(57)【要約】【課題】受信機において雑音及び干渉が存在する状態でデータを復元すること。【解決手段】繰り返しチャネル／干渉推定及び復号方式に関して、最初にチャネル利得と干渉に関する事前情報が受信パイロットシンボルに基づいて得られる。受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報が、該受信データシンボルと該事前情報に基づいて導き出されて復号され、該受信データシンボルに対応する該符号ビットに関するフィードバック情報が得られる。各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する事後情報が、該受信データシンボルに関する該フィードバック情報に基づいて導き出される。該受信データシンボルに関する該事後情報と該事前情報が結合され、各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する更新情報が得られる。該プロセスは、あらゆる回数だけ繰り返すことができる。該事前情報、事後情報、及び更新情報は、チャネル利得と干渉の同時確率分布によって表すことができる。順方向情報及びフィードバック情報は、対数尤度比によって表すことができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいてデータを復元する方法であって、
チャネル利得と干渉に関する事前情報を得ることと、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて導き出すことと、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得ることと、
前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する事後情報を、前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいて導き出すことと、
前記受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する事後情報及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報を結合させて、前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する更新情報を得ること、とを具備する方法。
【請求項２】
チャネル利得と干渉に関する前記更新情報に基づいて順方向情報を前記導き出すことを少なくとも１回追加して繰り返すことを具備する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
順方向情報を前記導き出すこと、前記順方向情報を前記復号すること、事後情報を前記導き出すこと、及び前記事後情報と前記事前情報を前記結合させることを複数回繰り返すことをさらに具備し、前記順方向情報は、第１の繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記更新情報に基づいて導き出される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記順方向情報及び前記フィードバック情報は、前記符号ビットに関する対数尤度比（ＬＬＲ）によって表される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
チャネル利得と干渉に関する前記事前情報、各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する前記事後情報、及び各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する前記更新情報は、各々が、チャネル利得と干渉の同時確率分布によって表される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
各同時確率分布は、複雑さを低減させるために予め決められた数の値に定量化される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記予め決められた数の値は、前記同時確率分布において最高の確率を有する点に基づいて選択される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記予め決められた数の値は、順方向情報を前記導き出すこと、前記順方向情報を前記復号すること、事後情報を前記導き出すこと、及び前記事後情報と前記事前情報を前記結合させることを後続して繰り返すごとに減らされる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する前記更新情報は、チャネル利得と干渉に関する前記事前情報及び前記受信データシンボルのその他の受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する前記事後情報を結合させることによって得られる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
チャネル利得と干渉に関する前記事前情報は、受信パイロットシンボルに基づいて得られる請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記チャネル利得はチャネルの大きさとチャネル位相によって構成され、前記チャネルの大きさは繰り返されずに決定され、事前情報、事後情報、及び更新情報がチャネル位相と干渉に関して得られる請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
無線通信システムおける受信機であって、
チャネル利得と干渉に関する事前情報を得るため及び受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を導き出すために動作する検出器と、
前記順方向情報を復号するため及び前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を提供するために動作する復号器と、を具備し、前記検出器は、チャネル利得と干渉に関する更新情報を前記フィードバック情報を用いて導き出すためにさらに動作し、前記検出器及び前記復号器は、順方向情報とフィードバック情報を複数回繰り返して交換するために動作する、受信機。
【請求項１３】
前記検出器は、事後確率（ＡＰＰ）検出器である請求項１２に記載の受信機。
【請求項１４】
前記検出器は、前記受信データシンボル及び受信パイロットシンボルをさらに使用してチャネル利得と干渉に関する前記更新情報を導き出す請求項１２に記載の受信機。
【請求項１５】
前記順方向情報及び前記フィードバック情報は、前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する対数尤度比（ＬＬＲ）によって表される請求項１２に記載の受信機。
【請求項１６】
無線通信システムにおける受信機であって、
チャネル利得と干渉に関する事前情報を得るために動作する推定器と、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて導き出すために動作する検出器と、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得るために動作する復号器と、を具備し、前記推定器は、前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する事後情報を前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいて導き出すため及び前記受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する前記事後情報及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報を結合させて前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する更新情報を得るためにさらに動作する、受信機。
【請求項１７】
前記推定器、前記検出器、及び前記復号器は、複数回繰り返して順方向情報を導き出すため、前記順方向情報を復号するため、事後情報を導き出すため、及び前記事後情報と前記事前情報を結合させるために動作し、前記検出器は、第１の繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記更新情報に基づいて前記順方向情報を導き出すために動作する請求項１６に記載の受信機。
【請求項１８】
前記無線通信システムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムである請求項１６に記載の受信機。
【請求項１９】
前記無線通信システムは、周波数ホッピング通信システムである、請求項１６に記載の受信機。
【請求項２０】
無線通信システムにおける装置であって、
チャネル利得と干渉に関する事前情報を得る手段と、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて導き出す手段と、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得る手段と、
前記受信データシンボルの各々に関するチャネルと干渉に関する事後情報を、前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいて導き出す手段と、
前記受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する前記事後情報及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報を結合させて前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する更新情報を得る手段と、を具備する装置。
【請求項２１】
事前情報を前記導き出すこと、前記順方向情報を前記復号すること、事後情報を前記導き出すこと、及び前記事後情報と前記事前情報を前記結合させることを複数回繰り返す手段をさらに具備し、前記順方向情報は、第１の繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記更新情報に基づいて導き出される請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
プロセッサによって読み取り可能な命令ソート媒体であって、
チャネル利得と干渉に関する事前情報を得るためと、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて導き出すためと、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得るためと、
前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する事後情報を、前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいて導き出すためと、
前記受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する前記事後情報及びチャネル利得と干渉に関する事前情報を結合させて、前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する更新情報を得るため、に動作させることができる、媒体。
【請求項２３】
前記命令は、順方向情報を前記導き出すこと、前記順方向情報を前記復号すること、事前情報を前記導き出すこと、及び前記事後情報と前記事前情報を前記結合することを複数回繰り返すためにさらに動作させることができ、前記順方向情報は、第１の繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記更新情報に基づいて導き出される請求項２２に記載の媒体。
【請求項２４】
無線通信システムにおいてデータを復元する方法であって、
チャネル利得と干渉に関する事前情報を受信パイロットシンボルに基づいて得ることと、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向対数尤度比（ＬＬＲ）を、前記受信データシンボル及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて計算することと、
前記符号ビットに関する前記順方向ＬＬＲを復号して前記符号ビットに関するフィードバックＬＬＲを得ることと、
前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する事後情報を、前記受信データシンボルの前記符号ビットに関する前記フィードバックＬＬＲに基づいて導き出すことと、
前記受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する前記事後情報及びチャネル利得と干渉に関する前記事前情報を結合させて、前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉に関する更新情報を得ること、とを具備する方法。
【請求項２５】
順方向ＬＬＲを前記計算すること、前記順方向ＬＬＲを前記復号すること、事後情報を前記導き出すこと、及び前記事後情報と前記情報を前記結合させることを複数回繰り返すことをさらに具備し、前記順方向ＬＬＲは、第１の繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得と干渉に関する前記更新情報に基づいて計算される請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記チャネル利得はチャネルの大きさとチャネル位相によって構成され、前記チャネルの大きさは、繰り返されずに決定され、事前情報、事後情報、及び更新情報がチャネル位相と干渉に関して得られる請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
チャネル利得と干渉に関する事前情報を前記得ることは、少なくとも１個の受信データシンボルの各々に関するチャネル利得と干渉の同時確率分布を計算することと、
前記少なくとも１個の受信パイロットシンボルに関するチャネル利得と干渉の少なくとも１つの同時確率分布を結合させて、チャネル利得と干渉に関する複合同時確率分布を得ること、とを含み、チャネル利得と干渉に関する前記事前情報は、チャネル利得と干渉に関する前記複合同時確率分布を具備する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記受信データシンボルの各々に関する順方向ＬＬＲを前記計算することは、
データシンボル値ｘの確率分布を、前記受信データシンボル及び前記受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉の同時確率分布に基づいて計算することと、
前記受信データシンボルの符号ビットに関する前記順方向ＬＬＲをxの前記確率分布に基づいて導き出すこと、とを含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記復号することは、最大事後（ＭＡＰ）復号器又はソフト出力ビタビ(ＳＯＶ)復号器によって行われる請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記復号することは、ターボ復号器又は低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号器を１回以上繰り返すことによって行われる請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
無線通信システムにおいてデータを復元する方法であって、
チャネル利得に関する事前情報を得ることと、
干渉推定値を得ることと、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル、チャネル利得に関する前記事前情報、及び前記干渉推定値に基づいて導き出すことと、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得ることと、
前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得に関する事後情報を、前記干渉推定値に基づいて及び前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいて導き出すことと、
前記受信データシンボルに関するチャネル利得に関する前記事後情報及びチャネル利得に関する前記事前情報を結合させて、前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得に関する更新情報を得ること、とを具備する方法。
【請求項３２】
順方向情報を前記導き出すこと、前記順方向情報を前記復号すること、事後情報を前記導き出すこと、及び前記事後情報と前記事前情報を前記結合させることを複数回繰り返すことをさらに具備し、前記順方向情報は、第１の繰り返しに関してはチャネル利得に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得に関する前記更新情報に基づいて導き出される請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
各受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記順方向情報及び前記フィードバック情報は、前記符号ビットに関する対数尤度比（ＬＬＲ）によって表される請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
チャネル利得に関する前記事前情報、各受信データシンボルに関するチャネル利得に関する前記事後情報、及び各受信データシンボルに関するチャネル利得に関する前記更新情報は、各々が、チャネル利得の確率分布によって表される請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
チャネル利得に関する前記事前情報及び前記干渉推定値は、受信パイロットシンボルに基づいて得られる請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記チャネル利得はチャネルの大きさとチャネル位相によって構成され、前記チャネルの大きさは繰り返されずに決定され、前記事前情報、前記事後情報、及び前記更新情報は各チャネル位相に関して得られる請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
チャネル利得に関する前記事前情報及び前記干渉推定値は、少なくとも１個の受信パイロットシンボルに基づいてチャネル位相と干渉の同時確率分布を計算し、チャネル位相と干渉の前記同時確率分布に基づいてチャネル位相の確率分布及び干渉の確率分布を導き出すことによって得られ、チャネル位相に関する前記事前情報は、チャネル位相の前記確率分布を具備する請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
無線通信システムにおける受信機であって、
チャネル利得と干渉推定値に関する事前情報を得るために動作する推定器と、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル、チャネル利得に関する前記事前情報、及び前記干渉推定値に基づいて導き出すために動作する検出器と、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得るために動作する復号器と、を具備し、前記推定器は、前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得に関する事後情報を、前記干渉推定値及び前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいて導き出すため及び前記受信データシンボルに関するチャネル利得に関する前記事後情報とチャネル利得に関する前記事前情報を結合させて前記受信データシンボルの各々に関するチャネルに関する更新情報を得るためにさらに動作する、受信機。
【請求項３９】
前記推定器、前記検出器、及び前記復号器は、複数回繰り返して順方向情報を導き出すため、前記順方向情報を復号するため、事後情報を導き出すため、及び前記事後情報と前記事前情報を結合させるために動作し、前記検出器は、第１の繰り返しに関してはチャネル利得に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得に関する前記更新情報に基づいて前記順方向情報を導き出すために動作する請求項３８に記載の受信機。
【請求項４０】
無線通信システムにおける装置であって、
チャネル利得に関する事前情報を得る手段と、
干渉推定値を得る手段と、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル、チャネル利得に関する前記事前情報、及び前記干渉推定値に基づいて導き出す手段と、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得る手段と、
前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得に関する事後情報を、前記干渉推定値及び前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいて導き出す手段と、
前記受信データシンボルに関するチャネル利得に関する前記事後情報及びチャネル利得に関する前記事前情報を結合させて前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得に関する更新情報を得る手段と、を具備する装置。
【請求項４１】
事前情報を前記導き出すこと、前記順方向情報を前記復号すること、事後情報を前記導き出すこと、及び前記事後情報と前記事前情報を前記結合させることを複数回繰り返す手段をさらに具備し、前記順方向情報は、第１の繰り返しに関してはチャネル利得に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得に関する前記更新情報に基づいて導き出される請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
無線通信システムにおいてチャネル位相推定を行う方法であって、
非繰り返しチャネル位相推定を受信シンボルに基づいて行って前記チャネル位相に関する一組の仮説を得ることであって、前記仮説の組は、前記チャネル位相に関するすべての可能な仮説の部分組であることと、
データによって指示された前記チャネル位相の繰り返し推定を前記仮説の組及び前記受信データシンボルに基づいて行い、前記仮説の組の中から選択された最終的なチャネル位相推定値を得ること、とを具備する方法。
【請求項４３】
前記Ｍの仮説の組は、前記受信データシンボルに関して用いられる多値位相偏移（ＰＳＫ）変調方式に関する２π／Ｍによって分離されたＭの位相を含む請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記チャネル位相に関する前記仮説の組を用いて前記受信データシンボルに関する繰り返し検出および復号を行うことをさらに具備する請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
無線通信システムにおいてデータを復元する方法であって、
チャネル位相推定値を受信シンボルに基づいて得ることと、
チャネル利得に関する事前情報を受信パイロットシンボル及び前記チャネル位相推定値に基づいて得ることと、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を前記受信データシンボル及びチャネル利得に関する前記事前情報に基づいて導き出すことと、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得ることと、
前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得に関する事後情報を、前記チャネル推定値及び前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいて導き出すことと、
前記受信データシンボルに関するチャネル利得に関する前記事後情報及びチャネル利得に関する前記事前情報を結合して前記受信データシンボルの各々に関するチャネル利得に関する更新情報を得ること、とを具備する方法。
【請求項４６】
前記チャネル位相推定値は、チャネル位相に関する一組のＭの仮説によって表され、Ｍは１よりも大きい請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
順方向情報を前記導き出すこと、前記順方向情報を前記復号すること、事後情報を前記導き出すこと、及び前記事後情報と前記情報を前記結合させることを複数回繰り返すことをさらに具備し、前記順方向情報は、第１の繰り返しに関してはチャネル利得に関する前記事前情報に基づいて及び各々の後続する繰り返しに関してはチャネル利得に関する前記更新情報に基づいて導き出される請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記受信データシンボルは、多値位相偏移（ＰＳＫ）変調方式から導き出され、Ｍ  ＞  ２である請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記事前情報、前記事後情報、及び前記更新情報は、各々が、Ｍ個の異なるチャネル位相値のＭの成分を具備する請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
チャネル位相推定値を前記得ることは、
前記受信データシンボルの各々の位相を決定することと、必要な場合は前記受信データシンボルの各々の前記位相を回転させて１組の値の範囲内にすることと、前記受信データシンボルに関する回転された位相に基づいて前記チャネル位相推定値を計算すること、とを含む請求項４５に記載の方法。
【請求項５１】
チャネル位相推定値を前記得ることは、
必要に応じて前記受信データシンボルの各々を回転させて前記回転された受信データシンボルの位相が１組の値の範囲内にあるようにすることと、前記回転された受信データシンボルに基づいて平均受信データシンボルを計算することと、前記平均受信データシンボルに基づいて前記チャネル位相推定値を計算すること、とを含む請求項４５に記載の方法。
【請求項５２】
無線通信システムにおける受信機であって、
チャネル位相推定値を受信データシンボルに基づいて得るため及びチャネル利得に関する事前情報を受信パイロットシンボル及び前記チャネル位相推定値に基づいて得るために動作する推定器と、
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル及びチャネル利得に関する前記事前情報に基づいて導き出すために動作する検出器と、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得るために動作する復号器と、を具備し、前記推定器は、前記チャネル位相推定値及び前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいてチャネル利得に関する事後情報を導き出すため及びチャネル利得に関する前記事後情報とチャネル利得に関する前記事前情報を結合させてチャネル利得に関する更新情報を得るためにさらに動作する、受信機。
【請求項５３】
無線通信システムにおける装置であって、
チャネル位相推定値を受信データシンボルに基づいて得る手段と、
チャネル利得に関する事前情報を受信パイロットシンボル及び前記チャネル位相推定値に基づいて得る手段と、  
受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報を、前記受信データシンボル及びチャネル利得に関する前記事前情報に基づいて導き出す手段と、
前記順方向情報を復号して前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関するフィードバック情報を得る手段と、
前記チャネル位相推定値及び前記受信データシンボルに対応する前記符号ビットに関する前記フィードバック情報に基づいてチャネル利得に関する事後情報を導き出す手段と、
チャネル利得に関する前記事後情報及びチャネル利得に関する前記事前情報を結合させてチャネル利得に関する更新情報を得る手段と、を具備する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、通信に関するものである。本発明は、より具体的には、無線通信システム内の受信機において雑音及び干渉が存在する状態でデータを復元するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、送信機は、典型的には、トラフィックデータを復号、インターリービング、及び変調（即ち、シンボルマッピング）し、データに関する変調シンボルであるデータシンボルを得る。コヒーレントなシステムである場合は、送信機は、パイロットシンボルをこれらのデータシンボルと多重化し、多重化されたパイロットシンボルとデータシンボルを処理して変調信号を生成し、該変調信号を無線チャネルを通じて送信する。チャネルは、チャネル応答によって該送信信号に歪みを発生させ、雑音と干渉によって該信号をさらに劣化させる。
【０００３】
受信機は、送信信号を受信し、該受信信号を処理して受信シンボルを入手する。コヒーレントなシステムの場合は、受信機は、典型的には、受信されたパイロットシンボルを用いてチャネル応答を推定し、該チャネル応答推定値を用いて受信データシンボルのコヒーレントな復調／検出を行って復元されたデータシンボルを得る。これらの復元されたデータシンボルは、送信機によって送信されたデータシンボルの推定である。次に、受信機は、これらの復元されたデータシンボルをシンボルデマッピング、デインターリービング、及び復号して復号されたデータを得る。該復号データは、送信機によって送信されたトラフィックデータの推定データである。
【０００４】
典型的なコヒーレントな無線システムにおいては、受信機は、受信パイロットシンボルを１回処理してチャネル応答推定値を入手し、更に、受信データシンボルに関するコヒーレントな復調を１回実施して復元されたデータシンボルを得る。次に、受信機は、トラフィックデータに関して用いられた符号化及び変調方式に従い、復元されたシンボルに関するシンボルデマッピング、デインターリービング、及び復号を行う。雑音及び干渉は、復元されたデータシンボルの品質を劣化させ、復号されたデータの信頼性に対して影響を及ぼす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、無線通信システム内の受信機において雑音及び干渉が存在する状態でデータを復元するための技術が必要である。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書においては、干渉について対処すること及び向上された性能を提供することができる繰り返し受信機処理技術が提供される。これらの処理技術は、様々な無線通信システムに関して使用することができ、更に、様々な方法で実装することができる。
【０００７】
繰り返しチャネル／干渉推定及び復号方式においては、チャネル利得と干渉が繰り返し推定される。この方式に関しては、（例えば、受信パイロットシンボルに基づいて）チャネル利得と干渉に関する事前情報が最初に得られる。受信データシンボルに対応する符号ビットに関する順方向情報（forward information）が、これらの受信データシンボル及び事前情報に基づいて導き出される。（各データシンボルは、Ｂの符号ビットに基づいて得られ、ここで、Ｂは、該データシンボルに関して用いられる変調方式に依存する。）次に、該順方向情報が復号され、受信データシンボルに対応する符号ビットに関するフィードバック情報が得られる。各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する事後情報が、該受信データシンボルに対応する符号ビットに関するフィードバック情報に基づいて導き出される。次に、全受信データシンボルに関する事後情報と事前情報が結合され、各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する更新情報が得られる。該プロセスは、あらゆる回数だけ繰り返すことができ、チャネル利得と干渉に関する該更新情報を用いて各々の後続の繰り返しごとに順方向情報が導き出される。
【０００８】
チャネル利得と干渉に関する事前情報、事後情報、及び更新情報は、該チャネル利得と干渉の同時確率分布で表すことができる。順方向情報およびフィードバック情報は、受信データシンボルの符号ビットに関する対数尤度比（ＬＬＲ）によって表すことができる。
【０００９】
もう１つの繰り返し受信機処理方式においては、干渉は、１回推定され、繰り返しチャネル推定及び復号プロセスにおいて使用される。このことは、繰り返しプロセスの様々なステップに関する計算の複雑さを低減させることができる。
【００１０】
すべての繰り返し受信機処理方式に関して、（例えば、受信されたパイロットシンボル及びデータシンボルに基づいて）チャネルの大きさを繰り返さずに推定し、チャネル位相のみを繰り返し推定することによって複雑さを低減させることができる。多値位相偏移（Ｍ−ＰＳＫ）変調方式を使用時の複雑さをさらに低減させる場合は、（例えば受信データシンボルに基づいて）０乃至２π／Ｍの範囲内までチャネル位相を推定することができる。この場合は、チャネル利得に関する事前情報、事後情報、及び更新情報は、Ｍ個の異なるチャネル位相値に関するＭの成分を具備することができ、ここで、Ｍは、最初のチャネル位相推定値がない場合に必要になる成分数よりもはるかに少なくすることができる。
【００１１】
以下では、本発明の様々な側面及び実施形態がさらに詳細に説明される。
【００１２】
本発明の特長及び性質は、下記の詳細な説明と図面を併用することでさらに明確になる。同一のものについては図面全体に渡って同一の参照符号を付けることとする。
【発明を実施するための最良の実施形態】
【００１３】
本明細書における「典型的」という表現は、「１つの例、事例、又は実例」であることを意味する。本明細書において「典型的」として記述されているいずれの実施形態も及びいずれの設計も、その他の実施形態及び設計よりも優先されるか又は有利であることを必ずしも意味するわけではない。
【００１４】
本明細書において説明されている繰り返し受信機処理技術は、干渉が発生する様々な無線通信システムに関して使用することができる。説明を明確化するため、これらの技術は、異なる周波数サブバンドを用いて異なる時間間隔（「ホップ時間」とも呼ばれる）でデータが送信される周波数ホッピング通信システムに関して説明される。周波数ホッピングにおいては、データ送信は、疑似ランダム方式で１つのサブバンドから別のサブバンドにホップする。このホッピングは、周波数ダイバーシティを提供し、データ送信が狭帯域干渉、ジャミング、フェージング、等の有害な経路上の影響に対する耐性を向上させることを可能にする。
【００１５】
周波数ホッピングシステムにおけるサブバンドは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式、その他の多搬送波変調方式、若しくはその他のいくつかの構成によって提供することができる。ＯＦＤＭは、システムの全体的な帯域幅を有効に分割して複数（ＮＦ）の直交サブバンドにする変調方式である。各サブバンドは、データによって変調できる各々の副搬送波と関連している。これらのサブバンドは、トーン、副搬送波、ビン、及び周波数チャネルとも呼ばれる。
【００１６】
周波数ホッピングシステムは、複数のセルとともに配備することができ、ここで、セルは、典型的には、基地局及び／又はそのカバレッジエリアを指している。各セルは、複数のユーザーを同時にサポートすることができる。ある１つの所定のセルに関して、該セル内の各ユーザーに関するデータは、該ユーザーに対して割り当てられた特定の周波数ホッピング（ＦＨ）シーケンスを用いて送信することができる。このＦＨシーケンスは、各ホップ時間におけるデータ送信に関して使用する特定のサブバンドを示す。複数のユーザーに関する複数のデータ送信は、異なるＦＨシーケンスを用いて同時に行うことができる。これらのＦＨシーケンスは、各ホップ時間ごとに１つのデータ送信のみが各サブバンドを使用するようにするために互いに直交であると定義されている。直交ＦＨシーケンスを用いることによって、周波数ダイバーシティの利益を享受する一方で同じセル内の複数のユーザーに関するデータ送信が互いに干渉しない。しかしながら、これらのユーザーは、典型的には、その他のセル内のユーザーからのセル間干渉を受ける。観測される干渉ユーザーは各々のホップごとに異なるため、ある所定のユーザーによって観測される干渉もホップごとに変化する可能性がある。
【００１７】
図１は、周波数ホッピング通信方式に関する典型的な送信方式１００を示した図である。図１は、縦軸が周波数を表し横軸が時間を表す周波数−時間面上でのパイロット送信とデータ送信を示した図である。この例に関しては、ＮＦ＝８であり、これらの８つのサブバンドには１乃至８のインデックスが割り当てられる。最高８つのトラフィックチャネルを定義することができ、それによって、各トラフィックチャネルは、各ホップ時間においてこれらの８つのサブバンドのうちの１つを使用する。ホップ時間は、ある１つの所定のサブバンドに関して費やされる継続時間であり、ＮＨ個のＯＦＤＭシンボルの継続時間に等しくなるように定義することができる。ここで、ＮＨ ≧ １である。
【００１８】
各トラフィックチャネルは、異なるＦＨシーケンスと関連づけられている。すべてのトラフィックチャネルに関するＦＨシーケンスは、ＦＨ関数ｆ（ｋ，Ｔ）を用いて生成することができ、ここで、ｋはトラフィックチャネル番号を表し、Ｔはシステム時間を表す。システム時間の単位はホップ時間である。ＦＨ関数ｆ（ｋ，Ｔ）に関するｋの値であるＮＦ個の異なる値を用いてＮＦの異なるＦＨシーケンスを生成することができる。各トラフィックチャネルに関するＦＨシーケンスは、各ホップ時間において該トラフィックチャネルに関して用いられる特定のサブバンドを示す。説明を明確化するため、図１は、１つのトラフィックチャネルに関して用いられるサブバンドを示した図である。このトラフィックチャネルは、そのＦＨシーケンスによって決定された疑似ランダム方式で１つのサブバンドから別のサブバンドにホップする。
【００１９】
送信方式１００に関しては、（べた塗りの四角形によって描かれた）ＮＰ個のパイロットシンボルが、時分割多重（ＴＤＭ）方式で、各ホップ時間ごとに（斜線付きの四角形によって描かれた）ＮＤ個のデータシンボルとともに送信される。一般的には、ＮＰ ≧ １、ＮＤ  ≧  １、ＮＰ  ＋  ＮＤ  ＝  ＮＨである。ＮＰは、典型的には、受信機が各ホップ時間においてチャネル応答を適切に推定する上で十分なパイロットシンボル数である。
【００２０】
図２は、周波数ホッピングシステムにおける送信機２００のブロック図である。送信（ＴＸ）データプロセッサ２２０は、データ源２１０からトラフィックデータを受け取り、コントローラ２５０から制御データを受け取る。ＴＸデータプロセッサ２２０内において、符号器２２２は、選択された符号化方式（例えば、畳み込み符号、低密度パリティ検査（ＬＤＣＰ）符号、ターボ符号、ブロック符号、等）に従ってトラフィックデータ及び制御データを符号化して符号化データを得る。該符号化は、データ送信の信頼性を向上させる。チャネルインターリーバー２２４は、符号化データをインターリービング（即ち、順序変更）してインターリービングされたデータを得る。該インターリービングは、符号化データに関するダイバーシティを提供する。次に、シンボルマッピング装置２２６は、該インターリービングされたデータを選択された変調方式に従ってシンボルマッピング（即ち、変調）してデータシンボルを得る。選択される変調方式は、Ｍ−ＰＳＫ（例えば、ＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ）方式、多値直交振幅変調（Ｍ−ＱＡＭ）方式、又はその他の何らかの変調方式である。該シンボルマッピングは、（１）Ｂ（個）のインターリービングされたビットの組を分類してＢビット２進値を形成し、ここで、Ｂ≧１及び２Ｂ＝Ｍ、更に、（２）選択された変調方式に対応する信号点配置内の一点に各Ｂビット２進値をマッピングすることによって行うことができる。各マッピングされた信号点は、複素値であり、変調シンボル（即ち、データシンボル）に対応する。シンボルマッピング装置２２６は、データシンボルストリームをＯＦＤＭ変調器２３０に提供する。
【００２１】
ＯＦＤＭ変調器２３０は、データシンボル及びパイロットシンボルに関する周波数ホッピング及びＯＦＤＭ変調を行う。ＯＦＤＭ変調器２３０内において、ＴＸ ＦＨプロセッサ２３２は、データシンボルとパイロットシンボルを受け取り、コントローラ２５０からのＦＨシーケンスによる指示に従い、各ホッピング時間において適切なサブバンドで（及び適切な順序で）これらのシンボルを提供する。データシンボル及びパイロットシンボルは、ＦＨシーケンスによって決定された疑似ランダム方式で１つのサブバンドから別のサブバンドに動的にホップする。ＴＸ  ＦＸプロセッサ２３２は、各ＯＦＤＭシンボル時間にＮＦのサブバンドに関するＮＦ個の「送信」シンボルを提供する。これらのＮＦ個の送信シンボルは、データ／パイロット送信のために用いられる各サブバンドに関する１個のデータ／パイロットシンボルと、データ／パイロット送信のために用いられない各サブバンドに関するゼロの信号値と、を具備する。
【００２２】
逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）装置２３４は、各ＯＦＤＭシンボル時間の間にＮＦ個の送信シンボルを受信し、該ＮＦ個の送信シンボルに関してＮＦ点の逆高速フーリエ変換を行い、ＮＦの時間領域チップが入った対応する「変換された」シンボルを提供する。各チップは、１つのチップ時間において送信される複素値であり、チップ速度は、典型的には、システム帯域幅によって決定される。サイクリックプリフィックス生成器２３６は、各変換されたシンボルに関してＮＦのチップを受け取り、該変換されたシンボルの一部を繰り返し、ＮＦ＋ＮＣＰのチップが入ったＯＦＤＭシンボルを形成させる。ここで、ＮＣＰは、繰り返されるチップ数である。該繰り返される部分は、しばしばサイクリックプリフィックスと呼ばれ、分散無線チャネル（即ち、時間遅延拡散を有する無線チャネル）に起因するシンボル間干渉（ＩＳＩ）に対処するために使用される。ＯＦＤＭシンボル時間は、１個のＯＦＤＭシンボルの継続時間であり、ＮＦ＋ＮＣＰのチップ時間である。サイクリックプリフィックス生成器２３６は、ＯＦＤＭシンボルストリームを提供する。送信装置（ＴＭＴＲ）２４２は、該ＯＦＤＭシンボルストリームをコンディショニング（例えば、アナログ信号への変換、フィルタリング、増幅、及び周波数アップコンバージョン）して変調信号を生成し、該変調信号がアンテナ２４４から送信される。
【００２３】
図３は、周波数ホッピングシステムにおける受信機３００のブロック図である。アンテナ３１２は、送信機２００によって送信された変調信号を受信し、該受信信号を受信装置（ＲＣＶＲ）３１４に提供する。受信装置３１４は、該受信信号をコンディショニング（即ち、周波数ダウンコンバージョン、フィルタリング、及び増幅）し、該コンディショニングされた信号をさらにデジタル化してサンプルストリームを入手し、該サンプルストリームがＯＦＤＭ復調器３２０に提供される。
【００２４】
ＯＦＤＭ復調器３２０内において、サイクリックプリフィックス除去装置３２２は、該サンプルストリームを受け取り、各受け取られたＯＦＤＭシンボルに添付されたサイクリックプリフィックスを除去し、ＮＦ個のサンプルが入った対応する受信された変換シンボルを提供する。ＦＦＴ装置３２４は、各受信された変換シンボルごとにＮＦのサブバンドに関するＮＦ点ＦＦＴを行い、該変換シンボルに関するＮＦのサブバンドに関するＮＦ個の受信シンボルを得る。ＲＸ  ＦＨプロセッサ／デマルチプレクサ３２６は、各ＯＦＤＭシンボル時間に関してＮＦ個の受信シンボルを入手し、適切なサブバンドからの受信シンボルを、該ＯＦＤＭシンボル時間に関する受信データ／パイロットシンボルとして提供する。該適切なサブバンドは、コントローラ３５０からのＦＨシーケンスによって決定される。受信機３００においてＲＸ  ＦＨプロセッサ３２６に関して使用されるＦＨシーケンスは、送信機２００においてＴＸ  ＦＨプロセッサ２３２によって使用されるＦＨシーケンスと同じであり、該ＦＨシーケンスに合わせて同期化される。ＲＸ  ＦＨプロセッサ３２６は、ＴＸ  ＦＨプロセッサ２３２と同調して動作し、適切なサブバンドからの受信データ／パイロットシンボルストリームを受信（ＲＸ）データプロセッサ３３０に提供する。
【００２５】
ＲＸデータプロセッサ３３０は、受信されたデータシンボル及びパイロットシンボルに関する繰り返し受信機処理を行い、復号されたデータを入手する。図３に示されている実施形態においては、ＲＸデータプロセッサ３３０は、下記のように動作するチャネル／干渉推定器２３２と、検出器３３４と、チャネルデインターリーバー３３６と、復号器３４０と、チャネルインターリーバー３４２と、を含む。ＲＸデータプロセッサ３３０は、復号されたデータをデータシンク３４８及び／又はコントローラ３５０に提供する。
【００２６】
コントローラ２５０及び３５０は、送信機２００及び受信機３００における動作をそれぞれ指示する。メモリ装置２５２及び３５２は、コントローラ２５０及び３５０によってそれぞれ用いられるプログラムコード及びデータに関する格納装置を提供する。
【００２７】
周波数ホッピングシステムに関するモデルは、次式のように表すことができる。
【数１】
2007526719.tif 000003
【００２８】
ここで、
sk(m)は、シンボル時間ｍにおいてサブバンドｋで送信されるデータシンボル又はパイロットシンボルである。
【００２９】
hk(m)は、シンボル時間ｍにおけるサブバンドｋに関する複素チャネル利得であり、チャネルの大きさak(m)及びチャネル位相θk(m)に分解することができる。
【００３０】
rk(m)は、シンボル時間ｍにおけるサブバンドｋでの受信されたデータシンボル又はパイロットシンボルである。
【００３１】
nk(m)は、シンボル時間ｍにおいてサブバンドｋで受信された雑音及び干渉である。
【００３２】
説明を単純化するため、チャネルの大きさak(m) = |hk(m) |は、受信機によって知られていると想定されており、チャネル位相θk(m)のみを推定する必要がある。Ｍ−ＰＳＫ等の定エネルギー変調方式の場合は、各ホップ時間において受信されたデータシンボル及びパイロットシンボルの大きさを平均化し、該ホップ時間に関するチャネルの大きさak(m)の合理的に正確な推定値を得ることができる。従って、以下の説明では、チャネル利得は、チャネル位相のみによって十分に表すことができる。（しかしながら、各図は、大きさと位相が不明な状態でチャネル利得が複素値になることができるより一般的な事例を示している。
【００３３】
受信機は、送信データを復元するために非繰り返し受信機処理又は繰り返し受信機処理を利用することができる。非繰り返し方式においては、チャネル応答は、受信パイロットシンボルに基づいて推定され、受信データシンボルrk(m)は、該チャネル応答推定値を用いてコヒーレントに復調又は「検出」されて復元されたデータシンボルs^k(m)が得られる。これらの復元されたデータシンボルs^ k (m)は、送信されたデータシンボルsk(m)の推定である。該検出は、非繰り返し方式に関しては１回行われる。次に、復元されたデータシンボルがデインターリービング及び復号されて復号データが得られる。繰り返し方式に関しては、チャネル推定、検出、及び復号が複数回繰り返される。繰り返し方式は、符号化方式の誤り訂正機能を利用して向上された性能を提供する。この方式は、後述されるように、チャネル推定器、検出器、及び復号器の間で情報を複数回繰り返して循環させることによって達成される。
【００３４】
図４は、繰り返しチャネル／干渉推定及び復号方式を図示したタナーグラフ４００を示した図である。繰り返し受信機処理は、一般的にはあらゆる数のデータシンボルを入れることができる１つのブロックのデータシンボルに関して行われる。説明を明確化するため、繰り返し受信機処理は、以下では、１つのホップ時間に関するＮＤ個の受信データシンボルのブロックに関して説明される。これらのＮＤ個の受信データシンボルはＮＢの符号ビットによって形成され、ここで、ＮＢ＝Ｂ・ＮＤである。
【００３５】
タナーグラフ４００は、チャネル／干渉推定ノード４１０と、ブロック内のＮＤ個のデータシンボルに関するＮＤの検出ノード４２０ａ乃至４２０ｎと、チャネルデインターリーバー３３６と、チャネルインターリーバー３４２と、復号器３４０と、ＮＤ個のデータシンボルに関するＮＤの推定ノード４４０ａ乃至４４０ｎと、を含む。ノード４１０は、各々のリンク４１２を介して各検出ノード４２０と結合し、各々のリンク４４２を介して各推定ノード４４０と結合する。リンク４１２及び４４２の各々は、該リンクと関連づけられたデータシンボルに関するチャネル利得及び干渉についての情報を搬送する。各検出ノード４２０は、Ｂのリンク４２２を介してチャネルデインターリーバー３３６と結合し、各推定ノード４４０は、Ｂのリンク４３６を介してチャネルインターリーバー３４２と結合する。復号器３４０は、ＮＢのリンク４２６を介してチャネルデインターリーバー３３６と結合し、ＮＢのリンク４３２を介してチャネルインターリーバー３４２と結合する。リンク４２２、４２６、４３２及び４３６の各々は、該リンクと関連づけられた符号ビットに関する情報を（該リンクによって示された方向に）搬送する。各符号ビットに関する情報は、典型的には、符号ビットが“１”又は“０”である尤度を示す対数尤度比（ＬＬＲ）の形をしている。
【００３６】
第１の繰り返しに関しては、ノード４１０は、受信パイロットシンボルに基づいてチャネル利得の推定値を得る。ノード４１０は、チャネルの大きさが既知である場合はチャネル位相のみを推定する。更に、ノード４１０は、受信データシンボルによって観測された干渉を受信パイロットシンボルに基づいて推定する。ノード４１０は、チャネル位相と干渉に関する「事前」情報を、リンク４１２を介して各検出ノード４２０に提供する。
【００３７】
各検出ノード４２０は、各々の受信データシンボルrk(n)及びチャネル位相と干渉に関する事前情報をノード４１０から得る。各検出ノード４２０は、Ｂの符号ビットのうちでデータシンボルを形成する各々の符号ビットに関するＬＬＲを、受信データシンボルrk(n)及びチャネル位相と干渉に関する事前情報に基づいて計算する。各検出ノード４２０は、Ｂの符号ビットに関するＢの「順方向」ＬＬＲを、リンク４２２を介してチャネルデインターリーバー３３６に提供する。チャネルデインターリーバー３３６は、送信機において行われたインターリービングを補完する形で、すべてのＮＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲをデインターリービングし、デインターリービングされた順方向ＬＬＲを復号器３４０に提供する。
【００３８】
復号器３４０は、送信機によって用いられた符号化方式に従い、ＮＢの符号ビットに関するデインターリービングされた順方向ＬＬＲを復号する。例えば、復号器３４０は、（１）送信機が畳み込み符号を使用する場合は最大事後（ＭＡＰ）アルゴリズム又はソフト出力ビタビ（ＳＯＶ）アルゴリズムを実装することができ、（２）送信機がターボ符号又はＬＤＰＣ符号を使用する場合はターボ／ＬＤＰＣ復号器を実装することができる。復号器３４０は、ＮＢの符号ビットに関する更新されたＬＬＲであるフィードバックＬＬＲを、リンク４３２を介してインターリーバー３４２に提供する。チャネルインターリーバー３４２は、送信機において行われたインターリービングと同じ方法でフィードバックＬＬＲをインターリービングし、インターリービングされたフィードバックＬＬＲを、リンク４３６を介して推定ノード４４０に提供する。
【００３９】
各推定ノード４４０は、各々の受信データシンボルrk(n)と、該受信データシンボルのＢの符号ビットに関するインターリービングされたフィードバックＬＬＲとを、チャネルインターリーバー３４２から得る。各推定ノード４４０は、受信データシンボルrk(n)及びフィードバックＬＬＲに基づいて、データシンボルに関するチャネル位相と干渉に関する「事後」情報を導き出し、この事後情報をリンク４４２を介してノード４１０に提供する。
【００４０】
ノード４１０は、チャネル利得と干渉に関する事前情報及び推定ノード４４０からのチャネル位相と干渉に関する事後情報を結合させ、各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する更新情報を得る。ノード４１０は、チャネル位相と干渉に関する更新情報を各検出ノード４２０に提供する。次に、第２の繰り返しに関する検出および復号が、第１の繰り返しに関する方法と同様の方法で行われる。但し、第２の繰り返しでは、チャネル利得と干渉に関する更新情報が用いられる。
【００４１】
図４において、各検出ノード４２０は、各々の受信データシンボルに対応する符号ビットに関する「順方向」情報を導き出して提供し、復号器３４０は、各受信データシンボルに関する「フィードバック」情報を導き出して提供する。これらの順方向情報及びフィードバック情報は、典型的にはＬＬＲの形で与えられるが、その他の形で与えることもできる。
【００４２】
図５は、チャネルと干渉の繰り返し推定及び復号を行うプロセス５００の流れ図である。
【００４３】
ステップ５１０において、チャネル位相及び干渉に関する事前情報が、受信パイロットシンボルに基づいて得られる。ステップ５１０は、図４のノード４１０によって行われる。該ステップにおいても同じく、チャネルの大きさは既知であると想定されてチャネル位相のみが推定される。パイロットシンボルに関する正規化チャネルの観測は、次式のように表すことができる。
【数２】
2007526719.tif 000004
【００４４】
ここで、チャネル利得a及びチャネル位相θは、ブロック内のＮＤ個のすべてのデータシンボルに関して一定であると想定され、雑音及び干渉nは、平均がゼロで分散がN0の複素ガウス確率変数であると想定される。
【００４５】
チャネル位相と干渉に関する事前情報は、チャネル位相θと干渉電力Iの同時確率分布として与えることができる。説明を単純化するため、チャネル位相θは、Ｌ個の可能な値に定量化し、２π／Ｌの整数倍数で与えることができる。同様に、干渉電力Iは、Q個の可能な値に定量化することができる。θとIの同時確率分布は、特定の受信パイロットシンボルが与えられた場合においてx軸がチャネル位相θを表し、y軸が干渉電力Iを表し、z軸が特定のチャネル位相θ0と特定の干渉電力I0の同時確率を表す三次元（３Ｄ）グラフであるとみなすことができる。θとIの同時確率分布は、次式のように表すことができる。
【数３】
2007526719.tif 000005
【００４６】
ここで、
【数４】
2007526719.tif 000006
【００４７】
は、受信パイロットシンボルであり、pは、実際のパイロットシンボルである。
【００４８】
Pr(θ=θ0, I=I0| p~)は、θとIの同時確率分布であり、受信パイロットシンボルp~が与えられた場合にチャネル位相がθ0になり干渉電力がI0になる確率を表す。
【００４９】
Pr(θ=θ0, I=I0)は、θとIの事前同時確率分布であり、チャネル位相がθ0になり干渉電力がI0になる確率を表す。
【００５０】
Pr(p~|θ=θ0, I=I0)は、（通信チャネルモデルに基づいて得られた）確率分布（例えばガウス確率分布）であり、所定のチャネル位相θ0及び干渉電力I0に関して受信パイロットシンボルp~が得られる確率を表す。
【００５１】
Pr(p~)は、p~の所定の値が得られる確率である。
【００５２】
Pr (I=I0)は、Iの事前確率分布であり、干渉電力がI0になる確率を表す。
【００５３】
式の組（３）内の第１の式は、ベイズの法則に基づいて得られる。式の組（３）内の第２の式は、チャネル位相θの異なる値は事前等確率であると想定して得られ、このため、Pr(θ=θ0)は定数であって省略することができる。式（３）内の第３の式は、雑音及び干渉は平均がゼロで分散がI0である複素ガウス確率変数であると想定して得られる。式の組（３）は、正規化係数を省略しており、該正規化係数は、確率分布関数(pdf)はその領域にわたって１に積分するという制約を当てはめることによって求めることができる。
【００５４】
式の組（３）において示されているように、各受信パイロットシンボルごとにθとIのに関する１つの同時確率分布が得られる。複数の受信パイロットシンボルが利用可能である場合は、θ及びIに関する複数の同時確率分布がこれらのシンボルに関して得られて結合され、すべての受信パイロットシンボルに関するθとIに関する１つの全体的な又は複合的な同時確率分布が得られる。ステップ５１０は、ＮＤのすべての受信パイロットシンボルによって用いられるθ及びIに関する１つの同時確率分布を提供する。この同時確率分布は、Ｌ個の異なるチャネル位相値とＱ個の異なる干渉電力値に関するＬ−Ｑの確率値を含み、確率対θ及びIに関する三次元グラフであるとみなすことができる。この同時確率分布は、受信パイロットシンボルに基づいて得られたチャネル位相と干渉に関する事前情報を表している。
【００５５】
同時分布Pr(θ=θ0, I=I0| p~)に関する確率は、後続の計算を単純化するために対数−領域で表すことができる。この方法は、単一の符号ビットの確率分布を表すために対数尤度比（ＬＬＲ）を使用することと類似している。確率に関して対数−領域による表示を使用することは、式の組（３）の第３の式における外側の指数の計算を不要にする。
【００５６】
θとIの同時確率分布は、事前に独立している２個の変数θ及びIに基づいて得られる。従って、同時分布は、θに関する分布とIに関する分布の積分布である。θに関する分布は一様であると想定することができる。Iに関する分布（即ち、干渉電力分布）は、様々な方法で導き出すことができる。一実施形態においては、干渉電力は、Ｑ個の値に関して一様であると想定される。別の実施形態においては、干渉電力は、ガウス分布又は対数−正規分布等の標準分布を有すると想定される。さらに別の実施形態においては、干渉電力分布は、ネットワークレベルでのコンピュータシミュレーション又は経験的測定値に基づいて若しくはその他の手段によって得られる。
【００５７】
ステップ５２０において、各受信データシンボルのＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲは、該受信データシンボルと、該シンボルに関するθとIの同時確率分布と、に基づいて計算される。ステップ５２０は、図４の各検出ノード４２０によって行われる。各検出ノード４２０に関する順方向ＬＬＲ計算は、２つのステップで行うことができる。第１のステップにおいては、送信されたデータシンボルの値xの事後分布が、受信データシンボルr及びθとIの同時確率分布に基づいて計算される。データシンボルは、Ｍ＝２Ｄ個の可能な値のうちの１個の値をとることができる。この事後分布は、受信データシンボルr及びθとIの同時確率分布が与えられた場合におけるxのＭ個の可能な値の各々に関する確率を示す。rが与えられた場合におけるxに関する事後分布は、次式のように表すことができる。
【数５】
2007526719.tif 000007
【００５８】
ここで、xは、データシンボル値であり、Ｍ個の可能な値をとることができる。
【００５９】
Pr(x = x0|r)は、rが与えられている場合におけるxの事後分布であり、受信データシンボルrが与えられている場合にデータシンボル値がx0になる確率を表す。
【００６０】
Pr(r|x = x0)は、データシンボル値がx0である場合に受信データシンボルrが得られる確率を示す分布である。
【００６１】
Pr(θ = θi, I = Ij)は、チャネル及び干渉の推定から得られたθとIの同時分布である。
【００６２】
Pr(r|x = x0, θ = θi, I = Ij)は、平均がx0aej0、分散がIjの複素ガウス分布である。
【００６３】
rが与えられている場合におけるxの事後分布Pr(x = x0|r)は、受信データシンボルrに対応するxのM個の値に関するＭ個の確率値を含む二次元グラフとみなすことができる。
【００６４】
順方向ＬＬＲを計算する第２のステップにおいて、受信データシンボルに関するxの事後分布は、該シンボルのＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲを入手するために「周辺化」される。データシンボル値xは、Ｂの符号ビットの値と、符号ビットをデータシンボルにマッピングするために用いられる信号点配置と、によって決定される。xのＭ個の可能な値の各々は、Ｂの符号ビットに関する値の異なる組合せに対応する。各符号ビットに関する順方向ＬＬＲは、xのＭ個の可能な値に関するＭ個の確率値の加重和として計算することができ、ここで、該加重は、信号点配置内のデータシンボル（又は信号点配置シンボル）と受信データシンボルとの間の距離によって決定される。ステップ５２０は、各受信データシンボルのＢの符号ビットに関するＢの順方向ＬＬＲ、又は、繰り返し処理の対象となっているＮＤ個のデータシンボルのＮＢの符号ビットに関する合計ＮＢの順方向ＬＬＲを提供する。これらの順方向ＬＬＲは、復号器に提供される順方向情報を表す。
【００６５】
ステップ５３０において、ＮＢの符号ビットが入ったコードワードに関する順方向ＬＬＲが復号されて、ＮＢの符号ビットに関するフィードバックＬＬＲが得られる。ステップ５３０は、図４の復号器３４０によって行われる。該復号は、例えばＭＡＰ、ＳＯＶ、又はターボ復号アルゴリズムに基づいて行うことができ、更に、１回又は複数回繰り返して行うことができる。ステップ５３０は、ＮＢの符号ビットに関するＮＢのフィードバックＬＬＲを提供し、これらのＮＢのフィードバックＬＬＲは、復号器によって提供されるフィードバック情報を表している。
【００６６】
ステップ５４０において、次式のように、θとIの事後同時確率分布が、各受信データシンボルのＢの符号ビットに関するフィードバックＬＬＲに基づいて各々の受信データシンボルに関して計算される。
【数６】
2007526719.tif 000008
【００６７】
ここで、Pr(θ = θ0, I = I0|r)は、θとIの事後同時確率分布であり、受信データシンボルrが与えられている場合にチャネル位相がθ0、干渉電力がI0になる確率が提供される。
【００６８】
Pr(x = xi)は、データシンボル値xに関する積分布であり、受信データシンボルrのＢの符号ビットに関するフィードバックＬＬＲから得ることができる。
【００６９】
Pr(r|x = xi, θ = θ0, I = I0)は、平均がxi・a・ejθ0 、分散がI0である複素ガウス確率分布である。
【００７０】
ステップ５４０は、図４の各推定ノード４４０によって行われる。rが与えられている場合におけるθとIの事後同時確率分布は、ステップ５１０において計算された、p~が与えられている場合のθとIの事前同時確率分布と類似している。しかしながら、事後同時確率分布は、フィードバックＬＬＲに基づいて計算され、事前同時確率分布は、受信パイロットシンボルに基づいて計算される。ステップ５４０は、ＮＤ個の受信データシンボルに関するθとIのＮＤの同時確率分布を提供する。
【００７１】
ステップ５５０において、θとIの様々な同時確率分布が結合されて、ＮＤ個の受信データシンボルに関するθとIの更新された同時確率分布が得られる。ステップ５５０は、図４のノード４１０によって行われる。ステップ５５０に関して、ＮＤ個の受信データシンボルに関するθとIのＮＤの事後同時確率分布をステップ５４０から得ることができ、θとIの１つの事前同時確率分布をステップ５１０から得ることができる。θとIのこれらのＮＤ + １の分布は、ＮＤ個の受信データシンボルに関するθとIのＮＤの更新された分布を導き出すために使用される。正のフィードバックを回避するため、外部情報のみを用いて各検出ノード４２０に関するθとIの更新分布が導き出される。データシンボルに関する外部情報は、該データシンボルに基づいて導き出された情報を含まない。従って、各受信データシンボルrに関するのθとIの更新分布は、（１）その他のＮＤ−１個の受信データシンボルに関して得られたθとIのＮＤ−１の事後分布及び（２）受信パイロットシンボルから得られたθとIの事前分布に基づいて導き出される。この計算（１）は、受信データシンボルrに関して得られたθとIの事後分布を一様分布に有効に置き換え、更に（２）その他のＮＤ−１個の受信データシンボルに関するθとIのＮＤ−１の事後分布は、独立した情報に基づいて得られると想定する。
【００７２】
一例として、θ及びIの２つの分布、即ち、Pr(θ = θ0, I = I0|α)及びPr(θ = θ0, I = I0|β)を結合させると仮定する。ここで、α及びβは、θ及びIに基づいてコンディショニング時の独立確率変数である。該複合分布は、次式のように表すことができる。
【数７】
2007526719.tif 000009
【００７３】
式（６）における計算は、θ及びIのあらゆる数の分布を結合させることができるように拡大させることができる。ステップ５５０は、ＮＤ個の受信データシンボルに関するθとIのＮＤの更新された同時確率分布を提供し、これらのＮＤの更新された同時確率分布は、次の繰り返しにおいて順方向ＬＬＲを更新するために検出ノード４２０によって使用される。ステップ５５０は、同時チャネル／干渉推定及び復号の１回の完全な繰り返しを完了させる。
【００７４】
ステップ５６０において、チャネル利得と干渉の繰り返し推定及び復号を終了させるかどうかの決定が行われる。この決定は、１つ以上の終了基準に基づいて行うことができる。例えば、終了基準は、予め決められた繰り返し回数のような単純なものにすることができる。ステップ５６０において、「終了させない」ことが決定された場合は、プロセスは、ステップ５２０に戻って符号ビットに関する順方向ＬＬＲを更新する。「終了させる」と決定された場合は、プロセスは終了する。ステップ５６０は、ステップ５３０の後に行うことができ、このため、ステップ５４０及び５５０は、最後の繰り返しに関しては省略することができる。
【００７５】
説明を単純化するため、確率分布の計算は、式（１）のみに関して明示されており、その他のすべての式に関しては省略されている。本明細書において説明されている様々な確率分布の計算は、当業においては既知である。
【００７６】
チャネル位相及び干渉がとる値の数は、図５に示されている様々なステップの計算上の複雑さを決定する。θとIの各同時確率分布はＬ−Ｑ個の確率値を含むため、この計算上の複雑さは、チャネル位相及び干渉に関するそれぞれの定量化値数であるＬ及びＱの両方に比例する。妥当なレベルの複雑さを維持するために、干渉は、値数が少ない低分解能に合わせて定量化することができる。チャネル位相値数を減らす手法は、以下において説明される。複雑さは、後述されるように、その他の方法でチャネル位相及び干渉を用いて低減させることもできる。
【００７７】
図６は、干渉推定値を用いてチャネルの繰り返し推定及び復号を行うプロセス６００の流れ図である。プロセス６００に関しては、干渉は１回推定され、繰り返しチャネル推定及び復号プロセスにおいて使用される。複雑さを低減させるために、干渉推定値は繰り返し更新されない。
【００７８】
最初に、チャネル位相に関する干渉推定値及び事前情報が、受信パイロットシンボルに基づいて得られる（ステップ６１０）。ステップ６１０に関して、最初に、ステップ５１０に関して上述されているようにθとIの同時確率分布が受信パイロットシンボルに基づいて得られる。次に、θとIの同時分布が周辺化されてθの確率分布とIの確率分布にされる。次に、Iの分布に基づいてIの値が選択されて干渉推定値Iestとして使用される。干渉推定値Iestは、Iの分布における最大値、Iの分布に関する平均二乗誤差が最小になるI値、等にすることができる。ステップ６１０は、θの分布及び干渉推定値Iestを提供する。θの分布Pr(θ = θ0| p~)は、次式のように表すことができる。
【数８】
2007526719.tif 000010
【００７９】
複数の受信パイロットシンボルに関してθの複数の分布を得て結合させ、すべての受信パイロットシンボルに関するθの１つの分布を得ることができる。式（７）は、θの分布を得る１つの方法を表したものである。代替として、周辺化の結果得られた分布を使用して直接θの分布を得ることもできる。
【００８０】
次に、各受信データシンボルのＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲが、受信データシンボル、チャネル位相に関する事前情報、及び干渉推定値に基づいて計算される（ステップ６２０）。ステップ６２０は、図５のステップ５２０に関して上述されているのと同様に、２つのステップで行われる。第１のステップにおいては、rが与えられている場合におけるxの事後分布Pr(x = x0|r)が以下のように計算される。
【数９】
2007526719.tif 000011
【００８１】
第２のステップにおいては、各受信データシンボルに関するxの分布が周辺化され、該受信データシンボルのＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲが得られる。
【００８２】
次に、ＮＢのすべての符号ビットに関する順方向ＬＬＲが復号され、これらの符号ビットに関するフィードバックＬＬＲが得られる（ステップ６３０）。次に、各受信データシンボルに関して、該シンボルのＢの符号ビットに関するフィードバックＬＬＲ及び干渉推定値に基づいてチャネル位相に関する事後情報が得られる（ステップ６４０）。各受信データシンボルに関するθの事後分布は、次式のように表すことができる。
【数１０】
2007526719.tif 000012
【００８３】
次に、ＮＤ個の受信データシンボルに関するチャネル位相に関する事後情報及びチャネル位相に関する事前情報が結合されて、各受信データシンボルに関するチャネル位相に関する更新された情報が得られる（ステップ６５０）。特に、その他のＮＤ−１個の受信データシンボルに関するθのＮＤ−１の事後分布及び受信パイロットシンボルから導き出されたθの事前分布に基づいて、θの更新された分布が各受信データシンボルごとに計算される。
【００８４】
次に、繰り返しチャネル推定及び復号を終了させるかどうかの決定が行われる（ステップ６６０）。「終了させない」ことが決定された場合は、プロセスはステップ６２０に戻り、式（８）において示されているように、各受信データシンボルのＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲを、該受信データシンボル、θの更新された分布、及び干渉推定値Iestに基づいて更新する。「終了させる」と決定された場合は、プロセスは終了する。該プロセスにおいても同様に、ステップ６６０は、ステップ６３０の後に行うことができる。
【００８５】
干渉推定値を用いた繰り返しチャネル推定及び復号はその他の方法で行うこともでき、本発明の適用範囲内である。例えば、繰り返しプロセスは、受信データシンボルの組に関するフィードバックＬＬＲをゼロに設定して各受信データシンボルに関するθとIの同時確率分布を計算することから始めることができる。受信データシンボルは、送信されたデータシンボルに関する情報が入手できない場合でもθモジュロ２π／Ｍに関する情報を提供することができる。θモジュロ２π／Ｍに関するこの情報は、干渉に関する自明でない情報を生み出すことができる。次に、ＮＤ個の受信データシンボルに関するθとIの同時確率分布が、受信パイロットシンボルから導き出されたθとIの事前同時分布と結合される。次に、各受信データシンボルに関するθとIの更新された同時分布が周辺化され、θの分布とIの分布が得られる。Iの値は、Iの分布に基づいて選択されて干渉推定値Iestとして使用される。次に、上述されているように、各受信データシンボルに関するθの分布及び干渉推定値Iestが用いられて受信データシンボルに関する順方向ＬＬＲが計算される。
【００８６】
上記のように、チャネル位相情報を繰り返し更新する方式の計算上の複雑さに影響を与える１つの要因は、チャネル位相θを定量化時の値数（即ち、Ｌに関する値）である。Ｍ−ＰＳＫ変調に関しては、チャネル位相θは、データを用いた非繰り返し推定によってゼロ乃至２π／Ｍの範囲内まで推定することができる。フィードバックＬＬＲをゼロに設定して各受信データシンボルに関するθの分布を得るための上記の方式は、データを用いた推定の一例であり、符号出力が推定のために使用されなかったため非繰り返し方式である。チャネル位相は、（Ｌ個の値の代わりに）Ｍ個の異なる値に定量化することができ、このため、ＭがＬよりもかなり小さければ計算上の複雑さを大幅に低減させることができる。受信データシンボルに基づいたチャネル位相の推定では様々な方法を用いることができる。以下では、２つの典型的な方法が説明される。
【００８７】
図７Ａは、受信データシンボルの位相に基づくチャネル位相θの推定を示した図である。この例においては、ＱＰＳＫ変調が使用され、5個の受信データシンボルが、ＱＰＳＫ信号点配置７００上のべた塗りの点７１２ａ乃至７１２ｅとして表される。各受信データシンボルは、該データシンボルに関する変調、チャネル位相θ、および雑音と干渉によって決定される位相を有する。この方法に関しては、最初に各受信データシンボルの位相が決定される。次に、各受信データシンボルの位相に関するモジュロ２π／Ｍ演算が行われ、該データシンボルに関する変調が有効に取り除かれて該データシンボルがパイロットシンボルに変換される。５個の受信データシンボルに関する位相モジュロ２π／Ｍは、信号点配置７００内において円７２２ａ乃至７２２ｅとして作図される。次に、５個のデータシンボルの位相モジュロ２π／Ｍが平均化され、“ｘ”マーク７３０によって表されるチャネル位相推定値θestが得られる。
【００８８】
図７Ｂは、受信データシンボルの複素値に基づいたチャネル位相の推定を示した図である。この方法に関しても、５個の受信データシンボルは、ＱＰＳＫ信号点配置７５０におけるべた塗り点７１２ａ乃至７１２ｅとして表される。各受信データシンボルは、２π／Ｍの整数倍だけ（即ち、２π・ｉ／Ｍだけ）回転され（ここで、ｉは整数ゼロ以上）、このため、回転された受信データシンボルの位相は、ゼロ乃至２π／Ｍの範囲内にとどまる。受信データシンボル７１２ａは、ゼロ度だけ回転される。受信データシンボル７１２ｂ乃至７１２ｅは、適切な量だけ回転され、信号点配置７５０においては円７５２ｂ乃至７５２ｅによってそれぞれ表される。５個の回転された受信データシンボルが平均され、“ｘ”マーク７６０によって表される平均受信データシンボルが得られる。チャネル位相θは、平均受信データシンボルの位相として推定される。チャネル位相θは、平均受信データシンボルの位相として推定される。この方法は、受信データシンボルの振幅と位相の両方を用いてチャネル位相推定値θestを計算し、他方、図７Ａに示されている方法は、受信データシンボルの位相のみを使用する。
【００８９】
チャネル位相はその他の方法でも推定することができ、これらの推定は、本発明の適用範囲内である。例えば、チャネル位相は、フィードバックＬＬＲがゼロに設定された状態で各受信データシンボルに関するθの分布を得るための上述されている手法を用いて推定することができる。もう１つの例として、各受信データシンボルの位相は、Ｍを乗じてその後に平均することができる。
【００９０】
チャネル位相モジュロ−２π／Ｍが信頼できる形で推定できる場合は、チャネル位相は、ゼロ乃至２π／Ｍの範囲内までわかる。唯一の不確定要因は、Ｍの可能な範囲のうちのいずれの範囲にチャネル位相が属するかということだけである。次に、ある１つの繰り返し方式は、チャネル位相に関するＭ個の異なる値に関して動作することができる。即ち、{θest, θest + θM, θest + 2θM,…θest + (M−1)・θM}であり、ここで、L個の異なる値ではなくθM = 2π/Mであり、更に、Ｌは典型的にはＭよりもはるかに大きい。これで、θの分布は、Ｍ個の値又は成分のみを含むことになり、θとIの分布は、Ｍ−Ｑの成分のみを含むことになる。従って、評価すべき成分数が少なくなっているため、順方向ＬＬＲおよびフィードバックＬＬＲに関する計算は大幅に単純化される。例えば、チャネル位相がＬ＝８Ｍの値に定量化される場合は、チャネル位相をモジュロ２π／Ｍまで推定することは、チャネル推定値の複雑さを8倍分低減させる。（例えば受信データシンボルを用いた）チャネル位相の推定は、あらゆる繰り返し受信機処理方式に関して使用することができる。
【００９１】
図８は、受信データシンボルから得られたチャネル位相推定値を用いて繰り返しチャネル推定及び復号を行うプロセス８００の流れ図である。説明を単純化するため、プロセス８００は、干渉は考慮しない。
【００９２】
最初に、チャネル位相θが、受信データシンボルに基づいてゼロ乃至２π／Ｍの範囲内まで推定される（ステップ８０８）。ステップ８０８は、上記の第１の又は第２のチャネル位相推定法を用いて行うことができ、チャネル位相推定値θestを提供する。次に、チャネル位相に関する事前情報が、（Ｌ個ではなく）Ｍ個の異なるθ値に関する受信パイロットシンボルに基づいて得られる（ステップ８１０）。ステップ８１０は、Ｍ個の異なるθ値に関する受信データシンボルに基づいてθの分布を提供する。
【００９３】
次に、各受信データシンボルのＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲが、該受信データシンボル及びチャネル位相に関する事前情報に基づいて計算される（ステップ８２０）。ステップ８２０は、図５のステップ５２０又は図６のステップ６２０に関して上述されている方法と同様の方法で行うことができる。ＮＢのすべての符号ビットに関する順方向ＬＬＲが復号され、該符号ビットに関するフィードバックＬＬＲが得られる（ステップ８３０）。次に、各受信データシンボルに関して、チャネル位相に関する事後情報が、該シンボルのＢの符号ビットに関するフィードバックＬＬＲとθのＭ個の異なる値に関するフィードバックＬＬＲに基づいて得られる（ステップ８４０）。次に、ＮＤ個の受信データシンボルに関するチャネル位相に関する事後情報とチャネル位相に関する事前情報が結合されて、同じくθのＭ個の異なる値に関して、各受信データシンボルに関するチャネル位相に関する更新情報が得られる（ステップ８５０）。
【００９４】
次に、繰り返しチャネル推定及び復号を終了させるかどうかの決定が行われる（ステップ８６０）。「終了させない」ことが決定された場合は、プロセスはステップ８２０に戻り、各受信データシンボルのＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲを、受信データシンボル及びθの更新された分布に基づいて更新する。「終了させる」と決定された場合は、プロセスは終了する。この場合も同じく、ステップ８６０は、ステップ８３０の後に行うことができる。
【００９５】
図５、６及び８は、３つの具体的な繰り返し受信機処理方式を示した図である。図５の方式は、チャネル位相及び干渉の両方に関する情報を繰り返し更新し、図６の方式は、チャネル位相に関する情報を繰り返し更新して干渉を繰り返さずに推定し、図８の方式は、チャネル位相に関する情報を繰り返し更新し、受信データシンボルから得られた位相情報を使用する。更に、その他の様々な繰り返し方式も実装可能であり、この実装は、本発明の適用範囲内である。例えば、チャネル位相及び干渉の両方に関する情報を少ない繰り返し回数だけ繰り返し更新することができ、その後は、チャネル位相のみに関する情報を繰り返し更新することができる。もう１つの例として、チャネル位相に関する情報は、１回だけ得ることができ、干渉に関する情報は繰り返し更新することができる。さらにもう１つの例として、チャネル位相及び干渉に関する値数は、後続する繰り返しにおいては減らすことができる。分布がより簡素になるのに従い、幾つかの点は確率が無視できるほど低く、従って無視することができる。
【００９６】
再度図３及び４において、繰り返しチャネル／干渉推定及び復号方式は、（チャネルデインターリーバー３３６及びチャネルインターリーバー３４２が介在する状態での）復号器３４０と事後確率（ＡＰＰ）検出器３６０との間の繰り返しであるとみることができる。（ＡＰＰ検出器は、ビット（即ちＬＬＲ）の分布を戻し、ＭＡＰ検出器は、該ビットの最も可能性が高い値（即ち、０又は１）を戻す。ＡＰＰ検出器３６０は、復号器３４０から得られたフィードバック情報（入りＬＬＲ）及び受信パイロットシンボルと受信データシンボル（受信値）を用いて復号器３４０に関する順方向情報（更新されたＬＬＲ）を得る。ＡＰＰ検出器３６０は、フィードバック情報と受信値に基づいてチャネル及び干渉を推定し、チャネル情報と干渉情報は、ＡＰＰ検出器３６０によって復号器３４０に提供される順方向情報内において反映される。ＡＰＰ検出器に関しては、当業において知られているその他の型の検出器も使用することができる。
【００９７】
タナーグラフ４００において、チャネル及び干渉推定ノード４１０、検出ノード４２０、及び推定ノード４４０は、ＭＡＰ検出器３６０の一実装を表す。ＭＡＰ検出器３６０は、その他の方法で実装することもでき、この実装は、本発明の適用範囲内である。
【００９８】
再度図３において、ＲＸデータプロセッサ３３０は、あらゆる受信機処理方式を実装することができる。図５に示されている方式に関しては、推定器３３２は、ステップ５１０、５４０及び５５０を実施し、検出器３３４は、ステップ５２０を実施し、復号器３４０は、ステップ５３０を実施する。図６に示されている方式に関しては、推定器３３２は、ステップ６１０、６４０及び６５０を実施し、検出器３３４はステップ６２０を実施し、復号器３４０は、ステップ６３０を実施する。図８に示されている方式に関しては、推定器３３２は、ステップ８０８、８１０、８４０及び８５０を実施し、検出器３３４はステップ８２０を実施し、復号器３４０は、ステップ８３０を実施する。
【００９９】
説明を明確化するため、以下では、図４及び５に示されている方式に関してＲＸデータプロセッサ３３０によって行われる処理について説明される。チャネル／干渉推定器３３２は、図４内のノード４１０及び推定ノード４４０ａ乃至４４０ｎを実装する。第１の繰り返しに関しては、チャネル／干渉推定器３３２は、受信パイロットシンボルをＯＦＤＭ復調器３２０から入手し、チャネル位相及び干渉に関する事前情報を該受信パイロットシンボルに基づいて導き出し、該事前情報を検出器３３４に提供する。後続する各々の繰り返しに関しては、推定器３３２は、受信データシンボルをＯＦＤＭ復調器３２０から入手し更に各受信データシンボルのＢの符号ビットに関するフィードバックＬＬＲをチャネルインターリーバー３４２から入手し、各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する事後情報を導き出し、該事後情報と事前情報を結合し、各受信データシンボルに関するチャネル利得と干渉に関する更新情報を検出器３３４に提供する。
【０１００】
検出器334は、図４の検出器ノード４２０ａ乃至４２０ｎを実装する。検出器３３４は、受信データシンボルをＯＦＤＭ復調器３２０から入手し、チャネル位相と干渉に関する事前／更新情報を推定器３３２から入手する。検出器３３４は、事前／更新情報及び受信データシンボルに基づいて各受信データシンボルのＢの符号ビットに関する順方向ＬＬＲを計算し、該順方向ＬＬＲをチャネルデインターリーバー３３６に提供する。チャネルデインターリーバー３３６は、該順方向ＬＬＲをデインターリービングする。復号器３４０は、デインターリービングされた順方向ＬＬＲに関する復号を行い、各受信データシンボルのＢの符号ビットに関するフィードバックＬＬＲをチャネルインターリーバー３４２に提供する。チャネルインターリーバー３４２は、該フィードバックＬＬＲをインターリービングし、インターリービングされたフィードバックＬＬＲを推定器３３２に提供する。
【０１０１】
上記の説明において、チャネル位相及び干渉に関する情報は、確率分布を用いて表される。更に、順方向情報及びフィードバック情報は、ＬＬＲを用いて表される。チャネル位相と干渉及び符号ビットに関してはその他の表示方法を用いることもでき、該表示は、本発明の適用範囲内である。例えば、対数領域表示、逆確率、等を使用することができる。図５、６、及び８に示されている様々なステップに関する計算は、チャネル位相と干渉及び符号ビットに関して用いられる特定の表示に依存する。
【０１０２】
説明を明確化するため、図５に示されているステップの各々に関する計算が具体的に説明される。各ステップは、その他の方法で情報を導き出すこともでき、これらの方法は本発明の適用範囲内である。一例として、図５のステップ５１０に関しては、式（２）において示されているように、受信パイロットシンボルを処理することで、これらのパイロットシンボルに関する正規化チャネルの観測を示すパイロット推定値を得ることができる。該パイロット推定値は、（１）受信パイロットシンボルに共役パイロットシンボルを乗じてパイロット変調を除去し、（２）復元中のシンボルブロックに関して受信されたすべてのパイロットシンボルを最大限に結合させることによって得られる。次に、該パイロット推定値は、チャネル位相と干渉に関する事前情報に関するθとＩの同時確率分布を得るために使用される。
【０１０３】
説明を単純化するため、上記の説明は、チャネルの大きさが受信機によって知られており(即ち、何らかの手段で決定されており)、さらにチャネル位相のみが繰り返し推定されると想定している。チャネルの大きさは、チャネル位相とともに繰り返し推定することもできるが、複雑さが増すことになる。
【０１０４】
本明細書において説明されている繰り返し受信機処理技術は、ＯＦＤＭに基づくシステム、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システム、等の様々な無線通信システムに関して使用することができる。これらの技術は、ダウンリンク（即ち、順方向リンク）及びアップリンク（即ち、逆方向リンク）に関して使用することもできる。ダウンリンクに関しては、送信機２００はアクセスポイント又は基地局の一部であり、受信機３００はユーザー端末又は遠隔局の一部である。アップリンクに関しては、送信機２００はユーザー端末の一部であり、受信機３００はアクセスポイントの一部である。
【０１０５】
本明細書において説明されている繰り返し受信機処理技術は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア内に実装すること、ソフトウェア内に実装すること、又はその組合せ内に実装することができる。ハードウェア内に実装する場合は、繰り返し受信機処理を行うために用いられる処理装置（例えば、図３に示されているＲＸデータプロセッサ３３０）は、本明細書において説明されている機能を実施するように設計された１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラミング可能な論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、その他の電子装置、又はその組合せの中に実装することができる。
【０１０６】
ソフトウェア内に実装する場合は、これらの繰り返し受信機処理技術は、本明細書において説明されている機能を果たすモジュール（例えば、手順、関数、等）とともに実装することができる。ソフトウェアコードは、メモリ装置（例えば、図３のメモリ装置３５２）に格納することができ、プロセッサ（コントローラ３５０、等）によって実行することができる。該メモリ装置は、プロセッサ内に実装すること又はプロセッサの外部に実装することができる。
【０１０７】
開示されている実施形態に関する上記の説明は、当業者が本発明を製造又は使用できるようにすることを目的とするものである。又、これらの実施形態に対する様々な修正が加えられた場合には、当業者は、該修正を容易に理解することが可能である。さらに、本明細書において定められている一般原理は、本発明の精神及び適用範囲を逸脱しない形でその他の実施形態に対しても適用することができる。以上のように、本発明は、本明細書において示されている実施形態に限定することを意図するものではなく、本明細書において開示されている原理及び斬新な特長に一致する限りにおいて最も広範な適用範囲が認められることになることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】周波数ホッピングシステムに関する送信方式を示した図である。
【図２】周波数ホッピングシステム内の送信機を示した図である。
【図３】周波数ホッピングシステム内の受信機を示した図である。
【図４】チャネルと干渉の繰り返し推定及び復号を図示したタナーグラフを示した図である。
【図５】チャネルと干渉の繰り返し推定及び復号を行うプロセス示した図である。
【図６】干渉推定値を用いてチャネルの繰り返し推定及び復号を行うプロセスを示した図である。
【図７Ａ】受信データシンボルに基づいてチャネル位相を推定する方法を示した図である（その１）。
【図７Ｂ】受信データシンボルに基づいてチャネル位相を推定する方法を示した図である（その２）。
【図８】受信データシンボルから得られたチャネル位相推定値を用いてチャネルの繰り返し推定及び復号を行うプロセスを示した図である。
【図１】
2007526719.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007526719.tif 000016
【図５】
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【図６】
2007526719.tif 000018
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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