(57)【要約】  本発明は、無線通信システムを開示しており、情報ソースは、ブロードキャストゾーンのそれぞれのセルに位置する複数の中継基地局を通じて端末と通信する。一実施形態において、それぞれの基地局は、ブロードキャストゾーン内に位置する端末によって受信される複数の情報ストリームを送信する。複数の基地局から複数の情報ストリームを受信することによって、端末は受信を向上させることができる。一実施形態において、基地局は、基本階層を含む情報ストリームと拡張階層を含む他の情報ストリームを伝送する。端末の受信機が予め定められた量の品質以上で拡張階層を受信すると、受信機は、受信された基本階層の情報を補充するために受信された拡張階層の情報を使用する。
2010508694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報コンテンツを含む基本階層及び拡張階層で、前記基本階層を含む第１の情報ストリームと前記拡張階層を含む第２の情報ストリームとを提供する情報ソースと、
前記情報ソースに接続され、前記基本階層を含む第１の変調信号及び前記拡張階層を含む第２の変調信号を各々伝送する複数の基地局と、
前記基本階層を含む第１の受信信号を提供するために前記第１の変調信号の一部を受信し、前記拡張階層を含む第２の受信信号を提供するために前記第２の変調信号の一部をさらに受信する移動受信端末とを含み、
前記移動受信端末は、前記第２の受信信号を信頼性よく受信したかを判定するために前記第２の受信信号をテストし、前記第２の受信信号を信頼性よく受信した場合に、前記移動受信端末は、前記情報コンテンツを再構成するために、前記第１及び第２の受信信号の基本階層及び拡張階層を各々処理することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記移動受信端末は、前記第２の受信信号を信頼性よく受信していない場合には、前記情報コンテンツを再構成するために前記第１の受信信号の基本階層を処理することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記基本階層及び拡張階層は、相互に異なる解像度で同一の情報コンテンツを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記基本階層は、所定のオーディオ解像度より小さく示すオーディオコンテンツと所定のビデオ解像度より小さく示すビデオコンテンツのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記拡張階層は、前記所定のオーディオ解像度より大きく示すオーディオコンテンツと前記所定のビデオ解像度より大きく示すビデオコンテンツのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
それぞれの基地局は、前記拡張階層から前記第２の変調信号を生成するために使用される第２の変調方式より高いレベルのロバスト性を示す第１の変調方式を前記基本階層に適用することによって前記第１の変調信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
それぞれの基地局は、前記拡張階層から前記第２の変調信号を生成するために使用される第２の符号化方式より高いレベルのロバスト性を示す第１の符号化方式を前記基本階層に適用することによって前記第１の変調信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
それぞれの基地局は、伝送された前記第２の変調信号より高い無線周波数電力レベルで前記第１の変調信号を伝送することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
それぞれの基地局は、前記第１及び第２の変調信号の基本階層と拡張階層を符号化することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記第１及び第２の変調信号は複合信号を形成し、
前記移動受信端末は、前記第１の変調信号の基本階層を復号し、前記複合信号から前記基本階層を削除することによって、残っている前記拡張階層を復号することを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
情報を送受信する方法であって、
情報ソースによって、基本階層を含む第１の情報ストリームと拡張階層を含む第２の情報ストリームとを含む情報コンテンツを各セルに位置する複数の基地局に提供するステップと、
前記基地局のそれぞれによって、前記基本階層を含む第１の変調信号と前記拡張階層を含む第２の変調信号を伝送するステップと、
移動受信端末によって、前記基本階層を含む第１の受信信号を提供するために前記第１の変調信号の一部を受信するステップと、
前記移動受信端末によって、前記拡張階層を含む第２の受信信号を提供するために前記第２の変調信号の一部を受信するステップと、
前記移動受信端末によって、前記第２の受信信号を信頼性よく受信するかを判定するために前記第２の受信信号をテストするステップと、
前記テストステップで、前記第２の受信信号が信頼性よく受信されたと判定されると、前記移動受信端末は、前記情報コンテンツを再構成するために前記第１及び第２の受信信号の基本階層と拡張階層を各々処理するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記テストステップで、前記移動受信端末によって、前記第２の受信信号を信頼性よく受信していない場合には、前記情報コンテンツを再構成するために前記第１の受信信号の基本階層を処理するステップをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基本階層及び拡張階層は、相互に異なる解像度で同一の情報コンテンツを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基本階層は、所定のオーディオ解像度より小さく示すオーディオコンテンツと所定のビデオ解像度より小さく示すビデオコンテンツのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記拡張階層は、前記所定のオーディオ解像度より大きく示すオーディオコンテンツと前記所定のビデオ解像度より大きく示すビデオコンテンツのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記伝送ステップは、前記拡張階層から前記第２の変調信号を生成するために使用される第２の変調方式より高いレベルのロバスト性を示す第１の変調方式を前記基本階層に適用することによって前記第１の変調信号を生成するステップを有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記伝送ステップは、前記拡張階層から前記第２の変調信号を生成するために使用される第２の符号化方式より高いレベルのロバスト性を示す第１の符号化方式を前記基本階層に適用することによって前記第１の変調信号を生成するステップを有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記伝送ステップは、伝送された前記第２の変調信号より高い無線周波数電力レベルで前記第１の変調信号を伝送するステップを有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記伝送ステップ以前に、前記第１及び第２の変調信号の基本階層と拡張階層を各々符号化するステップをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の変調信号は複合信号を形成し、
前記移動受信端末によって前記第１の変調信号の基本階層を復号するステップと、
前記移動受信端末によって、前記複合信号から前記基本階層を削除して前記拡張階層を残すステップと、
前記移動受信端末によって前記拡張階層を復号するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
情報を送信する方法であって、
情報ソースによって、基本階層を含む第１の情報ストリームと拡張階層を含む第２の情報ストリームとを含む情報コンテンツを各セルに位置する複数の基地局に提供するステップと、
前記基地局のそれぞれによって、前記基本階層を含む第１の変調信号と前記拡張階層を含む第２の変調信号を伝送するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記基本階層は、所定のオーディオ解像度より小さく示すオーディオコンテンツと所定のビデオ解像度より小さく示すビデオコンテンツのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記拡張階層は、前記所定のオーディオ解像度より大きく示すオーディオコンテンツと前記所定のビデオ解像度より大きく示すビデオコンテンツのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記伝送ステップは、前記拡張階層から前記第２の変調信号を生成するために使用される第２の変調方式より高いレベルのロバスト性を示す第１の変調方式を前記基本階層に適用することによって前記第１の変調信号を生成するステップを有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記伝送ステップは、前記拡張階層から前記第２の変調信号を生成するために使用される第２の符号化方式より高いレベルのロバスト性を示す第１の符号化方式を前記基本階層に適用することによって前記第１の変調信号を生成するステップを有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記伝送ステップは、伝送された前記第２の変調信号より高い無線周波数電力レベルで前記第１の変調信号を伝送するステップを有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
情報を受信する方法であって、
移動受信端末によって、複数の基地局によって基本階層と共に伝送された第１の変調信号を受信して第１の受信信号を提供するステップと、
前記移動受信端末によって、前記複数の基地局によって拡張階層と共に伝送された第２の変調信号を受信して第２の受信信号を提供するステップと、
前記移動受信端末は、前記第２の受信信号を信頼性よく受信したかを判定するために前記第２の受信信号をテストするステップと、
前記テストステップで、前記第２の受信信号を信頼性よく受信したと判定される場合に、前記移動受信端末によって、前記情報コンテンツを再構成するように前記第１及び第２の受信信号の基本階層と拡張階層を各々処理するステップと、を有し、
前記第１及び第２の変調信号は、前記複数の基地局に供給される情報コンテンツから得られることを特徴とする方法。
【請求項２８】
前記テストステップで、前記移動受信端末によって、前記第２の受信信号を信頼性よく受信していないと判定された場合には、前記情報コンテンツを再構成するように前記第１の受信信号の基本階層を処理するステップをさらに有することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記基本階層は、所定のオーディオ解像度より小さく示すオーディオコンテンツと所定のビデオ解像度より小さく示すビデオコンテンツのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記拡張階層は、前記所定のオーディオ解像度より大きく示すオーディオコンテンツと前記所定のビデオ解像度より大きく示すビデオコンテンツのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１及び第２の変調信号は複合信号を形成し、
前記移動受信端末によって前記第１の変調信号の基本階層を復号するステップと、
前記移動受信端末によって、前記複合信号から前記基本階層を削除して前記拡張階層を残すステップと、
前記移動受信端末によって前記拡張階層を復号するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信システムに関するもので、特にシステム容量を増加させ、利用可能な帯域幅をより効率的に使用するために信号処理技術を適用する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置設計者が直面している重要な課題は、限定された無線周波数スペクトル又は帯域幅に情報をさらにパック(ｐａｃｋ)する方法に関するものである。周波数分割多重(Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、“ＦＤＭ”と称する)方式は、予め定められた信号帯域幅内で複数の密接な間隔のチャンネル又は副搬送波にデータ又は情報の伝送をパッキングするための公知の技術である。ＦＤＭシステムは、副搬送波間の干渉を避けるために周波数保護帯域を用いて副搬送波周波数スペクトルを分離することができる。不幸にも、この干渉回避技術は、システムオーバーヘッドを増加させ、帯域幅の効率性を減少させる。
【０００３】
直交周波数分割多重(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、“ＯＦＤＭ”と称する)方式は、規定されたチャンネル帯域幅内で複数の副搬送波を用いてデータを効率的に伝送するためのよりロバストな(ｒｏｂｕｓｔ)技術を提供する。このＯＦＤＭ方式は、保護帯域を適用するＦＤＭ方式と比較すると、一層効率的に副搬送波を配列する。特に、ＯＦＤＭは、利用可能なチャンネル帯域幅に副搬送波をより効率的にパックするためにＯＦＤＭ副搬送波のスペクトルを重複する。しかしながら、このＯＦＤＭ副搬送波間の干渉を避けるために、ＯＦＤＭ技術は、一般に副搬送波が相互に直交性を維持するように要求する。
【０００４】
現在、多くのセルラー(ｃｅｌｌｕｌａｒ)通信システムは、無線周波数信号に情報を含むための方法としてＯＦＤＭ技術を適用する。セルラーシステムは、所望の無線カバレッジ領域を‘セル’と呼ばれる複数のより小さな地理的領域に分ける。一般に、各セルは、セルの中央又は中央の近くに位置する基地局を含む。このシステムは、隣接したセル間の干渉を避けるために隣接セル内の基地局に相互に異なる無線周波数を割り当てる。端末(ｍｏｂｉｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ)ユーザーは、基地局を通じて無線ＯＦＤＭリンクを通じて同じセル又は他のセル内の他の端末ユーザーと通信する。
【０００５】
ＯＦＤＭ方式を用いるセルラーシステムは、このシステムのすべてのセル又はセルのサブセット(ｓｕｂｓｅｔ)から同時に同一の情報をブロードキャストすることができる。セル又はセルのサブセットは、ブロードキャストゾーン(ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｚｏｎｅ）を形成する。ブロードキャストゾーンの端末受信機は、そのブロードキャストゾーン内のすべてのセルから信号を受信することが可能である。単一周波数ネットワーク(Ｓｉｎｇｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下、“ＳＦＮ”と称する)は、ブロードキャストゾーン内のすべてのセルを同期化し、通信モードとしてＯＦＤＭを適用することによって形成されることができる。このようなＳＦＮシステムにおいて、信号対干渉及び雑音比(Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：ＳＩＮＲ)は、端末の受信機が他のブロードキャストゾーンからの信号及び背景雑音がないと、干渉なしにブロードキャストゾーン内のすべてのセルから信号を収集することができる。このＳＦＮ  ＯＦＤＭ技術は、他のシステムに比べて放送情報の向上した復元を実現できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のＳＦＮ  ＯＦＤＭシステムにおいて、ブロードキャストゾーン内の基地局は、各々ブロードキャストトラフィックの単一ストリームを伝送する。残念なことに、ＳＩＮＲと共にブロードキャストトラフィック容量は、対数的に(ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ)増加する。したがって、より大きいＳＩＮＲに対して、ＳＩＮＲの倍増は、ブロードキャストトラフィック容量において比較的小さい増加をもたらす。受信が向上されても、この方法は貴重な無線周波数スペクトルの非効率的な使用を招く。
【０００７】
上述した帯域幅の効率性問題を解決するための無線通信システムが切実に要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、情報コンテンツを含む基本階層及び拡張階層で、基本階層を含む第１の情報ストリームと拡張階層を含む第２の情報ストリームとを提供する情報ソースと、情報ソースに接続され、基本階層を含む第１の変調信号及び拡張階層を含む第２の変調信号を各々伝送する複数の基地局と、基本階層を含む第１の受信信号を提供するために第１の変調信号の一部を受信し、拡張階層を含む第２の受信信号を提供するために第２の変調信号の一部をさらに受信する移動受信端末とを含み、移動受信端末は、第２の受信信号を信頼性よく受信したかを判定するために第２の受信信号をテストし、第２の受信信号を信頼性よく受信した場合に、移動受信端末は、情報コンテンツを再構成するために、第１及び第２の受信信号の基本階層及び拡張階層を各々処理することを特徴とする無線通信システムを提供する。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、情報ソースによって、基本階層を含む第１の情報ストリームと拡張階層を含む第２の情報ストリームとを含む情報コンテンツを各セルに位置する複数の基地局に提供するステップと、それぞれの基地局によって、基本階層を含む第１の変調信号と拡張階層を含む第２の変調信号を伝送するステップと、移動受信端末によって、基本階層を含む第１の受信信号を提供するために第１の変調信号の一部を受信するステップと、移動受信端末によって、拡張階層を含む第２の受信信号を提供するために第２の変調信号の一部を受信するステップと、移動受信端末によって、第２の受信信号を信頼性よく受信するかを判定するために第２の受信信号をテストするステップと、テストステップで、第２の受信信号が信頼性よく受信されたと判定されると、移動受信端末は、情報コンテンツを再構成するために第１及び第２の受信信号の基本階層と拡張階層を各々処理するステップとを有する情報を送受信する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】無線通信装置の送信機及び受信機を示すブロック構成図である。
【図２】ＯＦＤＭ信号を示すグラフである。
【図３】無線通信システムのブロードキャストゾーン内の複数のセルを示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態によって、複数の基地局と一つの端末を含む無線通信システムを示すブロック構成図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示した無線通信システムの代表的な移動受信端末を示すブロック構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態によって複数の基地局と一つの端末を含む無線通信システムを示すブロック構成図である。
【図６】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能な他の基地局を示すブロック構成図である。
【図７】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能なもう一つの基地局を示すブロック構成図である。
【図８Ａ】本発明による無線通信システムにおいて、２つの基地局アンテナ(アンテナ１)からの伝送のために直交時間周波数リソースにマッピングするブロードキャスト/マルチキャストパイロットシンボルを示す図である。
【図８Ｂ】本発明による無線通信システムにおいて、２つの基地局アンテナ(アンテナ２)からの伝送のために直交時間周波数リソースにマッピングするブロードキャスト/マルチキャストパイロットシンボルを示す図である。
【図９】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能な一つの基地局を示すブロック構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能なもう一つの基地局を示すブロック構成図である。
【図１１】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能な他の基地局を示すブロック構成図である。
【図１２】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能なもう一つの基地局を示すブロック構成図である。
【図１３】移動装置の受信機が本発明による無線通信システムにおいて適用するストリーム干渉除去方法を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能なもう一つの基地局を示すブロック構成図である。
【図１５】本発明による無線通信システムで基地局によって伝送された基本階層及び拡張階層の受信及び復号化を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能なもう一つの基地局を示すブロック構成図である。
【図１７】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能なもう一つの基地局を示すブロック構成図である。
【図１８】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能なもう一つの基地局を示すブロック構成図である。
【図１９】本発明の一実施形態による無線通信システムにおいて使用可能なもう一つの基地局を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、従来のＯＦＤＭベースの無線通信システムで使用可能な基地局１００を示す。基地局１００は、ＯＦＤＭ送信機１０５とＯＦＤＭ受信機１１０を含む。端末は、基地局１００と通信するために同様に構成され得る。データソース１１５は、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ)回路１２０の出力によってＱＡＭ変調信号を生成するように、このＱＡＭ回路１２０に情報又はデータを提供する。直並列(ｓｅｒｉａｌ  ｔｏ  ｐａｒａｌｌｅｌ)変換器１２５は、ＱＡＭ変調シンボルを並列形態、すなわち一連のサブシンボルに変換する。逆高速フーリエ変換(Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＩＦＦＴ)手段１３０は、並列に変換された信号を受信し、これら信号を周波数ドメインから時間ドメインへ変換する。ＩＦＦＴ手段１３０は、出力によってＮ個の時間ドメインサンプルを生成する。ここで、Ｎは、ＯＦＤＭ通信システムで用いられるＩＦＦＴ/ＦＦＴサイズを示す。並直列(ｐａｒａｌｌｅｌ  ｔｏ  ｓｅｒｉａｌ)変換器１３５は、ＩＦＦＴ手段１３０の出力に接続して受信する時間ドメイン信号を直列形態に変換する。
【００１２】
サイクリックプレフィックス(Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ：以下、“ＣＰ”と称する)付加手段１４０は、並直列変換器１３５から受信される信号シーケンスにＣＰを付加するために、並直列変換器１３５の出力に接続される。ＣＰ付加手段１４０の出力によって発生する信号のシーケンスは、図２に示すように、ＯＦＤＭシンボル２００と呼ばれる。ＯＦＤＭシンボル２００は、データ２０５とＣＰ２１０とを含む。
【００１３】
図１を参照すると、受信機１１０は、受信されたＯＦＤＭ信号からＣＰを除去するＣＰ除去手段１５０を含む。直並列変換器１５５は、ＣＰ除去手段１５０からの信号を並列形態に変換する。高速フーリエ変換(Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ)手段１６０は、時間ドメインで並列に変換された信号を受信し、ＦＦＴ手段１６０の出力によって信号を周波数ドメインに変換する。並直列変換器１６５は、ＦＦＴ手段１６０の出力信号を並列形態から直列形態に変換する。それによって生成されたＱＡＭ変調シンボルは、並直列変換器１６５からＱＡＭ復調器１７０に提供される。ＱＡＭ復調器１７０は、ＱＡＭシンボルをデータ１７５に復調する。
【００１４】
図３は、従来の無線通信システムのブロードキャストゾーン３００を形成するセル１〜１９を示す。各セルは、一般的にその中心に位置する基地局、タワー及びアンテナ(図示せず)を含む。セル１〜１９は、通信システムのすべてのセルのサブセットである。一つの可能なシステム構成で、ブロードキャストゾーン内のセルのサブセットであるセル１〜１９は、同時に同一の情報コンテンツを伝送する。したがって、ブロードキャストコンテンツを聴取中の端末３０５のような受信機は、ブロードキャストゾーンのすべてのセルから潜在的に信号を受信する。システムが伝送のためにＯＦＤＭ方式を採用し、ブロードキャストゾーンのすべてのセルが同期化されると、ＳＦＮが形成されることができる。このようなＳＦＮシステムにおいて、端末３０５内の受信機は、ブロードキャストゾーンに属していないセルからの干渉及び背景雑音がないと、干渉なしにブロードキャストゾーンのすべてのセルから信号を収集する。このトポロジー(ｔｏｐｏｌｏｇｙ)は、ＳＩＮＲの向上によってブロードキャスト情報の復元をさらに容易にする。
【００１５】
図３を参照しながら上述した従来の通信システムにおいて、ブロードキャストゾーンのセル１〜１９の各々に存在する基地局は、ブロードキャストトラフィックの単一ストリームを伝送する。これは、ＳＦＮシステムの非常に高いＳＩＮＲのため、ブロードキャストトラフィック容量の対数的増加をもたらし、ＳＩＮＲによる容量の増加は、＜数式１＞であるシャノン(Ｓｈａｎｎｏｎ)の容量公式によって与えられた対数で表される。
【００１６】
【数１】
2010508694.tif 000003
【００１７】
しかしながら、ＳＩＮＲが１よりあまりに大きい場合に、容量は、＜数式２＞のように与えられる。
【００１８】
【数２】
2010508694.tif 000004
【００１９】
したがって、ＳＩＮＲが大きい場合に、ＳＩＮＲを２倍にすれば、ＳＦＮシステムのための容量において１ｂ/ｓ/Ｈｚのみが増加するようになる。その理由によって、単一ブロードキャストストリームを採用する従来のＳＦＮシステムは、不十分な無線周波数スペクトルの非効率的な使用を招く。
【００２０】
図４Ａは、本発明の一実施形態による無線通信システム４００を示し、複数の基地局又はセルは、各々多重アンテナを通じて多重ブロードキャストストリームを伝送する。特に、システム４００は、それぞれのセル(図示せず)に位置するマスターステーション４０１，４０２，４０３を含む。他のシステムは、特定のアプリケーションに基づいて、２個のマスターステーション又は３個以上のマスターステーションを利用できる。本発明の実施形態で、システム４００は、多重ストリームが多重アンテナによって伝送される多重入力多重出力(Ｍｕｌｔｉｐｌｅ‐Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ‐Ｏｕｔｐｕｔ：ＭＩＭＯ)構成を示す。
【００２１】
システム４００は、このシステムによってブロードキャスト又はマルチキャストに情報又はコンテンツを提供するブロードキャスト/マルチキャストコンテンツサーバ４１０を含む。サーバ４１０は、情報を提供するためにブロードキャスト/マルチキャスト制御器４１５に接続される。サーバ４１０と制御器４１５との間は、特定のアプリケーションに基づいて有線又は無線で接続できる。制御器４１５は、それぞれのセル内の基地局に、情報４２０で表された情報を提供するために基地局４０１，４０２，４０３に接続する。制御器４１５と基地局４０１，４０２，４０３との間は、特定のアプリケーションに基づいて有線又は無線で接続されることができる。本発明の目的のために、“有線(ｗｉｒｅｄ)”という用語は、導電体(ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ)、光伝導体、及び他の物理的伝導体を含む。一実施形態で、ブロードキャスト/マルチキャストコンテンツサーバ４１０とブロードキャスト/マルチキャスト制御器４１５は、セル４０１〜４０３によって形成されるブロードキャストゾーンの内部又は外部に位置する中央制御装置(図示せず)に接続され、制御される。中央制御装置とサーバ４１０/制御器４１５との間は、有線又は無線で接続され得る。
【００２２】
基地局４０１，４０２，４０３は、各々同一の情報４２０を受信し、情報に同一の信号処理動作を遂行する。例えば、基地局４０１は、情報をチャンネル符号化及び変調する符号化及び変調手段４２５を含む。一実施形態で、符号化及び変調手段４２５によって遂行される符号化は、伝送の信頼性を向上するために基地局によって伝送された情報に冗長(ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ)を付加する。符号化及び変調手段４２５によって遂行される変調機能は、符号化された情報ビットが基地局によって伝送されたＲＦ搬送波を変調する方法を決定する。特に、一実施形態で、符号化及び変調手段４２５は、無線周波数信号に情報を変調するためにＯＦＤＭ方式を使用する。デマルチプレクサ(ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：以下、“ＤＭＵＸ”とする)４３０は、符号化及び変調手段４２５に接続される。ＤＭＵＸ４３０は、受信する信号を複数の並列ストリームに逆多重化する。基地局４０１が伝送する並列ストリームの数は、基地局で利用可能なアンテナの数に基づく。この実施形態で、ＤＭＵＸ４３０は、信号を２個の並列ストリーム、すなわちストリーム４３１，４３２に逆多重化する。手段４３１Ａ〜４３１Ｄによる追加的な処理以後に、ストリーム４３１，４３２は、各々２個のアンテナ４４１，４４２に提供される。他の実施形態で、基地局４０１が３個のアンテナを採用すると、ＤＭＵＸ４３０は、３個のアンテナにそれぞれ３個のストリームを提供する。同様に、基地局４０１が各ストリームに対してそれぞれのアンテナを含むと、ＤＭＵＸ４３０は、信号を３個以上のストリームに逆多重化できる。
【００２３】
以下、上記手段４３１Ａ〜４３１Ｄがストリーム４３１に対して遂行する処理に関して詳細に説明する。ＤＭＵＸ４３０の第１の出力はＣＰ手段４３１Ａに接続され、ＣＰ手段４３１Ａはストリーム４３１にＣＰを付加する。デジタル/アナログ変換器４３１Ｂ及びフィルタ４３１Ｃは、各々ストリーム４３１に対してデジタル/アナログ変換及びフィルタリングを遂行する。ＲＦ増幅手段４３１Ｄは、フィルタ４３１Ｃから提供されるＲＦ信号を増幅するためにフィルタ４３１Ｃに接続される。増幅されたＲＦ信号は、伝送のためにアンテナ４４１に提供される。同様に、手段４３２Ａ〜４３２Ｄは、増幅されたＲＦ信号をアンテナ４４２に提供する前にストリーム４３２を処理する。
【００２４】
図４Ａに示すように、基地局４０２，４０３は、基地局４０１と実質的に同一の回路トポロジーを示す。特に、基地局４０２の符号化及び変調手段４４５、ＤＭＵＸ４５０、ストリーム４５１，４５２、アンテナ４６１，４６２は、各々符号化及び変調手段４２５、ＤＵＭＸ４３０、ストリーム４３１，４３２、アンテナ４４１，４４２に対応する。図４Ａは便宜上、ＣＰ手段、Ｄ/Ａ手段、フィルタ手段、及びＲＦ増幅器は基地局４０２又は４０３に示していないが、これら構成要素が基地局４０１に示すように実際の実行に適用される。同様に、基地局４０３の構成要素は、基地局４０１及び４０２の構成要素各々に対応する。
【００２５】
前述したように、すべての基地局４０１，４０２，４０３は、ブロードキャスト/マルチキャスト制御器４１５から送信される同一の情報を受信する。それぞれの基地局は、符号化及び変調された情報を２個の並列の第１及び第２の情報ストリームに分離させる。アンテナ４４１，４６１，４８１は、実質的に同一の第１の情報ストリーム４３１，４５１，４７１を各々送信する。アンテナ４４２，４６２，４８２は、実質的に同一の第２の情報ストリーム４３２，４５２，４７２を各々送信する。この方式で、情報ストリーム４３１，４５１，４７１は、対応するストリームを形成する。また、情報ストリーム４３２，４５２，４７２も対応するストリームを形成する。
【００２６】
実質的に同一の情報ストリームが、すべての基地局の対応するアンテナ４４１，４６１，４８１によって伝送されるため、複数の基地局からの伝送は、ブロードキャスト/マルチキャストコンテンツを受信する端末４９０に対して多重経路伝送のように見える。端末又は受信機４９０は、２個の受信アンテナ４９１，４９２を含む。ブロードキャストコンテンツを伝送するすべての基地局が少なくとも２個の送信アンテナを含むと、２個の空間多重化されたストリームが少なくとも２個のアンテナを有する端末４９０に伝送されることができる。基地局が、図示されている２個のアンテナ及びそれぞれのストリームより多くのアンテナ及びそれぞれのストリームを含むと、受信機４９０は、すべての伝送された情報ストリームを受け入れるために２個より多くの数のアンテナ、すなわち情報ストリームごとに一つのアンテナを含むことができる。また、アンテナ４４２，４６２，４８２は、実質的に同一の情報を伝送することに留意する。基地局ごとにそれぞれのアンテナ対、例えばアンテナ４４１，４４２対内で、各アンテナは、他のアンテナに関して空間ダイバーシティを示す。同様に、アンテナ４９１，４９２は、端末４９０の受信機で空間ダイバーシティを示す。
【００２７】
図４Ｂは、端末４９０に対する受信機として使用できる代表的な受信機のブロック構成図を示す。端末受信機４９０は、アンテナ４９１，４９２に接続された復調手段４９４を含む。復調手段４９４は、基地局４０１，４０２，４０３で使用される変調方式が何でも復調する。図４Ａの実施形態で、符号化及び変調手段４２５がＱＡＭ変調を採用すると、このとき復調手段４９４はＱＡＭ信号を復調する。以下に説明される他の実施形態で、基地局がＱＰＳＫ変調を使用すると、復調手段４９４は、ＱＰＳＫ信号を復調する。以下に説明されるもう一つの実施形態で、基地局が相互に異なる変調方式の信号ストリーム、例えば一つのＱＡＭ信号のストリームと他のＱＰＳＫ信号のストリームを伝送すると、このとき復調手段４９４は、それぞれの変調方式の信号ストリームを復調する。言い換えれば、復調手段４９４は、受信されたＱＡＭ変調情報ストリームと受信されたＱＰＳＫ情報ストリームを復調する。また、端末受信機４９０は、復調手段４９４に接続されたデコーダ４９６を含む。デコーダ４９６は、基地局の符号化及び変調手段４２５によって使用される符号化方式が何でも情報ストリームを符号化するために復号する。情報ストリームを符号化するために基地局によって使用される代表的な符号化方式は、以下に詳細に説明されるように、ターボ符号化、低密度パリティ検査(Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ：ＬＤＰＣ)符号化、及びユニタリプリコーディング(ｕｎｉｔａｒｙ  ｐｒｅ‐ｃｏｄｉｎｇ)を含む。基地局によって使用される符号化の種類に基づき、端末受信機４９０のデコーダ４９６は、符号化の種類を復号するために選択される。この復号された情報コンテンツは、受信機出力４９８に提供される。
【００２８】
図５は、本発明の他の実施形態による無線通信システム５００を示す。システム５００は、上記したシステム４００と同一の構成要素を含む。図４のシステム４００と図５のシステム５００とを比較することにおいて、同一の参照番号は同一の構成要素を示す。システム５００において、図示された多重アンテナによって伝送された情報ストリームの各々は、別々に符号化され、変調される。より詳細には、システム５００は、基地局５０１，５０２，５０３を含む。例えば、基地局５０１は、提供された情報を２個の情報ストリーム５１１，５１２に分離するＤＭＵＸ５１０を含む。ＤＭＵＸ５１０は、図示のように、符号化及び変調手段５２０，５２５に各々接続される２個の出力を含む。この方式で、それぞれの情報ストリームは、それぞれの専用符号化及び変調手段に提供される。符号化及び変調手段５２０は、情報ストリーム５１１をチャンネル符号化して変調することによって、その出力として符号化及び変調された情報ストリーム５１１’を生成する。同様に、符号化及び変調手段５２５は、情報ストリーム５１２を符号化して変調することによって、その出力として符号化及び変調された情報ストリーム５１２’を生成する。基地局５０１が符号化及び変調された情報ストリーム５１１’，５１２’を各々伝送するアンテナ５３１，５３２を含む。図４Ａの基地局４０１と同様の方式で、基地局５０１の情報ストリームは個々のアンテナ５３１，５３２に適用される前にＣＰ手段、ＤＡ手段、フィルタ手段及びＲＦ増幅器(図示せず)により処理される。
【００２９】
図５に示すように、基地局  ５０２，５０３は、基地局５０１と実質的に同一のトポロジーを示す。特に、基地局５０２は、ＤＭＵＸ５４０、符号化及び変調手段５５０，５５５、アンテナ５６１，５６２、基地局５０１にそれぞれ対応するＤＭＵＸ５１０、符号化及び変調手段５２０，５２５、及びアンテナ５３１，５３２を含む。同様に、基地局５０３の構成要素は、図示のように、基地局５０１，５０２の構成要素のそれぞれに対応する。システム５００のトポロジーは、それぞれの基地局で多重情報ストリームの個別的な符号化及び変調、すなわち実施形態で２個の情報ストリームを提供する。本発明の一実施形態で、情報コンテンツは、マルチキャスト/ブロードキャスト伝送で複数の端末を対象とする。このような理由で、多重アンテナを通じて伝送された情報のために変調及び符号化を適応させることが不可能である。図示のように、固定された変調及び符号化方式が、多重アンテナからの伝送のために使用できる。しかしながら、以下で説明する図６に示すように、伝送された情報ストリームの各々は、個別的に循環冗長検査(Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ：以下、“ＣＲＣ”と称する)の保護及び符号化/変調されることができる。
【００３０】
図６は、多重情報ストリームの各々にＣＲＣ保護を適用する代表的な基地局６０１を示し、この基地局６０１は、ストリームの各々を別個に符号化して変調する。基地局６０１は、図５の基地局５０１，５０２，５０３を代替して使用されることができる。より詳細に説明すれば、代表的な基地局６０１のＤＭＵＸ６０５は、ブロードキャスト情報ストリーム６０７を受信する。本実施形態において、ＤＭＵＸ６０５は、情報ストリームを複数の情報ストリーム６１１，６１２に分割又は分離する。ＣＲＣ付着手段６１５は、ＣＲＣコードをストリーム６１１に適用する。ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６２０は、ＣＲＣ付着手段６１５に接続される。ターボ符号化/ＬＤＰＣ符号化手段６２０は、ＣＲＣ付着手段６１５を通じて情報ストリームを受信する。ターボコードは、適当な複雑性を要求しつつ、高い性能を提供する接続された誤り制御符号化方法の一つの種類である。反復原則がターボコードを復号するために使用される。ターボコードと類似した方式で、ＬＤＰＣコードは、反復復号方法を使用する。ＬＤＰＣコードは、スパース(ｓｐａｒｓｅ)ランダムパリティ検査行列を用いて構成される。変調手段６２５は、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６２０から受信される符号化された情報ストリームで無線周波数信号を変調するためにターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６２０に接続される。変調手段６２５は、変調を遂行するためにＱＰＳＫ又はＱＡＭ変調方式を使用する。変調手段６２５は、伝送のためにアンテナ６３１で提供される変調された信号を生成する。
【００３１】
ＣＲＣ付着手段６１５、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６２０、変調手段６２５、及びアンテナ６３１は、情報ストリーム６１１を処理するための単一経路を形成する。類似した方式で、ＣＲＣ付着手段６４５、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６５０、変調手段６５５、及びアンテナ６３２は、情報ストリーム６１２を処理するための単一経路を形成する。このように、アンテナ６３１，６３２は、ＯＦＤＭ信号に変調された共通のコンテンツを有するそれぞれの情報ストリームを伝送する。図６の基地局６０１が図４の基地局４０１，４０２，４０３のそれぞれを代替することを除き、図６の基地局トポロジーを用いる無線通信システムは、図４Ａのシステム４００と同一のシステムトポロジーを示す。実際に、基地局６０１は、変調手段６２５とアンテナ６３１との間でＣＰ手段４３１Ａ，Ｄ/Ａ手段４３１Ｂ、フィルタ手段４３１Ｃ、及びＲＦ手段４３１Ｄのような図４Ａに示す追加的な信号処理手段を採用できる。類似した追加的な処理手段は、変調手段６５５とアンテナ６３２との間で採用されることができる。
【００３２】
図７は、図５の基地局５０１，５０２，５０３を代替して適用されることができる基地局７０１を示す。本実施形態において、ＤＭＵＸ７０５は、情報を情報ストリーム７１１，７１２に逆多重化する。ＣＲＣ/符号化/変調手段７２１は、情報ストリーム７１１にＣＲＣコードを付着、符号化、及び変調して符号化されたストリーム７１１’を生成する。ＣＲＣ/符号化/変調手段７２１の符号化は、ターボコード又はＬＤＰＣコードのようなチャンネルエンコーダを用いて遂行される。このＣＲＣ/符号化/変調手段７２１の変調は、ＱＡＭ、ＱＰＳＫ又は他の適切な変調方式を使用して遂行できる。デジタル信号処理器(Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ)のようなＩＦＦＴ回路７３１は、符号化された情報ストリーム７１１’とＰＩＬＯＴ１を周波数ドメインから時間ドメインに変換するために、情報ストリーム７１１’とＰＩＬＯＴ１信号に逆高速フーリエ変換を遂行し、それによって、その出力として変換された符号化情報ストリーム７１１’’を生成する。ＣＰ付加回路７４１は、変換された符号化情報ストリーム７１１’’にＣＰを付着するためにＩＦＦＴ回路７３１の出力に接続され、それによってアンテナ７５１によって送信された情報ストリーム７１１’’’を生成する。実際に、Ｄ/Ａ変換器、フィルタ及びＲＦ増幅器(図示せず）は、図４Ａの手段４３１Ｂ〜４３１Ｄと類似の方式で情報ストリーム７１１’の追加的処理のためにＣＰ付加回路７４１とアンテナ７５１との間に位置できる。
【００３３】
ＣＲＣ/符号化/変調手段７２１、ＩＦＦＴ回路７３１、ＣＰ付加回路７４１、及びアンテナ７５１は、ＤＭＵＸ７０５によって提供される情報ストリーム７１１を処理するために単一経路を形成する。同様の方式で、ＣＲＣ/符号化/変調手段７２２、ＩＦＦＴ回路７３２、ＣＰ付加回路７４２、及びアンテナ７５２は、ＤＭＵＸ７０５によって提供される情報ストリーム７１２を処理するために単一経路を形成する。実際に、Ｄ/Ａ変換器、フィルタ及びＲＦ増幅器(図示せず）は、図４Ａの４３１Ｂ〜４３１Ｄ手段と類似の方式で情報ストリーム７１２’’’の追加的処理のためにＣＰ付加回路７４２とアンテナ７５２との間に位置できる。情報ストリーム７１２に対する後者の信号経路において、パイロット信号ＰＩＬＯＴ２は、パイロット信号ＰＩＬＯＴ１と直交性(ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）を有する。このように、本実施形態で、直交パイロット信号は、与えられた基地局のアンテナ７５１，７５２の各々に対して伝送される。パイロット又は基準信号であるＰＩＬＯＴ１及びＰＩＬＯＴ２は、受信機４９０に知られているシーケンスである。受信機４９０は、チャンネル推定を判定するために受信されたパイロット信号を格納された公知のパイロットシーケンスと比較する。ＰＩＬＯＴ１及びＰＩＬＯＴ２に対するチャンネル推定は、情報ストリーム７１１，７１２各々を復調して復号化するために受信機４９０によって使用される。上記に述べたように、ブロードキャストゾーンは、図７に示すように、複数の基地局と、その各々の多重アンテナを備える。ブロードキャストゾーンで複数の基地局の多重アンテナに対するパイロット信号は、図８Ａ及び図８Ｂに示す同一の時間-周波数リソースを使用することができる。
【００３４】
図８Ａ及び図８Ｂは、２個の基地局アンテナ７５１(図８Ａ)、７５２(図８Ｂ)からの伝送のために直交時間-周波数リソースにマッピングされるブロードキャスト/マルチキャストパイロットシンボルを説明する。便宜上、アンテナ７５１はアンテナ１と表し、アンテナ７５２はアンテナ２と表す。横軸は、各々０.５ｍｓのサブフレームに分けられる時間を示す。縦軸は、周波数を示す。図８Ａのシンボルマッピングにおいて、Ｂ１はパイロット信号ＰＩＬＯＴ１を表し、図８Ｂで、Ｂ２はパイロット信号ＰＩＬＯＴ２を示す。時間-周波数リソースマッピングにおいて、ブロードキャストゾーン内の複数の基地局はＰＩＬＯＴ１(Ｂ１）を伝送し、基地局のアンテナ２では如何なる信号も伝送しない。反対に、ブロードキャストゾーンの複数の基地局のアンテナ１は、図８Ａ及び図８Ｂによって比較して示したように、ＰＩＬＯＴ２(Ｂ２)が伝送される時間-周波数位置で如何なる信号も伝送しない。一実施形態において、時間-周波数リソースは、０.５ｍｓのサブフレームのように与えられた時区間に対して一連のＯＦＤＭ副搬送波周波数を構成する。２個の相互に異なるスクランブリングコード(ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ  ｃｏｄｅ)は、アンテナ１及びアンテナ２のために使用できる。このスクランブリングコードは、図７でＩＦＦＴ手段前に、ストリーム７１１’，７１２’及びＰＩＬＯＴ１及びＰＩＬＯＴ２に適用される。一般にスクランブリングコードは、受信機に予め知らされており、メモリ(図示せず)に格納されたＰＮ(Ｐｓｅｕｄｏ‐ｒａｎｄｏｍ  Ｎｕｍｂｅｒ)シーケンスである。
【００３５】
図９は、多重伝送アンテナを通じてブロードキャスト/マルチキャストストリームを伝送する基地局９０１の一実施形態を示し、ストリームは、アンテナにマッピングされる前のユニタリプリコードである。実際に、それぞれのセル内の複数の基地局９０１は、特定のブロードキャストゾーンをカバーするために使用される。本実施形態で、情報ストリーム各々は、ブロードキャスト/マルチキャスト情報伝送で使用されるすべてのアンテナから潜在的に伝送される。このユニタリプリコーディング技術は、情報ストリームが個別的に符号化及び変調され、また情報ストリームが共に符号化及び変調されるすべての場合に使用されることができる。
【００３６】
基地局９０１は、図６の基地局６０１と同様に多くの構成要素、すなわちマルチプレクサ６０５、ＣＲＣ付着手段６１５，６４５、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６２０，６５０、変調手段６２５，６５５、及びアンテナ６３１，６３２を含む。ＳＴＲＥＡＭ１は、ＣＲＣ付着手段６１５、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６２０、変調手段６２５、ユニタリプリコーディング手段９０５、及びアンテナ６３１から形成された上部の信号経路によって伝送される情報を称する。ＳＴＲＥＡＭ２は、ＣＲＣ付着手段６４５、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６５０、変調手段６５５、ユニタリプリコーディング手段９０５、及びアンテナ６３２から形成された上部の信号経路によって伝送される情報を称する。
【００３７】
ユニタリプリコーディング手段９０５は、これら情報ストリームがアンテナ６３１，６３２によって伝送される前に提供される２個の情報ストリームにユニタリプリコーディングを遂行する。基地局ごとに２個のアンテナに対して、ユニタリプリコーディング行列Ｐ１及びＰ２の例は、次の通りである。
【００３８】
【数３】
2010508694.tif 000005
【００３９】
図９に示すように、ユニタリプリコーディング手段９０５は、それぞれ変調手段６２５，６５５から変調されたシンボルＳ１及びＳ２を受信する。ユニタリプリコーディング手段９０５は、プリコーディング行列Ｐ１及びＰ２で変調されたシンボルＳ１及びＳ２をプリコーディングする。変調シンボルＳ１，Ｓ２は、ＳＴＲＥＡＭ１及びＳＴＲＥＡＭ２から与えられた時間でそれぞれ伝送されると仮定すれば、行列Ｐ１及びＰ２でプリコーディングされた後に、変調シンボルは、次のようになる。
【００４０】
【数４】
2010508694.tif 000006
【００４１】
ユニタリプリコーディング手段９０５がプリコーディング行列としてＰ１を使用する場合に、基地局９０１のアンテナ６３１，６３２は、下記のプリコーディング信号Ｔ１１，Ｔ１２を各々伝送する。
【００４２】
【数５】
2010508694.tif 000007
【００４３】
しかしながら、ユニタリプリコーディング手段９０５がプリコーディング行列としてＰ２を使用する場合には、基地局９０１のアンテナ６３１，６３２は、下記のプリコーディング信号Ｔ２１，Ｔ２２を各々伝送する。
【００４４】
【数６】
2010508694.tif 000008
【００４５】
図１０は、ブロードキャストゾーン内の基地局として使用可能な他の基地局１００１を示す。基地局１００１は、２つの変調方式を使用して、一つの変調方式は他の変調方式より高いレベルのロバスト性(ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）を示す。例えば、基地局１００１は、より高いロバスト性の変調方式としてＱＰＳＫ変調を使用し、より低いロバスト性の変調方式として１６-ＱＡＭを使用する。ロバスト性は、いくつかの通信メカニズム又は方法が他のメカニズム又は方法より高いレベルの信号品質を意味する。例えば、通常、ＱＰＳＫ方式は、ＱＡＭ方式より信号品質又はロバスト性のレベルが高いことをを示す。一部のメカニズム又は方法は、他のメカニズムより干渉の影響を受けることが少なく、それによって高いレベルのロバスト性を示す。基地局１００１のトポロジーは、同一の構成要素に対して同一の参照番号を有する図６の基地局６０１と同様である。ＣＲＣ付着手段６１５、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６２０、ＱＰＳＫ変調手段１００５、及びアンテナ６３１は、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１を処理する単一経路を形成する。ＣＲＣ付着手段６４５、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段６５０、１６-ＱＡＭ変調手段１０１５、及びアンテナ６３２は、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２を処理する単一経路を形成する。
【００４６】
上記のように、基地局１００１は、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２に対して変調手段１０１５によって使用される変調方式より高いロバスト性を有する情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１に対して変調手段１００５の変調方式を使用する。本発明の代表的な実施形態で、変調手段１００５はＱＰＳＫ変調器であり、変調手段１０１５は１６-ＱＡＭ変調器である。ＱＰＳＫ変調器１００５は、１６-ＱＡＭ変調器１０１５よりロバストなシグナリングフォーマットに情報を伝送する。ＤＭＵＸ６０５は、ブロードキャスト情報を２個の情報ストリーム、すなわちＳＴＲＥＡＭ１及びＳＴＲＥＡＭ２に分割する。ＤＭＵＸ６０５の一出力は、データレートＲbit/secを示す情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１を生成するために、直列から並列に変換される。ＤＭＵＸ６０５の残りの出力は、データレート２×Ｒbits/secを示す情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２を生成するために直列から並列に変換される。しかしながら、本実施形態において、アンテナ６３１，６３２によって伝送された変調シンボルレートは、図１０に示すように、同一のレート、すなわちＫsｙｍｂｏｌｓ／ｓｅｃを有する。変調手段１００５は、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１に対して２ｂｉｔｓ／ｓｙｍｂｏｌを有するＱＰＳＫ変調を使用し、変調手段１０１５は、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２に対して１６-ＱＡＭ変調を使用するため、アンテナら６３１，６３２によって伝送される同一の変調シンボルレートＫｓｙｍｂｏｌｓ／ｓｅｃを有する。
【００４７】
本発明の他の実施形態において、図１１は、多重送信アンテナを通じて情報伝送が可能な基地局１１０１を示し、ここで符号化手段１１２０は、符号化手段１１５０が情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２に対して使用する符号化方式より、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１に対してより高いロバスト性の符号化方式を使用する。本発明の特定実施形態で、符号化手段１１２０は１/３の符号化率を使用し、符号化手段１１５０は２/３の符号化率を使用する。符号化率は、エンコーダの入力ビットの数と出力ビットの数との間の比である。１/３の符号化率は、エンコーダの出力によってビット数が入力ビット数に３倍となることを意味する。符号化手段１１２０によって使用される符号化率１/３は、符号化手段１１５０によって使用される符号化率２/３より一層高いロバスト性あるいは信頼性がある。一つの符号化手段の符号化率が他の符号化手段の符号化率より高いロバスト性を有するように選択される限り、例として与えられた符号化率以外の符号化率が使用されることができる。
【００４８】
図１０の基地局１００１と同様な方式で、ＤＭＵＸ６０５の２つの出力で直列から並列に変換された信号は、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１に対してＲｂｉｔｓ／ｓｅｃを示し、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２に対して２×Ｒｂｉｔｓ／ｓｅｃを示す。しかしながら、符号化手段１１２０が情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１に対して符号化率１/３(Ｒ＝１/３）を用いて符号化する一方、符号化手段１１５０は情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２に対して符号化率２/３(Ｒ＝２/３）を用いて符号化するため、実際にアンテナ６３１，６３２によって伝送される変調シンボル率は、Ｋｓｙｍｂｏｌｓ／ｓｅｃと同一である。
【００４９】
図１２は、本発明のもう一つの実施形態により、ブロードキャストゾーンの基地局として使用可能な基地局１２０１を示し、ここで基地局の一つのアンテナは他のアンテナより高い電力で送信する。基地局１２０１は、図９のユニタリプリコーディング手段９０５と同様に、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１及びＳＴＲＥＡＭ２で変調されたシンボルＳ１及びＳ２をプリコーディングするユニタリプリコーディング手段１２０５を含む。しかしながら、基地局１２０１は、ＳＴＲＥＡＭ１の変調信号Ｓ１とＳＴＲＥＡＭ２の変調信号Ｓ２を各々増幅する無線周波数(ＲＦ)電力増幅器(Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ：ＰＡ)１２１５，１２２０を含む。本実施形態において、ＲＦ  ＰＡ１２１５は、ＲＦ  ＰＡ１２２０より高い電力利得を示す。このように、アンテナ６３１は、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２を伝送するアンテナ６３２より高い電力レベルで、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１を伝送する。実際に、このブロードキャストゾーンは、各セル内に１２０１のような多くの基地局をそれぞれ含む。このようなシステムにおいて、ＳＴＲＥＡＭ１を伝送する多重アンテナ６３１の各々は、ＳＴＲＥＡＭ２を伝送するアンテナ６３２の各々より高い電力の出力を示す。ＳＴＲＥＡＭ１がＳＴＲＥＡＭ２より高い電力を有する多重レベルの送信電力構成は、  ブロードキャストコンテンツを受信する受信機４９０によってＳＴＲＥＡＭ１を一層信頼性よく復号化する。情報ストリームに対するより高い送信電力は、受信機４９０のような受信機によって受信される場合に、ストリームに対するより高い信号品質に変わる。
【００５０】
図１３は、図４乃至図７及び図９乃至図１２の受信機４９０が採用されるストリーム干渉削除を示すフローチャートである。この実施形態で、図１０乃至図１２の代表的な実施形態に示したように、基地局は、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２よりロバストな変調方式及び符号化又はより高い電力を使用する情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１を伝送する。図１３のフローチャートを参照すると、端末受信機４９０は、ブロック１３０５のように、残りのストリーム又はストリームよりロバストな変調及び符号化方式又は高い電力を示す情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１を復号する。受信機４９０は、ブロック１３１０のように、受信された信号で基準パイロット信号から得られたチャンネル推定を判定する。具体的に示していないが、図４乃至図７及び図９乃至図１２に説明された送信機は、図示した受信機によって、コヒーレント(ｃｏｈｅｒｅｎｔ)復調が遂行されるようにパイロット信号を使用する。基準信号とも呼ばれるパイロット信号は、受信機に知られているシーケンスである。チャンネル推定の判定以後に、受信機４９０は、ブロック１３１５のように、受信された基準パイロット信号から獲得したチャンネル推定に基づいて情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１のための信号を再構成し、再構成されたＳＴＲＥＡＭ１を提供する。次に、受信機４９０は、ブロック１３２０のように、全体受信された信号から再構成されたＳＴＲＥＡＭ１を削除し、除去後に残りの受信されたＳＴＲＥＡＭ２が残っている。受信機４９０は、ブロック１３２５のように、受信された情報ＳＴＲＥＡＭ２を復号するために削除されて発生する信号を使用する。全体受信された信号は、ＳＴＲＥＡＭ１とＳＴＲＥＡＭ２共を含んでいるため、複合信号と呼ばれることもある。
【００５１】
図１４は、基地局１４０１に接続されたブロードキャストコンテンツサーバ１４００を示すブロック構成図である。実際に、コンテンツサーバ１４００は、基地局１４０１のように複数の基地局に接続され、それぞれの基地局はそのセル内に位置する。ブロードキャストコンテンツサーバ１４００は、その各々の出力で、コンテンツを情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１とＳＴＲＥＡＭ２に分離する。図示のように、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ１は情報の基本階層(ｂａｓｅ  ｌａｙｅｒ）を含み、情報ストリームＳＴＲＥＡＭ２は情報の拡張階層(ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｌａｙｅｒ）を含む。以下に説明されるように、基本階層及び拡張階層は、アンテナ１４４１，１４４２によって最後に伝送される前に基地局内のそれぞれの信号経路によって処理される。基地局１４０１は、情報ＳＴＲＥＡＭ１の基本階層のための信号経路を形成するＣＲＣ付着手段１４１１、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段１４２１、ＱＡＭ変調手段１４３１、及びアンテナ１４４１を含む。また、基地局１４０１は、情報ＳＴＲＥＡＭ２拡張階層のための信号経路を形成するＣＲＣ付着手段１４１２、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段１４２２、ＱＡＭ変調手段１４３２、及びアンテナ１４４２を含む。
【００５２】
基本階層及び拡張階層は、各々ビデオストリーミングアプリケーションのような同一のブロードキャストプログラムを伝送する。ＳＴＲＥＡＭ１の基本階層は、比較的低い品質のオーディオフィード(ａｕｄｉｏ  ｆｅｅｄ)及び比較的低い解像度のビデオを含む一方で、ＳＴＲＥＡＭ２の拡張階層は、比較的高い品質のオーディオフィード及び比較的高い解像度のビデオを含む。すなわち、拡張階層は、基本階層と比較すれば、一層高い解像度のオーディオ、ビデオ及び/又は他の情報を含むことができる。拡張階層は、サーバ１４０５のコンテンツを提供または処理するビデオストリーミングアプリケーションのオーディオ及びビデオ品質を向上させるために追加情報を伝送することができる。
【００５３】
基地局のブロードキャストゾーン内のすべての端末受信機４９０は、ブロードキャストコンテンツ内の基本階層を含む信号を受信した直後にこの基本階層を復号する。しかしながら、本発明の一実施形態において、所定レベルのチャンネル品質以上を現在経験する端末受信機４９０のみが拡張階層を復号することができる。受信された信号の品質に関する判定をするために、受信機４９０は、チャンネル品質インジケータ回路４９５を含む。ＳＩＮＲ回路は、受信機４９０がチャンネル品質インジケータ回路４９５として使用する受信された信号の品質を判定するための装置の一例である。拡張階層の復号によって、所定のチャンネル品質レベル以上を経験する端末、すなわち基地局に比較的近く位置する端末は、より高い品質のビデオ及びオーディオ又はその他の情報を提供する。
【００５４】
図１４に示すように、情報ＳＴＲＥＡＭ１の基本階層はＲｂｉｔｓ／ｓｅｃのデータレートを表し、情報ＳＴＲＥＡＭ２の拡張階層は２×Ｒｂｉｔｓ／ｓｅｃのデータレートを表す。したがって、基本階層のみを受信する端末受信機４９０は、Ｒbits/secのデータレートを受信できる。しかしながら、基本階層だけでなく拡張階層を成功的に復号する端末受信機４９０は、基地局または３×Ｒｂｉｔｓ／ｓｅｃより３倍高い比率でブロードキャストコンテンツを受信する。
【００５５】
一実施形態で、変調手段１４３１，１４３２は、１６-ＱＡＭ変調手段である。このように、基地局１４０１は、１６-ＱＡＭ変調方式によって基本階層及び拡張階層を共に送信する。しかしながら、本発明の一実施形態で、基地局１４０１は、基本階層に対して高いロバスト性の符号化率１/３を使用し、拡張階層に対しては比較的高いロバスト性の符号化率２/３を使用する。より詳しくは、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段１４２１は、基本階層に高いロバスト性の符号化率１/３を適用し、ターボ/ＬＤＰＣ符号化手段１４２２は、拡張階層に低いロバスト性の符号化率２/３を適用する。さらに、一実施形態で、基本階層の受信は、変調手段１４３１でＱＰＳＫのような低いロバスト性の変調方式を使用することによってより高い信頼性を有し、変調手段１４３２は、拡張階層のために低いロバスト性のＱＡＭ変調方式を使用する。基本階層の受信は、アンテナ１４４２でのＲＦ電力より高い電力をアンテナ１４４１から基本階層を伝送するために使用することによってより高い信頼性を有する。この目的のために、ＲＦ増幅器(図示せず）は、変調手段１４３１とアンテナ１４４１との間に、そして変調手段１４３２とアンテナ１４４２との間にも位置されることができる。このシナリオで、アンテナ１４４１に接続されたＲＦ増幅器は、アンテナ１４４２に接続されたＲＦ増幅器より高いＲＦ出力電力又は利得を発生する。本発明の他の実施形態において、図９の手段９０５のようなユニタリプリコーディング手段は、受信の信頼性を増加するために基本階層及び拡張階層をプリコーディング行列でプリコーディングするために、変調手段１４３１，１４３２の出力で使用されることができる。本発明のもう一つの実施形態で、基地局１４０１は、ストリーム間の干渉をランダム化(ｒａｎｄｏｍｉｚｅ)するために相互に異なるスクランブリングコードで基本階層及び拡張階層をスクランブルできる。送信機は、変調後、ＩＦＦＴ(図示せず)の入力にシンボルをマッピングする前にスクランブリング動作を遂行する。一般に、スクランブリングコードは、受信機に予め知らされているＰＮシーケンス(Ｐｓｅｕｄｏ‐ｒａｎｄｏｍ  Ｎｕｍｂｅｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅ)である。例えば、受信機は、不揮発性メモリ内に疑似-ランダムシーケンスを格納する。この送信機は、スクランブリングコード、すなわち疑似-ランダムシーケンスで伝送されたシンボルを増加させる。受信機でのデスクランブリングは、送信機によって使用されたスクランブリングシーケンスを有する受信された変調シンボルを相関させる(ｃｏｒｒｅｌａｔｉｎｇ)することで実現できる。受信の信頼性を増加するために、上述した技術の各々は、相互に組み合わせて使用されることができる。
【００５６】
図１５は、図１４の端末４９０が基地局１４０１によって送信された基本階層及び拡張階層を受信するために使用する方法を示すフローチャートである。スタートブロック１５０５で、処理フローを始める。ブロードキャストゾーン内のすべての端末４９０は、ブロック１５１０で、まず基本階層を復号する。前述したように、基地局１４０１は、拡張階層を伝送するために使用される符号化、変調又は電力と比較して高いロバスト性の符号化、高いロバスト性の変調、及び/又は高い電力、すなわち高い信頼性で基本階層を送信する。受信機４９０は、ブロック１５１５のように、チャンネル推定を遂行する。この受信機は、全体受信された信号から削除(ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ)のために復号された基本階層を再構成するためにチャンネル推定を使用する。上記したように、ブロードキャストゾーン内のブロードキャストストリームを受信するすべての端末４９０は、基本階層を復号する。基本階層が拡張階層より高い信頼性又は高いロバスト性で伝送されるため、ブロードキャストゾーン内の大部分の端末は、基本階層を受信して復号することができる一方、いくつかの端末は、拡張階層を受信及び復号することができない。基本階層は、ブロック１５２５で、チャンネル推定情報を用いて受信機によって再構成される。受信機４９０は、ブロック１５３０で、全体受信された信号から再構成された基本階層を削除して拡張階層を分離させる。その後、受信機４９０は、ブロック１５３５のように、拡張階層を復号する。また、全体受信された信号は、基本階層及び拡張階層をすべて含んでいるため、複合信号とも呼ばれる。
【００５７】
端末受信機４９０は、ブロック１５４０で、復号された拡張階層に対して循環冗長コード(Ｃｙｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ：以下、“ＣＲＣ”と称する)検査を遂行する。ＣＲＣ検査が拡張階層のインテグリティ(ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ)が格納された場合、すなわちＣＲＣ検査がＯＫであると、ブロック１５４５で、受信機４９０は、その伝送されたビデオ/オーディオ又は他の情報信号を受信するために基本階層及び拡張階層のすべてを使用することができる。基本階層及び拡張階層に関するブロードキャスト情報の受信が完了すると、処理フローはブロック１５５０で終了する。しかしながら、ＣＲＣ検査が失敗した場合に、これは拡張階層のインテグリティが格納されていないことを示し、受信機４９０は、基地局からブロードキャスト情報を受信するために以前に復号された基本階層のみを使用する。基本階層の受信が完了すると、エンドブロック１５５０で処理フローを終了する。このように、端末受信機４９０は、ビデオ映像、オーディオ及び/又は他の情報信号のブロードキャスト受信の品質を向上させ、このとき、端末が受信する信号の強さは、基本階層及び拡張階層の受信及び復号を可能にする。
【００５８】
図１６は、無線通信システムの他の実施形態、すなわちシステム１６００を示し、ここでいくつかの基地局は２個のアンテナを使用し、他の基地局は向上した受信に対して２個以上、例えば４個のアンテナを使用する。無線通信システム１６００は、図４Ａの無線通信システム４００と共通に構成要素を含む。２個のシステムを比較すると、同一の参照番号は同一の構成要素を表すために使用される。システム１６００で、ブロードキャスト/マルチキャストコンテンツサーバ４１０は、ブロードキャスト/マルチキャスト制御器４１５に情報を提供する。上記制御器４１５は、各セル内の基地局に情報４２０を提供するために基地局１６０１，１６０２，１６０３に接続される。
【００５９】
システム１６００は、同一のブロードキャストゾーン内に位置する基地局１６０１，１６０２，１６０３を含み、それぞれの基地局は、ブロードキャストゾーン内の各セルに位置する。基地局１６０１，１６０３は、各々情報を伝送するために２個のアンテナを使用する。一方、基地局１６０２は、この実施形態で情報を伝送するために４個のアンテナを使用する。より詳しくは、基地局１６０１は、変調されたシンボルＳ１及びＳ２を各々伝送するためのアンテナ１６１１，１６１２を含む反面、基地局１６０３は、変調されたシンボルＳ１及びＳ２を各々伝送するためのアンテナ１６２１，１６２２を含む。基地局１６０２は、情報を伝送するために４個のアンテナ、すなわち変調されたシンボルＳ１を伝送するためのアンテナ１６３１，１６３１’、及び変調されたシンボルＳ２を伝送するためのアンテナ１６３２，１６３２’を使用する。
【００６０】
基地局１６０１，１６０３の構成は、図５の基地局５０１，５０３の構成と同様である。基地局１６０１は、符号化及び変調手段１６１０，１６１５各々に２個の情報ストリームを提供するＤＭＵＸ１６０５を含む。符号化及び変調手段１６１０，１６１５は、２個のアンテナ１６１１，１６１２にそれぞれ変調された信号Ｓ１，Ｓ２を提供する。基地局１６０３は、符号化及び変調手段１６２０，１６２５に各々２個の情報ストリームを提供するＤＭＵＸ１６１７を含む。符号化及び変調手段１６２０，１６２５は、各々２個のアンテナ１６２１，１６２５に変調された信号Ｓ１及びＳ２を提供する。  
【００６１】
上述した本発明の他の実施形態のように、基地局１６０１，１６０３は、２個のアンテナ、すなわちアンテナに２個の空間多重化ストリームを通じて情報を伝送し、ここで、２個のアンテナは、基地局１６０１の場合にはアンテナ１６１１，１６１２であり、基地局１６０３の場合にはアンテナ１６２１，１６２２である。しかしながら、基地局１６０２は、４個のアンテナ、すなわち変調されたシンボルＳ１に対するアンテナ対１６３１，１６３１’と、変調されたシンボルＳ２に対するアンテナ対１６３１，１６３２’から２個の空間多重化ストリームを伝送するために４個のアンテナを使用する。以下に説明するように、基地局１６０２は、４個のアンテナから空間多重化された伝送を実現するためにそれぞれのアンテナ対に対するサイクリックダイバーシティ(ｃｙｃｌｉｃ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ)を使用する。
【００６２】
基地局１６０２は、ブロードキャスト/マルチキャスト制御器４１５から受信した情報コンテンツを２個の情報ストリームに分離するためにＤＭＵＸ１６３５を使用する。符号化及び変調手段１６４０は、これらストリームのうちの一つをシンボルＳ１に符号化及び変調する一方、他の符号化及び変調手段１６４５は２個のストリームのうち他の１個をシンボルＳ２に符号化及び変調する。図示のように、符号化及び変調手段１６４０の出力は、アンテナ１６３１に接続される。また、符号化及び変調手段１６４０の出力は、循環遅延(ｃｙｃｌｉｃ  ｄｅｌａｙ)手段１６５０を通じてアンテナ１６３１’に接続される。このように、シンボルＳ１を含む情報ストリームは、遅延なしに、アンテナ１６３１に提供される反面、同一の情報ストリームは、循環遅延でアンテナ１６３１’に提供される。同様に、符号化及び変調手段１６４５は、シンボルＳ２を含む情報ストリームをアンテナ１６３２に提供する同時に、同一の情報ストリームを循環遅延手段１６５５の循環遅延でアンテナ１６３２’に提供する。本発明の他の実施形態で、ランダム位相遷移は、アンテナ１６３１’，１６３２’から伝送された副搬送波に適用されることができる。このような実施形態において、周波数-ダイバーシティを循環遅延なしに獲得できる。
【００６３】
基地局１６０２は、２個の送信アンテナ対、すなわちアンテナ対１６３１，１６３１’とアンテナ対１６３２，１６３２’から循環遅延ダイバーシティを使用することによって、４個のアンテナから２個の空間多重化された情報ストリームの伝送を実現する。アンテナ対１６３１，１６３１’は、シンボルＳ１を含む情報ストリームを送信する一方、アンテナ対１６３２，１６３２’はシンボルＳ２を含む情報ストリームを送信する。シンボルＳ１を含む情報ストリームは、循環遅延手段１６５０によって提供される循環遅延でアンテナ１６３１’を通じて伝送され、シンボルＳ２を含む情報ストリームは、循環遅延手段１６５５によって提供される循環遅延でアンテナ１６３２’を通じて伝送される。システムがＯＦＤＭ方式を使用して単一周波数ネットワーク(ＳＦＮ)動作のために構成される場合に、２個のストリーム内の循環遅延は、追加的な周波数-ダイバーシティを提供する。端末受信機４９０は、遅延されたストリームの循環遅延が端末受信機４９０に多重経路伝播で示されるため、基地局からの伝送が２個の送信アンテナまたは４個の送信アンテナを用いて提供されるかを知る必要がない。
【００６４】
図１７は、無線通信システムの他の実施形態、すなわちシステム１７００を示す。このシステム１７００は、基地局１６０２の代りに使用する基地局１７０２を除き、図１６のシステム１６００と同様である。基地局１７０２は、４個のアンテナ１６３１，１６３１’，１６３２，１６３２’を通じて情報ストリームを送信する。基地局１７０２は、４個の送信アンテナから送信ダイバーシティを獲得するために空間-時間(Ｓｐａｃｅ‐Ｔｉｍｅ：ＳＴ)符号化又は空間-周波数(Ｓｐａｃｅ‐Ｆｒｅｑｕｅｎｃｅ：ＳＦ)符号化を使用する。より詳細に、基地局１７０２は、符号化及び変調手段１６４０とアンテナ対１６３１，１６３１’との間に空間-時間又は空間-周波数符号化手段１７５０を含む。ＳＴ/ＳＦ符号化手段は、上記シンボルを空間-時間又は空間-周波数符号化以後に、シンボルＳ１をアンテナ対１６３１、１６３１’に提供する。基地局１７０２は、符号化及び変調手段１６４５とアンテナ対１６３２，１６３２’との間に空間-時間又は空間-周波数符号化手段１７５５を含む。ＳＴ/ＳＦ符号化手段１７５５は、これらシンボルを空間-時間又は空間-周波数符号化をした後に、シンボルＳ２をアンテナ対１６３２，１６３２’に提供する。
【００６５】
図１７の基地局１７０２が使用する送信ダイバーシティの一例は、図１８に示すようなＡｌａｍｏｕｔｉ２×１空間-時間(ＳＴ)ダイバーシティ方式を採用する。より詳細に説明すれば、図１８は、アンテナ１６３１，１６３１’に接続された空間-時間(ＳＴ)符号化手段１７５０を含み、基地局１７０２のＳＴ符号化部分を示す。点線の左側部の構成要素は、基地局１７０２、すなわち送信機を表し、点線の右側部の構成要素は端末受信機１８０５を示す。この場合に、あるシンボル周期で、２個のデータシンボルが、各々２個の送信アンテナ１６３１，１６３１’から同時に伝送される。例えば、図１８に示すように、第１のシンボル周期又は区間で、２個のデータシンボル、すなわちｓ(１)、ｓ(２)は、２個の送信アンテナ１６３１，１６３１’から同時に伝送される。図１７で、Ｓ１及びＳ２は、２個のデータストリームを表すことに注意する。更に図１８を参照すれば、ｓ(１)及びｓ(２）は、同一のデータストリームから２個の連続シンボルである。データストリームｓ１は、２個の連続シンボルとしてシンボルｓｌ(１)及びｓｌ(２)をさらに含むことができる。第１のシンボル周期以後に次のシンボル周期中に、アンテナ１６３１，１６３１’は、それぞれシンボル-ｓ＊(２)及びｓ＊(１）を送信し、ここでｓ＊はｓの複素共役(ｃｏｍｐｌｅｘ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅ)を表す。処理手段１８１０，１８１５によって表示されたように、上記受信機でいくつかの処理をすることで、受信機は、元のシンボルｓ(１)及びｓ(２)を復元できる。受信機１８０５は、加算器１８２５の一側の入力に接続するアンテナ１８２０を含む。ｎ(１)信号又はｎ(２)信号のうちの一つが、加算器１８２５の他側の入力に提供され、ここで、ｎ(１)及びｎ(２）は、付加白色ガウス雑音(Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ：ＡＷＧＮ)サンプルである。加算器１８２５は、アンテナ１８２０から受信される信号にｎ(１)及びｎ(２)雑音サンプルを加算する。送信アンテナ１６３１と受信アンテナ１８２０との間及び送信アンテナ１６３１’と受信アンテナ１８２０との間の信号経路の各々は、時間に従って変化するチャンネル利得を示す。受信機１８０５は、アンテナ１６３１，１６３１’からの信号経路に対する瞬間的なチャンネル利得推定値ｇ１，ｇ２を準備するために、図示していないデジタル信号処理器(ＤＳＰ)を使用することができる。このシステムは、受信機でのチャンネル利得推定のためにアンテナ両方に別個のパイロット信号を提供する。Ａｌａｍｏｕｔｉ符号化によって実現されるダイバーシティ利得は、ＭＲＣ(Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｒａｔｉｏ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ)によって実現されたダイバーシティ利得と同一である。さらに、２×１  Ａｌａｍｏｕｔｉ方式は、空間-周波数符号化形態で実施されることができる。この場合に、２個のシンボルは、２個の異なる周波数、例えばＯＦＤＭシステムで相互に異なる副搬送波に伝送される。実際に、加算器１８２５及び処理手段１８１０、１８１５は、通常のＤＳＰ集積回路又はＡＳＩＣに結合されることができる。図１８の目的のために、ｒ１及びｒ２は、次のように定義される。
ｒ１＝ｇ１ｓ１＋ｇ２ｓ２＋ｎ１、ｒ２＝-ｇ１ｓ２＊-ｇ２ｓ１＊＋ｎ２  図１８に示すように、“ｖ”は、処理手段１８１０での数式によって定義される。処理手段１８１５は、シンボル決定変数ｓ(１)及びｓ(２)を計算する。
【００６６】
図１９は、無線通信システムの他の実施形態、すなわちシステム１９００を示す。システム１９００は、ブロードキャストゾーンを共に形成する各セルに位置する基地局１９０１，１９０２，１９０３を含む。基地局１９０１は、ブロードキャスト/マルチキャスト制御器４１５から受信した情報をチャンネル符号化して変調する符号化及び変調手段１９０５を含む。符号化及び変調手段１９０５は、その出力で符号化され変調された情報ストリームを提供する。上記した符号化及び変調方法は、符号化され変調された情報ストリームを生成するために符号化及び変調手段１９０５で使用されることができる。Ｄ-ＢＬＡＳＴ(Ｄｉａｇｏｎａｌ‐ＢＬＡＳＴ)符号化手段１９１０は、符号化及び変調手段１９０５の出力に接続される。この符号化手段１９１０は、符号化された変調情報ストリームを符号化及び変調手段１９０５から対角線にＢＬＡＳＴ(又はＤ-ＢＬＡＳＴ)符号化される２個のストリームＳ１及びＳ２に分離し、ここでＤ-ＢＬＡＳＴは、Ｄｉａｇｏｎａｌ  Ｂｅｌｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｓｐａｃｅ‐Ｔｉｍｅ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ符号化を示す。このＤ-ＢＬＡＳＴで、複数の符号語は、それぞれの符号語が多重送信アンテナをスパン(ｓｐａｎ)するように交互的にするが、相互に異なる送信アンテナによって同時に伝送されたシンボルは異なる符号語に属する。したがって、Ｄ-ＢＬＡＳＴのシンボル符号化は、より良い性能を獲得するためにアンテナにわたって遂行される。アンテナ１９１１，１９１２は、各々Ｓ１及びＳ２シンボルストリームを伝送する。基地局１９０２，１９０３は、基地局１９０１と実質的に同一のトポロジーを示す。基地局１９０２，１９０３で、符号化及び変調手段１９２５，１９４５は、基地局１９０１の符号化及び変調手段１９０５に対応する。Ｄ-ＢＬＡＳＴ符号化手段１９３０，１９５０は、基地局１９０１のＤ-ＢＬＡＳＴ符号化手段１９１０に対応する。基地局１９０１，１９０２，１９０３は、各々対応するアンテナ１９１１，１９３１，１９５１を通じてＳ１情報ストリームを伝送する。同様に、基地局１９０１，１９０２，１９０３は、各々対応するアンテナ１９１２，１９３２，１９５２を通じてＳ２情報ストリームを伝送する。本発明の一実施形態で、受信機４９０は、第１の符号語Ｓ１を受信し、このとき受信された信号から第１の符号語Ｓ１を除去する。その後、受信機は、第２の符号語Ｓ２を復号する。
【００６７】
本発明による無線通信システムでは、情報ソースがブロードキャストゾーンのそれぞれのセルに位置する複数の中継基地局を通じて端末と通信する。本発明の一実施形態で、それぞれの基地局は、ブロードキャストゾーン内に位置する端末によって受信される複数の情報ストリームを送信する。複数の基地局から複数の情報ストリームを受信することによって、端末は受信を向上させることができる。本発明の一実施形態で、基地局は、異なるレベルのロバスト性を有する複数の情報ストリームを伝送する。例えば、特定の伝送された情報ストリームのロバスト性は、伝送された情報ストリームの特定の符号化及び変調方式及び特定の電力レベルによって決定されることができる。
【００６８】
本発明の他の実施形態で、情報ソースは、ブロードキャストゾーン内の複数の基地局に基本階層情報ストリーム及び拡張階層情報ストリームを伝送する。基本階層情報ストリーム及び拡張階層情報ストリームは、各々同一の情報コンテンツを含むことができる。しかしながら、拡張階層情報ストリームは、基本階層情報ストリームより情報コンテンツの一層高い解像度バージョンを含むことができる。それぞれの基地局は、基本階層情報ストリーム及び拡張階層情報ストリームを伝送する。ブロードキャストゾーン内の端末が基本階層情報ストリームを受信して拡張階層情報ストリームを信頼性よく受信すると、端末は、情報ソースから元の情報コンテンツを再構成するために拡張階層情報ストリーム及び基本階層情報ストリームすべてを使用することができる。しかしながら、端末が拡張階層情報ストリームを信頼性よく受信していないと、端末は、受信された基本階層情報ストリームから元の情報コンテンツを再構成する。
【００６９】
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲を外れない限り、様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【００７０】
４９０・・・受信機
４００・・・無線通信システム
４１０・・・ブロードキャスト/マルチキャストコンテンツサーバ
４１５・・・ブロードキャスト/マルチキャスト制御器
４２５，４４５，４６５・・・符号化及び変調手段
４３０，４５０，４７０・・・ＤＭＵＸ
４３１Ａ，４３２Ａ・・・ＣＰ手段
４３１Ｂ，４３２Ｂ・・・デジタル/アナログ変換器
４３１Ｃ，４３２Ｃ・・・フィルタ
４３１Ｄ，４３２Ｄ・・・ＲＦ増幅手段
４４１，４４２，４６１，４６２，４８１，４８２・・・アンテナ
４９１，４９２・・・受信アンテナ
【図１】
2010508694.tif 000009
【図２】
2010508694.tif 000010
【図３】
2010508694.tif 000011
【図４Ａ】
2010508694.tif 000012
【図４Ｂ】
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【図５】
2010508694.tif 000014
【図６】
2010508694.tif 000015
【図７】
2010508694.tif 000016
【図８Ａ】
2010508694.tif 000017
【図８Ｂ】
2010508694.tif 000018
【図９】
2010508694.tif 000019
【図１０】
2010508694.tif 000020
【図１１】
2010508694.tif 000021
【図１２】
2010508694.tif 000022
【図１３】
2010508694.tif 000023
【図１４】
2010508694.tif 000024
【図１５】
2010508694.tif 000025
【図１６】
2010508694.tif 000026
【図１７】
2010508694.tif 000027
【図１８】
2010508694.tif 000028
【図１９】
2010508694.tif 000029
【国際調査報告】
2010508694.tif 000030
2010508694.tif 000031