JP5911043B2 - 少なくとも１つの受信機にデータを伝送するための方法、装置及びコンピュータプログラム、並びに送信元によって伝送されるデータを受信するための方法、装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

少なくとも１つの受信機にデータを伝送するための方法、装置及びコンピュータプログラム、並びに送信元によって伝送されるデータを受信するための方法、装置及びコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は、一般に少なくとも１つの受信機にデータを伝送するための方法及び装置に関する。
衛星通信事業では、直接家庭テレビ(direct to the home television)が最も重要なマーケットシェアの１つを有する。市場の拡大は主にＨＤＴＶ（高品位テレビ:High Definition TV）の導入をきっかけにして起きたが、最近では３ＤＴＶ（３次元）が導入されている。将来は、マルチビュー３ＤＴＶ及びＵＨＤＴＶ（超高品位テレビ: Ultra High Definition TV）がこれに続くであろう。固有の高ビットレートを必要とする高品質の伝送に対応するには、大量の伝送帯域幅が必要である。
使用可能なスペクトルは、降雨減衰に敏感な周波数領域内にある。降雨減衰に対する既存の対策の１つは、特定の配置点を選択するビットの様々な保護水準を提供する階層変調を使用することである。
階層変調では、「高優先(High Priority)」（ＨＰ）ストリーム及び「低優先(Low Priority)」（ＬＰ）ストリームという２つの別々のビットストリームが、単一の変調ストリーム上へ結合される。
受信状態が良好な受信機は両方のストリームを正しく受信することができる一方、受信状態が不十分な受信機は「高優先」ストリームしか受信できない場合がある。放送業者は、２つの完全に異なるサービスを使い、２つの異なる種類の受信機を狙うことができる。典型的には、ＬＰストリームの方がＨＰストリームよりもビットレートが高いが、ロバスト性は低い。
結果として生じる階層的配置は幾つかの配置点クラスタに分けることができ、各クラスタはＨＰストリームの必須情報を符号化し、各クラスタ内の配置点はＬＰストリームによって運ばれる補足情報を符号化する。この特性は、ＨＰストリーム及びＬＰストリームの長さについて一定の制約を課す。
Ｘ＝２ｎ’の配置点を含み、従ってｎ’ビットのグループを配置点上にマッピングする階層的配置を検討する。配置は、
Figure 0005911043
 の配置点をそれぞれ含む
Figure 0005911043
 のクラスタに分けることができると仮定する（ｎ’＝ｎ１＋ｎ２）。マッピングの過程で、ＨＰストリームのｎ１ビットがＣのクラスタのうちの１つを識別し、ＬＰストリームのｎ２ビットが、ＨＰストリームのビットによって識別されたクラスタ内に含まれる
Figure 0005911043
 の配置点のうちの１つの配置点を識別する。
受信機側で可能なことは、ＨＰストリーム及びＬＰストリームの両方を復号することである。とりわけクラスタの情報がＬＰストリームの復号の改善を殆どもたらさない場合、両方のストリームを同時に復号することが可能である。ＨＰ復号器からＬＰ復号器へのフィードバックや反復復号等、他の復号器の構成を使用することもできる。
ＦＥＣ（順方向誤り訂正: Forward Error Correction）符号内で異なる符号化レートを有する可能性があること、及び階層的マッピングの性質により、ＨＰストリーム及びＬＰストリームが誤りに対して不等に保護される。ＨＰストリーム及びＬＰストリームは、異なる性能を有し、異なる信号対雑音比での異なる品質の伝送を確実にする。例えば、晴天では高品質のＴＶ受信を提供するためにＬＰストリームを復号できる場合、雨天ではＨＰストリームしか復号できず、基本的な品質のＴＶ受信を提供する場合がある。
階層変調は、いくつかのＤＶＢ規格で実装されている。これらの規格は、Ｈ１６ＱＡＭ（階層的１６値直交振幅変調）及びＨ６４ＱＡＭを主に使用する。
本発明は、伝達信号上のピーク対平均パワー比(low Peak-to-Average Power Ratio)を低く維持しながら、階層変調ストリームを使用してデータを伝達できるようにする方法及び装置を提供することを目的とする。
そのために、本発明は少なくとも１つの受信機にデータを伝送するための方法に関し、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解され、
この方法は、
−第１のストリームの第１の幾つかのビットから、振幅位相偏移変調配置の配置点クラスタのうちの或る配置点クラスタを識別するステップであって、
各配置点クラスタは同数の配置点を含み、
各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられ、
第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有する、
ステップと、
−第２のストリームの第２の幾つかのビットから、識別したクラスタ内に含まれる配置点のうちの１つの配置点を識別するステップであって、
配置点は複数の輪の上に設定され、
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存し、
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあり、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあり、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
ステップと、
−伝送すべき記号を形成するために、識別に使用されるビットを、識別した配置点クラスタの識別した配置点にマップするステップと、
−その記号を少なくとも１つの受信機に伝送するステップと
を含むことを特徴とする。
本発明は、少なくとも１つの受信機にデータを伝送するための装置にも関し、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解され、
この装置は、
−第１のストリームの第１の幾つかのビットから、振幅位相偏移変調配置の配置点クラスタのうちの或る配置点クラスタを識別するための手段であって、
各配置点クラスタは同数の配置点を含み、
各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられ、
第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有する、
識別するための手段と、
−第２のストリームの第２の幾つかのビットから、識別したクラスタ内に含まれる配置点のうちの１つの配置点を識別するための手段であって、
配置点は複数の輪の上に設定され、
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存し、
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあるとともに、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
識別するための手段と、
−伝送すべき記号を形成するために、識別に使用されるビットを、識別した配置点クラスタの識別した配置点にマップするための手段と、
−その記号を少なくとも１つの受信機に伝送するための手段と
を含むことを特徴とする。
従って本発明は、伝達信号上のピーク対平均パワー比を低く維持しながら、振幅位相偏移変調配置を使用して２つのデータストリームを階層的方法で伝達できるようにする。
特定の特徴によれば、クラスタ内の及び同じ輪の上にある配置点が等しく距離を置かれ、その距離は、全てのクラスタについて同じ輪の中の配置点にわたって同じである。
従って、配置点間の距離を制御することにより、第２のストリームの性能を制御することができる。
特定の特徴によれば、隣接する２つの輪の間の全ての距離が等しい。
従って、輪の間の距離を制御することにより、結果として生じる信号のピーク対平均パワー比を制御することができる。
特定の特徴によれば、２つの輪の間の距離が、同じ輪の上にある隣接する配置点間の距離のうちの１つに等しい。
従って、性能−ピーク対平均パワー比のトレードオフを得ることができる。
特定の特徴によれば、配置点の位置が、
−均一な振幅位相偏移変調配置の配置点を配置点クラスタに分けるステップであって、
各配置点クラスタは同数の配置点を含み、
各配置点クラスタは扇形の中に含まれ、
前述の扇形は、隣接しており、同じ中心点を有し、境界によって分けられる、
ステップと、
−第１の種類のそれぞれの扇形の中のそれぞれの配置点クラスタ内に配置点を含めつつ第２の種類の扇形及び第１の種類の扇形を作成するために、境界に沿って角度制限を適用するステップと、
−第２の種類の扇形の中心角に従って輪の半径を修正するステップと
によって得られる。
従って、伝送ストリームに対する不等の保護を確実にする不均一な配置が得られる。
均一な振幅位相偏移変調配置は異なる半径の同心円上に配置される配置点を含み、各円上への配置点は均等に間隔を空けられる。
不均一な振幅位相偏移変調配置は異なる半径の同心円上に配置される配置点を含み、各円上への配置点は不規則に間隔を空けられる。
特定の特徴によれば、配置点を分ける過程で均一な振幅位相偏移変調配置の少なくとも１つの配置点が２つの扇形に含まれる場合、この方法は、各配置点クラスタが同数の配置点を有することを考慮に入れ、少なくとも１つの配置点を配置点クラスタの１つに割り当てる更なるステップを含む。
従って、同数の配置点を含むクラスタに配置を分けることができる。
特定の特徴によれば、この方法は、或る輪の配置点を少なくとも１つの他の輪に移す更なるステップを含む。
従って、性能とピーク対平均パワー比との間のトレードオフを得ることができる。
特定の特徴によれば、この方法は、輪の間の距離として同じ輪の上にある２つの配置点間の距離のうちの１つを選択するステップを更に含む。
従って、配置点クラスタ内の配置点の良好な再分割が得られる。
特定の特徴によれば、複数の振幅位相偏移変調配置のうちの１つの振幅位相偏移変調配置が選択される。
従って、振幅位相偏移変調配置のパラメータを伝送状態に適合させることができる。
本発明は、送信元によって伝送されるデータを受け取るための方法にも関し、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解され、振幅位相偏移変調配置を使用して伝達され、
この方法は受信機によって実行される、
−少なくとも１つの記号を受け取るステップと、
−受け取った記号及び振幅位相偏移変調配置から第１のストリームに関する情報を求めるステップであって、
配置は配置点クラスタに分けられ、
各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられ、
第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有し、
配置点が複数の輪の上に設定され、
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存し、
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあり、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
ステップと、
−第１のストリームに関する情報から第１のストリームのデータを復号するステップと
を含むことを特徴とする。
本発明は、送信元によって伝送されるデータを受け取るための装置にも関し、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解され、振幅位相偏移変調配置を使用して伝達され、
この方法は受信機によって実行される、
−少なくとも１つの記号を受け取るステップと、
−受け取った記号及び振幅位相偏移変調配置から第１のストリームに関する情報を求めるステップであって、
配置は配置点クラスタに分けられ、
各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられ、
第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有し、
配置点が複数の輪の上に設定され、
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存し、
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあるとともに、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
ステップと、
−第１のストリームに関する情報から第１のストリームのデータを復号するステップと
を含むことを特徴とする。
従って本発明は、伝達信号上のピーク対平均パワー比を低く維持しながらデータを受信できるようにする。
更に別の態様によれば、本発明は、プログラム可能装置内に直接ロード可能であり得るコンピュータプログラムに関する。このコンピュータプログラムは、プログラム可能装置上で実行されるとき、本発明による方法のステップを実施するための命令又はコードの部分を含む。
コンピュータプログラムに関する特徴及び利点は、本発明による方法及び機器に関して上記に記載したものと同じなので、ここでは繰り返さない。
実施形態の例についての以下の説明を読むことにより、本発明の特性がより明確に分かるようになる。この説明は、以下の添付図面を参照して行う。
本発明が実装される無線リンクを表す。 本発明が実装される送信元のアーキテクチャを表す図である。 本発明の第１の実現方法による、送信元の無線インターフェイスの構成要素のブロック図を開示する。 本発明の第２の実現方法による、送信元の無線インターフェイスの構成要素のブロック図を開示する。 本発明が実装される受信機のアーキテクチャを表す図である。 本発明による受信機の無線インターフェイスの構成要素のブロック図を開示する。 本発明による、配置を求めるために送信元によって実行されるアルゴリズムの一例を開示する。 本発明による、配置上に情報ビットをマップするために送信元によって実行されるアルゴリズムの一例を開示する。 本発明による、配置を使用することによって送られた情報を復号するために、受信機によって実行されるアルゴリズムの一例を開示する。 ６４振幅位相偏移変調配置を４つの扇形に分ける一例を開示する。 角度制限が適用された４つの扇形に分けられた振幅位相偏移変調配置を開示する。 角度制限が適用され、角度制限に従って配置の輪の半径が修正された４つの扇形に分けられた振幅位相偏移変調配置を開示する。 角度制限がπ／８に等しい場合の、本発明に従って修正された振幅位相偏移変調配置の一例を開示する。 角度制限がπ／１６に等しい場合の、本発明に従って修正された振幅位相偏移変調配置の一例を開示する。 角度制限がπ／８に等しく、少なくとも１つの輪の幾つかの配置点が別の輪に移される場合の、本発明に従って修正された振幅位相偏移変調配置の一例を開示する。 ６４振幅位相偏移変調配置を８つの扇形に分ける一例を開示する。 本発明に従って使用され得る表の一例を開示する。
図１は、本発明が実装される無線リンクを表す。
本発明は、送信元Ｓｒｃによって伝達される信号が受信機Ｒｅｃに伝達される例を使って開示する。
例えば、送信元Ｓｒｃは衛星又は地上伝送機の中に含まれても良く、受信機に信号をブロードキャストする。
単純にするために図１には受信機Ｒｅｃを１つしか示していないが、より多くの数の受信機Ｒｅｃに信号がブロードキャストされる。
受信機Ｒｅｃは、映像信号等のデータがブロードキャストされる移動端末とすることができる。
本発明によれば、送信元Ｓｒｃは少なくとも１つの受信機にデータを伝達し、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解され、
送信元Ｓｒｃは、
−第１のストリームの第１の幾つかのビットから、振幅位相偏移変調配置の配置点クラスタのうちの或る配置点クラスタを識別することであって、
各配置点クラスタは同数の配置点を含み、
各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられ、
第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有する、
識別すること、
−第２のストリームの第２の幾つかのビットから、識別したクラスタ内に含まれる配置点のうちの１つの配置点を識別することであって、
配置点は複数の輪の上に設定され、
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存し、
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあり、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
識別すること、
−伝送すべき記号を形成するために、識別に使用されるビットを、識別した配置点クラスタの識別した配置点にマップすること、
−その記号を少なくとも１つの受信機に伝送すること
を行う。
本発明によれば、受信機Ｒｅｃは、
−少なくとも１つの記号を受け取ること、
−受け取った記号及び振幅位相偏移変調配置から第１のストリームに関する情報を求めることであって、
配置は配置点クラスタに分けられ、
各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられ、
第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有し、
配置点が複数の輪の上に設定され、
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存し、
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあり、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
求めること、
−第１のストリームに関する情報から第１のストリームのデータを復号すること
を行う。
送受信に使用される振幅位相偏移変調配置は同一である。
図２は、本発明が実装される送信元のアーキテクチャを表す図である。
送信元Ｓｒｃは、例えばバス２０１によって接続される構成要素と、図６及び図７に開示するプログラムによって制御されるプロセッサ２００とに基づくアーキテクチャを有する。
送信元Ｓｒｃは、専用の集積回路に基づくアーキテクチャを有しても良いことをここで指摘しておく必要がある。
バス２０１は、プロセッサ２００を読取専用メモリＲＯＭ２０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３、及び無線インターフェイス２０５につなげる。
メモリ２０３は、図６及び図７に開示するアルゴリズムに関するプログラムの命令及び変数を受け取ることを目的とするレジスタを含み、本発明による複数の振幅位相偏移変調配置を含むことができる。
プロセッサ２００は、無線インターフェイス２０５の動作を制御する。
読取専用メモリ２０２は、図６及び図７に開示するアルゴリズムに関するプログラムの命令を含み、この命令は送信元Ｓｒｃの電源投入時にランダムアクセスメモリ２０３に移される。
図６及び図７に関して以下で説明するアルゴリズムの任意の及び全てのステップは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、マイクロコントローラ等のプログラム可能計算機による１組の命令又はプログラムの実行により、ソフトウェアによって実装することができ、さもなければＦＰＧＡ（書替え可能ゲートアレイ）やＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等の機械部品又は専用構成要素により、ハードウェアによって実装することができる。
言い換えれば、送信元Ｓｒｃは、図６及び図７に関して以下で説明するアルゴリズムのステップを送信元Ｓｒｃに実行させる回路又は回路を含む装置を含む。
図６及び図７に関して以下で説明するアルゴリズムのステップを送信元Ｓｒｃに実行させる回路を含むかかる装置は、送信元Ｓｒｃに接続可能な外部装置であり得る。
無線インターフェイス２０５は、図３ａ又は図３ｂの中で開示する構成要素を含む。
図３ａは、本発明の第１の実現方法による、送信元の無線インターフェイスの構成要素のブロック図を開示する。
この第１の実現方法では、狭帯域搬送波伝送方式を使用する。
伝送しようとするデータを第１のＨＰストリーム及び第２のＬＰストリームに分ける。ＨＰストリームは必須情報を含むことができ、ＬＰストリームは詳細情報を含むことができる。
ＨＰビットストリームとＬＰビットストリームとは独立していても良く、又は２つのビットストリーム間には何らかの関係があっても良い。例えば、ＬＰストリームは、ＨＰストリーム内で運ばれる情報に対する差分情報を符号化することができる。符号化モジュール３００及び３０１の前に、任意選択的にビットスクランブリングが行われても良い。
ＳＴ１符号モジュール３００はＨＰストリームを符号化し、ＳＴ２符号モジュール３０１はＬＰストリームを符号化する。
ＳＴ１符号モジュール３００及びＳＴ２符号モジュール３０１は、任意選択的にインタリーブモジュールを含むことができる。
２つの符号モジュール３００及び３０１は、同じ若しくは異なる符号及び／又は符号化レートを使用することができる。レート１での符号化は符号化されていない伝送と同等の場合があり、この場合は符号化モジュールを省略しても良い。
符号化されたＨＰストリーム及びＬＰストリームを、配置マッピングモジュール３０２に与える。配置マッピングモジュール３０２は、符号化ＨＰストリームのビットから配置点クラスタを識別するクラスタ識別モジュール３０３を含む。
図９及び図１５に関して配置点クラスタの例を示す。
クラスタ識別モジュール３０３は、符号化ＨＰストリームをｎ１ビットのグループに分割し、振幅位相偏移変調配置の配置点クラスタのうちの配置点クラスタをｎ１ビットのグループごとに識別する。
各配置点クラスタは同数の配置点を含む。各配置点クラスタは、第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれる。
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられる。
第２の種類の扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数である。
例えばＣ＝８の場合、第２の種類の扇形は、ヌル値よりも大きくπ／８よりも小さい場合がある同じ中心角を有する。
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有し、この中心点は振幅位相偏移変調配置の中心点でもある。
配置マッピングモジュール３０２は、符号化ＬＰストリームのビットから配置点を識別する配置点識別モジュール３０４を含む。配置点識別モジュール３０４は、符号化ＬＰストリームをｎ２ビットのグループに分割し、マッピングモジュール３０３によって識別された配置点クラスタの配置点をｎ２ビットのグループごとに識別する。
配置点は複数の輪の上に設定される。
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存する。
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあり、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあり、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である。
マッピングモジュール３０２は、伝送すべき記号を形成するために、ＨＰストリームのｎ１ビット及びＬＰストリームのｎ２ビットからそれぞれ成るｎ’＝ｎ１＋ｎ２ビットのグループを、識別された配置点クラスタの識別された配置点にマップする。
ＨＰストリーム及びＬＰストリームのマッピングの結果を、フレームビルダ３０５に与える。
フレームビルダ３０５は、選択された伝送形式に対応する配置記号を伝送フレーム内に挿入し、例えばチャネル推定用のパイロット等の他の全ての必要な記号も挿入する。
フレームビルダ３０５の出力は、伝送前に任意選択的なプレフィックス／ポストフィックス挿入モジュール３０６に与えても良い。
フレームビルダの出力又はプレフィックス／ポストフィックス挿入モジュール３０６の出力を伝送する準備がここで整う。
図３ｂは、本発明の第２の実現方法による、送信元の無線インターフェイスの構成要素のブロック図を開示する。
第２の実現方法では、ＳＣ−ＦＤＭＡ（単一キャリア周波数分割多元接続: Single-carrier Frequency Division Multiple Access）、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続: Orthogonal Frequency-Division Multiple Access）、ＭＣ−ＣＤＭＡ（マルチキャリア符号分割多元接続: Multi Carrier-Code Division Multiple access）等のマルチキャリア伝送方式、又は他の事前に符号化されるＯＦＤＭＡを使用することができる。
伝送しようとするデータを第１のＨＰストリーム及び第２のＬＰストリームに分ける。ＨＰストリームは必須情報を含むことができ、ＬＰストリームは詳細情報を含むことができる。
ＨＰビットストリームとＬＰビットストリームとは独立していても良く、又は２つのビットストリーム間には何らかの関係があっても良い。例えば、ＬＰストリームは、ＨＰストリーム内で運ばれる情報に対する差分情報を符号化することができる。符号化モジュール３５０及び３５１の前に、任意選択的にビットスクランブリングが行われても良い。
ＳＴ１符号モジュール３５０はＨＰストリームを符号化し、ＳＴ２符号モジュール３５１はＬＰストリームを符号化する。
ＳＴ１符号モジュール３５０及びＳＴ２符号モジュール３５１は、任意選択的にインタリーブモジュールを含むことができる。
２つの符号モジュール３５０及び３５１は、同じ若しくは異なる符号及び／又は符号化レートを使用することができる。レート１での符号化は符号化されていない伝送と同等の場合があり、この場合は符号化モジュールを省略しても良い。
符号化されたＨＰストリーム及びＬＰストリームを、配置マッピングモジュール３５２に与える。
配置マッピングモジュール３５２は、符号化ＨＰストリームのビットから配置点クラスタを識別するクラスタ識別モジュール３５３を含む。
図９及び図１５に関して配置点クラスタの例を示す。
クラスタ識別モジュール３５３は、符号化ＨＰストリームをｎ１ビットのグループに分割し、振幅位相偏移変調配置の配置点クラスタのうちの配置点クラスタをｎ１ビットのグループごとに識別する。
各配置点クラスタは同数の配置点を含む。
各配置点クラスタは、第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれる。
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられる。
第２の種類の扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数である。
例えばＣ＝８の場合、第２の種類の扇形は、ヌル値よりも大きくπ／８よりも小さい場合がある同じ中心角を有する。
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有し、この中心点は振幅位相偏移変調配置の中心点でもある。
配置マッピングモジュール３５２は、符号化ＬＰストリームのビットから配置点を識別する配置点識別モジュール３５４を含む。配置点識別モジュール３５４は、符号化ＬＰストリームをｎ２ビットのグループに分割し、マッピングモジュール３５３によって識別された配置点クラスタの配置点をｎ２ビットのグループごとに識別する。
配置点は複数の輪の上に設定される。
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存する。
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあるとともに、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である。
マッピングモジュール３５２は、伝送すべき記号を形成するために、ＨＰストリームのｎ１ビット及びＬＰストリームのｎ２ビットからそれぞれ成るｎ’＝ｎ１＋ｎ２ビットのグループを、識別された配置点クラスタの識別された配置点にマップする。
伝送方式がＳＣ−ＦＤＭＡである場合、ＨＰストリーム及びＬＰストリームのマッピングの結果をＤＦＴモジュール３５５（離散フーリエ変換: Discrete Fourier Transform）に与え、ＤＦＴモジュール３５５は、ＨＰストリーム及びＬＰストリームのマッピングの結果を周波数領域内に広める。ＤＦＴモジュール３５５は、高速フーリエ変換モジュールに置き換えても良い。
ＯＦＤＭＡ伝送を得る場合、ＤＦＴモジュール３５５はなくても良い。
ＭＣ−ＣＤＭＡ伝送を得るために、ＤＦＴモジュール３５５をウォルシュ・アダマールモジュール(Walsh Hadamard module)に置き換えても良い。
事前に符号化されるＯＦＤＭＡ伝送を得るために、ＤＦＴモジュール３５５を他の種類の事前符号化モジュールに置き換えても良い。
事前符号化データ記号は、副搬送波マッピングモジュール３５６によって副搬送波上にマップされる。
副搬送波モジュール３５６の出力を、ＤＦＴモジュール３５５のサイズ以上のサイズのＩＤＦＴモジュール３５７（逆離散フーリエ変換: Inverse Discrete Fourier Transform）に与える。
改変形態では、ＩＤＦＴモジュール３５７を逆高速フーリエ変換モジュール又は他の処理モジュールに置き換えることができる。
ＩＤＦＴモジュール３５７の出力は、伝送前に任意選択的なプレフィックス／ポストフィックス挿入モジュール３５８に与えても良い。
ＩＤＦＴモジュール３５７の出力又はプレフィックス／ポストフィックス挿入モジュール３０６の出力を、例えばブロードキャストのように伝送する準備がここで整う。
図４は、本発明が実装される受信機のアーキテクチャを表す図である。
受信機Ｒｅｃは、例えばバス４０１によって接続される構成要素と、図８に開示するプログラムによって制御されるプロセッサ４００とに基づくアーキテクチャを有する。
受信機Ｒｅｃは、専用の集積回路に基づくアーキテクチャを有しても良いことをここで指摘しておく必要がある。
バス４０１は、プロセッサ４００を読取専用メモリＲＯＭ４０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ４０３、及び無線インターフェイス４０５につなげる。
メモリ４０３は、図８に開示するアルゴリズムに関するプログラムの変数及び命令を受け取ることを目的とするレジスタを含み、本発明による複数の振幅位相偏移変調配置を含むことができる。
プロセッサ４００は、無線インターフェイス４０５の動作を制御する。
読取専用メモリ４０２は、図８に開示するアルゴリズムに関するプログラムの命令を含み、この命令は受信機Ｒｅｃの電源投入時にランダムアクセスメモリ４０３に移される。
図８に関して以下で説明するアルゴリズムの任意の及び全てのステップは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、マイクロコントローラ等のプログラム可能計算機による１組の命令又はプログラムの実行により、ソフトウェアによって実装することができ、さもなければＦＰＧＡ（書替え可能ゲートアレイ）やＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等の機械部品又は専用構成要素により、ハードウェアによって実装することができる。
言い換えれば、受信機Ｒｅｃは、図８に関して以下で説明するアルゴリズムのステップを受信機Ｒｅｃに実行させる回路又は回路を含む装置を含む。
図８に関して以下で説明するアルゴリズムのステップを受信機Ｒｅｃに実行させる回路を含むかかる装置は、送信元Ｓｒｃに接続可能な外部装置であり得る。
無線インターフェイス４０５は、図５の中で開示する構成要素を含む。
図５は、本発明による受信機の無線インターフェイスの構成要素のブロック図を開示する。
無線インターフェイス４０５は、受信信号を同期させる同期モジュール５００を含む。
無線インターフェイス４０５は、任意選択的なプレフィックス／ポストフィックス除去モジュール５０１を含んでも良い。
プレフィックス／ポストフィックス除去モジュール５０１の出力をＤＦＴモジュール５０２に与える。
ＤＦＴモジュール５０２の出力を、均等化モジュール５０３及びチャネル推定モジュール５０４に与える。チャネル推定モジュール５０４が、均等化モジュール５０３に情報を与えている。
均等化モジュール５０３の出力をＩＤＦＴモジュール５０５に与える。
受信機ＲＥＣが、図３ａで生成されるような単一キャリア信号を復号するとき、モジュール５０２及び５０５は両方あるか（周波数領域内の均等化）、両方ないか（時間領域内の均等化）のどちらかである。
受信機が、図３ｂで生成されるようなマルチキャリア信号を復号するとき、ＩＤＦＴモジュール５０５はあるか（ＳＣ−ＦＤＭＡ）、ないか（ＯＦＤＭＡ）、又は事前符号化モジュール３５５の効果を反転させる別の種類の処理に置き換えられる。例えば、ＭＣ−ＣＤＭＡ伝送では、ＩＤＦＴモジュール５０５が逆ウォルシュ・アダマールモジュールに置き換えられる。
ＩＤＦＴモジュール５０５の出力を復調モジュール５０６に与える。
ＩＤＦＴモジュール又は逆拡散モジュールが無い場合、均等化モジュール５０３の出力を復調モジュール５０６に直接与える。
復調モジュール５０６は、ＨＰストリームに関する情報をＨＰ復号モジュール５０７に与える。
復調モジュール５０６は、受け取った記号及び振幅位相偏移変調配置からＨＰストリームに関する情報を求める。
配置が配置点クラスタへと分けられ、各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれる。
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられる。
第２の種類の扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数である。
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有する。
配置点は複数の輪の上に設定され、輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存する。
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあるとともに、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である。
復号モジュール５０７が、ＨＰストリームに関する情報からＨＰストリームのデータを復号する。
ＨＰストリームに関する情報は、ソフトビットであり得る。
復調モジュール５０６は、ＬＰストリームに関する情報をＬＰ復号モジュール５０９に与える。
復調モジュール５０６は、受け取った記号及び振幅位相偏移変調配置からＬＰストリームに関する情報を求める。
ＬＰ復号モジュール５０９が、ＬＰストリームに関する情報からＬＰストリームのデータを復号する。
ＬＰストリームに関する情報は、ソフトビットであり得る。
受信機側で可能なことは、ＨＰストリーム及びＬＰストリームの両方を同時に復号することである。とりわけクラスタの情報がＬＰストリームの復号の改善を殆どもたらさない場合、両方のストリームを同時に復号することが可能である。ＨＰ復号器からＬＰ復号器へのフィードバックや反復復号等、他の復号器の構成を使用することもできる。
受信機Ｒｅｃは、ＬＰ復号モジュール５０９を含まなくても良く、ＨＰストリームだけを復号しても良いことをここで指摘しておく必要がある。
図６は、本発明による、配置を求めるために送信元によって実行されるアルゴリズムの一例を開示する。
より正確には、このアルゴリズムは、送信元Ｓｒｃのプロセッサ２００によって実行される。
ステップＳ６０で、プロセッサ２００がＭの輪を有するＸ−ＡＰＳＫ配置（振幅位相偏移変調:Amplitude Phase Shift Keying）を取得し、ｋ番目のそれぞれの輪はＮｋの配置点を含み、ｋ＝１．．．Ｍである。
例えば、Ｘ＝６４の場合、６４−ＡＰＳＫ配置が得られる。図９又は図１５に、６４ＡＰＳＫ配置の一例を示す。図９及び図１５の配置は、均一なＡＰＳＫ配置である。
改変形態では、ステップＳ６０で、プロセッサ２００が不均一なＡＰＳＫ配置を選択し得る。
次のステップＳ６１で、プロセッサ２００が６４−ＡＰＳＫ配置を扇形に分ける。例えばプロセッサ２００は、図９に示すように６４−ＡＰＳＫ配置を
Figure 0005911043
 の扇形に分ける。
図９は、６４振幅位相偏移変調配置を４つの扇形に分ける一例を開示する。
図９では、４つの扇形を９０、９１、９２、及び９３で示す。
図９の例に示す６４ＡＰＳＫ配置は、Ｍ＝４の輪を有する４−１２−２０−２８ＡＰＳＫ配置である。Ｘ＝６４＝２ｎ’＝６なので、ｎ’＝６の符号化ビットのグループが伝送過程で各配置記号上にマップされる。
Ｎ１＝４は最初の輪、即ち最も小さい半径Ｒ１を有する輪の配置点の数であり、
Ｎ２＝１２は半径Ｒ２の第２の輪の配置点の数であり、
Ｎ３＝２０は半径Ｒ３の第３の輪の配置点の数であり、
Ｎ４＝２８は半径Ｒ４の第４の輪、即ち最も大きい半径を有する輪の配置点の数である。
各扇形は配置点クラスタに対応し、各クラスタは
Figure 0005911043
 の配置点を含む。これは、それぞれが１６個の点を有するＣ＝４のクラスタに配置を分割することに等しい。その結果、配置記号上にマップされるｎ’＝６の符号化ビットのうち、ｎ１＝２ビットがＨＰストリームに属し、ｎ２＝４ビットがＬＰストリームに属する。
次のステップＳ６２で、プロセッサ２００は、扇形の境界上にある少なくとも１つの配置点があるかどうかを確認する。
図９に示す分割では、どの配置点も扇形の境界上に無い。
図１５に関して示す例では、幾つかの配置点が扇形の境界上にあることをここで指摘しておく必要がある。
扇形の境界上にある少なくとも１つの配置点がある場合、プロセッサ２００はステップＳ６３に進む。さもなければ、プロセッサ２００はステップＳ６４に進む。
ステップＳ６３で、プロセッサ２００は、全てのクラスタが同数の点
Figure 0005911043
 を有するべきであるということを考慮に入れ、扇形の境界上にある配置点がどのクラスタに属するのかを決定する。
図１５は、６４振幅位相偏移変調配置を８つの扇形に分ける一例を開示する。
Ｘ＝６４＝２ｎ’＝６なので、ｎ’＝６の符号化ビットのグループが伝送過程で各配置記号上にマップされる。
図１５では、８つの扇形を１５０から１５７で示す。各扇形は配置点クラスタに対応する。８つの扇形があるので、
Figure 0005911043
 の配置点クラスタがあり、各クラスタは
Figure 0005911043
 の配置点を含む。これは、それぞれが８個の点を有するＣ＝８のクラスタに配置を分割することに等しい。その結果、配置記号上にマップされるｎ’＝６の符号化ビットのうち、ｎ１＝３ビットがＨＰストリームに属し、ｎ２＝３ビットがＬＰストリームに属する。
扇形１５０と扇形１５１との間に含まれる点は扇形の境界上にあり、
扇形１５２と扇形１５３との間に含まれる点は扇形の境界上にあり、
扇形１５４と扇形１５５との間に含まれる点は扇形の境界上にあり、
扇形１５６と扇形１５７との間に含まれる点は扇形の境界上にある。
１５０と１５１との間の扇形の境界上の線影を付けた点は扇形１５０に属する。
１５０と１５１との間の扇形の境界内の黒い点は扇形１５１に属する。
１５２と１５３との間の扇形の境界上の線影を付けた点は扇形１５２に属する。
１５２と１５３との間の扇形の境界内の黒い点は扇形１５３に属する。
１５４と１５５との間の扇形の境界上の線影を付けた点は扇形１５４に属する。
１５４と１５５との間の扇形の境界内の黒い点は扇形１５５に属する。
１５６と１５７との間の扇形の境界上の線影を付けた点は扇形１５６に属する。
１５６と１５７との間の扇形の境界内の黒い点は扇形１５７に属する。
ステップＳ６３を実行すると、プロセッサ２００はステップＳ６４に進む。
全ての配置点クラスタが同数の配置点を有する限り、他の種類の判定を下しても良い。
ステップＳ６４で、プロセッサ２００が、扇形の境界に沿って角度制限θを選択して課す。例えば、角度制限は、ヌル値よりも大きくπ／Ｃよりも小さい値を有する。
例えばＣ＝８の場合、第２の種類の扇形は、ヌル値よりも大きくπ／８よりも小さい場合がある同じ中心角を有する。
配置パラメータθは、例えば伝送領域内の気象状況等の伝送状態に応じて適合させることができる。１組のあり得るθ値が対応する配置設計と共に事前に計算され、例えば参照表内に記憶される、又は伝送中に適応性のある方法で配置の再設計を行うことができるという２つの可能性がある。何れの場合にも、使用するθパラメータの値を受信機に伝送しなければならない。
図１０の例によれば、プロセッサ２００は、扇形の境界に沿ってθ＝π／８の角度制限を選択して課している。
角度θを用いて角度制限を課すことにより、配置点を一切含まない扇形が配置点クラスタを含む２つの扇形の間に作成される。第２の種類の扇形と命名する作成された扇形は、配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角２θを有する。
扇形の境界に沿って角度制限を適用することにより、第１の種類の扇形が作成される。角度制限が適用されても、ステップＳ６１の扇形に対応する配置点クラスタ内に含まれる配置点は、引き続きそのそれぞれの第１の種類の扇形の中の配置点クラスタ内にある。即ち、第１の種類の各扇形の中のそれぞれの輪の上にある配置点を分ける距離は、ステップＳ６１の扇形の中の配置点を分ける距離と比較して短くなる。
図１０は、角度制限が適用された４つの扇形に分けられた振幅位相偏移変調配置を開示する。
角度制限の適用後、不均一なＡＰＳＫ配置が得られる。
ここでは、θ＝π／８の角度制限を課す。
扇形の各境界が、自らの扇形の中心に向けてθ＝π／８回転される。
半径Ｒｋ ｋ＝１．．．Ｍのｋ番目の輪の上にあり、同じクラスタに属する（Ｎｋのうちの）２つの配置点間の位相差が、角度制限前のφｋ＝２π／Ｎｋから角度制限後の
Figure 0005911043
 に低減される。
φ’ｋ．ｃ（ｎ）が、ｋ番目（最も低い位相を有する第一象限内の配置点において指数０から始める反時計回りのカウント）の輪の上にあり、クラスタｃ，ｃ＝０．．．Ｃ−１によって生じる、指数ｎの配置点の位相であると仮定されたい。
Figure 0005911043
 但し
Figure 0005911043
 は、実軸に対する（角度制限後の）輪ｋの第１の配置点の位相である。
同じ輪の上にあり、指数ｎ及びｎ＋１の配置点が同じクラスタｃ内にある場合、φ’ｋ＝φ’ｋ．ｃ（ｎ＋１）−φ’ｋ．ｃ（ｎ）が成立する。
図９の例では、配置が扇形の境界に対して対称的であり、全てのＮｋがクラスタの数Ｃで割り切れる。従って、図９のこの対称的な特定の事例では、角度制限後、指数ｃを落としてφ’ｋ（ｎ）を
Figure 0005911043
 として計算することができる。
次のステップＳ６５で、プロセッサ２００が、パラメータθ及び配置パラメータＮｋに応じて新たな輪の半径Ｒ’ｋを計算する。
クラスタ内の配置点間のより均一な分散を得るために、輪間距離を再調節することができ、これは配置を幾らか変倍すること、従って対応する新たな輪の半径Ｒ’ｋを計算することをもたらす。新たな配置は、半径Ｒ’ｋのそれぞれの輪の上にあるＮｋの点を有する。輪間距離を短くすることにより、ＰＡＰＲが低減される（ピーク対平均パワー比）。
配置点間の最小ユークリッド距離を変更しないために、及びＢＥＲ（ビット誤り率: Bit Error Rate）の性能を著しく低下させないために、輪間距離は輪内距離(intra-ring distance)よりも短くあるべきではない。
輪間距離は、隣接する輪を隔てる距離であり、
所与の輪の上の輪内距離は、その所与の輪の上にある隣接する配置点を隔てる距離である。
ＰＡＰＲに不利益をもたらさないために、輪間距離は長過ぎるべきではない。不利益をもたらさないために、輪間距離は短過ぎるべきではなく、及びＨＰストリームの性能。
４つの配置の輪が等間隔を空けられ、輪間距離がΔによって示されると仮定されたい。更に、輪ｋの２つの配置点間の最小輪内距離をΔｋによって示すものとする。
輪内距離Δｋは
Figure 0005911043
 で表わすことができ、Δは配置点間の最小輪内距離に少なくとも等しくあるべきである。
配置の輪が等間隔を空けられていると仮定し、変倍された配置に対応する半径、従って輪間距離Δを計算するために、以下の制約を考慮に入れることができる。
Figure 0005911043
Δｋの値を与える等式は、
Figure 0005911043
 として更に書き換えることができる。
Ｍ＝４、Ｘ＝６４の場合、次式が成立する。
Figure 0005911043
Δ＝Δｋにすることは、Ｒ１’の関数としてΔを与える。これにより、Ｒ１’の値が計算できるようになる。
図９に示す検討中の４−１２−２０−２８ＡＰＳＫ配置では、配置点間の最小輪内距離は図１１に示す第４の輪のΔ４に対応する。
図１１は、角度制限が適用され、角度制限に従って配置の輪の半径が修正された４つの扇形に分けられた振幅位相偏移変調配置を開示する。
図１１の例では、６４ＡＰＳＫ配置がθ＝π／８の角度制限を有し、輪間距離Δが、この事例ではΔ４であるクラスタ内の最小輪内距離に等しく選択される。
この設計ではΔの値を最小化することによって低いＰＡＰＲを得ようとするが、ＬＰストリームに対応するクラスタ内の配置点間の平均ユークリッド距離が短くなることにより、性能上の幾らかの不利益が生じる場合がある。例えばΔ＝Δ２を選ぶこと等、Δの他の値はＰＡＰＲ及びＢＥＲ性能間の様々なトレードオフを行う。
図１２は、角度制限がπ／８に等しい場合の、本発明に従って４つの扇形に分けられ修正された振幅位相偏移変調配置の一例を開示する。
図１２の例では、６４ＡＰＳＫ配置がθ＝π／８の角度制限を有し、輪間距離Δが、この事例ではΔ２であるクラスタ内の最大輪内距離に等しく選択される。
図１３は、角度制限がπ／１６に等しい場合の、本発明に従って４つの扇形に分けられ修正された振幅位相偏移変調配置の一例を開示する。
図１３の例では、６４ＡＰＳＫ配置がθ＝π／１６の角度制限を有し、輪間距離Δが、この事例ではΔ２であるクラスタ内の最大輪内距離に等しく選択される。
ステップＳ６５が実行されると、このアルゴリズムは中断され、又は本発明の特定の実現方法によれば、プロセッサ２００が更なるステップＳ６６を実行する。
配置パラメータの例を図１６に示す。
図１６は、本発明に従って使用され得る表の一例を開示する。
列１６０には、第１の輪の半径の様々な値が示されている。
列１６１には、第２の輪の半径の様々な値が示されている。
列１６２には、第３の輪の半径の様々な値が示されている。
列１６３には、第４の輪の半径の様々な値が示されている。
行１６５は、θ＝π／８の角度制限を示し、輪間距離はΔ＝０．１２２６である。第１の輪の半径は０．７２５１に等しく、第２の輪の半径は０．８４７７に等しく、第３の輪の半径は０．９７０２に等しく、第４の輪の半径は１．０９２８に等しい。
行１６６は、θ＝π／８の角度制限を示し、輪間距離はΔ＝０．１９５８である。第１の輪の半径は０．５５４２に等しく、第２の輪の半径は０．７５に等しく、第３の輪の半径は０．９４５８に等しく、第４の輪の半径は１．１４１６に等しい。
行１６７は、θ＝π／１６の角度制限を示し、輪間距離はΔ＝０．１９１５である。第１の輪の半径は０．５６１５に等しく、第２の輪の半径は０．７５６０に等しく、第３の輪の半径は０．９４７４に等しく、第４の輪の半径は１．１３８９に等しい。
行１６８は、θ＝π／１６の角度制限を示し、輪間距離はΔ＝０．２５８５である。第１の輪の半径は０．４０４０に等しく、第２の輪の半径は０．６６２４に等しく、第３の輪の半径は０．９２０９に等しく、第４の輪の半径は１．１７９４に等しい。
図１６に示す半径の値は、平均ユニタリパワーにおいて正規化された配置の公称値であることをここで指摘しておく必要がある。本発明によれば、平均ユニタリパワーにおいて正規化される配置の図１６に示す半径の値は、最大＋／−５％異なり得る。
本発明によれば、ユニタリパワー以外の伝送パワーを使用しても良い。その場合、所望の伝送パワーを得るために半径の値が比例して修正される。
ステップＳ６６で、プロセッサ２００は、例えば配置パラメータに応じた閾値に基づく決定を使用し、輪Ｎ’ｋごとの新たな数の配置点を計算しなければならないかどうかを決める。
輪Ｎ’ｋごとの新たな数の配置点が決定される場合、パラメータＲ’ｋ、Δ、Δｋを所与のθについて再び計算しなければならない。
短い輪間距離を選ぶ場合、輪ごとに配置点の数を再割当することは輪内間隔を緩め、より長い平均ユークリッド距離を有する配置をもたらす場合がある。これは、とりわけＬＰストリームでＢＥＲ性能に良い影響がある。
決定は幾つかの方法で行うことができる。
例えば、プロセッサ２００は、輪間距離ΔをｍａｘΔｋと比較することができる。
例えば、差、ｍａｘΔｋ−Δが所定の閾値を上回る場合、又は
除算、ｍａｘΔｋ／Δの結果が一定の閾値を上回る場合、
プロセッサ２００は、
例えば４つの点、Ｃの点等の所定数の配置点を、
配置点が最も多い輪から配置点が最も少ない輪に、又は
最も小さいΔｋを有する輪から、配置点が最も少ない輪、最も高いΔｋを有する輪、同じクラスタ内で測定される最も高いΔｋを有する輪、若しくは最も長いクラスタ間距離を有する輪に、
移動させることに決めても良い。
他の種類の基準を使用しても良いことをここで指摘しておく必要がある。
プロセッサ２００は、同じクラスタに対応する点間の輪内距離が計算されていない輪を除外することができる。
図１１に示す配置の点を動かすことによって得られる図１４に示す例では、異なるクラスタに対応する点間の距離に基づいてΔ１が計算されているので、Δ１が除外される。
輪間距離Δは、同じクラスタ内の配置点間で計算される最大輪内距離Δ２と比較される。
次いでプロセッサ２００は、所定数の配置点（例えば４つの点、Ｃの点等）を、閾値決定過程で除外された輪を含めて、又は含めずに、配置点が最も多い輪から配置点が最も少ない輪に移動させることに決めることができる。例えば、ここでは輪１を含め、４つの点を輪４から輪１に移動させる。
このステップが完了すると、輪ごとの配置点の数が変わりＮ’ｋになる。プロセッサ２００は、元の配置と同じ半径Ｒｋを有し又は有さず、輪ごとにＮ’ｋの点を有する均一な配置を再構築する。
図１４は、角度制限がπ／８に等しく、少なくとも１つの輪の幾つかの配置点が別の輪に移される場合の、本発明に従って修正された振幅位相偏移変調配置の一例を開示する。
図１４の例では、６４ＡＰＳＫ配置がθ＝π／８の角度制限を有し、輪間距離が、この事例ではΔ４である最小輪内距離に等しく選択され、第４の輪の４つの配置点が第１の輪に移される。
第１の輪はＮ’１＝８の配置点を有し、第２の輪はＮ’２＝１２の配置点を有し、第３の輪はＮ’３＝２０の配置点を有し、第４の輪はＮ’４＝２４の配置点を有する。
輪の半径を再計算した後、第１の輪の半径は０．６９７２に等しく、第２の輪の半径は０．８４７３に等しく、第３の輪の半径は０．９９７４に等しく、第４の輪の半径は１．１４７５に等しく、Δは０．１５０１に等しい。
図７は、本発明による、配置上にビットをマップするために送信元によって実行されるアルゴリズムの一例を開示する。
より正確には、このアルゴリズムは、送信元Ｓｒｃのプロセッサ２００によって実行される。
ステップＳ７０で、プロセッサ２００が、例えばＲＡＭメモリ２０３内に記憶されている複数の振幅位相偏移変調配置から１つの振幅位相偏移変調配置を選択する。例えば、各振幅位相偏移変調配置は、所与の角度制限θ及び／又は様々なＣの値に対応する。
配置パラメータθ又はＣは、例えば伝送領域内の気象状況等の伝送状態に応じて適合させることができる。
改変形態では、振幅位相偏移変調配置が事前に決められていることをここで指摘しておく必要がある。そのような改変形態では、選択される振幅位相偏移変調配置は、事前に決められた振幅位相偏移変調配置である。
次のステップＳ７１で、プロセッサ２００が、符号化ＨＰストリームのビットから配置点クラスタを識別する。プロセッサ２００は、符号化ＨＰストリームをｎ１ビットのグループに分割し、振幅位相偏移変調配置の配置点クラスタのうちの配置点クラスタをｎ１ビットのグループごとに識別する。
各配置点クラスタは同数の配置点を含む。
各配置点クラスタは、第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれる。
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられる。
第２の種類の扇形は、配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数である。
例えばＣ＝８の場合、第２の種類の扇形は、ヌル値よりも大きくπ／８よりも小さい場合がある同じ中心角を有する。
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有し、この中心点は振幅位相偏移変調配置の中心点でもある。
ステップＳ７２で、プロセッサ２００が、符号化ＬＰストリームのビットから配置点を識別する。プロセッサ２００は、符号化ＬＰストリームをｎ２ビットのグループに分割し、ステップＳ７１で識別された配置点クラスタの配置点をｎ２ビットのグループごとに識別する。
配置点は複数の輪の上に設定される。
輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存する。
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあるとともに、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である。
ステップＳ７３で、プロセッサ２００は、伝送すべき記号を形成するために、ＨＰストリームのｎ１ビット及びＬＰストリームのｎ２ビットからそれぞれ成るｎ’＝ｎ１＋ｎ２ビットのグループを、識別された配置点クラスタの識別された配置点にマップする。
例えば、それぞれが１６個の点から成るＣ＝４のクラスタに分割される６４ＡＰＳＫ配置では、ｎ１が２に等しく、ｎ２が４に等しく、ｎ’＝ｎ１＋ｎ２＝６ビットのグループが各配置点上にマップされる。
Ｃ＝４クラスタに分けられる配置の特定の事例に適した、ビット−配置マッピングの特定の例を仮定されたい。例えば、ビット−配置マッピングの過程において、最初の２ビットがＨＰストリームに対応し、最後の４ビットがＬＰストリームに対応すると仮定されたい。これは個別の例であり、大抵の場合、ＬＰストリームのビットは必ずしも最初のｎ１の位置に表れるとは限らない。
更に、
値が００の最初のｎ１＝２ビットを有するｎ’＝６ビットの全てのグループが図１１に１１０で示す扇形の中の記号上にマップし、
値が１０の最初のｎ１＝２ビットを有するｎ’＝６ビットの全てのグループが図１１に１１１で示す扇形の中の記号上にマップし、
値が１１の最初のｎ１＝２ビットを有するｎ’＝６ビットの全てのグループが図１１に１１２で示す扇形の中の記号上にマップし、
値が０１の最初のｎ１＝２ビットを有するｎ’＝６ビットの全てのグループが図１１に１１３で示す扇形の中の記号上にマップすると仮定されたい。
より詳細には、
ビットのグループ１０１１１０が図１１に１１４で示す配置点上にマップされ、
ビットのグループ１０１０００が図１１に１１５で示す配置点上にマップされ、
ビットのグループ００１０００が図１１に１１６で示す配置点上にマップされると仮定されたい。
この特定のマッピングにより、ＨＰストリームに関して、
００の２進値は図１１に１１０で示す扇形から生じる配置点クラスタを識別し、
１０の２進値は図１１に１１１で示す扇形から生じる配置点クラスタを識別し、
１１の２進値は図１１に１１２で示す扇形から生じる配置点クラスタを識別し、
０１の２進値は図１１に１１３で示す扇形から生じる配置点クラスタを識別する。
プロセッサ２００は、図３ａ又は図３ｂに開示するように記号を処理する。
図８は、本発明による、配置の記号を使用することによって送られた情報を復号するために、受信機によって実行されるアルゴリズムの一例を開示する。
より正確には、このアルゴリズムは、受信機Ｒｅｃのプロセッサ４００によって実行される。
ステップＳ８０で、プロセッサ４００が、例えばＲＡＭメモリ４０３内に記憶されている複数の振幅位相偏移変調配置から１つの振幅位相偏移変調配置を選択する。例えば、各振幅位相偏移変調配置は、所与の角度制限θ及び／又は様々なＣの値に対応する。
例えば、受信機Ｒｅｃは、データを伝達するためにどの振幅位相偏移変調配置が送信元Ｓｒｃによって使用されるのかを示す情報を送信元Ｓｒｃから受け取る。受信機Ｒｅｃは、送信元Ｓｒｃが使用するのと同じものを選択する。
改変形態では、振幅位相偏移変調配置が事前に決められていることをここで指摘しておく必要がある。そのような改変形態では、選択される振幅位相偏移変調配置は、事前に決められた振幅位相偏移変調配置である。
受信機Ｒｅｃは、送信元Ｓｒｃから少なくとも１つの記号を受け取る。
次のステップＳ８１で、プロセッサ４００が受け取った少なくとも１つの記号を復調し、ＨＰストリームに関する情報、及び最終的にＬＰストリームに関する情報を求める。プロセッサ４００は、受け取った記号及び振幅位相偏移変調配置からＨＰストリームに関するデータ情報を求める。
配置が配置点クラスタへと分けられ、各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれる。
第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって第１の種類の別の扇形と隔てられる。
第２の種類の扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数である。
第１の種類及び第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有する。
配置点は複数の輪の上に設定され、輪の半径は第２の種類の扇形の中心角に依存する。
第２の種類の扇形の中心角は、
同じ輪の上にあるとともに、第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
前述の同じ輪の上にあるとともに、第１の種類の同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である。
次のステップＳ８２で、プロセッサ４００が、ＨＰストリームに関するデータを復号する。
次のステップＳ８３で、プロセッサ４００が、ＬＰストリームに関するデータを復号する。
例えば受信機Ｒｅｃが限られた処理能力を有する場合、ステップＳ８３は実行しなくても良いことをここで指摘しておく必要がある。
受信機側で可能なことは、ＨＰストリーム及びＬＰストリームの両方を同時に復号することである。とりわけクラスタの情報がＬＰストリームの復号の改善を殆どもたらさない場合、両方のストリームを同時に復号することが可能である。ＨＰ復号器からＬＰ復号器へのフィードバックや反復復号等、他の復号器の構成を使用することもできる。
当然ながら、本発明の範囲から逸脱することなしに本発明の上記の実施形態に多くの修正を加えることができる。

Claims (15)

  1. 少なくとも１つの受信機にデータを伝送するための方法であって、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解される、方法において、
    −前記第１のストリームの第１の幾つかのビットから、振幅位相偏移変調配置の配置点クラスタのうちの或る配置点クラスタを識別するステップであって、
    各配置点クラスタは同数の配置点を含み、
    各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
    前記第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって前記第１の種類の別の扇形と隔てられ、
    前記第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
    前記第１の種類及び前記第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有する、
    ステップと、
    −前記第２のストリームの第２の幾つかのビットから、前記識別したクラスタ内に含まれる前記配置点のうちの１つの配置点を識別するステップであって、
    前記配置点は複数の輪の上に設定され、
    前記輪の半径は前記第２の種類の前記扇形の前記中心角に依存し、
    前記第２の種類の前記扇形の前記中心角は、
    前記同じ輪の上にあるとともに、前記第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる前記第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
    前記同じ輪の上にあり、前記第１の種類の前記同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
    ステップと、
    −伝送すべき記号を形成するために、識別に使用される前記ビットを、前記識別した配置点クラスタの前記識別した配置点にマップするステップと、
    −前記記号を前記少なくとも１つの受信機に伝送するステップと
    を含むことを特徴とする、方法。
  2. クラスタ内の及び前記同じ輪の上にある前記配置点が等しく距離を置かれ、前記距離は、全ての前記クラスタについて、前記同じ輪の上にあるクラスタ内の配置点にわたって同じであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 隣接する２つの輪の間の全ての距離が等しいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
  4. ２つの輪の間の前記距離が、同じ輪の上にある隣接する配置点間の前記距離のうちの１つに等しいことを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
  5. 前記配置点の位置が、
    −均一な振幅位相偏移変調配置の前記配置点を配置点クラスタに分けるステップであって、
    各配置点クラスタは同数の配置点を含み、
    各配置点クラスタは扇形の中に含まれ、
    前記扇形は、隣接しており、前記同じ中心点を有し、境界によって分けられる、
    ステップと、
    −前記第１の種類のそれぞれの扇形の中のそれぞれの配置点クラスタ内に前記配置点を含めつつ前記第２の種類の扇形及び前記第１の種類の扇形を作成するために、前記扇形の境界に沿って角度制限を適用するステップと、
    −前記第２の種類の前記扇形の前記中心角に従って前記輪の半径を修正するステップと
    によって得られることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
  6. 前記配置点を分ける過程で前記均一な振幅位相偏移変調配置の少なくとも１つの配置点が２つの扇形に含まれる場合、各配置点クラスタが同数の配置点を有することを考慮に入れ、前記少なくとも１つの配置点を前記配置点クラスタの１つに割り当てる更なるステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
  7. 或る輪の配置点を少なくとも１つの他の輪に移す更なるステップを含むことを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
  8. 複数の振幅位相偏移変調配置のうちの１つの振幅位相偏移変調配置を選択する更なるステップを含むことを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
  9. 送信元によって伝送されるデータを受け取るための方法であって、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解され、振幅位相偏移変調配置を使用して伝達される方法において、前記受信機によって実行される、
    −少なくとも１つの記号を受け取るステップと、
    −記受け取った記号及び前記振幅位相偏移変調配置から前記第１のストリームに関する情報を求めるステップであって、
    前記配置は配置点クラスタに分けられ、
    各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
    前記第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって前記第１の種類の別の扇形と隔てられ、
    前記第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
    前記第１の種類及び前記第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有し、
    前記配置点が複数の輪の上に設定され、
    前記輪の半径は前記第２の種類の前記扇形の前記中心角に依存し、
    前記第２の種類の前記扇形の前記中心角は、
    前記同じ輪の上にあるとともに、前記第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる前記第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
    前記同じ輪の上にあるとともに、前記第１の種類の前記同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
    ステップと、
    −前記第１のストリームに関する前記情報から前記第１のストリームのデータを復号するステップと
    を含むことを特徴とする、方法。
  10. −前記受け取った記号及び前記振幅位相偏移変調配置から前記第２のストリームに関する情報を求めるステップと、
    −前記第２のストリームに関する前記情報から前記第２のストリームのデータを復号するステップと
    を更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
  11. 複数の振幅位相偏移変調配置のうちの１つの振幅位相偏移変調配置を選択する更なるステップを含むことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。
  12. 少なくとも１つの受信機にデータを伝送するための装置であって、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解される、装置において、
    −前記第１のストリームの第１の幾つかのビットから、振幅位相偏移変調配置の配置点クラスタのうちの或る配置点クラスタを識別するための手段であって、
    各配置点クラスタは同数の配置点を含み、
    各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
    前記第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって前記第１の種類の別の扇形と隔てられ、
    前記第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
    前記第１の種類及び前記第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有する、
    識別するための手段と、
    −前記第２のストリームの第２の幾つかのビットから、前記識別したクラスタ内に含まれる前記配置点のうちの１つの配置点を識別するための手段であって、
    前記配置点は複数の輪の上に設定され、
    前記輪の半径は前記第２の種類の前記扇形の前記中心角に依存し、
    前記第２の種類の前記扇形の前記中心角は、
    前記同じ輪の上にあるとともに、前記第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる前記第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
    前記同じ輪の上にあり、前記第１の種類の前記同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
    識別するための手段と、
    −伝送すべき記号を形成するために、識別に使用される前記ビットを、前記識別した配置点クラスタの前記識別した配置点にマップするための手段と、
    −前記記号を前記少なくとも１つの受信機に伝送するための手段と
    を含むことを特徴とする、装置。
  13. 送信元からデータを受け取るための装置であって、データは第１のストリーム及び第２のストリームに分解され、振幅位相偏移変調を使用して伝達される、装置において、
    −少なくとも１つの記号を受け取るための手段と、
    −前記受け取った記号及び前記振幅位相偏移変調配置から前記第１のストリームに関する情報を求めるための手段であって、
    前記配置は配置点クラスタに分けられ、各配置点クラスタは第１の種類のそれぞれの扇形の中に含まれ、
    前記第１の種類の各扇形は、第２の種類の扇形によって前記第１の種類の別の扇形と隔てられ、
    前記第２の種類の各扇形は配置点を一切含まず、ヌル値よりも大きく２π／Ｃよりも小さい同じ中心角を有し、Ｃはクラスタの数であり、
    前記第１の種類及び前記第２の種類の全ての扇形が同じ中心点を有し、
    前記配置点が複数の輪の上に設定され、
    前記輪の半径は前記第２の種類の前記扇形の前記中心角に依存し、
    前記第２の種類の前記扇形の前記中心角は、
    前記同じ輪の上にあるとともに、前記第２の種類の１つの扇形によって隔てられる２つの異なる前記第１の種類の扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差と、
    前記同じ輪の上にあるとともに、前記第１の種類の前記同じ扇形に属する最も近くにある２つの配置点間の位相差との差である、
    求めるための手段と、
    −前記第１のストリームに関する前記情報から前記第１のストリームのデータを復号するための手段と
    を含むことを特徴とする、装置。
  14. プログラム可能装置内に直接ロード可能であり得るコンピュータプログラムであって、プログラム可能装置上で実行されるとき、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法のステップを実施するための命令又はコードの部分を含む、コンピュータプログラム。
  15. プログラム可能装置内に直接ロード可能であり得るコンピュータプログラムであって、プログラム可能装置上で実行されるとき、請求項９〜１１の何れか一項に記載の方法のステップを実施するための命令又はコードの部分を含む、コンピュータプログラム。
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