lenstra-Lovasz（ＬＬＬ）アルゴリズムであり、ＬＬＬアルゴリズムは、Wubbenらに開示されており、また、非特許文献５（以下「Lenstraら」という）と、非特許文献６（以下「Lovasz」という）にも記載されている。
【００１７】
格子基底縮小は、通信システムの数学的記述を、
【数３】
2009543385.tif 000005
【００１８】
次いで、この再定義システムにおける受信信号ｙｒを等化して、ｚｒの推定値が得られる。この場合、この等化プロセスでは、例えば、線形ゼロフォーシング（ＺＦ）手法などを用い、これによって、
【数４】
2009543385.tif 000006
【００１９】
ｘに含まれる送信シンボルがＭ−ＱＡＭコンスタレーションからから獲得されるものと仮定すると、ｘｒは、
ｘｒ＝αｓ＋β
として形成することができ、式中、ｓは（コンスタレーションの大きさによって制限される）整数の集合から取られ、αとβはスカラ値である。これが、図１に、αが２つの隣接するコンスタレーション点間の最短距離を定義し、βがｓ＝０のときの原点からのオフセットであるものとして示されている。
【００２０】
次いで、
【数５】
2009543385.tif 000007
【００２１】
式中、Ｑ｛｝は、これの引数の各要素を最も近い整数に丸める量子化関数であり、１は、成分がすべて１の列ベクトルである。量子化関数は別として、残りの操作は、Ｍ−ＱＡＭコンスタレーションが、整数格子のスケーリング、変換バージョンであることの結果である。したがって、この整数量子化は、同じ簡単なスケーリング操作と変換操作を必要とする。
【００２２】
軟情報、すなわち、対数尤度比（ＬＬＲ）を獲得するためには、以下で簡単に説明するように、特許文献１に記載されている技法が用いられ得る。
【００２３】
この手法は、入力として、前述の
【数６】
2009543385.tif 000008
【００２４】
中の送信格子点の量子化推定値を取る。
【００２５】
第１のステップで、
【数７】
2009543385.tif 000009
【００２６】
が、候補ベクトルのリスト内の第１の項目として扱われる。次いで、
【数８】
2009543385.tif 000010
【００２７】
の１つまたは複数の要素を変更し、これらを新しい候補ベクトルとしてリストに追加することによって他の候補ベクトルが獲得される。
【００２８】
これらの追加候補ベクトルのいずれも、複数の要素において
【数９】
2009543385.tif 000011
【００２９】
と異なり得るが、この手法は、これらに、
【数１０】
2009543385.tif 000012
【００３０】
の１要素を絶えず変化させることによってのみ、候補を生成する。このリスト内の第ｉの候補ベクトルは、ｃ（ｉ）で定義され、したがって、
【数１１】
2009543385.tif 000013
【００３１】
である。
【００３２】
候補のリストを生成する（唯一のやり方ではないが）１つの簡単で有効なやり方が、
【数１２】
2009543385.tif 000014
【００３３】
の各要素を順に、＋／−ａだけ摂動するものである（ａは、２つのコンスタレーション点間の最短距離である）。例えば、
【数１３】
2009543385.tif 000015
【００３４】
が２×１ベクトルである場合、４つの追加候補ベクトルがあるはずであり、以下のように、合計５つの候補が与えられる。
【数１４】
2009543385.tif 000016
【００３５】
【数１５】
2009543385.tif 000017
【００３６】
の各要素を摂動すると、結果として縮小格子中に他の点が生成される。＋／−ａだけ摂動すると、ａが任意の２つの隣接点間の距離であるため、格子内の最も近い点が与えられる。
【００３７】
代替の実装形態は、
【数１６】
2009543385.tif 000018
【００３８】
の各要素をａの倍数だけ（すなわち、最も近い点のみならず、最も近いいくつかの点まで）摂動することによって、かつ／または、一度にただ１つの要素だけでなく、
【数１７】
2009543385.tif 000019
【００３９】
の複数の要素を同時に摂動することによって、候補のリストを増大させることを伴う。
【００４０】
硬出力検出器に関する限り、場合によっては、
【数１８】
2009543385.tif 000020
【００４１】
の要素の一部が妥当なシンボルではないこともあり得る。かかる場合、これらのシンボルは、最近の妥当なシンボルにマップされる。例えば、１６−ＱＡＭでは、値＋／−１、＋／−３が妥当な項目を定義する場合で、ある要素が＋５に等しいとすると、これは、＋３の値にマップされるはずである。
【数１９】
2009543385.tif 000021
【００４２】
次いで、これらの確率を使って、シンボルｘ’がアンテナｋから送信されている確率が、以下のように計算され、
【数２０】
2009543385.tif 000022
【００４３】
ただし、ｘ’∈Ｘであり、Ｘは選択されるコンスタレーション内のシンボルの集合を定義する。
【００４４】
候補のリストによっては、前述の定義に従って、Ｐが、ｋとｘ’のすべての値に指定されないこともある。これらの場合には、Ｐは、デフォルトの（小さい）値に設定される。このデフォルトの値は、固定値とすることもでき、あるいは、非特許文献７に記載されているような方法に従って、または他の任意の適切な方法によって変化させることもできる。
【００４５】
受信機は、異なるシンボルが送信されている確率に関する情報を有するので、これらを従来のやり方で処理して、例えば、各送信ビットの対数尤度比が獲得され得る。これは、以下のように行われ得る。
【数２１】
2009543385.tif 000023
【００４６】
Ｌ（ｂk,i）は、ビットｂk,iの対数尤度比であり、
ｋは送信アンテナを示し、
ｉ＝１、・・・、Ｍ（Ｍは１シンボル当たりのビット数）であり、
Ｘ（１）とＸ（０）は、それぞれ、ｂｋ，Ｉ＝１とｂｋ，Ｉ＝０であるシンボルの集合である。
【００４７】
例えば、ＭＩＭＯ復号やプリコーディングなどで格子基底縮小を使用するときには、格子基底縮小行列Ｔだけでなく、これの逆行列Ｔ−１も必要である。ＬＬＬアルゴリズムはＴ−１を提供せず、このため、Ｔ−１が後で算出されなければならない。これには、格子基底縮小行列Ｔが見つかった後での明示的な逆行列演算が関与する。
【００４８】
実際には、前述のＭＩＭＯ復号器は、行列Ｔ−１を必要とするのでなく、この積Ｔ−１１さえあればよい。したがって、これらの変数のどちらか（または両方）を提供し得る変形ＬＬＬアルゴリズムを呼び出す復号器を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】英国特許出願第０５１８０３６．０号明細書
【非特許文献】
【００５０】
【非特許文献１】「ＭＩＭＯ通信システムのための格子基底縮小用検出器（Lattice-Reduction-Aided Detectors for MIMO Communication Systems）」（Ｈ．ＹａｏおよびＧ．Ｗ．Ｗｏｒｎｅｌｌ、ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂｅｃｏｍ予稿集、２００２年１１月、４２４〜４２８頁）
【非特許文献２】「格子基底縮小を使ったＭＩＭＯシステムのための低計算量準最尤検出およびプリコーディング（Low-Complexity Near-Maximum-Likelihood Detection and Precoding for MIMO Systems using Lattice Reduction）」（Ｃ．ＷｉｎｄｐａｓｓｉｎｇｅｒおよびＲ．Ｆｉｓｃｈｅｒ、ＩＥＥＥ情報理論ワークショップ（IEEE Information Theory Workshop）予稿集、パリ、２００３年３月、３４６〜３４８頁）
【非特許文献３】「空間多重化システムにおけるＭＩＭＯ−ＯＦＤＭのための格子基底縮小用受信機（Lattice-Reduction-Aided Receivers for MIMO-OFDM in Spatial Multiplexing Systems）」、（I.Berenguer、J.Adeane、I.WassellおよびX.Wang、パーソナル屋内／移動無線通信に関する国際シンポジウム（Int. Symp. on Personal Indoor and Mobile Radio Communications）予稿集、２００４年９月、１５１７〜１５２１頁
【非特許文献４】「ＭＩＭＯシステムの準最尤検出のためのＭＭＳＥベースの格子基底縮小（MMSE-Based Lattice-Reduction for Near-ML Detection of MIMO Systems）」、（D.Wubben、R.Bohnke、V.KuhnおよびK.Kammeyer、スマートアンテナに関するＩＴＧワークショップ（ITG Workshop on Smart Antennas）予稿集、２００４
【非特許文献５】「有理数係数を有する多項式の因数分解（Factoring Polynomials with Rational Coefficients）」、（A.Lenstra、H.LenstraおよびL.Lovasz、Mathematische Annalen、第２６１巻、５１５〜５３４頁、１９８２年
【非特許文献６】「数、グラフおよび凸のアルゴリズム理論（An Algorithmic Theory of Numbers, Graphs and Convexity）」、（L.Lovasz、フィラデルフィア、ＳＩＡＭ、１９８０年
【非特許文献７】「ＯＦＤＣＭ  ＭＩＭＯ多重のためのＱＲＭ−ＭＬＤにおける最大信頼度に基づく生き残りシンボルレプリカ候補の適応選択（Adaptive Selection of Surviving Symbol Replica Candidates Based on Maximum Reliability in QRM-MLD for OFCDM MIMO Multiplexing）」、（K.Higuchi、H.Kawai、N.MaedaおよびM.Sawahashi、ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂｅｃｏｍ予稿集、ダラス、２００４年１２月）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００５１】
本発明の第１の態様は、無線通信システムにおいて受信信号を復号する方法であって、システムにおけるチャネル応答の推定値を得ることと、チャネル応答に格子基底縮小を適用することと、縮小基底チャネルに従って受信信号の等化を適用することとを備え、格子基底縮小を適用するステップが、ＬＬＬアルゴリズムによるものであり、ＬＬＬアルゴリズムによる格子基底縮小ステップの各操作において、初期条件または格子基底縮小ステップの前の操作からの導出により格子基底縮小の逆を求めることを含む方法を提供する。
【００５２】
格子基底縮小の逆を求めるステップは、計算行列を単位行列に初期設定し、格子基底縮小ステップの処理に対応する計算行列を、格子基底縮小を表す行列をミラー処理して、これの逆を生成するように処理するステップを含み得る。
【００５３】
格子基底縮小ステップの処理に対応する計算行列を処理するステップは、ＬＬＬアルゴリズムにおける列の１次結合に対応する行の１次結合、および／またはＬＬＬアルゴリズムにおける列交換に対応する行交換を備え得る。
【００５４】
ＬＬＬアルゴリズムによる格子基底縮小ステップの各操作において、この方法は、初期条件または格子基底縮小ステップの前の操作からの導出により格子基底縮小の逆行列の行ごとの和を求めることを備え得る。
【００５５】
本発明の第２の態様によれば、無線通信システムにおいて受信信号を復号する方法であって、システムにおけるチャネル応答の推定値を獲得することと、チャネル応答に格子基底縮小を適用することと、縮小基底チャネルに従って受信信号の等化を適用することとを備え、格子基底縮小を適用するステップが、ＬＬＬアルゴリズムによるものであり、ＬＬＬアルゴリズムによる格子基底縮小ステップの各操作において、初期条件または格子基底縮小ステップの前の操作からの導出による格子基底縮小の逆行列の行ごとの和を求めることを含む方法が提供される。
【００５６】
格子基底縮小の逆行列の行ごとの和を求めるステップは、計算ベクトルを初期設定し、格子基底縮小ステップの処理に対応する計算ベクトルを処理し、処理される計算ベクトルが結果として行ごとの和をもたらすステップを備え得る。
【００５７】
格子基底縮小ステップの処理に対応する計算ベクトルを処理するステップは、ＬＬＬアルゴリズムにおける列の１次結合に対応するベクトルの要素の１次結合、および／またはＬＬＬアルゴリズムにおける列交換に対応する計算ベクトルの要素交換を備え得る。
【００５８】
さらに、格子基底縮小用受信機において受信信号から送信ビット値の軟判定値を決定する方法であって、本発明の前述の態様のいずれかに従って信号を復号することと、送信ビットが特定の値を有する確率を求めることとを備える方法が提供される。
【００５９】
また、本発明は、汎用通信構成のコンピュータ装置を構成するソフトウェアなどのコンピュータで実施される手段によって提供されても、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰといったより特定用途向けの装置によっても提供されてもよい。このために、本発明は、光または磁気媒体やフラッシュメモリ記憶媒体などのコンピュータ可読記憶媒体上で配布され得るソフトウェア製品として実施されてもよく、ダウンロードファイルやファイルの集合体などのコンピュータ受け入れ可能媒体によって実施されてもよい。以下の本発明の具体的実施形態の説明のいかなる部分も、本発明の適用範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、以下で説明する実施形態は、添付の図面を参照し、例として提供するものにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】摂動の大きさと性質を説明する標準コンスタレーションを示すグラフである。
【図２】本発明の具体的実施形態の一実装形態の性能を、前述の従来技術の例と比較して示すグラフである。
【図３】送信機と受信機を含むＭＩＭＯシステムを概略的に示す図である。
【図４】図３の受信機をさらに詳細に示す図である。
【図５】図４に示す検出器によって動作する検出方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
以下では、本発明を、無線通信システムの等化のための本発明の一実装形態を参照して説明する。図３に、一般に知られている構成のＭＩＭＯデータ通信システム１０を備えるかかるシステムを示す。本発明の具体的実施形態による新規の構成要素を、以下の説明で明らかにする。
【００６２】
通信システム１０は、送信機器１２と受信機器１４を備える。多くの状況では、無線通信機器が、送信機と受信機が組み合わさった機構を備えるが、本例では、簡潔にするために、これらの機器を一方向通信機器として示してあることが理解されるであろう。
【００６３】
送信機器１２は、（情報ビットまたはシンボルを備える）データをチャネル符号器１８に提供するデータソース１６を備える。チャネル符号器１８の後には、チャネルインターリーバ２０と、図示の例では、空間時間符号器２２が続く。空間時間符号器２２は、１つまたは複数の入力シンボルを、複数の送信アンテナ２５を備える送信アンテナアレイ２４からの同時送信のための複数のコードシンボルとして符号化する。この図示の例では、３つの送信アンテナ２５が設けられているが、実際の実装形態は、用途に応じてより多い、または少ないアンテナを含んでいてもよい。
【００６４】
符号化送信信号は、送信アンテナアレイ２４に対応する受信機器１４の受信アンテナアレイ２６の間の間で定義されるＭＩＭＯチャネル２８を介して伝搬する。受信アンテナアレイ２６は、受信機器１４の格子基底縮小用復号器３０に複数の入力を提供する複数の受信アンテナ２７を備える。この具体的実施形態では、受信アンテナアレイ２６は、３つの受信アンテナ２７を備える。
【００６５】
格子基底縮小用復号器３０は、ＭＩＭＯチャネル２８の影響を除去するタスクを有する。格子基底縮小用復号器３０の出力は、各送信アンテナ２５に１つずつ、複数の信号ストリームを備え、各信号ストリームは、送信ビットが特定の値を有する確率に関するいわゆる軟データまたは尤度データを搬送する。このデータが、チャネルインターリーバ２０の結果を反転させるチャネルデインターリーバ３２に提供され、次いで、このチャネルデインターリーバ３２によって出力されるデインターリーブビットが、本例ではビタビ復号器であるチャネル復号器３４に提示され、ここで畳み込み符号が復号される。チャネル復号器３４の出力は、任意の所望のやり方でさらにデータを処理するために、データシンク３６に提供される。
【００６６】
格子基底縮小用復号器３０の特有の機能を、順を追って説明する。
【００６７】
図４に、受信機器１６として（ソフトウェアまたは特定用途向けハードウェア構成要素によって）動作可能に構成されるハードウェアを概略的に示す。受信機器１６は、作業メモリ１１２に格納され、かつ／または大容量記憶装置１１６から検索可能な機械コード命令を実行するように動作するプロセッサ１１０を備える。汎用バス１１４によって、ユーザ操作可能入力機器１１８は、プロセッサ１１０とやりとりすることができる。ユーザ操作可能入力機器１１８は、本例では、キーボードとマウスを備えるが、別種のポインティングデバイス、手書きタブレット、音声認識手段、あるいはユーザ入力動作を解釈し、データ信号に変換するための他の任意の手段など、他の任意の入力機器も同時に、または代替として設けられ得ることが理解されるであろう。
【００６８】
情報のユーザへの出力のために、汎用バス１１４にはさらに、オーディオ／ビデオ出力ハードウェア機器１２０が接続されている。オーディオ／ビデオ出力ハードウェア機器１２０には、視覚表示ユニット、スピーカ、またはユーザに情報を提示することのできる他の任意の機器が含まれ得る。
【００６９】
汎用バス１１４に接続された通信ハードウェア機器１２２は、アンテナ２６に接続されている。図４の例示的実施形態では、作業メモリ１１２は、プロセッサ１１０によって実行されると、ユーザとの間のデータのやりとりを可能にするユーザインターフェースを確立させる、ユーザアプリケーション１３０を格納している。本実施形態のアプリケーションは、ユーザが常用している汎用の、または特定のコンピュータ実施ユーティリティを設定する。
【００７０】
また、作業メモリ１１２には、アプリケーション１３０の１つの実行で生成されるデータが処理され、次いで、別の通信機器への伝送および通信のために通信ハードウェア機器１２２に渡されることを可能にする通信プロトコルを確立するために、具体的実施形態による通信機能１３２も格納されている。アプリケーション１３０と通信機能１３２を定義するソフトウェアは、便宜上、一部が、作業メモリ１１２と大容量記憶装置１１６に格納され得ることが理解されるであろう。これが有効に管理され、作業メモリ１１２と大容量記憶装置１１６に格納されているデータへのアクセス速度が異なる可能性を考慮することができるように、任意選択で、メモリマネージャが設けられてもよい。
【００７１】
プロセッサ１１０は、通信機能１３２と符合するプロセッサ実行可能命令の実行時に、認識される通信プロトコルに従って別の機器との通信を確立するように動作する。
【００７２】
次に、図５に従って、格子基底縮小用復号器３０の機能をさらに詳細に説明する。ステップＳ１−２で、これは、変形ＬＬＬアルゴリズムを用いて、入力チャネル行列を縮小基底に変換する。
【００７３】
参照を容易にし、格子基底縮小用復号器３０を従来技術の例との動作の違いを示すために、以下に、前述のWubbenらのＬＬＬアルゴリズムを、段階を追って示す。このアルゴリズムは、ｍ×ｎチャネル行列のＱＲ分解、すなわちＨ＝ＱＲに対して作用し、したがって、以下のとおりである。
【数２２】
2009543385.tif 000024
【００７４】
Wubbenらではδ＝３／４であり、＜ｘ＞はｘに最も近い整数を表すことに留意されたい。
【００７５】
前述のＬＬＬアルゴリズムは、チャネル行列の列を列の１次結合で置換する（行８）ことによって、または列を交換する（行１２）ことによって動作する。
【００７６】
本発明の前述の実施形態では、逆Ｖ＝Ｔ−１および／またはこれの列ごとの和Ｔ−１１を算出することも求められる。したがって、この場合、前述のＬＬＬアルゴリズムは、以下の操作を追加することによって変形される。
【数２３】
2009543385.tif 000025
【００７７】
これらのステップの後に、それぞれ、ステップ（１）、（８）および（１２）が続く。
【００７８】
Ｐ−１は、Ｐが単位行列または前の変形ＬＬＬアルゴリズムへの呼び出しの出力として選択される（この場合、これの逆行列がすでに計算されている）場合には、自明であることが分かるであろう。次に、本発明の具体的実施形態によるアルゴリズムは、明示的な逆行列演算を必要とせずに、格子基底縮小の逆行列Ｖ＝Ｔ−１とこれの行ごとの和ｓ＝Ｔ−１１を生成する。Ｖとｓは、これらが個別に算出され得るという意味において独立であることが分かるであろう。したがって、これらのうちの一方のみが求められる場合、他方は、算出される必要がない。
【００７９】
次いで、このようにして求められる縮小基底について、ステップＳ１−４で、縮小格子中の候補ベクトルの集合が求められる。この具体的実施形態の説明では、導入部分で説明した候補リストを生成し、
【数２４】
2009543385.tif 000026
【００８０】
の各要素を順に摂動する方法が用いられる。
【００８１】
縮小格子中の候補ベクトルのリストが獲得されると、ステップＳ１−６で、前述の、発明の分野の導入部で述べているように、対数尤度比Ｌ（ｂｋ，ｉ）が導出される。
【００８２】
図２のグラフに、本発明の方法を、チャネル復号器の硬情報を提供することを目的とする従来技術の復号方法と比較して示す。図２には、チャネル復号器に軟情報を出力するために格子基底縮小検出方式を提供することで得られる利益が示されている。
【００８３】
以上の本発明の具体的実施形態の開示は、本発明の利益を利用するために、ＭＩＭＯ伝送技法を用いる任意の通信製品に適用され得ることが理解されるであろう。さらに、本発明は、多入力に基づくものとすることのできるシンボルの検出が必要とされる任意の状況に適用可能である。この状況は、複数のアンテナが別々の場所に設けられるシステムにおいて生じ得る。さらに、ＣＤＭＡ  ＭＵＤを、本発明の方法の使用に適する基礎とすることもできる。
【００８４】
本発明は、ソフトウェア実装形態として説明されている。このソフトウェア実装形態は、光ディスクなどの記憶媒体に記録されている単独のソフトウェア製品として導入することも、信号によって導入することもできる。さらに、この実装形態は、既存のソフトウェアへのアップグレードまたはプラグインによるものとすることもできる。
【００８５】
本発明は前述のように提供することもできるが、ＡＳＩＣなど、専用のハードウェアによるものとすることもできる。
【００８６】
以上が、本発明の実装に一例にすぎず、本発明を異なる実施形態において使用することにより、別の態様、特徴、変形および利点も生じ得ることが理解されるであろう。保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によって提供されるべきものであり、特許請求の範囲は、図面を参照し、説明を考慮に入れて解釈されるべきであるが、これらによって限定されるべきではない。
【図１】
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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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【国際調査報告】
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