(57)【要約】多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムはより高いデータ速度の無線通信システムに対する候補である。現在、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）に対しては  ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａシステムは最高５４Ｍｂｐｓまでのデータ伝送速度を提供することができる。本発明は、データ速度を１００Ｍｂｐｓを超えて増加させる復号装置を有する２×２多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに係る。このシステムは、ＳＩＳＯシステムに対する最適復号とほぼ同一、そして、２×２ＭＩＭＯシステムに対する最適復号の１／６４の計算コストを有する。本発明の２×２ＭＩＭＯシステムは、１０−４なるレベルのビット誤り率（ＢＥＲ）において、信号対雑音比（ＳＮＲ）をほぼ同一とした場合、ＳＩＳＯシステムの２倍のデータ伝送速度を提供する。
2006509396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２×２無線ローカルエリアネットワークであって、
第一および第二の送信信号ｓ１、ｓ２を送信する第一および第二の送信機アンテナをそれぞれ有する第一および第二の単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）システムと、
第一および第二の受信信号ｒ１、ｒ２を受信する第一および第二の受信機アンテナと、
最大尤度（ＭＬ）復号を導くために零フォーシング（ＺＦ）を用い、前記第一および第二のＳＩＳＯシステムに接続され、前記第一および第二の受信信号を処理するようにされたデマッピング・信号分離モジュールと、を備え
前記２×２システムのデータ伝送速度は１０−４なるビット誤り率で１００Ｍｂｐｓより大きく、復号のための計算コストは最適ＳＩＳＯシステムに対する復号コストのオーダである２×２システム。
【請求項２】
前記デマッピング・信号分離モジュールは、
【数１】
2006509396.tif 000026
に対応する受信信号である、それぞれ前記第一および第二の受信信号の零フォーシング（ＺＦ）を用い、かつ
【数２】
2006509396.tif 000027
として計算される前記第一および第二の送信信号に帰着し、
ＺＦ計算されたシンボルとコンステレーション点との間の最小ユークリッド距離を見つけることで、ハード判定によって、前記第一および第二の送信信号を
【数３】
2006509396.tif 000028
として表される第一および第二の推定信号として推定し、次にこれらが前記最大尤度（ＭＬ）復号を導くために用いられ、
ここでｈｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２）はｉ番目の送信アンテナからｊ番目の受信アンテナへのチャネルを表し、ｎｉは雑音信号を表す請求項１記載の２×２システム。
【請求項３】
前記第一および第二の送信信号ｓ１、ｓ２に対して計算される各々のビットメトリックは
【数４】
2006509396.tif 000029
を用いて、ｓ１に対しては
【数５】
2006509396.tif 000030
として、そして、ｓ２に対しては
【数６】
2006509396.tif 000031
として計算され、
これらメトリックペア
【数７】
2006509396.tif 000032
は、復号のために各々、第一および第二のデインタリーバと、第一および第二のビタビ復号器とに送られ、
ここでｂ１ｉとｂ２ｊはそれぞれそれに対して判定が行なわている信号ｓ１、ｓ２内のビットを表す請求項２記載の２×２システム。
【請求項４】
前記デマッピング・信号分離モジュールは、ビットｉに対する第一送信信号
【数８】
2006509396.tif 000033
および第二の送信信号
【数９】
2006509396.tif 000034
からの前記最小ユークリッド距離
【数１０】
2006509396.tif 000035
を満たす第一のコンステレーション点
【数１１】
2006509396.tif 000036
および第二のコンステレーション点
【数１２】
2006509396.tif 000037
を得、ここでｑは１、２を表し、
【数１３】
2006509396.tif 000038
は、それに対して判定が行なわれるビットｉに対する、ｐ∈｛０、１｝であるようなコンステレーション点集合の部分集合を表し、これらコンステレーション点を、ｐ＝０、１に対する
【数１４】
2006509396.tif 000039
なる形式でのビットメトリック計算における最大尤度への入力として用い、
これらビットメトリックペア
【数１５】
2006509396.tif 000040
は復号のために第一および第二のデインタリーバと、第一および第二のビタビ復号器にそれぞれ送られる請求項２記載の２×２システム。
【請求項５】
前記デマッピング・信号分離モジュールは、前記ＺＦ信号に対応する第一のコンステレーション点
【数１６】
2006509396.tif 000041
と第二のコンステレーション点
【数１７】
2006509396.tif 000042
を決定するためにスライス・比較・選択動作を遂行し、これら第一および第二のコンステレーション点は、ｐ＝０、１に対して
【数１８】
2006509396.tif 000043
なる形式でのビットメトリック計算における最大尤度への入力として用いられ、
これらビットメトリックペア
【数１９】
2006509396.tif 000044
は、復号のために第一および第二のデインタリーバと、第一および第二のビタビ復号器にそれぞれ送られる請求項２記載の２×２システム。
【請求項６】
前記第一および第二のＳＩＳＯシステムは、５４Ｍｂｐｓ  ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ  ＳＩＳＯ直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システムに基づく請求項１記載の２×２システム。
【請求項７】
２×２符号化直交周波数分割多重化多入力多出力（ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ）システムに対する復号器であって、
第一および第二のビットメトリックペアを、前記２×２ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムによってそれぞれ送信及び受信される第一および第二の送信信号ｓ１、ｓ２に対応する第一および第二の受信信号ｒ１、ｒ２の、導かれた零フォーシングの最大尤度（ＭＬ）復号に基づいて作成するためのデマッピング・信号分離モジュールと、
前記第一および第二のビットメトリックペアを、それらのフォワード誤り訂正復号のためにそれぞれ受信するようにされた、第一および第二のデインタリーバと、ビタビ復号器と、を備え、
前記復号器は、最適５４ＭｐｂｓＳＩＳＯシステムのデータ伝送速度の２倍の１０８Ｍｂｐｓなる伝送速度を、最適５４ＭｐｂｓＳＩＳＯシステムのそれに匹敵する復号計算コストにて可能とする復号器。
【請求項８】
前記デマッピング・信号分離モジュールは、
【数２０】
2006509396.tif 000045
に対応する受信信号である、それぞれ前記第一および第二の受信信号の零フォーシング（ＺＦ）を用い、かつ
【数２１】
2006509396.tif 000046
として計算される前記第一および第二の送信信号に帰着し、
ＺＦ計算されたシンボルとコンステレーション点との間の最小ユークリッド距離を見つけることで、ハード判定によって、前記第一および第二の送信信号を
【数２２】
2006509396.tif 000047
として表される第一および第二の推定信号として推定し、次にこれらが前記最大尤度（ＭＬ）復号を導くために用いられ、
ここでｈｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２）は、ｉ番目の送信アンテナからｊ番目の受信アンテナへのチャネルを表し、ｎｉは雑音信号を表す請求項７記載の復号器。
【請求項９】
前記デマッピング・信号分離モジュールは、前記第一および第二の送信信号ｓ１、ｓ２に対する各々のビットメトリックを
【数２３】
2006509396.tif 000048
を用いて、ｓ１に対しては
【数２４】
2006509396.tif 000049
として、そして、ｓ２に対しては
【数２５】
2006509396.tif 000050
として計算し、
ここでｂ１ｉとｂ２ｊはそれぞれそれに対して判定が行なわている信号ｓ１、ｓ２内のビットを表す請求項８記載の復号器。
【請求項１０】
前記デマッピング・信号分離モジュールは、ビットｉに対する第一の送信信号
【数２６】
2006509396.tif 000051
と第二の送信信号
【数２７】
2006509396.tif 000052
から前記最小ユークリッド距離
【数２８】
2006509396.tif 000053
を満たす第一のコンステレーション点
【数２９】
2006509396.tif 000054
と第二のコンステレーション点
【数３０】
2006509396.tif 000055
を得、かつこれらコンステレーション点を、ｐ＝０、１に対する
【数３１】
2006509396.tif 000056
なる形式でのビットメトリック計算における最大尤度への入力として用い、
ここでｑは１、２を表し、
【数３２】
2006509396.tif 000057
はビットｉに対するｐ∈｛０、１｝であるようなコンステレーション点集合の部分集合を表し、ビットｉはそれに対して判定が行なわれているビットを表す請求項８記載の復号器。
【請求項１１】
前記デマッピング・信号分離モジュールは、前記ＺＦ信号に対応する、第一のコンステレーション点
【数３３】
2006509396.tif 000058
と第二のコンステレーション点
【数３４】
2006509396.tif 000059
を決定するためにスライス・比較・選択動作を遂行し、これらは、次に、ｐ＝０、１に対する
【数３５】
2006509396.tif 000060
なる形式でのビットメトリック計算における最大尤度への入力として用いられる請求項８記載の復号器。
【請求項１２】
２×２符号化直交周波数分割多重化多入力多出力システムに対する復号方法であって、
前記２×２システムによって第一および第二の送信信号を送信するステップと、
前記２×２システムによって前記第一および第二の送信信号に対応する第一および第二の受信信号を受信するステップと、
前記第一および第二の受信信号の、導かれた、零フォーシングの最大尤度（ＭＬ）復号に基づいて第一および第二のビットメトリックペアを作成するステップと、
前記第一および第二のビットメトリックペアを第一および第二の復号信号を得るためにデインタリービングおよび復号するステップと、を含み、
前記復号は、最適５４Ｍｂｐｓ単一入力単一出力ＳＩＳＯシステムの伝送速度の２倍の１０８Ｍｂｐｓなる伝送速度を、最適５４ＭｂｐｓＳＩＳＯシステムのそれと匹敵する復号計算コストにて可能とする復号方法。
【請求項１３】
前記作成するステップは、さらに、
前記第一および第二の受信信号を第一および第二の分離された信号に分離するステップと、
ハード判定によって、それぞれ前記第一および第二の分離されたシンボルに最も近い第一および第二のコンステレーション点を得るステップと、
前記第二のコンステレーション点を固定して、前記第一のビットメトリックペアを、ＭＬ基準及び前記第一の分離された信号を用いて計算するステップと、
前記第一のコンステレーション点を固定して、前記第二のビットメトリックペアを、ＭＬ基準を用いて計算するステップと、を含む請求項１２記載の復号方法。
【請求項１４】
前記作成するステップは、さらに、
前記第一および第二の受信信号を第一および第二の分離された信号に分離するステップと、
前記第一および第二の分離された信号から前記最小ユークリッド距離を満たす第一と第二のコンステレーション点を得るステップと、
第一および第二のビットメトリックペアを、前記第一および第二のコンステレーション点を最大尤度への入力として用いて計算するステップと、を含む請求項１２記載の復号方法。
【請求項１５】
前記作成するステップは、さらに、
前記第一および第二の受信信号を第一および第二の分離された信号に分離するステップと、
前記分離された信号に対応する第一および第二のコンステレーション点をスライス・比較・選択動作によって得るステップと、
第一および第二のビットメトリックペアを、前記第一および第二のコンステレーション点を最大尤度計算への入力として用いて計算するステップと、
を含む請求項１２記載の復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化直交周波数分割多重化多入力多出力(ＣＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ(coded orthogonal frequency division multiplexing-multiple input multiple output))システムに対する簡素化された復号器に関する。より詳細には、本発明は最大尤度（ＭＬ(maximum likelihood)）復号を用いるビットインタリーブシステムに関する。特に、本発明は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）技術に基づく単一入力単一出力((ＳＩＳＯ(single input single output))ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ)システムの伝送データ速度を二倍にする、零フォーシング（ＺＦ(zero Forcing)）ガイドされた最大尤度（ＭＬ）復号を用いる２×２ＭＩＭＯシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＩＭＯシステムは、次世代の高データ速度無線通信システムに対する有望な候補として研究されている。現在、単一アンテナシステム(ＳＩＳＯ(single antenna system))に対しては、ＯＦＤＭ変調技術を採用するＩＥＥＥ  ８０２．１１ａは、５４Ｍｂｐｓの最大データ伝送速度を有する。たった１つの送信アンテナと１つの受信アンテナしか存在せず、つまり、これはＳＩＳＯシステムであり、８０２．１１ａに対する信号コンステレイションは、６４直交振幅変調（ＱＡＭ(quadrature amplitude modulation))である。１００Ｍｂｐｓを超えるデータ伝送速度は次世代無線通信システムの目標である。
【０００３】
無線通信システムの物理チャネル特性が与えられると、信号コンステレイションのオーダを増加することによって、単一のアンテナシステムのもとでデータ速度を増加させることは、ほとんど不可能である。
【０００４】
１００Ｍｂｐｓより高いデータ速度を達成することへの１つの可能なアプローチは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ  ＳＩＳＯシステムに基づく２×２ＭＩＭＯシステムであるが、このシステムにおいては、２つの送信アンテナが、各アンテナの所で８０２．１１ａシステムと同一方法で符号化された異なるデータストリームを送信する。このシステムは、図１に示されるＯＦＤＭ変調に基づいた従来の技術の５４Ｍｂｐｓ  ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ  ＳＩＳＯシステムと概ね同一の信号対雑音比（ＳＮＲ）で、１０８Ｍｂｐｓなるデータ伝送速度を達成することができる。図２は、このように用いられた従来技術による２×２ＭＩＭＯシステムを示す。
【０００５】
図２のシステムは最適復号（optimal decoding）を採用し、この無線チャネルは
【数１】
2006509396.tif 000003
として定義され、ここで、ｈｉｊ２０は、送信機アンテナｉから受信機アンテナｊへの、つまり、ＴｘｉからＲｘｊへの、チャネルを表すものと仮定する。すると、一般性を失うことなく、これら４つのチャネルは、互いに独立なレーリーフェーディング（Ｒａｙｌｅｉｇｈ  ｆａｄｉｎｇ）チャネルであると仮定できる。それで、サブキャリアｋの周波数領域における受信信号は、以下のように表現することができる。
【数２】
2006509396.tif 000004
【０００６】
各サブキャリアは別々に復号されるため、式（１）内の下付文字ｋｓは省略する。最適な最大尤度（ＭＬ）検出においては、各々の受信信号ペアｒ１，ｒ２に対して、これらシンボル内の送信ビットが’１’であるか或いは’０’であるかを決定するためには、最大確率（largest probability）
【数３】
2006509396.tif 000005
を決定することが必要であり、ここで、
【数４】
2006509396.tif 000006
および
【数５】
2006509396.tif 000007
は、決定がなされる必要があるシンボルｓ１とｓ２内のビットを表す。加算白色ガウス雑音(ＡＷＧＮ(add white gaussian noise)）環境内においては、これは、
【数６】
2006509396.tif 000008
を見つけることに相当する。
【０００７】
これは、また、
【数７】
2006509396.tif 000009
を見つけることにも相当する。
【０００８】
シンボルｓ１内のビットに対するビットメトリック（bit metrics）を決定するためには、以下の式が評価されなければならない。シンボルｓ１内のビットｉが’０’であるためには、
【数８】
2006509396.tif 000010
を評価することが必要である。ここで、
【数９】
2006509396.tif 000011
は受信されたシンボルｓｌ内のビットｉが’０’であるためのビットメトリックを表す。Ｓは、全コンステレーションの集合を表し、他方、Ｓ０は、ビットｂｉ＝０となるようなコンステレーション点集合の部分集合を表す。シンボルｓ１内のビットｉが’１’であるためには、
【数１０】
2006509396.tif 000012
を評価することが必要である。ここでＳｌはビットｂｉ＝１となるようなコンステレーション点集合の部分集合を表す。
【０００９】
同一の方法を用いて、送信されたシンボルｓ２に対するビットメトリックを決定することができる。
【００１０】
シンボルｓ２内のビットｉが’０’であるためには、
【数１１】
2006509396.tif 000013
を評価することが必要である。
シンボルｓ２内のビットｉが’１’であるためには、
【数１２】
2006509396.tif 000014
を評価することが必要である。
次に、これらビットメトリックのペア
【数１３】
2006509396.tif 000015
が、データストリーム各々のＦＥＣ復号のために、対応するデインタリーバとビタビ復号器（Viterbi decoder）に送られる。
【００１１】
シミュレーションの結果は、最適復号を用いると、この提唱される１０８Ｍｂｐｓ  ＭＩＭＯシステムは、実際、１０−４なるＢＥＲにおいて、ＳＩＳＯ  ５４Ｍｂｐｓシステムよりも、４ｄＢだけよく実行することを示す。けれども、この最適復号のための計算コストは非常に高い。信号ｓ１内のビットが０であるか１であるかのビットメトリックを得るためには、ｓ１とｓ２とのコンステレーションの６４＊６４個の置換（permutations）を評価することが必要であり、これは現存の計算能力は効果的にコストを得られない。この２×２  ＭＩＭＯシステムの復号のための計算コストは、実践するには高すぎる。
【００１２】
こうして、１００Ｍｂｐｓを超えてデータ伝送速度を増大するために、５４Ｍｂｐｓ  ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ  ＳＩＳＯシステムに基づく２×２  ＭＩＭＯシステムを採用したときの高い計算コストを低減するための代替の符号方法が必要となる。
【００１３】
本発明は、最適ＳＩＳＯ復号器とほぼ同一の計算コストを有しかつ最適ＭＩＭＯ復号器のほぼ１／６４の計算コストを有する簡素化された復号方法に最適復号を置き換えた、図３に示されるような、５４Ｍｂｐｓ  ＳＩＳＯシステムに基づいた１０８  Ｍｂｐｓ  ２×２  ＭＩＭＯシステムである。図３に示されるシステムにおいては、図１に示される従来技術のシステムの別々にデマッピングおよびデインタリービングモジュール（demapping and deinterleaving module）１０は、共有のデマッピングおよび信号分離ユニット（demapping and signal separation unit）３４と、別々のデインタリービングユニット３０、３１とによって置換される。
【００１４】
本発明は、ＺＦガイド最大尤度（ＭＬ）復号方法を採用する。ＳＩＳＯ単一キャリアシステムに対して、時間分散されたチャネル（周波数選択的フェーディングチャネル）がシステム内にチャネル記憶（channel memory）を持ち込むために、最大尤度（ＭＬ）等化と復号との結合は、高い計算コストの故に現実的でない。一般的な実行は、チャネルを等化するためにまず最小平均二乗誤差／零フォーシング（ＭＭＳＥ／ＺＦ(minimum-mean-square-error/ zero forcing)）を基準として用いることである。次に、等化された信号が更なる復号のために最大尤度（ＭＬ）検出器に送られる。けれども、これはやや最適なシステムである。
【００１５】
ＳＩＳＯ  ＯＦＤＭシステムにおいては、システムは各サブキャリアがフラットフェーディングチャネル（flat fading channel）を経験するように設計されるために、実際の最大尤度（ＭＬ）等化と復号を手頃な計算コストにて実現することができる。いまだに、ＭＩＭＯ  ＯＦＤＭシステムでは、メトリック計算において要求されるコンステレーション集合の置換評価が大きくなるために、実際の最大尤度（ＭＬ）等化及び復号のための計算コストは、実践するには高すぎる。
【００１６】
多数の置換計算を回避するための一つ方法は、まず、送信されたシンボルｓ１、ｓ２の近似値を見つけ、それから、最大尤度（ＭＬ）検出方法を用いて、ｓ２がＺＦ方法によって計算された値であるとしてｓ１に対するビットメトリックを見つけることである。ＳＮＲが十分に高いときは、ＺＦ決定は最適最大尤度決定に非常に近いと仮定しても妥当である。それ故、本発明は、送信されたシンボルｓ１、ｓ２に対するビットメトリックを得るために、ＳＩＳＯシステムが送信されたシンボルｓに対して被るのと概ね同一の計算コストをＭＩＭＯシステムで被る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好ましい実施例は簡素化された復号方法を採用する。この簡素化された復号方法の詳細が以下に図面を参照して説明される。
【００１８】
受信された信号は
【数１４】
2006509396.tif 000016
として書き表すことができる。ＺＦ基準によると、伝送された信号は、デマッピング・信号分離モジュール３４によって
【数１５】
2006509396.tif 000017
として推定することができる。
【００１９】
このＺＦ計算されたシンボルとコンステレーション点に対して計算された最小ユークリッド距離を用いて、このデマッピング・信号分離モジュール３４は、推定送信シンボルをハード判定にて得る。このハード判定動作の後のシンボルは
【数１６】
2006509396.tif 000018
として表現することができる。次に、送信されたシンボルｓ１に対するビットメトリックがデマッピング・信号分離モジュール３４によって
【数１７】
2006509396.tif 000019
として計算され、次に、送信されたシンボルs2に対するビットメトリックが
【数１８】
2006509396.tif 000020
として計算される。ここでＳｐは、ビットｂｉがｐ＝０或いはｐ＝１となるようなコンステレーション点の部分集合を表わす。次にこれらビットメトリックスのペア
【数１９】
2006509396.tif 000021
が、それぞれ、各データストリームをフォワード誤り訂正復号（ＦＥＣ(forward error correction)）復号するために、対応する第一および第二のデインタリーバ３０、３１と異なるビタビ復号器３３、３４にそれぞれ送られる。
【００２０】
第二の好ましい実施例においては、この第一の好ましい実施例に基づいて更に簡素化された復号方法が提供される。デマッピング・信号分離モジュール３４が、ＺＦ動作の後の２つの送信されたシンボル内の各ビットに対するビットメトリックを計算するためにＭＩＭＯ  ＭＬ基準を用いる第一の好ましい実施例とは異なり、デマッピング・信号分離モジュール３４によってＳＩＳＯ  ＭＬが用いられ各ビットに対して
【数２０】
2006509396.tif 000022
を満たすようなコンステレーション点を見つける。ここで、ｑは１、２を表し、ｐ∈｛０、１｝である。デマッピング・信号分離モジュール３４によって、送信されたシンボルｓｑの各ビットｉに対して
【数２１】
2006509396.tif 000023
となる式（１２）のビットメトリック計算に相当する２つのコンステレーション点が定義される。ＳＩＳＯ復号においては、式（１２）から計算されたビットメトリックスは復号のためにビタビ復号器に送られる。ＭＩＭＯ復号においては、式（１２）は、式（１２）を満たすコンステレーション点を決定すること、および復号のためにビタビ復号器に送られる各ビットに対するビットメトリックを計算するためにＭＩＭＯ  ＭＬ基準においてこれらコンステレーション点を用いることのためにのみデマッピング・信号分離モジュール３４によって用いられる。つまり、ビットメトリックスがデマッピング・信号分離モジュール３４によって
【数２２】
2006509396.tif 000024
として計算される。
【００２１】
次に、これらビットメトリックのペア
【数２３】
2006509396.tif 000025
が、それぞれ、各データストリームをフォワード誤り訂正復号（ＦＥＣ）復号するために、対応する第一と第二のデインタリーバ３０、３１と異なるビタビ復号器３３、３４とに送られる。
【００２２】
ハードウェア実現においては、１つの送信されたシンボル内の６個のビットに対する１２個のコンステレーション点を１つのスライス・比較・選択動作によって得ることができる。直交位相変移キーイング（quadrature-phase shift keying, ＱＰＳＫ）の一例が図４Ａに示されている。受信されたシンボルの実部が考慮された場合、ビットｂ０に対応する２つのコンステレーション点は、図４Ｂにおいて破線によって接続されている２つの点であると決定することが可能である。これと同じ方法が、図４Ｃに示されるように、受信されたシンボルの虚数部を用いることにより、ビットｂ１に対する対応するコンステレーション点を決定するのに用いられうる。このスライシング方法では、式（１２）の実際の距離の計算は不用となる。この第二の好ましい実施例においては、ＭＩＭＯ  ＭＬビットメトリック計算の距離探索における置換が回避でき、ＭＩＭＯ  ＭＬビットメトリック計算の計算コストを低減することができる。
【００２３】
図５に示すように、シミュレーション結果は本発明の両方の実施例の性能を支持する。このシミュレーションのためのマルチパスチャネルは、Bob O'Hara, A1 Petric; " The IEEE 802.11 Handbook: A Designer's Companion", December 1999に定義される、４０ｎｓ  ｒｍｓなる遅延スプレッドを有する、指数関数的レーリーフェージングチャネル（exponential Rayleigh fading channel）である。２つの送信アンテナと２つの受信アンテナとを横断する４つのチャネルは互いに独立し、このことは、これら４つのチャネルのいずれの間にも相関は存在しないことを意味する。図５の信号対雑音比とビット誤り率との間（ＳＮＲとＢＥＲとの間）の関係を示す曲線の各データ点に対して、２５０パケット内に等しく分布された１００万ビットがシミュレートされた。各アンテナ要素に対する無線チャネルは、個々のパケットに対して同一であるが、異なるパケットに対しては、異なると想定しても問題はない。これら全てのシミュレーションにおいて、理想的な周波数及びタイミング同期が想定された。
【００２４】
シミュレーションの結果は、本発明の簡素化された復号方法の第一の実施例の性能が、１０−４なるＢＥＲレベルでの最適復号方法よりも、約４ｄＢだけ劣るが、けれども５４ＭｂｐｓでのＳＩＳＯシステム４３に対する最適復号方式とほぼ同じであることを示す。この結果は、２×２  ＭＩＭＯシステム４１を含む本発明の第一の実施例が、妥当な計算コストにて、同じＳＮＲに対するＳＩＳＯシステム４３のデータ伝送速度を倍増することができることを示す。第二の実施例は、更に低減された計算コストにて、同一の改善を提供する。従って、このシミュレーションによって示されるように、本発明の両方の実施例は、概ね同一のＢＥＲ対ＳＮＲ性能を有するが、これは、１０−４なるＢＥＲレベルにおいて、５４Ｍｂｐｓ  ＳＩＳＯシステム４３とほぼ同一であり、ＭＩＭＯ最適復号システム４２より４ｄＢだけ劣る。そして、この伝送速度における２倍の増加は、第一の実施例においては、計算コストの増加なしに達成され、第二の実施例においては、計算コストの低減を伴って達成される。
【００２５】
図５を参照すると、本発明によるＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ  ＳＩＳＯシステムに基づく２×２  ＭＩＭＯシステム４２は、同一のＳＮＲレンジ内において、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ  ＳＩＳＯシステムのデータ速度の２倍である１０８Ｍｂｐｓのデータ伝送速度を提供することができる。この従来の技術によるＭＩＭＯシステム４２の最適復号は、１０−４なるＢＥＲレベルにおいて、５４Ｍｂｐｓ  ＳＩＳＯシステム４３よりも４ｄＢだけ優れたＢＥＲ対ＳＮＲ性能を提供するが、この最適復号の高い計算コストは、履行を実行不可能にする。本発明は、ＺＦガイドされ簡素化されたＭＩＭＯ復号のための２つの好ましい実施例４０、４１を提供するが、これは５４Ｍｂｐｓ  ＳＩＳＯシステム４３に対する最適復号器のそれとほとんど同じ計算コストを有する。簡素化された方法に対するこれら２つの実施例４０、４１の各々は、ＭＩＭＯシステム４２に対する最適復号器と比較すると４ｄＢだけ劣るが、１０−４なるＢＥＲレベルにおいて５４Ｍｂｐｓ  ＳＩＳＯシステム４３のそれとほとんど同一のＳＮＲ性能を、１０８Ｍｂｐｓの伝送速度で提供する。
【００２６】
提供された例は本発明の好ましい実施例について図解及び説明するが、理解できるように、当業者においては、本発明の真の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を加えたり、これらの要素を同等物にて置換することもできる。加えて、本発明の教示をある特定の状況に中心的範囲から逸脱することなく適合化するために、多くの修正を加えることもできる。従って、本発明は本発明を実施するために考慮された最良の形態として開示されたこれら特定の実施例に制限されるものではなく、本発明は添付のクレームの範囲内に入る全ての実施例を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＯＦＤＭ変調に基づく従来の５４  Ｍｂｐｓ  ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ  ＳＩＳＯシステムを解説する図である。
【図２】従来技術による２×２  ＭＩＭＯシステムを解説する図である。
【図３】本発明の一つの好ましい実施例による、図１の５４Ｍｂｐｓ  ＳＩＳＯシステムに基づく１０８  Ｍｂｐｓ  ２×２  ＭＩＭＯシステムを解説する図である。
【図４Ａ】スライス・比較・選択動作を解説する図である。
【図４Ｂ】スライス・比較・選択動作を解説する図である。
【図４Ｃ】スライス・比較・選択動作を解説する図である。
【図５】図３の１０８  Ｍｂｐｓ  ＭＩＭＯシステムと図１の５４  Ｍｂｐｓ  ＳＩＳＯシステムとを比較するシミュレーション結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【国際調査報告】
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