(57)【要約】  本明細書では、複数の非同一位置アンテナからの無線送信の方法及び装置を開示する。一実施形態では、無線通信システムは、ＯＦＤＭ送信を使用して１つ又は複数の受信器に情報担持信号を無線送信するために複数の基地局にまたがって散在するアンテナ要素の集合を制御するコントローラを含み、制御ユニットは、異なる基地局に配置されたアンテナ要素から無線通信システム内の受信器に少なくとも１つの信号を送信するためにアンテナ要素の集合から非同一位置アンテナ要素を選択するように動作可能なアンテナ選択制御を含み、さらに、ＯＦＤＭ送信は、送信された信号の到着の間の受信における最大の可能な相対遅延に対処するのに十分に長い循環プレフィックスを使用する。【選択図】  図１
2010529781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ送信を使用して１つ又は複数の受信器に情報担持信号を無線送信するために複数の非同一位置の基地局にまたがって散在するアンテナ要素の集合を制御するコントローラであって、制御ユニットが、異なる基地局に配置されたアンテナ要素から前記無線通信システム内の受信器に少なくとも１つの信号を送信するためにアンテナ要素の前記集合から非同一位置アンテナ要素を選択するように動作可能なアンテナ選択制御を含み、さらに、前記ＯＦＤＭ送信が、前記異なる基地局に配置された前記アンテナ要素からの送信の間の受信における最大の可能な相対遅延に対処するのに十分に長い循環プレフィックスの使用を伴って行われる、コントローラ
を備える無線通信システム。
【請求項２】
ＯＦＤＭ送信を使用して１つ又は複数の受信器に情報担持信号を無線送信するために複数の非同一位置の基地局にまたがって散在するアンテナ要素の集合を有する無線通信システム内の受信器への無線送信に関してチャネル条件情報を受信するステップと、
異なる基地局に配置されたアンテナ要素から前記無線通信システム内の受信器に少なくとも１つの信号を送信するためにアンテナ要素の前記集合から非同一位置アンテナ要素を選択するステップと、
前記異なる基地局に配置された前記アンテナ要素からの送信の間の受信における最大の可能な相対遅延に対処するのに十分に長い循環プレフィックスを前記ＯＦＤＭ送信において使用するステップと、
信号要素を１つ又は複数の基地局の送信アンテナに一致させるステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
[0001]本願は、２００７年６月６日に出願した対応する米国特許仮出願第６０／９４２３５０号明細書、名称「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｈｉｇｈ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｎｏｎ−Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ  ｏｖｅｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」に対する優先権を主張し、これを参照によって組み込むものである。
【関連出願】
【０００２】
[0002]本願は、両方が本願の会社譲受人に譲渡された、２００８年５月１５日に出願した同時係属の米国特許出願第１２／１２１６３４号明細書、名称「Ａｄａｐｔｉｖｅ  ＭａｘＬｏｇＭＡＰ−Ｔｙｐｅ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」及び２００８年５月１５日に出願した米国特許出願第１２／１２１６４９号明細書、名称「Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｍ−Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」に関連する。
【技術分野】
【０００３】
[0003]本発明は、無線通信の分野に関し、より具体的には、本発明は、非同一位置基地局から受信器への信号の無線通信に関する。
【背景技術】
【０００４】
[0004]将来の無線システムは、所与の伝送帯域幅内で達成可能なデータレートを高めるために、無線周波数スペクトルのより有効な利用を必要とする。これは、信号処理と組み合わされた複数の送信アンテナ及び受信アンテナを使用することによって達成することができる。複数の最近開発された技法及び新生の標準規格は、無線システムの有効データレートを損なわずに無線媒体を介するデータ通信の信頼性を改善するために、基地局で複数のアンテナを使用することに基づく。いわゆる時空間ブロック符号（ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｂｌｏｃｋ−ｃｏｄｅ、ＳＴＢＣ）が、この目的に使用される。
【０００５】
[0005]具体的に言うと、無線通信における最近の進歩は、時間及び送信アンテナにまたがってシンボルを一緒に符号化することによって、信頼性（ダイバーシティ）利益並びに基地局から各セルラユーザへの帯域幅の１単位あたりの有効データレートの増加を得ることができることを実証した。これらの多重化（スループット）利得及びダイバーシティ利益は、基地局で使用される時空間符号化技法に依存する。多重化利得及びダイバーシティ利益は、システム内の送信アンテナの個数及び受信アンテナの個数によって規定される多重化−ダイバーシティトレードオフ曲線によって基本的に制限されるという意味で、展開されているシステム内の送信アンテナ及び受信アンテナの個数にも本質的に依存する。
【０００６】
[0006]多数の新生及び将来の無線ネットワークでは、任意の特定のセルユーザのデータを、複数の基地局から使用可能にすることができる。複数の基地局からのジョイントシグナリングは、伝送の範囲／カバレッジをたやすく拡張することができる。さらに、特定のユーザのデータを有する基地局のそれぞれを仮想アンテナアレイの要素（又は、複数の送信アンテナが各基地局に存在する場合には要素のグループ）と見なすことから、所望のユーザにダイバーシティ利益を提供するためにこれらの基地局にまたがって協力的信号符号化方式を使用することが提案される。しかし、符号化された信号は、空間的に散在する基地局によって送信されるので、お互いに関する別個の相対遅延を伴ってすなわち非同期で受信器に到着する。これらの相対遅延は、原理的には受信器で推定され得るが、受信器から送信する基地局への相対遅延情報フィードバックがなければ、送信する基地局では未知である（したがって、それについて調整することができない）。
【０００７】
[0007]ＳＴＢＣの大きい集団が、セルラシステムの順方向リンクで複数送信アンテナを活用することによってダイバーシティ及び／又は多重化利益を提供する手段として、近年に提案されてきた。重要なのは、ＳＴＢＣ方式の実際のシンボルレートＲであり、これは、ｋ／ｔ（すなわち、ｔに対するｋの比率）と等しい。フルレートＳＴＢＣとは、そのレートＲが１シンボル毎チャネル使用と等しいＳＴＢＣである。ＳＴＢＣのもう１つの重要な属性が、その復号の複雑さである。任意のＳＴＢＣの最適復号器の復号複雑さは、一緒に符号化されるシンボルの個数ｋにおいて指数関数的であるが、はるかにより低い複雑さを有する設計が存在する。直交時空間符号（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｃｏｄｅ、ＯＳＴＢＣ）と称する、設計の１つのそのような魅力的なクラスは、フルダイバーシティを提供できるが、その最適復号は、（線形処理とその後の）シンボルごとの復号に切り離される。フルレートＯＳＴＢＣは、２送信アンテナシステムについてのみ存在する。３つ以上のアンテナについて、レートは、３／４シンボル／毎チャネル使用を超えることができない。このレートは、Ｎ＝３及びＮ＝４アンテナについて達成可能である。その結果、強要される直交性制約は、単純な復号構造をもたらすが、そのような方式によって提供できる多重化利得（したがって、スペクトル効率及びスループット）に制約を課す。
【０００８】
[0008]複数の基地局から共通のオーディオ／ビデオ情報をブロードキャストするために展開された複数のシステムが、単一周波数ネットワーク概念の下で符号化ＯＦＤＭ伝送を活用している。これらのシステムは、ブロードキャストする基地局のそれぞれからの共通の符号化ＯＦＤＭベースの伝送を使用する。ＯＦＤＭベースの伝送は、複数の信号の非同期受信を可能にし、高められたカバレッジをもたらす。しかし、すべての基地局が情報担持信号の同一の符号化された版を送信するので、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）システムは、一般に、完全なコーディング利得と共に完全な送信基地局ダイバーシティを提供はしない（このダイバーシティのある形は、調整されていないので制限されてはいるが、マルチパスダイバーシティの形で使用可能である）。より重要なことに、これらは、単一の共通の符号化ストリームだけがすべてのアンテナを介して送信されるので、超高データレートを提供するのに適さない。
【０００９】
[0009]本明細書で提示される方式に対する代替案を提示する方式のクラスが、リー（Ｉ．Ｌｅｅ）、チャン（Ａ．Ｍ．Ｃｈａｎ）、及びサンドバーグ（Ｃ．−Ｅ．Ｗ．Ｓｕｎｄｂｅｒｇ）、「Ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｂｉｔ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  ｃｏｄｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、８２０〜８２５頁、２００４年３月並びにリー（Ｉ．Ｌｅｅ）及びサンドバーグ（Ｃ．−Ｅ．Ｗ．Ｓｕｎｄｂｅｒｇ）、「Ｃｏｄｅ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｂｉｔ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  ｃｏｄｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＩＣＣ  ’０４）、７２２〜７２６頁、２００４年６月に、同一位置の場合について提示されている。これらの方式は、ＯＦＤＭを用いる時空間ビットインターリーブド符号化変調システムであり、空間（送信アンテナ及び受信アンテナ）ダイバーシティ、周波数ダイバーシティを提供することができる。さらに、外側符号のレートを変更することによって、これらのシステムは、データレートと提供される空間ダイバーシティの度合とをトレードオフすることができる。２進畳み込み符号をレート互換パンクチャード畳み込み符号（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ  ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｅ）に変更することによって、柔軟なＵＥＰシステムを達成することができる。これらのシステムについて、すべての送信アンテナが、１つの同一の基地局に一緒に配置されると仮定する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
[0010]本明細書では、複数の非同一位置アンテナからの無線送信の方法及び装置を開示する。一実施形態では、無線通信システムは、ＯＦＤＭ送信を使用して１つ又は複数の受信器に情報担持信号を無線送信するために複数の非同一位置の基地局にまたがって散在するアンテナ要素の集合を制御するコントローラを含み、コントローラは、異なる基地局に配置されたアンテナ要素から無線通信システム内の受信器に少なくとも１つの信号を送信するためにアンテナ要素の集合から非同一位置アンテナ要素を選択するように動作可能なアンテナ選択制御を含む。ＯＦＤＭ送信は、異なる基地局に配置されたアンテナ要素からの送信の間の受信における最大の可能な相対遅延に対処するのに十分に長い循環プレフィックスの使用を伴って行われる。
【００１１】
[0011]本発明は、下で与えられる詳細な説明及び本発明のさまざまな実施形態の添付図面からより十分に理解されるが、下の説明及び添付図面は、本発明を特定の実施形態に限定するものと解釈されてはならず、説明及び理解のみのためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】無線通信システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】広帯域周波数選択性チャネルのＯＦＤＭ変調を伴うビットインターリーブド符号化変調（ＢＩＣＭ）を用いる時空間符号化のための送信器の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】ＯＦＤＭシステムの時空間符号用の反復復号器を有する受信器の一実施形態を示すブロック図である。
【図４】異なるＯＦＤＭトーン／サブチャネルのＭＩＭＯジョイントデマッパ（ｊｏｉｎｔ  ｄｅｍａｐｐｅｒ）ユニットを有するＭＩＭＯデマッパ３０５の一実施形態を示すブロック図である。
【図５】いわゆるセットパーティション（ｓｅｔ  ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）タイプマッパの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[0012]本発明の実施形態は、全般的には、信号設計に、並びに、複数の送信アンテナ及び潜在的に複数の受信アンテナを有する無線システムを介する情報の送信／受信の管理に関する。一実施形態では、無線通信システム内のモバイルは、複数の基地局にまたがって分散された複数の送信アンテナ（すなわち、これらは同一位置には配置されない）を介して送信された信号を（１つ又は複数のアンテナの使用によって）受信する。
【００１４】
[0013]開示される技法では、「アクティブ」基地局のそれぞれは、仮想アンテナアレイ内の要素として働き、標準時空間符号化技法が、各アクティブ基地局を送信アンテナとして扱うことによって、これらのセッティングでダイバーシティ利得及び／又は多重化利得（スループットにおける増加の要因）を実現するために活用される。しかし、データが単一基地局で使用可能であり、データを空間及び時間にまたがって調整された形で符号化して信頼できる伝送を実現できる複数送信アンテナを有する単一基地局を伴うセッティングとは異なって、一実施形態では、各アクティブ基地局は、そのデータを独立に符号化する。これは、本明細書で説明される技法を使用するための要件ではない。一実施形態では、コントローラは、符号化パラメータ（外側符号のレート、擬似ランダムインターリーバ内の初期化シード、コンステレーションサイズ、マッパルックアップテーブル、並びに、おそらくは、変化し得る場合にＦＦＴサイズ及び循環プレフィックスサイズ）と一緒に、情報担持ストリームを各基地局に通信する。次に、アンテナ選択プロセスが完了した後に、コントローラは、数の対の集合を各基地局に送信する。各そのような対は、（ｘ，ｙ）の形であり、これは、第ｘアンテナのために作られたストリームが、所与の基地局でインデックスｙを有する物理アンテナを介して送信されなければならないことを暗示する。もう１つの実施形態では、中央コントローラは、（第ｘストリーム、物理アンテナインデックスｙ）の形の対を各基地局に通信する。このケースの第ｘストリームは、マッパモジュールの入力ストリーム又は出力ストリームとすることができる（入力である場合には、コントローラは、基地局が関連する出力ストリームを生成できるようになるために使用可能なマッパルックアップテーブルを有することを確認しなければならない）。これの１つの重要な結果は、一般に、空間的に散在する基地局から受信器に送信される信号が信号が同期式に送信される場合であっても、それらが受信器に非同期に到着し得るという事実に主に起因して、異なる基地局から受信器への送信の間の正確な時間同期の欠如があり得ることである。
【００１５】
[0014]本発明の実施形態は、送信基地局ダイバーシティ、伝送帯域幅内で使用可能な周波数ダイバーシティ、複数受信アンテナが使用される場合の受信アンテナダイバーシティ、及び拡張されたカバレッジを提供する形で、たとえば各送信する基地局から受信器への複数の独立にフェージングするパスを介する情報担持信号のインテリジェント広帯域伝送を活用するシステムの受信器と無線通信する送信器を含む。外側符号のレートを変更することによって、制限されたスペースドダイバーシティ（ｓｐａｃｅｄ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、より低いデータレートでのフル空間ダイバーシティ、並びにレートが空間ダイバーシティとトレードオフされる中間の複数の点と共に、高いデータレートを入手することができる。また、本明細書で説明する技法は、別個の基地局に配置された別個のアンテナから到着する信号受信の間の最長の可能な相対遅延に対処するのに十分に長い循環プレフィックスを使用することによって、非同期受信問題にうまく対処することができる。循環プレフィックスの選択、セッティング、及び使用は、当技術分野で周知である。十分に長いプレフィックスが選択された後に、ＯＦＤＭの使用は、信号のマルチパススプレッド及び非同期受信に対処する。
【００１６】
[0015]本発明の実施形態は、同一位置の基地局を有するシステムと非同一位置の基地局を有するシステムとの両方の時空間符号化方式に適用可能である。開示される技法を使用する実施形態は、単一周波数ネットワークのＯＦＤＭベースの利益を提供すると同時に、周波数ダイバーシティを可能にし、ビットインターリーブド符号化変調と一緒に別個の基地局からの別個の調整された送信を使用することによってレート増加及び／又は送信基地局ダイバーシティを提供するものと見なすことができる。
【００１７】
[0016]本発明の実施形態は、反復復号（ＩＤ）を伴うビットインターリーブド符号化変調（ＢＩＣＭ）を使用するすべてのＭＩＭＯ／ＯＦＤＭベースのシステムに特によく適用される。低レート外側２進符号（ｏｕｔｅｒ  ｂｉｎａｒｙ  ｃｏｄｅ）について、これらのシステムは、フルダイバーシティを有する。高レート符号について、高データレートを達成することができるが、空間ダイバーシティの度合における低下がある。一実施形態では、広帯域伝送が、外側２進畳み込み符号と共に使用され、この外側２進畳み込み符号は、ビットインターリーブド符号化変調に基づく。外側符号のレートは、システム内の空間ダイバーシティの度合を間接的に決定する。これは、システムのデータレートを決定する際の重要な要因でもある。提案される方法は、媒体信号のオプションの柔軟な不均一エラー保護の備えもする。
【００１８】
[0017]次の説明では、本発明のより完全な説明を提供するために、多数の詳細を示す。しかし、本発明をこれらの特定の詳細なしで実践できることが、当業者には明白であろう。他の場合には、本発明を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造及びデバイスを、詳細にではなくブロック図形式で示す。
【００１９】
[0018]次の詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する動作のアルゴリズム及び記号表現に関して提示される。これらのアルゴリズム記述及び表現は、当業者が彼らの成果の実質を他の当業者に最も効果的に伝えるために当業者によって使用される手段である。アルゴリズムは、本明細書では、及び一般に、所望の結果につながるステップの自己完結的シーケンスと考えられる。ステップは、物理的量の物理的操作を必要とするステップである。通常、必ずではないが、これらの量は、格納され、転送され、組み合わされ、比較され、他の形で操作され得る、電気信号又は磁気信号の形をとる。時々、主に一般的使用のために、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数、又は類似物として参照することが便利であることがわかっている。
【００２０】
[0019]しかし、これら及び類似する項目のすべてが、適当な物理適量に関連付けられなければならず、これらの量に適用される単に便利なラベルであることに留意されたい。次の議論から明白として他の形で特に述べられない限り、本説明全体を通じて、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「判定」、「表示」、又は類似物などの用語を利用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理的（電子的）量として表されるデータを操作し、コンピュータシステムメモリ若しくはレジスタ、又は他のそのような情報記憶デバイス、情報伝送デバイス、若しくは情報表示デバイス内の物理的量として同様に表される他のデータに変換する、コンピュータシステム若しくは類似する電子コンピューティングデバイスのアクション及びプロセスを指すことを了解されたい。
【００２１】
[0020]本発明は、本明細書の動作を実行する装置にも関する。この装置は、要求される目的のために特に構成されてもよく、或いは、コンピュータに格納されるコンピュータプログラムによって選択的にアクティブ化又は再構成される汎用コンピュータを含むことができる。そのようなコンピュータプログラムは、フロッピディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、及び光磁気ディスクを含む任意のタイプのディスク、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カード若しくは光カード、又は電子命令の格納に適するすべてのタイプの媒体などであるがこれらに限定はされない、それぞれがコンピュータシステムバスに結合されるコンピュータ可読記憶媒体内に格納され得る。
【００２２】
[0021]本明細書で提示されるアルゴリズム及び表示は、特定のコンピュータ又は他の装置に本質的には関連しない。さまざまな汎用システムを、本明細書の教示によるプログラムと共に使用することができ、或いは、必要な方法ステップを実行するためにより特殊化された装置を構成することが便利であるとわかる場合がある。さまざまなこれらのシステムの必要な構造は、下の説明から明白になる。さらに、本発明は、特定のプログラミング言語に関して説明されるのではない。さまざまなプログラミング言語を使用して、本明細書に記載の発明の教示を実施できることを了解されたい。
【００２３】
[0022]機械可読媒体は、機械（たとえば、コンピュータ）によって読取り可能な形で情報を格納し又は伝送するすべての機構を含む。たとえば、機械可読媒体は、読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響、又は他の形の伝搬される信号（たとえば、搬送波、赤外線信号、ディジタル信号など）などを含む。
【００２４】
概要
[0023]時空間符号化技法のクラス及び関連するトランシーバを、基地局の集合から１つ又は複数の受信器への広帯域無線チャネルを介する共通情報の信頼できる高レート伝送を可能にすることについて説明する。カバレッジを延長し、データレート増加及び／又は追加のダイバーシティを日和見主義的に提供するために、信号は、複数の基地局にまたがって分散された複数の送信アンテナを介して送信される。一実施形態では、トランシーバは、送信を完全に同期化する必要なしに、各基地局の各アンテナから別個の符号化を送信することによって、共通情報信号の信頼できる伝送を達成する。これは、別個の基地局の別個のアンテナから発するパスの最長の可能な相対遅延に対処できる、システム内の十分に長い循環プレフィックスを活用することによって達成される。開示される方法は、周波数ダイバーシティ並びにフル「送信基地局」からのどこにおいても及び受信アンテナ空間ダイバーシティを、空間ダイバーシティを有しないが非常に高いデータレートを有する方式に提供する方式をもたらす。
【００２５】
[0024]本発明の一実施形態は、伝送帯域幅内で使用可能な周波数ダイバーシティ、複数の受信アンテナが使用される場合の受信アンテナダイバーシティ、拡張されたカバレッジ、及び高データレートを提供する形で、各送信する基地局から受信器への複数の独立にフェージングするパスを介する情報担持信号のインテリジェント広帯域伝送を活用する。一実施形態では、無線通信システム内の基地局とモバイル受信器との間の通信は、たとえばレート互換畳み込み符号などの２進符号からなる外側符号を、ビットインターリーバ、マッパ、及びモデムと一緒に使用する伝送技法を使用して行われ、ビットインターリーブド符号化変調をもたらす。
【００２６】
[0025]無線通信システム  送信器を有する第１デバイス（たとえば、基地局）と、ＯＦＤＭ及びビットインターリーブド符号化変調を使用して無線送信された送信器からの情報担持信号を受信するための受信器を有する第２デバイス（たとえば、モバイル端末）と  を説明する。一実施形態では、本明細書で説明される通信システムは、マルチキャリアＯＦＤＭ変調と組み合わされるビットインターリーブド符号化変調を用いる時空間符号化を適用する送信器と、インターリーブデマッピング及び復号を用いるＯＦＤＭ復調を適用する受信器とを含む符号化変調システムである。本明細書で説明されるシステムは、Ｎｔ個の送信アンテナ及びＮｒ個の受信アンテナを有する。Ｎｒ個の受信アンテナのそれぞれは、Ｎｔ個の送信アンテナから送信された信号のチャネル歪み版の合計である信号を受信する。本発明によるそのような符号化変調システムを、無線ローカルエリア／広域ネットワーク（ＬＡＮ／ＷＡＮ）応用例で有利に使用することができる。
【００２７】
[0026]例示的実施形態を、ビットインターリーブド符号化変調を用いる時空間符号化に関して説明するが、時空間符号化に関する他のタイプの符号化変調を使用することができる。さらに、例示的実施形態を、ＱＡＭを使用するシンボルへのビットインターリーブド符号化データのマッピングについて説明するが、たとえば位相偏移キーイング（ＰＳＫ）などであるがこれには限定されない他の変調方式を使用することができる。
【００２８】
[0027]一般に、受信器は、チャネル応答行列Ｈｋの要素の値を推定する回路網を含み、そのような推定値は、送信器によって受信器に送信される周期的テスト（パイロット）信号を使用して生成することができる。チャネルインパルス応答のそのような先験的情報を、シミュレーションを介して生成することもできる。行列Ｈｋは、第ｋ  ＯＦＤＭトーンでのチャネル応答を示し、次元Ｎｒ×Ｎｔの行列である。言い換えると、周期的テスト信号は、チャネル（条件）情報を入手するのに使用される。
【００２９】
[0028]一実施形態では、無線通信システムでの信号の伝送は、コントローラによって制御される。コントローラは、用いられる基地局／送信アンテナ並びにチャネル識別アルゴリズムへ及びこれらからの情報フロー（信号）を管理する。コントローラを、下でより詳細に説明する。
【００３０】
[0029]一実施形態では、受信器は、ジョイントモデムデマッパユニット、デインターリーバ、及び外側畳み込み符号用の最大事後（ＭＡＰ）確率復号器からなる。一実施形態では、反復符号が、ＳＩＳＯ  １（ソフトインソフトアウト（ｓｏｆｔ  ｉｎ，ｓｏｆｔ  ｏｕｔ））としてデマッパ（図３及び４に示された復号器内の）と共に使用される。一実施形態では、デマッパＳＩＳＯ  １は、参照によって組み込まれている、２００６年１１月２８日出願のパパドポラス（Ｐａｐａｄｏｐｏｕｌｏｓ）及びサンドバーグ（Ｓｕｎｄｂｅｒｇ）による米国特許仮出願第６０／８６１５３９号明細書、名称「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｎｏｎ−Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ  ｏｖｅｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」に記載のデマッパである。一実施形態では、外側畳み込み符号（又はＵＥＰの場合にはＲＣＰＣ符号）用のＳＩＳＯ  ２復号器は、ＭＡＰ（ＢＣＪＲ）復号器又はｍａｘｌｏｇ  ＭＡＰ復号器である。したがって、一実施形態では、内側ＭＡＰ復号器としてジョイントデマッパを使用する反復復号が行われる。外側符号及びインターリーバを用いると、インターリービング及び符号化が周波数領域並びに時間領域でも行われるので、周波数選択性チャネル上で通信する時に、ある周波数ダイバーシティが得られることに留意されたい。受信器は、これらの周波数にまたがって動作する。外側２進符号は、ＬＤＰＣ符号又はターボ符号とすることもできる。
【００３１】
[0030]一実施形態では、（硬出力）ビタビアルゴリズムに基づく非反復受信器は、その受信器内で使用される複雑さを減らされたオプションに対応する。一実施形態では、受信器は、ビタビ復号器（ＭＡＰ復号器の代わりの、反復復号なしの）が続くデマッパを有する準最適受信器である。この受信器は、反復復号（ＩＤ）アルゴリズムの受信器より劣る性能を有するが、より少ない復号複雑さをも有する。
【００３２】
２ベースのステーション実施形態の例
[0031]本発明の実施形態は、送信を同期化する必要なしに、複数の送信基地局から１つ又は複数のモバイルユーザへの情報担持信号の信頼できる高スループット広帯域伝送をもたらす。具体的に言うと、本発明の実施形態は、すべての受信器がシーケンスを信頼できる形で復号できるようにするために、複数基地局を介する同一信号の非同期送信及び非同期受信の方法及び装置を提供する。
【００３３】
[0032]一実施形態では、基地局ベースの通信システムは、送信側の符号器と、その符号器を使用して符号化されたデータを復号するように設計された受信器での復号とを含む。上で開示されたように、一実施形態では、符号器は、外側／内側符号構造からなり、ここで、内側符号は、ＯＦＤＭシステム内のモデムのためのマッパであり、ビットインターリーブド符号化変調が、外側２進畳み込み符号の使用によって使用され、ここで、外側符号のレートは、非常に高くすることができ、たとえば９／１０である。その場合に、空間ダイバーシティはほとんど又は全くないが、非常に高いスループットがあるはずである。本明細書に記載の教示は、すべての外側符号レートにあてはまり、レートは、設計パラメータである。複数基地局から送信された受信信号に基づいて任意のモバイル受信器で情報担持シンボルを信頼できる形で復号する復号アルゴリズムは、ジョイントデマッパ及び外側符号用の復号器（反復復号を伴う又は伴わない）を含み、外側符号は、任意の２進符号、たとえば、畳み込み符号、ＵＥＰ用のＲＣＰＣ符号、ターボ符号、又はＬＤＰＣ符号とすることができる。
【００３４】
[0033]図１に、複数基地局からモバイル受信器（端末）への非同期無線広帯域送信を示す。図１を参照すると、複数の基地局１０２１〜１０２ｎが示されており、これらの基地局のそれぞれは、潜在的に、モバイル受信器１０３などのモバイル受信器と通信するための複数のアンテナを有する。一実施形態で、基地局１０２１〜１０２ｎのうちの各送信する基地局は、異なる基地局の異なるアンテナからのストリームの送信を可能にするための、上で説明した符号化パラメータと一緒に、受信器（複数可）１０３に通信されるべき使用可能な同一の情報担持シンボルストリームを有する。
【００３５】
[0034]中央コントローラ１０１は、基地局１０２１〜１０２ｎを制御するために基地局１０２１〜１０２ｎに通信可能に結合される。一実施形態で、コントローラ１０１は、用いられる基地局／送信アンテナ並びにチャネル識別アルゴリズムへ及びこれらからの情報フロー（信号）を管理する。コントローラ１０１は、使用可能な基地局の集合から送信アンテナ及び基地局を選択する。一実施形態では、コントローラ１０１は、ワイヤ（又は無線ブロードキャスト）を介して（送信する）基地局１０２１〜１０２ｎと通信する。任意の２つのアンテナ（アンテナが同一の又は異なる基地局のどちらにあっても）から送信される信号が、通常は、同一位置の送信アンテナを有するシステムの既存の時空間符号設計の場合にそうであるように同一であるのではないことに留意されたい。
【００３６】
[0035]一実施形態では、コントローラ１０１は、基地局１０２１〜１０２ｎなど、複数の基地局にある非同一位置アンテナからの非同期広帯域送信を制御する。その場合に、コントローラ１０１は、一時に複数の基地局にシグナリングする。これは、帯域幅の増加を伴わずに、同一品質でより高いレートを伴ってより多くのユーザにサービスすることを可能にする。これは、同一スループットでの同一ユーザが、帯域幅の増加を伴わずにより高い信頼性を有することをも可能にする。より具体的には、コントローラ１０１は、アンテナ選択を実行し、使用すべき送信アンテナ（複数の基地局にまたがって配置される）の個数を選択する。このアンテナ選択は、事故に対して性能を改善し、より多くの送信アンテナの使用は、同一レートでの信頼性を改善する。
【００３７】
[0036]一実施形態では、コントローラ１０１は、複数の非同一位置の基地局１０２１〜１０２ｎにまたがって散在するアンテナ要素の集合を制御して、時空間符号化を使用して１つ又は複数の受信器に情報担持信号を無線送信する。コントローラ１０１は、アンテナ選択制御ユニット１０１Ａを含み、このアンテナ選択制御ユニット１０１Ａは、異なる基地局に配置されたアンテナ要素から無線通信システム内の受信器に信号を送信するためにアンテナ要素の集合から非同一位置アンテナ要素を選択するように動作可能である。一実施形態では、アンテナ選択制御ユニット１０１Ａは、異なるユーザのために異なるアンテナを割り振り、異なるユーザにＯＦＤＭトーンを割り振る。
【００３８】
[0037]一実施形態では、アンテナ選択制御１０１Ａは、受信器への無線送信に関して判定されるチャネル条件情報１１０に基づいてアンテナ要素を選択する。一実施形態では、チャネル条件情報１１０は、受信器によって受信される信号に対応する信号強度情報を含む。もう１つの実施形態では、チャネル条件情報１１０は、受信器によって受信される信号に対応する信号対雑音比（ＳＮＲ）情報を含む。どちらの場合でも、チャネル条件情報は、当技術分野で周知の形で基地局から個々の受信器に送信されるパイロット（テスト）信号に応答して、基地局１０２１〜１０２ｎのうちの１つ又は複数から収集され、コントローラ１０１に供給される。したがって、チャネル情報は、無線通信システムの適応性を判定するのに使用される。
【００３９】
[0038]一実施形態では、アンテナ選択は、基地局によって収集され、コントローラ１０１に渡される、アンテナ対からのＳＮＲベースの情報に基づく。一実施形態では、アンテナ選択制御１０１Ａは、受信器に関する所望のデータレート及び所望のダイバーシティ情報１１１に基づいてアンテナ要素の集合からアンテナ要素を選択する。アンテナ選択制御１０１Ａは、特定の受信器に特定の信号を送信するのにどのアンテナ要素を使用すべきかを判定するために、ダイバーシティの所望のレベルに対して所望のレートに重みを付ける。したがって、アンテナ選択制御１０１Ａによる選択は、各ユーザの非同一位置アンテナの各集合が他のユーザのために使用される非同一位置アンテナの集合（複数可）にどのように影響する（干渉する）かの判定を含む。
【００４０】
[0039]一実施形態では、アンテナ選択制御１０１Ａは、無線通信システム内の複数の受信器への無線送信に関するチャネル条件情報１１０に基づいて、一緒にアンテナ要素を選択する。したがって、その場合に、アンテナ選択制御１０１Ａは、複数の基地局にまたがって一緒に複数のユーザ（受信器）のアンテナ要素を選択する。
【００４１】
[0040]一実施形態では、アンテナ選択制御１０１Ａが、各基地局のアンテナ要素の間で選択することに留意されたい。したがって、コントローラが、２つの基地局のそれぞれから１つずつの２つの送信アンテナだけを使用しようとしている場合には、アンテナ選択制御１０１Ａは、その２つの基地局の送信アンテナ要素の異なる組合せの間で選択する。
【００４２】
[0041]一実施形態では、コントローラ１０１は、当技術分野で周知の形で、チャネル識別アルゴリズムを実行する。チャネル識別アルゴリズム（複数可）は、送信を複数ユーザに同時にスケジューリングするためにスケジューリングアルゴリズムによって使用される既存技法の単純な拡張とすることができる。これらの技法は、生のチャネル情報（所与の送信アンテナ／受信アンテナ対の量子化されたＳＮＲレベルであり、トーンのブロックに適用できるという意味で生）を活用する。
【００４３】
[0042]同一の受信器構造を、同一位置アンテナシステムで使用されるのと同様に使用できる（その性能は異なるが）ことに留意されたい。使用できる受信器は、２００８年５月１５日出願の米国特許出願第１２／１２１６３４号明細書、名称「Ａｄａｐｔｉｖｅ  ＭａｘＬｏｇＭＡＰ−Ｔｙｐｅ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」及び２００８年５月１５日出願の米国特許出願第１２／１２１６４９号明細書、名称「Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｍ−Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」に記載の受信器を含むが、他の受信器を使用することができる。
【００４４】
送信器及び受信器の実施形態
[0043]図２及び３に、ＢＩＣＭ及びＩＤを用いるＭＩＭＯ／ＯＦＤＭシステムの送信器及び受信器のブロック図を示す。より具体的には、図２は、広帯域周波数選択性チャネルのＯＦＤＭ変調を伴うビットインターリーブド符号化変調（ＢＩＣＭ）を用いる時空間符号化のための送信器の一実施形態のブロック図である。図２を参照すると、送信器２００は、畳み込み符号器２０１、ビットインターリーバ２０２、直列並列変換器２０３、マッパモデム２０７１〜２０７Ｎｔ、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）モジュール２０８１〜２０８Ｎｔ、及び送信アンテナ２０９１〜２０９Ｎｔを含む。ＩＦＦＴモジュール２０８１〜２０８Ｎｔが、当技術分野で周知の形で実行される循環プレフィックス動作をも含むことに留意されたい。
【００４５】
[0044]データに対してＢＩＣＭ符号化を実行するために、畳み込み符号器２０１は、入力ビット（入力データ）２１０に対して２進畳み込み符号を適用する。次に、ビットインターリーバ２０２は、畳み込み符号器２０１からの符号化されたビットをインターリーブして、ＢＩＣＭ符号化データを生成する。このビットインターリービングは、フェージングチャネルの相関を除去し、ダイバーシティを最大化し、畳み込みコーダ２０１からの畳み込み符号化ビットのシーケンス内の相関を除去し、反復復号の性能を高めるためにデータを条件付ける。畳み込みコーダ２０１及びビットインターリーバ２０２は、通常、データパケットなど、入力データの別個のブロックを操作することができる。
【００４６】
[0045]ＢＩＣＭ符号化を実行した後に、ＯＦＤＭが、ＢＩＣＭ符号化データに適用される。直列並列変換器２０３は、ビットインターリーバ２０２から、直列ＢＩＣＭ符号化ビットストリームを受け取る。直列並列変換器２０３が、受信器が情報の別個のブロックに対するその復号を同期化することを可能にするフレーミング情報をビットストリームに挿入するフレーミングモジュール（図示せず）を含むことができることに留意されたい。直列並列変換器２０３は、長さＮｔ長のワードを生成し、ワードの各要素は、マッパモデム２０７１〜２０７Ｎｔのうちの対応する１つに供給される。このワードの要素は、単一ビット値とすることができ、或いは、Ｂビット値とすることができ、ここで、Ｂは、各モデムコンステレーションシンボルによって表されるビット数である。
【００４７】
[0046]マッパモデム２０７１〜２０７Ｎｔのそれぞれは、Ｂビットを対応するシンボル（Ｑ進シンボル空間の、Ｑ＝２Ｂである）に変換する。各モデムマッパ２０７の出力は、シンボルである。ＩＦＦＴモジュール２０８１〜２０８Ｎｔのそれぞれは、Ｆ個までのシンボルを集め、その後、Ｆ個のシンボルのブロックに長さＦのＩＦＦＴ演算を適用する。Ｆは、その値を通常は６４もの小さい値から４０９６までの範囲とすることができる整数であり、或いは、より大きく、使用可能な伝送帯域幅、搬送波周波数、及びシステムによって対処される必要があるドップラシフトの量に依存する。したがって、ＩＦＦＴモジュール２０８１〜２０８Ｎｔのそれぞれは、対応するアンテナ２０９１〜２０９Ｎｔを介して送信できるＦ個の並列サブチャネルを生成する。各サブチャネルは、チャネルに送信される変調された副搬送波である。
【００４８】
[0047]一実施形態では、コントローラがアンテナ選択を実行する時に、コントローラは、直列並列変換器２０３から出力される異なるストリームを、異なる基地局のアンテナを含む異なるアンテナにシフトさせる。コントローラは、各基地局に、物理アンテナインデックスと一緒に、その基地局が送信する必要がある符号化サブストリームを供給することができるが、符号化パラメータ及びアンテナ選択パラメータと一緒に未符号化データビットをブロードキャストすることもできる。
【００４９】
[0048]一実施形態では、図１のコントローラは、符号化パラメータ（外側符号のレート、擬似ランダムインターリーバ内の初期化シード、コンステレーションサイズ、マッパルックアップテーブル、並びに、おそらくは、変化し得る場合にＦＦＴサイズ及び循環プレフィックスサイズ）と一緒に、情報担持ストリーム２１０を各基地局に通信する。次に、アンテナ選択プロセスが完了した後に、コントローラは、数の対の集合を各基地局に送信する。一実施形態では、各そのような対は、（ｘ，ｙ）の形であり、これは、図２の第ｘアンテナのために作られたストリームが、所与の基地局でインデックスｙを有する物理アンテナを介して送信されなければならないことを暗示する。もう１つの実施形態では、中央コントローラは、（第ｘストリーム、物理アンテナインデックスｙ）の形の対を各基地局に通信する。このケースの第ｘストリームは、マッパモジュール２０７ｘの入力ストリーム又は出力ストリームとすることができる（入力である場合には、コントローラは、基地局が関連する出力ストリームを生成できるようになるために使用可能なマッパルックアップテーブルを有することを確認しなければならない）。
【００５０】
[0049]図３は、ＯＦＤＭシステムの時空間符号用の反復復号器を有する受信器の一実施形態のブロック図である。図３を参照すると、受信器３００は、受信アンテナ３０１１〜３０１Ｎｒ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）モジュール３０２１〜３０２Ｎｒ、復調器／検出器３０３、並列直列変換器３０７、ビットデインターリーバ３０８、最大事後（ＭＡＰ）復号器３０９（たとえば、ＢＣＪＲ復号器）、ビットインターリーバ３１０、及び直列並列変換器３１１を含む。図示されてはいないが、ＦＦＴモジュール３０２１〜３０２Ｎｒのそれぞれには、フィルタリング、ボーレートサンプリング、及び循環プレフィックス除去動作を実行するフロントエンドが先行する。
【００５１】
[0050]広帯域システムについて、受信器３００は、受信アンテナ３０１１−ＮｒのそれぞれについてＯＦＤＭ復調を実行し、復調及びデマッピングは、Ｆ個の並列サブチャネルにまたがって実行される。第ｉ受信アンテナ３０１（ｉ）は、Ｎｔ個の送信アンテナから送信された信号のさまざまな寄与（すなわち、図２の対応するアンテナ２０９１〜２０９Ｎｔを介して送信された複数Ｆ個の並列、狭帯域、フラットフェージングサブチャネルの寄与）からなる信号を感知する。ＦＦＴモジュール３０２１〜３０２Ｎｒのそれぞれは、受信アンテナ３０１１〜３０１Ｎｒの対応する信号にＦ点ＦＦＴを適用し、Ｆ個のサブチャネルのＮｒ個の並列集合を生成する。
【００５２】
[0051]一実施形態で、復調器／検出器３０３は、従来技術の狭帯域フラットフェージングシステムでのように１つのサブチャネル内のみではなく、Ｆ個のサブチャネル（フラットフェージングを伴ってゆっくり変化する）のそれぞれでビットを推定する。復調器３０４は、Ｆ個のサブチャネルのＮｒ個の並列集合のそれぞれについて、Ｆ個のサブチャネル搬送波をベースバンドに復調する。マルチインプットマルチアウトプット（ＭＩＭＯ）デマッパ３０５は、ＦＦＴモジュール３０２１〜３０２ＮｒからのＦ個のサブチャネルのＮｒ個の並列集合に基づいて、送信器内のＮｔ個のアンテナからのＦ個のサブチャネルのそれぞれのデマッピングされたビット（すなわち、コンステレーションシンボルからマッピングされたビット）のＭＡＰ推定値を作る。ＭＩＭＯデマッパ３０５は、ＭＡＰ復号器３０９による軟出力復号（再インターリービングが続く）によって生成された信頼性情報を使用して、デマッピングされたビットの推定値及びこれらのビットに関する信頼性情報を作る。
【００５３】
[0052]一実施形態では、ＭＩＭＯデマッパ３０５は、ソフト値が正しいことの事後確率の推定値（近似）と一緒に、オーバーラップしないＦ個のサブチャネルでＮｔ個のアンテナを介して送信されたコンステレーションシンボルを含むビットのソフト値を計算する。これは、当技術分野で周知の形で実行される。
【００５４】
[0053]一実施形態では、ＭＩＭＯデマッパ３０５は、サブチャネル上で送信されるＮｔ個のコンステレーションシンボルを含むビットのすべての組合せを検討し、その後、各組合せを評価する。
【００５５】
[0054]図４は、異なるＯＦＤＭトーン／サブチャネル用のＭＩＭＯジョイントデマッパユニットを有するＭＩＭＯデマッパ３０５の一実施形態のブロック図である。図４を参照すると、Ｎｒ個の受信アンテナ３０１１〜３０１Ｎｒの各信号は、ＦＦＴを適用することによってＦ個のサブチャネルに分割され（図４には示されていない復調器３０４を介して）、対応するサブチャネルＭＩＭＯデマッパ４０１１〜４０１Ｆに送られる。すべてのＮｒ個の受信アンテナの第ｋサブチャネルの信号出力は、第ｋサブチャネルＭＩＭＯデマッパ４０１（ｋ）に供給され、信頼性情報は、以前の反復のＭＡＰ復号器３０９の出力から生成された外部情報を使用する。この外部情報は、当技術分野で周知の形で各反復のビットエラーレート性能を改善するために、ＭＩＭＯデマッパ３０５とＭＡＰ復号器３０９との間で交換される。
【００５６】
[0055]図３に戻って、ＭＩＭＯデマッパ３０５からのＦ個の並列ストリーム内のビットの推定値は、これらのビットの信頼性値と一緒に、送信器によって生成されたＢＩＣＭ符号化ビットストリームの推定値を再構成する並列直列変換器３０７に供給され、このＢＩＣＭ符号化ビットストリームの推定値は、受信器３００によって推定されたものである。推定されたＢＩＣＭ符号化ビットストリームは、その後、ビットデインターリーバ３０８によってデインターリーブされ、情報担持信号を復号するためにＭＡＰ復号器３０９に印加される（これは、送信器によって適用された畳み込み符号化に関連する復号器である）。
【００５７】
[0056]ＭＡＰ復号器３０９は、当技術分野で周知の形で、送信された情報ビットの軟出力値を生成するためにＭＡＰ復号プロセスを実行する。ＭＩＭＯデマッパ３０５を用いて反復プロセスを実行することによって、軟出力値を、より信頼できるものにすることができる。
【００５８】
[0057]ＭＡＰ復号器３０９からの外部情報は、まず、ビットインターリーバ３１０に印加される。ビットインターリービングは、外部情報の要素をＭＩＭＯデマッパ３０５からのインターリーブされた推定されたＢＩＣＭ符号化ビットストリームに整列させる。さらに、インターリーブされた外部情報は、直列並列変換器３１１に印加され、直列並列変換器３１１は、送信器で形成された並列ビットストリームに対応する外部情報のＮｔ個の並列ストリームを形成する。
【００５９】
外部情報は、当技術分野で周知の形で各反復のビットエラーレート性能を改善するためにＭＩＭＯデマッパ３０５とＭＡＰ復号器３０９との間で交換される。さらなる情報については、２００８年５月１５日に出願した米国特許出願第１２／１２１６３４号明細書、名称「Ａｄａｐｔｉｖｅ  ＭａｘＬｏｇＭＡＰ−Ｔｙｐｅ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」を参照されたい。また、ＭＩＭＯデマッパ３０５を、ＭＡＰ、ＭａｘＬｏｇＭａｐ、改善されたＭａｘＬｏｇＭＡＰ、ＳＯＭＡ、又は任意の他の複雑さを減らされた内側デマッパアルゴリズムとすることができる。
【００６０】
[0058]図５に、反復復号で使用される１６ＱＡＭ用のいわゆるセットパーティションタイプマッパの一実施形態を示す。これは、ビットインターリーブド符号化データをシンボルにマッピングするのに使用される。
【００６１】
[0059]低い複雑さの受信器に関して本明細書で説明された技法が、ＯＦＤＭ変調を使用するシステムに限定される必要がないことに留意されたい。
【００６２】
本発明の実施形態の利益
[0060]複数の（非同一位置の）基地局にまたがって分散された送信アンテナの集合を介する時空間符号化送信を使用することによって、拡張されたカバレッジ及び信頼性並びに／又は改善されたデータレートを達成することができる。本発明の実施形態は、複数基地局での情報の可用性を活用することによって、無線チャネルを介する１つ又は複数の受信器への情報担持信号の通信における日和見主義的ダイバーシティ／信頼性／範囲改善を可能にする。この信頼性改善は、シンボルあたりの総送信電力における最小コストで得られ、改善されたデータレート（高レート外側コードを使用する）又は優れたカバレッジとトレードオフすることができる。送信する基地局の任意の集合を与えられれば、説明された方式は、外側符号レートが低い（多くとも１割る送信アンテナの個数）場合に、送信の間の相対遅延に関わりなく完全な送信基地局ダイバーシティ利益を提供することができる。反対の極端では、この方式は、高レート外側符号を使用することによって非常に高いデータレート（限られた空間ダイバーシティを伴う）を提供することができる。また、別個の基地局からの送信の間の受信における最大の可能な相対遅延に対処するためにＯＦＤＭ送信で十分に長い循環プレフィックスを使用することによって、別個の基地局からの送信の間の同期は、不要になる。すなわち、循環プレフィックスは、送信アンテナの任意の対から送信される信号から到着するパス内の最長の相対遅延に対処するために、先験的に選択される。循環プレフィックスのこの選択は、当技術分野で周知の形で行われる。
【００６３】
[0061]外側２進畳み込み符号及びビットインターリービングの使用は、送信帯域で使用可能な周波数ダイバーシティをも収穫する広帯域伝送用の効率的で堅牢なシステムをもたらす。しかし、受信に関して、準最適低複雑さ復号を受信器で使用することができる。さらに、反復復号をデマッパと共に内側復号器として使用することもでき、外側復号器は、ＲＣＰＣ符号用のＭＡＰ復号器又はＭａｘＬｏｇＭＡＰ復号器であり、フラットフェージングチャネルを介する通信の場合であっても、反復復号構造は、性能の利益を提供することができる。当技術分野で周知の形で、ＬＤＰＣ符号及びターボ符号などの他の外側２進符号を使用することもできる。どちらの場合でも、軟出力復号器が、使用される関連する外側２進符号について使用される。
【００６４】
[0062]さらに、本明細書で説明された技法を、媒体信号の柔軟な不均一エラー保護を含むようにたやすく変更することができる。すなわち、外側２進畳み込み符号としてのＲＣＰＣ符号の使用は、柔軟なＵＥＰ保護をもたらす。システム全体は、送信アンテナ及び受信アンテナの個数並びにモデムコンステレーションの変化に対して非常に柔軟であり、堅牢である。
【００６５】
[0063]本発明の多数の代替形態及び修正形態が、疑いなく、前述の説明を読んだ後に当業者に明白になるが、例示として図示され、説明された任意の特定の実施形態が、決して限定的と考えられることを意図されていないことを理解されたい。したがって、さまざまな実施形態の詳細への言及は、特許請求の範囲の範囲を限定することを意図されたものではなく、特許請求の範囲自体は、本発明に本質的であるものとみなされる特徴のみを列挙する。
【図１】
2010529781.tif 000003
【図２】
2010529781.tif 000004
【図３】
2010529781.tif 000005
【図４】
2010529781.tif 000006
【図５】
2010529781.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月8日(2009.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ送信を使用して１つ又は複数の受信器に情報担持信号を無線送信するために複数の非同一位置の基地局にまたがって散在するアンテナ要素の集合を制御するコントローラを備える無線通信システムであって、
制御ユニットが、異なる基地局に配置されたアンテナ要素から前記無線通信システム内の受信器に少なくとも１つの信号を送信するためにアンテナ要素の前記集合から非同一位置アンテナ要素を選択するように動作可能なアンテナ選択制御を含み、さらに、前記ＯＦＤＭ送信が、前記異なる基地局に配置された前記アンテナ要素からの送信の間の受信における最大の可能な相対遅延に対処するのに十分に長い循環プレフィックスの使用を伴って行われる、無線通信システム。
【請求項２】
前記コントローラの前記アンテナ選択制御が、前記受信器への無線送信に関してチャネル条件情報に基づいてアンテナ要素の前記集合からアンテナ要素を選択する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記コントローラの前記アンテナ選択制御が、前記受信器への無線送信に関して所望のデータレート及び所望のダイバーシティに基づいてアンテナ要素の前記集合からアンテナ要素を選択する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記チャネル条件情報が、前記基地局のうちの１つ又は複数から前記コントローラに供給される、前記受信器によって受信される信号に対応する信号強度情報を備える、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記チャネル条件情報が、前記基地局のうちの１つ又は複数から前記コントローラに供給される、前記受信器によって受信される信号に対応する信号対雑音比（ＳＮＲ）情報を備える、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記コントローラの前記アンテナ選択制御が、前記無線通信システム内の１つ又は複数の他の受信器への無線送信に関してチャネル条件情報に基づいてアンテナ要素の前記集合からアンテナ要素を選択する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記コントローラの前記アンテナ選択制御が、前記受信器と前記１つ又は複数の他の受信器のうちの少なくとも１つとについて一緒にアンテナ要素の前記集合からアンテナ要素を選択する、請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記非同一位置の基地局が、ビットインターリーブド符号化変調に基づく外側２進畳み込み符号を使用して前記情報担持信号を無線送信する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
ビットインターリーブド符号化変調に基づく前記外側２進畳み込み符号が、ＯＦＤＭ送信と組み合わされる、請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
外側２進符号と、
ビットインターリーバと、
ＯＦＤＭ送信システムと組み合わされたモデム及びマッパと
を備える時空間符号化システムを使用して、情報担持信号を前記受信器に無線で送信する送信器をさらに備える、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記外側２進符号が、レート互換パンクチャード畳み込み（ＲＣＰＣ）外側符号である、請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記外側２進符号が、ＬＤＰＣ符号である、請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記外側２進符号が、ターボ符号である、請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記受信器が、
ＯＦＤＭシステム内のサブチャネルごとの軟出力ジョイントデマッピングユニットを有するデマッパと、
前記デマッパに通信的に結合されたデインターリーバと、
前記外側２進符号用のＭＡＰタイプの外側復号器と
を備える、請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
複数の非同一位置の基地局にまたがって散在するアンテナ要素の集合を有する無線通信システム内の受信器への無線送信に関してチャネル条件情報を受信して、ＯＦＤＭ送信を使用して１つ又は複数の受信器に情報担持信号を無線送信するステップと、
アンテナ要素の前記集合から非同一位置アンテナ要素を選択して、異なる基地局に配置されたアンテナ要素から前記無線通信システム内の受信器に少なくとも１つの信号を送信するステップと、
前記異なる基地局に配置された前記アンテナ要素からの送信の間の受信における最大の可能な相対遅延に対処するのに十分に長い循環プレフィックスを前記ＯＦＤＭ送信において使用するステップと、
信号要素を１つ又は複数の基地局の送信アンテナに一致させるステップと
を含む方法。
【請求項１６】
非同一位置アンテナ要素を選択するステップが、所望のデータレート及び／又は所望のダイバーシティからなる群のうちの１つ又は複数に基づき、前記所望のデータレートと前記所望のダイバーシティとの両方が、前記受信器への無線送信に関するものである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記チャネル条件情報が、前記基地局のうちの１つ又は複数から供給される、前記受信器によって受信される信号に対応する信号強度情報を備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記チャネル条件情報が、前記基地局のうちの１つ又は複数から供給される、前記受信器によって受信される信号に対応する信号対雑音比（ＳＮＲ）情報を備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
アンテナ要素の前記集合からアンテナ要素を選択するステップが、前記受信器を含む前記無線通信システム内の複数の受信器への無線送信に関してチャネル条件情報に基づく、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
アンテナ要素の前記集合からアンテナ要素を選択するステップが、前記チャネル条件情報に基づいて前記受信器と１つ又は複数の他の受信器のうちの少なくとも１つとのためにアンテナ要素の前記集合からアンテナ要素を合同で選択するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記非同一位置の基地局が、ビットインターリーブド符号化変調に基づく外側２進畳み込み符号を使用して前記情報担持信号を無線送信する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
ビットインターリーブド符号化変調に基づく前記外側２進畳み込み符号が、ＯＦＤＭ送信と組み合わされる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記外側２進符号が、レート互換パンクチャード畳み込み（ＲＣＰＣ）外側符号である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記外側２進符号が、ＬＤＰＣ符号である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記外側２進符号が、ターボ符号である、請求項２２に記載の方法。
【国際調査報告】
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