JP5244239B2 - ノードグルーピングおよび実数値分解を伴うｑｒ分解を用いたｍｉｍｏシンボル検出 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、一般的に、空間的な多重ＭＩＭＯ構成における、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを採用する通信システムに関し、より特定的には、複数の送信および受信アンテナのためのシンボル検出に関する。

背景
データは、送信アンテナと受信アンテナとの間を電磁的に送信され得る。送信機は、データを、信号コンスタレーションから選択された一連のシンボルにエンコードする。送信アンテナはそのシンボルを送信し、受信アンテナはそのシンボルを検出する。

ノイズおよび反射からの混信は、受信アンテナによって受信されたシンボルを破損する。最尤検出のために、受信器は、コンスタレーション内の全てのシンボルについて、受信信号を期待される受信信号と比較し得る。実際の受信信号に最も近く一致する、期待される受信信号が、検出シンボルを提供する。

通信媒体の特性の測定は、適切なシンボル検出を助ける。１つの例においては、送信器は、受信器へ既知のシンボルパターンを周期的に送信し、受信器はその既知のパターンを用いて、複数信号伝播経路のような、通信媒体の特性を決定する。

電磁的通信のデータ転送速度は、複数の送信アンテナから複数のシンボルを並列に送信することによって増加する。複数の送信されたシンボルの検出は、複数の受信アンテナでシンボルを受信することによって改善する。

複数の送信アンテナを有する最尤検出のために、並列に送信されたシンボルの可能な組み合わせの数は、コンスタレーションの次数についての送信アンテナの数の累乗である。全ての可能な組み合わせの評価は、高次変調および多数のアンテナについては不可能である。

本発明は、上記の課題の１つまたはより多くに対処し得る。

要約
本発明の様々な実施形態は、複数の送信アンテナから複数の受信アンテナへの通信を検出するための回路を提供する。送信アンテナの順序は、初期送信アンテナで開始し、最終送信アンテナで終了する。回路は、初期でない送信アンテナの各々に対応する個別の第１のブロックを含む。個別の第１のブロックは、第１の候補とコンスタレーションの直交位相振幅との対についての部分距離（partial distance）を決定する。回路は、送信アンテナに対応する個別の第２のブロックを含む。初期送信アンテナについての個別の第２のブロックは、空の（null）候補と、コンスタレーションの直交位相振幅および同位相振幅の組み合わせとの対についての部分距離を決定する。初期でない送信アンテナの各々についての個別の第２のブロックは、第２の候補と、コンスタレーションの同位相振幅との対についての部分距離を決定する。

回路は、初期でない送信アンテナの各々に対応する個別の第１のセレクタをさらに含む。個別の第１のセレクタは、順序における先行する送信アンテナについての個別の第２のブロックと、初期でない送信アンテナについての個別の第１のブロックとの間に結合される。個別の第１のセレクタは、より小さい部分距離を有する個別の第２のブロックについての対から、個別の第１のブロックのための第１の候補を選択する。回路は、初期でない送信アンテナの各々に対応する個別の第２のセレクタを含む。個別の第２のセレクタは、初期でない送信アンテナについての、個別の第１のブロックと個別の第２のブロックとの間に結合される。個別の第２のセレクタは、より小さい部分距離を有する第１のブロックについての対から、個別の第２のブロックのための第２の複数の候補を選択する。

識別器回路は、最終送信アンテナについての個別の第２のブロックに結合される。識別器回路は、最終送信アンテナについての個別の第２のブロックの対から最終候補を選択し、最終候補は、より小さい部分距離を有する対のうちの１つである。

様々な他の実施形態が、以下の詳細な説明および特許請求の範囲に記載されることが理解されるだろう。

図面の簡単な説明
本発明の様々な局面および利点が、以下の詳細な説明の検討、および図面の参照によって明らかになるであろう。

本発明の様々な実施形態に従う、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間の通信を検出するためのプロセスのフロー図である。 本発明の様々な実施形態に従う、候補および最終候補の選択のプロセスを示すツリー例のグラフである。 本発明の様々な実施形態に従う、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間の通信を検出するための回路のブロック図である。 本発明の様々な実施形態に従う、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間の通信を検出するための他の回路のブロック図である。 本発明の様々な実施形態に従う、位相振幅を有する候補の対についての部分距離を決定するための回路のブロック図である。 本発明の１つまたはより多くの実施形態に従う、通信検出を実行するためのプログラム可能な集積回路のブロック図である。 本発明の１つまたはより多くの実施形態に従うプログラム可能な集積回路における、通信検出を実行するための設定データを生成するためのシステムのブロック図である。

詳細な説明
図１は、本発明の様々な実施形態に従う、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間の通信を検出するためのプロセス１００のフロー図である。最尤検出器は、コンスタレーションにおける全ての可能性のあるシンボルを送信する各送信アンテナの全組み合わせを考慮することによって送信されたシンボルを検出するが、プロセス１００は、これらの全組み合わせのサブセットを考慮する。プロセス１００は、直交振幅変調（quadrature amplitude modulation：ＱＡＭ）コンスタレーションの各シンボルを、そのシンボルの同位相成分とそのシンボルの直交位相成分とに分離する。プロセス１００は、各シンボルの同位相成分および直交位相成分を個別に考慮する。

ステップ１０２において、送信アンテナと受信アンテナとの間の通信チャンネルについてのチャンネル行列が決定される。通信チャンネルについてのモデルは、
ａ． ｘ＝Ｇｒ＋ｍ
であり、ここで、ＧはＮ個の受信アンテナとＭ個の送信アンテナとの間の、Ｎ×Ｍのチャンネル行列であり、ｒは送信アンテナから送信されたＭ個のシンボルの列ベクトルであり、ｍはＮ個の受信されたノイズ要素の列ベクトルであり、ｘは受信アンテナにおいて受信されたＮ個の信号の列ベクトルである。列ベクトルｒにおけるＭ個の送信されたシンボルの各々は、ｗ個のシンボルの次数を有するコンスタレーションからのシンボルである。

アレイＧ内の要素およびベクトルｘ＝［ｘ１，ｘ２，…，ｘＮ］^T、ｒ＝［ｒ１，ｒ２，…，ｒＭ］^T、およびｍは、複素数要素である。式ｘ＝Ｇｒ＋ｍは、複素数部および実数部の式に分離し、以下の等価式を生成する。

ｂ． ｙ＝Ｈｓ＋ｎ
ここで、Ｈは、Ｎ個の受信アンテナとＭ個の送信アンテナとの間の、２Ｎ×２Ｍの実数値のチャンネル行列であり、

は、送信アンテナから送信されたＭ個のシンボルの同位相振幅および直交位相振幅についての、２Ｍ個の実数値要素を含む列ベクトルであり、ｎはＮ個の受信アンテナにおいて受信されたノイズの同位相振幅および直交位相振幅についての、２Ｎ個の実数値要素を含む列ベクトルであり、

は、Ｎ個の受信アンテナにおいて受信された信号の同位相振幅および直交位相振幅についての、２Ｎ個の実数値要素を含む列ベクトルである。

ステップ１０４において、プロセス１００は実数値チャンネル行列Ｈを三角行列に分解する。１つの実施形態においては、三角行列はチャンネル行列のＱＲ分解からの上三角行列である。送信されたシンボルの検出は、距離ノルムを最小化する、列ベクトルｓにおける２Ｍ個の同位相および直交位相振幅を決定することを含む。

ここで、Ｈ＝ＱＲ、ＱＱ^Ｈ＝Ｉ、およびｙ′＝Ｑ^Ｈｙは、受信信号の同位相振幅および直交位相振幅の変換である。総和は、上三角行列であるＲから生じる。ｉ＝２Ｍから１へ減じられる外部総和（outer summation）は、最終アンテナから始まる送信アンテナの各々についての、同位相成分および直交位相成分の各々に関して対応する項の総和である。各送信アンテナの各位相成分についての外部総和の対応する項は、位相成分および送信アンテナについての部分距離を意味している。特定の送信アンテナについての、インデックスｉを伴う特定の位相成分に関する部分距離は、ｉから２Ｍの位相成分重みの内部総和（inner summation）を含む。したがって、ＱＲ分解は、各位相成分の部分距離の総和をとることによって、候補シンボルの位相成分ｓについての距離ノルムＤ（ｓ）の計算を許可し、各位相成分の部分距離は、同じまたはより大きいインデックスを有する位相成分の関数である。

受信器は、コンスタレーション内のＭ個のシンボルの同位相振幅および直交位相振幅の組み合わせについての距離ノルムＤ（ｓ）を演算することによって、送信されたシンボルを検出する。Ｍ個の送信アンテナから実際に送信されたＭ個のシンボルは、距離ノルムの最小値を有する組み合わせに一致するはずである。

１つの実施形態においては、高次の通信帯域幅は、データストリームをＭ個のデータストライプに分離し、かつそれぞれのアンテナからの各データストライプを送信することによって達成される。この実施形態においては、送信アンテナは、送信装置の極めて近接して配置され得る。他の実施形態においては、通信は、１つまたはより多くの送信アンテナから送信された各データストリームを有する、複数の個別のデータストリームである。この実施形態においては、送信アンテナは、１つの送信装置と一緒に配置され、各他の個別の送信装置からは距離をおいて配置され、または、いくつかは一緒にそして他は離れて配置され得る。通常は、すべての送信アンテナは、同じコンスタレーションからのシンボルを送信すべきである。

決定１０６は、コンスタレーションが、送信アンテナの順序における初期送信アンテナによって送信されたシンボルであり得る追加のシンボルを含むか否かを検査する。コンスタレーション内に他のシンボルがある場合は、プロセス１００はステップ１０８に進み、そうでなければ、プロセス１００は決定１１０に進み他の初期でない送信アンテナを処理する。

ステップ１０８において、コンスタレーション内の現在のシンボルを伴う初期の空の候補の対についての部分距離が決定される。部分距離は、初期送信アンテナが現在のシンボルを実際に送信した可能性を特定する。１つの実施形態においては、部分距離は２つのステップにおいて決定される。第１は、現在のシンボルの直交位相振幅の部分距離が、三角行列および受信アンテナにおいて受信された信号の変換された位相振幅から算出される。第２は、現在のシンボルの同位相振幅の部分距離が、三角行列および受信信号の変換された位相振幅から算出される。これらの算出された部分距離の総和が、現在のシンボルを伴う空の候補の対についての部分距離である。この対は、現在の候補のリストに追加される。

決定１１０は、考慮するための追加の送信アンテナがあるか否かを検査する。追加の送信アンテナがある場合は、プロセス１００は決定１１２に進み、そうでなければ、プロセス１００はステップ１１４に進む。

決定１１２は、現在の候補のリスト内により多くの候補があるか否かを検査する。より多くの候補がある場合は、プロセス１００は決定１１６に進み、そうでなければ、プロセス１００はステップ１１８に進む。決定１１６は、コンスタレーション内のシンボルの、より多くの直交位相振幅があるか否かを検査する。より多くの直交位相振幅がある場合は、プロセス１００はステップ１２０へ進み、そうでなければ、プロセス１００はステップ１２２へ進む。

１つの例においては、１６−ＱＡＭコンスタレーションは、−３、−１、１および３の４つの同位相振幅と、同様の直交位相振幅とを有する。１６−ＱＡＭコンスタレーション内に、４つの同位相振幅および４つの直交位相振幅のすべての組み合わせについてのシンボルがある。決定１１６は、４つの可能性のある直交位相振幅の各々について、ステップ１２０を繰り返す。

ステップ１２０において、現在の候補および現在の直交位相振幅の対についての部分距離が決定される。部分距離は、現在の候補内で特定されたシンボルを送信した適切なアンテナを推定しつつ、現在の送信アンテナが現在の直交位相振幅を有するシンボルを実際に送信した可能性を特定する。部分距離は、現在の候補の部分距離と現在の直交位相振幅についての部分距離との総和である。現在の直交位相振幅の部分距離は、受信アンテナにおいて受信された信号の位相振幅、チャンネル行列の三角分解、および現在の候補内で特定されたシンボルの位相振幅から算出される。

ステップ１２２においては、プロセス１００は、ステップ１２０において評価された対からの新しい候補を選択する。新しい候補は、より小さいまたは最小の部分距離を有する対である。選択された新しい候補は、新しい候補のリストに追加される。したがって、現在の候補のリスト内の各候補について、新しい候補が選択されるとともに、新しい候補のリストに追加される。ステップ１１８において、新しい候補リストは、現在の候補におけるものと同じ数の候補を有し、新しい候補リストが現在の候補リストになる。新しい候補リストは、同位相振幅を処理する準備のために生成される。

決定１２４は、現在の候補の更新されたリスト内に、より多くの候補があるか否かを検査する。より多くの候補がある場合は、プロセス１００は決定１２６に進み、そうでなければ、プロセス１００はステップ１２８へ進む。決定１２６は、コンスタレーション内にシンボルのより多くの同位相振幅があるか否かを検査する。より多くの同位相振幅がある場合は、プロセス１００はステップ１３０に進み、そうでなければ、プロセス１００はステップ１３２へ進む。

１つの例においては、１６−ＱＡＭコンスタレーションのように、コンスタレーションは、可能性のある同位相振幅および直交位相振幅のすべての組み合わせについてのシンボルを含む。したがって、決定１２６は、コンスタレーション内のシンボルの可能性のある同位相振幅の各々について、ステップ１３０を繰り返す。他の例においては、コンスタレーションは、同位相振幅および直交位相振幅の特定の組み合わせについての対応するシンボルを含まず、決定１２６は、現在の候補の適切な同位相振幅についてのみステップ１３０を繰り返す。現在の候補が、候補が可能性のある同位相振幅のサブセットのみについての対応するシンボルを含む直交位相振幅を有する対である場合は、決定１２６はそのサブセットにおける同位相振幅についてステップ１３０を繰り返す。

ステップ１３０においては、現在の候補および現在の同位相振幅の対についての部分距離が決定される。部分距離は、現在の候補の部分距離と現在の同位相振幅についての部分距離との総和である。

ステップ１３２において、新しい候補が、現在の候補を可能性のある同位相振幅の対から選択される。選択された候補は、より小さいまたは最小の部分距離を有する対である。選択された新しい候補は、新しい候補のリストに追加される。ステップ１２８において、新しい候補リストが、現在の候補リストになる。

ステップ１１４において、最終候補が選択される。１つの実施形態においては、最終候補は、最小部分距離を有する現在の候補リストにおける候補である。ステップ１３４において、送信アンテナから実際に送信されたシンボルに一致すべきシンボルが検出される。最終候補は、検出されたシンボルを、最終候補内に再帰的に含まれるシンボルとして提供する。１つの実施形態においては、プロセス１００は、対応する検索ツリーを生成し、検出されたシンボルは、最終候補についてのノードへの、検索ツリーのルートノードからの経路に沿って、同位相振幅および直交位相振幅から決定される。

図２は、本発明の様々な実施形態に従う、候補および最終候補の選択のプロセスを示すツリー２００の例のグラフである。ツリー２００の例は、４つの送信アンテナから送信されたシンボルの検出の間に考慮される候補および対についてのノードを含む。１６−ＱＡＭコンスタレーション例は、−３、−１、１および３の同位相振幅のうちの１つと、−３、−１、１および３の直交位相振幅のうちの１つとの各組み合わせについてのシンボルを含む。ツリー２００の例のノードは、ルートノード２０２を除いて、位相振幅値が付されているか、あるいは候補ノードとなるように選択されないノード対については網掛けで示されているかのいずれかである。

初期送信アンテナ４は、４つの可能性のある直交位相振幅のうちの１つを有するシンボルを送信し得る。ノード２０４、２０６、２０８、および２１０は、１６−ＱＡＭコンスタレーションの例におけるシンボルの、可能性のある直交位相振幅に対応する。部分距離は、ノード２０４、２０６、２０８、および２１０の各々について計算される。部分距離の相対的により小さい値は、初期送信アンテナがこの直交位相振幅を有するシンボルを実際に送信したことの、より高い可能性を示す。

ノード２０４、２０６、２０８、または２１０の各々は、ノード２１２から２４２の生成するように拡げられる。たとえば、ノード２０４は、初期送信アンテナによって送信され得る、シンボルの４つの可能性のある同位相振幅についてのノード２１２、２１４，２１６、および２１８を生成するように拡げられる。したがって、１６個のノード２１２から２４２は、１６−ＱＡＭコンスタレーション例における１６個のシンボルに対応し、ノード２１２から２４２の各々は、対応するシンボルを送信する初期送信アンテナを表す。たとえば、ノード２１８は、−３の直交位相振幅および３の同位相振幅を有するシンボルを送信する初期送信アンテナに対応し、また、ノード２１８は、１６−ＱＡＭコンスタレーション例におけるこのシンボルを有するルートノード２０２の対に対応する。

図２は、各アンテナについての同位相振幅の前の、直交位相振幅の拡がりを示す。直交位相振幅が同位相振幅の前に拡げられ得ることが理解されるであろう。たとえば、図２に示されるようなシンボルコンスタレーションについての同位相の前の直交位相は、同位相振幅および直交位相振幅を交換することによって得られる共役シンボルコンスタレーションについての、直交位相の前の同位相に対応する。したがって、同位相振幅および直交位相振幅は、相互交換可能である。回転のような他の座標変換が他の位相振幅を生成し得ることが、さらに理解されるであろう。

部分距離は、ノード２１２から２４２の各々について計算される。部分距離は、同位相振幅について計算された部分距離を、ノード２０４，２０６、２０８、および２１０のうちの適切な１つの部分距離に追加する。

ノード２０４，２０６、２０８、および２１０が、特定のコンスタレーションについては、完全には拡げられていないことが理解されるであろう。不自然な例においては、１５−ＱＡＭコンスタレーションが、１つのシンボルが除かれた１６−ＱＡＭコンスタレーションの例になり得、ノード２０４の拡がりがノード２１８を含まないかもしれない。

候補２１２から２１４は、次の送信アンテナについて拡げられる。たとえば、候補２２０は、送信アンテナ３によって送信されたシンボルの４つの直交位相振幅についての、ノード２４４、２４６、２４８、および２５０を生成するように拡げられる。図２は、また、ノード２２２、２２４、および２２６の拡がりを示す。明確化のために、ノード２１２、２１４、２１６、２１８、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０、および２４２の同様の拡がりは、図２からは省略されている。

ノード２４４は、−３の直交位相振幅を有するシンボルの１つを送信するアンテナ３、ならびに、−１の直交位相振幅および−３の同位相振幅を有するシンボルを送信するアンテナ４に対応する。

部分距離がノード２４４、２４６、２４８、および２５０について計算され、最小の部分距離を有するノード２４４が、さらなる拡がりのための候補として選択される。ノード２２２から拡がるノード２５２、２５４、２５６、および２５８の中で、ノード２５４が最小の部分距離を同様に有し、ノード２６０および２６２が、ノード２２４および２２６から、それぞれ同様に選択される。同様の候補ノード（図示せず）が、ノード２１２、２１４、２１６、２１８、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０、および２４２の拡がりから選択される。一般的に、各候補は、ノード対の組に拡げられ、新しい候補ノードが、ノード対の組から選択される。したがって、ノード２６４がノード２４４の拡がりから選択され、ノード２６６がノード２６４の拡がりから選択され、ノード２６８がノード２６６の拡がりから選択され、ノード２７０がノード２６８の拡がりから選択され、そして、ノード２７２がノード２７０の拡がりから選択される。

１つの実施形態においては、最終候補ノード２７４は、最小部分距離を有する（候補２７２、２７６、２７８、および２７４を含む）１６個の最終候補のうちの１つである。他の実施形態においては、候補はアンテナ１の同位相振幅については決定されず、その代わりに、最終候補ノード２６４が、２８０、２８１、２７２、２８２、２８３、２８４、２８５、２７６、２８６、２８７、２８８、２７８、２８９、２９０、２７４、および２９１を含む６４個のノード対から、直接選択される。最終候補ノード２７４は、最小部分距離を有するノード対のうちの１つである。

ルートノード２０２から最終候補ノード２７４への経路は、送信アンテナから送信されるものとして検出されるシンボルを決定する。ルートノード２０２から最終候補ノード２６４への経路の各矢印は、送信アンテナのうちの１つの位相振幅の１つに対応する。各送信アンテナについての位相振幅に対応するシンボルは、送信アンテナについての検出されたシンボルを与える。

図３は、本発明の様々な実施形態に従う、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間の通信を検出するための回路のブロック図である。送信アンテナの各々について、回路は、送信アンテナに関連する個別のサブ回路を含む。各送信アンテナに関連する個別のサブ回路は、送信アンテナから送信されたシンボルを決定するための助けを決定する。

ブロック３０２は、送信アンテナの順序における初期送信アンテナに関連する。ブロック３０２は、コンスタレーション内のシンボルの各々を送信する初期送信アンテナについての部分距離を決定する。各部分距離は、コンスタレーション内のそれぞれのシンボルを有する空の候補の対に対応する。

ブロック３０４、３０６、３０８、および３１０は、送信アンテナの順序における２番目の送信アンテナに関連する。ブロック３０４は、ブロック３０２からのすべての候補を選択する。他の実施形態においては、ブロック３０４は、部分距離の最小値を有するブロック３０２からの対である候補を選択する。ブロック３０６は、ブロック３０４からの候補およびコンスタレーション内のシンボルの可能性のある直交位相振幅のうちの１つの各対についての部分距離を決定する。ブロック３０８は、部分距離のより小さい値を有するブロック３０６からの対である候補を選択する。ブロック３１０は、ブロック３０６からの候補およびコンスタレーション内のシンボルの可能性のある同位相振幅のうちの１つの各対についての部分距離を決定する。ブロック３１２、３１４、３１６、および３１８は、送信アンテナの順序における最終送信アンテナに関連する。ブロック３１２、３１４、３１６、および３１８は、同様に、候補と位相振幅との対についての部分距離を決定するとともに、その対からの候補を選択する。

識別器回路３２０は、ブロック３１８によって生成された対から、最終候補を選択する。最終候補は、より小さい部分距離を有する対である。最終候補は、送信アンテナから送信されたものとして検出されたシンボルを特定する。

図４は、本発明の様々な実施形態に従う、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間の通信を検出するための他の回路のブロック図である。検出されたシンボルは、分解されたチャンネル行列４０２、および受信アンテナにおいて受信された信号４０４から生成される。

初期ブロック４０６は、空の候補およびコンスタレーション内のシンボルの対についての、個別の部分距離を生成する。各部分距離は、初期送信アンテナが対応するシンボルを送信した可能性を提供する。直交位相ブロック４０８は、コンスタレーション内のシンボルの可能性のある直交位相振幅についての部分距離の直交位相成分を生成する。同位相ブロック４１０は、コンスタレーション内のシンボルの可能性のある同位相振幅についての部分距離の同位相成分を生成する。ブロック４０８および４１０は、分解されたチャンネル行列４０２および受信アンテナにおいて受信された信号４０４から、部分距離を決定する。

セレクタ４１２は、送信アンテナの順序における、初期送信アンテナの後の次の送信アンテナに対応する。１つの実施形態においては、セレクタ４１２は、初期ブロック４０６において生成された対としての候補を選択する。直交位相距離ブロック４１８は、セレクタ４１２からの候補とコンスタレーション内のシンボルの直交位相振幅との各対についての部分距離を決定する。直交位相距離ブロック４１８は、セレクタ４１２からの候補の部分距離からの部分距離、ならびに、分解されたチャンネル行列４０２および受信アンテナにおいて受信された信号４０４からの部分距離を決定する。直交位相距離ブロック４１８は、セレクタ４１２からの候補についての個別のサブブロック４２０から４２２を含む。サブブロック４２０から４２２の各々は、コンスタレーション内のシンボルの直交位相振幅を有するサブブロックの候補の各対についての部分距離を決定する。

セレクタ４２４は、直交位相距離ブロック４１８からの対から、より小さい部分距離を有する候補を選択する。セレクタ４２４は、サブブロック４２６および４２８を含む。サブブロック４２６は、直交位相距離ブロック４１８のサブブロック４２０から受信された対から１つの候補を選択し、サブブロック４２８は、同様に、直交位相距離ブロック４１８のサブブロック４２２から受信された対から１つの候補を選択する。

同位相距離ブロック４３０は、セレクタ４２４およびコンスタレーション内のシンボルの同位相振幅から、候補の各対についての部分距離を決定する。同位相ブロック４３０は、セレクタ４２４からの候補の部分距離からの部分距離、ならびに、分解されたチャンネル行列４０２および受信アンテナにおいて受信された信号４０４からの部分距離を決定する。同位相ブロック４３０は、個別のサブブロック４３２から４３４を含み、サブブロック４３２はセレクタ４２４のサブブロック４２６からの候補を受信し、サブブロック４３４はセレクタ４２４のサブブロック４２８からの候補を受信する。サブブロック４３２から４３４の各々は、コンスタレーション内のシンボルの同位相振幅を有するサブブロックの候補の各対についての部分距離を決定する。

ブロック４３６、４３８、４４０、および４４２は、対の部分距離を決定するとともに、送信アンテナの順序における最終送信アンテナについての対からの候補を選択する。

識別器回路４４４は、同位相距離ブロック４４２からの対の中の、最小部分距離を有する最終候補を選択する。選択された最終候補の同位相振幅および直交位相振幅は、送信アンテナから送信されたものとして検出されたシンボルを決定する。

図５は、本発明の様々な実施形態に従う、位相振幅５０６を有する候補５０４の対についての部分距離５０２を決定するための回路のブロック図である。部分距離は、コンスタレーション内のシンボルの同位相振幅および直交位相振幅を有する候補５０４の対について、同様に決定される。明確化のために、図５は、コンスタレーション内の１つのシンボルの１つの位相振幅５０６のみについての部分距離５０６の計算を示す。対についての部分距離５０２は、前に決定された、候補５０４についての部分距離５０８と、候補５０４および位相振幅５０６の対についての部分距離５１０との総和である。

チャンネル行列は、対応する送信アンテナについての、要素５１４から５１６および５１８の行を有する三角行列５１２に変換される。チャンネル行列の三角行列への変換の間、受信信号は、それに応じて受信信号５２０へ変換される。部分距離５１０は、変換された受信信号５２０と、位相振幅５２２から５２４および５０６の加重和との総和のノルムである。候補５０４および位相振幅５０６からの位相振幅５２２から５２４は、三角行列５１２における要素５１４から５１６および５１８の行によって与えられる重みを有する。

図６は、本発明の１つまたはより多くの実施形態に従う、通信検出を実行するためのプログラム可能な集積回路のブロック図である。例示的に示された回路は、プログラム可能な論理装置（programmable logic device：ＰＬＤ）であり、特定的には、電界プログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）である。しかしながら、本発明の方法が他のタイプの集積回路および／またはシステムを用いて実行され得ることは、当業者には明らかであろう。たとえば、本発明のいくつかの実施形態は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、非プログラマブル集積回路、部分的にプログラム可能な集積回路、および／または集積回路以外の電子システムを利用し得る。本発明がこれらおよびその他のアーキテクチャのバリエーションにおいて実行され得ることは、当業者に明らかであろう。

先進のプログラマブル論理装置は、アレイ内に、様々な異なるタイプのプログラマブル論理ブロックを含み得る。たとえば、図６は、マルチギガビットトランシーバ（multi-gigabit transceiver：ＭＧＴ６０１）、設定論理ブロック（configurable logic block：ＣＬＢ６０２）、ランダムアクセスメモリブロック（random access memory block：ＢＲＡＭ６０３）、入出力ブロック（input/output block：ＩＯＢ６０４）、設定およびクロック論理（ＣＯＮＦＩＧ／ＣＬＯＣＫＳ６０５）、デジタル信号処理ブロック（digital signal processing block：ＤＳＰ６０６）、専用入出力ブロック（Ｉ／Ｏ６０７）（たとえば、設定ポートおよびクロックポート）、および、デジタルクロックマネージャ、Ａ／Ｄ変換器、システム監視論理などのような他のプログラマブル論理６０８を含む、多くの異なるプログラマブルタイルを含んだＦＰＧＡアーキテクチャ６００を示す。いくつかのＦＰＧＡは、さらに、専用のプロセッサブロック（ＰＲＯＣ６１０）を含む。

いくつかのＦＰＧＡにおいては、各プログラマブルタイルは、各隣接タイルにおける、対応する相互接続要素へおよび相互接続要素からの標準化された接続を有するプログラム可能な相互接続要素（ＩＮＴ６１１）を含む。したがって、プログラマブル相互接続要素は、これらをもとに、図示されたＦＰＧＡについてプログラマブル相互接続構造を実現する。図６の上部に含まれる例によって示されるように、プログラマブル相互接続要素（ＩＮＴ６１１）は、同じタイル内のプログラマブル論理要素へ、およびプログラマブル論理要素からの接続をさらに含む。

たとえば、ＣＬＢ６０２は、ユーザ論理を実行するようにプログラムされ得る設定論理要素（ＣＬＥ６１２）と、単一のプログラマブル相互接続要素（ＩＮＴ６１１）とを含み得る。ＢＲＡＭ６０３は、１つまたはより多くのプログラマブル相互接続要素に加えて、ＢＲＡＭ論理要素（ＢＲＬ６１３）を含み得る。典型的に、タイル内に含まれる相互接続要素の数は、タイルの高さに依存する。図示された実施形態においては、ＢＲＡＭタイルは５つのＣＬＢと同じ高さを有するが、他の数（たとえば、４）もまた用いられ得る。ＤＳＰタイル６０６は、適当な数のプログラマブル相互接続要素に加えてＤＳＰ論理要素（ＤＳＰＬ６１４）を含み得る。ＩＯＢ６０４は、たとえば、プログラマブル相互接続要素（ＩＮＴ６１１）の１つのインスタンスに加えて、入出力論理要素（ＩＯＬ６１５）の２つのインスタンスを含み得る。当業者には明らかなように、たとえば、Ｉ／Ｏ論理要素６１５に接続された実際のＩ／Ｏパッドは、典型的には、入出力論理要素６１５の領域には限定されない。

図示された実施形態においては、（図６において網掛けで示される）ダイの中央付近のコラム状領域は、設定、クロック、および他の制御論理のために用いられる。このコラム部から延びる水平領域６０９は、ＦＰＧＡの幅にわたってクロック信号および設定信号を分配するために用いられる。

図６に示されるアーキテクチャを利用するいくつかのＦＰＧＡは、ＦＰＧＡの大部分を占める通常のコラム状構造を乱す、追加的な論理ブロックを含む。追加的な論理ブロックは、プログラマブルブロック、および／または、専用論理であり得る。たとえば、図６に示される処理ブロックＰＲＯＣ６１０は、ＣＬＢおよびＢＲＡＭのいくつかのコラムにおよぶ。

図６は、単なる例示的なＦＰＧＡアーキテクチャを図示することが意図されることに注意すべきである。たとえば、コラム内の論理ブロックの数、コラムの相対幅、コラムの数および順序、コラムに含まれる論理ブロックのタイプ、論理ブロックの相対サイズ、ならびに図６の上部に含まれる相互接続／論理実行例は、単なる例に過ぎない。たとえば、実際のＦＰＧＡにおいて、１つより多くのＣＬＢの隣接コラムは、典型的に、ＣＬＢが現れるところにはどこでも含まれ、ユーザ論理の効果的な実行を容易にするが、隣接ＣＬＢコラムの数は、ＦＰＧＡの全体のサイズで変化する。

図７は、本発明の１つまたはより多くの実施形態に従うプログラム可能な集積回路における、通信検出を実行するための設定データを生成するためのシステムのブロック図である。プロセッサ読取可能装置７０２は、ソフトウェアモジュール７０４、７０６および７０８を用いて設定される。プロセッサ７１０によるソフトウェアモジュール７０４、７０６および７０８の指令の実行によって、プロセッサ７１０は、プログラマブル集積回路におけるＭＩＭＯシンボル検出を実行する設定データを生成する。１つの実施形態においては、生成された設定データ７１２は、プロセッサ読取可能装置７０２に記憶される。

ソフトウェアモジュール７０４の指令の実行によって、プロセッサ７１０は、初期距離ブロックの同位相および直交位相距離ブロックを含む、同位相および直交位相距離ブロックのための設定データを生成する。ソフトウェアモジュール７０６の指令の実行によって、プロセッサ７１０は、同位相および直交位相距離セレクタのための設定データを生成する。ソフトウェアモジュール７０８の指令の実行によって、プロセッサ７１０は、識別器ブロックのための設定データを生成する。

当業者は、１つまたはより多くのプロセッサ、およびプログラムコードを用いて設定されたメモリ配列を含む、様々な代替的な演算配列が、本発明の異なる実施形態の処理およびデータ構造を採用する（hosting）のに適していることを理解するであろう。さらに、プロセスは、様々なコンピュータ読取可能な記憶媒体、あるいは、磁気的または光学的なディスクまたはテープ、電子記憶媒体、またはネットワークにわたるアプリケーションサービスのようなデリバリチャネルを介して提供され得る。

本発明は、複数の送信アンテナから送信され、複数の受信アンテナで受信されるシンボルを検出するための様々なシステムに適用可能であると想定される。本発明の他の局面および実施形態は、ここに開示された本発明の明細書および実施例の考慮から、同業者には明らかであろう。明細書および図示された実施形態は、単なる例として考慮されるべきであり、本発明の真の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。

Claims (14)

1. 複数の送信アンテナから複数の受信アンテナへの通信を検出するための回路であって、
   前記送信アンテナは、少なくとも第１および第２の送信アンテナを含み、
   前記回路は、
   前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々に対応する個別の第１のブロックを備え、
   前記個別の第１のブロックは、第１の複数の候補のうちの１つとコンスタレーションの複数の直交位相値の１つとの、全ての第１の対についての部分距離を決定し、
   前記第１の対は、前記第１の候補と各直交位相値の前記第１の対を含む、各第１の候補についての個別の組を含み、
   前記回路は、
   前記送信アンテナに対応する複数の個別の第２のブロックをさらに備え、
   前記第１の送信アンテナについての前記個別の第２のブロックは、空の第２の候補と、前記直交位相値のうちの１つおよび複数の同位相値のうちの１つの複数の組み合わせのうちの１つとの全ての第２の対についての部分距離を決定し、
   前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第２のブロックは、第２の複数の候補のうちの１つと、前記コンスタレーションの前記同位相値のうちの１つとの全ての第２の対についての部分距離を決定し、
   前記回路は、
   前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々に対応し、かつ他の前記送信アンテナについての前記個別の第２のブロックと前記送信アンテナについての前記個別の第１のブロックとの間に結合された、個別の第１のセレクタをさらに備え、
   前記個別の第１のセレクタは、前記個別の第２のブロックについての前記第２の対から、前記個別の第１のブロックについての前記第１の複数の候補を選択し、
   前記回路は、
   前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々に対応し、かつ前記送信アンテナについての前記個別の第１のブロックと前記個別の第２のブロックとの間に結合された、個別の第２のセレクタをさらに備え、
   前記個別の第２のセレクタは、前記第１のブロックについての前記第１の対から、前記個別の第２のブロックについての前記第２の複数の候補、および各第１の候補についての前記第２の複数の候補を選択し、
   前記個別の第２のセレクタは、前記第１の候補についての個別の組において最小である前記部分距離を有する前記第１の対である前記第２の複数の候補のうちの１つを選択し、
   前記回路は、
   前記第２の送信アンテナについての前記個別の第２のブロックに結合された、識別器回路をさらに備え、
   前記識別器回路は、前記個別の第２のブロックの前記第２の対から最終候補を選択し、
   前記最終候補は、最小の部分距離を有する前記第２の対のうちの１つである、回路。
2. 前記コンスタレーションにおける複数のシンボルは、直交振幅変調コンスタレーションにおけるシンボルである、請求項１に記載の回路。
3. 前記コンスタレーションは、前記直交位相値のうちの１つと前記同位相値のうちの１つとの組み合わせの各々についての複数のシンボルの１つを含む、請求項１に記載の回路。
4. 前記コンスタレーションにおける複数のシンボルは、前記直交位相値および前記同位相値によって特定される、請求項１に記載の回路。
5. 前記第１の送信アンテナについての前記個別の第２のブロックは、第１および第２のサブブロックを含み、
   前記第１のサブブロックは、前記直交位相値についての個別の追加部分距離を決定し、
   前記第２のサブブロックは、前記組み合わせのうちの１つの前記直交位相値と前記組み合わせのうちの１つの前記同位相値とについての前記個別の追加部分距離から、前記組み合わせのうちの１つを伴う前記空の第２の候補の前記第２の対の各々の部分距離を決定する、請求項１に記載の回路。
6. 前記送信アンテナの１つに対応する前記個別の第１のセレクタは、前記組み合わせを伴う前記空の第２の候補の前記第２の対についての前記部分距離を受信し、
   前記個別の第１のセレクタは、前記第２の対として前記第１の複数の候補を選択する、請求項１に記載の回路。
7. 前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第１のブロックは、前記受信アンテナにおいて受信された複数の信号に応答して前記部分距離を決定し、
   各送信アンテナについての前記個別の第２のブロックは、前記信号に応答して前記部分距離を決定する、請求項１に記載の回路。
8. 前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第１のブロックは、前記送信および受信アンテナについてのチャンネル行列に応答して前記部分距離を決定し、
   各送信アンテナについての前記個別の第２のブロックは、前記チャンネル行列に応答して前記部分距離を決定する、請求項１に記載の回路。
9. 前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第１のブロックは、前記第１の複数の候補と前記直交位相値のうちの１つとの各第１の対についての前記部分距離を決定し、
   前記部分距離は、前記候補の部分距離と、前記直交位相値ならびに前記候補に再帰的に含まれる前記直交位相値および同位相値の関数として計算された部分距離との総和であり、
   各送信アンテナについての前記個別の第２のブロックは、前記第２の複数の候補のうちの１つと前記同位相値のうちの１つとの各第２の対についての前記部分距離を決定し、
   前記部分距離は、前記候補の部分距離と、前記同位相値ならびに前記候補に再帰的に含まれる前記直交位相値および同位相値の関数として計算された部分距離との総和である、請求項１に記載の回路。
10. 前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第１のブロックは、前記第１の複数における予め定められた数の前記候補の各１番目についての個別の第１のサブブロックを含み、
    前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第２のブロックは、前記第２の複数における予め定められた数の前記候補の各２番目についての個別の第２のサブブロックを含む、請求項１に記載の回路。
11. 前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第１のセレクタは、前記第１の複数における予め定められた数の前記候補の各１番目についての個別の第１のサブブロックを含み、
    前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第２のセレクタは、前記第２の複数における予め定められた数の前記候補の各２番目についての個別の第２のサブブロックを含む、請求項１に記載の回路。
12. 前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第１のセレクタは、前記第１の複数における予め定められた数の前記候補を選択し、
    前記第１の送信アンテナ以外の送信アンテナの各々についての前記個別の第２のセレクタは、前記第２の複数における前記予め定められた数の前記候補を選択する、請求項１に記載の回路。
13. 前記識別器回路は、各送信アンテナについて前記コンスタレーションにおける複数のシンボルのうちの個別の１つを再帰的に含む前記最終候補を選択し、
    各送信アンテナについて、前記個別のシンボルは、前記送信アンテナから送信されたときに検出される、請求項１に記載の回路。
14. 請求項１〜１３のうちのいずれかの前記回路を実現するためのプログラムで構成されたコンピュータ読込可能記憶媒体を備える、プロセッサ読込可能装置。

Images