JP2007504692A - 空間・時間コード行列によるコード信号をデコードするための受信機および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
プリデコードデータを供給する、該信号が発射された場合に実行されるダイバーシティプリエンコードの逆のダイバーシティプリデコードを行う。該信号を形成するシンボルを該プリデコードデータから推定して、推定シンボルを供給する。推定信号を付与するために該推定シンボルに適用された、発射時に実行される該ダイバーシティプリエンコードと同一のダイバーシティプリエンコードを行う。
スペクトル拡散技術と、線形プリエンコードとである。
該エンコード行列の共役転置である行列に対応するデコード行列の、少なくとも該エンコード行列を考慮する完全エンコード/チャネル/デコード行列から得られた対角化を行う。発射時に実行される変調と対称的な復調を行う。発射時に実行されるインタレースと対称的なデインタレースを行う。発射時に実行されるチャネルエンコードと対称的なチャネルデコードを行う。発射時に実行されるのと同一のリインタレースを行う。発射時に実行されるのと同一の、推定信号を供給する再変調を行う。最適化信号を供給する、干渉行列を乗算した該推定信号を等化信号から減算することを備える干渉除去ステップの少なくとも1つの反復を行う。
デコード信号を供給する、発射時に実行された空間・時間エンコードの逆である空間・時間デコードを行う。等化信号を供給する、該デコード信号の等化を行う。該エンコード行列の共役転置である行列に対応するデコード行列の、少なくとも1つのエンコード行列を考慮する完全対角エンコード/チャネル/デコード行列につながる行列と該等化信号の乗算による対角化を行う。プリデコードデータを供給する、該信号の発射時に実行されるダイバーシティプリエンコードの逆であるダイバーシティプリデコードを行う。推定シンボルを供給する、該信号を形成するシンボルを該プリデコードデータから推定する。推定信号を付与するために該推定シンボルに適用される、発射時に実行される該ダイバーシティプリエンコードと同一のダイバーシティプリエンコードを行う。以下のサブステップを実行する干渉除去ステップの少なくとも1つの反復を行う。最適化信号を供給する、干渉行列を乗算した該推定信号を該等化信号から減算する。プリデコードデータを供給する、該信号の発射時に実行されるダイバーシティプリエンコードの逆である該最適化信号のダイバーシティプリデコードを行う。新たな推定シンボルを供給する、該最適化信号を形成するシンボルをプリデコードデータから推定する。最後の反復を除いて、新たな推定信号を付与するために該新たな推定シンボルに適用される、発射時に実行される該ダイバーシティプリエンコードと同一の(最後の反復を除く)ダイバーシティプリエンコードを行う。
デコード信号を供給する、発射時に実行される空間・時間エンコードの逆である空間・時間デコードを行う。等化信号を供給する該デコード信号の等化と、該エンコード行列の共役転置である行列に対応するデコード行列の、少なくとも1つの該エンコード行列を考慮する完全対角エンコード/チャネル/デコード行列につながる行列と該等化信号の乗算による対角化を行う。プリデコードデータを供給する、該信号の発射時に実行されるダイバーシティプリエンコードの逆であるダイバーシティプリデコードを行う。推定シンボルを供給する、該信号を形成するシンボルを該プリデコードデータから推定する。
ここで、
ここで
1.1 序論
4個のエミッタアンテナおよび1個の受信アンテナを具備しかつレート1のこの空間・時間コードはH.Jafarkhaniによって[7]で紹介された。
本発明の態様の1つは、発射された信号のa priori情報によって反復して干渉項を相殺することである。これを実行するために、2つのモジュールが図2に示されるように使用される。
初期化(反復1)において、(対角化モジュールと称される)第1のモジュール21が第1のタイムの発射信号を推定するために使用される。
第2の反復222から最終反復22pまで:(干渉除去モジュールと称される)第2のモジュールは、先行の反復によって付与された発射信号のa priori情報によって再構築された干渉項を受信信号から除去することを目的としている。
図3に示された第1の反復21は後続の反復と異なる。信号と行列を乗算することからなるため、全体として行列は対角である。このために、まず行列Gは対角化される(31)。この動作は、Gと、係数とは別にGの余行列である対角行列Φとの行列乗算によって簡単に実行される。
図5は、エンコード(スペクトル効率=2ビット/Hz)なしの4位相変調(QPSK)について上記説明されたシステムの性能を表す。レイリーチャネルは白(未フィルタリング)とみなされる。
使用されたコードはH.Jafarkhaniによって[7]で紹介された。8個のエミッタアンテナE1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8および1個の受信アンテナR1が考慮される。この結果は(シンボル間干渉のない)8個の伝搬チャネル、h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8である。
図6は、チャネルエンコード(スペクトル効率=1.5ビット/Hz)なしの4位相変調(QPSK)に対して3/4レートコードで提案されたシステムの性能を表す。レイリーチャネルは白(未フィルタリング)であり、16個のシンボルタイムインターバルで一定であるとみなされる。
ここに表されたコードは文献には存在しない。これは、Tirkkonen ABBAスキーム[6]に続いてTarokhのG4コード[8]から作成された。8個のエミッタアンテナE1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8および1個の受信アンテナが、8個の伝搬チャネル、h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8と共に依然として考慮される。
図7は、チャネルエンコード(スペクトル効率=1ビット/Hz)なしの4位相変調(QPSK)に対して1/2レートコードで提案されたシステムの性能を表す。レイリーチャネルは白(未フィルタリング)であり、かつ16個のシンボルタイムインターバルでは一定であるとみなされる。
V.Le Nirによって[10]に紹介されたプリエンコードは同じスペクトル効率のままでありながらダイバーシティの利得を提供し、直交空間・時間コードをも提供する。
本書は直交空間・時間コードに対して設計されたアプローチを提案しており、これに従って、発射されるシンボルは、ブロック空間・時間エンコード動作によってエンコードされる前に特定の線形プリエンコード行列によってプリエンコードされる。このアプローチは受信時の処理を簡略化する。
非直交空間・時間コードについて、本書に示されたプリエンコードスキームはコードの非直交性によって作成された干渉ゆえにもはや作用しない。
反復1では図9に詳細に説明される対角化86と、後続の反復では図10に詳細に説明される干渉除去872〜87p。である。
4アンテナ発射システムのシミュレーション条件が取り上げられる(Jafarkhani空間・時間コード、4個のシンボルタイム期間において未フィルタリングで、白かつ一定のレイリーチャネル、チャネルエンコードなしのQPSK変調、2ビット/Hzのスペクトル効率)。プリエンコードが長さ64によって選択され、インタレースはIQタイプであり、均一であり、かつ10000個のシンボルタイムインターバルの長さを有している。
Linはプリエンコード64による線形デコードシステム(粗デコード)の性能を表す。Ite1およびIte2は提案されたシステムの最初の2つの反復の性能を表す。干渉およびプリエンコードの最適除去である、プリエンコードによるシステムの最適限度は最終的に最適である、
例えばCDMA、MC−CDMA、WCDMA、DS−CDMAおよび他の技術の使用によって、類似のアプローチがスペクトル拡散プリエンコードと併用されてもよい。
図16に示された本発明の一実施形態によると、チャネルエンコードによってシンボルをエンコードすることが提案される。そしてこれらのシンボルは空間・時間コードによってエンコードされる。チャネルエンコードは、冗長情報を付加することによってシステム全体の性能を改良する。
反復1である図17に詳細に説明される対角化166と、後続の反復である図18に詳細に説明される干渉除去1672〜167p。とである。
本発明の別の態様によると、シンボルはチャネルエンコード動作によってエンコードされ、次いでプリエンコードされることが可能である。空間・時間エンコードが次いで実行される。
反復1では図20に詳細に説明される対角化197、後続の反復では図21に詳細に説明される干渉の除去1982〜198p。である。
等化は図22に示されたように対角化に統合可能である。以前のシステムによると、受信信号はまずデコードされる(空間・時間デコードモジュール221)。次いで対角化および等化される(対角化および等化モジュール223)。MMSEの場合、動作は、デコード信号と行列
チャネル推定を反復に導入することが可能である。チャネル推定は、文書に説明された機能に優先して従来的に実行される。複数のデータhiは以下の機能(等化、対角化、チャネルデコードなど)のうちのそれほど重要ではない図19のこの機能196に対して必要であるため、空間・時間でコードの前に完全に実行されなければならない。
これらの異なる態様によると、本発明は以下のような多数の利点を有する。
(例えばプリエンコードによるスキームに含まれる)反復が実行される際に確率レベルを考慮する再構築、IESによるチャネルへの可能な適用、任意の数のアンテナ(4、8、・・・)の使用、空間・時間コードとの併用、ダイバーシティプリエンコードとの関連、等化の実行などである、
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Claims (18)
- 空間・時間または空間・周波数エンコード行列によって、空間、時間および/または周波数に分布されたシンボルを備える受信信号をデコードするための方法であって、
空間・時間デコードステップおよび少なくとも1つの反復を実行し、
各反復が、
前記信号が発射される際に実行されるダイバーシティプリエンコードの逆である、プリデコードデータを供給するダイバーシティプリデコードを行うステップと、
前記信号を形成するシンボルを前記プリデコードデータから推定し、推定シンボルを供給するステップと、
最後の反復を除いて推定信号を付与するために前記推定シンボルに適用される、発射時に実行された前記ダイバーシティプリエンコードと同一のダイバーシティプリエンコードを行うステップと
を含む、方法。 - 発射時に実行された空間・時間エンコードの逆である、デコード信号を供給する空間・時間デコードを行うステップと、
前記デコード信号を等化して、等化信号を供給するステップと、
前記エンコード行列の共役転置である行列に対応するデコード行列の少なくとも前記エンコード行列を考慮する完全エンコード/チャネル/デコード行列から得られた対角行列に等化信号の行列を変換するステップと、
前記信号の発射時に実行されたダイバーシティプリエンコードの逆である、プリデコードデータを供給するダイバーシティプリデコードを行うステップと、
前記信号を形成するシンボルを前記プリデコードデータから推定し、推定シンボルを供給するステップと、
推定信号を付与するために前記推定シンボルに適用される、発射時に実行された前記ダイバーシティプリエンコードと同一のダイバーシティプリエンコードを行うステップと、
以下のサブステップを実行する干渉除去ステップの少なくとも1つの反復を行うステップと、
干渉行列を乗算した前記推定信号を前記等化信号から減算して、最適信号を供給するステップと、
前記信号の発射時に実行されたダイバーシティプリエンコードの逆である、プリデコードデータを供給する前記最適信号のダイバーシティプリデコードを行うステップと、
前記最適信号を形成するシンボルをプリデコードデータから推定して、新たな推定シンボルを供給するステップと、
最後の反復を除いて新たな推定信号を付与するために前記新たな推定シンボルに適用される、発射時に実行された前記ダイバーシティプリエンコードと同一のダイバーシティプリエンコードを行うステップと
含む、請求項1に記載の方法。 - 前記空間・時間デコードおよび等化ステップおよび/または前記等化および変換ステップが共に実行される請求項2に記載の方法。
- 前記エンコードシンボルが少なくとも2つのアンテナによって発射され、異なる対応する送信チャネルが包括的に考慮される請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- MMSE型等化と、
EGC型等化と、
ZF型等化と、
受信信号および受信雑音間の信号対雑音比を表す情報を考慮する等化と
を備える群に属する技術のうちの1つに従って、前記等化ステップが等化を実行する請求項2〜4のいずれかに記載の方法。 - 前記シンボル推定ステップが信頼情報を判定と関連付ける軟判定を実行し、前記1つまたは複数の減算ステップが前記複数の信頼情報を考慮する請求項2〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記受信信号がマルチキャリア信号である請求項2〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記プリエンコードが、
スペクトル拡散技術と、
線形プリエンコードと
のうちの1つによって得られる請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 - 前記等化ステップの前または後および/または少なくとも1つの前記反復中に自動利得制御ステップを実行する請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 発射時に実行されたチャネルエンコードステップと対称的なチャネルデコードステップを備える請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 前記チャネルデコードステップはターボデコード動作を実行する請求項10に記載の方法。
- 発射時に実行されたインタレースに対応する少なくとも1つのデインタレースステップおよび少なくとも1つのリインタレースステップを備える請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも1つの反復中に推定されたデータを考慮する、チャネル推定を改良するステップを備える請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 空間・時間エンコード行列によって空間および時間および/または周波数に分布されたシンボルを備える受信信号をデコードするための手段を実行する受信機であって、
発射時に実行された空間・時間エンコードの逆である空間・時間デコード手段を備え、さらに、
前記最適信号をダイバーシティプリデコードするための手段であって、前記信号の発射時に実行されたダイバーシティプリエンコードの逆であるプリデコードを実行し、プリデコードデータを供給する、手段と、
前記最適信号を形成するシンボルをプリデコードデータから推定して、新たな推定シンボルを供給するための手段と、
新たな推定信号を付与するために前記新たな推定シンボルに適用された、発射時に実行された前記ダイバーシティプリエンコードと同一のプリエンコードを実行するダイバーシティプリエンコード手段と
を備え、前記手段が各シンボルに対して少なくとも一回は実行される、受信機。 - 空間・時間または空間・周波数エンコード行列によって空間、時間および/または周波数に分布されたシンボルを備える受信信号をデコードするための方法であって、
少なくとも前記エンコード行列を考慮する完全エンコード/チャネル/デコード行列から得られた、前記エンコード行列の共役転置である行列に対応するデコード行列の対角化を行うステップと、
発射時に実行された変調と対称的な復調を行うステップと、
発射時に実行されたインタレースと対称的なデインタレースを行うステップと、
発射時に実行されたチャネルエンコードと対称的なチャネルデコードを行うステップと、
発射時に実行されたのと同一のリインタレースを行うステップと、
発射時に実行されたのと同一の、推定信号を供給する再変調するステップと、
干渉行列が乗算された前記推定信号を等化信号から減算することを備える干渉除去ステップの少なくとも1つの反復であって、最適信号を供給するステップと
を含む、方法。
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