JP4940297B2 - 効率的で効果的な無線通信のための無線資源を用いて操作する方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線資源を用いる方法に関するもので、特に、効率的で効果的な無線通信のための無線資源を用いて操作する方法に関するものである。

セルラー通信において、当業者は、１Ｇ、２Ｇ及び３Ｇという用語を頻繁に用いる。これら用語は、使用されるセルラー技術世代を示す。すなわち、１Ｇは第１世代を示し、２Ｇは第２世代を示し、３Ｇは第３世代を示す。

１Ｇは、ＡＭＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ）電話システムとして知られたアナログ電話システムを示す。２Ｇは、一般的に全世界に広がったデジタルセルラーシステムを示すために使用され、ＣＤＭＡＯｎｅ、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）及び時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）を含む。２Ｇシステムは、１Ｇシステムより密集された領域で多くの使用者を支援することができる。

３Ｇは、一般的に現在展開されているデジタルセルラーシステムを示す。これら３Ｇ通信システムは、多少の重大な差異点を有するが、概念的には互いに類似している。

無線通信システムにおいて、データの効果的な伝送が重要であると同時に、伝送効率の改善が重要である。そのため、データを送受信するための一層効率的な方法が開発されるべきである。

本発明は、従来技術の限界及び短所による一つ以上の問題点を実質的に除去できる、効率的で効果的な無線通信のための無線資源を用いて操作する方法を提供する。

本発明の目的は、無線通信システムでのシンボル割り当て方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、無線通信システムで階層変調信号配置（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を行う方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、無線通信システムで一つ以上の信号を送信する方法を提供することにある。

本発明の目的及び他の利点を達成するために、無線通信システムでシンボルを割り当てる方法として、一つ以上の使用者から一つ以上のデータストリームを受信する段階と、前記一つ以上のデータストリームを一つ以上のグループにグルーピングし、各グループが一つ以上のデータストリームを含む段階と、データストリームの各グループを多段でプリコーディングする段階と、プリコーディングされたシンボルを割り当てる段階とを含む方法が提供される。

本発明の他の形態において、無線通信システムで階層変調信号配置（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を行う方法として、異なるビットで異なる信号配置点を表現するビット−ツー−シンボル（ｂｉｔ−ｔｏ−ｓｙｍｂｏｌ）マッピング規則にしたがって多数のシンボルを割り当てる段階を含み、前記マッピング規則は、最も近い２個のシンボルの間に一つまたはそれ以下のビット差を表す方法が提供される。

本発明の他の形態において、無線通信システムで二つ以上の信号を送信する方法として、基本層信号である第１信号配置及び補強層信号である第２信号配置に多数のシンボルを割り当てる段階と、前記第１信号配置及び第２信号配置の多数のシンボルを変調する段階と、前記変調されたシンボルを送信する段階とを含む方法が提供される。

本発明の他の利点、目的及び特徴は、部分的には以下の説明に記載されており、部分的には当業者に自明であるか、本発明の実行を通して習得される。本発明の目的及び利点は、添付された図面のみならず、詳細な説明及び特許請求の範囲に記載された構造によって実現及び獲得される。

上述した一般的な説明と本発明の詳細な説明は、例示的なものであり、本発明を具体的に説明するために提供されたものである。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
無線通信システムでシンボルを割り当てる方法において、
一つ以上の使用者から一つ以上のデータストリームを受信する段階と；
上記一つ以上のデータストリームを一つ以上のグループにグルーピングし、各グループが一つ以上のデータストリームを含む段階と；
データストリームの各グループを多段でプリコーディングする段階と；
プリコーディングされたシンボルを割り当てる段階と；を含むシンボル割り当て方法。
（項目２）
上記データストリームの各グループは、独立的にプリコーディングされることを特徴とする項目１に記載のシンボル割り当て方法。
（項目３）
上記データストリームの各グループは、独立回転マトリックスを用いて独立的にプリコーディングされることを特徴とする項目２に記載のシンボル割り当て方法。
（項目４）
上記データストリームの各グループは、一緒にプリコーディングされることを特徴とする項目１に記載のシンボル割り当て方法。
（項目５）
上記データストリームの各グループは、単一回転マトリックスを用いて一緒にプリコーディングされることを特徴とする項目４に記載のシンボル割り当て方法。
（項目６）
上記多段でプリコーディングする段階は、独立拡散マトリックスを各グループに適用する段階を含むことを特徴とする項目１に記載のシンボル割り当て方法。
（項目７）
上記プリコーディングは、位相調節または振幅調節の少なくとも一つを含むことを特徴とする項目１に記載のシンボル割り当て方法。
（項目８）
上記無線通信システムは、直交周波数分割マルチプレキシング（ＯＦＤＭ）システム、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システム、マルチキャリアコード分割マルチプレキシング（ＭＣ−ＣＤＭ）またはマルチキャリアコード分割多重アクセス（ＭＣ−ＣＤＭＡ）のうち一つであることを特徴とする項目１に記載のシンボル割り当て方法。
（項目９）
上記割り当てられたシンボルを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）または逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）を用いて変調する段階をさらに含むことを特徴とする項目１に記載のシンボル割り当て方法。
（項目１０）
無線通信システムで階層変調信号配置（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を行う方法において、
異なるビットで異なる信号配置点を表現するビット−ツー−シンボル（ｂｉｔ−ｔｏ−ｓｙｍｂｏｌ）マッピング規則によって多数のシンボルを割り当てる段階を含み、
上記マッピング規則は、最も近い２個のシンボルの間に一つまたはそれ以下のビット差を表すことを特徴とする階層変調信号配置遂行方法。
（項目１１）
上記多数のシンボルは、異なる初期変調位相を有することを特徴とする項目１０に記載の階層変調信号配置遂行方法。
（項目１２）
上記階層変調信号配置は、一つの基本層信号配置及び一つ以上の補強層信号配置を含むことを特徴とする項目１０に記載の階層変調信号配置遂行方法。
（項目１３）
上記補強層に適用されたマッピング規則は、各基本層のシンボル位置に基づいた可能な全ての補強層マッピング規則のプール（ｐｏｏｌ）から選択されることを特徴とする項目１２に記載の階層変調信号配置遂行方法。
（項目１４）
上記階層変調信号配置は、一つの基本層信号配置及び一つ以上の補強層信号配置を含み、上記マッピング規則は、ビット−ツー−シンボルマッピング規則によって表現されることを特徴とする項目１０に記載の階層変調信号配置遂行方法。
（項目１５）
インターリービングまたは連結（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｎｇ）技術を用いて基本層のためのビットと補強層のためのビットをマルチプレキシングする段階をさらに含むことを特徴とする項目１０に記載の階層変調信号配置遂行方法。
（項目１６）
上記シンボルをグルーピングし、各グループが同一の信号強さを有する段階と；
他のグループに適用されたビット−ツー−シンボルマッピング規則にしたがってマッピング規則のプール（ｐｏｏｌ）から各グループを選択する段階と；をさらに含むことを特徴とする項目１０に記載の階層変調信号配置遂行方法。
（項目１７）
変調方式は、ＰＳＫ（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、回転ＰＳＫ、ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、回転ＱＰＳＫ、８−ＰＳＫ、回転８−ＰＳＫ、１６ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）及び回転１６ＱＡＭを含むことを特徴とする項目１０に記載の階層変調信号配置遂行方法。
（項目１８）
上記ビット−ツー−シンボルマッピング規則は、グレーマッピング規則であることを特徴とする項目１０に記載の階層変調信号配置遂行方法。
（項目１９）
無線通信システムで二つ以上の信号を送信する方法において、
基本層信号である第１信号配置及び補強層信号である第２信号配置に多数のシンボルを割り当てる段階と；
上記第１信号配置及び第２信号配置の多数のシンボルを変調する段階と；
上記変調されたシンボルを送信する段階と；を含む信号送信方法。
（項目２０）
上記基本層信号及び上記補強層信号は、同一の初期変調及び伝送位相を有することを特徴とする項目１９に記載の信号送信方法。
（項目２１）
上記基本層信号及び上記補強層信号は、異なる初期変調及び伝送位相を有することを特徴とする項目１９に記載の信号送信方法。
（項目２２）
上記基本層信号及び補強層信号は、同一のビット−ツー−シンボルマッピング規則を有することを特徴とする項目１９に記載の信号送信方法。
（項目２３）
上記基本層信号及び補強層信号は、異なるビット−ツー−シンボルマッピング規則を有することを特徴とする項目１９に記載の信号送信方法。
（項目２４）
上記変調されて送信されたシンボルは、それぞれの補強層信号配置が基本層ビット−ツー−シンボルマッピング規則及び他の補強層ビット−ツー−シンボルマッピング規則のためのビット−ツー−シンボルマッピング規則に基づくビット−ツー−シンボルマッピング規則を適用することを特徴とする項目１９に記載の信号送信方法。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。可能な限り、同一の部分または類似した部分には、同一の参照番号を付する。

直交周波数分割マルチプレキシング（ＯＦＤＭ）は、近く配置された多くの直交サブキャリアを用いるデジタルマルチキャリア変調方式である。各サブキャリアは、一般的に同一の帯域幅で従来の単一キャリア変調方式と類似したデータレートを維持しながら低いシンボルレートで変調方式（例えば、ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ））で変調される。

ＯＦＤＭは、本来には周波数ダイバーシティ効果を持たないが、分散モードでも順方向エラー訂正（ＦＥＣ）を使用することで、周波数ダイバーシティ効果を得ることができる。すなわち、チャネルコーディングレートが高いとき、周波数ダイバーシティ効果が減少する。

上記のような観点で、進歩された受信機を使用するマルチキャリアコード分割マルチプレキシング（ＭＣ−ＣＤＭ）またはマルチキャリアコード多重アクセス（ＭＣ−ＣＤＭＡ）は、高いチャネルコーディングレートによる低い周波数ダイバーシティ効果を補償するのに使用される。

ＭＣ−ＣＤＭまたはＭＣ−ＣＤＭＡは、ＯＦＤＭ基盤のシステムに使用される多重アクセス方式として、システムが多数の使用者を同時に支援するようにする。すなわち、データは、データレートより広い帯域幅にかけて拡散され、信号対雑音及び干渉比が最小化される。

例えば、信号処理に対して、各ＯＦＤＭトーン（または、信号またはサブキャリア）に対するチャネル応答が同一の独立複素ガウシアン変数としてモデリングされる。このような動作及びＭＣ−ＣＤＭを用いることで、ダイバーシティ利得及び処理利得を得ることができる。ここで、シンボル間干渉（ＩＳＩ）または多数のアクセス干渉（ＭＡＩ）などの干渉は、ＯＦＤＭまたはＭＣ−ＣＤＭによって採用された周期的プレフィックスまたはゼロパディングによって部分的に一時的に除去される。

図１は、一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の一例を示した図である。図１を参照すると、

は、フェーディングチャネルの周波数応答を示し、ここで、

は、各サブキャリアの周波数領域チャネル応答のための複素ガウシアン変数である。また、一般性の損失なしに、

は、電力制限

を有する単位シンボルプリコーディングマトリックスである。伝統的なＭＣ−ＣＤＭの一般化を得ることができる。

図１のプロセスは、チャネルコーディング及び（Ｕで表現される）拡散及びマルチプレキシングを含む。その後、マルチプレクスされたデータは、ＯＦＤＭ変調方式を用いて変調される。

受信端で、ＯＦＤＭ変調シンボルは、ＯＦＤＭ復調方式を用いて復調される。その後、これらシンボルは、逆拡散及び検出されてチャネルデコーディングされる。

一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の他にも、回転されたＭＣ−ＣＤＭ、ＯＦＤＭ、回転ＯＦＤＭ（Ｒ−ＯＦＤＭ）またはウォルシュアダマールＭＣ−ＣＤＭなどの構造が用いられる。

回転されたＭＣ−ＣＤＭに対して、α＝ｃｏｓ（θ_１）及びβ＝ｓｉｎ（θ_１）であると、実際値回転マトリックスは、数学式１で次のように用いられる。
（数学式１）

また、ＯＦＤＭに対して、αβ＝０またはαβ^*＝０であると、Ｕ_２はＩ_２になる。すなわち、Ｕ_２は、コーディングされていないＯＦＤＭまたはコーディングされていないＯＦＤＭＡになる。また、ウォルシュアダマールＭＣ−ＣＤＭに対して、

であると、Ｕ_２＝Ｒ_２は、伝統的なウォルシュアダマールマトリックスになる。

図２は、一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の他の例を示した図である。図２において、複数のデータが入力されてプリコーディング及び／または回転される。ここで、プリコーディングまたは回転は、入力データの振幅及び／または位相の調節を意味する。

プリコーディング／回転に対して、異なるトーンまたはサブキャリアは、独立的にまたは一緒にプリコーディング／回転される。ここで、入力データまたはデータストリームの共同プリコーティング／回転は、単一回転マトリックスを用いて行われる。他の方法として、異なる入力データまたはデータストリームが多数のグループに分離され、データストリームの各グループが独立的にまたは一緒にプリコーディング／回転される。

図３は、グループ上でプリコーディング／回転を行う一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の一例を示した図である。図３を参照すると、多数のデータまたはデータストリームは、データストリーム１、２、…、Ｋグループにグルーピングされ、グループ別にプリコーディング／回転される。ここで、プリコーディング／回転は、必要であれば振幅及び／または位相調節を含むことができる。その後、プリコーディング／回転されたシンボルがマッピングされる。

また、異なるグループ上での異なる回転／プリコーディングは、ＯＦＤＭ、ＭＣ−ＣＤＭまたはＲ−ＯＦＤＭの混合を誘導する。また、各グループの回転／プリコーディングは、ＱｏＳ必須要件、受信機プロファイル及び／またはチャネル状態に基づいている。

また、大きなプリコーディング／回転マトリックスを使用する代わりに、小さいプリコーディング／回転マトリックスが、入力データストリームの異なるグループに独立的にまたは従属的に適用される。

動作において、実際のプリコーディング／回転動作は多段で行われる。図４は、多段回転を示した図である。図４を参照すると、多数のデータまたはデータストリームが入力されてプリコーディング／回転される。ここで、これら処理されたシンボルは、二つ以上のグループにグルーピングされる。各グループは、一つ以上のシンボルで表現される。

シンボルの回転に対して、各グループのシンボルは、拡散マトリックスを使用して拡散される。ここで、グループに適用される拡散マトリックスは、変化及び構成される。シンボルが拡散マトリックスを通して処理された後、出力は、二つ以上のグループに再びグルーピングされる。ここで、再びグルーピングされた出力は、二つ以上のグループからそれぞれ出力された一つ以上の選択された出力を含む。

その後、これら再びグルーピングされた出力は、拡散マトリックスを用いて再び拡散される。グループに適用された拡散マトリックスは、変化及び構成される。出力が他の拡散マトリックスを通して処理された後、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）に入力される。

多段回転などの回転方式は、一般化されたＭＣ−ＣＤＭまたはマルチキャリアコード分割多重アクセス（ＭＣ−ＣＤＭＡ）によって採用される。図５は、ＭＣ−ＣＤＭの一般ブロックを示した図である。

図５は、一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の他の例を示した図である。特に、図５を参照して説明したプロセスは、図５が回転（例えば、多段回転）を用いる一般化されたＭＣ−ＣＤＭまたはＭＣ−ＣＤＭＡに基づいている点を除けば、図１と類似している。ここで、チャネルコーディング後、コーディングされたデータは、回転及び／またはマルチプレキシングされ、その後、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）またはＩＦＦＴを用いて変調される。

受信端で、変調されたシンボルは、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて復調される。その後、復調されたシンボルは、逆拡散及び検出された後、チャネルデコーディングされる。

また、インターレーシングは、一般化されたＭＣ−ＣＤＭで利用可能である。１ｘＥＶ−ＤＯ（１ｘ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｄａｔａ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ）ＢＣＭＣＳ及びＥＢＣＭＣＳ（ｅｎｈａｎｃｅｄ ＢＣＭＣＳ）で、多重経路遅延拡散は、約Ｔ_ｄ＝３．７μsで、固有帯域幅は、約

である。そのため、最大の周波数ダイバーシティ次数は、

である。これは、最大の周波数ダイバーシティを獲得するために、ＭＣ−ＣＤＭ拡散利得がＬ≧５で充分であることを意味する。

上記の分析に基づいて、周波数領域インターレースＭＣ−ＣＤＭが使用される。図６は、周波数領域インターレースＭＣ−ＣＤＭを示した図である。図６を参照すると、異なるように表示された各スロットは、一つのトーン（またはサブキャリア）または多数の連続トーン（またはサブキャリア）である。

トーン、サブキャリアまたはシンボルは、異なるように回転することができる。すなわち、ユークリッド距離の積として定義される距離積は最大化される。具体的に、変調ダイバーシティを最適化するのに使用される最小の距離積は、次の式で表示される。最小の距離積は、ユークリッド距離の最小化とも呼ばれる。
（数学式３）

数学式３を参照すると、ｓ_ｉ∈Ａは、伝送されたシンボルを示す。また、最小の距離積を最大化する最適化は、次の式を解くことで行われる。
（数学式４）

数学式４を参照すると、

である。

例えば、伝統的なＱＰＳＫに対して、Ｕ_２（ｅ^ｊφ）は、

を算出することで決定される。ここで、Δ_１，２∈｛±１，±ｊ，±１±ｊ｝である。

上述したように、各トーンまたはシンボルは、異なるように回転することができる。例えば、ＱＰＳＫが第１シンボルに適用され、ＢＰＳＫ（ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）が第２シンボルに適用され、１６ＱＡＭがｎ番目のシンボルに適用される。すなわち、各トーンまたはシンボルは、異なる変調角を有する。

回転ＯＦＤＭ／ＭＣ−ＣＤＭ（Ｒ−ＯＦＤＭ／ＭＣ−ＣＤＭ）で、

である。回転されたＭＣ−ＣＤＭに対して、結合された周波数領域チャネル応答マトリックスは、数学式５のように表示される。
（数学式５）

変換の効果は、数学式６の相関マトリックスに例示される。
（数学式６）

図３を参照すると、ダイバーシティは、

で表示され、干渉マトリックスは、

で表示される。ここで、干渉マトリックスは、ＩＳＩまたは多重アクセス干渉（ＭＡＩ）である。

一般化されたＭＣ−ＣＤＭの全体ダイバーシティは、数学式７によって表現される。
（数学式７）

数学式４を参照すると、一般化されたＭＣ−ＣＤＭの全体ダイバーシティは、プリコーディングマトリックスＵと独立的である。しかし、各シンボルまたは使用者に対して、ダイバーシティ利得は互いに異なる。

また、一般化されたＭＣ−ＣＤＭの干渉は、数学式８によって表現される。
（数学式８）

ここで、

であると、自己干渉または多数の使用者干渉が存在する。すなわち、ＯＦＤＭのような直交変調での周波数選択性のために、任意のプリコーディングまたは拡散が適用されるとき、可能な干渉が存在する。また、この干渉は、回転角が

であるときに最大化される。

ＭＣ−ＣＤＭトランシーバーの設計において、シンボル間または多重アクセス信号対干渉比（ＳＩＲ）は、次のように定義される。
（数学式９）

数学式９を参照すると、

は、チャネルフェーディング差を示す。ＳＩＲは、チャネルフェーディング及び回転に基づいて定義される。

回転は、受信機プロファイルに基づいて行われる。これは、上部層シグナリングを通して行われる。特に、二つ以上のパラメーター、すなわち、拡散利得及び回転角が構成される。

動作において、受信機は、最適の回転角及び／または回転インデックスを含むフィードバック情報を送ることができる。回転角または回転インデックスは、表（またはインデックス）に基づいた送信機によって適切な回転角にマッピングされる。この表またはインデックスは、送信機及び受信機によって知ることができる。これは、送信機及び／または受信機に対して最上の時間である任意の時間に行われる。

例えば、受信機（またはアクセス端末）がネットワークと一緒に登録されると、ネットワークにそのプロファイルを伝送する。このプロファイルは、回転角及び／またはインデックスを含む。

送信機が受信機に信号を伝送することに決定する前に、受信機に最上の回転角を問い合わせることができる。応答として、受信機は、送信機の最上の回転角を伝送することができる。その後、送信機は、フィードバック情報及びその決定に基づいて信号を伝送することができる。

信号を伝送する間、送信機は、更新された回転角を伝送するように受信機に周期的に要請することができる。また、送信機は、送信機が送信を完了した後、受信機に回転角の更新を要請することができる。

受信機は、いつでも送信機に更新（または更新された回転角）を伝送することができる。更新（またはフィードバック情報）の送信は、アクセスチャネル、トラフィックチャネル、制御チャネルまたは他の可能なチャネルを通して実行される。

チャネルコーディングに対して、コーディングは復調エラーを最小化し、その結果、より高いスペクトラム効率のための信号設計と一緒にスループットを達成する。実際に、最大の容量コードは、具現複雑性及び成就可能な性能に対して均衡を合わせるように設計される。

グレーコードは、反射２進コードとして知られたチャネルコーディングの一例である。グレーコードまたは反射２進コードは、２個の連続値が一つの数字のみで異なる２進数字体系である。図７は、グレーコーディングの一例を示した図である。

グレーマッピングとも呼ばれるビット−ツー−シンボルマッピングのためのグレーコードは、他のチャネルコーディング方式で具現される。グレーマッピングは、一般的にビットエラーレート（ＢＥＲ）を最小化する最適なマッピング規則である。通常のＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調（または１６ＱＡＭ変調）のためのグレーマッピングは、最小のユークリッド距離を有するコードワードが最小のハミング距離を有する図８に示されている。

次の図面に基づいて、グレーマッピング規則が説明される。特に、それぞれの補強層ビット−ツー−シンボル及び基本層ビット−ツー−シンボルは、最も近い２個のシンボルが一つまたは最小ビットの差を有するグレーマッピング必須要件を満足する。また、全てのビット−ツー−シンボルマッピング規則は、グレーマッピング規則を満足する。

図８は、通常のＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調または１６ＱＡＭ変調のためのマッピングを示した図である。図８を参照すると、例えば、基本層ビットが検出されるときごとに補強層ビット−ツー−シンボルマッピング表／規則が決定されるように、補強層ビット及び基本層ビットが任意に結合される。また、基本層及び補強層は全てＱＰＳＫである。また、全てのポイント（またはシンボル）は、ｂ_０ｂ_１ｂ_２ｂ_３で表現及び／またはマッピングされる。

特に、図面の中心にある円及び２個のポイント（またはシンボル）を連結する線（例えば、ポイント００１１及びポイント０００１またはポイント０１１０及びポイント１１１０）は、ネイバー間にただ一つのビット差を有する連結を示す。ここで、連結された各ポイントは、異なる層から由来する。すなわち、連結された全てのポイント（またはシンボル）は、異なる基本層ビット及び補強層ビットである。

また、全てのポイントは、４個のビット（例えば、ｂ_０ｂ_１ｂ_２ｂ_３）で表現され、第１ビット（ｂ_０）及び第３ビット（ｂ_２）は基本層ビットを示し、第２ビット（ｂ_１）及び第４ビット（ｂ_３）は補強層ビットを示す。すなわち、基本層からの２個のビット及び補強層からの２個のビットは、一緒にインターリービングされて全ての結果的なポイントを示す。２個の層からのビットの簡単な連結の代わりに、ビットをインターリービングすることで、追加的なダイバーシティ利得を潜在的に得ることができる。

図９は、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの一例を示した図である。この図面は、ビット−ツー−シンボルマッピングを示す。このマッピングは、送信機及び受信機によって使用される。

送信機がビットｂ_０ｂ_１ｂ_２ｂ_３ｂ_４ｂ_５を送信することを望むと、送信機は、送信するマッピングシンボルを探す必要がある。したがって、受信機が受信されたシンボルを復号することを望むと、受信機は、この図面を用いて復調されたビットを探す。

また、図９は、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調を示す。すなわち、基本層は１６ＱＡＭによって変調されて、補強層はＱＰＳＫによって変調される。また、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫは、特別な階層変調と言われる。すなわち、基本層信号及び補強層信号は、異なる初期位相を有する。例えば、基本層信号位相は０で、補強層信号位相はθである。

図９の全てのシンボルは、ビットシーケンスｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０で表現される。ここで、ビットｓ_３及びｓ_０は補強層からのビットで、残りのビット（例えば、ｓ_５、ｓ_４、ｓ_２及びｓ_１）は基本層に属する。

図１０は、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの他の例を示した図である。図１０及び図９は、図１０の全てのシンボルがビットシーケンスｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０によって表現され、ビットｓ_５及びｓ_２は補強層からのビットで、残りのビット（例えば、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_１及びｓ_０）は基本層からのビットという点で異なる。

図１１は、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの他の例を示した図である。図１１及び図９及び／または図１０は、図１１の全てのシンボルがビットシーケンスｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０によって表現され、ビットｓ_５及びｓ_４は補強層からのビットで、残りのビット（例えば、ｓ_３、ｓ_３、ｓ_１及びｓ_０）は基本層からのビットである点で異なる。

図１２は、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの他の例を示した図である。図１２及び図９、図１０及び／または図１１は、ビットｓ_５及びｓ_２は補強層からのビットで、残りのビット（例えば、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_１及びｓ_０）は基本層からのビットである点で異なる。上述したように、図１２の全てのシンボルは、ビットシーケンスｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０で表現される。

上述したようなビットシーケンス組み合わせの他に、次の階層的な層及び補強層結合可能性は、（１）ｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｂ_３ｂ_２ｂ_１ｅ_１ｂ_０ｅ_０、（２）ｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｂ_３ｅ_１ｂ_２ｂ_１ｂ_０ｅ_０、（３）ｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｂ_３ｂ_２ｂ_１ｂ_０ｅ_０ｅ_１、（４）ｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｅ_０ｅ_１ｂ_３ｂ_２ｂ_１ｂ_０、（５）ｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｅ_０ｂ_３ｂ_２ｅ_１ｂ_１ｂ_０、（６）ｓ_５ｓ_４ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｂ_３ｂ_２ｅ_０ｂ_１ｂ_０ｅ_１、（７）ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｅ_１ｂ_１ｅ_０ｂ_０、（８）ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｅ_０ｂ_１ｅ_１ｂ_０、（９）ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｅ_１ｅ_０ｂ_１ｂ_０、（１０）ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｅ_０ｅ_１ｂ_１ｂ_０、及び（１１）ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｂ_１ｂ_０ｅ_０ｅ_１を含む。

上述した結合の他にも、多くの組み合わせが可能である。しかし、これら組み合わせは、グレー規則またはグレーマッピング規則である同一の規則に従う。上述したように、それぞれの補強層ビット−ツー−シンボルマッピング及び基本層ビット−ツー−シンボルマッピングは、最も近い２個のシンボルが一つ以下のビットの差を有するグレーマッピング規則要件を満足する。また、全てのビット−ツー−シンボルマッピング規則は、グレーマッピング規則を満足する。

また、基本層ビットが検出されるときごとに補強層ビット−ツー−シンボルマッピング表／規則が決定されるように、補強層ビット及び基本層ビットは任意に結合される。また、例えば、ｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０＝ｅ_１ｅ_０ｂ_１ｂ_０ ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫに対して、補強層のためのグレーマッピング規則ｓ_３ｓ_２１１＝ｅ_１ｅ_０１１がｓ_３ｓ_２１０＝ｅ_１ｅ_０１０と正確に同一にならないようにすることができる。また、例えば、可能なｓ_３ｓ_２１１＝ｅ_１ｅ_０１１は、ｓ_３ｓ_２１０＝ｅ_１ｅ_０１０として回転されたバージョンで、ｓ_３ｓ_２１１＝１１１１の位置は、ｓ_３ｓ_２１１＝１０１０またはｓ_３ｓ_２１１＝０１１０の位置である。

図１３は、ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの一例を示した図である。図１３を参照すると、ビット−ツー−シンボルマッピングは、送信機及び受信機によって使用される。送信機がビットｂ_０ｂ_１ｂ_２ｂ_３を送信することを望むと、送信機は、送信するマッピングシンボルを探す必要がある。したがって、受信機が受信されたシンボルを復調することを望むと、受信機は、この図面を用いて復調されたビットを探すことができる。

また、図１３は、ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調を示す。すなわち、基本層はＱＰＳＫによって変調され、補強層はＱＰＳＫによって変調される。また、ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫは、特別な階層変調と呼ばれる。すなわち、基本層信号及び補強層信号は、異なる初期位相を有する。例えば、基本層信号位相は０で、補強層信号位相はθである。

図１３の全てのシンボルは、ビットシーケンスｓ_３ｓ_２ｓ_１ｓ_０で表現される。ここで、ビットｓ_３及びｓ_１は補強層からのビットで、残りのビット（例えば、ｓ_２及びｓ_０）は基本層に属する。

また、ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫの例において、補強層ビット−ツー−シンボルマッピング規則は、基本層シンボル−マッピングと異なる。図１４は、基本層０ｘ０に対する補強層ビット−ツー−シンボルを示した図である。すなわち、図１４は、基本層ビットがマッピングされる方法の一例を示している。

例えば、上部右側の四分面に表示されたシンボルは、"００"の基本層シンボルを示している。これは、基本層ビットが"００"である限り、補強層が何れであっても、対応する層変調シンボルがこの四分面の４個のシンボルのうち一つであることを意味する。

図１５は、基本層０ｘ１に対する補強層ビット−ツー−シンボルを示した図である。上記と同様に、この図面は、基本層ビットがマッピングされる方法の他の例を示している。例えば、上部左側の四分面のシンボルは、"０１"の基本層シンボルを示している。これは、基本層ビットが"０１"である限り、補強層が何れであっても、対応する層変調シンボルが上部左側の四分面のシンボルのうち一つであることを意味する。

図１乃至図３を参照して説明したように、入力されたデータまたはデータシンボルは、グレーマッピング規則を用いてチャネルコーディングされた後、例えば、変調を含む他のプロセスによって処理される。ここで、変調は、階層化された（または重畳）変調を示す。階層化された変調は、各変調シンボルが基本層及び補強層に対応するビットを有する変調タイプである。以下、階層化された変調を放送及びマルチキャストサービス（ＢＣＭＣＳ）と関連して説明する。

一般的に、階層化された変調は、任意の２個の変調方式の重畳である。ＢＣＭＣＳにおいて、ＱＰＳＫ補強層は、基本ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭ層上に重畳され、結果的な信号配置を得る。エネルギー比率ｒは、基本層と補強層との間の電力比率である。また、補強層は、反時計方向に角θだけ回転される。

図１６は、ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。ＱＰＳＫ基本層及びＱＰＳＫ補強層を意味するＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調を参照して、各変調信号は、４個のビット、すなわち、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を含む。ここで、２個の最上位ビット（ＭＳＢ）ｓ_３及びｓ_２、及び２個の最下位ビット（ＬＳＢ）ｓ_１及びｓ_０が存在する。２個のＭＳＢは基本層から由来し、２個のＬＳＢは補強層から由来する。

基本層と補強層との間のエネルギー比率ｒが与えられると、

は、２（α^２＋β^２）＝１になるように定義される。ここで、αは、基本層の振幅を示し、βは、補強層の振幅を示す。また、２（α^２＋β^２）＝１は、電力制限、より正確には正規化と呼ばれる制限である。

表１は、ＱＰＳＫ基本層及びＱＰＳＫ補強層を有する階層化された変調表を示す。
（表１）

表１を参照すると、各カラムは、４個のビットｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０に対するシンボル位置を定義する。ここで、各シンボルの位置は、２次元信号空間（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）に表示される。これは、各シンボルが

によって表現されることを意味する。簡単にすると、それぞれの［ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０］のための複素変調シンボルＳ＝（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）は

で指定される。

ここで、ｃｏｓ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）及びｓｉｎ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）は、初期位相φ_０及びキャリア周波数ｆ_０を有するキャリア信号を示す。また、φ（ｔ）は、伝送シンボルの形状であるパルス形状を示す。

上記のＳ（ｔ）の定義において、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を除いて、他のパラメーターは、送信機と受信機との間で共有されるか、受信機自体によって検出される。正確にＳ（ｔ）を復調するために、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑの可能な値情報を定義して共有する必要がある。

ｋ番目のシンボルに対するｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を表すｍ_Ｉ（ｋ）及びｍ_Ｑ（ｋ）の可能な値が表１に記載されている。それぞれのグループ入力ビットｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を表現するために、シンボルは、表に示した対応するパラメーターによって変調される。

複素変調シンボルに対する説明は、多様な階層化された変調に対する次の説明に類似した方式及び同一の方式で適用される。すなわち、複素変調シンボルの上述した説明は、次の表に適用される。

図１７は、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。１６ＱＡＭ基本層及びＱＰＳＫ補強層を意味する１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調を参照すると、それぞれの変調シンボルは、６個のビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を含む。４個のＭＳＢ（ｓ_５、ｓ_４、ｓ_３及びｓ_２）は基本層から由来し、２個のＬＳＢ（ｓ_１及びｓ_０）は補強層から由来する。

基本層と補強層との間のエネルギー比率ｒが与えられると、

は、２（α^２＋β^２）＝１になるように定義される。ここで、αは、基本層の振幅を示し、βは、補強層の振幅を示す。また、２（α^２＋β^２）＝１は、電力制限、より正確には正規化と呼ばれる制限である。

表２は、１６ＱＡＭ基本層及びＱＰＳＫ補強層を有する階層化された変調票を示す。
（表２）

表２を参照すると、各カラムは、６個のビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０に対するシンボル位置を定義する。ここで、各シンボルの位置は、２次元信号空間（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）に表示される。これは、各シンボルが

によって表現されることを意味する。簡単にすると、それぞれの［ｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０］のための複素変調シンボルＳ＝（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）は、

で指定される。

ここで、ｗ_０はキャリア周波数で、π_０はキャリアの初期位相で、φ（ｔ）はシンボル形状またはパルス形状波である。ここで、ｃｏｓ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）及びｓｉｎ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）は、初期位相φ_０及びキャリア周波数ｆ_０を有するキャリア信号を示す。また、φ（ｔ）は、伝送シンボルの形状であるパルス形状を示す。

上記のＳ（ｔ）の定義において、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を除いて、他のパラメーターは、送信機と受信機との間で共有されるか、受信機自体によって検出される。正確にＳ（ｔ）を復調するために、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑの可能な値情報を定義して共有する必要がある。

ｋ番目のシンボルに対するｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を表すｍ_Ｉ（ｋ）及びｍ_Ｑ（ｋ）の可能な値が表１に記載されている。それぞれのグループ入力ビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を表現するために、シンボルは、表に示した対応するパラメーターによって変調される。

また、階層変調のためのＢＣＭＣＳに対する他の応用例は、以下で説明する。一般的に、階層化された変調は、任意の２個の変調方式の重畳である。ＢＣＭＣＳにおいて、ＱＰＳＫ補強層は、基本ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭ層上に重畳され、結果的な信号配置を得る。エネルギー比率ｒは、基本層と補強層との間の電力比率である。また、補強層は、反時計方向に角θだけ回転される。

図１８は、ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。ＱＰＳＫ基本層及びＱＰＳＫ補強層を意味するＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調を参照して、各変調信号は、４個のビット、すなわち、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を含む。ここで、２個の最上位ビット（ＭＳＢ）ｓ_３及びｓ_２、及び２個の最下位ビット（ＬＳＢ）ｓ_１及びｓ_０が存在する。２個のＭＳＢは基本層から由来し、２個のＬＳＢは補強層から由来する。

基本層と補強層との間のエネルギー比率ｒが与えられると、

は、２（α^２＋β^２）＝１になるように定義される。ここで、αは基本層の振幅を示し、βは補強層の振幅を示す。また、２（α^２＋β^２）＝１は、電力制限、より正確には正規化と呼ばれる制限である。

表３は、ＱＰＳＫ基本層及びＱＰＳＫ補強層を有する階層化された変調票を示す。
（表３）

表３を参照すると、各カラムは、４個のビットｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０に対するシンボル位置を定義する。ここで、各シンボルの位置は、２次元信号空間（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）に表示される。これは、各シンボルが

によって表現されることを意味する。簡単にすると、それぞれの［ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０］のための複素変調シンボルＳ＝（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）は、

で指定される。

ここで、ｃｏｓ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）及びｓｉｎ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）は、初期位相φ_０及びキャリア周波数ｆ_０を有するキャリア信号を示す。また、φ（ｔ）は、伝送シンボルの形状であるパルス形状を示す。

上記のＳ（ｔ）の定義において、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を除いて、他のパラメーターは、送信機と受信機との間で共有されるか、受信機自体によって検出される。正確にＳ（ｔ）を復調するために、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑの可能な値情報を定義して共有する必要がある。

ｋ番目のシンボルに対するｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を表すｍ_Ｉ（ｋ）及びｍ_Ｑ（ｋ）の可能な値が表１に記載されている。それぞれのグループ入力ビットｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を表現するために、シンボルは、表に示した対応するパラメーターによって変調される。

図１９は、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。１６ＱＡＭ基本層及びＱＰＳＫ補強層を意味する１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調を参照すると、それぞれの変調シンボルは、６個のビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を含む。４個のＭＳＢ（ｓ_５、ｓ_４、ｓ_３及びｓ_２）は基本層から由来し、２個のＬＳＢ（ｓ_１及びｓ_０）は補強層から由来する。

基本層と補強層との間のエネルギー比率ｒが与えられると、

は、２（α^２＋β^２）＝１になるように定義される。ここで、αは基本層の振幅を示し、βは補強層の振幅を示す。また、２（α^２＋β^２）＝１は、電力制限、より正確には正規化と呼ばれる制限である。

表４は、１６ＱＡＭ基本層及びＱＰＳＫ補強層を有する階層化された変調票を示す。
（表４）

表４を参照すると、それぞれのカラムは、６個のビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０に対するシンボル位置を定義する。ここで、各シンボルの位置は、２次元信号空間（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）に表示される。これは、それぞれのシンボルが

によって表現されることを意味する。簡単にすると、それぞれの［ｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０］のための複素変調シンボルＳ＝（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）は、

で指定される。

ここで、ｗ_０はキャリア周波数で、π_０はキャリアの初期位相で、φ（ｔ）はシンボル形状またはパルス形状波である。ここで、ｃｏｓ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）及びｓｉｎ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）は、初期位相φ_０及びキャリア周波数ｆ_０を有するキャリア信号を示す。また、φ（ｔ）は、伝送シンボルの形状であるパルス形状を示す。

上記のＳ（ｔ）の定義において、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を除いて、他のパラメーターは、送信機と受信機との間で共有されるか、受信機自体によって検出される。正確にＳ（ｔ）を復調するために、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑの可能な値情報を定義して共有する必要がある。

ｋ番目のシンボルに対するｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を表すｍ_Ｉ（ｋ）及びｍ_Ｑ（ｋ）の可能な値が表１に記載されている。それぞれのグループ入力ビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を表現するために、シンボルは、表に示した対応するパラメーターによって変調される。

表１乃至４のｍ_Ｉ及びｍ_Ｑの定義に対して、上記の内容の他に、回転角θは、表と一緒に送信機と受信機との間で共有される必要がある。表５は、受信機と送信機が回転角情報を共有する方法に関する問題を処理するために使用される。

このために、表５は、回転角に４ビットを定義及び／またはマッピングするのに使用される。この表を受信機が予め知ると、送信機は、変調、階層化及び回転された次のシンボルを復調するための初期回転角を受信機に知らせるために、４ビットのみを受信機に送る必要がある。この表は、４ビット及び均一な量子化で回転角θを量子化する例である。異なる正確度のための異なる量子化規則及び異なる数のビットで回転角θを量子化することができる。

特に、この表は、階層変調が可能であるとき、送信機及び受信機（例えば、アクセスネットワーク及びアクセス端末）によって予め共有されるか、受信機（例えば、アクセス端末）に放送でダウンロードされるか、送信機（例えば、アクセスネックワーク）のみによって用いられる。階層変調に対するデフォルト回転ワードは、０．０に対応する００００である。

また、この表は、階層化されて回転された変調を復調するために、受信機によって使用される。通常または回転されていない階層化された変調と比較して、初期回転角はゼロ（０）である。ゼロの初期回転角の情報は、送信機と受信機との間の暗黙的な合意である。しかし、階層化されて回転された変調のために、この情報は、送信機及び／または受信機の間で暗黙的に共有されないこともある。すなわち、この初期回転角を受信機に送信または通知するメカニズムが必要である。
（表５）

ＢＣＭＣＳに対する階層化された変調または重畳変調の他の応用において、階層化された変調は、任意の２個の変調方式の重畳である。ＢＣＭＣＳにおいて、ＱＰＳＫ補強層は、基本ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭ層上に重畳され、結果的な信号配置を得る。エネルギー比率ｒは、基本層と補強層との間の電力比率である。また、補強層は、反時計方向に角θだけ回転される。

図２０は、ＱＰＳＫ基本層及びＱＰＳＫ補強層を有する階層変調に対する信号配置を示した図である。図２０を参照すると、それぞれの変調信号は、４個のビット、すなわち、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を含む。ここで、２個の最上位ビット（ＭＳＢ）ｓ_３及びｓ_１、及び２個の最下位ビット（ＬＳＢ）ｓ_２及びｓ_０が存在する。２個のＭＳＢは基本層から由来し、２個のＬＳＢは補強層から由来する。

基本層と補強層との間のエネルギー比率ｒが与えられると、

は、２（α^２＋β^２）＝１になるように定義される。ここで、αは基本層の振幅を示し、βは補強層の振幅を示す。また、２（α^２＋β^２）＝１は、電力制限、より正確には正規化と呼ばれる制限である。

表６は、ＱＰＳＫ基本層及びＱＰＳＫ補強層を有する階層化された変調票を示す。
（表６）

表６を参照すると、それぞれのカラムは、４個のビットｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０に対するシンボル位置を定義する。ここで、各シンボルの位置は、２次元信号空間（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）に表示される。これは、各シンボルが

によって表現されることを意味する。簡単にすると、それぞれの［ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０］のための複素変調シンボルＳ＝（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）は、

で指定される。

ここで、ｃｏｓ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）及びｓｉｎ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）は、初期位相φ_０及びキャリア周波数ｆ_０を有するキャリア信号を示す。また、φ（ｔ）は、伝送シンボルの形状であるパルス形状を示す。

上記のＳ（ｔ）の定義において、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を除いて、他のパラメーターは、送信機と受信機との間で共有されるか、受信機自体によって検出される。正確にＳ（ｔ）を復調するために、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑの可能な値情報を定義して共有する必要がある。

ｋ番目のシンボルに対するｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を表すｍ_Ｉ（ｋ）及びｍ_Ｑ（ｋ）の可能な値が表１に記載されている。各グループ入力ビットｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を表現するために、シンボルは、表に示した対応するパラメーターによって変調される。

図２１は、１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。１６ＱＡＭ基本層及びＱＰＳＫ補強層を意味する１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調を参照すると、各変調シンボルは、６個のビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を含む。４個のＭＳＢ（ｓ_５、ｓ_４、ｓ_３及びｓ_２）は基本層から由来し、２個のＬＳＢ（ｓ_１及びｓ_０）は補強層から由来する。

基本層と補強層との間のエネルギー比率ｒが与えられると、

は、２（α^２＋β^２）＝１になるように定義される。ここで、αは基本層の振幅を示し、βは補強層の振幅を示す。また、２（α^２＋β^２）＝１は、電力制限、より正確には正規化と呼ばれる制限である。

表７は、１６ＱＡＭ基本層及びＱＰＳＫ補強層を有する階層化された変調票を示す。
（表７）

表７を参照すると、各カラムは、６個のビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０に対するシンボル位置を定義する。ここで、各シンボルの位置は、２次元信号空間（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）に表示される。これは、各シンボルが

によって表現されることを意味する。簡単にすると、それぞれの［ｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０］のための複素変調シンボルＳ＝（ｍ_Ｉ，ｍ_Ｑ）は、

で指定される。

ここで、ｗ_０はキャリア周波数で、π_０はキャリアの初期位相で、φ（ｔ）はシンボル形状またはパルス形状波である。ここで、ｃｏｓ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）及びｓｉｎ（２πｆ_０ｔ＋φ_０）は、初期位相φ_０及びキャリア周波数ｆ_０を有するキャリア信号を示す。また、φ（ｔ）は、伝送シンボルの形状であるパルス形状を示す。

上記のＳ（ｔ）の定義において、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を除いて、他のパラメーターは、送信機と受信機との間で共有されるか、受信機自体によって検出される。正確にＳ（ｔ）を復調するために、ｍ_Ｉ及びｍ_Ｑの可能な値情報を定義して共有する必要がある。

ｋ番目のシンボルに対するｍ_Ｉ及びｍ_Ｑ値を表すｍ_Ｉ（ｋ）及びｍ_Ｑ（ｋ）の可能な値が表１に記載されている。それぞれのグループ入力ビットｓ_５、ｓ_４、ｓ_３、ｓ_２、ｓ_１及びｓ_０を表現するために、シンボルは、表に示した対応するパラメーターによって変調される。

しかし、補強層信号配置が回転し、パワー分割比率が変化するとき、ユークリッド距離プロファイルは変化可能である。これは、図２１の本来のグレーマッピングが、例えば、常に選択的なものではないことを意味する。この場合、それぞれのユークリッド距離ファイルの例に基づいてビット−ツー−シンボル再マッピングを行う必要がある。図２２は、回転されたＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調のためのグレーマッピングを示した図である。

信号配置のＢＥＲ性能は、特にＳＮＲが高いとき、最小のユークリッド距離を有するシンボル対によって調整される。したがって、最も近い２個の信号に対するコードが最小距離を有する最適のビット−ツー−シンボルマッピング規則を探すべきである。

一般的に、チャネルコーディングと一緒に行われる２次元信号でのグレーマッピングは、類似した同一の信号のためのＢＥＲを最小化するために選択的である。通常の階層信号配置のためのグレーマッピングは、図２１に示されている。ここで、２個の最も近い信号のためのコードは、一つのビットのみで異なる。しかし、このような種類のユークリッド距離プロファイルは、階層変調で固定されないこともある。異なる回転角を有する１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調の最小のユークリッド距離の例は、図２３に示されている。

図２３は、補強されたＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調の一例を示した図である。図２３を参照すると、基本層はＱＰＳＫに変調され、補強層は、回転されたＱＰＳＫに変調される。階層変調が適用されると、新しいＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調が、この図面に示すように得られる。

また、２層の階層変調で電力分割比率が増加するとき、層間ユークリッド距離が最も小さくなる。これは、補強層が回転されるときに発生する。ユークリッド距離プロファイルが階層変調で変わるとき、ＢＥＲを最小化するために、図２４及び図２５に示すように、ビット−ツー−シンボルマッピングが再び行われる。

図２４は、新しいＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調の一例を示した図で、図２５は、新しいＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調の他の例を示した図である。

上述したように、新しいビット−ツー−シンボル発生構造が導入される。従来の構造によると、シンボルマッピングモード選択が用いられていなかった。図２６は、新しいビット−ツー−シンボルブロックを示した図である。ここで、ビット−ツー−シンボルマッピングが行われるとき、シンボルマッピングモードが選択される。特に、新しいシンボルマッピングモード選択ブロックが、使用された階層変調及びチャネルコーディングの信号配置に基づいてビット−ツー−シンボルマッピング規則を制御及び／または選択するように追加される。

本発明は、本発明の範囲を逸脱しない限度内で多様に変更可能である。本発明は、添付された特許請求の範囲及びその同等物の範囲内で提供される変形をカバーする。

一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の一例を示した図である。 一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の他の例を示した図である。 グループ上でプリコーディング／回転を行う一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の一例を示した図である。 多段回転を示した図である。 一般化されたＭＣ−ＣＤＭ構造の他の例を示した図である。 周波数領域インターレース（ｉｎｔｅｒｌａｃｅｄ）ＭＣ−ＣＤＭを示した図である。 グレー（Ｇｒａｙ）コーディングの一例を示した図である。 通常のＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調または１６ＱＡＭ変調のためのマッピングを示した図である。 １６ＱＡＭ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの一例を示した図である。 １６ＱＡＭ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの他の例を示した図である。 １６ＱＡＭ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの他の例を示した図である。 １６ＱＡＭ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの他の例を示した図である。 ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫのためのビット−ツー−シンボルマッピングの一例を示した図である。 基本層０ｘ０に対する補強層ビット−ツー−シンボルを示した図である。 基本層０ｘ１に対する補強層ビット−ツー−シンボルを示した図である。 ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。 １６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。 ＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。 １６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。 ＱＰＳＫ基本層及びＱＰＳＫ補強層を有する階層化された変調のための信号配置を示した図である。 １６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ階層変調に対して階層化された変調器の信号配置を示した図である。 回転されたＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調のためのグレーマッピングを示した図である。 補強されたＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調の一例を示した図である。 新しいＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調の一例を示した図である。 新しいＱＰＳＫ／ＱＰＳＫ階層変調の他の例を示した図である。 新しいビット−ツー−シンボルブロックを示した図である。

Claims (6)

1. 無線通信システムにおいて２つ以上の信号を伝送する方法であって、該方法は、
   複数のシンボルを第１のレイヤ信号配置および第２のレイヤ信号配置に割り当てることであって、該第１のレイヤ信号配置は、ベースレイヤ信号を参照し、該第２のレイヤ信号配置は、強化レイヤ信号を参照する、ことと、
   該第１のレイヤ信号配置および該第２のレイヤ信号配置の該複数のシンボルを変調することであって、該第２のレイヤ信号配置の該複数のシンボルは、受信器から受信された第２の回転角に関する情報に基づいて決定された第１の回転角だけ回転される、ことと、
   該変調されたシンボルを該受信器に伝送することと
   を含み、該複数のシンボルを変調するために使用される構成情報が、制御メッセージにおいて該受信器に提供され、該構成情報は、該第１の回転角に関する情報が該制御メッセージ内に含まれるか否かを示すインジケータを含み、該インジケータが、該第１の回転角に関する情報が該制御メッセージ内に含まれることを示す場合には該第１の回転角に関する情報をさらに含む、方法。
2. 前記制御メッセージは、制御チャネルを介して伝送される、請求項１に記載の方法。
3. 前記制御メッセージが、
   前記第１のレイヤ信号配置および前記第２のレイヤ信号配置がどのように変調され、スケール化されるかを示すために使用される変調セグメントを備える、請求項１に記載の方法。
4. 無線通信システムにおいて２つ以上の信号を伝送する装置であって、該装置は、
   複数のシンボルを第１のレイヤ信号配置および第２のレイヤ信号配置に割り当てる第１の論理ユニットであって、該第１のレイヤ信号配置は、ベースレイヤ信号を参照し、該第２のレイヤ信号配置は、強化レイヤ信号を参照する、第１の論理ユニットと、
   該第１のレイヤ信号配置および該第２のレイヤ信号配置の該複数のシンボルを変調する第２の論理ユニットであって、該第２のレイヤ信号配置の該複数のシンボルは、受信器から受信された第２の回転角に関する情報に基づいて決定された第１の回転角だけ回転される、第２の論理ユニットと、
   該変調されたシンボルを該受信器に伝送する第３の論理ユニットと
   を含み、該複数のシンボルを変調するために使用される構成情報が、制御メッセージにおいて該受信器に提供され、該構成情報は、該第１の回転角に関する情報が該制御メッセージ内に含まれるか否かを示すインジケータを含み、該インジケータが、該第１の回転角に関する情報が該制御メッセージ内に含まれることを示す場合には該第１の回転角に関する情報をさらに含む、装置。
5. 前記制御メッセージは、制御チャネルを介して伝送される、請求項４に記載の装置。
6. 前記制御メッセージが、前記第１のレイヤ信号配置および前記第２のレイヤ信号配置がどのように変調され、スケール化されるかを示すために使用される変調セグメントをさらに含む、請求項４に記載の装置。

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