JP5758551B2 - 階層型および適応型のマルチキャリアデジタル変復調 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリア信号のデジタル変復調に関する。

ファイバ、同軸ケーブルおよびツイストペアを含む有線広帯域ネットワークは、１９９０年代初頭に初めて導入された後、大きく発展した。容量が制限される銅線固有の減衰にもかかわらず、この媒体による伝送は、レガシー一般電話サービス（ＰＯＴＳ）配備により媒体が世界中に豊富に存在するので、依然として魅力的である。したがって、銅線による広帯域が、ファイバツーザホーム（ＦＴＴＨ）と比較して大幅な配備コスト節減をもたらす。実際、ＦＴＴＨが１９８８年以降は技術的に実行可能になっているが、住宅向け市場ではデジタル加入者線（ＤＳＬ）が依然として支配的な広帯域アクセス技術である。しかし、アクセスネットワークが依然として端末間接続のボトルネックであるので、また、いっそう高速のデータ速度が引き続き要求されていることにより、銅線はファイバに段階的に置き換えられている。ファイバ配備の使用者１人当たりのコストは、加入者の敷地に近づくと大幅に増大する。このことが、３００Ｍｂ／ｓを超える送出の見込みがあるファントムモードおよびベクタリング（ｖｅｃｔｏｒｉｎｇ）などの最近の技術に様々なオペレータが熱意を示している理由である。ベクタリングおよびファントムモードの伝送の成功が、比較的短いループを介して５００Ｍｂ／ｓから１Ｇｂ／ｓを送出するための、ベクトル化ＶＤＳＬ２を超える次世代広帯域銅線アクセスについて関心を引き起こした。

離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調は、依然として次世代アクセスネットワークの有望な候補の１つである。実際、ＤＭＴは周波数領域で非常に適応性があり、特に、追加ノッチングが必要になる高域へ移る場合に重要なスペクトル制限に適している。さらに、他のあらゆるマルチキャリアによる変調と同様に、チャネルの周波数選択度は、非常に基本的な単一のタップイコライザによって簡単に対処することができる。

しかし、デジタル加入者線（ＤＳＬ）は、過渡雑音に対してそれほど耐性はない。すなわち、ＤＳＬ通信は、準安定なチャネルおよび雑音環境を想定しており、急速なチャネル変動に対応するための標準化機構は見越されていない。

現在のＤＳＬ標準規格では、受信機は、チャネル初期化中に実行される信号対雑音干渉電力比（ＳＮＩＲ）測定に基づいてそれぞれのキャリアビットローディングおよび利得を決定し、これらのパラメータを送信機で使用するために折り返し通報する。受信機はまた、ビットスワップ、シームレスレートアダプテーション（ＳＲＡ）またはセーブアワーショータイム（ＳＯＳ（Ｓａｖｅ Ｏｕｒ Ｓｈｏｗｔｉｍｅ））プロシージャによって、ショータイム中の遅いチャネル変動に対し保護することにも関与する。測定された雑音フロアを超えるいかなる雑音変動も、雑音余裕または仮想雑音でマスクされなければならない。通常、オペレータは、ラインコード限界の上に５から１５ｄＢの雑音余裕を用いるが、これは、達成可能データレートで見て約１０％から４０％の損失に相当する。雑音余裕をさらに超える雑音バーストは、まれであり持続時間が短い（いわゆるインパルス雑音）と予測され、したがって、データインタリービングと組み合わせた順方向誤り訂正（ＦＥＣ）によって（通信待ち時間およびデータオーバヘッドを犠牲にして）、または自動繰返しリクエスト（ＡＲＱ）によって訂正することができる。

ベクタリングを用いると、受信機におけるクロストーク干渉レベルがかなり低減される。したがって、高く安定したクロストークレベルで前もってマスクされた大きな雑音変動が目に見えるようになる。したがって、この雑音変動の増大に対処するために、オペレータはさらに大きな雑音余裕を必要とすることがあり、それによって、予想されたベクタリング利得が低減する。

さらに、銅線ループの長さを低減させるファイバ配備が継続していることにより、ＤＳＬ帯域プランが高い周波数へ拡張される。これらの周波数ではより高いクロストーク結合があるが、無線周波数侵入（ＲＦＩ）などの非ＤＳＬ雑音をより大きく拾ってしまうこともまたある。ここでもまた、雑音動力学の増大が予測されうる。

また、アクセスプラントの全消費電力の低減を求めるオペレータからの絶え間ない圧力もある。電力低減もまた、ループアンバンドリングを可能にしうる「公正」機構である。

要するに、現在のＤＳＬシステムはエンドユーザに、適正なサービス品質（ＱｏＳ）での最適なデータレート、および最適な１ビット当たり電力を提供することができない。

本発明の目的は、上述の短所および欠点に対処する新規の変復調方式を提案することである。

本発明の第１の実施形態によれば、２進ストリームをマルチキャリアデータシンボルに符号化する方法は、送信側において、
ａ）複数のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分けるステップと、
ｂ）Ｎ個のキャリアを含む所与のキャリア群について、キャリア群のＮ個のキャリアを変調するための群コンスタレーション図を選択するステップであって、選択された群コンスタレーション図が、所定の低減する電力を有しＰ個の最強およびＱ個の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構築され、ＰおよびＱが２つの正の整数パラメータであり、Ｉが、最大コンスタレーションサイズを決める正の整数値である、選択するステップと、
ｃ）キャリア群の所与のキャリアについて、２進ワードを群コンスタレーション図のコンスタレーション点の上にマッピングするステップと、
ｄ）ＰおよびＱパラメータが変化しないままで、キャリア群のＮ個のキャリアのそれぞれによるＮ個の２進ワードについてステップｃ）を繰り返すステップと、
ｅ）Ｐおよび／またはＱパラメータがキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに調整されつつ、各キャリア群についてステップｂ）からｄ）を繰り返すステップとを含む。

本発明の第２の態様によれば、２進ストリームをマルチキャリアデータシンボルに符号化する送信機は、
ａ）複数のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分けるように、かつ
ｂ）Ｎ個のキャリアを含む所与のキャリア群について、キャリア群のＮ個のキャリアを変調するための群コンスタレーション図を選択するように構成され、選択された群コンスタレーション図が、所定の低減する電力を有しＰ個の最強およびＱ個の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構築され、ＰおよびＱが２つの正の整数パラメータであり、Ｉが、最大コンスタレーションサイズを決める正の整数値であり、さらに
ｃ）キャリア群の所与のキャリアについて、２進ワードを群コンスタレーション図のコンスタレーション点の上にマッピングするように、かつ
ｄ）ＰおよびＱパラメータが変化しないままで、キャリア群のＮ個のキャリアのそれぞれによるＮ個の２進ワードについてステップｃ）を繰り返すように、かつ
ｅ）各キャリア群についてステップｂ）からｄ）を繰り返すように、かつＰおよび／またはＱパラメータをキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに調整するように構成される。

本発明の第３の態様によれば、２進ストリームをマルチキャリアデータシンボルからブラインド復号する方法は、受信側において、
ａ）複数のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分けるステップと、
ｂ）Ｎ個のキャリアを含む所与のキャリア群について、Ｎ個のキャリアまたはその一部の統計的特徴づけによってキャリア群のＮ個のキャリアを復調するための群コンスタレーション図を選択するステップであって、選択された群コンスタレーション図が、所定の低減する電力を有しＰ個の最強およびＱ個の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構築され、ＰおよびＱが２つの正の整数パラメータであり、Ｉが、最大コンスタレーションサイズを決める正の整数値である、選択するステップと、
ｃ）キャリア群の所与のキャリアについて、群コンスタレーション図によってキャリアを２進ワードにデマッピングするステップと、
ｄ）キャリア群のＮ個のキャリアのそれぞれについてステップｃ）を繰り返し、ＰおよびＱパラメータが変化しないままであり、それによってＮ個の２進ワードが得られるステップと、
ｅ）Ｐおよび／またはＱパラメータがキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに再評価され、各キャリア群についてステップｂ）からｄ）を繰り返すステップとを含む。

本発明の第４の態様によれば、２進ストリームをマルチキャリアデータシンボルからブラインド復号する受信機は、
ａ）複数のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分けるように、かつ
ｂ）Ｎ個のキャリアを含む所与のキャリア群について、Ｎ個のキャリアまたはその一部の統計的特徴づけによってキャリア群のＮ個のキャリアを復調するための群コンスタレーション図を選択するように構成され、選択された群コンスタレーション図が、所定の低減する電力を有しＰ個の最強およびＱ個の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構築され、ＰおよびＱが２つの正の整数パラメータであり、Ｉが、最大コンスタレーションサイズを決める正の整数値であり、さらに、
ｃ）キャリア群の所与のキャリアについて、群コンスタレーション図によってキャリアを２進ワードにデマッピングするように、かつ
ｄ）キャリア群のＮ個のキャリアのそれぞれについてステップｃ）を繰り返し、ＰおよびＱパラメータが変化しないままであり、それによってＮ個の２進ワードが得られるように、かつ
ｅ）各キャリア群についてステップｂ）からｄ）を繰り返すように、かつＰおよび／またはＱパラメータをキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに再評価するように構成される。

本発明の一実施形態では、送信機は、Ｐパラメータを電力バジェット基準に従って調整する。

本発明の一実施形態では、送信機は、Ｑパラメータを雑音基準に従って調整する。

本発明の一実施形態では、送信機は、Ｑパラメータをピア受信機からの肯定応答情報に従って調整する。

本発明の一実施形態では、送信機は、Ｐおよび／またはＱパラメータをサービスの質ＱｏＳ基準に従って調整する。

本発明の一実施形態では、送信機は、Ｐおよび／またはＱパラメータを出力トラフィック需要に従って調整する。

本発明の一実施形態では、Ｉ個の重畳コンスタレーションベクトルは４ＱＡＭベクトルである。

本発明の一実施形態では、キャリア送信電力が、送信電力スペクトルマスクにより個別に成形され、かつ／またはそれぞれの相対キャリア利得に応じて個別に微調整される。

本発明の一実施形態では、この方法は、キャリアの上にマッピングする前に２進ストリームをスクランブルするステップをさらに含む。

本発明の一実施形態では、受信機は、Ｎ個のキャリアもしくはその一部の電力または振幅分布の統計的特徴づけによってＰおよび／またはＱパラメータを評価する。

提案された変調方式では、２つ以上のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分ける。しかし、受信側でキャリアを正確に統計的に特徴づけるには十分に多い数のキャリアが必要とされる。各キャリアは、それぞれのＳＮＩＲまたは誤り率に従って群に分けることができる。このようにキャリアを群に分けることは、チャネル初期化時に実行することができ、またチャネル動作時に更新することができる。あるいは、キャリア群は、送信側と受信側の両方で知られている所定の群とすることもできる。各キャリア群は、必ずしも等しい数のキャリアを含まない。

次に、送信機は、所与のキャリア群のすべてのキャリアに対し、また所与のマルチキャリアデータシンボルに対し使用されるべき共通コンスタレーション図を自律的に選択する。送信機では、十分に制限された電力レベルの組、および可能なコンスタレーションパターンを使用する。その場合、送信機は、任意の時点で、この制限された組の中で任意のコンスタレーションおよび電力を使用することが可能である。これらの動作は、キャリアの全群にわたって調整され、受信機は、キャリアの群にわたっていくつかの測定法を適用して、どのコンスタレーションがどの電力で使用されているかを確実に検知することができる。

より形式的には、選択された群コンスタレーション図は、所定の低減する電力を有しＰ個の最初の最強およびＱ個の最後の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構成される。例えば、重畳コンスタレーションベクトルは４ＱＡＭコンスタレーションベクトル、または対しょＰＡＭコンスタレーションベクトルである。Ｉによって最大許容コンスタレーションサイズが決まり、ＰおよびＱは２つの整数パラメータであり、その値は送信機によって自律的に調整される。

送信機は、様々な基準に従ってＰおよびＱパラメータを自律的に調整する。例えば、Ｐパラメータは、消費する送信電力を可能な限り少なくするために、増大させることができる。さらに例えば、Ｑパラメータは、雑音フロアに近づかないようにするために、また通信を可能な限り障害許容力があるようにするために、増大させることができる。さらに例えば、Ｑパラメータは、ピア受信機から受信された肯定応答情報に従って調整することができる。すなわち、最弱コンスタレーションベクトルが突然の雑音増大を被った場合、対応するデータブロックは応答されないままになるが、送信機はそのとき、対応するキャリア群（１つまたは複数）のＱ値を増大させるように決定することができる。さらに例えば、Ｐおよび／またはＱパラメータは、あるビット誤り率（ＢＥＲ）を有するあるデータスループットなどのある種のＱｏＳに適合するように調整することができる。Ｐおよび／またはＱパラメータはまた、現在のＤＬＳ標準規格によるアイドルパターン伝送のために電力を浪費することなく実際のトラフィック需要を満たすように調整することもできる。

次に、送信機は、キャリア群のキャリアのひとつひとつにわたって、同じコンスタレーション図を使用して対応する数のビットを符号化し、これはＰおよび／またはＱパラメータが変化しないままであることを意味する。

このプロセスは、キャリア群のひとつひとつに対し、またマルチキャリアデータシンボルのひとつひとつに対し再び繰り返す一方で、ＰおよびＱパラメータは、その最適値にキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに調整される。

キャリア送信電力は、送信電力マスクにより個別に成形することができ、あるいはそれぞれの相対キャリア利得、例えば雑音余裕等化に応じて微調整することができる。

キャリアの既定の群にわたって共通のコンスタレーション図を使用することにより、受信側におけるブラインド復号が可能になる。受信機では、所与のキャリア群の受信周波数サンプルを統計的に特徴づけることによって、例えば、何らかの参照閾値に対して受信周波数サンプルの振幅または電力を統計的に特徴づけることによって、送信側においてどのコンスタレーション図が使用されたかを見出す。すべての周波数サンプルが使用される必要はないが、サンプルが多ければ多いほど推定がより正確になる。また、統計的特徴づけは、符号化の前にデータをスクランブルすることによって改善される。

Ｐ値およびＱ値が決定され、対応するコンスタレーション図が選択された後、受信機は、コンスタレーション図内の、特定の２進ワードと関連づけられている最も近いコンスタレーション点を選択することによって、対応する受信周波数サンプルを復号する。

提案された変復調方式は、以下の点で有利である：
− ＱＯＳおよび安定性を保証するために、ラインコード限界に対して余裕を用いる必要がなく、仮想雑音または人工雑音を用いる必要もまたない、
− 現在のＤＳＬ ＡＲＱとは異なり、より長い雑音バースト、および高速の階段状雑音増加に対処することができる、
− 現在のＤＳＬ低電力モードとは異なり、実際のトラフィック需要の関数としてその送信電力に適応させることができ、したがって、さらに多くの電力を節減することができ、トラフィック増加に対しては、電力サージを制御することができる、
− ラインを始動することが、大型ベクタリングシステムの３０秒−３分と比較して数秒以内で可能である、
− ラインリトレインの量が著しく低減される、
− 手作業で設定する必要がある通信パラメータが少ないのでネットワーク管理が低減し、したがって運営費（ＯＰＥＸ）が低減する、
− ループアンバンドリングが可能である。

一実施形態についての以下の説明を添付の図面と併せて参照することにより、本発明の上記その他の目的および特徴が明らかになり、また本発明自体が最善に理解されよう。

本発明による送信機を示す図である。 本発明による受信機を示す図である。 送信機および受信機で使用するための可能な階層型群コンスタレーションを示す図である。 送信機および受信機で使用するための可能な階層型群コンスタレーションを示す図である。 送信機および受信機で使用するための可能な階層型群コンスタレーションを示す図である。 可能なキャリアローディングポリシーを示す図である。 可能なキャリアローディングポリシーを示す図である。

以下の用語は、本明細書全体を通し一貫して使用される。
− Ｉは、送信機および受信機で場合によって使用される可能性がある階層型変調層の最大数、あるいはコンスタレーションベクトルの最大数を示す、
− ｉは、０からＩ−１の範囲の変調層指標、あるいはコンスタレーションベクトル指標を示す、
− Ｌｉは、特定の既定送信電力によって特徴づけられた特定の変調層を示す、
− Ｊは、キャリア群の総数を示す、
− ｊは、０からｊ−１の範囲のキャリア群指標を示す、
− Ｇｊは、指標ｊ付きのキャリア群を示す、
− Ｎｊは、キャリア群Ｇｊ内のキャリアの数を示す、
− Ｋは、キャリアの総数を示す、
− ｋは、１からＫの範囲のキャリアまたは周波数の指標を示す、
− ｌは送信または受信マルチキャリアデータシンボルの指標を示す、
− Ｖｉ，ｋ，ｌは、変調層Ｌｉおよびマルチキャリアデータシンボルｌに対し周波数指標ｋにおける送信コンスタレーションベクトルを示す、
− Ｐｊ，ｌは、マルチキャリアデータシンボル指標ｌに対しキャリア群Ｇｊ内で除外されている最強コンスタレーションベクトルの数、あるいは最高変調層の数を示す、
− Ｑｊ，ｌは、マルチキャリアデータシンボル指標ｌに対しキャリア群Ｇｊ内で除外されている最弱コンスタレーションベクトルの数、あるいは最低変調層の数を示す、
− Ｔｋ，ｌは、マルチキャリアデータシンボル指標ｌに対し周波数指標ｋにおける送信周波数サンプルを示す、
− Ｒｋ，ｌは、マルチキャリアデータシンボル指標ｌに対し周波数指標ｋにおける受信周波数サンプルを示す、
− Ｈｋは、周波数指標ｋにおける全体直接チャネル伝達関数を示す、
− Ｚｋ，ｌは、マルチキャリアデータシンボル指標ｌに対し周波数指標ｋにおける受信雑音および干渉を示す。

さらに、階層型変調層は４ＱＡＭ変調層であり、対応するコンスタレーションベクトルも同様である。

図１に、以下の機能ブロックを備える送信機１が示されている：
− 送出トラフィックが保持される送信バッファ１０、
− フレーマ２０、
− スクランブラ３０、
− 直並列（Ｓ／Ｐ）変換器４０、
− マッパ５０、
− スケーラ６０、
− 逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット７０、
− 並直列（Ｐ／Ｓ）変換器８０、
− 巡回エクステンション（ＣＥ）およびウィンドウィングユニット９０、
− アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１００、
− 変調コントローラ（ＣＴＲＬ）１１０、
− ＡＲＱ格納領域１２０。

送信バッファ１０は、フレーマ２０に結合される。フレーマ２０はさらに、スクランブラ３０およびＡＲＱ格納領域１２０に結合される。スクランブラ３０はさらに、Ｓ／Ｐ変換器４０に結合される。Ｓ／Ｐ変換器４０はさらに、マッパ５０に結合される。マッパ５０はさらに、スケーラ６０に結合される。スケーラ６０はさらに、ＩＦＦＴユニット７０に結合される。ＩＦＦＴユニット７０はさらに、Ｐ／Ｓ変換器８０に結合される。Ｐ／Ｓ変換器８０はさらに、ＣＥ／ウィンドウィングユニット９０に結合される。ＣＥ／ウィンドウィングユニット９０はさらに、ＡＦＥ １００に結合される。ＡＦＥ １００はさらに、非シールドより対銅線（ＵＴＰ）などの伝送媒体に結合される。変調コントローラ１１０は、送信バッファ１０、フレーマ２０、Ｓ／Ｐ変換器４０、マッパ５０、およびスケーラ６０に結合される。

フレーマ２０は、送出２進ストリームをデータ伝送ユニット（ＤＴＵ）に構文解析する。各ＤＴＵは、別にデータブロック（図６参照）と呼ばれる所与のマルチキャリアデータシンボル内の所与のキャリア群の所与の変調層によって搬送される。

フレーマ２０には、キャリア群Ｇｊ内の数Ｎｊのキャリア、ならびに変調パラメータ｛Ｐｊ，ｌ；Ｑｊ，ｌ｝が供給される。したがって、キャリア群Ｇｊ内のデータブロックの長さは２Ｎｊに等しく、キャリア群ごとにＩ−Ｐｊ、ｌ−Ｑｊ、ｌ個のイネーブルされたデータブロックがある。フレーマ３０は、オーバヘッド挿入後に所与のデータブロックの長さに対応するように、要求された数のビットを送出２進ストリームから取り出す。ＤＴＵオーバヘッドは、巡回冗長検査（ＣＲＣ）または順方向誤り訂正（ＦＥＣ）などのパリティ情報、およびデータ再構成情報を含む。この処理は、各キャリア群および各マルチキャリアデータシンボル内のイネーブルされたブロックごとに繰り返す。

フレーマ２０はまた、ピア受信機から応答されなかったＤＴＵを再送信するためのＡＲＱ論理回路を収容する。フレーマ２０は、応答されなかったＤＴＵがもしあれば、さらなる再送信のために保持される格納領域１２０を使用する。

フレーマ２０はさらに、例えば特定のデータブロックによって送信されたいくつのＤＴＵに応答がなかったかという、イネーブルされたデータブロックごとの送信失敗についてのＡＲＱ統計量を保存するように構成される。ＡＲＱ統計量は、変調パラメータＱｊ，ｌを調整するために変調コントローラ１１０に供給される。

スクランブラ３０は、送信側と受信側の両方で知られているスクランブルアルゴリズムによって２進ストリームをランダム化するものである。

Ｓ／Ｐ変換器４０は、各スクランブル化ＤＴＵを所与のマルチキャリアデータ記号の所与のデータブロックに、所定の順序に従ってマッピングする。Ｓ／Ｐ変換器４０は、マルチキャリアデータシンボル指標ｌ内のキャリア指標ｋを変調するための４ＱＡＭ階層型層Ｌｉにマッピングされるべきそれぞれのビット対値｛ｂ０，ｉ，ｋ，ｌ；ｂ１，ｉ，ｋ，ｌ｝をマッパ５０に供給する。Ｓ／Ｐ変換器４０には、キャリア群Ｇｊおよびマルチキャリアデータシンボル指標ｌに対しマッパ５０で使用されるべき変調パラメータ｛Ｐｊ，ｌ；Ｑｊ，ｌ｝が供給される。Ｓ／Ｐ変換器４０にはさらに、キャリア群Ｇｊ（図１の「ｋ ｉｎ Ｇｊ」参照）に属するキャリア指標のリストが供給される。

マッパ５０は、Ｓ／Ｐ変換器４０によって供給されたそれぞれのビット対値から送信周波数サンプルを決定する。

周波数指標ｋにおける送信周波数サンプルＴｋ，ｌは、キャリア群Ｇｉに属し、かつマルチキャリアデータシンボル指標ｌ内にあるが、所定の低減する電力を有しＰｊ，ｌ最強およびＱｊ，ｌ最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳４ＱＡＭコンスタレーションベクトルＶｉ，ｋ，ｌの階層的合計として分解することができる（Ｓ／Ｐ変換器は、これらに対する何らかのビット対値を出力するとは予期されない）。各コンスタレーションベクトルＶｉ，ｋ，ｌは、それぞれのビット対値｛ｂ０，ｉ，ｋ，ｌ；ｂ１，ｉ，ｋ，ｌ｝によって変調され、Ｌ−Ｐｊ，ｌ−Ｑｊ，ｌコンスタレーションベクトルが合計されて送信周波数サンプルＴｋ，ｌが得られる：

好ましい一実施形態では、Ｉ個のコンスタレーションベクトルＶｉ，ｋ，ｌは、等価力率αにより固定低減電力を有する：

ここで

は、送信機と受信機の両方で共通に使用されるべき最強コンスタレーションベクトルの参照振幅を示す。αの典型値は２または４である。

マッパ５０は、スケーラ６０に向けて１組の周波数サンプルＴｋ，ｌを出力する。

スケーラ６０は、送信電力スペクトル密度（ＰＳＤ）マスクｔｓｓｋによって周波数サンプルＴｋ，ｌの送信電力を成形し、かつ／または、それぞれの相対キャリア利得ｇｋに応じて周波数サンプルＴｋ，ｌの送信電力を微調整し、それによって、スケール化送信周波数サンプルＴ’ｋ，ｌが得られる：
Ｔ’_ｋ，ｌ＝ｔｓｓｉ_ｋ・ｇ_ｋ・Ｔ_ｋ，ｌ （３）

ＩＦＦＴユニット７０は、スケール化送信周波数サンプルＴ’ｋ，ｌから時間サンプルをＩＦＦＴアルゴリズムによって計算するものである。

Ｐ／Ｓ変換器８０は、ＩＦＦＴユニット７０から供給された時間サンプルをさらなるアナログ変換のために直列時間系列に変換するものである。

ＣＥ／ウィンドウィングユニット９０は、各マルチキャリアデータシンボル内にＣｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘを挿入するものであり、さらに各マルチキャリアデータシンボルに時間窓を適用してシンボル遷移中の周波数漏洩を低減するものである。

ＡＦＥ １００は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）と、信号エネルギーを適切な通信周波数帯域（１つまたは複数）内に制限するための送信フィルタと、送信信号を増幅し、伝送線を駆動するためのラインドライバと、低い送信機−受信機結合比を実現しながら（例えば、エコー消去技術によって）、送信機出力部を伝送線に結合するためのハイブリッドと、線の特性インピーダンスに整合するためのインピーダンス整合回路と、分離回路（通常はトランス）とを備える。

変調コントローラ１１０は、キャリア群Ｇｊおよびマルチキャリアデータシンボル指標ｌに対しマッパ５０で使用されるべき変調パラメータ｛Ｐｊ，ｌ；Ｑｊ，ｌ｝の値を調整するものである。

変調パラメータ｛Ｐｊ，ｌ；Ｑｊ，ｌ｝は、様々な基準に応じて調整される：
− 必要なＱｏＳを得るための最小送信電力、または可能な限り障害許容力のある通信を行うための最大送信電力などの電力ポリシー基準ｐｏｗｅｒ＿ｐｏｌｉｃｙ、
− 所与のＢＥＲおよび／または待ち時間で実現されるべき固定ビットレート（ＣＢＲ）または可変ビットレート（ＶＢＲ）などのＱｏＳ基準、
− 変調層ごと、およびキャリア群ごとの再送信イベントの数などの、フレーマ３０からの肯定応答情報ａｃｋ＿ｉｎｆｏ、
− ネットワークアナライザによって構成されるＰＳＤテンプレートｎｏｉｓｅ＿ｔｅｍｐｌａｔｅ、またはチャネル初期化中および／または動作中にピア受信機によって実行されるＳＮＩＲ測定、あるいはチャネル初期化中および／または動作中にピア受信機によって実行されるＳＮＩＲ測定により決定される所与のキャリア群に対し適合されるべきＱパラメータの最小値、などの雑音基準、および
− 高位層（１つまたは複数）からの実際のトラフィック需要を示す送信バッファ１０の現在長。

変調コントローラ１１０は、Ｐｊ，ｌおよびＱｊ，ｌ変調パラメータを以下の範囲内で調整する：
０≦Ｐｊ，ｌ≦Ｉ （４）
０≦Ｑｊ，ｌ≦Ｉ （５）
Ｉ−Ｐｊ，ｌ−Ｑｊ，ｌ≧０ （６）。

Ｐｊ，ｌ＋Ｑｊ，ｌどちらかがＩと等しい場合、対応するキャリア群Ｇｊは伝送のために使用されない。

Ｐおよび／またはＱパラメータは、何か既定のテンプレートまたは規則に従うように制限することができる。例えば、経時的なＰパラメータ変動は、他の活回線への干渉をなくすように限度内にとどめることができる。さらに例えば、チャネル初期化中に送信機は、基礎の、かつ障害許容力のある通信チャネルを可能な限り早急に設定するように、高い送信電力および高い雑音余裕、すなわち低いＰ値および高いＱ値で始動させることができる。次に、送信機は、テンプレートおよび必要なＱｏＳに準じて電力および雑音余裕を徐々に低減することができる。

変調パラメータ｛Ｐｊ，ｌ；Ｑｊ，ｌ｝の調整については、図６および図７に関してさらに詳述する。

図２に、以下の機能ブロックを備える受信機２が示されている：
− ＡＦＥ ２１０、
− Ｓ／Ｐ変換器２２０、
− 高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニット２３０、
− 周波数等化器（ＦＥＱ）２４０、
− 復調コントローラ（ＣＴＲＬ）２５０、
− デマッパ２６０、
− Ｐ／Ｓ変換器２７０、
− デスクランブラ２８０、および
− デフレーマ２９０、
− 入力トラフィックが保持される受信バッファ３００。

ＡＦＥ ２１０は、伝送媒体およびＳ／Ｐ変換器２２０に結合される。Ｓ／Ｐコンバータ２２０はさらに、ＦＦＴユニット２３０に結合される。ＦＦＴユニット２３０はさらに、周波数等化器２４０に結合される。周波数等化器２４０はさらに、復調コントローラ２５０に結合される。復調コントローラ２５０はさらに、デマッパ２６０に結合される。デマッパ２６０はさらに、Ｐ／Ｓ変換器２７０に結合される。Ｐ／Ｓ変換器２７０はさらに、デスクランブラ２８０に結合される。デスクランブラ２８０はさらに、デフレーマ２９０に結合される。デフレーマ２９０はさらに、受信バッファ３００に結合される。

ＡＦＥ ２１０は、アイソレーション回路と、インピーダンス整合回路と、低い送信機−受信機結合比を実現しながら伝送線を受信機入力部に結合するためのハイブリッドと、帯域外干渉を阻止しながら信号エネルギーを適切な通信周波数帯域内に制限するための受信フィルタと、雑音を可能な限り少なくして受信信号を増幅するための低雑音増幅器（ＬＮＡ）と、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）とを備える。

Ｓ／Ｐ変換器２２０は、ＡＦＥ ２１０から出力されたデジタル時間サンプルを、ＦＥＴユニット２３０でのさらなる処理のために並列化するものである。

ＦＦＴユニット２３０は、受け取った周波数サンプルＲｋ，ｌを高速フーリエ変換アルゴリズムによって計算するものである。

イコライザ２４０は、受信周波数サンプルを等化するものである。各周波数Ｒｋ，ｌには、最初の送信周波数サンプルＴｋ，ｌを復元するために、全チャネル伝達関数（キャリアスケーリングおよびＡＦＥ １００およびＡＦＥ ２１０を含む）の逆関数が掛けられ、それによって等化周波数サンプルＲ’ｋ，ｌが得られる：

及び、

送信側と受信側の両方で知られている疑似ランダム広帯域信号を使用して、チャネル伝達関数を決定することができる。疑似ランダム信号は、すべてのデータ送信に先行するプリアンブルパターンとして、またはチャネル初期化中および／または動作中のトレーニング信号として送信することができる。

等化受信周波数サンプルＲ’ｋ，ｌは、変調パラメータを決定するために復調コントローラ２５０に供給される。

復調コントローラ２５０は、等化受信周波数サンプルＲ’ｋ，ｌ、ｋ∈Ｇｊを統計的に特徴づけることによって、キャリア群Ｇｊおよびマルチキャリアデータシンボル指標ｌに対する変調パラメータ｛Ｐｊ，ｌ；Ｑｊ，ｌ｝を決定する。

復調コントローラ２５０は、Ｎｊ個の等化受信周波数サンプルＲ’ｋ，ｌの平均電力を計算する。キャリア群Ｇｊおよびマルチキャリアデータ記号シンボルｌに対するＮｊ個の等化受信周波数サンプルの平均電力の推定値Ｐｊ，ｌが、次式で与えられる：

各４ＱＡＭコンスタレーションベクトルＶｉ，ｋ，ｌが統計的に無相関のビット対値で変調されるとき（スクランブル処理が理由で）、ゼロ平均ガウス雑音Ｚｋ，ｌを想定すると、平均電力の予想値は次式で与えられる：

参照送信電力

が受信側で知られていると想定すると、復調コントローラ２５０は、合計（１０）が計算推定値Ｐｊ、ｌ（９）と最もよく合う変調パラメータ｛Ｐｊ，ｌ；Ｑｊ，ｌ｝を決定する。

復調コントローラ２５０は、推定値Ｐｊ，ｌを

と

の間の第１の参照閾値、例えば

と比較することによって、最強コンスタレーションベクトルが使用されたかどうか（すなわち、Ｐがゼロに等しいかどうか）をまず判定する。

推定値Ｐｊ，ｌが第１の参照閾値よりも大きい場合、Ｐはゼロであると考えられ、キャリア群ＧｊのＮｊ個の受信周波数サンプルが、最高位変調層Ｌ０の復調のためにデマッパ２６０に送られる。デマッパ２６０は、キャリア群Ｇｊのキャリアｋごとに送信された最強コンスタレーションベクトルＶ０，ｋ，ｌを決定する。そうして決定されたコンスタレーションベクトルＶ０，ｋ，ｌが次に、それぞれの受信周波数サンプルＲ’ｋ，ｌから差し引かれ、結果として得られた受信周波数サンプルは、さらなる統計的特徴づけのために復調コントローラ２５０に返される。

推定値Ｐｊ，ｌが第１の参照閾値よりも小さい場合、Ｐは０とは異なる（すなわち変調層Ｌ０がそのキャリア群については送信側で使用されなかった）と考えられ、推定値Ｐｊ，ｌは、

と

の間の第２の参照閾値、例えば

と比較されて、変調層Ｌ１が使用されたかどうかが解明される。

特定の参照閾値が対応する変調層（通常、層指標Ｐｊ，ｌ）でヒットすると、変調パラメータＰｊ，ｌの対応する値が決定され、連続する階層変調層が個別に復調され、別の対応する変調層（通常、層指標Ｌ−１−Ｑｊ，ｌ）で別の参照閾値がもはやヒットしなくなるまで（その段階で、雑音しか残っていないと予想される）、対応するコンスタレーションベクトルが受信周波数サンプルから差し引かれる。次に、Ｑｊ，ｌパラメータの対応する値が導き出される。

デマッパ２６０は、図２の所与の周波数サンプル（図２の｛Ｒ’ｋ，ｌ；Ｌｉ｝を参照）の所与の変調層Ｌｉを復調するものである。周波数サンプルは、もしあれば、前に復調されたコンスタレーションベクトルが差し引かれた後に復調コントローラ２５０から供給される。デマッパ２６０は、変調層Ｌｉに対応する４ＱＡＭコンスタレーション図を選択し、そのコンスタレーション図の、供給された周波数サンプルに最も近いコンスタレーション点を決定する。次に、そのコンスタレーション点に対応するビット対値が、Ｐ／Ｓ変換器でさらに処理するためにデマッパ２６０から出力される。対応するコンスタレーションベクトルが受信周波数サンプルから差し引かれ、その結果は、さらなる統計的特徴づけのために復調コントローラ２５０に返される。

場合により、対応するコンスタレーションベクトルが受信周波数サンプルから差し引かれる前に、誤り訂正が復号された２進ワードに適用されうる。

この繰返し復調の一代替形態として、デマッパ２６０は、変調パラメータ｛Ｐｊ，ｌ；Ｑｊ，ｌ｝が復調コントローラ２５０によって決定された後に、適切なコンスタレーション図を使用してワンパスで等化受信周波数サンプルＲ’ｋ，ｌを復調することができる。

Ｐ／Ｓ変換器２７０は、デマッパ２６０によって出力された個別復調ビット対値から元のＤＴＵを再構成し、かつこの再構成ＤＴＵを直列化するものである。

デスクランブラ２８０は、元のＤＴＵを復元するものである。

デフレーマ２９０は、ＤＴＵペイロードを単一の２進ストリームに再構成される。

デフレーマ２９０はまず、添付パリティビットによって受信ＤＴＵが有効であるか、それとも破損しているかを検査する。破損ＤＴＵは、受信機によって破棄される。

デフレーマ２９０は、ＤＴＵの正確な受信をピア送信機に通知するためのＡＲＱ論理回路を収容する。通知されなかったＤＴＵは、送信機から再送信されると予想される。

結果として得られた２進ストリームは、完成後、高位層でのさらなる読出しのために受信バッファ３００に出力される。

図３から図５に、キャリア変復調で使用することができる３つの例示的なコンスタレーション図が示されている。変調層の最大数は３であると想定されている（Ｉ＝３）。

図３に、使用事例Ｉ＝３およびＰ＝Ｑ＝０に対応する、すなわち３つすべての変調層Ｌ０、Ｌ１およびＬ２が使用される、第１の６４ＱＡＭコンスタレーション図（１キャリア当たり６ビット）が示されている。

送信周波数サンプルＴｋ，ｌ、または等化受信周波数サンプルＲ’ｋ，ｌは、３つのコンスタレーションベクトル、すなわち、変調層Ｌ０のＶ０，ｋ，ｌと、変調層Ｌ１のＶ１，ｋ，ｌと、変調層Ｌ２のＶ２，ｋ，ｌとの合計である。

２つの連続する変調層に属する２つのコンスタレーションベクトル間の電力比αは、同等から４までであり、あるいは次式の通りである。

第１の変調層Ｌ０は最大の送信電力を有し、コンスタレーション点「ｘ」に対応する。第２の変調層Ｌ１は、第１の変調層Ｌ０の１／４の送信電力を有し、コンスタレーション点「＋」に対応する。最後に、第３の変調層Ｌ２は、第１の変調層Ｌ０の１／１６の送信電力を有し、丸で囲まれたコンスタレーション点「＋」に対応する。このコンスタレーション図の許容可能雑音電力は、１つのコンスタレーション点を取り囲む雑音雲として示されている（図３の許容可能雑音参照）。

図４に、Ｉ＝３、Ｐ＝０およびＱ＝１である、すなわち最大の２つの変調層Ｌ０、Ｌ１だけが使用される第２の１６ＱＡＭコンスタレーション図（１キャリア当たり４ビット）が示されている。

送信周波数サンプルＴｋ，ｌ、または等化受信周波数サンプルＲ’ｋ，ｌは、ここでは２つのコンスタレーションベクトル、すなわち変調層Ｌ０のＶ０，ｋ，ｌと、変調層Ｌ１のＶ１，ｋ，ｌとの合計である。Ｖ２，ｋ，ｌコンスタレーションベクトルは除外される。

このコンスタレーション図は、低いビットローディングを犠牲にして高い雑音電力に耐えることができる。

図５に、Ｉ＝３、Ｐ＝１およびＱ＝０である、すなわち最小の２つの変調層Ｌ１、Ｌ２だけが使用される第３の１６ＱＡＭコンスタレーション図（１キャリア当たり４ビット）が示されている。

送信周波数サンプルＴｋ，ｌ、または等化受信周波数サンプルＲ’ｋ，ｌは、ここでは２つのコンスタレーションベクトル、すなわち変調層Ｌ１のＶ１，ｋ，ｌと、変調層Ｌ２のＶ２，ｋ，ｌとの合計である。Ｖ０，ｋ，ｌコンスタレーションベクトルは除外される。

このコンスタレーション図は、図３のコンスタレーション図（Ｐ＝Ｑ＝０）と同じ雑音電力に耐えることができ、しかもなお送信電力が小さい。

図６および図７に、本発明による２つの例示的なキャリアローディングが示されている。変調層の最大数は８（Ｉ＝８）と想定されている。

図６に、所与のマルチキャリアデータシンボルに対するそれぞれのキャリアビットローディングを表すグラフが示されている。

最大１６ビットを所与のキャリアにペアでロードすることができる。すなわち、｛ｂ０；ｂ１｝は変調層Ｌ０に対応し、｛ｂ２；ｂ３｝は変調層Ｌ１に対応し、｛ｂ４；ｂ５｝は変調層Ｌ２に対応し、｛ｂ６；ｂ７｝は変調層Ｌ３に対応し、｛ｂ８；ｂ９｝は変調層Ｌ４に対応し、｛ｂ１０；ｂ１１｝は変調層Ｌ５に対応し、｛ｂ１２；ｂ１３｝は変調層Ｌ６に対応し、｛ｂ１４；ｂ１５｝は変調層Ｌ７に対応する。

各変調層は、所与の送信電力バジェットに対応する。最大実現可能送信電力は、｜Ｔ（ｆ）｜ｍａｘとして示される。最大実現可能ＳＮＩＲ ＴＸ＿ＳＮＩＲ＿ＭＡＸは、｜Ｈ−１（ｆ）Ｚ（ｆ）｜と｜Ｔ（ｆ）｜ｍａｘの差であるとして示され、所与のキャリアにロードすることができるビットの最大数を表す。個々のキャリアスケーリングは、グラフが過密にならないように意図的に省略されている。

各キャリアは、それぞれのＳＮＩＲ比に応じて、言い換えると各キャリアの最大実現可能ビットローディングに応じて配列される。各キャリアは、固定数Ｎのキャリアを含むキャリア群に分けられる。所与のキャリア群の所与の変調層が、所与のデータブロックおよび所与のＤＴＵに対応する。１つのデータブロックは、２Ｎ個のビットを搬送することができる。

現在の雑音レベルが理由でディスエーブルされているデータブロック、およびどのようなＤＴＵを搬送するのにも使用できないデータブロックは、斜線で陰影がつけられている。ＤＴＵを搬送するためのマルチキャリアデータシンボルで使用されるイネーブルされたデータブロックは灰色になっており、マルチキャリアデータシンボルで使用されないまま残されているイネーブルされたデータブロックは白色になっている（これらはなお、後続または以前のマルチキャリアデータシンボルで使用されうる）。

キャリアローディングポリシーの第１の例は、図６に示されている。この例では、最小送信電力は、ある特定の量のデータを搬送するのに使用される。最低位変調層Ｌ７が最初に埋められ、次に変調層Ｌ６、Ｌ５などが埋められる。この使用事例では、送信機は、雑音フロア｜Ｈ−１（ｆ）Ｚ（ｆ）｜の上にとどまりながら、マルチキャリアデータシンボル（現在２６データブロック、または５２Ｎビット）によって送られる必要があるトラフィックの量に適合するように変調パラメータ｛Ｐ；Ｑ｝をキャリア群ごとに調整する。例えば、変調パラメータ｛Ｐ；Ｑ｝はそれぞれ、第１の２つのキャリア群Ｇ０およびＧ１では｛３；０｝に設定され、後続の４つのキャリア群Ｇ２からＧ５では｛４；１｝に設定され、以下同様に行われる。

送信機はまた、Ｑパラメータを調整するためにＡＲＱ統計量を使用することもできる。例えば、２つのデータブロックが、雑音バーストを定期的に被り誤ったＤＴＵおよび再送信イベントが生じているとＡＲＱ論理回路から通報されたと想定する。これらのデータブロックは、図６にバツ印で表示されている（キャリア群Ｇ４およびＧ５の変調層Ｌ６）。その場合、送信機は、通信をより障害許容力があるようにするために、キャリア群Ｇ４およびＧ５でＱを１から２に増大させる。等しい量のデータが搬送されるべき場合、データ量は、２つのキャリア群で（例えばキャリア群Ｇ２およびＧ３で）Ｐが１だけ減少することによって補償されなければならない。

キャリアローディングポリシーの第２の例が図６に示されている。この例では、キャリア群Ｇ０のすべてのイネーブルされたデータブロックが最初に埋められ、次にキャリア群Ｇ１のすべてのイネーブルされたデータブロックなどが埋められる。再び、送信機は、雑音フロア｜Ｈ−１（ｆ）Ｚ（ｆ）｜の上にとどまりながら、送られる必要があるトラフィックの量に適合するように変調パラメータ｛Ｐ；Ｑ｝をキャリア群ごとに調整する。このポリシーは、利用可能スペクトルの限定された部分だけを使用するのでさらに有利である。スペクトルの残りの部分は、（例えば、対応する加入者線が共通バインダのすぐ近くにあるために）干渉レベルが大きい他の送信機で使用することができる。その場合、複数の送信機間の何らかの種類のスケジューリング協調が有利になる。

一代替実施形態では、統計的仮説検定、より具体的には単一サンプルコルモゴルフ−スミルノフ（Ｋ−Ｓ）適合度仮説検定が、Ｑパラメータの値を推測するために使用される。

統計的仮説検定は、制御された実験、または観察研究（制御されない）からのデータを使用して決定を下す方法である。統計学では、ある結果がただ偶然だけで起きたのは既定の閾確率（有意水準）によればありそうにない場合に、その結果は統計的に有意であると呼ばれる。

［Ｈ，Ｐ］＝ＫＳＴＥＳＴ（Ｘ，ＣＤＦ）は、ランダムサンプルＸが仮説の連続累積分布関数（ＣＤＦ）を有しうるかどうかを決定するためのＫ−Ｓ検定を実行する。ＣＤＦは任意選択である。すなわち、省略されているかない場合、仮説のＣＤＦは標準正規のＮ（０，１）であると想定される。Ｈ値は仮説検定の結果を示す。すなわち、Ｈ＝０は「指定の有意レベルで帰無仮説を否定しない」ことを意味し、Ｈ＝１は「指定の有意レベルで帰無仮説を否定する」ことを意味する。Ｐ値は、少なくとも実際に観察されたものほどに極度の検定統計量が得られる確率であり、それによって帰無仮説が真であると想定される。したがって、これは、仮説Ｈ＝０から検定統計量が導き出されることがどのくらいありそうかを表す。

Ｓ（Ｘ）をサンプルベクトルＸから推測された経験ＣＤＦとし、Ｆ（Ｘ）を真であるが未知の対応する母集団ＣＤＦとし、ＣＤＦｒｅｆを帰無仮説のもとで指定された既知の入力ＣＤＦとする。１サンプルＫ−Ｓ検定では、Ｆ（Ｘ）＝ＣＤＦｒｅｆである帰無仮説をすべてのＸについて検定する。

受信されたサンプルは、送信されたサンプルに加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）を同相成分と直交成分の両方で加えたものに等しいことが分かっている。ＡＷＧＮは、平均が０であり分散が観察された雑音電力と等しい正規分布に従う。雑音電力は、例えば、ＳＹＮＣシンボルなどの所定のパターンを有する知られているシンボルによって測定することができる。したがって、受信機においてデマッピングが誤りなく実行されると、スライサ誤りの分布はＡＷＧＮに近づく。受信機でのデマッピングは、１）正しいデマッピング格子が使用され、２）雑音電力が限られている、場合に誤りなく実行される。したがって、デマッピングが誤りなく実行されるという想定のもとで、Ｋ−Ｓ検定により、同相領域および直交領域において観察されるスライサ誤りが、平均が０であり分散が観察された雑音電力と等しい仮説正規分布に従う確率を計算することができる。

同相成分および直交成分は、同じ分布（位相雑音を除く）およびコンスタレーション格子に従う（対称４ＱＡＭコンスタレーションから導出されているため）ことが分かっているので、同相成分および直交成分を同じビンの中の群に分けることができる。こうして、サンプルサイズを２倍に増大させることができる（Ｎ個のキャリア群では２Ｎ個の観察結果がある）。仮説コンスタレーション格子の１つが使用されていることが分かっているので、本発明者らはＫ−Ｓ検定のＨ値に依拠しない。むしろ、推定されたＱは、Ｋ−Ｓ検定のＰ値が最大になるＱである。

別法として、分布間のＫ−Ｓ検定によって出力されるＫ−Ｓ統計の臨界値を比較することもでき、スライシングが仮説分布をわずかに変えるので、これにより性能を改善することができる。（［−ｄ／２，ｄ／２］外側のゼロ確率、ここでｄは、考察されるコンスタレーション図において最も近い隣接距離である）。

さらに別法として、サンプルの平均を計算することによってスライサ誤りの平均がゼロになるはずであることを利用することもできる。最小平均（スライサ誤り）／Ｆが得られるコンスタレーション格子はＱ推定値として選択され、ここでＦは、格子の異なるｄを反映するための正規化である（通常、Ｆ＝ｄ／２を選択する）。さらに、スライサ誤りの分散を利用し、平均が０になるはずであるという想定のもとで、スライサ誤りの平均分散を選択することもできる。再び、考察されるコンスタレーションのＱ値に依存する正規化Ｆ（Ｑ）を使用する。

異なるＰ値のスライサ分布間の差異化は、良好な（したがって、有意の）検出を行うには小さすぎる。Ｐが信号の電力に関わるので、この属性をＰパラメータを推定するのに用いる。すべてのコンスタレーションにわたるループが作られることを回避するために、１つのコンスタレーション格子に限定する。想定では、２の振幅スケーリング係数が使用され、（Ｐ；Ｑ）コンスタレーション格子の各コンスタレーション点は、同じＱ値が使用される場合に重なり合う。完全情報源符号化の想定のもとでは、選択された（Ｐ；Ｑ）格子のすべてのコンスタレーション点が等しく頻繁に使用されるはずである。Ｐ＝１．．Ｉ−１に対する（Ｐ；Ｑ）コンスタレーション格子は（０；Ｑ）格子の副格子であるので、これらは異なるデマップ点の分布を有する。例えば、Ｉ＝２である場合、（１；０）格子は（０；０）格子の４つの内部点を使用している。本発明者らは、すべての点を個別に評価するのではなく、それらが属する層に応じてデマップコンスタレーション点をビンに入れることを提案する。したがって、考察されるコンスタレーション格子であるサンプル分布を観察する（帰無仮説のもとで）確率を見つけるために、厳密な二項またはカイ二乗の仮説検定を行うことができる。例えば、送信機が（０；０）格子上で送信しており、低雑音電力を想定している場合、Ｐ＝０であること（すなわち外部点の１つが使用されている場合）を容易に検知することができる。

ＰおよびＱパラメータは、受信周波数サンプルの統計的特徴づけによって両方評価される必要がないことに留意されたい。例えば、受信機は、所与のキャリア群のキャリアを復調するのに、そのキャリア群について測定されたＳＮＩＲにより決定される最小Ｑ値Ｑｍｉｎを使用することができる。その場合、受信機では、Ｑｊ，ｌ−Ｑｍｉｎデータブロックの無効ＤＴＵを復号することになる。そうであれば、受信機ではこれらを破棄し、これらは送信側で参照されないので再送信は行われない。

上記の説明は有線伝送に当てはまるが、提案された変復調方式は、無線伝送および移動伝送でも同様に有効であり、また有利である。

さらに、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、その後に列挙された手段に限定されると解釈すべきではないことに留意されたい。すなわち、「手段ＡおよびＢを備えるデバイス」という表現の範囲は、構成要素ＡおよびＢのみから構成されるデバイスに限定されるべきではない。これは、本発明に関しては、デバイスの関連構成要素がＡおよびＢであることを意味する。

さらに、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という語は、直接接続のみに限定されると解釈されるべきではないことにも留意されたい。すなわち、「デバイスＢに結合されたデバイスＡ」という表現の範囲は、デバイスＡの出力部が直接デバイスＢの入力部に直接接続される、および／またはその逆に直接接続されるデバイスまたはシステムに限定されるべきではない。これは、Ａの出力部とＢの入力部の間に、および／またはその逆の間に、他のデバイスまたは手段を含む経路でありうる経路が存在することを意味する。

明細書および図面は、単に本発明の原理を説明するものにすぎない。したがって、当業者であれば、本明細書には明示的に説明または図示されていないが、本発明の原理を具体化する、かつ本発明の趣旨および範囲内に含まれる様々な構成を考案できることを理解されたい。さらに、本明細書に列挙されたすべての例は主として、当技術分野を推進するために本発明者（１人または複数）が提供する本発明の原理、および概念を読者が理解することを助ける教育的目的のものにすぎないことが特に意図されており、このような具体的に列挙された例および条件の制限が伴わないと解釈されるべきである。さらに、本発明の諸原理、諸態様、および諸実施形態を列挙する本明細書のすべての記述、ならびにその具体的な諸例は、その同等物を包含するものである。

図に示された様々な要素の機能は、専用ハードウェア、ならびに適切なソフトウェアと共同でソフトウェアを実行できるハードウェアを使用することにより実現することができる。プロセッサによって実現される場合、諸機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共用プロセッサによって、または一部を共用できる複数の個別プロセッサによって実現することができる。さらに、プロセッサは、ソフトウェアを実行できるハードウェアを限定的に指すものと解釈されるべきではなく、それだけには限らないが、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などを暗黙的に含むことができる。読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性記憶装置などの他のハードウェア（従来型および／またはカスタム）もまた含まれてよい。

Claims (14)

1. ２進ストリームをマルチキャリアデータシンボルに符号化する方法であって、送信側において、
   ａ）複数のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分けるステップと、
   ｂ）Ｎ個のキャリアを含む所与のキャリア群について、キャリア群のＮ個のキャリアを変調するための群コンスタレーション図を選択するステップであって、選択された群コンスタレーション図が、所定の低減する電力を有しＰ個の最強およびＱ個の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構成され、ＰおよびＱが２つの正の整数パラメータであり、Ｉが、最大コンスタレーションサイズを決める正の整数値である、選択するステップと、
   ｃ）キャリア群の所与のキャリアについて、２進ワードを群コンスタレーション図のコンスタレーション点の上にマッピングするステップと、
   ｄ）ＰおよびＱパラメータが変化しないままキャリア群のＮ個のキャリアのそれぞれによるＮ個の２進ワードについてステップｃ）を繰り返すステップと、
   ｅ）Ｐおよび／またはＱパラメータがキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに調整されつつ、各キャリア群についてステップｂ）からｄ）を繰り返すステップとを含む、方法。
2. Ｐパラメータが電力バジェット基準に従って調整される、請求項１に記載の方法。
3. Ｑパラメータが雑音基準に従って調整される、請求項１から２のいずれかに記載の方法。
4. Ｑパラメータがピア受信機からの肯定応答情報に従って調整される、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. Ｐおよび／またはＱパラメータがサービス品質ＱｏＳ基準に従って調整される、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. Ｐおよび／またはＱパラメータが出力トラフィック需要に従って調整される、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. Ｉ個の重畳コンスタレーションベクトルが４ＱＡＭベクトルである、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. キャリア送信電力が、送信電力スペクトルマスクにより個別に成形され、かつ／またはそれぞれの相対キャリア利得に応じて個別に微調整される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. キャリアの上にマッピングする前に２進ストリームをスクランブルするステップをさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. ２進ストリームをマルチキャリアデータシンボルからブラインド復号する方法であって、受信側において、
    ａ）複数のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分けるステップと、
    ｂ）Ｎ個のキャリアを含む所与のキャリア群について、Ｎ個のキャリアまたはその一部の統計的特徴づけによってキャリア群のＮ個のキャリアを復調するための群コンスタレーション図を選択するステップであって、選択された群コンスタレーション図が、所定の低減する電力を有しＰ個の最強およびＱ個の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構成され、ＰおよびＱが２つの正の整数パラメータであり、Ｉが、最大コンスタレーションサイズを決める正の整数値である、選択するステップと、
    ｃ）キャリア群の所与のキャリアについて、群コンスタレーション図によってキャリアを２進ワードにデマッピングするステップと、
    ｄ）キャリア群のＮ個のキャリアのそれぞれについてステップｃ）を繰り返し、ＰおよびＱパラメータが変化しないままであり、それによってＮ個の２進ワードが得られるステップと、
    ｅ）各キャリア群についてステップｂ）からｄ）を繰り返し、Ｐおよび／またはＱパラメータがキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに再評価されるステップとを含む、方法。
11. Ｎ個のキャリアもしくはその一部の電力または振幅分布の統計的特徴づけによって、Ｐおよび／またはＱパラメータを評価するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
12. Ｉ個の重畳コンスタレーションベクトルが４ＱＡＭベクトルである、請求項１０から１１のいずれかに記載の方法。
13. ２進ストリームをマルチキャリアデータシンボルに符号化する送信機（１）であって、
    ａ）複数のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分けるように、かつ
    ｂ）Ｎ個のキャリアを含む所与のキャリア群について、キャリア群のＮ個のキャリアを変調するための群コンスタレーション図を選択するように構成され、選択された群コンスタレーション図が、所定の低減する電力を有しＰ個の最強およびＱ個の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構成され、ＰおよびＱが２つの正の整数パラメータであり、Ｉが、最大コンスタレーションサイズを決める正の整数値であり、さらに
    ｃ）キャリア群の所与のキャリアについて、２進ワードを群コンスタレーション図のコンスタレーション点の上にマッピングするように、かつ
    ｄ）ＰおよびＱパラメータが変化しないまま、キャリア群のＮ個のキャリアのそれぞれによるＮ個の２進ワードについてステップｃ）を繰り返すように、かつ
    ｅ）各キャリア群についてステップｂ）からｄ）を繰り返すように、かつＰおよび／またはＱパラメータをキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに調整するように構成される、送信機（１）。
14. ２進ストリームをマルチキャリアデータシンボルからブラインド復号する受信機（２）であって、
    ａ）複数のキャリアをそれぞれが含むキャリア群にキャリアを分けるように、かつ
    ｂ）Ｎ個のキャリアを含む所与のキャリア群について、Ｎ個のキャリアまたはその一部の統計的特徴づけによってキャリア群のＮ個のキャリアを復調するための群コンスタレーション図を選択するように構成され、選択された群コンスタレーション図が、所定の低減する電力を有しＰ個の最強およびＱ個の最弱のコンスタレーションベクトルが除外されているＩ個の重畳コンスタレーションベクトルの階層的合計として構築され、ＰおよびＱが２つの正の整数パラメータであり、Ｉが、最大コンスタレーションサイズを決める正の整数値であり、さらに、
    ｃ）キャリア群の所与のキャリアについて、群コンスタレーション図によってキャリアを２進ワードにデマッピングするように、かつ
    ｄ）キャリア群のＮ個のキャリアのそれぞれについてステップｃ）を繰り返し、ＰおよびＱパラメータが変化しないままであり、それによってＮ個の２進ワードが得られるように、かつ
    ｅ）各キャリア群についてステップｂ）からｄ）を繰り返すように、かつＰおよび／またはＱパラメータをキャリア群ごとに、およびマルチキャリアデータシンボルごとに再評価するように構成される、受信機（２）。

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