(57)【要約】一実施形態では、本発明は、４つのデータ記号の群を符号化する擬似直交時空間ブロック符号のダイバーシチを最大化するために使用されることができる単一の回転角度を生成する。群内の第１の２つのデータ記号に対応する２つの回転角度がゼロに設定され、群内の第２の２つのデータ記号に対応する２つの回転角度が単一の初期値に設定される。コードワード距離行列が、初期回転角度を使用して生成されることができるコードワードの各可能な組合せ及び誤って復号されたコードワードのために決定され、これらの行列の行列式の最小値が選択される。このプロセスは、複数の最小値行列式を生成するために繰り返され、各繰返しのために、第２の２つのデータ記号に対応するそれぞれ異なる単一の回転角度が使用される。次いで、最小行列式の最大値に対応する単一の回転角度が選択される。
2010533997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｋ個の回転されたデータ記号の結果としての集合を符号化するブロック符号に付けられるべきＫ個の入力データ記号の集合を回転するために、Ｋ個の回転する角度を決定するための方法であって、
（ａ）  前記Ｋ個の回転角度の第１の部分集合のための第１の回転角度を選択すること、
（ｂ）  （ｉ）前記Ｋ個の回転角度の第２の部分集合のための複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度のそれぞれ、（ｉｉ）前記第１の回転角度及び各可能な第２の回転角度のための複数のそれぞれ異なる可能なコードワードのそれぞれ、及び（ｉｉｉ）各可能なコードワードのための複数のそれぞれ異なる可能な誤って復号されたコードワードのそれぞれ、の各組合せのために、前記各組合せのためのメトリックを生成すること、
（ｃ）  ステップ（ｂ）の前記メトリックに基づいて前記Ｋ個の回転角度の前記第２の部分集合のための第２の回転角度を選択すること、並びに
（ｄ）  前記選択された第１の回転角度及び第２の回転角度に基づいて構成された送信機であって、Ｋ個の入力データ記号の各集合のために、
（１）前記選択された第１の回転角度に基づいて前記Ｋ個の入力データ記号の前記第１の部分集合を回転し、
（２）前記選択された第２の回転角度に基づいて前記Ｋ個の入力データ記号の前記第２の部分集合を回転し、
（３）前記送信機からの送信のための発信コードワードを生成するために、前記ブロック符号をＫ個の回転されたデータ記号の前記結果としての集合に付ける
ように適応された送信機を提供すること
を備える方法。
【請求項２】
前記発信コードワードを送信するために前記送信機を動作させるステップをさらに備える、請求項１に記載の発明。
【請求項３】
Ｋ＝４である、請求項１に記載の発明。
【請求項４】
Ｋ＝４個の入力データ記号の前記第１の部分集合は、前記Ｋ＝４個の入力データ記号の第１及び第２の部分集合を備え、
Ｋ＝４個の入力データ記号の前記第２の部分集合は、前記Ｋ＝４個の入力データ記号の第３及び第４の部分集合を備える、請求項３に記載の発明。
【請求項５】
前記選択された第１の回転角度が０度である、請求項４に記載の発明。
【請求項６】
ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）  前記各組合せのためのコードワード差分行列を決定すること、
（ｂ２）  前記コードワード差分行列に基づいてコードワード距離行列を決定すること、及び
（ｂ３）  前記コードワード距離行列の行列式を決定することを備え、前記メトリックは前記行列式に基づく、請求項１に記載の発明。
【請求項７】
ステップ（ｂ）は、
（ｂ４）  前記第１の回転する角度及び前記選択された第２の回転角度のための最小行列式を生成すること、及び
（ｂ５）  （ｉ）前記第１の回転角度、及び（ｉｉ）前記複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度、の全ての組合せにわたって最大最小行列式を生成すること
をさらに備える、請求項６に記載の発明。
【請求項８】
ステップ（ｂ）は、
（ｂ４）  前記行列式の逆数を生成すること、
（ｂ５）  前記第１の回転角度及び前記選択された第２の回転角度のための平均逆数を生成すること、及び
（ｂ６）  （ｉ）前記第１の回転角度、及び（ｉｉ）前記複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度、の全ての組合せにわたって最小平均逆数を生成すること
をさらに備える、請求項６に記載の発明。
【請求項９】
前記ブロック符号は、擬似直交ブロック符号である、請求項１に記載の発明。
【請求項１０】
前記ブロック符号は、時空間ブロック符号である、請求項１に記載の発明。
【請求項１１】
前記ブロック符号は、空間周波数ブロック符号である、請求項１に記載の発明。
【請求項１２】
前記Ｋ個の入力データ記号は、１６−直交振幅変調方式を使用して生成される、請求項１に記載の発明。
【請求項１３】
前記Ｋ個の入力データ記号は、６４−直交振幅変調方式を使用して生成される、請求項１に記載の発明。
【請求項１４】
送信機であって、
Ｋ個の回転されたデータ記号の集合を生成するために、Ｋ個の入力データ記号の集合をＫ個の回転角度だけ回転するように適応されたデータ記号ローテータと、
前記送信器からの送信のためのコードワードを生成するために、ブロック符号をＫ個の回転されたデータ記号の前記集合に付けるように適応されたブロック符号化器であって、前記Ｋ個の回転角度は、
（ａ）  前記Ｋ個の回転角度の第１の部分集合のための第１の回転角度を選択すること
（ｂ）  （ｉ）前記Ｋ個の回転角度の第２の部分集合のための複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度のそれぞれ、（ｉｉ）前記第１の回転角度及び各可能な第２の回転角度のための複数のそれぞれ異なる可能なコードワードのそれぞれ、及び（ｉｉｉ）各可能なコードワードのための複数のそれぞれ異なる可能な誤って復号されたコードワードのそれぞれ、の各組合せのために、前記各組合せのためのメトリックを生成すること、並びに
（ｃ）  （ｂ）の前記メトリックに基づいて前記Ｋ個の回転角度の前記第２の部分集合のための第２の回転角度を選択すること
により生成される、ブロック符号化器と
を備える送信機。
【請求項１５】
（ａ）  前記Ｋ個の回転角度の前記第１の部分集合のための前記第１の回転角度を選択し、
（ｂ）  （ｉ）前記Ｋ個の回転角度の前記第２の部分集合のための前記複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度の前記それぞれ、（ｉｉ）前記第１の回転角度及び各可能な第２の回転角度のための前記複数のそれぞれ異なる可能なコードワードの前記それぞれ、及び（ｉｉｉ）各可能なコードワードのための前記複数のそれぞれ異なる可能な誤って復号されたコードワードの前記それぞれ、の各組合せのために、前記各組合せのためのメトリックを生成し、
（ｃ）  （ｂ）の前記メトリックに基づいて前記Ｋ個の回転角度の前記第２の部分集合のための前記第２の回転角度を選択する
ように適応された回転角度ジェネレータをさらに備える、請求項１４に記載の発明。
【請求項１６】
Ｋ＝４である、請求項１４に記載の発明。
【請求項１７】
Ｋ＝４個の入力データ記号の前記第１の部分集合は、前記Ｋ＝４個の入力データ記号の第１及び第２の部分集合を備え、
Ｋ＝４個の入力データ記号の前記第２の部分集合は、前記Ｋ＝４個の入力データ記号の第３及び第４の部分集合を備える、請求項１６に記載の発明。
【請求項１８】
前記選択された第１の回転角度は、０度である、請求項１７に記載の発明。
【請求項１９】
前記メトリックを生成することは、
（ｂ１）  前記各組合せのためのコードワード差分行列を決定すること、
（ｂ２）  前記コードワード差分行列に基づいてコードワード距離行列を決定すること、及び
（ｂ３）  前記コードワード距離行列の行列式を決定することを備え、前記メトリックは前記行列式に基づく、請求項１４に記載の発明。
【請求項２０】
前記メトリックを生成することは、
（ｂ４）  前記第１の回転角度及び前記選択された第２の回転角度のための最小行列式を生成すること、及び
（ｂ５）  （ｉ）前記第１の回転角度、及び（ｉｉ）前記複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度、の全ての組合せにわたって最大最小行列式を生成すること
をさらに備える、請求項１９に記載の発明。
【請求項２１】
前記メトリックを生成することは、
（ｂ４）  前記行列式の逆数を生成すること、
（ｂ５）  前記第１の回転角度及び前記選択された第２の回転角度のための平均逆数を生成すること、及び
（ｂ６）  （ｉ）前記第１の回転角度、及び（ｉｉ）前記複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度、の全ての組合せにわたって最小平均逆数を生成すること
をさらに備える、請求項１９に記載の発明。
【請求項２２】
データを送信するための方法であって、
（ａ）  入力ビットストリームを１６−ＱＡＭ記号のストリームに変換するために１６−ＱＡＭ符号化を利用すること、
（ｂ）  １６−ＱＡＭ記号の前記ストリームを、各集合が第１、第２、第３、及び第４の１６−ＱＡＭ記号を備える、４つの１６−ＱＡＭ記号の集合に分割すること、
（ｃ）  各集合の前記第１及び第２の１６−ＱＡＭ記号のために、第１の１６−ＱＡＭコンステレーションに対応する第１及び第２の回転された１６−ＱＡＭ記号を生成すること、
（ｄ）  各集合の前記第３及び第４の１６−ＱＡＭ記号のために、前記第１の１６−ＱＡＭコンステレーションを約０．４４ラジアンから約０．５６ラジアンまでの間の、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間の回転角度だけ回転することにより生成された回転されたコンステレーションと同等である第２の１６−ＱＡＭコンステレーションに対応する第３及び第４の回転された１６−ＱＡＭ記号を生成すること、
（ｅ）ブロック・コードワードを生成するために擬似直交ブロック符号を回転された１６−ＱＡＭ記号の各集合に付けること、並びに
（ｆ）前記ブロック・コードワードを送信すること
を備える方法。
【請求項２３】
ステップ（ｃ）は、前記第１及び第２の１６−ＱＡＭ記号を０ラジアンだけ回転することと同等であり、
ステップ（ｄ）は、前記第３及び第４の１６−ＱＡＭ記号を前記回転角度だけ回転することと同等である、請求項２２に記載の発明。
【請求項２４】
前記擬似直交ブロック符号は、
【数１】
2010533997.tif 000016
によって表され、
式中、各要素ｘｋは、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つに対応し、ここで、ｋ＝１、．．．、４であり、
各要素ｘｋ＊は、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの複素共役値に対応し、
各要素−ｘｋは、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの否定値に対応し、
各要素−ｘｋ＊は、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの複素共役値の否定値に対応する、請求項２２に記載の発明。
【請求項２５】
受信されたデータ信号を処理するための方法であって、
（ａ）  前記受信されたデータ信号からブロック・コードワードを回復すること、
（ｂ）  各集合が、（ｉ）第１の１６−ＱＡＭコンステレーションに対応する第１及び第２の回転された１６−ＱＡＭ記号、及び（ｉｉ）前記第１の１６−ＱＡＭコンステレーションを約０．４４ラジアンから約０．５６ラジアンまでの間の、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間の回転角度だけ回転することにより生成された回転されたコンステレーションと同等である第２の１６−ＱＡＭコンステレーションに対応する第３及び第４の回転された１６−ＱＡＭ記号、を備える、４つの回転された１６−ＱＡＭ記号の集合を回復するために各ブロック・コードワードを復号すること、
（ｃ）  各集合の前記第１、第２、第３、及び第４の回転された１６−ＱＡＭ記号のために、前記回転角度に基づいて第３の１６−ＱＡＭコンステレーションに対応する第１、第２、第３、及び第４の１６−ＱＡＭ記号を生成すること、並びに
（ｅ）  前記第１、第２、第３、及び第４の１６−ＱＡＭ記号を出力ビットストリームに変換するために、前記第３の１６−ＱＡＭコンステレーションに基づいて１６−ＱＡＭ復号を利用すること
を備える方法。
【請求項２６】
前記第３の１６−ＱＡＭコンステレーションは、前記第１の１６−ＱＡＭコンステレーションと同等であり、
ステップ（ｃ）は、（ｉ）前記第１及び第２の１６−ＱＡＭ記号を０ラジアンだけ回転すること、及び（ｉｉ）前記第３及び第４の回転された１６−ＱＡＭ記号を前記回転角度だけ逆回転すること、と同等である、請求項２５に記載の発明。
【請求項２７】
前記ブロック・コードワードは、
【数２】
2010533997.tif 000017
によって表される擬似直交ブロック符号に対応し、
式中、各要素ｘｋは、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つに対応し、ｋ＝１、．．．、４であり、
各ｘｋ＊は、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの複素共役値に対応し、
各要素−ｘｋは、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの否定値に対応し、
各要素−ｘｋ＊は、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの複素共役値の否定値に対応する、請求項２５に記載の発明。
【請求項２８】
データを送信するための方法であって、
（ａ）  入力ビットストリームを６４−ＱＡＭ記号のストリームに変換するために６４−ＱＡＭ符号化を利用すること、
（ｂ）  ６４−ＱＡＭ記号の前記ストリームを、各集合が第１、第２、第３、及び第４の６４−ＱＡＭ記号を備える４つの６４−ＱＡＭ記号の集合に分割すること、
（ｃ）  各集合の前記第１及び第２の６４−ＱＡＭ記号のために、第１の６４−ＱＡＭコンステレーションに対応する第１及び第２の回転された６４−ＱＡＭ記号を生成すること、
（ｄ）  各集合の前記第３及び第４の６４−ＱＡＭ記号のために、前記第１の６４−ＱＡＭコンステレーションを約０．４３ラジアンから約０．５５ラジアンまでの間の、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間の回転角度だけ回転することにより生成された回転されたコンステレーションと同等である第２の６４−ＱＡＭコンステレーションに対応する第３及び第４の回転された６４−ＱＡＭ記号を生成すること、
（ｅ）ブロック・コードワードを生成するために擬似直交ブロック符号を、回転された６４−ＱＡＭ記号の各集合に付けること、並びに
（ｆ）前記ブロック・コードワードを送信すること
を備える方法。
【請求項２９】
ステップ（ｃ）は、前記第１及び第２の１６−ＱＡＭ記号を０ラジアンだけ回転することと同等であり、
ステップ（ｄ）は、前記第３及び第４の１６−ＱＡＭ記号を前記回転角度だけ回転することと同等である、請求項２８に記載の発明。
【請求項３０】
前記擬似直交ブロック符号は、
【数３】
2010533997.tif 000018
によって表され、
式中、各要素ｘｋは、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つに対応し、ここで、ｋ＝１、．．．、４であり、
各要素ｘｋ＊は、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの複素共役値に対応し、
各要素−ｘｋは、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの否定値に対応し、
各要素−ｘｋ＊は、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの複素共役値の否定値に対応する、請求項２８に記載の発明。
【請求項３１】
受信されたデータ信号を処理するための方法であって、
（ａ）  前記受信されたデータ信号からブロック・コードワードを回復すること、
（ｂ）  各集合が、（ｉ）第１の６４−ＱＡＭコンステレーションに対応する第１及び第２の回転された６４−ＱＡＭ記号、及び（ｉｉ）前記第１の６４−ＱＡＭコンステレーションを約０．４３ラジアンから約０．５５ラジアンまでの、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの回転角度だけ回転することにより生成された回転されたコンステレーションと同等である第２の６４−ＱＡＭコンステレーションに対応する第３及び第４の回転された６４−ＱＡＭ記号、を備える４つの回転された６４−ＱＡＭ記号の集合を回復するために各ブロック・コードワードを復号すること、
（ｃ）  各集合の前記第１、第２、第３、及び第４の回転された６４−ＱＡＭ記号のために、前記回転角度に基づいて第３の６４−ＱＡＭコンステレーションに対応する第１、第２、第３、及び第４の６４−ＱＡＭ記号を生成すること、並びに
（ｅ）  前記第１、第２、第３、及び第４の６４−ＱＡＭ記号を出力ビットストリームに変換するために前記第３の６４−ＱＡＭコンステレーションに基づいて６４−ＱＡＭ復号を利用すること
を備える方法。
【請求項３２】
前記第３の６４−ＱＡＭコンステレーションは、前記第１の６４−ＱＡＭコンステレーションと同等であり、
ステップ（ｃ）は、（ｉ）前記第１及び第２の６４−ＱＡＭ記号を０ラジアンだけ回転すること、及び（ｉｉ）前記第３及び第４の回転された６４−ＱＡＭ記号を前記回転角度だけ逆回転すること、と同等である、請求項３１に記載の発明。
【請求項３３】
前記ブロック・コードワードは、
【数４】
2010533997.tif 000019
によって表される擬似直交ブロック符号に対応し、
式中、各要素ｘｋは、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つに対応し、ｋ＝１、．．．、４であり、
各要素ｘｋ＊は、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの複素共役値に対応し、
各要素−ｘｋは、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの否定値に対応し、
各要素−ｘｋ＊は、集合内の前記４つのデータ記号のうちの１つの複素共役値の否定値に対応する、請求項３１に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその教示が本明細書に組み込まれている、整理番号Ｍｕｊｔａｂａ３２−７として２００７年５月４日に出願した米国仮出願第６０／９２７，５６４号の出願日付の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、無線通信ネットワークに関し、詳細には、信号の送受信のために使用されるダイバーシチ方式に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムでは、送信された信号は、受信機アンテナまで複数のそれぞれ異なる伝搬経路を介して進む可能性がある。各伝搬経路は、経路の長さ、経路内の反射の数、経路内の何らかの物体の特性などの要因のために改変された送信信号のバージョンを搬送する。これらの要因は経路ごとに変わる可能性があり、その結果として、送信信号の各バージョンは、その他のバージョンのものとは異なる遅延、信号減衰、位相偏移を伴って受信機アンテナに到達する可能性がある。複数のバージョンが受信機アンテナに到達するので、それらは建設的に又は破壊的に相互に干渉し合う可能性があり、その結果、受信機によって受信された信号は、送信信号の増幅又は減衰されたバージョンである。減衰が比較的厳しい場合は、その結果として、受信信号を復号するときに誤りが生じ、受信機が伝達された情報を回復するのを妨げる。
【０００４】
無線通信ネットワークでは、受信機が伝達された情報を回復することができる尤度を高めるために、ダイバーシチ方式として知られている様々なそれぞれ異なる方式が利用されることができる。一般に、ダイバーシチ方式は、受信機が情報を復号するために複数の機会を有することができるように、伝達される情報の複数の「多様な」コピーを作成する。複数の「多様な」コピーは、空間ダイバーシチ及び偏波ダイバーシチを含むアンテナダイバーシチ、時間ダイバーシチ、並びに周波数ダイバーシチなどのダイバーシチ方式を使用して作成されることができる。複数のコピーが十分に多様である（すなわち、それぞれ異なる）場合は、複数のコピーの全てが同じように減衰される尤度は比較的低い。したがって、１つ又は複数のコピーが比較的厳しい減衰を受けたときには、伝達された情報は、残りのコピーから回復されることができる。受信機は、伝達された情報をできるだけたくさん回復するために、最適のやり方でコピーの全てを組み合わせることができる。無線通信システムは、受信機が伝達された情報を回復することができる尤度をさらに高めるために、複数のダイバーシチ方式を使用することができることに留意されたい。様々なダイバーシチ方式の議論は、参照によりその教示が全体として本明細書に組み込まれている、Tarokh、「Space-Time Codes for High Data Rate Wireless Communication: Performance Criterion and Code Construction」、IEEE Transactions on Information Theory、第44巻、第2号、1998年3月、744〜765頁において見ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国仮出願第６０／９２７，５６４号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Tarokh、「Space-Time Codes for High Data Rate Wireless Communication: Performance Criterion and Code Construction」、IEEE Transactions on Information Theory、第44巻、第2号、1998年3月、744〜765頁
【非特許文献２】Tarokh、「Space-Time Block Codes from Orthogonal Designs」、IEEE Transactions on Information Theory、第45巻、第5号、1999年7月、1456〜1467頁
【非特許文献３】Jafarkhani、「A Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code」、IEEE Transactions on Communications、第49巻、第１号、2001年1月、1〜4頁
【非特許文献４】Yuen、「Full-Rate Full-Diversity STBC with Constellation Rotation」、The 57th IEEE Semiannual Vehicular Technology Conference、第1巻、2003年春、296〜300頁
【発明の概要】
【０００７】
一実施形態では、本発明は、Ｋ個の回転されたデータ記号の結果としての集合を符号化するブロック符号に付けられるべきＫ個の入力データ記号の集合を回転するためのＫ個の回転角度を決定するための方法である。本方法は、Ｋ個の回転角度の第１の部分集合のための第１の回転角度を選択する。次いで、（ｉ）Ｋ個の回転角度の第２の部分集合のための複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度のそれぞれ、（ｉｉ）第１の回転角度及び各可能な第２の回転角度のための複数のそれぞれ異なる可能なコードワードのそれぞれ、及び（ｉｉｉ）各可能なコードワードための複数のそれぞれ異なる可能な誤って復号されたコードワードのそれぞれ、の各組合せのためにメトリックが生成される。生成されたメトリックに基づいて、本方法は、Ｋ個の回転角度の第２の部分集合のための第２の回転角度を選択する。次いで、選択された第１及び第２の回転角度が送信機を構成するために使用される。Ｋ個の入力データ記号の各集合のために、送信機は、（１）選択された第１の回転角度に基づいてＫ個の入力データ記号の第１の部分集合を回転し、（２）選択された第２の回転角度に基づいてＫ個の入力データ記号の第２の部分集合を回転し、（３）送信機からの送信のための発信コードワードを生成するためにＫ個の回転されたデータ記号の結果としての集合にブロック符号を付けるように適応される。
【０００８】
他の実施形態では、本発明は、データ記号ローテータ及びブロック符号化器を備えた送信機である。データ記号ローテータは、Ｋ個の回転されたデータ記号の集合を生成するために、Ｋ個の回転角度だけＫ個の入力データ記号の集合を回転するように適応される。ブロック符号化器は、送信機からの送信のためのコードワードを生成するために、Ｋ個の回転されたデータ記号の集合にブロック符号を付けるように適応される。Ｋ個の回転角度は、Ｋ個の回転角度の第１の部分集合のための第１の回転角度を選択することにより生成される。次に、（ｉ）Ｋ個の回転角度の第２の部分集合のための複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度のそれぞれ、（ｉｉ）第１の回転角度及び各可能な第２の回転角度のための複数のそれぞれ異なる可能なコードワードのそれぞれ、及び（ｉｉｉ）各可能なコードワードのための複数のそれぞれ異なる誤って復号されたコードワードのそれぞれ、の各組合せのためにメトリックが決定される。次いで、このメトリックに基づいて、Ｋ個の回転角度の第２の部分集合のための第２の回転角度が選択される。
【０００９】
本発明の他の態様、特徴、及び利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲の請求項、及び同様の参照数字は同様の又は同一の要素を識別する添付の図面から、より十分に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】時空間ブロック符号化を利用する従来の無線通信送信機の一実装形態を示す簡略化されたブロック図である。
【図２】図１の送信機から時空間ブロック符号化された信号を受信するために使用されることができる従来の無線通信受信機の一実装形態を示す簡略化されたブロック図である。
【図３Ａ】時空間ブロック符号化及びコンステレーション回転を利用する従来の無線通信送信機の一実装形態を示す簡略化されたブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ａの送信機から時空間ブロック符号化された信号を受信するために使用されることができる従来の無線通信受信機の一実装形態を示す簡略化されたブロック図である。
【図４】例示的な回転された４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）コンステレーションを示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態による回転角度ジェネレータの簡略化された流れ図である。
【図６】本発明の他の実施形態による回転角度ジェネレータの簡略化された流れ図である。
【図７】様々な回転角度に対する、ＱＰＳＫ写像を使用して生成されたコードワード距離行列のための最小行列式値を示すグラフである。
【図８】様々な回転角度に対する、ＱＰＳＫ写像を使用して生成されたコードワード距離行列の行列式のための平均逆数値を示すグラフである。
【図９】様々な回転角度に対する、１６−直交振幅変調（１６−ＱＡＭ）写像を使用して生成されたコードワード距離行列のための最小行列式値を示すグラフである。
【図１０】様々な回転角度に対する、１６−ＱＡＭ写像を使用して生成されたコードワード距離行列の行列式のための平均逆数値を示すグラフである。
【図１１】様々な回転角度に対する、６４−ＱＡＭ写像を使用して生成されたコードワード距離行列のための最小行列式値を示すグラフである。
【図１２】様々な回転角度に対する、６４−ＱＡＭ写像を使用して生成されたコードワード距離行列の行列式のための平均逆数値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書における「一実施形態（one embodiment）」又は「ある実施形態（an embodiment）」に対する参照は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることができることを意味する。本明細書における様々な場所での語句「一実施形態では」の出現は、必ずしも全て同一の実施形態を表しているわけではなく、別個の又は代替の実施形態は、必ずしも相互に他の実施形態を排除するわけでもない。同じことが用語「実装形態（implementation）」にも適用される。
【００１２】
時空間ブロック符号化を使用した送受信の概要
【００１３】
時空間ブロック符号化は、時間ダイバーシチ及び空間ダイバーシチの両方を実現するために無線通信で使用される特定のダイバーシチ方式である。一般に、時空間ブロック符号化は、伝達されるべき情報の複数の冗長コピーを送信機で生成することにより実装される。複数の冗長コピーは、時間ダイバーシチを実現するためにそれぞれ異なる時間に符号化され、符号化されたコピーは、空間ダイバーシチを実現するために物理的に分離されたアンテナを介して送信される。
【００１４】
図１は、時空間ブロック符号化を利用する従来の無線通信送信機１００の一実装形態の簡略化されたブロック図を示す。送信機１００は、送信されるべき情報のビットストリームから複素データ記号ｃｉを生成するデータ記号写像器１０２を有する。データ記号ｃｉは、４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、直交振幅変調（ＱＡＭ）、又は他の任意の適切な写像方式などの写像方式を使用して生成されることができる。
【００１５】
時空間ブロック符号化器１０４は、複素データ記号ｃｉのストリームを受信し、コードワードを生成するために時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）を使用してＫ個のデータ記号ｃｉの各群を符号化する。図１に示されているように、送信機１００は、Ｎ個のアンテナ１１０を有する。時空間ブロック符号化器１０４は、Ｋ個のデータ記号ｃｉの各群を各集合がＮ個の符号化されたデータ記号を有する符号化されたデータ記号のＴ個の集合に符号化する。符号化されたデータ記号のＴ個の集合は、Ｔ個のそれぞれ異なる時間帯にわたって送信機１００によって送信される。ｔ個の時間帯のそれぞれの間中、Ｎ個のアンテナ１１０のそれぞれは、符号化されたデータ記号の対応する集合内のＮ個の符号化されたデータ記号のうちのそれぞれ異なる１つを送信する。
【００１６】
ＳＴＢＣ  ｘは、方程式（１）、
【数１】
2010533997.tif 000003
に示されている行列として表されることができ、式中、符号の各要素ｘｎｔは、それぞれ異なる送信機アンテナｎ、ここでｎ＝１、．．．、Ｎ、及びＮ個の送信機アンテナのそれぞれ異なる送信時ｔ、ここでｔ＝１、．．．、Ｔ、に対応する。符号の各要素ｘｎｔは、入力データ記号ｃｉに対して行われる動作を表す。そのような動作は、データ記号ｃｉの複素共役を取ること、データ記号ｃｉの否定値を取ること、データ記号ｃｉの否定値の複素共役を取ること、及びデータ記号ｃｉを修正されないままにしておくことを含むがそれらに限定されない。
【００１７】
時空間ブロック符号化器１０４は、コードワードｃを生成するためにＳＴＢＣをＫ個のデータ記号ｃｉの群に付ける。例えば、４つのそれぞれ異なる送信機アンテナ（すなわち、列）を介しての、及び４つのそれぞれ異なる送信時（すなわち、行）中の送信のための４つのデータ記号の群（すなわち、Ｋ＝４、Ｎ＝４、Ｔ＝４）を符号化するために使用されることができる方程式（２）、
【数２】
2010533997.tif 000004
の例示的ＳＴＢＣを考慮し、式中、（ｉ）要素ｘｋは、４つのデータ記号の群内のｋ番目のデータ記号、ここでｋ＝１、．．．、４、が修正されないことを表し、（ｉｉ）要素ｘｋ＊は、複素共役値がｋ番目のデータ記号のために取られることを表し、（ｉｉｉ）要素−ｘｋは、否定値がｋ番目のデータ記号のために取られることを表し、（ｉｖ）要素−ｘｋ＊は、否定値の複素共役値がｋ番目のデータ記号のために取られることを表す。例えば、時空間ブロック符号化器１０４は、データ記号写像器１０２からデータ記号ｃ１、ｃ２、ｃ３、及びｃ４を受信すると仮定する。これらのデータ記号は、ｃ１がｘ１に対応し、ｃ２がｘ２に対応し、ｃ３がｘ３に対応し、ｃ４がｘ４に対応するように、方程式（２）のＳＴＢＣ  ｘに従って配置されることができる。結果としてのコードワードｃ１は、下記の方程式（３）、
【数３】
2010533997.tif 000005
に示されているように表される。
【００１８】
次に、時空間ブロック符号化器１０４は、データ記号ｃ５、ｃ６、ｃ７、及びｃ８を受信する。これらのデータ記号は、ｃ５がｘ１に対応し、ｃ６がｘ２に対応し、ｃ７がｘ３に対応し、ｃ８がｘ４に対応するように、方程式（２）のＳＴＢＣ  ｘに従って配置されることができる。結果としてのコードワードｃ２は、下記の方程式（４）、
【数４】
2010533997.tif 000006
に示されているように表される。
【００１９】
各コードワードｃを生成するために使用される４つのデータ記号ｃｉの組合せは、群ごとに変わる可能性があり、したがって、時空間ブロック符号化器１０４は、いくつかの可能なそれぞれ異なるコードワードを生成することができることに留意されたい。方程式（２）のＳＴＢＣによって生成されることができる可能なそれぞれ異なるコードワードの総数Ｐは、データ記号写像器１０２によって利用される特定のデータ記号写像方式に基づいて生成されることができる４つのデータ記号の組合せの数に依存する。例えば、データ記号写像器１０２がＱＰＳＫを利用する場合は、Ｐ＝４Ｋ＝４４＝２５６個の可能なそれぞれ異なるコードワードが生成されることができる。データ記号写像器１０２が１６−ＱＡＭを利用する場合は、Ｐ＝１６Ｋ＝１６４＝６５，５３６個の可能なそれぞれ異なるコードワードが生成されることができる。
【００２０】
再度図１を参照すると、コードワードは、例えば、デジタル−トゥ−アナログ（Ｄ／Ａ）変換、無線周波数（ＲＦ）変調、及び送信のためのコードワードを準備するのに適した他の任意の処理を使用して、送信のために準備される。次いで、コードワードは、それぞれ異なる送信機アンテナを介して送信される。この特定の実装形態では、コードワードの各列は、それぞれ異なるＤ／Ａコンバータ１０６及びそれぞれ異なるＲＦ変調器１０８を使用して処理される。他の実施形態によれば、コードワード全体は、１つのＤ／Ａコンバータ及び１つのＲＦ変調器によって処理されることができ、次いで、コードワードの列は、シリアル−トゥ−パラレル変換を使用して、それぞれ異なる送信機アンテナに配信されることができる。
【００２１】
図２は、送信機１００から送信された時空間ブロック符号化された信号を受信するために使用されることができる従来の無線通信受信機２００の一実装形態の簡略化されたブロック図を示す。受信機２００は、Ｍ個のアンテナ２０２を有し、各アンテナは、送信機１００によって送信されたＮ個の信号を全て受信する。受信機アンテナ２０２の数Ｍは、１つに等しくてもよく、受信−アンテナダイバーシチを実現するために２つ以上の数でもよい。
【００２２】
Ｍ個の受信機アンテナ２０２のそれぞれによって受信されたＮ個の信号は、（ｉ）ＲＦダウンコンバータ２０４を使用してＲＦからベースバンド周波数に、及び（ｉ）アナログ−トゥ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換機２０６を使用してアナログ形式からデジタル形式に、変換される。各受信機アンテナ２０２によって受信されたＮ個の信号はまた、等化、タイミング補正、又は受信された信号を復号する準備をするのに適した他の処理を使用して処理されることができる。
【００２３】
時空間ブロック復号器２０８は、復号された信号を生成するために、ゼロフォーシング、最小平均二乗誤差、最大尤度、又は他の任意の適切な方式などの復号方式を使用して、Ｍ個の受信機アンテナ２０２のそれぞれによって受信されたＮ個の信号を復号する。受信機アンテナ２０２の数Ｍが２つ以上である場合は、時空間ブロック復号器２０８はまた、Ｍ個の復号された信号を組み合わせて、一般にＭ個の個々の復号された信号より信頼性が高い１つの組み合わされた信号を生成することができる。次いで、結果としての信号は、例えば、データ記号逆写像器２１０、及び元のビットストリームを回復するのに適した他の任意の処理を使用して下流へ処理される。
【００２４】
時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）の設計
【００２５】
ＳＴＢＣを設計する際にはいくつかのそれぞれ異なる要因が考慮されることができる。これらの要因は、例えば、ＳＴＢＣの符号化率及びダイバーシチを含む。符号化率は、下記の方程式（５）、
【数５】
2010533997.tif 000007
に示されているように、ＳＴＢＣごとの送信時の数Ｔ（すなわち、ＳＴＢＣの行の数）に対するアンテナごとの（すなわち、ＳＴＢＣの列ごとの）送信されたデータ記号の数Ｋの比率として定義されることができる。データ記号の数Ｋが送信時の数Ｔに等しい場合は、ＳＴＢＣは、１に等しい符号化率（すなわち、フル符号化率）を有する。方程式（２）のＳＴＢＣは、フルレートの符号の一例である。しかし、データ記号の数Ｋが、送信時の数Ｔ（すなわち、行）より少ない場合は、ＳＴＢＣは１未満の符号化率を有する。この場合、冗長データ記号などの追加の情報を送信するアンテナごとに（Ｔ−Ｋ）個の送信時がある。ハイデータレート・アプリケーションなどのいくつかのアプリケーションでは、送信される追加又は冗長データ記号の数が比較的低く維持されることを保証するために、できる限り１に近いデータレートを有するＳＴＢＣを使用することが望ましいこともある。
【００２６】
ＳＴＢＣのダイバーシチを決定するための方法は、参照によりその教示が全体として本明細書に組み込まれている、Tarokh、「Space-Time Block Codes from Orthogonal Designs」、IEEE Transactions on Information Theory、第45巻、第5号、1999年7月、1456〜1467頁に開示されている。本方法は、以下のように生成されることができるコードワード差分行列Ｂ（ｃ，ｅ）に基づく。送信機は、方程式（６）、
【数６】
2010533997.tif 000008
に示されているように表されたコードワードｃｐを送信し、式中、ｃｐは、ＳＴＢＣによって生成されることができるｐ番目の可能なそれぞれ異なるコードワードであり、ここで、ｐ＝１、．．．、Ｐであり、ｃｎｔは、時間ｔにアンテナｎを介して送信された符号化されたデータ記号を表すと仮定する。受信機は、実際はｐ番目の可能なコードワードｃｐが送信されたときに、Ｌ個の可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌのうちのいずれか１つが送信されたと誤って決定する可能性があるとさらに仮定する。ｐ番目の可能なコードワードｃｐのために誤って選ばれる可能性があるｌ番目の可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌは、ここで、ｌ＝１、．．．、Ｌであり、方程式（７）、
【数７】
2010533997.tif 000009
に示されているように表されることができる。ＱＰＳＫ写像を利用するアプリケーションでは、送信された可能なそれぞれ異なるコードワードｃｐごとにＬ＝Ｐ−１＝４４−１＝２５５個の可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌがある可能性がある。より高次のデータ記号写像を利用するアプリケーションでは、可能なそれぞれ異なるコードワードｃｐごとの可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌの数Ｌは、さらに大きい可能性がある。
【００２７】
各コードワード差分行列Ｂ（ｃ，ｅ）は、方程式（８）、
【数８】
2010533997.tif 000010
に示されているように、ｌ番目の誤って復号されたコードワードｅｐｌから、ｐ番目の可能なコードワードｃｐを引くことにより定義されることができる。全ての可能なコードワード差分行列Ｂ（ｃ，ｅ）がフルランクの場合は、ＳＴＢＣは、最大可能（すなわち、フル）ダイバーシチを実現している。最大可能ダイバーシチは、送信機アンテナの数Ｎと受信機アンテナの数Ｍの積として定義されることができる（すなわち、最大ダイバーシチ＝ＭＮ）。全ての可能なコードワード差分行列Ｂ（ｃ，ｅ）がフルランクとは限らない場合は、ＳＴＢＣのダイバーシチは、可能なコードワード差分行列Ｂ（ｃ，ｅ）の最小ランクｂと送信機アンテナの数Ｍの積に等しい（すなわち、ダイバーシチ＝ｂＭ）。
【００２８】
Tarokhはまた、フルダイバーシチを実現するＳＴＢＣを設計するための方法を開示している。具体的には、Tarokhは、ＳＴＢＣの列を相互に直交であるように設計することによりフルダイバーシチが実現されることができることを開示している。しかし、直交ＳＴＢＣの１つの欠点は、アラモウチ符号として知られている１つの直交ＳＴＢＣしかフル符号化率を実現することができないことである。３つ以上のアンテナを有する送信機のために利用される直交ＳＴＢＣは、フル符号化率を実現することができない。
【００２９】
フル符号化率を実現するＳＴＢＣを設計するための方法は、参照によりその教示が全体として本明細書に組み込まれている、Jafarkhani、「A Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code」、IEEE Transactions on Communications、第49巻、第１号、2001年1月、1〜4頁に開示されている。Jafarkhaniは、ＳＴＢＣ列のいくつかが、ただし全てとは限らない、相互に直交である擬似直交ＳＴＢＣを設計することにより、フルレートが実現されることができることを開示している。上記の方程式（２）のＳＴＢＣは、フル符号化率を実現する擬似直交ＳＴＢＣの一例である。擬似直交ＳＴＢＣの列の全てが相互に直交であるとは限らないので、擬似直交ＳＴＢＣだけではフルダイバーシチを実現しない。
【００３０】
フル符号化率及びフルダイバーシチの両方を実現する擬似直交ＳＴＢＣを設計するための方法は、参照によりその教示が全体として本明細書に組み込まれている、Yuen、「Full-Rate Full-Diversity STBC with Constellation Rotation」、The 57th IEEE Semiannual Vehicular Technology Conference、第1巻、2003年春、296〜300頁に開示されている。Yuenは、方程式（２）のＳＴＢＣのためのフルダイバーシチは、コンステレーション回転によるＱＰＳＫ写像を使用することにより実現されることができることを開示している。一例として、図３Ａの従来の送信機３００を考察する。
【００３１】
図３Ａは、時空間ブロック符号化及びコンステレーション回転によるＱＰＳＫ写像を利用する従来の無線通信送信機３００の一実装形態の簡略化されたブロック図を示す。送信機３００は、ＱＰＳＫ写像を使用して、送信されるべき情報のビットストリームから複素データ記号ｃｉのストリームを生成するデータ記号写像器３０２を有する。データ記号ローテータ３１２は、４つの回転されたデータ記号ｓｉを生成するために、４つのデータ記号の群内の各データ記号ｃｉにそれぞれ異なる回転角度θｋを付ける。回転角度θｋは、データ記号ローテータ３１２に組み込まれていてもよく、あるいはそれから物理的に離れていてもよい回転角度ジェネレータ３１４を使用して生成されることができる。
【００３２】
図４は、例示的な回転されたＱＰＳＫコンステレーションをグラフによって示す。データ記号ローテータ３１２が、方程式（３）及び（４）に関して上記で説明された８つの例示的データ記号ｃ１、ｃ２、．．．、ｃ８を、それらが符号化される前に回転すると仮定する。第１の４つのデータ記号ｃ１、ｃ２、ｃ３、及びｃ４は、方程式（９）、
【数９】
2010533997.tif 000011
に示されているように、角度θｋだけ回転されることができ、ここで、ｋ＝１、２、３、４である。したがって、データ記号ｃ１、ｃ２、ｃ３、及びｃ４は、それぞれ、回転されたデータ記号ｓ１、ｓ２、ｓ３、及びｓ４を生成するために、それぞれ、角度θ１、θ２、θ３、及びθ４だけ回転されることができる。同様に、データ記号ｃ５、ｃ６、ｃ７、及びｃ８は、それぞれ、回転されたデータ記号ｓ５、ｓ６、ｓ７、及びｓ８を生成するために、それぞれ、角度θ１、θ２、θ３、及びθ４だけ回転されることができる。
【００３３】
時空間ブロック符号化器３０４は、ｓ１がｘ１に対応し、ｓ２がｘ２に対応し、ｓ３がｘ３に対応し、ｓ４がｘ４に対応するように、方程式（２）のＳＴＢＣ  ｘに従って４つの回転されたデータ記号ｓ１、ｓ２、ｓ３、及びｓ４を配置する。結果としてのコードワードｓ１は、下記の方程式（１０）、
【数１０】
2010533997.tif 000012
に示されているように表されることができる。次に、時空間ブロック符号化器３０４は、ｓ５がｘ１に対応し、ｓ６がｘ２に対応し、ｓ７がｘ３に対応し、ｓ８がｘ４に対応するように、方程式（２）ＳＴＢＣＸに従って４つの回転されたデータ記号ｓ５、ｓ６、ｓ７、及びｓ８を配置する。結果としてのコードワードｓ２は、下記の方程式（１１）、
【数１１】
2010533997.tif 000013
に示されているように表されることができる。コードワードは、時空間ブロック符号化器３０４の後で、Ｄ／Ａ変換３０６、ＲＦ変調３０８、及び他の任意の適切な処理を使用して、図１の送信機１００のやり方と同様のやり方で処理されることができる。次いで、コードワードは、それぞれ異なるアンテナ３１０を介して送信される。
【００３４】
図３Ｂは、送信機３００から送信された時空間ブロック符号化された信号を受信するために使用されることができる従来の無線通信受信機３５０の一実装形態の簡略化されたブロック図を示す。受信機３５０は、図２の受信機２００の同等の処理の動作と類似の動作をするアンテナ３５２、ＲＦダウンコンバータ３５４、及びＡ／Ｄコンバータ３５６を有する。さらに、受信機３５０は、等化、タイミング補正、又はコードワードを回復しコードワードを復号する準備をするのに適した他の処理を行うことができる。
【００３５】
時空間ブロック復号器３５８は、ゼロフォーシング、最小平均二乗誤差、又はｋ個の回転されたデータ記号ｓｉの集合を回復するのに適した他の任意の復号方式などの復号方式を使用して各コードワードを復号する。ｋ個の回転されたデータ記号ｓｉの集合は、ｋ個の逆回転されたデータ記号ｃｉを回復するために、回転角度ジェネレータ３１４によって生成された回転角度θ１、θ２、θ３、及びθ４を使用して逆回転される。回転角度ジェネレータ３１４は、時空間ブロック復号器３５８に組み込まれていてもよく、あるいはそれから物理的に離れていてもよい。受信機アンテナ３５２の数Ｍが２以上である場合は、時空間ブロック復号器３５８は、Ｋ個の回転されたデータ記号ｓｉのＭ個の集合を回復することができることに留意されたい。次いで、Ｍ個の集合は、一般に、回転されたデータ記号ｃｉのＭ個の個々の集合より信頼性が高いｋ個のデータ記号ｃｉの１つの組み合わされた集合を生成するために、逆回転の前又は後で組み合わされることができる。次いで、結果としてのデータ記号ｃｉは、元のビットストリームを回復するために、例えば、データ記号逆写像器３６０及び他の任意の適切な処理を使用して、下流へ処理される。時空間ブロック復号器３５８はまた、元のビットストリームを回復するために最大尤度復号を利用することができることに留意されたい。そのような場合には、時空間ブロック復号器３５８は、データ記号逆写像３６０を使用せずに元のビットストリームを回復することができる。
【００３６】
各群の４つのデータ記号を回転する際に使用されることができる回転角度θｋの多数のそれぞれ異なる組合せがあることに留意されたい。Jafarkhaniは、方程式（２）のＳＴＢＣのダイバーシチを最大化する回転角度θｋの組合せを決定するために使用されることができる２つの設計基準を開示している。設計基準は、以下のように生成されることができるコードワード距離行列Ａの行列式に基づく。最初に、各コードワード差分行列Ｂ（ｃ，ｅ）が、方程式（８）に関して上記で説明されたやり方と同様のやり方で、ｌ番目の誤って復号されたコードワードｅｐｌからｐ番目の可能なコードワードｓｐを引くことにより生成される。方程式（２）では、各コードワード差分行列Ｂ（ｃ，ｅ）は、以下のように方程式（１２）、
【数１２】
2010533997.tif 000014
に示されているように表されることができ、式中、Δｉは、誤って復号されたデータ記号ｅｉ、又は正しく復号されたデータ記号と、回転されたデータ記号ｓｉとの間の距離である（例えば、Δｉ＝ｅｉ−ｓｉ）。次に、各コードワード差分行列Ａは、方程式（１３）、
【数１３】
2010533997.tif 000015
に示されているように、各コードワード差分行列Ｂ（ｓ，ｅ）にそのエルミート転置行列を掛けることにより生成され、式中、［．］Ｈは、エルミート転置行列を表す。最後に、各コードワード距離行列Ａは、下記の方程式（１４）、
ｄｅｔ（Ａ）＝［（‖Δ１＋Δ４‖２＋‖Δ２−Δ３‖２）ｘ（‖Δ１−Δ４‖２＋‖Δ２＋Δ３‖２）］２                                                  （１４）
に示されているように表されることができ、式中、‖．‖は絶対値を表す。
【００３７】
方程式（２）のＳＴＢＣのダイバーシチを最大化するために使用されることができる第１の基準は、Ａの行列式の最小値を最大化する（すなわち、ｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））））４つの回転角度、θ１、θ２、θ３、及びθ４を決定することである。具体的には、最初に、４つの回転角度θ１、θ２、θ３、及びθ４が初期値に固定されることができる。次に、初期設定された回転角度を使用して生成されることができる可能なコードワードｓｐ及び誤って復号されたコードワードｅｐｌの全てが決定される。可能なコードワードｓｐ及び誤って復号されたコードワードｅｐｌの各組合せのためにＡの行列式が決定され、これらの行列式の最小値が見つけられる。次いで、回転角度θ１、θ２、θ３、及びθ４の集合が変更され、４つの回転角度の全ての可能な組合せのためのＡの最小行列式を見つけるためにプロセスが繰り返される。最小行列式の全てが見つけられた後は、これらの最小行列式の最大値に対応する４つの回転角度の組合せが選択される。最大行列式に対応する４つの回転角度のいくつかのそれぞれ異なる組合せがあってもよく、設計者はこれらのそれぞれ異なる組合せのうちのいずれか１つを選択することができることに留意されたい。
【００３８】
方程式（２）のＳＴＢＣのダイバーシチを最大化するために使用されることができる第２の基準は、Ａの行列式の逆数の平均値を最小化する（すなわち、ｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ））４つの回転角度θ１、θ２、θ３、及びθ４を決定することである。具体的には、第１の基準と同様に、４つの回転角度θ１、θ２、θ３、及びθ４が初期値に固定される。初期設定された回転角度を使用して生成されることができる可能なコードワードｓｐ及び誤って復号されたコードワードｅｐｌの各組合せのためにＡの行列式が決定される。次に、Ａの各行列式の逆数が算出され、逆数の全ての平均値が決定される。次いで、回転角度θ１、θ２、θ３、及びθ４の集合が変更され、このプロセスは、４つの回転角度の全ての可能な組合せのためのＡの行列式の逆数の平均値を見つけるために繰り返される。平均逆数値の全てが決定された後は、これらの平均逆数の最小値に対応する４つの回転角度の組合せが選択される。平均逆数の最小値に対応する４つの回転角度のいくつかのそれぞれ異なる組合せがあり、設計者はこれらのそれぞれ異なる組合せのうちのいずれか１つを選択することができることに留意されたい。
【００３９】
２つの前述の基準を使用して行われなければならない計算の数は、比較的大きい。その結果として、ダイバーシチを最大化する４つの回転角度θ１、θ２、θ３、及びθ４の組合せを決定するためのプロセスは、計算集約的であり、多くの時間を必要とする。行われる計算の数が低減される、上記の２つの基準に基づいて４つの回転角度を選択するための方法が予想されることができる。具体的には、計算の数はいくつかの観察に基づいて低減されることができる。
【００４０】
最初に、方程式（１４）から、４つの回転角度の各それぞれ異なる組合せのためのＡの最小行列式は、‖Δ１‖＝‖Δ４‖及び‖Δ２‖＝‖Δ３‖であるときに現れることが観察されることができる。次に、群内の第１のデータ記号と第４のデータ記号との間の相対角度、又は群内の第２のデータ記号と第３のデータ記号との間の相対角度だけが結果に影響を与えることが観察されることができる。その結果として、置換の数は、θ１及びθ２の両方をゼロに等しく設定すること（すなわち、θ１＝θ２＝０）により低減されることができる。
【００４１】
最小行列式が現れる可能性がある１つの可能な場合は、Δ１＝Δ２＝Δ３＝０、及びΔ４＝δであるときであり、ここでδは、図３に示されているように、２つのコンステレーション点間の最小距離である。これらの数値を方程式（１２）に代入し、Ａの行列式の解を求めることにより、δ８のＡ値の行列式が得られる（すなわち、ｄｅｔ（Ａ）＝δ８）。ＱＰＳＫ写像では、回転角度θ３及びθ４が、１−ｃｏｓ２θｋ＞１／４、ただしｋ＝３、４、を満たす（すなわち、θ３及びθ４が０．５２３６ラジアンより大きい）場合は、Ａの最小行列式は、δ８以下である（すなわち、ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））≦δ８）。したがって、Ａの最小行列式の最大値は、δ８に等しい（すなわち、ｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））＝δ８）。設計を簡略化し置換の数を低減するために、θ３はθ４に等しく設定されることができる（すなわち、θ３＝θ４＝θ）。したがって、方程式（２）のダイバーシチは、２つの前述の基準を満たす１つの回転角度θだけを見つけることにより最大化されることができる。これは、行われなければならない置換の数を大きく低減する。
【００４２】
図５は、本発明の一実施形態による回転角度ジェネレータ５００の簡略化された流れ図である。回転角度ジェネレータ５００は、回転角度ジェネレータ３１４の代わりに図３の送信機３００に類似した送信機と共に使用されることができ、データ記号ローテータ３１２に組み込まれていてもよく、あるいはそれから物理的に離れていてもよい回転角度ジェネレータ５００は、コードワード差分行列Ａの最小行列式の最大値（すなわち、ｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））））に基づいて擬似直交ＳＴＢＣのダイバーシチを最大化する単一の回転角度θを決定する。
【００４３】
回転角度ジェネレータ５００は、回転角度θを決定するために３つのネストループ、
（１）複数のそれぞれ異なる可能な回転角度のそれぞれを繰り返して考慮する第１の（すなわち、外側の）ループ、（２）各可能な回転角度のために複数のそれぞれ異なる可能なコードワードのそれぞれを繰り返して考慮する第２の（すなわち、中間の）ループ、及び（３）各可能なコードワードのために複数のそれぞれ異なる誤って復号されたコードワードのそれぞれを繰り返して考慮する第３の（すなわち、内側の）ループ、を実装する。
【００４４】
最初に、擬似直交ＳＴＢＣ及びデータ記号写像方式が選択される（それぞれ、ステップ５０２及び５０４）。擬似直交ＳＴＢＣは、４つの時間帯中に４つのアンテナを介して送信するために４つのデータ記号の群を符号化するＳＴＢＣでもよい。さらに、データ記号写像方式は、ＱＰＳＫでも、又は１６−ＱＡＭを含むがそれに限定されない他の任意の適切な方式でもよい。
【００４５】
４つのデータ記号の群内の第１のデータ記号及び第２のデータ記号に対応する第１の角度θ１及び第２の角度θ２は、それぞれ、両方ともゼロに等しく設定される（ステップ５０６）（θ１＝θ２＝０）。４つのデータ記号の群内の第３のデータ記号及び第４のデータ記号に対応する第３の角度θ３及び第４の角度θ４は、それらが単一の角度θで表されるように相互に等しく設定される（ステップ５０８）（θ３＝θ４＝θ）。第１の繰返しのために、角度θは初期値に設定される（ステップ５１０）。
【００４６】
最初に、選択された写像方式に基づいて４つの可能な複素データ記号ｃｉの群を生成することにより、可能なコードワードｓｐが決定される（ステップ５１２）。次に、４つの回転されたデータ記号ｓｉを生成するために、第１及び第２の可能なデータ記号がゼロだけ回転され、第３及び第４の可能なデータ記号が初期回転角度θだけ回転される。次いで、４つの回転されたデータ記号ｓｉは、可能なコードワードｓｐを生成するために、選択された擬似直交ＳＴＢＣに従って配置される。
【００４７】
可能なコードワードｓｐに基づいて生成されることができる全ての可能なコードワード距離行列Ａのための最小行列式が、５１４から５２８までのステップを繰り返して使用して生成される。ステップ５１４では、可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌは、可能なコードワードｓｐのやり方と同様のやり方で決定される。具体的には、可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌが、可能なコードワードｓｐを生成するために使用される対応する可能なデータ記号ｃｉとは異なる少なくとも１つの可能なデータ記号ｃｉを備える４つの可能なデータ記号ｃｉの群を使用して生成される。可能なコードワードｓｐは、コードワード差分行列Ｂ（ｓ，ｅ）を生成するために、可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌから引かれ（ステップ５１６）、コードワード差分行列Ｂ（ｃ，ｅ）にそのエルミート転置行列を掛けることにより、コードワード差分行列Ａが決定される（ステップ５１８）。
【００４８】
コードワード距離行列Ａの行列式（すなわち、ｄｅｔ（Ａ））が決定され（ステップ５２０）、記憶されている最小行列式値（すなわち、ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））と比較される（ステップ５２２）。ｄｅｔ（Ａ）がｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値より小さい場合は、ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値はｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値をｄｅｔ（Ａ）で置換することにより更新される（ステップ５２６）。ｄｅｔ（Ａ）がｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値（すなわち、ｍｉｎ（ｄｅｔＡ））より小さくない場合は、ｄｅｔ（Ａ）は捨てられる（ステップ５２４）。ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値は、第１の繰返しのために、ｄｅｔ（Ａ）が初期設定されたｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値に取って代わるように、十分に大きい値に初期設定されることができることに留意されたい。
【００４９】
ステップ５２８は、全ての可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌが現在選択されているコードワードｓｐのために考慮されたかどうかを判定する。全ての可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌが考慮されたとは限らない場合は、処理は、ステップ５２８に戻って別の可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌを選択し、ステップ５１６〜５２８を処理する。ステップ５２８が、現在選択されているコードワードｓｐのために全ての可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌが考慮されたと判定した場合は、処理は続けてステップ５３０へ進む。
【００５０】
ステップ５３０は、現在選択されている回転角度のための可能なコードワードｓｐの全てが考慮されたかどうかを判定する。全ての可能なコードワードｓｐが考慮されたとは限らない場合は、処理は、ステップ５１２に戻って別の可能なコードワードｓｐを選択し、ステップ５１４〜５３０を処理する。ステップ５３０が、現在選択されている回転角度のための可能なコードワードｓｐの全てが考慮されたと判定した場合は、処理は続けてステップ５３２に進む。
【００５１】
ステップ５３２では、ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値が、記憶されている最小行列式値の最大値（すなわち、ｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））））と比較される。ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値が、記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値より小さい場合は、ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値及び対応する回転角度θは捨てられる（ステップ５３４）。ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値が、記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値より大きい場合は、記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値は、記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値をｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値で置換することにより更新される（ステップ５３６）。さらに、記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値に対応するどの記憶されている回転角度も、記憶されている回転角度をｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値に対応する回転角度θで置換することにより更新される。ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値が記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値に等しい場合は、ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値に対応する回転角度θは、記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値に対応する２つ以上の回転角度θがあることができるように、記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値及び回転角度θと共に記憶される（ステップ５３６）。ｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値は、第１の繰返しのために、ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値が初期設定されたｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値に取って代わるように、十分に小さい値（例えば、０）に初期設定されることができることに留意されたい。
【００５２】
ステップ５３８は、全ての可能な回転角度θが考慮されたかどうかを判定する。全ての可能な回転角度θが考慮されたとは限らない場合は、新しい回転角度θが選択され（ステップ５４０）、記憶されているｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値が、初期設定されたｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値にリセットされ、５１２から５３８までのステップが繰り返される。設計者は、考慮される回転角度θのインクリメント及び回転角度θの範囲を選択することができる。例えば、回転角度θは、０度から４５度までの範囲にわたって１度のインクリメントで考慮されることができる。全ての可能な回転角度θが考慮された後は、ｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値に対応するステップ５３６で記憶された回転角度θの集合から、１つの回転角度θが選択される（ステップ５４２）。そうする場合には、記憶されている回転角度θの集合内の回転角度θのうちのいずれか１つが選択されることができる。代替として、設計者は、集合内の記憶されている回転角度θのパフォーマンスを評価するために追加のシミュレーションを行うことができ、最良のパフォーマンスを提供する回転角度θを選ぶことができる。
【００５３】
図６は、本発明の他の実施形態による回転角度ジェネレータ６００の簡略化された流れ図である。回転角度ジェネレータ６００は、回転角度ジェネレータ３１４の代わりに図３の送信機３００と類似の送信機と共に使用されることができ、データ記号ローテータ３１２に組み込まれていてもよく、あるいはそれから物理的に離れていてもよい。回転角度ジェネレータ６００は、コードワード差分行列Ａの行列式の平均逆数を最小化する単一の回転角度θを決定する（すなわち、ｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ））。
【００５４】
回転角度ジェネレータ６００は、回転角度θを決定するために、３つのネストループ、（１）複数のそれぞれ異なる可能な回転角度のそれぞれを繰り返して考慮する第１の（すなわち、外側の）ループ、（２）各可能な回転角度のために複数のそれぞれ異なる可能なコードワードのそれぞれを繰り返して考慮する第２の（すなわち、中間の）ループ、及び（３）各可能なコードワードのために複数のそれぞれ異なる誤って復号されたコードワードのそれぞれを繰り返して考慮する第３の（すなわち、内側の）ループを実装する。
【００５５】
回転角度ジェネレータ６００は、コードワードｓｐ及び誤って復号されたコードワードｅｐｌの一実施形態のためのコードワード差分行列Ａの行列式（すなわち、ｄｅｔ（Ａ））を生成するために図５の回転角度ジェネレータ５００の相当するステップの動作と類似の動作を行うステップ６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、６１４、６１６、６１８、及び６２０を有する。ステップ６２２は、Ａの行列式の逆数（すなわち、１／ｄｅｔ（Ａ））を計算する。この逆数は、累積された逆数値に加算され、カウンタが１だけ増加される（ステップ６２４）。累積された値及びカウンタの両方は、ゼロの初期値を有する。
【００５６】
ステップ６２６は、全ての可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌが考慮されたかどうかを判定する。全ての可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌが全て考慮されたとは限らない場合は、可能なコードワードｓｐのために全ての可能な逆数が累積されるまで、６１４から６２６までのステップが繰り返される。
【００５７】
可能なコードワードｓｐのために全ての逆数が累積された後は、全ての可能なコードワードｓｐのために、６１２から６２６までのステップが繰り返される。具体的には、ステップ６２８が、全ての可能なコードワードｓｐが考慮されたかどうかを判定する。全ての可能なコードワードｓｐが全て考慮されたとは限らない場合は、可能なコードワードｓｐの全てに基づいて生成されることができる全ての可能なコードワード距離行列のための行列式の逆数を累積するために、６１２から６２６までのステップが繰り返される。全ての可能なコードワードｓｐが全て考慮された場合は、ステップ６３０が、逆数の平均（すなわち、（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値を得るために、累積された逆数をカウンタ値で割る。
【００５８】
次いで、逆数の平均は、記憶されている最小平均逆数値（すなわち、ｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ））と比較される（ステップ６３２）。（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値が、記憶されているｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値より小さい場合は、（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値、及び（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値に対応する回転角度θが捨てられる（ステップ６３４）。（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値がｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値より大きい場合は、記憶されているｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値は、記憶されているｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値を（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値で置換することにより更新される（ステップ６３６）。さらに、記憶されているｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値に対応するどの記憶されている回転角度θも、記憶されている回転角度値を（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値に対応する回転角度θで置換することにより更新される。（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値が、記憶されているｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値に等しい場合は、記憶されているｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値に対応する２つ以上の回転角度θがあることができるように、（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値に対応する回転角度θが、記憶されているｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値及び回転角度θと共に記憶される（ステップ６３６）。ｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値は、第１の繰返しのために、（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ値が初期設定されたｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値に取って代わるように、十分に大きい値に初期設定されることができることに留意されたい。
【００５９】
６１２から６３８までのステップが全ての可能な回転角度θのために繰り返される。ステップ６３８は、全ての可能な回転角度θが考慮されたかどうかを判定する。全ての可能な回転角度θが考慮されたとは限らない場合は、カウンタ値がゼロにリセットされ、累積された逆数値がゼロにリセットされ、新しい回転角度θが選択され（ステップ６４０）、６１２から６３８までのステップが繰り返される。設計者は、考慮される回転角度θのインクリメント及び回転角度θの範囲を選択することができる。例えば、回転角度θは、０ラジアンからπ／４ラジアンまでの範囲にわたって０．０１ラジアン・インクリメントで考慮されることができる。全ての可能な回転角度θが考慮された後は、１つの回転角度θが、記憶されているｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値に対応するステップ６３６の間中に保存された回転角度θの集合から選択される（ステップ６４２）。そうすることで、記憶されている回転角度θの集合内の回転角度θのうちのいずれか１つが選択されることができる。代替として、設計者は、集合内の回転角度θのパフォーマンスを評価するために追加のシミュレーションを行うことができ、最良のパフォーマンスを提供する回転角度θを選ぶことができる。
【００６０】
本発明の様々な実施形態によれば、前述の２つの基準を考慮して行われる計算の数は、可能なコードワードｓｐ及び誤って復号されたコードワードｅｐｌの全ての組合せではなく、全ての可能な距離値Δｉを考慮することにより、さらに低減されることができる。例えば、ＱＰＳＫの場合には、ＱＰＳＫコンステレーションから得られることができる９つのそれぞれ異なる可能な距離値Δｉがある。各距離値Δｉは、回転されたデータ記号ｓｉから、誤って復号されたデータ記号ｅｉ又は正しく復号されたデータ記号を引くことにより得られる（例えば、Δｉ＝ｅｉ−ｓｉ）。回転されたデータ記号ｓｉから、正しく復号されたデータ記号を引くことにより、ゼロの距離値Δｉが生じることに留意されたい。方程式（１４）の各行列式計算には４つの距離値Δｉがあるので、考慮されることができる４つの回転角度の各組合せのために、距離値Δｉの９４−１＝６，５６１個の可能なそれぞれ異なる組合せがある。他方、可能なコードワードｓｐ及び誤って復号されたコードワードｅｐｌの全ての組合せを考慮すると、４つの回転角度の各組合せのために２５６個の可能なコードワードｓｐ及び２５６個の可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌがあり、したがって、４つの回転角度の各組合せのために考慮するべき２５６＊２５６−１＝６５，５３５個の可能な組合せがある。したがって、組合せの数は、可能な距離値Δｉを考慮することにより、大きく低減される。
【００６１】
図７〜１２は、本発明の回転角度ジェネレータを使用して行われたシミュレーションの例示的結果をグラフによって示す。これらのシミュレーションは、ＱＰＳＫ写像、１６−ＱＡＭ写像、及び６４−ＱＡＭ写像を使用して、方程式（２）のＳＴＢＣのために行われた。回転角度θ１及びθ２はゼロに等しく設定され（θ１＝θ２＝０）、回転角度θ３及びθ４は回転角度θに等しく設定された（θ３＝θ４＝θ）。さらに、これらのシミュレーションは、距離値Δｉの可能な組合せを考慮することだけにより行われた。図７に示されているように、ＱＰＳＫ写像を使用した場合、最小行列式の最大値は、回転角度θが約０．５２３６ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間にあるときに現れる。さらに、ＱＰＳＫ写像では、平均逆数行列式の最小値も、図８に示されているように、回転角度θが約０．５２３６ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間にあるときに現れる。１６−ＱＡＭでは、最小行列式の最大値及び平均逆数行列式の最小値は、それぞれ、図９及び図１０に示されているように、回転角度θが約０．４４ラジアンから約０．５６ラジアンまでの間、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間にあるときに現れる。６４−ＱＡＭでは、最小行列式の最大値及び平均逆数行列式の最小値は、それぞれ、図１１及び図１２に示されているように、回転角度θが約０．４３ラジアンから約０．５５ラジアンまでの間、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間にあるときに現れる。
【００６２】
本発明は、１つの特定の擬似直交ＳＴＢＣ（すなわち、方程式（２）のＳＴＢＣ）による使用に関して説明されたが、本発明は、そのように限定されるものではない。本発明は、４つの送信時にわたって４つの送信機アンテナを介して送信するための４つのデータ記号を符号化する他の擬似直交ＳＴＢＣを用いて使用されることができる。そのような他の擬似直交符号では、２つの基準の結果に影響を与える相対角度は、方程式（２）のＳＴＢＣのものとは異なる可能性がある。例えば、他の擬似直交符号によれば、群内の第１のデータ記号と第３のデータ記号との間の相対角度、又は群内の第２のデータ記号と第４のデータ記号との間の相対角度が、結果に影響を与える可能性がある。この実施例では、θ１及びθ３は０に等しく設定されてもよく（すなわち、θ１＝θ３＝０）、θ２はθ４に等しく設定されてもよい（すなわち、θ２＝θ４＝θ）。さらに、本発明は、フルレートを実現しないブロック符号を用いて使用されることができる。
【００６３】
さらに、本発明は、擬似直交空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）を設計するために使用されることができる。擬似直交ＳＦＢＣは、方程式（２）の行列と同様の行列によって表されることができる。しかし、ＳＦＢＣの行は、それぞれ異なる送信時ではなく、それぞれ異なる周波数を表すことに留意されたい。
【００６４】
本発明の様々な実施形態によれば、単一の回転角度θを生成するために回転角度ジェネレータ５００及び回転角度ジェネレータ６００の両方を利用する単一の回転角度ジェネレータが予想されることができる。例えば、様々な実施形態によれば、回転角度ジェネレータ５００のステップ５４２及び回転角度ジェネレータ６００のステップ６４２は、回転角度ジェネレータ５００及び回転角度ジェネレータ６００の両方によって保存されている１つの共通回転角度θを選択する単一のステップによって置換されることができる。さらに、様々な実施形態によれば、回転角度ジェネレータ５００及び回転角度ジェネレータ６００の両方に共通な各ステップは、単一の回転角度ジェネレータによって冗長ステップが行われないように、単一のステップで実装されることができる。
【００６５】
本発明の他の実施形態によれば、第１の２つの回転角度θ１及びθ２は、ゼロ以外の何らかの値に固定されてもよい。選択された回転角度θの値は、第１の２つの回転角度θ１及びθ２に関連することに留意されたい。したがって、選択された回転角度θの値は、好ましくは、第１の回転角度θ１及びθ２に関連して調整されるべきである。
【００６６】
本発明の他の実施形態によれば、全ての可能なコードワードｓｐの集合が、単一のステップで生成されることができる。次いで、可能なコードワードｓｐが決定されるたびに（例えば、ステップ５１２及び６１２）、可能なコードワードｓｐは、生成されたコードワードｓｐの集合から選択されることができる。同様に、全ての可能な誤って復号されたコードワードｅｐｌの集合が、単一のステップで生成されることができる。
【００６７】
本発明の他の実施形態によれば、ネストループは、別のやり方で配置されることもできる。例えば、回転角度ジェネレータは、単一のコードワードが各可能な回転角度θのために考慮されるように実装されることもできる。次いで、コードワードは、変更されることができ、このプロセスは全ての可能なコードワードのために繰り返されることもできる。
【００６８】
本発明の他の実施形態によれば、ｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値又はｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値に対応する全ての回転角度θを記憶するのではなく、それぞれ、図５及び図６の実施形態で行われたように、ｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値又はｍｉｎ（（１／ｄｅｔ（Ａ））ａｖｅｒａｇｅ）値に対応する１つの回転角度θが記憶されることができる。例えば、現在のｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値が、記憶されているｍａｘ（ｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ）））値より大きいか、又はそれに等しいときはいつでも、現在のｍｉｎ（ｄｅｔ（Ａ））値に対応する回転角度θは、記憶されている回転角度θに取って代わることができる。これらの実施形態によれば、角度θを選択するステップ（例えば、ステップ５４２及び６４２）は、実行されなくてもよい。
【００６９】
本発明は、ＳＴＢＣ及びＳＦＢＣのために回転角度を決定するための方式のコンテキストで説明されてきた。本発明はまた、いくつかの回転角度が前述の方式を使用して決定されても、あるいは他の可能な方式を使用して決定されても、それらの回転角度を利用する送信機及び受信機のコンテキストで実装されることができる。例えば、ＱＰＳＫ符号では、本発明は、約０．５２３６ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間の回転角度θを使用する送信機及び受信機として実装されることができる。１６−ＱＡＭ符号では、本発明は、約０．４４ラジアンから約０．５６ラジアンまでの間の、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間の回転角度θを使用する送信機及び受信機として実装されることができる。６４−ＱＡＭ符号では、本発明は、約０．４３ラジアンから約０．５５ラジアンまでの間の、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間の回転角度θを使用する送信機及び受信機として実装されることができる。
【００７０】
ある特定の回転角度θを使用して実現された特定のコンステレーションは、他の回転角度を使用して実現されることもできることを当業者は理解するであろう。例えば、ＱＰＳＫ符号では、π／４ラジアンの回転角度θを使用して実現されたコンステレーションは、３π／４、５π／４、及び７π／４ラジアンの回転角度を使用して実現されたコンステレーションと同等である。特許請求の範囲の請求項に記載されているように、第２のコンステレーションが、第１のコンステレーションを特定の回転角度だけ回転することにより生成された回転されたコンステレーションと同等である場合は、用語「第２のコンステレーション」は、その回転されたコンステレーションだけでなく、第１のコンステレーションを他の回転角度だけ回転することにより生成されたいかなる同等のコンステレーションをもカバーする。例えば、回転されたコンステレーションが第１のコンステレーションをπ／４ラジアンより小さい特定の角度θだけ回転することにより生成された場合は、用語「第２のコンステレーション」は、第１のコンステレーションが対称的であるためそれらの生成されたコンステレーションの全てが相互に同等なので、その回転されたコンステレーションをカバーするだけでなく、第１のコンステレーションを（π／２−θ）ラジアン、（π／２＋θ）ラジアン、（π−θ）ラジアン、（π＋θ）ラジアンなどだけ回転することにより生成されたどのコンステレーションをもカバーする。
【００７１】
本発明は、単一の（ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡなどの）集積回路、マルチチップ・モジュール、シングルカード、又はマルチカード回路パックとしての可能な実装形態を含めて、回路ベースのプロセスとして実装されることができる。当業者には明らかであろうように、回路要素の様々な機能は、ソフトウェア・プログラム内の処理ブロックとして実装されることもできる。そのようなソフトウェアは、例えば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、又は汎用コンピュータで利用されることができる。
【００７２】
本発明は、方法、及びそれらの方法を実施するための機器の形態で実施されることができる。本発明はまた、磁気記録媒体、光記録媒体、半導体メモリ、フロッピー（登録商標）・ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ハード・ドライブ、又は他の任意の機械可読記憶媒体などの有形媒体で実施されるプログラムコードの形態で実施されることができ、そのプログラムコードがコンピュータなどの機械にロードされ、その機械によって実行される場合、その機械が本発明を実施するための機器になる。本発明はまた、例えば、記憶媒体に記憶されているか、機械にロード及び／又はそれによって実行されるか、あるいは、電線又は電気ケーブルを介して、光ファイバを介して、もしくは電磁放射を介してなど何らかの送信媒体又は搬送波を介して送信されるプログラムコードの形態で実施されることができ、そのプログラムコードがコンピュータなどの機械にロードされ、その機械によって実行される場合、その機械が本発明を実施するための機器になる。汎用プロセッサ上に実装される場合、プログラムコード・セグメントは、特定の論理回路に類似して動作するユニークな装置を提供するためにプロセッサと結合する。本発明はまた、本発明の方法及び／又は機器を使用して生成された、媒体を介して電気的又は光学的に送信されるビットストリーム又は他の一連の信号値、磁気記録媒体内に記憶されている磁場変動などの形態で、実施されることができる。
【００７３】
別途明記されていない限り、各数値及び範囲は、数値又は範囲の値の前に単語「約」又は「おおよそ」が付けられているかのように近似的であると解釈されるべきである。
【００７４】
本発明の本質を説明するために記載され図示されている部分の細部、材料、及び配置の様々な変更は、添付の特許請求の範囲の請求項によって明示されている本発明の範囲から逸脱することなく当業者によって行われることができることがさらに理解されるであろう。
【００７５】
請求項内の図の番号及び／又は図の参照ラベルは、請求項の解釈を容易にするために、クレーム主題の１つ又は複数の可能な実施形態を識別することを意図するものである。そのような使用は、それらの請求項の範囲を対応する図に示されている実施形態に必ず限定すると解釈されるべきではない。
【００７６】
本明細書で説明された例示的方法の諸ステップは、必ずしも記載された順序で実行される必要があるわけではなく、そのような諸ステップの順序は単に例示的であると解釈されるべきであることを理解されたい。同様に、追加の諸ステップはそのような方法に含まれることができ、いくつかのステップは本発明の様々な実施形態と矛盾しない方法で省略されても組み合わされてもよい。
【００７７】
添付の特許請求の範囲の方法クレーム内の要素は、もしあれば、対応するラベリングと共に特定のシーケンスで記載されるが、請求項の記載が、それらの要素のいくつか又は全てを実装するために別途特定のシーケンスを暗示しない限り、それらの要素は、その特定のシーケンスで実装されることに限定されることを必ずしも意図されるわけではない。
【図１】
2010533997.tif 000020
【図２】
2010533997.tif 000021
【図３Ａ】
2010533997.tif 000022
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
2010533997.tif 000025
【図６】
2010533997.tif 000026
【図７】
2010533997.tif 000027
【図８】
2010533997.tif 000028
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010533997.tif 000031
【図１２】
2010533997.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｋ個の回転されたデータ記号の結果としての集合を符号化するブロック符号に付けられるべきＫ個の入力データ記号の集合を回転するために、Ｋ個の回転する角度を決定するための方法であって、
（ａ）  前記Ｋ個の回転角度の第１の部分集合のための第１の回転角度を選択すること、
（ｂ）  （ｉ）前記Ｋ個の回転角度の第２の部分集合のための複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度のそれぞれ、（ｉｉ）前記第１の回転角度及び各可能な第２の回転角度のための複数のそれぞれ異なる可能なコードワードのそれぞれ、及び（ｉｉｉ）各可能なコードワードのための複数のそれぞれ異なる可能な誤って復号されたコードワードのそれぞれ、の各組合せのために、前記各組合せのためのメトリックを生成すること、
（ｃ）  ステップ（ｂ）の前記メトリックに基づいて前記Ｋ個の回転角度の前記第２の部分集合のための第２の回転角度を選択すること、並びに
（ｄ）  前記選択された第１の回転角度及び第２の回転角度に基づいて構成された送信機であって、Ｋ個の入力データ記号の各集合のために、
（１）前記選択された第１の回転角度に基づいて前記Ｋ個の入力データ記号の前記第１の部分集合を回転し、
（２）前記選択された第２の回転角度に基づいて前記Ｋ個の入力データ記号の前記第２の部分集合を回転し、
（３）前記送信機からの送信のための発信コードワードを生成するために、前記ブロック符号をＫ個の回転されたデータ記号の前記結果としての集合に付ける
ように適応された送信機を提供すること
を備える方法。
【請求項２】
Ｋ＝４として、
Ｋ＝４個の入力データ記号の前記第１の部分集合は、前記Ｋ＝４個の第１および第２の入力データ記号を備え、
Ｋ＝４個の入力データ記号の前記第２の部分集合は、前記Ｋ＝４個の第３および第４の入力データ記号を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）  前記各組合せのためのコードワード差分行列を決定すること、
（ｂ２）  前記コードワード差分行列に基づいてコードワード距離行列を決定すること、及び
（ｂ３）  前記コードワード距離行列の行列式を決定することを備え、前記メトリックは前記行列式に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ｂ）は、
（ｂ４）  前記第１の回転する角度及び前記選択された第２の回転角度のための最小行列式を生成すること、及び
（ｂ５）  （ｉ）前記第１の回転角度、及び（ｉｉ）前記複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度、の全ての組合せにわたって最大最小行列式を生成すること
をさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ｂ）は、
（ｂ４）  前記行列式の逆数を生成すること、
（ｂ５）  前記第１の回転角度及び前記選択された第２の回転角度のための平均逆数を生成すること、及び
（ｂ６）  （ｉ）前記第１の回転角度、及び（ｉｉ）前記複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度、の全ての組合せにわたって最小平均逆数を生成すること
をさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記Ｋ個の入力データ記号の各々は、入力ビットストリームに１６−ＱＡＭ符号化を適用することによって生成された１６−ＱＡＭ記号であり、
前記Ｋ個の入力データ記号の前記第１の部分集合内の各データ記号は、第１の１６−ＱＡＭコンステレーションに基づいて回転されており、および
前記Ｋ個の入力データ記号の前記第２の部分集合内の各データ記号は、第２の１６−ＱＡＭコンステレーションに基づいて回転されており、前記第２の１６−ＱＡＭコンステレーションは、前記第１の１６−ＱＡＭコンステレーションを約０．４４ラジアンから約０．５６ラジアンまでの間の、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間の回転角度だけ回転することにより生成された回転されたコンステレーションと同等である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｋ個の入力データ記号の各々は、入力ビットストリームに１６−ＱＡＭ符号化を適用することによって生成された６４−ＱＡＭ記号であり、
前記Ｋ個の入力データ記号の前記第１の部分集合内の各データ記号は、第１の６４−ＱＡＭコンステレーションに基づいて回転されており、および
前記Ｋ個の入力データ記号の前記第２の部分集合内の各データ記号は、第２の６４−ＱＡＭコンステレーションに基づいて回転されており、前記第２の６４−ＱＡＭコンステレーションは、前記第１の６４−ＱＡＭコンステレーションを約０．４３ラジアンから約０．５５ラジアンまでの間の、又は約０．７１ラジアンから約０．８０ラジアンまでの間の回転角度だけ回転することにより生成された回転されたコンステレーションと同等である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
送信機であって、
Ｋ個の回転されたデータ記号の集合を生成するために、Ｋ個の入力データ記号の集合をＫ個の回転角度だけ回転するように適応されたデータ記号ローテータと、
前記送信器からの送信のためのコードワードを生成するために、ブロック符号をＫ個の回転されたデータ記号の前記集合に付けるように適応されたブロック符号化器であって、前記Ｋ個の回転角度は、
（ａ）  前記Ｋ個の回転角度の第１の部分集合のための第１の回転角度を選択すること
（ｂ）  （ｉ）前記Ｋ個の回転角度の第２の部分集合のための複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度のそれぞれ、（ｉｉ）前記第１の回転角度及び各可能な第２の回転角度のための複数のそれぞれ異なる可能なコードワードのそれぞれ、及び（ｉｉｉ）各可能なコードワードのための複数のそれぞれ異なる可能な誤って復号されたコードワードのそれぞれ、の各組合せのために、前記各組合せのためのメトリックを生成すること、並びに
（ｃ）  （ｂ）の前記メトリックに基づいて前記Ｋ個の回転角度の前記第２の部分集合のための第２の回転角度を選択すること
により生成される、ブロック符号化器と
を備える送信機。
【請求項９】
（ａ）  前記Ｋ個の回転角度の前記第１の部分集合のための前記第１の回転角度を選択し、
（ｂ）  （ｉ）前記Ｋ個の回転角度の前記第２の部分集合のための前記複数のそれぞれ異なる可能な第２の回転角度の前記それぞれ、（ｉｉ）前記第１の回転角度及び各可能な第２の回転角度のための前記複数のそれぞれ異なる可能なコードワードの前記それぞれ、及び（ｉｉｉ）各可能なコードワードのための前記複数のそれぞれ異なる可能な誤って復号されたコードワードの前記それぞれ、の各組合せのために、前記各組合せのためのメトリックを生成し、
（ｃ）  （ｂ）の前記メトリックに基づいて前記Ｋ個の回転角度の前記第２の部分集合のための前記第２の回転角度を選択する
ように適応された回転角度ジェネレータをさらに備える、請求項８に記載の送信機。
【請求項１０】
前記メトリックを生成することは、
（ｂ１）  前記各組合せのためのコードワード差分行列を決定すること、
（ｂ２）  前記コードワード差分行列に基づいてコードワード距離行列を決定すること、及び
（ｂ３）  前記コードワード距離行列の行列式を決定することを備え、前記メトリックは前記行列式に基づく、請求項８に記載の送信機。
【国際調査報告】
2010533997.tif 000033