(57)【要約】      （修正有）【課題】見せかけの不一致を補正し、それによりそれらの不一致が、反復判定過程に著しく悪影響を及ぼすのを避けることができるようにする。【解決手段】受信される可能性がある所定のシンボルｐｊのリストＬｏＳを作成するためのシンボルリスティング手段ＳＬＭと、確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）を上記リスティングされたシンボルｐｊを表すビットに関連付けるためのマージナライゼーション手段ＭＧＭと、その確率値を精緻化するための復号手段ＤＭとを備える少なくとも１つの受信機を有する通信システムに関する。その受信機はさらに、マージナライゼーション手段ＭＧＭによって生成される確率値と、復号手段ＤＭによって生成される確率値とが衝突することを検出するための不一致検出手段ＤＤＭと、シンボルリスティング手段ＳＬＭによって作成されるリストＬｏＳにシンボルを追加することにより、検出された不一致を補正するためのリスト拡張手段とを備える。【選択図】図４
2005204302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの送信アンテナによって送信され、少なくとも１つの受信アンテナによって受信される少なくとも１つの信号を判定するための方法であって、
前記少なくとも１つの受信アンテナによって受信される可能性がある所定のシンボルの中から選択されたシンボルのリストを作成するためのシンボルリスティングステップであって、リスティングされたシンボルはそれぞれ少なくとも１つのビットによって表される、シンボルリスティングステップと、
前記少なくとも１つのビットに関連付けられることになる少なくとも１つの確率値を生成するために、前記リスティングされたシンボルを処理するためのマージナライゼーションステップと、
前記受信された信号を符号化するために用いられた符号化方式に関連する知識を考慮に入れることにより、前記少なくとも１つの確率値を精緻化するための復号ステップであって、前記復号ステップの過程において生成される精緻化された確率値は後続のマージナライゼーションステップ中に先験的確率値として用いられるようになされる、復号ステップと
を含む、信号を判定するための方法において、さらに、
同じ所与のビットに関連付けられる確率値が、前記マージナライゼーションステップの過程において生成される確率値では０．５よりも小さく、その一方で、前記復号ステップの過程において生成される確率値では０．５よりも大きい状況を、あるいはその逆の状況を検出するための不一致検出ステップと、
前記シンボルリスティングステップによって作成される前記リストに少なくとも１つの付加的なシンボルを追加することにより、検出された不一致を補正するためのリスト拡張ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記復号ステップの過程において生成される前記精緻化された確率値に基づいて硬判定を行うことによって得られる最大先験的シンボルが、前記シンボルリスティングステップによって作成される前記リストに追加されることになる付加的なシンボルを構成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの付加的なシンボルは、所与のビットに関して不一致が検出された少なくとも１つの元のシンボルを特定し、前記元のシンボル内の少なくとも前記所与のビットを補完することによって得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記リストに追加されることになる前記シンボルは、前記所与のビットが適切に補完された値を特徴付ける母集団に属すると同時に、前記元のシンボルに最も近い前記母集団の構成要素である、格子コンスタレーションの特定のシンボルによって構成される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記リスト拡張ステップは、前記マージナライゼーションステップの過程において生成された確率値と、前記復号ステップの過程において生成された、対応する精緻化された確率値との差が所定の閾値よりも大きくなる場合にのみ実行されることになることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記復号ステップによって生成される少なくとも１つの精緻化された確率値が整数値である状況を検出するための整数精緻化確率検出ステップと、
そのような整数精緻化確率値を所定の非整数閾値によって置き換えるための閾値処理ステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記閾値は、
前記整数精緻化確率値が１である場合には１−δに等しく、
前記整数精緻化確率値が０である場合にはδに等しく、
ただしδは０．５未満の選択された所定の非整数値である
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの送信アンテナを備える少なくとも１つの送信機と、少なくとも１つの受信アンテナを備える少なくとも１つの受信機とを有する通信システムであって、前記受信機は、
前記少なくとも１つの受信アンテナによって受信される可能性がある所定のシンボルの中から選択されたシンボルのリストを作成するためのシンボルリスティング手段であって、前記リスティングされたシンボルは、それぞれ少なくとも１つのビットによって表される、シンボルリスティング手段と、
前記少なくとも１つのビットに関連付けられることになる少なくとも１つの確率値を生成するために、前記リスティングされたシンボルを処理するためのマージナライゼーション手段と、
前記受信された信号を符号化するために用いられた符号化方式に関連する知識を考慮に入れることにより前記少なくとも１つの確率値を精緻化するための復号手段であって、復号ステップの過程において生成される精緻化された確率値は、後続のマージナライゼーションステップ中に先験的確率値として用いられるようになされる、復号手段と
を備える、通信システムにおいて、
前記受信機はさらに、
同じ所与のビットに関連付けられる確率値が、前記マージナライゼーション手段によって生成される確率値では０．５よりも小さく、その一方で、前記復号手段によって生成される確率値では０．５よりも大きい状況を、あるいはその逆の状況を検出するための不一致検出手段と、
前記シンボルリスティング手段によって作成される前記リストに少なくとも１つの付加的なシンボルを追加することにより、検出された不一致を補正するためのリスト拡張手段と
を備えることを特徴とする、通信システム。
【請求項９】
少なくとも１つの受信アンテナを備える、通信装置であって、
前記少なくとも１つの受信アンテナによって受信される可能性がある所定のシンボルの中から選択されたシンボルのリストを作成するための、シンボルリスティング手段であって、前記リスティングされたシンボルは、それぞれ少なくとも１つのビットによって表される、シンボルリスティング手段と、
前記少なくとも１つのビットに関連付けられることになる少なくとも１つの確率値を生成するために、前記リスティングされたシンボルを処理するためのマージナライゼーション手段と、
前記受信された信号を符号化するために用いられた符号化方式に関連する知識を考慮に入れることにより前記少なくとも１つの確率値を精緻化するための復号手段であって、前記復号ステップの過程において生成される精緻化された確率値は、後続のマージナライゼーションステップ中に先験的確率値として用いられるようになされる、復号手段と
を備える通信装置であって、さらに、
同じ所与のビットに関連付けられる確率値が、前記マージナライゼーション手段によって生成される確率値では０．５よりも小さく、その一方で、前記復号手段によって生成される確率値では０．５よりも大きい状況を、あるいはその逆の状況を検出するための不一致検出手段と、
前記シンボルリスティング手段によって作成される前記リストに少なくとも１つの付加的なシンボルを追加することにより、検出された不一致を補正するためのリスト拡張手段と
を備える、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの送信アンテナによって送信され、少なくとも１つの受信アンテナによって受信される少なくとも１つの信号を判定(interpret)するための方法であって、
上記少なくとも１つの受信アンテナによって受信される可能性がある所定のシンボルの中から選択されるシンボルのリストを作成するためのシンボルリスティングステップであって、リスティングされたシンボルはそれぞれ少なくとも１つのビットによって表される、シンボルリスティングステップと、
上記少なくとも１つのビットに関連付けられることになる少なくとも１つの確率値を生成するために、上記リスティングされたシンボルを処理するためのマージナライゼーション(marginalization)ステップと、
受信された信号を符号化するために用いられた符号化方式に関連する知識を考慮に入れることにより、上記少なくとも１つの確率値を精緻化するための復号ステップであって、該復号ステップの過程において生成される精緻化された確率値は後続のマージナライゼーションステップ中に先験的(a priori)確率値として用いられることを目的とする、復号ステップと
を含む、少なくとも１つの送信アンテナによって送信され、少なくとも１つの受信アンテナによって受信される少なくとも１つの信号を判定するための方法に関する。
【０００２】
そのような判定方法は、無線リンクの１つの受信機端および／または１つの送信機端において多数のアンテナが用いられる通信システムにおいて用いることができ、そのようなシステムは多入力多出力システムと呼ばれる（さらにＭＩＭＯシステムと呼ばれる場合もある）。ＭＩＭＯシステムは、単一アンテナシステムによって提供される伝送容量と比べて大きな伝送容量を提供することが知られている。詳細には、ＭＩＭＯ伝送容量は、所与の信号対雑音比の場合に、かつ都合の良い無相関のチャネル条件下で、送信あるいは受信アンテナのどちらか少ない方の数とともに線形に増加する。それゆえ、ＭＩＭＯ技法は、高いスペクトル効率を与えるか、あるいはその代わりに、現在の通信システムにおいて得られるスペクトル効率と同等のスペクトル効率を得るために必要とされる送信電力を低減することを目的として将来の無線システムにおいて用いられる見込みがある。そのようなＭＩＭＯ技法は、同じく将来の無線システムにおいて用いられることが検討されている、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重の略称）およびＭＣ−ＣＤＭＡ（マルチキャリア符号分割多元接続の略称）技法のようなマルチキャリア変調技法と組み合わせられる可能性が非常に高いであろう。
【０００３】
ある特定のタイプのＭＩＭＯシステムは、ＢＩＣＭとも呼ばれるビットインターリーブ符号化変調技法を利用しており、その変調技法によれば、送信機は、たとえば畳み込み符号あるいはターボ符号によって、符号化されていないデータビットに符号化を適用し、２値ストリームをインターリーバ(interleaver)に与えるように構成されるチャネル符号器を備える。その際、このインターリーバは並べ替えられたビットを供給し、そのビットは複数の成分それぞれを特徴付ける(feature)一連の符号化されたシンボルに変換されることになるワード系列に分割されることになり、同じシンボルの成分は、個々の送信アンテナによって同じ時間チップ中に送信されることになる。
【０００４】
送信されたシンボルは受信機端において判定されることになり、それは通常、ＢＩＣＭタイプのＭＩＭＯシステムでは、反復空間−時間判定過程(iterative space-time interpreting process)によって実行され、その反復過程は、送信されたシンボルが生成される基となった、元の符号化されていないデータビットの推定値を生成することを目的とする。多数の送信アンテナおよび受信アンテナを用いることによってもたらされる空間ダイバーシティは、単一の通信チャネルを通して送信される単一の信号によって与えられる情報よりも多量の情報を提供するので、それにより、そのような復号が容易になる。
【０００５】
一般的に用いられる反復判定方法は、シンボルリスティングステップ中に、後続のマージナライゼーションステップ中に初期確率値が関連付けられることになるシンボルの限定されたリストを最初に作成することを必要とする。所与のリスティングされたシンボルに関連付けられる初期確率値には、たとえば、所与のリスティングされたシンボルと受信されたシンボルとの間の距離を表す数的指標を用いることができる。こうして得られた確率値は、後続の復号ステップにおいて、受信された信号を符号化するためにもともと用いられている符号化方式に関連する付加的な知識を利用することによって精緻化されることができる。その後、そのような復号ステップによって全てのリスティングされたシンボルを表す同じ１組のビットに属するビット毎に生成された、精緻化された確率値は、反復判定方法の後続の繰返しの別のマージナライゼーションステップの実行中に、上記の数的指標に加えて考慮されることになる先験的情報を構成するために、考慮中の各ビットに関連する先験的情報がそれぞれ削除されている、事後(a posteriori)形式、あるいは好ましくは外部形式において用いられることができる。
【０００６】
本発明者らは、所与のビットに関連付けられる精緻化された確率値が、マージナライゼーションステップの過程においてその所与のビットに以前に関連付けられた元の確率値と衝突する(conflict)状況が起こることに気が付いている。言い換えると、このビットが所与の値を有する確率は、たとえば、マージナライゼーションステップの終了時には０．５よりも大きく見えることがあるのに対して、このビットがこの同じ所与の値を有する精緻化された確率が、復号ステップの終了時には０．５よりも小さく見えるであろう。
【０００７】
そのような衝突する状況によって、反復判定過程が、送信されたシンボルの安定した最終判定に向かって収束するのが妨げられる場合があり、全ての衝突を解決するために多数の反復が必要とされることになるので、反復過程は間違いなく長くなるであろう。したがって、上記のような衝突する状況は、システムの動作に著しく悪影響を及ぼす。
【０００８】
上記の衝突する状況は、受信された信号が送信された無線リンクに影響を及ぼす悪条件によって、特に大きなレベルを有する雑音によって引き起こされる場合があるが、シンボルのリストが自動的に生成され、それによりリスティングされたシンボルによって構成される母集団が、その母集団が統計的に有意であるために必要とされるダイバーシティを提供するには不十分な数のシンボルしか含まない場合があるという事実に起因して、見せかけの（artificial）不一致とも呼ばれる、他の衝突する状況が生じることに本発明者らは気が付いている。
【０００９】
そのような見せかけの不一致は、物理的な現象を何も反映していない上に、情報を含む内容をもたらさないのに対して、それを解決するには処理能力が必要となり、さらに、電池で駆動される受信装置では供給が制限されているエネルギーを非効率的に消費することに繋がる。
【００１０】
本発明は、元の確率値と精緻化された確率値との間の見せかけの不一致を、上記の反復過程の中に補正を介入させることにより抑制することになる判定方法を提供することにより、この問題を解決することを目的とする。
【００１１】
実際には、冒頭の段落による方法は、本発明によれば、
同じ所与のビットに関連付けられる確率値が、マージナライゼーションステップの過程において生成される確率値では０．５よりも小さく、その一方で、復号ステップの過程において生成される確率値では０．５よりも大きい状況を、あるいはその逆の状況を検出するための不一致検出ステップと、
シンボルリスティングステップによって生成されるリストに少なくとも１つの付加的なシンボルを追加することにより、検出された不一致を補正するためのリスト拡張ステップと
をさらに含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、不一致を検出することと、それに続いて、基となる元の確率値が計算された母集団のサイズを拡大することによって、見せかけの不一致を補正して、それらの不一致が反復判定過程に著しく悪影響を及ぼすのを防ぐことができるようにし、その母集団の拡大は、検出された不一致が発生することに繋がる可能性がある統計的な原因を排除することを目的とする。
【００１３】
本発明の１つの特定の実施形態によれば、その少なくとも１つの付加的なシンボルは、所与のビットに関して不一致が検出された少なくとも１つの元のシンボルを特定し、その元のシンボル内の少なくとも上記所与のビットを補完することによって得られる。
【００１４】
元のシンボルは通常、マージナライゼーションステップの過程において生成される確率値に基づいて硬判定を行うことによって得られるであろう。
【００１５】
本発明のそのような実施形態は、衝突する確率値が関連付けられた所与のビットについて、復号ステップの過程において生成された、精緻化された確率に対応する値を特徴付ける少なくとも１つのリスティングされないシンボルを、リスティングされたシンボルに追加することを目的とし、検出された不一致が見せかけである場合、すなわちそれが純粋に統計的な原因に結び付けられる場合には、マージナライゼーションステップの過程において生成された次の確率値が、その精緻化された確率値に向かって収束するようになり、上記の補正過程は本発明の一般的な原理に従って繰り返される。
【００１６】
先に説明されたように、本発明のこの実施形態は、見せかけの不一致の場合に、マージナライゼーションステップの過程において生成された確率値と復号ステップの過程において生成された精緻化された確率値との間の収束を目的する一致（harmonization）過程を作り出すことができるようにするであろう。しかしながら、リスティングステップによって生成されるシンボルのリストに追加されることになる付加的な１つあるいは複数のシンボルの選択は、収束の速度に、それゆえ本発明による反復判定過程の動作に影響を及ぼす可能性がある。
【００１７】
復号ステップの過程において生成された、精緻化された確率値に基づいて硬判定を行うことによって得られる、最大先験的シンボルとも呼ばれる場合もあるシンボルが、それまでにそのリストに含まれていない場合には、シンボルのリストに体系的に追加されることができ、それは後にさらに詳細に説明されるような利点を有する。
【００１８】
本発明のこの実施形態による判定方法の動作をさらに良くするために、格子コンスタレーション(lattice constellation)の全ての他のシンボルの事前（prior）知識が、シンボルのリストに追加されることになる付加的なシンボルを選択するために都合よく用いられることができる。
【００１９】
上記の本発明の特定の実施形態の１つの変形形態によれば、シンボルのリストに追加されることになる付加的なシンボルは、適切に補完される値をその所与のビットが特徴付ける母集団に属すると同時に、元のシンボルに最も近い、その母集団の構成要素である、格子コンスタレーションのある特定のシンボルによって構成されるであろう。
【００２０】
元のシンボルと付加的なシンボルとを隔てる距離は、ユークリッド距離あるいはハミングの意味における距離と見なすことができる。
【００２１】
リスト拡張ステップは、不一致が検出されたらすぐに自動的に実行されることができるが、検出された不一致が大きい状況においてのみ、たとえばマージナライゼーションステップの過程において生成された確率値と復号ステップの過程において生成された対応する精緻化された確率値との間の差が所定の閾値よりも大きくなった場合にのみ、都合よく選択的にトリガされるべきである。
【００２２】
リスト拡張ステップを選択的にトリガすることにより、マージナライゼーションステップと復号ステップとの間の判定の小さな差を無視できるようになり、その小さな差は、いかなる介入も必要とすることなく、後続の反復において取り除かれる（be smoothed out）ことになり、それゆえ計算時間および能力が節約されるであろう。
【００２３】
本発明者らは、復号ステップを実行するように構成される復号手段が、その復号手段に与えられる全ての確率値が非整数の性質を有する場合であっても、整数の精緻化された確率値を出力する場合があることに気が付いている。そのような状況は、精緻化された確率値に導く計算過程において行われることになる近似に起因して生じる場合がある。そのような非整数の精緻化された確率値は、変更できない判定を指示し、反復判定過程の動作に悪影響を及ぼし、送信されたシンボルの判定の誤りに繋がる場合がある。
【００２４】
したがって、本発明の別の態様によれば、上記のような方法は、
復号ステップによって生成された少なくとも１つの精緻化された確率値が整数値である状況を検出するための整数精緻化確率検出ステップと、
整数の精緻化された確率値を所定の非整数の閾値によって置き換えるための閾値処理ステップと
を都合よく含むこともできる。
【００２５】
本発明のそのような変形形態は、整数確率値が非整数値によって自動的に置き換えられることになるので、整数確率値がそのままにされて上記の軟判定反復判定過程を損なうことのないようにすることを保証する。その閾値はたとえば、整数の精緻化された確率値が１である場合には１−δに等しい値に、整数の精緻化された確率値が０である場合にはδに等しい値に選択されることができる。ただし、δは０．５未満の選択された所定の非整数値である。
【００２６】
ハードウエア関連の態様の一つによれば、本発明はまた、少なくとも１つの送信アンテナを備える少なくとも１つの送信機と、少なくとも１つの受信アンテナを備える少なくとも１つの受信機とを有する通信システムであって、該受信機は、
上記少なくとも１つの受信アンテナによって受信される可能性がある所定のシンボルの中から選択されたシンボルのリストを作成するためのシンボルリスティング手段であって、該リスティングされたシンボルは少なくとも１つのビットによって表される、シンボルリスティング手段と、
上記少なくとも１つのビットに関連付けられることになる少なくとも１つの確率値を生成するために、上記リスティングされたシンボルを処理するためのマージナライゼーション手段と、
受信された信号を符号化するために用いられた符号化方式に関連する知識を考慮に入れることにより上記少なくとも１つの確率値を精緻化するための復号手段であって、復号ステップの過程において生成される精緻化された確率値は、後続のマージナライゼーションステップ中に先験的確率値として用いられるようになされる、復号手段と
を含む、通信システムにおいて、
該受信機はさらに、
同じ所与のビットに関連付けられる確率値が、マージナライゼーション手段によって生成される確率値では０．５よりも小さく、その一方で、復号手段によって生成される確率値では０．５よりも大きい状況を、あるいはその逆の状況を検出するための不一致検出手段と、
シンボルリスティング手段によって作成されるリストに少なくとも１つの付加的なシンボルを追加することにより、検出された不一致を補正するためのリスト拡張手段と
を備えることを特徴とする、通信システムに関する。
【００２７】
別のハードウエア関連の態様によれば、本発明はまた、少なくとも１つの受信アンテナを備える通信装置であって、
上記少なくとも１つの受信アンテナによって受信される可能性がある所定のシンボルの中から選択されたシンボルのリストを作成するためのシンボルリスティング手段であって、該リスティングされたシンボルは少なくとも１つのビットによって表される、シンボルリスティング手段と、
上記少なくとも１つのビットに関連付けられることになる少なくとも１つの確率値を生成するために、上記リスティングされたシンボルを処理するためのマージナライゼーション手段と、
受信された信号を符号化するために用いられた符号化方式に関連する知識を考慮に入れることにより上記少なくとも１つの確率値を精緻化するための復号手段であって、復号ステップの過程において生成される精緻化された確率値は、後続のマージナライゼーションステップ中に先験的確率値として用いられるようになされる、復号手段と
を備える通信装置において、さらに、
同じ所与のビットに関連付けられる確率値が、マージナライゼーション手段によって生成される確率値では０．５よりも小さく、その一方で、復号手段によって生成される確率値では０．５よりも大きい状況を、あるいはその逆の状況を検出するための不一致検出手段と、
シンボルリスティング手段によって作成されるリストに少なくとも１つの付加的なシンボルを追加することにより、検出された不一致を補正するためのリスト拡張手段と
を備える、通信装置に関する。
【００２８】
上記の本発明の特徴、および他の特徴は、添付の図面に関連して与えられる、以下に記載される説明を読むことによりさらに明らかになるであろう。
【００２９】
図１は、Ｎｔ個の送信アンテナ（ｔａ１，ｔａ２．．．ｔａＮｔ）とＮｒ個の受信アンテナ（ｒａ１，ｒａ２．．．ｒａＮｒ）との間でそれぞれ確立される多数の通信チャネルＣＨＮＬを通して信号を交換するように構成される、少なくとも１つの送信機ＴＲと１つの受信機ＲＥＣとを含む通信システムを図式的に示す。
【００３０】
ここに示される例の送信機ＴＲは、たとえば畳み込み符号あるいはターボ符号によって、符号化されていないデータビットＵｎｃｂに符号化を適用し、送信されることになる２値ストリームＴｂを与えるように構成されるチャネル符号器ＣＨＥＮＣを備える。送信機ＴＲは、並べ替えられたビットＰｂを生成するように構成されるインターリーバＩＮＴＬを備えており、そのようなインターリーブは、無相関データを得ることができるようにするので、受信機側において後に処理するために有用である。その後、並べ替えられたビットＰｂは、それぞれ少なくとも１つのビットからなるＮｔ個のワードの系列に分割され、そのワード系列はその後、マッピングおよび変調モジュールＭＡＰＭＤによってマッピングされ、すなわち一連の符号化されたシンボルＺｉに変換され、その際、各シンボルＺｉはＮｔ個の成分を特徴付ける。その後、連続したシンボルＺｉは、基本的に空間−時間符号器ＳＰＴＥＮＣによって形成されるシンボル符号化手段に供給され、空間−時間符号器ＳＰＴＥＮＣは、それらのシンボルを送信する前に、上記シンボルＺｉの処理を実行する。
【００３１】
既知の最新技術では、各シンボルＺｉのＮｔ個の成分は、個々の送信アンテナ（ｔａ１，ｔａ２．．．ｔａＮｔ）によって同じ時間チップ中に送信されるようになされる。
【００３２】
ここに示される例の受信機ＲＥＣは、最終的にもともと符号化されていないデータビットＵｎｃｂに対応することになる復号されたデータビットＤｅｃｂを生成するように構成される時間−空間復号器ＳＰＴＤＥＣを備える。この空間−時間復号器ＳＰＴＤＥＣは、受信アンテナ（ｒａ１，ｒａ２．．．ｒａＮｒ）によって受信される信号によって搬送されるデータを処理し、送信された、並べ替えられたビットＰｂの推定値に関連する確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）を生成するように構成される空間−時間検出器ＤＥＴを備えており、その確率値はデインターリーバＤＩＮＴＬによってデインターリーブされるようになされ、デインターリーバＤＩＮＴＬは２値ストリームＴｂに含まれるビットの推定値に関連する軟確率値ＰｒＶ（ｃｋ）を出力することになる。チャネル復号器ＣＨＤＥＣとも呼ばれる、受信機ＲＥＣに含まれるビット復号器が、上記確率値ＰｒＶ（ｃｋ）に基づいて、復号されたデータビットＤｅｃｂを生成するように構成される。実際には、このチャネル復号器ＣＨＤＥＣは、データビットＵｎｃｂを符号化するために送信機ＴＲに含まれるチャネル符号器ＣＨＥＮＣによって用いられる符号化方式に関連する事前知識を利用し、事前知識によって、チャネル復号器ＣＨＤＥＣは、デインターリーバＤＩＮＴＬを介して空間−時間検出器ＤＥＴによって供給される確率値ＰｒＶ（ｃｋ）を精緻化できるようになるであろう。
【００３３】
当該技術分野において一般的に用いられるループ化された構造によれば、空間−時間検出器ＤＥＴは、先行する復号ステップの過程において生成され、インターリーバＩＮＴＲを通して、上記精緻化された確率値を表す外部情報Ｅｘｄ（ｃｋ）の形でチャネル復号器ＣＨＤＥＣによって供給される先験的情報Ｐｒａ（ｃｋ）を利用し、インターリーバＩＮＴＲは、送信機ＴＲに含まれるインターリーバＩＮＴＬと同じである。
【００３４】
図２は、上記のような送信機によって送信されることができるシンボルによって構成される元の格子コンスタレーションＬＡＴＯと、上記のような受信機によって受信される可能性があるシンボルによって構成される第２の格子コンスタレーションＬＡＴＲとを２次元で示す。元の格子コンスタレーションＬＡＴＯは第１の基本ベクトル系（Ａ１，Ａ２）によって定義され、第２の格子コンスタレーションＬＡＴＲは第２の基本ベクトル系（Ａ１ｒ，Ａ２ｒ）によって定義され、その第２のベクトル系は通常、送信機と受信機との間で交換される信号に影響を与えるチャネル通信条件のために、第１のベクトル系とは異なる。さらに、送信されるシンボルＴｘはもともと、元の格子コンスタレーションＬＡＴＯの点上に配置されるが、対応する受信されるシンボルｙは通常、送信機と受信機との間に確立される通信チャネルに影響を及ぼす雑音のために、第２の格子コンスタレーションＬＡＴＲの点上には配置されないように見える。
【００３５】
Ｙが受信されたシンボルｙを表すベクトルであり、Ｂがもともと送信されたシンボルを表すベクトルであり、Ｃが、そのシンボルが送信された１つあるいは複数のチャネルを表す行列であり、Ｎが上記１つあるいは複数の通信チャネルに影響を与える雑音を表すベクトルであるとすると、上記の説明は数学的に、式Ｙ＝Ｃ．Ｂ＋Ｎによって表すことができる。
【００３６】
受信機端におけるシンボル復号手段は、第２の格子コンスタレーションＬＡＴＲに属する推定されたシンボルのリストを与えるように構成され、その推定されたシンボルは、送信されたシンボルＴｘを表すことができる。上記推定されたシンボルに関連付けられる確率値を与えるために、受信されたシンボルｙと格子コンスタレーションの所与の推定されたシンボルとの間の距離を表す数的指標を計算することができる。そのような推定されたシンボルを探索する範囲を制限するために、第２の格子コンスタレーションＬＡＴＲにおいて可能性が高いシンボル、すなわち受信されたシンボルｙに近いシンボルのみが検査されることになる。
【００３７】
図３は、ある特定のリスティング方式によって、推定されたシンボルを探索する範囲をそのように制限することが如何に都合よく実行されることができるかを示しており、所定の半径Ｒを有する球ＳＰＨ内に含まれるシンボルｐｊ（ただしｊ＝１〜７）のみが、シンボルリスティングステップの過程において生成されるリストに含まれるであろう。
【００３８】
そのようなシンボルリスティングステップでは、球ＳＰＨは、本明細書に示される本発明の実施形態の場合と同様に、受信されたシンボルｙを中心にして配置されることができるか、あるいは格子コンスタレーションＬＡＴＲのある特定のシンボルＭＬＰを中心にして配置されるかのいずれかであり、その特定のシンボルＭＬＰは予め、受信されたシンボルｙを表す可能性が最も高いシンボルとして特定されているであろう。
【００３９】
本発明者らは、シンボルリスティングステップによって生成されるリスティングされたシンボルが、リスティングされたシンボルを表すビットのうちの少なくとも１つが上記のリスティングされたシンボルの間でほとんど変化しないような状況が生じる場合があることに気が付いている。
【００４０】
ここに図示される例において、それは、ｐ１が１０００によって表され、ｐ２が１０１０によって表され、ｐ３が１０１１によって表され、ｐ４が１１０１によって表され、ｐ５が１１００によって表され、ｐ６が１１１０によって表され、ｐ７が００１０によって表される場合に相当し、その状況では、点ｐｊ（ただしｊ＝１〜６）に対応する全ての７個のリスティングされたシンボルを表す１組｛ｃ０、ｃ１、ｃ２、ｃ３｝の４つのビットｃｋ（ただしｋ＝０〜３）の最初のビットｃ０は、シンボルｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、およびｐ６の間では変化せず「１」に等しいが、シンボルｐ７の場合のみ「０」に等しい。したがって、そのリスティングされたシンボルは、ビットｃ０のための値「０」が実際よりも少なく示される(underrepresent)統計的母集団を構成し、その結果として、そのリスティングされたシンボルに関連し、この統計的母集団に基づいて判定過程の一連のステップによって生成される、元の確率値と精緻化された確率値との間に見せかけの不一致が生じ、それが判定過程を妨害し、復号誤りを引き起こす場合がある。
【００４１】
図４は、本発明の１つの有利な実施形態による判定方法を図式的に示しており、それによれば、元の確率値と精緻化された確率値との間の不一致が検出され、その不一致が見せかけの原因から生じる場合には、補正を介入させることによって抑制されることができ、それゆえ、上記のような反復判定過程を妨害するのを防ぐことができる。
【００４２】
本発明による方法は、
シンボルリスティングステップ中に、シンボルｐｊのリストＬｏＳを作成するためのシンボルリスティング手段ＳＬＭと、
マージナライゼーションステップ中に、全てのシンボルｐｊを表すために用いられる同じ１組のビットに属するビットｃｋのそれぞれに関連付けられることになるインターリーブされた確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）を生成するために、そのリストＬｏＳ内に含まれるシンボルを処理するためのマージナライゼーション手段ＭＧＭと、
デインターリーブステップ中に、上記インターリーブされた確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）をデインターリーブされた確率値ＰｒＶ（ｃｋ）に変換するためのデインターリーブ手段ＤＩＮＴＭと、
復号ステップ中に、受信された信号を符号化するために用いられた符号化方式に関連する知識を考慮に入れることにより、リストＬｏＳ内に含まれるシンボルのデインターリーブされたビットに関連付けられるデインターリーブされた確率値ＰｒＶ（ｃｋ）を精緻化するための復号手段ＤＥＣＭであって、所与のビットｃｋに関連付けられ、復号手段ＤＥＣＭによって生成される精緻化された確率値Ｅｘｄ（ｃｋ）が、インターリーブ手段ＩＮＴＭによって実行されるインターリーブステップの過程において再インターリーブされた後に、後続のマージナライゼーションステップ中に先験的確率値Ｐｒａ（ｃｋ）として用いられるようになされる、復号手段ＤＥＣＭと
を備える。
【００４３】
ｋ番目のビットｃｋが１に等しい事後確率値ＡＰＰ（ｃｋ＝１）およびｋ番目のビットｃｋが０に等しい事後確率値ＡＰＰ（ｃｋ＝０）はそれぞれ以下のように表すことができることが当業者に知られている。
【００４４】
【数１】
2005204302.tif 000003
【００４５】
および
ＡＰＰ（ｃｋ＝０）＝１−ＡＰＰ（ｃｋ＝１）
ただし、ｐ（ｙ｜ｘ）は、ｘが送信されたと仮定される場合に、ｙを受信する可能性を表し、π（ｃｌ＝ｃｌ（ｘ））は、ｌ番目のビットｃｌの値が、シンボルのリストＬｏＳに属する所与のシンボルｘのｌ番目のビットｃｌの値に実際に等しい先験的確率を表す。
【００４６】
π（ｃｌ＝１）＝Ｐｒａ（ｃｌ）およびπ（ｃｌ＝０）＝１−Ｐｒａ（ｃｌ）であり、Ｐｒａ（ｃｌ）はｌ番目のビットｃｌが１に等しい値である場合の先験的確率値を表すことにさらに留意されたい。
【００４７】
それゆえ、ＸＰＶ（ｃｋ＝１）によって表され、マージナライゼーション手段ＭＧＭによって生成される、上記ｋ番目のビットｃｋが１に等しい場合の外部確率値は以下のように表すことができる。
【００４８】
【数２】
2005204302.tif 000004
【００４９】
所与のビットに関連付けられる外部値が、その所与のビットに関連する先験的情報とは無関係であり、その先験的情報は、その所与のビットに関連付けられる事後値を生成するために用いられているので、フィードバックの目的でそのような外部値を用いることは通常、事後確率値を用いることが好ましい。そのような場合に、ＰｒＩＶ（ｃｋ）＝ＸＰＶ（ｃｋ＝１）である。
【００５０】
本発明者らは、所与のビットｃｋに関連して復号手段ＤＥＣＭによって生成される、インターリーブされた、精緻化された確率値Ｐｒａ（ｃｋ）が、マージナライゼーション手段ＭＧＭによってその所与のビットｃｋに関連付けられるデインターリーブされた確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）と衝突する場合があることに気が付いている。言い換えると、このビットｃｋが所与の値を有する確率は、たとえば、マージナライゼーションステップの終了時に０．５よりも大きく見えることがあるのに対して、このビットがこの同じ所与の値を有する精緻化された確率が、復号ステップの終了時に０．５よりも小さく見えるであろう。
【００５１】
マージナライゼーションステップの終了時にビットｃ０、ｃ１、ｃ２、およびｃ３に関連付けられる４つの確率値ＰｒＩＶ（ｃ０）、ＰｒＩＶ（ｃ１）、ＰｒＩＶ（ｃ２）、およびＰｒＩＶ（ｃ３）がそれぞれ０．８、０．７、０．１および０．４に等しいのに対して、精緻化された確率値Ｐｒａ（ｃ０）、Ｐｒａ（ｃ１）、Ｐｒａ（ｃ２）、およびＰｒａ（ｃ３）がそれぞれ０．１、０．６、０．２および０．６に等しい状況では、Ｐｒａ（ｃ０）＝０．１＜０．５＜ＰｒＩＶ（ｃ０）＝０．８およびＰｒＩＶ（ｃ３）＝０．４＜０．５＜Ｐｒａ（ｃ３）＝０．６であるので、２つのそのような不一致が生じているであろう。
【００５２】
これらの衝突する状況によってそれぞれ、反復判定過程が、送信されたシンボルの安定した最終判定に向かって収束するのが妨げられる場合があり、全ての衝突を解決するために多数の反復が必要とされることになるので、反復過程が間違いなく長くなるであろう。したがって、上記のような衝突する状況は、システムの動作に著しく悪影響を及ぼす。
【００５３】
したがって、本発明による方法はさらに、
不一致検出ステップ中に、同じ所与のビットｃｋに関連付けられる確率値が、マージナライゼーション手段ＭＧＭによって生成される確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）では０．５よりも小さく、その一方で、復号手段ＤＥＣＭによって生成される確率値Ｐｒａ（ｃｋ）では０．５よりも大きい状況を、あるいはその逆の状況を検出するための不一致検出手段ＤＤＭと、
リスト拡張ステップ中に、シンボルリスティングステップによって生成されるリストＬｏＳに少なくとも１つの付加的なシンボルｐ０を追加することにより、検出された不一致を補正するためのリスト拡張手段ＬＥＮＭと
を含む。
【００５４】
先に説明されたように、元の確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）と精緻化された確率値Ｐｒａ（ｃｋ）との間の不一致は、リスティングされたシンボルの中のある特定のカテゴリのシンボルの表現が不十分であることに由来する。それゆえ、本発明は、確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）が計算される基となった統計的母集団を構成するシンボルのリストＬｏＳのサイズを拡大することにより、不一致を補正できるようにする。
【００５５】
一般的に言うと、Ｎｄ個のビットが、一方では、確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）に基づいて、他方では、精緻化された確率値Ｐｒａ（ｃｋ）に基づいて、硬判定を行うことによって得られるシンボル間で異なる場合には、リスト拡張手段ＬＥＮＭによって、最大で２Ｎｄ個のシンボルがシンボルのリストＬｏＳに追加されることができる。数２Ｎｄは、実用的で費用対効果の良い実施態様にはあまりにも多すぎるので、本発明の１つの変形形態は制限の指標を具現することができ、それによれば、Ｎｍｒ個の最も関係のある不一致、すなわち差｜ＰｒＩＶ（ｃｋ）−Ｐｒａ（ｃｋ）｜に対する最も大きなＮｍｒ個の値を特徴付ける不一致のみが補正されることになる。そのような実施形態では、シンボルのリストＬｏＳに追加されることになるシンボルｐ０の数は、１つの不一致が検出される度に、その検出された不一致によって影響を及ぼされるビットのみが補完された１つの付加的なシンボルのみを選択することにより、補正の繰返し毎にＮｍｒ個に制限されることができる。
【００５６】
復号ステップの過程において生成される精緻化された確率値に基づいて硬判定を行うことによって得られる最大先験的シンボルは、後に説明されるように、それまでにそのリストに含まれていない場合には、シンボルのリストに体系的に都合よく追加されることができる。
【００５７】
付加的なシンボルｐ０は、少なくとも１つの不一致が検出された元のシンボル、先に説明された例では、所与のビットｃ０に関して不一致が検出された元のシンボル１１００を特定し、その元のシンボル１１００の中で、少なくとも１つの所与のビットｃ０を補完することにより得られることが好ましく、それによりｐ０＝０１００、または００００、０００１、００１０、００１１、０１０１、０１１０あるいは０１１１が与えられることになるが、不一致が検出されなかったビットはそのままにしておくことが好ましい。したがって、ビットｃ０に関して検出された不一致を補正するために、シンボルのリストＬｏＳに追加されることができるシンボルは０１００および０１０１である。
【００５８】
この場合には、ビットｃ０について検出された不一致が、リスティングされたシンボル内のビットｃ０のための値「０」が実際よりも少なく示されることによって引き起こされるように見え、それゆえ、本質的に見せかけの原因を有するように見えるので、本発明は、シンボルのリストＬｏＳに対して、所与のビットｃ０について、復号手段ＤＥＣＭによって生成される精緻化された確率値Ｐｒａ（ｃｋ）に対応する値を特徴付ける、少なくとも１つのリスティングされないシンボルを追加できるようにし、マージナライゼーション手段ＭＧＭによって生成された次の確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）が、その精緻化された確率値Ｐｒａ（ｃｋ）に向かって収束するようになり、上記の補正過程は、本明細書に示される本発明の一般的な原理に従って繰り返される。
【００５９】
ここで、シンボル０１０１も最大先験的シンボルを構成するので、ｐ０＝０１０１を選択することは同時に、ビットｃ３に関して検出された第２の不一致を補正することにも役に立つことに留意されたい。しかしながら、ＰｒＩＶ（ｃ３）＝０．４とＰｒａ（ｃｋ）＝０．６との間の差が０．２であり、補正の介入を必要とすることなく、後続の繰返しにおいて取り除かれることができるので、検出されたこの第２の不一致はあまり重要ではない。
【００６０】
ここに示される本発明の実施形態では、リスト拡張手段ＬＥＮＭは、イネーブル入力(enabling input)ＥＮにおいて受信される信号によって起動あるいは停止されることができるので、リスト拡張ステップは、検出された不一致が大きいと思われる状況においてのみ、たとえばマージナライゼーション手段ＭＧＭによって生成された確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）と復号手段ＤＥＣＭによって生成された対応する精緻化された確率値Ｐｒａ（ｃｋ）との間の差が所定の閾値Ｔｈ、たとえばＴｈ＝０．４よりも大きくなる場合にのみトリガされるであろう。上記の例では、不一致検出手段ＤＤＭは、｜ＰｒＩＶ（ｃ３）−Ｐｒａ（ｃ３）｜＝０．２＜０．４であることがわかっており、それゆえ、リスト拡張手段ＬＥＮＭのイネーブル入力ＥＮに向かって「０」を送出することになるので、ビットｃ３に関連付けられる確率値を補正するための特定の目的でリスト拡張ステップは実行されないが、ビットｃ０のような他のビットに関連する補正を介入させることにより、ビットｃ３に影響を及ぼす小さな不一致の補正を促すことができる。したがって、このように選択的にリスト拡張ステップをトリガすることにより、計算時間および能力を節約することができる。
【００６１】
本発明による判定方法の動作をさらに良くするために、格子コンスタレーションの全ての他のシンボルの事前知識も、シンボルのリストＬｏＳに追加されることになる付加的なシンボルを選択するために用いられることができる。
【００６２】
本発明の１つの特定の実施形態によれば、リスト［ｐｊ］に追加されることになる付加的なシンボルｐ０は、その際、ビットｃ０が０に等しい母集団に属すると同時に、所与のビットｃ０に関して不一致が検出された元のシンボル１１００に、ユークリッドあるいはハミングの意味において最も近い、ある特定のシンボルによって構成されるであろう。
【００６３】
図３に示される例では、点ｐ５は、マージナライゼーション手段ＭＧＭによって供給される確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）に基づいて硬判定を行うことによって得られる元のシンボル１１００、すなわち所与のビットｃ０に関して不一致が検出された元のシンボルを表す。図３は、格子コンスタレーションＬＡＴＲが２次元である例を示しており、ｃ０が０に等しく、ユークリッドの意味においてシンボルｐ５に最も近い状況では、それまでにリスティングされていないシンボルが、計算能力に関して相対的に低コストで、シンボル００００と特定されることができる。格子コンスタレーションＬＡＴＲが高次元、たとえば数十次元を含む状況では、そのような特定過程は莫大な計算能力を必要とし、それゆえ、その動作エネルギーが限られた電池電源によって生成される受信機によって実行されることになる場合には非現実的である。そのような状況では、付加的なシンボルの探索は最初に、受信機に知られている、図２に示されるような元の格子コンスタレーションＬＡＴＯにおいて行われるであろう。この探索は、座標（１１）および（００）によって定義されるシンボルから開始し、補完されることになるビットの変化の方向、この例では、図２にベクトルＡ１によって示される方向とは逆の方向に実行されるであろう。変化しないビットｃ０が異なる値を有する、この方向において出合う元の格子ＬＡＴＯの最初のシンボルのラベルは、値００００を有する１組のビットによって表され、第２の格子コンスタレーションＬＡＴＲにおいて、それは元のリスト［ｐｊ］に追加されることになる付加的なシンボルｐ０を特定するであろう。
【００６４】
この特定の例では、元の格子コンスタレーションＬＡＴＯを用いることによって得られるシンボルは、２次元格子コンスタレーションＬＡＴＲから直に得られるシンボルと同じであるが、他の状況では、これら２つの異なる過程によって得られるシンボルは互いとは異なる場合があることは理解されたい。
【００６５】
図３に示されるシンボルのリストと同じ構成では、ｃ０が０に等しく、１１００とラベル付けられたシンボルｐ５にハミングの意味において最も近い、第２の格子コンスタレーションＬＡＴＲのシンボルは、そこに至るためにビットｃ０が変更されるだけでよいシンボル０１００であろう。したがって、ハミング判定基準のみが考慮された場合にのみ、このシンボル０１００は、リスト［ｐｊ］に追加されることになる付加的なシンボルｐ０を表すであろう。
【００６６】
上記のように生成される付加的なシンボルは、その付加的なシンボルを偶然、既に含んでいるシンボルの既存のリストには実際には追加されないことが好ましいことにも留意されたい。
【００６７】
本明細書に示される本発明の実施形態では、上記の判定方法はさらに、
整数精緻化確率検出ステップ中に、復号ステップＤＳによって生成される少なくとも１つの精緻化された確率値Ｅｘｄ（ｃｋ）が整数値である状況を検出するための整数精緻化確率検出手段ＩＰＤＭと、
閾値処理ステップ中に、所定の非整数閾値Ｓｘｄ（ｃｋ）によって、そのような整数精緻化確率値Ｅｘｄ（ｃｋ）を置き換えるための閾値処理手段ＩＲＲＭと
を含む。
【００６８】
閾値Ｓｘｄ（ｃｋ）はたとえば、精緻化確率値Ｅｘｄ（ｃｋ）が１に等しい場合には１−δに等しい値に、精緻化確率値Ｅｘｄ（ｃｋ）が０に等しい場合にはδに等しい値に選択されることができる。ただし、δは０．５未満の選択された所定の非整数値であり、たとえばδ＝１０−５あるいは１０−６である。
【００６９】
これは、検出手段ＩＰＤＭによって非整数値であると認識された場合（Ｎ＝１）には、精緻化確率値Ｅｘｄ（ｃｋ）を出力し、精緻化確率値Ｅｘｄ（ｃｋ）が検出手段ＩＰＤＭによって整数値であると認識された場合（Ｎ＝０）には閾値Ｓｘｄ（ｃｋ）を出力するように構成されるマルチプレクサＭＸによって表される。
【００７０】
本発明者らは、上記復号手段に与えられる全ての確率値が非整数の性質を有する場合であっても、復号ステップを実行するように構成される復号手段ＤＥＣＭが時々、整数の精緻化された確率値を出力する場合があることに気が付いている。そのような状況は、精緻化された確率値をもたらす計算過程中に行われることになる近似によって生じることがある。既に説明されたように、０あるいは１に等しい精緻化された確率値Ｅｘｄ（ｃｋ）は、反復判定過程の動作に悪影響を及ぼし、その判定において誤りをもたらすことがあるが、それは、本発明のこの実施形態において、整数精緻化確率検出手段ＩＰＤＭおよび閾値処理手段ＩＲＲＭによって避けられる。
【００７１】
上記の説明はＭＩＭＯ通信システム内の受信機の動作に関連するが、送信されるシンボルの特定が、Ｙ＝Ｃ．Ｂ＋Ｎのタイプの式を解くことを目的とする反復判定過程を含み、ただしＹは受信されたシンボルｙを表すベクトルであり、Ｂはもともと送信されたシンボルを表すベクトルであり、Ｃはそのシンボルが送信された１つあるいは複数のチャネルを表す行列であり、Ｎはその１つあるいは複数の通信チャネルに影響を及ぼす雑音を表すベクトルであるような、任意の種類の通信システムにおいて本発明が都合よく用いられることができることは理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による判定方法が都合よく用いられることができる、かなり簡略化されたＭＩＭＯ通信システムを示すブロック図である。
【図２】送信端における、送信されるシンボルによって形成される元の格子コンスタレーションと、受信端における、送信されたシンボルを表す可能性のあるシンボルによって形成される、変形された格子コンスタレーションとを示す図である。
【図３】本発明による判定方法において実行されるシンボルリスティングステップを示す図である。
【図４】本発明の有利な変形形態による反復判定方法を示す図である。
【図１】
2005204302.tif 000005
【図２】
2005204302.tif 000006
【図３】
2005204302.tif 000007
【図４】
2005204302.tif 000008
【外国語明細書】
2005204302.tif 000009
2005204302.tif 000010
2005204302.tif 000011
2005204302.tif 000012
2005204302.tif 000013
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