通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置
通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダであって、受信信号をフィルタリングする前に受信信号にある干渉プラスノイズの影響を減らすために受信信号を先処理するモジュールと、受信信号をフィルタリングした結果を後処理する一つ以上のモジュールと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムで用いられるデコーダ、復号化方法、この方法を用いた通信システムの装置に関し、より詳細には、多重入出力（ＭＩＭＯ）無線システムにおける摂動デコーダ、摂動復号化方法、及びこれを用いた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多重入出力無線通信システムは、高いデータ送信率を提供してダイバシティ利得を得ることができる。高いデータ送信率で動作する多重入出力通信システムにおいて円滑に動作することのできるデコーダが必要である。
【０００３】
今までは多重入出力通信システムにおいて、受信機が最大の性能を出すために、ＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）復号化方式を使用しなければならなかった。しかし、ＭＬデコーダは優れた性能を有する一方、高い複雑度を有する。従って、性能と複雑度の間で適切な妥協が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ゼロフォーシング（ＺＦ：ｚｅｒｏ ｆｏｒｃｉｎｇ）デコーダ及びＭＭＳＥデコーダのような線形デコーダの性能を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダは、摂動ベクトルを提供するモジュールと、前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールと、を備える。
前記通信システムは多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムであってもよい。
前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記推定値周辺の球内に含んでもよい。
前記摂動ベクトルは、前記送信シンボルベクトルの推定値と前記送信シンボルベクトルの候補を提供するためにマッピングされた結果とに応じて個別に加えられてもよい。
前記デコーダは、受信ベクトルをフィルタリングすることによって前記送信シンボルベクトルの推定値を提供するモジュールを更に含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールは、前記送信シンボルベクトルの推定値に前記摂動ベクトルを個別に加えることによって送信シンボルベクトル推定値を提供するモジュールと、コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトル推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトル候補を提供するモジュールと、を含んでもよい。
前記デコーダは、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて硬判定復号を行うモジュールを更に含んでもよい。
前記デコーダは、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して軟判定復号を行うモジュールを更に含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補の数は、摂動ベクトルの数より少なくてもよい。
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダは、摂動ベクトルを提供するモジュールと、前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを提供するモジュールと、を備える。
前記デコーダは、前記処理された受信ベクトルをフィルタリングすることによって送信シンボルベクトルの推定値を提供するモジュールを更に含んでもよい。
前記デコーダは、事後摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールを更に含んでもよい。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法は、摂動ベクトルを生成するステップと、前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を有する。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法は、摂動ベクトルを生成するステップと、前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを生成するステップと、を有する。
前記摂動ベクトルを生成するステップは、受信ベクトルで干渉プラスノイズに対応する統計的な性質を有するベクトルをランダムに生成するステップを含んでもよい。
前記処理された受信ベクトルを生成するステップは、前記受信ベクトルに前記摂動ベクトルを個別に加えるステップを含んでもよい。
前記処理された受信ベクトルをフィルタリングすることによって提供される送信シンボルベクトルの推定値を獲得するステップを更に含んでもよい。
前記方法は、コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含んでもよい。
前記方法は、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して硬判定復号化及び軟判定復号化のうちのいずれか１つを行うステップを更に含んでもよい。
前記方法は、事後摂動ベクトルをもって前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含んでもよい。
前記事後摂動ベクトルはランダムに生成されたベクトルであり、平均的に送信シンボルベクトルの推定値周辺の球内に含まれてもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記事後摂動ベクトルに前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを個別に加えてその結果をマッピングするステップを含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを前記事後摂動ベクトルに個別に加えることによって事後送信シンボルベクトルの推定値を生成するステップと、コンスタレーションシンボルに前記事後送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を含んでもよい。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による多重入力多重出力通信システムにおいて信号を受信及び／又は送信する装置は、検出器と、１つ以上のデコーダと、を備え、前記デコーダは、受信信号をフィルタリングする前に前記受信信号にある干渉プラスノイズの影響を減らすために前記受信信号を先処理するモジュールと、前記受信信号をフィルタリングした結果を後処理するモジュールと、を含む。
前記後処理するモジュールは、摂動ベクトルをもって前記結果を摂動することによって前記送信シンボルベクトルの候補を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＭＬ復号化より複雑度を減らすことができる。また、本発明のデコーダは、線形デコーダだけを用いるよりも更に優れた性能を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による多重入出力通信システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
下記の実施形態は、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システム、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）システム、多重入力単一出力（ＭＩＳＯ）システムに適用され、単一ユーザの多重入力多重出力システム及び多重ユーザの多重入力多重出力システムに適用される。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による多重入出力通信システムを示す図であり、この多重入出力通信システムにおいてデコーダ及び復号化方法が適用される。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態による多重入出力通信システム１００は基地局１１０及びＬ名のユーザ１４０を含む。
【００１６】
図１は、アップリンク送信及びダウンリンク送信の両方を表す。ダウンリンク環境において基地局１１０は送信機として、Ｌ名のユーザ１４０は受信機として動作し、アップリンク環境において基地局１１０は受信機として、Ｌ名のユーザ１４０は送信機として動作する。ダウンリンク環境又はアップリンク環境において、本発明の一実施形態によるデコーダは受信機として動作する。下記ではダウンリンク環境を仮定して基地局１１０及びＬ名のユーザ１４０の動作を説明する。
【００１７】
基地局１１０にはＮＴ個の送信アンテナが設けられ、ユーザｌ（ｌ＝１、…、Ｌ）にはＮＲｌ個の受信アンテナが設けられる。基地局とそれぞれのＬ名のユーザ１４０の間にはチャネルが形成され、そのチャネルは
のサイズを有するチャネルマトリックスのように表してもよい。
【００１８】
ユーザｌの受信信号はベクトル形態に表してもよい。即ち、ユーザｌの受信ベクトルは下記の数１のように表してもよい。
【００１９】
【数１】
【００２０】
ここで、
であり、ユーザｌに対する実効チャネルマトリックスは
である。また、Ｗは単位プリコーディングマトリックスであって、
であり、Ｈｌａｃｔはユーザｌに対する実際のチャネルマトリックスである。
【００２１】
また、
は基地局１１０からユーザ１４０に送信されたＮＴ×１のシンボルベクトルであって、
であり、
である。ここで、
に属する各要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）は独立的に複素コンスタレーション（ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）
から決定される。下記では上記要素を送信シンボルベクトルと呼ぶことにする。
【００２２】
また、ユーザ１４０は、受信ベクトルに基づいてユーザ１４０それぞれに対応する送信シンボルベクトルをエラーなしに検出する必要がある。
【００２３】
数１は理論的に（実際には様々な理由により実現できないこともあるが）干渉を完全に除去することができる場合を仮定したものである。
【００２４】
＜事後摂動（ｐｏｓｔ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
【００２５】
本発明の事後摂動デコーダは、完全なフィードバック（ｆｕｌｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ）、制限されたフィードバック（ｌｉｍｉｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ）の両方に用いられてもよい。
【００２６】
本発明によれば、事後摂動デコーダは、最大の尤度推定値を送信シンボルベクトルの推定値から探す。これはランダムに生成されたベクトルを用いて送信シンボルベクトルの推定値を摂動することによって達成される。ランダムに生成されたベクトルは、平均的に、線形デコーダによって提供される推定値周辺の球（ｓｐｈｅｒｅ）内に含まれる。線形デコーダは、ゼロフォーシング（ＺＦ）デコーダ及びＭＭＳＥデコーダを含んでもよく、受信ベクトルに基づいて送信シンボルベクトルの推定値を算出するために用いられる。ランダムに生成されたベクトルは、個別に送信シンボルベクトルの推定値に加えられ、可能な送信シンボルベクトルの候補のリストを形成するためにマッピングされる。本発明によれば、そのリストに基づいて、ＭＬ（最大尤度）のケースで最小距離復号化（ｍｉｎｉｍｕｍ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）が行われてもよく、送信されたビットに対する軟判定情報（ｓｏｆｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を生成することができる。
【００２７】
ｌ番目のユーザの受信ベクトルを
とする。このとき、受信ベクトル
と線形フィルタ係数Ｇを内積して数２のように送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔが検出される。
【００２８】
【数２】
【００２９】
ここで、
であり、ＧＺＦはゼロフォーシング方式による復号化マトリックスであり、ＧＭＭＳＥはＭＭＳＥ方式による復号化マトリックスである。
【００３０】
摂動ベクトルの集合がＰであり、ＰがＫ＋１個の摂動ベクトルを元素として有する場合、Ｐは
のように表してもよい。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。また、摂動ベクトルは任意のベクトルから生成されてもよく、摂動ベクトルは平均的に送信シンボルベクトルの推定値周辺の球内で統計的な特性を有する。摂動ベクトルは、送信シンボルベクトルの推定値から予め決定されたユークリッドの距離内に存在する。例えば、ユークリッドの距離が
である時、摂動ベクトルは
によって生成されてもよい。
は平均が０であり、分散がＥＰＩＮＴのガウス分布であり、ＩＮＴはＮＴ×ＮＴサイズの恒等行列である。
【００３１】
また、摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して送信シンボルベクトルの候補が抽出される。
【００３２】
即ち、送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔには下記の数３のようにＫ＋１個の事後摂動ベクトルが加えられてもよい。
【００３３】
【数３】
【００３４】
このとき、Ｋ＋１のＺｋを元素として有する集合Ｚは
で表してもよい。
【００３５】
また、送信シンボルベクトルの推定値に事後摂動ベクトルそれぞれが加えられた結果に基づいて、送信シンボルベクトルの候補を抽出することができる。特に、送信シンボルベクトルの推定値に事後摂動ベクトルそれぞれが加えられた結果をコンスタレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｍａｐ）
にマッピングして送信シンボルベクトルの候補が抽出されてもよい。
【００３６】
即ち、送信シンボルベクトルの候補から構成された集合
は
のように表してもよく、
の１つの元素である
は下記の数４のように表してもよい。
【００３７】
【数４】
【００３８】
数個の送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋは
内で同一の送信シンボルベクトルの候補にマッピングしてもよい。このような場合、
は
のように表してもよい。
【００３９】
送信シンボルベクトルの可能な候補のリストは、最大尤度硬判定（ｈａｒｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ）のためのサーチスペースとして用いられてもよい。
【００４０】
言い換えると、デコーダは硬判定で最大尤度判定を行なってもよい。このとき、事後摂動（ｐｏｓｔ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ
は下記の数５のように表してもよい。
【００４１】
【数５】
【００４２】
送信機及び受信機が畳み込みコード又はターボコードのようなアウターチャネル（ｏｕｔｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ）コードを用いる場合、本発明のデコーダは下記の数６に表すような対数尤度比（ＬＬＲ、Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）を用いて軟判定を行なうことができる。ここで、大きい尤度比は軟判定情報の例である。
【００４３】
【数６】
【００４４】
数６において、
はｉ番目のビットが１である送信シンボルベクトルを元素として含み、
の部分集合である。また、
はｉ番目のビットが０である送信シンボルベクトルを元素として含み、
の部分集合である。
【００４５】
本発明の一実施形態による事後摂動デコーダの動作を簡略に要約すれば次の通りである。
【００４６】
送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔは線形デコーダによって求めてもよい。
【００４７】
Ｋ個のランダム摂動ベクトルが生成される。
、Ｐ０はゼロベクトルである。
【００４８】
Ｐ内にあるベクトルを用いてＺｅｓｔを摂動することによって、送信シンボルベクトルの推定値の集合を生成する。
【００４９】
リスト
を生成する。
【００５０】
リスト
から最大尤度硬判定又は軟判定が行われる。
【００５１】
事後摂動デコーダの性能は、摂動ベクトルの数Ｋに依存してもよい。摂動ベクトルの数は、送信シンボルベクトルの可能な候補のリストのサイズを決めることができる。各摂動ベクトルは、送信シンボルベクトルに１対１にマッピングされないこともある。摂動の数個は同じ唯一の送信シンボルベクトルにマッピングされることがある。従って、送信シンボルベクトルの符号の最終的なリストのサイズは一般的に用いられる摂動ベクトルの数よりも少ない。
【００５２】
＜事前摂動（ｐｒｅ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
【００５３】
事前摂動ベクトルの集合である
を生成する。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。また、事前摂動ベクトルはランダムベクトルで生成され、干渉プラスノイズのような同一の統計的な特性を有する。例えば、単一ユーザの多重入力多重出力システムにおいて、
の分布は
（平均が０であり、分散がＩＮＴ）であってもよい。しかし、多重ユーザを有するＭＩＭＯシステムでは、ユーザ間の干渉が考慮され得る。従って、多重ユーザを有するＭＩＭＯシステムにおいて
の分布度は
（平均が０であり、分散がσ２）であってもよい。このとき、σ２は干渉プラスノイズコンポーネントの変化である。
【００５４】
また、事前摂動ベクトル
をもって受信ベクトルＹを摂動し、摂動された受信ベクトル
を生成する。ここで、Ｋ番目の摂動された受信ベクトルは下記の数７のように表してもよい。
【００５５】
【数７】
【００５６】
また、摂動された受信ベクトル
をフィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋを生成する。このとき、下記の数８のようにゼロフォーシング方式によるＧＺＦ及びＭＭＳＥ方式によるＧＭＭＳＥを用いてフィルタリングしてもよい。
【００５７】
【数８】
【００５８】
また、送信シンボルベクトルの推定値をコンスタレーションにマッピングして送信シンボルベクトルの候補
を抽出する。Ｋ番目の送信シンボルベクトルの候補は下記の数９のように表してもよい。
【００５９】
【数９】
【００６０】
数個の送信シンボルベクトルの推定値は同一の送信シンボルベクトルの候補にマッピングされてもよい。従って、下記の数１０で表してもよい。
【００６１】
【数１０】
【００６２】
また、軟判定方式の一種である対数尤度検出による判定の出力
は下記の数１１のように表してもよい。
【００６３】
【数１１】
【００６４】
単一ユーザのシナリオで、リストは送信シンボルベクトルを構成するビットに対する軟判定情報を生成するために用いられてもよい。従って、軟判定の復号化は、受信したビットに対して行われてもよい。デコーダの性能は畳み込みコード又はターボコードのようなアウターチャネルコードを用いる場合よりも向上し得る。軟判定情報の一種であるＬＬＲは、下記の数１２のように求められる。
【００６５】
【数１２】
【００６６】
数６において、
はｉ番目のビットが１である送信シンボルベクトルを元素として含み、
の部分集合である。また、
はｉ番目のビットが０である送信シンボルベクトルを元素として含み、
の部分集合である。
【００６７】
本発明の一実施形態による事前摂動デコーダの動作を簡略に要約すれば、次の通りである。
【００６８】
事前摂動ベクトル（Ｐ１、…、ＰＫ）が形成され、Ｐ０を更に含む事前摂動ベクトルの集合
が求められる。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。
【００６９】
受信ベクトルＹを事前摂動ベクトル
をもって摂動することによって、摂動された受信ベクトル
が生成される。ここで、
である。
【００７０】
線形デコーダを用い、
をフィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋを生成する。ここで、
であり、
である。
【００７１】
また、送信シンボルベクトルの推定値に基づいて送信シンボルベクトルの候補
を抽出する。ここで、
である。
【００７２】
また、送信シンボルベクトルの候補に基づいて軟判定又は硬判定を行う。
【００７３】
＜事前−事後摂動（ｄｕａｌ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
【００７４】
事後摂動デコーダ及び事前摂動デコーダは互いに結合して１つの事前−事後摂動デコーダで実現することができる。
【００７５】
事前−事後摂動デコーダにおいて、事前摂動ベクトル
をもって受信ベクトル
を摂動し、摂動された受信ベクトル
を生成する。ここで、Ｐ１，０はゼロベクトルであり、
は次元がＮＲｌのコンプレックス空間である
の元素であり、干渉プラスノイズのような統計的な性質を有する。
【００７６】
ここで、
のｋ１番目の元素は下記の数１３のように表してもよい。
【００７７】
【数１３】
【００７８】
下記の数１４のように摂動された受信ベクトル
を線形フィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値
を検出する。
【００７９】
【数１４】
【００８０】
送信シンボルベクトルの推定値
に属するそれぞれの元素に事後摂動ベクトル
を加える。このとき、事後摂動ベクトル
は送信シンボルベクトルの推定値
それぞれから予め決定されたユークリッド距離だけ離れたベクトルであってもよい。
【００８１】
例えば、事後摂動ベクトル
が送信シンボルベクトルの推定値
それぞれから
内に属する場合、分布度は
である。
【００８２】
事後摂動の出力は下記の数１５のように表してもよい。
【００８３】
【数１５】
【００８４】
事後摂動の出力をコンスタレーションにマッピングして送信シンボルベクトルの候補
を抽出する。このとき、ｋ番目の送信シンボルベクトルの候補
は下記の数１６のように表してもよい。
【００８５】
【数１６】
【００８６】
送信シンボルベクトルの候補
に基づいて軟判定又は硬判定を行う。最大尤度硬判定を行う場合、その出力は下記の数１７のように表してもよい。
【００８７】
【数１７】
【００８８】
また、軟判定を行う場合、軟判定で用いられるＬＬＲは下記の数１８のように表してもよい。
【００８９】
【数１８】
【００９０】
本発明の一実施形態による事前−事後摂動デコーダの動作を要約すれば次の通りである。
【００９１】
事前−事後摂動デコーダは事前摂動ベクトル
を生成する。
【００９２】
また、事前−事後摂動デコーダは受信ベクトル
を事前摂動ベクトル
をもって摂動し、摂動された受信ベクトル
を生成する。ここで、ｋｌ番目に摂動された受信ベクトルは
である。
【００９３】
また、事前−事後摂動デコーダは
に基づいて空間フィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値
を生成する。
【００９４】
また、事前−事後摂動デコーダは事後摂動ベクトル
を生成する。
【００９５】
また、事前−事後摂動デコーダは事後摂動ベクトル
をもって送信シンボルベクトルの推定値
を摂動し、
を生成する。ここで、
のｋ２番目の元素は
である。
【００９６】
また、事前−事後摂動デコーダは
をもって送信シンボルベクトルの候補
を抽出する。ここで、
である。
【００９７】
また、事前−事後摂動デコーダは
に基づいて判定を行う。
【００９８】
事前−事後摂動デコーダの性能は、摂動ベクトルの数Ｋ１及びＫ２に依存し、それは送信シンボルベクトルの可能な候補のリストのサイズを決定する。各摂動ベクトルは送信シンボルベクトルに１対１でマッピングされないこともある。摂動の数個は同じ唯一の送信シンボルベクトルにマッピングされることがある。従って、送信シンボルベクトルの符号の最終的なリストのサイズは一般的に用いられる摂動ベクトルの数よりも少ない。
【００９９】
事前−事後摂動された送信シンボルベクトルの推定値のリストのサイズはＫ１、Ｋ２だけ増加してもよく、それは全面的なサーチだけ大きいこともあるため、重複的であってもよい。従って、他の実施形態によると、そのリストのサイズは先処理の後に制限されてもよい。これは例えば先処理の後に最も信頼できる推定値を有するサブセットを選択することによって達成することができる。事後摂動はこのサブセットにあるベクトルに対して提供され得る。例えば、１０個の最も近い送信シンボルベクトルの推定値は先摂動後に選択されてもよく、事後摂動はこのサブセットで行われてもよい。
【０１００】
本発明による事前、事後、事前−事後摂動復号化方法は、多様なコンピュータにより行われるプログラム命令で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合わせて含むこともできる。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。
【０１０１】
上述したように、本発明は、限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような基材から多様な修正及び変形が可能である。
従って、本発明の範囲は説明した実施形態に限定されて決められてはならず、特許請求の範囲だけでなく、特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 多重入出力通信システム
１１０ 基地局
１４０ ユーザ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムで用いられるデコーダ、復号化方法、この方法を用いた通信システムの装置に関し、より詳細には、多重入出力（ＭＩＭＯ）無線システムにおける摂動デコーダ、摂動復号化方法、及びこれを用いた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多重入出力無線通信システムは、高いデータ送信率を提供してダイバシティ利得を得ることができる。高いデータ送信率で動作する多重入出力通信システムにおいて円滑に動作することのできるデコーダが必要である。
【０００３】
今までは多重入出力通信システムにおいて、受信機が最大の性能を出すために、ＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）復号化方式を使用しなければならなかった。しかし、ＭＬデコーダは優れた性能を有する一方、高い複雑度を有する。従って、性能と複雑度の間で適切な妥協が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ゼロフォーシング（ＺＦ：ｚｅｒｏ ｆｏｒｃｉｎｇ）デコーダ及びＭＭＳＥデコーダのような線形デコーダの性能を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダは、摂動ベクトルを提供するモジュールと、前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールと、を備える。
前記通信システムは多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムであってもよい。
前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記推定値周辺の球内に含んでもよい。
前記摂動ベクトルは、前記送信シンボルベクトルの推定値と前記送信シンボルベクトルの候補を提供するためにマッピングされた結果とに応じて個別に加えられてもよい。
前記デコーダは、受信ベクトルをフィルタリングすることによって前記送信シンボルベクトルの推定値を提供するモジュールを更に含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールは、前記送信シンボルベクトルの推定値に前記摂動ベクトルを個別に加えることによって送信シンボルベクトル推定値を提供するモジュールと、コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトル推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトル候補を提供するモジュールと、を含んでもよい。
前記デコーダは、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて硬判定復号を行うモジュールを更に含んでもよい。
前記デコーダは、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して軟判定復号を行うモジュールを更に含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補の数は、摂動ベクトルの数より少なくてもよい。
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダは、摂動ベクトルを提供するモジュールと、前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを提供するモジュールと、を備える。
前記デコーダは、前記処理された受信ベクトルをフィルタリングすることによって送信シンボルベクトルの推定値を提供するモジュールを更に含んでもよい。
前記デコーダは、事後摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールを更に含んでもよい。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法は、摂動ベクトルを生成するステップと、前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を有する。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法は、摂動ベクトルを生成するステップと、前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを生成するステップと、を有する。
前記摂動ベクトルを生成するステップは、受信ベクトルで干渉プラスノイズに対応する統計的な性質を有するベクトルをランダムに生成するステップを含んでもよい。
前記処理された受信ベクトルを生成するステップは、前記受信ベクトルに前記摂動ベクトルを個別に加えるステップを含んでもよい。
前記処理された受信ベクトルをフィルタリングすることによって提供される送信シンボルベクトルの推定値を獲得するステップを更に含んでもよい。
前記方法は、コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含んでもよい。
前記方法は、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して硬判定復号化及び軟判定復号化のうちのいずれか１つを行うステップを更に含んでもよい。
前記方法は、事後摂動ベクトルをもって前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含んでもよい。
前記事後摂動ベクトルはランダムに生成されたベクトルであり、平均的に送信シンボルベクトルの推定値周辺の球内に含まれてもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記事後摂動ベクトルに前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを個別に加えてその結果をマッピングするステップを含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを前記事後摂動ベクトルに個別に加えることによって事後送信シンボルベクトルの推定値を生成するステップと、コンスタレーションシンボルに前記事後送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を含んでもよい。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による多重入力多重出力通信システムにおいて信号を受信及び／又は送信する装置は、検出器と、１つ以上のデコーダと、を備え、前記デコーダは、受信信号をフィルタリングする前に前記受信信号にある干渉プラスノイズの影響を減らすために前記受信信号を先処理するモジュールと、前記受信信号をフィルタリングした結果を後処理するモジュールと、を含む。
前記後処理するモジュールは、摂動ベクトルをもって前記結果を摂動することによって前記送信シンボルベクトルの候補を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＭＬ復号化より複雑度を減らすことができる。また、本発明のデコーダは、線形デコーダだけを用いるよりも更に優れた性能を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による多重入出力通信システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
下記の実施形態は、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システム、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）システム、多重入力単一出力（ＭＩＳＯ）システムに適用され、単一ユーザの多重入力多重出力システム及び多重ユーザの多重入力多重出力システムに適用される。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による多重入出力通信システムを示す図であり、この多重入出力通信システムにおいてデコーダ及び復号化方法が適用される。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態による多重入出力通信システム１００は基地局１１０及びＬ名のユーザ１４０を含む。
【００１６】
図１は、アップリンク送信及びダウンリンク送信の両方を表す。ダウンリンク環境において基地局１１０は送信機として、Ｌ名のユーザ１４０は受信機として動作し、アップリンク環境において基地局１１０は受信機として、Ｌ名のユーザ１４０は送信機として動作する。ダウンリンク環境又はアップリンク環境において、本発明の一実施形態によるデコーダは受信機として動作する。下記ではダウンリンク環境を仮定して基地局１１０及びＬ名のユーザ１４０の動作を説明する。
【００１７】
基地局１１０にはＮＴ個の送信アンテナが設けられ、ユーザｌ（ｌ＝１、…、Ｌ）にはＮＲｌ個の受信アンテナが設けられる。基地局とそれぞれのＬ名のユーザ１４０の間にはチャネルが形成され、そのチャネルは
のサイズを有するチャネルマトリックスのように表してもよい。
【００１８】
ユーザｌの受信信号はベクトル形態に表してもよい。即ち、ユーザｌの受信ベクトルは下記の数１のように表してもよい。
【００１９】
【数１】
【００２０】
ここで、
であり、ユーザｌに対する実効チャネルマトリックスは
である。また、Ｗは単位プリコーディングマトリックスであって、
であり、Ｈｌａｃｔはユーザｌに対する実際のチャネルマトリックスである。
【００２１】
また、
は基地局１１０からユーザ１４０に送信されたＮＴ×１のシンボルベクトルであって、
であり、
である。ここで、
に属する各要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）は独立的に複素コンスタレーション（ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）
から決定される。下記では上記要素を送信シンボルベクトルと呼ぶことにする。
【００２２】
また、ユーザ１４０は、受信ベクトルに基づいてユーザ１４０それぞれに対応する送信シンボルベクトルをエラーなしに検出する必要がある。
【００２３】
数１は理論的に（実際には様々な理由により実現できないこともあるが）干渉を完全に除去することができる場合を仮定したものである。
【００２４】
＜事後摂動（ｐｏｓｔ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
【００２５】
本発明の事後摂動デコーダは、完全なフィードバック（ｆｕｌｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ）、制限されたフィードバック（ｌｉｍｉｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ）の両方に用いられてもよい。
【００２６】
本発明によれば、事後摂動デコーダは、最大の尤度推定値を送信シンボルベクトルの推定値から探す。これはランダムに生成されたベクトルを用いて送信シンボルベクトルの推定値を摂動することによって達成される。ランダムに生成されたベクトルは、平均的に、線形デコーダによって提供される推定値周辺の球（ｓｐｈｅｒｅ）内に含まれる。線形デコーダは、ゼロフォーシング（ＺＦ）デコーダ及びＭＭＳＥデコーダを含んでもよく、受信ベクトルに基づいて送信シンボルベクトルの推定値を算出するために用いられる。ランダムに生成されたベクトルは、個別に送信シンボルベクトルの推定値に加えられ、可能な送信シンボルベクトルの候補のリストを形成するためにマッピングされる。本発明によれば、そのリストに基づいて、ＭＬ（最大尤度）のケースで最小距離復号化（ｍｉｎｉｍｕｍ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）が行われてもよく、送信されたビットに対する軟判定情報（ｓｏｆｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を生成することができる。
【００２７】
ｌ番目のユーザの受信ベクトルを
とする。このとき、受信ベクトル
と線形フィルタ係数Ｇを内積して数２のように送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔが検出される。
【００２８】
【数２】
【００２９】
ここで、
であり、ＧＺＦはゼロフォーシング方式による復号化マトリックスであり、ＧＭＭＳＥはＭＭＳＥ方式による復号化マトリックスである。
【００３０】
摂動ベクトルの集合がＰであり、ＰがＫ＋１個の摂動ベクトルを元素として有する場合、Ｐは
のように表してもよい。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。また、摂動ベクトルは任意のベクトルから生成されてもよく、摂動ベクトルは平均的に送信シンボルベクトルの推定値周辺の球内で統計的な特性を有する。摂動ベクトルは、送信シンボルベクトルの推定値から予め決定されたユークリッドの距離内に存在する。例えば、ユークリッドの距離が
である時、摂動ベクトルは
によって生成されてもよい。
は平均が０であり、分散がＥＰＩＮＴのガウス分布であり、ＩＮＴはＮＴ×ＮＴサイズの恒等行列である。
【００３１】
また、摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して送信シンボルベクトルの候補が抽出される。
【００３２】
即ち、送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔには下記の数３のようにＫ＋１個の事後摂動ベクトルが加えられてもよい。
【００３３】
【数３】
【００３４】
このとき、Ｋ＋１のＺｋを元素として有する集合Ｚは
で表してもよい。
【００３５】
また、送信シンボルベクトルの推定値に事後摂動ベクトルそれぞれが加えられた結果に基づいて、送信シンボルベクトルの候補を抽出することができる。特に、送信シンボルベクトルの推定値に事後摂動ベクトルそれぞれが加えられた結果をコンスタレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｍａｐ）
にマッピングして送信シンボルベクトルの候補が抽出されてもよい。
【００３６】
即ち、送信シンボルベクトルの候補から構成された集合
は
のように表してもよく、
の１つの元素である
は下記の数４のように表してもよい。
【００３７】
【数４】
【００３８】
数個の送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋは
内で同一の送信シンボルベクトルの候補にマッピングしてもよい。このような場合、
は
のように表してもよい。
【００３９】
送信シンボルベクトルの可能な候補のリストは、最大尤度硬判定（ｈａｒｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ）のためのサーチスペースとして用いられてもよい。
【００４０】
言い換えると、デコーダは硬判定で最大尤度判定を行なってもよい。このとき、事後摂動（ｐｏｓｔ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ
は下記の数５のように表してもよい。
【００４１】
【数５】
【００４２】
送信機及び受信機が畳み込みコード又はターボコードのようなアウターチャネル（ｏｕｔｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ）コードを用いる場合、本発明のデコーダは下記の数６に表すような対数尤度比（ＬＬＲ、Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）を用いて軟判定を行なうことができる。ここで、大きい尤度比は軟判定情報の例である。
【００４３】
【数６】
【００４４】
数６において、
はｉ番目のビットが１である送信シンボルベクトルを元素として含み、
の部分集合である。また、
はｉ番目のビットが０である送信シンボルベクトルを元素として含み、
の部分集合である。
【００４５】
本発明の一実施形態による事後摂動デコーダの動作を簡略に要約すれば次の通りである。
【００４６】
送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔは線形デコーダによって求めてもよい。
【００４７】
Ｋ個のランダム摂動ベクトルが生成される。
、Ｐ０はゼロベクトルである。
【００４８】
Ｐ内にあるベクトルを用いてＺｅｓｔを摂動することによって、送信シンボルベクトルの推定値の集合を生成する。
【００４９】
リスト
を生成する。
【００５０】
リスト
から最大尤度硬判定又は軟判定が行われる。
【００５１】
事後摂動デコーダの性能は、摂動ベクトルの数Ｋに依存してもよい。摂動ベクトルの数は、送信シンボルベクトルの可能な候補のリストのサイズを決めることができる。各摂動ベクトルは、送信シンボルベクトルに１対１にマッピングされないこともある。摂動の数個は同じ唯一の送信シンボルベクトルにマッピングされることがある。従って、送信シンボルベクトルの符号の最終的なリストのサイズは一般的に用いられる摂動ベクトルの数よりも少ない。
【００５２】
＜事前摂動（ｐｒｅ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
【００５３】
事前摂動ベクトルの集合である
を生成する。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。また、事前摂動ベクトルはランダムベクトルで生成され、干渉プラスノイズのような同一の統計的な特性を有する。例えば、単一ユーザの多重入力多重出力システムにおいて、
の分布は
（平均が０であり、分散がＩＮＴ）であってもよい。しかし、多重ユーザを有するＭＩＭＯシステムでは、ユーザ間の干渉が考慮され得る。従って、多重ユーザを有するＭＩＭＯシステムにおいて
の分布度は
（平均が０であり、分散がσ２）であってもよい。このとき、σ２は干渉プラスノイズコンポーネントの変化である。
【００５４】
また、事前摂動ベクトル
をもって受信ベクトルＹを摂動し、摂動された受信ベクトル
を生成する。ここで、Ｋ番目の摂動された受信ベクトルは下記の数７のように表してもよい。
【００５５】
【数７】
【００５６】
また、摂動された受信ベクトル
をフィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋを生成する。このとき、下記の数８のようにゼロフォーシング方式によるＧＺＦ及びＭＭＳＥ方式によるＧＭＭＳＥを用いてフィルタリングしてもよい。
【００５７】
【数８】
【００５８】
また、送信シンボルベクトルの推定値をコンスタレーションにマッピングして送信シンボルベクトルの候補
を抽出する。Ｋ番目の送信シンボルベクトルの候補は下記の数９のように表してもよい。
【００５９】
【数９】
【００６０】
数個の送信シンボルベクトルの推定値は同一の送信シンボルベクトルの候補にマッピングされてもよい。従って、下記の数１０で表してもよい。
【００６１】
【数１０】
【００６２】
また、軟判定方式の一種である対数尤度検出による判定の出力
は下記の数１１のように表してもよい。
【００６３】
【数１１】
【００６４】
単一ユーザのシナリオで、リストは送信シンボルベクトルを構成するビットに対する軟判定情報を生成するために用いられてもよい。従って、軟判定の復号化は、受信したビットに対して行われてもよい。デコーダの性能は畳み込みコード又はターボコードのようなアウターチャネルコードを用いる場合よりも向上し得る。軟判定情報の一種であるＬＬＲは、下記の数１２のように求められる。
【００６５】
【数１２】
【００６６】
数６において、
はｉ番目のビットが１である送信シンボルベクトルを元素として含み、
の部分集合である。また、
はｉ番目のビットが０である送信シンボルベクトルを元素として含み、
の部分集合である。
【００６７】
本発明の一実施形態による事前摂動デコーダの動作を簡略に要約すれば、次の通りである。
【００６８】
事前摂動ベクトル（Ｐ１、…、ＰＫ）が形成され、Ｐ０を更に含む事前摂動ベクトルの集合
が求められる。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。
【００６９】
受信ベクトルＹを事前摂動ベクトル
をもって摂動することによって、摂動された受信ベクトル
が生成される。ここで、
である。
【００７０】
線形デコーダを用い、
をフィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋを生成する。ここで、
であり、
である。
【００７１】
また、送信シンボルベクトルの推定値に基づいて送信シンボルベクトルの候補
を抽出する。ここで、
である。
【００７２】
また、送信シンボルベクトルの候補に基づいて軟判定又は硬判定を行う。
【００７３】
＜事前−事後摂動（ｄｕａｌ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
【００７４】
事後摂動デコーダ及び事前摂動デコーダは互いに結合して１つの事前−事後摂動デコーダで実現することができる。
【００７５】
事前−事後摂動デコーダにおいて、事前摂動ベクトル
をもって受信ベクトル
を摂動し、摂動された受信ベクトル
を生成する。ここで、Ｐ１，０はゼロベクトルであり、
は次元がＮＲｌのコンプレックス空間である
の元素であり、干渉プラスノイズのような統計的な性質を有する。
【００７６】
ここで、
のｋ１番目の元素は下記の数１３のように表してもよい。
【００７７】
【数１３】
【００７８】
下記の数１４のように摂動された受信ベクトル
を線形フィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値
を検出する。
【００７９】
【数１４】
【００８０】
送信シンボルベクトルの推定値
に属するそれぞれの元素に事後摂動ベクトル
を加える。このとき、事後摂動ベクトル
は送信シンボルベクトルの推定値
それぞれから予め決定されたユークリッド距離だけ離れたベクトルであってもよい。
【００８１】
例えば、事後摂動ベクトル
が送信シンボルベクトルの推定値
それぞれから
内に属する場合、分布度は
である。
【００８２】
事後摂動の出力は下記の数１５のように表してもよい。
【００８３】
【数１５】
【００８４】
事後摂動の出力をコンスタレーションにマッピングして送信シンボルベクトルの候補
を抽出する。このとき、ｋ番目の送信シンボルベクトルの候補
は下記の数１６のように表してもよい。
【００８５】
【数１６】
【００８６】
送信シンボルベクトルの候補
に基づいて軟判定又は硬判定を行う。最大尤度硬判定を行う場合、その出力は下記の数１７のように表してもよい。
【００８７】
【数１７】
【００８８】
また、軟判定を行う場合、軟判定で用いられるＬＬＲは下記の数１８のように表してもよい。
【００８９】
【数１８】
【００９０】
本発明の一実施形態による事前−事後摂動デコーダの動作を要約すれば次の通りである。
【００９１】
事前−事後摂動デコーダは事前摂動ベクトル
を生成する。
【００９２】
また、事前−事後摂動デコーダは受信ベクトル
を事前摂動ベクトル
をもって摂動し、摂動された受信ベクトル
を生成する。ここで、ｋｌ番目に摂動された受信ベクトルは
である。
【００９３】
また、事前−事後摂動デコーダは
に基づいて空間フィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値
を生成する。
【００９４】
また、事前−事後摂動デコーダは事後摂動ベクトル
を生成する。
【００９５】
また、事前−事後摂動デコーダは事後摂動ベクトル
をもって送信シンボルベクトルの推定値
を摂動し、
を生成する。ここで、
のｋ２番目の元素は
である。
【００９６】
また、事前−事後摂動デコーダは
をもって送信シンボルベクトルの候補
を抽出する。ここで、
である。
【００９７】
また、事前−事後摂動デコーダは
に基づいて判定を行う。
【００９８】
事前−事後摂動デコーダの性能は、摂動ベクトルの数Ｋ１及びＫ２に依存し、それは送信シンボルベクトルの可能な候補のリストのサイズを決定する。各摂動ベクトルは送信シンボルベクトルに１対１でマッピングされないこともある。摂動の数個は同じ唯一の送信シンボルベクトルにマッピングされることがある。従って、送信シンボルベクトルの符号の最終的なリストのサイズは一般的に用いられる摂動ベクトルの数よりも少ない。
【００９９】
事前−事後摂動された送信シンボルベクトルの推定値のリストのサイズはＫ１、Ｋ２だけ増加してもよく、それは全面的なサーチだけ大きいこともあるため、重複的であってもよい。従って、他の実施形態によると、そのリストのサイズは先処理の後に制限されてもよい。これは例えば先処理の後に最も信頼できる推定値を有するサブセットを選択することによって達成することができる。事後摂動はこのサブセットにあるベクトルに対して提供され得る。例えば、１０個の最も近い送信シンボルベクトルの推定値は先摂動後に選択されてもよく、事後摂動はこのサブセットで行われてもよい。
【０１００】
本発明による事前、事後、事前−事後摂動復号化方法は、多様なコンピュータにより行われるプログラム命令で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合わせて含むこともできる。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。
【０１０１】
上述したように、本発明は、限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような基材から多様な修正及び変形が可能である。
従って、本発明の範囲は説明した実施形態に限定されて決められてはならず、特許請求の範囲だけでなく、特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 多重入出力通信システム
１１０ 基地局
１４０ ユーザ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダであって、
摂動ベクトルを提供するモジュールと、
前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールと、を備えることを特徴とするデコーダ。
【請求項２】
前記通信システムは多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムであることを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項３】
前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記推定値周辺の球内に含まれることを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項４】
前記摂動ベクトルは、前記送信シンボルベクトルの推定値と前記送信シンボルベクトルの候補を提供するためにマッピングされた結果とに応じて個別に加えられることを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項５】
受信ベクトルをフィルタリングすることによって前記送信シンボルベクトルの推定値を提供するモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項６】
前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールは、
前記送信シンボルベクトルの推定値に前記摂動ベクトルを個別に加えることによって送信シンボルベクトル推定値を提供するモジュールと、
コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトル推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトル候補を提供するモジュールと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項７】
前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて硬判定復号を行うモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項８】
前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して軟判定復号を行うモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項９】
前記送信シンボルベクトルの候補の数は、摂動ベクトルの数より少ないことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項１０】
通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダであって、
摂動ベクトルを提供するモジュールと、
前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを提供するモジュールと、を備えることを特徴とするデコーダ。
【請求項１１】
前記処理された受信ベクトルをフィルタリングすることによって送信シンボルベクトルの推定値を提供するモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載のデコーダ。
【請求項１２】
事後摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のデコーダ。
【請求項１３】
通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法であって、
摂動ベクトルを生成するステップと、
前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法であって、
摂動ベクトルを生成するステップと、
前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを生成するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記摂動ベクトルを生成するステップは、受信ベクトルで干渉プラスノイズに対応する統計的な性質を有するベクトルをランダムに生成するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記処理された受信ベクトルを生成するステップは、前記受信ベクトルに前記摂動ベクトルを個別に加えるステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記処理された受信ベクトルをフィルタリングすることによって提供される送信シンボルベクトルの推定値を獲得するステップを更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して硬判定復号化及び軟判定復号化のうちのいずれか１つを行うステップを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
事後摂動ベクトルをもって前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記事後摂動ベクトルはランダムに生成されたベクトルであり、平均的に送信シンボルベクトルの推定値周辺の球内に含まれることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記事後摂動ベクトルに前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを個別に加えてその結果をマッピングするステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、
前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを前記事後摂動ベクトルに個別に加えることによって事後送信シンボルベクトルの推定値を生成するステップと、
コンスタレーションシンボルに前記事後送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
多重入力多重出力通信システムにおいて信号を受信及び／又は送信する装置であって、
検出器と、
１つ以上のデコーダと、を備え、
前記デコーダは、受信信号をフィルタリングする前に前記受信信号にある干渉プラスノイズの影響を減らすために前記受信信号を先処理するモジュールと、
前記受信信号をフィルタリングした結果を後処理するモジュールと、を含むことを特徴とする装置。
【請求項２５】
前記後処理するモジュールは、摂動ベクトルをもって前記結果を摂動することによって前記送信シンボルベクトルの候補を提供することを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項１】
通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダであって、
摂動ベクトルを提供するモジュールと、
前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールと、を備えることを特徴とするデコーダ。
【請求項２】
前記通信システムは多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムであることを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項３】
前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記推定値周辺の球内に含まれることを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項４】
前記摂動ベクトルは、前記送信シンボルベクトルの推定値と前記送信シンボルベクトルの候補を提供するためにマッピングされた結果とに応じて個別に加えられることを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項５】
受信ベクトルをフィルタリングすることによって前記送信シンボルベクトルの推定値を提供するモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項６】
前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールは、
前記送信シンボルベクトルの推定値に前記摂動ベクトルを個別に加えることによって送信シンボルベクトル推定値を提供するモジュールと、
コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトル推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトル候補を提供するモジュールと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項７】
前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて硬判定復号を行うモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項８】
前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して軟判定復号を行うモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項９】
前記送信シンボルベクトルの候補の数は、摂動ベクトルの数より少ないことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
【請求項１０】
通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダであって、
摂動ベクトルを提供するモジュールと、
前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを提供するモジュールと、を備えることを特徴とするデコーダ。
【請求項１１】
前記処理された受信ベクトルをフィルタリングすることによって送信シンボルベクトルの推定値を提供するモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載のデコーダ。
【請求項１２】
事後摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のデコーダ。
【請求項１３】
通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法であって、
摂動ベクトルを生成するステップと、
前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法であって、
摂動ベクトルを生成するステップと、
前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを生成するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記摂動ベクトルを生成するステップは、受信ベクトルで干渉プラスノイズに対応する統計的な性質を有するベクトルをランダムに生成するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記処理された受信ベクトルを生成するステップは、前記受信ベクトルに前記摂動ベクトルを個別に加えるステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記処理された受信ベクトルをフィルタリングすることによって提供される送信シンボルベクトルの推定値を獲得するステップを更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して硬判定復号化及び軟判定復号化のうちのいずれか１つを行うステップを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
事後摂動ベクトルをもって前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記事後摂動ベクトルはランダムに生成されたベクトルであり、平均的に送信シンボルベクトルの推定値周辺の球内に含まれることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記事後摂動ベクトルに前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを個別に加えてその結果をマッピングするステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、
前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを前記事後摂動ベクトルに個別に加えることによって事後送信シンボルベクトルの推定値を生成するステップと、
コンスタレーションシンボルに前記事後送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
多重入力多重出力通信システムにおいて信号を受信及び／又は送信する装置であって、
検出器と、
１つ以上のデコーダと、を備え、
前記デコーダは、受信信号をフィルタリングする前に前記受信信号にある干渉プラスノイズの影響を減らすために前記受信信号を先処理するモジュールと、
前記受信信号をフィルタリングした結果を後処理するモジュールと、を含むことを特徴とする装置。
【請求項２５】
前記後処理するモジュールは、摂動ベクトルをもって前記結果を摂動することによって前記送信シンボルベクトルの候補を提供することを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【図１】
【公表番号】特表２０１１−５３０１９８（Ｐ２０１１−５３０１９８Ａ）
【公表日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０９３９４（Ｐ２０１１−５０９３９４）
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００８／００６６２６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３９５２７
【国際公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（５０３４４７０３６）サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド (2,221)
【出願人】（５９８０６３２０３）パーデュー・リサーチ・ファウンデーション (59)
【氏名又は名称原語表記】ＰＵＲＤＵＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００８／００６６２６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３９５２７
【国際公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（５０３４４７０３６）サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド (2,221)
【出願人】（５９８０６３２０３）パーデュー・リサーチ・ファウンデーション (59)
【氏名又は名称原語表記】ＰＵＲＤＵＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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