(57)【要約】  本発明によれば、無線通信システム内で使用されるデバイスは、送信器を含み、ＯＦＤＭ及びビットインターリーブド符号化変調を使用して送信器から無線送信される情報担持信号を受信する受信器を備え、受信器は各サブトーンに対するジョイント内側デマッピングを実行するために軟出力Ｍアルゴリズム（ＳＯＭＡ）ベースのマルチプルインマルチプルアウト（ＭＩＭＯ）検出プロセスを使用するＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパを有する内側復号器構造を備える。ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパは、各レベルから延長されるパスの総数を表すパラメータの制御の下で検出ツリーを検索することによって複数の候補の中で最良候補を識別し、ツリーの全レベルから複数の最良代替物だけが展開され、ＳＯＭＡベースのＭＥｖＩＯ検出プロセスは、トーン品質に基づいてパラメータの１つ又は複数を適合させる。【選択図】図１
2010528503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信器を有する無線通信システム内で使用されるデバイスであって、
ＯＦＤＭ及びビットインターリーブド符号化変調を使用して前記送信器から無線送信される情報担持信号を受信する受信器であって、前記受信器が、各サブトーンに対するジョイント内側デマッピングを実行するために軟出力Ｍアルゴリズム（ＳＯＭＡ）ベースのマルチプルインマルチプルアウト（ＭＩＭＯ）検出プロセスを使用するＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパを有する内側復号器構造を具備し、前記ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパが、各レベルから延長されるパスの総数を表すパラメータの制御の下で検出ツリーを検索することによって複数の候補の中で最良候補を識別するように動作可能であり、前記ツリーのすべてのレベルから複数の最良代替物だけが展開されるようになっており、前記ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスが、トーン品質に基づいて前記パラメータのうちの１つ又は複数を適合させる、前記受信器
を備えるデバイス。
【請求項２】
無線通信システム内の受信器によって受信される個々のＯＦＤＭトーンの品質を評価するステップと、
最尤送信ビット推定値及びこれらの推定値のそれぞれの信頼性に関する情報を表す出力データの第１集合を作るために第１復号動作を実行するステップであって、
各レベルから延長されるパスの総数を表すパラメータの制御の下で検出ツリーを検索することによって複数の候補の中で最良候補を識別することと、アーリーターミネーテッドパスの個数を表すパラメータの制御の下で全ビットの信頼性情報を計算することとによって、ジョイント内側デマッピングのために各サブトーンに対してＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスを実行するステップであって、１つ又は複数のパラメータが、前記ＯＦＤＭトーンの前記評価された品質に基づいて判定される、前記ステップ
を含む前記ステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
[0001]本願は、２００７年５月１８日に出願した対応する米国特許仮出願第６０／９３０８０５号明細書、名称「Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｍ−ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  ＭＩＭＯ／ＯＦＤＭ／ＱＡＭ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ＢＩＣＭ／ＩＤ」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。
【技術分野】
【０００２】
[0002]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、適応軟出力Ｍアルゴリズム受信器に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]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。
【０００４】
[0004]具体的に言うと、無線通信における最近の進歩は、基地局において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。
【０００５】
[0005]高データレート及び広帯域伝送に関して、ＯＦＤＭの使用は、等化器を不必要にする。マルチレベルモデムを用いると、符号化変調システムを、たとえば畳み込み符号などの外側２進符号（ｏｕｔｅｒ  ｂｉｎａｒｙ  ｃｏｄｅ）及びいわゆるビットインターリーブド符号化変調（ｂｉｔ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  ｃｏｄｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＢＩＣＭ）システム内のインターリーバによって簡単に設計することができる。
【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。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]多くのＭＩＭＯ／ＯＦＤＭシステムは、サイズの大きいＱＡＭコンステレーション及びＢＩＣＭ／ＩＤを活用し、高い複雑さを有する最適内側ＭＩＭＯ検出器ブロックを有する。
【０００９】
[0009]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。ＯＦＭＤ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、ＳＦＮ（単一周波数ネットワーク）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）。内側の変更された直交ＳＴＢＣを用いる方式は、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、ビットインターリーブド符号化変調と共に別個の基地局から別個の調整された送信を使用することによってシステムから収穫される完全な送信基地局ダイバーシティ及び周波数ダイバーシティを可能にする方法と見なすことができる。
【００１０】
[0010]高いスペクトル効率及び信頼できる伝送を実現できるクラスの方式は、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を含む。これらのシステムは、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でき、非同期伝送に対処することができる。さらに、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（ｒａｔｅ  ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ  ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｅ）を伴うブロック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。そのようなシステムに関連する１つの短所は、準最適受信器が、非常に複雑（計算集中型）になり得ることである。必要なジョイントデマッパユニット（内側のＭＡＰ復号器又はＭａｘＬｏｇＭＡＰ復号器）は、複雑さにおいて、送信アンテナの個数とモデムコンステレーションポイントあたりのビット数との積に伴って指数関数的に増大する。１６ＱＡＭ（４ビット／シンボル）及び４個の送信アンテナを有する例として、内側復号器での計算の複雑さは、２４ｘ４＝２１６に比例する。
【００１１】
[0011]ＱＡＭコンステレーション用のグレイマッパが、非反復復号器のよい選択であるが、反復復号器のよい選択ではないことが周知である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
[0012]適応軟出力Ｍアルゴリズム受信器構造の方法及び装置を開示する。一実施形態では、無線通信システム内で使用されるデバイスは、送信器を含み、ＯＦＤＭ及びビットインターリーブド符号化変調を使用して送信器から無線送信される情報担持信号を受信する受信器を備え、受信器は、各サブトーンに対するジョイント内側デマッピングを実行するために軟出力Ｍアルゴリズム（ＳＯＭＡ）ベースのマルチプルインマルチプルアウト（ＭＩＭＯ）検出プロセスを使用するＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパを有する内側復号器構造を具備する。ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパは、各レベルから延長されるパスの総数を表すパラメータの制御の下で検出ツリーを検索することによって複数の候補の中で最良候補を識別するように動作可能であり、ツリーのすべてのレベルから複数の最良代替物だけが展開されるようになっており、ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスは、トーン品質に基づいてパラメータのうちの１つ又は複数を適合させる。
【００１３】
[0013]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】
【００１４】
【図１】復号プロセスの一実施形態を示す流れ図である。
【図２】広帯域周波数選択性チャネル用のＯＦＤＭ変調を有する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用の送信器の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】ＯＦＤＭシステム用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の一実施形態を示すブロック図である。
【図５】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。
【図６】２つの信号に対するＨ行列及び重みの適用を示す図である。
【図７】サブトーンごとの各ＭＩＭＯデマッパが示されている、図３の受信器のもう１つの表現を示す図である。
【図８】３つの送信アンテナがある場合のツリー上のメトリックの再帰計算を可能にする決定木を示す図である。
【図９】決定木の例を示す図である。
【図１０】トーンに対するＳＯＭＡ内側復号動作をセットアップするプロセスの一実施形態を示す流れ図である。
【図１１】特定の深さでのＳＯＭＡ検出プロセスを示す流れ図である。
【図１２】ＱＲ分解を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0026]本発明の実施形態は、全般的に、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを有する無線システムを介してディジタル情報を受信する適応受信器構造に関する。本発明の実施形態は、軟出力Ｍアルゴリズムの改善された版に基づく柔軟で効率的なＭＩＭＯジョイントデマッパに対処する。
【００１６】
[0027]そのような適合受信器構造は、モバイルが（１つ又は複数のアンテナの使用によって）複数の送信アンテナを介して送信された信号を受信する無線通信環境で使用することができ、送信アンテナは、複数の基地局にまたがって分配され得る（すなわち、同一位置には配置されない）。１つのそのようなシステムでは、送信アンテナは、同一の基地局に一緒に置かれる。
【００１７】
[0028]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、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複雑さを減らされた受信器を含む。本発明の実施形態は、情報担持信号が複数の基地局で使用可能であるシステム及び複数送信アンテナを有する単一アクティブ基地局を含むセッティングに適用可能である。一実施形態では、複数送信アンテナを有する単一基地局が、送信並びにＯＦＤＭベースのＢＩＣＭシステムに使用される。
【００１８】
[0029]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ＭＩＭＯ／ＯＦＤＭベースのシステムに適用される。これらのシステムは、十分に低い符号化レートを有する別の（外側）符号が使用される場合に、完全な空間ダイバーシティを提供することができる。高レート符号が使用される場合には、空間ダイバーシティの度合の削減がある。一実施形態では、ＯＦＤＭに基づく広帯域伝送及び外側２進符号を用いるビットインターリーブド符号化変調が使用される。直交周波数分割多重化ＯＦＤＭが、柔軟な広帯域システムを達成するのに使用される。反復復号ＩＤ（受信器での）を伴うビットインターリーブド符号化変調ＢＩＣＭ（送信器での）が、効率のために使用される。内側ジョイントデマッパが、ＯＦＤＭトーンの品質に基づいて適応的に使用される。このシステムは、内側直交時空間ブロック符号と共に又はこれを伴わずに使用することができる。
【００１９】
[0030]本発明は、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。
【００２０】
[0031]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は、当業者に明白であろう。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。
【００２１】
[0032]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、データ処理分野の技術者が自分たちの成果の実質を他の当業者に最も有効に伝えるために使用する手段である。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。
【００２２】
[0033]しかし、これら及び他の項目が、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。
【００２３】
[0034]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。
【００２４】
[0035]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。
【００２５】
[0036]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。
【００２６】
概要
[0037]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、反復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】
[0038]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】
[0039]一般に、受信器は、チャネル応答行列Ｈ［ｋ］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Ｈ［ｋ］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。
【００２９】
[0040]信号処理と組み合わされた時に、複数の送信アンテナ及び受信アンテナは、高められた帯域幅効率（データレート）、拡大された電力効率（範囲）、又はその両方を有する通信リンクをもたらすことができる。本発明の実施形態は、主に、順方向リンクすなわち伝送の基地局からモバイルへの伝送方向を扱う。適応軟出力Ｍアルゴリズムベースの受信器構造に関する方法及び装置を開示する。
【００３０】
[0041]一実施形態では、受信器内の複雑さを減らされた軟出力ＭＩＭＯ検出器は、変更された軟出力Ｍアルゴリズム（ＳＯＭＡ）を適応的に利用する。一実施形態では、軟出力ＭＩＭＯ検出器は、ＯＦＤＭシステム内のすべてのトーン又はサブチャネルについて、並びに復号プロセスでのすべての反復で、適用される。ＳＯＭＡデマッパの利益を示すために、最大事後確率（ＭＡＰ）検出器と称する最適ＭＩＭＯ検出器を検討されたい。ＭＡＰは、すべての送信アンテナに対して、並びにすべての用いられるＱＡＭコンステレーションシンボル及びビットに対してジョイントデマッピング機能を実行する。しばしば、漸近的に最適であるがはるかにより単純な網羅的ＭａｘＬｏｇＭＡＰ検出アルゴリズムが使用される。しかし、より単純なＭａｘＬｏｇＭＡＰ検出器においてさえ、網羅的デマッピング動作が必要であり、これは、送信アンテナの個数（Ｎｔ）とＱＡＭコンステレーションポイントあたりのビット数（Ｂ）との積に伴って指数関数的に増加する検索空間を伴う。たとえば、６４  ＱＡＭ変調（コンステレーションポイントあたり６ビット）を使用する６×６ＭＩＭＯシステム（６個の送信アンテナ及び６個の受信アンテナ）に関して、この積は、３６である。その場合に、復号複雑さは、２３６のオーダーを有し、ＭａｘＬｏｇＭＡＰは、現在のテクノロジを用いて実施することができない。対照的に、一実施形態では、ＳＯＭＡ検出器は、そのＭＩＭＯ検出プロセスで候補の総数の分数だけを使用し、したがって、かなりの複雑さの減少がある。もちろん、性能と複雑さ減少の度合との間にトレードオフがある。一実施形態では、各ＳＯＭＡモジュール（ＯＦＤＭトーンあたり１個）に割り振られる計算の量が、受信器の総合的な複雑さ−性能トレードオフを最適化するためにチャネル条件（所与のＯＦＤＭトーンでの）に適合されるという点で、ＳＯＭＡは適応的に使用される。
【００３１】
[0042]すべての内側／外側復号器反復中に、ＳＯＭＡ検出器は、各ＯＦＤＭトーンに対してＳＯＭＡ検出プロセスを実行する。一実施形態では、ＳＯＭＡ検出プロセスで探査される候補の個数が、検出ツリー内の各ノード又はレベルから延ばされるパスの個数を示すパラメータ（Ｍ）によって制御される。具体的に言うと、検出ツリー内のすべての所与のレベルで、訪問される候補の部分集合Ｍだけが、生き残りとして保存され、次のレベルで延ばされることになる。このレベルでテストされる残りの候補を、アーリーターミネーテッドパス（ｅａｒｌｙ−ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ  ｐａｔｈ）と称する。アーリーターミネーテッドパスは、軟出力計算を実行するためにＳＯＭＡによって使用される。一実施形態では、ＳＯＭＡ検出プロセスで探査されるアーリーターミネーテッドパスの個数は、これらのパスが軟出力計算でも役割を演ずるので、適応パラメータでもある。本明細書において、この値は、Ｔと表され、アルゴリズムによって軟出力値計算に使用される。全体的な検出プロセスにおいて、内側／外側復号器反復の回数Ｉも、総復号複雑さ及び関連する性能に影響する。
【００３２】
[0043]一実施形態では、パラメータＭ並びにＴ及び／又はＩは、所与の総複雑さレベルについて最良の総合性能のために適応式に選択され、適応性を案内する量は、異なるＯＦＤＭトーンの品質である。たとえば、あるトーンの高い信号レベル又はその代わりに高い信号対雑音比（ＳＮＲ）は、そのトーンのよい品質レベルを意味する。その場合に、ＳＯＭＡ検出プロセスは、より小さい値のＭ、より小さい値のＴ、及び潜在的により小さい値のＩを用いて復号を実行する。その一方で、悪い品質のトーンすなわち低い信号レベル又は低いＳＮＲを有するトーンについて、ＳＯＭＡ検出プロセスは、総複雑さの最良の使用のために、より大きい値のＭ、Ｔ、及びＩを用いる復号を実行する。適応性を、経時的にすなわち連続するＯＦＤＭシンボルにまたがって延長することもできる。
【００３３】
[0044]一実施形態では、本明細書で説明する時空間符号化システムは、広帯域伝送のためのＯＦＤＭ、高いスペクトル効率のためのＭＩＭＯ及び大きいＱＡＭコンステレーション、ビットインターリーブド符号化変調方式（ＢＩＣＭ）のためのビットインターリーバ、並びに外側２進符号を含む。全体的な検出は、通常は反復的に実行される。これは、内側ＭＩＭＯデマッパと外側復号器との両方が、ソフトインソフトアウト（ｓｏｆｔ  ｉｎ  ｓｏｆｔ  ｏｕｔ、ＳＩＳＯ）検出／復号を実行することを必要とする。複雑さに寄与する１つのシステムコンポーネントは、通常、上で説明したようにジョイントデマッパである。外側符号は、複雑さに関して、よりクリティカルでない。一実施形態では、ＭＩＭＯ検出器は、原理的に、すべての２進外側符号を処理する。この符号は、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号、通常の畳み込み符号、又はＲＣＰＣ符号とすることができる。外側符号用の復号器は、好ましくは、ソフトインソフトアウト（ＳＩＳＯ）タイプの復号器、たとえばＭＡＰ復号器である。外側復号器は、反復復号のために内側ＭＩＭＯ検出器にソフト情報を供給する。
【００３４】
[0045]図１は、復号プロセスの一実施形態の流れ図である。このプロセスは、ハードウェア（たとえば、専用論理、回路網など）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用機械で動作するものなど）、又はこの両方の組合せを含むことができる処理論理によって実行することができる。一実施形態では、復号プロセスが、無線通信システム内の受信器によって実行される。
【００３５】
[0046]図１を参照すると、このプロセスは、処理論理が無線通信システム内の受信器によって受信された個々のＯＦＤＭトーンの品質を評価すること（処理ブロック１０１）によって開始される。個々のＯＦＤＭトーン／サブチャネルの品質は、受信器で評価／推定される。一実施形態では、ＯＦＤＭトーンの品質は、信号レベルに基づく。別の実施形態では、ＯＦＤＭトーンの品質は、信号対雑音比（ＳＮＲ）に基づく。
【００３６】
[0047]ＯＦＤＭトーンの品質を評価した後に、処理論理は、ディスジョイント内側デマッピングのために各サブトーンに対してＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスを実行することを含む、送信されたビットの最尤判断値及びこれらの判断の信頼性値を表す出力データの第１集合を作るための第１復号動作を実行し、ここで、最良候補は、ツリーのすべてのレベルからの所定の個数の最良代替物だけが展開されるように、各レベルから延ばされるパスの総数を表すパラメータの制御の下で検出ツリーを検索することによって、複数の候補の中で識別される（処理ブロック１０２）。一実施形態では、復号の実行は、すべてのレベルで、そのレベルの推定された最良パスとそのレベルのアーリーターミネーテッドパスのすべて又は部分集合のそれぞれとの間のメトリック差を計算することによって軟出力値を計算することを含み、これによって、各そのようなメトリック差が、２つのパス（それに基づいてメトリック差が計算される）が値において一致しないビット位置を更新するのに使用される。一実施形態では、ソフトインソフトアウト（ＳＩＳＯ）外側復号器は、内側ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパからの軟出力値を使用して、出力データを作り、反復復号のためにソフト値を内側復号器構造に戻って供給する。もう１つの実施形態では、軟入力硬出力ビタビ復号器は、内側ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパからの軟出力値を使用して、非反復復号の硬出力データを作る。その場合に、より単純な外側復号器が、硬出力を作るのに使用されることに留意されたい。
【００３７】
[0048]一実施形態では、ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスは、ツリー内のアーリーターミネーテッドパスの個数（Ｔ）に基づいて適合され、Ｔは、軟出力値計算で使用される。もう１つの実施形態では、ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスは、トーン品質に基づく各トーンの反復の回数に基づいて適合される。もう１つの実施形態では、ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスは、トーン品質に基づいて、各反復中に及びすべてのトーンについて適合される。もう１つの実施形態では、ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスは、１つ又は複数のパラメータ、ツリー内のアーリーターミネーテッドパスの個数、及びトーン品質に基づく反復の総数を適合させる。
【００３８】
[0049]第１復号動作を実行した後に、処理論理は、２進外側コーダを用いて第２復号動作を実行する（処理ブロック１０３）。一実施形態では、外側復号器は、送信システム内で外側符号器として使用される関連する畳み込み符号用のＭＡＰ復号器を含む。外側復号器は、レート互換パンクチャード畳み込み（ＲＣＰＣ）符号、ターボ符号、及びＬＤＰＣ符号が送信システム内の外側符号器として使用される時に、そのような２進符号用の従来の最適又は準最適復号器を含むことができる。
【００３９】
送信器及び受信器の実施形態
[0050]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用のＯＦＤＭ変調を有する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用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。
【００４０】
[0051]データに対するＢＩＣＭ符号化を実行するために、畳み込みコーダ２０１は、２進畳み込み符号を入力ビット（入力データ）２１０に適用する。次に、ビットインターリーバ２０２は、畳み込みコーダ２０１からの符号化されたビットをインターリーブして、ビットインターリーブド符号化ビットを生成する。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。
【００４１】
[0052]ビットインターリービングを実行した後に、ビットマッピング、変調、及びＯＦＤＭが、ビットインターリーブド符号化ビットに適用される。直列並列変換器２０３は、直列のビットインターリーブド符号化ビットストリームをビットインターリーバ２０２から受け取る。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。
【００４２】
[0053]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、対応する送信アンテナ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。
【００４３】
[0054]実施形態では、送信器及び受信器は、等しい個数の送信アンテナ及び受信アンテナを有する、すなわち、Ｎｔ＝ＮＴ＝Ｎである。これによってｕｋと表される２進情報担持信号は、まず、送信器で、外側２進符号によって、畳み込みコーダ２０１を使用して符号化され、符号化シーケンスｃｋが生成される。このシーケンスは、擬似ランダムビットインターリーバ２０２によってインターリーブされる。次に、マッパモデム２０７１〜２０７Ｎｔのそれぞれは、Ｂ個のインターリーブされたビットのグループを一時に２Ｂ個のＱＡＭシンボルにマッピングする。結果のＱＡＭシンボルは、ラウンドロビンの形でＮ個の送信アンテナ２０９１〜２０９Ｎｔを介して多重化され、ＯＦＤＭ送信が、ＩＦＦＴモジュール２０８１〜２０８Ｎｔを使用して各アンテナ上で適用される。便宜上、本明細書において、ｓｋ［ｎ］すなわちアンテナｋによってトーンｎ上で、
【数１】
2010528503.tif 000003
すなわちＢビットのうちのｌ番目を介して送信されるＱＡＭシンボルは、ｓｋ［ｎ］を作るためにマッパモデム２０７１〜２０７Ｎｔの１つで入力として使用される。
【数２】
2010528503.tif 000004
であるものとすると、
ｓｋ［ｎ］＝ｍａｐ（ｂｋ［ｎ］）    （１）
であり、ここで、ｍａｐは、マッパ動作を表す。
【００４４】
[0055]図３は、ＯＦＤＭシステム用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、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、バンド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。
【００４５】
[0056]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。
【００４６】
[0057]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。
【００４７】
[0058]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、オーバーラップするＦ個のサブチャネルで送信された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。
【００４８】
[0060]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によって）、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、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。そのような内側／外側復号器セッティングで外部情報を計算する方法は、当技術分野で周知である。第１の反復では、ソフトデマッパに入力される外部情報がない。後続の反復では、一実施形態で、外部情報が、次のように計算される。まず、軟出力が、ＭＡＰ外側復号器によって計算され、これから、入力信頼性情報（同一の外側復号器に入力される）が、ＭＡＰ復号器３０９によって作られる外部情報を計算するために減算される。この外部情報は、デインターリーブされ、次の反復でＭＩＭＯデマッパ３０５に入力として渡される。
【００４９】
[0061]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、これらのビットのそれぞれに関する外部信頼性情報と一緒に並列直列変換器３０７に供給される。信頼性情報は、これらのビットの出力信頼性値（デマッパ３０５によって作られる）とこれらのビットの入力信頼性値（デマッパ３０５への入力）との間の差として計算される。変換器３０７は、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し、このＢＩＣＭ符号化ビットストリームは、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（及び外部信頼性情報）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、送信器によって適用された畳み込み符号化を逆転するためにＭＡＰ復号器３０９に印加される。この場合の逆演算は、畳み込みコーダ２０１への入力である情報ビットストリームのビット値の推定値を生成すること、及び新しい信頼性情報としてＭＩＭＯデマッパ３０３に戻って渡される（再インターリービングの後に）外部情報を作ることにも対応する。
【００５０】
[0062]ＭＡＰ復号プロセスは、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。
【００５１】
[0063]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。
【００５２】
[0064]外部情報は、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。一実施形態では、ＭａｘＬｏｇＭＡＰタイプの近似が、各ビット位置のビットＬＬＲ値を計算するのに使用される。もう１つの実施形態では、ＬＬＲの計算に関する改善されたＭａｘ−Ｌｏｇ近似を、ＭＩＭＯデマッパ３０５と、送信方式において外側符号器として使用される畳み込み符号に関連するＭＡＰ復号器３０９との両方で使用することができる。事後ＬＬＲ値の計算に関する改善されたＭａｘ−Ｌｏｇ近似は、ＬＬＲを計算するために更新された順方向再帰メトリックシーケンス、逆方向再帰メトリックシーケンス、及び分岐メトリックシーケンスを計算する時に、次の式のｍａｘ＊項関係を使用することができる。
ｍａｘ＊（ｘ，ｙ）＝ｌｏｇ（ｅｘ＋ｅｙ）＝ｍａｘ（ｘ，ｙ）＋ｌｏｇ（１＋ｅ−｜ｘ−ｙ｜）
したがって、各構成するＭＩＭＯデマッパ３０５又はＭＡＰ復号器３０９は、ｍａｘ項目（ｍａｘ（ｘ，ｙ））及び対数訂正項（ｌｏｇ（１＋ｅ−｜ｘ−ｙ｜））の別々の計算によってｍａｘ＊項を計算する。
【００５３】
[0065]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。このタイプのマッパは、非反復復号プロセスに適するグレイマッパとは対照的に、反復復号（ＩＤ）を伴うＢＩＣＭに適する。
【００５４】
内側復号器構造の例
[0066]ＯＦＤＭフロントエンド前処理の後に、各受信アンテナからの及び各トーン上のサンプルは、上で説明した図３及び４に示された復号のための内側／外側ソフトインソフトアウト復号器構造を介して渡される。やはり上で説明したように、一実施形態では、外側復号器は、最適（ソフトインソフトアウト）ＢＣＪＲ復号器である。これらのタイプの符号化ＯＦＤＭ／ＢＩＣＭ／ＯＦＤＭシステムに関連する近最適受信器の複雑さは、図３の受信器構造の内側復号器に存する。第ｍ受信アンテナ及び第ｎトーン上の受信信号サンプルを、
【数３】
2010528503.tif 000005
と表すことができ、ここで、ｈｍｋ［ｎ］は、第ｎトーン上の第ｋ送信アンテナと第ｍ受信アンテナとの間の有効チャネル利得を表し、ｗｍ［ｎ］は、第ｍアンテナ及び第ｎトーン上の関連する熱雑音項を表す。代替案では、（２）を、次のようにコンパクトに表しなおすことができる。
ｙ［ｎ］＝Ｈ［ｎ］ｓ［ｎ］＋ｗ［ｎ］    （３）
ここで、ｈ［ｎ］＝［ｈ１［ｎ］  ｈ２［ｎ］…ｈＮ［ｎ］］Ｔであり、ｈｍ［ｎ］＝［ｈ１ｍ［ｎ］  ｈ２ｍ［ｎ］…ｈＮｍ［ｎ］］Ｔであり、ｓ［ｎ］＝［ｓ１［ｎ］  ｓ２［ｎ］…ｓＮ［ｎ］］Ｔであり、ｙ［ｎ］及びｗ［ｎ］は、同様に定義され、Ｎｔ＝Ｎｒ＝Ｎであると仮定される。
【００５５】
[0067]チャネル状態情報（ＣＳＩ）は、送信器で入手可能ではないが、ＣＳＩは、受信器では完全に入手可能であると仮定される、すなわち、Ｈ［ｎ］の集合は、受信器では既知であるが送信器では未知であると仮定される。
【００５６】
[0068]各ＯＦＤＭトーン上では、Ｎ個のＱＡＭシンボルが、同時に送信され、Ｎ個の受信アンテナのそれぞれが、これらのＮ個のシンボルの線形組合せを受信する（これによって、線形組合せは、瞬間的チャネル係数によって規定される）。一実施形態では、最適（硬又は）軟出力内側復号器の複雑さは、２Ｂ個のＱＡＭシンボル候補の可能なＮ個のタプルの個数によって規定され、この個数は、Ｃ＝（２Ｂ）Ｎ＝２ＢＮのオーダーを有し、ここで、Ｂは、ＱＡＭ信号点あたりのビット数であり、Ｎは、送信アンテナの個数である。複雑さ尺度Ｃは、ジョイントデマッパ（内側復号器）内の対数尤度比（ＬＬＲ）を形成するために必要な項の個数を示す。これは、ＭＡＰ復号器又はＭａｘＬｏｇＭＡＰ復号器によってチェックされる項の個数でもある。一例として、４×４  １６ＱＡＭ（１Ｇｂ／ｓ）システム［２］について、Ｃ＝２１６であるが、６×６  ６４ＱＡＭ（２．５Ｇｂ／ｓ）及び１２×１２  ６４ＱＡＭ（５Ｇｂ／ｓ）システムについて、Ｃの値は、それぞれＣ＝２３６及びＣ＝２７２という明らかに「非実用的範囲」になる。
【００５７】
[0069]上で述べたように、一実施形態では、受信器は、軟出力Ｍアルゴリズム（ＳＯＭＡ）の変更された版を使用する。ＳＯＭＡは、当技術分野で周知であり、たとえば、参照によって本明細書に組み込まれている、ウォン（Ｗｏｎｇ）、「Ｔｈｅ  Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｍ−ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、カナダ、キングストン、クイーン大学博士論文、２００６年８月を参照されたい。一実施形態では、変更された軟出力Ｍアルゴリズム（ＳＯＭＡ）が、適応式に使用される。Ｍアルゴリズムは、当技術分野で周知であり、たとえば、リン（Ｌｉｎ）及びコステロ（Ｃｏｓｔｅｌｌｏ）、「Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｄｉｎｇ，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ」、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ、米国ニューヨーク州、２００３年に記載されている。
【００５８】
[0070]軟出力値を与えない基本的なＭアルゴリズムとは対照的に、一実施形態では、ジョイントデマッパは、検出ツリー内で減らされた検索を行うことによって、候補の指数関数的に増大する母集団の中で最良の代替物を見つけるのに変更されたＳＯＭＡを使用する。これは、すべての代替物ではなく、ツリーのすべてのレベルからＭ個の最良代替物だけを展開することによって行われる。一実施形態では、Ｍ個の最良代替物は、あるメトリックを使用して判定される。一実施形態では、このメトリックが、当技術分野で周知の、リン（Ｌｉｎ）及びコステロ（Ｃｏｓｔｅｌｌｏ）、「Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｄｉｎｇ，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ」、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ、米国ニューヨーク州、２００３年に記載のものなど、いわゆるＭａｘＬｏｇＭＡＰタイプメトリックである。
【００５９】
[0071]検出ツリーを介する検索に基づいて、ジョイントデマッパは、推定された最良パスをその最良パスから分岐する最良代替パスと比較することによって、軟出力値を計算する。ツリーのレベルを介するこれらのパスは、ツリーの端で終端され（Ｍ個のそのようなパスがある）、或いは、すべてのレベルで非終端（Ｔ個のアーリーターミネーテッドパスがある）とすることができる。すなわち、ＳＯＭＡ検出プロセスは、アルゴリズム内のツリー検索中に反復的にこれらの軟出力計算を実行し、これによって、ツリー内の各深さで、可能であるすべてのビット位置の信頼性値を計算するために、その深さのアーリーターミネーテッドパス及び同一深さの最良候補を使用する。
【００６０】
[0072]内側ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパからの軟出力は、次に、外側２進符号用のソフトインソフトアウト（ＳＩＳＯ）復号器によって使用される。この復号器は、ソフト値を、反復的ターボタイプの反復復号で内側復号器に戻って供給する。もう１つの実施形態では、軟入力硬出力ビタビ復号器（すなわち、より単純な外側復号器）は、内側ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパからの軟出力値を使用して、非反復復号用の硬出力データを作る。
【００６１】
[0073]一実施形態では、内側復号器は、チャネル適応式である。ＳＯＭＡ内側復号器のそのようなチャネル適応版は、性能のかなりの低下を伴わずに複雑さにおいて救う（ベースＳＯＭＡ設計に関して）と同時に、所望のターゲットＢＥＲ性能に向けて所与のチャネル実現について最適化可能である。
【００６２】
[0074]一実施形態では、ＳＯＭＡアルゴリズムは、まず上の計算をツリーでの計算にし、次にツリーを介する検索を制限することによって近似最大化計算を実行することによって、（推定された）シンボル判断値及び関連するビット推定値の信頼性情報を計算する。
【００６３】
[0075]次に、焦点は、固定されるが任意のＯＦＤＭトーンｎに対するＳＯＭＡ動作にある。便宜上、ＯＦＤＭインデックスｎに対するすべての変数ベクトル及び行列の依存性を省略する。一実施形態では、ツリー構造に対するＭａｘＬｏｇＭＡＰデマッパ計算のマッピングは、チャネル行列のＱＲタイプ分解を活用することに基づくは、説明される。π：｛１，…，Ｎ｝：｛１，…，Ｎ｝が、順列関数を表し、ｓ（π）＝［ｓπ（１），ｓπ（２）  …  ｓπ（Ｎ）］Ｔが、ｓの関連するＮシンボル順列を表し、ｐ（π）が、関連する順列行列すなわち、ｓ（π）−Ｐπｓをもたらす行列を表すものとする。
【００６４】
[0076]任意の固定されたオーダーπに関連して、分解は、式（３）からのチャネル行列Ｈを、Ｈ（π）＝Ｑ（π）Ｌ（π）の形のＨ（π）＝Ｈ［Ｐ（π）］Ｔとして表し、Ｑ（π）は、ユニタリ行列であり、Ｌ（π）は、下三角行列である。その結果、［Ｑ（π）］Ｈへのｙの情報ロスレス射影演算は、式（３）からのｙにおけるものと同等の測定値の集合を構成するベクトル
【数４】
2010528503.tif 000006
をもたらし、このベクトルは、次のように表すことができ
【数５】
2010528503.tif 000007
これによって、
【数６】
2010528503.tif 000008
であり、ｉ＞ｊのときには
【数７】
2010528503.tif 000009
である。例については図１２を参照されたく、この図では、式（４）の右辺の最初の項の構造が、Ｎｔ＝Ｎｒ＝Ｎ＝３について示されている。
【００６５】
[0077]上で与えた
【数８】
2010528503.tif 000010
の式を与えられれば、フル検索ＭａｘＬｏｇＭＡＰを、ツリーでの検索を介する測定値の上の集合に基づいて簡単に実施することができる。ツリー内の深さｋでは、最初のｋ個の式だけが、候補をランキングするために式（４）から考慮される。これらの式は、ｓ（π）の最初のｋ個のシンボルだけに依存するので、候補の集合は、グループ内でランキングされ、これによって、各グループは、πによって記述されるオーダー内の最初のｋ個のシンボル内の同一のシンボル値を有するすべてのＮシンボル候補に対応する。具体的に言うと、
【数９】
2010528503.tif 000011
が、２Ｂ個のＱＡＭシンボル値の任意のＮ×１ベクトルを表し、
【数１０】
2010528503.tif 000012
であり、
【数１１】
2010528503.tif 000013
が、
【数１２】
2010528503.tif 000014
にマッピングされる第ｋビットの関連する値を表すものとすると、ＭａｘＬｏｇＭＡＰ計算は、
【数１３】
2010528503.tif 000015
に縮小され、ここで、
【数１４】
2010528503.tif 000016
であり、
【数１５】
2010528503.tif 000017
である。
【００６６】
[0078]量
【数１６】
2010528503.tif 000018
は、深さＮ及びノードあたり２Ｂ個の分岐のツリーに対するフルツリー検索を介してたやすく再帰的に実施することができる。
【００６７】
[0079]ＳＯＭＡアルゴリズムは、本質的に、ツリーに対する制限されたＭａｘＬｏｇＭＡＰメトリックベースの検索を実行する。すべてのＭアルゴリズムと同様に、すべての所与のレベルのすべての生き残る候補から、すべての可能な候補が、次のレベル（このケースでは２ＢＭ）に展開されるが、これらの候補の部分集合Ｍだけが、ツリー内のより深い深さでの検索のために保存される。ＳＯＭＡの重要な要素は、ツリー上で表されるＮＢビットのそれぞれの各値の品質メトリック推定値を再帰的に生成し、更新することである。具体的に言うと、ＳＯＭＡは、２つのＮ×Ｂ行列Δ（０）及びΔ（１）を活用し、これによって、ｓｍ内の第ｋビットの値０及び１に関連する相対信頼性メトリックは、それぞれδ（０）ｍ，ｋ＝［Δ（０）］ｍ，ｋ及びδ（１）ｍ，ｋ＝［Δ（１）］ｍ，ｋによって与えられる。この方式は、レベルｍの各生き残るパスを次のレベルのその２Ｂ個のパス延長に再帰的に延長することと、新しいパスの累積メトリックを計算することと、減少するメトリックの順でパスをソートすることとに頼る。ｐ［Ｉ，ｉ］，ｒが、深さＩのｒ番目のランキングされたパスを表す場合に、最上位Ｍ個のパスすなわち、集合｛ｐ［Ｉ，ｉ］，ｒ；１≦ｒ≦Ｍ｝内のパスが保存され、｛ｐ［Ｉ，ｉ］，ｒ；ｒ＞Ｍ｝内のパスは、打ち切られる。しかし、最良のＮｔｅｒｍ個の打ち切られるパスの部分集合｛ｐ［Ｉ，ｉ］，ｒ；Ｍ＋１≦ｒ≦Ｍ＋Ｎｔｅｒｍ｝は、［Δ（０）］及び［Δ（１）］内の関連する位置を更新することによって、ビットの相対信頼性更新及びそれが表すビット値を作るために、破棄される前に、それでも使用される。深さＮでの完了の後に、ＳＯＭＡは、まず、硬推定として最良の累積メトリックを有する生き残る長さＮのパスを選択する。このＱＡＭシンボルのＮ×１ベクトルは、ＮＢビットの硬推定値
【数１７】
2010528503.tif 000019
を直接にデマッピングし、入手するのに使用される。信頼性メトリックは、すべての長さＮのツリー候補２≦ｒ≦Ｍ＝Ｎｔｅｒｍに基づいて、２つの行列内で更新される。次に、第ｍ  ＱＡＭシンボル内で表される第ｋビットの相対信頼性情報は、
【数１８】
2010528503.tif 000020
によって与えられる。Ｍ（深さあたりの生き残る候補）及びＮ−ｔｅｒｍ（アーリーターミネーテッドパスに基づいてソフト情報を収集するのに使用される候補の個数）の値を変更して、計算の複雑さとビットエラーレート性能とをトレードオフすることができる。反復復号セッティングでは、各反復サイクルに、各復号器が、他の復号器に入力として渡される（ＭＩＭＯデマッパの場合には適当にインターリーブされ、他のＭＡＰ復号器の場合には再インターリーブされる）外部情報を計算する。この外部情報は、復号器によって作られる軟出力情報（たとえば、ＭＩＭＯデマッパの場合には、式（７）を参照されたい）と復号器への入力固有情報との間の差として計算される。通常、任意の所与の特定のビット位置について復号器の間で渡される外部情報は、差分値の形すなわち、「ビット＝１」値と「ビット＝０」信頼性値との間の差である。反復復号が使用される場合に、式（６）に示されたＳＯＭＡ復号に使用されるメトリックは、外部項を含むように変更される。具体的に言うと、もう１つの項が、式（６）の右辺に追加され、この項は、シンボル
【数１９】
2010528503.tif 000021
の２進表現内のビット位置ごとに１項の項の合計である。差分信頼性値が使用されるときには、任意の所与だが固定されたビット位置に対応する、追加される項は、
【数２０】
2010528503.tif 000022
内のそのビット位置のビット値が０である場合には０と等しく、そうでない場合には差分入力信頼性値と等しい。
【００６８】
[0080]図６Ａ及び６Ｂに、単純な２×２の例の１つのサブトーンのＭＩＭＯデマッパの動作を示す。図６Ａを参照すると、ｙ１信号及びｙ２信号は、第１及び第２のアンテナからのシンボルｓ１及びｓ２から生成される。これは、次に従って、周知の形で行われる。
【数２１】
2010528503.tif 000023
この場合に、ｓは、サイズＮｔ＝Ｎｒ＝Ｎ＝２のベクトルであり、ｓの各項目は、コンステレーションシンボルに対応する。
【００６９】
[0081]ＭＩＭＯデマッパは、図６Ｂに示されているように１つのサブトーンについて、ｙ１信号及びｙ２信号を受け取り、シンボルｓ１及びｓ２によって表されるビットの推定値を返す。さらに、軟出力（信頼性情報）が、推定されたビットの集合に対して供給される。図７に、サブトーンごとの各ＭＩＭＯデマッパが示されている、図３の受信器のもう１つの表現を示す。
【００７０】
[0082]ＱＲ分解の後に、２つのスカラ測定値が、式（４）で説明した形で入手される。例示のために、オーダーｓ１、ｓ２に対応する順列オーダーπを検討されたい。（４）のＬπ行列の構造に起因して、
【数２２】
2010528503.tif 000024
の第１測定値は、ｓ１だけに依存するが、第２測定値は、ｓ１とｓ２との両方に依存する。次に、式（６）のメトリックが考慮され、これは、このケースでは２つの項の合計である。第１の項（ｍ＝１）は、
【数２３】
2010528503.tif 000025
の第１測定値に起因する項であり、ｓ１だけに依存する。第２の項（ｍ＝Ｎ＝２）は、第２測定値に起因する項目である（１つのｌ１２項及び１つのｌ２２項からなる）。この構造は、（６）のメトリックのそれぞれの計算をツリーに対して実行することを可能にする。ツリーの第１レベルでは、（６）の合計の第１項（ｍ＝１）だけが計算される。これらは、ｓ１だけに依存するので、計算される項の個数（したがって、ツリー内のレベル１ノードの個数）は、ｓ１がとることのできる可能な値の個数と等しい。第２ステップでは、レベル１の各ノード（それぞれがｓ１の別個の値に対応する）から、ｓ２の各可能な値の葉が、延長され、式（６）の合計の第２項（分岐メトリック）が、計算され、ｓ１の特定の値に対応する第１項に加算される。最後に（このケースではレベル２で）、シンボルの候補ベクトルと同数のエンドノードがあり、各ノードは、特定のベクトルシンボル候補の（６）の計算を表す。したがって、これらを、ＱＡＭシンボルベクトルによって表されるすべてのビットのビット推定値及び信頼性情報を提供するために、（５）と同様に比較することができる。
【００７１】
[0083]図８に、３つの送信アンテナがあり、したがってＮｔ＝Ｎｒ＝Ｎ＝３である場合のツリー上のメトリックのこの再帰計算を可能にする決定木を示す。ＳＯＭＡアルゴリズムは、ツリー全体ではなく、パスの限られた集合を検索する。パスを制限する形は、ツリーのルートからパスの展開を開始し、各レベルで、パスの部分集合だけを生き残るパスとして（すなわち、さらに展開されるパスとして）保存することである。図８を参照すると、ツリーの各新しいレベルで、Ｍ個の最良の分岐だけに関してツリーを展開する判断が行われる。この判断は、各候補の部分距離メトリックを計算することに基づくものとすることができる。具体的に言うと、レベル「ｎ」では、比較に使用される距離メトリックは、式（６）の最初の「ｎ」個の項（すなわち、ｍ＝１，２，…，「ｎ」に関する式（６）のすべての項の合計）に対応する。次に、このメトリックに基づいて、最良のＭ個のメトリックが、生き残りとして選択される。したがって、ツリーは、最良のＭ個のパスだけを保存することによって、各深さで枝刈りされる。これを、図９に表す。
【００７２】
[0084]ＳＯＭＡ検出プロセスが、当技術分野で周知の形で、最良パスを選択することに加えて、各ビットのソフト（信頼性）情報をも計算することに留意されたい。
【００７３】
一実施形態では、内側ＳＯＭＡ復号器の複雑さは、パラメータＭ（最良パスの個数）及びＴ（アーリーターミネーテッドパス）の値によって制御される。全体的な複雑さは、内側復号アルゴリズムが使用される回数によっても制御され、この回数は、ＯＦＤＭトーンの個数及び反復復号に使用される反復の回数（Ｉ）によって決定される。図１０は、トーンｎに対するＳＯＭＡ内側復号動作をセットアップするプロセスの一実施形態の流れ図である。このプロセスは、ハードウェア（たとえば、回路網、専用論理など）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用機械で動作するものなど）、又はこの両方の組合せを含むことができる処理論理によって実行することができる。このプロセスは、各トーンに対して実行される。
【００７４】
[0085]図１０を参照すると、第１チャネル測定値は、任意の所与のトーンｆ（チャネル行列Ｈ［ｆ］の推定に対応するはずである）上ですべての送信アンテナ／受信アンテナ対の間のチャネルを推定するのに使用される（パイロット信号に基づいて）（１００１）。チャネル推定及びＳＮＲ計算は、ＯＦＤＭトーンｆ上のパイロット測定値（１０３１）に基づく。チャネル推定及びルックアップテーブル（ＬＵＴ）１００５は、ＳＯＭＡの適応性をセットアップする（たとえば、ＩのＭ、Ｔを変更する）のに使用される。
【００７５】
[0086]より具体的には、これらの測定値は、チャネル行列のＱＲ分解をセットアップし、ＳＯＭＡ検出ツリーをセットアップし（１００３）、ＳＯＭＡアルゴリズムのパラメータを選択する（たとえば、ルックアップテーブルによって）（１００４）のに使用される。この流れ図からわかるように、これらのパラメータの選択は、チャネル条件に依存する。次に、ＱＲ分解（１００２）、検出ツリー（１００３）、及びＳＯＭＡパラメータがセットされた（１００４）後に、トーンｆ上のすべての受信アンテナでの測定されたデータ（１０３２）が、ＱＲ分解（１００２）を介して処理されて、有効チャネル測定値の集合が生成され、ツリーが構成され（１００３）、その後、ＳＯＭＡ内側検出アルゴリズムが実施される。ＳＯＭＡは、ＬＵＴ  １００５によって供給されるトーンｆ上のＳＯＭＡパラメータを使用することによってＯＦＤＭトーンｆ上で実施される。ＬＵＴ  １００５の出力は、トーンｆ上のＳＯＭＡパラメータの１つ又は複数の変数値すなわちＭ、Ｔ（１０３２）と、内側外側軟出力復号器反復の回数すなわちＩ（１０３３）とを提供することができる。すなわち、ＬＵＴ  １００５は、Ｔ及びＩの値が変更されない（適応不能）である間にＭの値（Ｍが適応的であるとき）を指定することができ、或いは、Ｍ及びＩの値が変更されない（適応不能）である間にＴの値（Ｔが適応的であるとき）を指定することができる。同一のことが、Ｍ、Ｔ、及びＩの値のうちの複数について発生し得る。これらの値は、適応が異なるレベルにまたがって発生するように、ツリーの異なる深さ／レベルで変更することができる。その場合に、適応は、トーン品質及び深さに基づいて発生する。代替実施形態では、ＬＵＴは、使用されず、値は、ＳＯＭＡアルゴリズム自体において変更される。その場合に、一実施形態では、値は、アルゴリズム内のしきい値である。たとえば、トーンのチャネル推定値が第１範囲に含まれる場合には、Ｍのある値（たとえば、Ｍ＝８）が使用されるが、トーンのチャネル推定値が別の範囲に含まれる場合には、Ｍの異なる値（たとえば、Ｍ＝１２）が使用される。値のこれらの変化は、送信アンテナの個数、外側２進符号のレートなどに基づくものとすることもできる。ある種の値が、最良メトリックを有するパスのグループが一緒にクラスタ化されるメトリックを有するかどうかかに基づいて変化することができ、クラスタ内のメトリック（Ｍより大きい又はこれより小さい）又はクラスタ内の最悪メトリックのあるパーセンテージ内の値を有するメトリック（たとえば、クラスタ内の最低品質メトリックの値の９５％を有する）が、ツリー内の次のレベル／深さに継続することを許可されるようになっていることに留意されたい。結果の生き残りの集合は、Ｍより大きい又はこれより小さい濃度を有する場合がある。代替案では、このプロセスは、その相対メトリックが最良パスのメトリックのあるパーセンテージ（たとえば、９５％）以内であるすべてのパスを、生き残りパスとして保存することができる。ＳＯＭＡ内側検出アルゴリズムの出力は、ビット推定値、ビット信頼性情報、及びビット外部情報である。
【００７６】
[0087]深さｎでのＳＯＭＡ検出プロセスの流れ図を、図１１に示す。図１１を参照すると、主入力は、深さｎ−１の生き残りの集合及びこれらの生き残りパスのメトリック（１１０１）である。まず、これらの長さ「ｎ−１」のパスのそれぞれのすべての可能な長さ１延長を、以前の深さの生き残り及びそのメトリック（１１０１）に基づいて構成して、アルゴリズムによって訪問されるすべての長さｎパスの集合を生成する。次に、深さｎ−１の生き残りメトリック（１１０１）及び深さｎの有効測定値（１１０２）を使用して、１１０３で構成される長さｎパスの長さｎメトリック（１１０４）を計算する。所与のＯＦＤＭトーンのＭ及びＴのパラメータ値、深さｎ（１１２０）に基づいて、パスを、そのメトリック品質に基づいてソートする（１１０５）。最良メトリックを有するＭ個のパスを、周知のＳＯＭＡプロセスと同一の形で深さｎでの生き残り（１１１２）として選択する。パスの残りは、打ち切られるパスのリスト（１１０７）に置かれる。これらのパスの各１つについて、長さｎの最良パス（明らかに、生き残りパスである）に関して相対メトリックを計算する（１１０９）。次に、打ち切られるパスのそれぞれについて、その相対メトリックを、ビットＬＬＲ（最小尤度比）テーブル内の項目の部分集合と比較して、その項目を更新すべきか否かを判断する。具体的に言うと、第ｍシンボルの表現の第ｋビットが０である場合には、Δ（０）の（ｋ，ｍ）項目を更新し（１１０８）、そうでない場合には、Δ（１）の（ｋ，ｍ）項目だけを更新する（１１０８）。項目は、新しいパスによって提供される相対メトリックが、ＬＬＲテーブル内の関連する項目のメトリックを改善する場合に、更新される。出力は、更新されたビットＬＬＲテーブル（１１１１）である。
【００７７】
[0088]一実施形態では、異なるＳＯＭＡ検出器が、異なるトーンについて使用され、トーンの品質に基づいて適応式に選択される。良い品質（高い信号レベル又は高いＳＮＲ）を有するトーンについて、Ｍ値を下げることができ、及び／又はＴ値を下げることができ、及び／又はＩ値を下げることができる。［Ｍ及びＴの値の範囲は、送信ストリームの個数（送信アンテナの個数）Ｎ、使用されるＱＡＭコンステレーションのサイズ、及びシステム内の外側符号のレートの関数として変化する。一例として、４×４  １６ＱＡＭ  ＭＩＭＯでの実験に基づいて、Ｍ＝１６が、最適に近い性能を得るのに十分である。しかし、この値は、ストリーム及びＱＡＭコンステレーションの個数の増加に伴って増加する。通常、ＳＮＲ（又は信号レベル）範囲の集合について使用しなければならないＭ（及びＴ）の値をリストした（事前計算された）ルックアップテーブルを使用することができる。この手法は、その特定のＳＯＭＡ検出器に関するより低い相対複雑さをもたらす。その一方で、悪い品質（低い信号レベル又は低いＳＮＲ）のトーン（ＯＦＤＭサブチャネル）について、より大きい値が、Ｍ、Ｔ、及びＩのすべて又は部分集合について選択される。たとえば、１つの手法は、モバイルでのビットエラーレートにおけるターゲット性能（これは、アプリケーションによって事前にセットすることができる）をセットすることに対応する。この場合に、トーン上のＳＮＲが高ければ高いほど、所望の性能を達成するために必要なＭの値が小さくなる。ＳＮＲが低下する時に、反対の効果が生じる。しかし、その値を超えて受信ＳＮＲを下げることが、モバイルでの所望の性能を達成することを不可能にする（複雑さにかかわりなく）ＳＮＲレベルがある。そのレベルを超えると、Ｍの最大の許容可能な値が使用されるか、イベントが事故であるものと宣言されるかのいずれかである。これは、この特定のトーンに関する、より高い値の複雑さにつながる。ＳＯＭＡの適応的使用及び反復の回数は、性能低下なしで複雑さを節約する。非適応ケースについて、性能は、かなりの範囲まで、ＳＯＭＡ検出器の最高の相対複雑さに対応する最悪品質トーンによって規定される。
【００７８】
[0089]もう１つの実施形態では、複雑さの割振りを、連続するＯＦＤＭシンボルにまたがってすなわち経時的に行うことができる。たとえば、リソースを、周波数（ＯＦＤＭトーン）並びに時間にまたがって一緒に割り振ることができ、その結果、複雑さは、ＯＦＤＭシンボルのブロックにまたがって所定の値を超えなくなる。
【００７９】
[0090]もう１つの実施形態では、Ｍの値が、１つのＳＯＭＡ検出器の内部で変更される、すなわち、可変個数の展開されたパス並びに軟出力計算での各レベルでの可変個数の使用されるアーリーターミネーテッドパスを有するツリーを検索する。
【００８０】
[0091]もう１つの実施形態では、Ｓ．リン（Ｌｉｎ）及びＤ．Ｊ．コステロ（Ｃｏｓｔｅｌｌｏ）Ｊｒ．、「Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｄｉｎｇ，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ」、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ、米国ニューヨーク州、２００３年及びキティウォン（Ｋｉｔｔｙ  Ｗｏｎｇ）、「Ｔｈｅ  Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｍ−ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、カナダ、キングストン、クイーン大学博士論文、２００６年８月に記載の訂正されたＳＯＶＡアルゴリズムで使用されるものとほとんど同一のメトリック訂正項が、軟出力Ｍアルゴリズムに適用される。
【００８１】
[0092]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。
【００８２】
発明の実施形態の利益
[0093]本発明の実施形態の１つの利益は、それに関してＭａｘＬｏｇＭＡＰが現在のテクノロジを用いて実施態様的に実現可能でも実用的でもないＮ及びＢの反復復号セッティングにおいて実施可能になる全体的複雑さを有する、軟出力を有する高性能内側ジョイントデマッパの方法を提供することである。そのような実施形態は、次の要素のうちの１つ又は複数を含む。
１．ＳＯＭＡベースの検出器の複雑さ低下が、各トーンの品質に関して適応式に実施され、ある種の性能レベルに関する最良の全体的複雑さをもたらす、トーンごとに１つのＭＩＭＯ検出器を有するＯＦＤＭベースのシステム。
２．Ｍ値及びＴ値が、トーン品質に基づいて適応式に選択され、反復復号の反復の回数も、トーン品質に基づいて適応式に選択される、トーンごとのＳＯＭＡ検出器。
３．Ｍ値は、復号ツリーにまたがって変化することができる。
４．適応リソース及び複雑さ割振りをも、連続するＯＦＤＭシンボルにまたがってすなわち経時的に行うことができる。
５．ＭａｘＬｏｇＭＡＰメトリックは、ビットＬＬＲ計算での訂正されたメトリックに変更される。
【００８３】
[0094]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】
2010528503.tif 000026
【図２】
2010528503.tif 000027
【図３】
2010528503.tif 000028
【図４】
2010528503.tif 000029
【図５】
2010528503.tif 000030
【図６Ａ】
2010528503.tif 000031
【図６Ｂ】
2010528503.tif 000032
【図７】
2010528503.tif 000033
【図８】
2010528503.tif 000034
【図９】
2010528503.tif 000035
【図１０】
2010528503.tif 000036
【図１１】
2010528503.tif 000037
【図１２】
2010528503.tif 000038
【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】
送信器を有する無線通信システム内で使用されるデバイスであって、
ＯＦＤＭ及びビットインターリーブド符号化変調を使用して前記送信器から無線送信される情報担持信号を受信する受信器を備え、
前記受信器が、各サブトーンに対するジョイント内側デマッピングを実行するために軟出力Ｍアルゴリズム（ＳＯＭＡ）ベースのマルチプルインマルチプルアウト（ＭＩＭＯ）検出プロセスを使用するＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパを有する内側復号器構造を具備し、前記ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパが、各レベルから延長されるパスの総数を表すパラメータの制御の下で検出ツリーを検索することによって複数の候補の中で最良候補を識別するように動作可能であり、前記ツリーのすべてのレベルから複数の最良代替物だけが展開されるようになっており、前記ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスが、トーン品質に基づいて前記パラメータのうちの１つ又は複数を適合させる、デバイス。
【請求項２】
前記ＳＯＭＡベースの検出プロセスが、前記検出ツリー内の各深さでのローカルに推定された最良パスを各深さでさらに延長はされない対応する代替パスと比較することによって、軟出力値を計算する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
出力データを作るために前記内側ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパからの軟出力値を使用するソフトインソフトアウト（ＳＩＳＯ）復号器をさらに備え、前記ＳＩＳＯ復号器が、反復復号のためにソフト値を前記内側復号器構造に戻って供給する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスが、前記ツリー内のアーリーターミネーテッドパスの個数（Ｔ）に基づいて適応可能であり、前記Ｔが、軟出力値計算で使用される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスが、トーン品質に基づく各トーンの反復の回数に基づいて適応可能である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスが、各反復中に及びトーン品質に基づいてすべてのトーンについて、適応可能である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
トーン品質が、チャネル推定値に基づく、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
ＯＦＤＭトーンの品質が、信号レベルに基づく、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
ＯＦＤＭトーンの品質が、信号対雑音比（ＳＮＲ）に基づく、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯジョイントデマッパが、トーンごとに１つの複数のＳＯＭＡ検出器を含み、前記ツリーの前記検索が可変個数の展開されたパス並びに軟出力計算の各レベルでの可変個数の使用アーリーターミネーテッドパスを伴って発生するように、前記パラメータが、１つのＳＯＭＡ検出器の内部でトーンごとに変化する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記受信器が、前記内側復号器構造から出力を受け取り、軟出力を生成するために通信可能に結合された外側復号器をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記外側復号器が、ＢＣＪＲ復号器を備える、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記外側復号器が、反復復号での使用のために前記内側復号器構造へのフィードバック情報を生成するように動作可能である、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記外側復号器が、反復復号なしでの使用のための軟入力硬出力復号器を備える、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記軟入力硬出力復号器が、ビタビ復号器を備える、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記受信器が、
複数のアンテナと、
複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）モジュールであって、前記複数のＦＦＴモジュールのそれぞれが、前記複数のアンテナのうちの１つからの信号を受け取るように結合される、前記複数のＦＦＴモジュールと、
前記受信器からの出力データを作るために前記デマッパによって出力されるデータの第１集合を復号するために外側２進符号器に関連する外側復号器と
をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記外側復号器が、前記外側符号器用のＭＡＰ復号器を備え、前記外側２進符号器が、外側畳み込み符号器を備える、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記外側復号器が、それぞれが２進レート互換パンクチャード畳み込み（ＲＣＰＣ）符号、２進ターボ符号、及び２進ＬＤＰＣ符号からなる群のうちの１つを含む符号器用の、ＭＡＰ復号器、ＭａｘＬｏｇＭＡＰ復号器、及びターボタイプ復号器からなる群のうちの１つである、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１９】
無線通信システム内の受信器によって受信される個々のＯＦＤＭトーンの品質を評価するステップと、
最尤送信ビット推定値及びこれらの推定値のそれぞれの信頼性に関する情報を表す出力データの第１集合を作るために第１復号動作を実行するステップであって、
各レベルから延長されるパスの総数を表すパラメータの制御の下で検出ツリーを検索することによって複数の候補の中で最良候補を識別することと、アーリーターミネーテッドパスの個数を表すパラメータの制御の下で全ビットの信頼性情報を計算することとによって、ジョイント内側デマッピングのために各サブトーンに対してＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスを実行する工程であって、１つ又は複数のパラメータが、前記ＯＦＤＭトーンの前記評価された品質に基づいて判定される、前記工程を含む前記ステップと
を含む方法。
【請求項２０】
第１復号動作を実行するステップが、推定された最良パスを前記最良パスから分岐する最良代替パスと比較することによって軟出力値を計算する工程をさらに含み、それぞれが、前記ツリーの終りで終端され、或いはすべてのレベルで終端されない、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
第１復号動作を実行するステップが、軟出力外側復号器の使用によって、出力データを作るために前記内側ＳＯＭＡベースのＭＩＭＯ検出プロセスからの軟出力値を使用する工程と、反復復号のために前記第１復号動作を実行する内側復号器構造に戻ってソフト値を供給する工程とをさらに含む、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２２】
生き残りの個数、前記ツリー内のアーリーターミネーテッドパスの個数、及びトーン品質に基づく反復の総数のうちの１つ又は複数をセットするステップをさらに含む、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２３】
適応的に個々のＯＦＤＭトーンの品質に基づいて所与のトーンの複数の反復を選択するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
複数の反復を時間シーケンス内の異なるＯＦＤＭブロックに適合させるステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
ＯＦＤＭトーンの品質が、信号レベルに基づく、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
ＯＦＤＭトーンの品質が、信号対雑音比（ＳＮＲ）に基づく、請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
２進外側符号器用に設計された外側復号器を用いて第２復号動作を実行するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
前記外側復号器が、外側畳み込み符号器用の復号器を備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記外側復号器が、２進レート互換パンクチャード畳み込み（ＲＣＰＣ）符号、２進ターボ符号、及び２進ＬＤＰＣ符号からなる群のうちの１つを含む符号器に関連するＭＡＰ復号器、ＭａｘＬｏｇＭＡＰ復号器、又はターボタイプ復号器である、請求項２７に記載の方法。
【国際調査報告】
2010528503.tif 000039
2010528503.tif 000040
2010528503.tif 000041