(57)【要約】  データ受信装置の誤り訂正復号手段における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、送信済みの符号語を変形して送信し、データ受信装置の誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生するようにしたものである。
2010061590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化手段と、上記誤り訂正符号化手段により生成された符号語を変調する変調手段と、上記変調手段により変調された符号語を分割し、複数のアンテナを用いて、分割した複数の符号語を同時に送信する符号語送信手段とを備えたデータ送信装置において、上記符号語送信手段は、データ受信装置における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、送信済みの符号語を変形して、上記符号語を送信することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項２】
複数のアンテナを用いて、データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信する符号語受信手段と、上記符号語受信手段により受信された複数の符号語を統合し、統合後の符号語を復調する復調手段と、上記復調手段により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号手段とを備えたデータ受信装置において、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、送信済みの符号語が変形された符号語が上記データ送信装置から送信された場合、上記誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項３】
送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化手段、上記誤り訂正符号化手段により生成された符号語を変調する変調手段、及び上記変調手段により変調された符号語を分割し、複数のアンテナを用いて、分割した複数の符号語を同時に送信する符号語送信手段を有するデータ送信装置と、複数のアンテナを用いて、上記データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信する符号語受信手段、上記符号語受信手段により受信された複数の符号語を統合し、統合後の符号語を復調する復調手段、及び上記復調手段により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号手段を有するデータ受信装置とを備えた無線通信システムにおいて、上記データ受信装置の誤り訂正復号手段における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、上記データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、送信済みの符号語を変形して送信し、上記データ受信装置の誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化手段と、上記誤り訂正符号化手段により生成された符号語を変調する変調手段と、上記変調手段により変調された符号語を分割し、複数のアンテナを用いて、分割した複数の符号語を同時に送信する符号語送信手段とを備えたデータ送信装置において、上記符号語送信手段は、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、上記符号語を符号化し、送信することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項５】
複数のアンテナを用いて、データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信する符号語受信手段と、上記符号語受信手段により受信された複数の符号語を統合し、統合後の符号語を復調する復調手段と、上記復調手段により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号手段とを備えたデータ受信装置において、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、符号語が符号化され、上記データ送信装置から送信された場合、上記誤り訂正復号手段が上記符号化された符号語を用いて、データを再生することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項６】
送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化手段、上記誤り訂正符号化手段により生成された符号語を変調する変調手段、及び上記変調手段により変調された符号語を分割し、複数のアンテナを用いて、分割した複数の符号語を同時に送信する符号語送信手段を有するデータ送信装置と、複数のアンテナを用いて、上記データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信する符号語受信手段、上記符号語受信手段により受信された複数の符号語を統合し、統合後の符号語を復調する復調手段、及び上記復調手段により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号手段を有するデータ受信装置とを備えた無線通信システムにおいて、上記データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、符号語を符号化して送信し、上記データ受信装置の誤り訂正復号手段が符号化された符号語を用いて、データを再生することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のアンテナを用いて、複数の符号語を同時に送信するデータ送信装置と、複数のアンテナを用いて、複数の符号語を同時に受信するデータ受信装置と、データ送信装置とデータ受信装置からなる無線通信システムとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、以下の非特許文献１に開示されている従来の無線通信システムは、下記の要素から構成されている。
（１）データ送信装置
・送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化部
・誤り訂正符号化部により生成された符号語をＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：４位相偏移変調）等に変調する変調部
・変調部により変調された符号語をシリアルパラレル変換して、その符号語を分割するＳ／Ｐ変換部
・ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交波周波数分割多重）変調の場合、Ｓ／Ｐ変換部により分割された符号語に対するＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換）を行う逆離散フーリエ変換部
・複数の送信アンテナを用いて、逆離散フーリエ変換部によりＩＤＦＴが行われた符号語を同時に送信するＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）処理部（ＭＩＭＯ処理部は、ベースバンドから高周波数帯域までのアップコンバートを含む）【０００３】
（２）データ受信装置
・複数の受信アンテナを用いて、データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信するＭＩＭＯ処理部（ＭＩＭＯ処理部は、高周波数帯域からベースバンドまでのダウンコンバートを含む）
・ＯＦＤＭ変調の場合、ＭＩＭＯ処理部により受信された符号語に対するＤＦＴ（離散フーリエ変換）を行う離散フーリエ変換部
・離散フーリエ変換部によりＤＦＴが行われた符号語をパラレルシリアル変換して、複数の符号語を統合するＰ／Ｓ変換部
・Ｐ／Ｓ変換部により統合された符号語を復調する復調部
・復調部により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号部【０００４】
データ送信装置のＭＩＭＯ処理部が、複数のアンテナを用いて、複数の符号語を同時に送信する場合、データの転送速度の向上などを図ることができるが、複数の通信路間で干渉が発生する場合がある。
ここでは、３つの通信路で符号語が送信されて、３つの通信路間で干渉が発生する場合について説明する。【０００５】
まず、通信路応答行列Ｈを以下のように仮定する。
2010061590.tif 000003
ただし、ｈi,jは、ｊ番目の送信アンテナからｉ番目の受信アンテナへの通信路応答である。
【０００６】
また、データ送信装置のＭＩＭＯ処理部から送信される符号語のシンボル（２元上で表現された誤り訂正符号語を変調したシンボル）をシンボルＳで表現する。シンボルＳはＳ1，Ｓ2，Ｓ3で構成される。ただし、ここでは、説明の簡単化のため、ＯＦＤＭ変調が行われないものとする。
2010061590.tif 000004
【０００７】
データ受信装置のＭＩＭＯ処理部は、データ送信装置のＭＩＭＯ処理部が３つの送信アンテナを用いて、符号語のシンボルＳを送信すると、３つの受信アンテナを用いて、符号語のシンボルを受信するが、その受信信号をｒとすると、受信信号ｒは、下記のように表される。
2010061590.tif 000005
【０００８】
ここで、受信アンテナ１，２，３の受信信号から符号語のシンボルＳを構成するＳ1，Ｓ2，Ｓ3を復調する場合、シンボルＳの初送時においては、複素平面状で見ると、受信アンテナ１の受信点が図２（ｉ）のようになる。
このとき、受信信号は、下記のように表される。
2010061590.tif 000006
【０００９】
データ送信装置は、データ受信装置がシンボルＳの受信に失敗すると、再度、同一のシンボルＳを自動的に送信する機構として、ＨＡＲＱ−ＣＣ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏ−Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ  −  Ｃｈａｓｅ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を実現する機構を備えている。
データ受信装置は、同一のシンボルＳが再送されると、そのシンボルＳを初送時のシンボルと加算平均することにより、ノイズのエネルギーを平均的に３ｄＢ劣化させて、復調及び誤り訂正復号の成功率を上げるようにしている。
しかしながら、図２（ｉｉ）に示すように、ｈ1,2ｈ1,1*Ｓ2＋ｈ1,3ｈ1,1*Ｓ3などの干渉波成分は劣化せずに残っているため性能の改善は少ない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｃ８０２．１６ｍ−０７／１８９
【発明の概要】
【００１１】
従来の無線通信システムは以上のように構成されているので、データ受信装置がシンボルＳの受信に失敗すると、データ送信装置が同一のシンボルＳを自動的に再送する機構を備えており、ノイズのエネルギーを平均的に３ｄＢ劣化させることができる。しかし、干渉波成分を除去することができないため、復調及び誤り訂正復号の成功率を大きく改善することができないなどの課題があった。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ノイズだけでなく、干渉波成分を抑制して、復調及び誤り訂正復号の成功率を大きく改善することができるデータ送信装置、データ受信装置及び無線通信システムを得ることを目的とする。
【００１３】
この発明に係る無線通信システムは、データ受信装置の誤り訂正復号手段における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、送信済みの符号語を変形して送信し、データ受信装置の誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生するようにしたものである。
【００１４】
この発明によれば、データ受信装置の誤り訂正復号手段における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、送信済みの符号語を変形して送信し、データ受信装置の誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生するように構成したので、ノイズだけでなく、干渉波成分を抑制して、復調及び誤り訂正復号の成功率を大きく改善することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１による無線通信システムを示す構成図である。
【図２】ノイズのみが抑制される原理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線通信システムを示す構成図であり、図において、データ送信装置１は複数のアンテナを用いて、複数の符号語を同時に送信する送信機である。
データ受信装置２は複数のアンテナを用いて、複数の符号語を同時に受信する受信機である。
【００１７】
データ送信装置１の誤り訂正符号化部１１は送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する処理を実施する。なお、少なくとも誤り訂正符号化部１１を備えることにより誤り訂正符号化手段が構成される。
データ送信装置１の変調部１２は誤り訂正符号化部１１により生成された符号語をＱＰＳＫ等に変調する処理を実施する。なお、少なくとも変調部１２を備えることにより変調手段が構成される。
【００１８】
データ送信装置１のＳ／Ｐ変換部１３は変調部１２により変調された符号語をシリアルパラレル変換して、その符号語を分割する処理を実施する。
データ送信装置１の逆離散フーリエ変換部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはＯＦＤＭ変調の場合、Ｓ／Ｐ変換部１３により分割された符号語に対するＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換）を行う。
【００１９】
データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５は送信アンテナ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを用いて、逆離散フーリエ変換部１３によりＩＤＦＴが行われた符号語を同時に送信する処理を実施する。ただし、ＭＩＭＯ処理部１５はベースバンドから高周波数帯域までのアップコンバートも実施する。
また、ＭＩＭＯ処理部１５はＨＡＲＱ−ＣＣ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏ−Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ  −  Ｃｈａｓｅ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を実現する機構を備えており、データ受信装置２の誤り訂正復号部２６における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、所定の規則にしたがって送信済みの符号語を変形して送信する処理を実施する。
なお、少なくともＳ／Ｐ変換部１３、逆離散フーリエ変換部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ及びＭＩＭＯ処理部１５を備えることにより符号語送信手段が構成される。
【００２０】
データ受信装置２のＭＩＭＯ処理部２２は受信アンテナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを用いて、データ送信装置１から同時に送信された複数の符号語を受信する処理を実施する。ただし、ＭＩＭＯ処理部２２は高周波数帯域からベースバンドまでのダウンコンバートも実施する。
なお、少なくともＭＩＭＯ処理部２２を備えることにより符号語受信手段が構成される。
【００２１】
データ受信装置２の離散フーリエ変換部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄはＯＦＤＭ変調の場合、ＭＩＭＯ処理部２２により受信された符号語に対するＤＦＴ（離散フーリエ変換）を行う。
データ受信装置２のＰ／Ｓ変換部２４は離散フーリエ変換部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによりＤＦＴが行われた符号語をパラレルシリアル変換して、複数の符号語を統合する処理を実施する。
データ受信装置２の復調部２５はＰ／Ｓ変換部２４により統合された符号語を復調する処理を実施する。
なお、少なくとも離散フーリエ変換部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、Ｐ／Ｓ変換部２４及び復調部２５を備えることにより復調手段が構成される。
【００２２】
データ受信装置２の誤り訂正復号部２６は復調部２５により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する処理を実施する。
また、誤り訂正復号部２６はデータ送信装置１からＨＡＲＱ−ＣＣによって変形された符号語が送信された場合、その変形された符号語を用いて、データを再生する処理を実施する。
なお、少なくとも誤り訂正復号部２６を備えることにより誤り訂正復号手段が構成される。
【００２３】
次に動作について説明する。
データ送信装置１の誤り訂正符号化部１１は、送信対象のデータを受けると、そのデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する。
データ送信装置１の変調部１２は、誤り訂正符号化部１１が符号語を生成すると、その符号語をＱＰＳＫ等に変調する。
【００２４】
データ送信装置１のＳ／Ｐ変換部１３は、変調部１２が符号語を変調すると、その符号語をシリアルパラレル変換して、その符号語を分割する。
図１の例では、符号語を４つに分割して、４つの分割符号語を逆離散フーリエ変換部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに出力している。
データ送信装置１の逆離散フーリエ変換部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、ＯＦＤＭ変調の場合、Ｓ／Ｐ変換部１３により分割された符号語に対するＩＤＦＴを行う。
データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５は、送信アンテナ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを用いて、逆離散フーリエ変換部１３によりＩＤＦＴが行われた符号語を同時に送信する。
【００２５】
データ受信装置２のＭＩＭＯ処理部２２は、データ送信装置１が複数の符号語を同時に送信すると、受信アンテナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを用いて、データ送信装置１から送信された複数の符号語を受信する。
データ受信装置２の離散フーリエ変換部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、ＯＦＤＭ変調の場合、ＭＩＭＯ処理部２２により受信された符号語に対するＤＦＴを行う。
データ受信装置２のＰ／Ｓ変換部２４は、離散フーリエ変換部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによりＤＦＴが行われた符号語をパラレルシリアル変換して、複数の符号語を統合する。
【００２６】
データ受信装置２の復調部２５は、Ｐ／Ｓ変換部２４が符号語を統合すると、統合後の符号語を復調する。
データ受信装置２の誤り訂正復号部２６は、復調部２５が符号語を復調すると、その符号語を誤り訂正復号して、データを再生する。
【００２７】
データ受信装置２の誤り訂正復号部２６における符号語の誤り訂正復号が成功すれば、誤り訂正復号部２６から正しいデータが出力されるが、４つの通信路で符号語が送信される場合、４つの通信路間で干渉が発生することがあり、この場合には、誤り訂正復号部２６における符号語の誤り訂正復号が失敗することがある。
データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５は、データ受信装置２の誤り訂正復号部２６における符号語の誤り訂正復号が失敗すると、ＮＡＫ(Negative AcKnowledgements)信号を受信機側が送信機側に送信する等の所定の処理により受信機の受信検知の失敗を検知し、
所定の処理規則にしたがって送信済みの符号語を変形して送信する。
データ受信装置２の誤り訂正復号部２６は、データ送信装置１から変形された符号語がＨＡＲＱ−ＣＣによって送信された場合、その変形された符号語を用いて、データを再生する。
【００２８】
以下、データ送信装置１から変形された符号語がＨＡＲＱ−ＣＣによって送信された場合について詳細に説明する。
ここでは、説明の便宜上、４つの通信路で１つの符号語が送信されて、４つの通信路間で干渉が発生するものとして説明する。
【００２９】
まず、通信路応答行列Ｈを以下のように仮定する。
2010061590.tif 000007
ただし、ｈi,jは、ｊ番目の送信アンテナからｉ番目の受信アンテナへの通信路応答である。
【００３０】
また、データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５から送信される符号語のシンボル（２元上で表現された誤り訂正符号語を変調したシンボル）をＳで表現する。ただし、ここでは、説明の簡単化のため、ＯＦＤＭ変調が行われないものとする。
2010061590.tif 000008
【００３１】
データ受信装置２のＭＩＭＯ処理部２２は、データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５が４つの送信アンテナ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、１６ｄを用いて、符号語のシンボルＳを送信すると、４つの受信アンテナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、２１ｄを用いて、符号語のシンボルを受信する。その受信信号をｒとすると、受信信号ｒは、下記のように表される。
2010061590.tif 000009
【００３２】
ここで、データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５は、１度目（初送時）に送信する符号語のシンボルＳ(1)が、データ受信装置２の誤り訂正復号部２６で正常に復号されない場合、シンボルＳ(1)にＡｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、シンボルＳ(1)をシンボルＳ(2)に変形し、また、同様にシンボルＳ(1)にＡｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号を用いて、シンボルＳ(1)をシンボルＳ(3)、Ｓ(4)に変形する。
【００３３】
Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とは２ｘ２のＭＩＭＯに対して、例えば、下記式（Ａ−１）というものであって、行列式（式（Ａ−２）の左辺）が、式（Ａ−２）の右辺となるような特性を有する。すなわち、複素数で表現される行列の行列式の結果が実数になるという特性を有する。ここでは、初送及び再送時のシンボルにより構成される行列式が、式（Ａ−２）の特性を有するように初送のシンボルを変形した符号を用いる。
2010061590.tif 000010
【００３４】
前記特定変形を行った符号は、例えば、下記式（Ａ−３）のようにＡｌａｍｏｕｔｉ符号の１行１列目と２行２列目を複素共役にし、マイナスをつける。これも行列式は、式（Ａ−２）の右辺とまったく同じとなるのでＡｌａｍｏｕｔｉ符号の条件を満たしている。
すなわち、複素数で表現される行列の行列式の結果が実数になるというＡｌａｍｏｕｔｉ符号の条件を満たしている。
2010061590.tif 000011
【００３５】
シンボルＳ(1)をシンボルＳ(2)、Ｓ(3)、Ｓ(4)に変形して得られた行列（式（Ａ−７））の特徴は、例えばＡｌａｍｏｕｔｉ符号を部分行列とし、その複数の部分行列の組と、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変換を行った部分行列とを同一行に位置させることを特徴とする。
【００３６】
ここでは、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号を下記式（Ａ−４）の２種用意し、Ｂの特定変形を式（Ａ−５）とする。これらの部分行列を用いて式（Ａ−６）のように配置する。結果として、式（Ａ−７）となる。すなわち、式（Ａ−６）は、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である行列Ａ、行列Ｂ、行列Ｂ’を部分行列としており、複数の部分行列の組として２つの行列Ａ、２つの行列Ｂを設定し、一部の部分行列として行列Ｂに対して特定変形を行った行列Ｂ’を設定している。また、一行目に行列Ａを配置し、二行目に行列Ｂ、行列Ｂ’を配置して、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変換を行った部分行列が同一行に位置されている。
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2010061590.tif 000013
【００３７】
データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５は、以上のようにして、式（Ａ−７）を生成し、この行列に基づいて、シンボルＳ(2)，Ｓ(3)、Ｓ(4)を生成すると、シンボルＳ(1)に引き続き、４つの送信アンテナ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、１６ｄを用いて、シンボルＳ(2)，Ｓ(3)，Ｓ(4)を送信する。
2010061590.tif 000014
【００３８】
データ受信装置２のＭＩＭＯ処理部２２は、データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５がシンボルＳ(1)，Ｓ(2)，Ｓ(3)、Ｓ(4)の系列Ｓ(1,2,3,4)を送信すると、４つの受信アンテナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを用いて、シンボルの系列ｒ(1,2,3,4)を受信する。この系列ｒ(1,2,3,4)は、下記のように表される。
2010061590.tif 000015
【００３９】
データ受信装置２の誤り訂正復号部２６は、ＭＩＭＯ処理部２２が、４つの受信アンテナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを用いて、系列ｒ(1,2,3,4)を受信すると、下記に示すように、式（５）を式（６−１）のように整理し、式（６−１）を計算することにより、符号語のシンボルＳを構成するＳ1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4を取り出すようにする。
具体的には、Ｓ1については、以下の通りである。ただし、式（６−１）において、式（６−１Ａ）のとおり定義する。
2010061590.tif 000016
【００４０】
同様に、Ｓ2については、以下の通りである。ただし、式（６−２）において、式（６−２Ａ）のとおり定義する。
2010061590.tif 000017
2010061590.tif 000018
【００４１】
同様に、Ｓ3については、以下の通りである。ただし、式（６−３）において、式（６−３Ａ）のとおり定義する。
2010061590.tif 000019
2010061590.tif 000020
【００４２】
同様に、Ｓ4については、以下の通りである。ただし、式（６−４）において、式（６−４Ａ）のとおり定義する。
2010061590.tif 000021
2010061590.tif 000022
【００４３】
ただし、式（６−１）から式（６−４）において、下記式（６−５）は、ノイズ成分である。
ｎ1´，ｎ2´，ｎ3´，ｎ4´      （６−５）
【００４４】
上記のようにこの符号化によって干渉成分はキャンセルされており、ノイズ成分だけが残るようになっている。
【００４５】
ここで、さらに式（３）を式（７）のようにプリコーダを含めた表現にする。
ｒ＝ＨＷＳ＋ｎ      （７）
ただし、Ｗは、４×４のプリコーダである。
【００４６】
例えば、Ｗに以下の３種の行列を用いる。
2010061590.tif 000023
【００４７】
例えば、Ｗ1を用いた場合、式（９）のようになる。
2010061590.tif 000024
【００４８】
また、Ｗ2を用いた場合、式（１０）のようになる。
2010061590.tif 000025
【００４９】
また、Ｗ3を用いた場合、式（１１）のようになる。
2010061590.tif 000026
【００５０】
このようにこのＷを切り替える事によりシンボルに対する受信アンテナを切り替える事ができ、アンテナホッピングが実現できるため、ダイバーシチ利得を得る事が出来る効果がある。例えばＷ1、Ｗ2、Ｗ3、Ｗ1、Ｗ2、．．．と切り替えて使う事によりアンテナホッピングが実現できる。また、Ｗの種類を多く持たせる事によりランダムに近いアンテナ切り替えが実現でき、より高いダイバーシチ利得が得られる。
【００５１】
即ち、データ受信装置２の誤り訂正復号部２６は、干渉波を零とし、希望波Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4を検出し、ノイズ成分の加算平均を得られるようにする事ができる。
この場合、劣化成分は、ノイズのみとなり、検出確率が向上する。また、アンテナホッピングを行う事でより高いダイバーシチ利得が得られる。
【００５２】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、データ受信装置２の誤り訂正復号部２６における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５が所定の規則にしたがって送信済みの符号語を変形して送信し、データ受信装置２の誤り訂正復号部２６が変形された符号語を用いて、データを再生するように構成したので、ノイズだけでなく、干渉波成分を抑制して、復調及び誤り訂正復号の成功率を大きく改善することができる効果を奏する。
【００５３】
また、この実施の形態１によれば、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号（行列）を用いて、送信済みの符号語を変形して送信し、データ受信装置２の誤り訂正復号部２６が変形された符号語を用いて、データを再生するように構成したので、ノイズだけでなく、干渉波成分を抑制して、復調及び誤り訂正復号の成功率を大きく改善することができる効果を奏する。
【００５４】
また、この実施の形態１によれば、送信アンテナ数、受信アンテナ数に応じて、送信済みの符号語を変形して送信するように構成したので、例えば、送信アンテナ数が４つ、受信アンテナ数が４つに応じて、合計４回符号後を送信するように構成したので、ダイバーシチ効果を向上させることができる効果を奏する。
【００５５】
また、この実施の形態１によれば、受信信号ｒにプリコーダを含め、プリコーダを切替えることによりシンボルに対する受信アンテナを切り替える事ができ、アンテナホッピングが実現できる。これにより、ダイバーシチ利得を得ることができる効果を奏する。
【００５６】
なお、本実施の形態では、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号を式（Ａ−４）の２種用意し、Ｂの特定変形を式（Ａ−５）とし、これらの部分行列を用いて式（Ａ−６）のように配置し、式（Ａ−７）となる場合について説明したが、式（Ａ−４）及び式（Ａ−５）の部分行列を用いて、式（Ａ−８）のように配置し、式（Ａ−９）のようになる行列に基づいて、再送を行うようにしても良い。
2010061590.tif 000027
2010061590.tif 000028
【００５７】
この場合、下記式（１２）のような送信シンボルＳ(1)，Ｓ(2)，Ｓ(3)、Ｓ(4)を送信する。この場合も、式（４）の場合と同じ手順で復号が可能となる。
2010061590.tif 000029
【００５８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、再送方式の場合を示したが、１回の送信でダイバーシチ利得を得るためにＳＴＢＣ（Space Time Block Code）やＳＦＢＣ（Space Frequency Block Code）に適用する事も可能である。
【００５９】
この発明の実施の形態２による無線通信システムを示す構成図は、実施の形態１と同様に図１に示される。ただし、ＭＩＭＯ処理部１５は、所定の行列に基づいて送信シンボルを符号化可能に構成されている。また、符号化ＭＩＭＯ処理部１５は、ＨＡＲＱ−ＣＣを実現する機構を備えていなくてもよい。
図１において、例えば、送信アンテナを４本、受信アンテナを４本で送信シンボルを式（Ａ−７）の行列に基づいて符号化した場合、式（１３）のようになる。
2010061590.tif 000030
【００６０】
ＳＴＢＣの場合、各行が各アンテナに対応し、各列が異なる時間に対応する。異なる時間とは例えば異なるＯＦＤＭシンボルを意味する。ＳＦＢＣの場合、各行が各アンテナに対応し、各列が異なる周波数に対応する。異なる周波数とは例えばＯＦＤＭシンボル中の異なるサブキャリアを意味する。Ｗは４シンボル毎に切り替えて用いても良い。
【００６１】
この場合、上記式（１３）は、前述の式（Ａ−７）の行列に対応するものであり、式（５）と全く同じの受信結果で表す事ができるため、式（６−１）から式（６−４）を用いて復号でき、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００６２】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号とそのＡｌａｍｏｕｔｉ符号に特定変形を行った符号（行列）を用いて得られる行列に基づいて、データ送信装置１のＭＩＭＯ処理部１５が符号語を送信し、データ受信装置２の誤り訂正復号部２６が上記符号語を用いて、データを再生するように構成したので、ノイズだけでなく、干渉波成分を抑制して、復調及び誤り訂正復号の成功率を大きく改善することができる効果を奏する。
【００６３】
また、送信シンボルの符号化として、以下の式に基づいて符号化を行う場合も、同様に同じ手順で干渉波を除いて復号可能となる。
2010061590.tif 000031
【００６４】
この異なる表現として基本行列Ｓ´と−１を含めた行列Ｗを用いて以下式（１５−１）、式（１５−２）のように表現しても同じ事を意味する。
2010061590.tif 000032
2010061590.tif 000033
【００６５】
そして符号化は、下記式（１６）として行う。これは、式（１３）と同じである。
ｙ＝Ｗ×Ｓ´      （１６）
【００６６】
上記式（１４）は、前述の式（Ａ−９）の行列に対応するものであり、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、この発明に係るデータ受信装置は、誤り訂正復号が失敗すると変形された符号語を用いてデータを再生するようにしたので、複数の符号語を同時に受信するデータ受信装置、及びこれに応じたデータ送信装置、無線通信システムなどに用いるのに適している。
【図１】
2010061590.tif 000034
【図２】
2010061590.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月10日(2012.1.10)
【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】
送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化手段と、上記誤り訂正符号化手段により生成された符号語を変調する変調手段と、上記変調手段により変調された符号語を分割し、複数のアンテナを用いて、分割した複数の符号語を同時に送信する符号語送信手段とを備えたデータ送信装置において、上記符号語送信手段は、データ受信装置における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である複数の部分行列からなり、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変形を行った部分行列とを同一行に位置させた符号を用いて、送信済みの符号語を変形して、上記符号語を送信することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項２】
複数のアンテナを用いて、データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信する符号語受信手段と、上記符号語受信手段により受信された複数の符号語を統合し、統合後の符号語を復調する復調手段と、上記復調手段により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号手段とを備えたデータ受信装置において、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である複数の部分行列からなり、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変形を行った部分行列とを同一行に位置させた符号を用いて、送信済みの符号語が変形された符号語が上記データ送信装置から送信された場合、上記誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項３】
送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化手段、上記誤り訂正符号化手段により生成された符号語を変調する変調手段、及び上記変調手段により変調された符号語を分割し、複数のアンテナを用いて、分割した複数の符号語を同時に送信する符号語送信手段を有するデータ送信装置と、複数のアンテナを用いて、上記データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信する符号語受信手段、上記符号語受信手段により受信された複数の符号語を統合し、統合後の符号語を復調する復調手段、及び上記復調手段により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号手段を有するデータ受信装置とを備えた無線通信システムにおいて、上記データ受信装置の誤り訂正復号手段における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、上記データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である複数の部分行列からなり、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変形を行った部分行列とを同一行に位置させた符号を用いて、送信済みの符号語を変形して送信し、上記データ受信装置の誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化手段と、上記誤り訂正符号化手段により生成された符号語を変調する変調手段と、上記変調手段により変調された符号語を分割し、複数のアンテナを用いて、分割した複数の符号語を同時に送信する符号語送信手段とを備えたデータ送信装置において、上記符号語送信手段は、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である複数の部分行列からなり、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変形を行った部分行列とを同一行に位置させた符号を用いて、上記符号語を符号化し、送信することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項５】
複数のアンテナを用いて、データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信する符号語受信手段と、上記符号語受信手段により受信された複数の符号語を統合し、統合後の符号語を復調する復調手段と、上記復調手段により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号手段とを備えたデータ受信装置において、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である複数の部分行列からなり、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変形を行った部分行列とを同一行に位置させた符号を用いて、符号語が符号化され、上記データ送信装置から送信された場合、上記誤り訂正復号手段が上記符号化された符号語を用いて、データを再生することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項６】
送信対象のデータを誤り訂正符号化して符号語を生成する誤り訂正符号化手段、上記誤り訂正符号化手段により生成された符号語を変調する変調手段、及び上記変調手段により変調された符号語を分割し、複数のアンテナを用いて、分割した複数の符号語を同時に送信する符号語送信手段を有するデータ送信装置と、複数のアンテナを用いて、上記データ送信装置から同時に送信された複数の符号語を受信する符号語受信手段、上記符号語受信手段により受信された複数の符号語を統合し、統合後の符号語を復調する復調手段、及び上記復調手段により復調された符号語を誤り訂正復号して、データを再生する誤り訂正復号手段を有するデータ受信装置とを備えた無線通信システムにおいて、上記データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である複数の部分行列からなり、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変形を行った部分行列とを同一行に位置させた符号を用いて、符号語を符号化して送信し、上記データ受信装置の誤り訂正復号手段が符号化された符号語を用いて、データを再生することを特徴とする無線通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この発明に係る無線通信システムは、データ受信装置の誤り訂正復号手段における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である複数の部分行列からなり、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変形を行った部分行列とを同一行に位置させた符号を用いて、送信済みの符号語を変形して送信し、データ受信装置の誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生するようにしたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この発明によれば、データ受信装置の誤り訂正復号手段における符号語の誤り訂正復号が失敗である場合、データ送信装置の符号語送信手段が、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号である複数の部分行列からなり、その一部の部分行列に対して特定変形を行い、同じ部分行列を同一の行に位置させ、それとは異なる部分行列とその特定変形を行った部分行列とを同一行に位置させた符号を用いて、送信済みの符号語を変形して送信し、データ受信装置の誤り訂正復号手段が変形された符号語を用いて、データを再生するように構成したので、ノイズだけでなく、干渉波成分を抑制して、復調及び誤り訂正復号の成功率を大きく改善することができる効果がある。
【国際調査報告】
2010061590.tif 000036
2010061590.tif 000037
2010061590.tif 000038
2010061590.tif 000039