(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信対象となる情報ビット列を変調して複数のシンボルを含むシンボル列を生成する変調部と、
前記シンボル列に対し時空間符号化を行い、第１の信号及び第２の信号を生成する時空間符号化部と、
一つの無線チャネルを時分割して得られる第１のタイムスロットにおいて前記第１の信号を無線送信し、前記時分割によって得られる第２のタイムスロットにおいて前記第２の信号を無線送信する送信部と
を備える発信局と、
前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて前記第１の信号を送信する中継送信部
を備える中継局と、
前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第２の信号と前記中継局が送信した前記第１の信号との合成信号を受信する受信部と、
前記第２のタイムスロットにおいて受信された前記合成信号のシンボル列の偶数番目に複素共役処理を施し、前記複素共役処理の結果と、前記第１のタイムスロットにおいて受信された前記第１の信号と、に基づいて復調処理を行う復調部と、
前記復調処理の結果に基づいて復号処理を行う復号部と
を備える宛先局と、
を含む無線通信システム。
【請求項２】
前記時空間符号化部は、偶数個ずつの前記シンボルを一組として時空間符号化を行うことによって前記第１の信号及び前記第２の信号を生成する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
発信局が、送信対象となる情報ビット列を変調して複数のシンボルを含むシンボル列を生成する変調ステップと、
前記発信局が、前記シンボル列に対し時空間符号化を行い、第１の信号及び第２の信号を生成する時空間符号化ステップと、
前記発信局が、一つの無線チャネルを時分割して得られる第１のタイムスロットにおいて前記第１の信号を無線送信し、前記時分割によって得られる第２のタイムスロットにおいて前記第２の信号を無線送信する送信ステップと、
中継局が、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて前記第１の信号を送信する中継送信ステップと、
宛先局が、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第２の信号と前記中継局が送信した前記第１の信号との合成信号を受信する受信ステップと、
前記宛先局が、前記第２のタイムスロットにおいて受信された前記合成信号のシンボル列の偶数番目に複素共役処理を施し、前記複素共役処理の結果と、前記第１のタイムスロットにおいて受信された前記第１の信号と、に基づいて復調処理を行う復調ステップと、
前記宛先局が、前記復調処理の結果に基づいて復号処理を行う復号ステップと
を有する無線通信方法。
【請求項４】
送信対象となる情報ビット列を変調して複数のシンボルを含むシンボル列を生成する変調部と、前記シンボル列に対し時空間符号化を行い、第１の信号及び第２の信号を生成する時空間符号化部と、一つの無線チャネルを時分割して得られる第１のタイムスロットにおいて前記第１の信号を無線送信し、前記時分割によって得られる第２のタイムスロットにおいて前記第２の信号を無線送信する送信部とを備える発信局と、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて前記第１の信号を送信する中継送信部を備える中継局と、から無線信号を受信する宛先局であって、
前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第２の信号と前記中継局が送信した前記第１の信号との合成信号を受信する受信部と、
前記第２のタイムスロットにおいて受信された前記合成信号のシンボル列の偶数番目に複素共役処理を施し、前記複素共役処理の結果と、前記第１のタイムスロットにおいて受信された前記第１の信号と、に基づいて復調処理を行う復調部と、
前記復調処理の結果に基づいて復号処理を行う復号部と
を備える宛先局。
【請求項５】
送信対象となる情報ビット列を変調して複数のシンボルを含むシンボル列を生成する変調部と、前記シンボル列に対し時空間符号化を行い、第１の信号及び第２の信号を生成する時空間符号化部と、一つの無線チャネルを時分割して得られる第１のタイムスロットにおいて前記第１の信号を無線送信し、前記時分割によって得られる第２のタイムスロットにおいて前記第２の信号を無線送信する送信部とを備える発信局と、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて前記第１の信号を送信する中継送信部を備える中継局と、から無線信号を受信する宛先局が行う無線通信方法であって、
前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第２の信号と前記中継局が送信した前記第１の信号との合成信号を受信する受信ステップと、
前記第２のタイムスロットにおいて受信された前記合成信号のシンボル列の偶数番目に複素共役処理を施し、前記複素共役処理の結果と、前記第１のタイムスロットにおいて受信された前記第１の信号と、に基づいて復調処理を行う復調ステップと、
前記復調処理の結果に基づいて復号処理を行う復号ステップと
を有する無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、協調伝送を行う際に、発信局と中継局が送信した信号を効果的に合成（ダイバーシチ合成技術）する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発信局と宛先局以外の無線局とに協調中継伝送を行わせることで、通信特性を向上させる協調通信伝送が注目を集めている。このため、協調中継伝送については、多くの研究がなされている。協調中継伝送における通信方式のシステムモデルは、主に中継局フォワード方式、協調システム構成（トポロジー）、協調プロトコルの三要素により決定付けられる。
【０００３】
中継局フォワード方式とは、中継局が発信局から受信した信号に対して、どのような信号処理を行い、宛先局へ伝送するかを示すものである。中継局フォワード方式の最も基本的なものは、ＤＦ（Decode-and-Forward）法と、ＡＦ（Amplify-and-Forward）法との二つである。ＤＦ法は、中継局が受信した信号を復調、復号する再生を行ってから、再生した信号に対して、符号化、変調を施して宛先局に伝送する手法である。ＡＦ法は、中継局が受信した信号を増幅し、増幅した信号を宛先局に伝送する手法である。
【０００４】
また、協調システム構成（トポロジー）は、協調通信伝送を用いた無線通信システムを構成する発信局、中継局、及び宛先局としての通信装置の個数と、当該無線通信システム内において行われる協調中継ホップ数を示すものである。例えば、協調通信伝送を用いた無線通信システムの最も単純な構成は、発信局（Source；Ｓ）と、発信局が送信した信号を中継する中継局（Relay；Ｒ）と、宛先局（Destination；Ｄ）とを具備する１−Ｒｅｌａｙ２−ＨＯＰ（１Ｒ２Ｈ）構成である。
【０００５】
１Ｒ２Ｈ構成では、一般的に、発信局から中継局への送受信と、中継局から宛先局への送受信とに対して、無線資源（時間及び周波数）の１スロットを割り当てるため、無線通信システム全体における、送受信における１周期を２スロットとすることが多い。
【０００６】
また、協調プロトコルとは、無線通信システムの１周期における各通信装置（発信局、中継局、及び宛先局）間における送受信関係の組合せを示すものである。
【０００７】
図６は、１Ｒ２Ｈ構成を有する無線通信システム３における協調プロトコルの一例を示す概念図である。図６に示すように、無線通信システム３は、発信局３１と、中継局３２と、宛先局３３とを具備する。発信局３１と中継局３２と宛先局３３とは、ＯＦＤＭ変調を用いた無線通信を行い、無線通信システム３の１周期は、スロット＃１とスロット＃２との二つのスロットに分けられている。
【０００８】
図６Ａに示すように、スロット＃１において、発信局３１が中継局３２及び宛先局３３へのブロードキャスト送信を行う。図６Ｂに示すように、スロット＃２において、発信局３１及び中継局３２が宛先局３３へ同時送信をする。このとき、中継局３２は、スロット＃１で受信したサブパケットＰ１の増幅などを行うために、図６Ｃに示すように、スロット＃２でサブパケットＰ１を送信するまでに処理時間Ｄｒを要する。また、発信局３１は、スロット２において、サブパケットＰ２を送信するタイミングを、中継局３２がサブパケットＰ１を送信するタイミングと合わせるために、図６Ｃに示すように、待機時間Ｄｓが経過した後に送信を行う。待機時間Ｄｓは、処理時間Ｄｒに応じて予め定められる。
【０００９】
宛先局３３は、スロット＃１において、発信局３１が送信する一種類の信号（サブパケットＰ１）を受信し、スロット＃２において、発信局３１が送信する信号（サブパケットＰ２）と、中継局３２が送信する信号（サブパケットＰ１）との二種類の信号が合成された信号を受信する。
【００１０】
図６Ａ〜Ｃに示す協調プロトコルは、プロトコルＩ、又はＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）型と呼ばれている（例えば非特許文献１、２参照）。以下、無線通信システム３において、協調プロトコルとしてプロトコルＩを適用した場合の発信局３１、中継局３２、及び宛先局３３の送受信関係を周波数領域で説明する。
【００１１】
協調プロトコルとしてプロトコルＩを適用した場合、スロット＃１において、発信局３１が中継局３２及び宛先局３３に対してサブパケットＰ１をブロードキャスト送信する。このとき、宛先局３３が受信する受信信号Ｙｄ１は、周波数領域において、次式（１）として表される。
【００１２】
【数１】
0005461485.tif 000002
【００１３】
ここで、Ｐｓ１は、スロット＃１における発信局３１の送信電力である。Ｈｓｄは、発信局３１と宛先局３３との間におけるチャネル周波数応答（Channel Frequency Response；ＣＦＲ）である。Ｘ１は、サブパケットＰ１に対応する送信信号である。Ｗｄ１は、宛先局３３におけるスロット＃１での付加白色ガウス雑音（Additive White Gaussian Noise；ＡＷＧＮ）の周波数領域表現である。
【００１４】
また、スロット＃１における中継局３２が受信する受信信号Ｙｒ１は、次式（２）として表される。
【００１５】
【数２】
0005461485.tif 000003
【００１６】
ここで、Ｈｓｒは、発信局３１と中継局３２との間におけるチャネル周波数応答である。Ｗｒ１は、中継局３２におけるスロット＃１での付加白色ガウス雑音の周波数領域表現であり、その標準偏差をσ１とする。
【００１７】
中継局３２は、スロット＃１において受信した受信信号Ｙｒ１を増幅係数αｒで増幅し、増幅した受信信号をスロット＃２において宛先局３３に送信する。発信局３１は、送信信号Ｘ２（サブパケットＰ２）を宛先局３３に送信する。このとき、発信局３１と中継局３２とから送信信号が同時に送信されることと、受信時の付加雑音の存在を考慮すると、スロット＃２における宛先局３３が受信する受信信号Ｙｄ２は、次式（３）で表される。増幅係数αｒは、中継局３２が受信信号Ｙｒ１を増幅する特性に応じて定められる。
【００１８】
【数３】
0005461485.tif 000004
【００１９】
ここで、Ｐｒ２は、スロット＃２における中継局３２の送信電力であり、Ｐｓ２は、スロット＃２における発信局３１の送信電力である。Ｈｒｄは、中継局３２と宛先局３３とにおけるチャネル周波数応答である。Ｗ’ｄ２は、宛先局３３におけるスロット＃２での付加白色ガウス雑音の周波数領域表現であり、その標準偏差をσ２とする。
【００２０】
数式（１）と数式（３）とをまとめると、次式（４）と表すことができる。
【００２１】
【数４】
0005461485.tif 000005
【００２２】
ここで、中継局フォワード方式にＡＦ法を用いた場合、数式（４）におけるＨ１１、Ｈ２１、及びＨ２２は、それぞれが次式（５）〜（７）として表される。
【００２３】
【数５】
0005461485.tif 000006
【００２４】
【数６】
0005461485.tif 000007
【００２５】
【数７】
0005461485.tif 000008
【００２６】
また、中継局フォワード方式にＤＦ法を用いた場合、数式（４）におけるＨ１１、Ｈ２１、及びＨ２２は、それぞれが次式（８）〜（１０）として表される。
【００２７】
【数８】
0005461485.tif 000009
【００２８】
【数９】
0005461485.tif 000010
【００２９】
【数１０】
0005461485.tif 000011
【００３０】
宛先局３３は、チャネル周波数応答Ｈ１１、Ｈ２１、Ｈ２２の推定値を算出する。そして、宛先局３３は、算出したＨ１１、Ｈ２１、Ｈ２２の推定値を用いて、スロット＃２で受信した受信信号Ｙｄ２に含まれる送信信号の復調、復号を行う。従来の手法では、Ｘ１＝Ｘ２として、数式（４）は次式（１１）で得られる。
【００３１】
【数１１】
0005461485.tif 000012
【００３２】
このため、Ｙｄ１とＹｄ２とを合成することにより、復調、復号を行う。ここでの合成で、例えば最大比合成を行う場合、その式は、次式（１２）である。
【００３３】
【数１２】
0005461485.tif 000013
【００３４】
ここで、ハット（＾）が付されたＸ１は、Ｘ１の検出値である。また、数式（１２）の右辺について、次式（１３）、（１４）である。
【００３５】
【数１３】
0005461485.tif 000014
【００３６】
【数１４】
0005461485.tif 000015
【００３７】
数式（１４）について、復号で｜（Ｈ２１＋Ｈ２２）｜２であり、Ｈ２１とＨ２２が逆相であるとき、チャネル電力が減少するため、スロット＃２の受信信号が減衰するという問題が生じる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００３８】
【非特許文献１】R. U. Nabar, H. Bolcskei, and F.W. Kneubuhler, “Fading relay channels: Performance limits and space-time signal design,” IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 22, no. 6, pp. 1099-1109, Jun. 2004.
【非特許文献２】Z. Zhao, et al, “Application of Cooperative Diversity in 802.11a Ad-hoc Networks,” ICCCN’07, 1016-1021, Aug. 2007.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
しかしながら、従来技術では、スロット＃２で互いに異なる無線局（発信局３１、中継局３２）から同一のデータが送信されることから、宛先局３３では、これらの信号が互いに強め合う場合と弱めあう場合とがある。宛先局３３において、スロット＃１で受信した信号とスロット＃２で受信した信号とによる最大比合成を行う場合、Ｈ２１、Ｈ２２が逆相であるとき、スロット＃２の受信信号が減衰し、復号誤りが生じる可能性が高まるという問題がある。
【００４０】
上記事情に鑑み、本発明は、協調伝送を行う際に、全体の復号の特性を向上させることを可能とする技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
本発明の一態様は、送信対象となる情報ビット列を変調して複数のシンボルを含むシンボル列を生成する変調部と、前記シンボル列に対し時空間符号化を行い、第１の信号及び第２の信号を生成する時空間符号化部と、一つの無線チャネルを時分割して得られる第１のタイムスロットにおいて前記第１の信号を無線送信し、前記時分割によって得られる第２のタイムスロットにおいて前記第２の信号を無線送信する送信部とを備える発信局と、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて前記第１の信号を送信する中継送信部を備える中継局と、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第２の信号と前記中継局が送信した前記第１の信号との合成信号を受信する受信部と、前記第２のタイムスロットにおいて受信された前記合成信号のシンボル列の偶数番目に複素共役処理を施し、前記複素共役処理の結果と、前記第１のタイムスロットにおいて受信された前記第１の信号と、に基づいて復調処理を行う復調部と、前記復調処理の結果に基づいて復号処理を行う復号部とを備える宛先局と、を含む無線通信システムである。
【００４２】
本発明の一態様は、前記時空間符号化部は、偶数個ずつの前記シンボルを一組として時空間符号化を行うことによって前記第１の信号及び前記第２の信号を生成する。
【００４３】
本発明の一態様は、発信局が、送信対象となる情報ビット列を変調して複数のシンボルを含むシンボル列を生成する変調ステップと、前記発信局が、前記シンボル列に対し時空間符号化を行い、第１の信号及び第２の信号を生成する時空間符号化ステップと、前記発信局が、一つの無線チャネルを時分割して得られる第１のタイムスロットにおいて前記第１の信号を無線送信し、前記時分割によって得られる第２のタイムスロットにおいて前記第２の信号を無線送信する送信ステップと、中継局が、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて前記第１の信号を送信する中継送信ステップと、宛先局が、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第２の信号と前記中継局が送信した前記第１の信号との合成信号を受信する受信ステップと、前記宛先局が、前記第２のタイムスロットにおいて受信された前記合成信号のシンボル列の偶数番目に複素共役処理を施し、前記複素共役処理の結果と、前記第１のタイムスロットにおいて受信された前記第１の信号と、に基づいて復調処理を行う復調ステップと、前記宛先局が、前記復調処理の結果に基づいて復号処理を行う復号ステップとを有する。
【００４４】
本発明の一態様は、送信対象となる情報ビット列を変調して複数のシンボルを含むシンボル列を生成する変調部と、前記シンボル列に対し時空間符号化を行い、第１の信号及び第２の信号を生成する時空間符号化部と、一つの無線チャネルを時分割して得られる第１のタイムスロットにおいて前記第１の信号を無線送信し、前記時分割によって得られる第２のタイムスロットにおいて前記第２の信号を無線送信する送信部とを備える発信局と、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて前記第１の信号を送信する中継送信部を備える中継局と、から無線信号を受信する宛先局であって、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第２の信号と前記中継局が送信した前記第１の信号との合成信号を受信する受信部と、前記第２のタイムスロットにおいて受信された前記合成信号のシンボル列の偶数番目に複素共役処理を施し、前記複素共役処理の結果と、前記第１のタイムスロットにおいて受信された前記第１の信号と、に基づいて復調処理を行う復調部と、前記復調処理の結果に基づいて復号処理を行う復号部とを備える。
【００４５】
本発明の一態様は、送信対象となる情報ビット列を変調して複数のシンボルを含むシンボル列を生成する変調部と、前記シンボル列に対し時空間符号化を行い、第１の信号及び第２の信号を生成する時空間符号化部と、一つの無線チャネルを時分割して得られる第１のタイムスロットにおいて前記第１の信号を無線送信し、前記時分割によって得られる第２のタイムスロットにおいて前記第２の信号を無線送信する送信部とを備える発信局と、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて前記第１の信号を送信する中継送信部を備える中継局と、から無線信号を受信する宛先局が行う無線通信方法であって、前記第１のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第１の信号を受信し、前記第２のタイムスロットにおいて、前記発信局が送信した前記第２の信号と前記中継局が送信した前記第１の信号との合成信号を受信する受信ステップと、前記第２のタイムスロットにおいて受信された前記合成信号のシンボル列の偶数番目に複素共役処理を施し、前記複素共役処理の結果と、前記第１のタイムスロットにおいて受信された前記第１の信号と、に基づいて復調処理を行う復調ステップと、前記復調処理の結果に基づいて復号処理を行う復号ステップとを有する。
【発明の効果】
【００４６】
本発明により、送信側で時空間符号化を行い、受信側で偶数番目のシンボルに複素共役処理を施し、その得られた第１および第２スロットの受信信号の結果を最大比合成することにより全体の復号の特性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第一実施形態による無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】スロット＃１及びスロット＃２における各サブパケットの伝達の状態を示す図である。
【図３】第一実施形態における発信局の情報ビット列を送信する処理と、宛先局の情報ビット列を復元する処理とのフローチャートである。
【図４】第一実施形態によるデータ復調部の復調を行う処理を示すフローチャートである。
【図５】第二実施形態におけるチャネル復号化部のデータ復調された軟判定値から情報ビット列を復元する処理のフローチャートである。
【図６】１Ｒ２Ｈ構成を有する無線通信システムにおける協調プロトコルの一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態による無線通信システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、無線通信システム１は、通信装置としての発信局１１と中継局１２と宛先局１３とを具備し、協調通信伝送を用いた１Ｒ２Ｈ（1-Relay2-Hop）の構成を有する。無線通信システム１では、発信局１１から中継局１２への送受信と、発信局１１及び中継局１２から宛先局１３への送受信とのそれぞれに対して、無線資源（時間及び周波数）の１スロットが割り当てられる。無線通信システム１では、２スロット（スロット＃１及びスロット＃２）を１周期として無線通信が行われる。
【００４９】
発信局１１、中継局１２、宛先局１３は、ＯＦＤＭ変調を用いた無線通信を行う。発信局１１は、宛先局１３に伝送する情報ビット列を送信する。中継局１２は、発信局１１から受信した情報ビット列を宛先局１３に中継送信する。宛先局１３は、発信局１１及び中継局１２から情報ビット列を受信する。以下、中継局フォワード方式としてＡＦ法を適用した場合の無線通信システム１について説明する。
【００５０】
発信局１１は、チャネル符号化部１１１、データ変調部１１２、時空間符号化部１１３、周波数−時間変換部１１４、パスバンド変換部１１５を備える。チャネル符号化部１１１には、宛先局１３に送信される情報ビット列（情報ビットストリーム）が入力される。チャネル符号化部１１１は、入力された情報ビット列に対して誤り訂正符号化を行い、情報ビット列を符号化ビットに変換する。そして、チャネル符号化部１１１は、得られた符号化ビットを出力する。
【００５１】
データ変調部１１２は、予め定められた変換の規則を用いて、チャネル符号化部１１１が出力するＭ個ずつの符号化ビットをコンスタレーションマッピングして複素ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号点に変換する。ここで、Ｍは変調多値数である。このとき、データ変調部１１２は、変換した複素ＱＡＭ信号点を各サブキャリアに対応付ける。
【００５２】
ここで、あるサブキャリアに対する第ｉＯＦＤＭシンボルの周波数領域複素信号点をＸｉで表す。時空間符号化部１１３は、周波数領域複素信号点Ｘｉに対し、以下のように時空間符号化を施す。
【００５３】
【数１５】
0005461485.tif 000016
【００５４】
【数１６】
0005461485.tif 000017
【００５５】
ここで、数式（１５）、（１６）は，それぞれスロット＃１と＃２に発信局１１が送出するサブパケットＰ１とサブパケットＰ２となる信号である。ベクトルの第ｉ要素が、各サブパケットの第ｉＯＦＤＭシンボルに対応する。図２は、スロット＃１及びスロット＃２における各サブパケットの伝達の状態を示す図である。図２に示されるように、時空間符号化が施された信号が発信局１１と中継局１２により送信されたときに、宛先局１３では、スロット＃２において、次式（１７）で表すように合成された信号が受信される。
【００５６】
【数１７】
0005461485.tif 000018
【００５７】
この時空間符号化部１１３の処理は、偶数個ずつ（本実施形態では２個ずつ）のＯＦＤＭシンボル（Ｘ２ｌ−１，Ｘ２１）を一組として送信処理を行うことによって、データ復調部１１３で、従来、（Ｈ２１＋Ｈ２２）として合成されていた信号が、｜Ｈ２１｜２＋｜Ｈ２２｜２として合成されることとなる。つまり、発信局１１から送出される信号と中継局１２から送出される信号とが受信側で分離され、チャネル等化処理されたことと等価になる。
【００５８】
周波数−時間変換部１１４は、サブパケットＰ１及びサブパケットＰ２それぞれに対して、ＩＤＦＴを用いて周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換し、変換したサブパケットＰ１と、変換したサブパケットＰ２とを含むパケットを出力する。
【００５９】
パスバンド変換部１１５は、周波数−時間変換部１１４が出力するパケットをベースバンドからパスバンド（搬送波の周波数帯域）に変換する。また、パスバンド変換部１１５は、接続されているアンテナを介して、変換したパケットのうち、スロット＃１においてサブパケットＰ１を送信し、スロット＃２においてサブパケットＰ２を送信する。このとき、パスバンド変換部１１５は、サブパケットＰ１を送信してから、待機時間Ｄｓ経過した後に、サブパケットＰ２を送信する。
【００６０】
ここで、待機時間Ｄｓは、中継局１２における中継の処理に要する処理時間Ｄｒに応じて予め定められている。パスバンド変換部１１５が、時間Ｄｓ経過した後にサブパケットＰ２を送信することにより、宛先局１３において、中継局１２からのサブパケットＰ１と、サブパケットＰ２とが受信されるタイミングが揃えられる。なお、伝搬経路等による時間のずれは、ガードインターバルにより補償される。
【００６１】
宛先局１３は、ベースバンド変換部１３１、時間−周波数変換部１３２、データ復調部１３３、チャネル復号部１３４を備える。ベースバンド変換部１３１は、接続されているアンテナを介して、発信局１１及び中継局１２から送信された信号を受信し、受信した信号をパスバンドからベースバンドに変換し、変換した信号を時間−周波数変換部１３２に出力する。
【００６２】
時間−周波数変換部１３２は、ベースバンド変換部１３１から入力される信号に対して、ガードインターバルの除去と、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform；離散フーリエ変換）を用いた時間領域の信号から周波数領域の信号への変換とを行う。データ復調部１３３は、チャネル周波数応答に基づいて、時間−周波数変換部１３２が変換した信号に含まれるパケットについてチャネル等化を行う。また、データ復調部１３３は、分離したパケットそれぞれに対して、周波数領域複素信号点を検出し、各符号化ビットに対応する検出値（軟判定値）をチャネル復号部１３５に出力する。チャネル復号部１３４は、データ復調部１３３から入力される検出値に対して、チャネル復号化を行い、復号した情報ビット列を出力する。
【００６３】
図３は、第一実施形態における発信局１１の情報ビット列を送信する処理と、宛先局１３の情報ビット列を復元する処理とのフローチャートである。図３Ａは、発信局１１における送信の処理を示すフローチャートである。発信局１１において、チャネル符号化部１１１に情報ビット列が入力されると、チャネル符号化部１１１が入力された情報ビット列に対して、予め定められた符号化率で誤り訂正符号化を行う（ステップＳ１０１）。
【００６４】
データ変調部１１２は、チャネル符号化部１１１が符号化した情報ビット列を変調する（ステップＳ１０２）。変調で得られた複素ＱＡＭ信号点は、各サブキャリアに対応付けられる。ここで、あるサブキャリアに対する第ｉＯＦＤＭシンボルの周波数領域複素信号点をＸｉで表す。
【００６５】
時空間符号化部１１３は、周波数領域複素信号点Ｘｉに対し、次式（１８）、（１９）に示すように時空間符号化を施す（ステップＳ１０３）。
【００６６】
【数１８】
0005461485.tif 000019
【００６７】
【数１９】
0005461485.tif 000020
【００６８】
ここで、数式（１８）、（１９）は、それぞれスロット＃１とスロット＃２に発信局１１が送出するサブパケットＰ１とサブパケットＰ２となる信号であり、ベクトルの第ｉ要素が各サブパケットの第ｉＯＦＤＭシンボルに対応する。
【００６９】
周波数−時間変換部１１４は、サブパケットＰ１及びサブパケットＰ２を時間領域の信号に変換する（ステップＳ１０４）。次に、パスバンド変換部１１５は、周波数−時間変換部１１４が変換した信号をパスバンドに変換し、アンテナを介して送信する（ステップＳ１０５）。
【００７０】
図３Ｂは、宛先局１３における受信の処理を示すフローチャートである。ベースバンド変換部１３１は、アンテナを介して、発信局１１及び中継局１２から送信された信号を受信し、受信した信号をベースバンドに変換する（ステップＳ２０１）。次に、時間−周波数変換部１３２は、ベースバンド変換部１３１が変換した信号を周波数領域の信号に変換する（ステップＳ２０２）。
【００７１】
データ復調部１３３は、ベースバンド変換部１３１が変換した信号からサブパケットＰ１とサブパケットＰ２とに含まれるデータを復調して、それぞれの軟判定値を出力する（ステップＳ２０３）。なお、該ステップＳ２０３の詳細については後述する。
【００７２】
チャネル復号部１３４は、データ復調部１３３が出力した軟判定値を用いて、誤り訂正復号を行い、情報ビット列を復元して出力する（図３ＢのステップＳ２０４）。
【００７３】
図４は、第一実施形態によるデータ復調部１３３の復調を行う処理を示すフローチャートである。宛先局１３において、データ復調部１３３に入力される受信信号Ｙは、次式（２０）として表される。
【００７４】
【数２０】
0005461485.tif 000021
【００７５】
ここで、Ｙｄ１，２ｌ−１は、スロット＃１における奇数番目のＯＦＤＭシンボルに対応する受信信号であり、Ｙｄ１，２ｌは、スロット＃１における偶数番目のＯＦＤＭシンボルに対応する受信信号であり、Ｙｄ２，２ｌ−１は、スロット＃２における奇数番目のＯＦＤＭシンボルに対応する受信信号であり、Ｙｄ２，２ｌは、スロット＃２における偶数番目のＯＦＤＭシンボルに対応する受信信号である。
【００７６】
また、Ｈ１１は、スロット＃１における、発信局１１と宛先局１３との間のチャネル周波数応答である。Ｈ２１は、スロット＃１における、発信局１１と中継局１２との間のチャネル周波数応答と、スロット＃２における、中継局１２と宛先局１３との間のチャネル周波数応答とを合成したチャネル周波数応答である。Ｈ２２は、スロット＃２における、発信局１１と宛先局１３との間のチャネル周波数応答である。また、Ｗｄ１，２ｌ−１、Ｗｄ１，２ｌは、スロット＃１における熱雑音であり、Ｗｄ２，２ｌ−１、Ｗｄ２，２ｌは、スロット＃２における熱雑音である。
【００７７】
データ復調部１３３では、偶数番目のＯＦＤＭシンボルに対応する受信信号Ｙｄ１，２ｌとＹｄ２，２ｌに対して複素共役を施す（ステップＳ３０１）。このとき、数式（２０）は、次式（２１）、（２２）となる。
【００７８】
【数２１】
0005461485.tif 000022
【００７９】
【数２２】
0005461485.tif 000023
【００８０】
ここで、数式（２１）と数式（２２）とを行ベクトルと行列で表して、次式（２３）、（２４）で表現する。
【００８１】
【数２３】
0005461485.tif 000024
【００８２】
【数２４】
0005461485.tif 000025
【００８３】
続いて、データ復調部１３３では、このｙ１とｙ２に対して合成を行う（ステップＳ３０２）。ここでの合成で、例えば最大比合成を行う場合、最大比合成して得られた受信信号を復号した出力は、次式（２５）である。
【００８４】
【数２５】
0005461485.tif 000026
【００８５】
ここで、ハット（＾）が付されたｘは、ｘ＝［Ｘ１  Ｘ２］の検出値である。また、数式（２５）の右辺について、
【００８６】
【数２６】
0005461485.tif 000027
【００８７】
【数２７】
0005461485.tif 000028
【００８８】
である。数式（２７）について、復号で｜Ｈ２１｜２＋｜Ｈ２２｜２とチャネル電力を分離できる。このことから、Ｈ２１とＨ２２とが逆相であるとき、スロット＃２の受信信号が減衰する問題を解消できる。
【００８９】
ハット（＾）が付されたＸｉは、複素ＱＡＭ信号点の検出値を表す。この値に対してコンスタレーションデマッピングを行うことで、次式（２８）の右辺で表わされる符号化ビットの軟判定が得られる。
【００９０】
【数２８】
0005461485.tif 000029
【００９１】
上述した第一実施形態では、送信側で時空間符号化を行い、受信側で偶数番目のシンボルに対し複素共役処理を施す。そして、受信側で、第１および第２スロットの受信信号の結果を最大比合成することにより、全体の復号の特性を向上させることができる。
【００９２】
［第二実施形態］
本発明の第二実施形態は、宛先局１３のチャネル復号部１３４に関し、第一実施形態と組み合わせて適用することができる。なお、通信システム１、発信局１１、中継局１２、宛先局１３の構成は図１と同様であるので説明を省略する。
宛先局１３のチャネル復号部１３４は、図３Ｂに示すフローチャートと同様に、データ復調部１３３が出力した軟判定値を用いて、誤り訂正復号を行い、情報ビット列を復元して出力する（ステップＳ２０４）。
【００９３】
図５は、第二実施形態におけるチャネル復号化部１３４のデータ復調された軟判定値から情報ビット列を復元する処理のフローチャートである。チャネル復号部１３４に入力される軟判定ｂ値には、中継局１２がフォワードしたサブパケットＰ１に含まれる雑音成分と宛先局１３の付加雑音との和をスロット＃２の雑音成分値として考慮した次式（２９）のようなビット尤度の重み付けが行われる（ステップＳ４０１）。
【００９４】
【数２９】
0005461485.tif 000030
【００９５】
このように重み付けを行うことにより、最大の尤度での復号を行うことが可能となり、誤り特性の向上が得られる。
【００９６】
次いで、チャネル復号部１３４は、ビット尤度の重み付けを行った軟判定ｂ値を用いて、チャネル復号を行い、情報ビット列を復元して出力する（ステップＳ４０２）。
上述した第二実施形態では、中継局１２がフォワードしたパケットに含まれる雑音成分と、宛先局１３での付加雑音との和を、スロット＃２の雑音成分値として考慮したビット尤度の重み付けが行われる。そして、重み付けされた値に対して軟判定チャネル復号を行うことによって、特性を向上させることができる。
【００９７】
なお、上述した第一実施形態及び第二実施形態において、チャネル符号化部１１１は、宛先局１３に伝送する情報ビット列が漏洩することを防ぐために、入力される情報ビット列に対して、所定のスクランブルコードを用いてスクランブルを行うようにしてもよい。
【００９８】
また、チャネル符号化部１１１は、マルチパス波による影響を軽減するために、巡回シフトディレイ（Cyclic Shift Delay；ＣＳＤ）を追加するようにしてもよい。
【００９９】
また、上述した第一実施形態及び第二実施形態において、マルチキャリアシステムとしてＯＦＤＭ変調を用いた場合について説明したが、これに限ることなく、シングルキャリアシステムを用いるようにしてもよい。
【０１００】
また、上述した第一実施形態及び第二実施形態において、マルチキャリアシステムとしてＯＦＤＭ変調を用いた場合について説明したが、これに限ることなく、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；ＯＦＤＭＡ）システムや、マルチキャリア符号分割多元接続（Multi Carrier-Code Division Multiple Access；ＭＣ−ＣＤＭＡ）を用いるようにしてもよい。
【０１０１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…無線通信システム，  １１…発信局，  １２…中継局，  １３…宛先局，  １１１…チャネル符号化部，  １１２…データ変調部（変調部），  １１３…時空間符号化部，  １１４…周波数−時間変換部，  １１５…パスバンド変換部（送信部），  １３１…ベースバンド変換部（受信部），  １３２…時間−周波数変換部，  １３３…データ復調部（復調部），  １３４…チャネル復号部（復号部）
【図１】
0005461485.tif 000031
【図２】
0005461485.tif 000032
【図３】
0005461485.tif 000033
【図４】
0005461485.tif 000034
【図５】
0005461485.tif 000035
【図６】
0005461485.tif 000036