【手続補正書】
【提出日】平成15年7月18日(2003.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔ個のアンテナから送信される情報に時空間ダイバーシティを与える時空間トレリス符号化方法であって、
複数の連続するシンボル間隔のそれぞれに対して、
入力ビットから、第１の再帰的組織畳込み符号器によって第１の組織情報と第１のパリティ情報とから成る第１のＴ個のシンボルを生成する第１シンボル生成ステップと、
前記入力ビットをインターリービングブロック毎に、前記複数の連続するシンボル間隔のそれぞれに対する所定のビットグループでインターリーブするインターリーブステップと、
インタリーブされた入力ビットから、第２の再帰的組織畳込み符号器によって第２の組織情報と第２のパリティ情報とから成る第２のＴ個のシンボルを生成する第２シンボル生成ステップと、
前記第１および第２のＴ個のシンボルを、第１および第２のマッピングの選択によって、それぞれ交互に替わるシンボル間隔でＴ個のアンテナに伝送されるように選択するシンボル選択ステップと、
を含むことを特徴とする時空間トレリス符号化方法。
【請求項２】
前記第１のマッピングは、前記第１のＴ個のシンボルを選択し、第２のマッピングは、前記第２のＴ個のシンボルを選択することを特徴とする請求項１に記載の時空間トレリス符号化方法。
【請求項３】
Ｔ＝２であり、各シンボル間隔において、前記第１の再帰的組織畳込み符号器は前記入力ビットから、第１の組織情報シンボルと第１のパリティ情報シンボルとを生成し、前記第２の再帰的組織畳込み符号器はインターリーブされた入力ビットから、第２の組織情報シンボルと第２のパリティ情報シンボルとを生成し、
前記第１のマッピングは、前記第１の組織情報シンボルと前記第１のパリティ情報シンボルとをそれぞれ第１および第２のアンテナに伝送し、
前記第２のマッピングは、前記第２の組織情報シンボルと前記第２のパリティ情報シンボルとをそれぞれ前記第１および前記第２のアンテナに伝送する請求項２に記載の時空間トレリス符号化方法。
【請求項４】
Ｔは偶数であり、各シンボル間隔において、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器は、Ｔ／２個の組織情報シンボルおよびＴ／２個のパリティ情報シンボルを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の時空間トレリス符号化方法。
【請求項５】
各シンボル間隔において前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器によって生成されるＴ個のシンボルは、組織・パリティ情報を構成する少なくとも１つのシンボルを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の時空間トレリス符号化方法。
【請求項６】
Ｔ＝２であることを特徴とする請求項１，２，４，５のいずれか一つに記載の時空間トレリス符号化方法。
【請求項７】
Ｔ＝４であることを特徴とする請求項１，２，４，５のいずれか一つに記載の時空間トレリス符号化方法。
【請求項８】
前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器から出力されたシンボルの位相を互いに変更する位相変更ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の時空間トレリス符号化方法。
【請求項９】
インターリーブされたビットグループはそれぞれｍ個（ｍは整数）のビットを有し、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器で生成されるシンボルはＭ−ＰＳＫシンボル（Ｍ＝２ｍ）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の時空間トレリス符号化方法。
【請求項１０】
複数の連続するシンボル間隔のそれぞれに対して、入力されるｍ個（ｍは整数）のビットから複数のＴ個のシンボルを生成する第１および第２の再帰的組織畳込み符号器と、
偶数−偶数および奇数−奇数位置、または、偶数−奇数および奇数−偶数位置のマッピングを用いて、インターリービングブロック内のｍ個の入力ビットから成るグループをインターリーブするインターリーバと、
前記第１の再帰的組織畳込み符号器と前記インターリーバに入力される入力ビットと、前記インターリーバから前記第２の再帰的組織畳込み符号器に入力される、インターリーブされたビットと、
前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器コーダから出力されたＴ個のシンボルのうちの異なるシンボルを、Ｔ個の出力経路のそれぞれに対して交互のシンボル間隔で供給するように選択するセレクタと、
を備え、
前記交互の各シンボル間隔で選択されたＴ個のシンボルは、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器コーダのそれぞれから出力された組織情報のすべてを含んでいることを特徴とする符号化装置。
【請求項１１】
前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器コーダのそれぞれは、Ｍ−ＰＳＫシンボル（Ｍ＝２ｍ）を生成することを特徴とする請求項１０に記載の符号化装置。
【請求項１２】
Ｔは偶数であり、
各シンボル間隔において、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器のそれぞれは、Ｔ／２個の組織情報シンボルおよびＴ／２個のパリティ情報シンボルを生成し、
前記セレクタは、組織情報シンボルおよびパリティ情報シンボルを、連続するシンボル間隔で、前記出力経路のそれぞれに対して交互に供給することを特徴とする請求項１０または１１に記載の符号化装置。
【請求項１３】
各シンボル間隔において、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器のそれぞれは、組織情報およびパリティ情報を構成する少なくとも１つのシンボルを生成する請求項１０または１１に記載の符号化装置。
【請求項１４】
Ｔ＝２であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一つに記載の符号化装置。
【請求項１５】
Ｔ＝４であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一つに記載の符号化装置。
【請求項１６】
前記第２の再帰的組織畳込み符号器によって生成されるシンボルにπ／２の位相回転を与える位相回転部を備えたことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一つに記載の符号化装置。
【請求項１７】
請求項１０に記載の符号化装置によって符号化された受信シンボルを繰り返し復号する復号装置であって、
入力ベクトルおよび軟入力情報に応じて、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器のそれぞれによって符号化された結果を復号する第１および第２の軟出力復号器と、
前記符号化装置のインターリーバに対応するインターリーバであって、前記第１の軟出力復号器から出力された軟出力情報を軟入力情報として前記第２の軟出力復号器に出力するインターリーバと、
前記インターリーバと逆処理を行なうデインターリーバであって、前記第２の軟出力復号器から出力された軟出力情報を軟入力情報として前記第１の軟出力復号器に出力するデインターリーバと、
連続するシンボル間隔で、受けた信号ベクトルおよび０入力ベクトルを、前記第１および第２の軟出力復号器に対し入力ベクトルとして交互に供給するセレクタと、
を備えたことを特徴とする復号装置。
【請求項１８】
請求項１の方法によって符号化されたシンボルを構成する受信信号を繰り返し復号する復号方法であって、
連続するシンボル間隔で、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器のそれぞれによって符号化された結果を復号するための第１および第２の復号器に対し、受信信号ベクトルおよび０入力ベクトルを入力ベクトルとして交互に供給するステップと、
前記符号化と同じ方法で、前記第１の復号器の軟出力をインターリーブして、軟入力を前記第２の複合器に入力するステップと、
前記第２の復号器の軟出力をインターリービングとは逆にデインターリーブして、軟入力を前記第１の復号器に入力するステップと、
を含むことを特徴とする復号方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】時空間トレリス符号化方法およびその装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるターボ符号と、時空間（ＳＴ）符号と、トレリス符号（ＴＣ）またはトレリス符号化変調（ＴＣＭ）技術とを使用した通信システム、例えば携帯電話の無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信チャネルは、いわゆるマルチパスフェージング効果によってその電界強度が経時的に変動することが知られている。ところが、このマルチパスフェージングの影響を受けたチャネルの品質を高めること、あるいはそのチャネルの実効誤り率を下げることは比較的難しい。マルチパスフェージングの影響を緩和することに関しては様々な技術が提案されているが、それらを実現するための要件の幾つか（例えば、送信器の出力または帯域幅）は、無線通信システムの他の要件とトレードオフの関係を有する傾向がある。それらのうち有効であると考えられる技術の一つは、システムの送信器や受信器において２つ以上のアンテナ（あるいは、信号偏波）を使用するアンテナダイバーシティである。
【０００３】
携帯電話の無線通信システムにおいて、各基地局は、一般に、固定式または移動式の多数の遠隔機器の動作を実現するために機能し、その特性（サイズや位置）はアンテナダイバーシティを実現する上で都合がよい。よって、遠隔機器においてアンテナダイバーシティを実現するか否かは別として、少なくとも基地局においてはアンテナダイバーシティを実現することが好ましい。この場合、基地局からの通信は、送信ダイバーシティ、すなわち信号が２つ以上の送信アンテナから送信されることになる。
【０００４】
例えば、非特許文献１において、時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）を使用した単純な送信ダイバーシティスキームが開示されている。この非特許文献１によれば、２つの送信アンテナを使用する場合において、複素シンボルｓ０および−ｓ１*は、一方のアンテナから連続的に送信され、同時に、複素シンボルｓ０およびｓ０*は、他方のアンテナから連続的に送信される。ここで、＊は複素共役を表わしている。時空間ブロックは、これら送信されたシンボルによって構成される。
【０００５】
また、通信の充実化を図るために様々な符号スキームの使用が提案されている。そのようなスキームのうち、いわゆるターボ符号（並列連接畳込み符号：Parallel Concatenated Convolutional Coding）は、繰り返し復号法に対し、白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ：additive white Gaussian noise）通信路においてシャノン限界に近い特性を与えるものとして認識されている。ターボ符号器は、ほぼ同一の２つの再帰的組織畳込み（ＲＳＣ：recursive systematic convolutional）要素符号器を使用し、送信信号は、一方の要素符号器に直接に供給されるとともに、インターリーバを介して他方の要素符号器に供給される。
【０００６】
また、非特許文献２では、トレリス（畳込み）符号および時空間符号の利点を得るために２つ以上の送信アンテナを用いた様々な畳込み符号またはトレリス符号が提案されている。
【０００７】
また、非特許文献３において、ウンガーベック（Ungerboeck）符号と多次元ＴＣＭ要素符号を用いたターボ符号器が提案されている。この非特許文献３に開示のターボ符号器では、インターリーバは、ｍ個の情報ビットのそれぞれを複数のグループで処理する。ｍ個の情報ビットから成るグループに対応する各ステップにおいて、各要素符号器に関連付けられた信号マッパ（signal mapper）はｎ個のシンボルを生成する。ここで、ｎ＝Ｄ／２であり、Ｄは信号セットの次元数である。例えば、Ｄ＝２または４である場合、ｎ＝１または２である。ｎ−シンボル・デインターリーバは、第２の要素符号器からの出力シンボルをデインターリーブする。また、セレクタは、連続するステップにおいて、第１の要素符号器から出力されたシンボルとデインターリーバから出力されたシンボルとを交互に選択するとともに、これらを信号出力経路に送る。
【０００８】
さらに、非特許文献４によれば、２種類のターボトレリス符号化変調（ＴＣＭ）符号器が開示されている。この非特許文献４に開示の符号器は、その出力を時空間ブロック符号器に入力する。これにより、ターボＴＣＭ構成とＳＴＢＣ構成は、互いに簡単に連結される。また、２種類のターボＴＣＭ符号器のうちの一方は、上記非特許文献３に開示されているように、ウンガーベック符号を使用し且つマッピング機能の出力部で１つのシンボルを送信する。
【０００９】
【非特許文献１】S. M. Alamouti著  「無線通信における単純な送信ダイバーシティ技術」  通信選択領域に関するＩＥＥＥジャーナル、第１６巻、第８号、１４５１頁〜１４５８頁、１９９８年１０月
【非特許文献２】V. Tarokh等著  「高データ転送速度無線通信における時空間符号：性能基準およびコード構造」  情報理論に関するＩＥＥＥ報告書、第４４巻、第２号、７４４頁〜７６５頁、１９９８年３月
【非特許文献３】P. Robertson等著  「パンクチャリングされた要素符号を使用した帯域幅有効ターボトレリス符号化変調」  通信選択領域に関するＩＥＥＥジャーナル、第１６巻、第２号、２０６頁〜２１８頁、１９９８年２月
【非特許文献４】G. Bauch著  「時空間ブロック符号およびターボ−ＴＣＭの連結」  通信に関する国際会議、ＩＣＣ'９９，１２０２頁〜１２０６頁、１９９９年６月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記したように、送信ダイバーシティを実現する際には、同じ送信器において上記時空間符号技術と上記ターボ符号技術とを組み合わせることが望ましい。
【００１１】
しかしながら、上記非特許文献２に開示された畳込み符号またはトレリス符号は、最大のダイバーシティ利得を得るのには最適であるが、符号化利得については必ずしも最適ではない。さらに、これら符号は再帰的ではない。これに対し、ターボ符号は、再帰的な符号を用いた場合に最大の効率が得られる。したがって、非特許文献２によって開示された符号は、ターボ符号器の使用に適していない。
【００１２】
また、非特許文献３に開示の構成は、送信ダイバーシティを実現しないし、この文献は、時空間符号に関するものでもない。さらに、非特許文献４は、シンボル・デインターリーバを示した図面を開示していないし、多次元要素符号についても言及していない。
【００１３】
よって、これら非特許文献に開示された内容を超えて無線通信を更に向上させることが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明にかかる態様の一つは、Ｔ個のアンテナから送信される情報に時空間ダイバーシティを与える方法であって、複数の連続するシンボル間隔のそれぞれにおいて、組織情報とパリティ情報とから成るＴ個のシンボルを、２つの再帰的組織畳込み符号器によって生成するステップであって、一方の再帰的組織畳込み符号器に入力ビットを直接に入力し、該入力ビットをインターリービングブロック単位内で各シンボル間隔におけるビットグループをインターリーブし、インタリーブされた入力ビットを他方の再帰的組織畳込み符号器に入力するステップと、前記時空間ダイバーシティを与えるべくＴ個のアンテナに伝送するための交互の各シンボル間隔で、第１および第２の異なるマッピング、すなわち前記２つの再帰的組織畳込み符号器によって生成されたシンボルからＴ個のシンボルのそれぞれ、を選択するステップであって、前記インターリービングおよびマッピングは、インターリービングブロック内のすべての入力ビットに関して組織情報が選択されるように構成されているステップと、を含んだ方法を提供する。
【００１５】
好ましくは、前記第１のマッピングは、一方の再帰的組織畳込み符号器からＴ個のシンボルを選択し、前記第２のマッピングは、他方の再帰的組織畳込み符号器からＴ個のシンボルを選択する。
【００１６】
後述する本発明の１つの実施形態において、Ｔ＝２であり、各シンボル間隔において、各再帰的組織畳込み符号器は組織情報シンボルとパリティ情報シンボルとを生成し、前記第１のマッピングは、一方の再帰的組織畳込み符号器からの組織情報シンボルおよびパリティ情報シンボルを第１および第２のアンテナにそれぞれ供給し、前記第２のマッピングは、他方の再帰的組織畳込み符号器からの組織情報シンボルおよびパリティ情報シンボルを前記第１および第２のアンテナにそれぞれ供給する。これは、Ｔが偶数で、且つ各シンボル間隔において、各再帰的組織畳込み符号器がＴ／２個の組織情報シンボルおよびＴ／２個のパリティ情報シンボルを生成する場合の一例である。
【００１７】
また、各シンボル間隔において各再帰的組織畳込み符号器によって生成されるＴ個のシンボルは、組織・パリティ情報を構成する少なくとも１つのシンボルを有していても良い。
【００１８】
また、本方法は、２つの符号器から出力されたシンボルの位相を互いに変更するステップであって、特に、一方の符号器によってシンボルにπ／２の位相回転を与えるステップを有していても良い。これは、特に、ｔ＞２の場合、例えばＴ＝４の場合に望ましい。
【００１９】
好ましくは、インターリーブされたビットグループはそれぞれｍ個（ｍは整数）のビットを備え、符号器によって生成されたシンボルはＭ−ＰＳＫシンボル（Ｍ＝２m）を含む。
【００２０】
本発明にかかる別の実施態様は、複数の連続するシンボル間隔のそれぞれにおいて、入力されるｍ個（ｍは整数）のビットからＴ個のシンボルを生成するべく設けられた第１および第２の再帰的組織畳込み符号器と、偶数−偶数および奇数−奇数位置、または、偶数−奇数および奇数−偶数位置のマッピングを用いて、インターリービングブロック内のｍ個の入力ビットから成るグループをインターリーブするべく設けられたインターリーバと、前記第１の再帰的組織畳込み符号器および前記インターリーバに入力される入力ビット、および前記インターリーバから前記第２の再帰的組織畳込み符号器に入力されるインターリーブされたビットと、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器から出力されたＴ個のシンボルのうちの異なるシンボルを、Ｔ個の出力経路のそれぞれに対して交互のシンボル間隔で伝送するべく設けられたセレクタであって、交互の各シンボル間隔で選択されたＴ個のシンボルが、各再帰的組織畳込み符号器から出力された組織情報のすべてを含んでいるセレクタとを備えている符号化装置を提供する。
【００２１】
したがって、本発明の方法および符号化装置は、ターボ符号と再帰的組織畳込み要素符号器との所望の組み合わせおよび送信ダイバーシティのための時空間符号を提供する。
【００２２】
また、本発明は、上述した符号化装置によって符号化された受信シンボルを繰り返し復号する復号装置であって、入力ベクトルおよび軟入力情報に応じて、前記第１および第２の再帰的組織畳込み符号器のそれぞれによって符号化された結果を復号する第１および第２の軟出力復号器と、前記符号化装置のインターリーバに対応するインターリーバであって、前記第１の軟出力復号器から出力された軟出力情報を軟入力情報として前記第２の軟出力復号器に出力するべく設けられたインターリーバと、前記インターリーバと逆のデインターリーバであって、前記第２の軟出力復号器から出力された軟出力情報を軟入力情報として前記第１の軟出力復号器に出力するべく設けられたデインターリーバと、連続するシンボル間隔で、受けた信号ベクトルおよび０入力ベクトルを、前記第１および第２の軟出力復号器に対し入力ベクトルとして交互に供給するべく設けられたセレクタとを備えた復号装置を提供する。
【００２３】
更に、本発明は、上述した方法によって符号化されたシンボルを構成する受信信号を繰り返し復号する方法であって、連続するシンボル間隔で、前記２つの各再帰的組織畳込み符号器によって符号化された結果を復号するための２つの復号器に対し、受信信号ベクトルおよび０入力ベクトルを入力ベクトルとして交互に供給するステップと、符号化と同じ方法で、前記一方の再帰的組織畳込み符号器に対応する一方の復号器の軟出力をインターリーブして、軟入力を他方の復号器に供給するステップと、前記他方の復号器の軟出力をインターリービングと逆にデインターリーブして、軟入力を前記一方の復号器に供給するステップとを備えている方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明にかかる時空間トレリス符号化方法およびその装置の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、周知の時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）送信器の一部を示す図である。なお、本図と他の図は、従来技術およびこの発明の実施形態を十分に理解するために簡略されまたは必要な部分だけが示されている。
【００２５】
図１に示す送信器は、直列−並列（Ｓ−Ｐ）変換器１０と、Ｍ−ＰＳＫマッピング部１２と、時空間ブロック符号器（ＳＴＢＣ）１４とを有している。時空間ブロック符号器１４は、その出力信号を、図１に破線で示された部分に配置される図示しないアップコンバータおよびパワーアンプ等の送信部を介して、送信ダイバーシティを実現する少なくとも２つのアンテナ１６，１８へと送る。Ｓ−Ｐ変換器１０には、通信対象となる情報の入力ビットが入力される。また、Ｓ−Ｐ変換器１０は、出力ビット（パラレルビット）を生成し、生成した出力ビットを、並列した２本以上の配線（パラレル信号線）を介してＭ−ＰＳＫマッピング部１２へと出力する。Ｍ−ＰＳＫマッピング部１２は、入力されたパラレルビットから、エネルギーの等しい信号コンスタレーションであるシーケンシャルシンボルｘ1，ｘ2，…を生成する。
【００２６】
例えば、Ｍ−ＰＳＫマッピング部１２は、Ｍ＝４である場合、図２に示すように、記号０〜３で示されるＱＰＳＫ（直交位相変調）のコンスタレーションに対して、Ｓ−Ｐ変換器１０から入力された各２ビットのグレイ符号をそれぞれマッピングする。発明の容易な理解のために、以下の説明全体にわたって、グレイ符号のＱＰＳＫマッピングを行うとするが、マッピング部１２が、例えばＭ＝２（この場合、Ｓ−Ｐ変換器１０は不要）４、８といった所望の位相状態数を有するコンスタレーションに対して、所望のマッピングを行なえることは言うまでもない。
【００２７】
複素数で示されるＱＰＳＫシンボルｘ1，ｘ2，…は、時空間ブロック符号器１４に入力される。時空間ブロック符号器１４は、図１においては、簡単のため、各送信アンテナ１６，１８へと送られる２つの出力を有するように示されているが、送信アンテナの数に応じて２つ以上の出力を有しても良い。図示のようにアンテナが２つの場合、時空間ブロック符号器１４は、連続して入力されるｘ1，ｘ2から、シンボルの時空間ブロックを形成する。
【００２８】
特に、時空間ブロック（ＳＴＢＣ）機能は、Ｔ×Ｔの直交行列Ｈxよって表わされる。ここで、Ｔは、送信アンテナの数、すなわち、時空間ブロック符号器１４のシンボル出力数である。図１に示されるようにＴ＝２の場合、
【００２９】
【数１】
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となる。
【００３０】
この行列Ｈxに従って、時空間ブロック符号器１４に入力される各ＰＳＫシンボルペアｘ1，ｘ2においては、第１のシンボル間隔で、シンボルｘ1がアンテナ１６に伝送され、シンボルｘ2が第２のアンテナ１８に伝送される。また、第２のシンボル間隔で、シンボル−ｘ2*が第１のアンテナ１６に伝送され、シンボルｘ1*が第２のアンテナ１８に伝送される。ここで、＊は複素共役を示している。このように、各ペアにおける両ＰＳＫシンボルは、異なる形式で異なるアンテナから異なる時間に２回送信され、これにより、空間および時間の両方のダイバーシティが実現される。すなわち、行列Ｈxの各列が、各アンテナから連続的に送信されるシンボルを示しており、また、各行が、各シンボルの送信間隔を示す。
【００３１】
図３に示されるように、周知のターボ（並列連接畳込み）符号器は、ターボ符号器の成分符号または要素符号と称される２つの再帰的組織畳込み（ＲＳＣ）符号器２０，２２と、インターリーバ２４と、セレクタ２６とを備えている。入力ビットは一方の符号器２０に入力される。また、符号器２０は、入力ビットと同じ組織ビットＳ１と、パリティビットＰ１と生成して出力する。入力ビットは、インターリーバ２４に入力されてインターリーブされる。インターリーブされたビットは、他方の符号器２２に入力される。符号器２２は、インターリーブされた入力ビットと同じ組織ビットＳ２と、パリティビットＰ２を生成して出力する。２つの符号器２０，２２は、それぞれの出力信号を、セレクタ２６へと入力する。ただし、一般に、図３に示されるように、符号器２２から出力された組織ビットは、セレクタ２６に入力されない。これは、符号器２２から出力された組織ビットはセレクタ２６によって選択されることはないからである。
【００３２】
セレクタ２６は、各符号器２０，２２から出力された組織ビットＳ１のすべてとパリティビットＰ１，Ｐ２の幾つかあるいはすべてを選択するとともに、これらを出力ビットとしてターボ符号器へと出力する。パリティビットの選択は、符号器の符号化率によって決まる。例えば、符号化率１／３（入力ビット毎に３ビットの出力）の符号器の場合には、セレクタ２６は、すべてのパリティビットＰ１，Ｐ２を選択することができる。符号化率１／２（入力ビット毎に２ビットの出力）の符号器の場合には、セレクタ２６は、パリティビットＰ１の半分とパリティビットＰ２の半分だけが出力されるように、パリティビットＰ１，Ｐ２を交互に選択することができる。この処理は、パンクチャリングと呼ばれる。
【００３３】
上述した非特許文献３に記載のターボＴＣＭ構成において、インターリーバ２４は、各要素符号器（２０，２２）においてマッピングされるｍ個のビットのそれぞれをグループで処理する。例えば、組織情報とパリティ情報とを組み合わせたＰＳＫシンボルを処理する。第２の要素符号器（２２）から出力されたシンボルは、シンボル・デインターリーバによってデインターリーブされる。また、出力セレクタは、第１の要素符号器（２０）およびデインターリーバから出力されたシンボルを交互に選択する。この場合、インターリーバ（したがって、デインターリーバも）は、偶数−偶数および奇数−奇数（または、偶数−奇数および奇数−偶数）の位置マッピングを行なわなければならない。
【００３４】
また、上述した非特許文献３に記載の連結されたＳＴＢＣとターボ符号化構成においては、基本的に、図３に示すようなターボ符号器の出力ビットは、入力ビットとして、図１に示すような時空間ブロック符号器に入力される。あるいは、非特許文献３に記載されたターボＴＣＭ符号器から出力されたシンボルは、入力シンボルとして、図１に示したような時空間ブロック符号器１４に入力される。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態にかかるターボ時空間トレリス符号化変調（ＳＴＴＣＭ）符号化構成を示しており、特に、図１と同様に２つの送信アンテナ１６，１８を使用する送信器が示されている。Ｓ−Ｐ変換器１０もまたは図１と同様に、通信対象となる情報の入力ビットを入力するとともに、ＱＰＳＫシンボル送信のための２つの信号を出力する。このターボＳＴＴＣＭ符号化構成は、送信アンテナ１６，１８およびＳ−Ｐ変換器１０以外の構成として、２つのＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２と、インターリーバ３４と、送信アンテナ１６，１８への各送信経路のための２つの出力部を有するセレクタ３６とを備える。なお、図中において、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２の入力線路間に示された破線は、これらＲＳＣ符号器／マッピング部とインターリーバ３４とが上述したように、ＱＰＳＫシンボル以外の様々な数の信号を入力していも良いことを意味している。
【００３６】
Ｓ−Ｐ変換器１０から出力されたパラレルビット（この場合は、１対のビット）は、インターリーバ３４とＲＳＣ符号器／マッピング部３０に入力される。インターリーバ３４に入力されたパラレルビットはグループでインターリーブされた後、ＲＳＣ符号器／マッピング部３２に入力される。ＲＳＣ符号器／マッピング部３０に入力されたパラレルビットと、インターリーブされてＲＳＣ符号器／マッピング部３２に入力されたパラレルビットは、それらＲＳＣ符号器／マッピング部の機能により、後述するように符号化されてＱＰＳＫシンボルへとマッピングされる。その結果、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０は、入力ビットに対応する組織情報を示すＱＰＳＫシンボルＳＳ１と、再帰的畳込み符号によって生成したパリティ情報を示すＱＰＳＫシンボルＰＳ１とを出力する。同様に、ＲＳＣ符号器／マッピング部３２は、インターリーバ３４によってインターリーブされた１対の入力ビットに対応する組織情報を示すＱＰＳＫシンボルＳＳ２と、インターリーブされた１対の入力ビットから再帰的畳込み符号によって生成したパリティ情報を示すＱＰＳＫシンボルＰＳ２とを出力する。ここでは、便宜且つ簡単のため、図３に示した一般的なターボ符号器の要素符号器と同様に、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２が同一であることを前提としているが、必ずしもそうである必要はなく、これらの機能は互いに異なっていても良い。
【００３７】
セレクタ３６は、０と１とが交互に繰り返される制御信号（図示のように、１０１０．．．．．）により、シンボル（ビット対）転送速度で制御されるとともに、図４に示されるようにセレクタ３６内のスイッチにより選択およびパンクチャリングを行なう。制御信号が第１の状態を示す場合（例えば、制御信号が２進数の１である場合）、セレクタ３６のスイッチは、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０から出力された組織シンボルＳＳ１およびパリティシンボルＰＳ１を各送信アンテナ１６，１８へと伝送する。この場合、図４に示されるように、ＲＳＣ符号器／マッピング部３２から出力されたシンボルＳＳ２，ＰＳ２は選択されない。一方、制御信号が第２の状態を示す場合（例えば、制御信号が２進数の０である場合）、セレクタ３６のスイッチは、ＲＳＣ符号器／マッピング部３２から出力された組織シンボルＳＳ２およびパリティシンボルＰＳ２を各送信アンテナ１６，１８へと伝送する。この場合、図４に示された状態とは反対に、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０から出力されたシンボルＳＳ１，ＰＳ１は選択されない。
【００３８】
組織情報のすべてが送信されるように、インターリーブされていない組織シンボルＳＳ１およびインターリーブされた組織シンボルＳＳ２をセレクタ３６が交互に選択する場合、インターリーバ３４は、上記非特許文献３に開示されている構成と同様に、その入力の偶数位置をその出力の偶数位置にマッピングするとともに、その入力の奇数位置をその出力の奇数位置にマッピングする（あるいは、偶数−奇数および奇数−偶数位置マッピング）必要があることは言うまでもない。インターリーバ３４は、そのようなマッピングを行なうように配置されている。
【００３９】
以上の説明および図４から分かるように、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２と，インターリーバ３４と，セレクタ３６は、ターボ符号器の形態で配置されている。そのため、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２は、ターボ符号器にとって望ましい再帰的畳込み符合を行なうとともに、セレクタ３６は、２つの送信アンテナ１６，１８を使用する送信ダイバーシティにおいて、ターボ符号器の選択機能およびパンクチャリング機能と時空間ブロック符号器の機能とを組み合わせる。インターリーバ３４による偶数−偶数および奇数−奇数（または、偶数−奇数および奇数−偶数）位置マッピングによれば、入力ビットのすべてを表わす組織シンボルは、各組織シンボルＳＳ１，ＳＳ２にパンクチャリングが適用されるにもかかわらず、経時的に（すなわち、インターリービングブロック毎に）送信される。したがって、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２と，インターリーバ３４と，セレクタ３６は、ターボ符号と再帰的トレリス符号化変調と時空間符号とを組み合わせた機能を提供する。
【００４０】
図４に示した構成を実現するには、適した再帰的トレリス符号または再帰的畳込み符合を決定することと、その決定に応じてＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２の形式を決定することが必要である。様々な方法でエンコーディング処理を説明できる。そのうちの１つが以下に示す符号器状態および出力行列である。
【００４１】
Ｎ個の状態を有し且つ起こり得るＭ個の値（例えば、本実施の形態で例示されているＱＰＳＫの入力ビット対の場合、Ｍ＝４）を持つ入力シンボルが供給される符号器の場合、符号器状態行列Ｂは、Ｎ×Ｍ行列（Ｎ行およびＭ列）である。この行列の要素Ｂ（ｉ，ｊ）は、ｉ（０〜Ｎ−１の整数）で表わされる現在の状態と、ｊ（０〜Ｍ−１の整数）で表わされる現在の入力シンボルとに応じて、次のシンボルにおける符号器状態を決定する。また、符号器出力行列ＣはＮ×Ｍ行列である。この行列の要素Ｃ（ｉ，ｊ）は、現在の符号器状態および現在の入力シンボルが同様にｉおよびｊのそれぞれで表わされる場合に形成される出力シンボルを決定する。
【００４２】
符号器が、送信アンテナの数に応じてＴ個の出力経路を有する場合、Ｎ×Ｍ行列である更なる符号器出力行列Ｚが規定される。符号器出力行列Ｚは、行列Ｃから得られ、要素Ｚ（ｉ，ｊ）を有する。ここで、ｉおよびｊは上記した定義と同じである。各要素Ｚ（ｉ，ｊ）は、各送信アンテナに供給される信号を識別するＴ個のＱ−ａｒｙシンボルから成る。ここで、Ｑは、変調タイプ、例えばＱＰＳＫにおけるＱ＝４によって決定される。したがって、各要素は、アンテナｔに供給される信号を識別するＴ個のＱ−ａｒｙシンボルＺt（ｉ，ｊ）から成る。ここで、ｔは０〜Ｔ−１の整数である。
【００４３】
エンコーディング処理は、更に、符号器出力を送信用の信号点コンスタレーションにマッピングすることで説明される。簡単且つ便宜のため、以下の説明の全体にわたって、このマッピングは、図２で示したように、ＱＰＳＫシンボルにおけるグレイ符号マッピングを前提とする。
【００４４】
エンコーディング処理は、先に概説した形態での実施において完全に説明できるが、これは符号を分類するのに十分ではない。この分類化の目的のため、畳込み符号は、以下の符号器状態行列方程式と符号器出力行列方程式によって説明できる。
【００４５】
【数２】
2004523938.tif 000002
【００４６】
【数３】
2004523938.tif 000003
【００４７】
ここで、Φiは現在の符号器状態のｎ次元のバイナリベクトルで、n=log2(N)である。また、Ｕiはｍ次元のバイナリ入力ベクトルで、m= log2(M)である。Ｚiはｐ次元のバイナリ出力ベクトルで、p= log2(P)およびＰ＝ＱTである。丸で囲まれた＋記号は、モジュロ２足し算（あるいは、排他的論理和演算）を示し、Ｇ，Ｗ，Ｈφ，Ｈuはそれぞれ、利得係数または重み係数の２進行列である。
【００４８】
この点の理解を助けるために、図５は、上述した最後の２つの方程式に対応する畳込み符号器またはトレリス符号器の一般的な形式を示している。図５に示されるように、この符号器は、各利得係数または重み係数が入力される乗算器４０〜４３を備えている。各入力記号Ｕiは乗算器４０，４３に入力され、現在の符号器状態Φiは乗算器４１，４２に入力される。乗算器４０，４１の出力は、上述した２つの方程式の１つ目にしたがって、モジュロ２加算器４４によって加算される。この加算器の出力は、次の符号器状態を形成するために、遅延器４６によって１シンボル間隔分だけ遅らされる。乗算器４２，４３の出力は、上述した２つの方程式の２つ目にしたがって、モジュロ２加算器４５によって加算される。この加算器の出力は、上述したようにＱＰＳＫマッピングを行なうマッピング部４７に供給される。なお、次元ベクトルｍ，ｎ，ｐの多重経路は、図５においては慣例的に、その経路上に示された棒線で示されている。行列Ｗおよび行列Ｈ＝［Ｈφ，Ｈu］を使用して、畳込み符号またはトレリス符号を分類することができる。特に、行列Ｗの各行に「１」しか含まれていない場合には、その符号は非再帰的であり、そうでない場合には、その符号は再帰的である。また、行列Ｈuが０でない１つの要素をｊ番目の行位置に持つ１つの列を有し且つ行列Ｈφのｊ番目の行の要素がすべて「０」である場合には、その符号は、ｊ番目に入力されたビットのための組織要素を含んでいる。
【００４９】
上述したように、非特許文献２に記載された符号は、非再帰的であり、したがって、図４に示されるような有効なターボ符号器構成を提供するのに適していない。少数の符号器状態において、最適な符号を実現する利得行列の要素は、コンピュータ検索・シミュレーションによって決定することができるが、これは、多数の（例えば８を超える数の）符号器状態を持つ符号器においては実益がなく、他の方法を採用しなければならない。上述した符号は、１つのアンテナを介した送信において典型的な２進再帰的畳込み符号を選択し、選択した再帰的畳込み符号から、所望数のアンテナを使用する時空間符号用のトレリスを構築し、そのトレリスをＱＰＳＫとして最適になるように調整することによって、決定される。また、他の方法で得られた符号を含んだ他の符号を使用しても良い。以下に説明する符号は、単なる一例である。
【００５０】
図４に示す送信器においてＲＳＣ符号器／ＱＰＳＫマッピング部が４つの状態を取り得る場合、行列Ｂ，Ｃ，Ｚ，Ｗ，Ｇ，Ｈφ，Ｈuは、以下のようになる。
【００５１】
【数４】
2004523938.tif 000004
【００５２】
図６は、図４に示した各ＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２の内部構成の例であり、特にそれらを構成するＲＳＣ符号器およびマッピング部が示されている。図６に示されるように、ＲＳＣ符号器は、モジュロ２加算器５０〜５４と、それぞれが１シンボル（ビット対）間隔Ｄの遅れを与える２つの遅延器５５，５６と、２つのマッピング部５７，５８とを備えている。各マッピング部５７，５８は、図２に示したように、入力された２つのビットのグレイ符号マッピングをＱＰＳＫシンボルに対して行ない、その結果を出力する。
【００５３】
図４に示したように、一対の入力ビットは、ＲＳＣ符号器／マッピング部３０の場合にはＳ−Ｐ変換器１０から供給され、ＲＳＣ符号器／マッピング部３２の場合にはインターリーバ３４から供給される。これら一対の入力ビットは、各シンボル間隔で、図６に示すＲＳＣ符号器に入力される。そして、一対の入力ビットの一方のビットは加算器５０に入力され、その加算器の出力と一対の入力ビットの他方のビットとは、マッピング部５７に入力される。マッピング部５７は、グレイ符号ＱＰＳＫマッピングを行なうことによって、入力ビット対を示す組織シンボルを生成し、それを出力する。
【００５４】
また、図６において、上記入力ビットの一方は、加算器５１〜５４の入力部に供給される。また、コーダへの下側のビット入力も、各加算器５２，５３に入力される。加算器５１の出力は遅延器５５に入力され、遅延器５５の出力は各加算器５２〜５４に入力される。加算器５２の出力は遅延器５６に入力され、遅延器５６の出力は各加算器５１，５２，５４に入力される。
【００５５】
図６に示す加算器５１〜５４および遅延器５５，５６の構成によって、上述した符号器行列を実施できることが分かる。例えば、上述した行列Ｗの３つの「１」にしたがって、遅延器５５，５６から加算器５１，５２へのフィードバック経路が形成されている。この場合、２つの遅延器５５，５６は、ＲＳＣ符号器の４つの状態を形成し、加算器５３，５４は、その出力をマッピング部５８に入力する。したがって、マッピング部５８は、上記した方程式によって与えられる符号にしたがってグレイ符号ＱＰＳＫマッピングされたパリティシンボルを生成し、それを出力する。
【００５６】
図４に示す送信器において、ＲＳＣ符号器／ＱＰＳＫマッピング部が８つの状態を取り得る場合、行列Ｂ，Ｃ，Ｚ，Ｗ，Ｇ，Ｈφ，Ｈｕは、以下のようになる。
【００５７】
【数５】
2004523938.tif 000005
【００５８】
図４に示す構成において、各機能３０，３２を形成するために使用可能なそのようなコーダおよびそのマッピング機能の実施形態が図７に示されている。この８値状態コーダに関して与えられた前記方程式と図７の回路（８値状態を形成する３つの遅延要素が設けられている）とを比較すると、この回路がこれらの方程式の帰納体系的畳込みコーディングを実行するのが分かる。
【００５９】
図４に示す送信器においてＲＳＣ符号器／ＱＰＳＫマッピング部が１６の状態を取り得る場合、行列Ｂ，Ｃ，Ｚ，Ｗ，Ｇ，Ｈφ，Ｈｕは、以下のようになる。
【００６０】
【数６】
2004523938.tif 000006
【００６１】
図８は、図４に示した各ＲＳＣ符号器／マッピング部３０，３２の内部構成の例であり、特にそれらを構成するＲＳＣ符号器およびマッピング部が示されている。この１６値状態の符号器を実現するために与えられた上記方程式と図８に示す回路（１６値状態を形成する４つの遅延器が設けられている）とを比較すると、この回路がこれらの方程式の再帰的組織畳込み符号を実現できることが分かる。
【００６２】
図４に示す送信器および図６〜図８に示した符号器について上記した説明は、いずれも、ＱＰＳＫシンボルに関するものであるが、これらの説明から分かるように、１シンボル間隔において２つの入力ビットがあり、その結果、４つのビット（２つの組織情報ビットと２つのパリティビット）が、ターボ符号器を構成する２つのＲＳＣ符号器／マッピング部の各マッピング部に入力される。これら８個のビットは、マッピング機能によって、４つのＱＰＳＫシンボルへとマッピングされる。そして、２つの連続するシンボル間隔にわたって、そのＱＰＳＫシンボルの半分がセレクタ３６によってパンクチャリングされ、これによって、シンボル間隔毎に、２つのシンボルが２つの送信アンテナ１６，１８から送信される。セレクタ３６は、第１のシンボル間隔においては、インターリーブされない入力ビットが入力されるＲＳＣ符号器／マッピング部３０から出力された組織情報およびパリティ情報を２つの送信アンテナへと伝送し、第２のシンボル間隔においては、インターリーブされた入力ビットが入力される他方のＲＳＣ符号器／マッピング部３２から出力された組織情報およびパリティ情報を２つの送信アンテナへと伝送する。また、セレクタ３６は、連続するシンボル間隔においては、組織情報シンボルおよびパリティ情報シンボルを交互に各送信アンテナに伝送する。このようなシンボルの選択によって、時空間ダイバーシティの向上が図られている。
【００６３】
上述した構成において、マッピング部は、各ＱＰＳＫシンボルを組織情報の全体またはパリティビットの全体から形成するように構成される。しかしながら、このように構成する必要はなく、例えば、各ＱＰＳＫシンボルが１つの組織情報ビットと１つのパリティビットとから形成されるように構成されても良い。すなわち、各符号器内のマッピング部（例えば図６の５７，５８）に入力されるビットは種々の態様を取り得る。
【００６４】
以下、図９を参照しながら、４つの送信アンテナを有する送信器で使用可能なターボＳＴＴＣＭ符号化構成において、そのターボＳＴＴＣＭ符号化構成内の符号器の例について説明する。特に、ここでは、ＱＰＳＫシンボル用の４つの状態を取り得るトレリス符号器を例に挙げる。時空間ダイバーシティにおける２つの連続するシンボル間隔において、８つのシンボルのすべてが４つの送信アンテナから送信される。これにより、５０％のパンクチャリングで、ターボ符号器構成の２つの要素符号器のマッピング部から、合計８つのＱＰＳＫシンボルが出力される。すなわち、各シンボル間隔において、各符号器は、そのマッピング部から４つのＱＰＳＫシンボルを出力する。これら４つのＱＰＳＫシンボルは、４つの組織ビットおよび４つのパリティビットを表わしている。この場合、符号器に４つの入力ビットラインが接続されている。
【００６５】
図９に示されるように、参照符号６０によってまとめて示された４つの入力ビットラインは、図２に示したようにＱＰＳＫシンボルに対してグレイ符号マッピングを行なう４つのＱＰＳＫマッピング部６１〜６４の入力端子の一方にそれぞれ接続されている。また、符号器は、２つの遅延器６５，６６とモジュロ２加算器６７〜７２とを備えている。各遅延器６５，６６は、１シンボル間隔の遅延Ｄを与えることにより、符号器の４つの状態を決定する。モジュロ２加算器６９〜７２の出力は、ＱＰＳＫマッピング部６１〜６４の入力端子の他方にそれぞれ接続されている。したがって、ＱＰＳＫマッピング部６１〜６４にはそれぞれ、１つの組織情報ビットと１つのパリティビットとが入力され、また、ＱＰＳＫマッピング部６１〜６４は、この組織情報とパリティ情報とが組み合わせられたＱＰＳＫシンボルＳＰ−１〜ＳＰ−４をそれぞれ生成する。
【００６６】
図９に示されるように、ライン６０、遅延器６５，６６、モジュロ２加算器６７〜７２は、以下の行列Ｗ，Ｇ，Ｈφ，Ｈuを実行するように互いに接続されている。この例において、行列Ｂ，Ｃ，Ｚはサイズが大きい（例えばＺは４×６４行列）ためにここでは例示しないが、これらは、図９の例からあるいは以下の行列から得られる。
【００６７】
【数７】
2004523938.tif 000007
【００６８】
なお、この場合も同様に、図９におけるマッピング部６１〜６４への接続は、単なる一例であり、他の符号および他の状況において再構築することができることは言うまでもない。例えば、代わりに、４つの組織ビットが２つのマッピング部に入力されても良く、また、４つのパリティビットが残る２つのマッピング部に入力されても良い。さらに他の例として、マッピング部のうちの１つに対して２つの組織ビットが入力され、他の１つのマッピング部に対して２つのパリティビットが入力され、残る２つのマッピング部に対して１つの組織ビットと１つのパリティビットとが入力されても良い。しかしながら、以下の説明においては、図９の特定の構成が想定される。
【００６９】
図１０は、４つの送信アンテナを有する送信器のためのターボＳＴＴＣＭ符号化構成の一部を示している。この構成において、ターボ符号化構成の２つのＲＳＣ符号器／マッピング部８０，８２は、図９に示した符号器によって構成される。Ｓ−Ｐ変換器８４には入力ビットが入力されるとともに、Ｓ−Ｐ変換器８４はこれら入力ビットを４つのビットから成るグループに変換する。これらビットは、ＲＳＣ符号器／マッピング部８０の入力ビットとして直接に入力されるとともに、インターリーバ８６を介してＲＳＣ符号器／マッピング部８２に入力される。インターリーバ８６は、４つのビットのグループをインターリーブして、上述したように、偶数−偶数および奇数−奇数、または、偶数−奇数および奇数−偶数位置マッピングを維持する。参照符号ＳＰ１でまとめて示されるＲＳＣ符号器／マッピング部８０の組織・パリティシンボル出力は、セレクタ８８の第１の入力セットに入力される。また、参照符号ＳＰ２でまとめて示されるＲＳＣ符号器／マッピング部８２の組織・パリティシンボル出力は、任意位相回転部９０を介して、セレクタ８８の第２の入力セットに接続される。セレクタ８８は、交互に連続する１ビットおよび０ビットによって制御され、第１および第２の入力セットを、連続するシンボル間隔で交互に選択し、選択された経路を、参照符号９２で示される４つの送信アンテナに向う４つの出力経路へと接続する。
【００７０】
任意位相回転部９０は、各シンボルの位相をπ／２だけ回転させるとともに、入力される各ＱＰＳＫシンボルに信号ｅjπ/2を乗じるために設けられた４つの乗算器を備えていても良い。これにより、幾つかの状況で、特に４つの送信アンテナを使用する送信器において、性能が高まることが分かった。なお、この任意位相回転部は省略されても良く、上述したように２つの送信アンテナだけを使用する送信器のための符号化構成においては、必要に応じて同様の位相回転部を設けても良い。また、ＱＰＳＫシンボルのすべてにおいてではなく、幾つかにおいて、位相回転を行なっても良い。
【００７１】
以上の説明から分かるように、セレクタ８８は、連続する２つの各シンボル間隔のうちの第１の間隔においては、インターリーブされていない入力ビットが入力されるＲＳＣ符号器／マッピング部８０からの組織情報・パリティ情報ＱＰＳＫシンボルを選択して出力するとともに、連続する２つの各シンボル間隔のうちの第２の間隔においては、インターリーブされた入力ビットが入力されるＲＳＣ符号器／マッピング部８２からの組織情報・パリティ情報ＱＰＳＫシンボルを選択して出力する。
【００７２】
図１１は、図４または図１０の構成と共に使用できる受信器／復号構成の一部を示している。図１１に示されるように、受信器は２つのアンテナ１００，１０１を備えている。これらアンテナからの信号は、最大比合成器（ＭＲＣ）１０２に入力され、最大比合成器１０２は、入力された信号から復号のための信号を生成し、生成した結果をライン１０３に向けて出力する。単純化のため、例えばダウンコンバータ、信号増幅器、標本化器といった受信器の他の周知の部品は、図１１に示されていないが、アンテナ１００，１０１から最大比合成器１０２へ向う経路中に破線で示される部分に配置される。図１１は２つのアンテナを有する受信器を示しているが、受信器は、１つのアンテナまたは３つ以上のアンテナを有していても良く、最大比合成法以外の方法を使用してライン１０３上で復号するための信号を形成しても良い。
【００７３】
復号構成は、デパンクチャリングセレクタ１０４と、２つの軟トレリス符号復号器１０５，１０６と、図４に示した構成のインターリーバ３４のような送信器におけるターボ符号化構成のインターリーバと同じ方法で動作するインターリーバ１０７と、インターリーバ１０７と逆の方法で動作するデインターリーバ１０８とを備えている。軟トレリス符号復号器１０５，１０６、インターリーバ１０７、およびデインターリーバ１０８は、ターボ符号復号器の技術において一般に知られた態様で設けられている。この場合、第１の軟トレリス符号復号器１０５は、インターリーバ１０７によってインターリーブされて第２の軟トレリス符号復号器１０６に軟入力として入力される軟出力（確率ベクトル）を生成する。また、第２の軟トレリス符号復号器１０６は、デインターリーバ１０８によってデインターリーブされてインターリーブ構成の第１の軟トレリス符号復号器１０５に軟入力として供給される軟出力を形成する。この場合、第１の軟トレリス符号復号器１０５はインターリーブされない入力ベクトルで動作し、第２の軟トレリス符号復号器１０６はインターリーブされた入力ベクトルで動作する。また、入力ベクトルは、ライン１０３上で復号される信号から得られる。所望の数だけ繰り返した後、出力は、復号構成から、例えば図１１に示されるデインターリーバ１０８の出力から得られる。
【００７４】
以上の説明から分かるように、図４または図１０の符号化構成は、インターリーブされなかったビットから得られるシンボルと、インターリーブされた入力ビットから得られるシンボルとを、連続するシンボル間隔において交互に提供する。その結果、セレクタ１０４は、図１１に示される１と０とが交互に並ぶ制御信号により、連続するシンボル間隔において２つの各状態を交互に有するように制御される。これら２つの状態のうちの第１の状態において、セレクタは、図１１に示される状態を有し且つインターリーブされない入力ビットから得られるシンボルの送信に対応するスイッチによって表わされる。第２のセレクタ１０４は、ライン１０３上の信号を入力ベクトルとして第１のデコーダ１０５に供給するとともに、０入力ベクトルを第２の軟トレリス符号復号器１０６に供給する。逆に、これら２つの状態のうちの第２の状態において、セレクタは、図１１に示される状態と反対の状態を有し且つインターリーブされた入力ビットから得られるシンボルの送信に対応するスイッチによって表わされる。第２のセレクタ１０４は、０入力ベクトルを第１の軟トレリス符号復号器１０５に供給するとともに、ライン１０３上の信号を入力ベクトルとして第２の軟トレリス符号復号器１０６に供給する。このように、必要に応じて、第１の軟トレリス符号復号器１０５はインターリーブされないデータで動作し、第２の軟トレリス符号復号器１０６はインターリーブされたデータで動作する。軟トレリス符号復号器の複雑度は、互い違いのシンボル間隔で０入力ベクトルをこれらの軟トレリス符号復号器に供給することによって簡略化される。
【００７５】
本発明の一実施形態である上記符号化および復号構成の性能は、上記非特許文献４によって知られる連結ターボ−ＴＣＭおよびＳＴＢＣ構成の性能と比較することで、その有用性がわかる。２つの送信アンテナ、２つの受信アンテナ、１０００ビットのインターリーバブロック長（５００シンボル）、２５６Ｈｚのドップラー周波数を伴ういずれの場合にも、上述した本発明にかかる構成によれば、１〜４ｄＢの信号（情報ビット毎のエネルギー）対雑音比の範囲にわたってビット誤り率が約０．７５〜１．１ｄＢという点において、非特許文献４に開示の連結構成と比較して著しい向上が得られるのが分かる。
【００７６】
以上、本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲内で、様々な修正、変更、適応を成すことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明にかかる時空間トレリス符号化方法およびその装置は、通信システムにおいて、送受信信号の符号化および復号をより効率的に行なうのに有用であり、特に、携帯電話等の無線通信システムの信号符号化および復号に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】周知の時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）送信器の一部を示す図である。
【図２】ＱＰＳＫシンボルのための周知の信号点コンスタレーションを示す図である。
【図３】周知のターボ符号器を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる２つの送信アンテナを使用する送信器のためのターボ時空間トレリス符号化変調（ＳＴＴＣＭ）符号化装置の一部を示す図である。
【図５】畳込み符号器またはトレリス符号器の一般的な形態を示す図である。
【図６】図４の装置で使用可能な４値状態トレリス符号器を示す図である。
【図７】図４の装置で使用可能な８値状態トレリス符号器を示す図である。
【図８】図４の装置で使用可能な１６値状態トレリス符号器を示す図である。
【図９】４つの送信アンテナを有する送信器のためのターボＳＴＴＣＭ符号化装置で使用可能な４値状態トレリス符号器を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態にしたがって図９の符号器を使用する送信器用の符号化装置の一部を示す図である。
【図１１】図４または図１０の装置と共に使用される受信器および復号装置の一部を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０，８４  直列−並列（Ｓ−Ｐ）変換器
１２  Ｍ−ＰＳＫマッピング部
１４  時空間ブロック符号器
１６，１８，９２  送信アンテナ
２０，２２  再帰的組織畳込み（ＲＳＣ）符号器
２４，３４，８６，８８，１０７  インターリーバ
２６，３６，１０４  セレクタ
３０，３２，８０，８２  ＲＳＣ符号器／マッピング部
４０〜４３  乗算器
４４，４５，５０〜５４，６７〜７２  モジュロ２加算器
４６，５５，５６，６５，６６  遅延器
４７，５７，５８  マッピング部
６０  入力ビットライン
６１〜６４  ＱＰＳＫマッピング部
９０  任意位相回転部
９２  出力経路
１００，１０１  受信アンテナ
１０２  最大比合成器
１０３  ライン
１０５，１０６
１０８  デインターリーバ