(57)【要約】【課題】  装置規模を拡大することなしに、複数送信アンテナに割当てた複数ストリーム間で互いに異なる符号化率や変調方式を選択して複数送受信アンテナを用いてデータ伝送を行なう。【解決手段】  送信側では、ストリーム毎の変調モードに従い各ストリームのパンクチャド・シンボル・パターンを一括して作成し、このパターンに従って符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームに振分けて送信する。受信側では、送信側で使用したものと同じパンクチャド・シンボル・パターンを一括して作成し、送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入し、該受信符号シンボルの最尤復号を行なう。【選択図】  図１
2006060383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側でチャンネル符号化後の１系統の符号シンボルを複数ストリームに分割して送信し、受信側で複数ストリームの信号を受信して１系統の受信符号シンボルを合成し、最尤復号により通信路誤りを訂正する無線通信システムであって、
送信側の通信装置では、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成し、該作成されたパンクチャド・シンボル・パターンに従って符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームに振分けて送信し、
受信側の通信装置では、送信側で使用したものと同じパンクチャド・シンボル・パターンを一括して作成し、送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入し、該受信符号シンボルの最尤復号を行なう、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記送信側及び受信側の通信装置は、ストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに対応する各パンクチャド・シンボル・パターンを、各ストリームを組み合わせる順に従って配列することにより、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンを作成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記送信側の通信装置は、
ストリーム数、ストリーム毎の送信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードなどの送信ストリーム制御データに従って、送信データ系列を適切に複数ストリームに分割して送信するのに必要なパラメータを決定して送信制御情報として出力する送信ストリーム制御部と、
前記送信制御情報に従って、送信データを適切なビット数のデータ系列に分割するフレーム生成部と、
前記送信制御情報に従い、データ系列について、連続符号化を行なう場合には符号器をリセットせずに継続的に畳込み符号化を行ない、バースト符号化を行なう場合にはバースト単位に区切られたデータ系列にテールビットを付加して畳込み符号化を行ない、それぞれ符号シンボルを出力する畳込み符号化部と、
符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成し、作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームにパンクチャド・シンボルを振分けるパンクチャド・シンボル分割部と、
それぞれのストリームに割当てられた変調方式に従って変調を行なう、ストリーム毎に設けられた変調部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記受信側の通信装置は、
ストリーム数、ストリーム毎の受信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードといった受信ストリーム制御データに従って、複数受信ストリームを適切な１系列に合成して復号するのに必要なパラメータを決定して受信制御情報として出力する受信ストリーム制御部と、
ストリーム毎に割り当てられた変調方式に対応する軟判定復調を行なう、ストリーム毎に設けられた復調部と、
軟判定復調された複数ストリームのシンボルを送信側で振分ける前のシンボル系列に合成し、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成し、作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、シンボル系列上の送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入して受信符号シンボルを出力する消失シンボル挿入部と、
受信符号シンボルの最尤復号を行なうビタビ復号器と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、前記ビタビ復号器は、最尤パスのパスメモリ長がテールビットで区切られたバースト・データ長より長い場合は、第１番目のバースト・データに対応する受信符号シンボルについて、バースト先頭からＡＣＳ操作を行なって最尤パスを記憶し、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルのＡＣＳ処理が終了した後、テールビットに対応するステートからトレースバックを実行し、１バースト分の送信ビットの復号を行ない、続いて入力する第２のバースト・データに対応する受信符号シンボルに対し、前記ビタビ復号器の内部状態をリセットし、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスを記憶し、前バーストと同じ処理を繰り返す、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、前記ビタビ復号器は、最尤パスのパスメモリ長がバースト・データ長より短い場合は、第１番目のバーストに対応する受信符号シンボルについて、バースト先頭からＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成し、該ストリームの変調モードに最適なパスメモリ長を設定したパスメモリに該最尤パスを記憶し、該最尤パスが最大パスメモリ長に達した時点よりトレースバックによる復号を開始してビット単位の復号を行ない、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルが入力したとき、パスメモリ長分の送信データを一括して復号し、続いて入力する第２のバースト・データに対応する受信符号シンボルに対し、前記ビタビ復号器の内部状態をリセットし、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成し、該バーストの変調モードに最適なパスメモリ長を設定したパスメモリに該最尤パスを記憶し、前バーストと同じ処理を繰す、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項７】
送信データに対して階層化せずに連続符号化を行なう場合、前記ビタビ復号器は、全ストリームのうち最も変調多値数の大きい変調方式、又は最も高い符号化率、複数ストリーム毎の軟判定レベル分布値から最適なパスメモリ長を設定し、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成して記憶し、該最尤パスが最大パスメモリ長に達した時点よりトレースバックによる復号を開始してビット単位の復号を行なう、
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項８】
送信データに対して、複数ストリームに異なる変調方式と符号化率の変調モードが割当てられ、階層化せずに連続符号化を行なう場合、前記通信装置は、各ストリームに割当てられた変調方式及び符号化率から全ストリームの効率を算出し、それぞれの効率を基に各ストリームに対するパンクチャド・シンボル数を算出し、複数ストリームそれぞれの符号化率に合った振分けタイミング及びパンクチャド・シンボル位置を決定して、符号シンボルからパンクチャド・シンボル・パターンを一括して割当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記送信側の通信装置は、
バースト符号化を行なう場合は、ストリーム毎に対応する階層毎に定められた許容ＢＥＲと変調モードに従って送信電力を設定し、
連続復号を行なう場合は、各ストリームの伝搬路毎に見積もられるチャンネル・モデルを通過して復号した場合のＢＥＲ推定値が等しくなるように送信電力を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
送信データを複数ストリームに分割して送信する無線通信装置であって、
送信データを適切なビット数のデータ系列に分割するフレーム生成手段と、
送信データ系列をチャンネル符号化して１系統の符号シンボルを生成するチャンネル符号化手段と、
符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成するパンクチャド・シンボル・パターン生成手段と、
該作成されたパンクチャド・シンボル・パターンに従って符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームに振分けるシンボル振り分け手段と、
各ストリームのパンクチャド・シンボルを変調して送信する送信手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１１】
前記パンクチャド・シンボル・パターン生成手段は、ストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに対応する各パンクチャド・シンボル・パターンを、各ストリームを組み合わせる順に従って配列することにより、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンを作成する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
ストリーム数、ストリーム毎の送信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードなどの送信ストリーム制御データに従って、送信データ系列を適切に複数ストリームに分割して送信するのに必要なパラメータを決定して送信制御情報として出力する送信ストリーム制御手段をさらに備え、
前記フレーム生成手段は、前記送信制御情報に従って、送信データを適切なビット数のデータ系列に分割し、
前記チャンネル符号手段は、前記送信制御情報に従い、データ系列について、連続符号化を行なう場合には前記符号化手段をリセットせずに継続的に畳込み符号化を行ない、バースト符号化を行なう場合にはバースト単位に区切られたデータ系列にテールビットを付加して畳込み符号化を行ない、それぞれ符号シンボルを出力し、
前記パンクチャド・シンボル・パターン生成手段は、前記送信制御情報に従いパンクチャド・シンボル・パターンを生成し、
前記シンボル振り分け手段は、前記送信制御情報に従いパンクチャド・シンボルを各ストリームに振り分け、
前記送信手段は、前記送信制御情報に従い各ストリームの送信電力値を設定する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記送信ストリーム制御手段は、各ストリームに割当てられた変調方式及び符号化率から全ストリームの効率を算出し、それぞれの効率を基に各ストリームに対するパンクチャド・シンボル数を算出し、複数ストリームそれぞれの符号化率に合った振分けタイミング及びパンクチャド・シンボル位置を決定して、符号シンボルからパンクチャド・シンボル・パターンを一括して割当てて複数ストリームに振分けるように、前記パンクチャド・シンボル・パターン生成手段及び前記シンボル振り分け手段に与える各パラメータを決定する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記送信ストリーム制御手段は、バースト符号化を行なう場合には、ストリーム毎に対応する階層毎に定められた許容ＢＥＲと変調モードに従って送信電力を設定し、連続復号を行なう場合は、各ストリームの伝搬路毎に見積もられるチャンネル・モデルを通過して復号した場合のＢＥＲ推定値が等しくなるように送信電力を設定するように、前記送信手段に関する送信制御情報パラメータを決定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
複数ストリームに分割された送信データを受信する無線通信装置であって、
ストリーム毎に割り当てられた変調方式に対応する軟判定復調を行なう復調手段と、
軟判定復調された複数ストリームのシンボルを送信側で振分ける前のシンボル系列に合成するシンボル合成手段と、
符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成するパンクチャド・シンボル・パターン生成手段と、
作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、シンボル系列上の送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入して受信符号シンボルを出力する消失シンボル挿入手段と、
受信符号シンボルの最尤復号を行ない、通信路誤り訂正を行なうビタビ復号手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１６】
前記パンクチャド・シンボル・パターン生成手段は、ストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに対応する各パンクチャド・シンボル・パターンを、各ストリームを組み合わせる順に従って配列することにより、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンを作成する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、前記ビタビ復号手段は、最尤パスのパスメモリ長がテールビットで区切られたバースト・データ長より長い場合は、第１番目のバースト・データに対応する受信符号シンボルについて、バースト先頭からＡＣＳ操作を行なって最尤パスを記憶し、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルのＡＣＳ処理が終了した後、テールビットに対応するステートからトレースバックを実行し、１バースト分の送信ビットの復号を行ない、続いて入力する第２のバースト・データに対応する受信符号シンボルに対し、前記ビタビ復号手段の内部状態をリセットし、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスを記憶し、前バーストと同じ処理を繰り返す、
ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１８】
送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、前記ビタビ復号手段は、最尤パスのパスメモリ長がバースト・データ長より短い場合は、第１番目のバーストに対応する受信符号シンボルについて、バースト先頭からＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成し、該ストリームの変調モードに最適なパスメモリ長を設定したパスメモリに該最尤パスを記憶し、該最尤パスが最大パスメモリ長に達した時点よりトレースバックによる復号を開始してビット単位の復号を行ない、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルが入力したとき、パスメモリ長分の送信データを一括して復号し、続いて入力する第２のバースト・データに対応する受信符号シンボルに対し、前記ビタビ復号手段の内部状態をリセットし、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成し、該バーストの変調モードに最適なパスメモリ長を設定したパスメモリに該最尤パスを記憶し、前バーストと同じ処理を繰す、
ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１９】
送信データに対して階層化せずに連続符号化を行なう場合、前記ビタビ復号手段は、全ストリームのうち最も変調多値数の大きい変調方式、又は最も高い符号化率、複数ストリーム毎の軟判定レベル分布値から最適なパスメモリ長を設定し、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成して記憶し、該最尤パスが最大パスメモリ長に達した時点よりトレースバックによる復号を開始してビット単位の復号を行なう、
ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項２０】
前記受信ストリーム制御手段は、各ストリームに割当てられた変調方式及び符号化率から全ストリームの効率を算出し、それぞれの効率を基に各ストリームに対するパンクチャド・シンボル数を算出し、複数ストリームそれぞれの符号化率に合った振分けタイミング及びパンクチャド・シンボル位置を決定して、シンボル系列にパンクチャド・シンボル・パターンを一括して割当てて送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入して受信符号シンボルを出力するように、前記パンクチャド・シンボル・パターン生成手段及び前記消失シンボル挿入手段に与える各パラメータを決定する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項２１】
送信データを複数ストリームに分割して送信する無線通信方法であって、
送信データを適切なビット数のデータ系列に分割するフレーム生成ステップと、
送信データ系列をチャンネル符号化して１系統の符号シンボルを生成するチャンネル符号化ステップと、
符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成するパンクチャド・シンボル・パターン生成ステップと、
該作成されたパンクチャド・シンボル・パターンに従って符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームに振分けるシンボル振り分けステップと、
各ストリームのパンクチャド・シンボルを変調して送信する送信ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２２】
伝送データが複数ストリームに分割された送信データを受信する無線通信方法であって、
ストリーム毎に割り当てられた変調方式に対応する軟判定復調を行なう復調ステップと、
軟判定復調された複数ストリームのシンボルを送信側で振分ける前のシンボル系列に合成するシンボル合成ステップと、
符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成するパンクチャド・シンボル・パターン生成ステップと、
作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、シンボル系列上の送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入して受信符号シンボルを出力する消失シンボル挿入ステップと、
受信符号シンボルの最尤復号を行ない、通信路誤り訂正を行なうビタビ復号ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２３】
送信データを複数ストリームに分割して送信するための符号化処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
１系統の符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成するパンクチャド・シンボル・パターン生成ステップと、
該作成されたパンクチャド・シンボル・パターンに従って符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームに振分けるシンボル振り分けステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項２４】
１系統の符号シンボルが複数ストリームに分割された送信データを受信するための復号処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
ストリーム毎に割り当てられた変調方式に対応する軟判定復調がなされた複数ストリームのシンボルを送信側で振分ける前のシンボル系列に合成するシンボル合成ステップと、
符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成するパンクチャド・シンボル・パターン生成ステップと、
作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、シンボル系列上の送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入して受信符号シンボルを出力する消失シンボル挿入ステップと、
受信符号シンボルの最尤復号を行ない、通信路誤り訂正を行なうビタビ復号ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、複数のアンテナを持つ送信機と複数のアンテナを持つ受信機が対となって、空間多重を利用して複数の論理的なチャネルを形成した通信（ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信）を行なうにより伝送容量の拡大を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、各送信アンテナのビット・ストリームに与える符号化率や変調方式を最適化し、理想的なデータ伝送を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、装置規模を拡大することなしに各送受信アンテナ・ストリーム間で互いに異なる符号化率や変調方式を選択してデータ伝送を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＬＡＮを始めとするコンピュータ・ネットワーキングにより、情報資源の共有や機器資源の共有を効率的に実現することができる。ここで、旧来の有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。
【０００４】
近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入が検討されている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システム並びに無線通信装置が規定されている。
【０００５】
無線ネットワークに関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１（例えば、非特許文献１を参照のこと）や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２（例えば、非特許文献２又は非特許文献３を参照のこと）やＩＥＥＥ８０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ（例えば、非特許文献４を参照のこと）、ｂ、ｇ…といった拡張規格又は上位規格が存在する。
【０００６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格では、最大で、５４Ｍｂｐｓの通信速度を達成する変調方式をサポートしている。しかし、通信速度として、さらなる高ビットレートを実現できる無線規格が求められている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、実効スループットで１００ＭＢＰＳを越える高速な無線ＬＡＮ技術の開発を目指し、次世代の無線ＬＡＮ規格を策定している。
【０００７】
無線通信の高速化を実現する技術の１つとしてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信が注目を集めている。これは、送信機側と受信機側の双方において複数のアンテナ素子を備え、空間多重した伝送路（以下、「ＭＩＭＯチャネル」とも呼ぶ）を実現することにより、伝送容量の拡大を図り、通信速度向上を達成する技術である。ＭＩＭＯ通信は、空間多重を利用するので、周波数利用効率はよい。
【０００８】
ＭＩＭＯ通信方式は、送信機において複数のストリームに送信データを分配して送出し、複数の仮想的なＭＩＭＯチャネルを利用して伝送し、受信機では複数アンテナにより受信した信号から信号処理によって受信データを得るという、チャネルの特性を利用した通信方式であり、単なる送受信アダプティブ・アレーとは相違する。すなわち、送信側では、複数の送信データを空間／時間符号して多重化しＭ本のアンテナに分配して、複数のＭＩＭＯチャネルに送出し、受信側では、チャネル経由でＮ本のアンテナにより受信した受信信号を空間／時間復号して受信データを得ることができる。この場合のチャネル・モデルは、送信機周りの電波環境（伝達関数）と、チャネル空間の構造（伝達関数）と、受信機周りの電波環境（伝達関数）で構成される。各アンテナから伝送される信号を多重する際、クロストーク（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）が発生するが、受信側の信号処理により多重化された各信号をクロストーク無しに正しく取り出すことができる。
【０００９】
ＭＩＭＯ伝送を構成方法としてはさまざまな方式が提案されているが、アンテナのコンフィギュレーションに応じていかにしてチャネル情報を送受信間でやり取りするかが実装上の大きな課題となる。チャネル情報をやり取りするには、既知情報（プリアンブル情報）を送信側から受信側のみ伝送する方法が容易であり、この場合は送信機と受信機が互いに独立して空間多重伝送を行なうことになり、オープンループ型のＭＩＭＯ伝送方式と呼ばれる。また、この方法の発展形として、受信側から送信側にもプリアンブル情報をフィードバックすることによって、送受信間で理想的な空間直交チャネルを作り出すクローズドループ型のＭＩＭＯ伝送方式もある。
【００１０】
オープンループ型のＭＩＭＯ伝送方式として、例えばＶ−ＢＬＡＳＴ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｂｅｌｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｌａｙｅｒｅｄ Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ）方式を挙げることができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。また、クローズドループ型のＭＩＭＯ伝送の理想的な形態の１つとして、伝播路関数の特異値分解（ＳＶＤ：Ｓｉｎｇｕｌａｒ  Ｖａｌｕｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用したＳＶＤ−ＭＩＭＯ方式が知られている（例えば、非特許文献５を参照のこと）。
【００１１】
一般には、クローズループ型ＭＩＭＯ方式は、送信機側が伝送路の情報を考慮し、最適なアンテナ重み係数算出、並びに各送信アンテナのビット・ストリームに与える符号化率や変調方式を最適化させることで、より理想的な情報伝送を実現することができるとされている。
【００１２】
複数のストリームを利用するＭＩＭＯ通信方式においては、ストリーム毎に互いに異なる複数の符号化率並びに変調方式のセットを設定することにより、ストリーム毎の伝送路の最適化、並びにシステム全体としての効率化を図ることができる。各ストリームにおける符号化率や変調方式は、例えばレート適応アルゴリズムなどにより決定することができる。
【００１３】
従来、このようにストリーム毎に適応変調配分する場合には、送信機及び受信機においてそれぞれストリーム毎に符号化器及び復号器を配置する必要があった（例えば、特許文献２を参照のこと）。このため、装置の回路規模が大きくなり、コスト増、消費電力の増大という問題がある。
【００１４】
ここで、複数のストリームを用いた従来の通信装置について、２ストリーム伝送を例にとって考察してみる。
【００１５】
図１６には、２ストリーム送信装置の構成例を示している。図示の送信装置は、入力された送信データを適切なビット数のデータ系列に分割して伝送フレームを生成するフレーム生成器と、１系統の伝送フレームに畳込み符号を施す畳込み符号器と、符号シンボルを送信ブランチＡ及びＢに振り分けるシンボル分割器を備えている。
【００１６】
各送信ブランチＡ及びＢは、所定のパンクチャ・パターンを用いて不要シンボルを除去するパンクチャド・シンボル生成器と、パンクチャド・シンボルに変調を施す変調器と、変調シンボルをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、アナログ送信信号を周波数変換してアップコンバートしさらに電力を増幅してアンテナから無線送信するＲＦ部とで構成される。
【００１７】
ここで言う変調器は、いわゆる１次変調に相当し、例えばＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）などの位相変調、あるいは１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭなどの位相と振幅を組み合わせた変調を行なう。一般に、パンクチャ・パターンによる符号化率と、変調方式、ビットレートの関係は標準化されている。
【００１８】
また、図１７には、２ストリーム受信装置の構成例をそれぞれ示している。各受信ブランチは、アンテナで受信した無線信号を電圧増幅するとともに周波数変換によりダウンコンバートするＲＦ部と、アナログ受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器からなる。各受信ブランチのデジタル受信信号は、ＭＩＭＯ受信器により受信重みが与えられた後、復調器により送信側の１次変調に対応した復調処理が施され、さらに消失シンボル挿入部により送信側と同じパンクチャ・パターンを用いて消失シンボルの挿入が行なわれる。そして、図示の受信装置では、各ブランチの符号シンボルがシンボル合成器により１系統の受信符号シンボルに統合され、１つのビタビ復号器により最尤復号を以って通信路誤りを訂正する。ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）復号方式は、ノイズが混ざったデータの中から、最尤復号、すなわち送信側でデータ列の畳込み符号化を行ない、受信側でビタビ・アルゴリズムを用いて最尤系列推定を行なうことによって、確率的に最も確からしいデータ列を再生する作用を有する。
【００１９】
図１６及び図１７にそれぞれ示した送受信機を用いて、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本のＭＩＭＯ方式の送受信を行なう。一般に、パンクチャ・パターンによる符号化率と、変調方式、ビットレートの関係は標準化されている。表１には、変調方式、符号化率、ビットレートの組合せからなる変調モードの割当て例を示している。また、表２には、２ストリームで構成される通信システムにおける各ストリームに対する変調モードの割り当て例を示している。
【００２０】
【表１】
2006060383.tif 000003
【００２１】
【表２】
2006060383.tif 000004
【００２２】
表１に示す変調モード割当てでは、１／２、２／３、３／４という３種類の符号化率の設定が可能である。ここで、符号化率１／２は畳込み符号の元符号であることから、パンクチャによるシンボル消失はない。一方、符号化率２／３及び３／４では、それぞれ所定のシンボル消失パターン（パンクチャ・シンボル）に従い、シンボル系列から特定のシンボル位置のシンボルすなわち不要シンボルが消失される。
【００２３】
図１８には、符号化率２／３及び３／４はそれぞれについてのパンクチャ・パターンの構成例を示している。送信側では、図示のパンクチャ・パターンに従い、×の付いた位置の符号シンボルを不要シンボルとして伝送しない。これに対し、受信側では、受信シンボルのうち×の位置を消失された不要シンボル（すなわち消失シンボル）として軟判定値０を挿入して受信符号シンボルを生成する。本明細書では、パンクチャ後の符号シンボルのことをパンクチャド・シンボルと呼ぶ。また、変調されたパンクチャド・シンボルを変調シンボルと呼ぶ。
【００２４】
図１６に示したような従来の送信装置では、畳込み符号化された符号シンボルを２ストリームに振り分けた後、ストリーム毎に割当てられた符号化率のシンボル消失パターンに従ってシンボル消失を行ない、２ストリームそれぞれの変調を行なって変調シンボルを生成する。そして、これら変調シンボルを、Ｄ／Ａ変換器、ＲＦ部、送信アンテナからなる２系列の送信機により送信をそれぞれ行なう。
【００２５】
また、図１７に示したような従来の受信装置では、受信アンテナ、ＲＦ部、Ａ／Ｄ変換器で構成される２系列の受信機でそれぞれの受信信号をベースバンド信号に変換し、ＭＩＭＯ受信機で２ストリームが混在した受信信号を分離合成して、送信された独立な２ストリームの受信シンボルを生成し、それぞれの復調部で軟判定復調を行ない、ストリーム毎に送信側で割当てられたシンボル消失パターンに従って消失シンボルの挿入を行ない、シンボル合成部で１系列の受信符号シンボルを生成した後、ビタビ復号器で復号を行なう。
【００２６】
この場合、送信装置は、図１６に示したように、ストリーム数分だけのパンクチャド・シンボル生成部を配設する。そして、ストリーム毎に異なるパンクチャシンボル振分けのタイミング生成、パンクチャド・シンボル生成部のタイミングの作成が必要になることから、送信ストリーム数が増えるに従って制御が複雑になるという問題がある。
【００２７】
また、図１７に示した受信装置では、ストリーム毎に個別に軟判定復調シンボルに対して消失シンボル挿入を行ない、受信符号シンボルの合成を行なうため、送信装置と同様の問題がある。
【００２８】
さらに、ストリーム毎に割当てる変調モードが異なり、変調方式と符号化率が異なる場合には、最適なパンクチャド・シンボル・パターンを設定するのが難しいといった問題点がある。ビタビ復号は、信号に均一の分散を持った加法性ガウス雑音が含まれているような環境下で大きな符号化利得が得られるといった特徴を有するが、複数ストリームで符号化率や変調方式が異なるチャネルが混在する場合、チャンネル毎に異なった環境となり、復号器入力における信号は均一の分散を持ったガウス分布から外れてくる。したがって、ビタビ復号器への適切な入力が得られるように、パンクチャ・シンボル・パターンによる不要シンボルの除去並びに消失シンボルの挿入を行う必要があり、さらに複数ストリームの復調軟判定シンボル分布をできる限り均一化する必要がある。
【００２９】
図１９には、図１７に示した受信装置の変形例であり、ストリーム毎にビタビ復号器を備えて復号を行なうように構成されている。この場合、変調モードに合った復号特性を得ることができるが、同じ復号器をストリーム毎に配置することから、装置規模が大きくなるといった問題点がある。
【００３０】
【特許文献１】特開平１０−８４３２４号公報
【特許文献２】米国特許第６，６３６，５６８号明細書
【非特許文献１】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１、 １９９９  Ｅｄｉｔｉｏｎ、 Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
【非特許文献２】ＥＴＳＩ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−１ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ１： Ｂａｓｉｃ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ
【非特許文献３】ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−２ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ２： Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＬＣ） ｓｕｂｌａｙｅｒ
【非特許文献４】Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  ｔｏ  ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ  １１：  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：  Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  ｉｎ  ｔｈｅ  ５ＧＨＺ  Ｂａｎｄ
【非特許文献５】ｈｔｔｐ：／／ｒａｄｉｏ３．ｅｅ．ｕｅｃ．ａｃ．ｊｐ／ＭＩＭＯ（ＩＥＩＣＥ＿ＴＳ）．ｐｄｆ（平成１５年１０月２４日現在）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明の目的は、空間多重を利用して複数の論理的なチャネルを形成したＭＩＭＯ通信を行なうにより伝送容量の拡大を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３２】
本発明のさらなる目的は、複数ストリームにそれぞれ異なった変調方式や符号化率を割当てて並列伝送するようなデータ伝送方式において、符号化率や変調方式を最適化し、所望のデータ伝送容量や通信品質を備えたデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３３】
本発明のさらなる目的は、装置規模を拡大することなしに、各送受信アンテナ・ストリーム間で互いに異なる符号化率や変調方式を選択してデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３４】
本発明のさらなる目的は、ストリーム毎に異なる符号化率や変調方式を割り当てた場合であっても、最適なパンクチャ・シンボル・パターンを設定し、最尤復号を好適に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・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】
【００３５】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、送信側でチャンネル符号化後の１系統の符号シンボルを複数ストリームに分割して送信し、受信側で複数ストリームの信号を受信して１系統の受信符号シンボルを合成し、最尤復号により通信路誤りを訂正する無線通信システムであって、送信側の通信装置では、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成し、該作成されたパンクチャド・シンボル・パターンに従って符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームに振分けて送信し、受信側の通信装置では、送信側で使用したものと同じパンクチャド・シンボル・パターンを一括して作成し、送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入し、該受信符号シンボルの最尤復号を行なうことを特徴とする無線通信システムである。
【００３６】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００３７】
本発明は、複数のアンテナを持つ送信機と複数のアンテナを持つ受信機が対となって、空間多重を利用して複数の論理的なチャネルを形成した通信を行なうことにより伝送容量の拡大を行なうＭＩＭＯ伝送技術に関する。ＭＩＭＯ伝送方式によれば、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備えた送受信間で複数の空間多重チャネルを並列に用いることにより、限られた帯域幅を用いて、無線区間の伝送速度を向上させることができる。
【００３８】
複数のストリームを利用するＭＩＭＯ通信方式においては、ストリーム毎に互いに異なる複数の符号化率並びに変調方式のセットを設定することにより、ストリーム毎の伝送路の最適化、並びにシステム全体としての効率化を図ることができる。ところが、この場合、送信機及び受信機においてそれぞれストリーム毎に符号化器及び復号器を配置する必要があり、装置の回路規模が大きくなり、コスト増、消費電力の増大という問題がある。
【００３９】
これに対し、本発明によれば、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンを作成し、このパンチャド・シンボル・パターンを用いて、送信側では全ストリーム分の不要シンボルの除去を分割前の符号シンボルで一括して行ない、また、受信側では、送信側で使用したものと同じパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、不要シンボル位置に消失シンボルを挿入する処理を受信シンボルの合成後に一括して行ない、この受信符号シンボルの最尤符号を行なう。
【００４０】
符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンは、ストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに対応する各パンクチャド・シンボル・パターンを、各ストリームを組み合わせる順に従って配列することにより、作成することができる。
【００４１】
すなわち、本発明によれば、複数のストリームに分割してデータ伝送を行なう場合であっても、符号化及び復号処理を一括して行なうことができるので、装置の規模を増大することなしに、ストリーム毎に互いに異なる複数の符号化率並びに変調方式のセットを設定することができる。
【００４２】
本発明によれば、送受信側それぞれでパンクチャド・シンボルの除去及び挿入をストリーム毎ではなく一括して行なっているので、送信データをバースト符号化し階層化して符号化・復号を行なう場合、送信データを階層化せずに連続符号化して複数ストリームのパンクチャド・シンボルを混合させて符号化・復号を行なう場合など、アプリケーション、回線状況、許容遅延時間に合わせて、複数ストリーム構成を適応的に変更して通信路誤りを訂正することができる。
【００４３】
送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、ビタビ復号において、最尤パスを記憶するパスメモリ長がテールビットで区切られたバースト・データ長より長いときには、第１番目のバーストに対応する受信符号シンボルについて、バースト先頭からＡＣＳ操作を行なって最尤パスをパスメモリに記憶し、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルのＡＣＳ処理が終了した後、テールビットに対応するステートからトレースバックを実行し、１バースト分の送信ビットの復号を行なうようにする。
【００４４】
続いて入力する第２のバースト・データに対応する受信符号シンボルに対し、ＡＣＳ内部情報をリセット又は別パスメモリに記憶するといった処理により復号器の内部状態をリセットし、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスをパスメモリに記憶し、前バーストと同じ処理を繰り返すようにする。そして、送信されたすべてのバーストについて、このようなＡＣＳ操作と、パスメモリ長の設定、トレースバックを行なうことにより、複数のバースト・データを独立に一括して最尤復号を行なうことができる。
【００４５】
また、送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、ビタビ復号において、最尤パスを記憶するパスメモリ長がバースト・データ長より短いときには、第１番目のバーストに対応する受信符号シンボルについて、バースト先頭からＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成し、該ストリームの変調モードに最適なパスメモリ長を設定したパスメモリに該最尤パスを記憶し、該最尤パスが最大パスメモリ長に達した時点よりトレースバックによる復号を開始してビット単位の復号を行ない、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルが入力したときにパスメモリ長分の送信データを一括して復号する。続いて入力する第２のバースト・データに対応する受信符号シンボルに対し、ＡＣＳ内部情報をリセット又は別メモリに記憶するといった処理により復号器の内部状態をリセットし、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成し、該バーストの変調モードに最適なパスメモリ長を設定したパスメモリに該最尤パスを記憶し、前バーストと同じ処理を繰り返す。そして、送信されたすべてのバーストについて、このようなＡＣＳ操作と、パスメモリ長の設定、トレースバックを行なうことにより、複数ストリーム独立に階層化されたデータに対して、最適なパスメモリ長で最尤復号を行なうことができる。
【００４６】
また、送信データに対して階層化せずに連続符号化を行なう場合には、ビタビ復号において、全ストリームのうち最も変調多値数の大きい変調方式、又は最も高い符号化率、複数ストリーム毎の軟判定レベル分布値から最適なパスメモリ長を設定し、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスを生成し、パスメモリに該最尤パスを記憶し、該最尤パスが最大パスメモリ長に達した時点よりトレースバックによる復号を開始してビット単位の復号を行なうようにしてもよい。このようにして、階層化せずに連続符号化されたデータに対して、最適なパスメモリ長で最尤復号を行なうことができる。
【００４７】
また、複数ストリームに異なる変調方式と符号化率の変調モードが割当てられ、階層化せずに連続符号化を行なう場合には、複数ストリームに割当てられた変調方式及び符号化率に基づいて全ストリームの効率［ｂｉｔ／Ｈｚ］を算出し、それぞれの効率を基に全ストリームに対するパンクチャド・シンボル数を算出し、ストリーム毎の符号化率に合った振分けタイミング並びにパンクチャド・シンボル位置を決定し、符号シンボルからパンクチャド・シンボル・パターンを一括して割当てて複数ストリームに振分けるようにしてもよい。この場合、複数ストリームに割当てられた全変調モードから一括してパンクチャド・シンボルを生成することができる。
【００４８】
また、バースト符号化を行なう場合は、ストリーム毎に対応する階層毎に定められた許容ＢＥＲ（ビットエラー率）と変調モードに従って変調部で送信電力を設定し、連続復号を行なう場合は複数ストリームそれぞれの伝搬路毎に見積もられるチャンネル・モデルを通過して復号した場合のＢＥＲ推定値が等しくなるように送信電力を設定することにより、受信符号シンボルの分布がストリーム毎にばらつかず、最尤復号時の劣化を押さえることができる。
【００４９】
また、本発明の第２の側面は、送信データを複数ストリームに分割して送信するための符号化処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
１系統の符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成するパンクチャド・シンボル・パターン生成ステップと、
該作成されたパンクチャド・シンボル・パターンに従って符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームに振分けるシンボル振り分けステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００５０】
また、本発明の第３の側面は、１系統の符号シンボルが複数ストリームに分割された送信データを受信するための復号処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
ストリーム毎に割り当てられた変調方式に対応する軟判定復調がなされた複数ストリームのシンボルを送信側で振分ける前のシンボル系列に合成するシンボル合成ステップと、
符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンをストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成するパンクチャド・シンボル・パターン生成ステップと、
作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、シンボル系列上の送信側で除去された不要シンボル位置に消失シンボルを挿入して受信符号シンボルを出力する消失シンボル挿入ステップと、
受信符号シンボルの最尤復号を行ない、通信路誤り訂正を行なうビタビ復号ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００５１】
本発明の第２及び第３の各側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２及び第３の各側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、それぞれ複数ストリームを送受信する通信装置として動作する。このような通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第１の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、空間多重を利用して複数の論理的なチャネルを形成したＭＩＭＯ通信を行なうにより伝送容量の拡大を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５３】
また、本発明によれば、複数ストリームにそれぞれ異なった変調方式や符号化率を割当てて並列伝送するようなデータ伝送方式において、符号化率や変調方式を最適化し、所望のデータ伝送容量や通信品質を備えたデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５４】
また、本発明によれば、装置規模を拡大することなしに、各送受信アンテナ・ストリーム間で互いに異なる符号化率や変調方式を選択してデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５５】
本発明によれば、送受信側それぞれでパンクチャド・シンボルの除去及び挿入をストリーム毎ではなく一括して行なっているので、送信データをバースト符号化し階層化して符号化・復号を行なう場合、送信データを階層化せずに連続符号化して複数ストリームのパンクチャド・シンボルを混合させて符号化・復号を行なう場合など、アプリケーション、回線状況、許容遅延時間に合わせて、複数ストリーム構成を適応的に変更して通信路誤りを訂正することができる。
【００５６】
また、本発明によれば、送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、最尤パスを記憶するパスメモリ長がテールビットで区切られたバースト・データ長より長い場合のビタビ復号を、複数のバースト・データを一括して最尤復号を行なうことができる。
【００５７】
また、本発明によれば、送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、最尤パスを記憶するパスメモリ長がテールビットで区切られたバースト・データ長より短い場合のビタビ復号を、複数バーストそれぞれに最適なパスメモリ長で最尤復号を行なうことができる。
【００５８】
また、本発明によれば、送信データに対して、階層化せずに連続符号化されたデータの受信シンボルに対して、最適なパスメモリ長で最尤復号を行なうことができる。
【００５９】
また、本発明によれば、複数ストリームに異なる変調方式と符号化率の変調モードが割当てられ、階層化せずに連続符号化を行なう場合は、複数ストリームに割当てられた全変調モードから一括してパンクチャド・シンボルを生成することができる。
【００６０】
また、本発明によれば、送信装置において、バースト符号化を行なう場合は、各ストリームに対応する階層毎に定められた許容ＢＥＲと変調モードに従って変調部で送信電力を設定することにより、受信符号シンボルの分布がストリーム毎にばらつかず、最尤復号時の劣化を抑制することができる。
【００６１】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００６３】
本発明は、複数のアンテナを持つ送信機と複数のアンテナを持つ受信機が対となって信号を空間的に多重化して通信するＭＩＭＯ通信システムに関する。ＭＩＭＯ伝送方式によれば、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備えた送受信間で複数の空間多重チャネルを並列に用いることにより、限られた帯域幅を用いて、無線区間の伝送速度を向上させることができる。
【００６４】
本発明に係る無線通信システムでは、通信路誤りを訂正する１系統の畳込み符号器、ビタビ復号器が用いられる。送信側では、チャンネル符号化後に１系統の符号シンボルを異なる変調モードを持つ複数ストリームに効果的に分割して送信する。そして、受信側では、異なる変調モードを持つ複数ストリームの信号を受信して効果的に１系統の受信符号シンボルを合成し、最尤復号を行なって通信路誤りを訂正するという符号化・復号処理が行なわれる。
【００６５】
本発明に係る送信装置は、フレーム生成部と、畳み込み符号化部と、パンクチャド・シンボル分割部と、ストリーム毎に変調並びに送信を行なう送信機を備えている。また、ストリーム数、ストリーム毎の送信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードといった送信ストリーム制御データに従って、送信データ系列を適切に複数ストリームに分割して送信するのに必要なパラメータを決定し、これを送信制御情報として送信部の各ブロックに出力する送信ストリーム制御部を備えている。
【００６６】
フレーム生成部では、この送信制御情報に従って、送信データを適切なビット数のデータ系列に分割する。
【００６７】
畳込み符号化部では、データ系列について、連続符号化を行なう場合には、符号器をリセットせずに継続的に畳込み符号化を行なう。また、バースト符号化を行なう場合には、バースト単位に区切られたデータ系列にテールビットを付加して畳込み符号化を行ない、それぞれ符号シンボルを出力する。
【００６８】
パンクチャド・シンボル分割部では、複数ストリームのそれぞれに割当てられた変調モードに従って、複数ストリームのパンクチャド・シンボル・パターンを一括して作成する。すなわち、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンを、ストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成する。そして、作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを生成し、各ストリームにパンクチャド・シンボルを振分ける。
【００６９】
ストリーム毎に変調部が設けられ、各変調部はそれぞれのストリームに割当てられた変調方式に従って変調を行なう。
【００７０】
また、本発明に係る受信装置は、ストリーム毎に受信並びに復調を行なう受信機と、消失シンボル挿入部と、ビタビ復号器を備えている。また、ストリーム数、ストリーム毎の受信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードといった受信ストリーム制御データに従って、複数受信ストリームを適切な１系列に合成して復号するのに必要なパラメータを決定し、受信制御情報として受信部各ブロックに出力する受信ストリーム制御部を備えている。
【００７１】
ストリーム毎の復調部が設けられ、各復調部は、送信された複数ストリームの変調方式に対応するそれぞれの軟判定復調を行なう。
【００７２】
消失シンボル挿入部は、軟判定復調された複数ストリームのシンボルを送信側で振分ける前のシンボル系列に合成し、送信側で作成したのと同じパンクチャド・シンボル・パターンを作成し、一括してシンボル挿入を行なう。すなわち、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンを、ストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成し、作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、複数ストリームのパンクチャされた位置に消失シンボルを一括して挿入し、受信符号シンボルを出力する。ビタビ復号器は、この受信符号シンボルの最尤復号を行なう。
【００７３】
このような送信装置及び受信装置からなる通信システムによれば、送信データを階層化して符号化・復号を行ない、送信データを階層化せずに複数ストリームのパンクチャド・シンボルを混合させて符号化・復号を行なうことにより、アプリケーション、回線状況、許容遅延時間に合わせて、複数ストリーム構成を適応的に変更して通信路誤りを訂正することができる。
【００７４】
Ａ．送受信装置の構成
図１には、本発明の一実施形態に係る送信装置の構成を模式的に示している。図示の送信装置は、１系列のデータを２ストリームに分割し、送信アンテナ２本のＭＩＭＯシステムによって送信を行なうように構成されている。
【００７５】
図示の通り、送信装置１００は、フレーム生成部１０１と、符号化率１／２で拘束長７の畳込み符号器１０２と、パンクチャド・シンボル分割部１０３と、ストリームＡ用のバッファＡ１０４、変調部Ａ１０６、Ｄ／Ａ変換器Ａ１０８、ＲＦ部Ａ１１０、並びにアンテナＡ１１２と、ストリームＢ用のバッファＢ１０５、変調部Ｂ１０７、Ｄ／Ａ変換器Ｂ１０９、ＲＦ部Ｂ１１１、並びにアンテナＢ１１３と、送信ストリーム制御部１１４で構成されている。
【００７６】
送信ストリーム制御部１１４は、ストリーム数、ストリーム毎の送信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードといった送信ストリーム制御データに従って、送信データ系列を適切に複数ストリームに分割して送信するのに必要なパラメータを決定し、これを送信制御情報として各ブロックに出力する。
【００７７】
フレーム生成部１０１は、送信制御情報に従って、送信データを適切なビット数のデータ系列に分割して伝送フレームを生成する。
【００７８】
畳込み符号器１０２は、符号化率１／２、拘束長７で構成される。畳込み符号器１０２は、データ系列について、連続符号化を行なう場合には、符号器をリセットせずに継続的に畳込み符号化を行なう。また、バースト符号化を行なう場合には、バースト単位に区切られたデータ系列にテールビットを付加して畳込み符号化を行ない、それぞれ符号シンボルを出力する。
【００７９】
パンクチャド・シンボル分割部１０３は、符号シンボルのパンクチャすなわち不要シンボルの除去と、各ストリームへの振り分けを行なう。パンクチャド・シンボル分割部１０３は、図２に示すように、パンクチャド・シンボル・パターン生成部３０１と、ＡＮＤ回路３０２と、シンボル振分け部３０３で構成されている。パンクチャド・シンボル・パターン生成部３０１は、複数ストリームのパンクチャド・シンボル・パターンを一括して作成する。すなわち、符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンを、ストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成する。このようにして作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いることにより、１系統のパンクチャ処理により、符号シンボルから不要シンボルを一括して除去しパンクチャド・シンボルを生成することができる。
【００８０】
ストリームＡでは、バッファＡ１０４に蓄えられているパンクチャド・シンボルを、変調部Ａ１０６において変調し、Ｄ／Ａ変換器Ａ１０８において変調シンボルをアナログ信号に変換し、ＲＦ部Ａ１１０においてアナログ送信信号を周波数変換してアップコンバートしさらに電力を増幅し、アンテナＡ１１２から無線送信する。ストリームＢもこれと同様である。変調部Ａ１０６及びＲＦ部Ａ１１０は、送信制御信号に基づいて、変調処理及び無線送信動作を行なう。
【００８１】
変調器１０６は、１次変調に相当し、例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなどの位相変調、あるいは１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどの位相と振幅を組み合わせた変調を行なう。一般に、パンクチャ・パターンによる符号化率と、変調方式、ビットレートの関係は標準化されている。以下では、表１に示したような変調方式、符号化率、ビットレートの割当てからなる複数の変調モードが定義され、各ストリームはこのうちいずれかの変調モードを利用するものとする。また、２ストリームで構成される通信システムにおいて、各ストリームに対する変調モードの組み合せは表２に示したように取り決められているものとする。
【００８２】
図３には、本発明の一実施形態に係る受信装置の構成を模式的に示している。図示の送信装置は、２ストリームに分割された１系列のデータを、受信アンテナ２本のＭＩＭＯシステムによって受信を行なうように構成されている。
【００８３】
図示の通り、受信装置２００は、ストリームＡ及びＢ毎に設けられた受信アンテナ２０１及び２０２、受信ＲＦ部２０３及び２０４と、Ａ／Ｄ変換器２０５及び２０６と、ＭＩＭＯ受信器２０７、ストリームＡ用の復調器２０８並びにバッファＡ２１０と、ストリームＢ用の復調器２０９並びにバッファＢ２１１と、消失シンボル挿入部２１２と、ビタビ復号器２１３と、受信ストリーム制御部２１４で構成されている。
【００８４】
各ストリームＡ及びＢでは、アンテナ２０１及び２０２で受信し、ＲＦ部２０３及び２０４でこの受信信号を電圧増幅するとともに周波数変換によりダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換器２０５及び２０６でアナログ受信信号をデジタル変換する。そして、各ストリームＡ及びＢのデジタル受信信号は、ＭＩＭＯ受信器２０７により受信重みが与えられる。
【００８５】
受信ストリーム制御部２１４は、ストリーム数、ストリーム毎の受信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードといった受信ストリーム制御データに従って、複数受信ストリームを適切な１系列に合成して復号するのに必要なパラメータを受信制御情報として決定し、各ブロックに出力する。
【００８６】
各ストリームＡ及びＢでは、復調器２０８及び２０９が、受信制御情報に従って、送信側の１次変調に対応した軟判定復調処理を施す。復調されたパンクチャド・シンボルは各バッファ２１０及び２１１に一時的に格納される。
【００８７】
消失シンボル挿入部２１２は、受信制御情報に従って、各ストリームのパンクチャド・シンボルに消失シンボルを挿入し、ストリーム毎の符号シンボルを１系列のシンボルに合成する。消失シンボル挿入部２１２は、図４に示すように、パンクチャド・シンボル パターン生成部４０１と、シンボル合成部４０２と、パンクチャド・シンボル挿入部４０３で構成される。パンクチャド・シンボル・パターン生成部４０１は、軟判定復調された複数ストリームのシンボルを送信側で振分ける前のシンボル系列に合成し、送信側で作成したのと同じパンクチャド・シンボル・パターンを作成し、一括してシンボル挿入を行なう。すなわち、１系列に合成された符号シンボルに一括して適用するパンクチャド・シンボル・パターンを、ストリーム毎にそれぞれ割り当てられた変調モードに従って作成し、作成されたパンクチャド・シンボル・パターンを用いて、複数ストリームのパンクチャされた位置に消失シンボルを挿入して受信符号シンボルを出力する。このようにして、１系統のデパンクチャ処理により、符号シンボルから不要シンボルを除去したパンクチャド・シンボルを一括して生成することができる。
【００８８】
ビタビ復号器２１３は、受信制御情報に従って、１系統の受信符号シンボルに統合された符号シンボルについて、最尤復号を施して通信路誤りを訂正し、復号されたデータ列を出力する。
【００８９】
以下、送信装置１００及び受信装置２００の動作について具体的に説明する。
【００９０】
送信装置１００では、送信ストリーム制御データに従って、送信データ系列を適切に２ストリームに分割して送信するのに必要なパラメータを送信ストリーム制御部１１４で決定する。これらパラメータ情報が、各ブロックに送信制御情報として送られ、各ブロックの制御を行ない、２系統の送信機を用いてデータ伝送を行なう。送信データは、フレーム生成部１０１で適切なビット数の系列に分割される。
【００９１】
次いで、畳込み符号器１０２では、このデータ系列について、畳み込み符号化し、符号シンボル（ｃ0，ｃ1，…）を出力する。連続符号化を行なう場合は、符号器をリセットせずに継続的に畳込み符号化を行なう。また、バースト符号化を行なう場合は、バースト単位に区切られたデータ系列にテールビットを付加して畳込み符号化を行なう。
【００９２】
パンクチャド・シンボル分割部は、ストリームＡ及びＢの２ストリームそれぞれに割当てられた変調モードより、適切なパンクチャド・シンボル・パターンを作成し、入力する符号シンボル（ｃ0，ｃ1，…）から不要な符号シンボルを破棄して、パンクチャド・シンボル（ｐ0，ｐ1，…）を生成し、この１系列のパンクチャド・シンボルを各ストリームに振分る。
【００９３】
ストリームＡに振り分けられたパンクチャド・シンボルは（ｐA0，ｐA1，…）としてバッファＡに送られ、さらに、制御情報と適切なタイミングに従って変調部Ａ１０６に送られ、設定された変調方式と電力により変調シンボル（ｍA0，ｍA1，…）を生成する。同様に、ストリームＢに振り分けられたパンクチャド・シンボルは（ｐB0，ｐB1，…）としてバッファＢに送られ、さらに、制御情報と適切なタイミングに従って変調部Ｂ１０７に送られ、制御情報に従って設定された変調方式と電力により変調シンボル（ｍB0，ｍB1，…）を生成する。これら変調シンボルは、それぞれのＤ／Ａ変換器１０８及び１０９、ＲＦ部１１０及び１１１、送信アンテナ１１２及び１１３で構成される、それぞれの送信機から送信を行なう。
【００９４】
受信装置２００では、受信ストリーム制御データに従って、２つの受信アンテナで受信された受信信号を２ストリームから１系列に合成して畳込み符号のビタビ復号を行なうのに必要なパラメータを受信ストリーム制御部２１４で決定する。これらパラメータ情報が、各ブロックに受信制御情報として送られ、各ブロックの制御を行ない、２系統の受信機を用いた受信を行なう。
【００９５】
受信アンテナ２０１及び２０２、ＲＦ部２０３及び２０４、Ａ／Ｄ変換器２０５及び２０６で構成される２系列の受信機でそれぞれの受信信号をベースバンド信号に変換する。次いで、ＭＩＭＯ受信機２０７で、送信された２ストリームが混在した受信信号を分離合成して、送信されたストリームＡ及びＢに対応するストリームの受信シンボル（ｍ'A0，ｍ'A1，…）と（ｍ'B0，ｍ'B1，…）を生成する。
【００９６】
それぞれの受信シンボルは、ストリーム毎の復調部２０８及び２０９で復調され、軟判定シンボル（ｐ'A0，ｐ'A1，…）と（ｐ'B0，ｐ'B1，…）を出力する。軟判定復調は、例えば、図５に示すように±７値で判定を行なう場合、受信レベルが高く、１が送信された可能性が最も高い場合を＋７、−１が送信された可能性が最も高い場合を−７と判定し、受信レベルが低くなるに従って、軟判定レベルを下げていくといった軟判定復調を行なう。
【００９７】
消失シンボル挿入部２１２は、２ストリームの軟判定シンボルについて、送信時に振り分けられた２系列のパンクチャド・シンボルを１系列に合成し受信パンクチャド・シンボル（ｐ'0，ｐ'1，…）を生成する。そして、２ストリームそれぞれに割当てられた符号化率から、適切なパンクチャド・シンボル・パターンを作成し、消失シンボルとして割当てられた位置に０を挿入して受信符号シンボル（ｃ'0，ｃ'1，…）を生成し、ビタビ復号器２１３に出力する。
【００９８】
ビタビ復号器２１３では、１系統の受信符号シンボルに統合された符号シンボルを、最尤復号を以って通信路誤りを訂正し、復号データを出力する。
【００９９】
図６には、ビタビ復号器２１３の内部構成を示している。図示のビタビ復号器２１３は、ブランチメトリック計算部１１０１と、ＡＣＳ部１１０２と、最尤判定部１１０３と、トレースバック部１１０４と、パスメモリ１１０５で構成される。
【０１００】
消失シンボル挿入部２１２から受信符号シンボル（ｃ'0，ｃ'1，…）がビタビ復号器２１３に入力されると、連続符号化又はバースト符号化、パスメモリ長、ストリーム毎の軟判定レベルから設定されたビタビ復号に必要な受信制御情報に従って、複数ストリーム毎の軟判定レベル分布値から最適なパスメモリ長を設定し、ＡＣＳ操作を行って最尤パスを生成する。
【０１０１】
連続符号化の場合は、パスメモリ１１０５にこの最尤パスを記憶し、最尤パスが最大パスメモリ長に達した時点よりトレースバック１１０４による復号を開始し、ビット単位の復号を行なう。
【０１０２】
また、バースト符号化の場合は、バースト長がパスメモリ長より長ければ、（バーストビット数−復号ビット数）がパスメモリ長より長い区間は該ビット単位の復号を行ない、等しくなると１回のトレースバックで一括して復号を行なう。
【０１０３】
送信データを階層化してバースト符号化を行なう場合、最尤パスを記憶するパスメモリ長がテールビットで区切られたバースト・データ長より長い場合は、第１番目のバースト・データに対応する受信符号シンボルについて、バースト先頭からＡＣＳ操作を行なって、最尤パスをパスメモリ１１０５に記憶する。そして、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルのＡＣＳ処理が終了した後、テールビットに対応するステートからトレースバックを実行し、１バースト分の送信ビットの復号を行なう。続いて入力する第２のバースト・データに対応する受信符号シンボルに対し、ＡＣＳ部１１０２の内部情報をリセット又は別パスメモリに記憶するといった処理により、復号器２１３の内部状態をリセットし、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスをパスメモリ１１０５に記憶し、前バーストと同じ処理を繰り返す。このようにして、複数のバースト・データを独立に一括して最尤復号を行なう。
【０１０４】
復号されたデータは、送信データのビット順に対応させて出力する。
【０１０５】
Ｂ．送信ストリーム制御部の構成
前述したように、送信ストリーム制御部１１４は、ストリーム数、ストリーム毎の送信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードといった送信ストリーム制御データに従って、送信データ系列を適切に複数ストリームに分割して送信するのに必要なパラメータを決定し、これを送信制御情報として各ブロックに出力する。この項では、送信ストリーム制御部１１４の構成について、図７、並びに表１〜２を参照しながら説明する。
【０１０６】
図示の送信ストリーム制御部１１４は、ストリーム・パラメータ設定部５０１と、テールビット挿入部５０２と、パンクチャド・シンボル・パターン設定部５０３と、シンボル振分けパターン設定部５０４と、変調パラメータ設定部５０５と、送信電力値設定部５０６で構成されている。
【０１０７】
また、表１には本実施形態に係る通信システムにおいて送信可能な変調方式、符号化率を記した変調モード割当例が示され、表２には２ストリームで送信を行なう際に設定可能な変調モード割当例が示されている（前述）。
【０１０８】
送信ストリーム制御データは、各ストリームＡ及びＢに採用する２ストリームの変調モードの組み合わせであり、例えば表２のような組み合わせを用いる。変調モードの組合せは、フレーム単位のバーストあるいは連続的なデータ伝送、といった伝送アプリケーション、回線状況によって決まるＭＩＭＯ伝送に必要な情報に基づいて決定される。
【０１０９】
送信ストリーム制御部１１４は、これら情報を基に、各ブロックに必要なパラメータ情報を設定し、各ブロックに送信制御情報として送る。これらの値は、送信ストリーム制御データが変更の都度、最適なパラメータが設定し直され、送信装置では、２ストリームを用いた送信が行なわれる。
【０１１０】
Ｃ．受信ストリーム制御部の構成
前述したように、受信ストリーム制御部２１４は、ストリーム数、ストリーム毎の受信データ・ビット数、ストリーム毎の変調方式及び符号化率からなる変調モードといった受信ストリーム制御データに従って、複数受信ストリームを適切な１系列に合成して復号するのに必要なパラメータを受信制御情報として決定し、各ブロックに出力する。この項では、図８、並びに表１〜２を参照しながら、受信ストリーム制御部２１４の構成について説明する。
【０１１１】
図示の受信ストリーム制御部２１４は、受信ストリーム・パラメータ設定部６０１と、復調パラメータ設定部６０２と、シンボル合成パターン設定部６０３と、消失シンボル・パターン設定部６０４と、復号部パラメータ設定部６０５で構成されている。
【０１１２】
受信ストリーム制御データは、表２の２ストリームの組み合わせ、フレーム単位のバーストあるいは連続的なデータ伝送といった、伝送アプリケーション、回線状況によって決まるＭＩＭＯ伝送に必要な情報である。受信ストリーム制御部２１４は、送信された２ストリームに割当てられた変調モードの組み合わせ情報に従って、各ブロックに必要なパラメータ情報を設定し、各ブロックに受信制御情報として送る。これらの値は、送信側で変調モードの変更がある都度、受信側にも通知され、パラメータの変更を行なう。
【０１１３】
Ｄ．２ストリームを用いたデータ伝送
この項では、Ａ〜Ｃで説明した送受信装置を用いてデータ伝送を行なう場合の、送信時における複数ストリームへの符号シンボルの振り分けと、受信時における受信符号シンボルの合成歩行なう処理について、２ストリームを例にとって説明する。
【０１１４】
ここでは、図９に示した符号シンボル割当例に従い、表２に示したＳｅｔＮｏ．３の変調モードが各ストリームに割り当てられているとする。表２より、ＳｅｔＮｏ．３では、ストリームＡに変調モードとしてＭｏｄｅ４、すなわちＱＰＳＫ変調及び符号化率１／２が、ストリームＢにＭｏｄｅ９、すなわち１６ＱＡＭ変調及び符号化率３／４が、それぞれ割当てられている。パンクチャド・シンボル割当ては図１８に従う。
【０１１５】
１系列のデータを２ストリームに分割してＭＩＭＯ伝送を行なう場合、ストリーム間で時間的なずれが生じないように、一般に各ストリームの変調シンボルが同数となるようにして２系列の信号の送受信を行なう。図９に示す例では、変調シンボル数はストリームＡ及びＢでともに１２０である。各ブロックに割当てられるシンボル数は、変調モードによって異なるので、変調モードが変更になる度に変更する必要がある。図９に示した符号シンボル割当例では、１フレーム当たりデータ数は４８０ビットで、このうち１２０ビットをストリームＡに、残りの３６０ビットをストリームＢにそれぞれ割当てる。
【０１１６】
さらに、畳込み符号器１０２の出力は９６０符号シンボル［＝（２４０＋７２０）］、パンクチャド・シンボル生成部１０３の出力は７２０パンクチャド・シンボル［＝（２４０＋７２０×（２／３））］である。そして、シンボル分割部１０４は、図９（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のいずれかの方法を用いて、ストリームＡに２４０パンクチャド・シンボル、ストリームＢに４８０パンクチャド・シンボルがそれぞれ割り振られるように、１系列のパンクチャド・シンボルを２分割する。
【０１１７】
これら分割されたパンクチャド・シンボルは、ストリームＡ及びＢそれぞれのバッファ１０４及び１０５に記憶され、適切なタイミングでそれぞれの変調部１０６及び１０７で変調が行なわれ、変調シンボルとして出力される。このとき、ストリームＡの変調部１０６の出力は１２０変調シンボル、ストリームＢの変調部１０７の出力は１２０変調シンボルとなり、２つのストリームＡ及びＢはともに変調シンボル数は同数になる。
【０１１８】
送信ストリーム制御部１１４では、ＳｅｔＮｏ．３で送信するといった送信ストリーム制御データが入力された後、この変調モード割当て（上述した例ではＳｅｔＮｏ．３）が有効な間、上記の割当数に従って、各ブロックでのシンボル割当数を決定し、各ブロックにそれら制御情報を送り、上記の動作及びタイミング制御を行なう。
【０１１９】
ストリーム振分け方法は、アプリケーション、伝送品質、伝送容量、装置化の容易さに応じてさまざま考えられる。図３に示したように受信機側の復号器が１つの場合には、変調モードの異なる複数ストリームが合成された受信符号シンボルを一度に復号するため、ストリーム毎に複数の変調モードの混在が原因となる復号劣化をなるべく小さくしなければならない。
【０１２０】
上述した実施形態によれば、さまざまな変調モードが混在した場合、あるいは、アプリケーションに合わせて以下に説明するストリーム振分け法を変更する場合であっても、送受信それぞれのストリーム制御データを切り替えることによりいずれの場合でも容易に適用することができる。
【０１２１】
図９（ｂ）〜（ｄ）には、シンボル分割部１０４で行なわれるパンクチャド・シンボルの各ストリームへ振分ける方法を例示している。このうち図９（ｂ）は、ストリームＡとストリームＢにそれぞれにバースト的に振分けるシンボル振分け方法１であり、同図（ｃ）は、ストリームＡとストリームＢに２パンクチャド・シンボル毎に交互に振分ける方法であり、同図（ｄ）は、ストリームＡとストリームＢにそれぞれの変調シンボルがパンクチャド・シンボル周期の倍数（図示の例では、ストリームＡが２に対し、ストリームＢが４）となるようにパンクチャド・シンボルを割当てる方法３である。
【０１２２】
図９（ｂ）に示したシンボル振り分け方法１では、ストリーム毎に別々にデータ・バーストを割当てることができ、データ品質の異なる階層化データを伝送するのに利用できる。バースト・データを相互に独立に伝送する場合、図９（ａ）に示したようにストリームＡとストリームＢにそれぞれ割当てるデータ・バーストの最後の６ビットにテールビット（例えば６ビットの０）を挿入してバーストを終端させ、畳込み符号器１０２で符号化し、パンクチャド・シンボル生成器１０３ではストリームＡ及びＢ毎に図１８に従ってパンクチャド・シンボル パターンを切り替えながらパンクチャド・シンボルを生成する。
【０１２３】
このときのパンクチャド・シンボル・パターンのタイミング例を図１０（ｂ）に示している。ストリームＡでは符号化率１／２であるから、ストリームＡに振り分けられた区間ではシンボル消失はない。一方、ストリームＢは符号化率３／４であるから、ストリームＡに振り分けられた区間では図１８に示したパンクチャ・パターンに従い、×で示されたシンボル位置が消失される。
【０１２４】
図９（ｂ）に示したシンボル振り分けが行なわれた送信データの受信は、上述した送信手順が逆の順で行なわれる。すなわち、シンボル合成部２１２から１系列の合成された受信パンクチャ・ストリームを出力し、消失シンボルを挿入して受信符号シンボル（ｃ'0，ｃ'1，…）を生成する。
【０１２５】
このとき、受信符号シンボルは、ストリームＡとストリームＢがそれぞれ独立したバーストとなる。そこで、ビタビ復号器２１４は、バースト毎にテールビットで終端されていることを利用し、バースト先頭からＡＣＳ操作を行なって最尤パスをパスメモリ１１０５に記憶し、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルのＡＣＳ処理が終了した後、ステート０に相当する状態からトレースバックを実行し、１ストリーム分の送信ビットの復号を行なう。さらに、続いて入力する次のストリームに対し、ＡＣＳ部１１０２の内部情報をリセット又は別のパスメモリに記憶するといった処理により、復号器２１４の内部状態をリセットし、ＡＣＳ操作を行なって最尤パスをパスメモリ１１０５に記憶し、前ストリームと同じ処理を繰り返す。このような処理を繰り返せば、１つの復号器２１４で複数の異なるバースト・データを復号することができる。
【０１２６】
最尤パスを記憶するパスメモリ長がバースト・データ長より短い場合は、最大パスメモリ長に達した時点より、トレースバックによる復号を開始してビット単位の復号を行ない、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルが入力したとき、パスメモリ長分の送信データを一括して復号する。
【０１２７】
例えば、図９（ａ）に示したストリームＡをパスメモリ長５０の復号器２１４で復号を行なう場合、バースト・データは１２０ビットでパスメモリ長より長い。よって、最初の７０ビットは、パスメモリ長分のＡＣＳ操作を行なった時点よりビット毎にトレースバックを行なって、７０ビットの復号を行なう。残りの５０ビットは、テールビットの最終ビットに対応する受信符号シンボルが入力したとき、一括して復号を行なう。この場合、バースト毎に独立して復号できるという特徴を生かし、それぞれのバースト境界で、復号器２１４の内部状態をリセットした際、それぞれのストリームに合った復号パラメータを設定することも可能である。例えば、ストリームＡは符号化率１／２と低いのでパスメモリ長を短くし（例えば４０）、ストリームＢは符号化率３／４と符号化率が高いのでパスメモリ長を長くする（例えば８０）といった設定をバースト境界で切り替えることにより、各ストリームで個別に適応的にパラメータ設定を行なうことができる。
【０１２８】
図９（ｃ）に示したシンボル振り分け方法２は、２パンクチャド・シンボル毎に交互に各ストリームへパンクチャド・シンボルを切り替えて伝送する方式であり、送信データが階層化されておらず、２つのストリームの伝送遅延時間を最小にしたい場合に利用することができる。このシンボル振分け法２は、ストリームＡとストリームＢがともに変調シンボル数が同数であり、各変調シンボルを同時に２本のアンテナ１１３及び１１４から送信すると仮定している。
【０１２９】
図１０（ｃ）には、この場合のパンクチャド・シンボル生成を図解している。パンクチャド・シンボル生成器１０３では、まず、１系列の符号シンボルを２符号シンボルｃ0，ｃ1毎に２系列のストリームｓＡ及びｓＢに振分ける。但し、ｓＡがストリームＡに、ｓＢがストリームＢにそれぞれ対応した系列である。
【０１３０】
続いて、符号シンボルのパンクチャを行なう。ストリームＡでは符号化率１／２でありシンボル消失はない。一方、ストリームＢは符号化率３／４であり、図１８に示したパンクチャ・パターンに従いシンボルが消失される。図１０（ｃ）に示す例では、ストリームＢに相当するｓＢの符号シンボルに着目し、図１０（ａ）に示すｓＢに対応したパンクチャド・シンボル パターンで、不要シンボルを削除する。図１０（ｃ）中の×が消失シンボルである。２つのストリームに２パンクチャド・シンボル毎に交互に振り分けているので、消失シンボルの出現位置はバースト的に振分ける場合よりも長くなり、また系列において出現シンボルの出現率が均一化されている。
【０１３１】
これら消失シンボルを除いた系列シンボル系列ｐAとｐBがシンボル分割部１０４で２パンクチャド・シンボル毎に振分けられる。図９（ｃ）より、パンクチャド・シンボルはフレーム全体で１：２の比率で振分けられることになる。パンクチャド・シンボル・パターンは、図１０（ｃ）に示すように最初の２４０パンクチャド・シンボルではストリームＡ及びＢが混在した状態、それ以降はストリームＢのみのパターンとなる。
【０１３２】
もし、図９（ｂ）のシンボル振分け法１を用いた場合、データ入力から送信までに要する遅延時間は、最小でも、ストリームＡ＋ストリームＢの最初の変調シンボルが生成されるまで必要になる。
【０１３３】
これに対し、図９（ｃ）に示すシンボル振分け方法２を用いた場合、ストリームＡの変調シンボルは２パンクチャド・シンボル、ストリームＢの変調シンボルは４パンクチャド・シンボルがそれぞれ必要である。よって、ストリームＢに４シンボル分のＰBiが振り分けられる毎に、バッファ１０４、１０５に記憶された２シンボル分のＰAi及びＰBiを順次それぞれの変調部１０６、１０７で変調シンボルを生成して２本のアンテナ１１３及び１１４から同時に送信することにより、最小の遅延時間最小で送信することができる。
【０１３４】
この場合のシンボル分割部１０４での変調シンボル切り替えは、ストリームＡ及びＢに割当てられた変調モードに関わりなく２パンクチャド・シンボル単位で行ない、割当て数の少ないストリームに対するパンクチャド・シンボルの振分けが終了した場合、残りはすべて他方のストリームにパンクチャド・シンボルを割当てる。図９（ｃ）に示す例では、ストリームＡに２４０パンクチャド・シンボルを割当てが終了した以降は、残りのシンボルをすべてストリームＢに割当てている。
【０１３５】
図９（ｃ）に示したシンボル振り分けが行なわれた送信データの受信は、上述した送信手順が逆の順で行なわれる。すなわち、シンボル合成部２１２から１系列の合成された受信パンクチャド・ストリームを出力し、消失シンボルを挿入して受信符号シンボル（ｃ'0，ｃ'1，…）を生成する。
【０１３６】
この例では、ストリーム毎に変調モードが相違するため、受信符号シンボルには２つの変調モードが混在している。変調モードが異なると、受信Ｅb／Ｎ0が異なるので、ビタビ復号器２１３で最尤復号を行なう場合、ビット誤り率の劣化が生じるという問題がある。そこで、ＳｅｔＮｏ．３で送信を行なう場合には、ストリームＢは符号化率３／４と符号化率が高いので、受信ストリーム制御部２１４は、ビタビ復号器２１３のパラメータとして、パスメモリ長を長く（例えば８０）とるなど、符号化率の高い方のパラメータを設定する。パラメータを適応的に変更できるのであれば、ストリームＡ及びＢが混在している区間ではパスメモリ長を短く（例えば６０）、ストリームＢのみの区間ではパスメモリ長を長く（例えば８０）とるといった手法を用いることもできる。
【０１３７】
図９（ｄ）に示したシンボル振分け法３は、ストリームＡとストリームＢに変調シンボル周期分のパンクチャド・シンボル（ストリームＡが２、ストリームＢが４）を交互に割当てる方法であり、送信データが階層化されておらず、パンクチャド・シンボルの割当をパンクチャド・シンボル周期に切り替えたい場合に利用することができる。この場合の処理は図９（ｃ）に示した方法と同様に行なう。図１０（ｄ）には、この場合のパンクチャド・シンボル生成を図解している。図示のように、パンクチャド・シンボル周期毎にシンボルの振り分けが行なわれることから、各ストリームＡ及びＢにおける不要シンボルの除去をパンクチャド・シンボル周期毎に行なうことができるので、それぞれのストリームに対応したパンクチャ・パターンの切り替えが容易となる。また、２つのストリームにシンボル系列をシンボル周期毎に交互に振り分けているので、消失シンボルの出現位置はバースト的に振分ける場合よりも長くなり、また系列において出現シンボルの出現率が均一化されている。
【０１３８】
Ｅ．送信電力配分と誤り率
本発明を用いると、前項Ｄで説明したように複数のシンボル振分け方法を用いた、複数ストリームのデータ伝送システムを容易に実現することができる。前項Ｄでは３種類のシンボル振分け法を説明したが、他の振分け方法として、例えば、変調シンボル単位のシンボル振り分けも同様に実現できる。
【０１３９】
図１１には、前項Ｄで説明した３種類のシンボル振分け方法をそれぞれ用いた場合における誤り率特性を示している。ここでは、２つのストリームをそれぞれ１ストリームで伝送したときのＢＥＲ（ビット・エラー率）特性が等しくなるように送信側で電力配分を行なっている。
【０１４０】
図１１（ａ）には、表２中のＳｅｔＮｏ．２を適用した場合のＢＥＲ特性を示している。ＳｅｔＮｏ．２はストリームＡがＭｏｄｅ４、ストリームＢがＭｏｄｅ７を採用しており、符号化率は１／２と等しく変調多値数がＱＰＳＫ、１６ＱＡＭと異なった場合であり、いずれのストリームにおいても不要シンボルの除去が行なわれていない。この場合のＢＥＲ特性は３つのシンボル振分け方法でほぼ等しい。
【０１４１】
一方、図１１（ｂ）には、表２中のＳｅｔＮｏ．３のＢＥＲ特性を示している。ＳｅｔＮｏ．３はストリームＡがＭｏｄｅ４、ストリームＢがＭｏｄｅ９を採用しており、符号化率はストリームＡが１／２であるのに対しストリームＢでは３／４、変調多値数がＱＰＳＫ、１６ＱＡＭと異なっている。この場合、ストリームＡでは不要シンボルの除去が行われないが、ストリームＢでは不要シンボルの除去が行なわれる。ＢＥＲ特性は、シンボル振分け方法１、２、３の順に特性が劣化している。
【０１４２】
送信時に同じビット誤り率が得られるように電力を割当てて伝送を行なった場合、変調多値数が多く符号化率の差が大きい変調モードの組み合わせを採用すると、シンボル振分け方法２、３のように複数モードを混在させた方がＢＥＲ特性の劣化は大きい。これは、遅延時間短縮のために複数ストリームを混在させて伝送する場合、パンクチャド・シンボル・パターンの設定方法が原因と考えられる。遅延時間削減のために複数モードを混在させて伝送する場合は、シンボル振分け方法２で２パンクチャド・シンボル毎に交互に振分けるような、パンクチャド・シンボル・パターンを採用した方がＢＥＲ劣化は小さい。２つのストリームに２パンクチャド・シンボル毎に交互に振り分けているので、消失シンボルの出現位置はバースト的に振分ける場合よりも長くなり、また系列において出現シンボルの出現率が均一化されている。
【０１４３】
Ｆ．３ストリーム振り分け方法
２ストリームを用いた場合のデータ伝送については既にＤ項で説明した。この項では、３ストリームを用いたデータ伝送について説明する。
【０１４４】
図１２には、３ストリーム伝送におけるシンボル振分け例を示している。また、表３には、３ストリーム伝送における各ストリームに対する変調モードの割当て例を示している。図１２では、表３中のＳｅｔＮｏ．４を割当てた場合を示している。ストリームＡにはＭｏｄｅ４、すなわちＱＰＳＫ変調で符号化率１／２を、ストリームＢにはＭｏｄｅ９、すなわち１６ＱＡＭ変調で符号化率３／４を、ストリームＣにＭｏｄｅ１１、すなわち６４ＱＡＭ変調で符号化率２／３をそれぞれ割当てる。
【０１４５】
【表３】
2006060383.tif 000005
【０１４６】
１系列のデータを３ストリームに分割してＭＩＭＯ伝送を行なう場合、一般に３ストリームそれぞれの変調シンボルが同数となるようにして３系列の信号の送受信を行なう。この例の場合、３ストリームそれぞれの変調シンボル数は６０である。
【０１４７】
図１２（ｂ）〜（ｄ）には、図１０に示した２ストリームの場合と同じ手法により各ストリームへシンボルを振分ける方法をそれぞれ示している。これらは、それぞれ図９（ｂ）〜（ｄ）に対応している。すなわち、図１２（ｂ）に示すシンボル振り分け方法１では各ストリームへバースト的なシンボル振り分けを行ない、ストリーム毎別々にデータ・バーストを割当てることができ、データ品質の異なる階層化データを伝送するのに利用することができる。また、図１２（ｃ）に示すシンボル振り分け方法２では、各ストリームへ２パンクチャド・シンボル毎に交互にシンボルを振り分けている。また、図１２（ｄ）に示すシンボル振り分け方法３では、シンボル周期毎に各ストリームへシンボルを振り分けている。図１２（ｃ）及び（ｄ）に示すシンボル振分け法２及び３は、送信データが階層化されておらず、３つのストリームの伝送遅延時間を最小にしたい場合に利用することができる。
【０１４８】
図１３（ｂ）〜（ｄ）には、それぞれのシンボル振り分け方法を用いた場合にパンクチャド・シンボル・パターンを示している。
【０１４９】
ストリームＡでは符号化率１／２であるからシンボル消失はない。これに対し、ストリームＢ及びＣでは符号化率はそれぞれ３／４及び２／３であるから、これらのストリームに振り分けられたシンボルは図１８に示したパンクチャ・パターンに従って不要シンボルの除去が行なわれる。
【０１５０】
シンボル振り分け方法１を適用した場合、図１３（ｂ）に示すように、ストリームＡにバースト的に振り分けられたシンボル部分では不要シンボルの除去が行なわれないが、ストリームＢ及びＣにバースト的に割り当てられたシンボル部分ではそれぞれのパンクチャ・パターンを用いシンボル周期毎に繰り返し不要シンボルの除去が行なわれる。図１３（ｂ）中の×が消失シンボルである。
【０１５１】
また、シンボル振り分け方法２を適用した場合、図１３（ｃ）に示すように、ストリームＢに相当するｓＢの符号シンボルに着目すると、図１３（ａ）に示すｓＢに対応したパンクチャド・シンボル パターンを用いてシンボル周期毎の不要シンボルの削除を行なう。同様に、ストリームＣに相当するｓＣの符号シンボルに着目すると、ｓＣに対応したパンクチャド・シンボル パターンを用いてシンボル周期毎の不要シンボルの削除を行なう。図１３（ｃ）中の×が消失シンボルである。
【０１５２】
また、シンボル振り分け方法３を適用した場合、それぞれのストリームで適用する符号化率に対応するシンボル周期分のパンクチャド・シンボルが交互に割り当てられるので、図１３（ｄ）に示すように、ストリームＢ及びＣに割り振られたパンクチャド・シンボルに対し、図１３（ａ）に示すそれぞれのパンクチャ・パターンを用いてシンボル周期分の不要シンボルの削除を行なう。図１３（ｄ）中の×が消失シンボルである。
【０１５３】
本発明では、１対の符号器及び復号器に変調モードの異なる複数ストリームの符号シンボルの符号化並びに復号を行なう。送信データが階層化されておらず、２つのストリームの伝送遅延時間を最小にしたい場合、パンクチャド・シンボル・パターンは、図１８に示した、モード毎の符号化率個別のパンクチャド・シンボル・パターンを用いる方式ではなく、全ストリームの符号化率を考慮して決定したパターンを用いることも可能である。
【０１５４】
ＭＩＭＯで３ストリーム以上の伝送するとき、符号化率の異なる複数のモードを各ストリームに分割する場合も生じる。このとき、モードの変調多値数、符号化率を考慮した効果的なパンクチャド・シンボル・パターンを採用すれば、効率は向上すると考えられる。
【０１５５】
例えば、表３中のＳｅｔＮｏ．３に該当する変調モードを各ストリームＡ〜Ｃに割当てる場合、図１３（ｅ）に示すシンボル振分け法４を適用することもできる。これは、パンクチャド・シンボル生成部１０３で同図に示すような消失を行なうパターンを設定し、入力する符号シンボルに対して順次シンボル消失を行ない、シンボル振分け部３０３でｓＡ、ｓＢ、ｓＣの各タイミングに従ってストリームＡ、Ｂ、Ｃに振分ければ良い。
【０１５６】
Ｇ．２次変調方式の組み込み
図１及び図３に示した複数ストリーム送受信装置では、各ストリームにおいて１次変復調のみを行なう構成となっているが、勿論、２次変調方式を適用することも可能である。
【０１５７】
ここで言う２次変調方式として、例えばＯＦＤＭ変調方式やＳＳ（Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：スペクトラム拡散）変調方式を挙げることができる。
【０１５８】
ここで、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）変調方式では、各キャリアがシンボル区間内で相互に直交するように各キャリアの周波数が設定されている。情報伝送時には、シリアルで送られてきた情報を情報伝送レートより遅いシンボル周期毎にシリアル／パラレル変換して出力される複数のデータを各キャリアに割り当ててキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆ＦＦＴを行なうことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換して送信する。また、受信時はこの逆の操作、すなわちＦＦＴを行なって時間軸の信号を周波数軸の信号に変換して各キャリアについてそれぞれの変調方式に対応した復調を行ない、パラレル／シリアル変換して元のシリアル信号で送られた情報を再生する。ＯＦＤＭはマルチキャリア伝送の１つであり、送信データを周波数の異なる複数のキャリアに分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数選択性フェージングの影響を受け難くなることから、主に遅延歪み対策として利用される。
【０１５９】
また、ＳＳは、ベースバンド信号を乗せたキャリアのスペクトラムの帯域幅を本来の狭帯域な周波数帯域幅よりも、数倍から数十倍の大きな周波数帯域に拡散する変調方式であり、１次変調された信号に高速で広帯域なランダムなＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｎｏｉｓｅ：擬似雑音）信号を乗せてスペクトラムを拡散することにより、雑音耐性を向上させる。
【０１６０】
図１４及び図１５には、２次変調方式としてＯＦＤＭ変調を適用した場合の複数ストリーム送受信装置の構成例をそれぞれ示している。
【０１６１】
送信装置では、各ストリームにおいて、（１次）復調器以後に、ＯＦＤＭシンボルを生成するＯＦＤＭシンボル生成器並びにＯＦＤＭシンボルを周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換するＩＦＦＴが配設される。
【０１６２】
また、受信装置では、各ストリームにおいてＦＦＴを配設し、各サブキャリヤの信号を取り出し、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換する。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１６４】
本明細書では、空間多重を利用して複数の論理的なチャネルを形成したＭＩＭＯ通信方式の無線通信システムに対して本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、ＭＩＭＯ通信以外の方式により複数のストリームに送信データを振り分けて伝送する通信システムに対しても同様に本発明を適用することができる。
【０１６５】
また、本発明の適用範囲は、無線通信に限定されるものではなく、送信側では１系統の符号シンボルを複数ストリームに分割して送信するとともに、受信側で受信した複数ストリームの信号を１系統の受信符号シンボルに合成して復号するというさまざまなタイプの符号化・復号装置に適用することができる。
【０１６６】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る送信装置の構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、パンクチャド・シンボル分割部１０３の内部構成を示した図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る受信装置の構成を模式的に示した図である。
【図４】図４は、消失シンボル挿入部２１２の内部構成を示した図である。
【図５】図５は、軟判定レベルの割当て例を示した図である。
【図６】図６は、ビタビ復号器２１３の内部構成を示した図である。
【図７】図７は、送信ストリーム制御部１１４の構成を示した図である。
【図８】図８は、受信ストリーム制御部２１４の構成を示した図である。
【図９】図９は、２ストリーム伝送におけるシンボル振り分け例を示した図である。
【図１０】図１０は、２ストリーム伝送におけるパンクチャド・パターン生成例を示した図である。
【図１１】図１１は、各シンボル振分け法を用いた場合における誤り率特性を示した図である。
【図１２】図１２は、３ストリーム伝送におけるシンボル振り分け例を示した図である。
【図１３】図１３は、３ストリーム伝送におけるパンクチャド・パターン生成例を示した図である。
【図１４】図１４は、２次変調方式としてＯＦＤＭ変調を組み込んだ複数ストリーム送信装置の構成例を示した図である。
【図１５】図１５は、２次変調方式としてＯＦＤＭ変調を組み込んだ複数ストリーム受信装置の構成例を示した図である。
【図１６】図１６は、２ストリーム送信装置の構成例（従来技術）の構成例を示した図である。
【図１７】図１７は、２ストリーム受信装置の構成例（従来技術）の構成例を示した図である。
【図１８】図１８は、符号化率２／３及び３／４はそれぞれについてのパンクチャ・パターンの構成例を示した図である。
【図１９】図１９は、図１７に示した２ストリーム受信装置の変形例（従来技術）の構成例を示した図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１００…送信装置
１０１…フレーム生成部
１０２…畳込み符号器
１０３…パンクチャド・シンボル分割部
１０４、１０５…バッファ
１０６、１０７…変調部
１０８、１０９…Ａ／Ｄ変換器
１１０、１１１…ＲＦ部
１１２、１１３…アンテナ
１１４…送信ストリーム制御部
２００…受信装置
２０１、２０２…受信アンテナ
２０３、２０４…受信ＲＦ部
２０５、２０６…Ｄ／Ａ変換器
２０７…ＭＩＭＯ受信器
２０８、２０９…復調器
２１０、２１１…バッファ
２１２…消失シンボル挿入部
２１３…ビタビ復号器
２１４…受信ストリーム制御部
３０１…パンクチャド・シンボル・パターン生成部
３０２…ＡＮＤ回路
３０３…シンボル振分け部
４０１…パンクチャド・シンボル パターン生成部
４０２…シンボル合成部
４０３…パンクチャド・シンボル挿入部
５０１…ストリーム・パラメータ設定部
５０２…テールビット挿入部
５０３…パンクチャド・シンボル・パターン設定部
５０４…シンボル振分けパターン設定部
５０５…変調パラメータ設定部
５０６…送信電力値設定部
６０１…受信ストリーム・パラメータ設定部
６０２…復調パラメータ設定部
６０３…シンボル合成パターン設定部
６０４…消失シンボル・パターン設定部
６０５…復号部パラメータ設定部
１１０１…ブランチメトリック計算部
１１０２…ＡＣＳ部
１１０３…最尤判定部
１１０４…トレースバック部
１１０５…パスメモリ
【図１】
2006060383.tif 000006
【図２】
2006060383.tif 000007
【図３】
2006060383.tif 000008
【図４】
2006060383.tif 000009
【図５】
2006060383.tif 000010
【図６】
2006060383.tif 000011
【図７】
2006060383.tif 000012
【図８】
2006060383.tif 000013
【図９】
2006060383.tif 000014
【図１０】
2006060383.tif 000015
【図１１】
2006060383.tif 000016
【図１２】
2006060383.tif 000017
【図１３】
2006060383.tif 000018
【図１４】
2006060383.tif 000019
【図１５】
2006060383.tif 000020
【図１６】
2006060383.tif 000021
【図１７】
2006060383.tif 000022
【図１８】
2006060383.tif 000023
【図１９】
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