(57)【要約】【課題】ＭＩＭＯシステムにおいて、特定の系統のＯＦＤＭ信号が通過する伝送路のみの特性が悪くなるような場合に、ＭＩＭＯシステム全体の特性劣化を軽減する。【解決手段】送信装置１は、送信信号にキャリア変調を施してＩＱ平面へのマッピングを行い、変調信号を生成するマッピング部１１と、変調信号をＩＱ平面上で回転させるコンスタレーション回転部１２と、回転後の各変調信号のＩデータ及びＱデータを、ｋ本の送信アンテナのうちそれぞれ異なる送信アンテナから送信されるようにｋ系統に分割する分割部１３と、分割後の変調信号を用いてＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部１５と、キャリアシンボルを逆フーリエ変換した信号に、ガードインターバルを付加したＯＦＤＭ信号をｋ系統生成し、ｋ本の送信アンテナにそれぞれ出力する出力処理部１６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】
ＭＩＭＯシステムにおいてＯＦＤＭ信号を送信する送信装置であって、
送信信号にキャリア変調を施してＩＱ平面へのマッピングを行い、変調信号を生成するマッピング部と、
前記変調信号をＩＱ平面上で回転させるコンスタレーション回転部と、
前記コンスタレーション回転部による回転後の各変調信号のＩデータ及びＱデータを、ｋ本の送信アンテナのうちそれぞれ異なる送信アンテナから送信されるようにｋ系統に分割する分割部と、
前記分割部による分割後の変調信号を用いて、所定数のキャリアシンボルからなるＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部と、
前記キャリアシンボルを逆フーリエ変換した信号に、ガードインターバルを付加したＯＦＤＭ信号をｋ系統生成し、前記ｋ本の送信アンテナにそれぞれ出力する出力処理部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記分割部によって分割された変調信号を並べ替えてインターリーブ処理し、前記ＯＦＤＭフレーム構成部に出力するインターリーブ部を更に備え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】
前記インターリーブ部は、前記分割部によって分割されたｋ系統の変調信号を、系統ごとに異なる手順に従って並べ替えることを特徴とする、請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
ＭＩＭＯシステムにおいてＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、
受信したＯＦＤＭ信号のガードインターバルを除去し、フーリエ変換処理してキャリアシンボルを生成する入力処理部と、
前記キャリアシンボルの伝送路応答を推定する伝送路応答推定部と、
前記キャリアシンボル及び前記伝送路応答を用いてｋ系統の変調信号を生成するＭＩＭＯ検出部と、
前記ｋ系統の変調信号からＩデータ及びＱデータを選択して合成し、新たな変調信号を生成する合成部と、
前記合成部による合成後の変調信号を復調しビットストリーム又はビットの尤度情報を出力するデマッピング部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項５】
前記ＭＩＭＯ検出部によって生成された変調信号を並べ替えてデインターリーブ処理し、前記合成部に出力するデインターリーブ部を更に備えることを特徴とする、請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
前記デインターリーブ部は、前記ＭＩＭＯ検出部によって生成されたｋ系統の変調信号を、系統ごとに異なる手順に従って並べ替えることを特徴とする、請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置として機能させるための送信プログラム。
【請求項８】
コンピュータを、請求項４から６のいずれか一項に記載の受信装置として機能させるための受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムにおいて、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信する送信装置、ＯＦＤＭ信号を受信する受信装置、及びそれらのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線伝送の分野において、大容量コンテンツのサービスを可能とするため、伝送容量の拡大に対する要望が高まっている。このような要望に応える技術として、同一周波数帯域の複数の変調波を使用し、異なる情報を空間的に多重して伝送するＳＤＭ（Space Division Multiplexing）という技術がある。例えば、２本の送信アンテナ及び２本の受信アンテナを用いて構成される２×２のＭＩＭＯシステムの場合、２本の送信アンテナから無相関な２系統のＯＦＤＭ信号を送信することで、伝送容量を２倍にすることができる。
【０００３】
ＳＤＭを適用したＭＩＭＯシステムでは、伝送容量が増大する一方で、同一周波数帯の信号がお互いに干渉波となるため、伝送特性が劣化する場合がある。このため、伝送特性を改善する方法が盛んに検討されている。
【０００４】
ＳＤＭを適用した２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、無相関なＯＦＤＭ信号は２本の送信アンテナから送信され、異なる伝搬路を通過して、それぞれ２本の受信アンテナに到達するが、一方のＯＦＤＭ信号の伝搬路の特性が悪くなると、ＭＩＭＯシステム全体としての特性が悪くなる。そこで、２本の送信アンテナから送信されるＯＦＤＭ信号間で、送信データのインターリーブ処理を行い、伝送特性が改善する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
日本における地上デジタルテレビジョン放送規格ＩＳＤＢ−Ｔでも使用されている従来のマッピングでは、伝送したいビット列が１シンボル当たりＮビットであった場合に、Ｎ／２ビットをＩ軸の座標によって表現し、残りのＮ／２ビットをＱ軸の座標によって表現する（非特許文献２参照）。このため、一方の軸の値に大きな雑音が付加され、例えば値が０となってしまった場合には、該一方の軸の値によって伝送しようとしたＮ／２ビットのデータを、受信側で復元することができなくなる。なお、マッピングとは、０，１のビット列を伝送するために、ＩＱ平面上の複素数に割り当てることを意味する。
【０００６】
この問題に対し、欧州における最新の地上デジタルテレビジョン放送規格ＤＶＢ−Ｔ２では、コンスタレーション回転というマッピングの改善手法が規格化されている（非特許文献３参照）。コンスタレーション回転では、従来のマッピングによってビット列をＩＱ軸の座標に割り当てたコンスタレーション（即ち、信号点配置）を、回転させる操作を行う。
【０００７】
コンスタレーションを回転させることにより、ＩＱ軸の一方の軸の値に雑音が付加されて値が小さくなってしまった場合でも、他方の軸の値から信号点を識別することができる。つまり、伝送したいビット列がＮビットであった場合に、ＩＱ軸の一方の軸に大きな雑音が付加された場合においても、他方の軸の値からＮビットのデータを復元することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】朝倉、外４名、「次世代地上放送に向けた伝送技術−多次元インターリーブの一検討−」、映像情報メディア学会技術報告、2012年2月、第36巻、第6号、P.53-58
【非特許文献２】「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」、ARIB STD-B31、第２．１版、社団法人  電波産業会、2012年12月18日
【非特許文献３】“ETSI IN 302 755 V1.3.1(2012-04)”、[online]、[２０１５年４月２２日検索]、インターネット<URL：http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302700_302799/302755/01.03.01_60/en_302755v010301p.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＳＤＭを適用した２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、無相関な２系統のＯＦＤＭ信号を２つの送信アンテナから送信する場合を考える。このとき、コンスタレーション回転を２つの変調信号に適用することで、コンスタレーション回転を適用しない場合と比べて、伝送特性は改善される。しかし、例えば一方の送信アンテナではＯＦＤＭ信号を水平偏波により伝送し、他方の送信アンテナではＯＦＤＭ信号を垂直偏波で伝送する場合、両者の伝送特性は異なるため、一方の送信アンテナから送信されるデータのみ伝送特性が悪くなる場合がある。このような場合、ＭＩＭＯシステム全体の特性が悪くなってしまう。極端な例では、２系統のＯＦＤＭ信号のうち一方のＯＦＤＭ信号を全く受信できない場合には、ビット列の半分を復元できないことになる。
【００１０】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、ＭＩＭＯシステムにおいて、特定の系統のＯＦＤＭ信号が通過する伝送路のみの特性が悪くなるような場合に、ＭＩＭＯシステム全体の特性劣化を軽減することが可能な送信装置、受信装置、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、ＭＩＭＯシステムにおいてＯＦＤＭ信号を送信する送信装置であって、送信信号にキャリア変調を施してＩＱ平面へのマッピングを行い、変調信号を生成するマッピング部と、前記変調信号をＩＱ平面上で回転させるコンスタレーション回転部と、前記コンスタレーション回転部による回転後の各変調信号のＩデータ及びＱデータを、ｋ本の送信アンテナのうちそれぞれ異なる送信アンテナから送信されるようにｋ系統に分割する分割部と、前記分割部による分割後の変調信号を用いて、所定数のキャリアシンボルからなるＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部と、前記キャリアシンボルを逆フーリエ変換した信号に、ガードインターバルを付加したＯＦＤＭ信号をｋ系統生成し、前記ｋ本の送信アンテナにそれぞれ出力する出力処理部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記分割部によって分割された変調信号を並べ替えてインターリーブ処理し、前記ＯＦＤＭフレーム構成部に出力するインターリーブ部を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記インターリーブ部は、前記分割部によって分割されたｋ系統の変調信号を、系統ごとに異なる手順に従って並べ替えることを特徴とする。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る受信装置は、ＭＩＭＯシステムにおいてＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、受信したＯＦＤＭ信号のガードインターバルを除去し、フーリエ変換処理してキャリアシンボルを生成する入力処理部と、前記キャリアシンボルの伝送路応答を推定する伝送路応答推定部と、前記キャリアシンボル及び前記伝送路応答を用いてｋ系統の変調信号を生成するＭＩＭＯ検出部と、前記ｋ系統の変調信号からＩデータ及びＱデータを選択して合成し、新たな変調信号を生成する合成部と、前記合成部による合成後の変調信号を復調しビットストリーム又はビットの尤度情報を出力するデマッピング部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係る受信装置において、前記ＭＩＭＯ検出部によって生成された変調信号を並べ替えてデインターリーブ処理し、前記合成部に出力するデインターリーブ部を更に備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係る受信装置において、前記デインターリーブ部は、前記ＭＩＭＯ検出部によって生成されたｋ系統の変調信号を、系統ごとに異なる手順に従って並べ替えることを特徴とする。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記送信装置として機能させることを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記受信装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＭＩＭＯシステムにおいて、特定の系統のＯＦＤＭ信号が通過する伝送路の特性が悪くなるような場合に、ＭＩＭＯシステム全体の特性劣化を軽減することができるようになる。例えば、２系統のＯＦＤＭ信号のうち第１の系統のＯＦＤＭ信号を全く受信できない場合においても、第２の系統のＯＦＤＭ信号のみを正しく受信できれば、ビット列の全てを復元することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る送信装置におけるコンスタレーション回転部の動作を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る送信装置におけるインターリーブ部による効果を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、送信装置について説明した後、受信装置について説明する。下記において、ＳＤＭを適用した２×２ＭＩＭＯシステムを中心に説明するが、本発明は２×２ＭＩＭＯシステムに限定されるものではなく、例えば４×４ＭＩＭＯシステムや２×４ＭＩＭＯシステムであっても同様に本発明を適用することができる。
【００２２】
［送信装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す例では、送信装置１は、マッピング部１１と、コンスタレーション回転部１２と、分割部１３と、ｋ個のインターリーブ部１４（１４−１，１４−２）と、ｋ個のＯＦＤＭフレーム構成部１５と、ｋ個の出力処理部１６（１６−１，１６−２）と、ｋ本の送信アンテナ１７（１７−１，１７−２）と、を備える。２×２ＭＩＭＯシステムの場合、ｋ＝２である。
【００２３】
マッピング部１１は、送信信号のビットストリームにキャリア変調を施し、Ｎビット／シンボルとしてＩＱ平面へのマッピングを行う。そして、Ｉデータ及びＱデータを組とする変調信号を生成し、コンスタレーション回転部１２に出力する。
【００２４】
コンスタレーション回転部１２は、マッピング部１１により生成された変調信号をＩＱ平面上で所定の角度だけ回転させ、分割部１３に出力する。図２はＱＰＳＫ変調を例に、コンスタレーション回転部１２の動作を説明する図である。図２（ａ）は回転前のコンスタレーションを示している。コンスタレーションの回転前では、Ｑ軸の値に雑音が付加されて値が小さくなってしまった場合には、信号点ａ，ｂの識別、及び信号点ｃ，ｄの識別が困難となる。図２（ｂ）は回転後のコンスタレーションを示している。コンスタレーションの回転後では、Ｑ軸の値に雑音が付加されて値が小さくなってしまった場合でも、Ｉ軸の値から信号点を識別することができる。同様に、Ｉ軸の値に雑音が付加され値が小さくなってしまった場合でも、Ｑ軸の値から信号点を識別することができる。
【００２５】
分割部１３は、コンスタレーション回転部１２により回転された各変調信号のＩデータ及びＱデータを、それぞれ異なる送信アンテナ１７から送信されるようにｋ系統に分割する。
【００２６】
本実施形態ではｋ＝２（送信アンテナ１７が２本）であるため、入力される変調信号列（Ｉ，Ｑ）を第１の系統の変調信号列（Ｉ（１），Ｑ（１））及び第２の系統の変調信号列（Ｉ（２），Ｑ（２））に分割して出力する。（Ｉ，Ｑ）＝（Ｉ０，Ｑ０）、（Ｉ１，Ｑ１）・・・とすると、例えば、変調信号を式（１）（２）、式（３）（４）、式（１）（４）、又は式（２）（３）に示すように分割する。
（Ｉ（１），Ｑ（１））＝（Ｉ０，Ｉ１）、（Ｉ２，Ｉ３）・・・            （１）
（Ｉ（２），Ｑ（２））＝（Ｑ０，Ｑ１）、（Ｑ２，Ｑ３）・・・            （２）
（Ｉ（１），Ｑ（１））＝（Ｉ１，Ｉ０）、（Ｉ３，Ｉ２）・・・            （３）
（Ｉ（２），Ｑ（２））＝（Ｑ１，Ｑ０）、（Ｑ３，Ｑ２）・・・            （４）
【００２７】
また、分割部１３は、変調信号を式（５）（６）、式（７）（８）、式（５）（８）、又は式（６）（７）に示すように分割してもよい。
（Ｉ（１），Ｑ（１））＝（Ｉ０，Ｑ１）、（Ｉ２，Ｑ３）・・・            （５）
（Ｉ（２），Ｑ（２））＝（Ｉ１，Ｑ０）、（Ｉ３，Ｑ２）・・・             (６）
（Ｉ（１），Ｑ（１））＝（Ｑ１，Ｉ０）、（Ｑ３，Ｉ２）・・・            （７）
（Ｉ（２），Ｑ（２））＝（Ｑ０，Ｉ１）、（Ｑ２，Ｉ３）・・・            （８）
【００２８】
インターリーブ部１４は必須の構成部ではないが、インターリーブ部１４を備えることにより、伝送特性を改善することができる。インターリーブ部１４は、分割部１３により分割された変調信号の並べ替えを行い、ＯＦＤＭフレーム構成部１５に出力する。例えば、インターリーブ部１４は、図１に示すように時間インターリーブ部１４１と、周波数インターリーブ部１４２と、を備える。
【００２９】
時間インターリーブ部１４１は、分割部１３により分割された変調信号の順序を、時間方向に並べ替えてインターリーブ処理し、周波数インターリーブ部１４２に出力する。
周波数インターリーブ部１４２は、時間インターリーブ部１４１により時間方向にインターリーブ処理された変調信号の順序を、周波数方向に並べ替えてインターリーブ処理し出力処理部１６に出力する。
【００３０】
インターリーブ部１４の並べ替える手順は限定されない。ただし、インターリーブ部１４−１及び１４−２はそれぞれ異なる手順に従って並べ替えるのが好適である。異なる手順に従って並べ替えるとは、同じ変調信号をインターリーブ部１４−１及び１４−２に入力した場合に、インターリーブ部１４−１及び１４−２から出力される変調信号がそれぞれ異なることを意味する。インターリーブ部１４−１及び１４−２が異なる手順に従って並べ替えることで、伝送特性をさらに改善可能である理由を以下に説明する。
【００３１】
図３は、インターリーブ部１４による効果を示す図である。まず、インターリーブ部１４−１及び１４−２が同じ手順に従って変調信号を並べ替える場合について考える。ＯＦＤＭフレーム構成部１５がインターリーブ部１４から入力された変調信号を左側のキャリアから順次割り当ててＯＦＤＭフレーム構成を行う場合、２つの変調信号に対応するキャリアシンボルは図３（ａ）に示すような配置になる。ここで、変調信号（Ｉ０，Ｉ１）及び（Ｑ０，Ｑ１）は同じ周波数（キャリア番号）に位置するキャリアで伝送されるものとする。このとき、周波数選択性フェージングによって、左側から二番目のキャリアに大きな雑音が加えられたとすると、変調信号（Ｉ２，Ｉ３）及び（Ｑ２，Ｑ３）が共に雑音を受けることになる。このような場合は、コンスタレーション回転部１２から出力された変調信号（Ｉ２，Ｑ２）に割り当てられたＮビットと、変調信号（Ｉ３，Ｑ３）に割り当てられたＮビットが共に雑音を受けてしまうため、受信側では２Ｎビットを復元できないことになる。
【００３２】
一方、インターリーブ部１４−１及び１４−２が異なる手順に従って変調信号を並べ替える場合を図３（ｂ）に示す。周波数選択性フェージングによって、左側から二番目のキャリアに大きな雑音が加えられたとすると、変調信号（Ｉ０，Ｉ３）及び（Ｑ８，Ｑ１）が雑音を受けることになる。ここで、コンスタレーション回転部１２から出力された変調信号（Ｉ３，Ｑ３）に割り当てられたＮビットについて考えると、Ｉ３が周波数選択性フェージングによって受信できない場合においても、Ｑ３を別のキャリアから正しく受信することができれば、変調信号（Ｉ３，Ｑ３）に割り当てられたＮビットを復元することが可能となる。以上より、インターリーブ部１４−１及び１４−２はそれぞれ異なる手順に従ってデータの並べ替えを行うのが好適である。
【００３３】
ＯＦＤＭフレーム構成部１５は、インターリーブ部１４により並べ替えられた変調信号にパイロット信号（ＳＰ信号、ＣＰ信号）、制御情報を示すＴＭＣＣ信号、及び付加情報を示すＡＣ信号を挿入し、所定数のキャリアシンボルからなるＯＦＤＭフレームを構成し、出力処理部１６に出力する。
【００３４】
出力処理部１６は、ＯＦＤＭフレーム構成部１５により生成されたキャリアシンボルを逆フーリエ変換した信号に、ガードインターバルを付加したＯＦＤＭ信号を生成する。より詳細には、出力処理部１６は、逆フーリエ変換部１６１（１６１−１及び１６１−２）と、ＧＩ（Guard interval）付加部１６２（１６２−１及び１６２−２）と、直交変調部１６３（１６３−１及び１６３−２）と、Ｄ／Ａ変換部１６４（１６４−１及び１６４−２）と、を備える。
【００３５】
逆フーリエ変換部１６１は、ＯＦＤＭフレーム構成部１５により生成されたキャリアシンボルに対して、逆フーリエ変換処理（例えば、逆高速フーリエ変換）を施して時間領域の有効シンボル信号を生成し、ＧＩ付加部１６２に出力する。
【００３６】
ＧＩ付加部１６２は、逆フーリエ変換部１６１により生成された有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入してベースバンド信号を生成し、直交変調部１６３に出力する。
【００３７】
直交変調部１６３は、ＧＩ付加部１６２により生成されたベースバンド信号に対して直交変調処理を施してＯＦＤＭ信号を生成する。
【００３８】
Ｄ／Ａ変換部１６４は、直交変調部１６３により生成されたＯＦＤＭ信号をアナログ信号に変換し、送信アンテナ１７を介して送信する。
【００３９】
［受信装置］
次に、送信装置１から送信されるＯＦＤＭ信号を受信する受信装置について説明する。
【００４０】
図４は、本発明の一実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。図４に示す例では、受信装置２は、ｌ本の受信アンテナ２１（２１−１及び２１−２）と、ｌ個の入力処理部２２（２２−１及び２２−２）と、伝送路応答推定部２３と、ＭＩＭＯ検出部２４と、ｌ個のデインターリーブ部２５と、合成部２６と、デマッピング部２７と、を備える。２×２ＭＩＭＯシステムの場合、ｌ＝２である。なお、送信装置１がインターリーブ部１４を備えない場合には、受信装置２はデインターリーブ部２５を備える必要はない。
【００４１】
入力処理部２２（２２−１及び２２−２）は、受信装置２に対応する送信装置１から送信されるＯＦＤＭ信号を、受信アンテナ２１（２１−１及び２１−２）を介して受信し、受信したＯＦＤＭ信号のガードインターバルを除去し、フーリエ変換処理してキャリアシンボルを生成する。より詳細には、入力処理部２２は、Ａ／Ｄ変換部２２１（２２１−１及び２２１−２）と、直交復調部２２２（２２２−１及び２２２−２）と、ＧＩ除去部２２３（２２３−１及び２２３−２）と、フーリエ変換部２２４（２２４−１及び２２４−２）と、を備える。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換部２２１は、送信装置１から受信したＯＦＤＭ信号をＡ／Ｄ変換して直交復調部２２２に出力する。
【００４３】
直交復調部２２２は、Ａ／Ｄ変換部２２１によりデジタル変換されたＯＦＤＭ信号を直交復調処理してベースバンド信号を生成し、ＧＩ除去部２２３に出力する。
【００４４】
ＧＩ除去部２２３は、直交復調部２２２により生成されたベースバンド信号からガードインターバルを除去して有効シンボル信号を抽出し、フーリエ変換部２２４に出力する。
【００４５】
フーリエ変換部２２４は、ＧＩ除去部２２３により抽出された有効シンボル信号に対して、フーリエ変換処理（例えば、高速フーリエ変換）を施して周波数領域のキャリアシンボル（複素ベースバンド信号）を生成し、伝送路応答推定部２３及びＭＩＭＯ検出部２４に出力する。
【００４６】
伝送路応答推定部２３は、フーリエ変換部２２４により生成されたキャリアシンボルからパイロット信号を抽出する。そして、パイロット信号からキャリアシンボルごとの伝送路応答を推定し、ＭＩＭＯ検出部２４に出力する。
【００４７】
ＭＩＭＯ検出部２４は、フーリエ変換部２２４により生成されたキャリアシンボル、及び伝送路応答推定部２３により推定された伝送路応答を用いて、ＺＦ（Zero Forcing）、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared Error）などの既知の手法により、複数の受信アンテナ２１により受信したデータストリームを分離してｋ系統の変調信号を生成（検出）する。そして、第１系統の変調信号をデインターリーブ部２５−１に出力し、第２系統の変調信号をデインターリーブ部２５−２に出力する。
【００４８】
デインターリーブ部２５は、ＭＩＭＯ検出部２４により生成された変調信号に対し、デインターリーブ処理を行い、合成部２６に出力する。例えば、デインターリーブ部２５は、図４に示すように、周波数デインターリーブ部２５１と、時間デインターリーブ部２５２と、を備える。送信装置１のインターリーブ部１４において時間方向、周波数方向の順でデータの並べ替えを行った場合、デインターリーブ部２５では周波数方向、時間方向の順でデータの並べ替えを行う。
【００４９】
周波数デインターリーブ部２５１は、ＭＩＭＯ検出部２４によりにより生成された変調信号の順序を、周波数方向に並べ替えてデインターリーブ処理し、時間デインターリーブ部２５２に出力する。つまり、周波数デインターリーブ部２５１は、送信装置１の周波数インターリーブ部１４２により並べ替えられた変調信号を周波数インターリーブ処理前の順序に戻すように並べ替える。
【００５０】
時間デインターリーブ部２５２は、周波数デインターリーブ部２５１により周波数方向にデインターリーブ処理された変調信号の順序を、時間方向に並べ替えてデインターリーブ処理し、合成部２６に出力する。つまり、時間デインターリーブ部２５２は、送信装置１の時間インターリーブ部１４１により並べ替えられた変調信号を時間インターリーブ処理前の順序に戻すように並べ替える。
【００５１】
合成部２６は、時間デインターリーブ部２５２によりデインターリーブ処理されたｋ系統の変調信号からＩデータ及びＱデータを選択して合成し、新たな変調信号を生成する。つまり、合成部２６は、送信装置１の分割部１３により分割された変調信号を分割前の状態に戻すように合成する。本実施形態ではｋ＝２であり、合成部２６は、時間デインターリーブ部２５２−１から入力される第１の系統の変調信号のＩデータ又はＱデータ、及び時間デインターリーブ部２５２−２から入力される第２の系統の変調信号のＩデータ又はＱデータを合成し、新たな変調信号を生成する。例えば、第１の系統の変調信号列（Ｉ（１），Ｑ（１））＝（Ｉ０，Ｉ１）、（Ｉ２，Ｉ３）・・・、第２の系統の変調信号列（Ｉ（２），Ｑ（２））＝（Ｑ０，Ｑ１）、（Ｑ２，Ｑ３）・・・である場合、変調信号列（Ｉ，Ｑ）＝（Ｉ０，Ｑ０）、（Ｉ１，Ｑ１）・・・を生成する。
【００５２】
デマッピング部２７は、合成部２６により合成された変調信号を復調し、シンボル数×Ｎビットのビットストリームを生成し、外部に出力する。誤り訂正符号によって符号化されたビットストリームを伝送する場合、デマッピング部２７は、シンボル数×Ｎビットのそれぞれに対するビットの尤度情報を生成し、外部に出力する。
【００５３】
これまで、本発明を２×２ＭＩＭＯシステムに適用する例について説明したが、以下に、本発明を４×４ＭＩＭＯシステムに適用する例について説明する。
【００５４】
図５は、４×４ＭＩＭＯシステムに本発明を適用した場合の送信装置３の構成を示すブロック図である。分割部１３は、コンスタレーション回転部１２による回転後の各変調信号のＩデータ及びＱデータが、４本の送信アンテナ１７−１〜１７−４のうち異なる送信アンテナから送信されるように４系統に分割する。図５中には、４分割の方法の一例を示しており、入力される変調信号列（Ｉ０，Ｑ０）、（Ｉ１，Ｑ１）・・・を、第１の系統の変調信号列（Ｉ０，Ｉ２）、（Ｉ４，Ｉ６）・・・、第２の系統の変調信号列（Ｑ０，Ｑ２）、（Ｑ４，Ｑ６）・・・、第３の系統の変調信号列（Ｉ１，Ｉ３）、（Ｉ５，Ｉ７）・・・、及び第４の系統の変調信号列（Ｑ１，Ｑ３）、（Ｑ５，Ｑ７）・・・に分割している。インターリーブ部１４−１〜１４−４は、上述したように、分割部１３によって分割された４系統の変調信号を、系統ごとに異なる手順に従って並べ替えるのが好適である。
【００５５】
図６は、４×４ＭＩＭＯシステムに本発明を適用した場合の受信装置４の構成を示すブロック図である。ＭＩＭＯ検出部２４は、送信装置３から送信される４系統の変調信号を生成（検出）する。デインターリーブ部２５−１〜２５−４は、上述したように、ＭＩＭＯ検出部２４によって生成された４系統の変調信号を、系統ごとに異なる手順に従って並べ替えるのが好適である。合成部２６は、４系統の変調信号からＩデータ及びＱデータを選択して合成し、新たな変調信号を生成する
【００５６】
このように、本発明に係る送信装置１，３は、コンスタレーション回転部１２により変調信号をＩＱ平面上で回転させた後、分割部１３により各変調信号のＩデータ及びＱデータを、ｋ本の送信アンテナ１７のうちそれぞれ異なる送信アンテナから送信されるようにｋ系統に分割する。また、本発明に係る受信装置２，４は、合成部２６によりｋ系統の変調信号からＩデータ及びＱデータを選択して合成し、新たな変調信号を生成する。
【００５７】
これにより、変調信号のＩデータ及びＱデータのいずれか一方のデータを正しく受信できなくても、他方のデータを正しく受信できれば、ビット列の全てを復元することができるようになる。式（１）（２）の例で説明すると、例えば変調信号（Ｉ０，Ｉ１）を受信することができない場合でも、コンスタレーション回転の効果によって（Ｑ０，Ｑ１）から（Ｉ０，Ｉ１）を推定できるため、（Ｉ０，Ｑ０）によって伝送されたＮビット、及び（Ｉ１，Ｑ１）によって伝送されたＮビットを復元することができる。したがって、ＳＤＭを適用したＭＩＭＯシステムにおいて、特定のＯＦＤＭ信号の伝搬路の特性のみが悪くなるような場合に、システム全体の特性劣化を軽減することができる。
【００５８】
また、送信装置１，３がインターリーブ部１４を備えるとともに、受信装置２，４がデインターリーブ部２５を備えるのが好適である。特に、インターリーブ部１４は、分割部１３によって分割されたｋ系統の変調信号を系統ごとに異なる手順に従って並べ替え、デインターリーブ部２５は、ＭＩＭＯ検出部２４によって生成されたｋ系統の変調信号を系統ごとに異なる手順に従って並べ替えるのが好適である。
【００５９】
これにより、複数の送信アンテナ１７から出力されるＯＦＤＭ変調信号の同一のキャリア番号の変調信号が共に大きな雑音を受けた場合でも、受信装置２は変調信号を推定できるため、ＭＩＭＯシステム全体の特性劣化を軽減することができる。
【００６０】
ここで、送信装置１，３として機能させるために、コンピュータを用いることができ、そのようなコンピュータは、送信装置１，３の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該コンピュータの記憶部に格納しておき、当該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録することができる。
【００６１】
また、受信装置２，４として機能させるために、コンピュータ用いることができ、そのようなコンピュータは、受信装置２，４の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該コンピュータの記憶部に格納しておき、当該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録することができる。
【００６２】
上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施例に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成部ブロックを分割したりすることが可能である。
【００６３】
また、コンスタレーション回転の適用後の変調信号（Ｉ，Ｑ）に関して、Ｉデータ及びＱデータが異なる伝送路を通過して受信装置に到来するように、Ｉデータ及びＱデータが異なる送信アンテナから送信されればよいので、送信アンテナ数及び受信アンテナ数は２本又は４本に限定されるものではない。なお、受信装置には、送信アンテナ数以上の受信アンテナを設置するのが一般的な構成であり、受信アンテナ数が送信アンテナ数より大きい場合は、受信ダイバーシティ効果によって、さらに伝送特性を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
このように、本発明によれば、特定のＯＦＤＭ信号が通過する伝送路のみの特性が悪くなるような場合でも、ＭＩＭＯシステム全体の特性劣化を軽減することができるので、ＭＩＭＯ伝送を行う任意の用途に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１，３  送信装置
２，４  受信装置
１１    マッピング部
１２    コンスタレーション回転部
１３    分割部
１４    インターリーブ部
１５    ＯＦＤＭフレーム構成部
１６    出力処理部
１７    送信アンテナ
２１    受信アンテナ
２２    入力処理部
２３    伝送路応答推定部
２４    ＭＩＭＯ検出部
２５    デインターリーブ部
２６    合成部
２７    デマッピング部
１４１  時間インターリーブ部
１４２  周波数インターリーブ部
１６１  逆フーリエ変換部
１６２  ＧＩ付加部
１６３  直交変調部
１６４  Ｄ／Ａ変換部
２２１  Ａ／Ｄ変換部
２２２  直交復調部
２２３  ＧＩ除去部
２２４  フーリエ変換部
２５１  周波数デインターリーブ部
２５２  時間デインターリーブ部
【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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