(57)【要約】      （修正有）【課題】整数確率値の発生を防ぎ、それゆえそのような整数値が、反復判定過程に著しく悪影響を及ぼすのを防ぐことを目的とする。【解決手段】受信される可能性があるシンボル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、上記リスティングされたシンボルｐｊを表すビットに確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）を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ＣＨＤＥＣ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。シンボルリスティング手段ＳＬＭは、リスティングされることになるシンボルｐｊを含むように構成される球の半径値を計算するように設計され、その半径値は、その球内に位置するシンボル間で変化しない少なくとも１つのビットに関連付けられる少なくとも１つの確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）が非整数であり、所定の確率閾値よりも大きくなるように選択される。【選択図】図１
2005204303.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、
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、
前記シンボルリスティングステップは、リスティングされることになるシンボルを含むように構成される球の半径値を規定することを含み、前記半径値は、前記球内に位置する選択されたシンボルの間で変化しない少なくとも１つのビットに関連付けられる少なくとも１つの確率値が非整数であり、所定の確率閾値よりも大きくなるように選択されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記選択された半径値Ｒは基本的にｄｃ２＋２．σ２．ｌｎ［（１／ε）−１］に等しい値に選択され、
ただしｄｃは前記球の中心と、前記送信されたシンボルを表す可能性が最も高いものと予め特定されたシンボルとを隔てることができる距離を表し、
σ２は雑音分散を表し、
（１−ε）は確率閾値を表す
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記選択された半径値Ｒは基本的にｄｃ２＋２．σ２．ｌｎ［（Ｎｉ／Ｎｏ）．（（１／ε）−１）］に等しい値に選択され、
ただしｄｃは前記球の中心と、前記送信されたシンボルを表す可能性が最も高いものと予め特定されたシンボルとを隔てることができる距離を表し、
σ２は雑音分散を表し、
（１−ε）は確率閾値を表し、
Ｎｉは半径Ｒの前記球の中心から距離ｄｃだけ隔てられた仮想シンボルの数を表し、
Ｎｏは前記球の表面に位置する仮想シンボルの数を表す
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記元のリスト内にリスティングされる任意の１つのシンボルと別のシンボルとの間で変化しないビットに関連付けられる整数確率値を所定の非整数置換値で置き換える置換ステップをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記置換値は、
前記整数確率値が１である場合には１−εに等しく、
前記整数確率値が０である場合にはεに等しく、
ただしεは１／２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４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、
そのような整数の精緻化された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、
前記整数の精緻化された確率値が１である場合には１−δに等しく、
前記整数の精緻化された確率値が０である場合にはδに等しく、
ただしδは１／２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手段であって、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、通信システムにおいて、
前記シンボルリスティング手段は、リスティングされることになるシンボルを含むように構成される球の半径値を計算するように設計され、前記半径値は、前記球内に位置する選択されたシンボルの間で変化しない少なくとも１つのビットに関連付けられる少なくとも１つの確率値が非整数であり、所定の確率閾値よりも大きくなるように選択される
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手段であって、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
を備える通信装置において、
前記シンボルリスティング手段は、リスティングされることになるシンボルを含むように構成される球の半径値を計算するように設計され、前記半径値は、前記球内に位置する選択されたシンボルの間で変化しない少なくとも１つのビットに関連付けられる少なくとも１つの確率値が非整数であり、所定の確率閾値よりも大きくなるように選択される
ことを特徴とする、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。
【０００６】
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)、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。
【０００７】
種々の既存のシンボルリスティング方式の中でも、受信される可能性があるシンボルの格子コンスタレーション(lattice constellation)を形成する所定のシンボルの中から、送信されたシンボルを表すことができる推定されたシンボルを選択するための、いわゆるリスト球（list sphere）選択技法を用いることができる。格子コンスタレーションの受信されたシンボルと所与の推定されたシンボルとの間の距離を示す数的指標が、その推定されたシンボルに関連付けられる確率値を表すことができる。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、その格子においての可能性が高いシンボル、すなわち受信されたシンボルに近いシンボルのみが検査され、そのような制限は、所定の半径を有し、受信されたシンボルを中心にした球内に含まれるシンボルのみを検査することにより実行される。そのようなリスト球選択方式は欧州特許出願公開第１２１５８３９号明細書および第１２２１７７３号明細書に記載されている。
【０００８】
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全ての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つが任意の１つのリスティングされたシンボルと別のリスティングされたシンボルとの間で変化しない状況が生じる場合があることに気が付いている。言い換えると、このビットがその実際の値を有する確率が、マージナライゼーションステップの終了時に自動的に１に設定されることになり、逆に、このビットが別の値を有する確率は０に設定される。
【０００９】
そのような状況では、その確率値は、反復過程において再利用されるようになされ、その後、精緻化される軟値(soft value)にはもはやならないであろう。それどころか、そのような整数確率値は精緻化することができない硬値(hard value)になり、それは判定が変更できないことを示し、反復過程を妨害し、復号誤りを引き起こす可能性が高い。
【００１０】
本発明は、リスティングされたシンボルを表すビットの値において、ダイバーシティの不足の結果として生じる硬確率値が、上記の過程に類似の反復過程を妨害するのを防ぐ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、本発明の第１の態様によれば、シンボルリスティングステップが、リスティングされることになるシンボルを含むように構成される球の半径値を規定することを含み、その半径値は、その球内に位置する選択されたシンボルの間で変化しない少なくとも１つのビットに関連付けられる少なくとも１つの確率値が非整数であり、所定の確率閾値よりも大きいように選択されることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、全てのビットの全ての値がシンボルリスティングステップ中に選択されるシンボルによって構成される母集団の中で表されることを初めから確実にしようすることにより、整数確率値の発生を防ぎ、それゆえそのような整数値が、反復判定過程に著しく悪影響を及ぼすのを防ぐことを目的とする。
【００１３】
実際には、上記のように実行される球半径の調整によって、その球内に含まれるシンボルに、その球の表面に位置する仮想シンボルを追加できるようになり、その仮想シンボルがマージナライゼーションステップの過程において、上記リスティングされたシンボルと同時に処理されるときに、その仮想シンボルは、全てのリスティングされたシンボルの中で変化しない少なくとも１つのビットのために異なる値を特徴付けるものと見なされるであろう。
【００１４】
本発明の１つの特定の実施形態によれば、選択された半径値Ｒは基本的にｄｃ２＋２．σ２．ｌｎ［（１／ε）−１］に等しい値に選択され、ただしｄｃは球の中心と、送信されたシンボルを表す可能性が最も高いものと予め特定されたシンボルとを隔てることができる距離を表し、σ２は雑音分散を表し、（１−ε）は確率閾値を表す。
【００１５】
本発明のこの特定の実施形態では、値εを選択することにより、シンボルリスティングステップを実行するために、その球の半径値Ｒの簡単で、自動的な調整が用いられることができるようになる。そのような調整は、結果的に作成されるリストを、１−εに少なくとも等しくなるような上記シンボルを表す変化しないビットに関連付けられる確率値のために十分に多くの数のシンボルを含むほど十分に大きなものに確実にすることができる。
【００１６】
送信されたシンボルを表す可能性が最も高いシンボルは、たとえば、いわゆる最小平均二乗誤差技法(minimum mean square error technique)によって、あるいは上述の文献において先に説明されたような硬出力球復号技法(hard-output sphere decoding technique)によって、あるいはＳｃｈｎｏｒｒ−Ｅｕｃｈｎｅｒ法のような当業者に知られている方式などの他の既知の技術によって、初期化ステップを実行することにより予め特定されている。この初期化ステップの主な目的は、関連する尤度値を有する推定されたシンボルのリストに列挙される軟判定の代わりに、１つのシンボルに関連する硬判定を提供することであるので、初期化ステップは迅速に、かつ計算能力に関して相対的に低コストで実行されることができる。
【００１７】
本発明の別の特定の実施形態によれば、選択された半径値Ｒは基本的にｄｃ２＋２．σ２．ｌｎ［（Ｎｉ／Ｎｏ）．（（１／ε）−１）］に等しい値に選択され、ただしｄｃは球の中心と、送信されたシンボルを表す可能性が最も高いものと予め特定されたシンボルとを隔てることができる距離を表し、σ２は雑音分散を表し、（１−ε）は確率閾値を表し、またＮｉは半径Ｒの球の中心から距離ｄｃだけ隔てられた仮想シンボルの数を表し、Ｎｏは上記球の表面に位置する仮想シンボルの数を表す。
【００１８】
本発明のこの別の実施形態では、確率閾値εを選択することにより、シンボルリスティングステップを実行するために、その球の半径値Ｒの簡単で、自動的な調整が用いられることができる。そのような調整は、結果的に作成されるリストを、所与のビットが第１の値を有するＮｉ個の仮想シンボルと、その所与のビットが第２の異なる値を有するＮｏ個の仮想シンボルとを含むほど十分に大きなものに確実にし、結果として、その球に含まれるシンボルを表す変化しないビットに関連付けられる確率値は１−εに少なくとも等しくなる。
【００１９】
本発明の第１の変形形態によれば、確率値補正ステップはさらに、元のリスト内にリスティングされる任意の１つのシンボルと別のシンボルとの間で変化しないビットに関連付けられる整数確率値を所定の非整数置換値で置き換える置換ステップを含むことができる。
【００２０】
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。本発明のこの変形形態は、個別に用いることができるが、上記の本発明の実施形態のうちの１つに加えて用いることが好ましい。
【００２１】
その置換値はたとえば、整数確率値が１である場合には１−εに等しい値に、整数確率値が０である場合にはεに等しい値に選択されることができる。ただし、εは１／２未満の選択された所定の非整数値である。
【００２２】
本発明者らは、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が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、そのような非整数の精緻化された確率値は、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。
【００２３】
したがって、上述の第１の変形形態の代わりにまたはそれに加えて用いることができる本発明の第２の変形形態によれば、上述の方法はまた、好ましくは
、  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、
そのような整数の精緻化された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。
【００２４】
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に等しく、整数の精緻化された確率値が０である場合にはδに等しいように選択されることができる。ただしδは１／２未満の選択された所定の非整数値である。
【００２５】
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、
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手段であって、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、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、
シンボルリスティング手段は、リスティングされることになるシンボルを含むように構成される球の半径値を計算するように設計され、半径値は、上記球内に位置する選択されたシンボルの間で変化しない少なくとも１つのビットに関連付けられる少なくとも１つの確率値が非整数であり、所定の確率閾値よりも大きくなるように選択される
ことを特徴とする、通信システムに関する。
【００２６】
ハードウエア関連の別の態様によれば、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手段であって、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、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、
シンボルリスティング手段は、リスティングされることになるシンボルを含むように構成される球の半径値を計算するように設計され、半径値は、上記球内に位置する選択されたシンボルの間で変化しない少なくとも１つのビットに関連付けられる少なくとも１つの確率値が非整数であり、所定の確率閾値よりも大きくなるように選択される
ことを特徴とする、通信装置に関する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、並べ替えられたビットＰｂの推定値を構成するビットｃｋ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を備える。
【００３２】
この目的を果たすために、空間−時間検出器ＤＥＴ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とを備える。
【００３３】
インターリーブされた確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）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。この例では受信機ＲＥＣに含まれるチャネル復号器によって形成される復号手段ＣＨＤＥＣが、その確率値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、これらの復号手段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（prior）知識を利用し、その事前知識によって、復号手段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。
【００３４】
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ビットｃｋ毎に生成され、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）の形で復号手段ＣＨＤＥＣによって供給される先験的情報Ｐｒａ（ｃｋ）を利用することになり、そのインターリーバは送信機ＴＲに含まれるインターリーバＩＮＴＬと同じである。
【００３５】
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。
【００３６】
【数１】
2005204303.tif 000003
【００３７】
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。判定過程の最初の繰返し中に、全ての先験的確率値π（ｃｌ＝ｃｌ（ｘ））は初期値、たとえば１／２に等しい中立値に設定されるであろう。
【００３８】
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に等しい値となる先験的確率値を表すことにさらに留意されたい。
【００３９】
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ステップの過程において空間−時間検出器ＤＥＴによって生成される、上記ｋ番目のビットｃｋが１に等しくなる外部確率値は以下のように表すことができる。
【００４０】
【数２】
2005204303.tif 000004
【００４１】
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には、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。
【００４２】
判定過程の最初の繰返し中に、全ての先験的確率値π（ｃｌ＝ｃｌ（ｘ））は初期値、たとえば１／２に等しい中立値に設定されるであろう。
【００４３】
上記の式から明らかなように、たとえば、シンボルのリストＬｏＳに属するシンボルｘ毎にｃｋ＝１である場合には、シンボルのリストＬｏＳが網羅的ではないので、マージナライゼーションステップの過程において空間−時間検出器ＤＥＴによって生成される外部確率値ＸＰＶ（ｃｋ＝１）は必然的に１に等しくなるが、それは当然、良くないであろう。変更できず、判定に誤りを生じる可能性を示す、そのような精緻化できない硬値は、上記の反復過程を妨害し、復号誤りを引き起こす可能性が高い。
【００４４】
本発明によれば、空間−時間検出器ＤＥＴに含まれるシンボルリスティング手段ＳＬＭは、リスティングされることになるシンボルを含むように構成される球の半径値を規定し、その半径値は、上記球内に位置する選択されたシンボルの間で変化しない少なくとも１つのビットに関連付けられる少なくとも１つの確率値が非整数であり、所定の確率閾値よりも大きくなるように選択される。
【００４５】
本発明の１つの変形形態によれば、空間−時間検出器ＤＥＴはさらに、ここには示されないが、シンボルのリストＬｏＳに記載される任意の１つのシンボルと別のシンボルとの間で変化しない任意の所与のビットｃｋに関連付けられる整数確率値ＰｒＩＶ（ｃｋ）を所定の非整数置換値で置換するための置換手段を備えるであろう。本発明のこの変形形態は、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。
【００４６】
置換値はたとえば、整数確率値が１である場合には１−εに等しい値に、整数確率値が０である場合にはεに等しい値に選択されることができる。ただし、εは１／２未満の選択された所定の非整数値であり、たとえばε＝１０−５あるいは１０−６である。
【００４７】
後に説明されるように、プログラム可能なリスティングパラメータＬｐｒが、上記シンボルリスティング手段ＳＬＭによって供給されることになるシンボルのリストＬｏＳを、そのリストが適当なダイバーシティを特徴付けるように調整するのを助けるので、上記の置換手段は、この目的を果たすために行われる全ての努力にもかかわらず、シンボルリスティング手段ＳＬＭが十分なダイバーシティを提供するシンボルのリストＬｏＳを作成するのに失敗した例外的な状況においてのみトリガされるであろう。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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Ｒ１を有する球ＳＰＨ１内に含まれるシンボルｐｊ（ただしｊ＝１〜６）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。
【００５２】
そのようなシンボルリスティングステップでは、球ＳＰＨ１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。
【００５３】
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全ての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つが任意の１つのリスティングされたシンボルと別のリスティングされたシンボルとの間で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。
【００５４】
ここに図示される例において、それは、ｐ１が１００１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１１００によって表され、ｐ５が１１０１によって表され、ｐ６が１１１０によって表される場合に相当し、点ｐｊ（ただしｊ＝１〜６）によって表される全ての６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は変化せず、「１」に等しい。
【００５５】
言い換えると、このビットｃ０がその実際の値「１」を有する確率は、マージナライゼーションステップの終了時に自動的に１に設定され、その際、このビットｃ０が別の値、たとえば「０」を有する確率は、それとは逆に０に設定される。そのような整数確率値は精緻化することができない硬値になり、それは判定が変更できないことを示し、反復判定過程を妨害し、復号誤りを引き起こす可能性が高い。
【００５６】
同じ結論は、より小さな半径Ｒ０を有する別の球ＳＰＨ０によって生成されるシンボルのリストにも当てはまることになるが、そのような小さな球が提供する統計的な情報の量は少なくなることは理解されたい。したがって、この小さな球ＳＰＨ０内に位置するシンボルのビットｃ０に関連付けられる、近似されていない確率値は、大きな球ＳＰＨ１内に位置するシンボルのビットｃ０に関連付けられる、近似されていない確率値、たとえば約０．９９９よりも小さく、たとえば約０．９になるであろう。
【００５７】
本発明は、シンボルのリストに含まれることになるシンボルを特定するために用いられる球の半径を、その球がそのシンボルを表す全てのビットに対して異なる値を特徴付けるシンボルを含むほど十分に大きくなるように調整できるようにすることにより、整数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現われるのを防ぎ、それゆえ、そのような整数確率値が反復判定過程に著しく悪影響を及ぼすのを防ぐことを目的とし、そのように半径を調整することは、本発明によって、球ＳＰＨ０およびＳＰＨ１に含まれるシンボル間で変化しないビットｃ０に関連付けられる確率値が非整数になり、所定の確率閾値よりも大きくなるように、その球の半径を設定することにより達成されるであろう。
【００５８】
本発明の第１の実施形態によれば、選択されることになるシンボルは、半径Ｒ２を有する球ＳＰＨ２に含まれることになり、その半径の値は、基本的にｄｃ２＋２．σ２．ｌｎ［（１／ε）−１］に等しい値に選択され、ただしｄｃは球の中心と、送信されたシンボルを表す可能性が最も高いものと予め特定されたシンボルとを隔てることができる距離を表し、σ２は雑音分散を表し、（１−ε）は確率閾値を表す。
【００５９】
本発明のこの実施形態は、ビットｃ０が０に等しくなり、通常は仮想的であるが、ここに示される例では点ｐ０と一致することになる少なくとも１つのシンボルが球ＳＰＨ２の表面に位置し、それゆえシンボルリスティング手段によって作成されるリスト内に確実に含まれるようにする。
【００６０】
実際には、本発明者らは、先に説明されたような状況において、送信されるシンボルを表す可能性が最も高く、この例では点ｐ５に対応するシンボルが事後確率値ｐ（ｃ０＝１｜ｙ）に最も寄与するシンボルであることに気が付いており、それゆえ事後確率値は以下の値に比例するものと見なされることができる。
【００６１】
【数３】
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【００６２】
逆に、ｃ０が０に等しいリスティングされた点のみが球ＳＰＨ２のちょうど境界に、すなわちその表面にあると仮定されるので、事後確率値ｐ（ｃ０＝０｜ｙ）は以下の数に比例するものと見なされることができる。
【００６３】
【数４】
2005204303.tif 000006
【００６４】
本発明は、事後確率値ｐ（ｃ０＝１｜ｙ）が非整数値を有し、すなわち１−εに等しくなるように球ＳＰＨ２を規定できるようにし、εは非整数値であり、上記のプログラム可能なリスティングパラメータＬｐｒにおいて規定され、たとえばε＝１０−５あるいは１０−６である。それゆえ、事後確率値の定義そのものによってｐ（ｃ０＝１｜ｙ）＋ｐ（ｃ０＝０｜ｙ）＝１であるので、ｐ（ｃ０＝１｜ｙ）＝１−εを以下のように表すことができ、全ての先験的確率値は上記の判定過程の最初の繰返し中に１／２に設定される。
【００６５】
【数５】
2005204303.tif 000007
【００６６】
上記の説明は、その球が、ｃ０＝１であり、その球の中心から距離ｄｃに位置することになるＮｉ個の仮想的な点を含むように規定される場合に置き換えられることができ、その球は、その表面に位置する、ｃ０＝０であるＮｏ個の仮想的な点を有することになり、数ＮｉおよびＮｏは上記のプログラム可能なリスティングパラメータＬｐｒに含まれる。
【００６７】
その際、そのような球の半径は、対応する図面を複雑にしてしまうために、ここには示されないが、基本的にｄｃ２＋２．σ２．ｌｎ［（Ｎｉ／Ｎｏ）．（（１／ε）−１）］に等しい値に選択されるであろう。
【００６８】
図１に示される本発明の特定の実施形態では、上記の受信機ＲＥＣ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
を備える。
【００６９】
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１／２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。
【００７０】
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。
【００７１】
ここで、閾値処理手段ＩＲＲＭのそのような構造は、図１を参照して先に説明されたが、図１には示されない置換手段を構成するためにも用いられることができることに留意されたい。
【００７２】
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ＤＭ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。
【００７３】
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】
【００７４】
【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が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１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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