JP2002314510A - プリミティブデータストリームを通信するシステムで用いられる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多入力／多出力システムの容量を増加させる
方法と装置を提供する。 【解決手段】 本発明のプリミティブデータストリーム
を通信するシステムで用いられる方法は、プリミティブ
データストリームは、複数のサブストリームを含み、各
サブストリームはそれぞれ複数のサブストリーム成分デ
ータストリームを含み、複数の処理されたサブストリー
ムのそれぞれの少なくとも一部を送信するステップを含
み、各処理されたサブストリームは各サブストリームを
表し、各処理されたサブストリームは、複数の層を含
み、各処理されたサブストリームの各層は、その処理さ
れたサブストリームにより表される成分データストリー
ムの一つの、サブストリーム成分のそれぞれの一つを表
すことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無線通信システムに関
し、特に、送信機に複数のアンテナを用いた、あるいは
受信機に複数のアンテナを用いた、無線通信システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】通信システムがデータをエラーなしで通
信できる最大情報伝送レート、すなわち通信システムの
容量は、シャノンの定理で決まる。この最大情報伝送レ
ートは、シャノン限界と称する。送信機に複数のアンテ
ナを用い、必要によっては受信機にも複数のアンテナを
用いる無線通信システムは、いわゆる多入力／多出力シ
ステムと称し、単一アンテナシステムと比較すると、容
量をダイナミックに改善することができる。ランダムな
散乱伝搬環境においては、受信機または送信機あるいは
その両方にアンテナの数を増やすことによって、シャノ
ン限界を上げること、すなわちエラーのない最大情報伝
送レートを上げることができる。

【０００３】多入力システムにおいては、プリミティブ
データストリーム（送信すべきビット）は、複数のサブ
ストリームに分割される。各サブストリームが処理さ
れ、送信される。各処理されたサブストリームは、それ
ぞれ別の送信用アンテナを介して送信することができ
る。処理されたサブストリームをすべてのアンテナを介
して周期的に送信することにより、各処理されたサブス
トリームの連続するセグメントが、複数の送信用アンテ
ナのうちの異なるアンテナで周期的に送信される。

【０００４】各送信用アンテナから出た信号は、各受信
用アンテナに到達する。かくして、各受信用アンテナで
受信した信号は、（単一の受信用アンテナあるいは複数
の受信用アンテナであろうと無かろうと、）チャネル特
性により修正されながら各送信した信号に重ね合わせら
れる。送信された信号が各受信アンテナの信号内で互い
に干渉しあっても、受信した信号を処理して、送信した
信号を互いに分離し、かつ、この分離した信号をその後
復号化して、それぞれのサブストリームを再生すること
ができる。

【０００５】特に各送信された信号は、互いに十分分離
できるような高い信号対ノイズ比で受信され、それぞれ
のサブストリームを、その後、許容可能なエラーレート
で復号化できるようにしなければならない。このため、
受信アンテナ信号の様々に組み合わされた―重みづけさ
れた―（残余の）―受信―信号が形成され、この重み係
数を用いて送信された信号の、それぞれの信号対ノイズ
比を最大にするように特定の組み合わせを形成してい
る。（これに関してはJ.Fschini, M.J.Gans, "OnLimits
of Wireless Communications in a Fading Environmen
t When Using Multiple Antennas" , Wireless Persona
l Communications, 6 Kluwer Academic Publishers, 19
98, pp.311-335, を参照のこと。）そのような場合で
あっても十分に高い信号対ノイズ比を得るために、送信
された信号は、１）比較的低いビットレートで、あるい
は２）一部の信号は比較的高いパワーレベルで、の、い
ずれかで送信する必要がある。前者の場合、主データス
トリームのビットレート全体を低下させてしまい、後者
の場合、主データストリームのパワーレベル全体を増加
させてしまう。

【０００６】パワーレベルを増加させることなく、主デ
ータストリームのビットレートを上げて、システムの容
量を増加させる、多入力／多出力システムを実行する好
ましい方法は、サブストリームを表す信号の送信の開始
を、交互（staggering ）にることである。かくして、
第一のタイムインターバルにおいては、一つのサブスト
リームのみを表す一つの信号のみを送信する。第二のタ
イムインターバルにおいてはこの信号の送信が継続さ
れ、別のサブストリームを表す別の信号の送信を開始
し、これを、すべてのサブストリームを表すすべての信
号の送信が行われるまで継続する。

【０００７】その後、受信アンテナ信号を処理して、サ
ブストリームのそれぞれを表す信号の一つの、いわゆる
レイヤを復号化する。レイヤは、特定のサブストリーム
を表す信号の一部であり、その結果、レイヤは、レイヤ
内のシンボルのみを参照して復号化することができる。
例えばブロックコードのコード―ワードを表すシンボル
が、レイヤを構成する。

【０００８】特に、以下詳述するように、数個のタイム
インターバルにわたって受信した受信アンテナ信号が、
重み係数で重みづけされ、サブストリームのそれぞれの
一つを表す信号の一つの、信号対ノイズ比を最大にして
いる。この重みづけされた受信アンテナ信号が組み合わ
され、その結果得られた、組み合わされた―重みづけさ
れた―受信―信号を、あらかじめ処理して信号の一つの
レイヤを復号化する。この復号化されたレイヤは、再度
符号化して、受信アンテナが受信した形態に再構成し
て、受信アンテナ信号から減算し、残余の（remaining)
受信アンテナ信号を生成する。この残余のの受信アンテ
ナ信号をその後、重み係数の組で重みづけして、別のサ
ブストリームを表す別の信号の、信号対ノイズ比を最大
にしている。この重みづけされた残余の受信アンテナ信
号が組み合わされる。その結果をその後処理して、別の
信号の一つのレイヤを復号化する。この復号化されたレ
イヤは、再度符号化され、受信アンテナが受信した形態
で再構成されて、残余の受信アンテナ信号から減算され
る。これが継続して行われる。

【０００９】上記の復号化プロセスは、第一のタイムイ
ンターバルの間は１個のサブストリームを表す信号のみ
を送信する利点を利用している。従って他のサブストリ
ームを表す信号からの干渉を受けない。その結果、第一
のタイムインターバルでは、送信された信号のみが高い
信号対ノイズ比を有する。送信する前に適切な符号化を
行うと仮定すると、この高い信号対ノイズ比により、こ
の信号の第一レイヤは許容可能なエラーレートで復号化
され、これは、後のタイムインターバルの間、他の信号
により引き起こされる干渉が存在しても可能である。そ
の後この復号化されたレイヤは再度符号化され、受信ア
ンテナが受信した形態で、レイヤを再構成するために用
いられる。その後この再構成された第一レイヤは、受信
アンテナ信号から減算され、他のレイヤの干渉源として
それを取り除く。

【００１０】後続のレイヤの復号化は、受信アンテナ信
号から、すでに復号され再構成されたレイヤを減算し、
付加されたノイズとして復号化されなかったレイヤから
の干渉を処理することにより実行される。特定の送信さ
れた信号のレイヤが許容可能なエラーレートで復号化さ
れた後、そのレイヤは再度符号化され、残余の受信アン
テナ信号（以前に復号化されたレイヤがそれから減算さ
れた後残った受信アンテナ信号）から減算される。この
プロセスにより、他のレイヤの干渉源として複合された
レイヤを取り除く。このプロセスは、すべての信号のレ
イヤが復号化されるまで繰り返される。このアプローチ
によりビットレートを上げることができるが、その理由
は、特定のレイヤを分離する前に他のレイヤの干渉を、
その特定のレイヤの少なくとも一部に対し、取り除くか
らである。これに関しては、米国特許第６，０９７，７
７１号（" Wireless Communications System Having A
Layerd Space-Time Architecture Employing Multi-Ele
ment Antennas "）を参照のこと。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の交互のス
タートアッププロセスは、複数のアンテナのうち一部の
アンテナでデータが送信されない時には、各バーストの
開始時および終了時に一部の（無駄な）時間が存在し、
これによりビットレートが低下することになる。かくし
て実際には、システムのビットレートを減らすことにな
る。

【００１２】本発明の目的は、多入力／タイムインター
バル出力システムの、ビットレートを向上させる方法を
提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、各サブ
ストリームは層状化され（stratified）、サブストリー
ムの層が分離され、許容可能なエラーレートで復号化さ
れるように、処理されたサブストリームを生成する。通
常、各処理されたサブストリームは特定のサブストリー
ムを表す。サブストリームは、それを複数のサブストリ
ーム成分に分割することにより層状化され、このサブス
トリーム成分を処理してサブストリーム成分の一つの成
分を表す層を得る。その後この層を組み合わせて、処理
されたサブストリームを得て、少なくとも処理されたサ
ブストリーム成分の一部が送信される。本発明の実施例
においては、処理されたサブストリームの一部は、信号
バーストの全部の時間、すなわち信号バーストの開始時
から終了時までの時間にわたって送信される。

【００１４】本発明の層状化方法により、特定の処理さ
れたサブストリームの層を、互いに異なる送信特徴（例
えば異なるビットレートあるいは異なるパワーレベル、
あるいはその両方）で送信することができる。これによ
り各処理されたサブストリームの層の一部の干渉を減ら
すことになるが、その理由は、層が分離され、復号化さ
れる際に、互いにそれらが干渉することが無いからであ
る。かくして本発明の層状化プロセスにより、処理され
たサブストリームのビットレート全体を上げることがで
きる。本発明の層状化プロセスにより、送信の開始を交
互に行うことなく、複数のアンテナ上、さらにまたすべ
てのアンテナ上で送信を同時に開始するスタートアップ
プロセスが可能となり、さらにまた、この処理されたサ
ブストリームは、許容可能なエラーレートで復号化さ
れ、かつ処理されたサブストリームのビットレートを高
く維持することができる。

【００１５】本発明の一実施例においては、特定のサブ
ストリームを表す特定の処理されたサブストリームの層
のビットレートは、低いものから高いものへ広がる。少
なくとも低いの層の一部は、組み合わされた受信信号か
らまず分離され、許容可能なエラーレートで復号化され
る。そのビットレートは高い干渉に起因して比較的低い
ために、このストリームの一部を分離して、許容可能な
エラーレートで復号化することができるが、これは、レ
イヤ全体にわたって他の層からの干渉が存在する場合で
も、すなわちスタートを交互にしない場合でも可能であ
る。層の分離された一部は、その後再度符号化され、受
信アンテナが受信した形態の層の一部を再構成するため
に用いられる。その後それは受信アンテナ信号から減算
され、層の残りに対する干渉源であるとしてそれを取り
除く。これにより、高いビットレートの層の一部は、そ
の後分離され（干渉が減ったことに起因して）、許容可
能なエラーレートで復号化され、再構成され、残余の受
信アンテナ信号から減算される。

【００１６】この方法は残りの層に対し干渉をさらに減
らし、さらに高いビットレートの層の一部を分離し、許
容可能なエラーレートで復号化し、再構成し、残余の受
信アンテナ信号から減算する。このプロセスは、すべて
の層（すべてのサブストリーム成分）が復号化されるま
で行われる。特定のサブストリームを表す特定の処理さ
れたサブストリームの層のビットレートを、低ビットレ
ートから高ビットレートまで広げることにより、処理さ
れたサブストリームに対するビットレート全体を、低ビ
ットレートよりも高ビットレートに近づけることができ
る。かくして限られた継続時間のバースト（シャノンの
定理で仮定された無限の持続時間の理論的バーストに近
づかないバースト）に対しては、処理されたサブストリ
ームのビットレートは、信号が層状化されずに送信され
た場合よりも高くなり、実際にビットレートは交互のス
タートアップ処理が用いられた場合よりも高くなる。

【００１７】同様に、本発明の他の実施例においては、
特定のサブストリームを表す処理されたサブストリーム
の層のパワーレベルも、高いものから低いものへ広げら
れる。少なくとも、高いパワーレベルの状態の一部がま
ず分離され、許容可能なエラーレートで復号化され、再
構成され、受信アンテナ信号から減算される。これによ
り、低いパワーレベルの層の一部は、その後分離され、
許容可能なエラーレートで復号化され、再構成され、残
余の受信アンテナ信号から減算される。この処理はサブ
ストリーム成分のすべてを表す、すべての層が復号化さ
れるまで行われる。限られた持続時間のバーストに対し
ては、特定の処理されたサブストリームの層のパワーレ
ベルを広げることは、交互のスタートアッププロセスを
用いる場合に得られるビットレートよりも、高いビット
レートを得ることができる。さらに、層のパワーレベル
を広げるシステムは、ビットレートを広げるシステムよ
りも、設計がより複雑になるが、前者は、設計がより均
一となる。

【００１８】選択的事項として、本発明の第三の実施例
によれば、特定の処理されたサブストリームの層のビッ
トレートとパワーレベルを、それぞれ低いものから高い
ものへ、および高いものから低いものへ範囲を広げるこ
とができる。最適のビットレートとパワーレベルを選択
して、処理されたサブストリーム全体の最大ビットレー
トを上げて、システムの全体の容量を増加させることが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】送信機に複数のアンテナを用い、
必要によっては受信機にも複数のアンテナを用いる無線
通信システムは、いわゆる多入力／多出力システムと称
し、単一アンテナシステムと比較すると、容量をダイナ
ミックに改善することができる。ランダムな散乱伝搬環
境においては、受信機または送信機あるいはその両方に
アンテナの数を増やすことによって、シャノン限界を上
げること、すなわちエラーのない最大情報伝送レートを
上げることができる。

【００２０】図１に示した多入力／多出力無線通信シス
テム１００は、４個の送信用アンテナ１０５−１、１０
５−２、１０５−３、１０５−４と、３個の受信用アン
テナ１１０−１、１１０−２、１１０−３を有する。
（図１には特定の数の送信用アンテナと受信用アンテナ
を有する多入力／多出力無線通信システム１００を示し
たが、いかなる数の送信用アンテナと受信用アンテナで
もよい。）多入力／多出力無線通信システム１００で
は、送信されるべきビットであるプリミティブデータス
トリーム１１５が送信機１１７に与えられる。

【００２１】図２は送信機１１７の詳細を示す。送信機
１１７はプリミティブデータストリーム１１５を受信
し、それをデマルチプレクサ１２０内で複数のサブスト
リーム１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−
４に分離する。これらのサブストリームは通常、同一の
ビットレートを有する。通常、サブストリームの数は送
信用アンテナの数に等しく、ある時点で、サブストリー
ムは各送信用アンテナで送信される。各サブストリーム
１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４は、
それぞれの回路内、例えばエンコーダ／モジュレータ１
３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０−４内で処
理され、信号１３５−１、１３５−２、１３５−３、１
３５−４を生成し、これらはそれぞれサブストリーム１
２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４を表
す。

【００２２】各信号１３５−１、１３５−２、１３５−
３、１３５−４は、その後、それぞれ別々の送信用アン
テナを介して送信される。しかし好ましくは図２に示す
ように、信号１３５−１、１３５−２、１３５−３、１
３５−４は、コミュテータ１４０により、すべての送信
用アンテナを巡回して、その結果、各信号の連続するセ
グメントが、送信用アンテナの別々のアンテナを介して
周期的に送信される。かくして信号１３５−１、１３５
−２、１３５−３、１３５−４は、送信用アンテナと受
信用アンテナとの間の伝送パスを介して、バランスよく
存在する。これらの伝送パスは、図１に示され、以下本
明細書ではチャネルと称する。

【００２３】信号はチャネルを介してバランスよく現れ
るために、個々の信号（従って、これらの信号により表
されるサブストリーム）のいずれも、最悪のパスを連続
的に通過することはない。このことは、時間が経過する
につれて、また各信号１３５−１、１３５−２、１３５
−３、１３５−４は、送信用アンテナを介して周期的に
回転するにつれて、送信信号１４５−１、１４５−２、
１４５−３、１４５−４がそれぞれ送信用アンテナ１０
５−１、１０５−２、１０５−３、１０５−４から出射
し、これらの信号は異なる信号１３５−１、１３５−
２、１３５−３、１３５−４のセグメントを含み、従っ
てサブストリーム１２５−１、１２５−２、１２５−
３、１２５−４のそれぞれのセグメントはこれらの信号
により表されることを意味する。たとえば図３に示すよ
うに、第一のタイムインターバルの間、送信信号１４５
−１は送信用アンテナ１０５−１から送信され、これは
信号１３５−１であり、第二のタイムインターバルの
間、それは信号１３５−２であり、第三のタイムインタ
ーバルの間、それは信号１３５−３となる。

【００２４】各送信用アンテナと受信用アンテナの間に
チャネルが存在する。各チャネルは、独自のチャネル特
性を有する。これらのチャネル特性は、複合マトリック
スHで次のように表すことができる。

【数１】 ここでｈ_ｎｍ番目 エントリー（ｎ＝１，２，３、ｍ＝
１，２，３，４）は、ｎ番目の受信アンテナとｍ番目の
送信アンテナとの間のチャネル特性を表す。このチャネ
ル特性は、各送信用アンテナ１０５−１から１０５−４
上で既知の信号が送信されている間のトレーニングフェ
ーズの間、受信機１５５が決定したものである。これら
の既知の信号は、受信機１５５で処理されてチャネル特
性の正確な予測値、すなわち送信用アンテナと受信用ア
ンテナの間のチャネルのｈ_ｎｍを与える。チャネル特性
は時間の経過と共に変動し、そのため、各バーストの開
始時にトレーニングフェイズが通常存在する。

【００２５】各送信信号１４５−１、１４５−２、１４
５−３、１４５−４は、受信用アンテナ１１０−１、１
１０−２、１１０−３、１１０−４に到着する。かくし
て、各受信用アンテナにおける受信信号１５０−１、１
５０−２、１５０−３、１５０−４は、（これらは一本
の受信用アンテナであるか複数本の受信用アンテナであ
るかに無関係に、）チャネル特性とノイズベクトルηの
和により修正された、各送信された信号１４５−１、１
４５−２、１４５−３、１４５−４のそれぞれの重ね合
わせである。その結果受信アンテナ信号は次のとおりに
なる。 １５０−１ ＝ ｈ_１１×１４５−１ ＋ ｈ_１２×１４５−２ ＋ ｈ_１３×１４５−３ ＋ ｈ_１４×１４５−４ ＋ η_１ （２） １５０−２ ＝ ｈ_２１×１４５−１ ＋ ｈ_２２×１４５−２ ＋ ｈ_２３×１４５−３ ＋ ｈ_２４×１４５−４ ＋ η_２ （３） １５０−３ ＝ ｈ_３１×１４５−１ ＋ ｈ_３２×１４５−２ ＋ ｈ_３３×１４５−３ ＋ ｈ_３４×１４５−４ ＋ η_３ （４） 送信信号１４５−１、１４５−２、１４５−３、１４５
−４は、各受信アンテナ信号内で互いに干渉しあい、こ
の受信アンテナ信号を処理して、送信された信号を分離
する。その結果送信された信号、それゆえ信号１３５−
１、１３５−２、１３５−３、１３５−４を互いに分離
する。各分離された信号は復号化され、それぞれサブス
トリーム１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５
−４を再生して、それがその後互いに加えられて、プリ
ミティブデータストリームを得る。

【００２６】各送信信号１４５−１、１４５−２、１４
５−３、１４５−４は、ある信号対（ノイズ＋干渉）比
で受領する。この干渉とは、同時に送信された信号から
の干渉を含む。便宜上、信号対（ノイズ＋干渉）パワー
比率は、以下、信号対ノイズ比と称する。各送信信号１
４５−１、１４５−２、１４５−３、１４５−４は、サ
ブストリーム１２５−１、１２５−２、１２５−３、１
２５−４が許容可能なエラーレートで復号化できるよう
に、互いに十分離れることが可能な程度十分高い信号対
ノイズ比で受領する必要がある。主データストリームに
より表される情報の種類、およびこの情報の所望の利用
方法が最大な、許容可能なエラーレートを決定する。例
えば主データストリームにより表されるデータが音声の
場合には、許容可能なエラーレートは１％であり、情報
が重要な経済的データの場合には、許容可能なエラーレ
ートは０．００１％である。さらにまた、許容可能なエ
ラーレートは、信号の品質を増加させる必要性と、シス
テムのビットレートを増加させる必要性との間のトレー
ドオフとして、微調整することもできる。

【００２７】サブストリームを分離し、復号化すること
を可能とするためには、受信アンテナ信号の異なる、組
み合わされた―重みづけされた―（残余の）−受信―信
号が形成され、使用される重み係数は、特定の組み合わ
せ、例えば信号１３５−１、１３５−２、１３５−３、
１３５−４のそれぞれの信号対ノイズ比を最大にするよ
うな特定の組み合わせを形成する。（これに関しては、
G.J.Foschini and M.J.Gans, "On Limits of Wireless
Communications in a Fading Environment When Using
Multiple Antennas," Wireless Personal Communicatio
ns, 6 Kluwer Academic Publishers, 1998, pp.311-335
を参照のこと。）たとえばある時間、重み係数の組ｗ
_１１、ｗ_１２、ｗ_１３ を用いて、信号１３５−１の信
号対ノイズ比を最大にすることができ、この重み係数の
組を受信アンテナ信号に適用して、これをその後組み合
わせて、組み合わされた―重みづけされた―（残余の）
−受信―信号 ｗ_１１×１５０−１ ＋ ｗ_１２×１５
０−２ ＋ ｗ_１３×１５０−３を形成することができ
る。別の重み係数の組ｗ_２１、ｗ_２２、ｗ_２３ を用い
て、同時に送信された別の信号１３５−２の信号対ノイ
ズ比を最大にすることができる。

【００２８】ある時点において重み係数は、特定の送信
用アンテナからの特定の送信された信号の、組み合わさ
れた―重みづけされた―（残余の）−受信―信号内での
寄与分を強調し、ノイズ様ステイタスに対する他の送信
された信号を寄与分を調整する。このようにして、重み
係数を用いて組み合わされた―重みづけされた―（残余
の）−受信―信号を、特定の送信信号に近似させること
ができる。これにより、特定の送信信号を分離して、組
み合わされた―重みづけされた―（残余の）−受信―信
号から、１）特定の信号が適宜のビットレートあるいは
パワーレベルにあるか、あるいは２）余分の操作、例え
ば交互のスタートアッププロセスを用いるかのいずれか
の場合に、復号化される。この特定の送信信号をその後
用いて、この送信信号により表されるサブストリームの
ビットを検出する。この特定の送信信号を、その後再度
符号化して、他の送信信号を復号化する際に用いられ
た、組み合わされた―重みづけされた―（残余の）−受
信―信号から減算して、他の送信信号に対する干渉を減
らす。

【００２９】ところが重み係数を用いた場合でも、信号
を十分高い信号対ノイズ比で受領して、信号を許容可能
なエラーレートで復号化するためには、信号は依然とし
て、１）比較的低いビットレートで、あるいは２）信号
の一部は比較的高いパワーレベルで、送信するかのいず
れかで送信しなければならない。前者の場合、これは主
データストリームのビットレート全体を低下させ、後者
の場合、主データストリームのパワーレベル全体を増加
させてしまう。

【００３０】パワーレベルを増加させることなくビット
レートを上げる多入力／多出力無線通信システム１００
の好ましい方法は、送信信号１４５−１、１４５−２、
１４５−３、１４５−４の送信の開始時を交互にするこ
とである。特定の時間において各送信された信号は、そ
れぞれサブストリーム１２５−１、１２５−２、１２５
−３、１２５−４を表す信号１３５−１、１３５−２、
１３５−３、１３５−４の一つのセグメントを含み、そ
してサブストリームの伝送の開始時を交互にする。かく
して図３に示すように、持続時間Tを有する第一のタイ
ムインターバルの間、信号１３５−１のみが送信され
る。

【００３１】上述したように、受信信号１５０−１、１
５０−２、１５０−３のいずれも、チャネル特性＋ノイ
ズηにより修正された送信信号のそれぞれにより、重ね
あわされる。そのため第一のタイムインターバルの間、
各受信アンテナ信号は、第一の送信アンテナで送信され
た信号のみ、すなわち送信信号１４５−１＋ノイズのみ
を含む。このことは、各受信アンテナ信号が、唯一のサ
ブストリーム１２５−１＋ノイズを表すただ一つの信号
１３５−１を含むことを意味する。（図４に示す）参照
の便宜上、ノイズは図４、５では示されていない。以下
ノイズは、特にことわらない限り、受信信号の一部とみ
なす。

【００３２】第二のタイムインターバルの間、図３から
わかるように信号１３５−１は送信され続け、別のサブ
ストリーム１２５−２を表す別の信号１３５−２の送信
が開始される。このプロセスは、サブストリーム１２５
−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４のすべてを
それぞれ表す信号１３５−１、１３５−２、１３５−
３、１３５−４のすべてが送信されるまで継続する。か
くして第二のタイムインターバルの間、各受信アンテナ
信号は今度は、信号１３５−１と１３５−２を含む。
（図４からわかる。）これは受信アンテナ信号が、すべ
てのサブストリーム１２５−１、１２５−２、１２５−
３、１２５−４をそれぞれ表すすべての信号１３５−
１、１３５−２、１３５−３、１３５−４を含むまで継
続される。

【００３３】その後、受信信号１５０−１、１５０−
２、１５０−３を処理して、いわゆる送信信号の一つの
レイヤを復号化する。レイヤとは、そのレイヤ内のシン
ボルにのみ関連して復号化することのできる信号の一部
（例えばシンボルの特定の数）である。例えばビットを
シンボルに符号化するエンコーダ／モジュレータ１３０
−１、１３０−２、１３０−３、１３０−４により用い
られる符号は、ブロック符号（block code）であり、そ
の後ある数のビット（コードワード（cord-word）と称
する）は特定の数のシンボルに符号化される。これらの
シンボルはコードワード（cord-word）を再構成するた
めに他のシンボルなくして用いることができる。この場
合、レイヤはコードワードを再構成するために用いられ
るシンボルの組である。符号が畳み込み符号（convolut
ional code）の場合には、各ビットは前のビットを用い
て符号化される。このような符号においては、符号内の
ビットは、必要によって符号化すべきビットの終了時か
開始時のいずれかの終了シーケンスの利用により、前に
符号化されたビットを用いてのみ符号化される。かくし
て他のシンボルを参照せずに特定の数のシンボルが符号
化される。

【００３４】レイヤはいかなる数のシンボルも含むこと
ができ、各シンボルは通常二次元（複素数）である。信
号１３５−１の第一レイヤが、図３に斜線３５０に沿っ
た信号として示されており、信号１３５−２の第一レイ
ヤが、斜線３５５に沿っている。

【００３５】説明の便宜上、本発明は、各レイヤが連続
的に送信されるもの、たとえば信号１３５−１の第一レ
イヤがタイムインターバル１からタイムインターバル４
の間に送信され、信号１３５−２の第一レイヤがタイム
インターバル２からタイムインターバル５の間に送信さ
れるものとする。しかしレイヤは半々に送信することが
でき、それぞれの半分が時間に関し信号の対向端にあ
る。たとえば、信号１３５−１の第一レイヤの半分がタ
イムインターバル１からタイムインターバル４の信号の
開始時に送信され、このレイヤの別の半分が、タイムイ
ンターバルN−３からタイムインターバルNの信号の終了
時に送信される。

【００３６】図３、図４からわかるように、この方法に
おいては、N番目のタイムインターバルは、１個の処理
されたサブストリームを表す１個の信号のみを含む利点
を、第一タイムインターバルと共有する。第一タイムイ
ンターバルで送信される信号１３５−１と同様な場合に
は、第一のタイムインターバルとN番目のタイムインタ
ーバル（第Nタイムインターバル）の両方で、信号１３
５−１は良好な信号対ノイズ比で受信されるが、その理
由は、これらのタイムインターバルの間には、その信号
と干渉する他の信号は存在しないからである。信号の終
了時からある数のタイムインターバルであるタイムイン
ターバルは、信号の開始時からの同一数のタイムインタ
ーバルを、それぞれのタイムインターバルとして、同一
のサブストリームを表す同一信号を含む。例えばN−１
番目は、２番目のタイムインターバルと同一のサブスト
リームを含む。これにより、連続的に送信された際にレ
イヤを復号化し、減算するプロセスは、半分に分けて送
信される時にレイヤを復号化し、減算するためにも用い
ることができる。

【００３７】レイヤは通常、数個のタイムインターバル
を介して受信される。この実施例においては、レイヤは
４個のタイムインターバルを介して受信される。（しか
しレイヤは、エンコーダ／モジュレータ１３０−１、１
３０−２、１３０−３、１３０−４で使用される符号化
方法によっては、いかなる数のタイムインターバルを介
して受信することも可能である。）図４に示すように、
信号１３５−１の第一レイヤは、タイムインターバル１
から４の間、受信信号１５０−１、１５０−２、１５０
−３のそれぞれ上で受信される。これは斜線４５０、４
５１、４５２でそれぞれ示される。各レイヤの各セグメ
ントは、レイヤが伝搬する特定のチャネルのチャネル特
性ｈ_ｎｍにより修正される。

【００３８】４個のタイムインターバルを介して受信し
た受信アンテナ信号５１０−１、５１０−２、５１０−
３は、図５に示すように重み係数の組で重みづけされ、
信号１３５−１の信号対ノイズ比を最大にする。通常、
異なる重み係数の組が各タイムインターバルで用いられ
るが、その理由は、信号１３５−１は異なるタイムイン
ターバルで異なる送信用アンテナで送信されるからであ
る。この重みづけされた受信アンテナ信号は、その後組
み合わされて、組み合わされた―重みづけされた―（残
余の）−受信―信号５２０を生成し、この信号５２０を
その後、前処理して信号１３５−１の第一レイヤを復号
化し、サブストリーム１２５−１のある数のビットを得
る。組み合わされた―重みづけされた―（残余の）−受
信―信号の信号１３５−１の第一レイヤを、斜線５５０
に沿って示す。

【００３９】特に、この復号化プロセスは、第一タイム
インターバルの間、受信アンテナ信号は１個の信号、す
なわち信号１３５−１のみを含むという利点を利用して
いる。かくして他の信号からの干渉は存在しない。その
結果信号１３５−１は、第一タイムインターバルの間、
比較的高い信号対ノイズ比を有する。伝送する前に適宜
の符号化方式をとると、高い信号対ノイズ比により、第
一レイヤは、他の信号のレイヤにより引き起こされる干
渉が後のタイムインターバルで存在するにもかかわら
ず、許容可能なエラーレートで復号化される。その後、
復号化されたレイヤを再度符号化し、それを用いて受信
アンテナが受信した形態で、信号１３５−１のレイヤを
再構成する。その後、この再構成されたレイヤは、他の
レイヤの干渉源としてキャンセルされ、以下に示すよう
に、例えば受信アンテナ信号からそれを減算して残余の
受信アンテナ信号を生成する。

【００４０】同様に、信号１３５−２の第一レイヤは、
タイムインターバル２から５の間、各受信アンテナによ
り受信される。この受信アンテナ信号（タイムインター
バル２−４の残余受信アンテナ信号と、タイムインター
バル４の受信アンテナ信号）５６０−１、５６０−２、
５６０−３を重みづけして、各タイムインターバルの
間、信号１３５−２の信号対ノイズ比を最大にする。そ
の後、この重みづけされた受信アンテナ信号を組み合わ
せて、組み合わされた―重みづけされた―（残余の）−
受信―信号を生成する。第二タイムインターバルの間に
は、２つの信号１３５−１、１３５−２のみを受信して
いるために、信号１３５−１のレイヤは干渉源として除
去され、その後、このタイムインターバルの間は、他の
信号１３５−１、１３５−３、１３５−４から信号１３
５−２に対する干渉は存在しない。その結果信号１３５
−２は、第二タイムインターバルの間、比較的高い信号
対ノイズ比を有する。これにより、斜線５５５に示すよ
うに、信号１３５−２の第一レイヤのより正確な前処理
と、復号化が可能となる。

【００４１】後続のレイヤの復号化も同様に実行され
る。すなわち残余受信アンテナ信号（および、インター
バルの間には、減算され、再構成されたレイヤは存在せ
ず、受信アンテナ信号）が重みづけされ、組み合わされ
て、組み合わされた―重みづけされた―（残余の）−受
信―信号を形成する。復号化されなかったレイヤからの
干渉は、追加ノイズとして処理される。特定の信号１３
５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４のレイヤ
が復号化された後、それは再度符号化され、残余受信ア
ンテナ信号から減算され、それを他のレイヤに対する干
渉源であるとして除去する。このプロセスはサブストリ
ーム１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４
をそれぞれ表す信号１３５−１、１３５−２、１３５−
３、１３５−４のすべてのレイヤが復号化されるまで繰
り返される。このアプローチによりビットレートが増加
するが、その理由は、特定のレイヤを分離する前に、他
のレイヤの干渉を、特定のレイヤの少なくとも一部に対
し、除去するからである。これに関しては、米国特許第
６，０９７，７７１号、発明の名称" Wireless Communi
cations System Having A Layered Space-Time Archite
cture Employing Multi-Element Antennas "を参照のこ
と。

【００４２】ところが図３、４、５からわかるように、
交互にスタートアップするプロセスでは、送信用アンテ
ナの一部ででデータが送信されていない時には、各バー
ストの開始時と終了時に、いくつかのタイムインターバ
ルが存在し、特にこの実施例においては、タイムインタ
ーバル１、２、３、およびN−２、N−１、Nが存在す
る。これにより、データストリームを十分分離するため
にビットレートを下げることなくすべてのタイムインタ
ーバルの間、すべての送信用アンテナ上で送信が行われ
ている場合に達成できるよりも低くなってしまう。

【００４３】さらにまた、サブストリームは符号化さ
れ、その結果サブストリームの各ビットは、サブストリ
ームを表すレイヤ内のすべてのシンボルにわたって拡散
する。このことは、サブストリームを表すレイヤの各シ
ンボルはサブストリームの各ビットの値の関数であるこ
とを意味する。強い干渉またはノイズが存在する場合に
は、ある数のシンボルは破壊されることがある。すなわ
ち、これらのシンボルは正確に受信できない。レイヤが
長いと、レイヤにより表されるサブストリームのビット
は、破損していないシンボルから復号化することができ
る。しかしレイヤが短いと、これらの破損したシンボル
はレイヤ内の唯一のシンボルであることがあり、そのた
め、このレイヤにより表されるビットを正確に復号化す
るための、破損していないシンボルが存在しないことに
なる。そのためこれらのビットはエラーとみなされる。
かくしてレイヤないのシンボルの数が増えると、その信
頼性（干渉またはノイズに対する耐性）も増加する。

【００４４】そのため、各レイヤ内にシンボルの数を増
やすのが望ましい。しかし図３、４、５からわかるよう
に、上記の交互にスタートするプロセスにおいては、レ
イヤの持続時間を維持する必要があり、そのため、レイ
ヤ内のシンボルの数は極めて小さい。たとえば本発明の
実施例においては、レイヤは４個のタイムインターバル
の持続時間である。同一のサブストリームを表す次のレ
イヤを含めるためにレイヤを継続使用とするのは好まし
くない。その理由は、他のサブストリームを表すより多
くの数のレイヤと干渉し、すなわち干渉レイヤとなり、
信号対ノイズ比が悪くなるからである。かくして復号化
がより困難となり、このためレイヤはこのように拡張す
ることができないが、その理由は、レイヤの信頼性が下
がるからである。

【００４５】各レイヤの持続時間は、各タイムインター
バルの持続時間を増やすことによって、増やすことがで
き、かくしてレイヤの信頼性も上げることができる。し
かしこの方法は、データが送信されていない時には、各
バーストの開始時と終了時にスペースタイム（余分な時
間）が増えることになり、ビットレートを減少させるこ
とになる。

【００４６】本発明は多入力／多出力システムのビット
レートをさらに増加させる技術を提供する。本発明によ
れば、各サブストリームは層状化され、処理されたサブ
ストリームを生成し、これがサブストリームする。処理
されたサブストリームの層は分離され、許容可能なエラ
ーレートで復号化される。サブストリームは、それを複
数のサブストリーム成分に分割することにより層状化さ
れ、そのサブストリーム成分を処理することにより層を
得る。各層はサブストリーム成分の一つを表し、その後
層を組み合わせて処理されたサブストリームを得る。処
理されたサブストリームが、その後送信される。

【００４７】層状化プロセスにより、特定のサブストリ
ームの層が、互いに異なる送信特徴、例えば異なるビッ
トレート、異なるパワーレベル、あるいはその両方を有
することができる。これにより、送信の開始を交互に行
うことなく、複数のアンテナ、さらにまたすべてのアン
テナ上で同時に処理された複数のサブストリームの伝送
を開始し、同時に処理されたサブストリームが許容可能
なエラーレートで復号化され、処理されたサブストリー
ムのビットレート全体を、比較的高く維持しながら、か
つ全体的なパワーレベルを比較的低く維持する、スター
トアッププロセスが可能となる。

【００４８】図６は本発明による送信機６１７を示す。
送信機６１７は図１の多入力／多出力無線通信システム
１００の送信機１１７と置換可能である。送信機６１７
はプリミティブデータストリーム１１５を受領し、それ
をデマルチプレクサ１２０内で複数のサブストリーム１
２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４に分割
する。同図では、サブストリームの数と送信アンテナの
数は等しく、その結果ある時点では、各送信用アンテナ
上で送信中のサブストリームが存在する。しかしサブス
トリームの数は送信アンテナの数よりも大きくても小さ
くてもよい。

【００４９】各サブストリーム１２５−１、１２５−
２、１２５−３、１２５−４は、それぞれ層化器６１０
−１、６１０−２、６１０−３、６１０−４内で処理さ
れて、処理されたサブストリーム６３５−１、６３５−
２、６３５−３、６３５−４を生成し、それぞれがサブ
ストリーム１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２
５−４を表す。各層状化器は、それぞれデマルチプレク
サ６２０−１、６２０−２、６２０−３、６２０−４内
でサブストリームを複数のサブストリーム成分６２５−
１１、６２５−１２、６２５−１３、６２５−１４と、
６２５−２１、６２５−２２、６２５−２３、６２５−
２４と、６２５−３１、６２５−３２、６２５−３３、
６２５−３４と、６２５−４１、６２５−４２、６２５
−４３、６２５−４４に分離する。各サブストリーム成
分はそれぞれの回路内で、例えばエンコーダ／モジュレ
ータ６３０−１１、６３０−１２、６３０−１３、６３
０−１４、６３０−２１、６３０−２２、６３０−２
３、６３０−２４、６３０−３１、６３０−３２、６３
０−３３、６３０−３４、６３０−４１、６３０−４
２、６３０−４３、６３０−４４内で処理されて層を生
成する。

【００５０】エンコーダにより使用される符号は、どの
ような符号でもよい。例えばビットが独立に符号化され
るような符号、あるいはビットが独立に符号化されるよ
うな同一構造の符号でもよい。例えば本発明の一実施例
においては、符号は、ビットをシンボルにマッピング
し、その結果得られたシンボルが各層に対して異なるよ
うに選択する、同一の選択プロセスを用いるものでもよ
い。上記したように、このような符号化により、層を復
号化するのが容易となる。送信信号がＣＤＭＡ標準と適
合したエアインターフェースを用いて送信される場合に
は、各エンコーダ／モジュレータは、他の符号化方法に
加えて、それぞれのサブストリーム成分をウォルシュ符
号（直交拡散符号）で、また、できれば長いスクランブ
ル符号で拡散する。本発明の一実施例においては、エン
コーダ／モジュレータは同一のウォルシュ符号を用いて
いる。しかし本発明の他の実施例においては、エンコー
ダ／モジュレータは異なるウォルシュ符号を用いてい
る。あるいはエンコーダ／モジュレータのグループ、例
えば各層状化器内にあるエンコーダ／モジュレータは、
他のグループのエンコーダ／モジュレータで用いられる
ウォルシュ符号とは異なる、または同一のウォルシュ符
号を用いることもできる。

【００５１】各層６３２−１１、６３２−１２、６３２
−１３、６３２−１４、６３２−２１、６３２−２２、
６３２−２３、６３２−２４、６３２−３１、６３２−
３２、６３２−３３、６３２−３４、６３２−４１、６
３２−４２、６３２−４３、６３２−４４は、それぞれ
サブストリーム成分６２５−１１、６２５−１２、６２
５−１３、６２５−１４と、６２５−２１、６２５−２
２、６２５−２３、６２５−２４と、６２５−３１、６
２５−３２、６２５−３３、６２５−３４と、６２５−
４１、６２５−４２、６２５−４３、６２５−４４を表
す信号である。

【００５２】特定のサブストリームのサブストリーム成
分を表す層は、コンバイナ６３４−１、６３４−２、６
３４−３、６３４−４内、例えば加算回路内で再度組み
合わされる。その結果、層６３２−１１、６３２−１
２、６３２−１３、６３２−１４はコンバイナ６３４−
１内で組み合わされて、処理されたサブストリーム６３
５−１を形成する。同様に、層６３２−２１、６３２−
２２、６３２−２３、６３２−２４はコンバイナ６３４
−２内で組み合わされて、処理されたサブストリーム６
３５−２を形成する。層６３２−３１、６３２−３２、
６３２−３３、６３２−３４はコンバイナ６３４−３内
で組み合わされて、処理されたサブストリーム６３５−
３を形成する。層６３２−４１、６３２−４２、６３２
−４３、６３２−４４はコンバイナ６３４−４内で組み
合わされて、処理されたサブストリーム６３５−４を形
成する。コンバイナとは、この実施例では加算器であ
る。

【００５３】各処理されたサブストリーム６３５−１、
６３５−２、６３５−３、６３５−４はその後、それぞ
れの別々の送信アンテナを介して送信される。しかし好
ましくは、図６に示すように、処理されたサブストリー
ム６３５−１、６３５−２、６３５−３、６３５−４
は、コミュテータ１４０を介してすべての送信用アンテ
ナに巡回され、その結果、各処理されたサブストリーム
の連続するセグメントが、周期的に異なる送信用アンテ
ナを介して送信される。この処理されたサブストリーム
６３５−１、６３５−２、６３５−３、６３５−４は、
図１に示した送信用アンテナと受信用アンテナのそれぞ
れの間のチャネル上に、バランスよく現れる。そのた
め、個々の処理されたサブストリームも、最悪のチャネ
ルに連続的にあたることはない。

【００５４】図６に示すように、特定の時点で、各処理
されたサブストリームは、それぞれの送信用アンテナに
割り当てられる。かくして特定の時点で処理されたサブ
ストリームの層が一本の送信用アンテナに割り当てられ
る。本発明の他の実施例においては、特定の時点で処理
されたサブストリームは、数本の送信用アンテナを介し
て送信されるか、あるいは数個の処理されたサブストリ
ームが同一の送信用アンテナを介して送信されるように
してもよい。

【００５５】上記したように、特定の処理されたサブス
トリームの層は、互いに異なるビットレート、あるいは
互いに異なるパワーレベル、あるいはその両方で送信す
ることもできる。これにより、送信の開始を交互にする
（ずらす）ことなく、許容可能なエラーレートを維持し
ながら、かつ処理されたサブストリームのビットレート
を高く維持しながら、複数本のアンテナ、あるいはすべ
てのアンテナ上で送信を開始することができる。

【００５６】図７は、本発明の層化器６１０−１の詳細
を示し、特定の処理されたサブストリームの層のビット
レートが遅いものから速いものまで、広い範囲にわたっ
ている。層化器６１０−１は、可変レートのデマルチプ
レクサ６２０−１を有し、サブストリーム１２５−１を
複数のサブストリーム成分６２５−１１、６２５−１
２、６２５−１３、６２５−１４に分割する。これらの
サブストリーム成分はそれぞれ異なるビットレートｒ−
１、ｒ−２、ｒ−３、ｒ−４を有する。これらのビット
レート間の関係は、設計の均一性の望ましさと、処理さ
れたサブストリームのビットレートをできるだけ高く維
持し、かつ特定の数の層に対しできるだけ早急に維持す
る望ましさとの間のトレードオフである。例えばこれら
の複数のビットレートは、互いに１倍から３倍の間の関
係にある。例えばｒ−２はｒ−１の２倍であり、ｒ−３
はｒ−２の２倍である。各サブストリーム成分は、エン
コーダ／モジュレータ６３０−１１、６３０−１２、６
３０−１３、６３０−１４内の一つでそれぞれ処理さ
れ、層６３２−１、６３２−２、６３２−３、６３２−
４を生成する。その後、層をコンバイナ６３４−１内で
再度組み合わせて、処理されたサブストリーム６３５−
１を生成する。

【００５７】かくして処理されたサブストリーム６３５
−１は、１）ビットレートがｒ−１のサブストリーム成
分６２５−１１と、２）ビットレートがｒ−２のサブス
トリーム成分６２５−１２と、３）ビットレートがｒ−
３のサブストリーム成分６２５−１３と、４）ビットレ
ートがｒ−４のサブストリーム成分６２５−１４から成
る。他のサブストリーム１２５−２、１２５−３、１２
５−４のそれぞれも同様に層化器６１０−２，６１０−
３、６１０−４内でそれぞれ処理されて、処理されたサ
ブストリーム６３５−２、６３５−３、６３５−４を生
成する。これらのビットレートは異なる。上記したよう
に、処理されたサブストリーム６３５−１、６３５−
２、６３５−３、６３５−４は、コミュテータ１４０内
ですべての送信用アンテナを介して巡回される。かくし
て図８からわかるように、時間が経過するにつれて、各
処理されたサブストリームは送信用アンテナを介して巡
回され、各送信信号６４５−１、６４５−２、６４５−
３、６４５−４はそれぞれ送信用アンテナ１０５−１、
１０５−２、１０５−３、１０５−４から放射され、そ
れらは異なる処理されたサブストリームのセグメントを
含む。巡回され、処理されたサブストリームはその後、
アンテナ１０５−１、１０５−２、１０５−３、１０５
−４を介して送信される。異なるビットレートを選択す
る際の更なる情報は、添付書類Ａを参照のこと。

【００５８】各送信信号６４５−１、６４５−２、６４
５−３、６４５−４と、各処理されたサブストリーム６
３５−１、６３５−２、６３５−３、６３５−４は、そ
れぞれの受信用アンテナ１１０−１、１１０−２、１１
０−３に到着する。かくして各受信用アンテナにおける
受信信号６５０−１，６５０−２、６５０−３は、（一
本の受信用アンテナあるいは複数の受信用アンテナにか
かわらず、）処理されたサブストリーム６３５−１、６
３５−２、６３５−３、６３５−４のそれぞれのチャネ
ル特性＋ノイズηで修正して、重ね合わせたものであ
る。受信アンテナ信号を図９に示す。説明の便宜上、ノ
イズは図９には示していない。本明細書において、ノイ
ズは、特に断らない限り、受信信号の一部とみなす。

【００５９】図１０は本発明による受信機１１５５を示
す。受信機１１５５は、図１の多入力／多出力無線通信
システム１００内のプリミティブデータストリーム１１
５と置換できる。受信アンテナ信号６５０−１，６５０
−２、６５０−３は、受信用アンテナ１１０−１、１１
０−２、１１０−３の出力を介して、プロセッサ１１２
０に提供され、このプロセッサ１１２０において、受信
アンテナ信号６５０−１，６５０−２、６５０−３が重
みづけされて、組み合わされて、送信信号のそれぞれの
信号の信号対ノイズ比を最大にしている。（これに関し
ては、G.J.Foschini and M.J.Gans, "On Limits of Wir
eless Communications in a Fading Environment When
Using Multiple Antennas," Wireless Personal Commun
ications, 6 Kluwer Academic Publishers, 1998, pp.3
11-335 を参照のこと。）組み合わされた―重みづけさ
れた―（残余の）−受信―信号の少なくとも一部は、各
プロセッサ１１２０の層プロセッサ１１２５−１、１１
２５−２、１１２５−３、１１２５−４内で処理され、
少なくとも一部、例えば処理されたサブストリーム６３
５−１、６３５−２、６３５−３、６３５−４のレイヤ
を復号化する。処理されたサブストリーム６３５−１の
第一レイヤを、図８内の斜線８５０に沿った信号として
示し、処理されたサブストリーム６３５−２の第一レイ
ヤは斜線８５５に沿った信号として示す。

【００６０】前述したように、重み係数を用いて、組み
合わされた―重みづけされた―（残余の）−受信―信号
内の特定の送信された信号の組み合わせを強調して、他
の送信信号の寄与を、ノイズ様の層（ノイズ層）に規制
する。同様に重み係数を用いて、組み合わされた―重み
づけされた―（残余の）−受信―信号内の送信された信
号の特定の層の寄与分を強調する。このようにして重み
係数は、組み合わされた―重みづけされた―（残余の）
−受信―信号が、層により近く類似するように用いられ
る。これにより特定の層が分離され、１）特定の送信信
号が適宜のビットレートであるか、あるいは２）追加の
操作、例えば交互の（ずらした）スタートアッププロセ
スを用いるかのいずれかを行って、組み合わされた―重
みづけされた―（残余の）−受信―信号から復号化され
る。

【００６１】レイヤが、それぞれ処理されたサブストリ
ームの大きな部分を含むことが好ましい。レイヤが受信
されるタイムインターバルの数は、エンコーダ／モジュ
レータ６３０−１１から６３０−４４内で用いられる符
号化方法に依存する。本発明の一実施例においては、各
レイヤは、単一の信号バーストで送信されたそれぞれの
処理されたサブストリームの全体を含み、それは信号バ
ーストの開始時から終了時までに送信された処理された
サブストリームである。例えば処理されたサブストリー
ム６３５−１の第一レイヤは、処理されたサブストリー
ム６３５−１の前部を含む。別法として、処理されたサ
ブストリーム６３５−１の第一レイヤは、斜線８５０に
沿った信号とタイムインターバル５の上部のボックス内
の信号とを含み、これは所望数のタイムインターバルの
間継続する。本発明の利点は、レイヤを構成するシンボ
ルの数を増やすことができ、かくして信頼性、すなわち
対干渉、または対ノイズの耐性を増加することができ
る。これは、交互のスタートアッププロセスにおける上
記の問題の一部を解決するものである。しかし説明を容
易にするために、レイヤは、４個のタイムインターバル
を介して送信される処理されたサブストリームの一部で
ある各レイヤを例に説明している。

【００６２】処理されたサブストリーム６３５−１の第
一レイヤは、タイムインターバル１から４の間に、図９
において、斜線９５０、９５１，９５２にそれぞれ沿っ
て示されるように、それぞれの受信用アンテナ１１０−
１、１１０−２、１１０−３で受信する。これらの４個
のタイムインターバルの間受信した受信アンテナ信号
は、各層プロセッサ１１２５−１、１１２５−２、１１
２５−３、１１２５−４のそれぞれで、重み係数の組で
重みづけされ、それぞれのプロセッサが各タイムインタ
ーバルに、異なる組み合わされた―重みづけされた―
（残余の）−受信―信号を生成する。（かくして、受信
アンテナ信号は、プロセッサ１１２０内で各タイムイン
ターバル内で、４個の重み係数の組で重みづけされ、各
タイムインターバルで、４個の異なる組み合わされた―
重みづけされた―（残余の）−受信―信号を生成す
る。）特定のタイムインターバルにおいて、これらの組
み合わされた―重みづけされた―（残余の）−受信―信
号のそれぞれは、サブストリーム成分の一つを表す層の
一つの信号対ノイズ比を最大にする。

【００６３】このプロセスを、次に二つの処理されたサ
ブストリーム６３５−１と６３５−２で詳述する。受信
アンテナ信号６５０−１，６５０−２、６５０−３は、
層プロセッサ１１２５−１内で重み係数により重みづけ
され、サブストリーム１２５−１を表す処理されたサブ
ストリーム６３５−１の層の一つの信号対ノイズ比を最
大にする。通常、異なる組の重み係数が各タイムインタ
ーバルで用いられるが、その理由は、処理されたサブス
トリーム６３５−１は、異なるタイムインターバルで、
異なる送信用アンテナで送信されるからである。これら
の重みづけされた受信アンテナ信号をその後、層プロセ
ッサ１１２５−1内で組み合わせて、組み合わされた―
重みづけされた―（残余の）−受信―信号を生成する。
この組み合わされた―重みづけされた―（残余の）−受
信―信号をその後、デコーダ１１２７−１１、１１２７
−１２、１１２７−１３、１１２７−１４で処理して、
サブストリーム１２５−１を表す処理されたサブストリ
ーム６３５−１の第一レイヤの層を復号化する。

【００６４】同様に受信アンテナ信号は層プロセッサ１
１２５−２内で重みづけされて、これらのタイムインタ
ーバルのそれぞれで、処理されたサブストリーム６３５
−２の層の一つの信号対ノイズ比を最大にする。その後
重みづけされた受信アンテナ信号を組み合わせて、組み
合わされた―重みづけされた―（残余の）−受信―信号
を生成する。この組み合わされた―重みづけされた―
（残余の）−受信―信号をその後、以下に説明するよう
にあらかじめ処理して、サブストリーム１２５−２を表
す処理されたサブストリーム６３５−２の第一レイヤの
層を復号化する。他の二つの処理されたサブストリーム
用の、組み合わされた―重みづけされた―（残余の）−
受信―信号も同様に得られる。

【００６５】組み合わされた―重みづけされた―（残余
の）−受信―信号が得られると、層プロセッサ１１２５
−１は、最も低いビットレートで処理されたサブストリ
ームの層、すなわち層６３２−１１を分離して、それを
デコーダ１１２７−１１に与えて、そこで層６３２−１
１が許容可能なエラーレートで復号化される。重み係数
は、組み合わされた―重みづけされた―（残余の）−受
信―信号内の特定の層の寄与分を強調して、他の同時に
送信された層の寄与分を、ノイズ様層に調整するように
選択される。組み合わされた―重みづけされた―（残余
の）−受信―信号が特定の層を極めてよく近似するよう
に、重み係数が用いられる。このように各層は、組み合
わされた―重みづけされた―（残余の）−受信―信号の
一つ内で強化される。層６３２−１１の比較的低いビッ
トレートは、処理されたサブストリーム６３５−１が区
別でき、その後許容可能なエラーレートでこの層のシン
ボルを復号化し、サブストリーム成分６２５−１１のビ
ットを生成することができるような、組み合わされた―
重みづけされた―（残余の）−受信―信号の利用を容易
にする。サブストリーム成分６２５−１１の復号化され
たビットを、その後マルチプレクサ１１６４−１に与え
る。

【００６６】サブストリーム成分６２５−１１の復号化
されたビットを、エンコーダ／モジュレータ１１３０−
１１内で再度符号化し、このエンコーダ／モジュレータ
１１３０−１１は層を受信用アンテナが受信したような
形態に再構成する。層をその後層プロセッサ１１２５−
1内の受信アンテナ信号のそれぞれから減算する。この
層を受信アンテナ信号から減算することにより、この層
をこの層の残りに対する干渉源として除去する。これに
より、より高いビットレートのレイヤの層が、重みづけ
された組み合わせ信号から分離される。この重み係数で
この層が強化され、層プロセッサ１１２５−１とデコー
ダ１１２７−２内で許容可能なエラーレートで復号化さ
れ、マルチプレクサ１１６４−１に与えられ、エンコー
ダ／モジュレータ１１３０−１２で再構成され、層プロ
セッサ１１２５−１内の残余の受信アンテナ信号のそれ
ぞれから減算される。（残余受信アンテナ信号とは、以
前に再構成された層が、受信アンテナ信号から減算され
た後に残っている受信アンテナ信号のことである。）

【００６７】この再構成された層を減算することは、層
の残りに対する干渉を減らし、さらに高いビットレート
のレイヤの層が、重みづけされた組み合わせ信号から分
離できるようになり、この重みづけがこの層を強調し、
許容可能なエラーレートで復号化され、マルチプレクサ
１１６４−１に与えられ、再構成され、その後残余受信
アンテナ信号から減算される。この処理は、サブストリ
ーム成分のすべてを表す層のすべてが復号化されるまで
継続される。サブデータストリーム成分６２５−１１、
６２５−１２、６２５−１３、６２５−１４は、マルチ
プレクサ１１６４−１内で多重化されて、サブストリー
ム１２５−１を生成する。

【００６８】それぞれの処理されたサブストリーム内
で、同一の順番、例えば２番目に復号化された各処理さ
れたサブストリームからの、層の収集は、層が同一ビッ
トレートを有するか否かにかかわらず、プライ（ply）
と称する。

【００６９】上記したプロセスにおいては、処理された
サブストリームのいくつか、あるいはすべてが、１）同
時に、２）連続的に、３）これらの二つを組み合わせた
方法で、処理される。第一の場合は、プロセッサ１１２
０は各処理されたサブストリームを同時に処理して、特
定のプライの一部であるそれぞれの層を分離し、復号化
する。この場合、特定のプライの一部である層のすべて
が、そのプライ内の残りの層と同一のビットレートを有
するのが好ましい。

【００７０】第二の場合は、最低のビットレートのプラ
イ内の層を、連続的に処理し、その後最高のビットレー
トのプライ内の層を連続に処理する。この場合、第一の
処理されたサブストリームの最低のビットレートが、す
べての層の最低のビットレートとなるように処理され
る。他の処理されたサブストリームの最低のビットレー
トの層は連続的に高くなるが、第一の処理されたサブス
トリームの二番目に高いビットレートの層のビットレー
トよりは、低い。

【００７１】他の場合は、処理されたサブストリーム
は、上記の場合のいくつかを組み合わせて処理される。
例えば、処理されたサブストリーム６３５−１，６３５
−２は第一の場合に従って、同時に処理される。その
後、処理されたサブストリーム６３５−３は、第二の場
合に従って、処理されたサブストリーム６３５−１、６
３５−２の後に処理され、同様に処理されたサブストリ
ーム６３５−４も、処理されたサブストリーム６３５−
３に続いて（後で）処理される。

【００７２】（さらにまた別の例で、しかしそれほど好
ましい例ではないが、一つの処理されたサブストリーム
の各層の少なくとも一つのレイヤの分離と復号化は、別
の処理されたサブストリームの層のレイヤが分離され、
復号化される前に行われるべきである。この場合、処理
されたサブストリーム、例えば６３５−１はの層は、処
理されたサブストリーム、例えば６３５−２の層がその
後復号化されるよりも、より遅いビットレートで最初に
復号化される。）

【００７３】層のビットレートに対する利点のあるヒエ
ラルキー（階層化）は、上記の場合の一部に対して提案
されているが、上記の場合のビットレートのヒエラルキ
ーは、どのようなタイプでもよい。例えば処理されたサ
ブストリームの処理方法にかかわらず、特定のプライの
一部であるすべての層は、そのプライ内の残りの層と同
一のビットレートを有してもよい。

【００７４】特定の処理されたサブストリームの層のビ
ットレートが高いものから低いものまで広がることによ
り、レイヤが層状化されていない場合のビットレートよ
りも、より高い全体的なビットレートが得られる。

【００７５】上記したように、サブストリーム成分が復
号化された後、それらはプロセッサ１１２０のマルチプ
レクサ１１６４−１、１１６４−２、１１６４−３、１
１６４−４内で多重化され、それぞれサブストリーム１
２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４を得
る。かくしてサブストリーム成分６２５−１１、６２５
−１２、６２５−１３、６２５−１４までが多重化され
て、サブストリーム１２５−１を生成する。サブストリ
ーム成分６２５−２１、６２５−２２、６２５−２３、
６２５−２４までが多重化されて、サブストリーム１２
５−２を生成する。サブストリーム成分６２５−３１、
６２５−３２、６２５−３３、６２５−３４までが多重
化されて、サブストリーム１２５−３を生成する。サブ
ストリーム成分６２５−４１、６２５−４２、６２５−
４３、６２５−４４までが多重化されて、サブストリー
ム１２５−４を生成する。サブストリーム１２５−１、
１２５−２、１２５−３、１２５−４はその後、プロセ
ッサ１１２０のマルチプレクサ１１７０内で多重化され
てプリミティブデータストリーム１１５を再生する。

【００７６】図１１は本発明の他の実施例による層化器
６１０−１’の詳細図で、この層化器６１０−１’で、
特定の処理されたサブストリームの層のパワーレベルが
高いものから低いものまでわたっている。層化器６１０
−１’はデマルチプレクサ６２０−１’を有し、サブス
トリーム１２５−１を等しいビットレートの複数のサブ
ストリーム成分６２５−１１’、６２５−１２’、６２
５−１３’、６２５−１４’に分離する。各サブストリ
ームの成分は、エンコーダ／モジュレータ１２１０−１
１、１２１０−１２、１２１０−１３、１２１０−１４
内で符号化され、かつ多重化されて、それぞれ層を生成
する。

【００７７】一つの層化器のエンコーダ／モジュレータ
１２１０−１１、１２１０−１２、１２１０−１３、１
２１０−１４は、同一のサブストリームを処理するエン
コーダ／モジュレータであるが、互いに異なるパワーレ
ベルで層を生成する。例えばこれらのパワーレベルは１
倍から４倍、互いに異なる。例えば、エンコーダ／モジ
ュレータ１２１０−１１、１２１０−１２、１２１０−
１３、１２１０−１４により生成された層のパワーレベ
ルは、それぞれｐ−１、ｐ−２、ｐ−３、ｐ−４であ
る。ここでｐ−２はｐ−１の２倍であり、ｐ−３はｐ−
２の２倍である。異なるパワーレベルを選択する情報
は、対応する米国特許出願に開示されている。

【００７８】別法として、図１１に示すように、一つの
層化器のエンコーダ／モジュレータ１２１０−１１、１
２１０−１２、１２１０−１３、１２１０−１４は、同
一のパワーレベルで層を生成し、それらの層が互いに異
なるパワーレベルの層を生成するよう換算される。例え
ば層は、換算係数で各層を乗算するマルチプライヤ１２
１２−１１、１２１２−１２、１２１２−１３、１２１
２−１４により換算することができる。

【００７９】層６３２−１１’、６３２−１２’、６３
２−１３’、６３２−１４’は、コンバイナ６３４−１
１内で、再度組み合わされて、処理されたサブストリー
ム６３５−１’を生成する。かくして処理されたサブス
トリーム６３５−１’は、パワーレベルｐ−１を有する
層６３２−１１’と、パワーレベルｐ−２を有する層６
３２−１２’と、パワーレベルｐ−３を有する層６３２
−１３’と、パワーレベルｐ−４を有する層６３２−１
４’から成る。各他の成分のデータストリーム１２５−
２、１２５−３、１２５−４は、同様に層化器６１０−
２’、６１０−３’、６１０−４’内で処理されて、異
なるパワーレベルの層から構成される処理されたサブス
トリーム６３５−１’、６３５−２’、６３５−３’、
６３５−４’を生成する。上記したように処理されたサ
ブストリーム６３５−１’、６３５−２’、６３５−
３’、６３５−４’は、コミュテータ１４０を介して、
送信用アンテナのすべてを巡回し、送信用アンテナ１０
５−１、１０５−２、１０５−３、１０５−４を介して
送信される。

【００８０】各送信された信号は、各受信用アンテナ１
１０−１、１１０−２、１１０−３に到着し、上記の実
施例と同様に、プロセッサ１１２０の層プロセッサ１１
２５−２、１１２５−３、１１２５−４内でそれぞれ重
みづけされ、組み合わされて、各タイムインターバルで
送信された信号の、それぞれの信号の信号対ノイズ比を
最大にしている。

【００８１】組み合わされた―重みづけされた―（残余
の）−受信―信号が得られると、最高のパワーレベルの
層が最初に重みづけされた組み合わせ信号から分離され
る。重み係数は、層プロセッサ内のこの層を強調し、ひ
とつのデコーダ（復号化器）内で許容可能なエラーレー
トで復号化され、エンコーダ／モジュレータ内の一つ
で、再構成され、層プロセッサ内の受信アンテナ信号か
ら減算される。上記したように、重み係数は、組み合わ
された―重みづけされた―（残余の）−受信―信号内の
層の寄与分を強調し、他の送信された信号の寄与分をノ
イズ様層に調整しようとする。このようにして、重み係
数を用いて、組み合わされた―重みづけされた―（残余
の）−受信―信号が特定の層に、より近似するようにさ
れる。かくして、各層が組み合わされた―重みづけされ
た―（残余の）−受信―信号の一つ内で強化される。

【００８２】最高のパワーレベルの層のパワーレベルは
比較的高いために、この層を含む処理されたサブストリ
ームを強調して、分離し、この層のシンボルを許容可能
なエラーレートで復号化するような、組み合わされた―
重みづけされた―（残余の）−受信―信号の使用を容易
にする。この構成により、より低いパワーレベルのレイ
ヤの層が、重みづけされた組み合わせ信号から分離され
る。重み係数はこの層を強調し、許容可能なエラーレー
トで復号化し、再構成し、受信アンテナ信号から減算さ
れる。この処理は、すべてのサブストリーム成分を表す
すべての層が復号化されるまで、継続される。

【００８３】この層のシンボルを分離し、許容可能なエ
ラーレートで復号化する例を次に示す。層６３２−１１
のパワーレベルは層６３２−１２のパワーレベルの２倍
である。すなわち同一の処理されたサブストリーム６３
５−１の、二番目に高いパワーレベルの層であるため
に、処理されたサブストリーム６３５−１の他の層から
のシンボル値に対する寄与分（これは層６３２−１１の
ノイズを構成する）は、層６３２−１１を分離すること
ができるほど十分小さいものである。これにより、受信
したシンボルにより表される層６３２−１１のビット
を、許容可能な高いレベルの精度で、再生することがで
きる。

【００８４】ビットが得られると、それらは再度符号化
され、変調されて、層化器６１０−１’により用いられ
る符号化と変調技術を用いて送信機内で最初に符号化さ
れ、変調されたシンボルの値を得る。その後これらのシ
ンボルの値をチャネル特性を用いて処理して、受信用ア
ンテナが受信したとおりの層６３２−１１を表すシンボ
ルの値を得る。これらの値は、レイヤ６３５−１のシン
ボルの値から減算されて、レイヤの６３５−１の処理さ
れたシンボルを得る。

【００８５】層６３２−１２のパワーレベルは層６３２
−１３のパワーレベルの２倍である。すなわち同一の処
理されたサブストリーム６３５−１の、二番目に高いパ
ワーレベルの層であるために、処理されたサブストリー
ム６３５−１の層の他の減算されていないものからの、
レイヤ６３５−１の層の処理されたシンボルの寄与分
は、層６３２−１２を分離することができるほど十分小
さいものである。これにより、層６３２−１１のビット
を、許容可能な高いレベルの精度で、再生することがで
きる。このビットはチャネル特性を用いて再度符号化さ
れ、変調され、処理され、その結果がレイヤ６３５−１
の処理されたシンボルの値から減算される。これによ
り、低いパワーレベルの層が、重みづけされた組み合わ
せ信号から同様に分離され、重み係数でこの層が強化さ
れ、許容可能なエラーレートで復号化され、再度構成さ
れ、受信信号から減算される。この処理は、すべてのサ
ブストリーム成分を表すすべての層が復号化されるま
で、継続される。

【００８６】限られた持続時間のバーストに対しては、
特定の処理されたサブストリームの層のパワーレベルを
広げることにより、交互に配置されたスタートアッププ
ロセスが用いられた場合に生成されるよりも、高いビッ
トレートが得られる。さらにまた、層のパワーレベルを
広げることは、層のビットレートを広げるよりも、幾分
多くのパワーを用いるが、層のパワーレベルを広げるこ
とはデザインのより広い均一性を可能とする。

【００８７】選択的事項として、第三の実施例において
は、特定の処理されたサブストリームの層のビットレー
トとパワーレベルの両方を、たとえばそれぞれ低いもの
から高いものへ、および高いものから低いものへ広げる
ことも可能である。少なくともレイヤの層、例えば、最
低のビットレートと最高のパワーレベルを有する層を、
最初に重みづけされた組み合わせ信号から分離し、ここ
で重み係数はこの層を強調し、許容可能なエラーレート
で復号化し、再構成し、受信アンテナ信号から減算す
る。これにより、より低いパワーレベルと、より高いビ
ットレートのレイヤの層が、次に重みづけされた組み合
わせ信号から分離され、重み係数はこの層を強調し、許
容可能なエラーレートで復号化し、再構成し、受信アン
テナ信号から減算する。この処理は、すべてのサブスト
リーム成分を表すすべての層が復号化されるまで、継続
される。最適のビットレートとパワーレベルは、処理さ
れたサブストリーム全体の最大ビットレートを増加する
ように選択され、その結果、システムの全体の容量を増
やすことができる。最適のビットレートとパワーレベル
は、実験的な研究、たとえばパワーレベルとビットレー
トの特定の組を選択し、これらのパワーレベルとビット
レートの組を調整して、所望のシステム全体のビットレ
ートを得るようにして選択される。

【００８８】本発明の処理されたサブストリームは、Ｃ
ＤＭＡ、直交周波数分割多重化（Orthogonal Frequency
Division Multiplexing、ＯＦＤＭ）、周波数分割多重
アクセス（Frequency Division Multiple Access、ＦＤ
ＭＡ）、時分割多重アクセス（Time Division Multiple
Access、ＴＤＭＡ ）、移動通信用グローバルシステム
（Global System for Mobile communications、ＧＳ
Ｍ）を含む、伝送標準に適合することができる。そのた
め、多入力／多出力無線通信システム１００は、ＣＤＭ
Ａ、ＯＦＤＭ、ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＧＳＭシステムを
含む、あらゆる種類のシステムでよく、このことは、本
発明のシステムは特定の標準に適合することができるこ
とを意味する。

【００８９】上記の標準の大部分は、ワイド周波数バン
ドとナロー周波数バンド（以下、ワイドバンド、ナロー
バンドと称する）に用いることができる。しかし一部の
標準、例えばＣＤＭＡは、通常のアプリケーションに際
しては、信号を送信するのにワイドバンドを必要とす
る。バンド幅がワイドバンドの場合には、シンボル間、
およびチップ間の結合を考慮に入れる必要がある。ナロ
ーバンドは、周波数の平坦なチャネルを有し（その複素
信号振幅は、周波数バンドにわたって変動しない）、こ
のチャネルは平坦な特性を有するチャネルと称する。周
波数の平坦なチャネルを介して送信される信号は、通
常、結合しない。しかしワイドバンドは周波数が平坦な
チャネルを有さず、および周波数が平坦でないチャネル
を介して送信される信号は互いに、あるいは自分自身と
結合することがある。このことはこれらの信号のシンボ
ル間に、シンボル間干渉が存在することを意味する。シ
ンボル間干渉により、これらのシンボルにより表される
データストリームを復号化することが、より困難とな
る。さらにシンボルが拡散符号、例えば、いわゆるチッ
プを有する、ＣＤＭＡシステムで用いれらるウォルシュ
符号を用いて符号化される場合は、信号結合はシンボル
間干渉を引き起こすチップ間干渉が存在することを意味
する。

【００９０】結合（coupling）は、受信用アンテナが受
信した信号のシンボルにより表されるビットが復号化で
きるような、いかなる方法でも処理することができる。
結合を処理する一つの方法は、上記の信号を送信し、受
信機で信号を等価化する、公知のプロセスを用いること
である。例えば、各受信アンテナ信号は、必要によって
は、脱拡散（拡散したものを戻す）され、その後等価器
内で等価化される。等価器は例えば、過去の入力を記憶
し、これらの過去の入力を、受信アンテナ信号のシンボ
ルを復号化するのに最適化された重み係数で線形に組み
合わせるものである。等価に関するより詳細な情報は、
例えば、A.J.Paulraj and C.B.Papadias著の、"Space-T
ime Processing for Wireless Communications", IEEE
SignalProcessing Magazine , November 1997, 1053-58
88, IEEE, 1997, pp.49-83 を参照のこと。

【００９１】結合を処理する別の方法は、公知のＯＦＤ
Ｍ技術に従ってプライマリデータストリームを、最初に
複数のサブプライマリデータストリームに分割し、各サ
ブプライマリデータストリームは異なる周波数バンドで
変調することである。そしてプライマリデータストリー
ムのサブデータストリームの各々に対し、上記の各サブ
プライマリデータストリームのサブストリームを層状化
する。異なるサブプライマリデータストリームのサブス
トリームを表す、その結果得られた処理されたサブスト
リームは、変調されて別のより狭い周波数バンドにな
る。この受信アンテナ信号は、異なる周波数バンドの信
号を含む。各周波数バンドの信号は、上記の方法で処理
されて、各バンドで送信された信号により表される、サ
ブプライマリデータストリームを得る。これらのサブプ
ライマリデータストリームの各々は、その後公知のＯＦ
ＤＭ技術を用いて組み合わされて、プライマリデータス
トリームを得る。

【００９２】上記は、単なる一実施例であり、様々な変
型例を次に議論する。例えばサブストリーム成分の処理
は、以下のものの組み合わせを含む。すなわちサブスト
リーム成分の符号化、変調、拡散である。サブストリー
ム成分の符号化は、各サブストリーム成分用に、同一あ
るいは異なる符合を用いることを含む。変調は、同一あ
るいは異なる変調型または、同一または異なる周波数バ
ンドを用いることを含む。同様に拡散は、同一または異
なる拡散符号を用いることを含む。

【００９３】本発明の一実施例においては、層化器は各
サブストリーム成分に対し、エンコーダ／モジュレータ
を含む。他の実施例においては、層化器に対するエンコ
ーダ／モジュレータは、複数のサブストリーム成分に対
するエンコーダ／モジュレータを含む単一回路あるいは
複数の回路のいずれかとして実行できる。さらにまた、
すべての層化器に対するエンコーダ／モジュレータは、
一つあるいは複数の層化器に対するエンコーダ／モジュ
レータを含む単一回路あるいは複数の回路のいずれかと
して実行できる。さらにまた、エンコーダ／モジュレー
タのすべてあるいはいくつかが、ソフトウェアで実現で
き、さらに層化器全体がソフトウェアでも実現できる。

【００９４】同様に、プロセッサは単一回路または複数
の回路で実現可能である。さらにプロセッサまたはその
一部は、ソフトウェアで実現できる。

【００９５】実施例の送信機と受信機は、無線通信シス
テムの送信機、あるいは受信機である。例えば本発明の
一実施例においては、送信機は基地局の一部で、受信機
は移動端末の一部であるか、あるいはその逆、すなわち
送信機は移動端末の一部で、受信機は基地局の一部であ
る。本発明の他の実施例においては、送信機は無線ロー
カルエリアネットワークのワイヤレスハブの一部であ
り、受信機は無線ローカルエリアネットワークの端末の
一部、例えばラップトップであるか、あるいはその逆で
ある。本発明のさらに別の実施例においては、送信機と
受信機は、固定無線ネットワークの一部であり、例えば
送信機と受信機は、二つのビル（建物）の通信用に設定
された、固定無線システムの一部でもよい。

【００９６】本発明の一実施例においては、サブストリ
ーム成分が符号化され、変調され、その後組み合わされ
る。他の実施例においては、符号化、変調、組み合わせ
が、一緒に実行される。

【００９７】本発明の一実施例においては、各サブスト
リームは同一数のサブストリーム成分に分割される。他
の実施例においては、各サブストリーム成分は、いかな
る数のサブストリーム成分にも、また別のサブストリー
ムのサブストリーム成分の数とは異なる1個のサブスト
リームのサブストリーム成分の数に 分割される。

【００９８】本発明の一実施例においては、受信アンテ
ナ信号は重みづけされて、特定のタイムインターバル
で、特定の層の信号対ノイズ比を最大にしている。他の
実施例においては、粗い重みづけが用いられるか、ある
いは重みづけステップを除いてもよい。例えば、受信ア
ンテナ信号を組み合わせ、その後処理して、サブストリ
ーム成分を復号化してもよい。

【００９９】本発明の一実施例においては、再度符号化
された層が受信アンテナ信号から除去されるか、あるい
は残余の受信アンテナ信号から取り除かれる。本発明の
他の実施例においては、符号化された層は受信アンテナ
信号から取り除かれずに、受信アンテナ信号を用いてこ
のような層を得ることもできる。

【０１００】実施例に示したブロック図は、本発明を実
現する回路の概念をあらわすものであり、ブロック図に
より表される機能、および回路は、上記の機能の記載要
件にアクセスするして、当業者によりソフトウェアで実
現することもできる。

【０１０１】本発明は好ましい実施例を例に説明したも
のであり、当業者は、本発明の記載に基づいて様々な変
型例を実現することが可能であるが、これらは本発明の
技術範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】多入力／多出力無線通信システムの一部を表す
図。

【図２】図１の多入力／多出力無線通信システムで用い
られる送信機の詳細図。

【図３】図２の送信機を用いて、図１のシステムの送信
用アンテナで送信される信号を表す図。

【図４】図２の送信機を用いて、図１のシステムの複数
の受信用アンテナのうちのそれぞれのアンテナ上で受信
される受信アンテナ信号を表す図。

【図５】図４の受信アンテナ信号を重みづけし、組み合
わせた、特定の組み合わされた―重みづけされた―（残
余の）−受信―信号を表す図。

【図６】図１の多入力／多出力システムで用いられる、
本発明の一実施例による送信機を表す図。

【図７】本発明の一実施例による、層状化器の詳細図で
あり、この層状化器が互いに異なるビットレートを有す
る層を有する処理されたサブストリームを生成する。

【図８】図６の送信機を用いて、図１のシステムの送信
用アンテナで送信される信号を表す図。

【図９】図６の送信機を用いて、図１のシステムの複数
の受信用アンテナのうちのそれぞれのアンテナ上で受信
される受信アンテナ信号を表す図。

【図１０】図１の多入力／多出力システムで用いられ
る、本発明の一実施例による受信機を表す図。

【図１１】本発明の一実施例による、層状化器の詳細図
であり、この層状化器が互いに異なるパワーレベルを有
する層を有する処理されたサブストリームを生成する。

【符号の説明】

１００ 多入力／多出力無線通信システム １０５ 送信用アンテナ １１０ 受信用アンテナ １１５ プリミティブデータストリーム １１７ 送信機 １２０ デマルチプレクサ １２５ サブストリーム １３０ エンコーダ／モジュレータ １３５ 信号 １４０ コミュテータ １４５ 送信信号 １５０ 受信信号 １５５ 受信機 ５１０ 受信アンテナ信号 ５２０ 重みつき組み合わせ受信信号 ６１０ 層化器 ６１７ 送信機 ６２０ デマルチプレクサ ６２５ サブストリーム成分 ６３０ エンコーダ／モジュレータ ６３２ 層 ６３４ コンバイナ ６３５ 処理されたサブストリーム ６４５ 送信信号 ６５０ 受信信号 １１５５ 受信機 １１２０ プロセッサ １１２５ 層プロセッサ １１２７ デコーダ １１３０ エンコーダ／モジュレータ １１６４ マルチプレクサ １１７０ マルチプレクサ １２１０ エンコーダ／モジュレータ １２１２ マルチプライヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジェラルド ジェー フォッシーニ アメリカ合衆国、08879 ニュージャージ ー州、エヌ ジェー、セイアーヴィル、オ ーチャード ストリート 79 (72)発明者 コンスタンチノス ビー パパディアス アメリカ合衆国、07090 ニュージャージ ー州、ウェストフィールド、ダブリュ ブ ロード ストリート 794 Ｆターム(参考） 5K022 FF00

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリミティブデータストリームを通信
   するシステムで用いられる方法において、 前記プリミティブデータストリーム（１１５）は、複数
   のサブストリーム（１２５−１、１２５−２、１２５−
   ３、１２５−４）を含み、 各サブストリームはそれぞれ複数のサブストリーム成分
   データストリーム（６２５−１１、６２５−１２、６２
   ５−１３、６２５−１４、６２５−２１、６２５−２
   ２、６２５−２３、６２５−２４、６２５−３１、６２
   ５−３２、６２５−３３、６２５−３４、６２５−４
   １、６２５−４２、６２５−４３、６２５−４４）を含
   み、 （Ａ） 複数の処理されたサブストリーム（６３５−
   １、６３５−２、６３５−３、６３５−４）のそれぞれ
   の少なくとも一部を送信するステップを含み、 各処理されたサブストリーム（６３５−１、６３５−
   ２、６３５−３、６３５−４）は、それぞれ各サブスト
   リーム（１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５
   −４）を表し、 各処理されたサブストリーム（６３５−１、６３５−
   ２、６３５−３、６３５−４）は、複数の層（６３２−
   １１、６３２−１２、６３２−１３、６３２−１４、６
   ３２−２１、６３２−２２、６３２−２３、６３２−２
   ４、６３２−３１、６３２−３２、６３２−３３、６３
   ２−３４、６３２−４１、６３２−４２、６３２−４
   ３、６３２−４４）を含み、 各処理されたサブストリームの各層は、その処理された
   サブストリームにより表される成分データストリームの
   一つの、サブストリーム成分のそれぞれの一つを表すこ
   とを特徴とする、プリミティブデータストリームを通信
   するシステムで用いられる方法。
2. 【請求項２】 前記システムは、少なくとも二本の送信
   用アンテナ（１０５−１、１０５−２、１０５−３、１
   ０５−４）を有する多出力システムであり、 前記処理されたサブストリーム（６３５−１、６３５−
   ２、６３５−３、６３５−４）の送信は、少なくとも二
   本の送信用アンテナ上で、同時に開始されることを特徴
   とする、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 少なくとも一つの処理されたサブストリ
   ーム（６３５−１、６３５−２、６３５−３、６３５−
   ４）の少なくとも一部を含む、受信信号（６５０−１、
   ６５０−２、６５０−３）を処理する方法において、 前記各処理されたサブストリーム（６３５−１、６３５
   −２、６３５−３、６３５−４）はそれぞれ、複数のサ
   ブストリーム（１２５−１、１２５−２、１２５−３、
   １２５−４）の１つを表し、 各サブストリーム（１２５−１、１２５−２、１２５−
   ３、１２５−４）は、それぞれ複数のサブストリーム成
   分（６２５−１１、６２５−１２、６２５−１３、６２
   ５−１４、６２５−２１、６２５−２２、６２５−２
   ３、６２５−２４、６２５−３１、６２５−３２、６２
   ５−３３、６２５−３４、６２５−４１、６２５−４
   ２、６２５−４３、６２５−４４）を含み、 各処理されたサブストリーム（６３５−１、６３５−
   ２、６３５−３、６３５−４）は、複数の層（６３２−
   １１、６３２−１２、６３２−１３、６３２−１４、６
   ３２−２１、６３２−２２、６３２−２３、６３２−２
   ４、６３２−３１、６３２−３２、６３２−３３、６３
   ２−３４、６３２−４１、６３２−４２、６３２−４
   ３、６３２−４４）を含み、 各処理されたサブストリーム（６３５）の各層は、その
   特定の処理されたサブストリームにより表される特定の
   サブストリームの、複数のサブストリーム成分のそれぞ
   れの一つを表し、 （ａ） 複数の層（６３２−１１、６３２−１２、６３
   ２−１３、６３２−１４、６３２−２１、６３２−２
   ２、６３２−２３、６３２−２４、６３２−３１、６３
   ２−３２、６３２−３３、６３２−３４、６３２−４
   １、６３２−４２、６３２−４３、６３２−４４）のう
   ちの一つの層の少なくとも一部を復号化して、それぞれ
   のサブストリーム成分（６２５−１１、６２５−１２、
   ６２５−１３、６２５−１４、６２５−２１、６２５−
   ２２、６２５−２３、６２５−２４、６２５−３１、６
   ２５−３２、６２５−３３、６２５−３４、６２５−４
   １、６２５−４２、６２５−４３、６２５−４４）の少
   なくとも一部を得るステップと、 （ｂ） 受信信号（６５０−１，６５０−２、６５０−
   ３）から、前記一つの層の復号化された部分を取り除く
   ステップと、 （ｃ） 複数の層（６３２−１１、６３２−１２、６３
   ２−１３、６３２−１４、６３２−２１、６３２−２
   ２、６３２−２３、６３２−２４、６３２−３１、６３
   ２−３２、６３２−３３、６３２−３４、６３２−４
   １、６３２−４２、６３２−４３、６３２−４４）のう
   ち別の層の、少なくとも一部を復号化して、それぞれの
   サブストリーム成分（６２５−１１、６２５−１２、６
   ２５−１３、６２５−１４、６２５−２１、６２５−２
   ２、６２５−２３、６２５−２４、６２５−３１、６２
   ５−３２、６２５−３３、６２５−３４、６２５−４
   １、６２５−４２、６２５−４３、６２５−４４）の少
   なくとも一部を得るステップとを有することを特徴とす
   る、少なくとも一つの処理されたサブストリーム（６３
   ５−１、６３５−２、６３５−３、６３５−４）の少な
   くとも一部を含む、受信信号（６５０−１、６５０−
   ２、６５０−３）を処理する方法。
4. 【請求項４】（ｄ） 受信信号（６５０−１、６５０−
   ２、６５０−３）から、他の層（６３２−１１、６３２
   −１２、６３２−１３、６３２−１４、６３２−２１、
   ６３２−２２、６３２−２３、６３２−２４、６３２−
   ３１、６３２−３２、６３２−３３、６３２−３４、６
   ３２−４１、６３２−４２、６３２−４３、６３２−４
   ４）の復号化部分を取り除くステップと、（ｅ） 受信
   信号中の層により表されるすべてのサブストリーム成分
   （６２５−１１、６２５−１２、６２５−１３、６２５
   −１４、６２５−２１、６２５−２２、６２５−２３、
   ６２５−２４、６２５−３１、６２５−３２、６２５−
   ３３、６２５−３４、６２５−４１、６２５−４２、６
   ２５−４３、６２５−４４）が復号化されるまで、ステ
   ップ（ｃ）と（ｄ）を繰り返すステップをさらに有する
   ことを特徴とする、請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】 前記（ａ）ステップで復号化された層
   は、第一の処理されたサブストリームの一部であり、 前記（ｃ）ステップで復号化された層は、１個の層の復
   号化部分がステップ（ｂ）で除去された後、第一の処理
   されたサブストリームの一部であり、 前記信号は、少なくとも２個の処理されたサブストリー
   ムを含み、 （ｆ） 別の処理されたサブストリームの一部である層
   の、少なくとも一部を復号化するステップと、 （ｇ） 別の処理されたサブストリームの一部である別
   の層の、少なくとも一部を復号化するステップとをさら
   に有することを特徴とする、請求項３記載の方法。
6. 【請求項６】 プリミティブデータストリーム（１１
   ５）の少なくとも一部を通信するシステムで用いられる
   送信機（６１７）において、 前記プリミティブデータストリーム（１１５）は、サブ
   ストリーム（１２５−１、１２５−２、１２５−３、１
   ２５−４）を含み、 サブストリーム（１２５−１、１２５−２、１２５−
   ３、１２５−４）の一つを処理されたサブストリーム
   （６３５−１、６３５−２、６３５−３、６３５−４）
   に層状化する第一層状化器（６１０−１、６１０−２、
   ６１０−３、６１０−４）を含み、 前記処理されたサブストリーム（６３５−１、６３５−
   ２、６３５−３、６３５−４）は、複数の層（６３２−
   １１、６３２−１２、６３２−１３、６３２−１４、６
   ３２−２１、６３２−２２、６３２−２３、６３２−２
   ４、６３２−３１、６３２−３２、６３２−３３、６３
   ２−３４、６３２−４１、６３２−４２、６３２−４
   ３、６３２−４４）を有し、 前記処理されたサブストリーム（６３５−１、６３５−
   ２、６３５−３、６３５−４）の各層（６３２−１１、
   ６３２−１２、６３２−１３、６３２−１４、６３２−
   ２１、６３２−２２、６３２−２３、６３２−２４、６
   ３２−３１、６３２−３２、６３２−３３、６３２−３
   ４、６３２−４１、６３２−４２、６３２−４３、６３
   ２−４４）は、１個のサブストリーム（１２５−１、１
   ２５−２、１２５−３、１２５−４）の複数のサブスト
   リーム成分（６２５−１１、６２５−１２、６２５−１
   ３、６２５−１４、６２５−２１、６２５−２２、６２
   ５−２３、６２５−２４、６２５−３１、６２５−３
   ２、６２５−３３、６２５−３４、６２５−４１、６２
   ５−４２、６２５−４３、６２５−４４）のそれぞれを
   表すことを特徴とする、プリミティブデータストリーム
   １１５の少なくとも一部を通信するシステムで用いられ
   る送信機。
7. 【請求項７】 前記第一層状化器（６１０−１、６１０
   −２、６１０−３、６１０−４）は、 （Ａ） １個のサブストリーム（１２５−１、１２５−
   ２、１２５−３、１２５−４）を受領する入力と、サブ
   ストリーム成分（６２５−１１、６２５−１２、６２５
   −１３、６２５−１４、６２５−２１、６２５−２２、
   ６２５−２３、６２５−２４、６２５−３１、６２５−
   ３２、６２５−３３、６２５−３４、６２５−４１、６
   ２５−４２、６２５−４３、６２５−４４）の一つを出
   力する複数の出力とを有する、デマルチプレクサ（６２
   ０−１、６２０−２、６２０−３、６２０−４）と、 （Ｂ） 複数のエンコーダ／モジュレータ（６３０−１
   １、６３０−１２、６３０−１３、６３０−１４、６３
   ０−２１、６３０−２２、６３０−２３、６３０−２
   ４、６３０−３１、６３０−３２、６３０−３３、６３
   ０−３４、６３０−４１、６３０−４２、６３０−４
   ３、６３０−４４）と、 各エンコーダ／モジュレータは、前記デマルチプレクサ
   ６２０−１、６２０−２、６２０−３、６２０−４の出
   力の一つに接続された、入力を有し、 前記各エンコーダ／モジュレータは、前記サブストリー
   ム成分（６２５−１１、６２５−１２、６２５−１３、
   ６２５−１４、６２５−２１、６２５−２２、６２５−
   ２３、６２５−２４、６２５−３１、６２５−３２、６
   ２５−３３、６２５−３４、６２５−４１、６２５−４
   ２、６２５−４３、６２５−４４）のうちの、少なくと
   も一つのそれぞれを符号化し、変調し、それぞれの層
   （６３２−１１、６３２−１２、６３２−１３、６３２
   −１４、６３２−２１、６３２−２２、６３２−２３、
   ６３２−２４、６３２−３１、６３２−３２、６３２−
   ３３、６３２−３４、６３２−４１、６３２−４２、６
   ３２−４３、６３２−４４）を得て、 （Ｃ） 前記エンコーダ／モジュレータ（６３０−１
   １、６３０−１２、６３０−１３、６３０−１４、６３
   ０−２１、６３０−２２、６３０−２３、６３０−２
   ４、６３０−３１、６３０−３２、６３０−３３、６３
   ０−３４、６３０−４１、６３０−４２、６３０−４
   ３、６３０−４４）の一つの出力に結合された、複数の
   入力と、前記処理されたサブストリーム（６３５−１、
   ６３５−２、６３５−３、６３５−４）を出力する出力
   とを有するコンバイナ（６３４−１、６３４−２、６３
   ４−３、６３４−４）とを有することを特徴とする、請
   求項６記載の送信機。
8. 【請求項８】 前記送信機（６１７）が無線通信システ
   ムの基地局の一部であることを特徴とする、請求項６記
   載の送信機。
9. 【請求項９】 処理されたサブストリーム（６３５−
   １、６３５−２、６３５−３、６３５−４）の一つの、
   前記各層（６３２−１１、６３２−１２、６３２−１
   ３、６３２−１４、６３２−２１、６３２−２２、６３
   ２−２３、６３２−２４、６３２−３１、６３２−３
   ２、６３２−３３、６３２−３４、６３２−４１、６３
   ２−４２、６３２−４３、６３２−４４）の、少なくと
   も一つの送信特徴は、一つの処理されたサブストリーム
   （６３５−１、６３５−２、６３５−３、６３５−４）
   の他の層（６３２−１１、６３２−１２、６３２−１
   ３、６３２−１４、６３２−２１、６３２−２２、６３
   ２−２３、６３２−２４、６３２−３１、６３２−３
   ２、６３２−３３、６３２−３４、６３２−４１、６３
   ２−４２、６３２−４３、６３２−４４）の送信特徴と
   は異なることを特徴とする、請求項１、３、５，６のい
   ずれかに記載の送信機。
10. 【請求項１０】 前記送信特徴は、ビットレートとパワ
    ーレベルの少なくとも一方を含むことを特徴とする、請
    求項９記載の送信機。