(57)【要約】【課題】周波数空間送信ダイバーシチ方式を２次元拡散ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式に適用する際に、周波数選択性による時空符号の直交性の崩れを抑制することが可能な無線送信機を提供する。【解決手段】無線送信機２において、時空符合化器１４は、入力されるデータを時空符号化行列に基づいて送信アンテナごとに時空符号シンボルを生成する。拡散器２２ａ−１〜ｎは、生成された時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する。変換送信部２８ａは、拡散チップをサブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換し、複数の送信アンテナ３０ａ、３０ｂから送信する。【選択図】    図２
2006121289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリアから構成される信号を複数の送信アンテナから送信する無線送信機であって、
入力されるデータを時空符号化行列に基づいて前記送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する時空符号手段と、
前記時空符号手段によって生成される前記時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する拡散手段と、
前記拡散手段によって生成された拡散チップを前記サブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された前記時間領域の信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする無線送信機。
【請求項２】
前記拡散手段は、
前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが、隣接するサブキャリアに割り当てられるよう拡散することを特徴とする請求項１に記載の無線送信機。
【請求項３】
受信アンテナによって受信された信号からデータを再生する無線受信機であって、
前記受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された前記サブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段によって逆拡散された各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号する時空復号手段と、
前記時空復号手段から出力される各信号を周波数方向に合成しデータを再生する合成手段と、
を備えたことを特徴とする無線受信機。
【請求項４】
前記時空復号手段は、前記逆拡散手段によって逆拡散された各信号を隣接するサブキャリアごとに時空復号することを特徴とする請求項３に記載の無線受信機。
【請求項５】
複数のサブキャリアから構成される信号を複数の送信アンテナから送信する無線送信機と、受信アンテナによって受信された信号からデータを再生する無線受信機とから構成される無線通信システムにおいて、
前記無線送信機は、
入力されるデータを時空符号化行列に基づいて前記送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する時空符号手段と、
前記時空符号手段によって生成される前記時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する拡散手段と、
前記拡散手段によって生成された拡散チップを前記サブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換する第１の変換手段と、
前記第１の変換手段によって変換された前記時間領域の信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、によって構成され、
前記無線受信機は、
前記受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換する第２の変換手段と、
前記第２の変換手段によって変換された前記サブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段によって逆拡散された各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号する時空復号手段と、
前記時空復号手段から出力される各信号を周波数方向に合成しデータを再生する合成手段と、によって構成されることを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
複数のサブキャリアから構成される信号を複数の送信アンテナから送信する無線送信機と、受信アンテナによって受信された信号からデータを再生する無線受信機とから構成される無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線送信機が、入力されるデータを時空符号化行列に基づいて前記送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する過程と、
前記無線送信機が、生成した前記時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する過程と、
前記無線送信機が、生成した拡散チップを前記サブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換する過程と、
前記無線送信機が、変換した前記時間領域の信号を前記複数の送信アンテナから送信する過程と、
前記無線受信機が、前記受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換する過程と、
前記無線受信機が、変換した前記サブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する過程と、
前記無線受信機が、逆拡散した各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号する過程と、
前記無線受信機が、前記時空復号手段から出力される各信号を周波数方向に合成しデータを再生する過程と、
からなることを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
複数のサブキャリアから構成される信号を複数の送信アンテナから送信する無線送信機のコンピュータを、
入力されるデータを時空符号化行列に基づいて前記送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する時空符号手段、
前記時空符号手段によって生成される前記時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する拡散手段、
前記拡散手段によって生成された拡散チップを前記サブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換する変換手段、
前記変換手段によって変換された前記時間領域の信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段、
として機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項８】
受信アンテナによって受信された信号からデータを再生する無線受信機のコンピュータを、
前記受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換する変換手段、
前記変換手段によって変換された前記サブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する逆拡散手段、
前記逆拡散手段によって逆拡散された各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号する時空復号手段、
前記時空復号手段から出力される各信号を周波数方向に合成しデータを再生する合成手段、
として機能させるための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、移動通信システムにおける時空符号を用いる送信ダイバーシチ方法を直交周波数分割多重・符号分割多重（ＯＦＤＭ−ＣＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）へ適用した無線送信機及び無線受信器及び無線システム及び無線通信方法並びにそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信システムの発展により、更なる広帯域化、高周波数化及び高信頼化が要求されており、端末の無線部を拡張させることなく伝送品質を向上させる送信ダイバーシチ技術が有効な手段とされている（例えば、非特許文献１参照）。また、低レートデータや制御データを伝送する場合、あるいは他セル干渉が厳しい環境で伝送を行う場合には、ＯＦＤＭ−ＣＤＭの時間領域データ、即ちシンボルと、周波数領域データ、即ちサブキャリアとを拡散する２次元拡散が拡散利得を大きくできる点で有効な手段とされている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００３】
まず初めに、図６及び図７を参照して従来の送信ダイバーシチ方式について説明する。
図６は、周波数空間ブロック符号を用いる周波数空間送信ダイバーシチ方式の無線通信システムのブロック図であり、図７は、その概念を説明するための図である。まず、図６に示す時空符号化器１４０が時間領域の送信データ、即ち送信シンボルを二行二列の時空符号化行列を用いて時空符号化を行う。２シンボルをペアとして、送信信号［ｓ１，ｓ２］に対する時空符号化行列は次式（１）で表される。
【０００４】
【数１】
2006121289.tif 000003
【０００５】
サブキャリアマッピング部１４２ａにおいて、サブキャリア＃１にｓ１が割り当てられ、サブキャリア＃２に−ｓ２＊が割り当てられる。また、サブキャリアマッピング１４２ｂにおいて、サブキャリア＃１にｓ２が割り当てられ、サブキャリア＃２にｓ１＊が割り当てられる。サブキャリアマッピング部１４２ａと１４２ｂにおいて時空符号シンボルがサブキャリアに割り当てられた後に、それぞれのＯＦＤＭ変調器１４４ａと１４４ｂによって逆高速フーリエ変換（以下、ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆｉｒｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が行われ時間領域の信号に変換された後に、それぞれの送信アンテナ１４６ａと１４６ｂとによって変換された信号が送信される。
【０００６】
受信アンテナ１５０で受信された時間領域の信号は、ＯＦＤＭ復調器１５２によって高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴ：Ｆｉｒｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が行われ、サブキャリア信号に変換される。変換された後のサブキャリア＃１と＃２における受信サブキャリア信号ｒ１とｒ２はそれぞれ次式（２）で表される
【０００７】
【数２】
2006121289.tif 000004
【０００８】
ここで、ｈｉ，ｍは、サブキャリアｍにおける送信アンテナｉからの受信機へのチャネル応答である。どの送信アンテナから受信した信号かは、信号に含まれているパイロット信号に基づいて判定する。復号は時空復号器１５４とチャネル推定器１５６によって行われ、チャネル推定値により次式（３）で送信信号が推定される。
【０００９】
【数３】
2006121289.tif 000005
【００１０】
式（３）の展開を進めると次式（４）となる。
【００１１】
【数４】
2006121289.tif 000006
【００１２】
ここで、得られた送信信号の推定値＾ｓ１と、＾ｓ２における第２項は、サブキャリア＃１と＃２においてチャネル応答が異なる場合に時空復号の直交性が崩れて発生する干渉成分である。
周波数空間送信ダイバーシチ方式では、隣接サブキャリアではチャネルの応答がほぼ等しいとの仮定に基づいているが、周波数選択性が厳しくなるにつれて干渉成分が増大することになる。
【００１３】
次に、図８及び図９を参照して、２次元拡散を用いるＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式について説明する。図８はＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式の無線通信システムの構成を示したブロック図である。最初に、変調マッピング部１７０によって、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等の変調方式により送信データが変調信号にマッピングされる。そして、直並列変換部１７２は、変調後のデータを直並列変換し、変換したデータを拡散セグメント単位に分割する。拡散・多重部１７４は、各拡散セグメントにおいて送信するシンボルを拡散コードを用いて拡散し、異なる拡散コードによって拡散された他の信号と多重しフレーム信号を生成する。ＯＦＤＭ変調器１７６は、フレーム信号に対してＩＦＦＴを行いＯＦＤＭ信号に変換し、送信アンテナ１７８から送信する。
【００１４】
受信側では、ＯＦＤＭ復調器１８０が受信アンテナ１８０によって受信した時間領域の信号をＦＦＴによってサブキャリア信号に変換する。そして、逆拡散部１８４が、サブキャリア信号を逆拡散し、並直列変換部１８６によってデータが復元された後に、変調デマッピング部１８８によって復調され、送信データが復元される。
【００１５】
図９は、ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式における２次元拡散の概念を示した図である。図９において、送信データは、時間方向のＯＦＤＭ−ＣＤＭシンボルと周波数方向のサブキャリアから構成される２次元平面で拡散される。このとき、時間方向の拡散率をＳＦＴｉｍｅ、周波数方向の拡散率をＳＦＦｒｅｑとすると、拡散率ＳＦは  ＳＦ＝ＳＦＴｉｍｅ×ＳＦＦｒｅｑとして表される。
【非特許文献１】K. F. Lee and D. B. Williams, "A space-frequency transmitter diversity technique for OFDM systems," IEEE GLOBECOM'00, pp. 1473-1477, November 2000.
【非特許文献２】N. Maeda, Y. Kishiyama, H. Atarashi, and M. Sawahashi, "Variable spreading factor-OFCDM with two-dimensional spreading that prioritaizes time-direction spreading for forward link broadband wireless access," IEEE VTC'03-Spring, pp.127-132, May 2003.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した周波数空間送信ダイバーシチ方式とＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式とを組み合わせることで両方式の長所を有する通信方式を利用するということが考えられる。しかしながら、実際に両方式を組み合わせて利用する場合には問題が存在しており、以下に図面を参照してその問題について説明する。
【００１７】
図１０及び図１１は、周波数空間送信ダイバーシチ方式のために時空符号化された送信シンボルを送信ダイバーシチの各送信アンテナのブランチに割り当てる際に、各ブランチにおいて送信シンボルを２次元拡散した拡散セグメントを示した図である。図１０（ｂ）は送信アンテナ１４６ａ側の拡散セグメントであり、図１１（ｂ）は、送信アンテナ１４６ｂ側の拡散セグメントである。ここで、１タイムスロット、１サブキャリアに割り当てられるビットを拡散チップと呼ぶ（図１０（ｂ）では、ｓ１は３２個の拡散チップを有する）。
【００１８】
また、図１０（ａ）及び図１１（ａ）は周波数ごとのチャネル応答値の変化を示した図である。２次元拡散では、１つの拡散セグメントで複数のサブキャリアを使用するため、サブキャリアから時空符号シンボルを復号する場合には図１０及び図１１におけるサブキャリア１とサブキャリア５の信号が必要となる。しかし、図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示すように周波数方向の拡散チップ間で選択するチャネルの周波数、即ち割り当てられたサブキャリアの周波数によりかなり異なったチャネル応答になる。そのため、チャネル応答値に違いのあるサブキャリアに割り当てられた拡散チップから時空符号シンボルを復号すると直交性がかなり崩れてしまうことになり、上述した式（４）の第２項における干渉成分が増大し、十分な特性が得られないという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、周波数空間送信ダイバーシチ方式を２次元拡散ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式に適用する際に、周波数選択性による時空符号の直交性の崩れを抑制することが可能な無線送信機及び無線受信器及び無線システム及び無線通信方法並びにその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】
【００２０】
上述した課題を解決するために、本発明は、複数のサブキャリアから構成される信号を複数の送信アンテナから送信する無線送信機であって、入力されるデータを時空符号化行列に基づいて前記送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する時空符号手段と、前記時空符号手段によって生成される前記時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する拡散手段と、前記拡散手段によって生成された拡散チップを前記サブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換する変換手段と、前記変換手段によって変換された前記時間領域の信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする無線送信機である。
【００２１】
本発明は、上記に記載の発明において、前記拡散手段は、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが、隣接するサブキャリアに割り当てられるよう拡散することを特徴とする。
【００２２】
本発明は、受信アンテナによって受信された信号からデータを再生する無線受信機であって、前記受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換する変換手段と、前記変換手段によって変換された前記サブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する逆拡散手段と、前記逆拡散手段によって逆拡散された各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号する時空復号手段と、前記時空復号手段から出力される各信号を周波数方向に合成しデータを再生する合成手段と、を備えたことを特徴とする無線受信機である。
【００２３】
本発明は、上記に記載の発明において、前記時空復号手段は、前記逆拡散手段によって逆拡散された各信号を隣接するサブキャリアごとに時空復号することを特徴とする。
【００２４】
本発明は、複数のサブキャリアから構成される信号を複数の送信アンテナから送信する無線送信機と、受信アンテナによって受信された信号からデータを再生する無線受信機とから構成される無線通信システムにおいて、前記無線送信機は、入力されるデータを時空符号化行列に基づいて前記送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する時空符号手段と、前記時空符号手段によって生成される前記時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する拡散手段と、前記拡散手段によって生成された拡散チップを前記サブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換する第１の変換手段と、前記第１の変換手段によって変換された前記時間領域の信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段と、によって構成され、前記無線受信機は、前記受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換する第２の変換手段と、前記第２の変換手段によって変換された前記サブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する逆拡散手段と、前記逆拡散手段によって逆拡散された各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号する時空復号手段と、前記時空復号手段から出力される各信号を周波数方向に合成しデータを再生する合成手段と、によって構成されることを特徴とする無線通信システムである。
【００２５】
本発明は、複数のサブキャリアから構成される信号を複数の送信アンテナから送信する無線送信機と、受信アンテナによって受信された信号からデータを再生する無線受信機とから構成される無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記無線送信機が、入力されるデータを時空符号化行列に基づいて前記送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する過程と、前記無線送信機が、生成した前記時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、前記時空符号シンボルから拡散によって生成される拡散チップと、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する過程と、前記無線送信機が、生成した拡散チップを前記サブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換する過程と、前記無線送信機が、変換した前記時間領域の信号を前記複数の送信アンテナから送信する過程と、前記無線受信機が、前記受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換する過程と、前記無線受信機が、変換した前記サブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する過程と、前記無線受信機が、逆拡散した各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号する過程と、前記無線受信機が、前記時空復号手段から出力される各信号を周波数方向に合成しデータを再生する過程と、からなることを特徴とする無線通信方法である。
【００２６】
本発明は、複数のサブキャリアから構成される信号を複数の送信アンテナから送信する無線送信機のコンピュータを、入力されるデータを時空符号化行列に基づいて前記送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する時空符号手段、前記時空符号手段によって生成される前記時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、前記時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する拡散手段、前記拡散手段によって生成された拡散チップを前記サブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換する変換手段、前記変換手段によって変換された前記時間領域の信号を前記複数の送信アンテナから送信する送信手段、として機能させるためのコンピュータプログラムである。
【００２７】
本発明は、受信アンテナによって受信された信号からデータを再生する無線受信機のコンピュータを、前記受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換する変換手段、前記変換手段によって変換された前記サブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する逆拡散手段、前記逆拡散手段によって逆拡散された各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号する時空復号手段、前記時空復号手段から出力される各信号を周波数方向に合成しデータを再生する合成手段、として機能させるためのコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、無線送信機は、複数の送信アンテナを備え、入力されるデータを時空符号化行列に基づいて送信アンテナに対応付けて時空符号シンボルを生成する。また、生成した時空符号シンボルを拡散コードを用いて時間方向と周波数方向へ２次元拡散する際に、時空符号化行列の時間方向の時空符号シンボルから生成される拡散チップが近傍のサブキャリアに割り当てられるように拡散する。そして、生成した拡散チップをサブキャリアに割り当て、時間領域の信号へ変換し、変換した時間領域の信号を複数の送信アンテナから送信する構成となっている。そのため、時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルを近傍のサブキャリアに割り当てることで、チャネル応答値の違いを抑制することが可能となる。それによって、サブキャリアの周波数選択性による時空符号の直交性の崩れを抑制することが可能となる。
【００２９】
また、本発明によれば、無線送信機は、時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルから生成される拡散チップが、隣接するサブキャリアに割り当てられるよう拡散する構成となっている。そのため、隣接するサブキャリアに時空符号化行列の時間方向の複数の時空符号シンボルを割り当てることで、さらにチャネル応答値の違いを抑制することが可能となる。それによって、サブキャリアの周波数選択性による時空符号の直交性の崩れを抑制することが可能となる。
【００３０】
また、本発明によれば、無線受信機は、受信アンテナによって受信された信号をサブキャリアへ変換し、変換したサブキャリアを送信時に用いられた拡散コードに基づいて時間方向に逆拡散する。逆拡散された各信号を送信時に前記サブキャリアに割り当てられた順序に従って時空復号し、時空復号された各信号を周波数方向に合成しデータを再生する構成となっている。そのため、送信側で近傍のサブキャリアに割り当てられた時空符号の組み合わせを読み出して時空復号し、周波数方向に合成してデータを再生することが可能となる。
【００３１】
また、本発明によれば、無線受信機は、逆拡散した各信号を隣接するサブキャリアごとに時空復号する構成となっている。そのため、送信側で隣接するサブキャリアに割り当てられた時空符号の組み合わせを読み出して時空復号し、周波数方向に合成してデータを再生することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施形態による無線送信機及び無線受信機並びに無線通信システムを図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態による無線通信システム１の構成を示した概略ブロック図である。図１において、無線通信システム１は、無線送信機２と無線受信機２とから構成されている。
【００３３】
無線送信機２は、時空符号化器１４と、送信アンテナ３０ａ、３０ｂのブランチごとに設けられたサブキャリアマッピング部１００ａ、１００ｂと、２次元拡散多重部１０２ａ、１０２ｂと、ＯＦＤＭ変調器１０４ａ、１０４ｂと、送信アンテナ３０ａ、３０ｂとから構成されている。
時空符号化器１４は、送信信号を時空符号化し、時空符号シンボルを出力する。サブキャリアマッピング部１００ａ、１００ｂは、時空符号シンボルを直並列変換することによってサブキャリアにマッピングする。２次元拡散・多重部１０２ａ、１０２ｂは、直並列変換された時空符号シンボルを拡散セグメントに分割し、拡散セグメントごとに異なる拡散コードで時間方向と周波数方向へ２次元拡散し、他の拡散コードの信号と多重化する。ＯＦＤＭ変調器１０４ａ、１０４ｂは、それぞれの２次元拡散・多重部１０４ａと１０４ｂから出力された信号を逆高速フーリエ変換によって時間領域信号に変換する。送信アンテナ３０ａと３０ｂは、信号を送信する。
【００３４】
無線受信機３は、受信アンテナ４０と、ＯＦＤＭ復調器２００と、時間方向逆拡散部２０２と、時空復号器２０４と、周波数方向合成部２０６とから構成されている。
受信アンテナ４０は、２つの送信アンテナ３０ａと３０ｂから送信された無線信号を受信する。ＯＦＤＭ復調器２００は、受信アンテナ４０で受信した受信信号を高速フーリエ変換によってサブキャリア信号に変換する。時間方向逆拡散部２０２は、サブキャリア信号をサブキャリアごとに送信時に利用した拡散コードで時間方向に逆拡散する。時空復号器２０４、逆拡散された時空符号シンボルをチャネル推定値を用いて復号する。周波数方向合成部２０６は、時空復号器２０４によって復号された信号を周波数方向に合成して送信信号を再生する。
【００３５】
次に、図２、図４、図５を参照して、無線送信機２における周波数空間送信ダイバーシチ方式を２次元拡散ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式に適用する場合の流れについて説明する。
図２は、図１の無線送信機２の内部構成を詳細に示したブロック図である。図２において、誤り訂正符号器１０は、入力された送信データに対して誤り訂正符号を付与する。変調マッピング部１２は、誤り訂正符号器１０から出力された送信信号に対してＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等の変調方式により送信データを変調信号へマッピングする。時空符号化器１４は、変調後のデータを時空符号化し、個々の送信アンテナブランチ１７ａと１７ｂに対応する時空符号シンボルを出力する。直並列変換器１６ａと１６ｂは送信アンテナブランチ１７ａと１７ｂに対応して設けられており、時間方向の時空符号シンボルを直並列変換し、送信する時刻を合わせて出力する。
【００３６】
送信アンテナブランチ１７ａは、ブロック直並列変換器２０ａと拡散器２２ａ−１〜ｎと、拡散コード多重部２４ａとパイロット信号多重部２６ａと変換送信部２８ａから構成されている。送信アンテナブランチ１７ｂの内部構成は送信アンテナブランチ１７ａと同じ構成である。
【００３７】
ブロック直並列変換器２０ａは、直並列変換器１６ａから受信した並列化された時空符号シンボルを２セグメントで１組の拡散セグメントへ２シンボルブロックごとに直並列変換する。ここでセグメントとは、二行二列の時空符号化の場合には、時空符号シンボルｓ１とｓ２を合わせて１セグメントとなる。拡散器２２ａ−１〜ｎは、それぞれ異なる拡散コードが２つずつ設定されており、２つの異なる拡散コードを利用して２つの時空符号シンボルを拡散して拡散チップを生成し、それぞれの拡散チップが隣接するサブキャリアに割り当てられるように配置する。
【００３８】
図４及び図５は、拡散器２２ａ−１〜ｎによって拡散された時空符号シンボルの拡散チップを示した図である。図４は、送信アンテナブランチ１７ａによって拡散された時空符号シンボルの拡散チップを示した図であり、図５は、送信アンテナブランチ１７ｂによって拡散された時空符号シンボルの拡散チップを示した図である。
【００３９】
図４（ｂ）に示すように、送信アンテナブランチ１７ａには時空符号シンボルとしてｓ１と−ｓ２＊のセグメントが入力され、２つのセグメントを１つの拡散セグメント内でそれぞれ異なる拡散コードによって拡散され、拡散チップが生成される。具体的には、時空符号シンボルｓ１の拡散チップと−ｓ２＊の拡散チップが生成される。そして、図４（ｂ）に示すようにそれぞれの拡散チップが隣接するサブキャリアに割り当てられるように配置される。送信アンテナブランチ１７ｂにおいても同様にｓ２とｓ１＊のセグメントが入力され、それぞれの拡散チップが図５（ｂ）のように隣接するサブキャリアに交互に配置される。
【００４０】
次に、図２に示す拡散コード多重部２６ａは、拡散器２２ａ−１〜ｎから出力された異なる拡散コードで拡散された信号を多重する。パイロット信号多重部２６ａは、拡散コード多重部２６ａから出力された信号に送信アンテナブランチ１７ａからの信号であることを示すパイロット信号を多重してフレーム信号を生成する。変換送信部２８ａは、フレーム信号のデータを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）によって時間領域信号に変換し、符号間干渉を避けるためのガードインターバル（ＧＩ：Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を挿入する。送信アンテナ３０ａは、変換送信部２８ａから出力された信号を送信する。送信ブランチ１７ｂにおいても同様の処理が行われる。
【００４１】
次に、図３を参照して、無線受信機３が受信信号から送信データを再生するまでの流れについて説明する。
図３は、図１の無線受信機３の内部構成を詳細に示したブロック図である。図３において、受信変換部４１は、受信アンテナ４０が受信した受信信号からガードインターバルを除去し、受信信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によってサブキャリア信号に変換する。
【００４２】
時間方向逆拡散部４２−１〜ｎ及び時間方向逆拡散部４４−１〜ｎは、図４（ｂ）及び図５（ｂ）の各サブキャリア信号ごとに送信時に用いた拡散コードの一部を用いて時間方向に逆拡散を行う。ここで、拡散コードの一部とは、図４（ｂ）、図５（ｂ）では、それぞれ１つの時空符号シンボルから３２個の拡散チップが生成されているため、拡散コードは３２チップとなる。その場合、時空符号シンボルｓ１を拡散する際に用いられた拡散コードの最初の８チップは、図４（ｂ）の一列目の時空符号シンボルｓ１に対応する拡散チップを逆拡散するために用いられ、拡散コードの次の８チップが図４（ｂ）の二列目の時空符号シンボルｓ１に対応する拡散チップを逆拡散するために用いられる。
【００４３】
このようにして逆拡散が３２個の拡散チップ全てに対して行われる。時空復号部４６−１〜ｍと４８−１〜ｍは、チャンネル推定値を用いて逆拡散された信号に対して時空復号を行う。周波数方向合成部５０ａ、５０ｂ、５２ａ、５２ｂは、周波数方向に合成する。ここで、無線送信機１では、時間方向と周波数方向にある拡散コードを用いて拡散しているが、無線受信器２では、最初に時間方向にのみ拡散コードを用いて逆拡散しているだけであり、周波数方向に拡散されたチップを合成しないと送信データが復元できない。そこで、時空復号の後に周波数合成を行う。また、時間方向逆拡散部（符号４２、符号４４）は、１つの拡散セグメントにおけるサブキャリア数分設けられ、時空復号部（符号４６、符号４８）は、その半分の数設けられることになる。また、周波数方向合成部（符号５０、符号５２）は、受信信号に含まれる拡散セグメントの数分設けられる。
【００４４】
ブロック並直列変換器５４は、並列のシンボルブロックを直列に変換する、即ちシンボルとして出力する。誤り訂正復号器５６は、送信信号の誤り訂正を行うと共に、ＱＰＳＫで変調されている信号を復号して送信データを再生する。
【００４５】
上記の構成によって、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、１つ拡散セグメント全体では、選択するチャネルの周波数によりかなり異なったチャネル応答となるが、隣接するサブキャリアにおいてはチャネル応答値はそれほど大きな違いはなく、チャネル推定値により時空復号化する場合に干渉成分の直交性の崩れを抑えることが可能となり、好適な無線通信を行うことができる。
【００４６】
なお、上述した実施形態では、隣接するサブキャリアに時空復号時に用いられる時空符号シンボルを割り当てるようにしていたが、チャネル応答値が同じレベルの近傍のサブキャリアに割り当てるようにしてもよい。
【００４７】
上述の無線送信機２、無線受信機３は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した周波数空間送信ダイバーシチ方式及び２次元拡散ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式を適用した通信処理は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態による無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】同実施形態における無線送信機の内部構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における無線受信機の内部構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における時空符号シンボルを拡散した信号を示す図（その１）である。
【図５】同実施形態における時空符号シンボルを拡散した信号を示す図（その２）である。
【図６】従来の技術における周波数空間送信ダイバーシチ方式の通信方式を説明するための図である。
【図７】従来の技術における周波数空間送信ダイバーシチ方式の概念図である。
【図８】従来の技術における２次元拡散ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式の通信方式を説明するための図である。
【図９】従来の技術における２次元拡散ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式の概念図である。
【図１０】従来の技術における周波数空間送信ダイバーシチ方式と２次元拡散ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式を組み合わせた通信方式における時空符号シンボルの拡散後の信号を示す図（その１）である。
【図１１】従来の技術における周波数空間送信ダイバーシチ方式と２次元拡散ＯＦＤＭ−ＣＤＭ方式を組み合わせた通信方式における時空符号シンボルの拡散後の信号を示す図（その２）である。
【符号の説明】
【００４９】
２  無線送信機
１４  時空符合化器
２２ａ−１〜ｎ  拡散器
２８ａ  変換送信部
３０ａ、３０ｂ  送信アンテナ
【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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