JP5118488B2 - チャネル推定 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、無線通信システムに係わり、特に、このようなシステムにおける改良されたチャネル推定に関する。
無線通信システムにおいては、情報データ（ビット）が、送信器中でシンボルに変換される。シンボルは、受信器に送信される前にさらに処理、即ち、拡散率により拡張され、符号化される。典型的には、送信された信号（シンボル）は、分散性媒体を伝搬して、複数のパスすなわちチャネルを介して受信器に到達する。受信したマルチパス信号を効率的に処理し、信号中の搬送された情報データを取り出すには、受信器中で、異なるチャネル（パス）に対するチャネル応答（伝達関数）が推定されなければならない。従来、いくつかのチャネル応答推定技術が知られている。
これら推定技術の多くは、送信された信号に含まれる、いわゆるパイロットデータまたはシンボルである知られた制御データを使用する。このパイロットデータは、受信器が、復号化されてしまう受信器には知られていない情報シンボルとは独立した首尾一貫した参照基準（coherent reference）を得ることができるように、知られた信号によってのみ送信器によって変調される。受信器は、これらの受信したパイロットシンボルと、ここで発生されるか記憶されたパイロット参照基準シンボルとに基づいて、チャネル応答を推定する。このようにして得られたチャネル応答推定は、受信信号を処理し、そこから情報データを取り出すのに使用される。
一般に、送信信号中により多くのパイロットデータを含ませれば、受信器中でより正確なチャネル応答推定行うことができる。しかしながら、信号中のパイロットデータ含有量を増加させると、伝送の情報データスループットが低下する。何故なら、このようにパイロットデータ含有量を増加させると、送信信号中で搬送され得る（有効な）情報データを減少させてしまうからである。この結果、パイロットデータ含有量を増加させる必要なく、チャネル応答推定を改良する研究が行われている。
非特許文献１では、ＶａｌｅｎｔｉとＷｏｅｒｎｅｒは、反復チャネル推定（ＩＣＥ）の技術を説明している。このＩＣＥにおいては、受信器は、受信信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて、初期的すなわち予備的チャネル応答を推定する。このチャネル応答推定には、受信シーケンス（信号）が乗算される。この結果は、デマルチプレクサに送られ、ここでパイロットシンボルが除去される。次に、シーケンスは、チャネル・デインターリーバに送られ、最終的にターボデコーダに送られる。ターボデコーダは、コードシンボルの対数尤度比（log-likelihood ratio）（ＬＬＨ）推定を出力する。コードシンボルのハードまたはソフト決定は、ＬＬＲ値に基づいて行われる。シンボル推定は、リインターリーブ（reinterleave）され、（デマルチプレックス（demultiplex）された）パイロットシンボルは、リインサートされる。この全体のシンボルシーケンス（パイロットシンボルおよび暫定的情報シンボル推定を含む）は、チャネル推定器にフィードバックされ、同じ受信信号を使用する新たな（精密な）チャネル推定のための知られた参照基準シーケンスとして使用される。このシンボル・フィードバックを伴った反復処理は、正確なチャネル推定が得られるまで数回繰り返される。
このターボ復号化フィードバックを伴うＩＣＥ技術は信頼性はあるが、計算がかなり複雑でコストが高く、処理時間が長く遅延が伴う。さらに、全ての受信信号を記憶させなければならず、反復処理が完了するまで、受信信号の最終的デインターリービングおよび復号化は完了しない。これは無視できない時間間隔である。この結果、ＩＣＥを使用する受信器は、大容量の特別のメモリが必要となる。このような問題があるため、ＩＣＥは受信器に実際に使用するには不適当である。
非特許文献２で、ＺｈｕａｎｇとＲｅｎｆｏｒｓは、ＩＣＥに代わる解決方法を呈示しており、補助パイロットと、チャネル推定を目指した決定との組み合わせを示している。非特許文献２によれば、受信器は、参照基準パイロットシンボルと受信パイロットシンボルとから第１チャネル推定を決定する。そして、受信信号中のデータシンボルは、第１チャネル推定を使用して推定される。推定されたデータシンボルに関して決定がなされ、これらの決定は、第２のチャネル推定を行うために受信信号とともに（知られた参照基準として）使用される。受信信号に対してこれら２つのチャネル推定のどちらを使用するか決定するために弁別器が使用される。
この解決方法はＩＣＥより複雑ではないが、エラーデータシンボル決定の確率が高く、収束速度が低い。この結果、ＩＣＥに比較して性能はかなり低い。
マシュー Ｃ．ヴァレンティ（Matthew C. Valenti）及びブライアン Ｄ．ウォエナー（Brian D. Woerner）著、「フラット・フェージング・チャネル上のパイロットシンボル補助ターボコードの復号および反復チャネル推定（Iterative channel estimation and decoding of pilot symbol assigned turbo codes over flat-fading channels）」，通信における選択領域についてのＩＥＥＥジャーナル（IEEE Journal on Selected Areas in Communications），２００１年９月、第１９巻、第９号，ｐ．１６９７−１７０５ アンナ・ツアング（Anna Zhuang）及びマーク・レンフォーズ（Markku Renfors）著，「ＲＡＫＥ受信器のための組合せパイロット補助および決定指向チャネル推定（Combined pilot aided and decision directed channel estimation for the RAKE receiver）」，車輌技術コンファレンス２０００予稿集（Proc. Vehicular Technology Conference 2000），２０００年９月、ｐ．７１０−７１３ アイク・チンダポル（Aik Chindapol）及びジェームス Ａ．リットセイ（James A. Ritcey）著、「レーレイ・フェージング チャネルにおけるスクエアＱＡＭコンステレーションによるＢＩＣＭの設計、解析および性能評価（Design, analysis, and performance evaluation for BICM-ID with square QAM constellations in Rayleigh fading channels）」，通信における選択領域についてのＩＥＥＥジャーナル（IEEE Journal on Selected Areas in Communications），２００１年５月、第１９巻、第５号，ｐ．９４４−９５７
本発明は、上述の従来技術の上記および他の欠点を解決するものである。
本発明の一般的目的は、計算の複雑さを低減した改良チャネル推定を提供することにある。
本発明の具体的目的は、受信器の符号化性能を改良したチャネル推定を提供することにある。
本発明の別の具体的目的は、現在のデータ送信のチャネル推定において前のデータ送信の情報を使用する受信器ストラクチャを提供することにある。
これらの目的などは添付した請求の範囲によって定義される発明により達成される。
概略的に述べると、本発明は、共通情報に基づく無線すなわちデータブロックの送信を使用する無線通信システムにおけるチャネル推定に係る。本発明によれば、現在のデータブロックのチャネル応答推定は、同じ送信器から前の異なるデータ送信中で受けた前のデータブロックに少なくとも部分的に基づく。さらに、現在のデータブロックは、前のデータブロックに関連したデータビットを示すデータシンボルのサブセットを少なくとも含む。データブロックの繰り返し送信は、受信器中で前のデータブロックの復号化が不成功だったときに行われ、送信器はデータブロックを再送信する。すなわち、送信器は、前のブロックと同じではないかもしれないが、少なくとも共通情報に基づく新データブロックを送信する。
受信器が、送信器から第１送信において第１データブロックを受けるとき、データブロックはチャネル推定器に送られる。この推定器は、例えば第１データブロックに含まれる知られたパイロットシンボルを使用して、第１データブロックのチャネル応答を求める。これにより得られたチャネル応答は、第１ブロックの受信データシンボルを変調するのに使用され、データシンボル推定が発生される。これらのシンボル推定は復調され、復調により得られたデータビット推定はデコーダに送られる。このデコーダは、ビット推定、従って第１データブロックを復号しようとする。復号が不成功の場合、受信器はそのことを送信器に通知する。この結果、送信器は、データブロックを再送信できる。すなわち、送信器は、第１ブロック中で発見されたデータシンボルを少なくとも含む別のデータブロックを送信する。さらに、デコーダは、第１ブロックのデータビット推定のデータビット推測を発生し、これらをメモリに一時的に記憶する。
受信器が第２データブロックを受けると、データビット推測はメモリから取り出され、変調されてデータシンボル推測になる。第１および第２データブロックは共通データビットに基づいており、これらのデータシンボル推測は、第２データブロックのチャネル応答を求めるときに、パイロットシンボルと同様の知られた参照基準シンボルとして使用できる。第２データブロックがパイロットシンボルを含めば、第１ブロックのデータシンボル推測と、受信器中で発生され記憶された参照基準パイロットシンボルとは、ともに、知られた参照基準シンボルとして使用できる。
従って、パイロットシンボルを使用するのみの従来技術解決方法よりも多くの参照基準シンボル（シンボル推測およびパイロットシンボル）を、チャネル推定に使用する。さらに、データブロックに含まれるべきパイロットシンボルの数を増加させることなく、従って情報データスループットを低下させることなく、チャネル推定のための参照基準シンボルを増加させることができる。この結果、第２データブロックのチャネル推定の精度を増大させることができ、従ってブロックのデータビット推定の精度を増大でき、復号化の成功確率を高めることができる。
本発明の別の実施例においては、第２データブロックに対する初期的すなわち予備的チャネル応答を、例えば該データブロックに含まれるパイロットシンボルを使用して最初に推定する。この予備的チャネル応答は、第２データブロックに対する（予備的）データシンボル推定を求めるのに使用する。これらのシンボル推定は、第１ブロックの変調データビット推測と組み合わされて、組合せ参照基準シンボルが得られる。このようにする代わりに、最初に、第２ブロックのデータシンボル推定を復調して（予備的）データビット推定を得、その後、ビットレベルで組合せを行うことができる。
どちらの場合も、上述のように得られた組合せ参照基準情報は、受信器のチャネル推定器に入力され、第２ブロックに対する精密なチャネル応答推定に使用される。従って、精密なチャネル推定に対して予備的推定より多くの参照基準データを使用でき、より精度の高いチャネル応答を得ることができる。このようにチャネル応答の制度が増加するので、第２データブロックのデータビットの推定の精度を高めることができ、復号化成功の確率を高めることができる。このように復号化成功の確率を高めることができるので、送信器からユーザへデータブロックを再送信する必要が低下し、ユーザスループットを改善できる。
本発明のさらに別の実施例においては、第２データブロックの予備的データシンボル推定が上述のように得られるが、第１ブロックの記憶されたデータビット推測が、予備的データシンボル推定の復調において推測情報（a priori information）として入力される。これらのデータビット推測は、第２データブロックの復調において参照基準情報として使用される。従って、復調の精度が高まり、第２データブロックのデータビット推定をより良いものにすることができる。このようにして得られたデータビット推定は、チャネル推定器に戻され、第２データブロックのための精密なチャネル推定において、知られた参照基準情報として使用される。この参照基準情報は、前の第１ブロックのデータビット推測を使用する改良された復調手順から得られるので、この参照基準情報の質は非常に高く、このため、チャネル応答推定を精度良く行うことができる。
本発明は、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）と呼ばれる繰り返し送信技術に良く適応するものであり、チェイス合成（ＣＣ）、パーシャル・インクリメンタル・リダンダンシー（ＰＩＲ）およびフル・インクリメンタル・リダンダンシー（ＦＩＲ）を含む種々のモードに良く適応する。
本発明は、次のような利点がある。
− 繰り返し送信のチャネル推定性能を改良する。
− 誤ったデータシンボル決定の確率を低減できる。
− 復調および復号性能ならびに単一ユーザスループットを改良する。
− 計算の複雑さを低減し、使用メモリ容量を低減でき、遅延を少なくできる。
本発明によりもたらされる他の利点は以下に示す本発明の詳細な説明を読むときに認識されるであろう。
本発明とその目的と利点とは、添付図面と次の詳細な説明とを参照することにより最善の理解が得られるものである。
全図を通して、同一または対応部分には同一参照番号または符号が付されている。
本発明は、共通情報に基づく無線すなわちデータブロックの送信を行う無線通信システムにおけるチャネル推定に関する。換言すれば、第１のデータ送信で受信されたデータブロックは、次に続く別のデータ送信において受信される第２データブロックのチャネル推定に使用される。ここで、２つのデータブロックは、共通の情報に基づく。
図１は、本発明を適用できる無線通信システムの一部を概略的に示す図である。通信システムは、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）システム、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、ＧＳＭエボリューション用改良データレート（ＥＤＧＥ）技術を採用した改良ＧＰＲＳ（ＥＧＰＲＳ）システム、全球規模移動体通信システム（ＵＭＴＳ）、または、例えば時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、直接拡散ＣＤＭＡ（ＤＳ−ＣＤＭＡ）または広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のような種々の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭ）システム、複数の多元接続の組合せを使用するシステムのような、何らかの多元接続方法を使用する他の通信システムとすることができる。
図１には、送信器すなわち送信装置が、受信器１を有する移動体ユニット１０とデータ通信を行う基地局２０として示されている。しかしながら、移動体ユニット１０は、一般に送信器も含み、基地局２０は、受信器も含む。
この分野で周知のように、送信器２０がデータを受信器１に送信するときには、情報すなわちデータビットは、無線チャネルすなわちリンク３０を介して受信器１に送信される前に、変調されすなわち（シンボル・アルファベットを使用して）データシンボルに変換され、データシンボルは、例えば符号化され、拡散係数により拡張される等、処理される。
データシンボルを搬送する送信データ信号は、（空気）媒体を伝搬するとき、変化する。この結果、受信信号を成功裡に処理（復調および復号）するには、受信器は、無線チャネル３０の変化効果すなわちチャネル（衝撃）応答（ときには伝達関数として示される）を推定しなければならない。送信データ信号がｘk, ｋ＝１……Ｍで示され、Ｍはデータブロック中のデータシンボルの数であり、チャネル応答がαk＝Ａkｅjθkで示され、Ａkは振幅スケーリング、ｅjθkは、チャネル３０によってもたらされる位相回転であるとするなら、受信信号（データブロック）はｙk＝αkｘk＝ｘkＡkｅjθkで示される。受信器１のタスクは、データブロック中のデータシンボルに対するチャネル応答の推定＾αを求めることである。
本発明においては、このチャネル応答推定は、同じ送信器２０からの前の別の送信中で受信された前のデータブロックの情報すなわちデータ推測に（少なくとも部分的に）基づいて行われる。
図２は、複数の異なったデータブロック送信を使用する送信器（ＴＸ）と受信器（ＲＸ）との間のこのようなデータ通信を概略的に示す。
送信器は、まず、受信器に送信されるべきデータシンボル４２の第１データブロック４０を発生する。データすなわち情報シンボルに加えて、データブロック４０は、いわゆるパイロットシンボル４４を含むか、さもなければこれに関連付けられる。これらの知られたパイロットシンボル４４は、チャネル推定を、簡略化し、結局改良するために受信器によって使用される。背景部分で簡単に説明したように、受信器がデータブロック４０中の知られていない情報シンボル４２とは独立の首尾一貫した参照基準を得ることができるように、パイロットデータは、知られたシンボルのみによって送信器で変調される。受信器は、受信したパイロットシンボル４４および受信器において発生され記憶されたパイロット参照基準に基づいてチャネル応答を推定する。
これらのパイロットシンボル４４は、データブロック４０の最初、最後に挿入される。すなわち情報シンボル４２に多重される。データブロック４０中の所与数の情報シンボル４２に対して使用するパイロットシンボル４４の数は、この技術分野の異なる（最適化）技術に基づいて選択できる。
従って、パイロット４４および情報４２シンボルを含んで発生されたデータブロック４０は、ステップＳ１において、送信器から受信器に送信される。受信器は、データブロック４０を処理し、これを復号化しようとする。データブロックの復号化が成功しない場合、受信器は、ステップＳ２において、送信器に、否定応答（ＮＡＣＫ）を返す。送信器は、ＮＡＣＫを受けると、送信器は、前に送信した第１データブロック４０と同じある情報ビット（シンボル）５２に少なくとも基づく第２データブロック５０を、（ステップＳ３中で）、送信する。送信器側では、（第２データブロック５０が第１データブロック４０で発見された全ての情報シンボル４２を含んでいれば）第２データブロック５０は、第１データブロック４０と（パイロットシンボル５４を除いて）同一のコピーのように見えるが、受信器側では、２つのデータブロック４０、５０は、一般に異なる。これは、チャネルの変化効果（チャネル応答）が、２つの送信間で異なるからである。
受信器中で依然として復号化が成功しないと、第１および第２データブロック中でともにデータ使用している可能性にもかかわらず、受信器は、ステップＳ４において、新たに、ＮＡＣＫを戻す。パイロット６４および情報シンボル６２Ａ、６２Ｂを有する第３データブロック６０が送信器中に供給される。第２データブロック５０と異なり、この第３ブロック６０は、第１ブロック４０中のいくつかのデータシンボル４２と同一の第１セットの情報シンボル６２Ａを含む（より正確には、第１ブロック４０のデータシンボル４２の一部と少なくとも同一のデータビットに基づく第１セットの情報シンボル６２Ａを含む。第２セットの情報シンボル６２Ｂは、必ずしも、第１ブロック４０に対応している必要はない。第３ブロック６０は、ステップＳ５において、受信器に送信される。ここで復号化が成功すれば、受信器は、確認応答（ＡＣＫ）を返し、これ以上データブロックを再送する必要がないことを送信器に伝える。
図２に開示し上述した例は、共通情報に基づくデータブロックの複数送信がどのように実施されるのかを示すための単なる一例であり、本発明はこれに限定されるわけではない。従って、送信器が、次に続く送信のどのデータブロックもオリジナルすなわち第１データブロックと同じ情報（図２の第１データブロック対第２データブロック）を搬送するデータブロック再送のみを使用することも可能である。このようにする代わりに、２つのデータブロックの一部のみ共通情報に基づく（図２の第１または第２データブロック対第３ブロック）ようにしてもよく、あるいは図２に示されているように２つの解決方法の組み合わせにしてもよい。
この複数送信方式は、ＮＡＣＫ信号を使用することなく実施することができる。例えば、送信器が予め定めた時間内に受信器からＡＣＫを受信しなかった場合、送信器は新たなデータブロックを受信器に（再）送信するようにしてもよい。
繰り返しデータブロック送信の典型例は、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）である。ＨＡＲＱ方式は、再送信における復号化の機会を改良するために、前の誤った送信からのエネルギーを使用できる。ＨＡＲＱは、復号化を行う前に、同じデータブロックの異なる送信を組み合わせるＡＲＱの特別の種類である。この分野で知られているように、ＨＡＲＱには、２つの主たる方式：チェイス合成（ＣＣ）およびインクリメンタル・リダンダンシー（ＩＲ）がある。ＣＣ方式においては、再送信データブロックが、前の（オリジナル）データブロックと同じビットに基づく。ＩＲ方式においては、各データブロックが冗長性を伴って符号化され、しばしば送信のためのサブブロックと呼ばれる複数のバージョンに分けられる（puncture）。サブブロックは、ＨＡＲＱ方式によって必要とされたときに、一度に作成されて使用のために記憶されるか、あるいは必要に応じて（ＮＡＣＫを受けて）、動的に各特定のバージョンすなわちサブブロックが作成される。インクリメンタル・リダンダンシーには、パーシャルＩＲ（ＰＩＲ）およびフルＩＲ（ＦＩＲ）という２つの形態がある。ＰＩＲにおいては、再送では、初期送信と部分的に同じビットと、初期送信に対する部分的増分（incremental）ビットが搬送される。ＦＩＲにおいては、再送では、初期送信に対する増分冗長ビットのみが送られ、自己復号可能である。
図２においては、第２データブロックは、ＣＣ方式に従って発生され、第３データブロックは、ＰＩＲまたはＦＩＲに従って発生される。従って、本発明は、ＨＡＲＱを使用する受信器によく適応できる。しかし、本発明は、これに限定されるわけではない。
図３は、本発明の実施例による受信器１の概略的ブロック図である。この受信器１は、チャネル推定器１００、復調器２００、データバッファすなわち記憶装置４００およびデータプロセッサ３００を含む。
受信器１が送信器からの第１送信において第１データブロックを受けるとき、このデータブロックはチャネル推定器１００に送られる。この推定器１００は、受信器１がデータブロックに対して例えば復調および復号化のような処理を行えるように、無線チャネルを介したデータブロック送信に対するチャネル応答（伝達関数）推定を求める。この推定器１００は、第１データブロック送信に対するチャネル応答を推定するこの分野で知られたあらゆるチャネル推定技術を使用して構成できる。しかしながら、ある実施例においては、第１データブロックに含まれるかあるいは該ブロックに関連するパイロットデータすなわちシンボルを使用することが好ましい。データブロックに多重化されるパイロットシンボルを使用する代わりに、別個のデータチャネルに加えて、（専用）パイロットチャネルを使用できる。これらの両チャネルは、（異なる速度（レート）ではあるが）並列に送信することが好ましい。推定器１００は、データチャネルのチャネル応答の（粗）推定のために、パイロットチャネル上で受けるパイロットデータを使用できる。
データブロック中の受信シンボルが、ｙk＝αkｘkで表現されるとすると、チャネル推定器１００は、受信器で発生され記憶されたパイロット参照基準シンボル（ｘj，ｊ＝１……Ｎp，ここで、Ｎpは、データブロックに関連したパイロットシンボルの数である）を使用する。ｙjは受信データであり、ｘjは知られているので、推定器１００は、αjを求めることができる。この結果、チャネル推定器１００の出力は、第１データブロック（送信）に対するチャネル応答推定＾αである。この推定は、第１データブロックとともに修正要素すなわちユニット５２５に送られる。修正ユニット５２５は、受信ブロックのデータシンボルをチャネル推定で修正して、データシンボルの推定を得る。例えば、推定器出力は、チャネル応答の共役複素数＾α*である。修正ユニット５２５は、（デマルチプレックスして、パイロットシンボルを除去した後）この共役複素数に受信データシンボル・シーケンスを乗算してシンボル推定＾ｘkを得る。
Figure 0005118488
パイロットシンボルが推定シンボルシーケンスから除去されていなければ、シンボルシーケンスからパイロットシンボルを除去するために、修正ユニット５２５と復調器２００との間に、デマルチプレクサまたは対応シンボル除去ユニット（不図示）が設けられる。どちらの場合でも、シンボルシーケンスは、復調器２００に入力され、ここで処理（復調）され、推定（符号化）データビットのシーケンスに変換される。このビットシーケンスは、復調器から、これに接続されたプロセッサ３００に送られ、ここでデコーダ３１０はデータビットを復号化する（を試みる）。さらに、プロセッサ３００、即ち、プロセッサのデコーダ３１０は、少なくとも推測データビットのサブセットの（復号化）データビット推測を発生する。データビット推測は、全ての推測ビットまたはその一部のみについて求めることができる。これらのデータビット推測は、次に続くデータブロック送信のためのチャネル推定に使用される。その結果、データビット推測、または少なくともその一部は、次に続くデータブロック中でも搬送されるデータビットを示さなければならない。
データビット推測＾ｃkは、推定データビットについてデコーダ３１０によって形成されるハード決定（hard decision）であり得る。例えば、次の通りである。
Figure 0005118488
ここで、λkは、復調器２００からの出力（推定符号化データビット）である。このようにする代わりに、ビット推測は、次のようなソフト決定（soft decision）とすることができる。
Figure 0005118488
実際、本発明によれば、第１データブロックのデータビットの対数尤度比（ＬＬＲ）のような可能なソフト値、ハード値、他の情報表現を含むデータビットのあらゆる推測を使用できる。これらのデータビット推測は、データプロセッサ３００およびデコーダ３１０に接続されたデータバッファすなわちメモリ４００に（一時的に）記憶される。
例えば、デコーダ３１０が第１データブロックを正しく復号化できなかったために行われる次に続くデータ送信において、受信器１は、同じ送信器から発生される第２データブロックを受ける。ここで、第２データブロックは、第１および第２ブロックに共通の情報に基づくものである。この次に続くブロック受信において、データビット推測、または少なくともその一部は、バッファ４００から取り出され、データプロセッサ３００の一部である変調器３２０に入力される。変調器３２０は、ビット推測を変調して、データシンボル推測を発生する。これらのシンボル推測は、第２データブロックのデータシンボル（少なくともその一部）に対応しているので、これらは、第２データブロックのためのチャネル応答推定において“知られたパイロット或は参照基準シンボル”として使用できる。
第１の実施例のみにおいて、変調器から発生されたシンボル推測は、第２ブロックの受信シンボルとともに、チャネル推定器１００に入力される。しかしながら、第２データブロックが、パイロットシンボルを含んでいるか、または（例えば、並列パイロットチャネルを介して）パイロットシンボルと関係していれば、参照基準パイロットシンボルもまた、シンボル推測および受信シンボルとともに推定器に入力される。従って、本発明のこの実施例においては、わずかなパイロットシンボルのみを使用する従来の解決方法よりもかなり多くの参照基準シンボル（シンボル推測およびパイロットシンボル）が、チャネル応答推定プロセスにおいて推定器１００によって使用される。さらに、データブロックに含ませなければならないパイロットシンボルの数を増加させる必要なく、従って、情報データスループットを低下させることなく、チャネル推定のための参照基準を増加させることができる。この結果、第２データブロックに対するチャネル推定の精度をかなり高めることができ、従って、ブロックのデータビットの推定精度もかなり高めることができ、復号化の成功確率を高めることができる。
第２データブロックが、第１および第２データブロックに共通のデータビットを示す第１セットのシンボルと、第１ブロックに対応がないデータビットを示す第２セットのシンボルとを含む場合には、受信器１すなわち推定器１００は、共通シンボルすなわち第１シンボルセットを特定できることが好ましい。このシンボル特定は、データブロック中に含まれている情報、例えばブロック中のヘッダ部であって、送信器によって入力された情報を使用して実現できる。このようにする代わりに、上述のような特定情報は、受信器に別個に送ることができる。別の解決方法では、共通シンボルセットは、無線ブロック中の予め定めた位置、例えばブロック中の最初（最後）シンボル間で発見されるような位置を有する。
上記例と同様に、第２データブロック中の受信シンボルが、ｙk＝αkｘkで示されるとすると、チャネル推定器１００は、受信器側で発生され記憶されたパイロット参照基準シンボルおよびデータシンボル推測（ｘj，ｊ＝１……Ｎp＋Ｎh，ここでＮpはデータブロックに関連したパイロットシンボルの数であり、Ｎｈはシンボル推測の数である）を使用する。この結果、第１データブロックに関連した推定に比較して、第２データブロックのチャネル推定にＮh分多くの参照基準を使用できる。
推定器１００は、参照基準データ（パイロットデータおよびシンボル推測）に基づいてチャネル推定を求め、これを修正ユニット５２５に出力する。第２ブロックのデータシンボルも、また、修正ユニット５２５に入力され、第２ブロックに対する推定データシンボルのシーケンスが得られる。これについては、第１データブロックに関して詳細に説明した。推定されたデータシンボルは変調器２００に送られ、ここから、推定されたビットシンボルが発生される。これらの推定されたビットシンボルは、デコーダ３１０に送られて復号化される。データビットが成功裡に復号化されれば、デコーダ３１０中または受信器１の別のユニット（不図示）中で、そのハード決定がなされる。
さらに、特に、データビットが成功裡に復号されなかったときには、デコーダ３１０は、第２データブロック中のデータビットのデータビット推測または少なくともその一部を発生することができる。これらのデータビット推測は、データバッファ４００に送られ記憶される。
受信器１が、送信器から、引き続き、第３送信において、この第３および第２（第１）データブロックに共通の情報に基づく第３データブロックを受けると、第２（第１）ブロックの記憶されたデータビット推測が、第３データブロックのチャネル推定に使用できる。これら３つのブロック全てが共通の情報に基づいて送信器中で発生されるならば、第１および第２ブロック双方のデータビット推測がチャネル推定器１００によって使用できる。この手順は、各上記データブロックが少なくとも前に受信した（オリジナル）データブロックに共通の情報に基づくというように、複数の次に続くデータブロックおよび送信に対して反復的に繰り返し行うことができる。
従って、各全ての新（再）送信に対して、より多くの参照基準データ（データビット推測）およびより正確なこのような参照基準データを、チャネル推定器１００で使用できる。各データビット推測計算において、新たな推測は前の推測より正確である確率が高いので、あるアプリケーションでは、新たなデータブロックに対するチャネル推定において最新のビット推測のみを使用すれば十分である。このようにする代わりに、異なったデータブロックに関連しデータバッファ４００に記憶されたデータビット推測を、例えば平均化（必要により、異なる重み付けをして）等の適当な態様で組み合わせて、次に続くデータブロックのためのチャネル推定に使用される単一の組み合わされたビット推測シーケンスを得ることができる。
受信器１のユニット１００，２００，３００，３１０，３２０および５２５は、ソフトウエア、ハードウエア、またはこれらの組合せにより構成できる。受信器１は、無線データ通信に適用できる、基地局のような固定通信ユニットや移動体ユニットを含むあらゆる通信ターミナルまたはユニット中に設けることができる。
図４は、本発明による受信器１の別の実施例を示す概略ブロック図である。この実施例は、図３の実施例に比較して別のデータプロセッサ３００を含む。
図３の受信器に対応付けて説明すると、受信器１第１データブロックを受けると、チャネル推定器１００は、可能ならば第１データブロックに関連したパイロットシンボルを使用してチャネル応答推定を求める。この推定されたチャネル応答は、修正ユニット５２５中で該ブロックのデータシンボル推定を作成するのに使用される。これらのシンボル推定は、復調器２００で復調されて推定データビットになる。これらの推定データビットは、データプロセッサ３００およびその中のデコーダ３１０に送られる。デコーダ３１０は、前述のように、特にデータブロックを成功裡に復号できなかったときには、第１データブロックのデータビット推測を求めることができる。これらのビット推測は、次に続くデータ送信において第２データブロックが受信されるまで、データバッファ４００に記憶される。
受信器１がこの第２データブロックを受けると、チャネル推定器１００は、このデータブロックの初期的すなわち予備的チャネル応答を求める。この予備的チャネル応答推定は、第１データブロックのためのチャネル推定に対応する態様で、第２データブロックに関連したパイロットシンボルを使用して行われる。このようにして得られたチャネル応答推定は、予備的推定データシンボル発生のために、第２ブロックの受信データシンボルとともに、修正ユニット５２５に送られる。
第１データブロックに関連したビット推測は、データバッファ４００から取り出されて、データプロセッサ３００の変調器３２０に入力される。変調器３２０は、ビット推測を変調してデータシンボル推測を発生する。これらのデータシンボル推測は、データプロセッサ３００のシンボルコンバイナ３３０に送られる。また、第２ブロックの予備的推定データシンボルは、修正ユニットからシンボルコンバイナ３３０に送られる。シンボルコンバイナ３３０は、第１ブロックのデータシンボル推測の少なくとも一部と、第２ブロックの予備的に推定されたデータシンボルの少なくとも一部とを組み合わせて、第２データブロックのための第２のすなわち精密な（改良された）組合せ参照基準データを発生する。
コンバイナ３３０は、シンボル平均化、重み付けシンボル平均化、または単純なシンボル多重化を含む（これらに限定されるわけではない）従来よりこの分野で知られたあらゆるシンボル組合せ技術を使用できる。
これらの組合せシンボル参照基準は、コンバイナ３３０から出力され、第２ブロックの受信データシンボル（データメモリに一時的に記憶されている）とともに、チャネル推定器１００に送られる。このようにする代わりに、第２ブロックのパイロットシンボルもまた推定器１００に送ることができ、あるいは、このようなパイロットシンボルをコンバイナ３３０に送って、シンボル組合せ手順で使用することもできる。
より多くの参照基準シンボル（パイロットシンボルのみに比較して、シンボル推測、推測データシンボル、およびパイロットシンボルの組合せ）を推定器１００で使用できるので、前に求めた予備的チャネル推定に比較して、第２データブロックに対してより正確かつ精密なチャネル応答の推定を得ることができる。この精密なチャネル推定および第２データブロックのデータシンボルが、該データシンボルの精密な推定を発生するために、修正ユニット５２５に入力される。
これらの精密なデータシンボル推定は、コンバイナ３３０中で、第１ブロックのシンボル推測と組合せ可能である。チャネル推定器１００、修正ユニット５２５およびコンバイナ３３０を使用する反復チャネル推定手順は、第２データブロックに対して適当なデータシンボル推定が得られるまで、数回繰り返すことができる。しかしながら、実用的な観点からすると、典型的な場合、予備的な第１の精密なチャネル応答推定以上の計算は、不要である。
どちらの場合も、第２データブロックの最終（精密な）シンボル推定は、復調器２００中で復調され、このようにして得られた第２データブロックの推定データシンボルは、デコーダ３１０に送られる。
図３に関連して説明したように、デコーダ３１０は、第２ブロックのこれらの推定データビットのためのデータビット推測を求めることができ、これらをデータバッファ４００に記憶できる。第１ブロックと第２ブロックの内、少なくともいずれかのビット推測は、続いて受信される第３データブロックの精密チャネル推測に使用できる。
受信器１のユニット１００，２００，３００，３１０，３２０，３３０および５２５は、ソフトウエア、ハードウエア、またはこれらの組合せで構成できる。受信器１は、無線データ通信に適用できる、基地局のような固定通信ユニットや移動体ユニットを含むあらゆる通信ターミナルまたはユニット中に設けることができる。
図５は、本発明による受信器１のさらに別の実施例を示す概略ブロック図である。第１データブロックのデータビット推測は、図３および図４中の受信器と同様に発生されるので、この推測発生手順はこれ以上説明しない。データバッファ４００は、受信器１が第２データブロックを受けるときに、第１データブロックのデータビット推測を記憶する。
チャネル推定器１００は、図４に関連して上述したように、この第２データブロックの初期的すなわち予備的チャネル推定を求める。この予備的チャネル応答は、修正ユニット５２５が、データチャネルによって受信データシンボルにもたらされる影響を除去するために、受信データシンボルを修正するのに使用される。予備的に推定されたデータシンボルは、修正ユニット５２５から出力され、復調器２００に送られる。復調器２００は、データシンボルを復調して、予備的に推定されたデータビットを発生する。第２データブロックのこれらの推定されたデータビットの少なくとも一部は、バッファ４００から取り出された第１データブロックのデータビット推測の少なくとも一部と、データプロセッサ３００のビットコンバイナ３３０中で組み合わされる。図４のシンボルコンバイナと同様に、このビットコンバイナ３３０は、例えば、ビット平均化、重み付け平均化、または単純なビット多重化のような従来この分野で知られたあらゆるビット組合せ技術で動作できる。上述のようにして得られた組合せ参照基準ビットは、これらの参照基準ビットを組合せ参照基準シンボルに変調するために、プロセッサ３００中に設けられた変調器３２０に送られる。
変調器３２０から出力されたこれらの組合せシンボル参照基準は、（データメモリに一時的に記憶されていた）第２ブロックの受信データシンボルとともに、チャネル推定器１００に記憶される。また、第２ブロックのパイロットシンボルも推定器１００に送るようにしてもよい。
より多くの参照基準シンボル（パイロットシンボルのみに比較して、シンボル推測、推測データシンボル、およびパイロットシンボルの組合せ）を推定器１００で使用できるので、前に求めた予備的チャネル推定に比較して、第２データブロックに対してより正確かつ精密なチャネル応答の推定を得ることができる。この精密なチャネル推定および第２データブロックのデータシンボルが、該データシンボルの精密な推定を発生するために、修正ユニット５２５に入力される。
このチャネル応答およびデータシンボル精製は、少なくとももう一度繰り返される。しかしながら、実用的見地からすると、精製されたチャネル応答が、第２ブロックのデータシンボルの良好な推定を発生するのに十分な精度があれば、さらなる精製は不要である。このような場合、第２ブロックの精製されたデータシンボル推定は、復調器２００によって復調されて精製ビットシンボル推定になる。この精製ビットシンボル推定がデコーダ３１０によって復号化されることが望ましい。上述の例と同様に、第２データブロックのデータビット推測が、該データビットの復号化に加えて、もしくは、好ましくは、不成功のデータビット複合化のための該データビット複合化に代えて、デコーダ３１０によって発生される。
受信器１のユニット１００，２００，３００，３１０，３２０，３３０および５２５は、ソフトウエア、ハードウエア、またはこれらの組合せで構成できる。受信器１は、無線データ通信に適用できる、基地局のような固定通信ユニットや移動体ユニットを含むあらゆる通信ターミナルまたはユニット中に設けることができる。
本発明によれば、図３乃至図５に示され上述した異なる実施例を、少なくとも一部組み合わせることができる。
図１に戻って、基地局２０から送信されたデータブロック搬送信号は、一般に、複数のパスすなわちチャネル３０（図には、このうち１つのみが示されている）を介して受信器１に到着する。これは、送信信号が、地面、山、建造物および他の物体に接触し反射するからである。これらのマルチパス信号は、典型的な場合、互いに位相がずれており、干渉が生じる。しかしながら、このようなマルチパス信号を受信器１中で組み合わせれば、トータルの信号強度が増加し、受信信号の質が向上する。この結果、受信器１は、各“フィンガ”が異なったマルチパス信号を受信するようにタイミングがとられた複数の“フィンガ”を有することができる。
しかしながら、各マルチパス信号は、１つ且つ同じデータブロック送信から生じることに留意されたい。マルチパス信号は同一のデータブロックを搬送するが、パスすなわちチャネルの修正効果が異なる可能性があるので、受信器中で、各チャネルについてチャネル応答を推定することが好ましい。受信器の各フィンガが、図３乃至図５に示され上述した実施例に対応したチャネル推定器および修正ユニットを含むことができる。即ち、単一の次に続くデータブロック送信に関連したパスすなわちチャネルのためのチャネル推定に使用される知られた参照基準を発生するのに、前のデータブロックのデータビット推測が使用される。次に続くデータブロックのための推定データシンボルの異なったシーケンスは、復調される前に、組み合わせることができる。
上述したように、本発明は、ＨＡＲＱ方式およびＨＡＲＱ適合受信器に適用できる。以下、本発明を、ＨＡＲＱのＣＣ，ＰＩＲおよびＦＩＲモードに適合した受信器を参照して説明する。
図６はＨＡＲＱのＣＣモードに適合した受信器のブロック図を示す。第１データ送信からのデータブロック搬送信号は、受信器５００すなわちＲＡＫＥコンバイナの各フィンガに入力される。ＣＣ，ＰＩＲおよびＦＩＲモードに適合した本発明の実施例は、ＲＡＫＥ受信器すなわちコンバイナを使用することに限定されないことに留意されたい。逆に、あらゆる種類の受信器／コンバイナ構成、例えば最小平均自乗誤差（ＭＭＳＥ）コンバイナを使用できる。実施例におけるＲＡＫＥの使用は、単なる例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
図６は、ＲＡＫＥコンバイナ５００のこのような１つのフィンガを示す。各信号は、データ信号の次のような逆拡散およびスクランブルを解いたバージョンを得るために、最初に、デスクランブリングおよびデスプレッデイング・ユニット５１０に入力される。
Figure 0005118488
ここで、ｃchは、拡散係数ＳＦを有する実数のチャネライゼイション・コードであり、ｃscrは複素数のスクランブリング・コードである。
上述の例と同様に、チャネル推定器１００は、好ましくは、第１データブロックに含まれるパイロットシンボルを使用して、現在のパスすなわちチャネルのためのチャネル応答推定を求める手段１１０を含む。従って、チャネル推定を発生するために、受信器で発生され記憶された参照基準シンボルが、受信されたパイロットシンボルとともに、修正ユニット１１０に入力できる。この結果得られたチャネル推定＾α1 *（ここで、ｌ＝１……Ｌ、ＬはＲＡＫＥコンバイナ５００のフィンガの数に等しい）は、チャネル推定フィルタ１２０中でフィルタリングされるようにしてもよい。一般に、良好なチャネル推定フィルタ１２０は、雑音を低減でき、チャネルの時間変量変化（time variant change）に追従できる。このような古典的なフィルタは、離散線形（Wiener）フィルタ、単純平均（ＳＡ）、線形補間（ＬＩ）、及び重み付けマルチスロット平均化（ＷＭＳＡ）を含む。
フィルタリングされたチャネル応答推定は、修正ユニット５２０に送られる。修正ユニット５２０は、また、第１データブロックのデータシンボル・シーケンスを受ける。受信されたデータシンボルは、修正ユニット５２０中で、チャネル応答によって修正され、例えばチャネル応答の共役複素数が乗算され、これにより、このＲＡＫＥフィンガの推定されたデータシンボル・シーケンスが発生される。異なるフィンガからの第１データブロックに関連する異なる推定されたデータシンボル・シーケンスが、例えば、最大比コンバイナ（ＭＲＣ）５４０中で、組み合わされる。この結果、ＲＡＫＥコンバイナ５００中の修正ユニット５２０は、各パスからのシンボルに、このパスに対応したフィルタリングされたチャネル推定の共役複素数を乗算し、そして、異なるパス遅延を調整した後、ＭＲＣ５４０は、異なるパスからの対応シンボル推定を組合せ、次の単一の推定されたシンボル・ストリームｙMRCを発生する。
Figure 0005118488
ＭＲＣ出力ストリームは、復調器２００で復調され、第１データブロックのための推定されたデータビット・シーケンスが発生される。復調器２００は、ＬＬＲドメインで動作するソフト入力―ソフト出力（ＳＩＳＯ）復調器で実現できる。この場合、推定されたデータビット・シーケンスは、次のように表現できる。
Figure 0005118488
ここで、χi bは、そのラベルがｉ番目のビット位置で二進値ｂを有するχのサブセットであり、ｖkは、ｍ個の連続したビットによって形成されるｋ番目の位置のデータシンボルである。ＳＩＳＯ復調器の動作のさらなる情報は、非特許文献３に開示されている。
推定されたビット・シーケンスは、オプションとしてデインタリーバ３４０を含むことができるデータプロセッサ３００に入力される。この分野で知られているように、インタリーバは、連続フェージング相関を分断（break）し、コードの最小ハミング距離のダイバーシチ・オーダを増加するために設けられる。このようなインタリーバが送信器に使用されると、受信器１は、デインタリーバ３４０を含むことが好ましい。デインタリーブされ推定されたビット・シーケンスが、デコーダ３１０に入力される。本発明による好ましい典型的なデコーダ３１０は、これに限定されるわけではないが、ソフト出力ビタビデコーダまたはターボデコーダである。このようなデコーダ３１０中では、情報ビットの例えばＬＬＲ値のような付帯的情報が、例えば最大事後アルゴリズム（ＭＡＰ）またはソフト出力ビタビアルゴリズム（ＳＯＶＡ）を介して計算され、２コンポーネント再帰的システマティック畳み込み（ＲＳＣ）デコーダ間で交換される。実際、情報ビットだけでなく、パリティ・ビットが、ＭＡＰまたはＳＯＶＡアルゴリズムにより得ることができる。この結果、デコーダ３１０から発生された第１データブロックの、情報およびパリティ・ビットを含む、符号化ビットのＬＬＲ値は、データビット推測として使用できる。受信器１において、これらデータビット推測（ＬＬＲビット値）は、次に続くデータブロック送信の間、推定情報として、（ＳＩＳＯ）復調器２００に送ることができる。すなわち、デコーダ３１０から出力される付帯的な事後（a posteriori）ビット確率（データビット確率）は、次に続くデータブロックに対する推定確率（a priori probability）として復調器２００にフィードバックされる。これらのデータビット推測は、データバッファ４００に（一時的に）記憶される。
ＨＡＲＱのＣＣモードにおいて、第１データブロックの復号化が不成功の場合、このデータブロックが受信器に再送される。即ち、第１ブロックの（同一の）コピーが受信器に送信される。この再送された第２データブロックを受信すると、ＲＡＫＥコンバイナ５００中で初期的すなわち予備的なチャネル推定手順が実行される。この予備的チャネル推定は、上述した第１データブロックに対するチャネル推定に基本的に対応する。ＲＡＫＥコンバイナ５００からの出力、すなわち第２（再送された）データブロックに対する予備的に推定されたデータシンボル・シーケンスが、復調器２００に送られる。
第１データブロックとは異なり、記憶されたデータビット推測（ＬＬＲ値）は、第２データブロックの復調の間、データバッファ４００から取り出されて、推定情報として復調器２００に入力される。このデータビット推測入力の存在により、復調の精度は非常に改良される。復調器２００において、ＭＡＰビット・メトリックス（bit metrics）が、次のように計算される。
Figure 0005118488
ここで、推定確率Ｐ（ｘk）は、次のように計算される。
Figure 0005118488
ここで、＾ｖi k（ｘk）は、ｘk＝μ（＾ｖk）に対応するラベルのｉ番目のビットの値であり、μはＭ値コンステレーション（Ｍ＝２m）から選択された複素数送信シンボル（信号）ｘkに各シンボルｖkをマップするラベリング・マップである。式（７）および（８）を組み合わせて、復調器出力（付帯的優先ビット確率）は、次のように書ける。
Figure 0005118488
或は、ＬＬＲドメインでは、次のように表現される。
Figure 0005118488
推定情報入力に基づく復調に関するさらに詳しい情報は、非特許文献３に開示されている。
復調器出力（予備的に推定されたデータビット）は、第２データブロックに対する精密チャネル推定において参照基準データとして使用される。まず、復調器出力は、推定データシンボルを発生するために、変調器７００に送られる。このようにする代わりに、復調器出力は、まず、例えば上記式（２）または（３）に従ってハードまたはソフト決定を発生するために、デコーダ３１０に送られる。この場合、例えば、４相位相偏移変調（ＱＰＳＫ）においては、データシンボル決定の実数部は、＾ｃkの奇数位置の値に等しく、虚数部は、＾ｃkの偶数位置の値により決定される。これにより得られた（ハードまたはソフト）決定は、変調器７００に送られる。
変調器７００は、復調器出力のデータシンボル推測、またはデコーダ３１０からのビット決定を出力する。データシンボル推測は、チャネル推定器１００によって参照基準情報として使用される。この結果、参照基準データシンボル推測は、前に逆拡散されデスクランブルされた第２データブロックとともに、修正ユニット１３０に入力される。さらに、使用される参照基準シンボルの数を増加させるために、何らかのパイロット参照基準シンボルも修正ユニット１３０に入力できる。このチャネル推定精製のために専用の修正ユニット１３０を使用する代わりに、第１データブロックのために使用され且つ第２ブロックのための予備的チャネル推定に使用された同じ修正ユニット１１０を、チャネル応答精製にも使用できる。どちらの場合でも、この修正ユニット１３０（またはユニット１１０）からの出力は、このＲＡＫＥフィンガのための精密なより正確なチャネル推定である。
精製されたチャネル応答は、前述のように専用フィルタ１４０を使用して、あるいは予備的チャネル推定応答計算に使用されたチャネル応答フィルタ１２０を使用して、フィルタリングされる。
フィルタリングされた精製チャネル応答は、受信された第２データブロックとともに、別の修正ユニット５３０（または上述の修正ユニット５２０）に入力される。これは、このチャネルすなわちパスのために精製データシンボル推定を発生するためである。異なるパスのためのこれらのデータシンボルは第２データブロックのための精製データシンボル推定の単一シーケンスを発生するために、ＭＲＣコンバイナ５４０中で組み合わされる。
チャネル応答および（従って）データシンボル推定をもう一度精製するために、データシンボル推定は、データバッファ４００からの第１ブロックの推定情報（データビット推測）を使用して復調器２００中で復調される。しかしながら、最も実用的なのは、データシンボル推定が復調されてデータビット推測となって、デインタリーバ３４０に送られ、次にデコーダ３１０に送られるという方法である。デコーダが供給された（符号化）データビットを復号できるならば、決定ユニット６００は、（復号化）データビットのハード決定を発生できる。このようにする代わりに、このハード決定機能をデコーダ３１０に含ませても良い。しかしながら、デコーダ３１０がデータビットを復号できないならば、この第２データブロックのためのデータビット推測（ＬＬＲ値）は、次に続く新たなデータブロック再送信において発生され、第１ブロックの対応ビット推測とともに使用されるためにバッファ４００に記憶される。
本発明のこの実施例は、チャネル応答推定を改良するのに加えて、復調の精度を改良でき、従って復号化性能をより良いものにすることができる。
受信器１のユニット１００，１１０，１２０，１３０，１４０，２００，３００，３１０，３４０，３５０，５００，５１０，５２０，５３０，５４０，６００および７００は、ソフトウエア、ハードウエア、またはこれらの組合せで構成できる。なお、ユニット１３０，１４０および５３０を省略しても、適当な動作性能を確保できる。受信器１は、無線データ通信に適用できる、基地局のような固定通信ユニットや移動体ユニットを含むあらゆる通信ターミナルまたはユニット中に設けることができる。
ＣＣモードにおいては、再送信（第２データブロック）のビットは、初期送信（第１データブロック）のそれと同じなので、前の送信の全てのＬＬＲ値（データビット推測）は、現在の送信の復調に（推定データとして）使用できる。しかし、ＰＩＲモードにおいては、要求された再送信は、初期送信と同じビットと部分的にインクリメンタルなビットを搬送する。従って、前の送信のＬＬＲ値（データビット推測）の一部のみが、現在の送信で有益である。この結果、ＰＩＲモードで動作する受信器１には、図７に示されているように、データプロセッサ３００中に、デマルチプレクサすなわちビット推測セレクタ３５０が設けられている。
受信器１の動作は、デマルチプレクサ５４０を使用することを除いて、図６に関連して前述したＣＣモードの受信器と同様である。記憶されたＬＬＲ値がデータバッファ４００から取り出され、復調器２００中で推定データとして使用されるとき、デマルチプレクサ３５０は、第２データブロックの復調に有益なＬＬＲ値を区別すなわち選択する。このデマルチプレクサ５４０は、次に続くデータブロックを処理するのに有益なＬＬＲ値のみを選択し記憶するために、デコーダ３１０とデータバッファ４００との間に設けてもよい。
受信器１のユニット１００，１１０，１２０，１３０，１４０，２００，３００，３１０，３４０，３５０，５００，５１０，５２０，５３０，５４０，６００および７００は、ソフトウエア、ハードウエア、またはこれらの組合せで構成できる。なお、ユニット１３０，１４０および５３０を省略しても、適当な動作性能を確保できる。受信器１は、無線データ通信に適用できる、基地局のような固定通信ユニットや移動体ユニットを含むあらゆる通信ターミナルまたはユニット中に設けることができる。
図８は、ＦＩＲモードで動作するよう適合された受信器１の概略ブロック図である。この動作は、第１受信データ、ならびに第２の次に続く受信データブロックのためのデータシンボルの初期的すなわち予備的推定の発生について前述したＣＣまたはＰＩＲモードで動作する受信器と同様である。従って、データバッファ４００は、第１データブロックの復号化ＬＬＲ値すなわちデータビット推測を記憶する。これらのＬＬＲ値は、メモリから取り出されて、データプロセッサ３００のエンコーダ３６０で符号化される。符号化されたＬＬＲ値は、（データシンボル推測を発生する）変調器３２０に送られる前に、ビット分類器３７０中でビット（１または０）に分類される。
データシンボル推測は、シンボルコンバイナ３３０中で、ＲＡＫＥコンバイナ５００のＭＲＣ５４０からの第２データブロックの予備的に推定されたデータシンボルと組み合わされる。前述したように、コンバイナ３３０は、シンボル平均化、重み付けシンボル平均化、または単純なシンボル多重化を含む（これらに限定されるわけではない）従来この分野で知られたあらゆるシンボル組合せ技術を使用できる。
このように組み合わされたデータシンボルは、第２データブロックのための精製チャネル推定手順において、参照基準シンボルとして使用される。従って、参照基準シンボルが、第２データブロックに関連したパイロットシンボルとともに、チャネル推定器１００に入力される。精製チャネル応答推定手順ならびに次に続く第２ブロックの精製データシンボル推定は、ＣＣ受信器に関連して説明したのと同様なので、ここでは説明を省略する。
受信器１のユニット１００，１１０，１２０，１３０，１４０，２００，３００，３１０，３２０，３３０，３６０，３７０，５００，５１０，５２０，５３０，５４０および６００は、ソフトウエア、ハードウエア、またはこれらの組合せで構成できる。なお、ユニット１３０，１４０および５３０を省略しても、適当な動作性能を確保できる。受信器１は、無線データ通信に適用できる、基地局のような固定通信ユニットや移動体ユニットを含むあらゆる通信ターミナルまたはユニット中に設けることができる。
上述した異なる実施例は、組み合わせることができる。例えば、図７による受信器は、ＣＣおよびＰＩＲモードの双方で動作することができる。ＣＣモードにおいては、デマルチプレクサが単に全ての入力ＬＬＲ値をバイパスする。さらに、図７の受信器および図８の受信器のユニットを基本的に含む受信器を、ＣＣ，ＰＩＲおよびＦＩＲモードで動作するのに使用できる。
本発明による受信器の改良を評価するために、シミュレーション・チェーンが使用される。ＣＣおよびＩＲ ＨＡＲＱ送信の双方において、１／２コード・レート・ターボコードが５反復ＳＯＶＡ復号化アルゴリズムに適合される。拡散係数は、３．８４Ｍチップ／秒のレートで１２８である。種種のチャネル利得およびパス遅延を有する相関周波数選択マルチパス・フェーディング・チャネルが設計された。本発明の受信器を含む移動体ユニットの速度は固定で１２０ｋｍ／ｈである。発生損失は無いものとして、最大送信数は、ＣＣおよびＩＲ送信の双方で２である。ＬＩアルゴリズムがチャネル推定フィルタリング技術として使用され、３スロット回帰長をもつ線形回帰法が使用された。
図９は、ＣＣモードにおいてパイロットシンボルを使用する従来技術（非特許文献２に開示されたパイロットシンボル援助決定指向技術）と本発明によるソフトまたはハード決定フィードバックを使用する受信器との比較を示す。ＰＩＲモードにおける同様の比較図は、図１０に示されている。図におて、ＢＥＲはビットエラーレートを示し、Ｅb／Ｎoは、ビットエネルギーノイズ密度を示す。
これらの図から明らかなように、本発明によるチャネル推定技術は、ソフト決定フィードバックおよびハード決定フィードバックの双方において、従来技術よりかなり優れた性能を示す（すなわち、ＢＥＲを低下できる）。ソフト決定フィードバックの場合、データシンボルの振幅推定エラーおよび位相推定エラーの双方があるのに対し、ハード決定フィードバックの場合、位相推定エラーのみである。すなわち、ハード決定フィードバックを使用した場合の性能の方が、ソフト決定フィードバックを使用した場合の性能より良い。
図１１は、本発明によるチャネル推定方法を示すブロック図である。この方法は、ステップＳ１０から始まる。ステップＳ１０において、受信器は、データブロックκを受信し、該ブロックκに対するチャネル応答を推定し、データシンボル推定を求める。これらのデータシンボル推定は、復調されて、データビット推定が得られる。これらのビット推定は、さらにステップＳ１１において処理され、データビット推測が発生される。ブロックκのデータビット推測は、次に続くブロックκ＋１のチャネル推定に使用される。ブロックκとブロックκ＋１は、共通情報に基づく。この方法は、これで終了する。
図１２は、図１１のステップＳ１１およびＳ１２をさらに詳細に示すフローチャートである。この方法は、図１１のステップＳ１０から続く。次のステップＳ２０において、受信器は、ブロックκのデータビット推定を復号しようとする。復号成功ならば、受信器は、ステップＳ２１において、送信器に肯定応答（ＡＣＫ）の識別子を戻し、その方法は終了する。しかし、復号が正しく行われなかったときには、受信器は、ステップＳ２２において、送信器に否定応答（ＮＡＣＫ）を戻す。このＮＡＣＫにより、送信器は、データブロックを再送信するか、データブロックκの少なくともあるデータシンボルを発生するのに使用されるデータビットに基づくデータシンボルを含む新たなデータブロックを送信する。
受信器は、ステップＳ２３において、データブロックκのデータビット推測を求め、ステップＳ２４において、これらをデータメモリすなわちバッファに記憶される。受信器は、次に続くデータブロックκ＋１を受信するとき、ステップＳ２５において、メモリからビット推測を取り出し、これらをブロックκ＋１のためのチャネル推定に使用する。これにより得られたチャネル推定は、ブロックκ＋１ためののデータシンボル推定を得るのに使用される。これらのシンボル推定は、ステップＳ２６において復調され、データビット推定が得られる。ステップＳ２７において、ブロックカウンタの値が、κから１つ増加される。この方法は、その後、ステップＳ２０に戻り、ここで、現在のデータブロックκ（これは、第２の続いて受信されたブロック）が復号可能か検査される。ステップＳ２０およびステップＳ２２〜Ｓ２７のループは、受信器がデータブロックを成功裡に復号できるまで繰り返される。
図１３は、図１２のチャネル推定方法の追加ステップを示すフローチャートである。この方法は、図１２のステップＳ２４から続く。次のステップＳ３０において、データブロックκ＋１のための初期的すなわち予備的チャネル応答が、データブロックに含まれるパイロットシンボルを使用して推定される。この予備的チャネル応答は、ステップＳ３１において、ブロックκ＋１の予備的データシンボルを推定するのに使用される。次のステップＳ３２において、ブロックκの記憶データビット推測が変調されて、データシンボル推測が求められる。ステップＳ３３において、ブロックκのデータシンボル推測の少なくとも一部が、ブロックκ＋１の予備的推定データシンボルの少なくとも一部とが組み合わされる。この結果得られたシンボル組合せは、データブロックκ＋１のための精密チャネル推定手順において参照基準シンボルとして使用される。この方法は、図１２のステップＳ２５に続く。
図１４は、図１２のチャネル推定方法の追加ステップを示すフローチャートである。この方法は、図１２のステップＳ２４から続く。２つの続いたステップＳ４０およびＳ４１は、図１３のステップＳ３０およびＳ３１に対応するので、これ以上説明しない。次のステップＳ４２において、ブロックκ＋１の予備的データシンボルが復調されて、予備的推定データビットが発生される。ステップＳ４３において、ブロックκ＋１のこれらの推定データビットの少なくとも一部が、ブロックκのデータビット推測の少なくとも一部とが組み合わされる。このように組み合わされたビットが、ステップＳ４４において変調され、データブロックκ＋１のための精密チャネル推定手順において使用される参照基準シンボルが得られる。この方法は、図１２のステップＳ２５に続く。
図１５は、図１２のチャネル推定方法の追加ステップを示すフローチャートである。この方法は、図１２のステップＳ２４から続く。２つの続いたステップＳ５０およびＳ５１は、図１３のステップＳ３０およびＳ３１に対応するので、これ以上説明しない。次のステップＳ５２において、ブロックκ＋１の予備的データシンボル推定が、ブロックκのデータビット推測の少なくとも一部を入力推定情報として使用して復調される。このような推定情報は、復調の精度を高め、ブロックκ＋１のデータビット推定の精度をより高めることができる。これらのデータビット推定は、変調されてデータシンボル推定が得られる。これらのデータシンボル推定は、データブロックκ＋１のための精密チャネル推定手順において参照基準シンボルとして使用できる。
請求の範囲により特定された範囲を逸脱することなく、種々の変更を行うことができることは、当業者に理解できるであろう。
本発明を適用可能な無線通信システムの一部を示す概略図である。 本発明に従う連続データブロック送信を示すデータ信号図である。 本発明に従う受信器の一実施例を示す概略ブロック図である。 本発明に従う受信器の別の実施例を示す概略ブロック図である。 本発明に従う受信器のさらに別の実施例を示す概略ブロック図である。 ＨＡＲＱのＣＣモードに好適な本発明に従う受信器の一実施例を示す概略ブロック図である。 ＨＡＲＱのＲＩＲモードに好適な本発明に従う受信器の一実施例を示す概略ブロック図である。 ＨＡＲＱのＦＩＲモードに好適な本発明に従う受信器の一実施例を示す概略ブロック図である。 ＨＡＲＱのＣＣモードに関して本発明に従う受信器の性能と従来の受信器の性能とを比較して示す図である。 ＨＡＲＱのＰＩＲモードに関して本発明に従う受信器の性能と従来の受信器の性能とを比較して示す図である。 本発明に従うチャネル応答推定方法を示すフローチャートである。 図１１のビット推測ステップとチャネル推定ステップの実施例を示すより詳細に示すフローチャートである。 図１２の推定方法の付加ステップを示すフローチャートである。 図１２の推定方法の付加ステップを示すフローチャートである。 図１２の推定方法の付加ステップを示すフローチャートである。

Claims (20)

  1. 送信器と受信器との間のデータブロック伝送のチャネル応答を推定する方法であって、
    第１の送信において前記送信器から受信した第１データシンボルの第１データブロックを復調し、第１推定符号化データビットを得るステップと、
    前記第１推定符号化データビットの少なくともサブセットを処理して、データビット推測を得る処理ステップと、
    前記受信器が前記送信器から第２データシンボルの第２データブロックを受ける次に続く送信に対して、前記データビット推測と前記第２データシンボルの少なくともサブセットとに基づいて、チャネル応答を推定するステップとを含み、
    前記第２データブロックが前記第１推定符号化データビットに対する増分冗長ビットを搬送することを特徴とする方法。
  2. 前記処理ステップが、前記第１推定符号化データビットの少なくともサブセットに基づいて、データビット尤度表現を求めることを含み、前記データビット推測が前記データビット尤度表現を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 前記処理ステップが、前記第１推定符号化データビットの少なくともサブセットに基づいて、ハードデータビット決定を行うことを含み、前記データビット推測が前記ハードデータビット決定を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 前記処理ステップが、前記データビット推測を変調してデータシンボル推測を得ることを含み、前記チャネル応答を推定するステップが、前記データシンボル推測を知られたパイロットシンボルとして使用することにより行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記第２データブロックが、知られた初期パイロットシンボルに関連しており、
    前記方法が、
    前記知られた初期パイロットシンボルに基づいて、前記次に続く送信に対して、初期チャネル応答推定を行うステップと、
    前記初期チャネル応答推定に基づいて、前記第２データシンボルの初期推定を行うステップとを含み、
    前記処理ステップが、初期的に推定された第２データシンボルの少なくともサブセットと前記データシンボル推測とを組み合わせることを含み、前記チャネル応答を推定するステップが、前記初期的に推定された第２データシンボルの少なくともサブセットと前記データシンボル推測との組み合わせを、知られたパイロットシンボルとして使用することにより行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 前記チャネル応答を推定するステップが、前記初期パイロットシンボルと、前記初期的に推定された第２データシンボルと、前記データシンボル推測との組み合わせを、知られたパイロットシンボルとして使用することにより行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. さらに、前記第２データブロックを復調し、第２推定符号化データビットを得るステップを含み、
    前記処理ステップが、
    第２に推定された符号化データシンボルの少なくともサブセットと前記データビット推測とを組み合わせることと、
    前記第２に推定された符号化データシンボルの少なくともサブセットと前記データビット推測との組み合わせを変調して、組み合わせデータシンボルセットを得ることとを含み、
    前記チャネル応答を推定するステップが、前記組み合わせデータシンボルセットを、知られたパイロットシンボルとして使用することにより行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
  8. さらに、前記データビット推測を、推定情報として使用して、前記第２データブロックを復調し、第２推定符号化データビットを得るステップと、
    前記第２推定符号化データビットの少なくともサブセットを変調して、データシンボルセットを得るステップとを含み、
    前記チャネル応答を推定するステップが、前記データシンボルセットを、知られたパイロットシンボルとして使用することにより行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
  9. 受信器であって、
    第１の送信において送信器から受信した第１データシンボルの第１データブロックを復調し、第１推定符号化データビットを得る復調器と、
    前記復調器に接続され、前記第１推定符号化データビットを処理して、データビット推測を得るデータプロセッサと、
    前記データプロセッサに接続され、前記受信器が前記送信器から第２データシンボルの第２データブロックを受ける次に続く送信に対して、前記データビット推測と前記第２データシンボルの少なくともサブセットとに基づいて、チャネル応答を推定する推定器とを含み、
    前記第２データブロックが前記第１推定符号化データビットに対する増分冗長ビットを搬送することを特徴とする受信器。
  10. 前記データプロセッサが、前記第１推定符号化データビットの少なくともサブセットに基づいて、データビット尤度表現を求めるデコーダを含み、前記データビット推測が前記データビット尤度表現を含むことを特徴とする請求項９に記載の受信器。
  11. 前記データプロセッサが、前記第１推定符号化データビットの少なくともサブセットに基づいて、ハードデータビット決定を行うデコーダを含み、前記データビット推測が前記ハードデータビット決定を含むことを特徴とする請求項９に記載の受信器。
  12. 前記データプロセッサが、前記データビット推測を変調してデータシンボル推測を得る変調器を含み、
    前記推定器が、前記データシンボル推測を知られたパイロットシンボルとして使用することによりチャネル応答を推定することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の受信器。
  13. 前記第２データブロックが、知られた初期パイロットシンボルに関連しており、
    前記受信器が、
    前記知られた初期パイロットシンボルに基づいて、前記次に続く送信に対して、初期チャネル応答推定を求める手段と、
    前記初期チャネル応答推定に基づいて、前記第２データシンボルの初期推定を求める手段とを含み、
    前記データプロセッサが、
    初期的に推定された第２データシンボルの少なくともサブセットと前記データシンボル推測とを組み合わせるシンボルコンバイナーを含み、
    前記推定器が、
    前記シンボルコンバイナーからの、前記初期的に推定された第２データシンボルの少なくともサブセットと前記データシンボル推測との組み合わせを、知られたパイロットシンボルとして使用することによりチャネル応答を推定することを特徴とする請求項１２に記載の受信器。
  14. 前記シンボルコンバイナーが、前記初期パイロットシンボルと、前記データシンボル推測と、前記初期的に推定された第２データシンボルの少なくともサブセットとを組み合わせ、前記推定器が、前記シンボルコンバイナーからの、前記初期パイロットシンボルと、前記初期的に推定された第２データシンボルと、前記データシンボル推測との組み合わせを、知られたパイロットシンボルとして使用することにより前記チャネル応答を推定することを特徴とする請求項１３に記載の受信器。
  15. 前記復調器が、前記第２データブロックを復調し、第２推定符号化データビットを得、
    前記データプロセッサが、
    前記第２に推定された符号化データビットの少なくともサブセットと前記データビット推測とを組み合わせるビットコンバイナーと、
    前記ビットコンバイナーからの、前記第２に推定された符号化データビットの少なくともサブセットと前記データビット推測との組み合わせを変調して、組み合わせデータシンボルセットを得る変調器とを含み、
    前記推定器が、前記組み合わせデータシンボルセットを、知られたパイロットシンボルとして使用することによりチャネル応答を推定することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の受信器。
  16. 前記復調器が、前記データビット推測を、推定情報として使用して、前記第２データブロックを復調し、第２推定符号化データビットを得、
    前記受信器が、さらに、前記第２推定符号化データビットの少なくともサブセットを変調して、データシンボルセットを得る変調器を含み、
    前記推定器が、前記データシンボルセットを、知られたパイロットシンボルとして使用して前記チャネル応答を推定することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の受信器。
  17. 送信器と受信器との間のデータブロック伝送のチャネル応答を推定するための前記受信器中のチャネル応答推定器であって、
    前記受信器が前記送信器から現在のデータブロックを受ける現在の送信に対して、前の送信において前記送信器から受信した前のデータブロックから決定される復調されたデータシンボルから得られる推定符号化データビットのデータビット推測表現と、前記受信した現在のデータブロックにおける情報とに基づいて、チャネル応答を推定し、
    前記現在のデータブロックが前記推定符号化データビットに対する増分冗長ビットを搬送することを特徴とするチャネル応答推定器。
  18. 前記データビット推測表現が、データシンボル推測を含み、前記チャネル応答推定器が、前記データシンボル推測を知られたパイロットシンボルとして使用してチャネル応答を推定することを特徴とする請求項１７に記載のチャネル応答推定器。
  19. 前記チャネル応答推定器が、前記現在のデータブロックの復調されたデータシンボルの少なくともサブセットを知られたパイロットシンボルとして使用してチャネル応答を推定し、前記データシンボルは、データビット推測表現を、推定情報入力として使用して復調されていることを特徴とする請求項１７に記載のチャネル応答推定器。
  20. 請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の受信器を含む通信装置。
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