(57)【要約】      （修正有）【課題】ネスト化チャネルを介して情報データを伝送するシステムの複雑度を最小化する方法を提供する。【解決手段】Ｐ長ベクトルの受信機であって、ネスト化チャネルはＭ個のタイムスロットを備え、受信信号のＰ長ベクトルはネスト化チャネルを介して１回の送信に関連するＭ長出力ベクトルを運び、Ｍ長出力ベクトルの幾つかの成分は結合変調シンボルと呼ばれるＭ長ベクトルのｓ個の変調シンボルの線形結合によって取得され、他の成分は非結合変調シンボルと呼ばれる変調シンボルのＭ長ベクトルの変調シンボルであり、受信機は、ダイバーシティ次数を回復することを可能にする値である上記変調シンボルのＭ長ベクトルのｓ個の結合変調シンボルの推定値を出力する第１の検出器と、他のＭ−ｓ個の非結合変調シンボルの推定値を出力する第２の検出器を備える。【選択図】図１
2009081846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネスト化チャネル（ＮＣ）を介して送信機によって送信された受信信号（Ｙd）のＰ長ベクトルの受信機であって、
前記ネスト化チャネル（ＮＣ）は、Ｍ個のタイムスロットを備え、Ｍ×Ｐチャネル行列（Ｈ）によって記述され、
前記受信信号（Ｙd）のＰ長ベクトルは、前記ネスト化チャネル（ＮＣ）を介して１回の送信に関連するＭ長出力ベクトル（Ｘ）を運び、
結合シンボルと呼ばれる前記Ｍ長出力ベクトル（Ｘ）の幾つかの成分は、線形結合された変調シンボル（Ｘ（ｉ））であり、該線形結合された変調シンボル（Ｘ（ｉ））は、結合変調シンボルと呼ばれるＭ長ベクトル（Ｚ）のｓ個の変調シンボル（Ｚ（ｉ））の線形結合によって取得され、
前記Ｍ長出力ベクトル（Ｘ）の他の成分は、そのような線形結合を定義するのに使用されない非結合変調シンボルと呼ばれる前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の変調シンボルであり、
前記受信機（ＲＣＶ）は、検出器（ＤＥＴ）及び復号器（ＤＥＣ）を備え、
前記受信機は、
第１の検出器（ＤＥＴ１）であって、その出力は、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の前記ｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値であり、該第１の検出器（ＤＥＴ１）は、前記推定値について前記線形結合によってもたされるダイバーシティ次数を回復することを可能にする、第１の検出器（ＤＥＴ１）と、
第２の検出器（ＤＥＴ２）であって、その出力は、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の他のＭ−ｓ個の非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値である、第２の検出器（ＤＥＴ２）と、
を備えることを特徴とする、ネスト化チャネル（ＮＣ）を介して送信機によって送信された受信信号（Ｙd）のＰ長ベクトルの受信機。
【請求項２】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の前記出力推定値より前に取得されることを特徴とする、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の付加入力として取り入れられることを特徴とする、請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の前記出力推定値は、前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値の前に取得されることを特徴とする、請求項１に記載の受信機。
【請求項５】
前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の前記出力推定値は、前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の付加入力として取り入れられることを特徴とする、請求項４に記載の受信機。
【請求項６】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の付加入力として取り入れられ、前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の前記出力推定値は、前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の付加入力として取り入れられることを特徴とする、請求項１、２、又は４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項７】
結合シンボル及び非結合シンボルの最終的な推定値が、前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の２回以上の推定値の計算及び前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の２回以上の推定値の計算に従って取得されることを特徴とする、請求項６に記載の受信機。
【請求項８】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の前記Ｍ−ｓ個の非結合変調シンボルからの干渉を考慮しないことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項９】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は
【数１】
2009081846.tif 000029
によって与えられる不完全尤度確率ｐ（Ｙd｜Ｚs,0）の関数であり、
ここで、Ｎ0は、雑音分散であり、Ｚs,0は、前記Ｍ−ｓ個の非結合シンボルが０に等しい前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）であり、Ｓは、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）に該行列Ｓを乗じることによって前記Ｍ長出力ベクトル（Ｘ）を取得するのに使用されるＭ×Ｍ複素線形結合行列であることを特徴とする、請求項８に記載の受信機。
【請求項１０】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の前記Ｍ−ｓ個の非結合変調シンボルからの干渉を考慮することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１１】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は
【数２】
2009081846.tif 000030
によって与えられる不完全尤度確率ｐ（Ｙd｜Ｚs,0）の関数であり、
ここで、Ｎ0は、雑音分散であり、Ｚ0,M-sは、前記ｓ個の結合シンボルが０に等しい前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）であり、Ｓは、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）に該行列Ｓを乗じることによって前記Ｍ長出力ベクトル（Ｘ）を取得するのに使用されるＭ×Ｍ複素線形結合行列であることを特徴とする、請求項１０に記載の受信機。
【請求項１２】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、前記ｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関するハード出力推定値であり、すべての可能な候補変調ベクトルにわたる網羅的検索と比較して複雑度が低減された検索から取得されることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１３】
前記検出器ＤＥＴ１で、ＬＬＬ格子縮小が使用されることを特徴とする、請求項１２に記載の受信機。
【請求項１４】
前記第１の検出器ＤＥＴ１は、最大尤度（ＭＬ）検出器であることを特徴とする、請求項１２に記載の受信機。
【請求項１５】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）は、最大事後確率検出器であることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１６】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、前記ｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関するソフト出力推定値であり、すべての可能な候補変調ベクトルにわたって計算される包括的マージナライゼーションと比較して複雑度が低減されたマージナライゼーションの計算から取得されることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１７】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、前記ｓ個の結合シンボルに関連する符号化されたビットに関するソフト出力推定値であり、前記ｓ個の結合シンボルの符号化されたビットに関連すると共に前記復号器（ＤＥＣ）の前記出力によって与えられる事前確率（π（ｃj））を考慮することを特徴とする、請求項１５又は１６のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１８】
前記第１の検出器（ＤＥＴ１）の前記出力推定値は、ｓ個の結合シンボルに関連する符号化されたビットに関するソフト出力推定値であり、すべての変調シンボルの符号化されたビットに関連すると共に前記復号器（ＤＥＣ）の前記出力によって与えられる事前確率（π（ｃj））を考慮することを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の受信機。
【請求項１９】
前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の前記出力推定値は、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の前記ｓ個の結合変調シンボルからの干渉を考慮しないことを特徴とする、請求項１〜２又は請求項４〜１８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２０】
前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する前記推定値は、互いに独立に計算されることを特徴とする、請求項１９に記載の受信機。
【請求項２１】
前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の前記非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する前記推定値は、合わせて計算されることを特徴とする、請求項１９に記載の受信機。
【請求項２２】
前記第２の検出器（ＤＥＴ２）の前記出力推定値は、ソフト出力推定値であり、該ソフト出力推定値は、繰り返し計算され、前記Ｍ−ｓ個の非結合変調シンボルの前記符号化されたビットに関連すると共に前記復号器（ＤＥＣ）の出力によって与えられる事前確率（π（ｃj））を考慮することを特徴とする、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２３】
前記ネスト化チャネル（ＮＣ）を介して請求項１〜２２のいずれか一項に従って送信機から受信機へ情報データを送信するためのシステムであって、
前記送信機（ＴＲＤ）は、
エラー訂正符号構造に従う符号化器（ＥＮＣ）と、
その出力が変調シンボル（Ｚ（ｉ））のＭ長ベクトル（Ｚ）であるバイナリ変調器（ＭＯＤ）と、
そのパラメータが結合サイズと呼ばれる前記数字ｓである線形結合器（ＬＣ）とを備え、
前記線形結合器（ＬＣ）の出力は、前記Ｍ長出力ベクトル（Ｘ）である、
ネスト化チャネル（ＮＣ）を介して送信機から受信機へ情報データを送信するためのシステム。
【請求項２４】
前記ネスト化チャネル（ＮＣ）は、以下の上三角行列
【数３】
2009081846.tif 000031
によって記述されるスライディング三角チャネルであり、
ここで
【数４】
2009081846.tif 000032
は、項ごとの積を示し、ａ1，ａ2，…，ａMは、前記チャネルのダイバーシティ特性を規定するフェージング確率変数の係数であり、γi,j値は、確率変数又は固定パラメータであることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記スライディング三角チャネルは、幾つかの中継器を有する協調伝送用のＳＡＦプロトコルによって定義されることを特徴とする、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記Ｍ長出力ベクトル（Ｘ）の前記結合シンボル（Ｘ（ｉ））は、変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）とＭ×Ｍ複素線形結合行列（Ｓ）との積によって取得され、
該Ｍ×Ｍ複素線形結合行列（Ｓ）は、行列乗算Ｐ1×Ｓ’×Ｐ2によって与えられ、ここで、Ｐ1は行置換行列であり、Ｐ2は列置換行列であり、Ｓ’はブロック対角行列
【数５】
2009081846.tif 000033
として定義され、
ここで、Ｉは単位行列であり、部分行列Ｓ’’は、最適なハード出力検出器が、該部分行列Ｓ’’によって線形結合され対角独立なフェージングチャネルで送信されたｓ個のシンボルを受信するのに使用される場合に、前記検出器ＤＥＴの前記出力で測定される性能が、線形結合行列Ｓ’’がない場合の性能よりもｓ倍高いダイバーシティ次数を示すようなｓ×ｓ複素結合行列であることを特徴とする、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記部分行列Ｓ’’は、
前記Ｍ長出力ベクトル（Ｘ）の最初のシンボル（Ｘ（１））及び最後のｓ−１個のシンボル（Ｘ（Ｍ＋２−ｓ），…，Ｘ（Ｍ））が、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の最初のｓ個の変調シンボル（Ｚ（１），…，Ｚ（ｓ））の線形結合であるように、且つ、
前記Ｍ長出力ベクトル（Ｘ）の他のシンボル（Ｘ（ｉ））のそれぞれが、前記変調シンボルのＭ長ベクトル（Ｚ）の最後のＭ−ｓ個の変調シンボル（Ｚ（ｉ））の１つと同一であるように定義されることを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記符号化器（ＥＮＣ）の前記符号化レート（Ｒｃ）、前記ネスト化チャネル（ＮＣ）のタイムスロット数Ｍ、前記結合サイズｓ、及び前記達成可能な目標ダイバーシティ次数δは、以下の関係
【数６】
2009081846.tif 000034
を用いて互いに依存して選択されることを特徴とする、請求項２３〜２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ネスト化チャネル（ＮＣ）は、スライディング三角チャネルであり、
前記線形結合器（ＬＣ）の前記結合サイズｓは、前記目標ダイバーシティ次数δ、前記符号化器（ＥＮＣ）の前記レートＲｃ、及び前記ネスト化チャネル（ＮＣ）のタイムスロット数Ｍに従って、以下の関係
【数７】
2009081846.tif 000035
を用いて選ばれることを特徴とする、請求項２８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネスト化チャネル(nested channel)を介して送信機から受信機へ情報データを伝送するシステムに関する。また、本発明は、このようなシステムの受信機にも関する。
【０００２】
以下では、チャネル資源は、周波数帯域幅、時間間隔、及び、場合によっては、種々の空間位置に配置された送信アンテナ及び受信アンテナによってもたらされる幾つかの空間次元を意味する。
【背景技術】
【０００３】
無線チャネルを介して送信される信号は、フェージング、シャドウイング、及び他の送信機からの干渉等のチャネル変動によって深刻な劣化を受ける。このことによって、チャネルを確率変数とみなすことが可能になる。以下では、情報ワードの送信に必要な時間に対してゆるやかなチャネル変動が検討されるが、チャネルの実現値(realization)は、情報ワードの２つの送信の間に変化しているはずである。いわゆる準静的フェージング(quasi-static fading)に対抗する１つの主な方法は、時間、周波数、又は空間のいずれかにおいてダイバーシティを提供することである。
【０００４】
チャネルダイバーシティ次数は、チャネル資源内で観測される独立なフェージング確率変数の個数として定義される。送受信方式は、システムのダイバーシティ次数と呼ばれる所与のダイバーシティを収集することができる。このシステムのダイバーシティ次数は、フルダイバーシティ次数とも呼ばれるチャネルダイバーシティ次数によって上限が抑えられる。
【０００５】
情報ワードが受信機によって正しく推定されないとき、誤り事象(error event)が発生する。所与の誤り事象に関連する誤りの確率を計算することを可能にする主なパラメータは、送信情報ワードに関連する無雑音受信信号と、復号情報ワードに関連する復元された無雑音受信信号との間のユークリッド距離である。誤り事象のダイバーシティ次数は、誤り事象に関連するユークリッド距離に関与する独立な確率変数の個数として定義される。最後に、システムのダイバーシティ次数は、起こり得るすべての誤り事象の最小ダイバーシティ次数に等しい。すなわち、起こり得るすべての情報ワード対の最小ダイバーシティ次数に等しい。
【０００６】
空間ダイバーシティの高い次数及び高い容量を提供する複数アンテナシステムは、広範囲にわたって研究されてきた。しかしながら、アナログ無線周波数コンポーネントが高価であるために、モバイル端末におけるアンテナ数は、多くの場合、１つの送信無線周波数パス及び２つの受信無線周波数パスに限られている。このようなモバイル端末では、ＯＦＤＭベース（直交周波数分割多重）伝送システム等の狭帯域チャネル上で、送信信号が高いダイバーシティ次数を獲得することはできない。
【０００７】
それゆえ、複数の端末が互いの能力を使用する「協調通信(cooperative communications)」の概念が導入された。これによって、信号は高いダイバーシティ次数を獲得することが可能になり、他の端末によって送信されている信号により、論文「User cooperation diversity. Part I. system description」（IEEE Transactions on Communications, vol. 51, no. 11, pp. 1927-1938, Nov. 2003'）にSendonaris他によって提案されたような仮想アンテナアレイが得られる。以下では、協調伝送プロトコルの概念を説明する。これは、以下で説明する本発明の一用途である。
【０００８】
このようなシステムの１つの可能な用途は、中央制御ユニットに依存せず、固定されたインフラストラクチャを持たない、例えばメッシュネットワーク等の無線アドホックネットワークである。ノードは、チャネル状態及びモバイルロケーションに基づいてネットワークを形成することによって通信する。
【０００９】
このようなシステムの別の用途は、セルラーシステムのセル内ユーザの協調である。信頼できる通信は、ダイバーシティを通じて、また基地局から離れた端末からの信号を中継することによって達成することができる。従来のシステムと比較したこのようなシステムの利点は、より多くのユーザがネットワークにいるほど、ユーザはより確実に通信できるということである。これは、協調システムのインフラストラクチャの非厳格性(non-rigidity)の結果である。それに対して、非協調システムのインフラストラクチャの厳格性(rigidity)は、ネットワークを共有している端末の個数と共にブロッキング確率が増加することを伴う。
【００１０】
協調システムの欠点は、ユーザ間チャネルが雑音を有するということである。この欠点を装うために、複数の協調プロトコルが開発されており、ユーザ間の協調を行う方法を定義している。
【００１１】
協調プロトコルは、増幅転送(Amplify-and-Forward)(ＡＦ)法及び復号転送(Decode-and-Forward)(ＤＦ)法の２つの主なカテゴリーに分類することができる。以下では、ＡＦプロトコルに焦点を当てる。
【００１２】
中継器は、例えばユーザモバイル無線機器又はセルの範囲の拡大に使用される機器である。ＡＦプロトコルを使用すると、中継器は、送信元（基地局又は別の中継器）から受信した信号を送信先（ユーザ機器又は別の中継器）へ転送する前に、その信号の増幅だけをおこなう。これらのプロトコルは、プロトコルが中継器にもたらす計算複雑度がスケーリング演算に限られるので、実際の実施が容易である。
【００１３】
複数のＡＦプロトコルが、例えば、ＴＤＭＡベースプロトコルＩとしても知られている非直交増幅転送(non-orthogonal amplify-and-forward)(ＮＡＦ)プロトコル等の単一中継器の場合のために設計されている。この場合、送信元は、第１フェーズで、中継器及び送信先の双方へ信号をブロードキャストする。第２フェーズでは、中継器が信号をスケーリングして送信先へ転送する一方、送信元は別のメッセージを送信先へ送信する（Nabar他著「Fading relay channel: performance limits and space-time signal design」（IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 22, no. 6, pp. 1099-1109, August 2004））。
【００１４】
以下では、複数の中継器が伝送システムによって使用される場合に焦点を当てる。選択される伝送プロトコルは、Ｍ個のタイムスロットの所定のセットのセットの各タイムスロットにわたって信号を伝送する。
【００１５】
例えば、既知のスロット化増幅転送(Slotted Amplify-and-Forward)(ＳＡＦ)プロトコルを使用することができる。しかしながら、本発明は、半二重非直交増幅転送協調チャネルを介する伝送に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明による伝送システムを示す概略図である。システムＳＹＳＴは、送信機ＴＲＤ、Ｍ個のタイムスロットを備えＭ×Ｐチャネル行列Ｈによって記述されるネスト化チャネルＮＣ、及び受信機ＲＣＶを備える。送信機ＴＲＤは例えば基地局であり、受信機ＲＣＶは例えばモバイルユーザ機器である。
【００１７】
送信機ＴＲＤは、エラー訂正符号構造に従った符号化器ＥＮＣ、バイナリ変調器ＭＯＤ、及び線形結合器ＬＣを備える。大まかに述べると、ディジタル送信は次のように行われる。すなわち、送信する情報データビット｛ｂ｝が、レートＲｃ＝Ｋｉ／Ｋｏで符号化器ＥＮＣに供給される。ここで、Ｋｉは入力データビット｛ｂ｝の数であり、Ｋｏは出力される符号語｛ｃ｝の符号化されたビットの数である。符号化器ＥＮＣは、任意のタイプのエラー訂正符号構造に従うことができ、例えば、ＬＤＰＣ（低密度パリティチェック）符号、ターボ符号、ブロック符号（例えばリード・ソロモン）、バイナリ畳み込み符号等に従うことができる。符号化されたビットは、その後、バイナリ変調器ＭＯＤに供給される。
【００１８】
バイナリ変調器ＭＯＤは、例えばＢＰＳＫ（２位相偏移変調）又はＱＰＳＫ（４位相偏移変調）であり、好ましくは２m直交振幅変調（２m−ＱＡＭ）である。バイナリ変調器ＭＯＤの入力は、符号化されたビット｛ｃ｝、又はシステムＳＹＳＴの一変形によれば、このような符号化されたビットのインターリーブされたバージョン｛ｃ｝である。このシステムＳＹＳＴの一変形では、図１に示すように、送信機ＴＲＤはビットインターリーバＩＮＴを備え、受信機ＲＣＶは関連するビットデインターリーバＤＩＮＴを備える。バイナリ変調器ＭＯＤの出力は、変調シンボルのベクトルである。この変調シンボルのベクトルは、変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺに分割される。
【００１９】
次に、同じベクトルＺ内の変調シンボルＺ（ｉ）は、線形結合器ＬＣによって互いに結合される。線形結合器ＬＣは、ネスト化チャネルＮＣを介する１回の送信に関連するＭ個の結合されたシンボルの出力ベクトルＸを提供する。
【００２０】
各ベクトルＸの結合されたシンボルＸ（ｉ）は、ベクトルＺにＭ×Ｍ複素線形結合行列Ｓを乗じることによって取得され、ネスト化チャネルＮＣを介して送信される。ここで、行列Ｓは、場合によっては単位行列でもよいことに留意されたい。
【００２１】
以下では、線形結合を定義するのに使用されるＭ長ベクトルＺの変調シンボルＺ（ｉ）を、結合変調シンボル(combined modulation symbol)と呼び、このような線形結合を定義するのに使用されないＭ長ベクトルＺの変調シンボルを、非結合変調シンボル(non-combined modulation symbol)と呼ぶ。
【００２２】
ネスト化チャネルＮＣは、Ｎ個の独立なフェージング確率変数ａ（ｊ）の集合から定義され、チャネル行列Ｈのｉ番目の行のノルムは、Ｄ（ｉ）個の確率変数ａ（ｊ）の部分集合Γ（ｉ）の関数である。Ｍ×Ｐ行列Ｈのｉ番目の行で送信される符号化されていない変調性能のダイバーシティ次数は、Ｄ（ｉ）に等しい。一般性を失うことなく、行列の行は、ｉ1≦ｉ2⇒Γ（ｉ1）⊇Γ（ｉ2）且つＤ（ｉ1）≧Ｄ（ｉ2）となるようにソートされる。
【００２３】
本発明の一実施の形態によれば、Ｍ＝Ｐであり、ネスト化チャネルＮＣは
【００２４】
【数１】
2009081846.tif 000003
【００２５】
によって与えられる上三角行列Ｈによって記述されたスライディング三角チャネル(sliding-triangular channel)である。
【００２６】
ここで
【００２７】
【数２】
2009081846.tif 000004
【００２８】
は項ごとの積を示し、ａ１，ａ２，…，ａＭは、チャネルのダイバーシティ特性を規定するフェージング確率変数の係数である。γｉ，ｊ値は、確率変数又は固定パラメータである。チャネルは、フェージング係数の構成が同じであれば、スライディング三角チャネルと等価になる。
【００２９】
変調シンボルＺ（ｊ）は、確率変数ａｊに関連するチャネル不完全性(channel imperfection)以外の他のチャネル不完全性、例えば付加雑音、他の乗法確率変数(multiplicative random variable)によって混乱される場合があることに留意されたい。
【００３０】
スライディング三角チャネルの一実施の形態によれば、このチャネルは、幾つかの中継器を有する協調伝送用のＳＡＦプロトコルによって定義される。
【００３１】
図２は、ＳＡＦチャネルモデルの中継器間通信プロトコルを表している。実際には、結合されたシンボルＸ（ｊ）の雑音を有する減衰されたバージョンが中継器及び受信機で受信されることに留意されたい。この例によれば、β個の中継器が使用される。これは、このチャネルの１回の使用が、ＳＡＦプロトコルの（β＋１）個のタイムスロットＴｓｉを含み、複素線形結合行列のサイズＳがＭ＝β＋１となるように選ばれることを伴う。ＳＡＦプロトコルの最初のタイムスロットＴＳ１の期間中、送信機ＴＲＤは最初のシンボルＸ（１）を送信する。この最初のシンボルＸ（１）は、第１の中継器Ｒ（１）及び受信機ＲＣＶによって受信される。一般的なＳＡＦプロトコルの２番目のタイムスロットＴＳ２の期間中、送信機ＴＲＤは２番目のシンボルＸ（２）を送信し、中継器Ｒ（１）は先に受信されたシンボルＸ（１）のバージョンを送信する。これらのシンボルは、受信機ＲＣＶ及び第２の中継器Ｒ（２）によって受信される。一般的なＳＡＦプロトコルの３番目のタイムスロットＴＳ３の期間中、送信機ＴＲＤは３番目のシンボルＸ（３）を送信し、中継器Ｒ（２）は先に受信されて結合されたシンボルＸ（１）及びＸ（２）のバージョンを送信する。これらのシンボルは、受信機ＲＣＶ及び第３の中継器Ｒ（３）によって受信される。一般的なＳＡＦプロトコルの最後のタイムスロットＴＳ（β＋１）の期間中、送信機ＴＲＤは最後のシンボルＸ（β＋１）を送信し、最後の中継器Ｒ（β）は先に受信されて結合されたシンボルＸ（１），…，Ｘ（β）のバージョンを送信する。これらのシンボルは、受信機によって受信される。その結果、最初のシンボルＸ（１）のバージョンは、１回のチャネル使用における（β＋１）個のタイムスロットのそれぞれの期間中に送信される。ｉ番目のシンボルｘｉのバージョンは、最後の（β＋１）−ｉ＋１個のタイムスロットの期間中に送信される。最後のシンボルＸ（β＋１）のバージョンは、ＳＡＦプロトコルの最後のタイムスロットの期間中にのみ、受信機ＲＣＶによって受信される。中継器Ｒ（１）は、最初のタイムスロットＴＳ１の期間中に最初のシンボルｘｉのバージョンを受信し、それを２番目のタイムスロットＴＳ２の期間中に再送信する。ｉ番目の中継器Ｒ（ｉ）は、最初のｉ個のシンボルｘｉのバージョンを結合したものを、ｉ番目のタイムスロットの期間中に受信し、それをｉ＋１番目のタイムスロットの期間中に再送信する（ｉ番目の中継器は、送信機及びｉ−１番目の中継器によって送信された信号を受信する）。その結果、最初のシンボルＸ（１）が運ぶ符号化されたデータビットの推定値は、受信機ＲＣＶの復号器ＤＥＣによって感知されるダイバーシティ次数Ｄ（β＋１）を有する。ｉ番目のシンボルＸ（ｉ）が運ぶ符号化されたデータビットの推定値は、復号器ＤＥＣによって感知されるダイバーシティ次数Ｄ（β＋２−ｉ）を有する。最後のシンボルＸ（β＋１）が運ぶ符号化されたデータビットの推定値は、復号器ＤＥＣによって感知されるダイバーシティ次数Ｄ（１）を有する。受信機ＲＣＶは、最初のタイムスロットＴＳ１の期間中に最初のシンボルＸ（１）のバージョンを受信し、タイムスロットＴｓｉの期間中に最初のｉ個のシンボルＸ（ｊ���のバージョンの結合したものを受信し、最後のタイムスロットの期間中にすべての（β＋１）個のシンボルＸ（ｊ）のバージョンを結合したものを受信する。
【００３２】
図１を参照して、数学的に述べると、信号モデルは
【００３３】
【数３】
2009081846.tif 000005
【００３４】
によって与えられる。
【００３５】
ここで、Ｙｄは受信信号のＭ長ベクトルであり、Ｚは変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルであり、Ｗｃは付加雑音Ｍ長ベクトルであり、Ｘは結合シンボルＸ（ｉ）のＭ長出力ベクトルである。
【００３６】
ネスト化チャネルＮＣがＳＡＦチャネルであり、β個の中継器Ｒ（ｉ）が考慮されているときの送信機ＴＲＤと受信機ＲＣＶとの間で伝送される信号の数学モデルは
【００３７】
【数４】
2009081846.tif 000006
【００３８】
によって与えられる。
【００３９】
ここで、ｉ＝１，…，ｂ＋１である。下付き文字ｓｒ（送信元を表す）は送信機ＴＲＤに対応し、ｄ（送信先を表す）は受信機ＲＣＶに対応し、ｒｉ（中継器を表す）はｉ番目の中継器に対応する。分散１の複素シンボルＸ（ｉ）はｉ番目のタイムスロットで送信され、受信機におけるｉ番目のタイムスロットの受信信号はＹｄ（ｉ）であり、Ｙｒ（ｉ）はｉ番目の中継器Ｒｉによって受信された信号である。係数εｉは、送信機ＴＲＤによってｉ番目のタイムスロットで送信されるエネルギーを表す。ｈｋ，ｌは、フェージング係数であり、Ｗｄ（ｉ）及びＷｒ（ｉ）は、加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）成分である。γｉは、Ｅ｜γｉγｒｉ−１｜2≦１及びγ０＝０を条件とするｉ番目の中継器Ｒｉにおけるエネルギー正規化係数である。このチャネルモデルから、ＳＡＦチャネルは、スライディング三角チャネルと同じブロックダイバーシティ特性を有することが分かる。
【００４０】
受信機ＲＣＶは、検出器ＤＥＴ及び復号器ＤＥＣを備える。
【００４１】
検出器ＤＥＴは、Ｐ長ベクトルＹdによって運ばれる変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺに関連する符号化されたビットのハード出力推定値(hard output estimate)又はソフト出力推定値(soft output estimate)のいずれかを提供する。
【００４２】
ハード出力推定値は、符号化されたビットの推定値であり、その値は０又は１のいずれかに等しい。ソフト出力推定値は、符号化されたビットが１に等しい確率に関係する。
【００４３】
最大尤度（ＭＬ）検出器は、符号化されたビットに関する最良のハード出力推定値を提供する。さらに、尤度ｐ（Ｙd｜Ｚ）を最大にするために、すなわち
【００４４】
【数５】
2009081846.tif 000007
【００４５】
に従ってシンボル
【００４６】
【数６】
2009081846.tif 000008
【００４７】
を見つけるために、又は、例えばユークリッド距離‖Ｙd−Ｚ×Ｓ×Ｈ‖2である性能指数を最小化する、すなわち
【００４８】
【数７】
2009081846.tif 000009
【００４９】
を最小にするシンボル
【００５０】
【数８】
2009081846.tif 000010
【００５１】
を見つけるために、可能なすべての候補ベクトルＺに対する網羅的検索が進められるとき、ＭＬ検出器により最適な検出性能を達成することができる。
したがって、Ｐ長ベクトルＹdによって運ばれる変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺに関連する符号化されたビットに関する推定値
【００５２】
【数９】
2009081846.tif 000011
【００５３】
がシンボル
【００５４】
【数１０】
2009081846.tif 000012
【００５５】
から取得される。
【００５６】
このような網羅的検索の複雑度は、可能な候補ベクトルＺの個数が実際には莫大であるために、急速に扱いきれなくなる。例えば、バイナリ変調器ＭＯＤが２m直交振幅変調である場合、網羅的検索は２mM個の候補に対して進められ、個数ｍＭが増加すると扱いきれなくなる。
【００５７】
球内復号器(Sphere Decoder)等、複雑度が低減されているが最適である幾つかの受信機が存在するが（[64] E. Viterbo及びJ. Boutros著「A universal Lattice Decoder for Fading Channels」（IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 45, pp. 1639-1642, July 1999））、低コスト通信デバイスの場合、依然として複雑過ぎる。
【００５８】
最大事後確率（ＭＡＰ）検出器が、Ｐ長ベクトルＹdによって運ばれる変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺに関連する符号化されたビットに対するソフト出力推定値を、確率の形で提供するためにしばしば使用される。
【００５９】
可能なすべての候補ベクトルＺにわたる網羅的検索が、上記変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺに関連する各符号化されたビットｃｊのエラー確率を最小にする性能指数関数を最大化することによって進められるとき、ＭＡＰ検出器により最適な検出性能が達成される。例えば、推定値は、外部確率(extrinsic probability)又は事後確率(A Posteriori Probability)である。
【００６０】
符号化されたビットｃｉに関する事後確率（ＡＰＰ）は、以下の包括的マージナライゼーション(exhaustive marginalization)
【００６１】
【数１１】
2009081846.tif 000013
【００６２】
によって計算される。
【００６３】
ここで
【００６４】
【数１２】
2009081846.tif 000014
【００６５】
であり、Ｎ０は雑音分散であり、Ω（ｃｉ＝１）はｉ番目のビットが１に等しいとラベル付けされた可能な候補ベクトルＺの集合であり、Ωは可能なすべての候補ベクトルＺの集合であり、ｆ（ｊ，Ｚ）は可能性のある候補ベクトルＺに関連するバイナリラベル付けのｊ番目のビットの値である。
【００６６】
したがって、Ｍ長ベクトルＹｄによって運ばれる変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺに関連する符号化されたビットに関する推定値
【００６７】
【数１３】
2009081846.tif 000015
【００６８】
が、各符号化されたビットｃｉに関する最大事後確率（ＡＰＰ）から取得される。
【００６９】
注意点として、符号化されたビットｃｉに関するソフト出力推定値は
【００７０】
【数１４】
2009081846.tif 000016
【００７１】
によって与えられる対数尤度比（ＬＬＲ）として表されることも多い。
【００７２】
ＭＡＰ検出器の一変形によれば、リストベースのマージナライゼーション（J.Boutros、N. Gresset、L. Brunel、及びM. Fossorier著「Soft-input/soft-output lattice sphere decoder for linear channels」（Proc. GlobeCom, San Francisco, Dec. 2003））が、シンボルの可能なすべてのベクトルの部分集合を選び、計算複雑度を低減するために使用される。
【００７３】
復号器ＤＥＣは、このような推定値
【００７４】
【数１５】
2009081846.tif 000017
【００７５】
を、送信された情報データビット｛ｂ｝の推定値
【００７６】
【数１６】
2009081846.tif 000018
【００７７】
に変換する。
【００７８】
代替的に、受信機の複雑度を低減するために、リニアイコライザ等の準最適な検出器が、符号化されたビットの非最適(non-optimal)な推定値
【００７９】
【数１７】
2009081846.tif 000019
【００８０】
を生成するためにしばしば使用される。残念ながら、これらのタイプの検出器では、検出器の出力において、線形結合によってもたらされるダイバーシティ次数を観測することができない。
【００８１】
以下では、最適な検出器は、線形結合によってもたらされるダイバーシティを回復することができる検出器を意味する。また、準最適な検出器を、線形結合によってもたらされるダイバーシティを回復することができない検出器と呼ぶ。
【００８２】
例えば、シンボル単位のゼロフォーシング(zero-forcing)（ＺＦ）ハード出力検出器を考える。変調シンボルのＭ長ベクトルＺの変調シンボルＺ（ｊ）に関連する符号化されたビットに関する推定値は、互いに独立に計算される。
【００８３】
【数１８】
2009081846.tif 000020
【００８４】
ここで、Ｄｅｃ（．）は決定関数であり、Ｓｊは行列Ｓのｊ番目の行であり、ｔは行列の共役転置を示す。
【００８５】
代替的に、検出器はベクトル単位のＺＦであり、変調シンボルのＭ長ベクトルＺのＭ個の非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに対する推定値は、合わせて計算される。
【００８６】
【数１９】
2009081846.tif 000021
【００８７】
上記で提示されたシンボル単位の検出器又はベクトル単位の検出器は、古典的には、ＭＭＳＥリニアイコライザ、シリアル干渉キャンセラ（ＳＩＣ）、パラレル干渉キャンセラ（ＰＩＣ）とすることができる。加えて、シンボルに関する推定値を符号化されたビットに関する推定値に変換するソフトビット変換(soft-bit conversion)を、決定モジュールＤｅｃ（）の代わりに使用することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００８８】
本発明によって解決される問題は、受信機ＲＣＶの複雑度を最小化すると同時に、目標ダイバーシティ次数を示す性能を取得するために、送受信システムＳＹＳＴを最適化することである。
【課題を解決するための手段】
【００８９】
実際に、本発明によれば、ネスト化チャネルを介して送信機によって送信された受信信号のＰ長ベクトルの受信機であって、当該ネスト化チャネルは、Ｍ個のタイムスロットを備え、Ｍ×Ｐチャネル行列によって記述され、上記受信信号のＰ長ベクトルは、ネスト化チャネルを介して１回の送信に関連するＭ長出力ベクトルを運び、結合シンボルと呼ばれる上記Ｍ長出力ベクトルの幾つかの成分は、線形結合された変調シンボル（Ｘ（ｉ））であり、当該線形結合された変調シンボル（Ｘ（ｉ））は、結合変調シンボルと呼ばれるＭ長ベクトルのｓ個の変調シンボルの線形結合によって取得され、上記Ｍ長出力ベクトルの他の成分は、そのような線形結合を定義するのに使用されない非結合変調シンボルと呼ばれる上記変調シンボルのＭ長ベクトルの変調シンボルであり、上記受信機は、検出器及び復号器を備え、受信機は、
第１の検出器であって、その出力は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルのｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値であり、当該第１の検出器は、上記推定値について線形結合によってもたされるダイバーシティ次数ｓを回復することを可能にする、第１の検出器と、
第２の検出器であって、その出力は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルの他のＭ−ｓ個の非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値である、第２の検出器と、
を備えることを特徴とする。
【００９０】
検出器の一実施の形態によれば、第１の検出器の出力推定値は、第２の検出器の出力推定値の前に取得される。
【００９１】
この検出器の実施の形態の一変形によれば、第１の検出器の出力推定値は、第２の検出器の付加入力として取り入れられる。
【００９２】
検出器の別の実施の形態によれば、第２の検出器の出力推定値は、第１の検出器の出力推定値の前に取得される。
【００９３】
この検出器の別の実施の形態の一変形によれば、第２の検出器の出力推定値は、第１の検出器の付加入力として取り入れられる。
【００９４】
検出器の別の実施の形態によれば、第１の検出器の出力推定値は、第２の検出器の付加入力として取り入れられ、第２の検出器の出力推定値は、第１の検出器の付加入力として取り入れられる。
【００９５】
この実施の形態の一変形によれば、結合シンボル及び非結合シンボルの最終的な推定値が、第１の検出器の２回以上の推定値の計算及び第２の検出器の２回以上の推定値の計算に従って取得される。
【００９６】
第１の検出器の一実施の形態によれば、第１の検出器の出力推定値は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルのＭ−ｓ個の非結合変調シンボルからの干渉を考慮しない。
【００９７】
第１の検出器の別の実施の形態によれば、第１の検出器の出力推定値は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルのＭ−ｓ個の非結合変調シンボルからの干渉を考慮する。
【００９８】
第１の検出器の別の実施の形態によれば、第１の検出器の出力推定値は、上記ｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関するハード出力推定値であり、すべての可能な候補変調ベクトルにわたる網羅的検索と比較して複雑度が低減された検索から取得される。
【００９９】
第１の検出器の別の実施の形態によれば、第１の検出器の出力推定値は、上記ｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関するソフト出力推定値であり、すべての可能な候補変調ベクトルにわたって計算される包括的マージナライゼーションと比較して複雑度が低減されたマージナライゼーションの計算から取得される。
【０１００】
第２の検出器の一実施の形態によれば、第２の検出器の出力推定値は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルのｓ個の結合変調シンボルからの干渉を考慮しない。
【０１０１】
この実施の形態の一変形によれば、上記変調シンボルのＭ長ベクトルの非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、互いに独立に計算される。
【０１０２】
この実施の形態の別の変形によれば、上記変調シンボルのＭ長ベクトルの非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、合わせて計算される。
【０１０３】
また、本発明は、上述したように送信機から受信機へ情報データを送信するシステムに関するものでもある。
【０１０４】
上述した本発明の特徴だけでなく、他の特徴も、添付図面に関連して与えられる以下の説明を読むことによってより明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０５】
一般的に言えば、Ｍ×Ｍ複素線形結合行列Ｓは、行列の乗算Ｐ１×Ｓ’×Ｐ２によって与えられる。ここで、Ｐ１は行置換行列(row permutation matrix)であり、Ｐ２は列置換行列(column permutation matrix)であり、Ｓ’は
【０１０６】
【数２０】
2009081846.tif 000022
【０１０７】
によって与えられるブロック対角行列として定義される。
【０１０８】
ここで、Ｉは、（Ｍ−ｓ）×（Ｍ−ｓ）単位行列であり、部分行列Ｓ’’は、以下の特性を満たすｓ×ｓ複素線形結合行列である。すなわち、対角要素が独立なフェージング確率変数であるｓ×ｓ対角フェージングチャネルを考える。最適なハード出力推定値が、行列Ｓ’’によって線形結合され対角フェージングチャネルで送信されたｓ個のシンボルを受信するために計算される（最大尤度）場合、検出器ＤＥＴの出力で測定される性能は、線形結合行列Ｓ’’がない場合の性能よりもｓ倍高いダイバーシティ次数を示す。これは、例えば既知の円分回転(cyclotomic rotation)等の代数的な回転により達成される。
【０１０９】
線形結合器ＬＣのパラメータｓは、線形結合器の結合サイズと呼ばれる。０＜ｓ＜Ｍである場合、線形結合器ＬＣは、上記の一部、すなわち出力ベクトルＸの幾つかのシンボルＸ（ｉ）のみが、Ｍ長ベクトルＺの変調シンボルＺ（ｊ）の線形結合である。注意点として、本発明は、ｓ＝１の選択、すなわち線形結合がない場合にも関連している。
【０１１０】
一般性を失うことなく、Ｐ１行列によって、以下では、結合されたシンボルは常にｓ個の最初の位置にあると考える。同様に、Ｐ２行列によって、以下では、出力ベクトルＸのシンボルＸ（１）、Ｘ（Ｍ−ｓ＋２），…，Ｘ（Ｍ）は、変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺの最初のｓ個の変調シンボル（Ｚ（１），…，Ｚ（ｓ））の線形結合であると考える。上記出力ベクトルＸの他の（Ｍ−ｓ）個のシンボルＸ（２），…，Ｘ（Ｍ−ｓ＋１）は、Ｍ長ベクトルＺの変調シンボルＺ（ｓ＋１），…，Ｚ（Ｍ）と同一である。
【０１１１】
システムＳＹＳＴの一実施形態によれば、符号化器ＥＣＮの符号化レートＲｃ、ネスト化チャネルのパラメータＭ，及び線形結合サイズｓは、システムＳＹＳＴの目標ダイバーシティ次数を達成するために互いに依存して選択される。例えば、ネスト化チャネルがスライディング三角チャネルである場合、４つの変数が以下の関係
【０１１２】
【数２１】
2009081846.tif 000023
【０１１３】
によって結びつけられる。
【０１１４】
パラメータＭ及びＲｃが固定されていて、高いスペクトル効率の変調（例えば、１６−ＱＡＭ）の場合、ｓの幾つかの値は、同じ目標ダイバーシティ次数ｓをもたらす可能性がある。受信機の複雑度は、ｓを最小にすることによって最小化される。スライディング三角チャネルの場合、これは
【０１１５】
【数２２】
2009081846.tif 000024
【０１１６】
となる。
【０１１７】
本発明によれば、検出器ＤＥＴは、複雑度の低い近最適検出器(near-optimal detector)であり、上記Ｐ長ベクトルＹdによって運ばれる変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺに関連する符号化されたビットに関する推定値を生成する。復号後に最適検出器の場合と同じダイバーシティ次数を示す性能を達成することができる場合、検出器は近最適であると言われる。
【０１１８】
検出器ＤＥＴは、Ｐ長ベクトルＹdによって運ばれる変調シンボルＺ（ｉ）のＭ長ベクトルＺのｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットを推定することを目的とする第１の検出器ＤＥＴ１と、上記変調シンボルのＭ長ベクトルＺの（Ｍ−ｓ）個の非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットを推定することを目的とする第２の検出器ＤＥＴ２とを備える。これらの検出器は、以下で説明するように、直列に又は並列に処理することができ、１回又は繰り返し処理することができることに留意されたい。
【０１１９】
検出器ＤＥＴの一実施形態によれば、検出器ＤＥＴ１の出力推定値は、検出器ＤＥＴ２の出力推定値の前に取得される。検出器ＤＥＴ１からｓ個の結合変調シンボルの推定値が取得され、検出器ＤＥＴ１のこの出力推定値により、Ｐ長ベクトルＹdからこれら結合シンボルの寄与を取り消すことができる。すなわち、ＤＥＴ２によって送られる干渉レベルを低減することができる。
【０１２０】
この実施形態の一変形によれば、検出器ＤＥＴ１の出力推定値は、検出器ＤＥＴ２の付加入力として取り入れられる。
【０１２１】
検出器ＤＥＴの別の実施形態によれば、検出器ＤＥＴ２の出力推定値は、検出器ＤＥＴ１の出力推定値の前に取得される。検出器ＤＥＴ２から（Ｍ−ｓ）個の非結合変調シンボルの推定値が取得され、検出器ＤＥＴ２のこの出力推定値により、Ｐ長ベクトルＹdからこれら非結合シンボルの寄与を取り消すことができる。すなわち、ＤＥＴ１によって送られる干渉レベルを低減することができる。
【０１２２】
この実施形態の一変形によれば、検出器ＤＥＴ２の出力推定値は、検出器ＤＥＴ１の付加入力として取り入れられる。
【０１２３】
検出器ＤＥＴの別の実施形態によれば、検出器ＤＥＴ１の出力推定値は、検出器ＤＥＴ２の付加入力として取り入れられ、同様に、検出ＤＥＴ２の出力推定値は、検出器ＤＥＴ１の付加入力として取り入れられる。非結合シンボルの推定値は、検出器ＤＥＴ１から見た干渉を低減するのに役立ち、結合シンボルの推定値は、検出器ＤＥＴ２から見た干渉を低減するのに役立つ。これらの付加入力によって与えられる情報は、例えば、検出器ＤＥＴ１を適用する前に、受信ベクトルＹｄにおける非結合シンボルの寄与を差し引くのに使用されるか、或いは、検出器ＤＥＴ２を適用する前に、受信ベクトルＹｄにおける結合シンボルの寄与を差し引くのに使用される。
【０１２４】
この実施形態の一変形によれば、結合シンボル及び非結合シンボルの最終的な推定値は、結合シンボルの２回以上の推定値の計算、及び、非結合シンボルの２回以上の推定値の計算に従って取得される。
【０１２５】
本発明の一特徴によれば、第１の検出器ＤＥＴ１によって、上記ｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットの推定値について、線形結合器ＬＣ、すなわち部分行列Ｓ’’によってもたらされるダイバーシティ次数を回復することが可能になる。行列Ｓが単位行列であるとき、すなわち非線形結合で処理されるとき、第１の検出器ＤＥＴ１は、Ｍ長ベクトルＺの最初の変調シンボルＺ（１）に関連する符号化されたビットに関する推定値を提供する。
【０１２６】
検出器ＤＥＴ１の一実施形態によれば、変調シンボルのＭ長ベクトルＺのｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルＺの（Ｍ−ｓ）個の非結合変調シンボルからの干渉を考慮しない。
【０１２７】
この実施形態の一変形によれば、上記ｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、好ましくは
【０１２８】
【数２３】
2009081846.tif 000025
【０１２９】
によって与えられる不完全尤度確率(incomplete likelihood probability)ｐ（Ｙｄ｜Ｚｓ，０）の関数の計算に基づく。
【０１３０】
ここで、Ｎ０は雑音分散であり、Ｚｓ，０は、（Ｍ−ｓ）個の非結合シンボルが０に等しい変調シンボルのＭ長ベクトルＺである。すなわち、Ｚｓ，０＝［Ｚ（１），…，Ｚ（ｓ），０，…，０］である。
【０１３１】
検出器ＤＥＴ１の別の実施形態によれば、変調シンボルのＭ長ベクトルＺのｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルＺの（Ｍ−ｓ）個の非結合変調シンボルからの干渉を考慮する。
【０１３２】
この実施形態の一変形によれば、上記ｓ個の結合された変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、好ましくは
【０１３３】
【数２４】
2009081846.tif 000026
【０１３４】
によって与えられる不完全尤度確率ｐ（Ｙｄ｜Ｚｓ，０）の関数の計算に基づく。
【０１３５】
ここで、Ｎ０は雑音分散であり、Ｚ０，Ｍ−ｓは、ｓ個の結合シンボルが０に等しい変調シンボルのＭ長ベクトルＺである。すなわち、Ｚ０，Ｍ−ｓ＝［０，…，０，Ｚ（ｓ＋１），…，Ｚ（Ｍ）］である。
【０１３６】
検出器ＤＥＴ１の一実施形態によれば、変調シンボルのＭ長ベクトルＺのｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルＺの（Ｍ−ｓ）個の非結合変調シンボルからの干渉を考慮するか又は考慮しない。検出器ＤＥＴ１は、従来技術におけるように変調シンボルの２mM個のベクトルの代わりに、変調シンボルの２ms個のＭ長ベクトルＺにわたって行われる検索から、ハード出力推定値を提供する。
【０１３７】
この実施形態の一変形によれば、検出器ＤＥＴ１は、冒頭のパラグラフで説明したような最大尤度（ＭＬ）検出器であり、式（１）の尤度確率ｐ（Ｙｄ｜Ｚ）が、式（６）又は（７）のいずれかに従って計算される不完全尤度確率ｐ（Ｙｄ｜Ｚｓ，０）によって置き換えられる。
【０１３８】
より低い次元数（Ｍの代わりにｓ）が考慮されるので、球内復号器の複雑度も低減される。実際、球内復号器の複雑度は次元数の多項式であることが知られている。
【０１３９】
この実施形態の別の変形によれば、ＬＬＬ格子縮小(LLL lattice reduction)が、ＤＥＴ１のダイバーシティ利用能力を維持すると同時に、ＤＴ１の計算複雑度を低減するために使用される。この場合、検出器ＤＥＴ１は近最適ハード出力検出器であり、次元数が低減されるにつれて線形結合の複雑度（ＬＬＬ縮小）も低減される。
【０１４０】
検出器ＤＥＴ１の一実施形態によれば、検出器ＤＥＴ１は、ソフト出力推定値を提供する。
【０１４１】
この実施形態の一変形によれば、検出器ＤＥＴ１は、冒頭のパラグラフで説明したような最大事後確率（ＭＡＰ）検出器であり、式（２）の尤度確率ｐ（Ｙｄ｜Ｚ）が、式（６）又は式（７）のいずれかに従って計算される不完全尤度確率ｐ（Ｙｄ｜Ｚｓ，０）によって置き換えられる。ここで、マージナライゼーションが、変調シンボルの２mM個のベクトルの代わりに、結合変調シンボルのｓ長ベクトルの２ms個の可能な候補にわたって行われる。
【０１４２】
ＭＡＰ検出器は、変調シンボルのＭ長ベクトルＺのｓ個の結合変調シンボルに関連する符号化されたビットのダイバーシティ次数ｓを回復することを保証する。また、２ms個の可能な候補ベクトルＺにわたって行われるマージナライゼーションは、通例行われる実際には扱いきれない網羅的検索と比較して、計算複雑度の大幅な減少を伴う。
【０１４３】
この実施形態の別の変形によれば、マージナライゼーションは、結合シンボルのｓ長ベクトルである２ms個の可能な候補ベクトルの部分集合にわたるリストベースのマージナライゼーション（例えば、リスト球内復号器）である。この場合、検出器ＤＥＴ１は確率準最適ソフト出力検出器(probability sub-optimal soft output detector)であり、線形結合の複雑度及びリストのサイズは、最も低い次元数（Ｍの代わりにｓ）によって低減される。
【０１４４】
これら先の２変形のうちの一方の一変形によれば、ｓ個の結合シンボルに関連する符号化されたビットに関するソフト出力推定値は、上記ｓ個の結合変調シンボルの符号化されたビットに関連すると共に復号器ＤＥＣの出力によって与えられる事前確率π（ｃｊ）を考慮する。
【０１４５】
この変形によって、受信機ＲＣＶの検出性能を改善することが可能になる。
【０１４６】
これら先の２変形のうちの一方の別の変形によれば、ｓ個の結合シンボルに関連する符号化されたビットに関するソフト出力推定値は、すべての変調シンボルの符号化されたビットに関連すると共に復号器ＤＥＣの出力によって与えられる事前確率π（ｃｊ）を考慮する。
【０１４７】
本発明の別の特徴によれば、第２の検出器ＤＥＴ２の複雑度は、第１の検出器ＤＥＴ１の複雑度と比較して低く、好ましくは無視できるほどである。
【０１４８】
第２の検出器ＤＥＴ２の一実施形態によれば、変調シンボルのＭ長ベクトルＺのＭ−ｓ個の非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、上記変調シンボルのＭ長ベクトルＺのｓ個の結合変調シンボルからの干渉を考慮しない。
【０１４９】
この実施形態の一変形によれば、変調シンボルのＭ長ベクトルＺの結合変調シンボルＺ（ｓ＋ｊ）に関連する符号化されたビットに関する推定値は、互いに独立に計算される。
【０１５０】
バイナリ変調器ＭＯＤが２m直交振幅変調であるとき、上記非結合変調シンボルＺ（ｓ＋ｊ）に関連する符号化されたビットに関する推定値は
【０１５１】
【数２５】
2009081846.tif 000027
【０１５２】
によって与えられる。
【０１５３】
ここで、Ｄｅｃ（．）は決定関数であり、Ｓs+jは行列Ｓのｓ＋ｊ番目の行であり、ｔは行列の共役転置を示す。
【０１５４】
この場合、検出器ＤＥＴ２は、式（８）によって与えられる決定関数に基づく線形検出器である。上記線形検出器は、ハード出力推定値又はソフト出力推定値のいずれかを提供する。例えば、ハード出力推定値の場合には、冒頭のパラグラフで説明したように、ＭＭＳＥリニアイコライザ、シリアル干渉キャンセラ（ＳＩＣ）、パラレル干渉キャンセラ（ＰＩＣ）を使用して提供する。
【０１５５】
第２の検出器ＤＥＴ２のこの実施形態の別の変形によれば、変調シンボルのＭ長ベクトルＺのＭ−ｓ個の非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は、合わせて計算される。
【０１５６】
バイナリ変調器ＭＯＤが２m直交振幅変調であるとき、上記非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関する推定値は
【０１５７】
【数２６】
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【０１５８】
によって与えられる。
【０１５９】
ここで、Ｓs+j;Mは、行列Ｓに対して行ｓ＋ｊからＭを選択することによって取得される行列である。
【０１６０】
この場合、検出器ＤＥＴ２は、式（８）によって与えられる推定関数に基づくベクトル型検出器(vectorial detector)である。上記ベクトル型検出器は、ハード出力推定値又はソフト出力推定値のいずれかを提供する。例えば、ハード出力推定値の場合には、ＭＭＳＥリニアイコライザ、シリアル干渉キャンセラ（ＳＩＣ）、パラレル干渉キャンセラ（ＰＩＣ）を使用して提供する。
【０１６１】
ソフト出力推定値計算に関する検出器ＤＥＴ２のこの実施形態の一変形によれば、Ｍ−ｓ個の非結合変調シンボルに関連する符号化されたビットに関するソフト出力推定値は、繰り返し計算され、検出器ＤＥＣの出力によって与えられる上記Ｍ−ｓ個の非結合変調シンボルの符号化されたビットに関連する事前確率π（ｃｊ）を考慮する（A. Dejonghe及びL. Vanderdope著「Turbo-equalization for multilevel modulation: an efficient low-complexity scheme」（Proc. of the IEEE ICC 2002, vol. 25, no. 1, pp.~1863-1867, April 2002））。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明による伝送システムを示す概略図である。
【図２】ＳＡＦチャネルモデルの中継器間通信プロトコルを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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