JP2014050040A - 時空間トレリス符号化ｍｉｍｏ送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、正確なブランチ選択を行い、伝送特性を改善可能な時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式を実現する。
【解決手段】送信装置３０３は、時空間トレリス符号化部１１のマッピング部１０６において、送信系統１，２間で、変調多値数は同じであるが信号点配置が異なるマッピング情報を用いて、入力信号の複数ビットを信号点に割り当てる。これにより、受信装置３０４は、各受信系統１，２の受信信号レプリカを作成する際に、送信装置３０３にて用いた送信系統１，２間で異なる信号点配置のマッピング情報を用いることで、伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、信号点候補の組み合わせが異なれば、受信信号レプリカは似通うことがなくなる。したがって、正確なブランチ選択を行うことができ、伝送特性を改善することが可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、多入力多出力（Multiple-Input Multiple-Output: MIMO）システムに適用される時空間トレリス符号化（Space-Time Trellis Code: STTC）伝送方式に関する。

図１は、時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式の基本構成を説明するブロック図である。このＭＩＭＯシステムは、送信系統数Ｎの送信装置３０１及び受信系統数Ｍの受信装置３０２により構成され、送信装置３０１は、時空間トレリス符号化器１及びＮ本の送信アンテナ４を備え、受信装置３０２は、Ｍ本の受信アンテナ５及びビタビ復号器６を備えている。尚、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上の整数であり、図１は、時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式を説明するための基本構成のみを示しており、実際の送信装置３０１及び受信装置３０２は、その他の構成部も備えている。

図１に示すように、送信装置３０１の時空間トレリス符号化器１は、送信系統毎に、畳込み符号化部２及びマッピング部３を備えている。畳込み符号化部２は、送信系統間で、レジスタ及び重み付けの構造が同じであり、同一の入力信号ｓ_１を入力し、同一の状態遷移をする。マッピング部３は、送信系統毎の畳込み符号化部２により出力される畳込み符号化出力に対し、マッピングを行う。そして、送信系統毎のマッピング部３により出力される信号ｘ_１，ｘ_２，・・・，ｘ_Ｎは、対応するそれぞれの送信アンテナ４から同一の周波数の信号として送信される。

受信装置３０２のビタビ復号器６は、受信系統毎に、対応するそれぞれの受信アンテナ５を介して受信した実際の受信信号ｙ_１，ｙ_２，・・・，ｙ_Ｍと、推定した伝搬路応答から作成した受信信号レプリカとの間の信号点間距離に基づいてメトリックを計算するメトリック計算部７を備えている。また、ビタビ復号器６は、ビタビ復号法によりトレリス線図のブランチ選択を行うブランチ選択部８と、トレースバックにより、尤もらしい符号化器の入力信号系列ｓ_１，ｓ_２，・・・を推定して復号し、出力信号系列ｄ_１，ｄ_２，・・・を出力するトレースバック部９とを備えている。

時空間トレリス符号化器１に用いる畳込み符号化の重み付け係数は、異なる入力信号ｓ_１，ｓ_２，・・・に対する当該時空間トレリス符号化器１の出力における信号点間距離について、送信系統間の和が大きくなるように設計される。例えば、重み付け係数は、ある送信系統の信号点間距離が近くても、別の送信系統では遠くなるように設計される。

このように、時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式では、送信装置３０１は、１ストリームの情報を伝送するために、複数の送信系統の信号を冗長に使用することにより、受信装置３０２において、状態遷移図のブランチ間のメトリックの差が大きくなり、ビタビ復号におけるトレリス線図のブランチ選択時に、ブランチの区別が容易になる。また、受信装置３０２においても、複数の受信系統の信号を冗長に使用することにより、複数の受信信号から計算したメトリックを用いてビタビ復号を行うことで、入力信号系列の推定の信頼性を向上させることができる。したがって、時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式では、これら送受信のダイバーシティ効果により、誤り難い伝送を実現することができる。

このような従来の時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式では、各送信系統の信号点が混ざることなく独立なものとして、符号語間距離が大きくなるように重み付け係数を設計し、全ての送信系統において、共通の信号点配置を用いていた（特許文献１を参照）。

また、従来から、例えば送信系統１の変調方式としてＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）を使用し、送信系統２の変調方式としてＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）を使用する等のように、送信系統間で変調多値数の異なる信号点配置を用いる空間多重型のＭＩＭＯ方式が知られている。

さらに、例えば４ビットの情報を２ビット毎に分けて、電力の異なるＱＰＳＫの信号点配置を行い、合成してから出力する空間分割多重型ＭＩＭＯ方式または時空間符号化ＭＩＭＯ方式が提案されている（特許文献２を参照）。

特開２００９−１０９３９号公報 特開２００６−１３６１０号公報

しかしながら、特許文献１の方式では、実際のＭＩＭＯ環境において、各送信系統の信号点が空間で合成されるため、符号語間距離を大きく保つことができなくなる。特に、伝搬路応答の相関が大きい場合には、伝搬路応答が似通ってくる。そうすると、受信装置３０２で受信信号レプリカを作成する際に、各送信系統における信号点候補の組み合わせが入れ替わったとしても（例えば、｛送信１：ｎ、送信２：ｍ｝（送信系統１の信号点候補ｎ及び送信系統２の信号点候補ｍ）が｛送信１：ｍ、送信２：ｎ｝（送信系統１の信号点候補ｍ及び送信系統２の信号点候補ｎ）に入れ替わっても）、伝搬路応答を複素乗算して合成された受信信号レプリカが似通ってしまう。そして、実際の受信信号と受信信号レプリカとの間の信号点間距離に基づいて計算したブランチメトリックが同じような値になる。このため、特許文献１の方式では、正確なブランチ選択が困難になって誤りやすくなり、伝送特性が悪化するという課題があった。

また、送信系統間で変調多値数の異なる信号点配置を用いる方式では、情報レートが下がってしまい、情報レートを損なわずに伝送特性を改善することができない。さらに、特許文献２の方式では、合成出力の信号点配置が各送信系統で同一となることから、特許文献１の方式と同様に、正確なブランチ選択が困難になって誤りやすくなり、伝送特定が悪化するという課題があった。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、正確なブランチ選択を行い、伝送特性を改善可能な時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式を実現する送信装置及び受信装置を提供することにある。

本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討を行った。その結果、時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式において、送信系統間で、同じ変調多値数であるが異なる信号点配置のマッピング情報を用いてマッピングを行うことを見出した。これにより、アンテナ間の伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、信号点候補の組み合わせが異なると、作成される受信信号レプリカが離れることになるから、正確なブランチ選択を行うことができ、結果として、従来よりも伝送特性を改善することができる。

すなわち、請求項１の送信装置は、複数の送信系統と複数の受信系統からなる時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式の送信装置において、前記送信系統毎に、送信データを畳込み符号化し、所定の変調方式の信号点配置にマッピングする時空間トレリス符号化部と、前記送信系統毎に、前記時空間トレリス符号化部により畳込み符号化及びマッピングされた送信データに対し、ＯＦＤＭ変調またはシングルキャリア変調を行う変調部と、前記送信系統毎に、前記変調部により生成された信号の周波数変換を行い、送信アンテナを介して送信する送信高周波部と、を備え、前記時空間トレリス符号化部におけるマッピングは、前記送信系統間で、変調多値数は同じであるが異なる信号点配置のマッピング情報を用いて行う、ことを特徴とする。

また、請求項２の送信装置は、請求項１に記載の送信装置において、前記送信系統間で異なる信号点配置を、ある一つの信号点配置と、当該信号点配置を回転させた場合に信号点が重ならないようにした信号点配置との組み合わせとする、ことを特徴とする。

また、請求項３の送信装置は、請求項１に記載の送信装置において、前記送信系統間で異なる信号点配置を、ある一つの信号点配置と、当該信号点配置を回転、拡大または縮小させた場合に重ならない信号点が存在する信号点配置との組み合わせとする、ことを特徴とする。

さらに、請求項４の受信装置は、請求項１に記載の送信装置から送信された送信系統毎の信号が伝搬路にて合成され、前記合成信号を前記受信系統毎に受信し、元の送信データを復元する受信装置であって、前記受信系統毎に、前記合成信号を、受信アンテナを介して受信して周波数変換する受信高周波部と、前記受信系統毎に、前記受信高周波部により周波数変換された信号に対し、請求項１の変調部によりＯＦＤＭ変調が行われた場合はＯＦＤＭ復調を行い、請求項１の変調部によりシングルキャリア変調が行われた場合はシングルキャリア復調を行う復調部と、前記時空間トレリス符号化部におけるマッピングに用いた、前記送信系統間で変調多値数は同じであるが異なる信号点配置のマッピング情報に基づき、前記受信高周波部により周波数変換された信号から推定された前記複数の送信系統と前記複数の受信系統との間の伝搬路応答を用いて、前記受信系統毎の受信信号レプリカを作成し、前記受信信号レプリカと前記復調部により復調された実際の受信信号との間のメトリックを計算し、前記メトリックに基づいてブランチを選択してトレリス線図を作成し、前記トレリス線図をトレースバックして元の送信データを復号するビタビ復号部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項５の受信装置は、請求項４に記載の受信装置において、前記送信系統間で異なる信号点配置を、ある一つの信号点配置と、当該信号点配置を回転させた場合に信号点が重ならないようにした信号点配置との組み合わせとする、ことを特徴とする。

また、請求項６の受信装置は、請求項４に記載の受信装置において、前記送信系統間で異なる信号点配置を、ある一つの信号点配置と、当該信号点配置を回転、拡大または縮小させた場合に重ならない信号点が存在する信号点配置の組み合わせとする、ことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、正確なブランチ選択を行うことができ、伝送特性を改善することが可能となる。

時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式の基本構成を説明するブロック図である。 実施例１による送信装置及び受信装置からなるＭＩＭＯシステムの全体構成を示すブロック図である。 実施例１の送信装置に備えた入力信号処理部、時空間トレリス符号化部及びＯＦＤＭ変調部の構成を示すブロック図である。 時空間トレリス符号化部に備えた畳込み符号化部の構成を示すブロック図である。 変調方式が１６ＱＡＭであり状態数が６４の場合の状態遷移を示す図である。 変調方式が１６ＱＡＭの場合の信号点配置例１を示す図である。 変調方式が１６ＱＡＭの場合の信号点配置例２を示す図である。 実施例１の受信装置に備えたＯＦＤＭ復調部、ビタビ復号部及び出力信号処理部の構成を示すブロック図である。 ビタビ復号部に備えたメトリック計算部における受信信号レプリカの作成手法について説明する図である。 実施例２による送信装置及び受信装置からなるＭＩＭＯシステムの全体構成を示すブロック図である。 実施例２の送信装置に備えた入力信号処理部、時空間トレリス符号化部及びＳＣ変調部の構成を示すブロック図である。 実施例２の受信装置に備えたＳＣ復調部、ビタビ復号部及び出力信号処理部の構成を示すブロック図である。 伝搬路応答が低相関の場合の計算機シミュレーション結果を示す図である。 伝搬路応答が中相関の場合の計算機シミュレーション結果を示す図である。 伝搬路応答が高相関の場合の計算機シミュレーション結果を示す図である。 伝搬路応答が完全相関の場合の計算機シミュレーション結果を示す図である。 変調方式がＱＰＳＫの場合の信号点配置例を示す図である。 変調方式が８ＰＳＫの場合の信号点配置例を示す図である。 変調方式が１６ＱＡＭの場合の信号点配置例を示す図である。 変調方式が１６ＱＡＭの場合の他の信号点配置例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、送信系統間で、変調多値数は同じであるが信号点配置が異なるマッピング情報を用いることを特徴とする。具体的には、送信装置が、各送信系統において入力信号の複数ビットを信号点に割り当てるマッピング処理の際に、送信系統間で、変調多値数は同じであるが信号点配置が異なるマッピング情報を用い、ＭＩＭＯ受信装置が、各受信系統においてビタビ復号のための受信信号レプリカを作成する際に、各送信系統で用いたマッピング情報を用いる。これにより、伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、信号点候補の組み合わせが異なれば、受信信号レプリカは似通うことがなくなるから、ブランチ選択を正確に行うことができ、伝送特性が悪化するという問題を解決することができる。

〔実施例１〕
まず、実施例１について説明する。実施例１は、送信系統数２及び受信系統数２の時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）システムに適用した２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの例である。

図２は、実施例１による送信装置及び受信装置からなるＭＩＭＯシステムの全体構成を示すブロック図である。このＭＩＭＯシステムは、ＯＦＤＭによる２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムであり、送信装置３０３及び受信装置３０４から構成される。送信装置３０３は、入力信号処理部１０、時空間トレリス符号化部１１、２系統のＯＦＤＭ変調部１２、２系統の送信高周波部１３及び２系統の送信アンテナ１４を備えている。受信装置３０４は、２系統の受信アンテナ１５、２系統の受信高周波部１６、２系統のＯＦＤＭ復調部１７、ビタビ復号部１８及び出力信号処理部１９を備えている。

ｈ₁₁は、送信系統１の送信アンテナ１４と受信系統１の受信アンテナ１５との間の伝搬路応答であり、ｈ₂₁は、送信系統１の送信アンテナ１４と受信系統２の受信アンテナ１５との間の伝搬路応答であり、ｈ₁₂は、送信系統２の送信アンテナ１４と受信系統１の受信アンテナ１５との間の伝搬路応答であり、ｈ₂₂は、送信系統２の送信アンテナ１４と受信系統２の受信アンテナ１５との間の伝搬路応答である。送信系統１の送信信号ｘ_１は、送信系統１の送信アンテナ１４から送信される信号であり、送信系統２の送信信号ｘ_２は、送信系統２の送信アンテナ１４から送信される信号である。また、受信系統１の受信信号ｙ_１は、送信信号ｘ_１と送信信号ｘ_２とが伝搬路上で合成され、受信系統１の受信アンテナ１５を介して受信した信号である。受信系統２の受信信号ｙ_２は、送信信号ｘ_１と送信信号ｘ_２とが伝搬路上で合成され、受信系統２の受信アンテナ１５を介して受信した信号である。

〔送信装置／実施例１〕
次に、図２に示した送信装置３０３について詳細に説明する。図３は、図２に示した送信装置３０３に備えた入力信号処理部１０、時空間トレリス符号化部１１及びＯＦＤＭ変調部１２の構成を示すブロック図である。入力信号処理部１０は、エネルギー拡散部１０１、外符号符号化部１０２及び外インタリーブ部１０３を備えている。エネルギー拡散部１０１は、送信対象の情報を入力し、当該情報に対し、データビット０，１の偏りをなくすためのエネルギー拡散処理を施す。外符号符号化部１０２は、エネルギー拡散部１０１によりエネルギー拡散処理が施された信号に対し、リードソロモン符号等の誤り訂正処理を施す。外インタリーブ部１０３は、外符号符号化部１０２により誤り訂正処理が施された信号に対し、離れた位置のデータ間でシャッフルを行う。

尚、図３に示した入力信号処理部１０の構成は一例であり、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、入力信号処理部１０は、パケット形式で入力される情報の同期処理、スクランブル処理等を行うようにしてもよい。

時空間トレリス符号化部１１は、畳込み符号化部１０４、内インタリーブ部１０５及びマッピング部１０６を２系統分備えている。時空間トレリス符号化部１１は、入力信号処理部１０により入力信号処理された信号を入力すると、入力した同じ信号を、２つの送信系統に分配する。畳込み符号化部１０４は、入力信号処理部１０からの入力信号に対し、畳込み符号化を施す。

図４は、図３に示した時空間トレリス符号化部１１に備えた畳込み符号化部１０４の構成を示すブロック図である。この畳込み符号化部１０４は、変調方式が１６ＱＡＭ（16-Quadrature Amplitude Modulation）の場合に対応した例であり、シリアル・パラレル変換部３０、所定数のビットレジスタ３１、所定数の乗算器３２、及びモジュロ加算器３３を備えている。ｇは重み付け係数であり予め設定されている。シリアル・パラレル変換部３０は、シリアルの入力信号ｂ_３ｂ_２ｂ_１ｂ_０をパラレルの信号に変換し、ビット毎に振り分ける。ビットレジスタ３１は、１ビット（シンボル）前の値を保持する。乗算器３２は、シリアル・パラレル変換部３０により振り分けられた各ビット、またはビットレジスタ３１に保持された過去のビットに、重み付け係数ｇを乗算する。乗算器３２による乗算結果は、それぞれモジュロ加算器３３に入力される。モジュロ加算器３３は、乗算器３２の乗算結果を入力し、全ての乗算結果をモジュロ１６加算し、４ビットの信号ｃ_３ｃ_２ｃ_１ｃ_０を出力する。

ここで、全てのビットレジスタ３１に保持されたビットの集合の値を１０進数で表したものを「状態」といい、ビットレジスタ３１の数が６個の場合、状態の数は２^６＝６４となる。畳込み符号化部１０４は、入力信号に応じて、ある状態から次の状態へ遷移する。これを「状態遷移」という。

図５は、図４に示した畳込み符号化部１０４において、変調方式が１６ＱＡＭであり状態数が６４の場合の状態遷移を示す図である。状態間の枝をブランチといい、畳込み符号化部１０４において、各送信系統の入力信号と出力信号とが１対１で対応する。図５では、送信系統数がＭ、入力信号がｂ_３ｂ_２ｂ_１ｂ_０、ブランチ数が１６の場合、送信系統１の出力信号がｃ^１ _３ｃ^１ _２ｃ^１ _１ｃ^１ _０であり、・・・、送信系統Ｍの出力信号がｃ^Ｍ _３ｃ^Ｍ _２ｃ^Ｍ _１ｃ^Ｍ _０であることを示している。ブランチ数が１６であるのは、入力信号ｂ_３ｂ_２ｂ_１ｂ_０が４ビットであり、その組み合わせが２^４＝１６通り存在し、入力に応じて畳込み符号化部１０４の状態が１６通りに遷移するからである。また、同一の入力信号に対して出力信号が送信系統１〜Ｍ毎に異なるのは、送信系統１〜Ｍ間において、畳込み符号化部１０４の構成は同一であるが、重み付け係数ｇが異なるからである。このように、畳込み符号化部１０４は、送信系統１〜Ｍにおいて、同一の入力信号に対して異なる信号を出力する。

図３に戻って、時空間トレリス符号化部１１の内インタリーブ部１０５は、畳込み符号化部１０４により畳込み符号化された信号に対し、周波数インタリーブ及び時間インタリーブを施す。マッピング部１０６は、内インタリーブ部１０５により内インタリーブされた信号に対し、マッピング処理を施す。具体的には、マッピング部１０６は、送信系統間で、変調多値数は同じであるが信号点配置が異なるマッピング情報を用いて、番号付けしたマッピング・ルールに従い、入力信号の複数ビット（例えば、変調方式が１６ＱＡＭの場合は４ビット）を信号点に割り当てる。

ここで、送信系統間で信号点配置が異なるマッピング情報とは、ある一つの信号点配置におけるＩＱ軸上に配置された各信号点の位置と、他の信号点配置におけるＩＱ軸上に配置された各信号点の位置との間で、少なくとも一つの信号点が異なる位置に配置された組み合わせをいう。例えば、ある一つの信号点配置と、それを回転させた場合に信号点が重ならないようにした信号点配置との組み合わせをいう。また、例えば、ある一つの信号点配置と、それを拡大または縮小させた場合に信号点が重ならない信号点配置の組み合わせをいい、さらに、ある一つの信号点配置と、それを回転及び拡大または縮小させた場合に信号点が重ならない信号点配置の組み合わせをいう。また、例えば、ある一つの信号点配置と、それを回転、拡大または縮小させた場合に重ならない信号点が存在する信号点配置の組み合わせをいう。尚、個々の信号点配置における信号点間距離は、できる限り離れていることが望ましい。

図６は、マッピング部１０６において、変調方式が１６ＱＡＭの場合の信号点配置例１を示す図である。変調方式が１６ＱＡＭの場合の変調多値数は４である。図６（ア）は、送信系統１のマッピング部１０６における信号点配置を示しており、従来の１６ＱＡＭの信号点配置と同一である。図６（イ）は、送信系統２のマッピング部１０６における信号点配置を示しており、図６（ア）に示す信号点配置とは異なる配置をしている。送信系統１のマッピング部１０６は、図６（ア）に示す、従来の１６ＱＡＭの信号点配置に番号付けしたマッピング・ルールに従い、入力信号の４ビットを所定の信号点に割り当てる。また、送信系統２のマッピング部１０６は、図６（イ）に示す、新しい１６ＱＡＭの信号点配置に番号付けしたマッピング・ルールに従い、入力信号の４ビットを所定の信号点に割り当てる。

図７は、マッピング部１０６において、変調方式が１６ＱＡＭの場合の信号点配置例２を示す図である。図７（ア）は、送信系統１のマッピング部１０６における信号点配置を示しており、図６（ア）と同様に、従来の１６ＱＡＭの信号点配置と同一である。図７（イ）は、送信系統２のマッピング部１０６における信号点配置を示しており、図７（ア）に示す信号点配置とは異なる配置であって、図７（ア）に示す信号点配置を、原点を中心に所定角度右周りに回転させた配置をしており、図７（ア）の信号点と重なりがない。送信系統１のマッピング部１０６は、図７（ア）に示す、従来の１６ＱＡＭの信号点配置に番号付けしたマッピング・ルールに従い、入力信号の４ビットを所定の信号点に割り当てる。また、送信系統２のマッピング部１０６は、図７（イ）に示す、新しい１６ＱＡＭの信号点配置（従来の１６ＱＡＭの信号点配置を回転させた配置）に番号付けしたマッピング・ルールに従い、入力信号の４ビットを所定の信号点に割り当てる。

このように、マッピング部１０６は、図６または図７に示した、送信系統１と送信系統２との間で、変調多値数は同じであるが信号点配置が異なるマッピング情報を用いて、番号付けしたマッピング・ルールに従い、入力信号の４ビットを信号点に割り当てる。

尚、図３に示した時空間トレリス符号化部１１では、マッピング部１０６を内インタリーブ部１０５の後段に備えるようにしたが、マッピング部１０６を内インタリーブ部１０５の前段に備えるようにしてもよい。図３に示すように、時空間トレリス符号化部１１は、マッピング部１０６を内インタリーブ部１０５の後段に備えることにより、内インタリーブ部１０５のメモリに記憶される信号の容量が少なくて済むようになる。

図３に戻って、ＯＦＤＭ変調部１２は、ＯＦＤＭフレーム構成部１０７、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１０８、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）付加部１０９及び直交変調部１１０を２系統分備えている。ＯＦＤＭフレーム構成部１０７は、送信系統１，２毎に、時空間トレリス符号化部１１により時空間トレリス符号化された信号を入力し、データ及びパイロットを周波数軸上のサブキャリアに割り当て、ＯＦＤＭフレームを構成する。ＩＦＦＴ部１０８は、ＯＦＤＭフレーム構成部１０７により構成されたＯＦＤＭフレームの周波数領域の信号に対し、逆高速フーリエ変換を施し、時間領域の信号を生成する。ＧＩ付加部１０９は、ＩＦＦＴ部１０８により生成された時間領域の信号に対し、ガード期間として当該信号の後ろの部分を前の部分にコピーし、ＧＩを付加する。直交変調部１１０は、ＧＩ付加部１０９によりＧＩが付加された信号に対し、ＯＦＤＭの複素ベースバンド信号を用いてＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）の信号を直交変調し、ＩＦ信号を生成する。

送信高周波部１３は、送信系統１，２毎に、ＯＦＤＭ変調部１２によりＯＦＤＭ変調されたＩＦ信号を入力し、ＩＦ信号を無線周波数の信号に変換し、規定の電力に増幅し、送信系統１，２毎の送信アンテナ１４を介して送信する。

以上のように、実施例１のＭＩＭＯシステム（時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式をＯＦＤＭシステムに適用した２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）における送信装置３０３によれば、時空間トレリス符号化部１１のマッピング部１０６は、送信系統１，２間で、変調多値数は同じであるが異なる信号点配置のマッピング情報に従い、入力信号の複数ビットを信号点に割り当てるようにした。これにより、受信装置３０４において、各受信系統１，２の受信信号レプリカを作成する際に、送信装置３０３にて用いた異なる信号点配置のマッピング情報を用いることで、伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、信号点候補の組み合わせが異なれば、受信信号レプリカは似通うことがなくなる。したがって、正確なブランチ選択を行うことができ、伝送特性を改善することが可能となる。

〔受信装置／実施例１〕
次に、図２に示した受信装置３０４について詳細に説明する。図８は、図２に示した受信装置３０４に備えたＯＦＤＭ復調部１７、ビタビ復号部１８及び出力信号処理部１９の構成を示すブロック図である。図３に示した送信装置３０３の送信系統１，２の送信アンテナ１４から送信された信号は空間で合成され、合成信号が、受信系統１，２のそれぞれの受信アンテナ１５を介して受信される。受信高周波部１６は、受信アンテナ１５にて受信した信号をＩＦ信号に変換する。

ＯＦＤＭ復調部１７は、直交復調部１１１、シンボル同期部１１２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部１１３、伝搬路推定部１１４及び内デインタリーブ部１１５を２系統分備えている。直交復調部１１１は、受信高周波部１６により変換されたＩＦ信号を複素ベースバンド信号に復調する。シンボル同期部１１２は、直交復調部１１１により復調された複素ベースバンド信号に対し、ＯＦＤＭシンボルの先頭を検出する。ＦＦＴ部１１３は、シンボル同期部１１２からの信号からＧＩを除去した有効シンボルに対し、高速フーリエ変換を施し、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。伝搬路推定部１１４は、ＦＦＴ部１１３により変換された周波数領域の信号のパイロットキャリア等から伝搬路応答を推定する。内デインタリーブ部１１５は、データ及び伝搬路応答に対し、図３に示した内インタリーブ部１０５による内インタリーブの処理とは逆の内デインタリーブの処理を施す。

ビタビ復号部１８は、２系統のメトリック計算部１１６を備え、さらに、ブランチ選択部１１７及びトレースバック部１１８を備えている。メトリック計算部１１６は、ＯＦＤＭ復調部１７によりＯＦＤＭ復調された信号を入力し、図３に示した送信装置３０３における時空間トレリス符号化部１１のマッピング部１０６にて用いた、送信系統１，２間で変調多値数は同じであるが異なる信号点配置のマッピング情報、及びＯＦＤＭ復調部１７の伝搬路推定部１１４により推定された伝搬路応答に基づいて、送信系統１，２における全ての信号点の組み合わせについて受信信号レプリカを作成する。そして、メトリック計算部１１６は、作成した受信信号レプリカと実際の受信信号（入力した信号）との間の距離等からメトリックを計算する。

図９は、メトリック計算部１１６における受信信号レプリカの作成手法について説明する図である。送信系統１の信号（送信信号１）及び送信系統２の信号（送信信号２）は、図３に示した送信装置３０３において、時空間トレリス符号化部１１のマッピング部１０６にて用いた送信系統１，２の信号点配置のうちのいずれかの信号点の組み合わせである。メトリック計算部１１６は、送信系統１，２の信号点の候補の全ての組み合わせに対して、これらの候補の信号に伝搬路応答を乗算して加算し、受信信号レプリカを作成する。具体的には、図２に示したように、伝搬路応答ｈ₁₁，ｈ₂₁，ｈ₁₂，ｈ₂₂、実際の受信信号ｙ_１，ｙ_２として、図９に示すように、受信系統１のメトリック計算部１１６は、例えば、送信系統１の信号点配置から候補αを選択し、送信系統２の信号点配置から候補βを選択し、候補αの信号に伝搬路応答ｈ₁₁を乗算すると共に、候補βの信号に伝搬路応答ｈ₁₂を乗算し、これらの乗算結果を加算し、受信信号レプリカｙ’_１を作成する。また、受信系統２のメトリック計算部１１６は、例えば、送信系統１の信号点配置から候補αを選択し、送信系統２の信号点配置から候補βを選択し、候補αの信号に伝搬路応答ｈ₂₁を乗算すると共に、候補βの信号に伝搬路応答ｈ₂₂を乗算し、これらの乗算結果を加算し、受信信号レプリカｙ’_２を作成する。そして、受信系統１のメトリック計算部１１６は、作成した受信信号レプリカｙ’_１と実際の受信信号ｙ_１との間の距離等からメトリックを計算する。また、受信系統２のメトリック計算部１１６は、作成した受信信号レプリカｙ’_２と実際の受信信号ｙ_２との間の距離等からメトリックを計算する。

このように、メトリック計算部１１６は、受信信号レプリカを作成する際に、送信系統１，２間で異なる信号点配置のマッピング情報を用いて、送信信号１，２の候補の組み合わせを選択するようにした。これにより、伝搬路応答の相関が大きい場合に、送信系統１，２間で信号点の候補の組み合せを入れ替えたとしても、受信信号レプリカｙ’_１，ｙ’_２のそれぞれが似通ることがない。前述のとおり、従来は、送信系統１，２間で同じ信号点配置を用いて候補の組み合わせを選択するようにしていたことから、伝搬路応答の相関が大きい場合に、送信系統１，２間で候補の組み合せを入れ替えたときに、受信信号レプリカｙ’_１，ｙ’_２のそれぞれが似通ってしまうことがあるが、実施例１ではこのようなことがない。これにより、後述するブランチ選択部１１７において、正確なブランチ選択を行うことができ、結果として、従来に比べ伝送特性を改善することができる。

図８に戻って、ビタビ復号部１８のブランチ選択部１１７は、受信系統１，２のメトリック計算部１１６により計算されたメトリックに基づいて、状態遷移図のブランチを選択し、規定のパス数のトレリス線図を作成する。トレースバック部１１８は、ブランチ選択部１１７により作成されたトレリス線図に対し、メトリックの和が最小となるパスをトレースバックして復号する。

出力信号処理部１９は、外デインタリーブ部１１９、外符号復号部１２０及びエネルギー逆拡散部１２１を備えており、図３に示した送信装置３０３における入力信号処理部１０の逆の処理を行う。外デインタリーブ部１１９は、ビタビ復号部１８によりビタビ復号された信号を入力し、当該信号に対し、図３に示した外インタリーブ部１０３による外インタリーブの処理とは逆の外デインタリーブの処理を施す。外符号復号部１２０は、外デインタリーブ部１１９により外デインタリーブされた信号に対し、図３に示した外符号符号化部１０２に対応する外符号の復号を施す。エネルギー逆拡散部１２１は、外符号復号部１２０により外符号復号された信号に対し、図３に示したエネルギー拡散部１０１によるエネルギー拡散の処理とは逆のエネルギー逆拡散の処理を施す。出力信号処理部１９により出力信号処理された信号は、復元した情報として出力される。

以上のように、実施例１のＭＩＭＯシステム（時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式をＯＦＤＭシステムに適用した２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）における受信装置３０４によれば、ビタビ復号部１８のメトリック計算部１１６は、送信装置３０３にて用いた送信系統１，２間で異なる信号点配置のマッピング情報を用いて、各受信系統１，２の受信信号レプリカを作成するようにした。これにより、伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、信号点候補の組み合わせが異なれば、受信信号レプリカは似通うことがなくなる。したがって、ブランチ選択部１１７にて正確なブランチ選択を行うことができ、伝送特性を改善することが可能となる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。実施例２は、送信系統数２及び受信系統数２の時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式をシングルキャリア（Single-Carrier：SC）システムに適用した２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯシステムの例である。

図１０は、実施例２による送信装置及び受信装置からなるＭＩＭＯシステムの全体構成を示すブロック図である。このＭＩＭＯシステムは、シングルキャリアによる２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯシステムであり、送信装置３０５及び受信装置３０６から構成される。送信装置３０５は、入力信号処理部１０、時空間トレリス符号化部１１、２系統のＳＣ変調部２０、２系統の送信高周波部１３及び２系統の送信アンテナ１４を備えている。受信装置３０６は、２系統の受信アンテナ１５、２系統の受信高周波部１６、２系統のＳＣ復調部２１、ビタビ復号部１８及び出力信号処理部１９を備えている。伝送路応答ｈ₁₁，ｈ₂₁，ｈ₁₂，ｈ₂₂、送信信号ｘ_１，ｘ_２及び受信信号ｙ_１，ｙ_２については、図２に示した実施例１のＭＩＭＯシステムと同様である。

〔送信装置／実施例２〕
次に、図１０に示した送信装置３０５について詳細に説明する。図１１は、図１０に示した送信装置３０５に備えた入力信号処理部１０、時空間トレリス符号化部１１及びＳＣ変調部２０の構成を示すブロック図である。図３に示した実施例１の送信装置３０３と、図１１に示す実施例２の送信装置３０５とを比較すると、両送信装置３０３，３０５共に、入力信号処理部１０、時空間トレリス符号化部１１、送信高周波部１３及び送信アンテナ１４を備えている点で同一であり、送信装置３０５は、送信装置３０３のＯＦＤＭ変調部１２の代わりにＳＣ変調部２０を備えている点で相違する。送信装置３０５の入力信号処理部１０、時空間トレリス符号化部１１及び送信高周波部１３は、送信装置３０３の構成部と同一であるから、ここでは説明を省略する。但し、送信装置３０５における時空間トレリス符号化部１１の内インタリーブ部１０５は、周波数インタリーブを行わない。

送信対象の情報は、入力信号処理部１０及び時空間トレリス符号化部１１にてそれぞれの処理が行われる。ＳＣ変調部２０は、基準信号挿入部２０１、波形整形部２０２及び直交変調部２０３を２系統分備えている。基準信号挿入部２０１は、送信系統１，２毎に、時空間トレリス符号化部１１により時空間トレリス符号化された信号を入力し、入力した送信シンボル列の信号に対し、同期及び伝搬路応答を推定するための既知信号等の基準信号を挿入する。波形整形部２０２は、基準信号挿入部２０１により基準信号が挿入された信号に対し、ルートロールオフフィルタによるフィルタ処理及びアパーチャ補正を施して波形整形する。直交変調部２０３は、波形整形部２０２により波形整形された信号に対し、シングルキャリアの複素ベースバンド信号を用いてＩＦ周波数の信号を直交変調し、ＩＦ信号を生成する。

そして、ＳＣ変調部２０によりＳＣ変調された信号は、送信高周波部１３にて無線周波数の信号に変換され、規定の電力に増幅されて送信アンテナ１４を介して送信される。

以上のように、実施例２のＭＩＭＯシステム（時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式をシングルキャリアシステムに適用した２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯシステム）における送信装置３０５によれば、実施例１と同様に、時空間トレリス符号化部１１のマッピング部１０６は、送信系統１，２間で、変調多値数は同じであるが異なる信号点配置のマッピング情報に従い、入力信号の複数ビットを信号点に割り当てるようにした。これにより、受信装置３０６において、送信装置３０５にて用いた送信系統１，２間で異なる信号点配置のマッピング情報を用いることで、伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、信号点候補の組み合わせが異なれば、受信信号レプリカは似通うことがなくなる。したがって、正確なブランチ選択を行うことができ、伝送特性を改善することが可能となる。

〔受信装置／実施例２〕
次に、図１０に示した受信装置３０６について詳細に説明する。図１２は、図１０に示した受信装置３０６に備えたＳＣ復調部２１、ビタビ復号部１８及び出力信号処理部１９の構成を示すブロック図である。図８に示した実施例１の受信装置３０４と、図１２に示す実施例２の受信装置３０６とを比較すると、両受信装置３０４，３０６共に、受信アンテナ１５、受信高周波部１６、ビタビ復号部１８及び出力信号処理部１９を備えている点で同一であり、受信装置３０６は、受信装置３０４のＯＦＤＭ復調部１７の代わりにＳＣ復調部２１を備えている点で相違する。受信装置３０６の受信高周波部１６、ビタビ復号部１８及び出力信号処理部１９は、受信装置３０４の構成部と同一であるから、ここでは説明を省略する。

図１１に示した送信装置３０５の送信系統１，２の送信アンテナ１４から送信された信号は空間で合成され、合成信号が、受信系統１，２のそれぞれの受信アンテナ１５を介して受信され、受信高周波部１６にてＩＦ信号に変換される。

ＳＣ復調部２１は、直交復調部２０４、波形整形部２０５、同期部２０６、伝搬路推定部２０７及び内デインタリーブ部２０８を２系統分備えている。直交復調部２０４は、受信高周波部１６により変換されたＩＦ信号を複素ベースバンド信号に復調する。波形整形部２０５は、直交復調部２０４により復調された複素ベースバンド信号に対し、ルートロールオフフィルタによるフィルタ処理を施して波形整形する。同期部２０６は、波形整形部２０５により波形整形された信号に対し、シングルキャリアのブロックの先頭を検出する。伝搬路推定部２０７は、同期部２０６によりブロックの先頭が検出された信号に対し、基準信号から伝搬路応答を推定する。内デインタリーブ部２０８は、データ及び伝搬路応答に対し、図１１に示した内インタリーブ部１０５による内インタリーブの処理とは逆の内デインタリーブの処理を施す。

そして、ＳＣ復調部２１によりＳＣ復調された信号は、ビタビ復号部１８にてビタビ復号され、出力信号処理部１９にて図１１に示した入力信号処理部１０による入力信号処理とは逆の出力信号処理が行われ、復元した情報が出力される。

以上のように、実施例２のＭＩＭＯシステム（時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式をシングルキャリアシステムに適用した２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯシステム）における受信装置３０６によれば、実施例１と同様に、ビタビ復号部１８のメトリック計算部１１６は、送信装置３０５にて用いた送信系統１，２間で異なる信号点配置のマッピング情報を用いて、各受信系統１，２の受信信号レプリカを作成するようにした。これにより、伝搬路応答の相関が大きい場合であっても、信号点候補の組み合わせが異なれば、受信信号レプリカは似通うことがなくなる。したがって、ブランチ選択部１１７にて正確なブランチ選択を行うことができ、伝送特性を改善することが可能となる。

〔計算機シミュレーション結果〕
次に、計算機シミュレーション結果について説明する。図１３は、伝搬路応答が低相関の場合の計算機シミュレーション結果を示す図であり、図１４は、伝搬路応答が中相関の場合の計算機シミュレーション結果を示す図であり、図１５は、伝搬路応答が高相関の場合の計算機シミュレーション結果を示す図であり、図１６は、伝搬路応答が完全相関の場合の計算機シミュレーション結果を示す図である。

図１３〜図１６において、横軸はＣＮＲを示し、縦軸はＢＥＲを示す。また、菱形マークの折れ線は、特許文献１に記載された送信系統数２及び受信系統数２の２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯシステムによる従来技術の計算機シミュレーション結果を示し、三角マークの折れ線は、実施例１による計算機シミュレーション結果を示している。従来技術及び実施例１の変調方式は共に１６ＱＡＭとし、従来技術では、送信系統１，２において、図６（ア）に示した同じ信号点配置を用いてマッピングを行い、実施例１では、送信系統１，２において、図６（ア）（イ）に示した異なる信号点配置を用いてマッピングを行った。このような条件の下で、ライスフェージング環境における伝送特性のシミュレーション結果を、図１３〜図１６に示すように伝搬路応答の相関を変化させて取得した。

図１３は、伝搬路応答の送信相関係数を０．３、受信相関係数を０．３とした低相関の場合を示しており、図１４は、伝搬路応答の送信相関係数を０．７、受信相関係数を０．３とした中相関の場合を示しており、図１５は、伝搬路応答の送信相関係数を０．９、受信相関係数を０．９とした高相関の場合を示しており、図１６は、伝搬路応答の送信相関係数を１．０、受信相関係数を１．０とした完全相関の場合を示している。これらの図より、ＢＥＲが２×１０^−４となる実施例１の所要ＣＮＲは、従来技術に比べて、図１４の中相関で０．５ｄＢ、図１５の高相関で１．５ｄＢ、図１６の完全相関で９．５ｄＢ低くなっていることがわかる。これにより、伝搬路応答の相関係数が大きくなるほど、従来技術よりも伝送特性を改善することができる。

〔信号点配置の例〕
次に、実施例１，２にて用いる信号点配置の例について説明する。以下、変調方式がＱＰＳＫ、８ＰＳＫ（8-Phase Shift Keying）及び１６ＱＡＭの場合の例について、従来とは異なる新しい信号点配置を提供する。従来の信号点配置は送信系統１に用いられ、新しい信号点配置は送信系統２に用いられる。

図１７は、変調方式がＱＰＳＫの場合の信号点配置例を示す図であり、（ア）は送信系統１の信号点配置を示し、（イ）は送信系統２の信号点配置を示している。変調方式がＱＰＳＫの場合の変調多値数は２である。従来のＱＰＳＫの信号点配置は、図１７（ア）に示すように、信号点（実部，虚部）の集合が｛（1,0）、（0,1）、（-1,0）、（0,-1）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は１である。新しいＱＰＳＫの信号点配置は、図１７（イ）に示すように、信号点の集合が、｛（0,0）、（cos(0/3×π),sin(0/3×π)）、（cos(2/3×π),sin(2/3×π)）、（cos(4/3×π),sin(4/3×π)）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１／√０．７５である。尚、図１７（ア）（イ）に示した信号点を回転させたものを用いるようにしてもよい。

図１８は、変調方式が８ＰＳＫの場合の信号点配置例を示す図であり、（ア）は送信系統１の信号点配置を示し、（イ）は送信系統２の信号点配置を示している。変調方式が８ＰＳＫの場合の変調多値数は３である。従来の８ＰＳＫの信号点配置は、図１８（ア）に示すように、信号点（実部，虚部）の集合が、｛（√2,0）、（1,1）、（0,√2）、（-1,1）、（-√2,0）、（-1,-1）、（0,-√2）、（1,-1）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は１／√２である。新しい８ＰＳＫの信号点配置は、図１８（イ）に示すように、信号点の集合が、｛（cos(0/3×π)/2,sin(0/3×π)/2）、（cos(2/3×π)/2,sin(2/3×π)/2）、（cos(4/3×π)/2,sin(4/3×π)/2）、（cos(3/5×π),sin(3/5×π)）、（cos(5/5×π),sin(5/5×π)）、（cos(7/5×π),sin(7/5×π)）、（cos(9/5×π),sin(9/5×π)）、（cos(11/5×π),sin(11/5×π)）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１／√０．７１８７５である。尚、図１８（ア）に示した信号点を回転させたものを用いるようにしてもよいし、図１８（イ）に示した信号点を回転させたもの（内円（信号点α）と外円（信号点β）を独立に回転させたものも含む）を用いるようにしてもよい。

図１９は、変調方式が１６ＱＡＭの場合の信号点配置例を示す図であり、（ア）は送信系統１の信号点配置を示し、（イ）は送信系統２の信号点配置を示している。変調方式が１６ＱＡＭの場合の変調多値数は４である。従来の１６ＱＡＭの信号点配置は、図１９（ア）に示すように、信号点（実部，虚部）の集合が、｛（-3,3）、（-1,3）、（-1,1）、（-3,1）、（1,3）、（3,3）、（3,1）、（1,1）、（1,-1）、（3,-1）、（3,-3）、（1,-3）、（-3,-1）、（-1,-1）、（-1,-3）、（-3,-3）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１／√１０である。新しい１６ＱＡＭの信号点配置の一つは、図１９（イ）に示すように、信号点の集合が、｛（-5,1）、（-3,3）、（-1,5）、（-1,1）、（1,3）、（3,5）、（5,3）、（3,1）、（1,-5）、（1,-1）、（5,-1）、（3,-3）、（-5,-3）、（-3,-1）、（-1,-3）、（-3,-5）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１/√２０である。尚、図１９（ア）（イ）に示した信号点を回転させたものを用いるようにしてもよい。

図２０は、変調方式が１６ＱＡＭの場合の他の信号点配置例を示す図であり、図１９（ア）に示した送信系統１の信号点配置に対し、（ウ）〜（キ）は送信系統２の信号点配置を示している。新しい１６ＱＡＭの信号点配置の他の一つは、図２０（ウ）に示すように、信号点（実部,虚部）の集合が、｛（-5,3）、（-3,5）、（-1,3）、（-3,1）、（1,3）、（3,5）、（5,3）、（3,1）、（1,-3）、（3,-1）、（5,-3）、（3,-5）、（-5,-3）、（-3,-1）、（-1,-3）、（-3,-5）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１／√２２である。また、新しい１６ＱＡＭの信号点配置の他の一つは、図２０（エ）に示すように、信号点の集合が、｛（-3,2）、（-2,3）、（-1,2）、（-2,1）、（1,2）、（2,3）、（3,2）、（2,1）、（1,-2）、（2,-1）、（3,-2）、（2,-3）、（-3,-2）、（-2,-1）、（-1,-2）、（-2,-3）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１／√９である。尚、図２０（ウ）（エ）に示した信号点を回転させたもの（原点に近い８個の信号点と、原点から遠い８個の信号点とを独立に回転させたものも含む）を用いるようにしてもよい。

また、新しい１６ＱＡＭの信号点配置の他の一つは、図２０（オ）に示すように、信号点の集合が、｛（-4,1）、（-2,3）、（0,3）、（-2,1）、（0,1）、（2,3）、（4,3）、（2,1）、（0,-3）、（2,-1）、（4,-1）、（2,-3）、（-4,-3）、（-2,-1）、（0,-1）、（-2,-3）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１／√１１である。尚、図２０（オ）に示した信号点を回転させたものを用いるようにしてもよい。

また、新しい１６ＱＡＭの信号点配置の他の一つは、図２０（カ）に示すように、信号点の集合が、｛（-5,3）、（-3,5）、（0,2）、（-5,0）、（0,5）、（3,5）、（5,3）、（2,0）、（0,-2）、（5,0）、（5,-3）、（3,-5）、（-5,-3）、（-2,0）、（0,-5）、（-3,-5）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１／√２４．２５である。また、新しい１６ＱＡＭの信号点配置の他の一つは、図２０（キ）に示すように、信号点の集合が、｛（-3,3）、（-1,5）、（-1,1）、（-5,1）、（1,5）、（3,3）、（5,1）、（1,1）、（1,-1）、（5,-1）、（3,-3）、（1,-5）、（-5,-1）、（-1,-1）、（-1,-5）、（-3,-3）｝であり、平均電力を１にするために乗算する正規化係数は、１／√１８である。尚、図２０（カ）（キ）に示した信号点を回転させたもの（原点に近い４個の信号点と、原点から遠い１２個の信号点とを独立に回転させたものも含む）を用いるようにしてもよい。

このように、図１７〜図２０に示した信号点配置によれば、信号点は、整数の位置、または正弦及び余弦関数で表される位置に配置されているから、信号点を用いた演算処理が容易になり、処理負荷を低減することができる。図６及び図７についても同様である。

また、変調方式が１６ＱＡＭの場合の信号点配置の例として図１９及び図２０を挙げたが、これらの幾つかは、変調方式が３２ＱＡＭの場合の従来の信号点配置における３２点の信号点のうち、１６点を任意に抽出した信号点配置であり、これらの他、変調方式が６４ＱＡＭの場合の従来の信号点配置における６４点の信号点のうち、１６点を任意に抽出した信号点配置を用いるようにしてもよい。このような信号点配置を用いることにより、その信号点を用いた演算処理は、６４ＱＡＭの場合と同様に実現できるから、演算処理が容易になり、処理負荷を低減することができる。

以上、実施例１，２を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例１，２に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、前記実施例１，２では、送信系統数２及び受信系統数２の２×２ＳＴＴＣ−ＭＩＭＯシステムを挙げて説明したが、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、送信系統数及び受信系統数を拡張することにより、更に多くの送信系統数及び受信系統数のＭＩＭＯシステムに適用することができる。この場合も同様に、送信系統間で異なる信号点配置が用いられる。

また、図６、図７、図１７〜図２０に示した信号点配置の組み合わせは一例であり、本発明は、このような組み合わせに限定されるものではない。また、実施例１，２では、送信系統間で、従来の信号点配置と新しい信号点配置との組み合わせを用いるようにしたが、従来の信号点配置を用いることなく、新しい信号点配置であって異なる信号点配置の組み合わせを用いるようにしてもよい。

また、送信系統間で異なる信号点配置として、図７（ア）（イ）、図１９（ア）（イ）及び図２０（オ）に示したように、近傍の信号点の距離が等間隔になっている信号点配置を用いることが望ましい。これは、距離が等間隔でない信号点を有する信号点配置よりも等間隔の信号点を有する信号点配置の方が誤りやすい信号点の偏りがなくなるため、伝送誤りが起こる可能性が低くなり、伝送特性を一層改善することができるからである。

１ 時空間トレリス符号化器
２ 畳込み符号化部
３ マッピング部
４ 送信アンテナ
５ 受信アンテナ
６ ビタビ復号器
７ メトリック計算部
８ ブランチ選択部
９ トレースバック部
１０ 入力信号処理部
１１ 時空間トレリス符号化部
１２ ＯＦＤＭ変調部
１３ 送信高周波部
１４ 送信アンテナ
１５ 受信アンテナ
１６ 受信高周波部
１７ ＯＦＤＭ復調部
１８ ビタビ復号部
１９ 出力信号処理部
２０ ＳＣ変調部
２１ ＳＣ復調部
３０ シリアル・パラレル変換部
３１ ビットレジスタ
３２ 乗算器
３３ モジュロ加算器
１０１ エネルギー拡散部
１０２ 外符号符号化部
１０３ 外インタリーブ部
１０４ 畳込み符号化部
１０５ 内インタリーブ部
１０６ マッピング部
１０７ ＯＦＤＭフレーム構成部
１０８ ＩＦＦＴ部
１０９ ＧＩ付加部
１１０ 直交変調部
１１１ 直交復調部
１１２ シンボル同期部
１１３ ＦＦＴ部
１１４ 伝搬路推定部
１１５ 内デインタリーブ部
１１６ メトリック計算部
１１７ ブランチ選択部
１１８ トレースバック部
１１９ 外デインタリーブ部
１２０ 外符号復号部
１２１ エネルギー逆拡散部
２０１ 基準信号挿入部
２０２ 波形整形部
２０３ 直交変調部
２０４ 直交復調部
２０５ 波形整形部
２０６ 同期部
２０７ 伝搬路推定部
２０８ 内デインタリーブ部
３０１，３０３，３０５ 送信装置
３０２，３０４，３０６ 受信装置

Claims (6)

1. 複数の送信系統と複数の受信系統からなる時空間トレリス符号化ＭＩＭＯ方式の送信装置において、
   前記送信系統毎に、送信データを畳込み符号化し、所定の変調方式の信号点配置にマッピングする時空間トレリス符号化部と、
   前記送信系統毎に、前記時空間トレリス符号化部により畳込み符号化及びマッピングされた送信データに対し、ＯＦＤＭ変調またはシングルキャリア変調を行う変調部と、
   前記送信系統毎に、前記変調部により生成された信号の周波数変換を行い、送信アンテナを介して送信する送信高周波部と、を備え、
   前記時空間トレリス符号化部におけるマッピングは、
   前記送信系統間で、変調多値数は同じであるが異なる信号点配置のマッピング情報を用いて行う、ことを特徴とする送信装置。
2. 請求項１に記載の送信装置において、
   前記送信系統間で異なる信号点配置を、ある一つの信号点配置と、当該信号点配置を回転させた場合に信号点が重ならないようにした信号点配置との組み合わせとする、ことを特徴とする送信装置。
3. 請求項１に記載の送信装置において、
   前記送信系統間で異なる信号点配置を、ある一つの信号点配置と、当該信号点配置を回転、拡大または縮小させた場合に重ならない信号点が存在する信号点配置との組み合わせとする、ことを特徴とする送信装置。
4. 請求項１に記載の送信装置から送信された送信系統毎の信号が伝搬路にて合成され、前記合成信号を前記受信系統毎に受信し、元の送信データを復元する受信装置であって、
   前記受信系統毎に、前記合成信号を、受信アンテナを介して受信して周波数変換する受信高周波部と、
   前記受信系統毎に、前記受信高周波部により周波数変換された信号に対し、請求項１の変調部によりＯＦＤＭ変調が行われた場合はＯＦＤＭ復調を行い、請求項１の変調部によりシングルキャリア変調が行われた場合はシングルキャリア復調を行う復調部と、
   前記時空間トレリス符号化部におけるマッピングに用いた、前記送信系統間で変調多値数は同じであるが異なる信号点配置のマッピング情報に基づき、前記受信高周波部により周波数変換された信号から推定された前記複数の送信系統と前記複数の受信系統との間の伝搬路応答を用いて、前記受信系統毎の受信信号レプリカを作成し、前記受信信号レプリカと前記復調部により復調された実際の受信信号との間のメトリックを計算し、前記メトリックに基づいてブランチを選択してトレリス線図を作成し、前記トレリス線図をトレースバックして元の送信データを復号するビタビ復号部と、を備えたことを特徴とする受信装置。
5. 請求項４に記載の受信装置において、
   前記送信系統間で異なる信号点配置を、ある一つの信号点配置と、当該信号点配置を回転させた場合に信号点が重ならないようにした信号点配置との組み合わせとする、ことを特徴とする受信装置。
6. 請求項４に記載の受信装置において、
   前記送信系統間で異なる信号点配置を、ある一つの信号点配置と、当該信号点配置を回転、拡大または縮小させた場合に重ならない信号点が存在する信号点配置の組み合わせとする、ことを特徴とする受信装置。

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