(57)【要約】【課題】高伝送レート化を実現する送信装置を得ること。【解決手段】本発明は、送信系列をＤＳＴＢＣ方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割部１１と、ビット分割部１１から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調部１２ａ，１２ｂと、位相変調部１２ａ，１２ｂにおける位相変調の対象とされなかった１つのビット列の値に基づいて、位相変調部１２ａ，１２ｂで生成された２つの位相変調シンボルの位相をそれぞれ任意の位相だけ回転して位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調部１３と、位相差情報変調部１３から出力された２つの位相差情報変調シンボルをＤＳＴＢＣ符号化するＤＳＴＢＣ符号化部１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time  Block  Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential  Space-Time  Block  Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、
前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの位相をそれぞれ任意の位相だけ回転して位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調手段と、
前記位相差情報変調手段から出力された２つの位相差情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記位相差情報変調手段は、
１ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
入力されるビット列が０のとき、前記２つの位相変調シンボルの一方である第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、かつ前記２つの位相変調シンボルの他方である第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２（ただし、ｒ２≠ｒ１）で位相回転し、
入力されるビット列が１のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転する、
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time  Block  Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential  Space-Time  Block  Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
送信系列を所定ビット数の４つのビット列に分割するビット分割手段と、
前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
前記位相変調の対象とされなかった２つのビット列のうちの一方のビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの位相をそれぞれ任意の位相だけ回転して位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調手段と、
前記位相変調の対象とされなかった２つのビット列のうちの他方のビット列の値に基づいて、前記位相差情報変調手段で生成された２つの位相差情報変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調手段と、
前記振幅情報変調手段から出力された２つの振幅情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項４】
前記位相差情報変調手段は、
１ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
入力されるビット列が０のとき、前記２つの位相変調シンボルの一方である第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、かつ前記２つの位相変調シンボルの他方である第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２（ただし、ｒ２≠ｒ１）で位相回転し、
入力されるビット列が１のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転する、
ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
前記位相差情報変調手段は、
２ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
入力されるビット列が００のとき、前記２つの位相変調シンボルの一方である第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、かつ前記２つの位相変調シンボルの他方である第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、
入力されるビット列が０１のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２（ただし、ｒ２≠ｒ１）で位相回転し、
入力されるビット列が１０のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、
入力されるビット列が１１のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転する、
ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項６】
前記振幅情報変調手段は、
１ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
入力されるビット列が０のとき、前記２つの位相差情報変調シンボルの一方である第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、かつ前記２つの位相差情報変調シンボルの他方である第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ２（ただし、ａ２≠ａ１）を乗算し、
入力されるビット列が１のとき、前記第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ２を乗算し、かつ前記第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算する、
ことを特徴とする請求項３、４または５に記載の送信装置。
【請求項７】
前記振幅係数ａ１およびａ２は、（(ａ１)2＋(ａ２)2）／２＝１の関係にあることを特徴とする請求項６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記振幅情報変調手段は、
２ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
入力されるビット列が００のとき、前記２つの位相差情報変調シンボルの一方である第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、かつ前記２つの位相差情報変調シンボルの他方である第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ２（ただし、ａ２≠ａ１）を乗算し、
入力されるビット列が０１のとき、前記第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ２を乗算し、かつ前記第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、
入力されるビット列が１０のとき、前記第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ３（ただし、ａ３≠ａ１，ａ３≠ａ２）を乗算し、かつ前記第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ４（ただし、ａ４≠ａ１，ａ４≠ａ２，ａ４≠ａ３）を乗算し、
入力されるビット列が１１のとき、前記第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ４を乗算し、かつ前記第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ３を乗算する、
ことを特徴とする請求項３、４または５に記載の送信装置。
【請求項９】
前記振幅係数ａ１およびａ２は、（(ａ１)2＋(ａ２)2）／２＝１の関係にあり、かつ前記振幅係数ａ３およびａ４は、（(ａ３)2＋(ａ４)2）／２＝１の関係にあることを特徴とする請求項８に記載の送信装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、
受信シンボルをＳＴＢＣ復号またはＤＳＴＢＣ復号し、復号シンボルとして出力する復号手段と、
送信される可能性のある全ビット列のそれぞれに対応する候補シンボルを生成する候補シンボル生成手段と、
前記復号手段から出力された復号シンボルと前記候補シンボル生成手段で生成された各候補シンボルとの差分をそれぞれ計算する誤差計算手段と、
前記誤差計算手段で算出された差分のうちの最小値が得られたときの候補シンボルに対応するビット系列を受信ビット系列として出力する最小誤差選択手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１１】
送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time  Block  Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential  Space-Time  Block  Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、
前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調手段と、
前記振幅情報変調手段から出力された２つの振幅情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項１２】
前記ビット分割手段は、
前記位相変調手段に出力する２つのビット列のうち、一方の並び順を反対にすることを特徴とする請求項１、３または１１に記載の送信装置。
【請求項１３】
前記ビット分割手段は、
前記振幅情報変調手段に出力するビット列が特定の値の場合、前記位相変調手段に出力するビット列に０または１を付加することを特徴とする請求項１１または１２に記載の送信装置。
【請求項１４】
前記ビット分割手段は、
前記振幅情報変調手段に出力するビット列が特定の値の場合、前記位相変調手段に出力する２つのビット列の一部を重複させることを特徴とする請求項１１または１２に記載の送信装置。
【請求項１５】
送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time  Block  Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential  Space-Time  Block  Coding）方式を用いて符号化して送信する場合のシンボルマッピング方法であって、
送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割ステップと、
前記ビット分割ステップで得られた３つのビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調ステップと、
前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調ステップで生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調ステップと、
を含むことを特徴とするシンボルマッピング方法。
【請求項１６】
前記ビット分割ステップでは、
前記位相変調の対象とされる２つのビット列のうち、一方の並び順を反対にすることを特徴とする請求項１５に記載のシンボルマッピング方法。
【請求項１７】
前記ビット分割ステップでは、
前記位相変調の対象とされないビット列が特定の値の場合、前記位相変調の対象とされるビット列に０または１を付加することを特徴とする請求項１５または１６に記載のシンボルマッピング方法。
【請求項１８】
前記ビット分割ステップでは、
前記位相変調の対象とされないビット列が特定の値の場合、前記位相変調の対象とされる２つのビット列の一部を重複させることを特徴とする請求項１５または１６に記載のシンボルマッピング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動時空符号化を適用した送信装置および受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では、伝送路で生じるフェージングに対して性能を改善する技術として送信ダイバーシチが用いられる。送信ダイバーシチの一つに、送信系列を時空間符号化（ＳＴＢＣ：Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）し、直交した複数の系列を生成して、それぞれを異なるアンテナから送信する方式がある。さらに、受信装置において伝送路の推定を不要とする差動符号化とＳＴＢＣとを組み合わせた差動時空符号化（ＤＳＴＢＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）が検討されている（例えば、非特許文献１）。本文献では、位相変調された２シンボル毎に差動時空符号化する送信方法および受信方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】V.Tarokh,  H.Jafarkhani,  ”A  Differential  Detection  Scheme  for  Transmit  Diversity”,  IEEE  Journal  on  Selected  Areas  in  Comm.,  Vol.18,  no.7,  Jul.  2000.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の差動時空符号化を適用した送信処理では、差動時空符号化する２シンボルをそれぞれ独立に位相変調して生成し、送信していた。受信処理においても、復号した２シンボルをそれぞれ独立に判定していた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、差動時空符号化する２シンボル間に位相差や振幅差を設定し、その位相差や振幅差に情報を割当てることにより、２シンボルで送信するビット数を増やし、高伝送レート化を実現する送信装置および受信装置を得ることを目的とする。
【０００６】
また、位相変調されたシンボルの振幅や位相を調整することにより、信号点間距離を大きくすることができ、さらに、受信処理おいて差動符号化された２シンボル単位に、割り当てられた情報ビットを判定することにより、受信性能を改善する送信装置、受信装置およびシンボルマッピング方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、送信系列をＤＳＴＢＣ（Differential  Space-Time  Block  Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、前記位相変調手段における位相変調の対象とされなかった１つのビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの位相をそれぞれ任意の位相だけ回転して位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調手段と、前記位相差情報変調手段から出力された２つの位相差情報変調シンボルをＤＳＴＢＣ符号化するＤＳＴＢＣ符号化手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、２シンボルで送信するビット列のビット数を従来よりも増やすことができ、高伝送レート化を実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１の送信装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１のビットの分割方法の一例を示す図である。
【図３】図３は、位相変調部による位相変調動作の一例を示す図である。
【図４】図４は、入力ビットと位相オフセットの対応関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１の位相差情報変調シンボルｙaおよびｙbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１の受信装置の構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２の送信装置の構成例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２のビットの分割方法の一例を示す図である。
【図９】図９は、入力ビットと振幅係数の対応関係の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、固定位相オフセットの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２の振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図１２】図１２は、図１１に示した全信号点を１つのＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２の受信装置の構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態３の送信装置の構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３のビットの分割方法の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、入力ビットと位相オフセットの対応関係の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、入力ビットと振幅係数の対応関係の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、固定位相オフセットの一例を示す図である。
【図１９−１】図１９−１は、実施の形態３の振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図１９−２】図１９−２は、実施の形態３の振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図１９−３】図１９−３は、実施の形態３の振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図１９−４】図１９−４は、実施の形態３の振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態３の受信装置の構成例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態４の送信装置の構成例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態４のビット分割部によるビットの分割方法の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態４の振幅情報変調部による振幅調整で使用する振幅係数の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態４の振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図２５】図２５は、実施の形態４の受信装置の構成例を示す図である。
【図２６】図２６は、実施の形態５の送信装置の構成例を示す図である。
【図２７】図２７は、実施の形態５のビット分割部によるビットの分割方法の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、実施の形態５の振幅情報変調部による振幅調整で使用する振幅係数の一例を示す図である。
【図２９】図２９は、実施の形態５の振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。
【図３０】図３０は、実施の形態５の受信装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる送信装置、受信装置およびシンボルマッピング方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
（送信装置）
まず、送信装置について説明する。図１は、本発明にかかる送信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態の送信装置は、入力される送信ビット系列を３つに分割して出力するビット分割部１１と、ビット分割部１１で３分割されたビット系列のうちの１つをそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調部１２ａおよび１２ｂと、ビット分割部１１から入力されるビット系列に応じて、位相変調部１２ａおよび１２ｂから入力される位相変調シンボルにそれぞれ異なる位相回転を加えて位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調部１３と、位相差情報変調部１３からの位相差情報変調シンボルに対してＤＳＴＢＣ符号化を行い、送信アンテナ毎の送信シンボルを生成するＤＳＴＢＣ符号化部１４と、送信シンボルに対してアンテナから送信するための処理を行い、送信無線信号として出力する送信無線部１５ａおよび１５ｂと、送信無線部１５ａおよび１５ｂの出力をそれぞれ送信する送信アンテナ１６ａおよび１６ｂと、を備える。
【００１２】
ビット分割部１１は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。そのＮビットをＮphビット、Ｎaビット、Ｎbビットの３つに分割し、それぞれ位相差情報変調部１３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。Ｎphビット、ＮaビットおよびＮbビットの値は、それぞれ位相差情報変調部１３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭa相位相変調とＭb相位相変調を行うとすると、Ｎa＝ｌｏｇ2Ｍa、Ｎb＝ｌｏｇ2Ｍbビットとなる。また、本実施の形態では、Ｎph＝１である。
【００１３】
ビット分割部１１によるビットの分割方法の一例として、位相変調部１２ａおよび１２ｂでともに４相位相変調（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を実施する場合を図２に示す。なお、図２においては、位相変調部１２ａを位相変調部ａ、位相変調部１２ｂを位相変調部ｂと記載している。図２に示した分割方法を適用した場合、ビット分割部１１は、Ｎ＝５ビットのビット列ｂ1，ｂ2，…，ｂ5を、Ｎph＝１ビット（ｂ1）、Ｎa＝２ビット（ｂ2，ｂ3）、Ｎb＝２ビット（ｂ4，ｂ5）の３つに分割し、１ビット（ｂ1）を位相差情報変調部１３に、２ビット（ｂ2，ｂ3）を位相変調部１２ａに、２ビット（ｂ4，ｂ5）を位相変調部１２ｂにそれぞれ出力する。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方法や各部への割り当ての順番等は変更してもよい。例えば、位相変調部１２ｂへのビット出力順を逆転させてもよい。
【００１４】
位相変調部１２ａおよび１２ｂは、入力ビット列をグレイ符号化後、グレイ符号化した２進数のビット系列を１０進数の整数ｉとし、次式（１）に従ってＭ相位相変調を行い、位相変調シンボルｘを出力する。
【００１５】
【数１】
2014075772.tif 000003
【００１６】
一例として、４相位相変調（ＱＰＳＫ）の場合について、位相変調部１２ａおよび１２ｂの動作を説明する。位相変調部１２ａおよび１２ｂは、まず、図３に従って、入力ビット系列から整数ｉを生成する。図３には、２ビットの入力ビット列と、それらをグレイ符号化した系列、それらを１０進数に変換したｉを示している。グレイ符号化については一般的な処理であり、詳細説明は省略する。次に、上記の式（１）において、Ｍ＝４とするとともに、生成したｉを代入し、複素シンボルｘを出力する。
【００１７】
位相差情報変調部１３は、ビット分割部１１から入力される１ビットの値に応じて位相変調部１２ａ、１２ｂから入力される複素シンボルｘa、ｘbをそれぞれ次式（２）で示すように位相回転量θa、θbで位相回転し、位相差情報変調シンボルｙa、ｙbとして出力する。
【００１８】
【数２】
2014075772.tif 000004
【００１９】
入力１ビットに対する位相回転量θa、θbの一例を図４に示す。入力ビットが０の場合、θa＝０、θb＝π／Ｍbとする。入力ビットが１の場合、θa＝π／Ｍa、θb＝０とする。Ｍa、Ｍbは、位相変調部１２ａ、１２ｂで実施された位相変調を表しており、それぞれＭa相、Ｍb相の位相変調が実施されたことを表している。π／ＭaはＭa相位相変調での位相回転単位である２π／Ｍaの１／２の位相に相当し、位相変調による信号点間の位相差の１／２だけ位相回転することを示している。π／Ｍbについても同様である。ここでは４相位相変調を想定しているため、Ｍa＝４、Ｍb＝４である。なお、位相回転量θa、θbは本説明に使用した値に限定されるものではない。
【００２０】
以上の一連の処理を実施した場合の位相差情報変調部１３の出力である、位相差情報変調シンボルｙaおよびｙbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図５に示す。なお、図５に示したコンステレーションは、位相変調部１２ａおよび１２ｂで実施された位相変調がともにＱＰＳＫ（Ｍa＝４、Ｍb＝４）の場合のものである。図５では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調部１２ａ、１２ｂに入力されるビット列である。すなわち、それぞれのビット列が入力されたときに信号点が配置される位置を表している。図５に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｙa、ｙb間の位相差に情報を割り当てている。
【００２１】
ＤＳＴＢＣ符号化部１４は、ある時刻ｋの入力シンボルｓk＝ｙa、ｓk+1＝ｙbの２シンボルに対してＤＳＴＢＣ符号化を行い、送信無線部１５ａに送信シンボルｃkおよび−ｃ*k+1を、送信無線部１５ｂにＤＳＴＢＣ符号化シンボルｃk+1およびｃ*kを出力する。ＤＳＴＢＣ符号化は次式（３）の通り実施する。
【００２２】
【数３】
2014075772.tif 000005
【００２３】
式（３）のＣkおよびＳkを次式（４）とする。
【００２４】
【数４】
2014075772.tif 000006
【００２５】
送信無線部１５ａおよび１５ｂは、送信シンボルを無線で送信するため、送信無線信号に変換する。なお、本処理は一般的な処理であり、詳細な説明は省略する。
【００２６】
（受信装置）
つづいて、図１に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。
【００２７】
図６は、本発明にかかる受信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態の受信装置は、送信装置が送信した無線信号を受信する受信アンテナ５１と、受信アンテナ５１で受信された受信無線信号を受信シンボルに変換する受信無線部５２と、受信シンボルをＤＳＴＢＣ復号し、ＤＳＴＢＣ復号シンボルを出力するＤＳＴＢＣ復号部５３と、送信装置が送信する可能性のある全送信シンボルを生成する候補シンボル生成部５４と、ＤＳＴＢＣ復号シンボルと候補シンボルとの誤差を算出する誤差計算部５５と、誤差計算部５５が出力した全ての誤差から最小の誤差を選択し、その候補シンボルに対応するビット系列を受信ビット系列として出力する最小誤差選択部５６と、を備える。
【００２８】
受信アンテナ５１は、送信装置から送信された無線信号を受信し、受信無線信号として受信無線部５２に出力する。
【００２９】
受信無線部５２は、受信無線信号をベースバンドの受信シンボルに変換する。なお、本処理は一般的な処理であり、詳細な説明は省略する。
【００３０】
ＤＳＴＢＣ復号部５３は、ある時刻ｋおよびｋ＋１に受信された２つの受信シンボルｒk、ｒk+１に対してＤＳＴＢＣ復号処理を実施し、ＤＳＴＢＣ復号シンボルｓ'k、s'k+1を出力する。ＤＳＴＢＣ復号処理は次式（５）で表される。
【００３１】
【数５】
2014075772.tif 000007
【００３２】
式（５）のＳ'kおよびＲkを次式（６）とする。
【００３３】
【数６】
2014075772.tif 000008
【００３４】
候補シンボル生成部５４は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビットを送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置（図１参照）のビット分割部１１、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部１３の処理と同じ処理を実施し、候補となる２シンボルの組（ｙan，ｙbn）；n=0,1,…,2N-1を順次出力する。
【００３５】
誤差計算部５５は、ＤＳＴＢＣ復号シンボルｓ'k、s'k+1と候補シンボルａn＝ｙan、ｂn＝ｙbnとの誤差ｅn；n=0,1,…,2N-1を次式（７）の通り計算し、順次出力する。
【００３６】
【数７】
2014075772.tif 000009
【００３７】
最小誤差選択部５６は、ｅn；n=0,1,…,2N-1の中で最小の誤差を選択し、その時のｎに対してグレイ符号化の逆変換（送信装置のビット分割部１１、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部１３で行う処理と逆の処理）を行い、受信ビット系列として出力する。
【００３８】
このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差に情報を１ビット割り当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット列のビット数を従来よりも１ビット増やすことができ、高伝送レート化を実現できる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１では、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差に１ビットの情報を割り当てて送受信する場合を示したが、本実施の形態の送信装置および受信装置では、さらに、２シンボル間の振幅差に１ビットの情報を割り当てて送受信する。すなわち、２シンボル間の位相差および振幅差を利用して高伝送レート化を実現する。
【００４１】
（送信装置）
図７は、実施の形態２の送信装置の構成例を示す図である。なお、実施の形態１の送信装置（図１参照）と共通の構成要素には図１と同じ符号を付している。本実施の形態では、実施の形態１の送信装置と異なる部分について説明を行う。図示したように、本実施の形態の送信装置は、実施の形態１の送信装置のビット分割部１１をビット分割部２１に置き換え、さらに、位相差情報変調部１３とＤＳＴＢＣ符号化部１４の間に振幅情報変調部２２を追加した構成となっている。
【００４２】
本実施の形態の送信装置において、ビット分割部２１は、入力される送信ビット系列を４つに分割して出力する。出力先は、位相変調部１２ａ，１２ｂ、位相差情報変調部１３および振幅情報変調部２２である。位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部１３には、実施の形態１と同じビット数のビット列がそれぞれ入力される。振幅情報変調部２２は、ビット分割部２１から入力されるビット系列に応じて、位相差情報変調部１３から出力された位相差情報変調シンボルの振幅を調整し、振幅情報変調シンボルとして出力する。ＤＳＴＢＣ符号化部１４は、振幅情報変調部２２から出力された振幅情報変調シンボルに対してＤＳＴＢＣ符号化を行う。
【００４３】
本実施の形態の送信装置の動作について詳しく説明する。
【００４４】
ビット分割部２１は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。そのＮビットをＮphビット、Ｎampビット、ＮaビットおよびＮbビットの４つに分割し、それぞれ位相差情報変調部１３、振幅情報変調部２２、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。Ｎphビット、Ｎampビット、ＮaビットおよびＮbビットの値は、それぞれ位相差情報変調部１３、振幅情報変調部１４、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭa相位相変調とＭb相位相変調を行うとすると、Ｎa＝ｌｏｇ2ＭaおよびＮb＝ｌｏｇ2Ｍbビットとなる。また、本実施の形態では、Ｎph＝１、Ｎamp＝１である。
【００４５】
ビット分割部２１によるビットの分割方法の一例として、位相変調部１２ａおよび１２ｂでともにＱＰＳＫを実施する場合を図８に示す。なお、図８においては、位相変調部１２ａを位相変調部ａ、位相変調部１２ｂを位相変調部ｂと記載している。図８に示した分割方法を適用した場合、ビット分割部２１は、Ｎ＝６ビットのビット列ｂ1，ｂ2，…，ｂ6を、Ｎph＝１ビット（ｂ1）、Ｎamp＝１ビット（ｂ2）、Ｎa＝２ビット（ｂ3，ｂ4）、Ｎb＝２ビット（ｂ5，ｂ6）の４つに分割し、１ビット（ｂ1）を位相差情報変調部１３に、１ビット（ｂ2）を振幅情報変調部２２に、２ビット（ｂ3，ｂ4）を位相変調部１２ａに、２ビット（ｂ5，ｂ6）を位相変調部１２ｂにそれぞれ出力する。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方、各部への割り当ての順番等は変更してもよい。例えば、位相変調部１２ｂへのビット出力順を逆転させてもよい。
【００４６】
振幅情報変調部２２は、ビット分割部２１から入力される１ビットの値に応じて位相差情報変調部１３から入力される位相差情報変調シンボルｙa、ｙbに対して振幅係数ａa、ａbを乗算する。また、振幅係数に応じて固定位相オフセットｒｏｔa、ｒｏｔbによりそれぞれ位相回転し、振幅情報シンボルｚa、ｚbとして出力する。以上の処理は次式（８）で表すことができる。
【００４７】
【数８】
2014075772.tif 000010
【００４８】
なお、振幅係数ａaおよびａbは次式（９）を満たすように決定し、それらの平均電力が１になるようにする。
【００４９】
【数９】
2014075772.tif 000011
【００５０】
入力１ビットに対する振幅係数ａaおよびａbの一例を図９に示す。図９は入力ビットが０の場合、ａa＝１．２６５、ａb＝０．６３２とし、入力ビットが１の場合、ａa＝０．６３２、ａb＝１．２６５とすることを示す。振幅係数ａaおよびａbは一方が他方の２倍となる値（ａa：ａb＝２：１、ａa：ａb＝１：２）を選択している。なお、振幅係数ａaおよびａbは本説明に使用した値に限定されるものではない。
【００５１】
固定位相オフセットの一例を図１０に示す。図１０は、固定位相オフセットｒｏｔaおよびｒｏｔbを、振幅係数の値が１．２６５の場合、ともに固定位相オフセットを０とし、振幅係数の値が０．６３２の場合、固定位相オフセットをそれぞれπ／２Ｍaおよびπ／２Ｍbとすることを示す。なお、固定位相オフセットｒｏｔaおよびｒｏｔbは本説明に使用した値に限定されるものではない。
【００５２】
以上の一連の処理を実施した場合の振幅情報変調部２２の出力である、振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図１１に示す。なお、図１１に示したものは、位相変調部１２ａおよび１２ｂで実施された位相変調がともにＱＰＳＫ（Ｍa＝４，Ｍb＝４）の場合のコンステレーションである。図１１では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調部１２ａおよび１２ｂに入力されるビット列である。すなわち、それぞれのビット列が入力されたときに信号点が配置される位置を表している。図１１に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｚa、ｚb間の位相差および振幅差に情報を割り当てている。
【００５３】
また、図１１に示した全信号点を１つのＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図１２に示す。図１２には（ａ）固定位相オフセットが無い場合と、（ｂ）固定位相オフセットがある場合とを示している。各図に矢印で示した信号点間距離は（ｂ）の方が大きくなっており、固定位相オフセットにより位相回転することにより信号点間距離を大きくできることを示している。
【００５４】
ＤＳＴＢＣ符号化部１４は、ある時刻ｋの入力シンボルをｓk＝ｚa、ｓk+1＝ｚbとする以外は実施の形態１と同様である。
【００５５】
（受信装置）
つづいて、図７に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。
【００５６】
図１３は、実施の形態２の受信装置の構成例を示す図である。実施の形態１の受信装置（図６参照）と共通の構成要素には図６と同じ符号を付している。すなわち、本実施の形態の受信装置は、実施の形態１の受信装置の候補シンボル生成部５４を候補シンボル生成部６１に置き換えた構成となっている。本実施の形態では、実施の形態１の受信装置と異なる部分について説明を行う。
【００５７】
本実施の形態の受信装置において、候補シンボル生成部６１は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビット（＝６ビット）を送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置のビット分割部２１、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部１３，２２の処理と同じ処理を実施し、候補シンボル（ｚan，ｚbn）；n=0,1,…,2N-1を順次出力する。
【００５８】
誤差計算部５５は、入力する候補シンボルをａn＝ｚan、ｂn＝ｚbnとする以外は実施の形態１と同様である。
【００５９】
このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差に情報を１ビットずつ割り当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット数を従来よりも２ビット増やすことができ、高伝送レート化を実現できる。また、振幅と固定位相オフセットを調整することにより、ＤＳＴＢＣ符号化するシンボルの信号点間の距離を大きくすることができ、受信性能を改善できる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。
【００６１】
実施の形態３．
実施の形態２では、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボル間の位相差および振幅差のそれぞれに１ビットの情報を割り当てて送受信する場合を示したが、本実施の形態の送信装置および受信装置では、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボル間の位相差および振幅差のそれぞれに２ビットの情報を割り当てて送受信する。
【００６２】
（送信装置）
図１４は、実施の形態３の送信装置の構成例を示す図である。なお、実施の形態２の送信装置（図７参照）と共通の構成要素には図７と同じ符号を付している。本実施の形態では、実施の形態２の送信装置と異なる部分について説明を行う。図示したように、本実施の形態の送信装置は、実施の形態２の送信装置のビット分割部２１、位相差情報変調部１３および振幅情報変調部２２を、ビット分割部３１、位相差情報変調部３２および振幅情報変調部３３に置き換えた構成となっている。
【００６３】
本実施の形態の送信装置において、ビット分割部３１は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。そのＮビットをＮphビット、Ｎampビット、ＮaビットおよびＮbビットの４つに分割し、それぞれ位相差情報変調部３２、振幅情報変調部３３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。Ｎphビット、Ｎampビット、ＮaビットおよびＮbビットの値は、それぞれ位相差情報変調部３２、振幅情報変調部３３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭa相位相変調とＭb相位相変調を行うとすると、Ｎa＝ｌｏｇ2Ｍaビット、Ｎb＝ｌｏｇ2Ｍbビットとなる。また、本実施の形態では、Ｎph＝２、Ｎamp＝２である。
【００６４】
ビット分割部３１によるビットの分割方法の一例として、位相変調部１２ａおよび１２ｂでともにＱＰＳＫを実施する場合を図１５に示す。なお、図１５においては、位相変調部１２ａを位相変調部ａ、位相変調部１２ｂを位相変調部ｂと記載している。図１５に示した分割方法を適用した場合、ビット分割部３１は、Ｎ＝８ビットのビット列ｂ1，ｂ2，…，ｂ8を、Ｎph＝２ビット（ｂ1，ｂ2）、Ｎamp＝２ビット（ｂ3，ｂ4）、Ｎa＝２ビット（ｂ5，ｂ6）、Ｎb＝２ビット（ｂ7，ｂ8）の４つに分割し、２ビット（ｂ1，ｂ2）を位相差情報変調部３２に、２ビット（ｂ3，ｂ4）を振幅情報変調部３３に、２ビット（ｂ5，ｂ6）を位相変調部１２ａに、２ビット（ｂ7，ｂ8）を位相変調部１２ｂにそれぞれ出力する。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方、各部への割り当ての順番等は変更してもよい。例えば、位相変調部１２ｂへのビット出力順を逆転させてもよい。
【００６５】
位相差情報変調部３２は、ビット分割部３１から入力される２ビットの値に応じて、位相変調部１２ａおよび１２ｂから入力される複素シンボルｘa、ｘbを位相オフセットθa、θbで位相回転し、位相差情報変調シンボルｙa、ｙbとして出力する。以上の処理は次式（１０）で表すことができる。
【００６６】
【数１０】
2014075772.tif 000012
【００６７】
入力２ビットに対する位相オフセットθaおよびθbの一例を図１６に示す。入力ビットが００の場合、θa＝０，θb＝０、入力ビットが０１の場合、θa＝０，θb＝π／Ｍb、入力ビットが１０の場合、θa＝π／Ｍa，θb＝０、入力ビットが１１の場合、θa＝π／Ｍa，θb＝π／Ｍbとする。ＭaおよびＭbは、位相変調部１２ａおよび１２ｂで実施された位相変調を表しており、それぞれＭa相とＭb相の位相変調が実施されたことを表している。なお、位相回転量θaおよびθbは本説明に使用した値に限定されるものではない。
【００６８】
振幅情報変調部３３は、ビット分割部３１から入力される２ビットの値に応じて、位相差情報変調部３２から入力される位相差情報変調シンボルｙa、ｙbに対して振幅係数ａa、ａbを乗算する。また、振幅係数に応じて固定位相オフセットｒｏｔa、ｒｏｔbによりそれぞれ位相回転し、振幅情報シンボルｚa、ｚbとして出力する。以上の処理は次式（１１）で表すことができる。
【００６９】
【数１１】
2014075772.tif 000013
【００７０】
なお、振幅係数ａaおよびａbは次式（１２）を満たすように決定し、それらの平均電力が１になるようにする。
【００７１】
【数１２】
2014075772.tif 000014
【００７２】
入力２ビットに対する振幅係数ａaおよびａbの一例を図１７に示す。図１７は入力ビットが００の場合、ａa＝１．２６５，ａb＝０．６３２、入力ビットが０１の場合、ａa＝０．６３２，ａb＝１．２６５、入力ビットが１０の場合、ａa＝１．１０４，ａb＝０．８８３、入力ビットが１１の場合、ａa＝０．８８３，ａb＝１．１０４とすることを示す。なお、振幅係数はａaおよびａbは本説明に使用した値に限定されるものではない。
【００７３】
固定位相オフセットの一例を図１８に示す。図１８は、固定位相オフセットｒｏｔaおよびｒｏｔbを、振幅係数の値が１．２６５または０．８８３の場合、ともに固定位相オフセットを０とし、振幅係数の値が１．１０４または０．６３２の場合、固定位相オフセットをそれぞれπ／２Ｍaおよびπ／２Ｍbとすることを示す。なお、固定位相オフセットｒｏｔaおよびｒｏｔbは本説明に使用した値に限定されるものではない。
【００７４】
以上の一連の処理を実施した場合の振幅情報変調部３３の出力である、振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図１９−１〜図１９−４に示す。なお、図１９−１〜図１９−４に示したものは、位相変調部１２ａおよび１２ｂで実施された位相変調がともにＱＰＳＫ（Ｍa＝４，Ｍb＝４）の場合のコンステレーションである。また、図１９−１は、位相差情報変調部３２への入力ビットが００の場合のコンステレーション、図１９−２は、位相差情報変調部３２への入力ビットが０１の場合のコンステレーション、図１９−３は、位相差情報変調部３２への入力ビットが１１の場合のコンステレーション、図１９−４は、位相差情報変調部３２への入力ビットが１０の場合のコンステレーションである。図１９−１〜図１９−４では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調部１２ａおよび１２ｂに入力されるビット列である。すなわち、それぞれのビット列が入力されたときに信号点が配置される位置を表している。図１９−１〜図１９−４に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｚa、ｚb間の位相差および振幅差にそれぞれ２ビットずつ情報を割り当てている。固定位相オフセットによる位相回転は、実施の形態２と同様に、信号点間距離を大きくするために行っている。
【００７５】
（受信装置）
つづいて、図１４に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。
【００７６】
図２０は、実施の形態３の受信装置の構成例を示す図である。実施の形態２の受信装置（図１３参照）と共通の構成要素には図１３と同じ符号を付している。すなわち、本実施の形態の受信装置は、実施の形態２の受信装置の候補シンボル生成部６１を候補シンボル生成部７１に置き換えた構成となっている。本実施の形態では、実施の形態２の受信装置と異なる部分について説明を行う。
【００７７】
本実施の形態の受信装置において、候補シンボル生成部７１は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビット（＝８ビット）を送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置のビット分割部３１、位相変調部１２ａ，１２ｂ、位相差情報変調部３２および振幅情報変調部３３の処理と同じ処理を実施し、候補シンボル（ｚan，ｚbn）；n=0,1,…,2N-1を順次出力する。
【００７８】
このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差に情報を２ビットずつ割り当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット数を従来よりも４ビット増やすことができ、高伝送レート化を実現できる。また、振幅と固定位相オフセットを調整することにより、ＤＳＴＢＣ符号化するシンボルの信号点間の距離を大きくすることができ、受信性能を改善できる。
【００７９】
なお、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差に情報を２ビットずつ割り当てる場合について説明したが、位相差および振幅差の一方に２ビット、他方に１ビットを割り当てる構成としてもよい。
【００８０】
また、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。
【００８１】
実施の形態４．
実施の形態４を説明する。本実施の形態の送信装置および受信装置は、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに２ビットの情報を割り当てて送受信することにより高伝送レート化を実現する。
【００８２】
（送信装置）
図２１は、実施の形態４の送信装置の構成例を示す図である。なお、実施の形態１の送信装置（図１参照）と共通の構成要素には図１と同じ符号を付している。本実施の形態では、実施の形態１の送信装置と異なる部分について説明を行う。図示したように、本実施の形態の送信装置は、実施の形態１の送信装置のビット分割部１１および位相差情報変調部１３をビット分割部４１および振幅情報変調部４３に置き換えた構成となっている。
【００８３】
本実施の形態の送信装置において、ビット分割部４１は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。ビット分割部４１は、そのＮビットをＮampビット、Ｎaビット、Ｎbビットの３つに分割し、それぞれ振幅情報変調部４３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。ただし、本実施の形態では、必ずしもＮamp、Ｎa、Ｎbの和がＮにはならない。Ｎamp、Ｎa、Ｎbの値は、それぞれ振幅情報変調部４３、位相変調部１２ａ、位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭa相位相変調とＭb相位相変調を行うとすると、Ｎa＝ｌｏｇ2Ｍa、Ｎb＝ｌｏｇ2Ｍbの関係がある。
【００８４】
ビット分割部４１によるビットの分割方法の一例を図２２で説明する。本実施の形態では、Ｎ＝８、Ｎamp＝２であり、ＮaおよびＮbはＮampビットが表す値、すなわち振幅情報変調部４３に出力するビットにより異なる。図２２では、８ビットをｂ１，ｂ２，…，ｂ８と表しており、ｂ１とｂ２が振幅情報変調部４３に出力するビットで、それらの値により、ｂ３からｂ８がどのように分割されて位相変調部１２ａおよび１２ｂへ出力されるかを表している。
【００８５】
ビット分割部４１は、（ｂ１、ｂ２）が（０、０）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ６の４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ７からｂ８の２ビットを、順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（０、１）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ４の２ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ５からｂ８の４ビットを、順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（１、１）の場合、位相変調部１２ａには、ｂ３からｂ５の３ビットに対して０を最後に付加した合計４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ６からｂ８の３ビットに対して０を先頭に付加した合計４ビットを、その順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（１、０）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ５の３ビットに対して１を最後に付加した合計４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ６からｂ８の３ビットに対して１を先頭に付加した４ビットを、その順序を逆転して出力する。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方、各部への割り当ての順番等は変更してもよい。
【００８６】
位相変調部１２ａと１２ｂは、入力ビット列をグレイ符号として扱い、それを通常の２進数に変換後、その２進数のビット系列を１０進数の整数ｉとし、次式（１３）に従ってＭ相位相変調を行い、位相変調シンボルｘを出力する。
【００８７】
【数１３】
2014075772.tif 000015
【００８８】
振幅情報変調部４３は、ビット分割部４１から入力される２ビットに応じて位相変調部１２ａおよび１２ｂから入力される位相変調シンボルｘa、ｘbに対し、振幅係数ａa、ａbを乗算する。また、振幅係数に応じて固定位相オフセットｒｏｔa、ｒｏｔbによりそれぞれ位相回転し、振幅情報シンボルｚa、ｚbとして出力する。以上の処理は次式（１４）で表すことができる。
【００８９】
【数１４】
2014075772.tif 000016
【００９０】
なお、振幅係数ａaおよびａbは次式（１５）を満たすように決定し、それらの平均電力が１になるようにする。
【００９１】
【数１５】
2014075772.tif 000017
【００９２】
入力２ビットに対する振幅係数ａaおよびａbの一例を図２３に示す。図２３は入力ビットが００の場合、ａa＝１．３４１、ａb＝０．４４９とし、入力ビットが０１の場合、ａa＝０．４４９、ａb＝１．３４１とし、入力ビットが１０または１１の場合、ａa＝１．０００、ａb＝１．０００とすることを示す。なお、振幅係数ａaおよびａbは本説明に使用した値に限定されるものではない。
【００９３】
固定位相オフセットｒｏｔa、ｒｏｔbは次式（１６）で表すものとする。
【００９４】
【数１６】
2014075772.tif 000018
【００９５】
以上の一連の処理を実施した場合の振幅情報変調部４３の出力である、振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図２４に示す。図２４では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調に割当てられたビット列である。なお、括弧つきの数字は、ビット分割部４１で付加されたビットである。図２４に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｚa、ｚb間の位相差と振幅差の組合せに２ビットの情報を割り当てている。また、ビット分割部４１で位相変調部１２ｂに出力するビット列の並び順を逆転したことにより、ｚbのマッピングにおいて、振幅情報変調部４３への入力ビットが異なる場合でも、同じビットの同じ値が極力同じ象限になるようにしている（例えば、（ｂ７、ｂ８）が（０、０）の場合は、第一象限にマッピングされる）。
【００９６】
（受信装置）
つづいて、図２１に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。
【００９７】
図２５は、実施の形態４の受信装置の構成例を示す図である。実施の形態１の受信装置（図６参照）と共通の構成要素には図６と同じ符号を付している。すなわち、本実施の形態の受信装置は、実施の形態１の受信装置の候補シンボル生成部５４を候補シンボル生成部８１に置き換えた構成となっている。本実施の形態では、実施の形態１の受信装置と異なる部分について説明を行う。
【００９８】
本実施の形態の受信装置において、候補シンボル生成部８１は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビットを送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置のビット分割部４１、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部４３の処理と同じ処理を実施し、候補シンボル（ｚan，ｚbn），n=0,1,…,2N-1を順次出力する。
【００９９】
このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに情報を２ビット割当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット数を従来よりも２ビット増やすことができる。また、振幅を調整し、振幅毎に異なる信号点数にすることにより、ＤＳＴＢＣ符号化するシンボルの信号点間の距離を大きくすることができ、受信性能を改善できる。
【０１００】
なお、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。
【０１０１】
実施の形態５．
実施の形態５を説明する。実施の形態４では、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに２ビットの情報を割り当てて送受信する送信装置および受信装置を説明したが、本実施の形態では、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに情報を割り当てて送受信する他の形態を説明する。
【０１０２】
（送信装置）
図２６は、実施の形態５の送信装置の構成例を示す図である。なお、実施の形態４の送信装置（図２１参照）と共通の構成要素には図２１と同じ符号を付している。本実施の形態では、実施の形態４の送信装置と異なる部分について説明を行う。図示したように、本実施の形態の送信装置は、実施の形態４の送信装置のビット分割部４１をビット分割部４２に置き換えた構成となっている。
【０１０３】
本実施の形態の送信装置において、ビット分割部４２は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。ビット分割部４２は、そのＮビットをＮampビット、Ｎaビット、Ｎbビットの３つに分割し、それぞれ振幅情報変調部４３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。ただし、上述した実施の形態４のビット分割部４１による分割結果と同様に、必ずしもＮamp、Ｎa、Ｎbの和がＮにはならない。Ｎamp、Ｎa、Ｎbの値は、それぞれ振幅情報変調部４３、位相変調部１２ａ、位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭa相位相変調とＭb相位相変調を行うとすると、Ｎa＝ｌｏｇ2Ｍa、Ｎb＝ｌｏｇ2Ｍbの関係がある。
【０１０４】
ビット分割部４２によるビットの分割方法の一例を図２７で説明する。本実施の形態では、Ｎ＝８、Ｎamp＝２であり、ＮaおよびＮbはＮampビットが表す値、すなわち振幅情報変調部４３に出力するビットにより異なる。図２７では、８ビットをｂ１，ｂ２，…，ｂ８と表しており、ｂ１とｂ２が振幅情報変調部４３に出力するビットで、それらの値により、ｂ３からｂ８がどのように分割されて位相変調部１２ａおよび１２ｂへ出力されるかを表している。
【０１０５】
ビット分割部４２は、（ｂ１、ｂ２）が（０、０）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ６の４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ７からｂ８の２ビットを、順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（０、１）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ４の２ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ５からｂ８の４ビットを、順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（１、１）の場合、位相変調部１２ａには、ｂ３からｂ６の４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ６からｂ８の３ビットを、順序を逆転して出力する。ｂ６は位相変調部１２ａと１２ｂの両方に出力される。（ｂ１、ｂ２）が（１、０）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ５の３ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ５からｂ８の４ビットを、順序を逆転して出力する。ｂ５は位相変調部１２ａと１２ｂの両方に出力される。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方、各部への割り当ての順番等は変更してもよい。
【０１０６】
位相変調部１２ａと１２ｂは、入力ビット列をグレイ符号として扱い、それを通常の２進数に変換後、その２進数のビット系列を１０進数の整数ｉとし、次式（１７）に従ってＭ相位相変調を行い、位相変調シンボルｘを出力する。
【０１０７】
【数１７】
2014075772.tif 000019
【０１０８】
振幅情報変調部４３は、ビット分割部４２から入力される２ビットに応じて位相変調部１２ａおよび１２ｂから入力される位相変調シンボルｘa、ｘbに対し、振幅係数ａa、ａbを乗算する。また、振幅係数に応じて固定位相オフセットｒｏｔa、ｒｏｔbによりそれぞれ位相回転し、振幅情報シンボルｚa、ｚbとして出力する。以上の処理は次式（１８）で表すことができる。
【０１０９】
【数１８】
2014075772.tif 000020
【０１１０】
なお、振幅係数ａaおよびａbは次式（１９）を満たすように決定し、それらの平均電力が１になるようにする。
【０１１１】
【数１９】
2014075772.tif 000021
【０１１２】
入力２ビットに対する振幅係数ａaおよびａbの一例を図２８に示す。図２８は入力ビットが００の場合、ａa＝１．３７２、ａb＝０．３４５とし、入力ビットが０１の場合、ａa＝０．３４５、ａb＝１．３７２とし、入力ビットが１０の場合、ａa＝１．１５４、ａb＝０．８１７とし、入力ビットが１１の場合、ａa＝０．８１７、ａb＝１．１５４とすることを示す。なお、振幅係数ａaおよびａbは本説明に使用した値に限定されるものではない。
【０１１３】
固定位相オフセットｒｏｔa、ｒｏｔbは次式（２０）で表すものとする。
【０１１４】
【数２０】
2014075772.tif 000022
【０１１５】
以上の一連の処理を実施した場合の振幅情報変調部４３の出力である、振幅情報変調シンボルｚaおよびｚbをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図２９に示す。図２９では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調に割当てられたビット列である。なお、括弧つきの数字は、ビット分割部４１から位相変調部１２ａおよび１２ｂの両方に重複して出力されるビットである。図２９に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｚa、ｚb間の位相差と振幅差の組合せに２ビットまたは３ビットの情報を割り当てている。また、ビット分割部４２で位相変調部１２ｂに出力するビット列の並び順を逆転したことにより、ｚbのマッピングにおいて、振幅情報変調部４３への入力ビットが異なる場合でも、同じビットの同じ値が極力同じ象限になるようにしている（例えば、（ｂ７、ｂ８）が（０、０）の場合は、第一象限にマッピングされる）。
【０１１６】
（受信装置）
つづいて、図２６に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。
【０１１７】
図３０は、実施の形態５の受信装置の構成例を示す図である。実施の形態４の受信装置（図２５参照）と共通の構成要素には図６と同じ符号を付している。すなわち、本実施の形態の受信装置は、実施の形態４の受信装置の候補シンボル生成部８１を候補シンボル生成部９１に置き換えた構成となっている。本実施の形態では、実施の形態４の受信装置と異なる部分について説明を行う。
【０１１８】
本実施の形態の受信装置において、候補シンボル生成部９１は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビットを送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置のビット分割部４２、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部４３の処理と同じ処理を実施し、候補シンボル（ｚan，ｚbn），n=0,1,…,2N-1を順次出力する。
【０１１９】
このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに情報を２ビットまたは３ビット割当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット数を従来よりも増やすことができる。また、振幅を調整することにより、ＤＳＴＢＣ符号化するシンボルの信号点間の距離を大きくすることができ、受信性能を改善できる。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
以上のように、本発明にかかる送信装置は、ビット系列を差動時空符号化して送信する送信装置として有用である。
【符号の説明】
【０１２２】
１１，２１，３１  ビット分割部、１２ａ，１２ｂ  位相変調部、１３，３２  位相差情報変調部、１４  ＤＳＴＢＣ符号化部、１５ａ，１５ｂ  送信無線部、１６ａ，１６ｂ  送信アンテナ、２２，３３  振幅情報変調部、５１  受信アンテナ、５２  受信無線部、５３  ＤＳＴＢＣ復号部、５４，６１，７１  候補シンボル生成部、５６  最小誤差選択部。
【図１】
2014075772.tif 000023
【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】
2014075772.tif 000030
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2014075772.tif 000040
【図１９−１】
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【図１９−２】
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【図１９−３】
2014075772.tif 000043
【図１９−４】
2014075772.tif 000044
【図２０】
2014075772.tif 000045
【図２１】
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【図２２】
2014075772.tif 000047
【図２３】
2014075772.tif 000048
【図２４】
2014075772.tif 000049
【図２５】
2014075772.tif 000050
【図２６】
2014075772.tif 000051
【図２７】
2014075772.tif 000052
【図２８】
2014075772.tif 000053
【図２９】
2014075772.tif 000054
【図３０】
2014075772.tif 000055