(57)【要約】  本発明は、チャネル符号器、及びそのチャネル符号器によって実行され、（ａ）符号化されるべきシリアルデータ列を多重並列信号に変換するステップ、（ｂ）前記多重並列信号をインターリーブするステップ、（ｃ）符号化された多重並列信号を得るために、予め定義された符号化規則に従って多重並列信号及びインターリーブされた多重並列信号を別々に符号化するステップ、並びに（ｄ）多重Txアンテナを介して循環的に及び交互にインターリーブされた多重並列信号及び多重並列信号を送信するステップを有するチャネル符号化方法を提案する。本発明によるチャネル符号器は、ターボ符号化スキームの組み合わせのために、受信機においてより良い復号性能を達成することができる。
2008547303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）符号化されるべきシリアル信号を多重並列信号に変換するステップ、
（ｂ）前記多重並列信号をインターリーブするステップ、
（ｃ）符号化多重並列信号を得るために、予め定義された符号化規則に従って前記多重並列信号を及び前記インターリーブされた多重並列信号をそれぞれ符号化するステップ、並びに
（ｄ）多重送信アンテナを介して交互に及び循環的に前記符号化多重並列信号及び前記多重並列信号を送信するステップ、
を有するチャネル符号化方法。
【請求項２】
前記予め定義された符号化規則が巡回符号化である請求項１に記載のチャネル符号化方法。
【請求項３】
ステップ（ｃ）が、（ｃ１）前記符号化多重並列信号のレートマッチングを実行するステップをさらに有する請求項１に記載のチャネル符号化方法。
【請求項４】
前記レートマッチングがパンクチャリング/パディング処理を有する請求項３に記載のチャネル符号化方法。
【請求項５】
ステップ（ｃ）が、（ｃ２）予め定義された変調モードに従ってステップ（ａ）における前記多重並列信号及び前記符号化多重並列信号それぞれの変調マッピングを実行するステップをさらに有する請求項１または請求項３に記載のチャネル符号化方法。
【請求項６】
ステップ（ｄ）が、変調マッピングされた前記符号化多重並列信号を多重化するステップ、並びに、前記多重送信アンテナに交互に及び循環的に信号を出力するために前記多重化された符号化多重並列信号及びステップ（ａ）における前記多重並列信号の循環スイッチングを実行するステップ有する請求項５に記載のチャネル符号化方法。
【請求項７】
ステップ（ｃ２）が、前記インターリーブされた多重化並列信号を符号化する符号化経路において、変調マッピングされた前記符号化多重並列信号のデインターリーブを実行するステップをさらに有する請求項５に記載のチャネル符号化方法。
【請求項８】
前記変調モードがQPSKである請求項５に記載のチャネル符号化方法。
【請求項９】
（ａ）少なくとも１つの受信アンテナを介して受信された符号化多重並列信号を逆多重化するステップ、
（ｂ）前記符号化多重並列信号が送信された多重無線チャネルについてのチャネル推定を実行するステップ、及び
（ｃ）前記チャネル推定の結果を用いることにより、及び予め定義された復号化規則に従って、前記逆多重化された符号化多重並列信号の巡回復号を実行するステップ、
を有するチャネル復号化方法。
【請求項１０】
前記符号化多重並列信号が多重受信アンテナを介して受信される場合に、ステップ（ｃ）が、
前記チャネル推定の結果を用いることにより前記多重受信アンテナを介して受信された前記符号化多重並列信号を評価するステップ、及び
前記予め定義された復号化規則に従って前記評価された信号の巡回復号を実行するステップ、
を有する請求項９に記載のチャネル復号化方法。
【請求項１１】
ステップ（ｃ）が、
（ｃ１）前記予め定義された復号化規則に従って前記逆多重化された符号化信号の第１復号を実行し、第１復号された信号を出力するステップ、及び
（ｃ２）前記予め定義された復号化規則に従って前記第１復号された信号の第２復号を実行し、最終復号化信号を出力するステップ、
を有する請求項９に記載のチャネル復号化方法。
【請求項１２】
ステップ（ｃ）が、前記第１復号された信号をインターリーブするステップ、及び前記最終復号化信号をデインターリーブするステップをさらに有する請求項１１に記載のチャネル復号化方法。
【請求項１３】
ステップ（ｃ１）が、循環的及び巡回的な復号を通して訂正精度を改善するために、前記予め定義された復号化規則及び前記最終復号化信号に従って前記逆多重化された符号化信号の第１復号を実行するステップをさらに有する請求項１１に記載のチャネル復号化方法。
【請求項１４】
前記予め定義された復号化規則がシンボルMAP（Maximum A Posterior）復号化である請求項１１に記載のチャネル復号化方法。
【請求項１５】
符号化されるべきシリアル信号を多重並列信号に変換して当該多重並列信号を出力する変換手段、
前記変換手段から出力される前記多重並列信号をインターリーブしてインターリーブされた多重並列信号を出力するインターリーブ手段、
予め定義された符号化規則に従って前記変換手段から出力される前記多重並列信号を符号化して符号化多重並列信号を出力する第１符号化手段、
前記予め定義された符号化規則に従って前記インターリーブ手段から出力される前記インターリーブされた多重並列信号を符号化する第２符号化手段、並びに
多重送信アンテナを介して、第１符号化手段及び第２符号化手段から出力される前記符号化多重並列信号、及び前記変換手段から出力される前記多重並列信号を、循環的に及び交互に送信する送信装置、
を有するチャネル符号化器。
【請求項１６】
第１符号化手段及び第２符号化手段が共に巡回符号化器である請求項１５に記載のチャネル符号化器。
【請求項１７】
前記変換手段から出力される前記多重並列信号の変調マッピングを実行する第１マッピング手段、
第１符号化手段から出力される前記符号化多重並列信号の変調マッピングを実行する第２マッピング手段、及び
第２符号化手段から出力される前記符号化多重並列信号の変調マッピングを実行する第３マッピング手段、
をさらに有する請求項１５に記載のチャネル符号化器。
【請求項１８】
第２マッピング手段及び第３マッピング手段から出力される多重並列信号を多重化する多重化手段をさらに有する請求項１７に記載のチャネル符号化器。
【請求項１９】
第１符号化手段から出力される前記符号化多重並列信号のパンクチャリング/パディング処理を実行する第１レートマッチング手段、及び
第２符号化手段から出力される前記符号化多重並列信号のパンクチャリング/パディング処理を実行する第２レートマッチング手段、
を有する請求項１５に記載のチャネル符号化器。
【請求項２０】
第３マッピング手段から出力される多重並列信号をデインターリーブするデインターリーブ手段をさらに有する請求項１７に記載のチャネル符号化器。
【請求項２１】
第１マッピング手段、第２マッピング手段及び第３マッピング手段から出力される多重並列信号の循環スイッチングを実行し、循環的に及び交互に前記多重送信アンテナへ信号を送信するシフト手段をさらに有する請求項１７に記載のチャネル符号化器。
【請求項２２】
少なくとも１つの受信アンテナを介して受信された符号化多重並列信号を逆多重化する逆多重化手段、
前記符号化多重並列信号が送信された多重無線チャネルのチャネル推定を実行する推定手段、及び
前記チャネル推定の結果を用いることにより、及び予め定義された復号化規則に従って、前記逆多重化手段から出力される前記符号化多重並列信号を復号する復号化手段、
を有するチャネル復号化器。
【請求項２３】
前記符号化多重並列信号が多重受信アンテナから受信される場合、前記チャネル推定の結果を用いることにより前記多重受信アンテナを介して受信される前記符号化多重並列信号を評価する評価手段をさらに有する請求項２２に記載のチャネル復号化器。
【請求項２４】
前記復号化手段が、
前記予め定義された復号化規則に従って前記逆多重化手段から出力される前記符号化多重並列信号の第１復号を実行し、第１復号された信号を出力する第１復号化手段、及び
前記予め定義された復号化規則に従って前記第１復号された信号の第２復号を実行し、最終復号化信号を出力する第２復号化手段、
を有する請求項２２に記載のチャネル復号化器。
【請求項２５】
第１復号化手段が、循環的及び巡回的な復号を通して訂正精度を改善するために、前記予め定義された復号化規則及び第２復号化手段から出力された前記最終復号化信号に従って、前記逆多重化手段から出力された符号化信号の第１復号を実行する請求項２４に記載のチャネル復号化器。
【請求項２６】
前記予め定義された復号化規則がシンボルMAP復号化である請求項２４に記載のチャネル復号化器。
【請求項２７】
符号化多重並列信号を出力するために、送信されるべきシリアル信号のチャネル符号化を実行するチャネル符号化器、及び前記符号化多重並列信号を循環的に及び交互に送信する多重送信アンテナを有し、前記符号化多重並列信号間に相関する冗長情報がある通信装置。
【請求項２８】
前記チャネル符号化器が、
前記送信されるべきシリアル信号を多重並列信号に変換して当該多重並列信号を出力する変換手段、
前記変換手段から出力される前記多重並列信号をインターリーブしてインターリーブされた多重並列信号を出力するインターリーブ手段、
予め定義された符号化規則に従って前記変換手段から出力される前記多重並列信号を符号化して符号化多重並列信号を出力する第１符号化手段、
前記予め定義された符号化規則に従って前記インターリーブ手段から出力される前記インターリーブされた多重並列信号を符号化する第２符号化手段、並びに
第１符号化手段及び第２符号化手段から出力される符号化多重並列信号、及び前記変換手段から出力される前記多重並列信号を、多重送信アンテナを介して循環的に及び交互に送信する送信手段、
を有する請求項２７に記載の通信装置。
【請求項２９】
符号化多重並列信号を受信する少なくとも１つの受信アンテナ、
受信したパイロット信号に従って、符号化信号が送信される多重無線チャネルのチャネル推定を実行する少なくとも１つのチャネル推定ユニット、及び
前記チャネル推定の結果を用いて、及び空間チャネル符号に従って受信された信号の巡回復号を実行するチャネル復号化器を有し、
前記符号化多重並列信号はチャネル符号化されて多重送信アンテナを介して送信され、前記符号化多重並列信号間に相関する冗長情報がある通信端末。
【請求項３０】
前記チャネル復号化器が、
前記少なくとも１つの受信アンテナを介して受信された前記符号化多重並列信号を逆多重化する逆多重化手段、
前記符号化多重並列信号が送信される多重無線チャネルのチャネル推定を実行する推定手段、並びに
前記チャネル推定の結果を用いて、及び予め定義された復号化規則に従って前記逆多重化手段から出力される前記符号化多重並列信号の巡回復号を実行する復号化手段、
を有する請求項２９に記載の通信端末。
【請求項３１】
前記予め定義された復号化規則がシンボルMAP復号化である請求項３０に記載の通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般に、本発明は、無線ネットワークにおけるチャネル符号化/復号化のための方法及び装置に関し、特に、本発明は時空間ターボチャネル符号化/復号化のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信のさらなる大衆化によって、音声サービスだけによる移動通信サービスは、もはや情報収集に対する要求を満たすことができず、移動データ通信サービスは、そのより便利な及びより豊富な情報コンテンツ（例えばビジネス及びエンターテイメント）によるその巨大かつ有望な前途を示した。したがって、高速データ伝送をサポートする高速パケットアクセスサービス、特に基地局からユーザ端末への高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）は、将来の無線通信方式の重要なターゲットのうちの１つになった。
【０００３】
しかし、無線通信の増大する発達によって、周波数帯域、タイムスロット及び拡散符号の利用可能な限られたリソースはほとんど消費され尽くし、データ伝送速度が更なる増強を必要とする場合、１つの解決案は適切に空間領域のリソースを利用することである。最近提案されたMultiple Input Multiple Output（MIMO）は、まさに、データ通信速度を改善するために十分に空間リソースを利用するため、空間領域中に多重並列無線チャネルを構成するための多重送受信アンテナを利用する技術である。既存のMIMO技術の中で、Bell Lab Layered Space Time（BLAST）技術は、劇的にデータ通信速度を改善する能力を有する典型的なものである。
【０００４】
BLAST技術には複数のアーキテクチャがあり、何のチャネル符号化もないBLASTアーキテクチャは、送信される信号中に冗長情報がないおかげで、データを送信するための空間チャネルの最大利用を達成することができる。しかし、このBLASTアーキテクチャに基づいて送信される信号の品質が満足でないことは哀れむべきである。QoS（Quality of Signal: 信号の品質）を改善するために、チャネル符号化及びBLAST技術は、多重並列伝送を実現し、同時にある程度までQoSを保証するために結合されることができる。それにもかかわらず、BLASTアーキテクチャは多重データを復調するために空間チャネル間の無相関の利用に依存し、したがって受信機中の受信アンテナの数は送信アンテナの数より多くなければならず、又は送信アンテナの数に等しくなければならず、それによってのみ、MIMOチャネルの空間特性に基づくサブストリームデータは分離されることができる。しかし受信側のユーザ端末にとって、受信アンテナの数は、端末での重量、大きさ及び電池消費要求によって制限され、したがって、通常、BLAST技術の要求を満たすことができない。多くの場合、受信アンテナは１つのみ備えられている。したがって、BLAST技術が相当にデータ通信速度を改善することができる場合であっても、それは受信機中の多数のアンテナ及び多数のRF（Radio Frequency:無線周波数）ユニットに対するその過剰な要求のために、HSDPAを提供するのに用いられることは適切でない。
【０００５】
BLAST以外に、3GPPシステムのための他のMIMO技術、例えば、Per Antenna Rate Control (PARC), Rate Control Multipath Diversity (RC MPD)、及びDouble Space Time Transmit Diversity Sub-Group Rate Control (DSTTD-SGRC)なども最近提案されている。しかし同様に、全ての上記のMIMO技術も端末処理に多数の受信アンテナを必要とする。端末実装及びコストを考慮すると、それらはダウンリンク高速伝送にも適していない。
【０００６】
上記の分析に基づくと、上記のMIMO技術は高速データ伝送を実現することができるが、それらの適用領域はユーザ端末中の受信アンテナ数の要求によって制限される。
【０００７】
上記の問題を解決するために、発明の名称が"method and apparatus for spatial channel coding/decoding in parallel transmission"であり、コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィにより2004年8月9日に出願され、本明細書に参照として引用する出願番号200410056552.0の中国特許出願に、解決案が開示されている。その特許出願において提案された空間チャネル符号（Spatial Channel Code: SCC）方法によれば、ただ１つの受信機アンテナだけ又は限られた数の受信機アンテナの状況下で高速データ伝送を実現するために、チャネル符号化及びマルチパス並列アーキテクチャは結合されて、マルチパス並列信号を相関させ、及びマルチパス並列信号間にいくつかの冗長情報を挿入することによって受信側のユーザ端末中でマルチパス並列信号を復調する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
主に音声伝送に適用される場合、SCCは他のMIMO技術と比較してより良い性能を得ることができる。しかし、SCCが畳み込み符号化の使用になお限られているので、その構造は比較的単純であるが、大容量の高速データトラヒックを実行する場合そのBER（Bit Error Rate：ビット誤り率）はいずれにせよ比較的大きく、したがってQoSはかなり影響を受ける。
【０００９】
したがって、ただ１つの受信アンテナ又は限られた数の受信アンテナの状況下で、高い伝送データレート及び満足なQoSを保証するためのより良いMIMOソリューションを提案することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、無線ネットワークにおける時空間ターボチャネル符号化/復号化のための方法及び装置を提供することであり、それは、本方法及び装置を使用するユーザ端末が、ただ１つの受信アンテナ又は限られた数の受信アンテナの状況下で、高速伝送及び満足なQoSの両方を同時に実現することを可能にする。
【００１１】
本発明のチャネル符号器によれば、このチャネル符号器によって実行されるチャネル符号化方法は、（ａ）符号化されるべきシリアル信号を多重並列信号に変換するステップ、（ｂ）前記多重並列信号をインターリーブするステップ、（ｃ）符号化多重並列信号を得るために、予め定義された符号化規則に従って、前記多重並列信号及び前記インターリーブされた多重並列信号をそれぞれ符号化するステップ、及び（ｄ）多重送信アンテナを介して循環的に及び交互に前記符号化多重並列信号及び前記多重並列信号を送信するステップを有する。
【００１２】
本発明のチャネル復号器によれば、このチャネル復号器によって実行されるチャネル復号化方法は、（ａ）少なくとも１つの受信アンテナを介して受信された符号化多重並列信号を逆多重化するステップ、（ｂ）前記符号化多重並列信号が送信される多重無線チャネルについてのチャネル推定を実行するステップ、及び(c)前記チャネル推定の結果を用いることによって、及び予め定義された復号化規則に従って、前記逆多重化された符号化多重並列信号の巡回復号化を実行するステップを有する。
【００１３】
本発明におけるチャネル符号化/復号化のための方法及び装置は、ターボ符号化スキームの組み合わせによって、より良い復号化性能を達成することができる。
【００１４】
本発明のより完全な理解と共に他の目的及び達成は、添付の図面とともに以下の説明及び請求項を参照することによって、明かになりかつ認識される。
【００１５】
特定の実施の形態及び添付の図面とともに、詳細な説明が以下で本発明に与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面の全体にわたって、同様の参照番号は同様の部分及び構成要素を参照すると理解される。
【００１７】
3GPP HSPDAシステムにおいて、ターボ符号化技術はチャネル符号化スキームとして広く注目されている。ターボ符号化とPARC又はMPDのようなMIMOとの組み合わせは、HSPDAシステムにおいて広いアプリケーションを示した。
【００１８】
本発明は、ターボ符号化とMIMOとを効果的に一緒に結合することができる、3GPP HSPDAシステムのための時空間ターボチャネル符号化（Spatial Temporal Turbo Channel Coding: STTCC）方法を提案する。
【００１９】
本発明によって提案されるSTTCC方法及びシステムにおけるそのアプリケーションを詳細に説明するために、3GPP FDDシステムにおいて受信側の受信機がただ１つの受信アンテナを備えている場合が以下で例として取り上げられる。
【００２０】
図1は、本発明によって提案されるSTTCC方法を採用する送信機（例えば基地局）及び受信機（例えばユーザ端末）の構造を示す概略図である。送信機500において、送信されるべき高速データストリームは、時空間ターボチャネル符号化のためにSTTCC符号器510に送られ、STTCC符号器510の詳細な構造は図2-4中に表される。送信されるべき高速データストリームは、STTCC符号器510において処理されて多重並列符号化サブストリームに変換され、そして、各々の並列サブストリームの符号化信号は、インターリービングのためのインターリーバ102、拡散のため（例えば直交可変拡散因子（Orthogonal Variable Spreading Factor: OVSF）符号による拡散のため）の拡散ユニット103、複数のチャネルを結合するためのマルチプレクサ105、結合された信号をスクランブルするためのスクランブリングユニット106、スクランブルされた信号をパルス整形するためのパルス整形器107、及び多重並列RF信号を形成するように変調するためのRFユニット108を順番に通過し、そして最終的に多重アンテナによって送信される。
【００２１】
上記の多重並列RF信号は、無線チャネルを介してユーザ端末における受信機600に達する。本実施の形態において、受信機600はただ１つの受信アンテナを備えている。受信機600によって受信される信号は、多重並列空間チャネルを介して送信される全ての多重信号の重ね合せである。アンテナによって受信されるRF信号は、RFユニット208においてベースバンド信号に変換され、そしてアナログ信号を離散信号に変換するためにRoot Raised Cosine（RRC）フィルタ及びオーバーサンプリングユニット206に送られる。得られた離散信号はそれから、STTCC復号器610に送られる前に、逆拡散及びデスクランブリングのための逆拡散及びデスクランブリングユニット204、並びにデインターリービングのためのデインターリーバ202を順番に通過する。チャネル推定ユニット220は、受信されたパイロット信号によって、多重並列空間チャネルのチャネル特性についての推定を実行する。続いて、STTCC符号器610は、デインターリーブされた合計された信号の対応する復号化を実行するためにチャネル推定ユニット220によって推定された多重チャネルのチャネル特性を利用し、合計された多重並列信号はそれぞれ復号され、同時に多重並列信号はシリアルデータストリーム（すなわちユーザによって必要とされるデータ）に変換される。STTCC復号器610の詳細な構造及び処理は、図5-6と共に後述する。
【００２２】
図2は上記のSTTCC復号器510を示す機能ブロック図である。ここで、必要なデータレートがLビット/シンボルであると仮定される。図2に示すように、送信されるべき高速データストリームがシリアル/パラレル(S/P)変換を受けた後に出力される情報ビットベクトルB=[b1, …, bL]は、３つの経路それぞれを通る。
【００２３】
第１の経路において、情報ビットベクトルBは、変調マッピングユニット41へ直接送られる。変調マッピングを通して、対応するシステマティックビットを得るためにΦ[B]=[s1, …, sU]が利用されることができ、ここでΦ[・]は２進整数値を送信されるシンボルにマッピングする関数である。例えば、直角位相シフトキーイング（QPSK）変調が用いられる場合、U=L/2である。システマティックビットは、復号器がより良い性能を達成することを可能にするために用いられることができる。
【００２４】
第２の経路において、情報ビットベクトルBはまず巡回符号器21によって符号化され、そしてD=[d1, …, dM]が出力される。続いて、レートマッチングが必要とされる場合、Dはレートマッチングユニット31によってC=[c1, …, cP]に変換される。ここで、レートマッチングは、高いデータレートでのパンクチャリング処理、又は低いデータレートでのパディング処理であることができる。データ伝送速度に対するシステム要求に従って、レートマッチングユニット31、32によって実行される巡回符号器21、22の出力のパンクチャリング/パディング処理は、レートマッチング目的のためにいくつかの特定の位置でビットシンボルを除去/追加することを含む。もちろん、データ伝送速度に対する要求が比較的低い/高い場合、巡回符号器21、22の出力は、パンクチャリング/パディング処理が実行されない処理のために、次のユニットに直接送られる。最終的に、変調マッピングの後、Φ[C]=[su+1, …, sN]が符号化されたパリティービットシンボルを得るために利用され、ここでNは送信アンテナの数を示す。
【００２５】
第３の経路において、情報ビットベクトルBは、まずインターリーブユニット10によってインターリーブされ、そして第２の経路の処理と同様に、符号化されたパリティービットシンボル[s'u+1, …, s'N]が最終的に得られる前に、巡回符号器22、レートマッチングユニット32及び変調マッピングユニット43を順番に通過する。
【００２６】
第２の経路及び第３の経路から出力される符号化シンボルは、異なる時間に従ってマルチプレクサ50によって選択的に出力される。例えば、時刻t1において[su+1, …, sN]がマルチプレクサ50によって出力され、次の時刻t2において[s'u+1, …, s'N]がマルチプレクサ50によって出力される。
【００２７】
最終的に、[s1, …, sN]は、異なる送信アンテナを介して循環スイッチ60を通して交互に送信される。
【００２８】
上記の巡回符号器21,22は同じ生成行列を備えている。インターリーブユニット10は、偶数のシンボルを偶数のシンボル位置、及び奇数のシンボルを奇数のシンボル位置にマップする、奇数偶数シンボルインターリーブ処理を実行する。ここで、１つのシンボルはベクトルB中のLビットを意味する。
【００２９】
復号器の異なる構造を得るために、デインターリーブユニットが送信機のSTTCC符号器に加えられることができる。図2に示すように、第３の経路において、変調マッピングユニット43から出力される符号化シンボルS=Φ[C']=[s'u+1, …, s'N]は、デインターリーブユニット70によってデインターリーブされることができ、それからマルチプレクサ50に送られることができる。
【００３０】
図3は、図2に示されるSTTCC符号器の一般的な構造に基づいて設計されたSTTCC符号器の詳細な構造である。設計構想をより明確に反映して例を単純化するため、送信アンテナの数は２、変調モードはQPSK、及び符号化率は1/2であると仮定し、STTCC符号器の構造は以下で図3において示される。ここで、経路1はシステマティックビットシンボルを得るためにb1及びb2を処理するのに用いられ、符号器はこの経路では用いられない。経路2はb1及びb2それぞれに巡回符号化を実行する。符号化率が1/2であるので、その経路におけるパンクチャリング/パディングユニット31'の処理は本実施の形態においては必要とされない。経路2と同様に、経路3は、インターリーブユニット10によって処理されるb1及びb2にそれぞれ巡回符号化を実行し、その経路におけるパンクチャリング/パディングユニット32'の処理は必要とされない。経路2及び経路3から出力されるパリティビットからマルチプレクサ50によって選択的に出力されるシンボルs2並びに経路1から出力されるシンボルs1は、循環スイッチ60に送られて、最終的に２つの送信アンテナを介して交互に送信される。すなわち、ある時刻において、シンボルs1は第１送信アンテナを介し、シンボルs2は第２送信アンテナを介して送信され、次の時刻において、シンボルs1は第２送信アンテナを介し、シンボルs2は第１送信アンテナを介して送信される。最終的に、各々の経路上のシンボルは、各々の送信アンテナを介して送信される。
【００３１】
図4及び5は、デインターリーブユニット70を有するSTTCC符号器及びデインターリーブユニット70なしのSTTCC符号器に対応するSTTCC復号器の構造をそれぞれ示す。ここで、STTCC復号器中の復号化ユニットは、関連する符号シーケンスの復号化を実行するために反復的なアルゴリズムを使用するシンボルMAP（Maximum A Posteriori）復号器91、92である。
【００３２】
具体的には、図4に示すように、逆多重化器（DEMUX）80によって分離された後に、受信信号は、シンボルMAP復号器91、インターリーブユニット121、シンボルMAP復号器92を順番に通り、循環的に及び繰り返して復号されるために、デインターリーブユニット111を介してシンボルMAP復号器91に戻る。数回繰り返し復号された後に、より良い性能が達成されることができる。ここで、シンボルMAP復号器91及び92間での反復的な復号化を実現するために、シンボルMAP復号器92によって出力される復号信号は、デインターリーブユニット111によってデインターリーブされた後、フィードバック情報としてシンボルMAP復号器91に送られ、シンボルMAP復号器91は、そのフィードバック情報に基づいて分離された受信信号を復号し、そしてシンボルMAP復号器91によって出力される復号信号は、インターリーブユニット121によってインターリーブされた後、フィードバック情報としてシンボルMAP復号器92に送られ、シンボルMAP復号器92は、フィードバック情報に基づいてインターリーブユニット122からの分離された信号を復号する。最終的に、シンボルMAP復号器92の出力は、復号信号を得るためにデインターリーブユニット112を通る。ここで、シンボルMAP復号器91及び92は、チャネル推定ユニット220によって得られるチャネル特性によって、対応する復号化を実行する。
【００３３】
図5に示すように、デインターリーブユニット50が対応するSTTCC符号器中にない場合、シンボルMAP復号器91、92によってシンボルレベルの符号シーケンスが処理され及び出力されるので、STTCC復号器にとって、デインターリーブユニット113及びインターリーブユニット123がビットレベルのインターリーブを実行することができるように、シンボルMAP復号器91、92とデインターリーブユニット113/インターリーブユニット123との間に、対応するSym/Bit変換ユニット及びBit/Sym変換ユニットが必要である。
【００３４】
送信機500が多重送信アンテナを備え、受信機600がただ１つの受信アンテナだけを備えている場合が図1-5と共に上述された。明らかに、本発明により提案される方法はその場合に限られておらず、受信機が多重アンテナを備えている場合に適用されることができる。
【００３５】
図6は、本発明による多重送信アンテナを有する送信機及び多重受信アンテナを有する受信機の構造を示す。図1と比較すると、図6の受信機700は多重受信アンテナを備えており、したがって複数の受信処理経路を含む。各々の受信処理経路の構造は、図1に示される単一の受信アンテナのそれと同様であり、RFユニット208、RRCフィルタ及びオーバーサンプリングユニット206、逆拡散及びデスクランブリングユニット204、デインターリーバ202及びチャネル推定ユニット220を含む。各々の受信処理経路によって処理される受信信号及び各々の受信処理経路中のチャネル推定ユニット220によって推定されるチャネル特性の両方は、復号化のためにSTTCC復号器710に送られる。単一の受信アンテナと異なり、空間チャネル復号化構造710が復号化を実行する場合、最適な復号信号を得るために、シンボルMAP復号化ユニットにおいて複数の経路の受信信号を評価し及び合計する。受信ダイバーシティー利得は受信機中の多重アンテナを用いて改善されることができ、そして信号のBERは低減されることができることは明らかである。したがって、受信機が多重受信アンテナを備えている場合、伝送データレートをさらに改善するためにSTTCCの符号化率は増加されることができる。
【００３６】
伝送データレートが受信側におけるフィードバック情報によって動的なチャネル環境に柔軟に適応することを可能にするために、より高いデータ伝送スループットを達成するため、レート制御は3GPP HSDPAシステムにおけるMIMOソリューションに広く適用される。本発明において、STTCCを採用するシステムのレート制御は、以下のスキームによって実行されることができる。
【００３７】
第１スキームにおいて、データ伝送速度はSTTCC符号器のレートマッチングを用いて制御される。実際のアプリケーションにおいて、STTCCの構造は、データ伝送速度の要求、並びに実際の送信（Tx）アンテナ及び受信（Rx）アンテナの数に基づいて設計されることができる。表1は、異なるアンテナ構成及び変調モードの下での、STTCCの最大符号化率及びスペクトラム効率の一覧を示す。この表から、実際的なシステムにおけるTxアンテナ、データ伝送速度及び変調モードの要求に基づくSTTCC構造の適当な選択は、ユーザ端末の限られた条件の下でのより高いレートのデータ伝送を達成することができることが注目される。
【表１】
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【００３８】
第２スキームにおいて、アンテナグループ独立レート制御（Per Antenna Group Rate Control）技術が採用される。図7に示すように、送信機中の多重送信アンテナ及び対応する送信処理経路は2つのグループ、すなわち送信アンテナグループ500a及び500bに分けられ、それぞれSTTCC符号器を有する。逆多重化器（DEMUX）301によって逆多重化された後、送信されるべき高速データストリームは、送信アンテナグループ500a、500b中のSTTCC符号器I及びIIにそれぞれ送られる。送信機は、変調及び符号化スキーム（MCS）選択ユニット302も有し、当該ユニット302は、ユーザ機器（UE）からのチャネル品質指標（Channel Quality Indication: CQI）に基づいてSTTCC符号器I及びIIの変調及び符号化スキームを選択するために用いられ、例えば、UEからフィードバックされるデータレートの状態（すなわちUEが属する無線環境の状態）に基づいてデータを送信するためにQPSK（又は8PSK又は16PSK）を選択する。
【００３９】
図7は、アンテナグループ独立制御スキームにおいて２つの送信アンテナグループだけがある場合を示すが、実際のアプリケーションにおいては、異なるシステム要求に従って、異なる数の送信アンテナグループが選択され及び採用されることができる。本発明によるアンテナグループ独立制御スキームにおける送信アンテナグループのグループ化方法は、議論すべき２つの場合にさらに分けることができる。
【００４０】
受信機がただ１つの受信アンテナだけを備えている第１の場合において、各々の送信アンテナグループは、異なる送信アンテナグループを区別するために異なる拡散符号を使用する。この状況の下で、送信アンテナは、実際的な要求に従って自由にグループ分けされることができる。
【００４１】
受信機が多重受信アンテナを備えている第２の場合において、各々の送信アンテナグループは同じ拡散符号及びデスクランブリング符号を使用し、多重受信機アンテナはMIMOの空間チャネル特性に基づいて異なる送信アンテナグループを区別する。この状況の下では、送信アンテナグループの数は、受信アンテナの数以下でなければならない。また、理論的に言って、多重受信アンテナがある場合、異なる送信アンテナグループは異なる拡散符号又はデスクランブリング符号の組み合わせによって区別されることもでき、この状況の下で、送信アンテナグループの数は受信アンテナの数に限られない。
【００４２】
図とともに本発明の実施の形態の上記の詳細な説明によれば、SCC技術と比較して、本発明により提案されるSTTCC技術は、ターボ符号化構造の組み合わせによって受信機側でより良い復号性能を達成することができるという結論に達する。
【００４３】
3GPP HSPDAシステムのためのPARCのような既存の技術において、PARC中の各々の送信アンテナの送信経路が独立したターボ符号器を使用するので、システム中で伝送ダイバーシティーを利用することは不可能である。しかし、本発明によって提案されるSTTCC技術においては、各々の情報ビットは各々の送信アンテナの送信経路を介して送信され、したがって、同じ周波数効率の下で、より良い性能が達成されることができる。
【００４４】
本発明によって提案されるSTTCC技術のPARCをこえる利点を確認するために、STTCCを採用するスキーム及びPARCを採用するスキームが、表2に示されるパラメータによってシミュレートされ、シミュレーション結果は図8に示される。BLERが10-2以下では、STTCCを採用するスキームのIor/Ioc（すなわち、ノイズ及び現在のセルと隣り合うセルとの干渉の全ての平均電力に対する全ての送信信号の平均電力の比）は、PARCを採用するスキームのそれより約2dB低いことが分かる。
【表２】
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【００４５】
さらにレート制御は、本発明によって提案されるSTTCC方法及びシステムによって実際的なアプリケーションを容易にするために柔軟に実現されることができる。
【００４６】
本発明中に開示される時空間チャネル符号化方法及び装置は、添付の請求の範囲に記載の本発明の精神と範囲から逸脱することなく種々の修正がなされることができることが当業者によって理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の１つの実施の形態による時空間ターボチャネル符号化/復号化を採用する送信機及び受信機の構造を示す概略図（送信機は多重送信アンテナを備え、受信機はただ１つの受信アンテナを備える）。
【図２】本発明によるSTTCC符号器を示す機能ブロック図。
【図３】図2に示される機能ブロック図によって設計されたSTTCC符号器の詳細な構造を示すブロック図。
【図４】図2に示されるSTTCC符号器に対応するSTTCC復号器を示す機能ブロック図。
【図５】図2に示されるSTTCC符号器に対応する他のSTTCC復号器を示す機能ブロック図。
【図６】本発明の他の実施の形態による時空間ターボチャネル符号化/復号化を採用する送信機及び受信機の構造を示す概略図（送信機及び受信機の両方が多重アンテナを備える）。
【図７】本発明によるアンテナグループ独立レート制御スキーム（per antenna group rate control scheme）を採用する多重アンテナ送信機の構造を示す概略図。
【図８】本発明によるSTTCCを採用するシステム及び既存のPARCシステムに対するシミュレーション結果を示すグラフ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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