JP4989656B2 - 干渉信号を制限するようにされたマルチキャリア信号を送信する方法ならびに送信装置、受信方法ならびに受信装置、及び、これらに対応するコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、特に高ビットレートでの周波数帯域制限されたデジタル情報の送信及び放送に関する。

より詳細には、本発明は、（サイクリックプレフィックスと呼ばれることもある）ガードインターバルを導入する必要なしに、マルチキャリア信号に影響を与えるシンボル間干渉の低減を受信時に可能にするマルチキャリア信号の送信技術に関する。

したがって、本発明の技術は、キャリアがＩｏｔａプロトタイプ関数によって成形されるＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ（直交周波数分割多重／オフセット直交振幅変調）タイプの変調を受けたマルチキャリア信号の送信に特に適している。たとえば、特許文献ＦＲ２７３３８６９に記載されたＩｏｔａプロトタイプ関数はそのフーリエ変換と同一であるという特性を有する。本発明は、当然のことながら、どのようなプロトタイプ関数が関連付けられているとしても、他のタイプのマルチキャリア変調、特に、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプのマルチキャリア変調にも同様に適用され得る。

本発明は、特に、無線移動体の態様に適用可能であり、シンボル間干渉及びドップラー効果に関する問題に取り組むことを可能にする。

本発明は、特に、送信側で少なくとも２本のアンテナを実施するＭＩＳＯ又はＭＩＭＯ（マルチ入力シングル出力又はマルチ入力マルチ出力）タイプのマルチアンテナシステムのような態様に適用され得るが、この態様に限られない。

シンボル間干渉（Inter-symbol Interference:ＩＳＩ）及びドップラー効果に関する問題に取り組むために、情報が送信されないガードインターバルを追加する周知の方法がある。

この技術の主な欠点は、ペイロード情報がこのガードインターバル中に送信されないために、スペクトル効率が低下することである。したがって、ガードインターバルを全く導入することなく、マルチキャリア信号に影響を与えるＩＳＩを低減する技術が求められる。

本出願人のために出願された仏国特許文献ＦＲ２８１４３０２には、ガードインターバルを導入することを要することなく、かつ、パイロットに影響を与える干渉を制限することを可能にさせるマルチキャリア信号、たとえば、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプのマルチキャリア信号の構築のための技術が提案されている。ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ（オフセットＱＡＭ）変調は古典的なＯＦＤＭ変調に代わるものであり、ＯＦＤＭ変調と異なり、ガードインターバルを全く必要としないことが特に想起されるだろう。

この技術では、パイロット及び情報型データ要素を備えるマルチキャリア信号は、受信時にこのパイロットに影響を与える干渉を低減するように、パイロットの直ぐ隣にあるキャリアを備えるリング上で少なくとも１個の情報型データ要素の値を固定することによって構築される。

実際には、本発明者は、パイロットと呼ばれる時間・周波数平面の基準キャリアに影響を与える固有の干渉が主として各パイロットの直ぐ隣にあるキャリアに依存することに気付いていた。

したがって、本特許出願の不可分の部分である別表１に詳細に記載されているように、仏国特許出願ＦＲ２８１４３０２において、第１のリングと称されるパイロットを取り囲むリングを形成する８個のキャリアに起因する干渉

は、

として記述され、ここで、ａ_ｍ，ｎはｎ番目のシンボル時間のｍ番目のサブキャリアによって送信された実数シンボルであり、

はパイロットの直ぐ隣にあるキャリアのインデックスであり、ｇ_ｍ，ｎ（ｔ）は時間シフト及び周波数シフトされたバージョンのプロトタイプ関数ｇ（ｔ）である。

本発明者は、したがって、特に、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプのマルチキャリア信号に対して、少なくとも時間・周波数平面のある種の基準キャリア上の第１のリングに起因する固有の干渉を打ち消すことを試みた。

文献に記載されている技術によれば、固有の干渉を局所的に（かつ、殆ど完全に）除去し、伝搬チャネルの正確な推定を可能にするために、パイロットを取り囲む第１のリングのキャリア間にある関係が導入される。

換言すると、この文献は、正確なチャネル推定の実行に有害であるＩＳＩを削減するように、送信されるべき１個以上の情報型データ要素の値に１つ以上の制約が適用され、マルチキャリア変調を実行する干渉現象の削減のために分布したパイロットを用いる技術を提案する。

このようにして、このパイロットを取り囲む第１のリングに属するキャリアに起因して、すなわち、着目中のパイロットの直ぐ隣にあるキャリアに起因して所与のパイロットに影響を与える干渉は、一方で時間空間において、他方で周波数空間において打ち消される。

しかし、この技術の１つの主要な欠点は、パイロットの個数が増加することに関してこの技術が適当とはいえないことである。ここで、信号対雑音比を改善するためには、マルチキャリア信号中に分布させられ、アンテナ毎に送信されるパイロットの個数を増加させることが有利である。

残念ながら、このマルチキャリア信号の生成の従来技術において、各パイロットを取り囲むリングは分離されるべきであり、このことにより、パイロットが時間及び／又は周波数において少なくとも２個のキャリアによって離されることが不可避になる。

より詳細には、図７を参照して説明されているように、パイロットの個数を増加させることによって、これらのパイロットの周りのリングの個数、及び、一定値の個数の増加が生じる。

このようにして、各パイロットの周りにリングを使用することによって、直ちに、時間・周波数平面内の空間的な問題が生じる。換言すると、パイロットの個数を増加させることによって、時間・周波数リソースの大量使用が避けられない。

同様に、この従来技術は、送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬チャネルを推定するために種々のアンテナと関連付けられている数個のパイロットが時間・周波数平面内の区別可能なロケーションに位置付けられているＭＩＭＯ又はＭＩＳＯタイプのシステムにおける送信には適していない。

実際には、マルチアンテナ送信の態様では、パイロットは各送信アンテナと関連付けられるので、パイロットの個数が増加してしまう。

伝搬チャネルの正確な推定を可能にするため、アンテナのパイロットの時間・周波数位置において、近くにあるアンテナによって誘起される干渉又は電波妨害が存在しないことが不可欠である。

残念ながら、従来技術は、この問題に対処できず、その結果として、数本のアンテナを用いる送信に適していない。

本発明の目的は、特に、これらの従来技術の欠点の少なくともいずれかを解決することである。

より詳細には、本発明の目的は、固有のシンボル間干渉及び／又はキャリア間干渉の低減を可能にするようなマルチキャリア信号の送信の技術を提供することである。

特に、本発明の目的は、たとえば、ＭＩＳＯ又はＭＩＭＯタイプのマルチアンテナシステムにおいて、マルチキャリア信号における多数のパイロットの送信に適しているこの種の技術を提案することである。

本発明の別の目的は、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプ信号の送信に適しているこの種の技術を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、特に従来技術より正確なチャネル推定を可能にする際に、単純であり、かつ、実施に殆ど費用がかからず、従来技術と比べてより性能が改善されている送信の技術を提案することである。

上記目的、及び、以下で明らかになるその他の目的は、データ要素の集合を備えるマルチキャリア信号の送信方法であって、データ要素各々がキャリア周波数を変調し、前記データ要素は、少なくともある特定の送信時の値がこの信号の受信を実行するように設計された少なくとも１台の受信機が認識しているパイロットと呼ばれる第１の基準データ要素と、前記受信機又は複数台の受信機が送信時の値をアプリオリに認識してはいない第２の情報型データ要素とを備えており、データ要素のうちの１つによって所与の時点に変調されたキャリア周波数のうちの１つがキャリアと呼ばれる、シンボルの時間的連なりにより形成されたマルチキャリア信号の送信方法を用いて達成される。

本発明によれば、この種の送信方法は、
時間的に最大１個のキャリアだけ、かつ、周波数的に最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっている少なくとも２個の保護されるべきデータ要素の集合に影響を与える干渉であって、保護されるべきデータ要素の値及び保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアで構成されている輪郭リングのデータ要素の値を考慮する干渉を計算するステップと、
前記計算された干渉を受信時に低減するため、輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定するステップと
を実行する。

このように、本発明は、時間・周波数リソースを無駄使いすることなく、伝搬チャネルの正確な推定を可能にするために、マルチキャリア信号から保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉の計算及び低減への完全な新規性及び進歩性のあるアプローチに依拠している。

実際に、本発明の技術は、ペイロード情報が伝送されない間のガードインターバルの使用も、そして、時間・周波数平面内における場所の問題に直接つながることになる各パイロットを取り囲むリングの使用もまた要求しないので、従来技術と比べて、時間・周波数リソースを最適化することを特に可能にする。

本発明は、このように、使用される輪郭リングの小型化によって、少なくとも２本の送信アンテナを実装するマルチアンテナ伝送と、マルチキャリア信号に分布させられているパイロットの個数が多いシングルアンテナ伝送とに適しているので、複数個のパイロットが、時間及び／又は周波数において少なくとも１つのキャリアだけ間が空いて時間・周波数位置に位置付けられる。

より詳しくは、保護されるべきデータ要素は時間及び／又は周波数において最大１つのキャリアによって間をおかれて、つまり、保護されるべきデータ要素が時間について最大１個のキャリア及び／又は１個のキャリア周波数だけ間をおいて対になっていると考えられる。

送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬チャネルは、輪郭リングのすべてのデータ要素と保護されるべきデータ要素とに対して同一であることが特に仮定されている。

有利には、保護されるべきデータ要素の各々は、保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアにより構成される近接リングによって取り囲まれ、計算するステップ及び決定するステップは、以下のサブステップ、すなわち、
保護されるべきデータ要素のうちの１つに影響を与え、保護されるべきデータ要素の値及び保護されるべきデータ要素を取り囲む近接リングのデータ要素の値を考慮する部分干渉を計算するサブステップと、
計算された部分干渉を受信時に低減するために、保護されるべきデータ要素の集合に属していない近接リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定するサブステップと
の少なくとも１回のイタレーションの形式で実行され、輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき値を決定するために、次の回のイタレーションにおいて現在の回のイタレーション中に割り当てられた値が考慮される。

このようにして、１つの代替的な実施形態では、保護されるべきデータ要素毎に、この要素を取り囲む近接リングを考慮し、この要素に影響を与える部分干渉を打ち消すことを目指して、干渉キャンセル技術が保護されるべきデータ要素の各々に段階的に適用される。

このようにして、１回目のイタレーションは、保護されるべきデータ要素の値及びこのデータ要素の近接リングのデータ要素の値を考慮し、保護されるべき別のデータ要素以外の近接リングの要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定して、保護されるべき第１のデータ要素に影響を与える部分干渉の打ち消しを可能にする。実際には、保護されるべきデータ要素の値は修正できないと考えられる。

その後、これらのステップは、前の回のイタレーション中に割り当てられた値を考慮して、データ要素毎に再度イタレーションされる。その結果として、保護されるべき第２のデータ要素に影響を与える部分干渉を打ち消すか、又は、少なくとも低減することが求められるならば、保護されるべき別のデータ要素以外、又は、前のイタレーション中に既に値が決定されているデータ要素以外であって、この保護されるべき第２のデータ要素を取り囲む近接リングの少なくとも１個の要素に対して、ある値が割り当てられ得る。

このようにしてこの手順をステップバイステップに実行する際に、保護されるべきデータ要素の集合に影響を与える干渉を打ち消すか、又は、少なくとも低減するために、保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアによって構成された輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき値を決定することが可能である。

好ましくは、マルチキャリア信号は第１の送信端によって送信されて、第１の信号と呼ばれ、保護されるべきデータ要素は、
第１の信号の少なくとも１個のパイロットの第１の集合と、
少なくとも１つの第２の送信端によって送出され、第１の信号と同じ構造を有する少なくとも１個の第２のマルチキャリア信号の少なくとも１個のパイロットのロケーションに対応する少なくとも１つのロケーションにおいて時間・周波数空間に位置付けられている少なくとも１個の保護されるべきデータ要素の第２の集合と
を備える。

このようにして、本発明は、２本、３本、４本又はそれ以上の送信アンテナを実装するマルチアンテナシステムに応用される。

したがって、送信アンテナに関して、保護されるべきデータ要素は第１の集合又は第２の集合のいずれかに属すると考えられている。

より詳細には、保護されるべきデータ要素は、第１の信号を送出する第１の送信アンテナに関して、第１の信号のパイロット（第１の集合）であるか、又は、第２のアンテナによって送出された第２の信号のパイロットのロケーション、及び／又は、第３のアンテナなどによって送出された第３の信号のパイロットのロケーションに対応するロケーションにおいて時間・周波数空間に位置付けられているデータ要素（第２の集合）である。

換言すると、第２の集合の保護されるべきデータ要素は、第１の集合のパイロットが関連付けられているアンテナ以外のアンテナと関連付けられているパイロットに影響を与える干渉を打ち消すために使用される。

有利には、第２の集合の保護されるべきデータ要素は情報型データ要素であり、第１の集合及び第２の集合の保護されるべきデータ要素は、時間・周波数空間内の対応するロケーションに位置付けられている少なくとも１個の第２の信号の各系列に直交する系列を形成する。

よって、第１のマルチキャリア信号の第１の集合及び第２の集合の保護されるべきデータ要素によって形成される系列は、時間・周波数空間内の同じロケーションに位置付けられている系列であって、他のマルチキャリア信号のそれぞれ、たとえば、４本の送信アンテナを実装するシステムにおける第２、第３及び第４のマルチキャリア信号によって搬送される系列のそれぞれと直交する。

これらの様々な系列は互いに直交するので、受信時のデータ要素の取り出しは容易に行われる。

好ましくは、マルチキャリア信号はＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプである。

実際には、より一層重点が置かれているのは、分布させられたパイロットによるチャネル推定を特に意図した上での、リアルタイム変調のための固有のシンボル間干渉、及び／又はキャリア間干渉の低減である。実際には、チャネル推定プロセスは、本来の意味で変換された項の直交性だけが利用可能であるＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプの信号の場合よりも難易度が高い。したがって、このタイプのマルチキャリア信号のチャネル推定を試み、改善することは特に興味深い。

有利には、マルチキャリア信号のパイロットは実数値を搬送する。このことはマルチキャリア信号が特にＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプであるときに確かめられる。

本発明は、データ要素の集合を備えるマルチキャリア信号のキャリア周波数を各データ要素の各々が変調し、前記データ要素は、少なくともある特定の送信時の値をこの信号の受信を実行するように設計された少なくとも１台の受信機が認識しているパイロットと呼ばれる第１の基準データ要素と、前記受信機又は複数台の受信機が送信時の値をアプリオリに認識してはいない第２の情報型データ要素とを備えており、データ要素のうちの１つによって所与の時点に変調されたキャリア信号のうちの１つがキャリアと呼ばれる、シンボルの時間的連なりにより形成されたマルチキャリア信号にも関係する。

本発明によれば、信号は、保護されるべきデータ要素に影響を与え、保護されるべきデータ要素の値及び輪郭リングのデータ要素の値を考慮する干渉を受信時に低減するために、時間について最大１個のキャリアだけ、かつ、周波数について最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっていて、少なくとも１個の値が保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアによって構成される輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられる、少なくとも２個の保護されるべきデータ要素の集合を備える。

より詳細には、保護されるべきデータ要素は、時間的について及び／又は周波数について最大１個のキャリアだけ間が置かれ、つまり、保護されるべきデータ要素が時間について最大１個のキャリアだけ、及び／又は、周波数について最大１個のキャリアだけ間が空いた対になっていると考えられる。

有利には、第１の信号と呼ばれるマルチキャリア信号の保護されるべきデータ要素は、
第１の信号の少なくとも１個のパイロットの第１の集合と、
少なくとも１つの第２の送信端によって送出され、第１の信号と同じ構造を有する少なくとも１個の第２のマルチキャリア信号の少なくとも１個のパイロットのロケーションに対応する少なくとも１つのロケーションで時間・周波数空間に位置付けられている少なくとも１個の保護されるべきデータ要素の第２の集合と
を備える。

好ましくは、マルチキャリア信号はＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプである。

本発明は、データ要素の集合を備えているシンボルの時間的連なりによって形成されたマルチキャリア信号の受信方法にも関係する。

本発明によれば、受信信号が、時間について最大１個のキャリアだけ、及び周波数について最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっている、保護されるべき少なくとも２個のデータ要素を備え、保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉を低減するために、保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアによって構成された輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に少なくとも１個の値を割り当てるように、処理演算が送信前に信号に対して行われ、
少なくともある特定の保護されるべきデータ要素から伝送チャネルの伝達関数を推定するステップと、
送信前に行われる処理の逆である処理を実行する輪郭リングのデータ要素を取り出すステップと
を実行する受信方法が提供される。

よって、少なくともある特定のパイロットの値を受信機が認識していることに注意を要する。

換言すると、受信機は、マルチキャリア信号によって伝達される少なくともある特定のパイロットの値と、特に送信アンテナとこの受信機との間の伝搬チャネルの推定を実行するために使用しようとするパイロットの値と、可能であれば、これらのパイロットと干渉する少なくとも１本の他の送信アンテナによって送信されたパイロットの値とを認識している。

本発明の特定の用途では、たとえば、ＤＶＢ−Ｔの態様では、ある特定のパイロットが情報を伝達し、したがって、必ずしも受信機又は複数台の受信機が認識していなくても構わないことにも注意を要する。

本発明は、データ要素の集合を備えているシンボルの時間的連なりによって形成されたマルチキャリア信号の送信装置にも関係する。

本発明によれば、このような装置は、
時間について最大１個のキャリアだけ、及び、周波数について最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっている少なくとも２個の保護されるべきデータ要素の集合に影響を与える干渉であって、保護されるべきデータ要素の値と、保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアで構成されている輪郭リングのデータ要素の値とを考慮する干渉を計算する手段と、
前記計算された干渉を受信時に低減するため、輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定する手段と
を備える。

このような装置は、特に上述されているような送信方法を実施可能である。

本発明は、データ要素の集合を備えているシンボルの時間的連なりによって形成されたマルチキャリア信号の受信装置にも関係する。

本発明によれば、受信信号が、時間について最大１個のキャリアだけ、及び、周波数について最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっている、保護されるべき少なくとも２個のデータ要素を備え、保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉を低減するために、保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアによって構成された輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に少なくとも１個の値を割り当てるように、処理演算が送信前に信号に対して行われ、
少なくともある特定の保護されるべきデータ要素から伝送チャネルの伝達関数を推定する手段と、
送信前に行われる処理の逆である処理を実行する輪郭リングのデータ要素を取り出す手段と
を備える受信装置が提供される。

このような装置は、特に上述されているような受信方法を実施可能である。

本発明は、通信ネットワークからダウンロード可能であり、及び／又は、コンピュータ読み取り可能なキャリアに記憶され、及び／又は、マイクロプロセッサによって実行可能であり、上述されているような送信方法の実施のためのプログラムコード命令を備えるコンピュータプログラムプロダクト、並びに、通信ネットワークからダウンロード可能であり、及び／又は、コンピュータ読み取り可能なキャリアに記憶され、及び／又は、マイクロプロセッサによって実行可能であり、上述されているような受信方法の実施のためのプログラムコード命令を備えるコンピュータプログラムプロダクトにも関係する。

本発明の他の特徴事項及び利点は、簡便な網羅的でなく、かつ、例示的な実施例のための好ましい実施形態についての以下の説明及び添付図面からより明瞭になる。

６．１ 一般原則
本発明の一般原則は、少なくとも２個の保護されるべきデータ要素によって形成された集合に影響を与える干渉の計算と、この干渉を低減するために、保護されるべきデータ要素を取り囲む輪郭リング（contour ring）のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定することとに基づいている。

このようにして、本発明は、特に、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプのマルチキャリア信号の場合に、保護されるべきデータ要素に対応する時間・周波数ネットワークのある特定のキャリア上の少なくとも輪郭リングに起因する固有の干渉を打ち消すこと、又は、少なくとも低減することを可能にする。

図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による受信時にマルチキャリア信号に影響を与えるシンボル間干渉の低減を可能にするマルチキャリア信号の送信技術が提示されている。

以下、本文書では、特に本特許出願の付録１に提示されているようなＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプのマルチキャリア信号を考慮する。

そして、マルチキャリア信号に関連付けられているプロトタイプ関数ｇ（ｔ）は本特許出願の一部分をなす付録２に記載された曖昧度関数（ambiguity function）を実証することも仮定されている。

最後に、送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬チャネルは、輪郭リングのすべてのデータ要素及び保護されるべきデータ要素に対して同一であることも仮定されている。

図１は、データ要素によって形成されたシンボルの時間的連なりによって形成された、複数の独立に変調された周波数キャリア上のマルチキャリア信号のシンボルの時間・周波数空間分布を特に示している。このようにして、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ変調は、時間軸（縦軸）及び周波数（横軸）に沿ってチャネルをセルに細分する。特に、各キャリアは前のキャリアと直交している。

各周波数／時間セル（たとえば、セル（ｍ_０，ｎ_０）、ここで、ｍ_０は周波数に対応し、ｎ_０は時間に対応している）には、専用キャリアが割り当てられている。マルチキャリア信号のシンボルは、時刻ｔにキャリアの集合によって搬送される情報型要素の集合を備える。図１は、たとえば、シンボルｎ_０−１、ｎ_０、ｎ_０＋１を示している。

ある特定のキャリアは、パイロットと呼ばれる基準データ要素を搬送し、この信号の受信を実行するように設計された少なくとも１台の受信機が、ある特定のパイロットの送信時の値を認識しているが、他のキャリアは、これらの受信機が送信時の値をアプリオリに認識しているものではない情報型データ要素を搬送する。

本発明の特定の用途では、たとえば、ＤＶＢ−Ｔの態様では、ある特定のパイロットが情報を伝達し、したがって、必ずしも受信機又は複数台の受信機で知られていなくても構わないことにも注意を要する。

６．２ 包括的手法
このように、図１は２個のパイロットの送信を説明しており、これら２個のパイロットは、１個ずつが、２本の送信アンテナ１１及び１２を備えるシステムにおいて送信アンテナと関連付けられ、時間・周波数平面内で近傍領域となるロケーションに位置付けられている。

より詳細には、第１の送信アンテナ１１と関連付けられている少なくとも１個の第１のパイロットが時間・周波数空間内のロケーション（ｍ_０，ｎ_０）に位置付けられ、第２の送信アンテナ１２と関連付けられている第２のパイロットが時間・周波数空間内のロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置付けられている。

本発明によれば、セル（ｍ_０，ｎ_０）及び（ｍ_０，ｎ_０＋１）に対応するロケーションに位置しているキャリアによって搬送されるデータ要素が、保護されるべきデータ要素の集合を定義している。

第１のステップにおいて、保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉が計算される。より詳細には、この干渉は、保護されるべきデータ要素の値と、保護されるべきデータ要素の時間・周波数空間内のキャリアの直ぐ隣にあるキャリアによって構成された輪郭リング１３のデータ要素の値との両方を考慮している。

したがって、輪郭リング１３は、図１の実施例では、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０−１）、（ｍ_０，ｎ_０−１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０−１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋２）、（ｍ_０，ｎ_０＋２）、（ｍ_０−１，ｎ_０＋２）、（ｍ_０−１，ｎ_０＋１）、（ｍ_０−１，ｎ_０）に位置付けられた１０個のキャリアによって定義される。

本発明によれば、各アンテナは、同じ形を有し、かつ、同じ時間・周波数ロケーションに位置している輪郭リングを有し、各アンテナの保護されるべきデータ要素に対して影響を与える干渉の打ち消しを可能にするものであることに特に注意を要する。

第２のステップは、輪郭リング１３の少なくとも１個のデータ要素、すなわち、上述されている１０個のキャリアのうちの１個によって搬送される少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき値を決定するために用いられ、計算された干渉を受信時に低減させることを可能にする。

輪郭リングの要素に割り当てられるべき値を決定するために、Ｎが保護されるべきデータ要素の個数であるとして、Ｎ個の未知量をもつ連立Ｎ次方程式を解くことが必要である。

従って、特に、以下の方程式を解法する際に、輪郭リングに由来し、保護されるべきデータ要素全部の集合に影響を与える干渉を打ち消すことが求められる。

式中、Ωは輪郭リングを形成するロケーションの集合であり、
（ｍ_ｉ，ｎ_ｉ）は、１からＮまで変化するｉに対して、保護されるべきデータ要素のロケーションであり、

は、１からＮまで変化するｋに対して、集合Θを形成するロケーション（ｍ_ｋ，ｎ_ｋ）に位置付けられている、輪郭リングの決定されるべきデータ要素の値である。

換言すると、保護されるべきデータ要素の近傍領域によって時間・周波数平面内において占有される空間を縮小することなく、伝搬チャネル推定を改善するために、保護されるべきデータ要素の直交系列が、輪郭リング１３内に位置している時間・周波数ロケーションにおいて各アンテナで送信される。たとえば、図１を参照して例証されているように、時刻ｔ_０で、アンテナ１１は、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０）に位置している値Ｘを有する保護されるべきデータ要素を送出し、アンテナ１２は、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０）に位置している値Ｙを有する保護されるべきデータ要素を同時に送出する。時刻ｔ_１で、アンテナ１１は、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置している値Ｙを有する保護されるべきデータ要素を送出し、アンテナ１２は、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置している値−Ｘを有する保護されるべきデータ要素を同時に送出する。

したがって、各アンテナ上で、輪郭リング１３内に位置している２つの時間・周波数ロケーションで２個のデータ要素の系列が送信される。

チャネルの値の取り出しを可能にするためのこれらの系列の条件は、保護されるべきデータ要素の値が実数であること、及び、系列が直交していることである。

実数直交系列が必ず［Ｘ，Ｙ］及び（＋／−）［Ｙ，−Ｘ］という形を有することに注意を要する。

本発明の１つの有利な実施形態によれば、値Ｘを搬送するキャリアは零値を搬送し、値Ｙを搬送するキャリアはパイロットである。このようにして、「零」及びパイロットが一方のアンテナからもう一方のアンテナへこれらの位置を反転させて送信される。この場合、多重アンテナシステムでは、送信アンテナが同期されるので、各アンテナと関連付けられているパイロットの重なり合いがないことに特に注意を要する。

６．３ イタレーションによる手法
１つの代替的な実施形態によれば、干渉キャンセルの技術をステップバイステップに適用することも可能である。

このため、保護されるべきデータ要素の各々を取り囲む近接リング（proximity ring）を考慮する。

たとえば、図１を再び参照すると、時間・周波数ロケーション（ｍ_０，ｎ_０）に位置付けられた保護されるべきデータ要素に対応するアンテナ１１と関連付けられた第１のパイロットは、この第１のパイロットと関連付けられた第１の近接リングを形成するロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０−１）、（ｍ_０，ｎ_０−１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０−１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）、（ｍ_０，ｎ_０＋１）、（ｍ_０−１，ｎ_０＋１）、（ｍ_０−１，ｎ_０）に位置付けられたデータ要素によって取り囲まれている。

時間・周波数ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置付けられた保護されるべきデータ要素に対応するアンテナ１２と関連付けられた第２のパイロットは、この第２のパイロットと関連付けられた第２の近接リングを形成するロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０）、（ｍ_０，ｎ_０）、（ｍ_０＋１，ｎ_０）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋２）、（ｍ_０，ｎ_０＋２）、（ｍ_０−１，ｎ_０＋２）、（ｍ_０−１，ｎ_０＋１）に位置付けられたデータ要素によって取り囲まれている。

この代替的な実施形態では、干渉を計算するステップ、及び、輪郭リング１３に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定するステップは以下の形式で実施される。
・ロケーション（ｍ_０，ｎ_０）に位置付けられている第１のパイロットの値、及び、第１の近接リングのデータ要素の値を考慮した、第１のパイロットに影響を与える第１の部分干渉を計算する。
・計算された部分干渉を受信時に低減するため、保護されるべきデータ要素の集合に属していない第１の近接リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定する。換言すると、この方法は、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０−１）、（ｍ_０，ｎ_０−１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０−１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）、（ｍ_０−１，ｎ_０＋１）、（ｍ_０−１，ｎ_０）に位置付けられたデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定するが、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置するデータ要素は値を修正することができない保護されるべきデータ要素であるため、このデータ要素に割り当てられるべき値を決定しない。したがって、上記の７個のロケーションに位置するデータ要素によって搬送されるこれらの７個の値に作用することが可能である。
・ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置付けられている第２のパイロットの値、及び、第２の近接リングのデータ要素の値を考慮した、第２のパイロットに影響を与える第２の部分干渉を計算する。
・保護されるべきデータ要素の集合に属していない第２の近接リングの少なくとも１個のデータ要素であり、かつ、前の決定ステップ中に値が決定されていない要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定する。

換言すると、前の決定ステップ中に、（上記の７個の値に対応する）値が保護されるべきデータ要素を除く第１の近接リングの各要素に割り当てられているならば、第２の近接リングの残りの要素、つまり、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０＋２）、（ｍ_０，ｎ_０＋２）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋２）に割り当てられるべき要素の値が未だ決定されていない。

このイタレーションの技術は、マルチキャリアシステム内の切り離されている近接リングに適用されることがあり、その結果、アンテナと関連付けられているパイロットの時間・周波数ロケーションで、零値を有する保護されるべきデータ要素が他のアンテナから送出されることに特に注意を要する。

このとき、本発明の技術は、切り離されている種々の近接リングの並列処理が実施可能である際に、保護されるべき各データ要素の干渉を打ち消すことにある。

一般に、マルチキャリア信号がＩｏｔａプロトタイプ関数を実装するならば、第１の部分干渉を計算するステップ、及び、保護されるべきデータ要素以外の第１の近接リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定するステップは、上記の７個の値を決定することができる関係式

を実装している。但し、

は時間・周波数ロケーション（ｍ_０，ｎ_０）に位置するキャリアの値であり、α及びβはプロトタイプ関数の選定によって定義される係数である。

この関係式は、図１を参照して示されているように、送信された系列が［Ｘ，０］及び［０，Ｘ］という形式を有するとき、及び、パイロットが時間軸上で隣接しているときに有効である。

送信されたこれらの系列が［Ｘ，Ｙ］及び（＋／−）［Ｙ，−Ｘ］という形式を有するならば、第１の近接リング関係式において隣接パイロットの値を考慮することが必要である。換言すると、第１のパイロットと関連付けられた近接リングに位置している保護されるべきデータ要素（たとえば、第２のパイロット）の値を考慮することが必要である。

たとえば、アンテナ１１と系列［Ｘ，Ｙ］とに対して、第１のパイロット（Ｘ）の位置で固有の干渉の打ち消しを可能にする関係式

が得られる。

キャリア（ｍ_０，ｎ_０）と相対的に第１の近接リングに起因するＩＳＩを打ち消すため、前の方程式を検証することが必要である。ＩＳＩという用語はシンボル間干渉及び／又はキャリア間干渉を指すことに注意を要する。このため、このリングのデータ要素に定められた値を有し、第１の近接リングに属する第２のパイロットの値が考慮される。このとき、第１の近接リングは、６個の情報型データ要素の等価物を搬送する。

たとえば、リングの６個の他の要素の関数として

を表現するために直接法（the direct methods）が選択されることがある。しかし、このような演算は、このキャリアと他の６個のキャリアとの間においてエネルギー的な大きな変動をもたらし、したがって、マルチキャリア信号のダイナミックレンジの問題を引き起こすかもしれない。その結果として、線形であるユニタリ変換がこの現象を平滑化し、それによって、エネルギーを保存するように実行される。したがって、第１の近似リングの値のうちの１つを零に固定し、係数

が零であるか、又は、構造（第２のパイロットの構造）によって固定された値を有する７×７の大きさの行列を使用することが好ましく、このアプローチは上記の関係式の打ち消しを可能にすると共に、係数の電力が均一になることを保証する。

前の方程式は時間依存性があるので、この変換は、パイロットが偶数パリティシンボル又は奇数パリティシンボルのいずれに置かれているかに応じて異なる。偶数パリティシンボルの場合（すなわち、「時間」空間内で考慮されたパイロットの位置のインデックスｎ_０の特性が偶数パリティ数であるとき）、変換の実施例は、

として表現される。但し、たとえば、第２のパイロットの値が零（Ｙ＝０）であり、かつ、ｅ_６が零に一致するように選ばれるならば、

である。ｅ_０、ｅ_１、ｅ_２、ｅ_３、ｅ_４、ｅ_５の値は、アルファベット

から選ばれ、ここで、ｅは各キャリアで送信されたシンボルのエネルギーを示している。

奇数パリティシンボルの場合（すなわち、「時間」空間内で考慮されたパイロットの位置のインデックスｎ_０の特性が奇数パリティ値であるとき）、たとえば、以下の変換

によって表現される。但し、たとえば、第２のパイロットの値が零（Ｙ＝０）であり、かつ、ｅ_６が零に一致するように選ばれるならば、

である。

行列Ｍ_０及びＭ_１に対し上述されている実施例は純然たる例示であることに注意を要する。実際には、これらの行列は一意でない。

エネルギー保存性を保証し得る好ましい実施形態によれば、行列Ｍ_０及びＭ_１は対称及び直交行列となるように選ばれる。

第１の近接リングの値が決定されると、これらの計算ステップは、第２のパイロット（Ｙ）の位置で固有の干渉を打ち消すために繰り返される。

したがって、第２の輪郭リングの他の値が前のステップで既に固定されていることが分かっているならば、行われるべきことは、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０＋２）、（ｍ_０，ｎ_０＋２）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋２）に位置付けられているキャリアの値を設定することである。したがって、第２の近接リング（及び、非零値を有するならば第１の隣接パイロット）によって、この第２のパイロット上に発生させられた第２の部分干渉

を計算することが可能である。

したがって、以下の関係式

を満たすことが必要である。

再度、上記の手順は、決定されるべき３個の残りの値のうちの１つを零に設定し、この関係が満たされることを保証するために、（サイズが３×３である）パッセージ行列（matrix of passage）を適用し、同時に同じ電力を送信された係数に割り当てながら続けられる。

最後に、輪郭リング１３の１０個の値のうちの２個のデータ要素の値を設定する際に、この輪郭リング内の２個の位置、すなわち、たとえば、伝搬チャネルを推定するため使用されるパイロットに対応する保護されるべき２個のデータ要素に影響を与える固有の干渉を打ち消すか、又は、少なくとも低減することが可能であることに注意を要する。

６．４ ３本以上の送信アンテナを実装するシステムにおける用途
本発明は、３本以上の送信アンテナを実装し、保護されるべきデータ要素が時間及び／又は周波数において最大１個のキャリアだけ間が空く可能性がある送信システムに適用され得ることにも注意を要する。換言すると、保護されるべきデータ要素は、時間的に最大１個のキャリア及び周波数的に最大１個のキャリアだけ間が空いた２個が集合となる。

このようにして、図２Ａ及び２Ｂは、３本の送信アンテナ２１、２２及び２３からのＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ信号の送信を説明し、ここで、アンテナ２１、２２及び２３の各々と関連付けられているそれぞれパイロットＸ_１、Ｘ_２及びＸ_３は、保護されるべきデータ要素の集合に対応するパイロットのグループに集められ、グループ中のパイロットは、パイロットのグループ中の全パイロットの送信を考慮して、隣接しているか、又は、間にキャリア１個分の最大間隔を残し、かつ、各アンテナによって放射されたマルチキャリア信号全体に対して、輪郭リング２４によって取り囲まれているパイロットである。

このようにして、図２Ａに説明されているように、時刻ｔ_０で、
アンテナ２１は、値Ｘ_１を保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０−１）に位置している保護されるべきデータ要素を送信し、
アンテナ２２は、値Ｙを保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０−１）に位置している保護されるべきデータ要素を同時に送信し、
アンテナ２３は、値Ｚを保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０−１）に位置している保護されるべきデータ要素を同時に送信する。

時刻ｔ_２で、
アンテナ２１は、値Ｙを保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｚを保有し、ロケーション（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出し、
アンテナ２２は、値Ｘ_２を保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｙを保有し、ロケーション（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素とを同時に送出し、
アンテナ２３は、値Ｚを保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｘ_３を保有し、ロケーション（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素とを同時に送出する。

各アンテナによって送出された系列に関する条件は、それらの系列が直交すべきであること、かつ、パイロットの値がＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプのマルチキャリア信号に対し実数でなければならないことが特に注意されるべきである。

このようにして、アンテナ２１と関連付けられている保護されるべきデータ要素の集合は、パイロットＸ_１を備える第１の集合と、データ要素Ｙ及びＺを備える第２の集合とによって形成される。

図２Ａを参照して説明されたアンテナ３本のコンフィギュレーションでは、各送信アンテナ２１、２２及び２３によって送信された異なる信号のパイロットは、時間軸又は周波数軸に沿ってこれらのパイロットの間にキャリア１個分の最大間隔を残すように位置付けられていることに注意を要する。

受信時、たとえば、パイロットＸ_１の値だけが第１の受信機で知られ、アンテナ２１と第１の受信機との間の伝搬チャネルが推定され得ると仮定することが可能である。この第１の受信機は、必ずしも、他のパイロットＸ_２及びＸ_３の値を知らなくてもよい。

第２の受信機は、特に、パイロットＸ_２及びＸ_３の値を知り、このようにして、アンテナ２２、２３とこの第２の受信機との間の伝搬チャネルを推定することが可能である。

図２Ｂは３台の送信アンテナを備える別のコンフィギュレーションであって、送信された異なる信号のパイロットのキャリアが対角線方向だけに位置している（すなわち、時間軸及び周波数軸に沿ってキャリア１個分だけシフトしている）コンフィギュレーションを説明している。このコンフィギュレーションでは、保護されるべきデータ要素の集合は、時間・周波数ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０−１）、（ｍ_０，ｎ_０）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）に位置付けられているデータ要素によって定義され、輪郭リング２４は保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアによって構成されたキャリア間干渉の打ち消しを可能にする。

図３Ａ及び３Ｂは、４台の送信アンテナ３１、３２、３３及び３４を実装する送信システムにおけるコンフィギュレーションであって、各パイロットＸ_１、Ｘ_２、Ｘ_３及びＸ_４が各アンテナ３１、３２、３３及び３４と各々関連付けられ、輪郭リング３５が保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアによって構成されているＩＳＩの打ち消しを可能にさせるコンフィギュレーションの２つの実施例を説明している。

図３Ａのコンフィギュレーションによれば、時刻ｔ_０で、
アンテナ３１は、値Ｘ_１を保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｚを保有し、ロケーション（ｍ_０＋１，ｎ_０）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出し、
アンテナ３２は、値Ｗを保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｙを保有し、ロケーション（ｍ_０＋１，ｎ_０）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出し、
アンテナ３３は、値Ｚを保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｘ_３を保有し、ロケーション（ｍ_０＋１，ｎ_０）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出し、
アンテナ３４は、値Ｙを保有し、ロケーション（ｍ_０−１，ｎ_０）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｗを保有し、ロケーション（ｍ_０＋１，ｎ_０）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出する。

時刻ｔ_２で、
アンテナ３１は、値Ｙを保有し、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｗを保有し、ロケーション（ｍ_０＋２，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出し、
アンテナ３２は、値Ｘ_２を保有し、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｚを保有し、ロケーション（ｍ_０＋２，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出し、
アンテナ３３は、値Ｗを保有し、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｙを保有し、ロケーション（ｍ_０＋２，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出し、
アンテナ３４は、値Ｚを保有し、ロケーション（ｍ_０，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素と、値Ｘ_４を保有し、ロケーション（ｍ_０＋２，ｎ_０＋１）に位置している保護されるべきデータ要素とを送出する。

このようにして、アンテナ３１と関連付けられている保護されるべきデータ要素の集合は、パイロットＸ_１を備える第１の集合と、データ要素Ｙ、Ｚ及びＷを備える第２の集合とを備える。たとえば、値Ｙ、Ｚ及びＷを保有する保護されるべきデータ要素は情報型データ要素である。

より詳細には、保護されるべきデータ要素の時間・周波数ロケーションで各アンテナ３１、３２、３３、３４によって受け持たれる系列は互いに直交していなければならない。

本発明の好ましい実施形態によれば、値Ｙ、Ｚ又はＷを受け持っている保護されるべきデータ要素は零値を受け持つ。

図３Ｂは、４台の送信アンテナを備える別のコンフィギュレーションであって、送信された異なる信号のパイロットが時間・周波数ロケーション（ｍ_０，ｎ_０）、（ｍ_０，ｎ_０＋１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０＋１）、（ｍ_０＋１，ｎ_０）に位置し、輪郭リング３５が保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアによって構成されているキャリア間干渉の打ち消しを可能にさせるコンフィギュレーションを説明している。

これらの種々の図解及び網羅的でない実施例を通じて、保護されるべきデータ要素は、時間的に及び／又は周波数的に最大１個のキャリアによって分離されていること、すなわち、保護されるべきデータ要素は、送信アンテナの本数とは無関係に、時間について最大１個のキャリアだけ、及び周波数について最大１個のキャリアだけ間が空いた対になっていることに特に注意を要する。実際には、保護されるべきデータ要素は、時間的について、及び／又は周波数について２個のキャリアだけ間が空いているとき、互いに干渉しないか、又は、互いに殆ど干渉を加えることがなく、保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉の主要部分はキャリアの直ぐ隣にあるデータ要素に起因することが仮定されている。

したがって、本発明の送信技術及び干渉キャンセル技術は、瓦重ね状の近接リングを実装するパイロットのどのようなコンフィギュレーションにも拡張され得る。

たとえば、送信された異なる信号のパイロットは、非常に多数のパイロットの使用中に現れるレイテンシー時間を削減するように、連続的に集められるか、又は、時間軸に沿って、かつ、連続的に周波数軸に沿ってパイロットの間のキャリア１個分の最大間隔を残す。

さらに、チャネル推定の信号対雑音比を改善するため、パイロットは隣接した位置で集められるか、又は、時間軸及び／又は周波数軸に沿ってパイロットの間にキャリア１個分の最大間隔を残すので、その結果、このグループ内の少なくとも２個のパイロットは送信アンテナの各々に割り当てられる。

６．５ ２本の送信アンテナ及び輪郭リング内に数個のパイロットを実装する用途の実施例
今度は図４を参照すると、送信されるパイロットの個数が増加し、これらのパイロットが各アンテナと関連付けられ、特に、数個のパイロットが同じ輪郭リング内の同じアンテナと関連付けられている本発明の代替的な実施形態が提示されている。

たとえば、第１の送信アンテナ４１上で時間的及び／又は周波数的に最大１個のキャリアだけ間が空いている２個のパイロットＸ_１と、第２の送信アンテナ４２上で時間的及び／又は周波数的に最大１個のキャリアだけ間が空いた２個のパイロットＸ_２との送信を考える。さらに、送信アンテナ毎に、時間／周波数空間内で他のアンテナのパイロットの位置に対応している２個の位置に値零（Ｙ＝０）を保有しているキャリアの送信を考える。

換言すると、図４のコンフィギュレーションを考慮すると、
時刻ｔ_０で、アンテナ４１は位置（ｍ_０，ｎ_０−１）に位置している値零を有する保護されるべきデータ要素を送出し、アンテナ４２は対応する位置（ｍ_０，ｎ_０−１）でパイロットＸ_２を送出し、
時刻ｔ_１で、アンテナ４１は、位置（ｍ_０−１，ｎ_０）でパイロットＸ_１を送出し、位置（ｍ_０＋１，ｎ_０）で値零を有する保護されるべきデータ要素を送出し、アンテナ４２は、位置（ｍ_０−１，ｎ_０）で値零を有する保護されるべきデータ要素を送出し、位置（ｍ_０＋１，ｎ_０）でパイロットＸ_２を送出し、
時刻ｔ_２で、アンテナ４１は位置（ｍ_０，ｎ_０＋１）でパイロットＸ_１を送出し、アンテナ４２は位置（ｍ_０，ｎ_０＋１）で値零を有する保護されるべきデータ要素を送出する。

本発明は、マルチキャリア信号内に分布させられ、アンテナによって送信されるパイロットの個数を増加させることにより、決して時間・周波数リソースを無駄使いすることなく、すなわち、輪郭リングの小型化を失うことなく、信号対雑音比を改善するためにも使用され得る。

値Ｙが０と異なる可能性があることは明らかである。

さらに、この技術は、増加した個数のパイロット、特に、時間的及び／又は周波数的に最大１個のキャリアだけ間が空いた数個のパイロットを備えるマルチキャリア信号を送信する１本の送信アンテナだけを実装する送信システムの場合に適用され得る。

６．６ チャネルの推定
パイロット中の固有の干渉が低減されるので、各パイロットによって受信された値に基づいて、チャネルの有効推定値を表現する係数Ｈ_ｎを取り出すことが可能である。

たとえば、２本の送信アンテナを実装する送信システムであって、各アンテナに関連付けられているパイロットが同じシンボル時間に２個の隣接した周波数（たとえば、位置（ｍ_０，ｎ_０）と（ｍ_０＋１，ｎ_０））に位置している送信システムを考える。上述されているようなＩＳＩを打ち消す演算が実行され、その後［Ｘ，Ｙ］及び［Ｙ，−Ｘ］が第１のアンテナ及び第２のアンテナのそれぞれで送信された系列を示すために使用されることが仮定されている。

この場合、２個のパイロットは送信中に互いに干渉する。

特に、Ｈ_１は第１の送信アンテナと第２の受信アンテナとの間の伝搬チャネル係数の値であると考えられ、Ｈ_２は第２の送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬チャネル係数の値であると考えられる。所与の送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬チャネルは輪郭リング内で不変であることに注意を要する。

その後、受信時に、選択されたＯＦＤＭ／ＯＱＡＭフィルタの曖昧度関数の値に依存して、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭシンボルの時間インデックスが偶数パリティ値であるならば（すなわち、ｎ_０が偶数値であるならば）、

であり、またはＯＦＤＭ／ＯＱＡＭシンボルの時間インデックスが奇数パリティ値であるならば（すなわち、ｎ_０が奇数値であるならば）、

である。

本実施例での計算を簡略化するため、一般性を失うことなく、パイロットの値はＹ＝０及びＸ＝１であるとみなしてもよい。

この場合、

であり、すなわち、Ｒ’_２＝−Ｒ_２と仮定すると、

であり、このようにして、チャネル係数Ｈ_１及びＨ_２を取り出すことが可能になる。

送信アンテナの個数Ｎ、及び、輪郭リング内のパイロットの分布がどのようであろうとも、パイロットの値を取り出す方程式の係数は、ｍ及びｎがそれぞれリング内で保護されるべきデータ要素間の周波数シフト及び時間シフトに対応するとして、位置（ｍ．ｍ_０，ｎ．ｎ_０）における曖昧度関数の値に依存し、この曖昧度関数が変調器（たとえば、ＩＯＴＡ）関数のため使用されるＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ関数であることに特に注意を要する。

さらに、計算を簡略化するため、アンテナの個数が大きいならば（Ｎ＞４）、
ｍ及びｎが［−１，０，１］に含まれているとして、点（ｍ．ｍ_０，ｎ．ｎ_０）における曖昧度関数の値を考え、これらの値が他の場所で零であると仮定する。ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭで使用されるすべての関数に対して、曖昧度関数は点（２ｍ．ｍ_０，２ｎ．ｎ_０）での構成によって相殺されることにも注意を要する。

たとえば、図４で説明されている実施例を再度検討すると、２個のパイロットＸ_１が第１の送信アンテナ４１で送信され、２個のパイロットＸ_２が第２の送信アンテナ４２で送信され、送信アンテナ毎に、値零（Ｙ＝０）を有するキャリアがもう一方のアンテナのパイロットの位置に対応する時間・周波数空間内の２個の位置へ送信され、Ｒ_１が位置（ｍ_０−１，ｎ_０）で受信された値であり、Ｒ_２が位置（ｍ_０，ｎ_０＋１）で受信された値であり、Ｒ_３が位置（ｍ_０＋１，ｎ_０）で受信された値であり、Ｒ_４が位置（ｍ_０，ｎ_０−１）で受信された値であるとすると、受信中に、

が得られる。

したがって、

かつ

が得られる。

１≦ｉ≦４に対して、異なる位置Ｒ_ｉで受信された雑音がｂ_ｉに等しいならば、１番目の式に関して、

という値が得られる。

したがって、信号対雑音比は、

となるので改善される。

第２項は１で標準化されたアンテナによって放射されたパイロット電力に対する結果として生じる雑音電力に対応している。このことは、アンテナ１本ずつに２個のパイロットが存在するので、この電力が２倍にされている理由である。

今度は図５を参照すると、上述されている方法を実施する多重キャリア信号の送信システムのハードウェア構成が示されている。

この種の送信システムは、メモリＭ_ｅ５１と、たとえば、マイクロプロセッサμＰ_ｅを備え、コンピュータプログラムＰｇ_ｅ５２によって駆動されるプロセッシングユニットＰ_ｅ５０とを備える。

初期化時に、コンピュータ５２のコード命令は、プロセッシングユニット５０のプロセッサによって実行される前に、たとえば、ＲＡＭにロードされる。入力で、プロセッシングユニット５０は、パイロット及び情報型データ要素を備えるデータ要素の集合を備えるシンボル５３を受信する。

プロセッシングユニット５０のマイクロプロセッサμＰ_ｅは、プログラムＰｇ_ｅ５２の命令に従って、上述されている送信方法のステップを実施する。プロセッシングユニット５０は、時間的及び／又は周波数的に最大１個のキャリアだけ間が空いた少なくとも２個の保護されるべきデータ要素の集合を備えるマルチキャリア信号５４であって、保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉を受信時に低減するため、少なくとも１個の値が保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアによって構成された輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられているマルチキャリア信号を出力する。

最後に、図６を参照して、上述されているチャネル推定技術を実装するマルチキャリア信号の受信システムのハードウェア構成が記載されている。

この種の受信システムは、メモリＭ_ｒ６１と、たとえば、マイクロプロセッサμＰ_ｒを備え、コンピュータプログラムＰｇ_ｒ６２によって駆動されるプロセッシングユニットＰ_ｒ６０とを備える。

初期化時に、コンピュータ６２のコード命令は、たとえば、ＲＡＭにロードされ、その後に、プロセッシングユニット６０のプロセッサによって実行される。プロセッシングユニット６０は、時間的及び／又は周波数的に最大１個のキャリアだけ間が空いた保護されるべき少なくとも２個のデータ要素の集合を備えるマルチキャリア信号６４であって、保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉を受信時に低減するため、少なくとも１個の値が保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアで構成された輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられているマルチキャリア信号を受信する。

プロセッサユニット６０のマイクロプロセッサμＰ_ｒは、上述されている受信方法のステップ、すなわち、プログラムＰｇ_ｒ５２の命令に従って、保護されるべきデータ要素の少なくとも一部に基づいて伝送チャネルの伝達関数を推定するステップと、輪郭リングのデータ要素を取り出すステップとを実行する。

プロセッシングユニット６０は、マルチキャリア信号の情報型データ要素の推定値６４を出力する。

付録１
［固有の干渉：伝搬チャネルなし］
１．古典的なＯＦＤＭ
ガードインターバルを用いて古典的なＯＦＤＭ変調を実装する伝送の態様では、複素数値ｃ_ｍ，ｎをもつシンボルが送出される（ｍはサブキャリアのインデックスであり、ｎは時間インデックスである）。

送信された信号は、プロトタイプ関数ｇ（ｔ）の時間シフト及び周波数シフトされた変形であるｇ_ｍ，ｎ（ｔ）を用いて以下の形式

で記述することが可能である。

古典的なＯＦＤＭタイプの変調の態様では、

となり、したがって、

である。

古典的なＯＦＤＭでは、

を指定する複素直交性がキャリア間に存在する。

受信時に、伝搬チャネルが存在しないならば、（高速フーリエ変換、つまり、ＦＦＴアルゴリズムを使用して）次式

が正確に得られる。

２．ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ
以下では、態様はＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ変調、特に、ＩＯＴＡプロトタイプ関数を実装する伝送の態様である。

実数値ａ_ｍ，ｎを有するデータ要素が古典的なＯＦＤＭの場合より２倍高いリズムｔ_０で送信される。したがって、等価的な複素数シンボルの数のスペクトル効率は、ガードインターバルを用いない古典的なＯＦＤＭと同じである。

換言すると、同じキャリア間空間υ_０に対して、１個の実数値がＯＦＤＭ／ＯＱＡＭではτ_０毎にサブキャリアによって送信され、１個の複素数値（すなわち、２個の実数値の等価物）がガードインターバルなしの古典的なＯＦＤＭおいて２τ_０毎に送信される。送信される情報の量はしたがって同一である。

その結果として、ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭのスペクトル効率は、区間Ｔｇを有するガードインターバル付きのＯＦＤＭのスペクトル効率より（Ｔｇ＋２τ_０）／２τ_０倍高い。

上述されているのと同じ信号の表現を再び使用すると、送信されたＯＦＤＭ／ＯＱＡＭ信号は、

として記述され、式中、ａ_ｍ，ｎはｎ番目のシンボル時刻にｍ番目のサブキャリアで送信された実数シンボル（オフセットＱＡＭ）であり、Ｍはサブキャリアの個数であり、υ_０はキャリア間間隔であり、τ_０はＯＦＤＭ／ＯＱＡＭシンボルの間隔であり、ｇはプロトタイプ関数である。関数ｇ（ｔ）は、特にＩＯＴＡプロトタイプ関数でもよく、又は、実数直交性及び完全な再生の条件を保証することができる他のどのような関数でもよい。

各サブキャリアを変調するプロトタイプ関数は、シンボル間干渉を制限するために時間ドメイン内で正確に位置付けられ、（ドップラー効果、位相雑音などに起因する）キャリア間干渉を制限するため周波数ドメイン内で正確に位置付けられなければならないことに注意を要する。この関数はサブキャリア間の直交性をさらに保証しなければならない。

プロトタイプ関数の時間シフトされ、周波数シフトされた関数間の直交性は、

であるならば保証される。

信号の受信時に、伝搬チャネルが存在しないならば、

となるが、

である。

項

は固有の干渉を表現し、この干渉は送信された他のデータａ_ｍ，ｎに依存する。

は

に隣接する８個のキャリアに主として依存することが示され得る。

が８個のキャリアに起因する干渉を指し示すならば、

と記述され、但し、

は近接キャリアのインデックスの集合を表現する。

ＯＦＤＭ／ＩＯＴＡにおけるチャネルの推定のため、特許文献ＦＲ２８１４３０２では、この固有の干渉を局所的に（かつ、殆ど完全に）推定するため、パイロットを取り囲む８個のキャリアの間にある関係が導入されている。

満たされるべき関係式は、

である。

ＩＯＴＡプロトタイプ関数の特有の場合、α＝−０．４４１１かつβ＝−０．２２８０である。

ＩＯＴＡ内のいかなるキャリア

に対しても、実数部が選ばれる前に受信されたシンボルとして、

が得られることに特に注意を要する。

付録２
［曖昧度関数に関する注意事項］
１．定義
ｘ（ｔ）が偶数パリティ関数であり、Ｘ（ｆ）がｘ（ｔ）のフーリエ変換であるとする。このとき、

がｘの曖昧度関数として記述される。

さらに、

が得られる。

性質：ｘ（ｔ）偶関数→Ａ_ｘ（ｔ，ｎ）実数

２．ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭネットワークの事例
密度２のＯＦＤＭ／ＱＯＡＭネットワークの事例では、関数ｘ_{ｍ，ｎ（ｔ）}は、

という形式を有し、この事例では、

である。

ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭの場合のように、関数ｘ（ｔ）は偶関数であり、関数Ａ_ｘ（ｔ，ｎ）は実数である。したがって、ｘ_ｍ，ｎ（ｔ）とｘ_{ｍ’，ｎ’}（ｔ）との間のスカラー積は、（ｍ−ｍ’）及び（ｎ−ｎ’）が偶数値である場合に限り実数である。そうでなければ、このスカラー積は純虚数である。

ＯＦＤＭ／ＯＱＡＭにおける実数直交性の条件を満たすために、したがって、あらゆる（ｍ，ｎ）≠（０，０）である組に対して、

を満たす関数ｘ（ｔ）が必要である。

干渉の値はある特定の点に対して計算され得る。

３．干渉の計算
２つの時間シフトさせられたシンボル上で、ｘ（ｔ）が実数であるという事実を使用するとき、

かつ

である。

２個の周波数シフトさせられたシンボル上で、

である。変数変換ｔ’＝ｔ−ｎ_０ｔ_０を用いると、ｔ_０ｎ_０＝１／２に対して、

が得られる。したがって、

である。

同じ式を使用するとき、

が得られ、すなわち、変数変換ｔ’＝ｔ−ｎ_０ｔ_０を用いて、ｔ_０ｎ_０＝１／２を考慮すると、

が得られる。したがって、

が得られる。変数変換ｔ’＝−ｔを用いると、

が得られ、ｘ（ｔ）は偶関数であるので、

である。

最後に、同じ式を使用すると、

が得られる。再び同じ変数変換ｔ’＝ｔ−ｎ_０ｔ_０を使用し、ｔ_０ｎ_０＝１／２を考慮するとき、

が得られる。

同様に、

が得られる。変数変換ｔ’＝ｔ−ｎ_０ｔ_０を用いると、

が得られる。変数変換ｔ’＝−ｔを用いると、

が得られ、ｘ（ｔ）は偶関数であるので、

である。変数変換ｔ’＝ｔ＋ｔ_０を用いると、

が得られ、ｔ_０ｎ_０＝１／２であるので、

である。

２本の送信アンテナによって送出された２個のマルチキャリア信号の保護されるべきデータ要素及びこれらのデータ要素を取り囲む輪郭リングの時間・周波数空間における分布を説明する図である。 ３本の送信アンテナを実装するシステムにおいて保護されるべきデータ要素及びこれらのデータ要素を取り囲む輪郭リングの可能なコンフィギュレーションを説明する図である。 ３本の送信アンテナを実装するシステムにおいて保護されるべきデータ要素及びこれらのデータ要素を取り囲む輪郭リングの可能なコンフィギュレーションを説明する図である。 ４本の送信アンテナを実装するシステムにおいて保護されるべきデータ要素及びこれらのデータ要素を取り囲む輪郭リングの可能なコンフィギュレーションを説明する図である。 ４本の送信アンテナを実装するシステムにおいて保護されるべきデータ要素及びこれらのデータ要素を取り囲む輪郭リングの可能なコンフィギュレーションを説明する図である。 マルチアンテナシステムにおいて同じ輪郭リング内の複数個のパイロットの送信への適用を説明する図である。 本発明によるマルチキャリア信号の送信システムの構成を説明する図である。 本発明によるマルチキャリア信号の受信システムの構成を説明する図である。 複数個のパイロットを実装するシステムへの従来技術の適用を説明する図である。

Claims (8)

1. データ要素の集合を備えているシンボルの時間的連なりにより形成されたマルチキャリア信号の送信方法であって、前記データ要素各々がキャリア周波数を変調するためのものであり、前記データ要素は、少なくともある特定の送信時の値がこの信号の受信を実行するようになっていて少なくとも１台の受信機が認識しているパイロットと呼ばれる第１の基準データ要素と、前記受信機又は複数台の受信機が送信時の値をアプリオリに認識しているものではない第２の情報型データ要素とを備えており、前記データ要素のうちの１つによって所与の時点に変調された前記キャリア周波数のうちの１つがキャリアと呼ばれており、
   時間について最大１個のキャリアだけ、かつ、周波数について最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっている少なくとも２個の保護されるべきデータ要素の集合に影響を与える干渉を計算するステップと、
   前記干渉は、前記保護されるべきデータ要素の値及び前記保護されるべきデータの直ぐ隣にある前記キャリアで構成されている輪郭リングのデータ要素の値を考慮するものであり、
   前記計算された干渉を受信時に低減するために、前記輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定するステップと
   を実行するマルチキャリア信号の送信方法。
2. 前記保護されるべきデータ要素の各々が、前記保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にあるキャリアにより構成される近接リングによって取り囲まれ、前記計算するステップ及び前記決定するステップが、以下のサブステップ、すなわち、
   前記保護されるべきデータ要素のうちの１つに影響を与え、前記保護されるべきデータ要素の値及び前記保護されるべきデータ要素を取り囲む前記近接リングのデータ要素の値を考慮する部分干渉を計算するサブステップと、
   前記計算された部分干渉を受信時に低減するために、前記保護されるべきデータ要素の集合に属していない近接リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定するサブステップと
   の少なくとも１回のイタレーションの形式で実施され、
   前記輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき値を決定するように、次のイタレーションが現在のイタレーション中に割り当てられた値を考慮することを特徴とする請求項１に記載のマルチキャリア信号の送信方法。
3. 前記マルチキャリア信号が第１の送信端によって送信されて、第１の信号と呼ばれ、前記保護されるべきデータ要素が、
   前記第１の信号の少なくとも１個のパイロットの第１の集合と、
   少なくとも１つの第２の送信端によって送出され、前記第１の信号と同じ構造を有する少なくとも１個の第２のマルチキャリア信号の少なくとも１個のパイロットのロケーションに対応する少なくとも１つのロケーションにおいて時間・周波数空間に位置付けされている少なくとも１個の保護されるべきデータ要素の第２の集合と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチキャリア信号の送信方法。
4. 前記第２の集合の前記保護されるべきデータ要素が情報型データ要素であり、前記第１の集合及び前記第２の集合の前記保護されるべきデータ要素が前記時間・周波数空間内の対応するロケーションに位置付けられている前記少なくとも１個の第２の信号の各系列に直交する系列を形成することを特徴とする請求項３に記載のマルチキャリア信号の送信方法。
5. 前記マルチキャリア信号がＯＦＤＭ／ＯＱＡＭタイプであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマルチキャリア信号の送信方法。
6. データ要素の集合を備えているシンボルの時間的連なりにより形成されたマルチキャリア信号の受信方法であって、前記データ要素各々がキャリア周波数を変調するためのものであり、前記データ要素は、少なくともある特定の送信時の値が前記信号の受信を実行するようになっていて少なくとも１台の受信機が認識しているパイロットと呼ばれる第１の基準データ要素と、前記受信機又は複数台の受信機が送信時の値をアプリオリに認識しているものではない第２の情報型データ要素とを備えており、前記データ要素のうちの１つによって所与の時点に変調された前記キャリア周波数のうちの１つがキャリアと呼ばれており、
   前記受信される信号が少なくとも２個の保護されるべきデータ要素を備え、前記データ要素は、時間について最大１個のキャリアだけ、かつ周波数について最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっていて、前記保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉を低減するために、前記保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にある前記キャリアによって構成される輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に少なくとも１個の値を割り当てるように処理演算が前記信号に送信前に行われ、
   少なくともある特定の前記保護されるべきデータ要素から伝送チャネルの伝達関数を推定するステップと、
   送信前に行われた前記処理の逆である処理を実施する前記輪郭リングの前記データ要素を取り出すステップと
   を実行するマルチキャリア信号の受信方法。
7. データ要素の集合を備えているシンボルの時間的連なりにより形成されたマルチキャリア信号の送信装置であって、前記データ要素各々がキャリア周波数を変調するためのものであり、前記データ要素は、少なくともある特定の送信時の値が前記信号の受信を実行するようになっている少なくとも１台の受信機が認識しているパイロットと呼ばれる第１の基準データ要素と、前記受信機又は複数台の受信機が送信時の値をアプリオリに認識しているものではない第２の情報型データ要素とを備えており、前記データ要素のうちの１つによって所与の時点に変調された前記キャリア周波数のうちの１つがキャリアと呼ばれており、
   時間について最大１個のキャリアだけ、かつ周波数について最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっている少なくとも２個の保護されるべきデータ要素の集合に影響を与える干渉であって、前記保護されるべきデータ要素の値及び前記保護されるべきデータの直ぐ隣にある前記キャリアで構成されている輪郭リングのデータ要素の値を考慮する干渉を計算する手段と、
   前記計算された干渉を受信時に低減するために、前記輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に割り当てられるべき少なくとも１個の値を決定する手段と
   を備えるマルチキャリア信号の送信装置。
8. データ要素の集合を備えているシンボルの時間的連なりにより形成されたマルチキャリア信号の受信装置であって、前記データ要素各々がキャリア周波数を変調するためのものであり、前記データ要素は、少なくともある特定の送信時の値が前記信号の受信を実行するようになっていて少なくとも１台の受信機が認識しているパイロットと呼ばれる第１の基準データ要素と、前記受信機又は複数台の受信機が送信時の値をアプリオリに認識しているものではない第２の情報型データ要素とを備えており、前記データ要素のうちの１つによって所与の時点に変調された前記キャリア周波数のうちの１つがキャリアと呼ばれており、
   前記受信される信号が少なくとも２個の保護されるべきデータ要素を備え、前記データ要素が時間について最大１個のキャリアだけ、かつ周波数について最大１個のキャリアだけ間をおいて対になっていて、前記保護されるべきデータ要素に影響を与える干渉を低減するために、前記保護されるべきデータ要素の直ぐ隣にある前記キャリアによって構成される輪郭リングの少なくとも１個のデータ要素に少なくとも１個の値を割り当てるように処理演算が前記信号に送信前に行われ、
   少なくともある特定の前記保護されるべきデータ要素から伝送チャネルの伝達関数を推定する手段と、
   送信前に行われた前記処理の逆である処理を実施する前記輪郭リングの前記データ要素を取り出す手段と
   を備えるマルチキャリア信号の受信装置。

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