JP2012100285A - パケットの送信に関して異なる変調方式を用いる方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単一のパケットに関して複数の変調方式を用いるための技術を提供する。
【解決手段】各データパケットは、処理されて最高Ｔのブロックで送信され、ここで、Ｔ＞１である。良い性能を達成させるためにＴのブロックに関して複数の変調方式を用いる。送信機は、データパケットを符号化して符号ビットを生成する。次に、送信機は、パケットに関して生成された符号ビットを用いて符号ビットブロックを形成し、（例えば、パケットに関して選択されたモード／率に基づき）ブロックに関して用いる変調方式を決定し、ブロックに関する符号ビットを変調方式に基づいてマッピングしてデータシンボルを得て、データシンボルブロックを処理して受信機に送信する。送信機は、データパケットが正確に復号されるか又はＴのすべてのブロックが送信されるまで他のブロックを同様の方法で生成及び送信する。受信機は、パケットを受信及び復号するための補完的な処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的には、通信に関するものである。本発明は、より具体的には、通信システムにおけるデータ送信に関するものである。

通信システムにおいては、送信機は、典型的には、データに関する変調シンボルであるデータシンボルを得るためにトラフィックデータを符号化、インターリービング、及び変調（すなわち、シンボルマッピング）する。コヒーレントシステムに関しては、送信機は、パイロットシンボルを前記データシンボルと多重化する。パイロットシンボルは、送信機及び受信機の両方によって事前に知られているデータであるパイロットに関する変調シンボルである。送信機は、多重化されたデータシンボル及びパイロットシンボルさらに処理して変調された信号を生成し、通信チャネルを介してこの信号を送信する。前記チャネルは、チャネル応答によって前記送信された信号を歪め、さらに雑音及び干渉によって前記信号を劣化させる。

受信機は、前記送信された信号を受信し、前記受信された信号を処理して受信されたデータシンボル及び受信されたパイロットシンボルを得る。コヒーレントシステムに関しては、受信機は、前記受信されたパイロットシンボルを用いて前記チャネル応答を推定し、前記チャネル応答推定値を用いて前記受信されたデータシンボルに関するコヒーレントな検出を行って検出されたデータシンボルを得る。前記検出されたデータシンボルは、送信機によって送信された前記データシンボルの推定である。次に、受信機は、前記検出されたデータシンボルをデインターリービング及び復号して復号されたデータを得る。前記復号されたデータは、送信機によって送信された前記トラフィックデータの推定である
送信機によって行われる符号化及び変調は、データ送信の性能に対して大きな影響を有する。

従って、良い性能を達成させるような方法で符号化及び変調を行う技術が必要である。

本明細書においては、良い性能を達成させるために単一のパケットに関して複数の変調方式（すなわち、変調フォーマット）を用いるための技術が説明される。これらの技術は、様々な無線及び有線通信システムに関して用いることができる。これらの技術は、後述される増加的冗長性（ＩＲ）送信を用いるシステムにとっても非常に適している。

各データパケットは、処理して最高でＴのブロックで送信することができ、ここで、Ｔ＞１である。各ブロックは、パケットの一部分のみに関する符号ビットを搬送し、前記ブロックに関して用いられる変調方式に基づいて変調される。良い性能を達成させるために前記パケットのＴのブロックに関して複数の異なる変調方式が用いられる。Ｔのブロックに関する変調方式は、下記のように選択することができる。

送信機は、基本順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号（例えば、ターボ符号又は畳み込み符号）に従ってデータパケットを符号化して前記パケットに関する符号ビットを生成することができる。次に、送信機は、例えばパンクチャリングパターンに基づいて、前記パケットに関して生成された符号ビットを用いて１つのブロックの符号ビットを形成する。送信機は、前記ブロックに関して用いる変調方式を（例えば、前記データパケットに関して選択されたモード及び／又は率に基づいて）決定し、前記ブロックに関する符号ビットをこの変調方式に基づいてマッピングして前記ブロックに関するデータシンボルを得る。送信機は、前記データシンボルブロックをさらに処理して受信機に送信する。前記データパケットが受信機によって正確に復号されない場合及びＴのブロックが前記パケットに関して送信されてしまっていない場合は、送信機は、他のブロックのデータシンボルを同様の方法で送信する。受信機は、前記パケットを受信して復号するための補完的な処理を行う。

以下では、本発明の様々な側面及び実施形態がさらに詳細に説明される。

本発明の特長及び性質は、下記の詳細な説明と図面を併用することでさらに明確になる。同一のものについては図面全体に渡って同一の参照符号を付すこととする。

増加的冗長性送信を示した図である。 送信機及び受信機のブロック図である。 送信（ＴＸ）データプロセッサのブロック図である。 ＴＸデータプロセッサによる１つのデータパケットの処理を示した図である。 単一の変調方式によるパケットに関する符号ビットブロックの形成を示した図である。 ２つの異なるモードに関する複数の変調方式によるパケットに関する符号ビットブロックの形成を示した図である。 ２つの異なるモードに関する複数の変調方式によるパケットに関する符号ビットブロックの形成を示した図である。 検出器及び受信（ＲＸ）データプロセッサのブロック図である。 複数の変調方式を用いてデータパケットをそれぞれ送信及び受信するためのプロセスを示した図である。 複数の変調方式を用いてデータパケットをそれぞれ送信及び受信するためのプロセスを示した図である。

本明細書において用いられている「典型的な」という表現は、「1つの例、事例、又は実例」を示すことを目的とするものである。このため、本明細書において「典型的な」実施形態又は「典型的な」設計として説明されているいずれの実施形態も及びいずれの設計も、その他の実施形態又は設計よりも好ましい又は有利であるとは必ずしも解釈すべきではない。

単一のパケットに関して複数の変調方式を用いることに関して本明細書において説明される技術は、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）システム、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多重接続（ＦＤＭＡ）システム、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に基づくシステム、単入力単出力（ＳＩＳＯ）システム、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システム、等の様々な通信システムに関して用いることができる。これらの技術は、増加的冗長性（ＩＲ）を利用するシステム及びＩＲを利用しないシステム（例えば、単純にデータを繰り返すシステム）に関して用いることができる。説明を明確化するため、これらの技術は、ＩＲを用いる通信システムに関して説明される。

図１は、通信システムにおける送信機と受信機の間のＩＲ送信を示す。データ送信タイムラインは、フレームにパーティショニングされ、各フレームは、特定の継続時間を有する。図１に示されるＩＲ送信実施形態に関しては、受信機は、最初に通信チャネルを推定し、チャネル状態に基づいて「モード」を選択し、前記選択されたモードをフレーム０で送信機に送信する。代替として、受信機は、チャネル品質の推定値を送り返し、送信機は、前記チャネル品質推定値に基づいてモードを選択する。いずれの場合も、前記モードは、パケットに関するパケットサイズ、符号化率、変調方式、等を示すことができる。送信機は、前記選択されたモードに従ってデータパケット（パケット１）を処理し、前記パケットに関する最高Ｔのブロックのデータシンボルを生成する。Ｔは、所定のデータパケットに関する最大ブロック数であり、ＩＲに関しては１よりも大きい（Ｔ＞１）。第１のブロックは、典型的には、受信機が良好なチャネル状態下で前記パケットを復号するのを可能にすることができる十分な情報を含む。各後続ブロックは、典型的には、前ブロックに含まれていない追加のパリティ／冗長性情報を含む。次に、送信機は、パケット１に関する第１のデータシンボルブロック（ブロック１）をフレーム１で送信する。受信機は、第１のデータシンボルブロックを受信、検出、及び復号し、パケット１が誤って復号されている（すなわち、「消去されている」）と決定し、否定応答（ＮＡＫ）をフレーム２で送り返す。送信機は、前記ＮＡＫを受信し、パケット１に関する第２のデータシンボルブロック（ブロック２）をフレーム３で送信する。受信機は、ブロック２を受信及び検出し、ブロック１及び２を復号し、パケット１が依然として誤って復号されていると決定し、他のＮＡＫをフレーム４で送り返す。ブロック送信及びＮＡＫ応答は、あらゆる回数だけ繰り返すことができる。

図１に示される例に関して、送信機は、データシンボルブロックＮ−１に関するＮＡＫを受信し、パケット１に関するデータシンボルブロックＮ（ブロックＮ）をフレームｎで送信する。ここで、Ｎ≦Ｔ。受信機は、ブロックＮを受信して検出し、ブロック１乃至Ｎを復号し、パケットが正確に復号されていると決定し、肯定応答（ＡＣＫ）をフレームｎ＋１で送り返す。受信機は、通信チャネルを推定し、次のデータパケットに関するモードを選択し、前記選択されたモードをフレームｎ＋１で送信機に送り返す。送信機は、ブロックＮに関する前記ＡＣＫを受信し、パケット１の送信を終了させる。送信機は、前記選択されたモードに従って次のデータパケット（パケット２）を処理し、パケット２に関する第１のデータシンボルブロック（ブロック１）をフレームｎ＋２で送信する。送信機及び受信機における前記処理は、通信チャネルを介して送信された各データパケットに関して同じ方法で継続する。

図１に示されるように、増加的冗長性を有する場合は、送信機は、各データパケットを一続きのブロック送信で送信し、各ブロック送信は、前記パケットの一部分を搬送する。受信機は、前記パケットに関して受信された全ブロックに基づいて各ブロック送信後に前記パケットを復号するのを試みることができる。送信機は、受信機による復号成功後に前記パケットの送信を終了する。

図１に示される例に関して、各ブロック送信に関して受信機からのＡＣＫ／ＮＡＫ応答に関する１フレームの遅延が存在する。一般的には、この遅延は、１つ又は複数のフレームである。チャネルの利用を向上させるため、複数のデータパケットをインターレース方式で送信することができる。例えば、１つのトラフィックチャネルに関するデータパケットは、奇数番号付きのフレームで送信することができ、他のトラフィックチャネルに関するデータパケットは、偶数番号付きのフレームで送信することができる。さらに、例えばＡＣＫ／ＮＡＫ遅延が１フレームよりも長い場合は、３つ以上のトラフィックチャネルをインターレースすることも可能である。

システムは、率、パケットフォーマット、無線構成、又はその他の何らかの用語で呼ばれることがある一組のモードをサポートするように設計することができる。各モードは、目標レベルの性能、例えば１％のパケット誤り率（ＰＥＲ）、を達成させるために要求される特定の符号化率又は符号化方式、特定の変調方式、特定のスペクトル効率、及び特定の最小の信号−雑音―干渉比（ＳＩＮＲ）と関連づけることができる。スペクトル効率は、システム帯域幅によって正規化されたデータ速度（又は情報ビット速度）を意味し、ビット／秒／ヘルツ（ｂｐｓ／Ｈｚ）の単位で与えられる。一般的には、高いスペクトル効率ほどより高いＳＩＮＲが必要である。サポートされているモードの組は、典型的には、多少均一な間隔で漸増的に１つの範囲のスペクトル効率を網羅する。所定のチャネル状態及び受信されたＳＩＮＲに関して、前記受信されたＳＩＮＲによってサポートされている最高のスペクトル効率を有するモードをデータ送信のために選択して使用することができる。

スペクトル効率は、符号化率及び変調方式によって決定される。符号化率は、符号器内への入力ビット数と前記符号器によって生成されて送信される符号ビット数の比である。例えば、２／９の符号化率（すなわち、Ｒ＝２／９）は、２つの入力ビットごとに９つの符号ビットを生成する。これよりも低い符号化率（例えば、Ｒ＝１／４又は１／５）は、より高い冗長性を有し、従ってより高い誤り訂正能力を有する。しかしながら、より低い符号化率に関してより多くの符号ビットが送信され、従ってスペクトル効率もより低い。

様々な変調方式をデータ送信に関して用いることができる。各変調方式は、Ｍの信号点を含む信号点配置と関連づけられ、ここでＭ＞１である。各信号点は、複素値によって定められ、Ｂビット２進値によって識別される。ここで、Ｂ≧１及び２^Ｂ＝Ｍ。シンボルマッピングに関して、送信される符号ビットは、最初にＢの符号ビットの組にグループ分けされる。Ｂの符号ビットの各組は、特定の信号点にマッピングされるＢビットの２進値を形成し、次にＢの符号ビットから成る前記グループに関する変調シンボルとして送信される。従って、各変調シンボルは、Ｂの符号ビットに関する情報を搬送する。幾つかの共通して用いられる変調方式は、２位相偏移（ＢＰＳＫ）と、４位相偏移（ＱＰＳＫ）と、多値位相変調（Ｍ−ＰＳＫ）と、多値４位相振幅変調（Ｍ−ＱＡＭ）と、を含む。変調シンボル当たりの符号ビット数（Ｂ）は、ＢＰＳＫに関してはＢ＝１、ＱＰＳＫに関してはＢ＝２、８−ＰＳＫに関してはＢ＝３、１６−ＱＡＭに関してはＢ＝４、６４−ＱＡＭに関してはＢ＝６、等として与えることができる。Ｂは、変調方式の順位を示し、順位が高い変調方式ほど１つの変調シンボル当たりの送信可能ビット数が多い。

所定の符号化率及び所定の変調方式に関するスペクトル効率（Ｓ）は、前記符号化率（Ｒ）及び前記変調方式に関する変調シンボル当たりの符号ビット数（Ｂ）の積、すなわち、Ｓ＝Ｒ×Ｂとして計算することができる。所定のスペクトル効率は、符号化率と変調方式の様々な組合せ（又は符号化と変調の対）を用いて得ることができる。例えば、以下の符号率と変調方式の組合せによってＳ＝４／３のスペクトル効率を得ることができる。

ＱＰＳＫ（Ｂ＝２）及び符号化率 Ｒ＝２／３
８−ＰＳＫ（Ｂ＝３）及び符号化率 Ｒ＝４／９
１６−ＱＡＭ（Ｂ＝４）及び符号化率 Ｒ＝１／３
６４−ＱＡＭ（Ｂ＝６）及び符号化率 Ｒ＝２／９
所定のスペクトル効率に関する符号化率と変調方式の異なる組合せは、異なる性能を有することができ、目標ＰＥＲを達成するために要求されるＳＩＮＲによって定量化することができる。これらの符号化率と変調方式の異なる組合せは、（例えば、コンピュータシミュレーション、経験的測定、等を通じて）異なるチャネル状態及び可能なことに異なるチャネルモデルに関して評価することができる。最良の性能を有する符号化率と変調方式の組合せを選択し、システムによってサポートされるモードの組内に含めることができる。

所定のスペクトル効率に関して、より高い順位の変調方式とより低い符号化率の組合せは、典型的には、より低い順位の変調方式とより高い符号化率の組合せよりも良い容量を達成させることができる。しかしながら、実際上の難題に起因して、より良い容量を達成させる変調方式と符号化率の所定の組合せがより良い性能を提供しない場合があり、典型的には、変調方式と符号化率の間でいずれを犠牲にするかを比較考量する必要がある。性能を最適化するためのこの比較考量に関して、変調方式と符号化率の「最適な」の組合せが存在する。

より高い順位の変調方式と低い符号化率の組合せの性能上の利点は、周波数選択的又は時間選択的チャネルに関して向上する傾向がある。周波数選択的チャネルは、システム帯域幅全体にわたって変動する（すなわち、平らでない）周波数応答を有する通信チャネルである。時間選択的チャネルは、経時で変動する（すなわち、静止していない）応答を有する通信チャネルである。異なるスペクトル効率に関する符号化率と変調方式の最良の組合せを決定するための研究が行われた。この研究から、周波数／時間選択的チャネルに関してはＲ＝１／２以下の符号化率を用いるべきであるという経験則が得られた。従って、所定のスペクトル効率に関して１／２よりも高い符号化率を用いることができる場合でも、１／２に近い又は１／２以下の符号化率をより高い順位の変調方式と組み合わせて用いるべきである。この研究は、特定のチャネルモデルに関するものであり、その他のチャネルモデルに関しては性能が異なることがある。

増加的冗長性を利用しないシステムに関しては、各データパケットは、前記パケットに関して選択されたモードに関する特定の符号化率及び特定の変調方式に基づいて符号化及び変調される。次に、パケット全体が送信され、前記選択されたモードと関連するスペクトル効率を達成させる。前記システムによってサポートされる各モードに関する符号化率及び変調方式は、コンピュータシミュレーション、経験的測定、等によって決定することができる。

増加的冗長性を利用するシステムに関しては、各データパケットは、上述されるように、前記パケットが受信機によって正確に復号されるまで１つ以上のブロックで送信される。データパケットに関して送信された各々の追加ブロックは、前記パケットのスペクトル効率を低下させる。従って、各データパケットに関するスペクトル効率は、事前には知られておらず、前記パケットに関する各ブロック送信とともに変化する。

表１は、システムによってサポートされる典型的な７つのモードの組を示す。各モードｍは、特定の変調方式及び各ブロック送信のために用いられる符号化率である特定の「基本」符号化率R_base,mと関連する。所定のモードに関する各ブロック送信に関して同じ基本符号化率及び変調方式が用いられる。例えば、モデル３に関してはＱＰＳＫは及び基本符号化率Ｒ＝２／３が用いられる。モード３で送信されるデータパケットの場合は、前記パケットの各ブロックは、ＱＰＳＫ及び符号化率Ｒ＝２／３を用いて送信される。表１は、Ｔ＝４であること及びデータパケットが正確に復号されたかどうかにかかわらず４つのブロック送信後に終了されると想定している。

各モードは、異なる数のブロック送信に関する異なる「有効な」符号化率とも関連する。モードｍで送信されたデータパケットに関しては、Ｌ番目のブロック送信後における前記データパケットに関する有効符号化率R_eff,m(Ｌ)、ここで、Ｌ＝１，２，．．．Ｔ、は、基本符号化率をＬで割った値に等しい。すなわち、R_eff,m(Ｌ) = R_base,m／Ｌである。この理由は、前記データパケットに関してはＬのブロック送信においてＬ×符号ビット数が送信されているためである。例えば、モード３で送信されたデータパケットは、前記パケットに関して１つだけのブロックが送信される場合はＲ＝２／３の有効符号化率とＳ＝４／３のスペクトル効率、前記パケットに関して２つのブロックが送信される場合はＲ＝１／３の有効符号化率とＳ＝２／３のスペクトル効率、前記パケットに関して３つのブロックが送信される場合はＲ＝２／９の有効符号化率とＳ＝４／９のスペクトル効率、前記パケットに関して４つのブロックが送信される場合はＲ＝１／６の有効符号化率とＳ＝１／３のスペクトル効率を有する。

表１に示されるように、各モードに関する有効符号化率（列４乃至７の括弧内）及びスペクトル効率（列４乃至７における等号の後の数字）は、パケットに関して送信されるブロック数に起因して変動する。従って、各モードは、複数のスペクトル効率に関して用いることができる。各モードに関して、特定のスペクトル効率（例えば２つのブロック送信）において最良の性能を達成させる符号化率と変調方式の組合せを選択して前記モードに関して用いることができる。しかしながら、符号化率と変調方式のこの組合せは、その他のスペクトル効率（例えば、１つのブロック送信、３つのブロック送信、及び４つのブロック送信）では優れた性能を達成させない可能性がある。

性能を向上させるために、所定のモードに関する異なるブロック送信に関して符号化率と変調方式の異なる組合せを用いることができる。各モードに関する符号化率と変調方式の異なる組合せは、様々な方法で決定することができる。

第１の実施形態においては、各ブロック送信に関して用いる変調方式は、前記ブロック送信後に達成されるスペクトル効率に基づいて選択される。各モードｍに関して、Ｌ番目のブロック送信に関する変調方式M_m(Ｌ)は、次のように選択することができる。すなわち、最初にモードｍに関するＬ番目のブロック送信後のスペクトル効率S_m(Ｌ)が表１から決定される。次に、変調方式M_m(Ｌ)が最低順位の変調方式に設定され、１／２以下の有効符号化率R'_eff,m(Ｌ)と組み合わせてスペクトル効率S_m(Ｌ)が達成される。有効符号化率R'_eff,m(Ｌ)は、Ｌのブロック送信の各々に関して変調方式M_m(Ｌ)が用いられた場合のＬのすべてのブロック送信に関する符号化率である。有効符号化率、変調方式、及びスペクトル効率の間の関係は、S_m(Ｌ) = R'_eff,m(Ｌ) × B_m(Ｌ)として表すことができ、ここで、B_m (Ｌ)は、変調方式M_m(Ｌ)に関する変調シンボル当たりの符号ビット数である。従って、変調方式M_m(Ｌ)は、スペクトル効率S_m(Ｌ)に基づいて以下のように選択することができる。

１．０ｂｐｓ／Ｈｚ以下のスペクトル効率に関してはＱＰＳＫを用いる。

１．０乃至１．５ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率に関しては８−ＰＳＫを用いる。

１．５乃至２．０ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率に関しては１６−ＱＡＭを用いる。

２．０ｂｐｓ／Ｈｚよりも高いスペクトル効率に関しては６４−ＱＡＭを用いる。

上記のマッピングは、ＱＰＳＫ、８−ＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、及び６４−ＱＡＭのみがシステムによってサポートされていると想定している。異なる組のサポートされた変調方式に関してはその他のマッピングを用いることが可能である。

表２は、表１に記載される７つのモードに関する各ブロック送信に関する第１の実施形態に基づいて選択される変調方式を示す。表２の第２の列は、１つのブロック送信後のスペクトル効率である基本スペクトル効率S_base,mを示す。各モードｍに関して、各ブロック送信に関して用いる変調方式は、前記ブロック送信後のスペクトル効率に基づきさらに上述されるスペクトル効率−変調方式マッピングを用いて決定される。一例として、モード３に関しては、第１のブロック送信後のスペクトル効率はＳ＝４／３であるため、この送信に関しては８−ＰＳＫが用いられ、第２のブロック送信後のスペクトル効率はＳ＝２／３であるため、この送信に関してはＱＰＳＫが用いられ、以下同様である。他の例として、モード６に関しては、第１のブロック送信後のスペクトル効率はＳ＝１０／３であるため、この送信に関しては６４−ＱＡＭが用いられ、第２のブロック送信後のスペクトル効率はＳ＝５／３であるため、この送信に関しては１６−ＱＡＭが用いられ、第３のブロック送信後のスペクトル効率はＳ＝１０／９であるため、この送信に関しては８−ＰＳＫが用いられ、第４のブロック送信後のスペクトル効率はＳ＝５／６であるため、この送信に関してはＱＰＳＫが用いられる。

第２の実施形態においては、各モードに関して、各ブロック送信のために用いる符号化率と変調方式の特定の組合せは、良い性能を達成させるために独立して選択される。モードｍを用いた第１のブロック送信に関しては、S_base,mのスペクトル効率を有する符号化率と変調方式の様々な組合せが（例えば、コンピュータシミュレーション、経験的測定、等）に基づいて評価され、最良の性能を有する符号化率R_m(1)と変調方式M_m(１)の組合せが選択される。モードｍを用いた第２のブロック送信に関して、S_base,mのスペクトル効率を有する符号化率と変調方式の様々な組合せが再度評価される。ただし、第１のブロック送信がM_m(１)及びR_m(1)を用いて送信され、復号されたパケットが消去されたことを前提にしている。第２のブロック送信に関する最良の性能を有する符号化率R_m(2)と変調方式
M_m(2)の組合せが選択される。モードｍを用いた第３のブロック送信に関して、S_base,mのスペクトル効率を有する符号化率と変調方式の様々な組合せが再度評価される。ただし、第１のブロック送信がM_m(1)及びR_m(1)を用いて送信され、第２のブロック送信がM_m(2)及びR_m(2)を用いて送信され、両方のブロック送信を有する復号されたパケットが消去されたことが前提となっている。この場合も、最良の性能を有する符号化率R_m(3)と変調方式M_m(3)の組合せが選択される。モードｍを用いた第４のブロック送信に関して、S_base,mのスペクトル効率を有する符号化率と変調方式の様々な組合せが再度評価される。ただし、第１のブロック送信がM_m(１)及びR_m(1)を用いて送信され、第２のブロック送信がM_m(2)及びR_m(2)を用いて送信され、第３のブロック送信がM_m(3)及びR_m(3)を用いて送信され、３つのすべてのブロック送信を有する復号パケットが消去されたことが前提となっている。この場合も、最良の性能を有する符号化率R_m(4)と変調方式M_m(4)の組合せが選択される。従って、モデムｍにおける各ブロック送信に関して符号化率R_m(Ｌ)と変調方式M_m(Ｌ)の異なる組合せを選択することができる。

第３の実施形態においては、各モードに関する指定されたスペクトル効率に関する最良の性能を提供する符号化率と変調方式の組合せが選択される。この指定されたスペクトル効率は、予め決められた数の（例えば２回の）ブロック送信後のスペクトル効率であり、この数のブロック送信後にパケットが正確に復号されると想定している。第２のブロック送信後に早期終了する各モードに関する最良の変調方式が、表２の第４の列によって示されている。各モードに関して、結果的に得られる符号化率が１／２以下である場合は、より高い順位の変調方式が第１のブロック送信に関して選択される。この実施形態は、Ｔのすべてのブロック送信のうちので最も頻繁なブロック送信である第１のブロック送信に関して改良された性能を提供する一方で送信機及び受信機における複雑さを低減させることができる。

各モードにおける各ブロック送信に関する符号化率及び変調方式を選択するための幾つかの実施形態が上述されている。各ブロック送信に関する符号化率及び変調方式は、その他の方法で選択することも可能であり、この選択は、本発明の適用範囲内である。

図２は、ＩＲ送信を利用する無線通信システム２００における送信機２１０及び受信機２５０のブロック図を示す。送信機２１０において、ＴＸデータプロセッサ２２０は、データソース２１２からデータパケットを受信する。ＴＸデータプロセッサ２２０は、各データパケットに関して選択されたモードに従って前記各データパケットを処理（例えば、フォーマット化、符号化、パーティショニング、インターリービング、及び変調）し、前記パケットに関する最高でＴのデータシンボルブロックを生成する。各データパケットに関する選択されたモードは、（１）パケットサイズ（すなわち、前記パケットに関する情報ビット数）及び（２）前記パケットの各データシンボルブロックに関して用いる符号化率と変調方式の特定の組合せを示すことができる。コントローラ２３０は、選択されたモード及び各データパケットに関して受信されたフィードバック（ＡＣＫ／ＮＡＫ）に基づいて前記各データパケットに関する様々な制御をデータソース２１２及びＴＸデータプロセッサ２２０に提供する。ＴＸデータプロセッサ２２０は、データシンボルブロックのストリーム（例えば、各フレームに関して１つのブロック）を提供し、各パケットに関するブロックは、１つ以上のその他のパケットに関するブロックとインターレースすることができる。

送信装置（ＴＭＴＲ）２２２は、前記データシンボルブロックストリームをＴＸデータプロセッサ２２０から受け取り、変調された信号を生成する。送信装置２２２は、（例えば、時分割多重化、周波数分割多重化、及び／又は符号分割多重化を用いて）パイロット信号を前記データシンボルと多重化し、送信シンボルストリームを得る。各送信シンボルは、データシンボル、パイロットシンボル、又は単一の値ゼロを有するヌルシンボルであることができる。送信装置２２２は、ＯＦＤＭがシステムによって用いられる場合はＯＦＤＭ変調を行う。送信装置２２２は、時間領域サンプルのストリームを生成してさらにコンディショニング（例えば、アナログへの変換、周波数アップコンバージョン、フィルタリング、及び増幅）し、変調された信号を生成する。次に、前記変調された信号は、アンテナ２２４から通信チャネルを介して受信機２５０に送信される。

受信機２５０においては、前記送信された信号は、アンテナ２５２によって受信され、前記受信された信号は、受信装置（ＲＣＶＲ）２５４に提供される。受信装置２５４は、前記受信された信号をコンディショニング、デジタル化、及び前処理（例えば、ＯＦＤＭ復調）して受信されたデータシンボル及び受信されたパイロットシンボルを得る。受信装置２５４は、前記受信されたデータシンボルを検出器２５６に、前記受信されたパイロットシンボルをチャネル推定器２５８に提供する。チャネル推定器２５８は、前記受信されたパイロットシンボルを処理し、前記通信チャネルに関するチャネル推定値（例えば、チャネル利得推定値及びＳＩＮＲ推定値）を提供する。検出器２５６は、前記チャネル推定値を用いて前記受信されたデータシンボルに関する検出を行い、検出されたデータシンボルをＲＸデータプロセッサ２６０に提供する。前記検出されたデータシンボルは、（後述されるように）データシンボルを形成するために用いられる符号ビットに関する対数−尤度比（ＬＬＲ）によって、又はその他の表示によって表すことができる。所定のデータパケットに関して新しいブロックの検出されたデータシンボルが得られるたびに、ＲＸデータプロセッサ２６０は、前記パケットに関して得られたすべての検出されたデータシンボルを処理（デインターリービング及び復号）し、復号されたパケットをデータシンク２６２に提供する。ＲＸデータプロセッサ２６０は、さらに、前記復号されたパケットも検査し、前記パケットが正確に復号されているか又は誤りがあるかを示すパケット状態を提供する。

コントローラ２７０は、チャネル推定値をチャネル推定器２５８から、パケット状態をＲＸデータプロセッサ２６０から受信する。コントローラ２７０は、受信機２５０に送信すべき次のデータパケットに関するモードを前記チャネル推定値に基づいて選択する。コントローラ２７０は、さらに、次のパケットに関する前記選択されたモード、復号されたばかりのパケットに関するＡＣＫ又はＮＡＫ、等を含むことができるフィードバック情報をアセンブルする。前記フィードバック情報は、ＴＸデータプロセッサ２８２によって処理され、送信装置２８４によってさらにコンディショニングされ、アンテナ２５２を介して送信機２１０に送信される。

送信機２１０において、受信機２５０からの送信信号は、アンテナ２２４によって受信され、受信装置２４２によってコンディショニングされ、ＲＸデータプロセッサ２４４によってさらに処理され、受信機２５０によって送信された前記フィードバック情報が復元される。コントローラ２３０は、前記受信されたフィードバック情報を得て、受信機２５０に送信中のパケットのＩＲ送信をＡＣＫ／ＮＡＫを用いて制御し、前記選択されたモードを用いて、受信機２５０に送信する次のデータパケットを処理する。

コントローラ２３０及び２７０は、送信機２１０及び受信機２５０における動作をそれぞれ指示する。メモリ装置２３２及び２７２は、コントローラ２３０及び２７０によってそれぞれ用いられるプログラムコード及びデータに関する格納場所を提供する。

図３は、送信機２１０におけるＴＸデータプロセッサ２２０の実施形態のブロック図を示す。ＴＸデータプロセッサ２２０は、データパケットを受信し、選択されたモードに基づいて各パケットを処理し、前記パケットに関して最高Ｔのデータシンボルブロックを提供する。図４は、ＴＸデータプロセッサ２２０による１つのデータパケットに関する処理を示す。

ＴＸデータプロセッサ２２０内において、巡回冗長性検査（ＣＲＣ）生成器３１２は、データパケットを受信し、前記データパケットに関するＣＲＣ値を生成し、前記ＣＲＣ値を前記データパケットに添付してフォーマット化されたパケットを形成する。前記ＣＲＣ値は、前記パケットが正確に復号されているか又は誤っているかを検査するために受信機によって用いられる。その他の誤り検出符号をＣＲＣの代わりに用いることも可能である。順方向誤り訂正（ＦＥＣ）復号器３１４は、前記フォーマット化されたパケットを基本符号化方式に従って符号化し、符号化されたパケット又は「コードワード」を提供する。前記符号化は、データ送信の信頼性を向上させる。ＦＥＣ符号器３１４は、ターボ符号、畳み込み符号、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号、又はその他の何らかの符号を実装することができる。例えば、ＦＥＣ符号器３１４は、符号化率１／５のターボ符号を実装し、Ｋの入力ビットを有する各フォーマット化されたパケットに関して５Ｋの符号ビットを生成することができる。ここで、Ｋは、パケットサイズであり、選択されたモードに依存する。一例としての符号化率１／５のターボ符号は、ＩＳ−２０００基準によって定義され、"cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"（ｃｄｍａ２０００高速パケットデータエアインタフェース仕様）という題名を有し公に入手可能である文書３ＧＰＰ２ Ｃ．Ｓ．００２４において説明されている。

パーティショニング装置３２０は、各パケットに関する符号ビットを受信し、コントローラ２３０からの符号化制御の指示に従い、各ブロックに関して用いられる変調方式に基づいて前記各ブロックに関する十分な数の符号ビットを提供する。バッファ３２２ａ乃至３２２ｔは、各パケットのブロック１乃至Ｔに関する符号ビットをそれぞれ受信して格納する。各バッファ３２２は、そのブロックに関する符号ビットをインターリービング方式に従ってインターリービングする（すなわち、順序を再設定する）こともできる。前記インターリービングは、前記符号ビットに関する時間及び／又は周波数ダイバーシティを提供する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）３２４は、Ｔのすべてのバッファ３２２ａ乃至３２２ｔに結合しており、コントローラ２３０からのＩＲ送信制御によって指示された場合にＴの符号ビットブロックを一度に１ブロックずつ提供する。マルチプレクサ３２４は、第１のブロック送信のための符号ビットをバッファ３２２ａから提供し、第２のブロック送信のための符号ビットをバッファ３２２ｂ（図３に示されていない）から提供し、以下同様であり、最後のブロック送信のための符号ビットをバッファ３２２ｔから提供する。マルチプレクサ３２４は、前記データパケットに関してＮＡＫが受信された場合に次の符号ビットブロックを提供する。Ｔのすべてのバッファ３２２ａ乃至３２２ｔは、ＡＣＫが受信されるごとにパージすることができる。

シンボルマッピング装置３２６は、各ブロックに関する符号ビットを受信し、前記符号ビットを変調シンボルにマッピングする。前記シンボルマッピングは、コントローラ２３０からの変調制御による指示に従い、前記ブロックに関して用いられる変調方式に従って行われる。前記シンボルマッピングは、（１）Ｂのビットの組をグループ分けしてＢビットの２進値を形成し、ここで、ＱＰＳＫの場合はＢ＝２、８−ＰＳＫの場合はＢ＝３、１６−ＱＡＭの場合はＢ＝４、６４−ＱＡＭの場合はＢ＝６、さらに（２）前記ブロックに関して用いられる変調方式に関する信号点配置内の点に各Ｂビットの２進値をマッピングすることによって達成させることができる。シンボルマッピング装置３２６は、各符号ビットブロックに関して１つのブロックのデータシンボルを提供する。

説明を明確化するため、符号化されたパケットの符号ビットを複数のブロックにパーティショニングすることは、以下では典型的な設計に関して説明される。この設計に関しては、ＦＥＣ符号は、符号化率１／５のターボ符号であり、最大ブロック送信数は４（すなわち、Ｔ＝４）であり、パケットサイズは、すべてのモードに関してＫの入力ビットであり、各ブロックは、Ｓのスペクトル効率に関してＫ／Ｓの変調シンボルを含む。すべてのモードに関して同じパケットサイズを用いることは、異なるモードに関する下記の処理をより明確に例示する。多くのシステムにおいては、変調シンボル数は、すべのモードに関して固定されており、パケットサイズは異なるモードごとに変化する。従って、異なるモードに関して異なるパケットサイズを用いることも可能であり、すべてのモードに関して固定されたブロックサイズを用いることも可能である。

図５Ａは、表１に示される方式に関するパーティショニング装置３２０ａのブロック図を示し、所定のモードに関するＴのすべてのブロック送信に関して同じ変調方式が用いられる。データパケットにＣＲＣ値が添付されてＫの入力ビットを有するフォーマット化されたパケットが形成され、次に符号化されて５Ｋの符号ビットを有する符号化パケットが生成される。符号化率１／５ターボ符号に関して、第１のＫの符号ビットは、Ｋの入力ビットに等しく、システマティックビットと呼ばれ、残りの４Ｋの符号ビットは、ターボ符号器によって生成されてパリティビットと呼ばれる。

図５Ａは、表１のモード３に関するパーティショニングを示し、各ブロック送信に関してＱＰＳＫを用いる。前記典型的な設計に関しては、各ブロックは、モード３に関しては３Ｋ／４の変調シンボルを含み、３Ｋ／２の符号ビットは、ＱＰＳＫを用いて１つのブロックで送信することができる。パーティショニング装置３２０ａ内において、パンクチャリング装置５１０ａは、符号化パケットに関する５Ｋの符号ビットを受信し、第１のブロック送信のための３Ｋ／２の符号ビットをバッファ３２２ａに提供し、残りの７Ｋ／２の符号ビットをパンクチャリング装置５１０ｂに提供する。ＩＲ送信に関して、典型的にはＫのシステマティックビット及び必要に応じた数のパリティビットが第１のブロック送信の際に送信される。この送信は、１つのブロック送信だけが好ましいチャネル状態にあるデータパケットを受信機が復元させるのを可能にする。各ブロック送信の際に送信されるパリティビットは、特定のパンクチャリングパターンに基づいて符号化パケット全体から取り出すことができる。符号化パケットに関するパリティビットを複数のブロック送信全体にわたって疑似ランダム的に拡散させることによって向上された復号性能を達成することができる。

パンクチャリング装置５１０ｂは、７Ｋ／２の符号ビットを装置５１０ａから受信し、第２のブロックに関して用いられるパンクチャリングパターンに基づいて７Ｋ／２の受信符号ビットの中から３Ｋ／２の符号ビットを選択し、前記３Ｋ／２の選択された符号ビットをバッファ３２２ｂに提供し、残りの２Ｋの符号ビットをパンクチャリング装置５１０ｃに提供する。装置５１０ｃは、第３のブロックに関して用いられるパンクチャリングパターンに基づいて２Ｋの受信符号ビットの中から３Ｋ／２の符号ビットを選択し、前記３Ｋ／２の選択された符号ビットをバッファ３２２ｃに提供し、残りのＫ／２の符号ビットをパンクチャリング装置５１０ｄに提供する。これらのＫ／２の符号ビットは、他のブロックに関しては十分でない。符号化パケット全体が送信済みであるため、図４に示されるように同じ符号化パケットが繰り返される。一般的には、符号化パケットは、前記パケットに関するＴのブロック送信に関して必要に応じた回数だけ繰り返すことができる。従って、装置５１０ｄは、ＦＥＣ符号器３１４からも符号ビットを受信し、装置５１０ｃからＫ／２の符号ビットを及びＦＥＣ符号器３１４から１Ｋのシステマティックビットを選択し、３Ｋ／２の選択された符号ビットをバッファ３２２ｄに提供する。バッファ３２２ａ乃至３２２ｄの各々からの３Ｋ／２の符号ビットは、その後にシンボルマッピングされて３Ｋ／４ＱＰＳＫの変調シンボルが得られる。

図５Ｂは、表２に示される実施形態のモード３に関するパーティショニング装置３２０ｂのブロック図を示し、複数の変調方式が単一のパケットに関して用いられている。表２のモード３に関して、第１のブロックに関しては８−ＰＳＫが用いられ、各後続ブロックに関してはＱＰＳＫが用いられる。パーティショニング装置３２０ｂ内において、パンクチャリング装置５２０ａは、符号化パケットに関する５Ｋの符号ビットを受信し、第１のブロックに関する９Ｋ／４の符号ビットをバッファ３２２ａに提供し、残りの１１Ｋ／４の符号ビットをパンクチャリング装置５２０ｂに提供する。装置５２０ｂは、第２のブロックに関して用いられるパンクチャリングパターンに基づいて１１Ｋ／４の受信された符号ビットの中から３Ｋ／２の符号ビットを選択し、前記３Ｋ／２の選択された符号ビットをバッファ３２２ｂに提供し、残りの５Ｋ／４の符号ビットをパンクチャリング装置５２０ｃに提供する。装置５２０ｃは、ＦＥＣ符号器３１４からも５Ｋの符号ビットを受信し、装置５２０ｂから５Ｋ／４の符号ビットを及びＦＥＣ符号器３１４から第１のＫ／４のシステマティックビットを選択し、前記３Ｋ／２の選択された符号ビットをバッファ３２２ｃに提供し、残りの１９Ｋ／４の符号ビットをパンクチャリング装置５２０ｄに提供する。装置５２０ｄは、残りの３Ｋ／４のシステマティックビットを選択し、パンクチャリングパターンに基づいて他の３Ｋ／４のパリティビットを選択し、前記３Ｋ／２の選択された符号ビットをバッファ３２２ｄに提供する。バッファ３２２ａ乃至３２２ｄの各々からの符号ビットは、その後にシンボルマッピングされて３Ｋ／４の変調シンボルが得られる。

図５Ｃは、表２に示される実施形態のモード７に関するパーティショニング装置３２０ｃのブロック図を示し、第１、第２、第３、及び第４のブロックに関して６４−ＱＡＭ、１６−ＱＡＭ、８−ＰＳＫ、及びＱＰＳＫをそれぞれ使用する。Ｋ／Ｓのブロックサイズに関して、各ブロックは、モード７に関するＫ／４の変調シンボルを含みＳ＝４であり、６４−ＱＡＭを用いて３Ｋ／２の符号ビットを１つのブロックで送信することができる。パーティショニング装置３２０ｃ内において、パンクチャリング装置５３０ａは、符号化パケットに関する５Ｋの符号ビットを受信し、第１のブロックに関する３Ｋ／２の符号ビットをバッファ３２２ａに提供し、残りの７Ｋ／２の符号ビットをパンクチャリング装置５３０ｂに提供する。装置５３０ｂは、第２のブロックに関して用いられるパンクチャリングパターンに基づいて７Ｋ／２の受信された符号ビットの中からＫの符号ビットを選択し、前記Ｋの選択された符号ビットをバッファ３２２ｂに提供し、前記Ｋの選択された符号ビットをバッファ３２２ｂに提供し、残りの５Ｋ／２の符号ビットをパンクチャリング装置５３０ｃに提供する。装置５３０ｃは、第３のブロックに関して用いられるパンクチャリングパターンに基づいて５Ｋ／２の受信された符号ビットの中から３Ｋ／４の符号ビットを選択し、前記３Ｋ／４の選択された符号ビットをバッファ３２２ｃに提供し、残りの７Ｋ／４の符号ビットをパンクチャリング装置５３０ｄに提供する。装置５３０ｄは、第４のブロックに関して用いられるパンクチャリングパターンに基づいて７Ｋ／４の受信された符号ビットの中からＫ／２の符号ビットを選択し、前記Ｋ／２の選択された符号ビットをバッファ３２２ｄに提供する。バッファ３２２ａ乃至３２２ｄの各々からの符号ビットは、その後にシンボルマッピングされてＫ／４の変調シンボルが得られる。

図５Ａ乃至５Ｃは、典型的な設計及び幾つかのモデルに関するパーティショニング及びパンクチャリングを示す。各モードに関するＴのブロックに関するパーティショニング及びパンクチャリングは、上述される方法で又はその他の幾つかの方法で行うことができる。例えば、システマティックビットは最初はパケットに関して送信できず、各パケットに関する符号ビットは疑似ランダム方式で選択できる、等である。ＦＥＣ（例えば畳み込み）符号もシステマティックビットを生成することができず、この場合は、各ブロックに関する符号ビットは、符号化されたパケット全体から疑似ランダム的に選択することができる。さらに、フレーミング構造も上述される構造と異なることができる。

図６は、受信機２５０における検出器２５６とＲＸデータプロセッサ２６０の実施形態のブロック図を示す。検出器２５６内において、ＬＬＲ計算装置６１０は、受信装置２５４からの受信されたデータシンボル及びチャネル推定器２５８からのチャネル推定値を得て、前記受信データシンボルに関するＬＬＲを計算する。各受信データシンボルは次式のように表すことができる。

ここで、
s_iは、データパケットに関して送信されたi番目のデータシンボルである。

h_iは、データシンボルs_iによって観測された複素チャネル利得である。

η_iは、データシンボルs_iによって観測された雑音及び干渉である。

式（１）は、各データシンボルs_iが単一のチャネル利得h_iを観測する通信チャネルを想定する。この想定は、例えば、各データシンボルがＯＦＤＭを用いて１つのサブバンドで送信される場合、又は前記通信チャネルが単一の伝搬経路に関して単一のチャネルタップを有する場合である。雑音は、ゼロ平均及びv_iの分散を有する加法的白色複素ガウス雑音（ＡＷＧＮ）であると想定することができる。

各受信データシンボルs^_iは、送信されたデータシンボルs_iの推定であり、前記データシンボルs_iに関して用いられる変調方式に関する信号点配置内の１つの点にＢの符号ビットb _i = [b_i,₁ b_i,2 … b_i,B]をマッピングすることによって得られる。受信データシンボルs^_iに関するｊ番目の符号ビットのＬＬＲは次式のように表すことができる。

ここで、
b_i,jは、受信データシンボルs^_iに関するｊ番目の符号ビットである。

Pr(s^_i|b_i,j = 1)は、ビットb_i,jが１である受信データシンボルs^_iの確率である。

Pr(s^_i|b_i,j = −1)は、ビットb_i,jが−１（すなわち、‘０’）である受信データシンボルs^_iの確率である。

ＬＬR_i,jは、符号ビットb_i,jのＬＬＲである。

ＬＬＲは、バイポーラ値であり、より大きい正値は、符号ビットが＋１である尤度がより高いことに対応し、より大きい負値は、符号ビットが−１である尤度がより高いことに対応する。ゼロのＬＬＲは、符号ビットが＋１又は−１になる尤度が等しいことを示す。

各受信データシンボルs^_iに関するＢの符号ビットが独立している（適切なインターリービングによって達成させることができる）場合は、式（２）は次式のように表すことができる。

ここで、
Ω_j,qは、信号点配置においてｊ番目の符号ビットがｑと等しい点の組である。

sは、変調シンボル又は組Ω_j,q内における評価対象信号点である。

h^_iは、受信データシンボルs^_iに関するチャネル利得の推定値である。

q = 1に関する信号の組Ω_j,1、q = −1に関する信号の組Ω_j，-1、及びパラメータＢはすべて、受信データシンボルs^_iに関して用いられる変調方式に依存する。

パケットの異なるブロックに関して異なる変調方式を用いることができ、Ω_j,1、Ω_{j， -1}、及びBは、異なるブロックごとに異なることができる。

式（３）は、当業において知られる様々な方法で評価することができる。装置６１０は、各々の受信データシンボルs^_iのＢの符号ビットに関して、{ＬＬR_i,j}として表されるＢのＬＬＲを計算する。装置６１０は、符号化されたパケットの各符号ビットに関して１つのＬＬＲのみが格納されるように同じデータシンボルs_iの複数の送信に関して計算されたＬＬＲを結合させることができ、メモリ要求を低減させることができる。装置６１０は、格納を容易にするために各符号ビットに関するＬＬＲを予め決められたビット数に量子化することができる。ＬＬＲに関して用いるビット数は、復号器の要求、受信データシンボルのＳＩＮＲ、等の様々な要因に依存する。装置６１０は、各受信データブロックの符号ビットに関するＬＬＲをＲＸデータプロセッサ２６０に提供する。

ＲＸデータプロセッサ２６０内において、パケットバッファ６２０は、各データパケットの符号ビットに関するＬＬＲを格納する。バッファ６２０は、新しいデータパケットを受け取る前に、初期設定されるか又はゼロのＬＬＲ値であるイレージャで満たされる。イレージャは、紛失している符号ビット（まだ受信されていないか又はまったく送信されていない符号ビット）に代わる値であり、復号プロセスにおいて適切な重みが与えられる。アドレス生成器６２２は、装置６１０から受け取られた各ＬＬＲがパケットに関する適切な記憶場所に格納されるようにするために、前記各ＬＬＲに関する適切なアドレスを生成する。各符号ビットに関するＬＬＲに関するアドレスは、（１）データパケットに関して選択されたモード、（２）前記各符号ビットが受信される特定のブロック、及び（３）このブロックに関して用いられるパンクチャリングパターンに基づいて生成することができ、これらはすべて、ＩＲ送信制御によって指示することができる。

データパケットに関する新しいデータシンボルブロックが送信機２１０から受信されるごとに、前記パケットに関して受信されたすべてのブロックに関するＬＬＲについての復号を新たに行うことができる。パケットバッファ６２０は、ＬＬＲ及びイレージャのシーケンス（すなわち、再アセンブルされたパケット）を復号のためにＦＥＣ復号器６３０に提供する。このシーケンスは、パケットに関して受信されたすべてのデータシンボルに関するＬＬＲ及びパケットに関して受信されなかったすべてのデータシンボルに関するイレージャを含む。第２のブロックを受信後は、前記シーケンスは、ブロック１及び２において搬送された符号ビットに関するＬＬＲ及びその他のすべての符号ビットに関するイレージャを含む。ＦＥＣ復号器６３０は、ＬＬＲ及びイレージャの前記シーケンスを、コントローラ２７０からの復号制御による指示に従い、送信機２１０において行われたＦＥＣ符号化を補完する形で復号する。例えば、ターボ符号化又は畳み込み符号化が送信機２１０においてそれぞれ行われる場合は、ターボ復号器又はＶｉｔｅｂｉ復号器をＦＥＣ復号器６３０の代わりに用いることができる。ＦＥＣ復号器６３０は、復号されたパケットを提供する。次に、ＣＲＣ検査器６３２は、復号されたパケットを検査し、前記パケットが正確に復号されているか又は誤っているどうかを決定し、復号されたパケットの状態を提供する。

受信機２５０は、繰り返し検出・復号（ＩＤＤ）方式を用いてパケットを復号することもできる。ＩＤＤ方式は、ＦＥＣ符号の誤り訂正能力を利用して改良された性能を提供する。このことは、ＬＬＲ計算装置６１０とＦＥＣ復号器６３０の間で事前情報を複数回繰り返し往復させることによって達成される。前記事前情報は、受信されたデータシンボルに関する送信された符号ビットの尤度を示す。各繰り返しに関して、ＬＬＲ計算装置６１０は、受信データシンボル、チャネル推定値、及びＦＥＣ復号器６３０からの復号器ＬＬＲに基づいて符号ビットに関するＬＬＲを計算する。式（２）は、復号器ＬＬＲを考慮に入れるように修正することができる。次に、ＦＥＣ復号器６３０は、装置６１０からの更新されたＬＬＲを復号して新しい復号器ＬＬＲを得、前記新しい復号器ＬＬＲは、装置６１０に戻すことができる。繰り返し検出・復号プロセス中に、検出されたデータシンボルの信頼性は、検出／復号が繰り返されるごとに向上する。

一般的には、受信機２５０は、データの検出および復号を様々な方法で行うことができる。ＬＬＲの生成は、典型的にはターボ符号及び畳み込み符号に関して用いられる特定の復号実装である。受信機２５０は、送信機２１０において用いられる符号化技術に適用可能なあらなる一般的な復号技術を用いることができる。

図７は、データパケットを送信するために送信機２１０によって行われるプロセス７００の流れ図を示す。送信機は、最初に前記データパケットを（例えば基本ＦＥＣ符号で）符号化して符号ビットを生成する（ブロック７１２）。ブロック番号に関するインデックスＬが第１のブロックに関する１に初期設定される（ブロック７１４）。Ｌ番目のブロックを送信するために、前記データパケットに関して生成された符号ビットを用いて及び前記パケットに関して既に送信されている符号ビットを考慮して符号ビットブロックが形成される（ブロック７２２）。Ｌ番目のブロックに関して用いる変調方式は、前記データパケットに関して選択されたモードに基づいて決定される（ブロック７２４）。次に、Ｌ番目のブロックに関する符号ビットが、このブロックに関する変調方式に基づいてデータシンボルにマッピングされる（ブロック７２６）。Ｌ番目のデータシンボルブロックは、さらに処理されて送信される（ブロック７２８）。前記データパケットがＬのブロック送信に基づいて正確に復号されない場合（ブロック７３０において決定される）及び最大数のブロックがまだ送信されていない場合（ブロック７３２において決定される）は、インデックスＬが増やされ（ブロック７３４）、プロセスは次のデータシンボルブロックを生成及び送信するためにブロック７２２に戻る。その他の場合は、プロセスは終了する。

図８は、データパケットを受信するために受信機２５０によって行われるプロセス８００の流れ図を示す。前記受信機は、前記データパケットのすべての符号ビットに関するイレージャを用いてパケットバッファを初期設定する（ブロック８１２）。ブロック番号に関するインデックスＬが、第１のブロックに関する１に初期設定される（ブロック８１４）。Ｌ番目のブロックに関して、最初に１つのブロックの受信データシンボルが得られる（ブロック８２２）。Ｌ番目のブロックに関して用いられる変調方式が、前記パケットに関して選択されたモードに基づいて決定される（ブロック８２４）。次に、前記受信機は、前記ブロックに関して用いられる変調方式に従ってＬ番目の受信データシンボルブロックに関する検出を行い、前記ブロックにおいて送信された符号ビットに関するＬＬＲを得る（ブロック８２６）。Ｌ番目のブロックに関するＬＬＲは、このブロックの符号ビットに関して以前に計算されたＬＬＲと結合させることができる（ブロック８２８）。いずれの場合も、Ｌ番目のブロックに関するＬＬＲは、パケットバッファ内の適切な記憶場所に格納される（同じくブロック８２８）。次に、前記データパケットに関するＬＬＲ及びイレージャが前記パケットバッファから取り出されて基本ＦＥＣ符号に従って復号されて復号されたパケットが得られ（ブロック８３０）、前記復号されたパケットがさらに検査され、前記パケットが正確に復号されたか又は誤っているかどうかが決定される（ブロック８３２）。データパケットがＬの受信データシンボルブロックに基づいて正確に復号されなかった場合（ブロック８４０において決定）及び最大数のブロックが得られていない場合（ブロック８４２において決定）は、インデックスＬが増やされ（ブロック８４４）、プロセスはブロック８２２に戻り、次の受信データブロックを得て処理する。その他の場合は、プロセスは終了する。

単一のデータパケットに関して複数の変調方式を用いることは、改良された性能を提供することができる。第１のブロック送信に関してより高い順位の変調方式を（対応するより低い符号化率と組み合わせて）用いることは、一定のチャネルモデルに関するこのブロック送信に関する有意な利得（例えば、１乃至２．５ｄＢ）を提供することができる。のちのブロック送信に関してより低い順位の変調方式（及び対応してより高い符号化率）を用いることは、符号化されたパケットの繰り返しを回避または減少させ、このことも性能を向上させることができる。例えば、符号化されたパケットは、モード７における４つのすべてのブロック送信に関して６４−ＱＡＭが用いられる場合は部分的に繰り返され、前記４つのブロック送信に関して６４−ＱＭＡ、１６−ＱＡＭ、８−ＰＳＫ、及びＱＰＳＫが用いられる場合は繰り返されない。

単一のパケットに関して複数の変調方式を用いる本明細書の技術は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア内、ソフトウェア内、又はその組合せ内に実装することができる。ハードウェア内に実装する場合は、送信機における処理装置（例えば、ＴＸデータプロセッサ２２０）は、本明細書において説明される機能を果たすように設計された、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理装置（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、その他の電子装置、又はその組合せ、内に実装することができる。受信機における処理装置（例えば、検出器２５６及びＲＸデータプロセッサ２６０）は、１つ以上のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、等内に実装することも可能である。

ソフトウェア内に実装する場合は、前記技術は、本明細書において説明される機能を果たすモジュール（例えば、手順、関数、等）とともに実装することができる。ソフトウェアコードは、メモリ装置（例えば、図２のメモリ装置２３２及び２７２）内に格納してプロセッサ（例えば、コントローラ２３０及び２７０）によって実行することができる。前記メモリ装置は、前記プロセッサ内に又は前記プロセッサの外部に実装することができる。

開示されている実施形態に関する上記の説明は、当業者が本発明を製造又は使用できるようにすることを目的とするものである。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者にとっては容易に明確になるであろう。本明細書において定められている一般原理は、本発明の精神及び適用範囲を逸脱しない形でその他の実施形態に対しても適用することができる。以上のように、本発明は、本明細書において示されている実施形態に限定することを意図するものではなく、本明細書において開示されている原理及び斬新な特長に一致する限りにおいて最も広範な適用範囲が認められるべきである。

Claims (38)

1. 通信システムにおいてデータを送信する方法であって、
   データパケットを符号化して前記データパケットに関する複数の符号ビットを得ることと、
   前記複数の符号ビットを用いて複数の符号ビットブロックを形成することと、
   前記複数のブロックの各々に関して用いる変調方式を決定することであって、前記複数のブロックに関して少なくとも２つの異なる変調方式が用いられることと、
   前記ブロックに関して用いられる前記変調方式に従って前記複数のブロックの各々における前記符号ビットをマッピングして前記ブロックに関する変調方式を生成することであって、前記複数の符号ビットブロックに関して複数の変調シンボルブロックが生成されること、とを具備する方法。
2. 前記複数の変調シンボルブロックを順次送信することをさらに具備する請求項１に記載の方法。
3. 前記複数の変調シンボルブロックを順次送信することは、
   前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで最高の順位を有する第１の変調方式を用いて生成された第１の変調シンボルブロックを、前記順次において最初に送信することを具備する請求項２に記載の方法。
4. 前記複数の変調シンボルブロックを順次送信することは、
   前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで２番目に高い順位を有する第２の変調方式を用いて生成された第２の変調シンボルブロックを、前記順次において２番目に送信することをさらに具備する請求項３に記載の方法。
5. 前記複数の変調シンボルブロックを順次送信することは、
   前記第１の変調シンボルブロック後に、前記第１の変調方式よりも低い順位を有する第２の変調方式を用いて生成された、前記複数の変調シンボルブロックのうちの各々の残りの１つを送信することをさらに具備する請求項３に記載の方法。
6. 前記複数のブロックの各々に関して用いる前記変調方式を決定することは、
   前記複数のブロックの各々と関連するスペクトル効率を決定することと、
   前記関連するスペクトル効率に基づいて各ブロックに関する前記変調方式を選択すること、とを具備する請求項１に記載の方法。
7. 各ブロックに関する前記変調方式を選択することは、
   各ブロックに関する前記変調方式をシステムによってサポートされる複数の変調方式の中から選択することを具備する請求項６に記載の方法。
8. 前記複数のブロックの各々と関連する前記スペクトル効率を決定することは、
   前記複数のブロックのうちで前記ブロックが送信される位置を決定することと、
   前記ブロックと関連する前記スペクトル効率を、それ以前に送信されるブロックが存在する場合に該ブロックに関して用いられる変調方式に基づいて決定すること、とを具備する請求項６に記載の方法。
9. 各ブロックに関する前記変調方式を選択することは、
   前記ブロックと関連するスペクトル効率の少なくとも２倍である符号ビット数／変調シンボルと関連する変調方式又は前記システムによってサポートされる複数の変調方式のうちで最高の順位を有する変調方式である変調方式を選択することを具備する請求項６に記載の方法。
10. 各ブロックに関する前記変調方式を前記選択することは、
    前記関連するスペクトル効率が１以下である場合に前記ブロックに関する４位相偏移（ＱＰＳＫ）を選択することをさらに具備する請求項６に記載の方法。
11. 前記データパケットを前記符号化して前記データパケットに関する前記複数の符号ビットを得ることは、
    固定された符号化率を有する順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号を用いて前記データパケットを符号化して前記データパケットに関する前記複数の符号ビットを生成することを具備する請求項１に記載の方法。
12. 前記データパケットを符号化して前記データパケットに関する前記複数の符号ビットを得ることは、
    固定された符号化率を有するターボ符号を用いて前記データパケットを符号化して前記データパケットに関する前記複数の符号ビットを生成することを具備する請求項１に記載の方法。
13. 前記複数の符号ビットを用いて前記複数の符号ビットブロックを形成することは、
    前記複数の符号ビットを複数のパンクチャリングパターンでパンクチャリングして前記複数の符号ビットブロックを生成することを具備する請求項１に記載の方法。
14. 前記複数の符号ビットを用いて前記複数の符号ビットブロックを形成することは、
    前記複数の符号ビットの中から選択されさらに前記複数の符号ビットブロックのうちのその他の符号ビットブロックの中に含まれていない符号ビットを用いて各符号ビットブロックを形成することを具備する請求項１に記載の方法。
15. 前記複数の変調シンボルブロックのうちの少なくとも１つを送信することをさらに具備する請求項１に記載の方法。
16. 前記複数の変調シンボルブロックのうちの第１の変調シンボルブロックを送信することと、
    前記データパケットが受信機によって正確に復号されるか又は前記複数の変調シンボルブロックの全てが送信されるまで、前記複数の変調シンボルブロックのうちの残りの変調シンボルブロックを一度に１ブロックずつ送信すること、とをさらに具備する請求項１に記載の方法。
17. 無線通信システムにおける装置であって、
    データパケットを符号化して前記データパケットに関する複数の符号ビットを得るために動作可能な符号器と、
    前記複数の符号ビットを用いて複数の符号ビットブロックを形成するために動作可能なパーティショニング装置と、
    前記複数のブロックの各々に関して用いる変調方式を決定するために動作可能なコントローラであって、前記複数のブロックに関して少なくとも２つの異なる変調方式が用いられるコントローラと、
    前記ブロックに関して用いられる前記変調方式に従って前記複数のブロックの各々における前記符号ビットをマッピングして前記ブロックに関する変調方式を生成するために動作可能なシンボルマッピング装置であって、前記複数の符号ビットブロックに関して複数の変調シンボルブロックが生成されるシンボルマッピング装置と、を具備する、装置。
18. 前記複数の変調シンボルブロックを順次で提供するために及び前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで最高の順位を有する第１の変調方式を用いて生成された第１の変調シンボルブロックを前記順次において最初に送信するために動作可能なマルチプレクサをさらに具備する請求項１７に記載の装置。
19. 前記コントローラは、前記複数のブロックの各々と関連するスペクトル効率を決定するために及び前記関連するスペクトル効率に基づいて各ブロックに関する前記変調方式を選択するために動作可能である請求項１７に記載の装置。
20. 前記コントローラは、前記複数の変調シンボルブロックのうちで第１の変調シンボルブロックの送信を指示するために及び前記データパケットが受信機によって正確に復号されるか又は前記複数の変調シンボルブロックの全てが送信されるまで、前記複数の変調シンボルブロックのうちの残りの変調シンボルブロックを一度に１ブロックずつ送信することを指示するためにさらに動作可能である請求項１７に記載の装置。
21. 通信システムにおける装置であって、
    データパケットを符号化して前記データパケットに関する複数の符号ビットを得るための手段と、
    前記複数の符号ビットを用いて複数の符号ビットブロックを形成するための手段と、
    前記複数のブロックの各々に関して用いる変調方式を決定するための手段であって、前記複数のブロックに関して少なくとも２つの異なる変調方式が用いられる手段と、
    前記ブロックに関して用いられる前記変調方式に従って前記複数のブロックの各々における前記符号ビットをマッピングするための手段であって、前記複数の符号ビットブロックに関して複数の変調シンボルブロックが生成される手段と、を具備する、装置。
22. 前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで最高の順位を有する第１の変調方式を用いて生成された第１の変調シンボルブロックを最初に送信するための手段と、
    前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで２番目に高い順位を有する第２の変調方式を用いて生成された第２の変調シンボルブロックを２番目に送信するための手段と、をさらに具備する請求項２１に記載の装置。
23. 前記複数のブロックの各々に関して用いる前記変調方式を決定するための前記手段は、
    前記複数のブロックの各々と関連するスペクトル効率を決定するための手段と、
    各ブロックに関する前記変調方式を前記関連するスペクトル効率に基づいて選択するための手段と、を具備する請求項２１に記載の装置。
24. 前記複数の変調シンボルブロックのうちの第１の変調シンボルブロックを送信するための手段と、
    前記データパケットが受信機によって正確に復号されるか又は前記複数の変調シンボルブロックの全てが送信されるまで、前記複数の変調シンボルブロックのうちの残りの変調シンボルブロックを一度に１ブロックずつ送信するための手段と、をさらに具備する請求項２１に記載の装置。
25. 通信システムにおいてデータを送信する方法であって、
    データパケットを符号化して前記データパケットに関する複数の符号ビットを得ることと、
    前記複数の符号ビットを用いて符号ビットブロックを形成することと、
    前記符号ビットブロックに関して用いる変調方式を決定することと、
    前記変調方式に従って前記ブロック内の前記符号ビットをマッピングして前記ブロックに関する変調シンボルを得ることと、
    前記データパケットが受信機によって正確に復号されるか又は最大数のブロックが前記データパケットに関して送信されるまで、前記符号ビットブロックを形成すること、前記ブロックに関して用いる前記変調方式を決定すること、及び他のブロックに関して前記ブロック内の前記符号ビットをマッピングすることを繰り返すことであって、前記最大数のブロックに関して少なくとも２つの異なる変調方式が用いられること、とを具備する、方法。
26. 前記符号ビットブロックに関して用いる前記変調方式を決定することは、
    最初に送信すべきブロックに関する前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで最高の順位を有する第１の変調方式を選択することを具備する請求項２５に記載の方法。
27. 前記符号ビットブロックに関して用いる前記変調方式を決定することは、
    ２番目に送信すべきブロックに関して前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで２番目に高い順位を有する第２の変調方式を選択することをさらに具備する請求項２６に記載の方法。
28. 前記符号ビットブロックに関して用いる前記変調方式を決定することは、
    前記最大数のブロックのうちの残りのブロックの各々に関する前記第２の変調方式を選択することをさらに具備する請求項２７に記載の方法。
29. 通信システムにおいてデータを受信する方法であって、
    データパケットに関する複数の受信データシンボルブロックを得ることと、
    前記複数のブロックの各々に関して用いられる変調方式を決定することであって、前記複数のブロックに関して少なくとも２つの異なる変調方式が用いられることと、
    前記ブロックに関して用いられる前記変調方式に従って前記複数の受信データシンボルブロックの各々に関する検出を行い前記ブロックに関する検出されたデータシンボルを生成することと、
    前記複数の受信データシンボルブロックから生成された検出されたデータシンボルを復号して復号されたパケットを得ること、とを具備する、方法。
30. 前記複数の受信データシンボルブロックの各々に関する検出を行うことは、
    各受信データシンボルに関する一組の符号ビットに関する一組の対数尤度比（ＬＬＲ）を生成すること、を具備する請求項２９に記載の方法。
31. 前記複数の受信データシンボルブロックの各々に関する検出を行うことは、
    最初に得られた第１の受信データシンボルブロックに関する検出を、前記少なくとも２つの変調方式のうちで最高の順位を有する第１の変調方式に従って行うことを具備する請求項２９に記載の方法。
32. 前記複数の受信データシンボルブロックの各々に関する検出を行うことは、
    ２番目に得られた第２の受信データシンボルブロックに関する検出を、前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで２番目に高い順位を有する第２の変調方式に従って行うことをさらに具備する請求項３１に記載の方法。
33. 前記検出されたデータシンボルを復号することは、
    前記複数の受信データシンボルブロックの各々を得た後に、すべての受信データシンボルブロックに関して生成された検出されたデータシンボルを復号して前記復号されたパケットを得ることを具備する請求項２９に記載の方法。
34. データパケットに関する複数の受信データシンボルブロックを得るために動作可能な受信装置と、
    前記複数のブロックの各々に関して用いられる変調方式を決定するために動作可能なコントローラであって、前記複数のブロックに関して少なくとも２つの変調方式が用いられるコントローラと、
    前記複数の受信データシンボルブロックの各々に関する検出を前記ブロックに関して用いられる前記変調方式に従って行い前記ブロックに関する検出されたデータシンボルを生成するために動作可能な検出器と、
    前記複数の受信データシンボルブロックから生成された検出されたデータシンボルを復号して復号されたパケットを得るために動作可能な復号器と、を具備する、装置。
35. 前記検出器は、最初に得られた受信データシンボルブロックに関する検出を、前記少なくとも２つの異なる変調方式のうちで最高の順位を有する第１の変調方式に従って行うために動作可能である請求項３４に記載の装置。
36. 通信システムにおける装置であって、
    データパケットに関する複数の受信データシンボルブロックを得るための手段と、
    前記複数のブロックの各々に関して用いられる変調方式を決定するための手段であって、前記複数のブロックに関して少なくとも２つの異なる変調方式が用いられる手段と、
    前記複数の受信データシンボルブロックの各々に関する検出を前記ブロックに関して用いられる前記変調方式に従って行い前記ブロックに関する検出されたデータシンボルを生成するための手段と、
    前記複数の受信データシンボルブロックから生成された検出されたデータシンボルを復号して復号されたパケットを得るための手段と、を具備する、装置。
37. 通信システムにおいてデータを受信する方法であって、
    データパケットに関する受信データシンボルブロックを得ることと、
    前記受信データシンボルブロックに関して用いられる変調方式を決定することと、
    前記受信データシンボルブロックに関する検出を前記変調方式に従って行い前記ブロックに関する検出されたデータシンボルを生成することであって、各検出されたデータシンボルは、前記データパケットに関する変調方式の推定であることと、
    前記データパケットに関して得られたすべての受信データシンボルブロックから生成された検出されたデータシンボルを復号して復号されたパケットを導き出すことと、
    前記データパケットが誤って復号された場合及び前記データパケット関して最大数の受信データシンボルブロックが得られていない場合は、前記受信データシンボルブロックを得ること、前記ブロックに関して用いられる前記変調方式を決定すること、前記受信データシンボルブロックに関する検出を行うこと、及び他の受信データシンボルブロックに関する検出されたデータシンボルを復号することを繰り返すことであって、前記最大数の受信データシンボルブロックに関して少なくとも２つの異なる変調方式が用いられること、とを具備する、方法。
38. 各変調シンボルに関して生成された複数の検出されたデータシンボルを結合させることをさらに具備する請求項３７に記載の方法。

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