(57)【要約】【課題】マルチサイトＳＴＢＣ方式とＳＰＣとを共に用いて通信を行うことのできる無線通信システムを提供することにある。【解決手段】無線通信システムにおいて、無線基地局装置３００が、端末装置１００に対してＳＴＴＤ符号化して送信する信号に用いたＳＴＴＤの符号化パターンを示すパターン情報を送信信号と共に送信し、端末装置２００が、端末装置１００宛の信号と、自端末宛の信号とがＳＰＣにより多重化された信号から、パターン情報に基づいて端末装置１００宛の信号を復元して、受信した信号から復元した信号を減算することで、自端末装置宛の信号を検出する。【選択図】図３
2010206283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する送信装置と、前記送信装置から送信される信号を受信する少なくとも第１、第２、及び、第３の受信装置を有する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
前記第１の受信装置に向けた第１の変調シンボルと、前記第２の受信装置に向けた第２の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうちの１つを用いて符号化して第１の送信信号を生成する第１の送信信号生成部と、
前記第１の受信装置に向けた前記第１の変調シンボルと、前記第３の受信装置に向けた第３の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうち前記第１の送信信号生成部において用いた符号パターンと異なる符合パターンを用いて符号化して第２の送信信号を生成する第２の送信信号生成部と、
前記第１の送信信号生成部により生成された前記第１の送信信号と、前記第２の送信信号生成部により生成された前記第２の送信信号とを同じ周波数により前記複数のアンテナを介して送信する無線送信部とを備え、
前記第１の受信装置は、
前記送信装置より送信された前記第１の送信信号と、前記第２の送信信号とを重ね合わせた信号を受信し、自受信装置に向けられた信号を検出するデータ検出部を備え、
前記第２の受信装置は、
自端末装置に向けた前記第２の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第１の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する第１のレプリカ生成部と、
前記第１のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第１の送信信号の変調シンボルからキャンセルする第１のキャンセル部とを備え、
前記第３の受信装置は、自端末装置に向けた前記第２の変調シンボルを検出するべく、
前記送信装置より受信した前記第２の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する第２のレプリカ生成部と、
前記第２のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第２の送信信号の変調シンボルからキャンセルする第２のキャンセル部とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記送信装置は、
前記第１の送信信号生成部において用いた前記ブロック符号を構成する符号パターンを示す第１のパターン情報と、前記第１の送信信号生成部において用いた前記ブロック符号を構成する符号パターンを示す第２のパターン情報とを生成するパターン情報生成部を備え、
前記第１及び第２パターン情報は、前記無線送信部により、前記第１及び第２の送信信号と共に送信され、
前記第２の受信装置は、前記送信装置より受信した前記第１のパターン情報に応じて前記レプリカ変調シンボルを生成し、
前記第３の受信装置は、前記送信装置より受信した前記第２のパターン情報に応じて前記レプリカ変調シンボルを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線通信システムは、更に、第４の受信装置を備える無線通信システムであって
前記送信装置は、前記第１の受信装置へ送信する前記第１の変調シンボルと、前記第４の受信装置に向けた第４の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうち前記第１及び第２の送信信号生成部が用いた符号パターンと異なる符合パターンを用いて符号化する第３の送信信号生成部を備え、
前記無線送信部は、前記第１及び第２の送信信号と、前記第３の送信信号生成部が生成した第３の送信信号と同じ周波数により前記複数のアンテナを介して送信し、
前記第４の受信装置は、
自端末装置に向けた前記第４の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第１の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する第３のレプリカ生成部と、
前記第３のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第１の送信信号の変調シンボルからキャンセルする第１のキャンセル部とを備える
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記パターン情報生成部は、前記第３の送信信号生成部において用いた前記ブロック符号を構成する符号パターンを示す第３のパターン情報を生成し、
前記無線送信部は、生成された前記第３のパターン情報を前記第３の送信信号と共に送信し、
前記第４の受信装置は、前記送信装置より受信した前記第３のパターン情報に応じて前記レプリカ変調シンボルを生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第２の変調シンボルとを同じ無線リソースに配置して変調シンボルを合成し、
前記第２の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第３の変調シンボルとを同じ無線リソースに配置して変調シンボルを合成し、
前記第３の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第４の変調シンボルとを同じ無線リソースに配置して変調シンボルを合成する
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第２の変調シンボルとを重畳符号化する第１の重畳符号化部と、前記第１の重畳符号化により重畳された変調シンボルに対してブロック符号化を行う第１のブロック符号化部と、前記第１のブロック符号化部により符号化された変調シンボルに対して逆フーリエ変換演算を行う第１のＩＦＦＴ部と、前記第１のＩＦＦＴ部が変換した変調シンボルに対してガードインターバルを挿入する第１のガードインターバル挿入部とを備え、
前記第２の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第３の変調シンボルとを重畳符号化する第２の重畳符号化部と、前記第２の重畳符号化により重畳された変調シンボルに対してブロック符号化を行う第２のブロック符号化部と、前記第２のブロック符号化部により符号化された変調シンボルに対して逆フーリエ変換演算を行う第２のＩＦＦＴ部と、前記第２のＩＦＦＴ部が変換した変調シンボルに対してガードインターバルを挿入する第２のガードインターバル挿入部とを備え、
前記第３の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第４の変調シンボルとを重畳符号化する第３の重畳符号化部と、前記第３の重畳符号化により重畳された変調シンボルに対してブロック符号化を行う第３のブロック符号化部と、前記第３のブロック符号化部により符号化された変調シンボルに対して逆フーリエ変換演算を行う第３のＩＦＦＴ部と、前記第３のＩＦＦＴ部が変換した変調シンボルに対してガードインターバルを挿入する第３のガードインターバル挿入部とを備える
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第１、第２、及び、第３のブロック符号化部は、前記ブロック符号化として、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）を用いる
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記第１、第２、及び、第３のブロック符号化部は、前記ブロック符号化として、周波数空間ブロック符号化（ＳＦＢＣ）を用いる
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項９】
対になった他方のアンテナから送信される信号と、自アンテナから送信される信号とを重ね合わせた信号を受信した第１の受信装置が、合成後の利得が得られるように前記第１の受信装置に向ける信号を無線リソースに配置すると共に、前記無線リソースに第２の受信装置に向ける信号を重畳して配置する送信信号生成部を備える
ことを特徴とする送信装置。
【請求項１０】
送信装置から受信した受信信号から、他の受信装置に向けられた信号を再生するレプリカ生成部と、
前記レプリカ生成部が再生した信号を、前記受信信号からキャンセルするキャンセル部とを備える
ことを特徴とする受信装置。
【請求項１１】
複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する送信装置と、前記送信装置から送信される信号を受信する少なくとも第１、第２、及び、第３の受信装置に向けて第１、第２、及び、第３の変調シンボルを送信する無線通信方法であって、
前記送信装置が、前記第１の受信装置に向けた第１の変調シンボルと、前記第２の受信装置に向けた第２の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうちの１つを用いて符号化して第１の送信信号を生成する過程と、
前記送信装置が、前記第１の受信装置に向けた前記第１の変調シンボルと、前記第３の受信装置に向けた第３の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうち前記第１の送信信号生成部において用いた符号パターンと異なる符合パターンを用いて符号化して第２の送信信号を生成する過程と、
前記送信装置が、前記第１の送信信号生成部により生成された前記第１の送信信号と、前記第２の送信信号生成部により生成された前記第２の送信信号とを同じ周波数により前記複数のアンテナを介して送信する過程とを備え、
前記第１の受信装置が、前記送信装置より送信された前記第１の送信信号と、前記第２の送信信号とを重ね合わせた信号を受信し、自受信装置に向けられた信号を検出する過程と、
前記第２の受信装置が、自端末装置に向けた前記第２の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第１の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する過程と、
前記第２の受信装置が、前記第１のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第１の送信信号の変調シンボルからキャンセルする過程と、
前記第３の受信装置が、自端末装置に向けた前記第２の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第２の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する過程と、
前記第３の受信装置が、前記第２のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第２の送信信号の変調シンボルからキャンセルする過程とを備える
ことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、無線通信方法、送信装置および受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding：時空間ブロック符号化）を用いたＳＴＴＤ（Space-Time block coding based Transmit antenna Diversity；時空間ブロック符号化送信アンテナダイバーシチ）、あるいは、ＳＦＢＣ（Space Frequency Block Coding：周波数空間ブロック符号化）を用いたＳＦＴＤ（Space- Frequency block coding based Transmit antenna Diversity；周波数空間ブロック符号化送信アンテナダイバーシチ）などの、ブロック符号化に基づく送信アンテナダイバーシチは、無線基地局装置が複数の送信アンテナを用いて、端末装置にデータを送信し、送信ダイバーシチを得ることにより、１つの送信アンテナのみを用いてデータを送信するよりも優れた伝送特性を得ることができる。
【０００３】
ＳＴＢＣとは、基地局装置が２本の送信アンテナを用いて端末装置に信号を送信する場合に、時間的に連続した２つの変調シンボルに対して式（１−１）、（１−２）に表される演算を行い送信することより、受信側で送信ダイバーシチ効果を得ることができる技術である（非特許文献１）。
【０００４】
【数１】
2010206283.tif 000003
【０００５】
ここで、ｓ（ｎ）は、時刻ｎにおける変調シンボルであり、ｓ（ｎ＋１）は、時刻ｎ＋１における変調シンボルである。ｓ’ｉ（ｎ）（ｉ＝１，２）は、ｉ番目のアンテナから送信されるＳＴＢＣを施された送信信号である。ｓの上付きの＊（アスタリスク）は、複素共役を表す。
端末装置は、式（１−１）、（１−２）で表される送信信号を受信し、受信した信号をＳＴＢＣ復号することで、最大比合成と同様の送信ダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００６】
端末装置におけるＳＴＢＣ復号は、線形計算により行うことができる。端末装置における時刻ｎと時刻ｎ＋１とそれぞれの受信信号ｒ（ｎ）、ｒ（ｎ＋１）は、式（２−１）、（２−２）により表される。
時刻ｎと時刻ｎ＋１とにおいて、無線基地局装置の第１のアンテナから端末装置へのチャネル状態を示す値をｈ１とし、無線基地局装置の第２のアンテナから端末装置へのチャネル状態を示す値をｈ２とする。ＳＴＢＣは、チャネル状態の時間変動が十分に小さい環境でのみ、例えば、端末装置が、無線基地局装置の第１及び第２のアンテナから離れたセルエリアの端に位置する場合に用いられるので、隣接した時刻ｎと時刻ｎ＋１との間でのチャネル状態変化を無視できるものとして同じ変数ｈ１、ｈ２で表す。また、時刻ｎにおける雑音をη（ｎ）とする。
【０００７】
【数２】
2010206283.tif 000004
【０００８】
端末装置において、受信した信号ｒ（ｎ）、ｒ（ｎ＋１）から、送信された信号ｓ（ｎ）、ｓ（ｎ＋１）を復元した信号を次式（３−１）〜（３−４）により算出する。
【０００９】
【数３】
2010206283.tif 000005
【００１０】
ここで、ｓ（ｎ）、ｓ（ｎ＋１）それぞれのｓの上に＾（ハット）が付いた変数を、以下、明細書中において＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）とする。
送信信号ｓ（ｎ）、ｓ（ｎ＋１）に対応する復元した送信信号＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）は、式（１−１）、（１−２）と式（２−１）、（２−２）とから、式（３−１）〜（３−４）として表され、式（３−２）、（３−４）の第１項に着目すると、変調シンボルｓ（ｎ）、ｓ（ｎ＋１）それぞれは、第１のアンテナから端末装置への伝送路（ｈ１）を介した変調シンボルと、第２のアンテナからの端末装置への伝送路（ｈ２）を介した変調シンボルとの最大比合成により復元されることが示されている。
【００１１】
ＳＦＢＣは、ＳＴＢＣにおける「時間的に連続した２つの変調シンボル」に替えて、「周波数軸上で連続した２つのキャリアに割り当てられた変調シンボル」に対して式（１−１）、（１−２）の演算を行い送信する技術である（非特許文献２）。
【００１２】
次に、マルチサイトＳＴＢＣとは、２つの無線基地局装置を用いて、それぞれ異なる位置から１つの端末装置に対してデータを送信することにより、マルチサイトダイバーシチによる伝送特性の改善を図る技術である。信号を受信する端末装置は、異なる位置から送信された２つの信号を加え合わせた信号を受信することにより、一方の無線基地局装置から受信する信号が弱くなったとしても、他方の無線基地局装置からの受信する信号により復号を行うことで、端末装置は、安定した受信を行うことができる。マルチサイトＳＴＢＣは、特に、２つの基地局装置の中間地点付近に端末装置が存在するとき、受信信号を合成することにより伝送特性の改善が顕著であるが、中間地点付近以外に端末装置が存在するときでも、２つの基地局装置から受信する信号を合成することで伝送特性を改善することができる（非特許文献１）。
【００１３】
また、次世代の移動体通信方式では、限られた周波数帯域で、無線基地局装置は、できるだけ多くの端末装置と同時に通信を行う必要がある。そのため、１つの無線リソース（周波数など）で２つの端末装置にデータを多重して送信できるＳＰＣ（Super Position Coding；重畳符号化）が、有望視されている。ＳＰＣは、２つの端末装置への送信する信号に電力差をつけて加算することで、信号を多重する方法である。（非特許文献３）。
ここで、無線リソースとは、１つの変調シンボルを端末装置に送信することのできる最小単位のことであり、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；直交周波数分割多重）方式を用いた通信においては、１つのＯＦＤＭシンボルにおける１つのサブキャリアのことを示す。
【００１４】
ＳＰＣは、一般にチャネル特性が良い端末装置と、チャネル特性が悪い端末装置とが同時に同じ無線リソースにより無線基地局装置と通信することができる技術である。無線基地局装置は、チャネル特性が悪い端末装置へ送信する信号に対して大きな電力を用いて変調シンボルを作成し、チャネル特性が良い端末装置へ送信する信号に対して小さな電力を用いて変調シンボルを作成し、作成した両方の変調シンボルを加算して送信する。
チャネル特性が良い端末装置は、両信号が加算された受信信号からチャネル特性が悪い端末装置への信号の検出を行い、両信号が加算された受信信号からチャネル特性が悪い端末装置への信号を減算することで、チャネル特性が良い端末装置への信号、すなわち、自端末装置宛の信号を取り出す。また、チャネル特性が悪い端末装置は、チャネル特性が良い端末装置への信号を雑音としてみなして、チャネル特性が悪い端末装置への信号、すなわち、自端末装置宛の信号を検出する。
【００１５】
ＳＰＣは、上述のように、無線基地局と２つの端末装置とが処理を行うことで、１つの無線リソースで２つの端末装置への信号を多重できる技術である。
なお、チャネル特性が良い端末装置と、チャネル特性が悪い端末装置と区別してＳＰＣの動作の説明をしたが、どちらか一方の端末装置が、他方の端末装置宛の信号を検出することができれば、チャネル特性に依存せずにＳＰＣによる通信を行うことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】井上学、藤井威生、中川正雄、「ＯＦＤＭ複数基地局システムにおけるＳＴＴＤを用いたサイトダイバーシチ法」、ＩＥＩＣＥ、ＲＣＳ２００２−１２７
【非特許文献２】“SPACE-TIME/SPACE-FREQUENCY BLOCK CODED OFDM WITH DIAGONALIZED MAXIMUM LIKELIHOOD DECODER （ST/SF-OFDM with DMLD)“, IEICE TRANS. COMMUN., VOL. E87-B,NO.7 JULY 2004
【非特許文献３】”Performance of Superposition Coded Broadcast/Unicast Service Overlay System”, IEICE TRANS. COMMUN., VOL. E91-B,NO.9 SEPTEMBER 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述のマルチサイトＳＴＢＣ方式などのマルチサイトブロック符号化方式、すなわちＳＦＢＣ、ＳＴＢＣなどのブロック符号化した信号を異なる位置から１つの端末装置に対して送信するシステムにおいて、更に、ＳＰＣを適用する場合、無線基地局装置が、第１の端末装置宛にマルチサイトＳＴＢＣ方式で送信している信号に対して、第２の端末装置宛のデータをＳＰＣにより多重化すると、第１の端末装置宛の信号が式（１−１）又は式（１−２）によりＳＴＢＣ符号化されるために、第２の端末装置が第１の端末装置宛の信号を検出することができず、ＳＰＣにより多重化された自端末装置宛の信号を検出することができないという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、マルチサイトブロック符号化方式と重畳符号化とを共に用いて通信を行うことのできる無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する送信装置と、前記送信装置から送信される信号を受信する少なくとも第１、第２、及び、第３の受信装置を有する無線通信システムにおいて、前記送信装置は、前記第１の受信装置に向けた第１の変調シンボルと、前記第２の受信装置に向けた第２の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうちの１つを用いて符号化して第１の送信信号を生成する第１の送信信号生成部と、前記第１の受信装置に向けた前記第１の変調シンボルと、前記第３の受信装置に向けた第３の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうち前記第１の送信信号生成部において用いた符号パターンと異なる符合パターンを用いて符号化して第２の送信信号を生成する第２の送信信号生成部と、前記第１の送信信号生成部により生成された前記第１の送信信号と、前記第２の送信信号生成部により生成された前記第２の送信信号とを同じ周波数により前記複数のアンテナを介して送信する無線送信部とを備え、前記第１の受信装置は、前記送信装置より送信された前記第１の送信信号と、前記第２の送信信号とを重ね合わせた信号を受信し、自受信装置に向けられた信号を検出するデータ検出部を備え、前記第２の受信装置は、自端末装置に向けた前記第２の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第１の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する第１のレプリカ生成部と、前記第１のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第１の送信信号の変調シンボルからキャンセルする第１のキャンセル部とを備え、前記第３の受信装置は、自端末装置に向けた前記第２の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第２の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する第２のレプリカ生成部と、前記第２のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第２の送信信号の変調シンボルからキャンセルする第２のキャンセル部とを備えることを特徴とする無線通信システムである。
【００２０】
（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記送信装置は、前記第１の送信信号生成部において用いた前記ブロック符号を構成する符号パターンを示す第１のパターン情報と、前記第１の送信信号生成部において用いた前記ブロック符号を構成する符号パターンを示す第２のパターン情報とを生成するパターン情報生成部を備え、前記第１及び第２パターン情報は、前記無線送信部により、前記第１及び第２の送信信号と共に送信され、前記第２の受信装置は、前記送信装置より受信した前記第１のパターン情報に応じて前記レプリカ変調シンボルを生成し、前記第３の受信装置は、前記送信装置より受信した前記第２のパターン情報に応じて前記レプリカ変調シンボルを生成することを特徴とする。
【００２１】
（３）また、本発明は、上記記載の発明において、前記無線通信システムは、更に、第４の受信装置を備える無線通信システムであって前記送信装置は、前記第１の受信装置へ送信する前記第１の変調シンボルと、前記第４の受信装置に向けた第４の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうち前記第１及び第２の送信信号生成部が用いた符号パターンと異なる符合パターンを用いて符号化する第３の送信信号生成部を備え、前記無線送信部は、前記第１及び第２の送信信号と、前記第３の送信信号生成部が生成した第３の送信信号と同じ周波数により前記複数のアンテナを介して送信し、前記第４の受信装置は、自端末装置に向けた前記第４の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第１の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する第３のレプリカ生成部と、前記第３のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第１の送信信号の変調シンボルからキャンセルする第１のキャンセル部とを備えることを特徴とする。
【００２２】
（４）また、本発明は、上記記載の発明において、前記パターン情報生成部は、前記第３の送信信号生成部において用いた前記ブロック符号を構成する符号パターンを示す第３のパターン情報を生成し、前記無線送信部は、生成された前記第３のパターン情報を前記第３の送信信号と共に送信し、前記第４の受信装置は、前記送信装置より受信した前記第３のパターン情報に応じて前記レプリカ変調シンボルを生成することを特徴とする。
【００２３】
（５）また、本発明は、上記記載の発明において、前記第１の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第２の変調シンボルとを同じ無線リソースに配置して変調シンボルを合成し、前記第２の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第３の変調シンボルとを同じ無線リソースに配置して変調シンボルを合成し、前記第３の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第４の変調シンボルとを同じ無線リソースに配置して変調シンボルを合成することを特徴とする。
【００２４】
（６）また、本発明は、上記記載の発明において、前記第１の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第２の変調シンボルとを重畳符号化する第１の重畳符号化部と、前記第１の重畳符号化により重畳された変調シンボルに対してブロック符号化を行う第１のブロック符号化部と、前記第１のブロック符号化部により符号化された変調シンボルに対して逆フーリエ変換演算を行う第１のＩＦＦＴ部と、前記第１のＩＦＦＴ部が変換した変調シンボルに対してガードインターバルを挿入する第１のガードインターバル挿入部とを備え、前記第２の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第３の変調シンボルとを重畳符号化する第２の重畳符号化部と、前記第２の重畳符号化により重畳された変調シンボルに対してブロック符号化を行う第２のブロック符号化部と、前記第２のブロック符号化部により符号化された変調シンボルに対して逆フーリエ変換演算を行う第２のＩＦＦＴ部と、前記第２のＩＦＦＴ部が変換した変調シンボルに対してガードインターバルを挿入する第２のガードインターバル挿入部とを備え、前記第３の送信信号生成部は、前記第１の変調シンボルと前記第４の変調シンボルとを重畳符号化する第３の重畳符号化部と、前記第３の重畳符号化により重畳された変調シンボルに対してブロック符号化を行う第３のブロック符号化部と、前記第３のブロック符号化部により符号化された変調シンボルに対して逆フーリエ変換演算を行う第３のＩＦＦＴ部と、前記第３のＩＦＦＴ部が変換した変調シンボルに対してガードインターバルを挿入する第３のガードインターバル挿入部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
（７）また、本発明は、上記記載の発明において、前記第１、第２、及び、第３のブロック符号化部は、前記ブロック符号化として、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）を用いることを特徴とする。
【００２６】
（８）また、本発明は、上記記載の発明において、前記第１、第２、及び、第３のブロック符号化部は、前記ブロック符号化として、周波数空間ブロック符号化（ＳＦＢＣ）を用いることを特徴とする。
【００２７】
（９）また、本発明は、対になった他方のアンテナから送信される信号と、自アンテナから送信される信号とを重ね合わせた信号を受信した第１の受信装置が、合成後の利得が得られるように前記第１の受信装置に向ける信号を無線リソースに配置すると共に、前記無線リソースに第２の受信装置に向ける信号を重畳して配置する送信信号生成部を備えることを特徴とする送信装置である。
【００２８】
（１０）また、本発明は、送信装置から受信した受信信号から、他の受信装置に向けられた信号を再生するレプリカ生成部と、前記レプリカ生成部が再生した信号を、前記受信信号からキャンセルするキャンセル部とを備えることを特徴とする受信装置である。
【００２９】
（１１）また、本発明は、複数のアンテナそれぞれから異なる信号を送信する送信装置と、前記送信装置から送信される信号を受信する少なくとも第１、第２、及び、第３の受信装置に向けて第１、第２、及び、第３の変調シンボルを送信する無線通信方法であって、前記送信装置が、前記第１の受信装置に向けた第１の変調シンボルと、前記第２の受信装置に向けた第２の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうちの１つを用いて符号化して第１の送信信号を生成する過程と、前記送信装置が、前記第１の受信装置に向けた前記第１の変調シンボルと、前記第３の受信装置に向けた第３の変調シンボルとを合成した変調シンボルを、ブロック符号を構成する符号パターンのうち前記第１の送信信号生成部において用いた符号パターンと異なる符合パターンを用いて符号化して第２の送信信号を生成する過程と、前記送信装置が、前記第１の送信信号生成部により生成された前記第１の送信信号と、前記第２の送信信号生成部により生成された前記第２の送信信号とを同じ周波数により前記複数のアンテナを介して送信する過程とを備え、前記第１の受信装置が、前記送信装置より送信された前記第１の送信信号と、前記第２の送信信号とを重ね合わせた信号を受信し、自受信装置に向けられた信号を検出する過程と、前記第２の受信装置が、自端末装置に向けた前記第２の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第１の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する過程と、前記第２の受信装置が、前記第１のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第１の送信信号の変調シンボルからキャンセルする過程と、前記第３の受信装置が、自端末装置に向けた前記第２の変調シンボルを検出するべく、前記送信装置より受信した前記第２の送信信号から前記第１の受信装置に向けられた前記第１の変調シンボルを再生する過程と、前記第３の受信装置が、前記第２のレプリカ生成部の生成したレプリカ変調シンボルを、受信した前記第２の送信信号の変調シンボルからキャンセルする過程とを備えることを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、無線通信システムに用いる帯域幅を増やすことなく通信量を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態による無線通信システムの構成を示す概略図である。
【図２】同実施形態における無線基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態における無線通信システムの異なる形態を示す概略図である。
【図４】同実施形態における変調シンボル生成部の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態における送信処理部の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同実施形態におけるＳＰＣ部による多重化を説明する概略図である。
【図７】同実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】同実施形態におけるデータ検出部の構成を示した概略ブロックである。
【図９】同実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】同実施形態における無線基地局装置の異なる形態を示す概略ブロック図である。
【図１１】第２実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】第３実施形態における送信処理部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】同実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態による無線通信システム、無線基地局装置、及び、端末装置を図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、ブロック符号化に基づく送信アンテナダイバーシチとして、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding：時空間ブロック符号化）に基づくＳＴＴＤ（Space-Time block coding based Transmit antenna Diversity；時空間ブロック符号化送信アンテナダイバーシチ）を用いて説明するが、ＳＦＢＣ（Space Frequency Block Coding：周波数空間ブロック符号化）に基づくＳＦＴＤ（Space-Frequency block coding based Transmit antenna Diversity；時空間ブロック符号化送信アンテナダイバーシチ）を用いてもよい。
【００３３】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態による無線通信システム１０の構成を示す概略図である。無線通信システム１０は、無線基地局装置３００ａ、３００ｂ、移動局としての端末装置１００、２００ａ、２００ｂを有する。
図示するように、端末装置１００（第１の端末装置）が、無線基地局装置３００ａ、３００ｂからの送信信号を受信することで、マルチサイトＳＴＢＣ方式で通信するとき、端末装置２００ａ（第２の端末装置又は第３の端末装置）が、端末装置１００に対して用いられている同じ無線リソース（周波数など）を用いて、ＳＰＣ（Super Position Coding；重畳符号化）により無線基地局装置３００ａからの送信信号を受信して通信し、端末装置２００ｂ（第２の端末装置又は第３の端末装置）が、同様に、端末装置１００に対して用いている同じ無線リソースを用いて、ＳＰＣにより無線基地局装置３００ｂからの送信信号を受信して通信する。一例として、端末装置２００ａは、無線基地局装置３００ａのセルエリア内に位置し、端末装置２００ｂは、無線基地局装置３００ｂのセルエリア内に位置し、端末装置１００は、無線基地局装置３００ａ、３００ｂ双方のセルエリア端に位置する。
なお、端末装置２００ａ、２００ｂは、同じ構成を有しており、いずれか一方を代表して示すとき、又は、すべてを示すとき端末装置２００という。
【００３４】
無線基地局装置３００ａは、端末装置１００宛の変調シンボル（第１の変調シンボル）に、ＳＰＣにより端末装置２００ａ宛の変調シンボル（第２の変調シンボル）を多重化して送信する。
このとき、無線基地局装置３００ａが、端末装置２００ａにＳＴＢＣによる通信を行っていることを示すＳＴＢＣ情報を送信信号と併せて送信する。更に、無線基地局装置３００ａは、ＳＴＢＣによる符号化を行った際に符号化パターン（式（１−１）、（１−２））のいずれを用いたかを示すパターン情報を端末装置２００ａに送信する。これにより、端末装置２００ａは、端末装置１００宛の変調シンボルを復元することができ、復元した変調シンボルを受信した送信信号から減算することにより、自端末装置宛の変調シンボルを検出することができる。また、無線基地局装置３００ｂが、ＳＴＢＣ情報とパターン情報とを併せて送信することで、端末装置２００ｂは、端末装置２００ａと同様に、端末装置１００宛の変調シンボルを検出し、検出した変調シンボルから減算することで自端末装置宛の変調シンボルを検出することができる。
【００３５】
ここで、図１に示すように、端末装置２００ａ、２００ｂが同時にＳＰＣで通信するには、無線基地局装置３００ａから送信される送信信号が端末装置２００ｂに届かず、無線基地局装置３００ｂから送信される送信信号が端末装置２００ａに届かないことが条件となり、本実施形態においても、この条件が満たされるとする。なお、送信信号が端末装置２００ａ、２００ｂに届かないとは、受信した送信信号が雑音とみなせるほど小さな電力で受信されることを含む。
また、無線基地局装置３００ａ、３００ｂから端末装置１００、２００ａ、２００ｂへの通信回線を下りリンクといい、端末装置１００、２００ａ、２００ｂから無線基地局装置３００への通信回線を上りリンクという。
【００３６】
図２は、同実施形態における無線基地局装置３００の構成を示す概略ブロック図である。図１において、無線基地局装置３００ａ、３００ｂは、独立した装置として記載しているが、送信における処理の説明を簡単にするために、図２に図示するように、１つの無線基地局装置３００として説明する。
なお、無線基地局装置３００は、図３に示すように、マルチサイトＳＴＢＣの効果を得るために、図１における無線基地局装置３００ａ、３００ｂと同様に、アンテナ３１１、３２１が、異なる位置に設置され、有線、例えば、同軸線や光ファイバーなどにより接続される。また、アンテナ３１１、３２１はリレー局でもよい。
【００３７】
図２に戻り、無線基地局装置３００は、端末装置１００、２００ａ、２００ｂそれぞれに送信する情報ビットを変調する変調シンボル生成部３１３、３２３、３３３と、アンテナ３１１、３２１と、アンテナ３１１、３２１それぞれに対応する送信処理部３１２、３２２とを含み構成される。
変調シンボル生成部３１３は、端末装置２００ａ宛に送信する情報ビットが入力され、入力された情報ビットを変調して変調シンボル（第２の変調シンボル）を送信処理部３１２に出力する。変調シンボル生成部３２３は、端末装置２００ｂ宛に送信する情報ビットが入力され、入力された情報ビットを変調して変調シンボル（第２の変調シンボル）を送信処理部３２２に出力する。変調シンボル生成部３３３は、端末装置１００宛に送信する情報ビットが入力され、入力された情報ビットを変調して変調シンボル（第１の変調シンボル）を送信処理部３１２、３２２に出力する。
【００３８】
送信処理部３１２は、変調シンボル生成部３１３、３３３から入力された変調シンボルから送信信号を生成し、生成した送信信号をアンテナ３１１を介して端末装置１００、２００ａに送信する。送信処理部３２２は、変調シンボル生成部３２３、３３３から入力された変調シンボルから送信信号を生成し、生成した送信信号をアンテナ３２１を介して端末装置１００、２００ｂに送信する。
【００３９】
次に、図４は、同実施形態における変調シンボル生成部３１３の構成を示す概略ブロック図である。変調シンボル生成部３１３は、符号化部３５１と変調部３５２とを有する。符号化部３５１は、送信する情報ビットが入力され、入力された情報ビットに対してターボ符号、畳み込み符号、ＬＤＰＣ（Low density Parity check Code；低密度パリティ検査符号）などにより前方誤り訂正（Forward Error Correction；ＦＥＣ）を行い変調部３５２に出力する。変調部３５２は、符号化部３５１により符号化された情報ビットに対して変調を行い、生成した変調シンボルを出力する。このとき、変調部３５２が行う変調として、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase shift keying；４相位相変調）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；１６値直交振幅変調）、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；６４値直交振幅変調）などを用いる。
なお、変調シンボル生成部３２３、３３３は、変調シンボル生成部３１３と同様の構成を有しているので、説明を省略する。
【００４０】
次に、図５は、同実施形態における送信処理部３１２の構成を示す概略ブロック図である。送信処理部３１２は、送信信号生成部３４１、ＳＴＢＣ情報生成部３４２、パターン情報生成部３４３、及び、無線送信部３４４を備える。
送信信号生成部３４１は、入力される端末装置１００宛の変調シンボルと、入力される端末装置２００ａ宛の変調シンボルとから送信信号を生成し、生成した送信信号を無線送信部３４４に出力する。ＳＴＢＣ情報生成部３４２は、送信信号がＳＴＢＣにより符号化されていることを示すＳＴＢＣ情報を無線送信部３４４に出力する。パターン情報生成部３４３は、ＳＴＢＣにより符号化された際に用いられた式（１−１）、（１−２）で示される符号化パターンのいずれを用いたかを示すパターン情報を無線送信部３４４に出力する。無線送信部３４４は、入力された送信信号と、ＳＴＢＣ情報と、パターン情報とを、例えば時間多重など、多重して、接続されたアンテナ３１１を介して下りリンクの無線周波数にて端末装置１００、２００ａに送信する。
【００４１】
送信信号生成部３４１は、ＳＰＣ部３４５、ＳＴＢＣ部（時空間ブロック符号部）３４６、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）部３４７、及び、ガードインターバル挿入部３４８（以下、ＧＩ挿入部３４８という）を備える。
ＳＰＣ部３４５は、入力される端末装置１００宛の変調シンボルと、入力される端末装置２００ａ宛の変調シンボルとに対して、ＳＰＣによる多重化を行ってＳＰＣシンボルを生成し、生成したＳＰＣシンボルをＳＴＢＣ部３４６に出力する。このとき、ＳＰＣ部３４５は、端末装置１００宛に送信する変調シンボルに、端末装置２００ａ宛に送信する変調シンボルより大きい電力を割り当てる。それぞれの変調シンボルに割り当てる電力の比、又は差は、予め定められた固定値でもよいし、アンテナ３１１と端末装置１００との間の伝送路と、アンテナ３１１と端末装置２００ａとの間の伝送路の状態に基づいて決定してもよい。
ＳＴＢＣ部３４６は、入力されたＳＰＣシンボルに対して、式（１−１）、（１−２）のいずれかに基づいて符号化を行って、ＩＦＦＴ部３４７に出力する。ＩＦＦＴ部３４７は、ＳＴＢＣ部３４６から入力された信号に対して逆高速フーリエ変換演算を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号へと変換してＧＩ挿入部３４８に出力する。ＧＩ挿入部３４８は、ＩＦＦＴ部３４７から入力された信号に対して、入力された信号の一部をコピーするなどしてガードインターバルを付加して冗長性を有する送信信号を生成して無線送信部３４４に出力する。
【００４２】
ここで、ＳＰＣ部３４５が行う多重化について説明する。図６は、ＳＰＣ部３４５による多重化を説明する概略図である。ここでは、端末装置１００、２００ａに送信する信号の変調がどちらもＱＰＳＫを用いるとする。図６（ａ）が端末装置１００宛の変調シンボルをベクトルで表現した図であり、図６（ｂ）が端末装置２００ａ宛の変調シンボルをベクトルで表現した図である。ここで、それぞれの変調シンボルが有する電力は、ベクトルの大きさで表され、端末装置１００宛の変調シンボルは、端末装置２００ａ宛の変調シンボルより大きい電力が与えられることを示している。
図６（ｃ）は、それぞれの変調シンボルを加算（多重化）して得られるＳＰＣシンボルを示す。また、図６（ｄ）は、加算する変調シンボルが共にＱＰＳＫであるとき、ＳＰＣシンボルが取り得るシンボルの配置点を示す。
【００４３】
なお、送信処理部３２２は、ＳＰＣ部３４５に入力されている端末装置２００ａ宛の変調シンボルが、端末装置２００ｂ宛の変調シンボルとなる点が異なる以外、送信処理部３１２と同様の構成をしているので、送信処理部３２２の説明を省略する。また、送信処理部３１２、３２２が有する無線送信部３４４は、互いに同期をとって同じタイミングで端末装置１００において信号が受信されるように、伝送路の遅延に基づいたタイミングで送信信号を送信する。
【００４４】
図７は、同実施形態における端末装置２００の構成を示す概略ブロック図である。端末装置２００は、無線受信部２５１、ガードインターバル除去部２５２（以下、ＧＩ除去部２５２という）、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）部２５３、ＳＴＢＣ復元部２５４、パターン情報検出部２５５、ＳＴＢＣ情報検出部２５６、チャネル推定部２５７、データ検出部２５８、レプリカ生成部２５９、キャンセル部２６０、データ検出部２６１を有する。
【００４５】
無線受信部２５１は、無線基地局装置３００から送信された送信信号を接続されたアンテナを介して受信し、受信した信号をベースバンドへダウンコンバートし、更に、アナログ信号からデジタル信号に変換した後、ＧＩ除去部２５２、ＳＴＢＣ情報検出部２５６、及びパターン情報検出部２５５に出力する。ＧＩ除去部２５２は、無線受信部２５１が出力した信号からガードインターバルを除去してＦＦＴ部２５３に出力する。ＦＦＴ部２５３は、ＧＩ除去部２５２によりガードインターバルが除去された信号に対してＦＦＴを行い時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換してＳＴＢＣ復元部２５４とチャネル推定部２５７とに出力する。
【００４６】
パターン情報検出部２５５は、無線受信部２５１が出力した信号からＳＴＢＣの符号化パターンが示されたパターン情報を検出してＳＴＢＣ復元部２５４に出力する。ＳＴＢＣ情報検出部２５６は、無線受信部２５１が出力した信号からＳＴＢＣによる符号化が行われているか否かを示すＳＴＢＣ情報を検出してＳＴＢＣ復元部２５４に出力する。なお、これらパターン情報およびＳＴＢＣ情報の検出は、例えば送信側で時間多重されている場合は、パターン情報あるいはＳＴＢＣ情報が多重されている時間帯の受信信号を分離することで行う。
【００４７】
チャネル推定部２５７は、ＦＦＴ部２５３が出力した信号から無線基地局装置３００と端末装置２００との間に対するチャネル状態（伝送路）の推定を行い、得られたチャネル推定値をデータ検出部２５８、レプリカ生成部２５９、及びデータ検出部２６１に出力する。ここで、チャネル推定部２５７は、線形補間やＦＦＴ補間などのチャネル推定技術を用いてチャネル推定値の算出を行ってもよい。
【００４８】
ＳＴＢＣ復元部２５４は、ＳＴＢＣ情報検出部２５６から入力されるＳＴＢＣ情報により無線基地局装置３００が送信信号にＳＴＢＣを施しているか否かを判定し、ＳＴＢＣが施されていると判定したとき、パターン情報検出部２５５から入力されたパターン情報に基づいて、ＦＦＴ部２５３から入力された信号に対してＳＴＢＣ復元を行う。また、チャネル推定部２５７は、基地局装置から無線リソースを用いて送信されたパイロット信号などの既知信号より伝送路を推定してチャネル推定値を算出する。
【００４９】
ＳＴＢＣ復元部２５４は、パターン情報が式（１−１）で示される符号化パターンを示すとき、各サブキャリアについて次式（４−１）、（４−２）で示される演算を行い、送信信号ｓ（ｎ）、ｓ（ｎ＋１）を復元した信号＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）を算出する。ｒ（ｎ）、ｒ（ｎ＋１）は、時刻ｎ、ｎ＋１において受信した信号を示す。
【００５０】
【数４】
2010206283.tif 000006
【００５１】
ＳＴＢＣ復元部２５４は、パターン情報が式（１−２）で示される符号化パターンを示すとき、次式（５−１）、（５−２）で示される演算を行い、送信信号ｓ（ｎ）、ｓ（ｎ＋１）を復元した信号＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）を算出する。
【００５２】
【数５】
2010206283.tif 000007
【００５３】
ＳＴＢＣ復元部２５４は、算出した信号＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）をデータ検出部２５８とキャンセル部２６０とに出力する。
データ検出部２５８は、入力された＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）それぞれについて、伝搬路特性値（チャネル推定値）による影響を受けた信号として、チャネル補償、復調、復号を行い、端末装置１００宛の情報ビットを検出し、検出した情報ビットをレプリカ生成部２５９に出力する。レプリカ生成部２５９は、入力された端末装置１００宛の情報ビットを符号化、変調して、変調シンボルを生成し、更に、伝搬路特性値の影響を与えたレプリカ信号を生成してキャンセル部２６０に出力する。
【００５４】
キャンセル部２６０は、レプリカ生成部２５９が出力するレプリカ信号を、ＳＴＢＣ復元部２５４から入力された信号＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）に対する干渉信号とみなして、信号＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）からレプリカ信号を減算（除去）して、端末装置２００に対する変調シンボルを検出し、検出した変調シンボルをデータ検出部２６１に出力する。  このような処理は、符号間干渉抑圧や、ストリーム間干渉抑圧のための判定帰還型等化器と同様の処理である。このような処理については、一例として、特開２００４−２２１７０２を参照されたい。
データ検出部２６１は、キャンセル部２６０により検出された変調シンボルを、チャネル推定部２５７が算出したチャネル推定値に基づいてチャネル補償した後、復調、及び、復号して、端末装置２００宛の情報ビットを検出して出力する。
【００５５】
次に、図８は、同実施形態におけるデータ検出部２５８の構成を示した概略ブロックである。データ検出部２５８は、チャネル補償部２０８、復調部２０９、及び、復号部２１０を有する。チャネル補償部２０８は、チャネル推定部２５７が算出したチャネル推定値に基づいて、ＳＴＢＣ復元部２５４から入力される変調シンボルを補償して復調部２０９に出力する。復調部２０９は、チャネル補償部２０８によりチャネル補償された変調シンボルを無線基地局装置３００の変調シンボル生成部３３３による変調方式に対応した復調をして復号部２１０に出力する。復号部２１０は、復調部２０９が出力した復調結果を用いて復号を行い、端末装置２００宛の情報ビットを検出して出力する。
なお、データ検出部２６１は、ＳＴＢＣ復元部２５４に替えてキャンセル部２６０から変調シンボルが入力されること、および、復調する際の基準となる変調方式が無線基地局装置３００の変調シンボル生成部３１３または３２３に対応していること以外、データ検出部２５８と同じ構成である。
【００５６】
ここで、ＳＴＢＣ復元部２５４からキャンセル部２６０までで行われる一連の処理を、数式を用いて改めて説明する。
送信信号ｓ（ｎ）は、端末装置１００宛の変調シンボルａ（ｎ）と、端末装置２００宛の変調シンボルｂ（ｎ）とが加算された信号であり、次式（６）として表される。ここで、ａ（ｎ）、ｂ（ｎ）は、上述の変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）により変調された変調シンボルである。
【００５７】
【数６】
2010206283.tif 000008
【００５８】
端末装置２００が受信した信号＾ｓ（ｎ）は、次式（７）で表される。ここで、ｈ１は、無線基地局装置３００と端末装置２００との間の伝送路特性を示すチャネル推定値である。η（ｎ）は、時刻ｎにおける雑音を表す。
【００５９】
【数７】
2010206283.tif 000009
【００６０】
チャネル補償部２０８は、チャネル特性値ｈ１の逆特性を式（７）の両辺に乗ずることにより、次式（８）で表される変調シンボル〜ｓ（ｎ）を算出する。
【００６１】
【数８】
2010206283.tif 000010
【００６２】
データ検出部２５８における、復調部２０９と復号部２１０とは、式（８）の第１項の端末装置１００宛の変調シンボルを所望の信号として、第２項及び第３項を雑音とみなして復調を行い、他の符号化ブロック内のビットと共に復号を行う。ＳＰＣ部３４５が、端末装置１００宛の変調シンボルａ（ｎ）に、端末装置２００宛の変調シンボルｂ（ｎ）よりも大きな電力を割り当てているため、復調部２０９は、変調シンボルｂ（ｎ）を雑音とみなすことができる。そして、レプリカ生成部２５９は、データ検出部２５８が検出した端末装置１００宛の情報ビットを、変調シンボル生成部３１３または３２３と同様にして、符号化と変調シンボルへの変調を行い、さらにチャネル特性値ｈ１を乗ずることで、ｈ１ａ（ｎ）を算出し、算出したｈ１ａ（ｎ）を端末装置１００宛の情報ビットに対するレプリカ信号としてキャンセル部２６０に出力する。
【００６３】
キャンセル部２６０は、ＳＴＢＣ復元部２５４が出力する式（７）で示される信号からレプリカ生成部２５９が算出したｈ１ａ（ｎ）を減算して、ｈ１ｂ（ｎ）＋η（ｎ）で表される端末装置１００宛の変調シンボルから受ける干渉を除いた端末装置２００宛の変調シンボルを算出する。
データ検出部２６１は、チャネル推定値ｈ１に基づいて、端末装置２００宛の変調シンボルｂ（ｎ）を算出し、変調シンボルｂ（ｎ）を復調及び復号して端末装置２００宛の情報ビットを出力する。
【００６４】
なお、端末装置２００において、ＳＴＢＣ情報検出部２５６が、無線基地局装置３００から受信した送信信号からＳＴＢＣ符号化を行っていることを示すＳＴＢＣ情報を検出できないとき、ＳＴＢＣ復元部２５４は、式（４−１）、（４−２）、又は、式（５−１）、（５−２）で表される演算を行わずに、入力された受信信号ｒ（ｎ）を信号＾ｓ（ｎ）として、データ検出部２５８とキャンセル部２６０とに出力する。これにより、無線基地局装置３００が端末装置１００に対してＳＴＢＣによる符号化を行っていない場合においても、端末装置２００は、ＳＰＣにより多重化された自端末装置宛の変調シンボルを検出することができる。
【００６５】
次に、図９は、同実施形態における端末装置１００の構成を示す概略ブロック図である。端末装置１００は、無線受信部１５１、ＧＩ除去部１５２、ＦＦＴ部１５３、チャネル推定部１５４、ＳＴＢＣ合成部１５５、及び、データ検出部１５６を備える。
無線受信部１５１は、無線基地局装置３００から送信された送信信号を接続されたアンテナから受信し、受信した信号をベースバンドへダウンコンバートし、アナログ信号からデジタル信号へ変換した後、ＧＩ除去部１５２に出力する。ＧＩ除去部１５２は、無線受信部１５１が出力した信号からガードインターバルを除去してＦＦＴ部１５３に出力する。ＦＦＴ部１５３は、ガードインターバルが除去された信号にＦＦＴを行い、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換してＳＴＢＣ合成部１５５とチャネル推定部１５４とに出力する。
【００６６】
チャネル推定部１５４は、ＦＦＴ部１５３から入力された信号に基づいて、無線基地局装置３００のアンテナ３１１から自端末装置までのチャネル状態と、無線基地局装置３００のアンテナ３２１から自端末装置までのチャネル状態との推定を行う。ここで、チャネル推定部１５４は、無線基地局装置３００のアンテナ３１１から無線リソースを用いて送信される既知信号（パイロット信号）により伝送路を推定してチャネル推定値ｈ１、ｈ２を算出する。また、チャネル推定部１５４は、算出したチャネル推定値ｈ１、ｈ２をＳＴＢＣ合成部１５５とデータ検出部１５６とに出力する。ＳＴＢＣ合成部１５５は、チャネル推定部１５４から入力されたチャネル推定値ｈ１、ｈ２に基づいて、式（３）で表されるＳＴＢＣ合成を行い、ＳＴＢＣ合成した信号をデータ検出部１５６に出力する。データ検出部１５６は、図８で示したデータ検出部２５８と同じ構成を有し、チャネル推定値に基づいてＳＴＢＣ合成された信号を復調及び復号して端末装置１００宛の情報ビットを出力する。
このとき、データ検出部１５６は、合成後の変調シンボルとして、｜ｈ１｜２＋｜ｈ２｜２の大きさで表される伝搬路の利得が得られたものとしてチャネル補償を行う。
【００６７】
上述のように、無線基地局装置３００において、送信信号生成部３４１が端末装置１００に対して送信する第１の変調シンボルに対してＳＴＢＣによる符号化に用いた符号化パターンをパターン情報として送信信号と共に、端末装置１００、２００に送信する。これにより、端末装置２００がＳＴＢＣによる符号化に用いたパターン情報を検出し、検出したパターン情報に基づいて自端末装置宛の信号と重畳された端末装置１００宛の信号を検出し、重畳された信号を除去することにより、自端末装置宛の信号を検出することができる。また、無線基地局装置３００と端末装置１００とがマルチサイトＳＴＢＣによる通信を行いつつ、無線基地局装置３００が、端末装置１００と同じ無線リソースを用いて端末装置２００ａ、２００ｂと通信を行うことが可能となり、使用する無線リソースを増やすことなく、通信システム全体としての無線通信に用いる帯域幅を増やすことなく通信量を増やすことが可能となる。
【００６８】
なお、図１０は、無線基地局装置３００の別の形態を示す概略図である。無線基地局装置３００のアンテナ３１１、３２１は、物理的に接続された構成を用いて説明したが、図示するように、無線基地局装置３００と、端末装置１００との間に用いられる無線リソース（周波数や時間など）と異なる無線リソースを用いて、送信信号を無線リレー局装置４０１、４０２に送信して、無線リレー局装置４０１、４０２から送信信号を端末装置１００、２００ａ、２００ｂに対して送信してもよい。
また、本実施形態では、ＳＴＢＣにより符号化された情報ビットは、端末装置１００宛の情報ビットとしたが、当該情報ビットをブロードキャスト用の情報ビットとしてもよい。この場合、端末装置１００は、変更なく用いることができる。端末装置２００は、データ検出部２５８が検出した情報ビットをブロードキャストされた情報ビットとして自端末装置宛の情報ビットと同様に処理することができる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態において、無線基地局装置３００の構成は、第１実施形態の無線基地局装置３００と比べ、ＳＴＢＣ部３４６が入力されたＳＰＣシンボルに対して行う符号化のみが異なり、符号化パターンとして次式（９−１）（９−２）で表されるパターンを用いる構成とする。
【００７０】
【数９】
2010206283.tif 000011
【００７１】
このとき、端末装置１００のＳＴＢＣ合成部１５５は、次式（１０−１）、（１０−２）で表される合成を行うことにより、第１実施形態と同様に、ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００７２】
【数１０】
2010206283.tif 000012
【００７３】
また、例えば、アンテナ３１１から送信される送信信号に式（９−１）の符号化パターンを用い、アンテナ３２１から送信される送信信号に式（９−２）の符号化パターンを用いて送信する場合、式（９−１）で表される符号化パターンは、変調シンボルに変更を加えていないので、当該送信信号を受信する端末装置２００ａにおいては、ＳＴＢＣ復元部２５４が行う演算は次式（１１−１）、（１１−２）で表され、当該式で表される処理は、代入処理のみで演算を行わずとも、端末装置１００宛の変調シンボルを検出することができる。
【００７４】
【数１１】
2010206283.tif 000013
【００７５】
なお、端末装置２００ｂのＳＴＢＣ復元部２５４は、次式（１２−１）、（１２−２）で表される演算を行い、受信した信号ｒ（ｎ）、ｒ（ｎ＋１）から、復元した信号＾ｓ（ｎ）、＾ｓ（ｎ＋１）を算出して、第１の実施形態と同様にＳＴＢＣ復元の処理を行う。
【００７６】
【数１２】
2010206283.tif 000014
【００７７】
上述のように、式（９−１）による符号化が行われた送信信号のみを受信する端末装置２０１では、図１１に図示するように、第１実施形態の端末装置２００からＳＴＢＣ復元部２５４、ＳＴＢＣ情報検出部２５６、及び、パターン情報検出部２５５を除いた構成であっても無線基地局装置３００と通信を行うことができる。
端末装置２０１は、無線受信部２５１、ＧＩ除去部２５２、ＦＦＴ部２５３、チャネル推定部２５７、データ検出部２５８、レプリカ生成部２５９、キャンセル部２６０、及びデータ検出部２６１を備える。なお、第１実施形態の端末装置２００を構成する機能ブロックと同一の機能ブロックには同じ符号（２５１〜２５３、２５７〜２６１）を付して説明を省略し、端末装置２００と異なる接続箇所のみ説明する。
無線受信部２５１は、受信信号をＧＩ除去部２５２のみに出力する。ＦＦＴ部２５３は、変換した信号をチャネル推定部２５７、データ検出部２５８、及び、キャンセル部２６０に出力する。チャネル推定部２５７は、データ検出部２５８、レプリカ生成部２５９、及びデータ検出部２６１にチャネル推定値を出力する。
【００７８】
上述のような式（９−１）、（９−２）で表される符号化パターンを用いることにより、式（９−１）で符号化された送信信号を受信する端末装置１００、２００は、受信信号から情報ビットを得るまでに行う計算量を削減することができ、第１実施形態に比べ、受信信号から情報ビットを得るまでの計算に必要な時間及び消費電力を削減することが可能となる。
【００７９】
＜第３実施形態＞
第３実施形態において、無線基地局装置は、ＳＴＢＣによる符号化と、ＳＰＣによる多重化との行う順序を入れ替えた構成する。第３実施形態の無線基地局装置は、第１の無線基地局装置３００の送信処理部３１２、３２２に替えて、図１２に示す送信処理部３６２を備える。送信処理部３６２は、送信信号生成部３６１、ＳＴＢＣ情報生成部３４２、パターン情報生成部３４３、及び、無線送信部３４４を備える。送信信号生成部３６１は、ＳＰＣ部３４５、ＳＴＢＣ部３４６、ＩＦＦＴ部３４７、及び、ＧＩ挿入部３４８を備える。なお、第１実施形態の機能部と同じ機能を有するブロックには同じ符号（３４２〜３４８）を付して、説明を省略する。第１実施形態の送信信号生成部３４１と異なる接続について説明する。
【００８０】
ＳＴＢＣ部３４６は、端末装置１００宛に送信する変調シンボルに対して、式（１−１）、（１−２）、又は、式（９−１）、（９−２）で表される符号化を行ってＳＰＣ部３４５に出力する。ＳＰＣ部３４５は、ＳＴＢＣ部３４６から入力された符号化された信号と、端末装置２００宛の変調シンボルとに対して、ＳＰＣによる多重化を行ってＳＰＣシンボルを生成し、生成したＳＰＣシンボルをＩＦＦＴ部３４７に出力する。
【００８１】
次に、図１３は、同実施形態における端末装置２０２の構成を示す概略ブロック図である。端末装置２０２は、第１実施形態の端末装置２００に比べ、ＦＦＴ部２５３とキャンセル部２６０との間の接続のみが異なっている他は、同一である。端末装置２０２は、図示するように、ＦＦＴ部２５３は、変換した信号をＳＴＢＣ復元部２５４、チャネル推定部２５７、及び、キャンセル部２６０に出力する。ＳＴＢＣ復元部２５４は、ＳＴＢＣ復元により算出した信号をデータ検出部２５８のみに出力し、キャンセル部２６０に出力しない。すなわち、端末装置２０２において、端末装置１００宛の信号成分ｈ１ａ（ｎ）を＾ｓ（ｎ）から減算して自端末装置宛の信号を検出するのではなく、ＳＴＢＣ復元する前の受信信号ｒ（ｎ）から端末装置１００宛の信号成分ｈ１ａ（ｎ）を減算して、自端末装置宛の信号を検出する。
【００８２】
なお、第１実施形態から第３実施形態において、固定された無線基地局装置と、移動可能な端末装置との間で行われる移動体通信を含む無線通信を例として説明したが、固定された装置の間における無線通信に用いてもよい。
また、第１実施形態から第３実施形態の無線通信システムは、２つのアンテナを有する無線基地局装置３００を備える構成としたが、２つの無線基地局装置を備え、ぞれぞれのアンテナから信号を送信する構成としてもよい。その場合、２つの無線基地局装置は、それぞれから送信した信号が、端末装置１００において、送信ダイバーシチ効果を得られるように信号を同期して送信する。
【００８３】
上述の無線基地局装置、端末装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した送信における処理、受信における処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１０…無線通信システム
１００…端末装置
２００、２００ａ、２００ｂ、２０１、２０２…端末装置
３００、３００ａ、３００ｂ…無線基地局装置
１５１…無線受信部、１５２…ＧＩ除去部、１５３…ＦＦＴ部
１５４…チャネル推定部、１５５…ＳＴＢＣ合成部、１５６…データ検出部
２５１…無線受信部、２５２…ＧＩ除去部、２５３…ＦＦＴ部
２５４…ＳＴＢＣ復元部、２５５…パターン情報検出部、２５６…ＳＴＢＣ情報検出部
２５７…チャネル推定部、２５９…レプリカ生成部、２６０…キャンセル部
２５８、２６１…データ検出部
２０８…チャネル補償部、２０９…復調部、２１０…復号部
３１１、３２１…アンテナ
３１２、３２２、３６２…送信処理部
３１３、３２３、３３３…変調シンボル生成部
３５１…符号化部、３５２…変調部
３４１、３６１…送信信号生成部
３４２…ＳＴＢＣ情報生成部、３４３…パターン情報生成部
３４４…無線送信部、３４５…ＳＰＣ部、３４６…ＳＴＢＣ部、３４７…ＩＦＦＴ部
３４８…ＧＩ挿入部
４０１、４０２…無線リレー局装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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