(57)【要約】  本発明は、リンク適応のためのデータ列（ｄ）およびチャネル情報（ＣＩ）の同時送信および受信のための方法および装置に関する。消費する送信リソースが少なく、ネットワークの全体的なスペクトル効率を改善する方法、送信機要素（３４）、および受信機要素（３８）を実現するために、ワイヤレス・ネットワーク（１１）の無線チャネル（２９）上でリンク適応のためのデータ列（ｄ）およびチャネル情報（ＣＩ）を同時送信するための方法および送信機要素（３４）を提案し、この方法はチャネル・エンコーダ（１９）を使用して前記データ列をコードワード（ｃ）に符号化することと、無線チャネル（２９）でコードワード（ｃ）を送信すること（２１）とを含み、この方法は、前記チャネル・エンコーダ（１９）を使用してチャネル情報（ＣＩ）をコードワード（ｃ）に入れることとを含み、コードワード（ｃ）がデータ列（ｄ）とチャネル情報（ＣＩ）の両方を含む。さらに、送信されるコードワード（ｃ）を受信し、復号するための対応する方法および受信機要素（３８）も提案する。
2014504828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス・ネットワーク（１１）の無線チャネル（２９）上でリンク適応のためのデータ列（ｄ）およびチャネル情報（ＣＩ）を同時送信するための方法であって、チャネル・エンコーダ（１９）を使用して前記データ列をコードワード（ｃ）に符号化するステップと、前記無線チャネル（２９）で前記コードワード（ｃ）を送信するステップ（２１）とを含み、前記チャネル・エンコーダ（１９）を使用して前記チャネル情報（ＣＩ）を前記コードワード（ｃ）に入れるステップをさらに含み、前記コードワード（ｃ）が前記データ列（ｄ）と前記チャネル情報（ＣＩ）の両方を含む方法。
【請求項２】
前記コードワード（ｃ）は、前記データ列（ｄ）、または前記データ列と前記チャネル情報（ＣＩ）の両方のいずれかに応じた符号ビットからなる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記チャネル・エンコーダ（１９）は、系統的エンコーダ、好ましくは系統的畳み込みエンコーダ（３５）を含み、前記符号化は、前記データ列（ｄ）および前記チャネル情報（ＣＩ）を系統的に符号化するステップによって前記コードワード（ｕ）を生成するステップを含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記符号化は、前記チャネル情報（ＣＩ）の１ビットに対応する前記生成されたコードワード（ｕ）の少なくとも１つのビットのパンクチャリング（３７）を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記符号化は、第１の符号（Ｃ１）を使用して前記データ列（ｄ）に応じて第１の中間コードワード（ｃ１）を生成するステップと、第２の符号（Ｃ２）を使用して前記チャネル情報（ＣＩ）に応じて第２の中間コードワード（ｃ２）を生成するステップとを含み、前記第２の符号（Ｃ２）のそれぞれのコードワード（ｃ２）は前記第１の符号（Ｃ１）のどのコードワード（ｃ１）とも異なる請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記符号化は、２を法とする算術演算に従って前記第１の中間コードワード（ｃ１）と前記第２の中間コードワード（ｃ２）とを加算するステップ（４９）によって前記コードワード（ｃ）を生成するステップを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ワイヤレス・ネットワーク（１１）の無線チャネル（２９）からリンク適応のためのデータ列（ｄ）およびチャネル情報（ＣＩ）を同時受信するための方法であって、前記無線チャネル（２９）からコードワード（ｃ）を受信するステップ（２５）と、チャネル・デコーダ（２７）を使用して前記データ列（ｄ）を前記コードワード（ｃ）から復号するステップとを含み、前記チャネル・デコーダ（２９）を使用して前記チャネル情報（ＣＩ）を前記コードワード（ｃ）から抽出するステップをさらに含み、前記コードワード（ｃ）が前記データ列（ｄ）と前記チャネル情報（ＣＩ）の両方を含むステップを含む方法。
【請求項８】
前記コードワード（ｃ）は、前記データ列（ｄ）、または前記データ列（ｄ）と前記チャネル情報（ＣＩ）の両方のいずれかに応じた符号ビットからなる請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記データ列を復号し、前記チャネル情報を抽出するステップは、前記コードワード（ｃ）を系統的に復号する、好ましくは系統的畳み込み復号するステップ（４１）によって実行される請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記コードワード（ｃ’）をデパンクチャリングするステップ（３９）によって少なくとも１つのビットを前記コードワード（ｃ’）内に挿入するステップを含み、前記デパンクチャリングされたコードワード（ｕ’）内の前記ビットの位置は前記デパンクチャリングされたコードワード（ｕ’）内の前記チャネル情報（ＣＩ）の１つのビットの位置に対応し、前記デパンクチャリング（３９）は前記畳み込み復号（４１）の前に実行される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記復号するステップは、前記データ列（ｄ）に応じて第１の符号（Ｃ１）を使用して生成された第１の中間コードワード（ｃ１）および前記チャネル情報（ＣＩ）に応じて第２の符号（Ｃ２）を使用して生成された第２の中間コードワード（ｃ２）を含む前記コードワード（ｃ’）に応じて前記データ列（ｄ）および前記チャネル情報（ＣＩ）を決定するステップを含み、前記第２の符号（Ｃ２）のそれぞれのコードワード（ｃ２）は前記第１の符号（Ｃ１）のどのコードワード（ｃ１）とも異なる請求項７または８に記載の方法。
【請求項１２】
ワイヤレス・ネットワーク（１１）の無線チャネル（２９）上でリンク適応のためのデータ列（ｄ）およびチャネル情報（ＣＩ）を同時送信するための送信機要素（３４）であって、前記送信機要素（３４）は前記データ列（ｄ）を前記無線チャネル（２９）上で送信されるコードワード（ｃ）に符号化するように構成されているチャネル・エンコーダ（１９）を備え、前記チャネル・エンコーダ（１９）は、前記チャネル情報（ＣＩ）を前記コードワード（ｃ）に入れるように構成され、前記コードワード（ｃ）は前記データ列（ｄ）と前記チャネル情報（ＣＩ）の両方を含む送信機要素（３４）。
【請求項１３】
前記送信機要素（３４）は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成される請求項１２に記載の送信機要素（３４）。
【請求項１４】
ワイヤレス・ネットワーク（１１）の無線チャネル（２９）からリンク適応のためのデータ列（ｄ）およびチャネル情報（ＣＩ）を同時受信するための受信機要素（３８）であって、前記受信機要素（３８）は前記データ列（ｄ）を前記無線チャネル（２９）から受信されたコードワード（ｃ’）から復号するように構成されているチャネル・デコーダ（２７）を備え、前記チャネル・デコーダ（２７）は、前記チャネル情報（ＣＩ）を前記コードワードから抽出するように構成され、前記コードワード（ｃ）は前記データ列（ｄ）と前記チャネル情報（ＣＩ）の両方を含む受信機要素（３８）。
【請求項１５】
前記受信機要素（３８）は、請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成される請求項１４に記載の受信機要素（３８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス・ネットワークの無線チャネル上でリンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時送信するための方法ならびに送信機要素、さらにはワイヤレス・ネットワークの無線チャネルからリンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時受信するための方法ならびに受信機要素に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
知られているセルラー通信ネットワークでは、リンク適応を用いて、送信をネットワークの基地局から基地局に登録されている端末へのダウンリンク方向に適応させる。この目的のために、端末側では、無線チャネルに関係するチャネル情報を取得して、このチャネル情報を基地局に伝達する。基地局は、送信を端末から受信したチャネル情報に応じてダウンリンク方向に適応させる。
【０００３】
チャネル情報を基地局に伝達する際に、無線チャネルの送信リソースが消費されるので、セルラー通信ネットワークの全体的なスペクトル効率が低下する。特に、チャネルの状態の変化が速い場合、端末は、基地局に記憶されているチャネル情報を頻繁に更新しなければならない。マルチユーザＭＩＭＯおよびＭＩＭＯ−ＯＦＤＭＡシステムでは、基地局への通信チャネル情報によって引き起こされるオーバーヘッドは、ネットワークの無線セル内のユーザおよび／またはアンテナの数が増えると、許容できない大きさになることがある。
【０００４】
知られているセルラー通信ネットワークでは、チャネル情報のソース符号化を使用して、例えば、チャネル情報の冗長性を下げて、チャネル情報を基地局に伝達することによって引き起こされるオーバーヘッドを小さく保つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、送信リソースの消費が少ない、ネットワークの全体的なスペクトル効率を改善する、リンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時送信および／または受信するための方法、送信機要素、ならびに受信機要素を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
好ましい一実施形態によれば、ワイヤレス・ネットワークの無線チャネル上でリンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時送信するための方法が提供され、この方法はチャネル・エンコーダを使用して前記データ列をコードワードに符号化することと、無線チャネルでコードワードを送信することと、前記チャネル・エンコーダを使用してチャネル情報をコードワードに入れることとを含み、コードワードはデータ列とチャネル情報の両方を含む。言い換えると、データ列とチャネル情報の両方を符号化するために単一チャネル・エンコーダが使用されるということである。これにより、データ列およびチャネル情報は、単一のコードワードに入れられる。チャネル情報をコードワードに入れることは、前記チャネル・エンコーダを使用してチャネル情報を非冗長的な仕方でコードワード内に埋め込むことを含むものとしてよい。チャネル情報をコードワード内に埋め込み、データ情報に関するビットのみを送信することで、チャネル情報の送信によって引き起こされるオーバーヘッドが低減され、したがって、ワイヤレス・ネットワークの効率が改善される。さらに、受信機によるチャネル情報の解釈は、符号化プロセスにおいて構成される、データとチャネル情報ビットとの間に相関関係があるため可能である。この方法により、端末と基地局のようなネットワークの異なるネットワーク要素の間でチャネル情報を効率よく転送することができる。この方法を用いると、チャネル情報の頻繁な更新、例えば、ネットワークの端末からネットワークの基地局へのチャネル情報の送信が必要な場合であっても、効率のよいリンク適応が可能である。
【０００７】
この方法は、ワイヤレス・ネットワークの種類に関係なく適用することができる。例えば、ワイヤレス・ネットワークは、ユニバーサルモバイル通信システム（ＵＭＴＳ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）システム、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステム、またはＷｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷｉＭＡＸ）システムなどのセルラー・ネットワークとすることができる。
【０００８】
チャネル情報は、チャネルの瞬間的特性を記述したものである。ＬＴＥでは、チャネル情報は、チャネル状態情報（ＣＳＩ）とも称される。チャネル情報は、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含むことができる。ＬＴＥでは、端末側で、チャネルの品質を推定し、推定された品質に応じてＣＱＩを決定し、ＣＱＩを基地局に送信する。さらに、チャネル情報は、プリコーディング・マトリクス・インジケータ（ＰＭＩ）を含むことができる。端末は、ＰＭＩを基地局に伝達することができる。基地局は、端末から受信したＰＭＩに応じてプリコーディング重み（precoding weights）またはプリコーディング・マトリクスを決定し、プリコーディング重みに応じてその端末へのダウンリンク・データ送信を適応させることができる。
【０００９】
データ列は、上位のレイヤのペイロード・データおよび／またはデータ送信を制御するために使用されるさらなる制御データを含みうる。
【００１０】
通常、コードワードは、データ列、またはデータ列とチャネル情報の両方のいずれかに応じた符号ビットからなるものとしてよい。つまり、コードワードは、チャネル情報に単に対応するだけの符号ビットを有しないということである。つまり、チャネル情報は、チャネル情報に対する特殊ビットをコードワードに入れることによって明示的に送信されることはないということである。チャネル情報に専用の符号ビットを使用せずにチャネル情報を符号化することにより、その冗長性を利用して既存のチャネル符号を拡張することができる。追加ビットをコードワードに挿入する必要はない。その結果、チャネル情報を挿入することで、チャネル符号の誤り訂正能力がわずかに低下する。しかし、多くの実施形態において、データ列は、チャネル情報に比べてデータ・ビットの数がかなり多い。そのため、コードワードを生成するために使用される符号の誤り検出率に関する結果として生じる限界に近い低下は許容範囲内である。
【００１１】
一実施形態では、チャネル・エンコーダは、系統的エンコーダ、好ましくは系統的畳み込みエンコーダであり、前記符号化は、データ列およびチャネル情報を系統的に符号化することによってコードワードを生成することを含む。
【００１２】
好ましくは、前記符号化は、チャネル情報の１ビットに対応する生成されたコードワードの少なくとも１つのビットのパンクチャリングを含む。一実施形態では、前記符号化は、チャネル情報の１ビットに対応する生成されたコードワードのすべてのビットのパンクチャリングを含む。パンクチャリングによって、チャネル情報に対応する符号ビットがコードワードから取り除かれる。その結果、チャネル情報を挿入してもビットがコードワードに追加されることはない。チャネル情報は、それでも、符号の冗長性を利用することによってパンクチャリングされたコードワードを受信する受信機によって再生成されうる。
【００１３】
コードワードをパンクチャリングする代わりに、いくつかの実施形態では、前記符号化は、第１の符号を使用してデータ列に応じて第１の中間コードワードを生成することと、第２の符号を使用してチャネル情報に応じて第２の中間コードワードを生成することとを含むものとしてよく、第２の符号のそれぞれのコードワードは第１の符号のどのコードワードとも異なる。言い換えると、第１の符号によって使用されないコードワード、つまり、第１の符号に属しないコードワードが、チャネル情報を符号化するために使用される。
【００１４】
好ましくは、前記符号化は、２を法とする算術演算で第１の中間コードワードと第２の中間コードワードとを加算することによってコードワードを生成することを含む。２を法とする算術演算は、効率的に実装されうる。データ列およびチャネル情報を互いから分離することができる受信機は、許容範囲内の労力により実装することができる。
【００１５】
別の好ましい実施形態によれば、ワイヤレス・ネットワークの無線チャネルからリンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時受信するための方法が提供され、この方法は無線チャネルからコードワードを受信することと、チャネル・デコーダを使用して前記データ列をコードワードから復号することと、前記チャネル・デコーダを使用してチャネル情報をコードワードから抽出することとを含み、コードワードはデータ列とチャネル情報の両方を含む。
【００１６】
この方法では、データ列およびチャネル情報の同時送信のための上述の方法に従って単一チャネル・エンコーダを使用して生成されたコードワードを復号することができる。特に、この方法では、データ列およびチャネル情報を互いから分離することができる。
【００１７】
好ましくは、コードワードは、データ列、またはデータ列とチャネル情報の両方のいずれかに応じた符号ビットからなる。データ列を符号化するときに、冗長情報がデータ列に追加される。チャネル情報は、符号にさらなる冗長性を加えることなく、コードワードに入れることができる。この冗長情報を利用して、チャネル情報を復号することができるが、コードワードはチャネル情報を表すための専用の符号ビットを含まない。
【００１８】
一実施形態では、データ列を復号し、チャネル情報を抽出することは、コードワードを系統的に復号する、好ましくは畳み込み復号することによって実行される。
【００１９】
チャネル情報のビットを再生成するために、一実施形態では、この方法は、コードワードのデパンクチャリングを行うことによって少なくとも１つのビットをコードワードに挿入することを含み、デパンクチャリングされたコードワード内の前記ビットの位置はデパンクチャリングされたコードワード内のチャネル情報の１つのビットの位置に対応し、前記デパンクチャリングは前記畳み込み復号の前に実行される。
【００２０】
デパンクチャリングの代わりに、別の実施形態では、前記復号することは、データ列に応じて第１の符号を使用して生成された第１の中間コードワードおよびチャネル情報に応じて第２の符号を使用して生成された第２の中間コードワードを含むコードワードに応じてデータ列およびチャネル情報を決定することができ、第２の符号のそれぞれのコードワードは第１の符号のどのコードワードとも異なる。一実施形態では、復号されるコードワードは、２を法とする算術演算で第１の中間コードワードと第２の中間コードワードとを加算することによって生成されている。
【００２１】
さらに別の実施形態によれば、ワイヤレス・ネットワークの無線チャネル上でリンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時送信するための送信機要素が実現され、送信機要素は前記データ列を無線チャネル上で送信されるコードワードに符号化するように構成されているチャネル・エンコーダを備え、チャネル・エンコーダは、チャネル情報をコードワードに入れるように構成され、コードワードはデータ列とチャネル情報の両方を含む。好ましくは、チャネル情報は、チャネル・エンコーダによって使用される符号にさらなる冗長性を加えることなく、コードワードに入れられる。例えば、コードワードは、データ列を符号化するときに生成される冗長情報を含むことができる。一実施形態では、この冗長情報は、チャネル情報を含む。したがって、冗長情報を使用することで、データ列の誤り検出および／または訂正を行えるだけでなく、デコーダがチャネル情報を復号することも可能になる。例えば、データ列を符号化するために使用される既存の符号は、コードワードにさらなるビットを加えることなく、データ列とチャネル情報の両方を符号化するように拡張されうる。
【００２２】
好ましくは、送信機要素は、リンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時送信するための上で説明されている方法のうちの１つを実行するように構成される。
【００２３】
さらに別の好ましい実施形態によれば、ワイヤレス・ネットワークの無線チャネルからリンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時受信するための受信機要素が実現され、受信機要素は前記データ列を無線チャネルから受信されたコードワードから復号するように構成されているチャネル・デコーダを備え、チャネル・デコーダは、チャネル情報をコードワードから抽出するように構成され、コードワードはデータ列とチャネル情報の両方を含む。
【００２４】
好ましくは、受信機要素は、リンク適応のためのデータ列およびチャネル情報を同時受信するための上で説明されている方法のうちの１つを実行するように構成される。
【００２５】
送信機要素および受信機要素は、互いに関係している。これらの要素は、データ列およびチャネル情報を送信する伝送線路を構築するために組み合わせることができる。一実施形態によれば、送信機要素を含むワイヤレス・ネットワークの端末が実現される。別の実施形態によれば、受信機要素を含むワイヤレス・ネットワークの基地局が実現される。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態およびさらなる利点は、図示され、以下で詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】基地局および端末を備えるワイヤレス通信ネットワークを示す図である。
【図２】データ列およびチャネル情報を端末から基地局に送信するための伝送線路の第１の実施形態を示す図である。
【図３】データ列およびチャネル情報を送信するための伝送線路の第２の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
説明および図面は、単に本発明の原理を例示しているにすぎない。したがって、当業者であれば、本明細書では明示的に説明されるか、または示されていないが、本発明の原理を具現化し、本発明の精神および範囲の含まれるさまざまな配置を考案することができることは理解されるであろう。さらに、本明細書に記載されているすべての例は、もっぱら、読者が本発明の原理および発明者（ら）が関わっている概念を理解して技術を発展させるのを助けるという教育上の目的のみを意図しており、またそのような特に記載されている例および条件に制限を付けないと解釈されるべきである。さらに、本明細書で本発明の原理、態様、および実施形態を述べるすべての陳述は、その特定の例とともに、その等価物を包含することが意図されている。
【００２９】
図１は、端末１３および基地局１５を備えるワイヤレス通信ネットワーク１１を示している。図示されている実施形態では、ネットワーク１１は、ＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ通信システムである。ＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、端末は、ユーザ機器（ＵＥ）とも称され、基地局は、ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＮｏｄｅＢ（ｅＮｏｄｅＢ）とも称される。しかし、本発明は、ＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに限定されない。別の実施形態では、ネットワーク１１は、ＵＭＴＳまたはＷｉＭＡＸのアクセス・ネットワークである。
【００３０】
端末１３は、チャネル・エンコーダ１９を有する第１のトランシーバ１７と送信機２１とを備え、チャネル・エンコーダ１９の出力は送信機２１の入力に接続され、送信機２１の出力は端末１３のアンテナと結合されている。
【００３１】
基地局は、受信機２５およびチャネル・デコーダ２７を備える第２のトランシーバ２３を有する。受信機２５は、基地局１５のアンテナと結合され、受信機２５の出力は、チャネル・デコーダ２７の入力に接続される。
【００３２】
第１のトランシーバ１７、アップリンク無線チャネル２９、および第２のトランシーバ２３は、アップリンク伝送線路３１の一部である。第２のトランシーバ２３は、ダウンリンク無線チャネル３３上で第１のトランシーバ１７の受信機へ送信するための送信機を有する。簡単のため、第２のトランシーバ２３の送信機と第１のトランシーバ１７の受信機は両方とも図示されていない。
【００３３】
ネットワーク１１を運用している場合、例えばネットワーク１１内で使用される上位のプロトコル・レイヤによってトランシーバ１７に受け渡されるペイロード・データを含むものとしてよいデータ列、およびチャネル情報ＣＩは、伝送線路３１上で端末１３から基地局１５へ同時に送信される。この目的のために、単一チャネル・エンコーダ１９を使用してデータ列ｄおよびチャネル情報ＣＩの両方をコードワードｃに符号化する。送信機２１は、アップリンク無線チャネル２９上でコードワードｃを送信する。受信機２５は、コードワードｃを受信し、それをチャネル・デコーダ２７に受け渡す。チャネル・デコーダ２７は、受信したコードワードｃを復号し、データ列ｄおよびチャネル情報ＣＩを再生成する。
【００３４】
ＬＴＥでは、チャネル情報ＣＩは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）とも称される。チャネル情報は、２ビットのサイズを有することができる、プリコーディング・マトリクス・インジケータ（ＰＭＩ）と、５ビットのサイズを有することができる、チャネル品質情報（ＣＱＩ）とを含みうる。コードワードｃは、約１０００から２０００ビットまでのサイズを有することができる。ＬＴＥでは、コードワードは、短い巡回プレフィックスの場合に１４個の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルを含む無線フレーム上で送信される（長い巡回プレフィックスではシンボルは１２個）。典型的には、コードワード全体の送信は１ミリ秒を要する。ＷｉＭＡＸを使用する場合、コードワードは、２０ミリ秒の持続時間を有するフレーム内で送信されうる。チャネル情報ＣＩは、ダウンリンク無線チャネル３３上での送信のリンク適応のため基地局１５によって使用されうる。端末１３は、ダウンリンク無線チャネル３３の測定されたチャネル品質に応じてチャネル情報ＣＩを決定し、そのチャネル情報ＣＩを基地局１５に伝達する。次いで、基地局１５は、例えば、端末１３から受信したＰＭＩに応じてプリコーディング・マトリクスを選択し、および／または端末１３から受信したＣＱＩに応じて変調および／または符号化方式を選択することによって、ダウンリンク送信を適応させることができる。チャネル情報の送信は、周波数分割複信（ＦＤＤ）を使用するシステムなどの、アップリンク無線チャネル２９およびダウンリンク無線チャネル３３の特性が互いに異なるシステムでは特に効果的である。しかし、本発明は、ＦＤＤシステムに限定されず、時分割複信（ＴＤＤ）を使用するシステムに接続して使用することもできる。
【００３５】
図２は、第１の好ましい実施形態による伝送線路３１の略図である。チャネル・エンコーダ１９は、伝送線路３１の送信機要素３４の一部である。チャネル・エンコーダ１９は、畳み込みエンコーダ３５を備え、その出力は、パンクチャリング要素３７の入力に接続される。
【００３６】
チャネル・デコーダ２７は、伝送線路３１の受信機要素３８の一部であり、デパンクチャリング要素３９および畳み込みデコーダ４１を備える。アップリンク無線チャネル２９は、パンクチャリング要素３７とデパンクチャリング要素３９との間に配置構成される。送信機２１および受信機２５は図示されていない。一実施形態では、送信機２１は、送信機要素３４の一部であり、別の実施形態では、送信機要素３４は、送信機２１を含まない。一実施形態では、受信機２５は、受信機要素３８の一部であり、別の実施形態では、受信機要素３８は、受信機２５を含まない。
【００３７】
伝送線路３１を運用しているときに、畳み込みエンコーダ３５は、データ列ｄとチャネル情報ＣＩの両方を系統的に符号化することによって非パンクチャリング・コードワードｕを生成する。系統的符号化を行うと、非パンクチャリング・コードワードｕは入力データｄ、ＣＩのそれぞれのビットの正確なコピーを含む。したがって、非パンクチャリング・コードワードｕのどのビットがチャネル情報ＣＩのビットに対応するかが知られる。パンクチャリング要素３７のパンクチャリング規則（矢印４３）は、パンクチャリング要素３７が非パンクチャリング・コードワードｕからチャネル情報ＣＩのすべてのビットを取り除くように設計される。言い換えると、パンクチャリングされる非パンクチャリング・コードワードｕのビットの位置を識別するパンクチャリング・インデックスは、非パンクチャリング・コードワードｕ内のチャネル情報ＣＩのビットの位置に対応するということである。
【００３８】
パンクチャリング要素３７によるパンクチャリング、およびアップリンク無線チャネル２９上での送信の後、伝送線路３１の受信機側でコードワードｃが再生成される。送信矢印により、再生成されたコードワードｃ’は、送信されるコードワードｃと異なっていてもよい。デパンクチャリング要素３９は、同じパンクチャリング規則４３を使用することによって、つまり、パンクチャリング要素３７と同じパンクチャリング・インデックスを使用することによってコードワードｃ’内にビットを再挿入する。挿入されたビットは、定義済みの２進値、例えば、０または１の値を有することができる。次いで、デパンクチャリング要素３９によって生成される再生成非パンクチャリング・コードワードｕ’が、畳み込みデコーダ４１によって復号される。畳み込みデコーダは、コードワードｃを生成するために使用される畳み込み符号の冗長性を利用することによってチャネル情報ＣＩを決定する。したがって、畳み込みデコーダ４１は、推定される再生成データ列ｄ’および推定される再生成チャネル情報ＣＩ’を生成することができるが、チャネル情報ＣＩのビットは、アップリンク無線チャネル２９上で明示的には送信されていない。
【００３９】
別の実施形態では、ターボ符号または低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ）などの、異なる種類のパンクチャリングされた符号を、畳み込み符号の代わりに使用する。
【００４０】
図３は、伝送線路３１の第２の好ましい実施形態の略図である。チャネル・エンコーダ１９は、データ列ｄを符号化するための第１のエンコーダ４５およびチャネル情報ＣＩを符号化するための第２のエンコーダ４７を備える。第１のエンコーダ４５および第２のエンコーダ４７の出力は、コンバイナー４９の対応する入力に接続される。チャネル・デコーダ２７は、受信したコードワードｃ’に応じて推定された再生成データ列ｄ’および推定される再生成チャネル情報ＣＩ’を決定するためのデコーダ要素５１を備える。
【００４１】
伝送線路３１を運用する場合、第１のエンコーダ４５は、データ列ｄに応じて第１の中間コードワードｃ１を生成する。第２のエンコーダ４７は、チャネル情報ＣＩに応じて第２の中間コードワードｃ２を生成する。コンバイナー４９は、中間コードワードｃ１、ｃ２を組み合わせることによってコードワードｃを生成する。図示されている実施形態では、コンバイナー４９は、２つの中間コードワードｃ１、ｃ２の２を法とする加算を実行する。受信機側では、アップリンク無線チャネル２９上で送信されるコードワードｃは、コードワードｃ’として再生成される。デコーダ要素５１は、再生成される推定データ列ｄ’および再生成される推定チャネル情報ＣＩ’を決定する。
図３に示されている実施形態では、第１のエンコーダ４５は、第１のチャネル符号Ｃ１を第１の中間コードワードｃ１を生成するために使用する。第２のエンコーダ４７では、第２のチャネル符号Ｃ２を使用して第２の中間コードワードｃ２を生成する。第１の符号Ｃ１＝（ｎ１，ｋ１）は冗長符号、好ましくは誤り検出もしくは訂正符号であり、第１の符号ｃ１の符号レートはｒ１＝ｋ１／ｎ１であり、ｋ１は、データ列ｄのデータ・ビットの数、つまり、データ列ｄの長さであり、ｎ１は、第１の中間コードワードｃ１の長さである。有効な第１の中間コードワードｃ１は、
【００４２】
【数１】
2014504828.tif 000003
空間上に及ぶ。線形符号の場合、第１のチャネル符号Ｃ１の２つの有効なコードワードの２を法とする加算により、この符号Ｃ１の別の有効なコードワードが生成される。受信機側でデータ列からチャネル情報ＣＩを分離できるようにするために、つまり、デコーダ要素５１によって、第２のチャネル符号Ｃ２は第１のチャネル符号Ｃ１と異なる。
【００４３】
図示されている実施形態では、第２のチャネル符号Ｃ２は、第２のコードワードｃ２が第１の中間コードワードｃ１の
【００４４】
【数２】
2014504828.tif 000004
空間に属さないように設計される。第２のチャネル符号Ｃ２＝（ｎ２，ｋ２）は、２ｋ２空間上に広がる第２の中間コードワードｃ２を有する。チャネル符号Ｃ１およびＣ２は、第２のチャネル符号Ｃ２のそれぞれの有効なコードワードｃ２は
【００４５】
【数３】
2014504828.tif 000005
個の無効な第１の中間コードワードｃ１のうちの１つに対応するように設計される。これらの無効なコードワードは、第１の符号Ｃ１に属さない。図示されている実施形態では、すべてのコードワードｃ１、ｃ２、ｃは、同じ長さｎ１＝ｎ２＝ｎを有する。したがって、第１の符号ｃ１は、第１の中間コードワードｃ１を第２の中間コードワードｃ２と組み合わせることによってチャネル情報ＣＩを挿入できるように十分に冗長でなければならない、つまり、条件
【００４６】
【数４】
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が満たされなければならない。
【００４７】
第２のコードワードｃ２の空間および第１のコードワードｃ１の空間は分離しており、第２の符号Ｃ２は、第１のチャネル符号Ｃ１の「外部空間」で働くとみなすことができる。
【００４８】
推定データ列ｄ’および推定チャネル情報ＣＩ’を決定するために、デコーダ要素５１は、２つの符号Ｃ１およびＣ２の可能なすべてのコードワード仮説を比較するように配置構成された最大尤度検出器を備えることができる。
【００４９】
好ましくは、第２のチャネル符号Ｃ２は、誤り検出または誤り訂正に関する第１のチャネル符号Ｃ１の性能がわずかな程度しか低下しないように設計される。この目的のために、外部空間内の可能なコードワード、つまり、第１の符号Ｃ１に属さないコードワードを探索することができる。次いで、チャネル情報ＣＩを符号化するために必要な可能なコードワードの数を、結果として得られる符号のハミング距離または自由距離が最大化されるように選択する。
【００５０】
要するに、本明細書で説明されている両方の実施形態では、単一チャネル・エンコーダ１９を使ってデータ列ｄとチャネル情報ＣＩの両方を符号化することによって追加の送信リソースを消費することなくチャネル情報をデータ列とともに送信することができる。チャネル情報ＣＩは、データ列ｄを符号化するために使用されるチャネル符号の冗長性を利用することによって伝送線路３１上で伝達される。多入力多出力（ＭＩＭＯ）、プリコーディング協調マルチポイント送信（ＣＯＭＰ）、およびＭＩＭＯ−直交周波数多元接続（ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭＡ）のような閉ループ適応方式などのチャネル情報ＣＩの頻繁な送信を必要とするリンク適応方式を効率よく実装することができる。さらに、時間領域または周波数領域内でチャネル情報ＣＩの送信を明示的にスケジューリングすることを回避することができ、これによりチャネル情報送信のオーバーヘッドと待ち時間の両方を低減することができる。
【００５１】
「プロセッサ」とラベル付けされている機能ブロックを含む、図に示されているさまざまな要素の機能は、専用ハードウェアとともに、適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアを使用することにより実現されうる。プロセッサにより実現される場合、機能は、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、または一部が共有されていてもよい複数の個別プロセッサにより実現されうる。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアだけを指し示すものと解釈すべきでなく、限定はしないが、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワーク・プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納するための読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置を暗黙のうちに含むものとしてよい。従来のおよび／または特注の他のハードウェアも含めることができる。同様に、図に示されているスイッチは、概念的なものにすぎない。それらの機能は、プログラムロジックのオペレーションを通じて、専用ロジックを通じて、プログラム制御および専用ロジックの相互のやり取りを通じて、さらには手動で実行することができ、特定の技術は文脈から詳しく理解されるように実装者によって選択可能である。
【００５２】
本明細書のブロック図が本発明の原理を具現化する例示的な回路の概念図を表すことは、当業者には理解されるであろう。同様に、フローチャート、流れ図、状態遷移図、疑似コードなどは、コンピュータ可読媒体において実質的に表され、したがってコンピュータまたはプロセッサにより、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているかいないかに関係なく実行されうるさまざまなプロセスを表すことは理解されるであろう。
【００５３】
当業者であれば、さまざまな上述の方法のステップをプログラムされたコンピュータによって実行することができることを容易に理解するであろう。本明細書では、いくつかの実施形態は、機械もしくはコンピュータ可読であり、命令の機械実行可能もしくはコンピュータ実行可能プログラムを符号化する、プログラム格納デバイス、例えば、デジタル・データ記憶媒体を対象とすることも意図されており、前記命令は前記上で説明されている方法のステップの一部または全部を実行する。プログラム格納デバイスは、例えば、デジタル・メモリ、磁気ディスクおよび磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、または光学的可読デジタル・データ記憶媒体とすることができる。これらの実施形態は、上で説明されている方法の前記ステップを実行するようにプログラムされたコンピュータを対象とすることも意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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