(57)【要約】  本発明は、ワイヤレス通信の分野に関し、より具体的には、特にＯＤＦＭのような送信方式と共に使用されるＭＩＭＯ（多入力多出力）通信又はＭＩＳＯ（多入力単一出力）通信の状況で役立つ符号化方式及び復号方式に関する。本発明は、幾つかの適切な２×２空間周波数ブロック符号を各周波数ペアｋ及びｋ＋Ｎ／２に対して適用する空間周波数ブロック符号を提案する。提案されたＳＦＢＣは、空間ダイバーシティを導入することによって良好な性能を有しながら、各アンテナにおいて定包絡線特性を維持する。
2010518768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法であって、  各アンテナは、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数上で送信を行い、該方法は、
−  周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信するステップと、
−  シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信するステップと
を含み、
ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、
ｃｋがｃｏｓ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、
ｓｋがｊｓｉｎ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、
前記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝ε（ｃkＸk−ｓkＸk+N/2）及びＹk+N/2＝ε（−ｓkＸk＋ｃkＸk+N/2）によって定義され、εは１又は−１である
ことを特徴とする、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法。
【請求項２】
少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法であって、  各アンテナは、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数上で送信を行い、該方法は、
−  周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信するステップと、
−  シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信するステップと
を含み、
ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、
ｃｋがｃｏｓ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、
ｓｋがｊｓｉｎ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、
前記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝ε（ｓkＸk−ｃkＸk+N/2）及びＹk+N/2＝ε（−ｃkＸk＋ｓkＸk+N/2）によって定義され、εは１又は−１である
ことを特徴とする、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法。
【請求項３】
少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法であって、  各アンテナは、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数上で送信を行い、該方法は、
−  周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信するステップと、
−  シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信するステップと
を含み、
ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、
Ｗがｅj2π/Nに等しいものとして定義され、
ｄが１からＮ−１までの間で選択され、
前記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝εＷ-dkＸk+N/2、Ｙk+N/2＝εＷ-d(k+N/2)Ｘkによって定義され、εは１又は−１に等しい
ことを特徴とする、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法。
【請求項４】
ｄはＮ／２に等しくなるように選ばれることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
−  送信されるデータに関連する前記周波数領域における前記Ｎ個のシンボルＸkを取得するステップと、
−  前記公式に従って、前記シンボルＸkから前記Ｎ個のシンボルＹkを計算するステップと、
−  前記Ｘkシンボルから、前記第１のアンテナで送信されるＮ個の前記信号を生成するステップと、
−  前記Ｙkシンボルから、前記第２のアンテナで送信されるＮ個の前記信号を生成するステップと
をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機からの、少なくとも偶数個の周波数上における信号の無線データ受信の方法であって、該信号は、請求項１〜３のいずれか一項に従って送信され、該方法は、
−  ｋ＝０〜Ｎ／２−１について、前記周波数「ｋ」上での受信信号を、前記周波数「ｋ＋Ｎ／２」上で受信された信号とペアにするステップと、
−  前記周波数のペア上で送信される信号を符号化するために前記送信機によって使用された前記空間周波数ブロック符号に従って、受信信号の各ペアに対して空間周波数ブロック符号復号モジュールを適用するステップと
を含むことを特徴とする、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機からの、少なくとも偶数個の周波数上における信号の無線データ受信の方法。
【請求項７】
−  少なくとも２つの送信アンテナと、
−  厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数を各アンテナで送信する手段と、
−  周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信する手段と、
−  シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信する手段と
を備える送信デバイスであって、
−  ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、
ｃｋがｃｏｓ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、
ｓｋがｊｓｉｎ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、
前記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝ε（ｃkＸk−ｓkＸk+N/2）及びＹk+N/2＝ε（−ｓkＸk＋ｃkＸk+N/2）によって定義され、εは１又は−１である
ことを特徴とする、送信デバイス。
【請求項８】
−  少なくとも２つの送信アンテナと、
−  厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数を各アンテナで送信する手段と、
−  周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信する手段と、
−  シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信する手段と
を備える送信デバイスであって、
−  ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、
ｃｋがｃｏｓ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、
ｓｋがｊｓｉｎ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、
前記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝ε（ｓkＸk−ｃkＸk+N/2）及びＹk+N/2＝ε（−ｃkＸk＋ｓkＸk+N/2）によって定義され、εは１又は−１である
ことを特徴とする、送信デバイス。
【請求項９】
−  少なくとも２つの送信アンテナと、
−  厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数を各アンテナで送信する手段と、
−  周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信する手段と、
−  シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信する手段と
を備える送信デバイスであって、
−  ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、
Ｗがｅj2π/Nに等しいものとして定義され、
ｄが１からＮ−１までの間で選択され、
前記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝εＷ-dkＸk+N/2、Ｙk+N/2＝εＷ-d(k+N/2)Ｘkによって定義され、εは１又は−１に等しい
ことを特徴とする、送信デバイス。
【請求項１０】
受信デバイスであって、
−  少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機から、少なくとも偶数個の周波数上において、請求項１〜３のいずれか一項に従って送信された信号を受信する手段と、
−  ｋ＝０〜Ｎ／２−１について、前記周波数「ｋ」上での受信信号を、前記周波数「ｋ＋Ｎ／２」上で受信された信号とペアにする手段と、
−  前記周波数のペア上で送信される信号を符号化するために前記送信機によって使用された前記空間周波数ブロック符号に従って、受信信号の各ペアに対して空間周波数ブロック符号復号モジュールを適用する手段と
を備えることを特徴とする、受信デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信の分野に関し、より具体的には、特にＯＤＦＭライク（like）の送信方式と共に使用されるＭＩＭＯ（多入力多出力）通信又はＭＩＳＯ（多入力単一出力）通信の状況で役立つ符号化方式及び復号方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
符号化ＯＦＤＭ（ＣＯＦＤＭ）のような直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、周波数分割多重（ＦＤＭ）の原理に基づいているが、ディジタル変調方式として実装される。送信されるビットストリームは、通常は数十から数千に至る幾つかの並列ビットストリームに分けられる。利用可能な周波数スペクトルは幾つかのサブチャネルに分割され、たとえばＰＳＫ、ＱＡＭ等の標準的な変調方式を使用してサブキャリアを変調することによって、各低レートのビットストリームが１つのサブチャネルで送信される。サブキャリアの周波数は、変調されたデータストリームが互いに直交するように選ばれる。これは、サブチャネル間のクロストークが除去されることを意味する。この直交性は、サブキャリアがそのシンボルレートによって等間隔にされているときに生じる。
【０００３】
ＯＦＤＭの主要な利点は、たとえばマルチパス及び狭帯域の干渉といった厳しいチャネル状態を、複雑な等化フィルタ無しで上手く処理できることである。チャネル等化は、１つの高速変調された広帯域信号の代わりに、多くの低速変調された狭帯域信号を使用することによって簡単化される。
【０００４】
ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭと呼ばれる変形形態が開発されている。このシステムでは、送信される各シンボルは、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）によって送信周波数のセットにわたって拡散され、その結果として生じる信号は、従来のＯＦＤＭ送信システムによって送信される。
【０００５】
図１は、送信機の周波数領域における符号化の実装を示している。実際の実装は、周波数領域又は時間領域のいずれにおいても行うことができるが、特にＭＩＭＯ方式が使用される場合には簡単にするために、周波数領域における実装の方が選ばれるべきである。また、異なる周波数帯域で送信を行う送信機間の周波数分離可能性を改善するためにも、周波数領域における実装の方が選ばれるべきである。送信されるデータは、符号化／変調モジュール（１．１）によって符号化されると共にシンボルにマッピングされ、シンボルのセットｘnが与えられる。次に、信号は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）モジュール（１．２）によって周波数領域で拡散される。次に、周波数マッピングのステップ（１．３）が実行される。このステップ（１．３）は、時間領域におけるオーバーサンプリングと等価なゼロ挿入、周波数整形、周波数転位（frequency transposition）、及び場合によってはフィルタリングを含むことができる。周波数マッピングモジュール（１．３）の出力は、ゼロ挿入を含むときはＮよりも大きいサイズＮ’のベクトルとなり、ゼロ挿入を含まない場合にはＮ’＝Ｎとなる。これ以降、一般性を失うことなく簡単にするために、Ｎ＝Ｎ’であると仮定する。信号は、送信のためにＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）（１．４）によって変換されて時間領域に戻され、ｘnシンボルに等しくはないにしても、ｘnシンボルに非常に近いシンボルのセットｘ’nが返される。オプションのサイクリックプレフィックス挿入（１．５）を送信前に適用することもできる。
【０００６】
図２は、受信機の周波数領域における復号の実装を示している。受信データは、初めにステップ（２．１）において同期される。符号化器がサイクリックプレフィックスを挿入している場合、それらのサイクリックプレフィックスは、ステップ（２．２）において取り除かれる。次に、高速フーリエ変換（２．３）が適用されて、信号が周波数領域に変換される。次に、等化ステップ（２．４）が、チャネル推定のステップ（２．７）によって得られたチャネル状態に関するデータを使用して実行される。次に、データは、復調／チャネル復号ステップ（２．６）に先だって、逆高速フーリエ変換（２．５）によって逆拡散される。
【０００７】
このシステムは良好な特性を有し、特に送信信号は定包絡線（constant envelope）を維持する。特に、サイクリックプレフィックスが信号に挿入されているときには、周波数領域におけるＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）線形イコライザで簡単に実装できる。
【０００８】
送信機において幾つかのアンテナを使用することによって、ＭＩＳＯシステムが得られる。または、送信機及び受信機の双方において幾つかのアンテナを使用することによって、ＭＩＭＯシステムが得られる。これらによって、伝送のロバスト性の改善が可能になることが分かっている。この改善されたロバスト性は、従来のレンジ対帯域幅のトレードオフを調整することによって、レンジ又は帯域幅を増加させるために使用することができる。送信機において複数のアンテナを活用するために、幾つかのダイバーシティ方式を使用することができる。
【０００９】
送信される情報は、異なるアンテナによって空間において拡散され、異なるタイムスロットを使用して時間において拡散される。そのため、アラモウチ（Alamouti）は、時空間ブロック符号（STBC:Space Time Block Code）である符号を開発した。アラモウチ符号に関する参照論文は、「A simple transmit diversity technique for wireless communications」（IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 16, pp. 1451-1458, October 1998）である。アラモウチ符号の第１の実装では、２つの送信アンテナ（Ｔｘ１及びＴｘ２）を用いて、２つのタイムスロット（Ｔ１及びＴ２）で送信される２つのシンボルａ及びｂが意図されている。時刻Ｔ１において、アンテナＴｘ１はシンボルａを送信し、アンテナＴｘ２はシンボルｂを送信する。時刻Ｔ２において、アンテナＴｘ１はシンボル−ｂ*を送信し、アンテナＴｘ２はシンボルａ*を送信する。ここで、「*」は複素共役を表す。これは、図３ａに示されている。このアラモウチ符号は、単純な符号化及び復号を提供するという利点を有し、ダイバーシティが増加し、より良い性能がもたらされる。スループットは増加しないことに留意すべきである。最適な（最大事後確率（Maximum A Posteriori））を表すＭＡＰ）復号は非常に単純であり、チャネルがＴ１とＴ２との間で変動せず、チャネルが単純な乗算によって特徴付けることができる限り、この最適な復号は、逆行列、ログ列挙（log enumeration）、或いは球内復号を伴わない。そして、必然的に、ＯＦＤＭ変調方式又はＯＦＤＭライクの変調方式とよく組み合わせられる。
【００１０】
直交空間周波数ブロック符号（OSFBC：Orthogonal Space Frequency Block Code）と呼ばれるアラモウチ符号の第２の実装は、図３ｂに示されている。この第２の実装は、２つの異なるタイムスロットによるのではなく、２つの異なる周波数（Ｆ１及びＦ２）によるデータの送信に基づいている。２つの送信アンテナ（Ｔｘ１及びＴｘ２）を用いて、２つのシンボルａ及びｂは、２つの周波数（Ｆ１及びＦ２）において送信される。周波数Ｆ１において、アンテナＴｘ１はシンボルａを送信し、アンテナＴｘ２はシンボルｂを送信する。周波数Ｆ２において、アンテナＴｘ１はシンボル−ｂ*を送信し、アンテナＴｘ２はシンボルａ*を送信する。このアラモウチの変形を、周波数における通常符号（usual code in frequency）と呼ぶ。
【００１１】
従来、チャネルの変動を制限するために、２つの周波数は隣接していた。定義によれば、この方式は、ＯＦＤＭ変調方式又はＯＦＤＭライクの変調方式に適用される。ＯＦＤＭライクの変調に関しては、ここでは、単一キャリア方式の周波数領域における実装を含み、必ずしも必須ではないが、たとえば説明したＤＦＴ拡散ＯＦＤＭのように、サイクリックプレフィックスが加えられることが好ましい。ＳＴＢＣと比較すると、ＳＦＢＣの利点は、１つの変調スロットしか使用しないということである。これは多重化の観点から有利であり、高ドップラのようにチャネルが非常に高速に変動する場合に、より良い性能をもたらす。不利な点は、チャネルが２つの周波数間で変動し得るということであり、これは性能の劣化或いは受信機の複雑度の増加をもたらす場合がある。アラモウチ符号は、符号の単純な実装及び良好な性能のために、ＭＩＭＯ伝送で使用される非常に魅力的な方式である。残念ならが、ＯＦＤＭ変調方式又はＯＦＤＭライクの変調方式に適用されるとき、これらの符号は、各アンテナにおいて定包絡線特性を有する信号を生成するという価値ある特徴を有してはおらず、包絡線は、複素包絡線のモジュラスである。定包絡線という用語は、ここでは、少なくともオーバーサンプリングなしで考えるとき、信号が定モジュラスを有することを意味する。オーバーサンプリングがこの良好な特性を破壊することが起こる可能性があるが、それでも、非定包絡線特性信号のオーバーサンプリングと比較して有利な包絡線分布がもたらされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、符号化及び復号が容易であり、良好な性能を有すると共に各送信アンテナにおいて定包絡線特性を維持する、空間周波数符号を設計することである。好ましくは、復号を簡単にするために、本発明の実装は、受信側では周波数領域において行われる。この受信機での周波数領域における実装は、周波数領域又は時間領域において実装された送信機と共に使用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
これらの問題を克服するために、本発明は、適切な２×２空間周波数ブロック符号を各周波数ペアｋ及びｋ＋Ｎ／２に適用する空間周波数ブロック符号を提案する。提案されたＳＦＢＣは、各アンテナにおける定包絡線特性を維持すると共に、アラモウチＳＦＢＣ性能に近い性能をもたらす。
【００１４】
本発明は、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法に関する。各アンテナは、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数上で送信を行い、当該方法は、周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信するステップと、シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信するステップとを含み、ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、ｃｋがｃｏｓ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、ｓｋがｊｓｉｎ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、上記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝ε（ｃkＸk−ｓkＸk+N/2）及びＹk+N/2＝ε（−ｓkＸk＋ｃkＸk+N/2）によって定義され、εは１又は−１である。
【００１５】
また、本発明は、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法に関する。各アンテナは、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数上で送信を行い、当該方法は、周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信するステップと、シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信するステップとを含み、ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、ｃｋがｃｏｓ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、ｓｋがｊｓｉｎ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、上記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝ε（ｓkＸk−ｃkＸk+N/2）及びＹk+N/2＝ε（−ｃkＸk＋ｓkＸk+N/2）によって定義され、εは１又は−１である。
【００１６】
また、本発明は、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機による無線データ送信の方法に関する。各アンテナは、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数上で送信を行い、当該方法は、周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信するステップと、シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信するステップとを含み、ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、Ｗがｅj2π/Nに等しいものとして定義され、ｄが１からＮ−１までの間で選択され、上記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝εＷ-dkＸk+N/2、Ｙk+N/2＝εＷ-d(k+N/2)Ｘkによって定義され、εは１又は−１に等しい。
【００１７】
本発明の特定の実施の形態では、ｄはＮ／２に等しくなるように選ばれる。
【００１８】
本発明の特定の実施の形態では、当該方法は、送信されるデータに関連する周波数領域におけるＮ個のシンボルＸkを取得するステップと、上記公式に従って、シンボルＸkからＮ個のシンボルＹkを計算するステップと、Ｘkシンボルから、第１のアンテナで送信されるＮ個の上記信号を生成するステップと、Ｙkシンボルから、第２のアンテナで送信されるＮ個の上記信号を生成するステップとをさらに含む。
【００１９】
また、本発明は、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機からの、少なくとも偶数個の周波数上における信号の無線データ受信の方法に関する。当該信号は上記方法に従って送信され、当該方法は、ｋ＝０〜Ｎ／２−１について、上記周波数「ｋ」上での受信信号を、上記周波数「ｋ＋Ｎ／２」上で受信された信号とペアにするステップと、上記周波数のペア上で送信される信号を符号化するために送信機によって使用された空間周波数ブロック符号に従って、受信信号の各ペアに対して空間周波数ブロック符号復号モジュールを適用するステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、送信デバイスに関する。当該送信デバイスは、少なくとも２つの送信アンテナと、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数を各アンテナで送信する手段と、周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信する手段と、シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信する手段とを備え、ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、ｃｋがｃｏｓ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、ｓｋがｊｓｉｎ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、上記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝ε（ｃkＸk−ｓkＸk+N/2）及びＹk+N/2＝ε（−ｓkＸk＋ｃkＸk+N/2）によって定義され、εは１又は−１である。
【００２１】
また、本発明は、送信デバイスに関する。当該送信デバイスは、少なくとも２つの送信アンテナと、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数を各アンテナで送信する手段と、周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信する手段と、シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信する手段とを備え、ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、ｃｋがｃｏｓ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、ｓｋがｊｓｉｎ（２πｋ／Ｎ）に等しいものとして定義され、上記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝ε（ｓkＸk−ｃkＸk+N/2）及びＹk+N/2＝ε（−ｃkＸk＋ｓkＸk+N/2）によって定義され、εは１又は−１である。
【００２２】
また、本発明は、送信デバイスに関する。当該送信デバイスは、少なくとも２つの送信アンテナと、厳密には２より大きい少なくとも偶数「Ｎ」個の異なる周波数を各アンテナで送信する手段と、周波数領域における複素シンボル「Ｘk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で所与のタイムスロット中に第１のアンテナで送信する手段と、シンボル「Ｙk」を表す信号を、ｋ＝０〜Ｎ−１である各周波数「ｋ」上で同じタイムスロット中に第２のアンテナで送信する手段とを備え、ｋ＝０〜Ｎ／２−１である各インデックス「ｋ」について、空間周波数ブロック符号がシンボル「Ｘk」及び「Ｘk+N/2」に対して適用された結果として、シンボル「Ｙk」及び「Ｙk+N/2」が生じ、Ｗがｅj2π/Nに等しいものとして定義され、ｄが１からＮ−１までの間で選択され、上記空間周波数ブロック符号は、公式：Ｙk＝εＷ-dkＸk+N/2、Ｙk+N/2＝εＷ-d(k+N/2)Ｘkによって定義され、εは１又は−１に等しい。
【００２３】
また、本発明は、受信デバイスに関する。当該受信デバイスは、少なくとも２つの送信アンテナを備える送信機から、少なくとも偶数個の周波数上において、上記方法に従って送信された信号を受信する手段と、ｋ＝０〜Ｎ／２−１について、上記周波数「ｋ」上での受信信号を、上記周波数「ｋ＋Ｎ／２」上で受信された信号とペアにする手段と、上記周波数のペア上で送信される信号を符号化するために送信機によって使用された空間周波数ブロック符号に従って、受信信号の各ペアに対して空間周波数ブロック符号復号モジュールを適用する手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の特徴は、一例の実施形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。当該説明は、添付図面を参照して作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】１つの送信アンテナを有する送信機の周波数領域における符号化の実装を示す。
【図２】１つの送信アンテナ及び１つの受信アンテナを有する受信機の周波数領域における復号の実装を示す。
【図３ａ】時間領域におけるアラモウチ符号を示す。
【図３ｂ】周波数領域におけるアラモウチ符号を示す。
【図４】２つのアンテナについての第１の実施形態を示す。
【図５】周波数領域における本発明の特定の実施形態の符号化器のアーキテクチャを示す。
【図６】周波数領域における本発明の別の特定の実施形態の符号化器のアーキテクチャを示す。
【図７】時間領域における本発明の別の特定の実施形態の符号化器のアーキテクチャを示す。
【図８】本発明の特定の実施形態における１つの受信アンテナを有するデバイスの復号器のアーキテクチャを示す。
【図９】本発明の特定の実施形態における幾つかの受信アンテナを有するデバイスの復号器のアーキテクチャを示す。
【図１０】本発明の特定の実施形態における送信方法のオーガニグラムを示す。
【図１１】本発明の特定の実施形態における受信方法のオーガニグラムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
すでに述べたように、この文書で取り組む問題は、少なくとも２つの送信アンテナを使用する送信システムにおいて、空間周波数ブロック符号を実装することである。その目的は、各アンテナで送信される信号の定包絡線特性を維持しながら良好な性能を提供する、空間ダイバーシティ方式を提案することである。もちろん、（特に復号における）実装を簡単にすることも、解決法の重要なポイントである。
【００２７】
第１のダイバーシティ方式は、この技術分野では既知のものであり、遅延ダイバーシティ（DD：Delay Diversity）と呼ばれる。ＤＤは、非常に単純な複数アンテナ送信方式である。第２のアンテナは、第１のアンテナによって送信された信号の遅延バージョンを送信する。１つの明らかな欠点は、送信機から見た等価チャネル長が増加することである。サイクリックプレフィックスを有するシステムでは、巡回遅延ダイバーシティ（CCD：Cyclic Delay Diversity）の方が好まれる。ＣＤＤも既知のものであるが、これは例えばＯＦＤＭ或いはＤＦＴ拡散ＯＦＤＭといったサイクリックプレフィックスを使用するシステムに適用可能である。サイクリックプレフィックスの挿入に先立って第２のアンテナにより送信される各ブロックは、第１のアンテナによって送信されたブロックを周期的にローテーションさせたものである。ＣＤＤは、非常に単純な復調器を使用しながら、ダイバーシティを増加させることができる。ＤＦＴ拡散ＯＦＤＭの場合、２つの送信信号は定包絡線を有する。しかしながら、その性能は、例えばアラモウチ符号で得られる性能ほど良好ではない。
【００２８】
本発明は、定包絡線特性を提供すると共に実装が容易な空間周波数ブロック符号の新しいファミリーを提案する。これらすべての空間周波数ブロック符号は、キャリアｋ及びキャリアｋ＋Ｎ／２に適用される２×２空間周波数ブロック符号に基づく。ここで、Ｎはキャリアの個数である。それらすべての空間周波数ブロック符号は、時間領域及び周波数領域の双方において記述することができ、周波数領域においては比較的単純な復号をもたらすことができる。
【００２９】
図４は、２つのアンテナＴｘ１及びＴｘ２についての本発明の方式を示している。この方式を８つの周波数を使用して解説する。ここで、付加されている可能性のある最後（eventual）のヌルサブキャリアは考慮しない。また、当然のことながら、この方式は任意の偶数個の周波数に拡張される。シンボルＸ0〜Ｘ7は、所与の時刻にアンテナＴｘ１を介して異なる周波数上で送信される異なるシンボルを表す。周波数についても同じ番号付けを使用すると、周波数Ｆ０は周波数Ｆ４に関連付けられ、周波数Ｆ１は周波数Ｆ５に関連付けられ、周波数Ｆ２は周波数Ｆ６に関連付けられ、周波数Ｆ３は周波数Ｆ７に関連付けられる。周波数ｋ及びｋ＋Ｎ／２はペアにされる。図４においてＳＦＢＣとして参照される中央のボックスによって表される２×２時空間ブロック符号がこれらの周波数に適用され、シンボルＹk及びＹk+N/2になる。この符号は、各周波数ペアに適用される。このアレンジメントは、周波数の番号に対応するシンボルＹkを送信する第２のアンテナＴｘ２における所与の送信をもたらす。
【００３０】
次に、本発明を実現するのに使用可能であり、特によく適した空間周波数ブロック符号の幾つかの例を説明する。これらの符号のそれぞれは、周波数領域において表現される。また、これらの符号は、時間領域においても表現することができ、時間領域における対応する数式も与えられる。これらはすべて、各周波数ペアｋ及びｋ＋Ｎ／２に対して基本的な２×２符号を適用した結果、同じ周波数ペアｋ及びｋ＋Ｎ／２上で第２のアンテナによって送信されるシンボルになることに対応する。
【００３１】
以下では、規則：
【００３２】
【数１】
2010518768.tif 000003
【００３３】
を採用する。
【００３４】
ここで、ｊは、−１の純虚数平方根である。
【００３５】
第１の空間周波数ブロック符号は、周波数領域においては、以下の数式を使用して表現することができる。
【００３６】
【数２】
2010518768.tif 000004
【００３７】
これは、時間領域においては、数式：
【００３８】
【数３】
2010518768.tif 000005
【００３９】
に対応する。
【００４０】
ここで、εは１又は−１である。キャリアの個数Ｎが２に等しい場合、この符号は、従来の巡回遅延ダイバーシティ符号に対応する。それ以外の場合には、この符号は、２つの異なるキャリアｋとｋ＋Ｎ／２との間における符号化をもたらす。ここで、インデックスｋ＋Ｎ／２はモジュロＮを取る。この符号は、時間領域においては、２つの隣接する時間シンボルの単純な並べ替えに対応することが分かる。
【００４１】
第２の空間周波数ブロック符号は、周波数領域においては、以下の数式を使用して表現することができる。
【００４２】
【数４】
2010518768.tif 000006
【００４３】
これは、時間領域においては、数式：
【００４４】
【数５】
2010518768.tif 000007
【００４５】
に対応する。
【００４６】
ここで、インデックスｋ＋Ｎ／２はモジュロＮを取る。この符号は、第１の空間周波数ブロック符号を変更して、周波数領域において帯域幅の半分の周波数ローテーションを導入したものである。これは、時間領域においては、２つのシンボルの間で（−１）倍を導入することと等価である。
【００４７】
第３の空間周波数ブロック符号は、周波数領域において以下の数式を使用して表現することができる。
【００４８】
【数６】
2010518768.tif 000008
【００４９】
これは、時間領域においては、数式：
【００５０】
【数７】
2010518768.tif 000009
【００５１】
に対応する。
【００５２】
ここで、εは１又は−１であり、ｄは０からＮ−１までの間で任意に選ばれ、インデックスｋ＋Ｎ／２及びｎ−ｄはモジュロＮを取る。この符号は、時間領域においては、巡回遅延ダイバーシティ符号と同様に、２つのシンボルの間で反転を加えると共にｄ個のシンボルを巡回シフトしたものに対応し、周波数領域においては、シフトに対応する。このシンボルの追加挿入は、第２のアンテナで送信される信号スペクトルの循環シフトを構成する。これは、第１のアンテナにおいてキャリアｋ＋Ｎ／２ module Ｎで送信される信号の位相シフトされたバージョンを、第２のアンテナにおいてキャリアｋで送信することに帰着する。したがって、キャリアｋとｋ＋Ｎ／２との間の符号化がもたらされる。一つの好ましい実施形態では、ｄの値はＮ／２に等しくなるように選ばれる。
【００５３】
次に、本発明の特定の実施形態による本発明の実装を説明する。
【００５４】
符号化器の周波数領域における実装の第１の変形が図５に示されている。また、第２の変形が図６に示されている。送信されるデータは、符号化／変調モジュール（５．１）及び（６．１）によって符号化されると共にシンボルにマッピングされ、シンボルのセットｘnが与えられる。次に、信号は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）モジュール（５．２）及び（６．２）によって周波数領域で拡散される。次に、周波数マッピングモジュール（５．３）及び（６．３）が実行される。このモジュールは、ゼロ挿入、周波数整形等を含むことができる。信号は、送信のために、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）（５．４）及び（６．４）によって変換されて時間領域に戻される。そして、最初のｘnシンボルに等しくはないにしても、ｘnシンボルに非常に近いシンボルのセットｘ’nが返される。オプションのサイクリックプレフィックス挿入（５．５）及び（６．５）を送信前に適用することもできる。第２のアンテナには、空間周波数ブロック符号計算（５．６）及び（６．６）によって計算されたデータが供給され、第１のブランチと同様にＩＦＦＴ（５．７）及び（６．７）並びにオプションのサイクリックプレフィックス挿入（５．８）及び（６．８）を有する新しいブランチに導かれる。双方の実装の相違は僅かであり、周波数マッピング機能（５．３）及び（６．３）に対する空間周波数符号化機能（５．６）及び（６．６）の配置に対応する。これらの実装は非常に一般的であり、任意の２×２空間周波数符号化に適用可能であることに留意しなければならない。本発明の核心は、上記所与の公式に従って機能（５．６）及び（６．６）で使用される実際の２×２空間周波数ブロック符号である。
【００５５】
符号化器の時間領域における実装が図７に示されている。送信されるデータは、符号化変調モジュール（７．１）によって符号化されると共にシンボルにマッピングされ、シンボルのセットｘnが与えられる。次に、オプションのサイクリックプレフィックス挿入（７．５）を信号に適用することもできる。次に、周波数整形モジュール（７．９）が実行される。このモジュールは、送信前における、オーバーサンプリング、フィルタリング、及び周波数転位を含むことができる。モジュール（７．６）は、符号の時間領域における実装を適用する。このモジュールは、上記で与えられた時間領域における等価な公式に基づく。第２のブランチは、オプションのサイクリックプレフィックス挿入モジュール（７．８）及びオーバーサンプリング／周波数整形モジュール（７．１０）を有し、第１のブランチと同じ取り扱いを受ける。
【００５６】
周波数領域における復号器の実装が、１つの受信アンテナについては図８に示され、Ｎr個の幾つかの受信アンテナについては図９に示されている。図８では、受信データは、初めにモジュール（８．１）において同期される。符号化器がサイクリックプレフィックスを挿入している場合には、それらのサイクリックプレフィックスは、モジュール（８．２）において取り除かれる。次に、高速フーリエ変換（８．３）が適用されて、信号を周波数領域に変換する。次に、等化モジュール（８．４）が、チャネル推定モジュール（８．７）によって取得されたチャネル状態に関するデータを使用して実行される。チャネル推定は、各送信アンテナ及び使用される各周波数について行われる。この等化モジュールは、符号化器によって使用された符号に従って、データに対して空間周波数ブロック復号を適用する。次に、データは、復調／チャネル復号モジュール（８．６）に送られる前に、逆高速フーリエ変換（８．５）によって逆拡散される。図９は、幾つかの受信アンテナが使用される場合の復号器のアーキテクチャを示している。幾つかの信号（９．８）が、受信アンテナから受信される。同期モジュール（９．１）は、これらすべての信号を同期させる。サイクリックプレフィックスが使用されている場合には、ＦＦＴ（９．３）に先立って、オプションのサイクリックプレフィックス除去（９．２）が、すべての同期された信号に対して並列に行われる。また、ＦＦＴ（９．３）が各信号に適用される。Ｎr個のチャネル推定（９．７）モジュール（場合によって１つの複合モジュール）が、Ｎr個の信号に作用し、これらＮr個の信号は、１つの復号器モジュール（９．４）に供給される。この復号器モジュール（９．４）は、Ｎ／２個のサブキャリアのペアをシリアルに処理するＮr×２×２基本空間周波数ブロック復号器を備える。この結果として出力される信号は、従来のチャネル復号（９．６）の前にある逆ＦＦＴモジュール（９．５）によって取り扱われる。
【００５７】
本発明の特徴から利益を得るために、復号は、好ましくは周波数次元において実行される。本発明は、空間周波数ブロック符号復号モジュールそれ自体に部分的に依拠するが、一時に１つのキャリアペアしか処理しない空間周波数ブロック符号復号モジュールでこの種の単純な復号を行う可能性にも依拠する。その場合、異なるキャリアペアは、互いに独立に復号される。時間次元において１つのブロック内で定義されるほとんどの方式では、この最後の特性を満たすことはできない。他方、隣接したサブキャリアに対して実行される従来のアラモウチ方式はこの特性も有するが、定包絡線の特徴を有しない。
【００５８】
ＳＦＢＣを復号する幾つかの実現可能な手段が存在する。最も多く使用されるもののうちの１つは、以下で説明するＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）である。図９に示されるマルチアンテナの場合におけるＳＦＢＣ復号の複雑度に関して、ＭＭＳＥ復号器の本質は、たとえば、マッチドフィルタ、すなわち、サイズ２×２Ｎrの複素行列による乗算及びその後に続く２×２複素線形システムの分解にある。次に、場合によっては非定常であるチャネルのＭＩＭＯ符号の復号を詳述する。より正確には、線形符号を復号する一般的な方法を提示する。
【００５９】
以下のパラメータを定義する。
−  Ｋは、１つの符号語当たりの情報シンボルの個数である。
−  Ｎは、サブキャリアの個数である。
−  Ｌは、時間次元又は周波数次元、すなわち、時空間符号化に関与するタイムスロットの個数又は空間周波数符号化に関与するサブキャリアの個数である。本発明の枠組みでは、Ｌ＝２である。
−  Ｎｒは、受信アンテナの個数である。
−  Ｎｔは、送信アンテナの個数である。
【００６０】
そして、以下のベクトル及び行列を定義する。
−  ｘは、情報データを表すサイズＫ×ｌの複素数のベクトルである。
−  Ｈは、周波数領域におけるチャネル応答を表すサイズＬ・Ｎｒ×Ｌ・Ｎｔの複素数の行列である。
−  Ｈｉは、タイムスロットｉ又はサブキャリアｉのチャネル応答を表すサイズＮｒ×Ｎｔの複素数の行列である。
−  ｓは、行列表現で符号化データを表すサイズＮｔ×Ｌの複素数の行列である。
−  ｓｖは、ベクトル表現：ｓｖ＝ｖｅｃｔ（ｓ）で符号化データを表すサイズＮｔ・Ｌ×ｌの複素数のベクトルである。
−  Ａは、符号化を表すサイズＬ・Ｎｔ×Ｋの複素数の行列である。
−  ｙは、ベクトル表現で受信データを表すサイズＬ・Ｎｒ×ｌの複素数のベクトルである。
−  ｖは、雑音ベクトルを表すサイズＬ・Ｎｒ×ｌの複素数のベクトルである。
【００６１】
ＭＩＭＯ方式における従来の記述では、チャネルの影響は線形変換によってモデル化できると仮定されている。これは実際には、広帯域システムについて、この記述が周波数領域で行われることを仮定している。そして、ＯＦＤＭシステム若しくはＤＦＴ拡散ＯＦＤＭシステム、又は任意の特定のマルチキャリアシステムでは、ＭＩＭＯ方式が、ＳＴＢＣについてはサブキャリアの１つに適用され、ＳＦＢＣについては少数のＬ個のサブキャリアに適用されることを暗に意味する。その点において、ＳＴＢＣ方式及びＳＦＢＣ方式を別々に考えなければならない。
【００６２】
ＳＴＢＣ方式では、Ｎ個の送信されるサブキャリアの中の各サブキャリアｋについて、時空間（ＳＴ）符号化が適用され、一般に連続したＬ個のタイムスロットにわたって拡散される。ここでは、１つのタイムスロットは、１つのＯＦＤＭシンボルに対応する。たとえば、２つの送信アンテナＴｘ０及びＴｘ１が存在すると仮定した場合、Ｎt＝２であり、Ｌ＝２個のタイムスロットがあり、シンボルａki,jは、このサブキャリアｋにおいて、タイムスロットｊ中にアンテナｉで送信される。これは、行列表記では、行列：
【００６３】
【数８】
2010518768.tif 000010
【００６４】
を送信することに対応する。
【００６５】
ＳＴ符号化及びＳＴ復号に関する限り、対応するＮ個のフローは並列に処理される。したがって、一般性を失うことなく簡単にするために、これ以降、上付き文字ｋを省略する。
【００６６】
ＳＦＢＣ方式では、１つのタイムスロットのみ、すなわち、１つのＯＦＤＭシンボルのみが、特定の空間周波数（ＳＦ）符号化／復号に関係する。しかしながら、Ｎ／Ｌ個のＳＦ符号化／復号は、並列且つ独立に処理され、各ＳＦ符号化は、Ｌ個の異なるサブキャリア上に拡散される。ｋをＳＦ符号化のインデックスと呼ぶ。ｋは０からＮ／Ｌ−１までの間にある。この符号化は、Ｌ個のサブキャリアｋ0，ｋ1，．．．，ｋL-1に対して適用される。そして、ＳＦ符号化の後、シンボルａki,kjが、送信アンテナｉによってサブキャリアｋjで送信される。たとえば、２つの送信アンテナＴｘ０及びＴｘ１（Ｎt＝２）があり、Ｌ＝２個のサブキャリアが各ＳＦ符号化に使用されるものと仮定した場合、これは、行列：
【００６７】
【数９】
2010518768.tif 000011
【００６８】
を送信することに対応する。
【００６９】
ＳＦ符号化／復号に関する限り、対応するＮ／Ｌ個のフローは並列に処理される。したがって、一般性を失うことなく簡単にするために、これ以降、上付き文字ｋiを省略することにして、行列ｓ：
【００７０】
【数１０】
2010518768.tif 000012
【００７１】
が送信されることを考える。
【００７２】
時空間又は空間周波数（ＳＴ／ＳＦ）符号の符号化データは、行列形式又はベクトル形式で表すことができる。符号化を記述するより自然な方法は、上記で使用したように行列形式によるものである。確かに、この行列形式は、一般に符号化プロセス自体のより簡単な表現をもたらす。しかしながら、ベクトル形式は、チャネルの表現及び復号の表現を簡単にする。そのため、これ以降、ベクトル形式を使用する。これ以降、行列の異なる列を重ねることによって、行列からベクトルが得られる。
【００７３】
たとえば、ｓが符号化データの行列表現であり、ｓｖが符号化データのベクトル表現である場合、
【００７４】
【数１１】
2010518768.tif 000013
【００７５】
となる。これは、ＳＦＢＣの場合には
【００７６】
【数１２】
2010518768.tif 000014
【００７７】
となる。
【００７８】
線形ＳＴ／ＳＦ符号は符号の重要なカテゴリーを代表し、本発明の枠組みで提案された符号はこのカテゴリーに含まれる。非常に一般的な意味で、線形ＳＴ／ＳＦ符号化は、以下の複素表現によって表すことができる。
【００７９】
【数１３】
2010518768.tif 000015
【００８０】
ここで、ｘはＳＴ／ＳＦ符号化に先立つ情報のベクトル形式である。
【００８１】
次に、チャネル表現を提示する。周波数領域において、所与の時点における所与の周波数、すなわち所与のサブキャリアにおいて、チャネルは単純な乗算係数によってモデル化できると仮定する。ＳＩＳＯの場合、これは、サブキャリアｉにおける受信サンプルが、
【００８２】
【数１４】
2010518768.tif 000016
【００８３】
に等しいことを意味する。
【００８４】
ここで、ＨiはＳＩＳＯの場合の複素係数であり、ａiは送信された値である。
【００８５】
ＭＩＭＯの場合の公式は、このモデルから直接導出される。たとえば、ＳＦＢＣの場合、サブキャリアｉ及び受信アンテナｊにおいて、受信サンプルは
【００８６】
【数１５】
2010518768.tif 000017
【００８７】
に等しい。
【００８８】
ここで、Ｈi（ｊ，ｌ）は、周波数ｉにおけるアンテナｌとｊとの間の周波数チャネル応答に対応する複素係数であり、ａl,iは、送信アンテナｌによってサブキャリアｉで送信されたデータである。
【００８９】
したがって、チャネルは、形式：
【００９０】
【数１６】
2010518768.tif 000018
【００９１】
の行列によって表すことができる。
【００９２】
ここで、行列Ｈiは、時刻ｉ（ＳＴＢＣの場合）又は周波数ｉ（サブキャリアｋi、ＳＦＢＣの場合）におけるチャネルの周波数応答である。この時、行列Ｈiのエントリー（ｊ，ｌ）は、送信アンテナｌと受信アンテナｊとの間のチャネル係数に対応する。チャネルが定常状態であるとき、すべてのＨi行列は等しい。
【００９３】
その結果として、受信複素ベクトルは
【００９４】
【数１７】
2010518768.tif 000019
【００９５】
に等しくなる。ここで、ｖは加法的白色ガウス雑音である。
【００９６】
ＭＭＳＥ復号器の他の表現が存在することに留意しつつ、複素領域におけるＭＭＳＥ復号器の記述を提示する。
【００９７】
上記から、ＭＭＳＥの公式化は非常に単純である。受信機ベクトルは
【００９８】
【数１８】
2010518768.tif 000020
【００９９】
として公式化し直すことができる。
【０１００】
その結果、直接的に、ｘのＭＭＳＥ推定器は
【０１０１】
【数１９】
2010518768.tif 000021
【０１０２】
に等しくなる。
【０１０３】
ここで、σ2は複素雑音ｖの分散であり、ＩKはサイズＫの単位行列であり、ＣHはＣの共役転置を表す。
【０１０４】
アンテナの個数又はタイムスロットの個数（又はサブキャリアの個数）が何であろうと、逆行列を求める必要があるのはサイズＫの複素行列だけであることは注目に値する。
【０１０５】
この文書で前述した特定のＳＦ符号及び２つの送信アンテナについて、ｓ行列、ｓｖ行列、及びＡ行列を詳述する。
【０１０６】
この場合、Ｎt＝２、Ｋ＝２、Ｌ＝２であり、Ｎrは変数である。
【０１０７】
第１の符号について
【０１０８】
【数２０】
2010518768.tif 000022
【０１０９】
が得られる。
【０１１０】
第２の符号について
【０１１１】
【数２１】
2010518768.tif 000023
【０１１２】
が得られる。
【０１１３】
そして、第３の符号について
【０１１４】
【数２２】
2010518768.tif 000024
【０１１５】
が得られる。
【０１１６】
図１０は、本発明の特定の実施形態による周波数領域における送信方法のオーガニグラムを示している。ステップ（１０．１）は、送信されるデータに関連する周波数領域におけるＮ個のシンボルＸkを取得するステップである。ステップ（１０．２）は、前述した公式の１つに従って、シンボルＸkからＮ個のシンボルＹkを計算するステップである。ステップ（１０．４）は、第１のアンテナで送信されるＮ個（既述したようにゼロ挿入の場合にはＮ個よりも多いＮ’個）の上記信号を、Ｘkシンボルから生成するステップである。ステップ（１０．３）は、第２のアンテナで送信されるＮ個（又はＮ’個）の上記信号ｙnを、Ｙkシンボルから生成するステップである。ステップ（１０．６）において、ｘnシンボルを表す信号が第１のアンテナで送信される。一方、ステップ（１０．５）において、ｙnシンボルを表す信号が第２のアンテナで送信される。
【０１１７】
図１１は、本発明の特定の実施形態における１つの受信アンテナの場合の受信方法のオーガニグラムを示している。ステップ（１１．１）は、送信されたデータに関連する周波数領域におけるＮ個の受信シンボルを取得するステップである。ステップ（１１．２）は、上記周波数ペア上で送信された信号を符号化するために送信機により使用された空間周波数ブロック符号に従って、受信信号の各ペアに対して空間周波数復号モジュールを適用するステップである。ステップ（１１．３）において、時間領域におけるｘnシンボルの推定が、周波数領域における上記推定されたシンボルから得られる。
【０１１８】
説明した２つのアンテナを有するＭＩＭＯ方式は、任意の偶数個のアンテナに拡張することができる。この拡張は、ペアによってアンテナをグループ化して、本発明で定義された符号化方式のうちの１つをアンテナの各ペアに対して適用することによって行われる。
【０１１９】
本発明は、幾つかの送信機を使用する任意の送信システムに適用することができる。本発明は、ワイヤレスシステムに関係する可能性が非常に高い。しかしながら、本発明は、たとえばクロスオーバ干渉が発生する有線送信に使用することもできる。また、本発明はＤＦＴ拡散ＯＦＤＭの状況で説明された。しかしながら、たとえ実際的な利益が定包絡線を有する変調についてしか発生しない場合であっても、この提案されている本発明を任意の変調方式において使用することができる。サイクリックプレフィックスに関しては、サイクリックプレフィックスは、周波数領域における受信機の実装を簡単にする。しかしながら、受信機の他の周波数領域の実装は、たとえより複雑になっても、サイクリックプレフィックスなしで可能なはずである。このような実装の例は、オーバーラップ方法（たとえば、オーバーラップ加算又はオーバーラップ保存）である。オーバーラップ保存方法では、Ｎ個のサンプルが周波数領域において取り扱われ、時間領域に変換され、それらのサンプルの一部のみが時間領域において保持される。対応する取り扱いウィンドウは、すべての受信サンプルが取り扱われることを保証するためにオーバーラップしている。
【図１】
2010518768.tif 000025
【図２】
2010518768.tif 000026
【図３ａ】
2010518768.tif 000027
【図３ｂ】
2010518768.tif 000028
【図４】
2010518768.tif 000029
【図５】
2010518768.tif 000030
【図６】
2010518768.tif 000031
【図７】
2010518768.tif 000032
【図８】
2010518768.tif 000033
【図９】
2010518768.tif 000034
【図１０】
2010518768.tif 000035
【図１１】
2010518768.tif 000036
【国際調査報告】
2010518768.tif 000037
2010518768.tif 000038