(57)【要約】  無線送信装置のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出される場合でも、空間ダイバーシチの次元数を確実に特定し、データ信号を正常に復号することができる無線送信装置。この装置において、決定部（１０１）は、空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、空間ダイバーシチの次元数以上の送信ブロック区間を決定し、割当部（１０２）は、空間ダイバーシチの次元数と同一の数のアンテナにおいて、送信ブロック区間内で各アンテナに、空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、送信ブロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる。
2010100879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、前記次元数以上の送信ブロック区間を決定する決定手段と、
前記次元数と同一の数のアンテナにおいて、前記送信ブロック区間内で各アンテナに前記次元数と同一の数の前記プリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、前記送信ブロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる割当手段と、
を具備する無線送信装置。
【請求項２】
無線送信装置の複数のアンテナからそれぞれ送信されたプリアンブルシーケンスを検出する検出手段と、
前記複数のアンテナそれぞれと自装置のアンテナとの間の各回線のいずれかにおいて、前記無線送信装置が送信したすべての種類のプリアンブルシーケンスが検出された送信タイミングの数を空間ダイバーシチの次元数として特定する特定手段と、
前記次元数、および、検出された前記プリアンブルシーケンスに基づいて、前記次元数以上の送信ブロック区間内で前記複数のアンテナからそれぞれ送信されたすべてのプリアンブルシーケンスを構成する構成手段と、
を具備する無線受信装置。
【請求項３】
空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、前記次元数以上の送信ブロック区間を決定し、
前記次元数と同一の数のアンテナにおいて、前記送信ブロック区間内で各アンテナに前記次元数と同一の数の前記プリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、前記送信ブロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる、
プリアンブルシーケンス割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信装置、無線受信装置およびプリアンブルシーケンス割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイバーシチ送信方法として、無線送信装置に複数のアンテナを配置し、各アンテナから時間をずらして同一内容の送信信号を送信する時空間符号（ＳＴＣ：Space Time Coding）を用いる方法が検討されている。ＳＴＣでは、無線送信装置は、自装置と無線受信装置との間の回線情報（チャネル品質）を知らなくても送信ダイバーシチ利得を得ることができる。【０００３】
ここで、ＳＴＣの一例として、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding）がある（例えば、非特許文献１，非特許文献２および非特許文献３参照）。例えば、無線送信装置でＳＴＢＣに用いるアンテナ本数を２本（アンテナ＃１および＃２）とし、無線受信装置のアンテナ本数を１本とする場合について説明する。また、無線送信装置は、連続する時刻の２シンボル時間ｍおよび（ｍ＋１）（例えば、時刻ｍＴおよび時刻（ｍ＋１）Ｔ）でデータ信号ｓ（ｍ）およびｓ（ｍ＋１）を送信する。【０００４】
この場合、無線送信装置は、２シンボル時間ｍおよび（ｍ＋１）（時刻ｍＴおよび時刻（ｍ＋１）Ｔ）において、データ信号ｓ（ｍ）およびｓ（ｍ＋１）に対して時空間符号化を施し、次式（１）に示す、アンテナ＃１から送信される時空間符号化データｘ１およびアンテナ＃２から送信される時空間符号化データｘ２を無線受信装置へ送信する。ただし、式（１）に示す上添字＊は、複素共役を示す。
【数１】
2010100879.tif 000003
【０００５】
一方、無線受信装置は、連続する２シンボル時間ｍおよび（ｍ＋１）（時刻ｍＴおよび時刻（ｍ＋１）Ｔ）で受信した、次式（２）に示す受信信号ｙｉ（ｍ）およびｙｉ（ｍ＋１）を用いて時空間復号を行う。ただし、次式（２）において、ｈｉ１は無線送信装置のアンテナ＃１と無線受信装置のアンテナとの間のチャネル推定値を示し、ｈｉ２は無線送信装置のアンテナ＃２と無線受信装置のアンテナとの間のチャネル推定値を示す。また、ｚｉは雑音信号を示す。また、ｉは受信アンテナのポート番号を示す（ここでは、受信アンテナ本数＝１であるので、ｉ＝１となる）。
【数２】
2010100879.tif 000004
【０００６】
そして、無線受信装置は、次式（３）に示すように、式（２）を用いてデータ信号ｓ（ｍ）およびｓ（ｍ＋１）を分離検出する。
【数３】
2010100879.tif 000005
【０００７】
また、式（３）より、受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）は、次式（４）のように表され、２ブランチの最大比合成ダイバーシチ効果が得られていることが分かる。ただし、式（４）において、Ｐｓは信号電力を示し、Ｐｚは雑音電力を示す。このように、ＳＴＢＣでは、無線送信装置が回線情報を知らなくても送信ダイバーシチ利得が得られる。
【数４】
2010100879.tif 000006
【０００８】
なお、以下の説明では、無線送信装置でＳＴＢＣに用いるアンテナ本数を、‘空間ダイバーシチの次元数’という。また、時空間符号化されたデータ信号が連続的に送信される時間を‘送信ブロック区間’という。つまり、上述したＳＴＢＣの一例では、無線送信装置のアンテナ数が２本であるので空間ダイバーシチの次元数＝２となり、データ信号が連続的に送信される時間が２シンボル時間ｍおよび（ｍ＋１）であるので送信ブロック区間＝２となる。【０００９】
また、ＳＴＢＣを用いて時空間符号化された信号を復号する際に必要となる、無線送信装置のアンテナと無線受信装置のアンテナとの間のチャネル品質を推定するためのプリアンブルシーケンスが、データ信号に多重されて送信されることが想定される。この場合、プリアンブルシーケンスは空間ダイバーシチの次元（アンテナ）毎に同時に送信されることが好ましいため、ＳＴＢＣに用いるアンテナ毎に互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる必要がある。そして、無線受信装置は、無線送信装置の各アンテナからのプリアンブルシーケンスを検出して、無線送信装置の各アンテナと自装置のアンテナとの間のチャネル推定を行う。【００１０】
ここで、無線受信装置が各アンテナのプリアンブルシーケンスをブラインド検出することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、まず、無線送信装置および無線受信装置は、使用されるプリアンブルシーケンスの候補データを共有する。そして、無線送信装置は自装置の各アンテナに対してプリアンブルシーケンスを固定的に割り当てる。また、無線送信装置では、空間ダイバーシチの次元数（例えば、ｎ）に対応するシーケンス番号ｎのプリアンブルシーケンスが割り当てられたアンテナを主アンテナとし、主アンテナ以外のアンテナを従アンテナとする。ここで、空間ダイバーシチの次元数ｎに対応するシーケンス番号ｎのプリアンブルシーケンスを、主アンテナ・プリアンブルシーケンスという。【００１１】
例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎが４の場合、無線送信装置は４本のアンテナ（例えば、アンテナ＃１〜＃４）を用いてプリアンブルシーケンスを送信する。このとき、無線送信装置は、アンテナ＃１〜＃４に対して、シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスを固定的にそれぞれ割り当てる。すなわち、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４に対応する、最大のシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンスが主アンテナ・プリアンブルシーケンスとなる。また、シーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンス（主アンテナ・プリアンブルシーケンス）が割り当てられたアンテナ＃４が主アンテナとなり、アンテナ＃１〜＃３が従アンテナとなる。【００１２】
一方、無線受信装置は、無線送信装置との間で共有しているプリアンブルシーケンスの候補データと、受信したプリアンブルシーケンスとの相関を取ることで、プリアンブルシーケンスをブラインド検出する。そして、無線受信装置は、ブラインド検出したプリアンブルシーケンスのうち、シーケンス番号が最大のプリアンブルシーケンスを、主アンテナ・プリアンブルシーケンスとして特定し、特定したプリアンブルシーケンスのシーケンス番号を、空間ダイバーシチの次元数とする。例えば、無線受信装置は、プリアンブルシーケンスをブラインド検出し、検出したプリアンブルシーケンスのうちシーケンス番号が最大であるプリアンブルシーケンスがシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンスの場合、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４と特定する。そして、無線受信装置は、検出したプリアンブルシーケンスを用いて回線品質（チャネル品質）を推定し、得られるチャネル推定値および空間ダイバーシチの次元数ｎに基づいて、時空間復号を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２４４９１２号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】大鐘：「ＭＩＭＯシステムの基礎と要素技術」，電子情報通信学会，アンテナ・伝搬における設計・解析ワークショップ
【非特許文献２】W.Su, X.Xia and K.J.R.Liu,“A Systematic Design of High-Rate Complex Orthogonal Space-Time Block Codes”,IEEE COM. Letters vol.8，No.6，June 2004
【非特許文献３】唐沢好男著，「ＭＩＭＯのふしぎ探検」，電興技報，No.40，2006（Y.Karasawa, "Mysterious exploration of MIMO", Denki Kogyo technical report, No.40, 2006）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ここで、ＳＴＣ（または、ＳＴＢＣ）では、式（２）および式（３）に示すように、送信ブロック区間内の回線品質（式（２）および式（３）ではｈｉ１およびｈｉ２）が一定となることが前提となる。ただし、無線送信装置と無線通信装置との間の回線品質は、回線毎（すなわち、アンテナ毎）に異なる。つまり、ＳＴＣを用いる場合には、無線送信装置のアンテナと無線受信装置のアンテナとの間の回線品質が良好（または、劣悪）な場合には、送信ブロック区間では回線品質が常に良好（または、劣悪）となる。【００１６】
そのため、上記従来技術では、無線送信装置の主アンテナと無線受信装置のアンテナとの間の回線の回線品質が劣悪な場合には、無線受信装置は、送信ブロック区間内のすべての送信ブロックタイミングにおいて主アンテナ・プリアンブルシーケンスの検出を失敗してしまう。そのため、無線受信装置は、空間ダイバーシチの次元数ｎを正しく特定できなくなり、時空間符号化データ信号を正常に復号できなくなってしまう。【００１７】
例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４の場合（無線送信装置でＳＴＢＣに用いるアンテナがアンテナ＃１〜＃４の場合）について説明する。ここでは、アンテナ＃１〜＃４に対して、シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスがそれぞれ割り当てられる。また、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝１〜４に対して、シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスがそれぞれ対応付けられている。つまり、ここでは、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４に対応するシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンス（主アンテナ・プリアンブルシーケンス）が割り当てられたアンテナ＃４が主アンテナとなる。また、アンテナ＃４と無線受信装置のアンテナとの間の回線品質が劣悪であり、アンテナ＃１〜＃３のそれぞれと無線受信装置のアンテナとの間の回線品質が良好である場合について説明する。【００１８】
この場合、無線受信装置は、アンテナ＃４のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃４）の検出に失敗し、アンテナ＃１〜＃３のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃１〜＃３）の検出に成功する。よって、無線受信装置は、検出したプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃１〜＃３）のうちシーケンスが最も大きいシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスを主アンテナ・プリアンブルシーケンスとして特定してしまう。つまり、無線受信装置は、空間ダイバーシチの次元数ｎを３と誤って判断してしまう。【００１９】
よって、無線受信装置では、次式（５）に示すように、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝３に基づいて時空間復号を行ってしまう。ここで、式（５）に示すｈ１ｘは、無線送信装置のアンテナ＃ｘと無線受信装置のアンテナとの間のチャネル推定値を示す。このため、アンテナ＃４からの信号成分（式（５）に示すｈ１４を含む項）が干渉源となり、データ信号を正常に復号できない。
【数５】
2010100879.tif 000007
【００２０】
このように、上記従来技術では、無線受信装置は、特定のアンテナ（主アンテナ）のプリアンブルシーケンス（主アンテナ・プリアンブルシーケンス）の検出に失敗すると、データ信号を正常に復号できなくなってしまう。【００２１】
本発明の目的は、無線送信装置のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出される場合でも、空間ダイバーシチの次元数を確実に特定し、データ信号を正常に復号することができる無線送信装置、無線受信装置およびプリアンブルシーケンス割当方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の無線送信装置は、空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、前記次元数以上の送信ブロック区間を決定する決定手段と、前記次元数と同一の数のアンテナにおいて、前記送信ブロック区間内で各アンテナに前記次元数と同一の数の前記プリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、前記送信ブロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる割当手段と、を具備する構成を採る。【００２３】
本発明の無線受信装置は、無線送信装置の複数のアンテナからそれぞれ送信されたプリアンブルシーケンスを検出する検出手段と、前記複数のアンテナそれぞれと自装置のアンテナとの間の各回線のいずれかにおいて、前記無線送信装置が送信したすべての種類のプリアンブルシーケンスが検出された送信タイミングの数を空間ダイバーシチの次元数として特定する特定手段と、前記次元数、および、検出された前記プリアンブルシーケンスに基づいて、前記次元数以上の送信ブロック区間内で前記複数のアンテナからそれぞれ送信されたすべてのプリアンブルシーケンスを構成する構成手段と、を具備する構成を採る。【００２４】
本発明のプリアンブルシーケンス割当方法は、空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、前記次元数以上の送信ブロック区間を決定し、前記次元数と同一の数のアンテナにおいて、前記送信ブロック区間内で各アンテナに前記次元数と同一の数の前記プリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、前記送信ブロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てるようにした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、無線送信装置のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出される場合でも、空間ダイバーシチの次元数を確実に特定し、データ信号を正常に復号することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る無線送信装置の決定部の内部構成を示すブロック図
【図３Ａ】本発明の一実施の形態に係るシーケンス番号とプリアンブルシーケンスとの対応付けを示す図
【図３Ｂ】本発明の一実施の形態に係る空間ダイバーシチの次元数と送信ブロック区間との対応付けを示す図
【図４】本発明の一実施の形態に係るプリアンブルシーケンスの割当パターンを示す図
【図５】本発明の一実施の形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態に係る無線受信装置の検出部の内部構成を示すブロック図
【図７Ａ】本発明の一実施の形態に係る無線送信装置と無線受信装置との間の回線品質の一例を示す図
【図７Ｂ】本発明の一実施の形態に係るプリアンブルシーケンスの割当処理を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
本実施の形態に係る無線送信装置１００の構成を図１に示す。なお、図１に示す無線送信装置１００は、ｎ本のアンテナ（アンテナ１０７−１〜１０７−ｎ）を用いてＳＴＢＣを行う。つまり、空間ダイバーシチの次元数をｎとする。
【００２９】
図１に示す無線送信装置１００において、空間ダイバーシチの次元数ｎが決定部１０１、割当部１０２および時空間符号化部１０５に入力される。
【００３０】
決定部１０１は、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎに基づいて、各アンテナ（アンテナ１０７−１〜１０７−ｎ）から送信されるｎ個のプリアンブルシーケンスおよび送信ブロック区間を決定する。
【００３１】
ここで、図１に示す決定部１０１の内部構成を図２に示す。図２に示す決定部１０１において、候補データ保持部１０１１は、複数のプリアンブルシーケンスの候補データを保持する。例えば、候補データ保持部１０１１は、図３Ａに示すように、シーケンス番号とプリアンブルシーケンスとの対応付けを示すテーブルを保持する。なお、図３Ａに示すテーブルは、無線送信装置１００と後述する無線受信装置２００とで共有される。そして、候補データ保持部１０１１は、決定部１０１２からの指示に従って、プリアンブルシーケンスを決定部１０１２に出力する。
【００３２】
決定部１０１２は、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎと同一の数、つまり、ｎ個のプリアンブルシーケンスを、候補データ保持部１０１１が保持するプリアンブルシーケンスの候補データ（例えば、図３Ａ）の中から任意に選択することで、各アンテナから送信されるｎ個のプリアンブルシーケンスを決定する。また、決定部１０１２は、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎ以上となる送信ブロック区間（以下、送信ブロック区間ｐとする）を決定する。例えば、決定部１０１２は、図３Ｂに示すように、空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付けを示すテーブルを保持する。そして、決定部１０１２は、空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付けを参照して、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎに対応する送信ブロック区間ｐを決定する。ここで、ＳＴＣでは、送信ブロック区間ｐは、空間ダイバーシチの次元数ｎ以上に決定される（つまり、ｐ≧ｎ）。具体的には、図３Ｂに示すように、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝２，３，４の場合には、送信ブロック区間ｐ＝２，４，４となり、ｐ≧ｎの関係を満たす。
【００３３】
そして、決定部１０１２は、決定したｎ個のプリアンブルシーケンスを割当部１０２に出力し、決定した送信ブロック区間ｐを割当部１０２および時空間符号化部１０５に出力する。
【００３４】
割当部１０２は、決定部１０１から入力されるｎ個のプリアンブルシーケンスを、決定部１０１から入力される送信ブロック区間ｐ内の送信ブロックタイミング毎に、各アンテナ（アンテナ１０７−１〜１０７−ｎ）に割り当てる。具体的には、割当部１０２は、空間ダイバーシチの次元数ｎと同一の数のアンテナ１０７−１〜１０７−ｎにおいて、送信ブロック区間内で各アンテナに、空間ダイバーシチの次元数ｎと同一の数、つまり、ｎ個のプリアンブルシーケンスを順に割り当てる。ただし、割当部１０２は、送信ブロック区間内の同一の送信ブロックタイミングでは、各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる。例えば、割当部１０２は、図４に示すように、送信ブロック区間内の各アンテナのプリアンブルシーケンスの割当パターンを保持し、空間ダイバーシチの次元数ｎおよびプリアンブルシーケンスの割当パターンに基づいてプリアンブルシーケンスを各アンテナに割り当てる。なお、図４に示す割り当てパターンは、無線送信装置１００と後述する無線受信装置２００とで共有される。そして、割当部１０２は、アンテナ毎に割り当てたプリアンブルシーケンスを多重部１０６に出力する。
【００３５】
チャネル符号化部１０３は、入力される送信データに対してチャネル符号化を施し、チャネル符号化後の送信データを変調部１０４に出力する。
【００３６】
変調部１０４は、チャネル符号化部１０３から入力される送信データを変調し、変調後の送信データを時空間符号化部１０５に出力する。
【００３７】
時空間符号化部１０５は、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎおよび決定部１０１から入力される送信ブロック区間ｐに基づいて、変調部１０４から入力される送信データに対して時空間符号化を施す。そして、時空間符号化部１０５は、時空間符号化後の送信データ（時空間符号化データ）をアンテナ毎に多重部１０６に出力する。例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝３（すなわち、ＳＴＢＣに用いるアンテナ本数：３本）とし、送信ブロック区間ｐ＝４（例えば、送信ブロックタイミングｍ，（ｍ＋１），（ｍ＋２）（ｍ＋３））とする場合に、送信データｓ（ｍ）、ｓ（ｍ＋１）、ｓ（ｍ＋２）が変調部１０４から時空間符号化部１０５に入力されたとする。この場合、時空間符号化部１０５は、送信ブロック区間ｍ〜（ｍ＋３）において、送信データｓ（ｍ）、ｓ（ｍ＋１）、ｓ（ｍ＋２）に対して時空間符号化を施す。そして、時空間符号化部１０５は、アンテナ１０７−１の時空間符号化データとして下記の式（６）に示すｘ１（ｍ）〜ｘ１（ｍ＋３）を多重部１０６に出力し、アンテナ１０７−２の時空間符号化データとして式（６）に示すｘ２（ｍ）〜ｘ２（ｍ＋３）を多重部１０６に出力し、アンテナ１０７−３の時空間符号化データとして式（６）に示すｘ３（ｍ）〜ｘ３（ｍ＋３）を多重部１０６に出力する。
【数６】
2010100879.tif 000008
【００３８】
多重部１０６は、割当部１０２から入力されるアンテナ毎のプリアンブルシーケンスおよび時空間符号化部１０５から入力されるアンテナ毎の時空間符号化データを、送信ブロックタイミング毎に多重する。そして、多重部１０６は、プリアンブルシーケンスが多重された時空間符号化データをアンテナ１０７−１〜１０７−ｎをそれぞれ介して無線受信装置２００に送信する。なお、送信データが無い場合（式（６）で右辺が０になる場合、例えば、式（６）に示すｘ３（ｍ＋１）、ｘ２（ｍ＋２）、ｘ１（ｍ＋３））でも、プリアンブルシーケンスは送信される。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る無線受信装置２００の構成を図５に示す。図５に示す無線受信装置２００において、分離部２０２には、無線送信装置１００からアンテナ２０１を介して受信された受信信号（すなわち、プリアンブルシーケンスが多重された時空間符号化データ）が入力される。分離部２０２は、受信信号をプリアンブルシーケンス（以下、受信プリアンブルシーケンスという）と時空間符号化データとに分離し、プリアンブルシーケンスを検出部２０３に出力し、時空間符号化データを時空間復号部２０６に出力する。
【００４０】
検出部２０３は、分離部２０２から入力される受信プリアンブルシーケンスの中から、無線送信装置１００の各アンテナ（１０７−１〜１０７−ｎ）からそれぞれ送信されたプリアンブルシーケンスを検出する。また、検出部２０３は、無線送信装置１００の各アンテナそれぞれと自装置のアンテナ２０１との間の各回線のいずれかにおいて、無線送信装置１００が送信したすべての種類のプリアンブルシーケンスを検出した場合、すべての種類のプリアンブルシーケンスが検出された送信ブロックタイミングの数を空間ダイバーシチの次元数ｎとして特定する。
【００４１】
図５に示す検出部２０３の内部構成を図６に示す。図６に示す検出部２０３において、候補データ保持部２０３１は、決定部１０１の候補データ保持部１０１１（図２）と同一のプリアンブルシーケンスの候補データ（図３Ａ）を保持する。そして、候補データ保持部２０３１は、プリアンブルシーケンスの候補データを検出部２０３２に順次出力する。
【００４２】
検出部２０３２は、分離部２０２から入力される受信プリアンブルシーケンスと、候補データ保持部２０３１が保持するプリアンブルシーケンスの候補データすべてとの相関を取る。そして、検出部２０３２は、相関値が最も高いプリアンブルシーケンスの候補データを、無線送信装置１００から送信されているプリアンブルシーケンスとして検出する。検出部２０３２は、再び同一のプリアンブルシーケンスを検出するまで、上記プリアンブルシーケンスの検出を送信ブロックタイミングの度に繰り返す。そして、検出部２０３２は、再び同一のプリアンブルシーケンスを検出するまでの送信ブロックタイミング数を、空間ダイバーシチの次元数ｎとして特定する。つまり、検出部２０３２は、無線送信装置１００の各アンテナそれぞれと自装置のアンテナ２０１との間の各回線のいずれかにおいて、無線送信装置１００が送信したすべての種類のプリアンブルシーケンスが検出された送信ブロックタイミングの数を空間ダイバーシチの次元数ｎとする。換言すると、検出部２０３２は、再び同一のプリアンブルシーケンスを検出するまでに、検出したプリアンブルシーケンスの数を空間ダイバーシチの次元数ｎとする。また、検出部２０３２は、決定部１０１２と同様、空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付け（図３Ｂ）を保持し、その対応付けを参照して、送信ブロック区間ｐを特定する。そして、検出部２０３２は、特定したプリアンブルシーケンスを構成部２０４に出力し、空間ダイバーシチの次元数ｎおよび送信ブロック区間ｐを構成部２０４および時空間復号部２０６に出力する。
【００４３】
構成部２０４は、検出部２０３から入力される空間ダイバーシチの次元数ｎ、送信ブロック区間ｐ、および、プリアンブルシーケンスに基づいて、次元数ｎ以上の送信ブロック区間ｐで無線送信装置１００のアンテナ１０７−１〜１０７−ｎそれぞれに割り当てられたすべてのプリアンブルシーケンスを構成する。例えば、構成部２０４は、割当部１０２（図１）が保持するプリアンブルシーケンスの割当パターン（図４）と同一の割当パターンを保持する。そして、構成部２０４は、割当パターンを参照して、検出部２０３で検出されたプリアンブルシーケンス、空間ダイバーシチの次元数ｎおよび送信ブロック区間ｐに基づいて、各アンテナに割り当てられたプリアンブルシーケンスを送信ブロックタイミング毎に特定することで、すべてのプリアンブルシーケンスを構成する。
【００４４】
推定部２０５は、分離部２０２から入力される受信プリアンブルシーケンスおよび構成部２０４から入力される各アンテナ（１０７−１〜１０７−ｎ）のプリアンブルシーケンスを用いて、無線送信装置１００のアンテナ１０７−１〜１０７−ｎそれぞれと自装置のアンテナ２０１との間の回線品質（チャネル品質）を推定する。例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝３とする場合、推定部２０５は、アンテナ１０７−１とアンテナ２０１との間のチャネル推定値ｈ１１、アンテナ１０７−２とアンテナ２０１との間のチャネル推定値ｈ１２、アンテナ１０７−３とアンテナ２０１との間のチャネル推定値ｈ１３を推定する。そして、推定部２０５は、推定したチャネル推定値を時空間復号部２０６に出力する。
【００４５】
時空間復号部２０６は、検出部２０３から入力される空間ダイバーシチの次元数ｎおよび送信ブロック区間ｐ、および、推定部２０５から入力されるチャネル推定値を用いて、分離部２０２から入力される時空間符号化データを復号する。例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝３とし、送信ブロック区間ｐ＝４とする場合、送信ブロック区間内の各送信ブロックタイミング（ｍ〜（ｍ＋３））における受信信号（時空間符号化データ）ｙ１は次式（７）で示される。
【数７】
2010100879.tif 000009
【００４６】
そして、時空間復号部２０６は、式（７）に示す受信信号に対して時空間復号を行うことにより、次式（８）に示す復号後のデータｓ（ｍ）、ｓ（ｍ＋１）、ｓ（ｍ＋２）を得る。そして、時空間復号部２０６は、復号後のデータを復調部２０７に出力する。
【数８】
2010100879.tif 000010
【００４７】
復調部２０７は、時空間復号部２０６から入力されるデータを復調し、復調後のデータをチャネル復号部２０８に出力する。
【００４８】
チャネル復号部２０８は、復調部２０７から入力されるデータに対してチャネル復号を施し、チャネル復号後のデータを受信データとして出力する。
【００４９】
次に、無線送信装置１００（図１）におけるプリアンブルシーケンスの割当処理および無線受信装置２００（図５）におけるプリアンブルシーケンスの検出処理について詳細に説明する。
【００５０】
以下の説明では、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４とする。つまり、無線送信装置１００のアンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）〜１０７−４（アンテナ番号＃４）がＳＴＢＣに用いられる。また、無線送信装置１００の決定部１０１および無線受信装置２００の検出部２０３は、図３Ａに示すシーケンス番号とプリアンブルシーケンスとの対応付けを共有して保持し、図３Ｂに示す空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付けを共有して保持する。また、無線送信装置１００の割当部１０２および無線受信装置２００の構成部２０４は、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンを共有して保持する。また、以下の説明では、図７Ａに示すように、無線送信装置１００のアンテナ１０７−１〜１０７−４と無線受信装置２００のアンテナ２０１との間の回線品質のうち、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）とアンテナ２０１との間の回線品質のみが閾値以上（つまり、回線品質が良好）とする。
【００５１】
よって、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４が入力される場合、決定部１０１は、図３Ａに示すプリアンブルシーケンスの中から、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４と同数である４つのプリアンブルシーケンス（例えば、シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスＡ〜Ｄ）を任意に選択する。また、決定部１０１は、図３Ｂに示す対応付けを参照して、送信ブロック区間ｐを、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４に対応する４送信ブロックタイミングに決定する。
【００５２】
次いで、割当部１０２は、図４に示すように、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４、決定部１０１から入力される送信ブロック区間ｐ＝４に基づいて、プリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスＡ〜Ｄ）をアンテナ１０７−１〜１０７−４にそれぞれ割り当てる。
【００５３】
具体的には、図７Ｂの左側に示すように、割当部１０２は、送信ブロックタイミングｍでは、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに従って、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）にシーケンス番号＃１のプリアンブルシーケンスＡを割り当て、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）にシーケンス番号＃２のプリアンブルシーケンスＢを割り当て、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）にシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスＣを割り当て、アンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）にシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンスＤを割り当てる。
【００５４】
同様に、割当部１０２は、図７Ｂの左側に示すように、送信ブロックタイミング（ｍ＋１）では、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに従って、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）にシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンスＤを割り当て、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）にシーケンス番号＃１のプリアンブルシーケンスＡを割り当て、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）にシーケンス番号＃２のプリアンブルシーケンスＢを割り当て、アンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）にシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスＣを割り当てる。
【００５５】
図７Ｂの左側に示すように、送信ブロックタイミング（ｍ＋２）および（ｍ＋３）についても同様である。なお、割当部１０２は、各アンテナにおいて、すべてのプリアンブルシーケンスを割り当てた場合には、次の送信ブロックタイミング（ここでは、図４に示す送信ブロックタイミング（ｍ＋４）以降）では、最初の送信ブロックタイミングｍと同一のプリアンブルシーケンスを割り当てる。
【００５６】
すなわち、割当部１０２は、空間ダイバーシチの次元数ｎ（ここでは、ｎ＝４）と同一の数のアンテナ（ここでは、アンテナ１０７−１〜１０７−４）において、空間ダイバーシチの次元数ｎ以上の送信ブロック区間ｐ（ここではｐ＝４、送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３））内で、空間ダイバーシチの次元数ｎ（ｎ＝４）と同一の数のｎ個のプリアンブルシーケンス（プリアンブルシーケンスＡ〜Ｄ）を順にすべて割り当てる。具体的には、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４の場合、図７Ｂの左側に示すように、割当部１０２は、送信ブロックタイミングｍ，（ｍ＋１），（ｍ＋２），（ｍ＋３）において、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）に対してシーケンス番号＃１，＃４，＃３，＃２の４つのプリアンブルシーケンスをすべて割り当て、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）に対してシーケンス番号＃２，＃１，＃４，＃３の４つプリアンブルシーケンスをすべて割り当てる。アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）およびアンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）についても同様である。つまり、割当部１０２は、いずれのアンテナに対しても、送信ブロック区間ｐ内の送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）で、４つのプリアンブルシーケンスＡ〜Ｄを順にすべて割り当てる。
【００５７】
また、割当部１０２は、送信ブロック区間内の同一の送信ブロックタイミングでは、各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる。具体的には、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４の場合、図７Ｂの左側に示すように、割当部１０２は、送信ブロック区間（ｐ＝４）内の各送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）では、アンテナ１０７−１〜１０７−４に対してシーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスＡ〜Ｄのいずれかをそれぞれ割り当てる。すなわち、割当部１０２は、同一送信ブロックタイミングでは、空間ダイバーシチの次元毎（アンテナ毎）に異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる。
【００５８】
一方、分離部２０２から受信プリアンブルシーケンスが入力されると、無線受信装置２００の検出部２０３（図５）は、受信プリアンブルシーケンスと、図３Ａに示すプリアンブルシーケンスの候補データすべてとの相関を取り、相関値が最大のシーケンス番号のプリアンブルシーケンスを検出する。
【００５９】
ここでは、図７Ａに示すように、送信ブロック区間では、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）とアンテナ２０１との間の回線品質のみが良好である。よって、検出部２０３は、送信ブロックタイミングｍで受信した受信プリアンブルシーケンスと、図３Ａに示すプリアンブルシーケンスの候補データすべてとの相関を順に取ると、最大の相関値を取るシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスＣを検出する。同様にして、検出部２０３は、送信ブロックタイミング（ｍ＋１）で受信した受信プリアンブルシーケンスと、図３Ａに示すプリアンブルシーケンスの候補データすべてとの相関を順に取ると、最大の相関値を取るシーケンス番号＃２のプリアンブルシーケンスＢを検出する。送信ブロックタイミング（ｍ＋２）および（ｍ＋３）についても同様である。
【００６０】
よって、検出部２０３では、図７Ｂ右側に示すように、送信ブロック区間内の送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）においてシーケンス番号＃３，＃２，＃１，＃４のプリアンブルシーケンス（図７Ｂ右側に示す破線で囲まれたプリアンブルシーケンス）が検出される。
【００６１】
ここで、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４の場合、図４に示すように、無線送信装置１００の割当部１０２は、送信ブロックタイミング（ｍ＋４）では、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）〜１０７−４（アンテナ番号＃４）に対して、送信ブロックタイミングｍで割り当てたプリアンブルシーケンスと同一のプリアンブルシーケンスを割り当てる。すなわち、検出部２０３は、送信ブロックタイミング（ｍ＋４）では、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）に割り当てられたシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスＣ（図７Ｂ右側に示す送信ブロックタイミングｍと同一のプリアンブルシーケンス）を検出する。
【００６２】
よって、検出部２０３は、送信ブロック区間の先頭の送信ブロックタイミングｍで検出したプリアンブルシーケンスと同一のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃３）が検出されるまでの送信ブロックタイミングの数を、空間ダイバーシチの次元数ｎとして特定する。ここでは、同一のプリアンブルシーケンスが検出されるまでの送信ブロックタイミングは、送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）の４つであるので、検出部２０３は、空間ダイバーシチの次元数ｎを４と特定する。換言すると、検出部２０３は、無線送信装置１００の各アンテナと自装置のアンテナとの間の各回線のいずれかにおいて、無線送信装置１００が送信したすべての種類（ｎ種類）のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンス）が検出された送信ブロックタイミングの数を、空間ダイバーシチの次元数ｎとして特定する。すなわち、検出部２０３は、検出されるプリアンブルシーケンスが一巡する送信ブロックタイミングの数に基づいて、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定する。
【００６３】
そして、検出部２０３は、図３Ｂに示す空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付けを参照して、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４に対応する送信ブロック区間ｐ＝４を特定する。
【００６４】
検出部２０３で特定された空間ダイバーシチの次元数ｎが４であり、送信ブロック区間ｐが４である場合、構成部２０４は、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに基づいて、送信ブロック区間ｐ（送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３））のアンテナ毎のプリアンブルシーケンスを構成する。
【００６５】
具体的には、図７Ｂ右側に示すように、構成部２０４では、送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）のアンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃３，＃２，＃１，＃４）が既知である。よって、構成部２０４は、送信ブロックタイミングｍでは、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに従って、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）およびアンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）のプリアンブルシーケンスが、シーケンス番号＃１，＃２および＃４のプリアンブルシーケンスであるとそれぞれ特定する。同様に、構成部２０４は、送信ブロックタイミング（ｍ＋１）では、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに従って、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）およびアンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）のプリアンブルシーケンスが、シーケンス番号＃４，＃１および＃３のプリアンブルシーケンスであるとそれぞれ特定する。送信ブロックタイミング（ｍ＋２）および（ｍ＋３）についても同様である。
【００６６】
これにより、構成部２０４は、送信ブロック区間ｐ内の各送信ブロックタイミングにおけるアンテナ１０７−１〜１０７−４のすべてのプリアンブルシーケンスを構成する。
【００６７】
なお、ここでは、空間ダイバーシチの次元数ｎが４の場合について説明したが、空間ダイバーシチの次元数ｎは４に限らず、例えば、図４に示す空間ダイバーシチの次元数ｎ＝１〜３についても同様にして本発明を適用することができる。
【００６８】
このように、無線受信装置２００は、いずれかのアンテナ（図７Ｂではアンテナ番号＃３のアンテナ１０７−３）でプリアンブルシーケンスを正常に検出できれば、プリアンブルシーケンスが正常に検出されたアンテナ以外のアンテナのプリアンブルシーケンスを特定することができる。
【００６９】
上述したように、ＳＴＣでは、送信ブロック区間内では、回線品質が一定であること、つまり、チャネル変動が無いことが前提となる。すなわち、回線品質が良好な回線（図７Ａではアンテナ１０７−３とアンテナ２０１との間の回線）では、送信ブロック区間（図７Ｂでは送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３））のすべての送信ブロックタイミングで回線品質が良好となる。よって、無線受信装置２００は、回線品質が良好な回線では、送信ブロック区間ｐ内で、すべてのプリアンブルシーケンスを検出することができ、検出したプリアンブルシーケンスに基づいて空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することができる。
【００７０】
例えば、図７Ａに示すように、無線送信装置１００の各アンテナと無線受信装置２００のアンテナ２０１との間の回線品質は回線毎（アンテナ毎）に異なり、一部の回線（アンテナ）のみで良好な場合が多い。しかし、本実施の形態によれば、無線送信装置１００の各アンテナと無線受信装置２００のアンテナ２０１との間の回線のうち、回線品質が良好な回線が少なくとも１回線あれば、無線受信装置２００は、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することができる。さらに、無線受信装置２００は、少なくとも１回線の送信ブロック区間内のプリアンブルシーケンスを特定できれば、すべての回線の送信ブロック区間内のすべてのプリアンブルシーケンスを特定することができる。このように、無線送信装置１００のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出されても、空間ダイバーシチの次元数ｎおよびすべてのプリアンブルシーケンスを特定できるので、送信ダイバーシチ利得を向上させることができる。これにより、無線受信装置２００は、空間ダイバーシチの次元数ｎ、および、各アンテナの送信ブロック区間内のプリアンブルシーケンスを用いて、受信した時空間符号化データを正常に復号することができる。
【００７１】
また、上述したように、ＳＴＣでは、空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間との間にｐ≧ｎの関係がある。よって、無線送信装置１００は、各アンテナにおいて、送信ブロック区間ｐ内に空間ダイバーシチの次元数ｎと同一の数のプリアンブルシーケンス（ｎ個）をすべて送信することができる。すなわち、無線受信装置２００は、送信ブロック区間ｐ内で、無線送信装置１００が送信したすべての種類（ｎ種類）のプリアンブルシーケンスを検出することができる。
【００７２】
また、ＳＴＣでは、送信ブロック区間ｐだけの時空間符号化データを受信してからブロック単位での時空間復号が行われる。よって、無線送信装置１００が各アンテナにおいて、送信ブロックタイミング毎に異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる場合でも、無線受信装置２００は、送信ブロック区間ｐ内で、すべてのプリアンブルシーケンスを検出し、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することができる。このため、復号処理の遅延は発生しない。
【００７３】
このように、本実施の形態によれば、無線送信装置のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出される場合でも、無線受信装置は、空間ダイバーシチの次元数を確実に特定し、データ信号を正常に復号することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、ＳＴＣを用いる場合について説明したが、本発明はＳＦＣ（Space Frequency Coding）を用いる場合でも同様に適用できる。
【００７５】
また、本発明は、例えば、通信確立時または数百ｍｓオーダーの比較的緩慢な制御時においても適用することができる。また、本発明では、空間ダイバーシチの次元数ｎがダイナミックに変更される場合でも、上記実施の形態と同様にして、本発明に係る無線送信装置は、空間ダイバーシチの次元数ｎに応じたプリアンブルシーケンスを各アンテナに割り当てればよい。これにより、本発明に係る無線受信装置は空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、無線受信装置が、受信プリアンブルシーケンスとの相関値が最も高いプリアンブルシーケンスの候補データの検出を送信ブロックタイミングの度に繰り返すことにより、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定する場合について説明した。しかし、本発明では、相関値が最も高いプリアンブルシーケンスの候補データに限らず、例えば、回線品質が良好な回線が複数存在する場合には、無線受信装置は、相関値がより高い複数のプリアンブルシーケンスの候補データの検出を送信ブロックタイミングの度に繰り返してもよい。これにより、無線受信装置では、複数の回線において、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することで、空間ダイバーシチの次元数ｎを、より精度良く特定することができる。
【００７７】
また、本実施の形態ではアンテナとして説明したが、本発明はアンテナポートでも同様に適用できる。
【００７８】
アンテナポートとは、１本または複数の物理アンテナから構成される、論理的なアンテナを指す。すなわち、アンテナポートは必ずしも１本の物理アンテナを指すとは限らず、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ等を指すことがある。
【００７９】
例えば3GPP-LTEにおいては、アンテナポートが何本の物理アンテナから構成されるかは規定されず、基地局が異なる参照信号（Reference signal）を送信できる最小単位として規定されている。
【００８０】
また、アンテナポートはプリコーディングベクトル（Precoding vector）の重み付けを乗算する最小単位として規定されることもある。
【００８１】
また、本実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【００８２】
また、本実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００８３】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【００８４】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【００８５】
２００９年３月２日出願の特願２００９−０４８４７７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。
【図１】
2010100879.tif 000011
【図２】
2010100879.tif 000012
【図３Ａ】
2010100879.tif 000013
【図３Ｂ】
2010100879.tif 000014
【図４】
2010100879.tif 000015
【図５】
2010100879.tif 000016
【図６】
2010100879.tif 000017
【図７Ａ】
2010100879.tif 000018
【図７Ｂ】
2010100879.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月23日(2011.5.23)
【手続補正１】
【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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信装置、無線受信装置およびプリアンブルシーケンス割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイバーシチ送信方法として、無線送信装置に複数のアンテナを配置し、各アンテナから時間をずらして同一内容の送信信号を送信する時空間符号（ＳＴＣ：Space Time
Coding）を用いる方法が検討されている。ＳＴＣでは、無線送信装置は、自装置と無線受信装置との間の回線情報（チャネル品質）を知らなくても送信ダイバーシチ利得を得ることができる。
【０００３】
ここで、ＳＴＣの一例として、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding）がある（例えば、非特許文献１，非特許文献２および非特許文献３参照）。例えば、無線送信装置でＳＴＢＣに用いるアンテナ本数を２本（アンテナ＃１および＃２）とし、無線受信装置のアンテナ本数を１本とする場合について説明する。また、無線送信装置は、連続する時刻の２シンボル時間ｍおよび（ｍ＋１）（例えば、時刻ｍＴおよび時刻（ｍ＋１）Ｔ）でデータ信号ｓ（ｍ）およびｓ（ｍ＋１）を送信する。
【０００４】
この場合、無線送信装置は、２シンボル時間ｍおよび（ｍ＋１）（時刻ｍＴおよび時刻（ｍ＋１）Ｔ）において、データ信号ｓ（ｍ）およびｓ（ｍ＋１）に対して時空間符号化を施し、次式（１）に示す、アンテナ＃１から送信される時空間符号化データｘ１およびアンテナ＃２から送信される時空間符号化データｘ２を無線受信装置へ送信する。ただし、式（１）に示す上添字＊は、複素共役を示す。
【数１】
2010100879.tif 000020
【０００５】
一方、無線受信装置は、連続する２シンボル時間ｍおよび（ｍ＋１）（時刻ｍＴおよび時刻（ｍ＋１）Ｔ）で受信した、次式（２）に示す受信信号ｙｉ（ｍ）およびｙｉ（ｍ＋１）を用いて時空間復号を行う。ただし、次式（２）において、ｈｉ１は無線送信装置のアンテナ＃１と無線受信装置のアンテナとの間のチャネル推定値を示し、ｈｉ２は無線送信装置のアンテナ＃２と無線受信装置のアンテナとの間のチャネル推定値を示す。また、ｚｉは雑音信号を示す。また、ｉは受信アンテナのポート番号を示す（ここでは、受信アンテナ本数＝１であるので、ｉ＝１となる）。
【数２】
2010100879.tif 000021
【０００６】
そして、無線受信装置は、次式（３）に示すように、式（２）を用いてデータ信号ｓ（
ｍ）およびｓ（ｍ＋１）を分離検出する。
【数３】
2010100879.tif 000022
【０００７】
また、式（３）より、受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）は、次式（４）のように表され、２ブランチの最大比合成ダイバーシチ効果が得られていることが分かる。ただし、式（４）において、Ｐｓは信号電力を示し、Ｐｚは雑音電力を示す。このように、ＳＴＢＣでは、無線送信装置が回線情報を知らなくても送信ダイバーシチ利得が得られる。
【数４】
2010100879.tif 000023
【０００８】
なお、以下の説明では、無線送信装置でＳＴＢＣに用いるアンテナ本数を、‘空間ダイバーシチの次元数’という。また、時空間符号化されたデータ信号が連続的に送信される時間を‘送信ブロック区間’という。つまり、上述したＳＴＢＣの一例では、無線送信装置のアンテナ数が２本であるので空間ダイバーシチの次元数＝２となり、データ信号が連続的に送信される時間が２シンボル時間ｍおよび（ｍ＋１）であるので送信ブロック区間＝２となる。
【０００９】
また、ＳＴＢＣを用いて時空間符号化された信号を復号する際に必要となる、無線送信装置のアンテナと無線受信装置のアンテナとの間のチャネル品質を推定するためのプリアンブルシーケンスが、データ信号に多重されて送信されることが想定される。この場合、プリアンブルシーケンスは空間ダイバーシチの次元（アンテナ）毎に同時に送信されることが好ましいため、ＳＴＢＣに用いるアンテナ毎に互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる必要がある。そして、無線受信装置は、無線送信装置の各アンテナからのプリアンブルシーケンスを検出して、無線送信装置の各アンテナと自装置のアンテナとの間のチャネル推定を行う。
【００１０】
ここで、無線受信装置が各アンテナのプリアンブルシーケンスをブラインド検出することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、まず、無線送信装置および無線受信装置は、使用されるプリアンブルシーケンスの候補データを共有する。そして、無線送信装置は自装置の各アンテナに対してプリアンブルシーケンスを固定的に割り当てる。また、無線送信装置では、空間ダイバーシチの次元数（例えば、ｎ）に対応するシーケンス番号ｎのプリアンブルシーケンスが割り当てられたアンテナを主アンテナとし、主アンテナ以外のアンテナを従アンテナとする。ここで、空間ダイバーシチの次元数ｎに対応するシーケンス番号ｎのプリアンブルシーケンスを、主アンテナ・プリアンブルシーケンスという。
【００１１】
例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎが４の場合、無線送信装置は４本のアンテナ（例えば、アンテナ＃１〜＃４）を用いてプリアンブルシーケンスを送信する。このとき、無線送信装置は、アンテナ＃１〜＃４に対して、シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスを固定的にそれぞれ割り当てる。すなわち、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４に対応する、最大のシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンスが主アンテナ・プリアンブルシーケンスとなる。また、シーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンス（主アンテナ・プリアンブルシーケンス）が割り当てられたアンテナ＃４が主アンテナとなり、アンテナ＃１〜＃３が従アンテナとなる。
【００１２】
一方、無線受信装置は、無線送信装置との間で共有しているプリアンブルシーケンスの
候補データと、受信したプリアンブルシーケンスとの相関を取ることで、プリアンブルシーケンスをブラインド検出する。そして、無線受信装置は、ブラインド検出したプリアンブルシーケンスのうち、シーケンス番号が最大のプリアンブルシーケンスを、主アンテナ・プリアンブルシーケンスとして特定し、特定したプリアンブルシーケンスのシーケンス番号を、空間ダイバーシチの次元数とする。例えば、無線受信装置は、プリアンブルシーケンスをブラインド検出し、検出したプリアンブルシーケンスのうちシーケンス番号が最大であるプリアンブルシーケンスがシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンスの場合、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４と特定する。そして、無線受信装置は、検出したプリアンブルシーケンスを用いて回線品質（チャネル品質）を推定し、得られるチャネル推定値および空間ダイバーシチの次元数ｎに基づいて、時空間復号を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２４４９１２号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】大鐘：「ＭＩＭＯシステムの基礎と要素技術」，電子情報通信学会，アンテナ・伝搬における設計・解析ワークショップ
【非特許文献２】W.Su, X.Xia and K.J.R.Liu,“A Systematic Design of High-Rate Complex Orthogonal Space-Time Block Codes”,IEEE COM. Letters vol.8，No.6，June 2004
【非特許文献３】唐沢好男著，「ＭＩＭＯのふしぎ探検」，電興技報，No.40，2006（Y.Karasawa, "Mysterious exploration of MIMO", Denki Kogyo technical report, No.40, 2006）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ここで、ＳＴＣ（または、ＳＴＢＣ）では、式（２）および式（３）に示すように、送信ブロック区間内の回線品質（式（２）および式（３）ではｈｉ１およびｈｉ２）が一定となることが前提となる。ただし、無線送信装置と無線通信装置との間の回線品質は、回線毎（すなわち、アンテナ毎）に異なる。つまり、ＳＴＣを用いる場合には、無線送信装置のアンテナと無線受信装置のアンテナとの間の回線品質が良好（または、劣悪）な場合には、送信ブロック区間では回線品質が常に良好（または、劣悪）となる。
【００１６】
そのため、上記従来技術では、無線送信装置の主アンテナと無線受信装置のアンテナとの間の回線の回線品質が劣悪な場合には、無線受信装置は、送信ブロック区間内のすべての送信ブロックタイミングにおいて主アンテナ・プリアンブルシーケンスの検出を失敗してしまう。そのため、無線受信装置は、空間ダイバーシチの次元数ｎを正しく特定できなくなり、時空間符号化データ信号を正常に復号できなくなってしまう。
【００１７】
例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４の場合（無線送信装置でＳＴＢＣに用いるアンテナがアンテナ＃１〜＃４の場合）について説明する。ここでは、アンテナ＃１〜＃４に対して、シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスがそれぞれ割り当てられる。また、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝１〜４に対して、シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスがそれぞれ対応付けられている。つまり、ここでは、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４に対応するシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンス（主アンテナ・プリアンブルシーケンス）が割り当てられたアンテナ＃４が主アンテナとなる。また、アンテナ＃４と無線受信装置のアンテナとの間の回線品質が劣悪であり、アンテナ＃１〜＃３のそれぞれと無線受信装置のアンテナとの間の回線品質が良好である場合について説明する。
【００１８】
この場合、無線受信装置は、アンテナ＃４のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃４）の検出に失敗し、アンテナ＃１〜＃３のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃１〜＃３）の検出に成功する。よって、無線受信装置は、検出したプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃１〜＃３）のうちシーケンスが最も大きいシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスを主アンテナ・プリアンブルシーケンスとして特定してしまう。つまり、無線受信装置は、空間ダイバーシチの次元数ｎを３と誤って判断してしまう。
【００１９】
よって、無線受信装置では、次式（５）に示すように、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝３に基づいて時空間復号を行ってしまう。ここで、式（５）に示すｈ１ｘは、無線送信装置のアンテナ＃ｘと無線受信装置のアンテナとの間のチャネル推定値を示す。このため、アンテナ＃４からの信号成分（式（５）に示すｈ１４を含む項）が干渉源となり、データ信号を正常に復号できない。
【数５】
2010100879.tif 000024
【００２０】
このように、上記従来技術では、無線受信装置は、特定のアンテナ（主アンテナ）のプリアンブルシーケンス（主アンテナ・プリアンブルシーケンス）の検出に失敗すると、データ信号を正常に復号できなくなってしまう。
【００２１】
本発明の目的は、無線送信装置のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出される場合でも、空間ダイバーシチの次元数を確実に特定し、データ信号を正常に復号することができる無線送信装置、無線受信装置およびプリアンブルシーケンス割当方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の無線送信装置は、空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、前記次元数以上の送信ブロック区間を決定する決定手段と、前記次元数と同一の数のアンテナにおいて、前記送信ブロック区間内で各アンテナに前記次元数と同一の数の前記プリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、前記送信ブロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる割当手段と、を具備する構成を採る。
【００２３】
本発明の無線受信装置は、無線送信装置の複数のアンテナからそれぞれ送信されたプリアンブルシーケンスを検出する検出手段と、前記複数のアンテナそれぞれと自装置のアンテナとの間の各回線のいずれかにおいて、前記無線送信装置が送信したすべての種類のプリアンブルシーケンスが検出された送信タイミングの数を空間ダイバーシチの次元数として特定する特定手段と、前記次元数、および、検出された前記プリアンブルシーケンスに基づいて、前記次元数以上の送信ブロック区間内で前記複数のアンテナからそれぞれ送信されたすべてのプリアンブルシーケンスを構成する構成手段と、を具備する構成を採る。
【００２４】
本発明のプリアンブルシーケンス割当方法は、空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、前記次元数以上の送信ブロック区間を決定し、前記次元数と同一の数のアンテナにおいて、前記送信ブロック区間内で各アンテナに前記次元数と同一の数の前記プリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、前記送信ブ
ロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てるようにした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、無線送信装置のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出される場合でも、空間ダイバーシチの次元数を確実に特定し、データ信号を正常に復号することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る無線送信装置の決定部の内部構成を示すブロック図
【図３Ａ】本発明の一実施の形態に係るシーケンス番号とプリアンブルシーケンスとの対応付けを示す図
【図３Ｂ】本発明の一実施の形態に係る空間ダイバーシチの次元数と送信ブロック区間との対応付けを示す図
【図４】本発明の一実施の形態に係るプリアンブルシーケンスの割当パターンを示す図
【図５】本発明の一実施の形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態に係る無線受信装置の検出部の内部構成を示すブロック図
【図７Ａ】本発明の一実施の形態に係る無線送信装置と無線受信装置との間の回線品質の一例を示す図
【図７Ｂ】本発明の一実施の形態に係るプリアンブルシーケンスの割当処理を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
本実施の形態に係る無線送信装置１００の構成を図１に示す。なお、図１に示す無線送信装置１００は、ｎ本のアンテナ（アンテナ１０７−１〜１０７−ｎ）を用いてＳＴＢＣを行う。つまり、空間ダイバーシチの次元数をｎとする。
【００２９】
図１に示す無線送信装置１００において、空間ダイバーシチの次元数ｎが決定部１０１、割当部１０２および時空間符号化部１０５に入力される。
【００３０】
決定部１０１は、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎに基づいて、各アンテナ（アンテナ１０７−１〜１０７−ｎ）から送信されるｎ個のプリアンブルシーケンスおよび送信ブロック区間を決定する。
【００３１】
ここで、図１に示す決定部１０１の内部構成を図２に示す。図２に示す決定部１０１において、候補データ保持部１０１１は、複数のプリアンブルシーケンスの候補データを保持する。例えば、候補データ保持部１０１１は、図３Ａに示すように、シーケンス番号とプリアンブルシーケンスとの対応付けを示すテーブルを保持する。なお、図３Ａに示すテーブルは、無線送信装置１００と後述する無線受信装置２００とで共有される。そして、候補データ保持部１０１１は、決定部１０１２からの指示に従って、プリアンブルシーケンスを決定部１０１２に出力する。
【００３２】
決定部１０１２は、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎと同一の数、つまり、ｎ個のプリアンブルシーケンスを、候補データ保持部１０１１が保持するプリアンブルシーケンスの候補データ（例えば、図３Ａ）の中から任意に選択することで、各アンテナから送信されるｎ個のプリアンブルシーケンスを決定する。また、決定部１０１２は、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎ以上となる送信ブロック区間（以下、送信ブロック区間ｐとする）を決定する。例えば、決定部１０１２は、図３Ｂに示すように、空間ダイバーシ
チの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付けを示すテーブルを保持する。そして、決定部１０１２は、空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付けを参照して、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎに対応する送信ブロック区間ｐを決定する。ここで、ＳＴＣでは、送信ブロック区間ｐは、空間ダイバーシチの次元数ｎ以上に決定される（つまり、ｐ≧ｎ）。具体的には、図３Ｂに示すように、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝２，３，４の場合には、送信ブロック区間ｐ＝２，４，４となり、ｐ≧ｎの関係を満たす。
【００３３】
そして、決定部１０１２は、決定したｎ個のプリアンブルシーケンスを割当部１０２に出力し、決定した送信ブロック区間ｐを割当部１０２および時空間符号化部１０５に出力する。
【００３４】
割当部１０２は、決定部１０１から入力されるｎ個のプリアンブルシーケンスを、決定部１０１から入力される送信ブロック区間ｐ内の送信ブロックタイミング毎に、各アンテナ（アンテナ１０７−１〜１０７−ｎ）に割り当てる。具体的には、割当部１０２は、空間ダイバーシチの次元数ｎと同一の数のアンテナ１０７−１〜１０７−ｎにおいて、送信ブロック区間内で各アンテナに、空間ダイバーシチの次元数ｎと同一の数、つまり、ｎ個のプリアンブルシーケンスを順に割り当てる。ただし、割当部１０２は、送信ブロック区間内の同一の送信ブロックタイミングでは、各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる。例えば、割当部１０２は、図４に示すように、送信ブロック区間内の各アンテナのプリアンブルシーケンスの割当パターンを保持し、空間ダイバーシチの次元数ｎおよびプリアンブルシーケンスの割当パターンに基づいてプリアンブルシーケンスを各アンテナに割り当てる。なお、図４に示す割り当てパターンは、無線送信装置１００と後述する無線受信装置２００とで共有される。そして、割当部１０２は、アンテナ毎に割り当てたプリアンブルシーケンスを多重部１０６に出力する。
【００３５】
チャネル符号化部１０３は、入力される送信データに対してチャネル符号化を施し、チャネル符号化後の送信データを変調部１０４に出力する。
【００３６】
変調部１０４は、チャネル符号化部１０３から入力される送信データを変調し、変調後の送信データを時空間符号化部１０５に出力する。
【００３７】
時空間符号化部１０５は、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎおよび決定部１０１から入力される送信ブロック区間ｐに基づいて、変調部１０４から入力される送信データに対して時空間符号化を施す。そして、時空間符号化部１０５は、時空間符号化後の送信データ（時空間符号化データ）をアンテナ毎に多重部１０６に出力する。例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝３（すなわち、ＳＴＢＣに用いるアンテナ本数：３本）とし、送信ブロック区間ｐ＝４（例えば、送信ブロックタイミングｍ，（ｍ＋１），（ｍ＋２）（ｍ＋３））とする場合に、送信データｓ（ｍ）、ｓ（ｍ＋１）、ｓ（ｍ＋２）が変調部１０４から時空間符号化部１０５に入力されたとする。この場合、時空間符号化部１０５は、送信ブロック区間ｍ〜（ｍ＋３）において、送信データｓ（ｍ）、ｓ（ｍ＋１）、ｓ（ｍ＋２）に対して時空間符号化を施す。そして、時空間符号化部１０５は、アンテナ１０７−１の時空間符号化データとして下記の式（６）に示すｘ１（ｍ）〜ｘ１（ｍ＋３）を多重部１０６に出力し、アンテナ１０７−２の時空間符号化データとして式（６）に示すｘ２（ｍ）〜ｘ２（ｍ＋３）を多重部１０６に出力し、アンテナ１０７−３の時空間符号化データとして式（６）に示すｘ３（ｍ）〜ｘ３（ｍ＋３）を多重部１０６に出力する。
【数６】
2010100879.tif 000025
【００３８】
多重部１０６は、割当部１０２から入力されるアンテナ毎のプリアンブルシーケンスおよび時空間符号化部１０５から入力されるアンテナ毎の時空間符号化データを、送信ブロックタイミング毎に多重する。そして、多重部１０６は、プリアンブルシーケンスが多重された時空間符号化データをアンテナ１０７−１〜１０７−ｎをそれぞれ介して無線受信装置２００に送信する。なお、送信データが無い場合（式（６）で右辺が０になる場合、例えば、式（６）に示すｘ３（ｍ＋１）、ｘ２（ｍ＋２）、ｘ１（ｍ＋３））でも、プリアンブルシーケンスは送信される。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る無線受信装置２００の構成を図５に示す。図５に示す無線受信装置２００において、分離部２０２には、無線送信装置１００からアンテナ２０１を介して受信された受信信号（すなわち、プリアンブルシーケンスが多重された時空間符号化データ）が入力される。分離部２０２は、受信信号をプリアンブルシーケンス（以下、受信プリアンブルシーケンスという）と時空間符号化データとに分離し、プリアンブルシーケンスを検出部２０３に出力し、時空間符号化データを時空間復号部２０６に出力する。
【００４０】
検出部２０３は、分離部２０２から入力される受信プリアンブルシーケンスの中から、無線送信装置１００の各アンテナ（１０７−１〜１０７−ｎ）からそれぞれ送信されたプリアンブルシーケンスを検出する。また、検出部２０３は、無線送信装置１００の各アンテナそれぞれと自装置のアンテナ２０１との間の各回線のいずれかにおいて、無線送信装置１００が送信したすべての種類のプリアンブルシーケンスを検出した場合、すべての種類のプリアンブルシーケンスが検出された送信ブロックタイミングの数を空間ダイバーシチの次元数ｎとして特定する。
【００４１】
図５に示す検出部２０３の内部構成を図６に示す。図６に示す検出部２０３において、候補データ保持部２０３１は、決定部１０１の候補データ保持部１０１１（図２）と同一のプリアンブルシーケンスの候補データ（図３Ａ）を保持する。そして、候補データ保持部２０３１は、プリアンブルシーケンスの候補データを検出部２０３２に順次出力する。
【００４２】
検出部２０３２は、分離部２０２から入力される受信プリアンブルシーケンスと、候補データ保持部２０３１が保持するプリアンブルシーケンスの候補データすべてとの相関を取る。そして、検出部２０３２は、相関値が最も高いプリアンブルシーケンスの候補データを、無線送信装置１００から送信されているプリアンブルシーケンスとして検出する。
検出部２０３２は、再び同一のプリアンブルシーケンスを検出するまで、上記プリアンブルシーケンスの検出を送信ブロックタイミングの度に繰り返す。そして、検出部２０３２は、再び同一のプリアンブルシーケンスを検出するまでの送信ブロックタイミング数を、空間ダイバーシチの次元数ｎとして特定する。つまり、検出部２０３２は、無線送信装置１００の各アンテナそれぞれと自装置のアンテナ２０１との間の各回線のいずれかにおいて、無線送信装置１００が送信したすべての種類のプリアンブルシーケンスが検出された送信ブロックタイミングの数を空間ダイバーシチの次元数ｎとする。換言すると、検出部２０３２は、再び同一のプリアンブルシーケンスを検出するまでに、検出したプリアンブルシーケンスの数を空間ダイバーシチの次元数ｎとする。また、検出部２０３２は、決定部１０１２と同様、空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付け（図３Ｂ）を保持し、その対応付けを参照して、送信ブロック区間ｐを特定する。そして、検出部２０３２は、特定したプリアンブルシーケンスを構成部２０４に出力し、空間ダイバーシチの次元数ｎおよび送信ブロック区間ｐを構成部２０４および時空間復号部２０６に出力する。
【００４３】
構成部２０４は、検出部２０３から入力される空間ダイバーシチの次元数ｎ、送信ブロック区間ｐ、および、プリアンブルシーケンスに基づいて、次元数ｎ以上の送信ブロック区間ｐで無線送信装置１００のアンテナ１０７−１〜１０７−ｎそれぞれに割り当てられたすべてのプリアンブルシーケンスを構成する。例えば、構成部２０４は、割当部１０２（図１）が保持するプリアンブルシーケンスの割当パターン（図４）と同一の割当パターンを保持する。そして、構成部２０４は、割当パターンを参照して、検出部２０３で検出されたプリアンブルシーケンス、空間ダイバーシチの次元数ｎおよび送信ブロック区間ｐに基づいて、各アンテナに割り当てられたプリアンブルシーケンスを送信ブロックタイミング毎に特定することで、すべてのプリアンブルシーケンスを構成する。
【００４４】
推定部２０５は、分離部２０２から入力される受信プリアンブルシーケンスおよび構成部２０４から入力される各アンテナ（１０７−１〜１０７−ｎ）のプリアンブルシーケンスを用いて、無線送信装置１００のアンテナ１０７−１〜１０７−ｎそれぞれと自装置のアンテナ２０１との間の回線品質（チャネル品質）を推定する。例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝３とする場合、推定部２０５は、アンテナ１０７−１とアンテナ２０１との間のチャネル推定値ｈ１１、アンテナ１０７−２とアンテナ２０１との間のチャネル推定値ｈ１２、アンテナ１０７−３とアンテナ２０１との間のチャネル推定値ｈ１３を推定する。そして、推定部２０５は、推定したチャネル推定値を時空間復号部２０６に出力する。
【００４５】
時空間復号部２０６は、検出部２０３から入力される空間ダイバーシチの次元数ｎおよび送信ブロック区間ｐ、および、推定部２０５から入力されるチャネル推定値を用いて、分離部２０２から入力される時空間符号化データを復号する。例えば、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝３とし、送信ブロック区間ｐ＝４とする場合、送信ブロック区間内の各送信ブロックタイミング（ｍ〜（ｍ＋３））における受信信号（時空間符号化データ）ｙ１は次式（７）で示される。
【数７】
2010100879.tif 000026
【００４６】
そして、時空間復号部２０６は、式（７）に示す受信信号に対して時空間復号を行うこ
とにより、次式（８）に示す復号後のデータｓ（ｍ）、ｓ（ｍ＋１）、ｓ（ｍ＋２）を得る。そして、時空間復号部２０６は、復号後のデータを復調部２０７に出力する。
【数８】
2010100879.tif 000027
【００４７】
復調部２０７は、時空間復号部２０６から入力されるデータを復調し、復調後のデータをチャネル復号部２０８に出力する。
【００４８】
チャネル復号部２０８は、復調部２０７から入力されるデータに対してチャネル復号を施し、チャネル復号後のデータを受信データとして出力する。
【００４９】
次に、無線送信装置１００（図１）におけるプリアンブルシーケンスの割当処理および無線受信装置２００（図５）におけるプリアンブルシーケンスの検出処理について詳細に説明する。
【００５０】
以下の説明では、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４とする。つまり、無線送信装置１００のアンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）〜１０７−４（アンテナ番号＃４）がＳＴＢＣに用いられる。また、無線送信装置１００の決定部１０１および無線受信装置２００の検出部２０３は、図３Ａに示すシーケンス番号とプリアンブルシーケンスとの対応付けを共有して保持し、図３Ｂに示す空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付けを共有して保持する。また、無線送信装置１００の割当部１０２および無線受信装置２００の構成部２０４は、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンを共有して保持する。また、以下の説明では、図７Ａに示すように、無線送信装置１００のアンテナ１０７−１〜１０７−４と無線受信装置２００のアンテナ２０１との間の回線品質のうち、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）とアンテナ２０１との間の回線品質のみが閾値以上（つまり、回線品質が良好）とする。
【００５１】
よって、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４が入力される場合、決定部１０１は、図３Ａに示すプリアンブルシーケンスの中から、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４と同数である４つのプリアンブルシーケンス（例えば、シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスＡ〜Ｄ）を任意に選択する。また、決定部１０１は、図３Ｂに示す対応付けを参照して、送信ブロック区間ｐを、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４に対応する４送信ブロックタイミングに決定する。
【００５２】
次いで、割当部１０２は、図４に示すように、入力される空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４、決定部１０１から入力される送信ブロック区間ｐ＝４に基づいて、プリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスＡ〜Ｄ）をアンテナ１０７−１〜１０７−４にそれぞれ割り当てる。
【００５３】
具体的には、図７Ｂの左側に示すように、割当部１０２は、送信ブロックタイミングｍでは、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに従って、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）にシーケンス番号＃１のプリアンブルシーケンスＡを割り当て、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）にシーケンス番号＃２のプリアンブルシーケンスＢを割り当て、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）にシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスＣを割り当て、アンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）にシーケンス
番号＃４のプリアンブルシーケンスＤを割り当てる。
【００５４】
同様に、割当部１０２は、図７Ｂの左側に示すように、送信ブロックタイミング（ｍ＋１）では、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに従って、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）にシーケンス番号＃４のプリアンブルシーケンスＤを割り当て、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）にシーケンス番号＃１のプリアンブルシーケンスＡを割り当て、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）にシーケンス番号＃２のプリアンブルシーケンスＢを割り当て、アンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）にシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスＣを割り当てる。
【００５５】
図７Ｂの左側に示すように、送信ブロックタイミング（ｍ＋２）および（ｍ＋３）についても同様である。なお、割当部１０２は、各アンテナにおいて、すべてのプリアンブルシーケンスを割り当てた場合には、次の送信ブロックタイミング（ここでは、図４に示す送信ブロックタイミング（ｍ＋４）以降）では、最初の送信ブロックタイミングｍと同一のプリアンブルシーケンスを割り当てる。
【００５６】
すなわち、割当部１０２は、空間ダイバーシチの次元数ｎ（ここでは、ｎ＝４）と同一の数のアンテナ（ここでは、アンテナ１０７−１〜１０７−４）において、空間ダイバーシチの次元数ｎ以上の送信ブロック区間ｐ（ここではｐ＝４、送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３））内で、空間ダイバーシチの次元数ｎ（ｎ＝４）と同一の数のｎ個のプリアンブルシーケンス（プリアンブルシーケンスＡ〜Ｄ）を順にすべて割り当てる。具体的には、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４の場合、図７Ｂの左側に示すように、割当部１０２は、送信ブロックタイミングｍ，（ｍ＋１），（ｍ＋２），（ｍ＋３）において、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）に対してシーケンス番号＃１，＃４，＃３，＃２の４つのプリアンブルシーケンスをすべて割り当て、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）に対してシーケンス番号＃２，＃１，＃４，＃３の４つプリアンブルシーケンスをすべて割り当てる。アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）およびアンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）についても同様である。つまり、割当部１０２は、いずれのアンテナに対しても、送信ブロック区間ｐ内の送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）で、４つのプリアンブルシーケンスＡ〜Ｄを順にすべて割り当てる。
【００５７】
また、割当部１０２は、送信ブロック区間内の同一の送信ブロックタイミングでは、各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる。具体的には、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４の場合、図７Ｂの左側に示すように、割当部１０２は、送信ブロック区間（ｐ＝４）内の各送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）では、アンテナ１０７−１〜１０７−４に対してシーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンスＡ〜Ｄのいずれかをそれぞれ割り当てる。すなわち、割当部１０２は、同一送信ブロックタイミングでは、空間ダイバーシチの次元毎（アンテナ毎）に異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる。
【００５８】
一方、分離部２０２から受信プリアンブルシーケンスが入力されると、無線受信装置２００の検出部２０３（図５）は、受信プリアンブルシーケンスと、図３Ａに示すプリアンブルシーケンスの候補データすべてとの相関を取り、相関値が最大のシーケンス番号のプリアンブルシーケンスを検出する。
【００５９】
ここでは、図７Ａに示すように、送信ブロック区間では、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）とアンテナ２０１との間の回線品質のみが良好である。よって、検出部２０３は、送信ブロックタイミングｍで受信した受信プリアンブルシーケンスと、図３Ａに示すプリアンブルシーケンスの候補データすべてとの相関を順に取ると、最大の相関値を取るシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスＣを検出する。同様にして、検出部２０
３は、送信ブロックタイミング（ｍ＋１）で受信した受信プリアンブルシーケンスと、図３Ａに示すプリアンブルシーケンスの候補データすべてとの相関を順に取ると、最大の相関値を取るシーケンス番号＃２のプリアンブルシーケンスＢを検出する。送信ブロックタイミング（ｍ＋２）および（ｍ＋３）についても同様である。
【００６０】
よって、検出部２０３では、図７Ｂ右側に示すように、送信ブロック区間内の送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）においてシーケンス番号＃３，＃２，＃１，＃４のプリアンブルシーケンス（図７Ｂ右側に示す破線で囲まれたプリアンブルシーケンス）が検出される。
【００６１】
ここで、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４の場合、図４に示すように、無線送信装置１００の割当部１０２は、送信ブロックタイミング（ｍ＋４）では、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）〜１０７−４（アンテナ番号＃４）に対して、送信ブロックタイミングｍで割り当てたプリアンブルシーケンスと同一のプリアンブルシーケンスを割り当てる。すなわち、検出部２０３は、送信ブロックタイミング（ｍ＋４）では、アンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）に割り当てられたシーケンス番号＃３のプリアンブルシーケンスＣ（図７Ｂ右側に示す送信ブロックタイミングｍと同一のプリアンブルシーケンス）を検出する。
【００６２】
よって、検出部２０３は、送信ブロック区間の先頭の送信ブロックタイミングｍで検出したプリアンブルシーケンスと同一のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃３）が検出されるまでの送信ブロックタイミングの数を、空間ダイバーシチの次元数ｎとして特定する。ここでは、同一のプリアンブルシーケンスが検出されるまでの送信ブロックタイミングは、送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）の４つであるので、検出部２０３は、空間ダイバーシチの次元数ｎを４と特定する。換言すると、検出部２０３は、無線送信装置１００の各アンテナと自装置のアンテナとの間の各回線のいずれかにおいて、無線送信装置１００が送信したすべての種類（ｎ種類）のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃１〜＃４のプリアンブルシーケンス）が検出された送信ブロックタイミングの数を、空間ダイバーシチの次元数ｎとして特定する。すなわち、検出部２０３は、検出されるプリアンブルシーケンスが一巡する送信ブロックタイミングの数に基づいて、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定する。
【００６３】
そして、検出部２０３は、図３Ｂに示す空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間ｐとの対応付けを参照して、空間ダイバーシチの次元数ｎ＝４に対応する送信ブロック区間ｐ＝４を特定する。
【００６４】
検出部２０３で特定された空間ダイバーシチの次元数ｎが４であり、送信ブロック区間ｐが４である場合、構成部２０４は、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに基づいて、送信ブロック区間ｐ（送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３））のアンテナ毎のプリアンブルシーケンスを構成する。
【００６５】
具体的には、図７Ｂ右側に示すように、構成部２０４では、送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３）のアンテナ１０７−３（アンテナ番号＃３）のプリアンブルシーケンス（シーケンス番号＃３，＃２，＃１，＃４）が既知である。よって、構成部２０４は、送信ブロックタイミングｍでは、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに従って、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）、アンテナ１０７−２（アンテナ番号＃２）およびアンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）のプリアンブルシーケンスが、シーケンス番号＃１，＃２および＃４のプリアンブルシーケンスであるとそれぞれ特定する。同様に、構成部２０４は、送信ブロックタイミング（ｍ＋１）では、図４に示すプリアンブルシーケンスの割当パターンに従って、アンテナ１０７−１（アンテナ番号＃１）、アンテナ
１０７−２（アンテナ番号＃２）およびアンテナ１０７−４（アンテナ番号＃４）のプリアンブルシーケンスが、シーケンス番号＃４，＃１および＃３のプリアンブルシーケンスであるとそれぞれ特定する。送信ブロックタイミング（ｍ＋２）および（ｍ＋３）についても同様である。
【００６６】
これにより、構成部２０４は、送信ブロック区間ｐ内の各送信ブロックタイミングにおけるアンテナ１０７−１〜１０７−４のすべてのプリアンブルシーケンスを構成する。
【００６７】
なお、ここでは、空間ダイバーシチの次元数ｎが４の場合について説明したが、空間ダイバーシチの次元数ｎは４に限らず、例えば、図４に示す空間ダイバーシチの次元数ｎ＝１〜３についても同様にして本発明を適用することができる。
【００６８】
このように、無線受信装置２００は、いずれかのアンテナ（図７Ｂではアンテナ番号＃３のアンテナ１０７−３）でプリアンブルシーケンスを正常に検出できれば、プリアンブルシーケンスが正常に検出されたアンテナ以外のアンテナのプリアンブルシーケンスを特定することができる。
【００６９】
上述したように、ＳＴＣでは、送信ブロック区間内では、回線品質が一定であること、つまり、チャネル変動が無いことが前提となる。すなわち、回線品質が良好な回線（図７Ａではアンテナ１０７−３とアンテナ２０１との間の回線）では、送信ブロック区間（図７Ｂでは送信ブロックタイミングｍ〜（ｍ＋３））のすべての送信ブロックタイミングで回線品質が良好となる。よって、無線受信装置２００は、回線品質が良好な回線では、送信ブロック区間ｐ内で、すべてのプリアンブルシーケンスを検出することができ、検出したプリアンブルシーケンスに基づいて空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することができる。
【００７０】
例えば、図７Ａに示すように、無線送信装置１００の各アンテナと無線受信装置２００のアンテナ２０１との間の回線品質は回線毎（アンテナ毎）に異なり、一部の回線（アンテナ）のみで良好な場合が多い。しかし、本実施の形態によれば、無線送信装置１００の各アンテナと無線受信装置２００のアンテナ２０１との間の回線のうち、回線品質が良好な回線が少なくとも１回線あれば、無線受信装置２００は、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することができる。さらに、無線受信装置２００は、少なくとも１回線の送信ブロック区間内のプリアンブルシーケンスを特定できれば、すべての回線の送信ブロック区間内のすべてのプリアンブルシーケンスを特定することができる。このように、無線送信装置１００のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出されても、空間ダイバーシチの次元数ｎおよびすべてのプリアンブルシーケンスを特定できるので、送信ダイバーシチ利得を向上させることができる。これにより、無線受信装置２００は、空間ダイバーシチの次元数ｎ、および、各アンテナの送信ブロック区間内のプリアンブルシーケンスを用いて、受信した時空間符号化データを正常に復号することができる。
【００７１】
また、上述したように、ＳＴＣでは、空間ダイバーシチの次元数ｎと送信ブロック区間との間にｐ≧ｎの関係がある。よって、無線送信装置１００は、各アンテナにおいて、送信ブロック区間ｐ内に空間ダイバーシチの次元数ｎと同一の数のプリアンブルシーケンス（ｎ個）をすべて送信することができる。すなわち、無線受信装置２００は、送信ブロック区間ｐ内で、無線送信装置１００が送信したすべての種類（ｎ種類）のプリアンブルシーケンスを検出することができる。
【００７２】
また、ＳＴＣでは、送信ブロック区間ｐだけの時空間符号化データを受信してからブロック単位での時空間復号が行われる。よって、無線送信装置１００が各アンテナにおいて、送信ブロックタイミング毎に異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる場合でも、無
線受信装置２００は、送信ブロック区間ｐ内で、すべてのプリアンブルシーケンスを検出し、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することができる。このため、復号処理の遅延は発生しない。
【００７３】
このように、本実施の形態によれば、無線送信装置のいずれのアンテナから送信されたプリアンブルシーケンスが検出される場合でも、無線受信装置は、空間ダイバーシチの次元数を確実に特定し、データ信号を正常に復号することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、ＳＴＣを用いる場合について説明したが、本発明はＳＦＣ（Space Frequency Coding）を用いる場合でも同様に適用できる。
【００７５】
また、本発明は、例えば、通信確立時または数百ｍｓオーダーの比較的緩慢な制御時においても適用することができる。また、本発明では、空間ダイバーシチの次元数ｎがダイナミックに変更される場合でも、上記実施の形態と同様にして、本発明に係る無線送信装置は、空間ダイバーシチの次元数ｎに応じたプリアンブルシーケンスを各アンテナに割り当てればよい。これにより、本発明に係る無線受信装置は空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、無線受信装置が、受信プリアンブルシーケンスとの相関値が最も高いプリアンブルシーケンスの候補データの検出を送信ブロックタイミングの度に繰り返すことにより、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定する場合について説明した。しかし、本発明では、相関値が最も高いプリアンブルシーケンスの候補データに限らず、例えば、回線品質が良好な回線が複数存在する場合には、無線受信装置は、相関値がより高い複数のプリアンブルシーケンスの候補データの検出を送信ブロックタイミングの度に繰り返してもよい。これにより、無線受信装置では、複数の回線において、空間ダイバーシチの次元数ｎを特定することで、空間ダイバーシチの次元数ｎを、より精度良く特定することができる。
【００７７】
また、本実施の形態ではアンテナとして説明したが、本発明はアンテナポートでも同様に適用できる。
【００７８】
アンテナポートとは、１本または複数の物理アンテナから構成される、論理的なアンテナを指す。すなわち、アンテナポートは必ずしも１本の物理アンテナを指すとは限らず、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ等を指すことがある。
【００７９】
例えば3GPP-LTEにおいては、アンテナポートが何本の物理アンテナから構成されるかは規定されず、基地局が異なる参照信号（Reference signal）を送信できる最小単位として規定されている。
【００８０】
また、アンテナポートはプリコーディングベクトル（Precoding vector）の重み付けを乗算する最小単位として規定されることもある。
【００８１】
また、本実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【００８２】
また、本実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００８３】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【００８４】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【００８５】
２００９年３月２日出願の特願２００９−０４８４７７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。
【手続補正２】
【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】
空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、前記次元数以上の送信ブロック区間を決定する決定手段と、
前記次元数と同一の数のアンテナにおいて、前記送信ブロック区間内で各アンテナに前記次元数と同一の数の前記プリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、前記送信ブロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる割当手段と、
を具備する無線送信装置。
【請求項２】
無線送信装置の複数のアンテナからそれぞれ送信されたプリアンブルシーケンスを検出する検出手段と、
前記複数のアンテナそれぞれと自装置のアンテナとの間の各回線のいずれかにおいて、前記無線送信装置が送信したすべての種類のプリアンブルシーケンスが検出された送信タイミングの数を空間ダイバーシチの次元数として特定する特定手段と、
前記次元数、および、検出された前記プリアンブルシーケンスに基づいて、前記次元数以上の送信ブロック区間内で前記複数のアンテナからそれぞれ送信されたすべてのプリアンブルシーケンスを構成する構成手段と、
を具備する無線受信装置。
【請求項３】
空間ダイバーシチの次元数と同一の数のプリアンブルシーケンスを決定するとともに、前記次元数以上の送信ブロック区間を決定し、
前記次元数と同一の数のアンテナにおいて、前記送信ブロック区間内で各アンテナに前記次元数と同一の数の前記プリアンブルシーケンスを順に割り当て、かつ、前記送信ブロック区間内の同一の送信タイミングでは各アンテナに互いに異なるプリアンブルシーケンスを割り当てる、
プリアンブルシーケンス割当方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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2010100879.tif 000038
2010100879.tif 000039
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