(57)【要約】【課題】  ＱＰＳＫの変調方式で用いるトレリス符号化と比べて所要ＣＮＲを下げるために、適切なトレリス符号化及び適切なビタビ復号を実現することを可能とする送信装置、受信装置及び伝送システムを提供する。【解決手段】  送信装置１００は、入力データを複製して２系統の入力データを生成し、２系統の入力データのそれぞれを時空間トレリス符号化によって符号化する時空間トレリス符号化部１２０と、符号化部から出力される２系統のシンボルをＢＰＳＫによって変調する２系統のＯＦＤＭ変調部１３０と、２系統の変調部のそれぞれから出力される信号を送信する２系統の送信アンテナ１５０とを備える。時空間トレリス符号化部１２０は、２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有する。【選択図】図２
2015139073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データを複製して２系統の入力データを生成し、２系統の入力データのそれぞれを時空間トレリス符号化によって符号化する符号化部と、
前記符号化部から出力される２系統のシンボルをＢＰＳＫによって変調する２系統の変調部と、
前記２系統の変調部のそれぞれから出力される信号を送信する２系統の送信アンテナとを備え、
前記符号化部は、前記２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記符号化部は、前記時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２つのレジスタを有することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記符号化部は、前記時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、３つのレジスタを有することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項４】
前記符号化部は、前記時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、５つのレジスタを有することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項５】
前記２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する３つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２で表し、一方の入力データに適用する３つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２）は、（１，１，１，１，０，１）であることを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【請求項６】
前記２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する４つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３で表し、他方の入力データに適用する４つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３）は、（１，０，１，１，１，１，１，１），（１，１，０，１，１，１，１，１），（０，１，１，１，１，１，０，１）又は（１，０，１，１，１，１，０，１）であることを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項７】
前記２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する５つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３、ｇ１４、ｇ１５で表し、他方の入力データに適用する５つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３、ｇ２４、ｇ２５で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ１４，ｇ１５，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４，ｇ２５）は、（１，１，１，１，０，１，１，１，０，１，０，１），（１，１，１，１，０，１，１，０，１，１，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，１，１，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，１，０，１，１），（１，１，１，１，０，１，１，１，１，０，１，１）又は（１，１，１，１，０，１，１，１，０，０，０，１）を含むことを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
【請求項８】
送信装置が有する２系統の送信アンテナから送信される信号を受信する２系統の受信アンテナと、
前記２系統の受信アンテナのそれぞれで受信される信号をＢＰＳＫによって復調する２系統の復調部と、
前記２系統の復調部のそれぞれから出力される２系統のデータをビタビ復号によって復号する復号部とを備え、
前記復号部は、前記２系統のデータのそれぞれについて、前記ビタビ復号で用いる状態として、前記送信装置において時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応しており、かつ、４以上の状態を用いることを特徴とする受信装置。
【請求項９】
送信装置から受信装置に信号を送信する伝送システムであって、
前記送信装置は、
入力データを複製して２系統の入力データを生成し、２系統の入力データのそれぞれを時空間トレリス符号化によって符号化する符号化部と、
前記符号化部から出力される２系統のシンボルをＢＰＳＫによって変調する２系統の変調部と、
前記２系統の変調部のそれぞれから出力される信号を送信する２系統の送信アンテナとを備え、
前記受信装置は、
前記２系統の送信アンテナから送信される信号を受信する２系統の受信アンテナと、
前記２系統の受信アンテナのそれぞれで受信される信号をＢＰＳＫによって復調する２系統の復調部と、
前記２系統の復調部のそれぞれから出力されるデータをビタビ復号によって復号する復号部とを備え、
前記符号化部は、前記２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有しており、
前記復号部は、前記２系統のデータのそれぞれについて、前記ビタビ復号で用いる状態として、前記時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応しており、かつ、４以上の状態を用いることを特徴とする伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置が有する複数の送信アンテナ及び受信装置が有する複数の受信アンテナを用いてデータの伝送を行うＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式が採用された伝送システム、及び、伝送システムで用いて好適な送信装置及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、送信装置が有する複数の送信アンテナ及び受信装置が有する複数の受信アンテナを用いてデータの伝送を行うＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式が知られている。
【０００３】
また、同一のデータに基づいて生成される信号を複数の送信アンテナから送信することを前提として、各送信アンテナ用のデータに畳み込み符号を適用する符号化（時空間トレリス符号化）が提案されている。時空間トレリス符号化によって符号化されたデータは、ビタビ復号によって復号することができる。
【０００４】
このように、同一のデータに基づいて生成される信号を複数の送信アンテナから送信することによって、データの冗長性が向上し、畳み込み符号を用いることによって、送信装置と受信装置との間の無線回線の信頼性が向上する。また、各送信アンテナから信号を送信するチャネル（周波数）に相関があるケースやフェージングが生じるケース等において、時空間トレリス符号化は、良好な誤り率特性を得ることができ、信号の途切れを抑制することができる。従って、このような時空間トレリス符号化は、フィードバックを伴わない片方向のＭＩＭＯ伝送に適している。片方向のＭＩＭＯ伝送を用いるアプリケーションとしては、マラソンや駅伝等のロードレース中継で用いるＦＰＵ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｉｃｋｕｐ  Ｕｎｉｔ）等が考えられる。
【０００５】
また、時空間トレリス符号化が適用される際に用いる変調方式としては、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ或いは１６ＱＡＭが検討されている（例えば、特許文献１、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０１０９３９
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｂ．  Ｖｕｃｅｔｉｃ  ａｎｄ  Ｊ．  Ｙｕａｎ：“ＳＰＡＣＥ−ＴＩＭＥ  ＣＯＤＩＮＧ”，  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ  （２００３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、変調多値数が増大すると、伝送容量が増大する一方で、誤り訂正後における疑似エラーフリーを実現する所要ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）として、大きな所要ＣＮＲが必要である。一方で、映像データの圧縮技術の発達に伴い、送信装置から受信装置に送信すべきデータの伝送量が減少することが考えられる。
【０００９】
このような観点から、発明者らは、鋭意検討の結果、ＱＰＳＫ以上の変調方式の採用によって得られる伝送容量を犠牲にしてでも、所要ＣＮＲを下げる方が有効であることを見出した。
【００１０】
しかしながら、上述した技術では、ＱＰＳＫ以上の変調方式で用いる時空間トレリス符号化についてのみが検討されており、ＱＰＳＫの変調方式で用いる時空間トレリス符号化と比べて所要ＣＮＲを下げる点については考慮されていない。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ＱＰＳＫの変調方式で用いる時空間トレリス符号化と比べて所要ＣＮＲを下げるために、適切な時空間トレリス符号化及び適切なビタビ復号を実現することを可能とする送信装置、受信装置及び伝送システム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】
【００１２】
第１の特徴は、入力データを複製して２系統の入力データを生成し、２系統の入力データのそれぞれを時空間トレリス符号化によって符号化する符号化部と、前記符号化部から出力される２系統のシンボルをＢＰＳＫによって変調する２系統の変調部と、前記２系統の変調部のそれぞれから出力される信号を送信する２系統の送信アンテナとを備える送信装置であって、前記符号化部は、前記２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有することを要旨とする。
【００１３】
第２の特徴は、送信装置が有する２系統の送信アンテナから送信される信号を受信する２系統の受信アンテナと、前記２系統の受信アンテナのそれぞれで受信される信号をＢＰＳＫによって復調する２系統の復調部と、前記２系統の復調部のそれぞれから出力されるデータをビタビ復号によって復号する復号部とを備える受信装置であって、前記復号部は、前記２系統のデータのそれぞれについて、前記ビタビ復号で用いる状態として、前記送信装置において時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応しており、かつ、４以上の状態を用いることを要旨とする。
【００１４】
第３の特徴は、送信装置から受信装置に信号を送信する伝送システムであって、前記送信装置は、入力データを複製して２系統の入力データを生成し、２系統の入力データのそれぞれを時空間トレリス符号化によって符号化する符号化部と、前記符号化部から出力される２系統のシンボルをＢＰＳＫによって変調する２系統の変調部と、前記２系統の変調部のそれぞれから出力される信号を送信する２系統の送信アンテナとを備え、前記受信装置は、前記２系統の送信アンテナから送信される信号を受信する２系統の受信アンテナと、前記２系統の受信アンテナのそれぞれで受信される信号をＢＰＳＫによって復調する２系統の復調部と、前記２系統の復調部のそれぞれから出力されるデータをビタビ復号によって復号する復号部とを備え、前記符号化部は、前記２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有しており、前記復号部は、前記２系統のデータのそれぞれについて、前記ビタビ復号で用いる状態として、前記時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応しており、かつ、４以上の状態を用いることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＱＰＳＫの変調方式で用いる時空間トレリス符号化と比べて所要ＣＮＲを下げるために、適切な時空間トレリス符号化及び適切なビタビ復号を実現することを可能とする送信装置、受信装置及び伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る伝送システム３００を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る送信装置１００を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る受信装置２００を示すブロック図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る畳み込み符号化部１２１の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る畳み込み符号化部１２１の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る畳み込み符号化部１２１の一例を示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る状態遷移図の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る受信信号のレプリカを作成する方法を示す図である。
【図９】図９は、変更例１に係る伝送システム３００を示す図である。
【図１０】図１０は、変更例１に係る送信装置１００を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、変更例１に係る受信装置２００を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００１８】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１９】
［実施形態の概要］
実施形態に係る送信装置は、入力データを複製して２系統の入力データを生成し、２系統の入力データのそれぞれを時空間トレリス符号化によって符号化する符号化部と、前記符号化部から出力される２系統のシンボルをＢＰＳＫによって変調する２系統の変調部と、前記２系統の変調部のそれぞれから出力される信号を送信する２系統の送信アンテナとを備える。前記符号化部は、前記２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有する。
【００２０】
実施形態では、２系統の変調部は、ＢＰＳＫによってデータを変調しており、かつ、符号化部は、２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有する。これによって、ＱＰＳＫの変調方式で用いる時空間トレリス符号化と比べて所要ＣＮＲを下げるために、適切な時空間トレリス符号化を実現することができる。
【００２１】
ここで、発明者らは、鋭意検討の結果、ＱＰＳＫ以上の変調方式の採用によって得られる伝送容量を犠牲にしてでも、所要ＣＮＲを下げる方が有効であることを見出すことによって、ＢＰＳＫで用いる適切な時空間トレリス符号化について検討したことに留意すべきである。
【００２２】
実施形態に係る受信装置は、送信装置が有する２系統の送信アンテナから送信される信号を受信する２系統の受信アンテナと、前記２系統の受信アンテナのそれぞれで受信される信号をＢＰＳＫによって復調する２系統の復調部と、前記２系統の復調部のそれぞれから出力されるデータをビタビ復号によって復号する復号部とを備える。前記復号部は、前記２系統のデータのそれぞれについて、前記ビタビ復号で用いる状態として、前記送信装置において時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応しており、かつ、４以上の状態を用いる。
【００２３】
実施形態では、２系統の復調部は、ＢＰＳＫによって信号を変調しており、かつ、復号部は、２系統のデータのそれぞれについて、ビタビ復号で用いる状態として、送信装置において時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応しており、かつ、４以上の状態を用いる。これによって、ＱＰＳＫの変調方式で用いる時空間トレリス符号化と比べて所要ＣＮＲを下げるために、適切なビタビ復号を実現することができる。
【００２４】
ここで、発明者らは、鋭意検討の結果、ＱＰＳＫ以上の変調方式の採用によって得られる伝送容量を犠牲にしてでも、所要ＣＮＲを下げる方が有効であることを見出すことによって、ＢＰＳＫで用いる適切なビタビ復号について検討したことに留意すべきである。
【００２５】
［第１実施形態］
（伝送システム）
以下において、第１実施形態に係る伝送システムについて説明する。図１は、第１実施形態に係る伝送システム３００を示す図である。図２は、第１実施形態に係る送信装置１００を示すブロック図であり、図３は、第１実施形態に係る受信装置２００を示すブロック図である。
【００２６】
図１に示すように、伝送システム３００では、２×２のＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）技術が適用される。また、第１実施形態では、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術、時空間トレリス符号化（ＳＴＴＣ；Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｔｒｅｌｌｉｓ  Ｃｏｄｉｎｇ）が適用される。
【００２７】
（送信装置）
図１及び図２に示すように、送信装置１００は、入力信号処理部１１０と、時空間トレリス符号化部１２０と、２系統のＯＦＤＭ変調部１３０と、２系統の送信高周波部１４０と、２系統の送信アンテナ１５０とを有する。
【００２８】
入力信号処理部１１０は、入力データ（映像データや音声データ）を処理する。具体的には、入力信号処理部１１０は、図２に示すように、エネルギー拡散部１１１と、外符号部１１２と、外インタリーブ部１１３とを有する。
【００２９】
エネルギー拡散部１１１は、送信対象の入力データに対して、データビット０，１の偏りをなくすためのエネルギー拡散処理を施す。外符号部１１２は、エネルギー拡散部１１１によってエネルギー拡散処理が施された入力データに対して、リードソロモン符号等の誤り訂正処理を施す。外インタリーブ部１１３は、外符号部１１２によって誤り訂正処理が施されたデータの順序を並べ替える。
【００３０】
なお、図２に示す入力信号処理部１１０の構成は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、入力信号処理部１１０は、パケット形式の入力データの同期処理及びスクランブル処理等を行ってもよい。
【００３１】
時空間トレリス符号化部１２０は、入力信号処理部１１０から出力される入力データを複製して２系統の入力データを生成し、２系統の入力データのそれぞれを時空間トレリス符号化によって符号化する。時空間トレリス符号化部１２０は、２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有する。ここで、時空間トレリス符号化部１２０としては、２系統の時空間トレリス符号化部１２０（時空間トレリス符号化部１２０Ａ及び時空間トレリス符号化部１２０Ｂ）が設けられる。
【００３２】
２系統の時空間トレリス符号化部１２０のそれぞれは、図２に示すように、畳み込み符号化部１２１と、内インタリーブ部１２２と、マッピング部１２３とを有する。
【００３３】
畳み込み符号化部１２１は、入力信号処理部１１０から出力される入力データについて、時間軸方向における畳み込み符号化を施す。内インタリーブ部１２２は、周波数軸及び時間軸で定義される空間に畳み込み符号化部１２１によって畳込み符号化されたデータを配置するとともに、周波数軸方向における順序の並べ替え（周波数インタリーブ）及び時間軸方向における順序の並べ替え（時間インタリーブ）を行う。マッピング部１２３は、内インタリーブ部１２２から出力されるデータをＩ−Ｑ平面上にマッピングする。詳細には、第１実施形態では、変調方式としてＢＰＳＫが用いられるため、マッピング部１２３は、Ｉ−Ｑ平面上で定義される１シンボルに１ｂｉｔのデータをマッピングする。なお、Ｉ−Ｑ平面上で取り得るシンボルの位置は２点である。
【００３４】
なお、図２に示す時空間トレリス符号化部１２０では、マッピング部１２３が内インタリーブ部１２２の後段に設けられるが、マッピング部１２３は、内インタリーブ部１２２の前段に設けられてもよい。マッピング部１２３を内インタリーブ部１２２の後段に設けることによって、内インタリーブ部１２２に記憶されるメモリの容量を削減することができる。
【００３５】
ＯＦＤＭ変調部１３０は、時空間トレリス符号化部１２０から出力される２系統のシンボルをＢＰＳＫによって変調する変調部の一例である。ここで、ＯＦＤＭ変調部１３０としては、２系統のＯＦＤＭ変調部１３０（ＯＦＤＭ変調部１３０Ａ及びＯＦＤＭ変調部１３０Ｂ）が設けられる。
【００３６】
２系統のＯＦＤＭ変調部１３０のそれぞれは、図２に示すように、ＯＦＤＭフレーム構成部１３１と、ＩＦＦＴ部１３２と、ＧＩ付加部１３３と、直交変調部１３４とを有する。
【００３７】
ＯＦＤＭフレーム構成部１３１は、時空間トレリス符号化部１２０から出力されるシンボル（以下、データシンボル）にパイロットシンボルを付加する。ＯＦＤＭフレーム構成部１３１は、周波数軸上に設けられる複数のサブキャリアにデータシンボル及びパイロットシンボルを割り当てて、ＯＦＤＭフレームを構成する。ＩＦＦＴ部１３２は、複数のサブキャリアに割り当てられたデータシンボル及びパイロットシンボルに対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ；Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を施して、周波数軸方向の信号を時間軸方向の信号に変換する。ＧＩ付加部１３３は、ＩＦＦＴ部１３２から出力される時間軸方向の信号に対してガード期間（ＧＩ）を付加する。ガード期間には、ＩＦＦＴ部１３２から出力される時間軸方向の信号の一部（後半部分）がコピーされる。ガード期間は、ＩＦＦＴ部１３２から出力される時間軸方向の信号の先頭に付加される。直交変調部１３４は、ＧＩ付加部１３３によってガード期間が付加されたＯＦＤＭの複素ベースバンド信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変調する。
【００３８】
送信高周波部１４０は、２系統のＯＦＤＭ変調部１３０のそれぞれから出力される２系統のＩＦ信号を無線周波数信号に変換し、２系統の無線周波数信号を規定の電力に増幅する。ここで、送信高周波部１４０としては、２系統の送信高周波部１４０（送信高周波部１４０Ａ及び送信高周波部１４０Ｂ）が設けられる。
【００３９】
送信アンテナ１５０は、２系統の送信高周波部１４０のそれぞれから出力される２系統の無線周波数信号を送信する。ここで、送信アンテナ１５０としては、２系統の送信アンテナ１５０（送信アンテナ１５０Ａ及び送信アンテナ１５０Ｂ）が設けられる。
【００４０】
（受信装置）
図１及び図３に示すように、受信装置２００は、２系統の受信アンテナ２１０と、２系統の受信高周波部２２０と、２系統のＯＦＤＭ復調部２３０と、ビタビ復号部２４０と、出力信号処理部２５０とを有する。
【００４１】
受信アンテナ２１０は、送信装置１００が有する２系統の送信アンテナ１５０から送信される無線周波数信号を受信する。ここで、受信アンテナ２１０としては、２系統の受信アンテナ２１０（受信アンテナ２１０Ａ及び受信アンテナ２１０Ｂ）が設けられる。また、受信アンテナ２１０Ａが受信する無線周波数信号は、２系統の送信アンテナ１５０から送信される無線周波数信号が合成された信号である。同様に、受信アンテナ２１０Ｂが受信する無線周波数信号は、２系統の送信アンテナ１５０から送信される無線周波数信号が合成された信号である。
【００４２】
受信高周波部２２０は、２系統の受信アンテナ２１０のそれぞれによって受信された無線周波数信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換する。ここで、受信高周波部２２０としては、２系統の受信高周波部２２０（受信高周波部２２０Ａ及び受信高周波部２２０Ｂ）が設けられる。
【００４３】
ＯＦＤＭ復調部２３０は、２系統の受信アンテナ２１０のそれぞれで受信される信号をＢＰＳＫによって復調する復調部の一例である。ここで、ＯＦＤＭ復調部２３０としては、２系統のＯＦＤＭ復調部２３０（ＯＦＤＭ復調部２３０Ａ及びＯＦＤＭ復調部２３０Ｂ）が設けられる。
【００４４】
２系統のＯＦＤＭ復調部２３０のそれぞれは、図３に示すように、直交復調部２３１と、シンボル同期部２３２と、ＦＦＴ部２３３と、伝搬路推定部２３４と、内デインタリーブ部２３５とを有する。
【００４５】
直交復調部２３１は、受信高周波部２２０によって変換されたＩＦ信号を複素ベースバンド信号に復調する。シンボル同期部２３２は、直交復調部２３１によって復調された複素ベースバンド信号から、ＯＦＤＭシンボルの先頭を検出する。ＦＦＴ部２３３は、シンボル同期部２３２から出力される複素ベースバンド信号からガード期間が除去された有効シンボルに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を施して、時間軸方向の信号を周波数軸方向の信号に変換する。伝搬路推定部２３４は、ＦＦＴ部２３３によって変換された周波数軸方向の信号に含まれるパイロットシンボル等に基づいて、送信アンテナ１５０と受信アンテナ２１０との間の伝搬路応答を推定する。内デインタリーブ部２３５は、送信装置１００の内インタリーブ部１２２とは逆の手順で、データシンボル及び伝搬路応答の並べ替えを行う。
【００４６】
ビタビ復号部２４０は、２系統のＯＦＤＭ復調部２３０のそれぞれから出力される２系統のデータから、送信側の時空間トレリス符号化部１２０に入力されたデータをビタビ復号法によって復号する。ビタビ復号部２４０は、２系統のデータのそれぞれについて、ビタビ復号で用いる状態として、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応しており、かつ、４以上の状態を用いる。
【００４７】
ビタビ復号部２４０は、図３に示すように、２系統のメトリック計算部２４１（メトリック計算部２４１Ａ及びメトリック計算部２４１Ｂ）と、ブランチ選択部２４２と、トレースバック部２４３とを有する。
【００４８】
メトリック計算部２４１は、送信装置１００のマッピング部１２３で用いたマッピング情報及び受信装置２００の伝搬路推定部２３４で推定された伝搬路応答に基づいて、２系統の送信信号に対応するシンボルが取り得る組合せについて、受信信号のレプリカを作成する。メトリック計算部２４１は、実際の受信信号と受信信号のレプリカとの間の距離に基づいて、受信信号のレプリカ毎にメトリックを計算する。ブランチ選択部２４２は、メトリック計算部２４１によって計算されたメトリックに基づいて、状態遷移図のブランチを選択し、規定のパス数を含むトレリス線図を作成する。トレースバック部２４３は、ブランチ選択部２４２によって作成されたトレリス線図において、メトリックの和が最小となるパスをトレースバックして、２系統のＯＦＤＭ復調部２３０のそれぞれから出力される２系統のデータから、送信側の時空間トレリス符号化部１２０に入力されたデータを復号する。
【００４９】
出力信号処理部２５０は、ビタビ復号部２４０から出力されたデータを処理する。具体的には、出力信号処理部２５０は、図３に示すように、外デインタリーブ部２５１と、外符号復号部２５２と、エネルギー逆拡散部２５３とを有する。
【００５０】
外デインタリーブ部２５１は、送信装置１００の外インタリーブ部１１３と逆の手順で、ビタビ復号部２４０から出力されたデータの順序を並び変える。外符号復号部２５２は、送信装置１００の外符号部１１２に応じた復号方法で、外インタリーブ部１１３から出力されたデータを復号する。エネルギー逆拡散部２５３は、送信装置１００のエネルギー拡散部１１１と逆の手順で、外符号復号部２５２から出力されたデータに対して、逆エネルギー拡散処理を施す。
【００５１】
なお、図１において、ｈ１１は、送信アンテナ１５０Ａと受信アンテナ２１０Ａとの間の伝搬路応答であり、ｈ２１は、送信アンテナ１５０Ａと受信アンテナ２１０Ｂとの間の伝搬路応答であり、ｈ１２は、送信アンテナ１５０Ｂと受信アンテナ２１０Ａの間の伝搬路応答であり、ｈ２２は、送信アンテナ１５０Ｂと受信アンテナ２１０Ｂとの間の伝搬路応答である。
【００５２】
送信信号ｘ１は、送信アンテナ１５０Ａから送信される信号であり、送信信号ｘ２は、送信アンテナ１５０Ｂから送信される信号である。受信信号ｙ１は、送信信号ｘ１と送信信号ｘ２とが伝搬路上で合成され、受信アンテナ２１０Ａを介して受信した信号である。受信信号ｙ２は、送信信号ｘ１と送信信号ｘ２とが伝搬路上で合成され、受信アンテナ２１０Ｂを介して受信した信号である。
【００５３】
（時間軸方向における畳み込み符号）
以下において、上述した畳み込み符号化部１２１の構成について、図４〜図６を参照しながら説明する。図４〜図６は、畳み込み符号化部１２１を示す図である。
【００５４】
畳み込み符号化部１２１は、図４に示すように、入力ビットｂを格納するレジスタとして、２つのレジスタを有しており、各入力ビットに重み付け係数ｇを乗算する乗算器として、３つの乗算器を有しており、重み付け係数ｇで重み付けされた結果を加算する１つの加算器を有する。なお、重み付け係数ｇは、入力データの系統毎に異なる。
【００５５】
レジスタは、現在の入力ビットがｂ（ｔ）である場合に、ｂ（ｔ−１）及びｂ（ｔ−２）を格納する。各乗算器は、ｂ（ｔ）にｇ０を乗算し、ｂ（ｔ−１）にｇ１を乗算し、ｂ（ｔ−２）にｇ２を乗算する。加算器は、ｍｏｄ２加算器であり、ｇ０がｂ（ｔ）に乗算された結果、ｇ１がｂ（ｔ−１）に乗算された結果及びｇ２がｂ（ｔ−２）に乗算された結果を加算して、加算結果を２で割った剰余を出力する。すなわち、加算器の出力ｃｉ（ｔ）は、以下の式（１）によって表される。
【００５６】
【数１】
2015139073.tif 000003
【００５７】
ここで、２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する３つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２で表し、一方の入力データに適用する３つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２）は、（１，１，１，１，０，１）であることが好ましい。このような重み付け係数を採用することによって、他の重み付け係数を用いるケースと比べて、各系統間の加算結果によって定まるシンボル位置（マッピング出力点）の間隔（符号語間２乗ユーグリッド距離）の最小値を最大化することができる。
【００５８】
或いは、畳み込み符号化部１２１は、図５に示すように、入力ビットｂを格納するレジスタとして、３つのレジスタを有しており、各入力ビットに重み付け係数ｇを乗算する乗算器として、４つの乗算器を有しており、重み付け係数ｇで重み付けされた結果を加算する１つの加算器を有する。なお、重み付け係数ｇは、入力データの系統毎に異なる。
【００５９】
レジスタは、現在の入力ビットがｂ（ｔ）である場合に、ｂ（ｔ−１）、ｂ（ｔ−２）及びｂ（ｔ−３）を格納する。各乗算器は、ｂ（ｔ）にｇ０を乗算し、ｂ（ｔ−１）にｇ１を乗算し、ｂ（ｔ−２）にｇ２を乗算し、ｂ（ｔ−３）にｇ３を乗算する。加算器は、ｍｏｄ２加算器であり、ｇ０がｂ（ｔ）に乗算された結果、ｇ１がｂ（ｔ−１）に乗算された結果、ｇ２がｂ（ｔ−２）に乗算された結果及びｇ３がｂ（ｔ−３）に乗算された結果を加算して、加算結果を２で割った剰余を出力する。すなわち、加算器の出力ｃｉ（ｔ）は、以下の式（２）によって表される。
【００６０】
【数２】
2015139073.tif 000004
【００６１】
ここで、２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する４つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３で表し、他方の入力データに適用する４つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３）は、（１，０，１，１，１，１，１，１），（１，１，０，１，１，１，１，１），（０，１，１，１，１，１，０，１）又は（１，０，１，１，１，１，０，１）であることが好ましい。このような重み付け係数を採用することによって、他の重み付け係数を用いるケースと比べて、各系統間の加算結果によって定まるシンボル位置（マッピング出力点）の間隔（符号語間２乗ユーグリッド距離）の最小値を最大化することができる。
【００６２】
或いは、畳み込み符号化部１２１は、図６に示すように、入力ビットｂを格納するレジスタとして、５つのレジスタを有しており、各入力ビットに重み付け係数ｇを乗算する乗算器として、６つの乗算器を有しており、重み付け係数ｇで重み付けされた結果を加算する１つの加算器を有する。なお、重み付け係数ｇは、入力データの系統毎に異なる。
【００６３】
レジスタは、現在の入力ビットがｂ（ｔ）である場合に、ｂ（ｔ−１）、ｂ（ｔ−２）、（ｔ−３）、（ｔ−４）、（ｔ−５）を格納する。各乗算器は、ｂ（ｔ）にｇ０を乗算し、ｂ（ｔ−１）にｇ１を乗算し、ｂ（ｔ−２）にｇ２を乗算し、ｂ（ｔ−３）にｇ３を乗算し、ｂ（ｔ−４）にｇ４を乗算し、ｂ（ｔ−５）にｇ５を乗算する。加算器は、ｍｏｄ２加算器であり、ｇ０がｂ（ｔ）に乗算された結果、ｇ１がｂ（ｔ−１）に乗算された結果、ｇ２がｂ（ｔ−２）に乗算された結果、ｇ３がｂ（ｔ−３）に乗算された結果、ｇ４がｂ（ｔ−４）に乗算された結果及びｇ５がｂ（ｔ−５）に乗算された結果を加算して、加算結果を２で割った剰余を出力する。すなわち、加算器の出力ｃｉ（ｔ）は、以下の式（３）によって表される。
【００６４】
【数３】
2015139073.tif 000005
【００６５】
ここで、２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する５つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３、ｇ１４、ｇ１５で表し、他方の入力データに適用する５つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３、ｇ２４、ｇ２５で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ１４，ｇ１５，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４，ｇ２５）は、（１，１，１，１，０，１，１，１，０，１，０，１），（１，１，１，１，０，１，１，０，１，１，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，１，１，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，１，０，１，１），（１，１，１，１，０，１，１，１，１，０，１，１），（１，１，１，１，０，１，１，１，０，０，０，１），（１，１，１，１，０，１，１，０，１，０，０，１），（１，１，１，１，０，１，１，０，０，１，０，１），（１，１，１，１，０，１，０，１，１，０，０，１），（１，１，１，１，０，１，０，０，１，１，０，１），（１，１，１，１，０，１，０，０，１，０，１，１），（１，１，１，０，１，１，１，１，０，０，０，１），（１，１，１，０，１，１，１，０，１，０，０，１），（１，１，１，０，１，１，１，０，０，０，１，１），（１，１，１，０，１，１，０，１，１，０，０，１），（１，１，１，０，１，１，０，１，０，０，１，１），（１，１，０，１，１，１，１，１，０，０，０，１），（１，１，０，１，１，１，１，０，１，１，１，１），（１，１，０，１，１，１，１，０，０，１，０，１），（１，１，０，１，１，１，１，０，０，０，１，１），（１，１，０，１，１，１，０，１，０，１，０，１），（１，１，０，１，１，１，０，１，０，０，１，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，１，０，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，０，１，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，０，０，１，１），（１，０，１，１，１，１，０，０，１，１，０，１）又は（１，０，１，１，１，１，０，０，１，０，１，１）であることが好ましい。このような重み付け係数を採用することによって、他の重み付け係数を用いるケースと比べて、各系統間の加算結果によって定まるシンボル位置（マッピング出力点）の間隔（符号語間２乗ユーグリッド距離）の最小値を最大化することができる。
【００６６】
（状態遷移図）
以下において、状態遷移図について、図７を参照しながら説明する。第１実施形態において、レジスタに格納されたビットの集合の値を１０進数で表したものを「状態」と称する。従って、図４に示すように、レジスタの数が２である場合には、状態の数は、２２＝４である。図５に示すように、レジスタの数が３である場合には、状態の数は、２３＝８である。図６に示すように、レジスタの数が５である場合には、状態の数は、２５＝３２である。
【００６７】
このようなケースにおいて、レジスタに格納されたビットの状態は、入力データに応じて、一の状態から他の状態に遷移する。第１実施形態では、レジスタに格納されたビットの状態の遷移を「状態遷移」と称する。各状態間の枝を「ブランチ」と称する。
【００６８】
図７に示す状態遷移図は、図５に示すようにレジスタの数が３であり、変調方式がＢＰＳＫであるケースの状態遷移図を示している。図７に示すように、レジスタの数が３である場合には、ある時点の状態の数は、２３＝８である。また、入力データが１ビットであるため、ある状態から延びるブランチの数は２である。上述したように、重み付け係数ｇが入力データの系統毎に異なるため、加算器の出力も入力データの系統毎に異なる。
【００６９】
上述した受信装置２００のビタビ復号部２４０は、２系統の送信信号に対応するシンボルが取り得る組合せついて、受信信号のレプリカ毎にメトリックを計算する。続いて、ビタビ復号部２４０は、計算されたメトリックに基づいて、図７に示すような状態遷移図においてブランチを選択してトレリス線図を作成する。
【００７０】
このように、ビタビ復号で用いる状態遷移図に含まれる状態は、送信装置１００において時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応する。上述したように、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数が２以上であるため、ビタビ復号部２４０は、ビタビ復号のメトリック計算等で用いる状態として、４以上の状態を用いる。
【００７１】
例えば、図４に示す畳み込み符号化部１２１が用いられる場合には、ビタビ復号部２４０は、ビタビ復号で用いる状態として、４の状態を用いる。図５に示す畳み込み符号化部１２１が用いられる場合には、ビタビ復号部２４０は、ビタビ復号で用いる状態として、８の状態を用いる。図６に示す畳み込み符号化部１２１が用いられる場合には、ビタビ復号部２４０は、ビタビ復号で用いる状態として、３２の状態を用いる。
【００７２】
（受信信号のレプリカ）
以下において、上述したメトリック計算部２４１が受信信号のレプリカを作成する方法について、図８を参照しながら説明する。
【００７３】
図８に示すように、送信信号１及び送信信号２は、Ｉ−Ｑ平面上において、２つのシンボル位置（信号配置点）のいずれかの組合せである。メトリック計算部２４１は、送信信号１及び送信信号２が取り得る全ての候補について伝搬路応答を乗算して、送信信号１及び送信信号２の乗算結果を加算することによって受信信号のレプリカを作成する。
【００７４】
詳細には、メトリック計算部２４１は、送信信号１の信号配置点の候補としてαを選択して、送信信号１の信号配置点の候補としてβを選択した場合に、以下の式に従って受信信号のレプリカｙ’１及びｙ’２を生成する。
【００７５】
ｙ’１＝α×ｈ１１＋β×ｈ１２
ｙ’２＝α×ｈ２１＋β×ｈ２２
【００７６】
メトリック計算部２４１（メトリック計算部２４１Ａ）は、受信信号レプリカｙ’１と実際の受信信号ｙ１との間の距離等からメトリックを計算する。同様に、メトリック計算部２４１（メトリック計算部２４１Ｂ）は、受信信号レプリカｙ’２と実際の受信信号ｙ２との間の距離等からメトリックを計算する。
【００７７】
（作用及び効果）
第１実施形態では、２系統のＯＦＤＭ変調部１３０は、ＢＰＳＫによってデータを変調しており、かつ、時空間トレリス符号化部１２０は、２系統の入力データのそれぞれについて、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタとして、２以上のレジスタを有する。これによって、ＱＰＳＫの変調方式で用いる時空間トレリス符号化と比べて所要ＣＮＲを下げるために、適切な時空間トレリス符号化を実現することができる。
【００７８】
第１実施形態では、２系統のＯＦＤＭ復調部２３０は、ＢＰＳＫによって信号を変調しており、かつ、ビタビ復号部２４０は、２系統のデータのそれぞれについて、ビタビ復号で用いる状態として、送信装置において時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数に対応しており、かつ、４以上の状態を用いる。これによって、ＱＰＳＫの変調方式で用いる時空間トレリス符号化と比べて所要ＣＮＲを下げるために、適切なビタビ復号を実現することができる。
【００７９】
ここで、発明者らは、鋭意検討の結果、ＱＰＳＫ以上の変調方式の採用によって得られる伝送容量を犠牲にしてでも、所要ＣＮＲを下げる方が有効であることを見出すことによって、ＢＰＳＫで用いる適切な時空間トレリス符号化及びビタビ復号について検討したことに留意すべきである。
【００８０】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００８１】
具体的には、第１実施形態では、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を適用するケースについて説明した。これに対して、変更例１では、ＳＣ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ）技術が適用される。
【００８２】
（伝送システム）
以下において、変更例１に係る伝送システムについて説明する。図９は、変更例１に係る伝送システム３００を示す図である。図１０は、変更例１に係る送信装置１００を示すブロック図であり、図１１は、変更例１に係る受信装置２００を示すブロック図である。
【００８３】
変更例１において、送信装置１００は、図９及び図１０に示すように、ＯＦＤＭ変調部１３０に代えて、ＳＣ変調部１８０を有する。但し、時空間トレリス符号化部１２０の内インタリーブ部１２２は、周波数軸方向のインタリーブを行わないことに留意すべきである。
【００８４】
ＳＣ変調部１８０は、時空間トレリス符号化部１２０から出力される２系統のシンボルをＢＰＳＫによって変調する変調部の一例である。ここで、ＳＣ変調部１８０としては、２系統のＳＣ変調部１８０（ＳＣ変調部１８０Ａ及びＳＣ変調部１８０Ｂ）が設けられる。
【００８５】
２系統のＳＣ変調部１８０のぞれぞれは、図１０に示すように、基準信号挿入部１８１と、波形整形部１８２と、直交変調部１８３とを有する。
【００８６】
基準信号挿入部１８１は、時空間トレリス符号化部１２０から出力される２系統のシンボルに対して、同期及び伝搬路応答を推定するための既知信号等の基準信号を挿入する。波形整形部１８２は、基準信号挿入部１８１によって基準信号が挿入された信号に対し、ルートロールオフフィルタによるフィルタ処理及びアパーチャ補正を施して波形整形する。直交変調部１８３は、基準信号挿入部１８１によって波形整形されたシングルキャリアの複素ベースバンド信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変調する。
【００８７】
変更例１において、受信装置２００は、図９及び図１１に示すように、ＯＦＤＭ復調部２３０に代えて、ＳＣ復調部２８０を有する。
【００８８】
ＳＣ復調部２８０は、２系統の受信アンテナ２１０のそれぞれで受信される信号をＢＰＳＫによって復調する復調部の一例である。ここで、ＳＣ復調部２８０としては、２系統のＳＣ復調部２８０（ＳＣ復調部２８０Ａ及びＳＣ復調部２８０Ｂ）が設けられる。
【００８９】
２系統のＳＣ復調部２８０のぞれぞれは、図１１に示すように、直交復調部２８１と、波形整形部２８２と、同期部２８３と、伝搬路推定部２８４と、内デインタリーブ部２８５とを有する。
【００９０】
直交復調部２８１は、受信高周波部２２０によって変換されたＩＦ信号を複素ベースバンド信号に復調する。波形整形部２８２は、直交復調部２８１によって復調された複素ベースバンド信号に対して、ルートロールオフフィルタによるフィルタ処理を施して波形整形する。同期部２８３は、波形整形部２８２によって波形整形された信号に対して、シングルキャリアのブロックの先頭を検出する。伝搬路推定部２８４は、同期部２８３によって先頭が検出されたシングルキャリアのブロックに対して、基準信号から伝搬路応答を推定する。内デインタリーブ部２８５は、送信装置１００の内インタリーブ部１２２とは逆の手順で、データシンボル及び伝搬路応答の並べ替えを行う。
【００９１】
［実験結果］
以下において、実験結果について説明する。実験では、実施例として、４状態（レジスタ×２）のＢＰＳＫ、８状態（レジスタ×３）のＢＰＳＫ、１６状態（レジスタ×４）のＢＰＳＫ、３２状態（レジスタ×５）のＢＰＳＫ、６４状態（レジスタ×６）のＢＰＳＫについて、ビタビ復号後ＢＥＲ（Ｂｌｏｃｋ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）及び平均受信ＣＮＲの関係を調べた。また、比較例として、２状態（レジスタ×１）のＢＰＳＫ、既知の１６状態（レジスタ×４）のＱＰＳＫについて、ビタビ復号後ＢＥＲ及び平均受信ＣＮＲの関係を調べた。実験結果は、図１２に示す通りである。
【００９２】
ここで、外符号復号（例えば、リードソロモン符号復号）の後において、疑似エラーフリーを実現するために要求されるビタビ復号後ＢＥＲが１．０×１０−４であると仮定する。ビタビ復号後ＢＥＲが１．０×１０−４であるケースの平均受信ＣＮＲを比較すると、従来の１６状態（レジスタ×４）のＱＰＳＫと比べて、２状態（レジスタ×１）のＢＰＳＫでは、平均受信ＣＮＲが改善しないことが確認された。一方で、従来の１６状態（レジスタ×４）のＱＰＳＫと比べて、４状態（レジスタ×４）のＢＰＳＫ、８状態（レジスタ×３）のＢＰＳＫ、１６状態（レジスタ×４）のＢＰＳＫ、３２状態（レジスタ×５）のＢＰＳＫ、６４状態（レジスタ×６）のＢＰＳＫでは、平均受信ＣＮＲが改善することが確認された。このように、変調方式としてＢＰＳＫを採用する場合に、時間軸方向における畳み込み符号に用いるレジスタの数が２以上であることが好ましいことが確認された。
【００９３】
さらに、ビタビ復号後ＢＥＲが１．０×１０−４であるケースの平均受信ＣＮＲを比較すると、従来の１６状態（レジスタ×４）のＱＰＳＫと比べて、８状態（レジスタ×３）のＢＰＳＫでは、平均受信ＣＮＲが約３．５ｄＢ改善するが、約３．５ｄＢの改善は、１６状態（レジスタ×４）のＢＰＳＫと同様である。従って、８状態（レジスタ×３）のＢＰＳＫ及び１６状態（レジスタ×４）のＢＰＳＫの中からレジスタ数を選択するのであれば、処理負荷等の関係から、８状態（レジスタ×３）のＢＰＳＫを選択することが好ましいことが確認された。
【００９４】
また、ビタビ復号後ＢＥＲが１．０×１０−４であるケースの平均受信ＣＮＲを比較すると、従来の１６状態（レジスタ×４）のＱＰＳＫと比べて、３２状態（レジスタ×５）のＢＰＳＫでは、平均受信ＣＮＲが約４．０ｄＢ改善するが、約４．０ｄＢの改善は、６４状態（レジスタ×６）のＢＰＳＫと同様である。従って、３２状態（レジスタ×５）のＢＰＳＫ及び６４状態（レジスタ×６）のＢＰＳＫの中からレジスタ数を選択するのであれば、処理負荷等の関係から、３２状態（レジスタ×５）のＢＰＳＫを選択することが好ましいことが確認された。
【００９５】
（重み付け係数）
４状態（レジスタ×２）のＢＰＳＫ、８状態（レジスタ×３）のＢＰＳＫ、３２状態（レジスタ×５）のＢＰＳＫで用いる重み付け係数については、以下の手順によって特定した。
【００９６】
第１に、符号語間２乗ユークリッド距離について説明する。ここで、時刻ｔの送信シンボルｘ（ｔ）がｘ（ｔ）＝［ｘ１（ｔ）  ｘ２（ｔ）］である。但し、ｘ１（ｔ）は、送信信号１の送信シンボルであり、ｘ２（ｔ）は、送信信号２の送信シンボルである。送信シンボルのフレーム長がＬ（ｔ＝１〜Ｌ）である場合に、Ｌ行×２列の符号語行列は、以下の式（４）によって表すことができる。
【００９７】
【数４】
2015139073.tif 000006
【００９８】
受信側で最尤系列推定（ビタビ復号）により復号される符号語行列
【数Ａ】
2015139073.tif 000007
は、以下の式（５）によって表すことができる。
【００９９】
【数５】
2015139073.tif 000008
【０１００】
ここで、Ｘ及び
【数Ｂ】
2015139073.tif 000009
から、符号語差行列
【数Ｃ】
2015139073.tif 000010
及び、符号語距離行列Ａ＝ＢＨＢを求めることができる。但し、ＢＨは、Ｂの複素共役転置を表している。
【０１０１】
ここで、符号語間２乗ユークリッド距離は、送信シンボルと復号された送信シンボルとの２乗ユークリッド距離の総和を表し、符号語距離行列Ａのトレースであり、Ａの固有値の和である（式（６）を参照）。ただし、式（６）でλｉは、Ａの固有値であり、ｒは、Ａの階数（ランク）である。
【０１０２】
【数６】
2015139073.tif 000011
【０１０３】
符号語間２乗ユークリッド距離が大きいほど、異なる符号語を区別しやすくなり、復号で誤り難くなる。時空間トレリス符号の重み付け係数は、あらゆる入力信号系列に対する符号語間２乗ユークリッド距離の最小値が最大になるものを選択する。
【０１０４】
符号語間２乗ユークリッド距離の最小値は、トレリス線図で異なる経路が少ない符号語の組合せで発生すると考えられる。フルランク（ランク＝送信系統数）の時空間トレリス符号では、Ｌが拘束長（レジスタ数＋１）よりも少ない場合は、トレリス線図が枝分かれして再度合流することはない。そこで、Ｌを符号化器の拘束長（レジスタ数＋１）＋２、つまり、４状態数（レジスタ×２）ではＬ＝５まで考慮し、８状態（レジスタ×３）では、Ｌ＝６まで考慮し、３２状態２（レジスタ×５）ではＬ＝８まで考慮して、トレリス線図が枝分かれして再度合流する場合の符号語差行列について符号語間２乗ユークリッド間距離の最小値の計算を行った。
【０１０５】
このような計算結果に基づいて、４状態（レジスタ×２）では、２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する３つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２で表し、一方の入力データに適用する３つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２）は、（１，１，１，１，０，１）であることが好ましいことが確認された。
【０１０６】
同様に、８状態（レジスタ×３）では、２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する４つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３で表し、他方の入力データに適用する４つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３）は、（１，０，１，１，１，１，１，１），（１，１，０，１，１，１，１，１），（０，１，１，１，１，１，０，１）又は（１，０，１，１，１，１，０，１）であることが好ましいことが確認された。
【０１０７】
同様に、３２状態（レジスタ×５）では、２系統の入力データのうち、一方の入力データに適用する５つの重み付け係数をｇ１０、ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３、ｇ１４、ｇ１５で表し、他方の入力データに適用する５つの重み付け係数をｇ２０、ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３、ｇ２４、ｇ２５で表した場合に、（ｇ１０，ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ１４，ｇ１５，ｇ２０，ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４，ｇ２５）は、（１，１，１，１，０，１，１，１，０，１，０，１），（１，１，１，１，０，１，１，０，１，１，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，１，１，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，１，０，１，１），（１，１，１，１，０，１，１，１，１，０，１，１），（１，１，１，１，０，１，１，１，０，０，０，１），（１，１，１，１，０，１，１，０，１，０，０，１），（１，１，１，１，０，１，１，０，０，１，０，１），（１，１，１，１，０，１，０，１，１，０，０，１），（１，１，１，１，０，１，０，０，１，１，０，１），（１，１，１，１，０，１，０，０，１，０，１，１），（１，１，１，０，１，１，１，１，０，０，０，１），（１，１，１，０，１，１，１，０，１，０，０，１），（１，１，１，０，１，１，１，０，０，０，１，１），（１，１，１，０，１，１，０，１，１，０，０，１），（１，１，１，０，１，１，０，１，０，０，１，１），（１，１，０，１，１，１，１，１，０，０，０，１），（１，１，０，１，１，１，１，０，１，１，１，１），（１，１，０，１，１，１，１，０，０，１，０，１），（１，１，０，１，１，１，１，０，０，０，１，１），（１，１，０，１，１，１，０，１，０，１，０，１），（１，１，０，１，１，１，０，１，０，０，１，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，１，０，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，０，１，０，１），（１，０，１，１，１，１，１，０，０，０，１，１），（１，０，１，１，１，１，０，０，１，１，０，１）又は（１，０，１，１，１，１，０，０，１，０，１，１）であることが好ましいことが確認された。
【０１０８】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【符号の説明】
【０１０９】
１００…送信装置、１１０…入力信号処理部、１１１…エネルギー拡散部、１１２…外符号部、１１３…外インタリーブ部、１２０…時空間トレリス符号化部、１２１…畳み込み符号化部、１２２…内インタリーブ部、１２３…マッピング部、１３０…ＯＦＤＭ変調部、１３１…ＯＦＤＭフレーム構成部、１３２…ＩＦＦＴ部、１３３…ＧＩ付加部、１３４…直交変調部、１４０…送信高周波部、１５０…送信アンテナ、１８０…ＳＣ変調部、１８１…基準信号挿入部、１８２…波形整形部、１８３…直交変調部、２００…受信装置、２１０…受信アンテナ、２２０…受信高周波部、２３０…ＯＦＤＭ復調部、２３１…直交復調部、２３２…シンボル同期部、２３３…ＦＦＴ部、２３４…伝搬路推定部、２３５…内デインタリーブ部、２４０…ビタビ復号部、２４１…メトリック計算部、２４２…ブランチ選択部、２４３…トレースバック部、２５０…出力信号処理部、２５１…外デインタリーブ部、２５２…外符号復号部、２５３…エネルギー逆拡散部、２８０…ＳＣ復調部、２８１…直交復調部、２８２…波形整形部、２８３…同期部、２８４…伝搬路推定部、２８５…内デインタリーブ部、３００…伝送システム
【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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