(57)【要約】多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてデータを送信する方法であって、複数の入力データストリームを受け取るステップと、入力データストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号化をパリティ検査行列を使用して実行するステップであって、パリティ検査行列が、入力データストリームのストリームそれぞれを符号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている、ステップと、ＬＤＰＣ符号化された入力データストリームを複数のアンテナを通じて送信するため時空間符号化を実行するステップと、を含んでいる方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてデータを送信する方法であって、
複数の入力データストリームを受け取るステップと、
前記入力データストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号化をパリティ検査行列を使用して実行するＬＤＰＣ符号化ステップであって、前記パリティ検査行列が、前記入力データストリームのストリームそれぞれを符号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている、前記ステップと、
前記ＬＤＰＣ符号化された入力データストリームを複数のアンテナを通じて送信するため時空間符号化を実行するステップと、
を含んでいる方法。
【請求項２】
ＬＤＰＣ符号化を実行する前記ＬＤＰＣ符号化ステップが、前記入力データストリームを前記パリティ検査行列を使用して符号化する前に、前記パリティ検査行列をアンバランスリフティングするアンバランスリフティングステップを含んでいる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パリティ検査行列をアンバランスリフティングする前記アンバランスリフティングステップが、前記パリティ検査部分行列の要素を、置き換えマッピングパターンに基づいて置き換えるステップを含んでいる、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記要素が部分行列に置き換えられる、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記要素が、前記要素の値と、前記パリティ検査部分行列における前記要素の位置とに基づいて、置き換えられる、
請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記アンバランスリフティングステップが、前記パリティ検査部分行列それぞれの行次数もしくは列次数、またはその両方を制御するステップ、を含んでいる、
請求項２から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
Ｍ個の異なるクラスのＭ個の入力ストリームを備えており、前記パリティ検査行列がＭ個のレイヤを有し、前記パリティ検査行列の各レイヤが、前記Ｍ個のクラスの１つに対応している、
請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記パリティ検査行列が複数の接続行列をさらに備えており、前記接続行列のそれぞれが、前記Ｍ個のレイヤのうちの２つのレイヤを、前記２つのレイヤの間の相関情報が前記ＬＤＰＣ符号化時に含まれるように、連結している、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記パリティ検査行列がブロック単位での下三角行列であり、前記パリティ検査部分行列が、前記パリティ検査行列の主対角線に沿ったブロックとして配置されている、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記接続行列が、前記パリティ検査行列の前記主対角線より下のブロックとして配置されており、前記主対角線より上のブロックがゼロ行列である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
各クラスが、ビット誤り率要求、データ送信速度要求、サービス品質（ＱｏＳ）要求、送信アンテナの数、および送信条件から成る群のうちの１つまたは複数に基づいて、決定される、
請求項７から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおける送信器であって、
複数の入力データストリームを受け取る１つまたは複数の入力ユニットと、
低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号器と、
空間マッピングユニットと、を備えており、
前記ＬＤＰＣ符号器が、前記入力データストリームのＬＤＰＣ符号化をパリティ検査行列を使用して実行し、前記パリティ検査行列が、前記入力データストリームのストリームそれぞれを符号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えており、前記空間マッピングユニットが、前記ＬＤＰＣ符号化された入力データストリームを複数のアンテナを通じて送信するため時空間符号化を実行する、
送信器。
【請求項１３】
前記ＬＤＰＣ符号器が、前記入力データストリームを前記パリティ検査行列を使用して符号化する前に、前記パリティ検査行列のアンバランスリフティングを実行する、
請求項１２に記載の送信器。
【請求項１４】
前記パリティ検査行列の前記アンバランスリフティングが、前記パリティ検査部分行列の要素を、置き換えマッピングパターンに基づいて置き換えるステップ、を含んでいる、  請求項１２または１３に記載の送信器。
【請求項１５】
前記ＬＤＰＣ符号器が、前記要素を部分行列に置き換える、
請求項１４に記載の送信器。
【請求項１６】
前記ＬＤＰＣ符号器が、前記要素を、前記要素の値と、前記パリティ検査部分行列における前記要素の位置とに基づいて、置き換える、
請求項１４または１５に記載の送信器。
【請求項１７】
前記アンバランスリフティングが、前記パリティ検査部分行列それぞれの行次数もしくは列次数、またはその両方を制御するステップ、を含んでいる、
請求項１３から１６のいずれかに記載の送信器。
【請求項１８】
前記複数の入力データストリームが、Ｍ個の異なるクラスのＭ個の入力ストリームを備えており、前記パリティ検査行列がＭ個のレイヤを有し、前記パリティ検査行列の各レイヤが、前記Ｍ個のクラスの１つに対応している、
請求項１２から１７のいずれかに記載の送信器。
【請求項１９】
前記パリティ検査行列が複数の接続行列をさらに備えており、前記接続行列のそれぞれが、前記Ｍ個のレイヤのうちの２つのレイヤを、前記２つのレイヤの間の相関情報が前記ＬＤＰＣ符号化時に含まれるように、連結している、
請求項１８に記載の送信器。
【請求項２０】
前記パリティ検査行列がブロック単位での下三角行列であり、前記パリティ検査部分行列が、前記パリティ検査行列の主対角線に沿ったブロックとして配置されている、
請求項１９に記載の送信器。
【請求項２１】
前記接続行列が、前記パリティ検査行列の前記主対角線より下のブロックとして配置されており、前記主対角線より上のブロックがゼロ行列である、
請求項２０に記載の送信器。
【請求項２２】
各クラスが、ビット誤り率の要求、データ送信速度要求、サービス品質（ＱｏＳ）要求、送信アンテナの数、および送信条件から成る群のうちの１つまたは複数に基づいて、決定される、
請求項１８から２１のいずれかに記載の送信器。
【請求項２３】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに、前記ＭＩＭＯシステムにおいてデータを送信する方法を実行するように命令するコンピュータコード手段、を格納しているコンピュータ可読データ記憶媒体であって、
前記方法が、
複数の入力データストリームを受け取るステップと、
前記入力データストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号化をパリティ検査行列を使用して実行するステップであって、前記パリティ検査行列が、前記入力データストリームのストリームそれぞれを符号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えているステップと、
前記ＬＤＰＣ符号化された入力データストリームを複数のアンテナを通じて送信するため時空間符号化を実行するステップと、
を含んでいるコンピュータ可読データ記憶媒体。
【請求項２４】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて、受信されたデータストリームを処理する方法であって、
複数の受信アンテナを介してデータストリームを受信するステップと、
前記受信されたデータストリームに対して時空間復号化を実行するステップと、
前記受信されたデータストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号化を、パリティ検査行列を使用して実行するステップであって、前記パリティ検査行列が、前記データストリームを復号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えているステップと、
を含んでいる方法。
【請求項２５】
前記受信されたデータストリームを積和方式を使用して復号化するステップ、をさらに含んでいる、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおける受信器であって、
データストリームを受信するための複数の受信アンテナと、
前記受信されたデータストリームに対して時空間復号化を実行する空間マッピング復号器と、
前記受信されたデータストリームをパリティ検査行列を使用して復号化する低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号器であって、前記パリティ検査行列が、前記データストリームを復号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている、前記低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号器と、
を備えている受信器。
【請求項２７】
前記ＬＤＰＣ復号器が、１つまたは複数の積和復号器を備えている、
請求項２６に記載の受信器。
【請求項２８】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに、前記ＭＩＭＯシステムにおいて、受信されたデータストリームを処理する方法、を実行するように命令するコンピュータコード手段、を格納しているコンピュータ可読データ記憶媒体であって、
前記方法が、
複数の受信アンテナを介してデータストリームを受信するステップと、
前記受信されたデータストリームに対して時空間復号化を実行するステップと、
前記受信されたデータストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号化をパリティ検査行列を使用して実行するステップであって、前記パリティ検査行列が、前記データストリームを復号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている、前記ステップと、を含んでいる、
コンピュータ可読データ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてデータを送信する方法と、ＭＩＭＯシステムにおける送信器と、ＭＩＭＯシステムにおいてデータを送信する方法を実行するようにＭＩＭＯシステムに命令するコンピュータコード手段、を格納しているコンピュータ可読データ記憶媒体と、ＭＩＭＯシステムにおいて受信されたデータを処理する方法と、ＭＩＭＯシステムにおける受信器と、ＭＩＭＯシステムにおいて受信されたデータを処理する方法を実行するようにＭＩＭＯシステムに命令するコンピュータコード手段、を格納しているコンピュータ可読データ記憶媒体と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、音声トラフィックと、低データレートの音声以外のトラフィックを伝える目的に使用されてきた。現在の無線通信システムでは、さらに、高データレートのマルチメディアトラフィック（例えば、ビデオ、データ、およびその他のタイプのトラフィック）も伝えることができる。ストリーミングアプリケーション（例えば、ラジオ放送、テレビ放送、映画、その他のタイプのオーディオコンテンツまたはビデオコンテンツ）は、マルチメディアブロードキャスト／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）チャネルを使用して送信することができる。
【０００３】
マルチメディアブロードキャスト／マルチキャストサービスは、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）リリース６のドキュメントに定義されている。ＴＳ２２．１４６規格には、ＭＢＭＳの高レベルサービス要求が定義されており、ＴＳ２２．２４６規格には、一般的なサービスのシナリオが定義されている。ＭＢＭＳサービスでは、ユーザ機器（ＵＥ）（例えば、携帯電話、またはその他の移動端末）は、サービスプロバイダからネットワークを介してサービスを受信することができる。サービスは、一般的にはパケット形式において、現在ではＩＰインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットの形式において、配信される。サービスは、一般には、サービスプロバイダによって無線ネットワークコントローラに提供され、無線ネットワークコントローラは、ネットワーク内での移動端末へのサービス配信を制御する。無線ネットワークコントローラは、一般に、ネットワークリソースおよびその他の要因に従って、サービスの送信をスケジューリングする。したがって、ＭＢＭＳは、マルチメディアデータ（例えば、オーディオ、写真、ビデオ）を単方向ポイントツーマルチポイントベアラサービスを使用して複数の端末に伝送するパケットサービス（ＰＳ）ドメインサービスである。
【０００４】
ＭＢＭＳはマルチメディアサービスであるため、サービス品質（ＱｏＳ）の異なる複数のサービス、または同じサービスにおけるＱｏＳの異なる複数のストリームを、単一のＵＥまたは複数の異なるＵＥに提供する。さらに、一般には、可変ソースデータレートをサポートするためのＭＢＭＳ送信メカニズムが要求される。言い換えれば、ソースデータの送信速度およびビット誤り率（ＢＥＲ）が変化することがある。
【０００５】
ＭＢＭＳチャネルは単方向であるため、送信側の基地局は、ＵＥにおける受信誤りを認識することができない。したがって、情報を保護する手段が望ましい。
【０００６】
情報の保護を考慮する場合、変調された情報信号を無線通信チャネルを通じて送信するためには、変調信号における情報を保護する適切な方法を選択する必要がある。このような方法としては、例えば、符号化、シンボル繰り返し、インターリーブ、およびその他の公知の方法が挙げられる。
【０００７】
ブロードキャスト／マルチキャストサービスの場合、ブロードキャスト／マルチキャストサービスの特性および要求は、３ＧＰＰ  ＭＢＭＳおよび関連するブロードキャスト／マルチキャストサービスの階層機能によって指定されている。ＭＢＭＳサービスでは、複数の異なるコンテンツデータを同時に配信することが要求されることがあり、１つの端末のための２つ以上のＭＢＭＳサービスを同時に受信することが要求されることがある。ＭＢＭＳ伝送サービスは、例えば、そのＱｏＳパラメータが異なることがある。このような場合、無線システムにおけるＭＢＭＳサービスの高データレート通信において、さまざまな異なるＱｏＳをサポートするため、一般には不均一誤り保護メカニズム（ＵＥＰ）が要求される。以下の説明においては、品質要求が高い、もしくはデータレート要求が低い、またはその両方であるデータを、高優先度データと定義し、品質要求が低い、もしくはデータレート要求が高い、またはその両方であるデータを、低優先度データと定義する。
【０００８】
ＵＥＰに適用される方法は２種類ある。一方のタイプでは、高優先度データに、より強力な従来の誤り訂正符号を適用する。他方のタイプでは、不均一な間隔の変調コンスタレーションまたは階層変調を使用して、優先度の異なるデータに対する不均一な保護を提供する。米国特許第５１０５４４２号明細書に記載されている１つの方法（符号化変調として公知である）では、上記の２つの方法を組み合わせることによって、電力効率および帯域幅効率の両方を達成することができる。
【０００９】
米国特許第５２１４６５６号明細書に記載されている別の方法では、符号化変調と時分割多重方式とを組み合わせている。優先度の異なる信号を、個別に符号化および変調する。次いで、優先度の異なる変調信号を異なるタイムスロットにマッピングする。
【００１０】
上述したこれらの方法では、良好なパフォーマンスのアンバランスなデータ送信を提供することができるが、単一送信アンテナ構造のため容量が限られている。
【００１１】
現在の技術においては、多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムは、サービスエリア、品質、および容量を高めるため、送信器もしくは受信器、またはその両方において複数のアンテナを採用している。したがって、ＭＢＭＳシステムのシステム容量を増大させる１つの可能な方法は、複数のアンテナを使用して時空間（ＳＴ）処理を実行することである。時空間処理と従来のＵＥＰ技術とを組み合わせるコンセプトを採用することにより、より高い容量およびより良好な品質を達成することができる。
【００１２】
ＵＥＰの１つの方法（C. H. Kuoらの「Robust video transmission over wideband wireless channel using space-time coded OFDM system」（WCNC 2002, vol.3. March 2002）に記載されている）では、ＭＩＭＯシステムにおいて前方誤り訂正（ＦＥＣ）とＳＴ符号とを組み合わせる。この方法においては、より強力なＦＥＣを採用することによって、優先度の高いデータにさらなる堅牢性が提供されるが、埋め込まれたＳＴ符号によって、優先度の異なるデータ間で差異が生じることはない。したがって、生じうる１つの問題として、時間−空間の統合処理とのこの種類の組合せにおいては、優先度の異なるデータ間でのさらなる差異を提供することができず、したがって、サポートできる保護レベルが限られている。
【００１３】
ＭＩＭＯシステムにおけるＵＥＰの方法として、複数の異なる時空間技術を組み合わせることに基づくさらに別の方法が提案されている。例えば、Muhammad Farooq Sabir、Robert W. Heath Jr、Alan C. Bovikの「An unequal error protection scheme for multiple input multiple output systems」（IEEE Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, vol 1, pp. 575 -579, Nov. 2002）と、C. H. Kuoらの「Embedded space-time coding for wireless broadcast with heterogeneous receivers」（Globecom 2000, vol 21, Nov., 2000）を参照されたい。しかしながら、提案されているこれらのシステムでは、保護の異なる要求ごとに時空間符号器の符号化構造を変更する必要があり、さらに、時空間符号器が選択されたときに特定のレートおよび特定の保護レベルが提供されるにすぎないため、これらのシステムは柔軟性が低く、複雑さが大きい。
【００１４】
チャネル符号化および時空間符号化において使用される連接符号では、ＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunications-2000）規格における第３世代無線通信用の信頼性の高いチャネル符号化技術として、繰り返し復号化技術を使用するターボ符号が採用されている。ターボ符号では、並列結合された（parallel concatenated）再帰系統的畳み込み（ＲＳＣ：recursive systematic convolutional）符号を使用することによって符号化演算を実行し、繰り返し復号化技術を使用して復号化演算を実行する。さらに、ターボ符号においては、インターリーバのサイズが大きく、かつ繰り返し復号化が十分に実行される場合、ＢＥＲに関するいわゆるシャノン限界に近づく優れたパフォーマンスを示す。しかしながら、ターボ符号を採用する場合、生じうる１つの問題として、演算の回数が増す結果として複雑さが大きくなりうる。もう１つの生じうる問題として、インターリーバのサイズと繰り返し復号化演算の回数の両方が増大するため、時間遅延が発生してリアルタイムプロセスが困難になりうる。
【００１５】
第３世代以降では、さらに高いデータレートで送信し、さらなるサービスを提供する目的で、無線通信システムが開発中である。このようなシステムにおいては、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号と称されるチャネル符号化技術が、複雑さおよびパフォーマンスの点において従来のターボ符号と比較して優れた特性であるため、普及しつつある。
【００１６】
ＬＤＰＣ符号は、パリティ検査行列Ｈによって定義され、この行列Ｈは、行列中に要素「１」の数がまばらに分散しており、残りの要素がすべて０である。復号器においては、復号化された信号がパリティ検査行列Ｈのヌル空間であるかを調べることによって、復号化誤りを示すことができる。説明の便宜上、行重み（または行次数（row degree））を、パリティ検査行列Ｈの行における１の数によって定義し、列重み（または列次数（column degree））を列における１の数によって定義する。以下の説明において、特に指定しない限り、次数は列次数を意味する。
【００１７】
ＬＤＰＣ符号は、行列およびファクターグラフ（factor graph）の両方によって記述することができる。ＬＤＰＣ符号は、ファクターグラフ上で、積和アルゴリズムに基づく繰り返し復号化アルゴリズムを使用して復号化することができる。ＬＤＰＣ符号を採用する復号器は、ターボ符号を使用する復号器よりも複雑さが小さい。さらには、並列処理の復号器を容易に具体化することができる。したがって、時空間符号器および時空間復号器は、これらがＬＤＰＣ符号を使用して符号化演算および復号化演算を実行するならば、チャネル符号化およびチャネル復号化のパフォーマンスが優れたものとなる。
【００１８】
しかしながら、現在の時空間ＬＤＰＣ符号（space-time LDPC code）では、各ストリームのＱｏＳもしくはフレーム長、またはその両方と、送信アンテナの数とがスケーラブルであるＭＩＭＯシステムにおいて、マルチストリームデータを同時に送信するという課題を解決することはできない。米国特許出願公開第２００５／００７８７６５号明細書には、リフティングＬＤＰＣ行列（lifting LDPC matrix）を形成することによって送信アンテナの数に適合させることのできる、時空間ＬＤＰＣ符号化方法が記載されている。しかしながら、この方法では、マルチストリームデータの送信ストリームそれぞれに柔軟に適合させることはできず、なぜなら、マルチストリームのそれぞれに対して（すなわち、次元および密度に関して）同じリフティング行列が使用され、拡張係数が、送信アンテナの数に等しい値に固定されているためである。本文書において、用語「リフティング」は、パリティ検査行列のサイズを、部分行列への置き換えによって拡張する方法を意味する。言い換えれば、パリティ検査行列の各要素を部分行列に置き換えることができる。
【００１９】
上記を考慮すると、高速データ送信（例えば、ＭＢＭＳサービス）において、誤り保護のさまざまな要求を、高いシステムフレキシビリティおよび実施上の低い複雑さにおいて、同時にサポートすることのできる送信技術が望まれている。
【００２０】
したがって、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてデータを送信する方法およびシステムであって、上記の問題の少なくとも１つに対処する方法およびシステム、のニーズが存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第１の態様によると、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてデータを送信する方法であって、複数の入力データストリームを受け取るステップと、入力データストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号化をパリティ検査行列を使用して実行するＬＤＰＣ符号化ステップであって、パリティ検査行列が、入力データストリームのストリームそれぞれを符号化するための複数のパリティ検査部分行列（sub-parity check matrices）を備えている、ステップと、ＬＤＰＣ符号化された入力データストリームを複数のアンテナを通じて送信するため時空間符号化を実行するステップと、を含んでいる、方法、が提供される。
【００２２】
ＬＤＰＣ符号化を実行するＬＤＰＣ符号化ステップは、入力データストリームをパリティ検査行列を使用して符号化する前に、パリティ検査行列をアンバランスリフティングする（unbalanced lifting）アンバランスリフティングステップ、を含んでいることができる。
【００２３】
パリティ検査行列をアンバランスリフティングするアンバランスリフティングステップは、パリティ検査部分行列の要素を置き換えマッピングパターンに基づいて置き換えるステップ、を含んでいることができる。
【００２４】
要素は、部分行列に置き換えることができる。
【００２５】
要素は、要素の値と、パリティ検査部分行列における要素の位置とに基づいて、置き換えることができる。
【００２６】
アンバランスリフティングステップは、パリティ検査部分行列それぞれの行次数もしくは列次数、またはその両方を制御するステップ、を含んでいることができる。
【００２７】
この方法は、Ｍ個の異なるクラスのＭ個の入力ストリームを備えていることができ、パリティ検査行列がＭ個のレイヤを有することができ、パリティ検査行列の各レイヤが、Ｍ個のクラスの１つに対応している。
【００２８】
パリティ検査行列は、複数の接続行列（connection matrices）をさらに備えていることができ、接続行列のそれぞれは、Ｍ個のレイヤのうちの２つのレイヤを、その２つのレイヤ間の相関情報がＬＤＰＣ符号化時に含まれるように、結合している。
【００２９】
パリティ検査行列は、ブロック単位での下三角行列（block-wise low triangular matrix）とすることができ、パリティ検査部分行列は、パリティ検査行列の主対角線に沿ったブロックとして配置されている。
【００３０】
接続行列は、パリティ検査行列の主対角線より下のブロックとして配置することができ、主対角線より上のブロックがゼロ行列である。
【００３１】
各クラスは、ビット誤り率要求、データ送信速度要求、サービス品質（ＱｏＳ）要求、送信アンテナの数、および送信条件から成る群のうちの１つまたは複数に基づいて、決定することができる。
【００３２】
本発明の第２の態様によると、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおける送信器であって、複数の入力データストリームを受け取る１つまたは複数の入力ユニットと、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号器と、空間マッピングユニットと、を備えており、ＬＤＰＣ符号器が、入力データストリームのＬＤＰＣ符号化をパリティ検査行列を使用して実行し、パリティ検査行列が、入力データストリームのストリームそれぞれを符号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えており、空間マッピングユニットが、ＬＤＰＣ符号化された入力データストリームを複数のアンテナを通じて送信するため時空間符号化を実行する、送信器、が提供される。
【００３３】
ＬＤＰＣ符号器は、入力データストリームをパリティ検査行列を使用して符号化する前に、パリティ検査行列のアンバランスリフティングを実行することができる。
【００３４】
パリティ検査行列のアンバランスリフティングは、パリティ検査部分行列の要素を置き換えマッピングパターンに基づいて置き換えるステップ、を含んでいることができる。
【００３５】
ＬＤＰＣ符号器は、要素を部分行列に置き換えることができる。
【００３６】
ＬＤＰＣ符号器は、要素を、要素の値と、パリティ検査部分行列における要素の位置とに基づいて、置き換えることができる。
【００３７】
アンバランスリフティングは、パリティ検査部分行列それぞれの行次数もしくは列次数、またはその両方を制御するステップ、を含んでいることができる。
【００３８】
複数の入力データストリームは、Ｍ個の異なるクラスのＭ個の入力ストリームを備えていることができ、パリティ検査行列がＭ個のレイヤを有することができ、パリティ検査行列の各レイヤが、Ｍ個のクラスの１つに対応している。
【００３９】
パリティ検査行列は、複数の接続行列をさらに備えていることができ、接続行列のそれぞれは、Ｍ個のレイヤのうちの２つのレイヤを、その２つのレイヤの間の相関情報がＬＤＰＣ符号化時に含まれるように、結合している。
【００４０】
パリティ検査行列は、ブロック単位での下三角行列とすることができ、パリティ検査部分行列は、パリティ検査行列の主対角線に沿ったブロックとして配置されている。
【００４１】
接続行列は、パリティ検査行列の主対角線より下のブロックとして配置することができ、主対角線より上のブロックがゼロ行列である。
【００４２】
各クラスは、ビット誤り率要求、データ送信速度要求、サービス品質（ＱｏＳ）要求、送信アンテナの数、および送信条件から成る群のうちの１つまたは複数に基づいて、決定することができる。
【００４３】
本発明の第３の態様によると、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに、ＭＩＭＯシステムにおいてデータを送信する方法を実行するように命令するコンピュータコード手段、を格納しているコンピュータ可読データ記憶媒体であって、送信する方法が、複数の入力データストリームを受け取るステップと、入力データストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号化をパリティ検査行列を使用して実行するステップであって、パリティ検査行列が、入力データストリームのストリームそれぞれを符号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている、ステップと、ＬＤＰＣ符号化された入力データストリームを複数のアンテナを通じて送信するため時空間符号化を実行するステップと、を含んでいる、コンピュータ可読データ記憶媒体、が提供される。
【００４４】
本発明の第４の態様によると、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて、受信されたデータストリームを処理する方法であって、複数の受信アンテナを介してデータストリームを受信するステップと、受信されたデータストリームに対して時空間復号化を実行するステップと、受信されたデータストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号化をパリティ検査行列を使用して実行するステップであって、パリティ検査行列が、データストリームを復号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている、ステップと、を含んでいる、方法、が提供される。
【００４５】
この方法は、受信されたデータストリームを積和方式を使用して復号化するステップ、をさらに含んでいることができる。
【００４６】
本発明の第５の態様によると、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおける受信器であって、データストリームを受信するための複数の受信アンテナと、受信されたデータストリームに対して時空間復号化を実行する空間マッピング復号器と、受信されたデータストリームをパリティ検査行列を使用して復号化する低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号器であって、パリティ検査行列が、データストリームを復号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号器と、を備えている、受信器、が提供される。
【００４７】
ＬＤＰＣ復号器は、１つまたは複数の積和復号器を備えていることができる。
【００４８】
本発明の第６の態様によると、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに、ＭＩＭＯシステムにおいて、受信されたデータストリームを処理する方法、を実行するように命令するコンピュータコード手段、を格納しているコンピュータ可読データ記憶媒体であって、処理する方法が、複数の受信アンテナを介してデータストリームを受信するステップと、受信されたデータストリームに対して時空間復号化を実行するステップと、受信されたデータストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号化をパリティ検査行列を使用して実行するステップであって、パリティ検査行列が、データストリームを復号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている、ステップと、を含んでいる、コンピュータ可読データ記憶媒体、が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態における無線通信システムを大まかに図解している概略的なブロック図である。
【図２】送信器を図解している概略的なブロック図である。
【図３】受信器を図解している概略的なブロック図である。
【図４】階層式の時空間（ＳＴ）低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号器ユニットを図解しているブロック図である。
【図５】ＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニットを図解しているブロック図である。
【図６】符号器において使用されるＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列の階層構造を図解している。
【図７（ａ）】階層ＬＤＰＣ符号の例を説明するための行列を示している。
【図７（ｂ）】階層ＬＤＰＣ符号の例を説明するための行列を示している。
【図８】変調／シンボルマッピングユニットを図解しているブロック図である。
【図９（ａ）】２本の送信アンテナを使用するときの、ＬＤＰＣ符号化されたデータの信号マッピングフォーマットを説明するためのＩブランチ／Ｑブランチテーブルである。
【図９（ｂ）】２本の送信アンテナを使用するときの、ＬＤＰＣ符号化されたデータの信号マッピングフォーマットを説明するためのＩブランチ／Ｑブランチテーブルである。
【図１０（ａ）】実施形態におけるアンバランスリフティングの例を説明するための行列を示している。
【図１０（ｂ）】実施形態におけるアンバランスリフティングの例を説明するための行列を示している。
【図１０（ｃ）】実施形態におけるアンバランスリフティングの例を説明するための行列を示している。
【図１１（ａ）】４本の送信アンテナを使用するときの、リフティングＬＤＰＣ符号化されたデータの信号マッピングフォーマットを説明するためのＩブランチ／Ｑブランチテーブルである。
【図１１（ｂ）】４本の送信アンテナを使用するときの、リフティングＬＤＰＣ符号化されたデータの信号マッピングフォーマットを説明するためのＩブランチ／Ｑブランチテーブルである。
【図１２】多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてデータを送信する方法を示している流れ図である。
【図１３】多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて、受信されたデータストリームを処理する方法を示している流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
この技術分野における通常の技能を有する者には、一例としてのみの以下の説明を図面を参照しながら読み進めることにより、本発明の実施形態が容易かつ深く理解されるであろう。
【００５１】
以下の説明の一部は、明示的または暗黙的に、コンピュータメモリ内のデータに対する操作のアルゴリズム、および機能的表現または記号的表現を通じて提示してある。これらのアルゴリズムを通じた記述、および機能的表現または記号的表現は、データ処理の技術分野における当業者が、自身の開発内容の要旨を別の技術分野における当業者に最も効率的に伝えるために用いる手段である。本文書において、および一般的には、アルゴリズムは、所望の結果につながる、内部に矛盾のない一連のステップとして理解される。これらのステップは、物理量（格納、転送、結合、比較、その他の操作を行うことのできる、電気信号、磁気信号、または光信号など）の物理的操作が要求されるステップである。
【００５２】
特に明記しない限りは、説明から明らかであるように、本明細書の全体を通じて、「スキャンする」、「計算する」、「決定する」、「置き換える」、「生成する」、「初期化する」、「出力する」などの用語を使用している説明は、コンピュータシステムまたは類似する電子装置の動作およびプロセスであって、コンピュータシステムの中で物理量として表されるデータを操作する、あるいは、コンピュータシステム、あるいはその他の情報記憶装置、情報送信装置、または情報表示装置の中で同様に物理量として表される別のデータに変換する動作およびプロセスを意味するものと理解されたい。
【００５３】
さらに、本明細書では、本方法の動作を実行する装置も開示する。このような装置は、要求される目的専用に構築することができ、あるいは、コンピュータに格納されているコンピュータプログラムによって選択的に起動または再構成される汎用コンピュータまたはその他のデバイスを備えていることができる。本文書に提示したアルゴリズムは、本質的に特定のコンピュータまたはその他の装置に関連するものではない。本文書における教示内容によるプログラムを用いて、さまざまな汎用マシンを使用することができる。場合によっては、要求される方法ステップを実行するための、より特化した装置を構築することが適切である。
【００５４】
さらに、本明細書では、コンピュータプログラムを暗黙的に開示し、すなわち、当業者には、本文書に記載した方法の個々のステップをコンピュータコードによって実施できることが明らかであろう。コンピュータプログラムは、特定のプログラミング言語およびその実装に限定されることを意図するものではない。さまざまなプログラミング言語およびそのコーディングを使用して、本文書に含まれている開示内容の教えを実施できることを理解されたい。さらには、コンピュータプログラムは、特定の制御フローに限定されることを意図するものではない。本発明の概念または範囲から逸脱することなく別の制御フローを使用することのできる、コンピュータプログラムの別の多数の変形形態が存在する。
【００５５】
さらには、コンピュータプログラムのステップ群のうちの１つまたは複数を、順次実行するのではなく並列に実行することができる。このようなコンピュータプログラムは、任意のコンピュータ可読媒体に格納することができる。コンピュータプログラムが汎用コンピュータにロードされて実行されたとき、結果として、好ましい方法のステップ群を実施する装置が提供される。
【００５６】
実施形態では、異なるＢＥＲの複数のコンテンツデータを同時に送信することをサポートするための、物理レイヤにおける信号処理の手法を提供することができる。実施形態は、適切に構成されている任意の無線ＭＩＭＯシステムにおいて実施することができる。ＭＩＭＯシステムの無線通信は、任意の通信規格に準拠するものとすることができる。
【００５７】
図１は、実施形態における無線通信システム１００を大まかに図解している概略的なブロック図である。送信器１０２においては、ソースデータ（数字１０４）を情報符号器ユニット１０６によって符号化し、インターリーバ１０８によってインターリーブして、送信する情報データを生成する。情報データを（例えばブロック単位で）チャネル符号化ユニット１１０に送り、チャネル符号化およびレートマッチングを実行する。符号化されたデータを多重化ユニット１１２に送り、データを複数のデータストリームに多重化する。多重化されたデータストリームを変調／マッピングユニット１１４に送り、変調されたデータストリームを生成する。次いで、変調されたデータストリームを複数の送信アンテナ１１６によって受信器１１８に送信する。
【００５８】
受信器１１８においては、送信された信号を複数の受信アンテナ１２０によって受信し、検出ユニット１２２に送って、受信された信号を検出し、複数の検出されたデータストリームに分ける。検出されたデータストリームを復調／デマッピングユニット１２４に送り、復調およびデマッピングを行って、復調されたデータストリームを生成する。復調されたデータストリームを逆多重化ユニット１２６に送り、データを逆多重化して、複数の逆多重化されたデータストリームとする。逆多重化されたデータストリームをチャネル復号化ユニット１２８に送り、情報データを再構築する。次いで、再構築された情報データをデインターリーブユニット１３０によってデインターリーブし、情報復号器ユニット１３２に送って、送信されたソースデータ（数字１３４）を回復する。
【００５９】
図２は、送信器１０２を図解している概略的なブロック図である。実施形態においては、送信器１０２は、複数の異なるコンテンツデータに対する不均一誤り保護を提供する目的で、情報／チャネル符号化方式とさまざまな時空間処理技術を採用している。例えばＭＢＭＳサービスに対応する入力データ（１つまたは複数の入力ユニットにおいて受け取る（１０４））を、例えば、品質もしくはデータレート、またはその両方の要求に基づいて、複数の異なるクラス、すなわち、高優先度入力データと低優先度入力データとに分類する。例えば、低いＢＥＲが要求されるサービスまたはデータを高優先度サービスまたは高優先度データとし、一方で、高いＢＥＲに耐えうるサービスまたはデータを低優先度サービスまたは低優先度データとする。
【００６０】
クラスは、データ送信速度要求、サービス品質（ＱｏＳ）要求、送信アンテナの数、送信条件に基づくこともできる（ただしこれらに限定されない）。
【００６１】
優先度の異なるＭ個の入力データストリーム（１つまたは複数の入力ユニットにおいて受け取る（１０４））を、Ｍ個の情報符号器２０２，２０４によって符号化する。情報符号器２０２，２０４は、当業者に公知である任意の符号器と同じ、または異なる符号器とすることができる。Ｍ個の情報符号器２０２，２０４の出力を、Ｍ個のインターリーバユニット２０６，２０８に送ってインターリーブする。インターリーバユニット２０６，２０８は、同じインターリーバ、または異なるインターリーバとすることができる。
【００６２】
インターリーバユニット２０６，２０８からの、インターリーブされたデータを、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０に入力する。階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０は、符号化率もしくは符号語長、またはその両方が異なる、複数の異なる優先度データを符号化し、符号化されたデータを複数（ＮＴ）の送信アンテナストリームにマッピングする。ＮＴ個の送信アンテナストリームに分散させたデータを、ＮＴ個の変調／シンボルマッパーユニット２１２，２１４を使用して変調／シンボルマッピングを行った後、データをＮＴ本の送信アンテナ２１６，２１８に送る。変調／シンボルマッパーユニット２１２，２１４は、さまざまな変調方式を使用して、データに対するシンボルマッピングを実行する。変調／シンボルマッパーユニット２１２，２１４の出力データを、ＮＴ本の送信アンテナ２１６，２１８を使用して送信器１０２から送信する。
【００６３】
ＢＥＲの異なる要求と、送信に利用できる送信アンテナの数とに適合させる目的で、情報符号器２０２，２０４の選択と、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０の動作とを、所望のＢＥＲもしくは容量、またはその両方が達成されるように必要に応じて変更することができる。したがって、階層ＬＤＰＣ符号化と空間マッピングの両方の動作を、入力のＱｏＳ要求と送信アンテナ情報に従って制御するため、コントローラ２２０が提供される。リフティングユニット２２２は、コントローラ２２０から出力される制御情報を受け取り、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０のためのリフティングを制御する。これにより、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０は、送信要求および送信条件の変動に従って、リフティングＬＤＰＣ符号化を実行することができる。言い換えれば、リフティングＬＤＰＣ時空間符号化を実行する目的で、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０に入力されるデータに対して、より優れたパフォーマンスを有するＬＤＰＣ符号を使用してリフティングＬＤＰＣ符号化を実行する。リフティングＬＤＰＣ符号化は、リフティングユニット２２２の制御下にあり、コントローラ２２０から送られる制御情報に基づく。
【００６４】
実施形態においては、リフティングユニット２２２は、複数の置き換えマッピングパターンを含んでいるテーブル（下の表１を参照）を備えており、パターンそれぞれによって、リフティングに使用される部分行列が決定される。リフティングユニット２２２は、コントローラ２２０からパターンＩＤを受け取り、対応するマッピングパターンを選択してリフティングを実行する。
【００６５】
【表１】
2010506547.tif 000003
置き換えマッピングパターンは、パリティ検査行列の要素の位置（すなわち、行および列）もしくは値（すなわち、０または１）、またはその両方を、要素を置き換えるための部分行列に結合することができる。
【００６６】
上記に基づき、実施形態においては、優先度の異なるＭ個のクラスの情報データを、Ｍ個のレイヤを備えている階層ＬＤＰＣチャネル符号化符号を使用することによって符号化する。チャネル符号化符号を通じて、符号化率もしくは符号語長、またはその両方が異なるレイヤそれぞれが所望の保護要求に従って符号化される。次いで、チャネル符号化符号を通じて、Ｍ個のレイヤの符号化されたデータからの系統的データおよびパリティデータを結合し、空間領域、時間領域、周波数領域のうちの少なくとも１つにおけるダイバーシチゲインの異なる複数の送信アンテナにマッピングする。
【００６７】
図３は、受信器１１８を図解している概略的なブロック図である。受信器１１８においては、複数（ＮＲ）の受信アンテナ３０２，３０４において受信された信号を、最初に結合し、次いでＭＩＭＯ検出器３０６に渡し、送信器１０２（図２）から送信された信号を回復する。ＭＩＭＯ検出器３０６は、当業者に公知である複数の方法において動作させることができる。一例として、チャネル情報を使用することによって構築される線形推定量行列（linear estimator matrix）を使用して、受信アンテナ３０２，３０４に到着する複数の送信信号を効果的に分離する。別の例としては、最尤（ＭＬ）アルゴリズムまたは、最大事後確率（ＭＡＰ）アルゴリズムに基づく最適な手法を使用する。さらに、ＭＩＭＯ検出器３０６において最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）法および判定帰還検出法を使用して、システムの複雑さを低減することができる。
【００６８】
送信器アンテナ２１６，２１８（図２）によって送信された信号を、ＭＩＭＯ検出器３０６によって検出し、ＮＴ本のブランチに分割する。各ブランチにおける分割された信号に対して、それぞれの復調／デマッピングユニット３０８，３１０を使用して、デマッピングおよび復調を実行する。デマッピングおよび復調の後、ＮＴ本のブランチの信号すべてをＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２に送り、送信器１０２から送信された、情報符号化およびインターリーブされているＭ個のクラスのデータに対応するＭ個のレイヤの信号を再構築する（階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０を比較参照）。
【００６９】
ＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２から、チャネル復号化されたＭ個のデータストリームを出力し、デインターリーバユニット３１４，３１６を使用してデインターリーブする。デインターリーバユニット３１４，３１６の選択は、送信器１０２（図２）において使用されるインターリーバユニット２０６，２０８（図２）に依存する。デインターリーブされたデータを情報復号器ユニット３１８，３２０に送り、Ｍ個のクラスのソースデータを再構築する。復号器ユニット３１８，３２０のタイプは、送信器１０２（図２）において使用される情報符号器ユニット２０２，２０４（図２）に依存する。
【００７０】
情報復号化および階層ＳＴ  ＬＤＰＣ復号化を、所望のＱｏＳ要求および送信アンテナ情報に従って実行するため、受信器１１８にはコントローラユニット３２２が提供されている。リフティングユニット３２４は、コントローラユニット３２２から出力される制御情報を受け取り、ＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２が送信要求および送信条件の変動に従ってリフティングＬＤＰＣ復号化を実行できるように、ＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２を制御する。言い換えれば、送信器１０２（図２）におけるリフティングＬＤＰＣ符号化に対応するリフティングＬＤＰＣ時空間復号化を実行する目的で、送信器１０２（図２）において使用されるＬＤＰＣ符号に関連付けられるＬＤＰＣ符号を使用して、ＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２に入力されるデータに対して、リフティングＬＤＰＣ復号化を実行する。
【００７１】
図４は、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０を図解しているブロック図である。階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０は、階層ＬＤＰＣ符号器４０２と空間マッピングユニット４０４とを備えている。入力データ（数字２２４，２２６）を、最初に階層ＬＤＰＣ符号器４０２によって符号化する。階層ＬＤＰＣ符号器４０２は、Ｍ個の設計されたレイヤを備えており、異なる符号化率および異なる符号語長を有する各クラスの入力データを、各レイヤを使用して符号化する。符号化の後、符号化されたＭ個のデータを空間マッピングユニット４０４に送る。空間マッピングユニット４０４は、Ｍ個のデータストリームに対して、多重化動作もしくは逆多重化動作、またはその両方を実行し、次いで、それらを、設計上のマッピング方式に従って複数の送信アンテナストリームにマッピングする。
【００７２】
図５は、ＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２を図解しているブロック図である。ＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２は、復調されたＮＴ個の入力信号（数字３２６，３２８）を受け取り、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号器ユニット２１０（図４）によって実行された符号化に基づいて復号化演算を実行し、再構築されたＭ個のクラスの送信データを出力する。ＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２は、空間マッピング復号器５０２と、Ｍ個のレイヤに対応するＭ個の積和復号器５０４，５０６，５０８の形式におけるＬＤＰＣ復号器とを備えている。ＮＴ個の入力データストリーム（数字３２６，３２８）を空間マッピング復号器５０２に入力し、空間マッピング復号器５０２は、空間マッピングユニット４０４（図４）の演算の逆を実行する。したがって、ＮＴ個のデータストリームの逆多重化もしくは多重化、またはその両方を行って、設計上のマッピング方式に対応するＭ個のデータストリームを得る。
【００７３】
空間マッピング復号器５０２から、復号化されたＭ個のストリームを出力し、Ｍ個の積和復号器５０４，５０６，５０８に入力し、この場合、積和復号器のそれぞれ（例：５０６）が、先行する積和復号器（例：５０４）からの情報を用いて入力データストリームそれぞれを復号化する。言い換えれば、ｉ番目の積和復号器は、ｉ番目の入力データストリームと、最初から（ｉ−１）番目までの積和復号器の結果からの情報とを受け取る。ｉ番目の積和復号器は、この情報に基づいて、繰り返し式の積和復号化を実行し、ｉ番目の優先度のｉ番目のクラスのデータに対応するｉ番目のレイヤのデータを再構築する。
【００７４】
ここまで説明した実施形態においては、異なる優先度を有する複数の異なるデータに対する不均一誤り保護を提供することができる。以下の説明では、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化手法、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ復号化手法、および空間マッピング手法について、さらに詳しく記載する。
【００７５】
図６は、符号器４０２（図４）において使用されるＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列６０２のレイヤ構造を図解している。ＬＤＰＣ符号は、低密度パリティ検査行列Ｈ  ６０２によって表すことができる。低密度パリティ検査行列Ｈ  ６０２は、ブロック単位での下三角行列として設計されている。この行列Ｈ  ６０２を複数のレイヤに分割して（数字６０４を参照）、品質の異なる要求、レートの異なる要求（例えば、異なる符号化率）、異なる符号語長、異なる検査レベル、のうちの少なくとも１つを有するレイヤデータそれぞれに対して、階層符号化（layer coding）を実施することができる。
【００７６】
図６に示したように、パリティ検査行列Ｈ  ６０２は、Ｍ個のレイヤから構成されている。ｉ番目のレイヤそれぞれに部分行列Ｈｉ（例：６０６）が提供されており、この部分行列Ｈｉは、ｉ番目のレイヤの情報それぞれに対して部分符号化（sub-coding）を実行するパリティ検査部分行列とすることができる。さらに、自身以外のレイヤに相関している連続するブロックＣｉ，ｊ（ｊ＝ｉ＋１，．．．，Ｍ）（例：６１０）も提供される。有効なバイナリ符号語ｂは、ＨｂＴ＝０を満たす。異なるレイヤそれぞれにおいて、対応する部分行列Ｈｉは、他の部分行列とは異なる数の行および列を有することができる。したがって、符号語ｂもＭ個のレイヤによって構成されている。符号語ｂの各レイヤは、異なる符号語長を有することができ、異なるレイヤの符号化率は異なっていることができる。行列Ｃｉ，ｊは、レイヤｉとレイヤｊを結合するための相関情報を表している。
【００７７】
より高い次数の符号語ｂのビット（または変数ノード）を、ＬＤＰＣ符号の特性に基づいて良好に保護することができる。実施形態においては、接続行列Ｃｉ，ｊ（ｊ＝ｉ＋１，．．．，Ｍ）は、ｉ番目のレイヤにマッピングされているビットに、（ｉ＋１）番目のレイヤにマッピングされているビットと比較してより良好な誤り保護を提供できるように、ｉ番目のレイヤのビットに次数を追加する要素と考えることができる。したがって、高位〜低位の（すなわち、高優先度〜低優先度のマッピング済みビットに対応する）レイヤは、パリティ検査行列Ｈ  ６０２において左から右に配置される。さらに、高位レイヤのデータのデータノードほど、パリティ検査行列Ｈ  ６０２の擬似的な下三角構造のため、より高い接続次数（connection degrees）を有することができる。
【００７８】
実施形態においては、Ｍ個のクラスからのビットをそれぞれＭ個のレイヤにマッピングし（すなわち、Ｍ個のレイヤによって符号化し）、優先度の順序（最高〜最低）は、説明した階層ＬＤＰＣ符号の不均一誤り保護特性を採用できるように、レイヤの順序（すなわち、レイヤ１〜レイヤＭ）と同じである。その一方で、パリティ検査部分行列Ｈｉそれぞれの結果としての符号化率については、異なる（例えば、最高〜最低の）優先度の異なるビットが、異なる（例えば、最高〜最低の）符号化率において符号化され、したがって、異なる（例えば、最高〜最低の）誤り保護レベルを達成することができるように、レイヤの順序に従って増大する。各レイヤの符号語長は、誤り確率のさまざまな要求もしくは送信速度要求、またはその両方に従って、調整することができる。
【００７９】
いま、ｉ番目のレイヤの符号語長がｎｉであり、パリティ検査ビットの数がｒｉであると想定する。すなわち、パリティ検査部分行列Ｈｉは、ｒｉ個の行およびｎｉ個の列を有する行列である。各レイヤについて、入力情報ビットｓｉの（ｎｉ−ｒｉ）×１のベクトルを、ｎｉ×１の符号語に符号化する。以下では、最初のレイヤの符号化について説明する。次式の変換を実行する。
【数１】
2010506547.tif 000004
【００８０】
この式において、行列Ｗ１は、行列Ｈ１に対する変換を実行するｒ１×ｒ１のフルランク行列（full rank matrix）であり、Ｐ１は、ｒ１×（ｎ１−ｒ１）の行列であり、行列Ｉは、ｒ１×ｒ１の単位行列である。実施形態においては、変換は、Ｈ１に対して実行される線形変換の行列表現に関連する。変換は、符号化において使用するための生成行列Ｐ１が得られるように実行する。このような操作は、線形ブロック符号化において使用される。当業者には、ＬＤＰＣが線形ブロック符号化の形式であることが理解されるであろう。上記に基づき、最初のレイヤの符号語ｂ１は、次式によって形成される。
【数２】
2010506547.tif 000005
【００８１】
したがって、線形ブロック符号化はパリティ検査行列Ｈ１によって表され、生成行列Ｐ１を使用してｓ１を符号化し、パリティビットを生成する。
【００８２】
ｉ番目のレイヤについては、同様に、次式の変換を実行する。
【数３】
2010506547.tif 000006
【００８３】
ｉ番目のレイヤの符号語は、次式によって形成される。
【数４】
2010506547.tif 000007
【００８４】
ｉ番目のレイヤの符号化時、前のレイヤの情報の一部を、接続行列Ｃｊ，ｉ（ｊ＝１，．．．，ｉ−１）によってｉ番目のレイヤの符号語に注入する。
【００８５】
実施形態においては、各レイヤの復号化は、レイヤの順序（すなわち、レイヤ１〜レイヤＭ）において、積和方式によって実行する。すなわち、高い誤り保護の高いレイヤのデータを最初に復号化して、復号化のパフォーマンスを高める。最初のレイヤのパリティ検査の式は、次のとおりである。
【数５】
2010506547.tif 000008
【００８６】
式５は、最初のレイヤの復号化における繰り返しが終了するときに満たされる。したがって、ｉ番目のレイヤのパリティ検査の式は、次のとおりである。
【数６】
2010506547.tif 000009
【００８７】
ＬＤＰＣ復号化時、すべてのパリティ検査式が満たされたとき、いわゆる確率伝搬（belief propagation）が終了する。実施形態においては、検出されたレイヤと検出されるレイヤのみに関連するパリティ検査式が満たされたとき、確率伝搬が終了する。言い換えれば、ｉ番目のレイヤの復号化における確率伝搬は、最初からｉ番目までのパリティ検査式が満たされたとき停止する。
【００８８】
実施形態においては、確率伝搬を使用することに加えて、復号化手順はレイヤ間で繰り返し式である。レイヤ間での繰り返し復号化によって、復号化のパフォーマンスを徐々に向上させることができる。このような繰り返しのそれぞれにおいて、ｉ番目のレイヤの復号化において、パリティ検査式を確認するため、高位レイヤからのメッセージパッシング（message passing）を実行する（すなわち、最初のレイヤ〜（ｉ−１）番目のレイヤから受け取る）。さらに、対数尤度比（ＬＬＲ）を計算するため、低いレイヤからのメッセージパッシングを実行する（すなわち、（ｉ＋１）番目のレイヤ〜Ｍ番目のレイヤに送る）。実施形態においては、レイヤ間での異なる方向におけるメッセージパッシング（例えば、図５の５１０，５１２を参照）によって、より高速で、より信頼性の高い復号化を提供することができる。復号化手順は、関連するパリティ検査式すべてが満たされた（すなわち、確率伝搬が終了した）とき、または、ＬＬＲの収束が達成されたときに、終了する。
【００８９】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、図６の階層ＬＤＰＣ符号の例を説明するための行列７００，７０１を示している。説明を目的として、いま、２つのクラスの情報ビットｓ１およびｓ２が存在すると想定する。第１のクラスのビットｓ１は優先度が高く、より良好な誤り保護が要求されるのに対し、第２のクラスのビットｓ２は優先度が低く、要求される保護の堅牢性が低い。したがって、第１のクラスのビットｓ１をＬＤＰＣ符号の最初のレイヤによって符号化し、第２のクラスのビットｓ２をＬＤＰＣ符号の２番目のレイヤによって符号化する。最初のレイヤの符号語ｕは、次のように得られる（式２と比較参照）。
【数７】
2010506547.tif 000010
【００９０】
２番目のレイヤの符号語ｖは、次のように得られる（式１４と比較参照）。
【数８】
2010506547.tif 000011
【００９１】
図７（ａ）に示したように、最初の例においては、パリティ検査部分行列Ｈ１  ７１０は、６×８のサイズを有する。符号語長は列の数に関連するため、最初のレイヤ７０２の符号語長は８ビットである。パリティビットの数は行の数に関連するため、最初のレイヤ７０２のパリティビットの数は６ビットである。したがって、最初のレイヤの符号語の情報ビットの数は、符号語長およびパリティビットの数に基づき、２ビットである。したがって、最初のレイヤ７０２の符号化率は、２／８（すなわち１／４）である。同じ論法を使用して、２番目のレイヤ７０４の符号語長は４ビットであるのに対し、２番目のレイヤ７０４の符号化率は２／４（すなわち１／２）である。したがって、最初のレイヤの符号語は、情報ビットの２ビットおよびパリティビットの６ビットを含んでいる８ビットである。２番目のレイヤの符号語は、情報ビットの２ビットおよびパリティビットの２ビットを含んでいる４ビットである。すなわち、以下のとおりである。
【数９】
2010506547.tif 000012
【数１０】
2010506547.tif 000013
【００９２】
図７（ｂ）を参照し、２番目の例においては、最初のレイヤ７０６の符号化率は１／４であり、２番目のレイヤ７０８の符号化率は１／２である。最初のレイヤの符号語長は８ビットであり、２番目のレイヤの符号語長も８ビットである。したがって、最初のレイヤの符号語は、情報ビットの２ビットおよびパリティビットの６ビットを含んでいる８ビットである。２番目のレイヤの符号語は、情報ビットの４ビットおよびパリティビットの４ビットを含んでいる８ビットである。すなわち、以下のとおりである。
【数１１】
2010506547.tif 000014
【数１２】
2010506547.tif 000015
【００９３】
上の説明において、接続行列それぞれは、より高いレイヤに次数を加えるように設計されており、したがって、より高いレイヤのデータの保護が向上する。したがって、パリティ検査行列６０２（図６）の構造（パリティ検査部分行列６０６，６０８および接続行列６１０，６１２を備えている）を使用することにより、不均一誤り保護を制御することもできる。図７（ａ）および図７（ｂ）を使用して説明した例は、階層ＬＤＰＣのコンセプトを説明することのみを目的としている。実際の用途においては、粗行列となるように、パリティ検査行列を極めて大きくできることが、当業者には理解されるであろう。
【００９４】
図８は、変調／シンボルマッピングユニット２１２（図２）を図解しているブロック図である。他の変調／シンボルマッピングユニット（例：２１４）は、変調／シンボルマッピングユニット２１２と実質的に同じに機能する。入力データ（数字２２８）は、変調器８０２によって変調方式を使用して変調され、この変調方式は、入力データを同相成分および直交成分に基づいて変調し、データの異なるサブセットを送信するものである。アンテナプロセッサ８０４は、Ｉブランチ８０６およびＱブランチ８０８のデータをアンテナ送信ストリーム（数字８１０）として配置する目的で提供されている。アンテナプロセッサ８０４は、無線送信における送信ダイバーシチのための直交（またはほぼ直交）信号拡散を提供することができる。
【００９５】
復調／デマッピングユニット３０８，３１０（図３）によって実行される復調動作およびデマッピング動作は、上述した変調動作およびマッピング動作の逆の処理であることが、当業者には理解されるであろう。
【００９６】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、ＮＴ＝２本の送信アンテナを使用するときの、ＬＤＰＣ符号化されたデータの信号マッピングフォーマットを説明するためのＩブランチ／Ｑブランチテーブル９０２，９０４，９０６，９０８である。この信号マッピングフォーマットは、図７（ａ）および図７（ｂ）のＬＤＰＣ符号の例に関連付けられる。空間マッピングユニット４０４（図４）によって実行される空間マッピングを使用することで、Ｍ個のレイヤの符号化されたデータを、ＮＴ個（すなわち、アンテナの数）の送信ストリームにマッピングする。以下に説明する信号マッピングフォーマットを使用することにより、各レイヤのデータのビットをできるだけ多くのシンボルに分散させ、より高い周波数ダイバーシチを達成する。
【００９７】
信号マッピングフォーマットは、Ｍ個のクラスの情報ビットが、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０（図４）と変調／シンボルマッピングユニット２１２（図８）とを使用して、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）においてＮＴ個の送信ストリームにマッピングされるように提供されている。図９（ａ）においては、図７（ａ）のＬＤＰＣ符号に関連付けられる信号マッピングフォーマットを使用して、２つの（すなわち、Ｍ＝２）クラスの情報ビットを２個（すなわち、ＮＴ＝２）のアンテナ送信ストリームにマッピングする。図９（ｂ）においては、図７（ｂ）のＬＤＰＣ符号に関連付けられる別の信号マッピングフォーマットを使用して、２つの（すなわち、Ｍ＝２）クラスの情報ビットを２個（すなわち、ＮＴ＝２）のアンテナ送信ストリームにマッピングする。
【００９８】
図９（ａ）および図９（ｂ）を使用して示した信号マッピングフォーマットを使用すると、クラス１の情報ビットおよびいくつかのパリティビットと、クラス２の情報ビットとが、第１のアンテナ送信ストリームにマッピングされる（式９および式１０の要素を有するテーブル９０２と、式１１および式１２の要素を有するテーブル９０４と比較参照）。クラス１の残りのパリティビットとクラス２のパリティビットとが、第２のアンテナ送信ストリームにマッピングされる（式９および式１０の要素を有するテーブル９０６と、式１１および式１２の要素を有するテーブル９０８と比較参照）。これらの信号マッピングフォーマットを実施することによって、２つのクラスのビットが各シンボルに分散され、直交周波数多重（ＯＦＤＭ）送信において高い周波数ダイバーシチが達成される。上の例に示したように、高優先度の第１のクラスのデータには、より良好な誤り保護（例えば、より多くのパリティビット）が提供され、図９（ａ）に示した例においては、低優先度の第２のクラスのデータについて、より高い送信速度が達成される（すなわち、１回の送信においてｖ１（１），ｖ２（１）〜ｖ１（４），ｖ２（４）が送信される）。次の符号語の送信は、上の信号マッピングフォーマットに従う。例えば、図９（ａ）と式９および式１０とを参照し、次の符号語のビット（すなわち、ｕｘ（３）〜ｕｘ（４）およびｖｙ（５）〜ｖｙ（８））（ｘは１〜８の範囲内、ｙは１〜４の範囲内）は、テーブル９０２およびテーブル９０６に示した信号マッピングフォーマットに基づいて送信される。
【００９９】
このように、実施形態では、無線通信システムにおけるチャネル条件、フレーム長、送信アンテナの数のうちの少なくとも１つの変動に従ってＬＤＰＣ符号をリフティングする方法を提供する。以下では、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０（図２）およびＳＴ  ＬＤＰＣ繰り返し復号化ユニット３１２（図３）に関連して使用されるリフティングＬＤＰＣ符号の構造について、さらに詳しく説明する。
【０１００】
実施形態においては、部分行列（例：６０６）（図６）の特性（例えば、サイズ、部分行列内の要素「１」の密度（すなわち、要素の比））は、置き換える要素の値および位置に従って異なるものとすることができる。値（「１」または「０」）が同じであるが位置（すなわち、行もしくは列、またはその両方）が異なる要素を、異なる特性の部分行列に置き換える場合、このようなリフティングをアンバランスリフティングと称する。
【０１０１】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、実施形態におけるアンバランスリフティングの例を説明するための行列である。
【０１０２】
図１０（ａ）に図解した、階層ＬＤＰＣにおけるアンバランスリフティングの最初の例においては、リフティングされた行列１００２は、パリティ検査行列７００（図７（ａ））から生成されている。図７（ａ）を参照し、最初のレイヤ７０２においては、パリティ検査部分行列７１０にリフティング（すなわち、部分行列の置き換え）を実行しない。２番目のレイヤ７０４においては、要素を２×２の部分行列に置き換えることによって、拡張係数２のリフティングをパリティ検査部分行列７１２に実行する（図１０（ａ）の１００４と比較参照）。この２番目のレイヤ７０４においては、２番目のレイヤ７０４の部分符号語（sub-codeword）長（すなわち列）を増大させると同時に次数はそのままにする目的で、「０」を置き換えるための部分行列は２×２のゼロ行列であり、「１」を置き換えるための部分行列は２×２の単位行列またはそれを並べ替えた行列である（図１０（ａ）の１００４と比較参照）。すなわち、以下のとおりである。
【数１３】
2010506547.tif 000016
【０１０３】
実施形態においては、パリティ検査部分行列の要素を置き換えるために使用する置き換え行列に関する制約は存在しない。したがって、パリティ検査部分行列７１２における要素「１」の置き換えは、式１３に示した置き換え行列のうちから選択することができる。
【０１０４】
接続行列７１４に対するリフティング部分行列は、次のようにサイズ２×１である（図１０（ａ）の１００６と比較参照）。
【数１４】
2010506547.tif 000017
【０１０５】
行列７００のブロック７１６はゼロ行列である。リフティング時、これらのゼロ要素のそれぞれを１×２のゼロ行列に置き換える（図１０（ａ）の１００８と比較参照）。
【０１０６】
リフティング後、８×１２のパリティ検査行列７００が１０×１６のパリティ検査行列１００２に変換される。これに相応して、レイヤ７０２，７０４それぞれの部分符号語は、以下のように変更される。
【数１５】
2010506547.tif 000018
【数１６】
2010506547.tif 000019
【０１０７】
上の例においては、アンバランスリフティング（すなわち、同じ要素に対して異なる特性の置き換え行列を使用すること）は、異なるレイヤにおけるリフティング用に、サイズの異なる置き換え行列を使用することによって、達成される。より詳細には、パリティ検査部分行列７１０は、パリティ検査部分行列７１０の要素と各値が同じである１×１行列によってリフティングされていると考えることができる。２番目のレイヤのパリティ検査部分行列７１２については、リフティングは２×２行列によって実行される。接続行列７１４は、２×１行列を使用してリフティングされる。
【０１０８】
このように、図１０（ａ）に示した、階層ＬＤＰＣにおけるアンバランスリフティングは、パリティ検査部分行列７１２の要素と、複数の異なるレイヤにおけるそれ以外の行列の要素を、異なるサイズの部分行列に置き換えることによって、達成されている。したがって、レイヤ７０２，７０４それぞれの部分符号語長を独立して制御することができる。
【０１０９】
図１０（ｂ）に示した、アンバランスリフティングの第２の例においては、パリティ検査行列１０１０は、パリティ検査行列７０１（図７（ｂ））から生成されている。図７（ｂ）を参照し、レイヤ７０６，７０８の両方について、拡張係数２のリフティングを実行する。すなわち、行列７０１の各要素を２×２の部分行列に置き換える。したがって、最初のレイヤ７０６および２番目のレイヤ７０８の両方の部分符号語長（すなわち列）が増大する（図１０（ｂ）における１０１０と比較参照）。実施形態では、各レイヤの誤り保護能力を調整する目的で、１の密度が異なる部分行列を各レイヤにおいて使用することによって、レイヤ７０６，７０８それぞれの次数を制御する。行列７０１における「０」要素を置き換えるための部分行列はゼロ行列であるのに対し、行列７０１における「１」を置き換えるための部分行列は、単位行列、単位行列を並べ替えた行列、低密度（すなわち、単位行列よりも密度が小さい）行列のいずれかである。したがって、最初のレイヤ７０６については、置き換え部分行列は、次のように選択される。
【数１７】
2010506547.tif 000020
【０１１０】
２番目のレイヤ７０８については、置き換え部分行列は、次のように選択される。
【数１８】
2010506547.tif 000021
【０１１１】
残りの「１」要素を置き換えるための部分行列は、単位行列または単位行列を並べ替えた行列のいずれかである（７２０と、図１０（ｂ）における１０１２と比較参照）。
【０１１２】
図１０（ｃ）に示した、アンバランスリフティングの第３の例においては、行列１０１４はパリティ検査行列７０１（図７（ｂ））から拡張されており、レイヤ７０６，７０８の両方のリフティングは、拡張係数２による。この第３の例と図１０（ｂ）の例との違いは、この第３の例では、レイヤ（例えば、最初のレイヤ７０６）の次数を増大させることによって、レイヤの誤り保護能力を高める方法が提供されることである。行列７０１のパリティ検査部分行列７１８におけるいくつかの「０」要素を置き換えるための部分行列を、ゼロ行列ではない行列として選択する。「１」を置き換えるための部分行列は、単位行列または単位行列を並べ替えた行列のいずれかである。図１０（ｃ）における１０１４と比較参照。最初のレイヤ７０６については、置き換え部分行列は次のように選択される。
【数１９】
2010506547.tif 000022
【０１１３】
２番目のレイヤ７０８については、置き換え部分行列は次のように選択される。
【数２０】
2010506547.tif 000023
【０１１４】
残りの「１」要素を置き換えるための部分行列は、単位行列または単位行列を並べ替えた行列のいずれかである（７２０と、図１０（ｃ）における１０１６と比較参照）。
【０１１５】
リフティングの後、１０×１６のパリティ検査行列７０１は、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）にそれぞれ示したように、２０×３２のリフティングされたパリティ検査行列１０１０または１０１４に変換される。リフティングされたＬＤＰＣパリティ検査行列１０１０，１０１４に基づいて、レイヤ７０６，７０８それぞれの部分符号語長が、以下のように変更される。
【数２１】
2010506547.tif 000024
【０１１６】
階層ＬＤＰＣ符号におけるレイヤのパリティ検査部分行列の次数を制御することによって、ビット誤りパフォーマンスを効果的に調整することができる。実施形態においては、図１０（ｃ）に示したようなリフティングを実行するとき、「１」の要素は単位行列を並べ替えた行列に置き換えられる。ゼロ行列ではない部分行列によって置き換えることのできる「０」要素の数は、所望の列次数を使用して決定する。
【０１１７】
さらに、置き換え部分行列の各行における要素「１」の最大数は、１に制限される。同様に、置き換え部分行列の各列における要素「１」の最大数は、１に制限される。ＬＤＰＣ符号の良好なパリティ検査行列では、内部に周期が存在しないファクターグラフが生成されることが、当業者には理解されるであろう。したがって、上記の制限によって、リフティングされたパリティ検査行列がつねに良好なパリティ検査行列であるようにすることができる。
【０１１８】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、ＮＴ＝４本の送信アンテナを使用するときの、リフティングＬＤＰＣ符号化されたデータの信号マッピングフォーマットを説明するためのＩブランチ／Ｑブランチテーブルである。信号マッピングフォーマットは、Ｍ個のレイヤの情報ビットが、階層ＳＴ  ＬＤＰＣ符号化ユニット２１０（図４）と変調／シンボルマッピングユニット２１２（図８）とを使用して、ＱＰＳＫ変調においてＮＴ個の送信ストリームにマッピングされるように提供されている。図１１（ａ）に図解した信号マッピングフォーマットは、図１０（ａ）に図解したＬＤＰＣ符号に関連付けられるのに対し、図１１（ｂ）に図解した信号マッピングフォーマットは、図１０（ｂ）または図１０（ｃ）に図解したＬＤＰＣ符号に関連付けられる。
【０１１９】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示した信号マッピングフォーマットを参照し、最初のレイヤの情報ビットおよびいくつかのパリティビットと、２番目のレイヤの情報ビットとが、第１のアンテナおよび第２のアンテナによって送信されるシンボルストリームにマッピングされるのに対し、最初のレイヤの残りのパリティビットと２番目のレイヤのパリティビットとが、第３のアンテナおよび第４のアンテナによって送信されるシンボルストリームにマッピングされる。図１１（ａ）においては、式１５および式１６の要素を有するテーブル１１０２，１１０４，１１０６，１１０８と比較参照。図１１（ｂ）においては、式２１および式２２の要素を有するテーブル１１１０，１１１２，１１１４，１１１６と比較参照。説明を目的として、図１１（ａ）および図１１（ｂ）における表記法では、ｕ’ｉ（ｋ）またはｖ’ｉ（ｋ）と表してあり、ｉは１つのレイヤからの部分符号語におけるｉ番目の桁であり、ｋは部分符号語のインデックスである。図解した信号マッピングフォーマットを使用すると、２つのレイヤからの符号化されたビットが各シンボルに分散し、ＯＦＤＭ送信において高い周波数ダイバーシチが達成される。図１１（ａ）および図１１（ｂ）に図解した、４本の送信アンテナ（ＮＴ＝４）の場合の信号マッピングフォーマットと、図９（ａ）および図９（ｂ）に図解した、２本の送信アンテナ（ＮＴ＝２）の場合の信号マッピングフォーマットとを比較することによって、これらの信号マッピングフォーマットは同じ原理に従っていることを理解できる。原理とは、各レイヤからの信号を、利用可能な送信アンテナに拡散させて空間ダイバーシチを達成し、ＯＦＤＭ送信の場合には利用可能なサブキャリアに拡散させて周波数ダイバーシチを達成することである。
【０１２０】
図１２は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてデータを送信する方法を示している流れ図１２００である。ステップ１２０２において、複数の入力データストリームを受け取る。ステップ１２０４において、入力データストリームの低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号化をパリティ検査行列を使用して実行し、このパリティ検査行列は、入力データストリームのストリームそれぞれを符号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている。ステップ１２０６において、ＬＤＰＣ符号化された入力データストリームを複数のアンテナを通じて送信するため時空間符号化を実行する。
【０１２１】
図１３は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて、受信されたデータストリームを処理する方法を示している流れ図１３００である。ステップ１３０２において、複数の受信アンテナを介してデータストリームを受信する。ステップ１３０４において、受信されたデータストリームに対して時空間復号化を実行する。ステップ１３０６において、受信されたデータストリームに対して、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）復号化をパリティ検査行列を使用して実行し、このパリティ検査行列は、データストリームを復号化するための複数のパリティ検査部分行列を備えている。
【０１２２】
上記の実施形態では、無線通信システムにおいて誤り保護が異なる複数のコンテンツデータ（例えば、ＭＢＭＳサービス）を送信および受信する方法を提供することができる。コンテンツデータを同時に配信するための不均一誤り保護を、リフティング階層ＬＤＰＣ符号化と時空間処理とを採用することによって提供することができ、任意の無線ＭＩＭＯシステムにおいて実施することができる。誤り保護のクォリティおよびデータレートに関する要求は、異なる優先度データに対して、さまざまなリフティング階層ＬＤＰＣ構造およびさまざまな時空間マッピング方式を使用することによって、達成することができる。
【０１２３】
上記の実施形態においては、階層時空間ＬＤＰＣ符号化方法を使用し、この方法では、パリティ検査行列が低密度パリティ検査行列に基づくアンバランスリフティングによって形成され、従って、無線通信システムにおけるチャネル条件もしくは各レイヤのフレーム長、またはその両方と、送信アンテナの数とに、送信を適合させることができる。
【０１２４】
上記の実施形態では、高速データ送信システム（例えば、３ＧＰＰ  ＭＢＭＳ）において、誤り保護のさまざまな要求を、高いシステムフレキシビリティおよび実施上の低い複雑さにおいて、同時にサポートするための複合システムを提供することができる。異なる優先度を有する複数の異なるデータに、さまざまな符号化率、符号語長、および検査レベルを割り当てることのできる階層ＬＤＰＣ符号器と、異なるデータに対する異なる時空間処理を提供することのできる時空間マッパーとによって、サービスの送信速度および保護の堅牢性の設定をまとめて制御することができる。
【０１２５】
さまざまなチャネル符号化方式およびさまざまな時空間処理技術によって、フェージングおよびノイズによる送信データのひずみに対する異なる保護レベルを提供し、異なるレベルのデータ送信速度を達成できることが認識されている。符号化方式および時空間処理技術を使用することによって、高優先度データに、より信頼性の高い送信を提供できる一方で、低優先度データに、より高い送信速度を提供することができる。さらに、上記の実施形態を使用することによって、さらなる保護を達成できる一方で、同時に容量を増大させることができる。
【０１２６】
さらには、優先度の異なるサービス／データに対する異なる保護を、階層リフティングＬＤＰＣ符号および時空間マッピング方式を設計することによってサポートすることができる。上記の実施形態においては、チャネル条件、フレーム長、および送信アンテナの数の変動に従って、階層ＬＤＰＣパリティ検査行列（レイヤが優先度レベルに対応する）を設計し、階層ＬＤＰＣパリティ検査行列をリフティングすることによって、複数の異なるデータに対する異なる符号化率もしくは異なる符号語長、またはその両方が制御される。さらに、分散型の信号マッピングによって、空間領域、時間領域、および周波数領域における高いダイバーシチを達成することができる。
【０１２７】
上記の実施形態においては、異なる優先度のデータ（または、誤り確率の異なる要求の複数の異なるサービス）は、階層ＬＤＰＣチャネル符号化方式に従って処理され、異なる符号化率もしくは異なる符号語長、またはその両方を有することができる。処理されたデータは、それぞれがアンテナに結合されている複数の送信ストリームにマッピングされる。異なるレイヤからのデータに異なる時空間符号化を適用することができ、したがって、異なるレイヤからのデータに対してさらなる保護の差を実現することができる。
【０１２８】
上記の実施形態では、階層時空間符号を拡張し、階層ＬＤＰＣ符号化方式によってデータを送信することによって、より高い信頼性および柔軟性を得る方法を提供することができる。リフティングＬＤＰＣ符号器においては、階層低密度パリティ検査行列の要素を部分行列に置き換えることによって、パリティ検査行列を形成することができる。要素を置き換えるための部分行列は、次元もしくは密度、またはその両方がレイヤごとに異なっていることができる。空間マッパーとリフティングＬＤＰＣ符号器とを結合して、複数のレイヤからの符号化されたデータを複数のストリームにマッピングすることができる。データストリームにおける各シンボルを（ＯＦＤＭ送信の場合には）キャリアに割り当てて、送信アンテナによって送信することができる。
【０１２９】
上記の実施形態では、階層時空間符号を拡張し、階層ＬＤＰＣ符号化方式によってデータを復元することによって、高い信頼性および柔軟性を得る方法を提供することができる。リフティングＬＤＰＣ復号器においては、階層低密度パリティ検査行列の要素の値を、チャネル条件、フレーム長、および送信アンテナの利用可能な数に従って部分行列によって拡張することにより、リフティング低密度パリティ検査行列を形成することができる。受信されたデータを、リフティング低密度検査行列を使用することによって復号化することができ、階層低密度パリティ検査行列の要素を、部分行列を使用して拡張することができる。部分行列は、次元もしくは密度、またはその両方がレイヤごとに異なっていることができる。
【０１３０】
具体的な実施形態に示した本発明には、大まかに説明した本発明の概念または範囲から逸脱することなく、膨大な変形もしくは修正、またはその両方を行うことができることが、当業者には理解されるであろう。したがって、本明細書における実施形態は、あらゆる点において例示を目的としており、本発明を制限するものではない。
【図１】
2010506547.tif 000025
【図２】
2010506547.tif 000026
【図３】
2010506547.tif 000027
【図４】
2010506547.tif 000028
【図５】
2010506547.tif 000029
【図６】
2010506547.tif 000030
【図７（ａ）】
2010506547.tif 000031
【図７（ｂ）】
2010506547.tif 000032
【図８】
2010506547.tif 000033
【図９（ａ）】
2010506547.tif 000034
【図９（ｂ）】
2010506547.tif 000035
【図１０（ａ）】
2010506547.tif 000036
【図１０（ｂ）】
2010506547.tif 000037
【図１０（ｃ）】
2010506547.tif 000038
【図１１（ａ）】
2010506547.tif 000039
【図１１（ｂ）】
2010506547.tif 000040
【図１２】
2010506547.tif 000041
【図１３】
2010506547.tif 000042
【国際調査報告】
2010506547.tif 000043
2010506547.tif 000044
2010506547.tif 000045
2010506547.tif 000046