(57)【要約】【課題】複数の送信ユニットから送信される送信信号の伝送速度を受信側に通知するための情報を効果的に削減する。【解決手段】送信すべき情報系列１０から該情報系列の入力順序に対応して順序付けられた伝送速度を有する複数の送信信号を生成する送信信号生成ユニット１１〜１５と、複数の送信信号に対して伝送速度によって順序付けられたそれぞれ異なる伝送路応答推定用のプリアンブル信号を付加するプリアンブル付加器１６と、プリアンブル信号が付加されたそれぞれの送信信号を無線により送信する複数の送信ユニット１７〜１８を有する。【選択図】図１
2006041948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信すべき情報系列から該情報系列の入力順序に対応して順序付けられた伝送速度を有する複数の送信信号を生成する送信信号生成ユニットと、
前記複数の送信信号に対して前記伝送速度によって順序付けられたそれぞれ異なる伝送路応答推定用のプリアンブル信号を付加するプリアンブル付加器と、
前記プリアンブル信号が付加されたそれぞれの送信信号を無線により送信する複数の送信アンテナを含む複数の送信ユニットとを具備する無線送信装置。
【請求項２】
前記送信信号生成ユニットは、前記伝送速度を決定する符号化率と変調方式の組み合わせに従って前記複数の送信信号を生成する請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記複数の送信信号の少なくとも一つは、前記複数の送信信号の伝送速度の組み合わせを示す情報を含む請求項１記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記送信信号生成ユニットは、前記伝送速度を決定する符号化率と変調方式の組み合わせに従って前記複数の送信信号を生成し、前記情報系列は、前記複数の送信信号における前記符号化率及び変調方式の組み合わせを示す情報を含む請求項１記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記送信信号生成ユニットは、前記情報系列を直並列変換して前記単位情報に分割する直並列変換器と、前記単位情報を符号化して符号化データを生成する複数の符号化器と、前記符号化データを変調して前記送信信号を生成する複数の変調器とを有する請求項１または２記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記送信信号生成ユニットは、前記情報系列を直並列変換して前記単位情報に分割する直並列変換器と、前記単位情報を符号化して第１符号化率の第１符号化データを生成する複数の符号化器と、前記第１単位符号化データを第２符号化率の第２単位符号化データに変更するためのパンクチャード処理を行う複数のパンクチャード処理器と、前記第２符号化データを変調して前記送信信号を生成する複数の変調器とを有する請求項１記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記送信信号生成ユニットは、前記情報系列を符号化して符号化データを生成する符号化器と、前記符号化データを直並列変換して前記単位情報に対応する複数の単位符号化データを生成する直並列変換器と、前記単位符号化データを変調して前記送信信号を生成する複数の変調器とを有する請求項１記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記送信信号生成ユニットは、前記情報系列を符号化して第１符号化率の符号化データを生成する符号化器と、前記符号化データを直並列変換して前記単位情報に対応する複数の第１単位符号化データを生成する直並列変換器と、前記第１単位符号化データを第２符号化率の第２単位符号化データに変更するためのパンクチャード処理を行うパンクチャード処理器と、前記第２単位符号化データを変調して前記送信信号を生成する複数の変調器とを有する請求項１記載の無線送信装置。
【請求項９】
前記送信信号生成ユニットは、前記情報系列を符号化して第１符号化率の第１符号化データを生成する符号化器と、前記第１符号化データを第２符号化率の第２符号化データに変更するためのパンクチャード処理を行うパンクチャード処理器と、前記第２符号化データを直並列変換して前記単位情報に対応する複数の単位符号化データを生成する直並列変換器と、前記単位符号化データを変調して前記送信信号を生成する複数の変調器とを有する請求項１記載の無線送信装置。
【請求項１０】
複数の伝送速度で各送信アンテナから異なる情報を送信する無線送信装置であって、
前記複数の伝送速度に関する情報の組み合わせを送信する手段と、
複数の送信信号に対して、前記伝送速度によって対応付けられた、それぞれ異なる伝送路応答推定用のプリアンブル信号を付加するプリアンブル付加手段と、
前記プリアンブル信号が付加された送信信号を無線により送信する複数の送信アンテナを具備する無線送信装置。
【請求項１１】
前記伝送速度に関する情報は、各送信アンテナで送信する信号の変調方式と符号化率であることを特徴とする請求項１０記載の無線送信装置。
【請求項１２】
情報系列の入力順序に対応して順序付けられた伝送速度を有し、かつ該伝送速度によって順序付けられたそれぞれ異なる伝送路応答推定用のプリアンブル信号が付加された複数の送信信号を複数の伝送路を介して受信することにより複数の受信信号を得る複数の受信アンテナを含む受信ユニットと、
前記受信信号中のプリアンブル信号を用いて複数の伝送路応答を推定する伝送路応答推定器と、
前記伝送路応答推定器の推定結果を用いて前記受信信号から前記複数の送信信号に相当する信号を分離して取り出す分離部と、
前記分離部により分離された各信号から前記プリアンブル信号を用いて前記情報系列を再生する再生ユニットとを具備する無線受信装置。
【請求項１３】
前記複数の送信信号は、前記複数の送信信号の伝送速度の組み合わせを示す情報を含み、前記再生ユニットは、該伝送速度の組み合わせを示す情報と前記プリアンブル信号に従って、前記分離部により分離された各信号から前記情報系列を再生する請求項１２記載の無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の送信ユニットを用いて並列に信号を送信する無線送信装置及び送信された信号を受信する無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信を高速化する技術として、例えば非特許文献１に記載されているように、送信器とアンテナをそれぞれ有する複数の送信ユニットを用いて送信信号を同一周波数で並列に送信する方式が提案されている。すなわち、送信すべき情報系列を直並列変換により複数の単位情報に分割し、各単位情報に対して例えば符号化及び変調を施して複数の送信信号を生成し、それぞれの送信信号を各送信ユニットに分配する。送信ユニットでは、受け取った送信信号に対しＤ／Ａ変換や周波数変換を施してＲＦ信号とし、さらに電力増幅を行った後、送信アンテナにより送信する。
【０００３】
こうして各送信ユニットから並列に送信される信号は伝送路上で空間多重がなされるため、受信側での混信を考慮する必要がある。混信を避けるためには、例えばアンテナと受信器をそれぞれ有する複数の受信ユニットを用いることによって、各送信ユニットから送信された信号を分離すればよい。単一の受信ユニットを用いる場合でも、各送信ユニットから送信された信号の結合確立密度関数が最大となる信号を受信信号から推定することによって、複数の信号を混信なく同時に受信することができる。
【０００４】
上述したような無線通信システムによると、通信に用いる周波数帯域幅を広げることなく伝送速度を送信ユニットの数に応じて上げることができる。従って、単一の送信ユニットを用いた場合に比較して周波数利用効率が高くなり、またスループットが向上する。
【非特許文献１】A. Paulraj, R. Nabar and D. Gore, Introduction to Space-Time Wireless Communication, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2003.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各送信ユニットに含まれるアンテナはそれぞれ異なる位置に配置されるため、各送信ユニットから送信される送信信号毎に、受信側での受信信号電力は異なる。従って、各送信ユニットから送信される信号毎に伝送路容量も異なる。そこで、各送信ユニット毎に送信信号の伝送速度、具体的には変調方式や符号化率を最適化することにより、伝送効率を高めることができる。
【０００６】
特に、複数の送信ユニットを有する無線送信装置から空間多重により信号を送信し、複数の受信ユニットを有する無線受信装置により受信するＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)と呼ばれるシステムでは、送受信装置間に多数の伝送路が形成され、各々の伝送路応答は異なる。従って、伝送路応答に応じて伝送速度を変更することにより効率の高い伝送を実現することができる。
【０００７】
この場合、各送信ユニットからの送信信号の伝送速度、すなわち各送信ユニットで用いた変調方式及び符号化率を受信側に通知する必要が生じる。具体的には、送信信号のヘッダに各送信ユニットで用いた変調方式及び符号化率を示す情報を含ませる。この結果、変調方式及び符号化率の組み合わせの数が大きくなるとヘッダのデータ長が大きくなり、却ってスループットを低下させる要因となる。
【０００８】
本発明の目的は、複数の送信ユニットから送信される送信信号の伝送速度、例えば各送信ユニットで用いる変調方式及び符号化率の組み合わせを受信側に通知するための情報を効果的に削減する無線送信装置及び該無線送信装置から送信される信号を受信する無線受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点によると、送信すべき情報系列から該情報系列の入力順序に対応して順序付けられた伝送速度を有する複数の送信信号を生成する送信信号生成ユニットと、前記複数の送信信号に対して前記伝送速度によって順序付けられたそれぞれ異なる伝送路応答推定用のプリアンブル信号を付加するプリアンブル付加器と、前記プリアンブル信号が付加されたそれぞれの送信信号を無線により送信する複数の送信アンテナを含む複数の送信ユニットとを具備する無線送信装置が提供される。
【００１０】
前記送信信号生成ユニットは、例えば前記伝送速度を決定する符号化率と変調方式の組み合わせに従って前記複数の送信信号を生成する。前記複数の送信信号の少なくとも一つは、前記複数の送信信号の伝送速度の組み合わせを示す情報を含む請求項１記載の無線送信装置。
【００１１】
本発明の第２の観点によると、複数の伝送速度で各送信アンテナから異なる情報を送信する無線送信装置であって、前記複数の伝送速度に関する情報の組み合わせを送信する手段と、複数の送信信号に対して、前記伝送速度によって対応付けられた、それぞれ異なる伝送路応答推定用のプリアンブル信号を付加するプリアンブル付加手段と、前記プリアンブル信号が付加された送信信号を無線により送信する複数の送信アンテナを具備する無線送信装置が提供される。
【００１２】
本発明の第３の観点によると、情報系列の入力順序に対応して順序付けられた伝送速度を有し、かつ該伝送速度によって順序付けられたそれぞれ異なる伝送路応答推定用のプリアンブル信号が付加された複数の送信信号を複数の伝送路を介して受信することにより複数の受信信号を得る複数の受信アンテナを含む受信ユニットと、前記受信信号中のプリアンブル信号を用いて複数の伝送路応答を推定する伝送路応答推定器と、前記伝送路応答推定器の推定結果を用いて前記受信信号から前記複数の送信信号に相当する信号を分離して取り出す分離部と、前記分離部により分離された各信号から前記プリアンブル信号を用いて前記情報系列を再生する再生ユニットとを具備する無線受信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各送信ユニットで伝送速度が異なる信号を同時に空間多重して送信する場合に送信装置が用いることができる伝送速度の組み合わせを減らすことなく、受信装置に通知する伝送速度に関する情報を効果的に減らしてスループット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】
【００１４】
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る無線送信装置では、送信すべき情報系列１０が直並列変換器１１に入力される。情報系列１０は後述するようにデータ信号のほか、プリアンブル信号及びヘッダ信号を含む。情報系列１０は直並列変換器１１によってそれぞれ一定長の単位情報に分割され、各単位情報は並列に出力される。直並列変換器１１から出力される各単位情報は、コントローラ１９からの制御の下で符号化器１２−１〜１２−３のいずれかに入力され、それぞれある符号化率で符号化される。符号化器１２−１〜１２−３の符号化方式はいかなる方式でもよいが、例えば畳み込み符号やリードソロモン符号を符号化データとして出力する方式が典型的に用いられる。さらに、符号化器１２−１〜１２−３の符号化率は可変でも固定でもよい。
【００１５】
符号化器１２−１〜１２−３から出力される符号化データは、この例ではパンクチャード処理器１３−１〜１３−３に入力され、符号化率を変更するためのパンクチャード処理が施される。すなわち、符号化器１２−１〜１２−３から出力される符号化データの符号化率を第１符号化率とすれば、パンクチャード処理器１３−１〜１３−３によりパンクチャード処理がなされた後の符号化データは、第１符号化率より高い第２符号化率に変更される。パンクチャード処理により符号化率が変更された符号化データはインタリーバ１４−１〜１４−３に入力され、インターリーブ処理が施される。
【００１６】
インタリーバ１４−１〜１４−３によりインタリーブ処理を受けた符号化データは、変調器１５−１〜１５−３にそれぞれ入力され、ある変調方式に従って変調を受けることによりそれぞれ送信信号を生成する。生成された送信信号はプリアンブル付加器１６に入力され、コントローラ１９からの制御の下で既知信号である伝送路応答推定用のプリアンブル信号が付加される。プリアンブル信号は、無線受信装置において無線送信装置の各送信ユニットから送信された信号の伝送路応答を推定することができる信号系列であれば、いかなる系列を用いても構わない。プリアンブル信号が付加された後の複数の送信信号は、送信器１７−１〜１７−３の各々と送信アンテナ１８−１〜１８−３の各々を有する複数の送信ユニットに入力され、これらの送信ユニットより無線によって送信される。
【００１７】
送信器１７−１〜１７−３では、例えば図２に送信器１７−１を代表して示すように、プリアンブル付加器１６からのディジタルの送信信号がＤ／Ａ変換器２１によりアナログの送信信号に変換された後、周波数変換器２２により周波数変換、すなわちアップコンバートが施され、ＲＦ信号とされる。周波数変換器２２から出力されるＲＦ信号はフィルタ２３により不要成分が除去された後、電力増幅器（ＰＡ）２４により増幅され、送信アンテナ１８−１〜１８−３に供給される。
【００１８】
図１の無線送信装置においては、符号化器１２−１〜１２−３、パンクチャード処理器１３−１〜１３−３、インタリーバ１４−１〜１４−３及び変調器１５−１〜１５−３によって、複数（この例では３）のチャネルを持つ送信信号生成ユニットが形成される。直並列変換器１１により情報系列１０を分割して得られる単位情報は、送信信号生成ユニットの各チャネルに分配される。送信信号生成ユニットの各チャネルの伝送速度は、符号化器１２−１〜１２−３及びパンクチャード処理器１３−１〜１３−３による符号化率と変調器１５−１〜１５−３の変調方式によって決まる。
【００１９】
ここで、直並列変換器１１からの各単位情報は、送信信号生成ユニットの各チャネルに各チャネルの伝送速度に応じた順序で分配される。言い替えれば、送信信号ユニットは直並列変換器１１によりからの各単位情報に対応して、情報系列１０の入力順序に対応して順序付けられた伝送速度をそれぞれ有する複数の送信信号を生成する。
【００２０】
図３及び図４に、直並列変換器１１によって分割された単位情報が送信信号ユニットの各チャネルＣＨ１〜ＣＨ３に分配される様子の例を示す。ここで、チャネルＣＨ１〜ＣＨ３の伝送速度はＣＨ１が最も高く、次にＣＨ２が高く、ＣＨ３が最も低いものとする。情報系列１０は、ビット列ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７，…であり、この順序で各ビットが入力される。
【００２１】
図３の例では、情報系列１０は１ビットずつ各チャネルＣＨ１〜ＣＨ３に分配される。すなわち、チャネルＣＨ１にはビット列ｂ０，ｂ３，ｂ６，…が分配され、チャネルＣＨ２にはｂ１，ｂ４，ｂ７，…が分配され、チャネルＣＨ３にはｂ２，ｂ５，ｂ８，…が分配される。図４の例では、情報系列１０は連続する２ビットずつ各チャネルＣＨ１〜ＣＨ３に分配される。すなわち、チャネルＣＨ１にはビット列ｂ０，ｂ１，ｂ６，ｂ７，…が分配され、チャネルＣＨ２にはｂ２，ｂ３，ｂ８，ｂ９，…が分配され、チャネルＣＨ３にはｂ４，ｂ５，ｂ１０，ｂ１１，…が分配される。このように直並列変換器１１では、情報系列１０が１ビット以上のビット長の単位情報に分割され、各単位情報が入力順序に従って送信信号生成ユニットの各チャネルＣＨ１〜ＣＨ３に分配される。
【００２２】
ここでは、情報系列１０の単位情報を送信信号ユニットの各チャネルに分配する際、伝送速度が高いチャネル順に分配しているが、伝送速度が低いチャネル順に分配しても構わない。要するに、伝送速度と単位情報の分配順序が対応付けられていればよい。また、単位情報のビット数は１ビットあるいは２ビットに限られず、３ビット以上でも構わないことは明らかである。このような直並列変換器１１の制御は、コントローラ１９によって行われる。
【００２３】
本実施形態は前述したＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)システム、すなわち複数の送信ユニットを有する無線送信装置と複数の受信ユニットを有する無線受信装置との間で通信を行う無線通信システムを適用可能なシステムの一つとして想定している。ＭＩＭＯシステムでは、無線送信装置と無線受信装置間に伝送路応答の異なる多数の伝送路が空間的に形成されるため、各々の伝送路応答に応じて伝送速度を変更することによって、伝送効率の高い通信を実現することができる。
【００２４】
このように無線送信装置の各送信ユニットから送信する信号の伝送速度を適応的に制御するためには、無線送信装置側で伝送路の状態をある程度知っている必要がある。無線送信装置側で伝送路の状態を取得する方法として、無線受信装置から無線送信装置に伝送路応答の情報をフィードバックする方式が挙げられる。その場合、伝送路応答の情報を直接送信する方法と無線受信装置で測定した信号電力の強度などの相対的な情報を送信する方法が考えられる。また、無線送信装置が無線受信装置へ希望する伝送速度を示す情報を要求する信号を送信する方式も考えられる。このように無線受信装置が無線送信装置に伝送路の状況あるいは伝送速度そのものを示す情報を通知することによって、無線送信装置は伝送速度を決定することができる。
【００２５】
さらに、一般に無線送信装置と無線受信装置は交互に信号を伝達しており、無線受信装置から無線送信装置に信号を送信することもあるので、無線受信装置から無線送信装置に送信された信号を元に伝送路応答の状態を無線送信装置が判断する手法も考えられる。この場合、無線送信装置は受信した信号電力などから送信に適した伝送速度を決定することができる。無線送信装置において各送信ユニットから送信する信号の伝送速度を決定する手法は、以上挙げた手法に限定されず、その他のいかなる手法を用いて伝送速度を決定しても構わない。
【００２６】
本実施形態の無線送信装置では、各々の送信信号生成ユニットが複数の伝送速度を実現するため、変調器１５−１〜１５−３は複数の変調方式で変調を行う機能を有しており、例えばBPSK，QPSK及び8PSKなどの位相変調や、16QAMや64QAMなどの直交振幅変調など、変調多値数の異なる複数の変調方式の中から一つの方式を選択して変調を行う。ただし、変調器１３−１〜１３−３のとり得る変調方式はこれらに限定されるものではなく、例えば128QAMや256QAMなどの他の変調方式を用いてもよい。また、変調器１３−１〜１３−３の各々は、ここに挙げた全ての変調方式を実装する必要は必ずしもなく、少なくとも２つの異なる伝送速度を実現する２つ以上の変調方式を実装してさえいればよい。さらに、変調器１３−１〜１３−３の各々は全て異なる変調方式で変調を行うとは限らず、二つ以上が同じ変調方式をとることもあり得る。
【００２７】
符号化器１２−１〜１２−３、パンクチャード処理器１３−１〜１３−３、インタリーバ１４−１〜１４−３及び変調器１５−１〜１５−３を含む送信信号生成ユニットによって生成された３チャネルの送信信号に対して、プリアンブル付加器１６により無線受信装置により伝送路応答を推定するためのプリアンブルが付加される。本発明の一実施形態では直並列変換器１１により送信すべき情報系列１０を分割した単位情報に対応して生成される、情報系列１０の入力順序に対応して伝送速度が順序付けられた複数の送信信号に対して、伝送速度によって順序付けられたそれぞれ異なる伝送路応答推定用のプリアンブル信号を付加する。すなわち、直並列変換器１１からの各単位情報が前送信信号生成ユニットの各チャネルに各チャネルの伝送速度に応じた順序で分配されるのと同じ順序で順序付けられたプリアンブル信号を付加する。
【００２８】
以下、図５〜図７を用いて上述したプリアンブル信号の付加手順の例を説明する。図５〜図７は、プリアンブル信号、ヘッダ信号及びデータ信号の配列の例を示しており、これらの元情報は情報系列１０として与えられる。ここで、プリアンブル付加器１６において付加するプリアンブル信号を“Preamble1”, “Preamble2”, “Preamble3”とし、プリアンブル信号の優先順位は“Preamble1”, “Preamble2”, “Preamble3”の順であるとする。
【００２９】
図５〜図７において、Ｓ１〜Ｓ３は送信信号生成ユニットにより生成される３チャネルの送信信号であり、Ｓ１の伝送速度が最も高く、Ｓ２の伝送速度が次に高く、Ｓ３の伝送速度が最も低いとする。さらに、直並列変換器１１からの各単位情報は、図３または図４に示したように送信信号生成ユニットの各チャネルに各チャネルの伝送速度の高い順に分配される。言い替えれば、送信信号Ｓ１〜Ｓ３は伝送速度が高い順に順序付けられているものとする。
【００３０】
図５の場合、プリアンブル付加器１６においては、コントローラ１９からの制御の下で、優先度の最も高いプリアンブル信号“Preamble1”は伝送速度が最も高い送信信号Ｓ１である送信アンテナ１８−１から送信される信号に付加され、次に優先度の高いプリアンブル信号“Preamble2”は伝送速度が次に高い送信信号Ｓ２である送信アンテナ１８−２から送信される信号に付加され、さらに優先度の最も低いプリアンブル信号“Preamble3”は伝送速度が最も低い送信信号Ｓ３である送信アンテナ１８−３から送信される信号に付加される。
【００３１】
一方、図６に示されるように伝送速度の最も高い送信信号Ｓ１が送信アンテナ１８−２から送信される場合は、優先度の最も高いプリアンブル信号“Preamble1”は送信アンテナ１８−２から送信する信号に付加される。以下、次に伝送速度の高い送信信号Ｓ２が送信アンテナ１８−１から送信され、最も伝送速度の低い送信信号Ｓ３が送信アンテナ１８−３から送信されるとすると、次に優先度の高いプリアンブル信号“Preamble2”は送信アンテナ１８−１から送信される信号に付加され、優先度の最も低いプリアンブル信号“Preamble3”は送信アンテナ１８−３から送信される信号に付加される。
【００３２】
このように送信信号の伝送速度に応じて付加するプリアンブル信号を変更するようにすると、無線送信装置から無線受信装置に対して伝送速度を通知するための変調方式や符号化率に関する情報は、無線送信装置で用いた変調方式や符号化率の組み合わせを示す情報だけを通知するだけで十分になる。
【００３３】
例として、３つの送信ユニットから変調方式がBPSK, QPSK, 16QAMの送信信号が送信される場合を考える。従来のように各送信ユニット毎に固定のプリアンブル信号を付加する方式では、それぞれの送信ユニットから変調方式がBPSK, QPSK, 16QAMであることを示す情報通知しなくてはならない。これに対して、本実施形態の場合は送信に用いた変調方式がBPSK, QPSK, 16QAMの組み合わせであることだけを通知すればよい。無線受信装置は伝送路推定に用いたプリアンブル信号に引き続き送信される信号の変調方式については、変調方式の組み合わせと直並列変換器１１で情報系列１０を分割して得られる単位情報の分配を行った順番が分かっていれば、必然的に把握することができる。
【００３４】
図５及び図６においては、プリアンブル信号に続いてヘッダ信号“Head”が送信され、その後にデータ信号“Data”が送信される。ヘッダ信号“Head”は図８に示すように、送信アンテナ数（すなわち、送信ユニットの数）、各送信ユニットから送信する信号の伝送速度の組み合わせ、及び送信する信号のデータ長などの復調に必要な情報を含む。ここで伝送速度の組み合わせの情報は、具体的には例えば送信に用いた変調方式がBPSK, QPSK, 16QAMの組み合わせであることを示す。図５及び図６では、ヘッダ信号“Head”を全ての送信アンテナから送信しているが、図７に示すように特定の送信アンテナからのみ送信しても構わない。
【００３５】
次に、図９を用いて本発明の一実施形態に係る無線受信装置について説明する。  
無線受信装置おいては、受信アンテナ３１−１〜３１−３の各々と受信器３２−１〜３２−３の各々を有する複数（この例では３）の受信ユニットを有する。受信ユニットの各受信アンテナ３１−１〜３１−３によって受信された信号は、受信器３２−１〜３２−３に入力される。
【００３６】
受信器３１−１〜３１−３では、図１０に受信器３２−１を代表して示すように受信アンテナ３１−１〜３１−３からの受信信号が低雑音増幅器５１により増幅された後、周波数変換器５２により周波数変換、すなわちダウンコンバートが施され、ＩＦ信号またはベースバンド信号とされる。周波数変換器５２から出力されるＩＦ信号またはベースバンド信号は、フィルタ５３により不要成分が除去された後、Ａ／Ｄ変換器５４によりディジタル信号に変換される。
【００３７】
受信器３２−１〜３２−３からの出力信号は、空間多重信号分離部３３及び伝送路応答推定器３４に入力される。伝送路応答推定器３４では、ディジタル信号に変換された受信信号中のプリアンブル信号を用いて無線送信装置の各送信ユニットと無線受信装置の各受信ユニット間の複数の伝送路の伝送路応答を推定する。伝送路応答の推定手法は無線送信装置で用いるプリアンブル信号に応じて異なり、例えば最小二乗法に基づく手法や平均二乗誤差最小法に基づく方式や様々な手法が考えられるが、いかなる手法を用いていても構わず、特に限定されない。
【００３８】
次に、空間多重信号分離部３３について説明する。受信器３２−１〜３２−３から出力される信号においては、無線送信装置と無線受信装置との間の空間上で空間多重された各信号が混信しているので、このままでは復調を行うことができない。空間多重信号分離部３３は、このように混信している信号から伝送路応答推定器３４で推定された伝送路応答を用いて、各送信ユニットからの送信信号の分離を行う。各送信信号を分離する手法としては、例えば最小二乗法に基づき各信号を分離する手法や、平均二乗誤差最小法により求めた行列を乗算する手法が挙げられ、また多重化された信号を干渉キャンセラを用いて順次分離する手法なども用いることができる。
【００３９】
空間多重信号分離部３３によって分離した各信号には、プリアンブル信号“Preamble1”, “Preamble2”, “Preamble3”のいずれかが付加されており、”Preamble1”が付加された信号は復調器３５−１に、プリアンブル信号”Preamble2”が付加された信号は復調器３５−２に、またプリアンブル信号“Preamble3”が付加された信号は復調器３５−３に入力される。復調器３５−１〜３５−３では、伝送速度判定器３６によって判定された伝送速度によって示される変調方式に対応する復調方式によって復調を行う。
【００４０】
復調器３５−１〜３５−３からの出力信号は、デインタリーバ３７−１〜３７−３にそれぞれ入力され、無線送信装置内のインタリーバ１４−１〜１４−３とは逆の処理であるデインタリーブ処理が施される。デインタリーブ処理後の信号は、デパンクチャード処理器３８−１〜３８−３により無線送信装置内のパンクチャード処理器１３−１〜１３−３とは逆の処理であるデパンクチャード処理が施された後、並直列変換器３９に入力される。並直列変換器３９では、無線送信装置内の直並列変換器１１と逆の処理である並直列変換が行われ、復調された受信信号が一つの信号系列とされる。並直列変換器３９の出力信号は復号器４０に入力され、無線送信装置内の符号化器１２−１〜１２−３と逆の復号処理によって元の情報系列４１が生成される。
【００４１】
次に、伝送速度判定器３６について説明する。本実施形態においては、前述したように図８におけるヘッダ信号”Head”によって通知される情報は無線送信装置の各送信ユニットから送信される信号の伝送速度の組み合わせだけであり、伝送速度そのものは通知していない。復調器３５−１〜３５−３において復調を行う際には、無線送信装置の各変調器１５−１〜１５−３が用いた変調方式を判定する必要がある。
【００４２】
例として各変調器１５−１〜１５−３が変調方式としてBPSK，QPSK及び16QAMのを用いて送信したことがヘッダ信号”Head” 信号から読み取れたと仮定して説明を行う。ヘッダ信号”Head”信号では、各送信ユニットから送信される信号の伝送速度の組み合わせを通知しており、伝送速度の組み合わせの情報から変調方式の組み合わせを知ることが可能である。
【００４３】
ここで、伝送速度が高い順にプリアンブル信号“Preamble1”, “Preamble2”, “Preamble3”が割り当てられていることが無線受信装置で既知であれば、伝送速度判定部３６は変調器１５−１が16QAM、変調器１５−２がQPSK、変調器１５−３がBPSKを用いて変調を行ったことを一意に判断することができ、各復調器３５−１〜３５−３でそれらの変調方式に対応した復調を行うことができる。一方、伝送速度が低い順にプリアンブル信号“Preamble1”, “Preamble2”, “Preamble3”が割り当てられている場合も、同様にして変調器１５−１がBPSK、変調器１５−２がQPSK、変調器１５−３が16QAMで変調を行ったと判断することができる。このようにプリアンブル信号“Preamble1”, “Preamble2”, “Preamble3”の割り当て順序が伝送速度の高い順であろうと低い順であろうと、無線受信装置が順序を既知でさえあれば各変調器１５−１〜１５−３が用いた変調方式を一意に決定することが可能となる。
【００４４】
ここで、無線送信装置内の変調器１５−１〜１５−３がBPSK, QPSK, 16QAMを用いて信号を送信する場合を例に伝送速度判定器３４について説明したが、前述したように変調方式の組み合わせは種々考えられるので、それに応じて伝送速度判定器３４の判定手法を変更すればよい。
【００４５】
以上の説明では、無線送信装置において各送信信号生成ユニットが生成する伝送速度を主として変調方式の変更によって設定する例について述べたが、伝送速度は変調方式と符号化率によって決まるので、各送信信号生成ユニットにおいて符号化率も合わせて変更することにより、伝送速度を設定してもよいことは言うまでもない。また、場合によっては符号化率のみの変更で伝送速度を設定してもよい。この場合、伝送速度判定器３４は各無線送信装置から送信された信号の符号化率もヘッダ”Head”信号で通知された伝送速度の組み合わせとプリアンブル信号から一意に判定することができる。デパンクチャード処理器３８−１〜３８−３では、こうして判定された符号化率を基に各信号をデパンクチャすることになる。
【００４６】
図１に示した無線送信装置からは、各送信ユニットから送信される信号の伝送速度の組み合わせの情報のみがヘッダ信号として通知され、それぞれの送信ユニットから送信される信号の伝送速度そのものは通知されない。本実施形態の無線受信装置によると、伝送速度の組み合わせとプリアンブル信号から各送信ユニットから送信される信号の伝送速度を得ることができ、それに基づいて正しく復調を行うことが可能となる。
【００４７】
次に、図１１〜図１３を用いて図１に示した無線送信装置を変形した実施形態について説明する。これらの実施形態は、いずれも送信信号生成ユニットの変形に関わるものであり、直並列変換器１１の挿入位置を図１に対して変更している。
【００４８】
例えば、図１１の実施形態では送信すべき情報系列１０を符号化器１２に直接入力し、符号化器１２から出力される符号化データを直並列変換器１１に入力している。すなわち、情報系列１０は符号化器１２により符号化され、得られた符号化データが直並列変換器１１により、情報系列１０を分割した単位情報に対応する複数の単位符号化データに分割される。直並列変換器１１から出力される各単位符号化データは、パンクチャード処理器１３−１〜１３−３に入力され、符号化率が符号化器１２の持つ第１符号化率と異なる第２符号化率に変更された単位符号化データが生成される。
【００４９】
図１２の実施形態では、図１１の符号化器１２と直並列変換器１１との間にパンクチャード処理器１３及びインタリーバ１４を挿入し、また図１３の例では図１１の符号化器１２と直並列変換器１１との間にパンクチャード処理器１３のみを挿入している。
【００５０】
すなわち、図１の実施形態では送信信号ユニットの各チャネルで符号化器、パンクチャード処理器及びインタリーバを個別に設けているが、図１１では符号化器を各チャネルで共有し、図１２では符号化器とパンクチャード処理器及びインタリーバを各チャネルで共有し、図１３では符号化器とパンクチャード処理器を共有している。さらに、場合によっては符号化器、パンクチャード処理器、インターリーバのいずれかあるいは全部を省略しても構わず、要は複数の送信信号ユニットが伝送速度によって順序付けられた送信信号を生成して各送信ユニット分配する機能があればよい。このように変形した実施形態においても、図１の実施形態と同様の利点が得られる。
【００５１】
一方、図９に示した無線受信装置においても、図１１〜図１３に示したような無線送信装置の変形に合わせて種々変形することができる。例えば、デインタリーバ及びデパンクチャード処理器については並直列３９の後に配置してもよいし、またいずれかあるいは両方を省略することもできる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線送信装置のブロック図
【図２】図１中の送信器のブロック図
【図３】図１中の直並列変換器の動作例を説明する図
【図４】図１中の直並列変換器の他の動作例を説明する図
【図５】フレームフォーマットの一例を示す図
【図６】フレームフォーマットの他の例を示す図
【図７】フレームフォーマットのさらに別の例を示す図
【図８】図５〜図７におけるヘッダ信号の内容の一例を示す図
【図９】本発明の一実施形態に係る無線受信装置のブロック図
【図１０】図９中の受信器のブロック図
【図１１】本発明の他の実施形態に係る無線送信装置のブロック図
【図１２】本発明の別の実施形態に係る無線送信装置のブロック図
【図１３】本発明のさら別の実施形態に係る無線送信装置のブロック図
【符号の説明】
【００５４】
１０…情報系列（送信情報）；
１１…直並列変換器；
１２−１〜１２−３…パンクチャード処理器；
１４−１〜１４−３…インタリーバ；
１５−１〜１５−３…変調器；
１６…プリアンブル付加器；
１７−１〜１７−３…送信器；
１８−１〜１８−３…送信アンテナ；
１９…コントローラ；
３１−１〜３１−３…受信アンテナ；
３２−１〜３２−３…受信器；
３３…空間多重信号分離部；
３４…伝送路応答推定器；
３５−１〜３５−３…復調器；
３６…伝送速度判定器；
３７−１〜３７−３…デインタリーバ；
３８−１〜３８−３…デパンクチャード処理器；
３９…並直列変換器；
４０…復号器；
４１…情報系列（受信情報）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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