(57)【要約】    【課題】      異なる信号系列のデータを繰り返し復調することにより、繰り返し復調による性能改善効果を向上させること。    【解決手段】  ＭＩＭＯ復調部１０５は、異なる信号系列の受信データの繰り返し復調を行う。デインタリーブ部１０６は、デインタリーブを行う。レート・デマッチング処理部１０７は、レート・デマッチング処理を行う。ＦＥＣ復号器１０８は、ＦＥＣ復号を行う。外部情報生成部１０９は、ＣＲＣ検査部１１１から誤りが検出された旨の情報が入力した場合には、尤度情報に基づいて外部情報を生成する。信号系列変換部１１０は、再送回数に応じたパターンにて、レート・マッチング処理を行うとともに、再送回数及び繰り返し復調回数に応じたパターンにて、インタリーブを行う。ＣＲＣ検査部１１１は、受信データの誤り検出を行う。  【選択図】      図１
2006246341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のストリーム毎の独立したデータを指向性を設けて受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信したデータの前記ストリーム毎の復調処理を所定回数繰り返すとともに、繰り返し復調する際に前回の復調処理における信号系列とは異なる信号系列に変換した受信データを復調する繰り返し復調手段と、
前記繰り返し復調手段における復調処理毎に受信データの誤りを検出するとともに誤りが検出された場合に前記繰り返し復調手段に対して繰り返し復調処理を行わせる誤り検出手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記繰り返し復調手段は、繰り返し復調する際に前回の復調処理における配列とは異なる配列に変換した受信データを復調することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
複数のストリーム毎の独立したデータを指向性を設けて受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信したデータに誤りが検出された場合には再送を要求する再送要求手段と、
前記再送要求手段にて再送要求した再送データを受信した場合には再送データの前記ストリーム毎の復調処理を所定回数繰り返すとともに、前回受信時のデータの信号系列とは異なる信号系列の前記再送データを繰り返し復調する繰り返し復調手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項４】
前記繰り返し復調手段は、前回受信時における配列とは異なる配列の再送データを繰り返し復調することを特徴とする請求項３記載の通信装置。
【請求項５】
前記繰り返し復調手段は、前回受信時のパターンとは異なるパターンにてデータを間引かれた再送データを繰り返し復調することを特徴とする請求項３または請求項４記載の通信装置。
【請求項６】
通信相手より再送要求された場合には再送データを前回送信時のデータとは異なる信号系列に変換する信号系列変換手段と、
前記信号系列変換手段にて信号系列を変換された送信データを複数のストリームに分割するとともに前記ストリーム毎に復調可能なように変調する変調手段と、
前記変調手段にて変調された前記送信データを複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナより前記ストリーム毎に独立して指向性送信する送信手段と、
を具備することを特徴とする送信装置。
【請求項７】
前記信号系列変換手段は、データを並び替えることにより前記信号系列を変換することを特徴とする請求項６記載の送信装置。
【請求項８】
前記信号系列変換手段は、データを間引くことにより前記信号系列を変換することを特徴とする請求項６または請求項７記載の送信装置。
【請求項９】
前記信号系列変換手段は、システマチックビットデータよりもパリティビットデータの方を優先的に間引くことを特徴とする請求項８記載の送信装置。
【請求項１０】
前記通信相手から再送要求された場合には前記変調手段にて変調する際に再送データのシステマチックビットデータが前記アンテナ素子に対して均等な配置になるように調整するマッピング調整手段を具備し、
前記送信手段は、前記マッピング調整手段にてアレーアンテナのアンテナ素子に対してシステマチックビットデータが均等に配置されるように調整された再送データを、前記ストリーム毎に独立して指向性送信することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１１】
前記通信相手から再送要求された場合には前記変調手段にて変調する際に再送データのシステマチックビットデータが特定のシンボルに集中するように調整するマッピング調整手段を具備し、
前記送信手段は、前記マッピング調整手段にてシステマチックビットデータが特定のシンボルに集中するように調整された再送データを、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナより前記ストリーム毎に独立して指向性送信することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１２】
複数のストリーム毎の独立したデータを指向性を設けて受信するステップと、
受信したデータの前記ストリーム毎の復調処理を所定回数繰り返すとともに、繰り返し復調する際に前回の復調処理における信号系列とは異なる信号系列に変換した受信データを復調するステップと、
前記復調処理毎に受信データの誤りを検出するとともに誤りが検出された場合に繰り返し復調処理を行わせるステップと、
を具備することを特徴とする復調方法。
【請求項１３】
複数のストリーム毎の独立したデータを通信装置が指向性を設けて受信するステップと、
受信したデータに誤りが検出された場合には通信相手に再送を要求するステップと、
再送要求された前記通信相手が再送データを前回送信時のデータとは異なる信号系列に変換するステップと、
前記信号系列を変換した再送データを複数のストリームに分割するとともに前記ストリーム毎に復調可能なように変調するステップと、
変調した前記再送データを複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナより前記ストリーム毎に独立して指向性送信するステップと、
前記通信装置が前記再送データを受信するステップと、
受信した前記再送データの前記ストリーム毎の復調処理を所定回数繰り返すステップと、
を具備することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、送信装置、復調方法及び通信方法に関し、特にＭＩＭＯ（multiple-input multiple-output)チャネルを用いて伝送を行う通信装置、送信装置、復調方法及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＩＭＯチャネルを用いて伝送を行う際、強力な誤り訂正能力を持つ訂正符号であるターボ符号等のＦＥＣ符号を外符号にするとともに、ＭＩＭＯマッピングを内符号とした連接符号とみなし、ＭＩＭＯ復調部とＦＥＣ復号部との間で外部情報をやり取りすることで、繰り返し復号による大きな符号化利得を実現できる（例えば、非特許文献１)。また、無線通信システムにおける高速パケット伝送の実現方法として、再送制御(Automatic-Repeat-Reqest: ARQ)と誤り訂正符号とを融合したＨｙｂｒｉｄＡＲＱ（以下「ＨＡＲＱ」と記載する）の手法が提案されており、効率的な誤り制御を行う方式として検討されている。また、ＭＩＭＯは、限られた周波数帯域を有効に利用し、高速伝送を実現するシステムであり、送受信双方にアレーアンテナを用い、独立な信号を同一帯域において同時に送受信するシステムである。
【非特許文献１】B.M.Hochwald and S.ten Brink, “Achieving Near-capacity on a Multiple-Antenna Channel”, IEEE Trans. On Commun., vol.51, No.3, Mar 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の装置においては、ＭＩＭＯ復調に際して、ＭＩＭＯ復調への外部情報の引渡し及び繰り返し復調による性能改善を実施しようとすると膨大な処理が発生するという問題がある。
【０００４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、異なる信号系列のデータを繰り返し復調することにより、繰り返し復調による性能改善効果を向上させることができる通信装置、送信装置、復調方法及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の通信装置は、複数のストリーム毎の独立したデータを指向性を設けて受信する受信手段と、前記受信手段にて受信したデータの前記ストリーム毎の復調処理を所定回数繰り返すとともに、繰り返し復調する際に前回の復調処理における信号系列とは異なる信号系列に変換した受信データを復調する繰り返し復調手段と、前記繰り返し復調手段における復調処理毎に受信データの誤りを検出するとともに誤りが検出された場合に前記繰り返し復調手段に対して繰り返し復調処理を行わせる誤り検出手段と、を具備する構成を採る。
【０００６】
また、本発明の通信装置は、複数のストリーム毎の独立したデータを指向性を設けて受信する受信手段と、前記受信手段にて受信したデータに誤りが検出された場合には再送を要求する再送要求手段と、前記再送要求手段にて再送要求した再送データを受信した場合には再送データの前記ストリーム毎の復調処理を所定回数繰り返すとともに、前回受信時のデータの信号系列とは異なる信号系列の前記再送データを繰り返し復調する繰り返し復調手段と、を具備する構成を採る。
【０００７】
本発明の送信装置は、通信相手より再送要求された場合には再送データを前回送信時のデータとは異なる信号系列に変換する信号系列変換手段と、前記信号系列変換手段にて信号系列を変換された送信データを複数のストリームに分割するとともに前記ストリーム毎に復調可能なように変調する変調手段と、前記変調手段にて変調された前記送信データを複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナより前記ストリーム毎に独立して指向性送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【０００８】
本発明の復調方法は、複数のストリーム毎の独立したデータを指向性を設けて受信するステップと、受信したデータの前記ストリーム毎の復調処理を所定回数繰り返すとともに、繰り返し復調する際に前回の復調処理における信号系列とは異なる信号系列に変換した受信データを復調するステップと、前記復調処理毎に受信データの誤りを検出するとともに誤りが検出された場合に繰り返し復調処理を行わせるステップと、を具備するようにした。
【０００９】
本発明の通信方法は、複数のストリーム毎の独立したデータを通信装置が指向性を設けて受信するステップと、受信したデータに誤りが検出された場合には通信相手に再送を要求するステップと、再送要求された前記通信相手が再送データを前回送信時のデータとは異なる信号系列に変換するステップと、前記信号系列を変換した再送データを複数のストリームに分割するとともに前記ストリーム毎に復調可能なように変調するステップと、変調した前記再送データを複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナより前記ストリーム毎に独立して指向性送信するステップと、前記通信装置が前記再送データを受信するステップと、受信した前記再送データの前記ストリーム毎の復調処理を所定回数繰り返すステップと、を具備するようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、異なる信号系列のデータを繰り返し復調することにより、繰り返し復調による性能改善効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信装置１００の構成を示すブロック図である。ＭＩＭＯ復調部１０５、デインタリーブ部１０６、レート・デマッチング処理部１０７、ＦＥＣ復号器１０８、外部情報生成部１０９及び信号系列変換部１１０は、繰り返し復調部１１７を構成する。
【００１３】
アンテナ素子１０１−１〜１０１−ｎ（ｎは２以上の任意の自然数）は、アレーアンテナを構成し、受信したデータを受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−ｎへ出力する。アンテナ素子１０１−１〜１０１−ｎは、複数のストリーム毎の独立したデータを、所定の指向性を設けて受信する。また、アンテナ素子１０１−１〜１０１−ｎは、送信ＲＦ部１１６−１〜１１６−ｎから入力した送信データを、指向性制御部１１５−１〜１１５−ｎにて設定された指向性にて指向性送信する。
【００１４】
受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−ｎは、アンテナ素子１０１−１〜１０１−ｎから入力した受信データを、無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートして指向性制御部１０３−１〜１０３−ｎへ出力する。
【００１５】
指向性制御部１０３−１〜１０３−ｎは、アンテナ素子１０１−１〜１０１−ｎにて指向性を設けてデータを受信できるように指向性を制御する。また指向性制御部１０３−１〜１０３−ｎは、受信ＲＦ部１０２−１〜１０２−ｎから入力した受信データを、制御信号と個別チャネルの信号とに分離して、制御信号を制御信号復調部１０４へ出力するとともに、個別チャネルの信号をＭＩＭＯ復調部１０５へ出力する。
【００１６】
制御信号復調部１０４は、指向性制御部１０３−１〜１０３−ｎから入力した制御信号より、変調多値数、ＭＩＭＯ多重方法、再送回数及び符号化の情報を取り出す。そして、制御信号復調部１０４は、取り出した変調多値数及びＭＩＭＯ多重方法の情報に基づいてＭＩＭＯ復調を行うようにＭＩＭＯ復調部１０５に対して指示し、取り出した再送回数及び符号化の情報に基づいて処理を行うようにデインタリーブ部１０６及びレート・デマッチング処理部１０７及び信号系列変換部１１０に対して指示する。
【００１７】
ＭＩＭＯ復調部１０５は、個別チャネルを扱い、制御信号復調部１０４により指示された変調多値数及びＭＩＭＯ多重方法に従ってＭＩＭＯ復調を実施する。即ち、ＭＩＭＯ復調部１０５は、指向性制御部１０３−１〜１０３−ｎから入力した受信データを復調してデインタリーブ部１０６へ出力するとともに、信号系列変換部１１０から入力した復調後の受信データを再び復調することにより、繰り返し復調を行う。ＭＩＭＯ復調としては、例えば、Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ(以下「ＺＦ」と記載する)の方法を用いる。
【００１８】
デインタリーブ部１０６は、制御信号復調部１０４により指示された再送回数及び符号化に従ってＭＩＭＯ復調部１０５から入力した受信データを並び替えて元の配列に戻す処理であるデインタリーブを行う。具体的には、デインタリーブ部１０６は、送信装置にて並び替えられる前の配列になるように受信データを並び替える。そして、デインタリーブ部１０６は、並び替えた受信データをレート・デマッチング処理部１０７へ出力する。
【００１９】
レート・デマッチング処理部１０７は、制御信号復調部１０４により指示された再送回数及び符号化に従ってデインタリーブ部１０６から入力した受信データに対して、間引かれたデータを補充する処理であるレート・デマッチング処理を行う。そして、レート・デマッチング処理部１０７は、レート・デマッチング処理後の受信データをＦＥＣ復号器１０８へ出力する。
【００２０】
ＦＥＣ復号器１０８は、例えばターボ復号器であり、レート・デマッチング処理部１０７から入力した受信データ、即ちシステマチックビットデータを外部情報として扱い、ＦＥＣ復号を行う。具体的には、ＦＥＣ復号器１０８は、受信データを軟判定復号して尤度を求め、求めた尤度の情報である尤度情報を外部情報生成部１０９へ出力する。また、ＦＥＣ復号器１０８は、復号後の受信データをＣＲＣ検査部１１１へ出力する。
【００２１】
外部情報生成部１０９は、ＣＲＣ検査部１１１から誤りが検出された旨の情報が入力した場合には、ＦＥＣ復号器１０８から入力した尤度情報に基づいて外部情報を生成して、生成した外部情報を信号系列変換部１１０へ出力する。
【００２２】
信号系列変換部１１０は、制御信号復調部１０４により指示された再送回数及び符号化に従って、外部情報生成部１０９から入力した外部情報を次回受信用の再送回数に応じたパターンとマッチングさせて加算する。具体的には、信号系列変換部１１０は、再送回数に応じたパターンにて、データを間引く処理であるレート・マッチング処理を行うとともに、再送回数及び繰り返し復調回数に応じたパターンにて、並び替える処理であるインタリーブを行う。即ち、信号系列変換部１１０は、レート・マッチングまたはインタリーブにより受信データの信号系列を変換する。そして、信号系列変換部１１０は、加算した外部情報をＭＩＭＯ復調部１０５へ出力する。
【００２３】
誤り検出手段であるＣＲＣ検査部１１１は、ＦＥＣ復号器１０８から入力した受信データの誤り検出を行う。そして、ＣＲＣ検査部１１１は、誤りがない場合には受信データを出力し、誤りがある場合には誤りが検出された旨の情報を外部情報生成部１０９及び再送要求信号生成部１１２へ出力する。
【００２４】
再送要求信号生成部１１２は、ＣＲＣ検査部１１１から誤りが検出された旨の情報が入力した場合には、再送要求するための信号である再送要求信号を生成する。再送要求信号生成部１１２は、再送要求信号を生成する際には、送信側にて設定する符号化、変調多値数、ＭＩＭＯ多重方法、再送回数の情報を含める。そして、再送要求信号生成部１１２は、生成した再送要求信号を多重部１１３へ出力する。
【００２５】
多重部１１３は、再送要求信号生成部１１２から入力した再送要求信号と送信データとを多重して送信データとしてＭＩＭＯ変調部１１４へ出力する。
【００２６】
ＭＩＭＯ変調部１１４は、多重部１１３から入力した送信データに対して複数のストリーム毎に独立して送信されるように変調する。具体的には、ＭＩＭＯ変調部１１４は、多重部１１３から入力した送信データをストリーム毎、即ち指向性送信する際の指向性毎に分割し、分割した送信データを変調した後に、指向性制御部１１５−１〜１１５−ｎへ出力する。
【００２７】
指向性制御部１１５−１〜１１５−ｎは、ＭＩＭＯ変調部１１４から入力した送信データの指向性を制御して送信ＲＦ部１１６−１〜１１６−ｎへ出力する。
【００２８】
送信ＲＦ部１１６−１〜１１６−ｎは、指向性制御部１１５−１〜１１５−ｎから入力した送信データをベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバートしてアンテナ素子１０１−１〜１０１−ｎへ出力する。
【００２９】
次に、送信装置２００の構成について、図２を用いて説明する。図２は、送信装置２００の構成を示すブロック図である。
【００３０】
アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎは、アレーアンテナを構成し、受信したデータを受信ＲＦ部２０２−１〜２０２−ｎへ出力する。アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎは、複数のストリーム毎の独立したデータを、後述する指向性制御部２０３−１〜２０３−ｎにて設定された指向性にて受信する。また、アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎは、送信ＲＦ部２１２−１〜２１２−ｎから入力した送信データを、後述する指向性制御部２１１にて設定された指向性にて指向性送信する。
【００３１】
受信ＲＦ部２０２−１〜２０２−ｎは、アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎから入力した受信データを無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートして指向性制御部２０３−１〜２０３−ｎへ出力する。
【００３２】
指向性制御部２０３−１〜２０３−ｎは、受信ＲＦ部２０２−１〜２０２−ｎから入力した受信データを用いて、アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎにて指向性を設けてデータを受信できるように指向性を制御する。そして、指向性制御部２０３−１〜２０３−ｎは、受信データをＭＩＭＯ復調部２０４へ出力する。
【００３３】
ＭＩＭＯ復調部２０４は、指向性制御部２０３−１〜２０３−ｎから入力した受信データをＭＩＭＯ復調して分離部２０５へ出力する。
【００３４】
分離部２０５は、ＭＩＭＯ復調部２０４から入力した受信データを再送要求信号と再送要求信号以外の信号に分離する。そして、分離部２０５は、分離した再送要求信号を再送要求信号復調部２０６へ出力するとともに、分離した再送要求信号以外の信号を出力する。
【００３５】
再送要求信号復調部２０６は、分離部２０５から入力した再送要求信号を復調する。そして、再送要求信号復調部２０６は、復調した再送要求信号に含まれている符号化の情報をレート・マッチング処理部２０８へ出力し、再送回数の情報をインタリーブ部２０９へ出力するとともに、復調した再送要求信号に含まれている変調多値数及びＭＩＭＯ多重方法の情報をＭＩＭＯ変調部２１０へ出力する。
【００３６】
ＦＥＣ符号器２０７は、例えばターボ符号器であり、送信データをＦＥＣ符号化してレート・マッチング処理部２０８へ出力する。
【００３７】
レート・マッチング処理部２０８は、再送回数に応じたレート・マッチング処理のパターンの情報をあらかじめ記憶しており、再送要求信号復調部２０６から入力した符号化の情報に基づいて、ＦＥＣ符号器２０７から入力した送信データに対して、ＨＡＲＱ用の信号生成処理として再送回数に応じてレート・マッチング処理を実施する。そして、レート・マッチング処理部２０８は、レート・マッチング処理を行った後に送信データをインタリーブ部２０９へ出力する。なお、レート・マッチング処理部２０８が記憶しているレート・マッチング処理のパターンの情報は、通信装置１００のレート・デマッチング処理部１０７も記憶しているので、レート・デマッチング処理部１０７は間引きしたデータを補充することができる。
【００３８】
インタリーブ部２０９は、再送回数に応じたインタリーブのパターンの情報をあらかじめ記憶しており、再送要求信号復調部２０６から入力した再送回数の情報に基づいて、レート・マッチング処理部２０８から入力した送信データを再送回数に応じてインタリーブする。そして、インタリーブ部２０９は、インタリーブ後の送信データをＭＩＭＯ変調部２１０へ出力する。なお、インタリーブ部２０９が記憶しているインタリーブのパターンの情報は、通信装置１００のデインタリーブ部１０６も記憶しているので、デインタリーブ部１０６は元の配列に戻すことができる。
【００３９】
ＭＩＭＯ変調部２１０は、再送要求信号復調部２０６から入力した変調多値数及びＭＩＭＯ多重方法の情報に基づいて、インタリーブ部２０９から入力した送信データに対してストリーム毎に独立して送信されるように変調する。具体的には、ＭＩＭＯ変調部２１０は、インタリーブ部２０９から入力した送信データをストリーム毎、即ち指向性送信する際の指向性毎に分割し、分割した送信データを変調した後に、指向性制御部２１１へ出力する。
【００４０】
指向性制御部２１１は、アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎから送信データが指向性送信されるように、指向性制御信号に基づいて、ＭＩＭＯ変調部２１０から入力した送信データの指向性を制御して送信ＲＦ部２１２−１〜２１２−ｎへ出力する。
【００４１】
送信ＲＦ部２１２−１〜２１２−ｎは、指向性制御部２１１から入力した送信データをベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバートしてアンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎへ出力する。
【００４２】
次に、通信装置１００及び送信装置２００の動作について、図３〜図５を用いて説明する。図３は、送信装置２００の動作を示すフロー図であり、図４は、通信装置１００の動作を示すフロー図であり、図５は、レート・マッチング処理部２０８におけるレート・マッチング処理を示す図である。
【００４３】
最初に、再送要求信号復調部２０６は、再送要求信号を受信しているか否か、即ち再送要求されている否かを検出する（ステップＳＴ３０１）。再送要求されていない場合には、再送要求信号復調部２０６は、新規に送信データを送信するものと判断する。
【００４４】
そして、レート・マッチング処理部２０８は、レート・マッチング処理を行う（ステップＳＴ３０２）。図５より、レート・マッチング処理前の送信データ＃５０１において、システマチックビットデータ＃５０４とパリティビットデータ＃５０５とパリティビットデータ＃５０６とは同じデータ量である。レート・マッチング処理部２０８はパリティビットデータを優先的に間引くので、レート・マッチング処理部２０８にてレート・マッチング処理された後の送信データ＃５０２は、システマチックビットデータ＃５０７よりもパリティビットデータ＃５０８及びパリティビットデータ＃５０９の方のデータ量が少なくなる。即ち、レート・マッチング処理部２０８は、システマチックビットデータの間引くデータ量よりも、パリティビットデータの間引くデータ量の方が多くなるようにレート・マッチング処理を行う。さらに、レート・マッチング処理部２０８は、再送データ＃５０３も同様に、システマチックビットデータ＃５１０よりもパリティビットデータ＃５１１及びパリティビットデータ＃５１２の方のデータ量が少なくなるように間引く。再送データ＃５０３は、送信データ＃５０２とは異なるパターンにてデータを間引くようにしている。なお、送信データ＃５０２と再送データ＃５０３とは、全体のデータ量が互いに同一の場合に限らず、全体のデータ量が互いに異なるようにレート・マッチング処理を行っても良い。また、再送毎にデータ量が異なるようにレート・マッチング処理を行っても良い。
【００４５】
次に、インタリーブ部２０９は、インタリーブを行う（ステップＳＴ３０３）。次に、ＭＩＭＯ変調部２１０は、ＭＩＭＯ変調を行う（ステップＳＴ３０４）。次に、送信装置２００はストリーム毎に独立した指向性にて指向性送信する（ステップＳＴ３０５）。
【００４６】
一方、ステップＳＴ３０１において、再送要求されている場合には、再送要求信号復調部２０６は再送要求信号を復調し、レート・マッチング処理部２０８は前回の送信時とはパターンを変更してレート・マッチング処理を行う（ステップＳＴ３０６）。また、インタリーブ部２０９は前回の送信時とはパターンを変更してインタリーブする（ステップＳＴ３０７）。次に、ＭＩＭＯ変調部２１０は、ＭＩＭＯ変調を行う（ステップＳＴ３０４）。次に、送信装置２００はストリーム毎に独立した指向性にて指向性送信する（ステップＳＴ３０５）。
【００４７】
ＭＩＭＯ符号化の具体例として空間多重の方法が挙げられる。空間多重では、単純にシリアル／パラレル変換の処理を施して送信信号系列を各アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎに分配し、（１）式のように送信する。
【００４８】
【数１】
2006246341.tif 000003
【００４９】
（１）式にて送信されたデータを受信した通信装置１００は、ＭＩＭＯ復調部１０５にて、ＭＩＭＯ復調を行う（ステップＳＴ４０１）。ＭＩＭＯ復調において、ＺＦの方法を用いる場合には、受信信号を復調する際に、（２）式を用いる。
【００５０】
【数２】
2006246341.tif 000004
【００５１】
次に、デインタリーブ部１０６は、インタリーブ部２０９にてインタリーブする前の配列に戻るようにデインタリーブを行う（ステップＳＴ４０２）。次に、レート・デマッチング処理部１０７は、レート・マッチング処理部２０８にて間引かれたデータを補充して、レート・マッチング処理部２０８にてデータが間引かれる前の状態に戻す（ステップＳＴ４０３）。
【００５２】
次に、ＦＥＣ復号器１０８は、ＦＥＣ復号を行う（ステップＳＴ４０４）。次に、ＣＲＣ検査部１１１は、誤りの検出を行う（ステップＳＴ４０５）。誤りが検出されなかった場合には、ＣＲＣ検査部１１１は受信データを出力する（ステップＳＴ４０６）。一方、誤りが検出された場合には、再送要求信号生成部１１２は再送要求信号を生成して再送要求するとともに（ステップＳＴ４０７）、外部情報生成部１０９は外部情報を生成し、信号系列変換部１１０は繰り返しの復調回数に応じたパターンのインタリーブを行う（ステップＳＴ４０８）。
【００５３】
そして、インタリーブ後の外部情報を用いて再度ＭＩＭＯ復調を行う（ステップＳＴ４０１）。このようにステップＳＴ４０１〜ステップＳＴ４０５、ステップＳＴ４０７、ステップＳＴ４０８の処理を繰り返すことにより、繰り返し復調を行う。そして、ＣＲＣ検査部１１１にて誤りが検出されなければ繰り返し復調の処理を終了する。また、繰り返し復調の際にデータが再送された場合には、再送データにて引き続き繰り返し復調処理を行う。ＭＩＭＯ復調における外部情報の例として、（３）式のように算出可能である。
【００５４】
【数３】
2006246341.tif 000005
【００５５】
また、ＭＩＭＯ復調に際しての事前情報は、（４）式より算出できる。
【００５６】
【数４】
2006246341.tif 000006
【００５７】
続いて、ＦＥＣ復号結果を信号系列変換部１１０にて再びインタリーブしてＭＩＭＯ復調部１０５に引渡し、前述のチャネル毎に取り出した信号をＭＩＭＯ復調する際に外部情報として扱う。ここでの外部情報は、例えば、（５）式の値を用いることができる。
【００５８】
【数５】
2006246341.tif 000007
【００５９】
これらの処理を繰り返すことで、ＭＩＭＯとＦＥＣにおける符号化利得を最大限に引き出すことが可能となる。これにより、繰り返し復調の処理を現実的な回路規模で構成可能である。なお、上記ではＭＩＭＯ符号化として空間多重を、ＭＩＭＯ復調としてＺＦを用いたが、これに限らず、Space Time Block Code、Linear Dispersion Code及びそれらの復調手法、さらにMinimum Mean Squares(MMSE)やSphere Decoding(SD)などの復調手法にも適用可能である。
【００６０】
図６は、通信装置１００における性能改善動作のイメージを示す図である。図６はアンテナ素子１０１−１〜１０１−ｎが２本である場合において、各アンテナ素子にて受信した受信データを合成する状態を示すものであり、図６（ａ）は、アンテナ素子１にて受信した受信データ（シンボル１）をＩ−Ｑ平面にマッピングした図、図６（ｂ）は、アンテナ素子１とは異なるアンテナ素子２にて受信した受信データ（シンボル２）をＩ−Ｑ平面にマッピングした図、図６（ｃ）は、従来において図６（ａ）の受信データと図６（ｂ）の受信データとを合成した状態を示す図、及び図６（ｄ）は、本実施の形態１において図６（ａ）の受信データと図６（ｂ）の受信データとを合成した状態を示す図である。なお、図６（ａ）〜図６（ｄ）において、横軸はＩ軸であり、縦軸はＱ軸である。
【００６１】
図６（ａ）より、アンテナ素子１の受信データは信号点＃６０１にマッピングされることより、他の３点は信号点＃６０２、＃６０３、＃６０４にマッピングされるものと推定される。即ち、Ｉ軸とＱ軸の交点＃６０６を回転中心として、θ１だけ半時計回りに位相が回転した状態になっている。従って、しきい値＃６０５の位置にて、システマチックビットデータの「１」または「０」を判定する。なお、しきい値＃６０５より右側の領域が「０」であり、しきい値＃６０５より左側の領域が「１」である。
【００６２】
また、図６（ｂ）より、アンテナ素子２の受信データは信号点＃６１０にマッピングされることより、他の３点は信号点＃６１１、＃６１２、＃６１３にマッピングされるものと推定される。
【００６３】
従来は、図６（ｃ）に示すように、図６（ａ）の信号点＃６０１と図６（ｂ）の信号点＃６１０とを合成すると、信号点＃６２０になる。しかし、雑音成分等の影響により、信号点＃６２０にマッピングされるはずのものが、「１」の領域に寄った信号点＃６２１にマッピングされることが起こり得る。この場合には、信号点＃６２１は、本来判定値が「０」であるのに誤って「１」と判定されてしまう可能性が高くなる。一方、本実施の形態１においては、図６（ｄ）に示すように、アンテナ素子２にて受信した再送データの外部情報として「０」の尤度を付加することにより、図６（ｂ）の信号点＃６１０を考慮せずにマッピングされることになる。従って、信号点＃６０１は信号点＃６２４にマッピングされ、信号点＃６０２は信号点＃６２５にマッピングされ、信号点＃６０３は信号点＃６２６にマッピングされるとともに、信号点＃６０４は信号点＃６２７にマッピングされる。この結果、雑音成分等の影響を受けた場合であっても、信号点＃６０１にマッピングされていた信号点は信号点＃６２２にマッピングされるので、信号点＃６２２は、しきい値＃６２３より右側の領域、即ち判定値「０」の領域にマッピングされ、本来の判定値である「０」と判定される可能性が高くなる。
【００６４】
このように、本実施の形態１によれば、インタリーブのパターンを変更しながら繰り返し復調するので、繰り返し復調による性能改善効果を向上させることができる。また、本実施の形態１によれば、ＨＡＲＱによる再送時には、レート・マッチング処理においては前回の受信時のパターンとは異なるパターンにてデータを間引くとともに、インタリーブにおいては前回の受信時のパターンとは異なるパターンにてデータを並び替えるので、繰り返し復調による性能改善効果をさらに向上させることができるとともに、ＨＡＲＱと繰り返し復調とを組み合わせた場合においても処理に要する時間を最小限にすることができる。
【００６５】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る送信装置７００の構成を示すブロック図である。
【００６６】
本実施の形態２に係る送信装置７００は、図２に示す実施の形態１に係る送信装置２００において、図７に示すように、マッピング調整部７０１を追加する。なお、図７においては、図２と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、受信側の通信装置の構成は図１と同一構成であるので、その説明は省略する。
【００６７】
レート・マッチング処理部２０８は、再送回数に応じたレート・マッチング処理のパターンの情報をあらかじめ記憶しており、再送要求信号復調部２０６から入力した符号化の情報に基づいて、ＦＥＣ符号器２０７から入力した送信データに対して、ＨＡＲＱ用の信号生成処理として再送回数に応じてレート・マッチング処理を実施する。そして、レート・マッチング処理部２０８は、レート・マッチング処理を行った後に送信データをインタリーブ部２０９へ出力する。また、レート・マッチング処理部２０８は、レート・マッチング処理の情報をマッピング調整部７０１へ出力する。なお、レート・マッチング処理部２０８が記憶しているレート・マッチング処理のパターンの情報は、通信装置１００のレート・デマッチング処理部１０７も記憶しているので、レート・デマッチング処理部１０７は間引きしたデータを補充することができる。
【００６８】
インタリーブ部２０９は、再送回数に応じたインタリーブのパターンの情報をあらかじめ記憶しており、再送要求信号復調部２０６から入力した再送回数の情報に基づいて、レート・マッチング処理部２０８から入力した送信データを再送回数に応じてインタリーブする。そして、インタリーブ部２０９は、インタリーブ後の送信データをＭＩＭＯ変調部２１０へ出力する。また、インタリーブ部２０９は、インタリーブの情報をマッピング調整部７０１へ出力する。なお、インタリーブ部２０９が記憶しているインタリーブのパターンの情報は、通信装置１００のデインタリーブ部１０６も記憶しているので、デインタリーブ部１０６は元の配列に戻すことができる。
【００６９】
マッピング調整部７０１は、レート・マッチング処理部２０８から入力したレート・マッチング処理の情報及びインタリーブ部２０９から入力したインタリーブの情報に基づいて、ＭＩＭＯ変調におけるＭＩＭＯ多重時の信号配置を調整する。そして、マッピング調整部７０１は、調整した信号配置になるように、ＭＩＭＯ変調部２１０に対して指示する。
【００７０】
ＭＩＭＯ変調部２１０は、マッピング調整部７０１の指示に従って、再送要求信号復調部２０６から入力した変調多値数及びＭＩＭＯ多重方法の情報に基づいて、インタリーブ部２０９から入力した送信データに対してストリーム毎に独立して送信されるように変調する。具体的には、ＭＩＭＯ変調部２１０は、インタリーブ部２０９から入力した送信データをストリーム毎、即ち指向性送信する際の指向性毎に分割し、分割した送信データを変調した後に、指向性制御部２１１へ出力する。
【００７１】
マッピング調整部７０１における具体的な信号配置の調整方法としては、前回までに送信したシステマチックビットに対応するビットが各アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎまたはビームに対しほぼ均等に配置するパターンを用いることが可能である。また、具体的な信号配置の他の調整方法として、前回までに送信したシステマチックビットに対応するビットが特定のシンボルに集中するパターンを用いることが可能である。なお、送信装置７００及び受信側の動作は、マッピング調整部７０１にて信号配置を調整する以外は図３〜図５と同一であるので、その説明は省略する。
【００７２】
このように、本実施の形態２によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、前回までに送信したシステマチックビットに対応するビットが各アンテナ素子２０１−１〜２０１−ｎまたはビームに対しほぼ均等に配置するようにした場合には、受信側において、外部情報を利用することが可能なビットの位置を分散させることができるので、ＦＥＣ復号器は、符号化ブロック内にて、繰り返し復調処理の恩恵を均一に得ることができる。また、本実施の形態２によれば、前回までに送信したシステマチックビットに対応するビットが特定のシンボルに集中するようにした場合には、受信側のＭＩＭＯ復調部で外部情報の効果を特定のシンボルに集中することができるので、同一のタイミングにてＭＩＭＯ多重された系列が、繰り返し復調処理の恩恵を得ることができる。
【００７３】
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２において、再送回数に応じてインタリーブのパターンとレート・マッチング処理のパターンの両方を変更したが、これに限らず、再送回数に応じてインタリーブのパターン及びレート・マッチング処理のパターンの何れか一方のみを変更するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明にかかる通信装置、送信装置、復調方法及び通信方法は、特にＭＩＭＯチャネルを用いて伝送を行うのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る送信装置の動作を示すフロー図
【図４】本発明の実施の形態１に係る通信装置の動作を示すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１に係るレート・マッチング処理を示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係る通信装置における性能改善動作のイメージを示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る送信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００７６】
１００  通信装置
１０１−１〜１０１−ｎ  アンテナ素子
１０２−１〜１０２−ｎ  受信ＲＦ部
１０３−１〜１０３−ｎ  指向性制御部
１０４  制御信号復調部
１０５  ＭＩＭＯ復調部
１０６  デインタリーブ部
１０７  レート・デマッチング処理部
１０８  ＦＥＣ復号器
１０９  外部情報生成部
１１０  信号系列変換部
１１１  ＣＲＣ検査部
１１２  再送要求信号生成部
１１３  多重部
１１４  ＭＩＭＯ変調部
１１５−１〜１１５−ｎ  指向性制御部
１１６−１〜１１６−ｎ  送信ＲＦ部
１１７  繰り返し復調部
【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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【図７】
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