(57)【要約】  本発明は、多重アンテナを使用する広帯域無線通信システムにおける時空間符号化データを副搬送波に写像するためのもので、送信シンボルを予め定められた時空間符号化行列によって符号化する過程と、前記符号化されたデータシンボル各々を前記時空間符号化行列による写像規則によって該当時間−空間−副搬送波に写像する過程と、を含む。【選択図】図６
2008533801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重アンテナを使用する広帯域無線通信システムにおける送信方法であって、
送信データシンボルを予め定められた時空間符号化行列に従って符号化する過程と、
前記符号化されたデータシンボルの各々を、前記時空間符号化行列により決定された写像規則に従って該当副搬送波に写像する過程と、
を含むことを特徴とする送信方法。
【請求項２】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000018
とするとき、前記写像規則は、
前記時空間符号化行列の行は送信アンテナに写像され、所定の伝送単位を基準に、前記時空間符号化行列の１番列は奇数番目のＯＦＤＭシンボルに写像され、前記時空間符号化行列の２番列は偶数番目のＯＦＤＭシンボルに写像されるものであることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項３】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000019
とするとき、前記写像規則は、
前記時空間符号化行列の行は送信アンテナに写像され、所定の伝送単位を基準に、前記時空間符号化行列の最初の２個の列は奇数番目の副搬送波に写像され、前記時空間符号化行列の他の２個の列は偶数番目の副搬送波に写像され、前記時空間符号化行列の１番及び３番列は奇数番目のＦＯＤＭシンボルに写像され、前記時空間符号化行列の２番及び４番列は偶数番目のＯＦＤＭシンボルに写像されるものであることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項４】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000020
とするとき、前記写像規則は、
前記時空間符号化行列の行は各々の送信アンテナに写像されるものであることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項５】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000021
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
2008533801.tif 000022
【請求項６】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000023
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
2008533801.tif 000024
【請求項７】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000025
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
2008533801.tif 000026
【請求項８】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000027
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
2008533801.tif 000028
【請求項９】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000029
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
2008533801.tif 000030
【請求項１０】
前記写像する過程では、前記符号化されたデータシンボルが、所定の伝送単位を基準として副搬送波に写像されることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項１１】
前記所定の伝送単位は、「２ｂｉｎ×６ＯＦＤＭシンボル」或いは「１サブチャネル×２ＯＦＤＭシンボル」の内の一つを含むスロットであることを特徴とする請求項１０に記載の送信方法。
【請求項１２】
前記写像する過程において、前記符号化されたデータシンボルは、予め定められたパイロット副搬送波以外の副搬送波に順次に写像されることを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項１３】
前記写像する過程は、
送信アンテナが二つである場合、前記符号化されたデータシンボルをアンテナ別にグループ化する過程と、
各々の送信アンテナに対して前記グループ化されたデータシンボルを、所定スロット単位で予め定められた１番及び２番送信アンテナのパイロット副搬送波位置以外の副搬送波に、順次に写像する過程と、
前記各々の送信アンテナに対して予め定められたパイロット副搬送波位置にパイロットシンボルを写像する過程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項１４】
前記写像する過程は、
送信アンテナが四つであり、畳み込みターボ符号（ＣＴＣ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｔｕｒｂｏ  Ｃｏｄｅ）を使用する場合、前記符号化されたデータシンボルをアンテナ別にグループ化する過程と、
各々の送信アンテナに対して前記グループ化されたデータシンボルを、所定スロット単位で予め定められた１番乃至４番送信アンテナのパイロット副搬送波位置以外の副搬送波に、順次に写像する過程と、
前記各々のアンテナに対して予め定められたパイロット副搬送波位置にパイロットシンボルを写像する過程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項１５】
前記写像する過程は、
送信アンテナが四つであり、畳み込み符号（ＣＣ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｄｅ）を使用する場合、前記符号化されたデータシンボルをアンテナ別にグループ化する過程と、
各々の送信アンテナに対して前記グループ化されたデータシンボルを、所定スロット単位で予め定められた１番及び２番送信アンテナのパイロット副搬送波位置以外の副搬送波に写像する過程と、
３番及び４番送信アンテナのパイロット副搬送波位置に、写像されたデータシンボルを穿孔する過程と、
前記各々の送信アンテナに対して予め定められたパイロット副搬送波位置にパイロットシンボルを写像する過程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項１６】
多重アンテナを使用する広帯域無線通信システムにおける送信装置であって、
送信データシンボルを予め定められた時空間符号化行列に従って符号化する時空間符号器と、
前記時空間符号器からの符号化されたデータシンボル各々を前記時空間符号化行列により決定された写像規則に従って予め定められた副搬送波に写像する写像器と、
を含むことを特徴とする送信装置。
【請求項１７】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000031
とするとき、前記写像規則は、
前記時空間符号化行列の行は送信アンテナに写像され、所定の伝送単位を基準に、前記時空間符号化行列の１番列は奇数番目のＯＦＤＭシンボルに写像され、前記時空間符号化行列の２番列は偶数番目のＯＦＤＭシンボルに写像されるものであることを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
【請求項１８】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000032
とするとき、前記写像規則は、
前記時空間符号化行列の行は送信アンテナに写像され、所定の伝送単位を基準に、前記時空間符号化行列の最初の２個の列は奇数番目の副搬送波に写像され、前記時空間符号化行列の他の２個の列は偶数番目の副搬送波に写像され、前記時空間符号化行列の１番及び３番列は奇数番目のＦＯＤＭシンボルに写像され、前記時空間符号化行列の２番及び４番列は偶数番目のＯＦＤＭシンボルに写像されるものであることを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
【請求項１９】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000033
とするとき、前記写像規則は、
前記時空間符号化行列の行は各々の送信アンテナに写像されるものであることを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
【請求項２０】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000034
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
2008533801.tif 000035
【請求項２１】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000036
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
2008533801.tif 000037
【請求項２２】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000038
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
2008533801.tif 000039
【請求項２３】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000040
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
2008533801.tif 000041
【請求項２４】
前記時空間符号化行列を
2008533801.tif 000042
とするとき、１番送信アンテナに対する前記写像規則は、次のテーブルのようになることを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
2008533801.tif 000043
【請求項２５】
前記写像器は、前記符号化されたデータシンボルを、所定伝送単位で副搬送波に写像することを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
【請求項２６】
前記所定伝送単位は「２ｂｉｎ×６ＯＦＤＭシンボル」或いは「１サブチャネル×２ＯＦＤＭシンボル」で構成されるスロットであることを特徴とする請求項２５に記載の送信装置。
【請求項２７】
前記写像器は、前記符号化されたデータシンボルを、予め定められたパイロット副搬送波以外の副搬送波に順次に写像することを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
【請求項２８】
送信アンテナが四つである場合、前記写像器は、前記符号化されたデータシンボルを、予め定められた１番及び２番送信アンテナのパイロット副搬送波位置以外の副搬送波に順次に写像し、前記写像されたデータシンボルのうち３番及び４番送信アンテナのパイロット副搬送波位置に写像されたデータシンボルを、パイロット伝送のために穿孔する
ことを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域無線通信システムにおけるデータを写像するための装置及び方法に関し、特に、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）通信システムにおける時空間符号化データを副搬送波に割り当てるための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信において最も基本的な問題は、チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）を介してどの程度効率良く信頼性を持って（ｒｅｌｉａｂｌｙ）データ（ｄａｔａ）を伝送できるか、ということである。今日、移動通信システムは、音声を主とするサービス提供から、データサービス及びマルチメディアサービスの提供のために、高速、高品質の無線データパケット通信システムへと発展している。
【０００３】
一般に、移動通信システムの無線チャネル環境には、有線チャネル環境と異なって、多重経路干渉（ｍｕｌｔｉｐａｔｈ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）、シャドーイング（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）、電波減衰、時変雑音及びフェージング（ｆａｄｉｎｇ）のような様々な要因により、避けられないエラーが発生して、情報の損失が発生する。
【０００４】
かかる情報損失は、送信信号に深刻な歪曲を発生して、前記移動通信システムの全体性能を低下させる要因として作用する。一般に、このような情報損失を減少させるために、様々なエラー制御技法（ｅｒｒｏｒ−ｃｏｎｔｒｏｌ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を用いてシステムの信頼度を高めるが、このようなエラー制御技法のうち最も基本的な方法は、エラー訂正符号（ｅｒｒｏｒ−ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  ｃｏｄｅ）を使用することである。
【０００５】
また、無線通信システムにおける多重経路フェージングを緩和するために、ダイバーシティ技術が使用される。このダイバーシティ技術は、時間ダイバーシティ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、周波数ダイバーシティ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、及びアンテナダイバーシティ（ａｎｔｅｎｎａ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）に区別される。
【０００６】
アンテナダイバーシティ方式は、多重アンテナ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｎｔｅｎｎａ）を使用する方式であって、複数の受信アンテナを使用する受信アンテナダイバーシティ方式と、複数の送信アンテナを使用する送信アンテナダイバーシティ方式と、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを使用する多重入力多重出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式と、に分類される。
【０００７】
このうち、ＭＩＭＯ方式は、一種の時空間符号化（ＳＴＣ：Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）方式である。時空間符号化方式とは、予め定められた符号化方式で符号化された信号を複数の送信アンテナを使用して送信することで、時間領域（ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ）での符号化方式を空間領域（ｓｐａｃｅ  ｄｏｍａｉｎ）に拡張して、より低いエラー率を達成する方式である。
【０００８】
一方、アンテナダイバーシティ方式を効率良く適用するために提案された方式の内の一つである時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ：Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）方式は、Ｖ．  Ｔａｒｏｋｈらにより提案されている（「Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｆｒｏｍ  Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｄｅｓｉｇｎｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  ｏｎ  Ｉｎｆｏ．，  Ｔｈｅｏｒｙ，  Ｖｏｌ．  ４５，  ｐｐ．１４５６−１４６７，  Ｊｕｌｙ  １９９９参照）。Ｔａｒｏｋｈのこの時空間ブロック符号化方式は、Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉが提案した送信アンテナダイバーシティ（「Ａ  Ｓｉｍｐｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｎ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ａｒｅａ  ｉｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  １６，  ｐｐ．１４５１−１４５８、  Ｏｃｔ  １９８８参照）を、二つ以上の送信アンテナに適用できるように拡張した方式である。このＡｌａｍｏｕｔｉの時空間ブロック符号化技術は、二つの送信アンテナを介して複素シンボル（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｙｍｂｏｌｓ）を送信しても、伝送率（ｄａｔａ  ｒａｔｅ）を損失することなく、送信アンテナの個数と同一なダイバーシティ次数（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｒｄｅｒ）、すなわち最大のダイバーシティ次数を得られる、というメリットがある。
【０００９】
図１は、ＴａｒｏｋｈのＳＴＢＣ方式を用いた従来技術による無線通信システムにおける送信機のブロック構成図である。この送信機は、変調器１００、直列／並列変換器（Ｓｅｒｉａｌ  ｔｏ  Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：Ｓ／Ｐ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０２、時空間ブロック符号化器（Ｅｎｃｏｄｅｒ）１０４、及び四つの送信アンテナ１０６，１０８，１１０，１１２で構成される。
【００１０】
図１に示すように、変調器１００は、入力される情報データ（または符号化データ）を所定の変調方式で変調する。ここで、所定の変調方式は、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）の内の何れか一つの方式であり得る。
【００１１】
直列／並列変換器１０２は、変調器１００から受信した直列の変調シンボル（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）を並列データに変換する。時空間ブロック符号化器１０４は、直列／並列変換器１０２から入力された４個の変調シンボル（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）を時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）することによってシンボルの８個の組合わせを生成し、該８個の組合せを順次に四つの送信アンテナを介して送信する。かかる８個の組合せを生成するための符号化行列は、下記の数式１の通りである。
【００１２】
【数１】
2008533801.tif 000003
【００１３】
ここで、Ｇ４は、四つの送信アンテナ１０６乃至１１２を介して送信されるシンボルの符号化行列（ｍａｔｒｉｘ）を示し、ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４は、伝送しようとする４個の入力シンボルを示す。この符号化行列で、列（ｃｏｌｕｍｎ）の個数は送信アンテナの個数に等しく、行（ｒｏｗ）の個数は４個のシンボルを伝送するのに所要される時間に対応するす。すなわち、４個のシンボルが８つの時間区間の間４個のアンテナを介して送信されることが分かる。
【００１４】
すなわち、一番目の時間区間では、第１送信アンテナ１０６を介してｓ１が送信され、第２送信アンテナ１０８を介してｓ２が送信され、第３送信アンテナ１１０を介してｓ３が送信され、第４送信アンテナ１１２を介してｓ４が送信される。このようにして、８番目の時間区間では、第１送信アンテナ１０６を介して
2008533801.tif 000004
が送信され、第２送信アンテナ１０８を介して
2008533801.tif 000005
が送信され、第３送信アンテナ１１０を介して
2008533801.tif 000006
が送信され、第４アンテナ１１２を介して
2008533801.tif 000007
が送信される。すなわち、時空間ブロック符号化器１０４は、ｉ番目アンテナで前記符号化行列のｉ番目列（ｃｏｌｕｍｎ）のシンボルを順次に伝達する。
【００１５】
前述したように、時空間ブロック符号化器１０４は、入力される４個のシンボルに反転（ｎｅｇａｔｉｖｅ）と共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）を適用して、８個のシンボル列を生成し、かかる８個のシンボル列を８個の時間区間の間、４個のアンテナ１０６〜１１２を介して送信する。ここで、それぞれのアンテナで出力されるシンボルシーケンス、すなわち、符号化行列の列（ｃｏｌｕｍｎ）は相互間に直交性を有するため、ダイバーシティ次数（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｒｄｅｒ）分のダイバーシティ利得（ｇａｉｎ）を獲得することができる。しかしながら、４個の複素シンボルが８個の時間区間（ｔｉｍｅ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）の間伝送されるので、伝送率は１／２である。すなわち、Ｎ個のシンボルを送信するために２Ｎ個の時間区間を必要とするので、遅延（ｌａｔｅｎｃｙ）が長くなり、伝送率が低下するという問題点がある。
【００１６】
上記の問題点を解決するために、４個の送信アンテナを使用する最大ダイバーシティ最大伝送率（ＦＤＦＲ：Ｆｕｌｌ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｆｕｌｌ  Ｒａｔｅ）ＳＴＢＣ方式が提案されている。
【００１７】
図２は、従来技術によるＦＤＦＲ時空間ブロック符号化方式を使用した無線通信システムにおける送信機のブロック構成図である。この送信機は、符号器２００、直並列変換器２０２、遅延器２０４、２個のアラモウティ（Ａｌａｍｏｕｔｉ）符号化器２０６，２０８、及び４個の送信アンテナ２１０，２１２，２１４，２１６を含んで構成される。
【００１８】
変調器２００は、入力される情報データ（または符号化データ）を所定の変調方式で変調することによって、複素シンボル（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）を生成する。直並列変換器２０２は、変調器２００からの４個のシンボルを二つずつにまとめて、各々二つの成分（ｅｌｅｍｅｎｔ）を含む二つのベクトル［Ｓ１、Ｓ２］Ｔ、［Ｓ３、Ｓ４］Ｔを出力する。ここで、一番目のベクトル［Ｓ１、Ｓ２］Ｔは、アラモウティ符号化器２０６に入力され、二番目のベクトル［Ｓ３、Ｓ４］Ｔは、遅延器２０４に入力される。
【００１９】
遅延器２０４は、二番目のベクトル［Ｓ３、Ｓ４］Ｔを１の時間区間の間だけ遅延させる。したがって、一番目のベクトル［Ｓ１、Ｓ２］Ｔは、一番目の時間区間にアラモウティ符号化器２０６に入力され、二番目ベクトル［Ｓ１、Ｓ２］Ｔは、二番目の時間区間にアラモウティ符号化器２０８に入力される。ここで、アラモウティ符号化器とは、Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉが提案した時空間ブロック符号化方式を使用する符号化器の意味である。
【００２０】
アラモウティ符号化器２０６は、［Ｓ１、Ｓ２］Ｔを一番目及び二番目の時間区間で第１送信アンテナ２１０と第２送信アンテナ２１２を介して送信されるように符号化する。そして、アラモウティ符号化器２０８は、［Ｓ３、Ｓ４］Ｔを三番目及び四番目の時間区間で第３送信アンテナ２１４と第４送信アンテナ２１６を介して送信されるように符号化する。アラモウティ符号化器２０６、２０８の出力信号を多重アンテナを介して送信するための符号化行列は、下記の数式２で表現される。
【００２１】
【数２】
2008533801.tif 000008
【００２２】
上記数式２の符号化行列で、ｉ番目の列（ｃｏｌｕｍｎ）はｉ番目の時間区間を示し、ｊ番目の行（ｒｏｗ）はｊ番目の送信アンテナを示す。
【００２３】
より詳細には、一番目の時間区間では、ｓ１とｓ２が、第１送信アンテナ２１０と第２送信アンテナ２１２を介してそれぞれ送信される。二番目の時間区間では、
2008533801.tif 000009
と
2008533801.tif 000010
が、第１送信アンテナ２１０と第２送信アンテナ２１２を介してそれぞれ送信される。三番目の時間区間では、ｓ３とｓ４が、第３送信アンテナ２１４と第４送信アンテナ２１６を介してそれぞれ送信される。四番目の時間区間では、
2008533801.tif 000011
と
2008533801.tif 000012
が、第３送信アンテナ２１４と第４送信アンテナ２１６を介してそれぞれ送信される。
【００２４】
前述したように、空間ダイバーシティ（ＳＤ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）方式は、多重送信アンテナを介して同一のデータを伝送することによって送信ダイバーシティを獲得する。しかしながら、送信アンテナの数が増加するに従って、ダイバーシティ次数は増加するが、それによる利得増加率は減少する。換言すると、アンテナ数が増加するほど、ダイバーシティ次数が線形的に増加せずに飽和される。
【００２５】
対照的に、空間多重化（ＳＭ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式は、送信機と受信機に多重のアンテナを用いて相異なるデータを同時に伝送することで、システムの帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を増加させず、より高速でデータを伝送することができるメリットがある。
【００２６】
図３は、従来技術による空間多重化方式を使用する無線通信システムのブロック図である。図示されたように、送信機は、変調器３００、直並列変換器３０２、及び４個の送信アンテナ３０４，３０６，３０８，３１０で構成され、受信機は４個の受信アンテナ３１４，３１６，３１８，３２０と受信部３１２で構成される。
【００２７】
変調器３００は、入力される情報データ（または符号化データ）を所定の変調方式で変調し、直並列変換器３０２は、変調されたシンボル列ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４を、下記の数式３のように空間多重化する。
【００２８】
【数３】
2008533801.tif 000013
【００２９】
ここで、列（ｃｏｌｕｍｎ）の個数は送信アンテナの個数と等しく、行（ｒｏｗ）の個数は、上記４個のシンボルを伝送するのに所要される時間と等しい。すなわち、１時間区間で４個のシンボルが伝送されるので、伝送率は４である。
【００３０】
一方、受信機の受信部３１２は、４個の受信アンテナ３１４，３１６，３１８，３２０を介して受信される信号を用いて、送信機から伝送された四つのシンボルｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４を推定する。
【００３１】
現在、４世代移動通信システムでは、チャネルのフェージングを減らすために、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が有望視されている。特に、複数のユーザが同時に支援され且つ周波数領域で識別される多重ユーザＯＦＤＭシステムが検討されている。この場合、周波数領域でのチャネル変化も考慮しなければならないので、周波数空間アンテナダイバーシティを必要とする。すなわち、上述した様々なアンテナ送信方式（ＭＩＭＯ方式または時空間符号化方式）をＯＦＤＭシステムに適用する場合に、ＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを効果的に副搬送波に写像する方案が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明の目的は、少なくとも上述の問題及び／又は不都合を本質的に解決し、下記の優位性を提供することにある。
【００３３】
すなわち、本発明の目的は、直交周波数分割多重接続無線通信システムにおけるＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを副搬送波に写像するための装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記の目的は、多重アンテナを使用する広帯域無線通信システムにおいて、ＳＴＣ符号化されたデータシンボルを副搬送波に写像する方法を提供することにより達成される。
【００３５】
上記の目的を達成すべく、本発明の一側面による多重アンテナを使用する広帯域無線通信システムにおける送信方法では、送信データシンボルが予め定められた時空間符号化行列に従って符号化され、該符号化されたデータシンボル各々は、前記時空間符号化行列により決定された写像規則に従って該当副搬送波に写像される。
【００３６】
本発明の他の側面による多重アンテナを使用する広帯域無線通信システムにおける送信装置は、送信シンボルを予め定められた時空間符号化行列に従って符号化する時空間符号器と、前記時空間符号器からのシンボル各々を前記時空間符号化行列により決定された写像規則に従って該当時間−空間−副搬送波に写像する写像器と、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本発明を説明するにあたって、関連した公知技術あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断された場合、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
本発明は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を使用する直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）無線通信システムにおけるＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを副搬送波に写像する方法を提供する。以下の説明は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに準拠したＳＴＣ方式を例とする。
【００３９】
以下は、バンドＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ）パーミュテーションを使用する場合を先に説明し、その後、ダイバーシティパーミュテーション（或いはＯ−ＦＵＳＣ（Ｏｐｔｉｏｎａｌ  Ｆｕｌｌ  Ｕｓａｇｅ  ｏｆ  Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ））を使用する場合を説明する。バンドＡＭＣ副チャネルを使用する場合には、ＭＩＭＯを支援するための最小単位（スロット）は、２＊６（２ｂｉｎ＊６ＯＦＤＭシンボル）構造となり、ダイバーシティチャネルを使用する場合には、１＊２（１サブチャネル＊２ＯＦＤＭシンボル）構造となる。
【００４０】
まず、ＯＦＤＭＡ無線通信システムにＭＩＭＯアンテナ技術を適用する場合における、パイロットの副搬送波マッピング規則について説明する。
【００４１】
図４は、本発明に従うＯＦＤＭＡ無線通信システムにおける送信アンテナが二つである場合に、パイロットがマッピングされる副搬送波の位置を示す図である。
【００４２】
ここでは、ＭＩＭＯを支援するための最小単位（スロット）を示しており、符号４０１は、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）を適用するときのパイロットの位置を示す。図示されたように、各ＯＦＤＭシンボルごとに２個のパイロットが写像され、８個の副搬送波間隔でパイロットが写像される。各ＯＦＤＭシンボルで１番パイロットが写像される位置を見ると、１番ＯＦＤＭシンボルは２番副搬送波となり、２番ＯＦＤＭシンボルは５番副搬送波となり、３番ＯＦＤＭシンボルは８番副搬送波となり、以降このようなパターン（２→５→８）が繰り返される。
【００４３】
一方、送信アンテナが二つであるＭＩＭＯ方式では、１番アンテナは奇数番目ＯＦＤＭシンボルでパイロットを伝送し、２番アンテナは偶数番目ＯＦＤＭシンボルでパイロットを伝送する。このとき、図４中に示されたように、１番アンテナの１番ＯＦＤＭシンボルで伝送されるパイロットと２番アンテナの２番ＯＦＤＭシンボルで伝送されるパイロットは、それぞれ、同一な副搬送波（２番及び１１番副搬送波）に写像される。また、１番アンテナの３番ＯＦＤＭシンボルで伝送されるパイロットと２番アンテナの４番ＯＦＤＭシンボルで伝送されるパイロットも、それぞれ、同一な副搬送波（８番及び１７番副搬送波）に写像される。
【００４４】
図５は、本発明に従うＯＦＤＭＡ無線通信システムにおける送信アンテナが四つである場合に、パイロットがマッピングされる副搬送波の位置を示す図である。
【００４５】
図示されたように、四つの送信アンテナを介して送信されるパイロットが同一な或いは隣接する副搬送波に写像される。１番アンテナ及び２番アンテナを介して送信されるパイロットは同一な副搬送波に写像され、３番アンテナ及び４番アンテナを介して送信されるパイロットは、前記同一な副搬送波の次の副搬送波に写像される。このように、パイロットを周波数及び時間的に隣接して写像する理由は、複数のアンテナを介して送信されるパイロットが互いに類似するチャネルを経由するようにするためである。
【００４６】
以下の説明で、基本パイロットの位置は、１番及び２番アンテナの副搬送波位置と定義し、追加されるパイロットの位置は、３番及び４番アンテナの副搬送波位置と定義する。
【００４７】
以下、図４及び図５のようにパイロットが配置される場合に、ＳＴＣ符号化されたデータシンボルを副搬送波に写像する方式を具体的に説明する。
【００４８】
まず、送信アンテナが二つである場合、伝送率１を有する時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）の符号化行列Ａは、下記の数式４のように表わされる。
【００４９】
【数４】
2008533801.tif 000014
【００５０】
ここで、行（ｒｏｗ）はアンテナインデックスを示し、列（ｃｏｌｕｍｎ）はＯＦＤＭシンボルインデックスを示す。
【００５１】
以下、上述の数式４のような符号化行列を通じて生成されるＳＴＣ符号化されたデータシンボルを副搬送波に写像する規則を説明する。
【００５２】
図６は、本発明の実施の形態による二つの送信アンテナを有するＯＦＤＭＡ無線通信システムにおけるＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを一番目アンテナに写像する方法を説明するための図である。
【００５３】
ここでは、ＭＩＭＯを支援するための最小単位（すなわちスロット）を示しており、ＳＴＣ符号化されたデータシンボルは、最も低いインデックスを有するスロットから割り当てが開始され、スロット単位で割り当てられる。ＳＴＢＣの場合、一つのスロットを時間基準に三つのグループに区分し、グループ（２ｂｉｎ＊２ＯＦＤＭシンボル）単位でデータを割り当てる。すなわち、１番グループの１８副搬送波に対してデータを割り当て、その後２番グループに対してデータを割り当て、最後に３番グループに対してデータを割り当てる。このとき、基本パイロット位置を除いた他の副搬送波にデータを割り当てる。例えば、１番グループで、２番副搬送波及び１１番副搬送波にはデータが割り当てられないので、１番グループに割り当てられるＳＴＣ符号化されたデータシンボル（または複素シンボル）の個数は総３２個となる。このようにデータを割り当てた後、該当アンテナ（一番目アンテナ）のパイロット位置（すなわち、１番ＯＦＤＭシンボルの２番及び１１番副搬送波位置、３番ＯＦＤＭシンボルの８番及び１７番副搬送波位置、．．．）にパイロットを割り当てる。
【００５４】
一方、二番目アンテナに対しては、前記数式４の符号化行列で二番目行のように符号化されたデータを上述のような方式で割り当てる。
【００５５】
次に、送信アンテナが四つである場合、時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）の符号化行列Ａは、下記の数式５のように表わされる。
【００５６】
【数５】
2008533801.tif 000015
【００５７】
ここで、行（ｒｏｗ）はアンテナインデックスに対応し、列（ｃｏｌｕｍｎ）は時間と副搬送波に対応する。スロットを基準に、最初の二つの列は奇数番目副搬送波に写像され、残りの二つの列は偶数番目副搬送波に写像される。また、１番及び３番目の列は奇数番目ＯＦＤＭシンボルに写像され、２番及び４番目列は偶数番目ＯＦＤＭシンボルに写像される。
【００５８】
ここで、副搬送波インデックスは、パイロット副搬送波を除いた他の副搬送波をカウントして決定される。このとき、畳み込み符号（ＣＣ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｄｅ）を使用する場合には、基本パイロット位置を除いた他の副搬送波をカウントし、畳み込みターボ符号（ＣＴＣ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｔｕｒｂｏ  Ｃｏｄｅ）を使用する場合には、基本パイロット位置及び追加パイロット位置を除いた他の副搬送波をカウントする。したがって、前記奇数番目副搬送波あるいは前記偶数番目副搬送波は、使用されたチャネル符号によって、物理的に相違する位置となる。
【００５９】
以下、上述した数式５のような符号化行列を通じて生成されるＳＴＣ符号化されたデータシンボルを副搬送波に写像する規則について説明する。
【００６０】
図７は、本発明に従う四つの送信アンテナを有するＯＦＤＭＡ無線通信システムにおけるＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを一番目アンテナに写像する方法を説明するための図である。特に、この図では、チャネル符号として畳み込みターボ符号（ＣＴＣ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｔｕｒｂｏ  ｃｏｄｅ）を使用する場合の写像方式を示す。
【００６１】
図では、ＭＩＭＯを支援するための最小単位（スロット）を示しており、ＳＴＣ符号化されたデータシンボルの写像は、最も低い番号を有するスロットの最も低い番号の副搬送波で始めて、順次にサブチャンネルにおける番号を増加させながら、次の２つのシンボルに進む。ＳＴＢＣの場合、一つのスロットを時間基準に三つのグループに区分し、グループ（２ｂｉｎ＊２ＯＦＤＭシンボル）単位でデータを割り当てる。すなわち、１番グループの１８副搬送波に対してデータを割り当て、その後２番グループに対してデータを割り当て、最後に３番グループに対してデータを割り当てる。このとき、基本パイロット位置及び追加パイロット位置を除いた他の副搬送波にデータを割り当てる。例えば、１番グループの場合、２番副搬送波、３番副搬送波、１１番副搬送波及び１２番副搬送波にはデータが割り当てられないので、１番グループに割り当てられるＳＴＣ符号化されたデータシンボル（または複素シンボル）は、ヌル（ｎｕｌｌ）データを含めて総２８個となる。ここで、４番副搬送波に割り当てられた２個のヌルデータは、前記数式５で一番目行の３番及び４番列に該当するヌルデータを示す。このようにデータを割り当てた後に、該当アンテナ（一番目アンテナ）のパイロット位置（すなわち、１番ＯＦＤＭシンボルの２番及び１１番副搬送波位置、３番ＯＦＤＭシンボルの８番及び１７番副搬送波位置、．．．）にパイロットを割り当てる。
【００６２】
一方、２番アンテナに対しては、前記数式５の符号化行列で２番行のように符号化されたデータを上述のような方式で割り当て、３番アンテナに対しては３番行のように符号化されたデータを上述のような方式で割り当て、４番アンテナに対しては４番行のように符号化されたデータを上述のような方式で割り当てる。
【００６３】
図８は、四つの送信アンテナを有するＯＦＤＭＡ無線通信システムにおけるＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを一番目アンテナに写像する方法を説明するための図である。特に、図８は、チャネル符号として畳み込み符号（ＣＣ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｄｅ）を使用する場合の写像方式を示す。
【００６４】
図８では、ＭＩＭＯを支援するための最小単位（すなわちスロット）を示しており、基本的にデータ割り当て方式は、上述の図７の方式と似ている。但し、基本パイロット位置を除いた他の副搬送波をカウントして前記数式５の符号化行列を写像するということが異なっている。すなわち、図７のデータマッピングと比較すると、４番副搬送波にヌルデータが割り当てられず、ＳＴＣ符号化されたデータシンボル（ｓ４と
2008533801.tif 000016
）が割り当てられる。この場合、１番グループに割り当てられるＳＴＣ符号化されたデータシンボル（または複素シンボル）はヌルデータを含めて総３２個となる。このようなデータマッチングの後に、３番アンテナと４番アンテナのパイロットシンボルのためにデータを穿孔する。そして、該当アンテナ（一番目アンテナ）のパイロット位置（すなわち１番ＯＦＤＭシンボルの２番及び１１番副搬送波位置、３番ＯＦＤＭシンボルの８番及び１７番副搬送波位置、．．．）にパイロットを写像する。
【００６５】
次に、空間多重化符号の符号化行列Ｃは、下記の数式６のように表わされる。
【００６６】
【数６】
2008533801.tif 000017
【００６７】
ここで、行（ｒｏｗ）は、アンテナインデックスを示す。
【００６８】
上記行列Ｃとして表された、ＳＴＣ符号化されたデータシンボルは、以下のように副搬送波に写像される。
【００６９】
図９は、本発明に従った二つの送信アンテナを有するＯＦＤＭＡ無線通信システムにおいて、ＳＭ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）データを一番目アンテナに写像する方法を説明する図である。特に、図示されたデータマッピングは、一つの符号器と一つの変調器を用いた場合のための、垂直コーディング（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ）ＳＭと呼ばれる例を示している。
【００７０】
図９では、ＭＩＭＯを支援するための最小単位（すなわちスロット）を示している。ＳＴＣ符号化されたデータシンボルの割り当ては、スロット単位で、最も低いインデックスを有するスロットから開始される。すなわち、まず１番ＯＦＤＭシンボルの１８副搬送波に対してデータを割り当て、その後２番ＯＦＤＭシンボルに対してデータを割り当て、このようにして順次、最後のＯＦＤＭシンボルまでデータを割り当てる。このとき、基本パイロット位置を除いた他の副搬送波にデータを割り当てる。例えば、２番ＯＦＤＭシンボルにおける２番副搬送波及び１１番副搬送波にはデータがマッピングされないので、ＳＴＣ符号化されたデータシンボル（または複素シンボル）は、２番ＯＦＤＭシンボルにおける合計１６個の副搬送波にマッピングされる。そして、このようなデータマッピングの後に、一番目のアンテナの予め定義されたパイロット位置（すなわち、１番ＯＦＤＭシンボルにおける２番及び１１番副搬送波位置、３番ＯＦＤＭシンボルにおける８番及び１７番副搬送波位置、．．．）にパイロットを割り当てる。
【００７１】
図１０は、本発明に従った二つの送信アンテナを有するＯＦＤＭ無線通信システムにおいて、ＳＭデータを一番目アンテナに写像する方法を説明する図である。特に、この図では、複数の符号器と複数の変調器を使用する場合のためのデータマッピングの例を示し、このような構造は、水平コーディング（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ）ＳＭと呼ばれる。
【００７２】
図１０では、ＭＩＭＯを支援するための最小単位（すなわちスロット）を示している。ＳＴＣ符号化されたデータシンボルの割り当ては、スロット単位で、最も低いインデックスを有するスロットから開始される。すなわち、まず１番ＯＦＤＭシンボルの１８副搬送波に対してデータを割り当て、その後２番ＯＦＤＭシンボルに対してデータを割り当て、このようにして順次、最後のＯＦＤＭシンボルまでデータを割り当てる。このとき、基本パイロット位置を除いた他の副搬送波にデータを割り当てる。例えば、２番ＯＦＤＭシンボルにおける２番副搬送波及び１１番副搬送波にはデータがマッピングされないので、マッピングさＳＴＣ符号化されたデータシンボル（または複素シンボル）は、２番ＯＦＤＭシンボルで合計１６個の副搬送波にマッピングされる。そして、このようなデータマッピングの後に、一番目のアンテナの予め定義されたパイロット位置（すなわち、１番ＯＦＤＭシンボルにおける２番及び１１番副搬送波位置、３番ＯＦＤＭシンボルにおける８番及び１７番副搬送波位置、．．．）にパイロットを割り当てる。
【００７３】
上述のように、データの写像（マッピング）は、図９に示す場合と同様な割り当て方式で行われるが、各アンテナ別に、独立的にコーディング及び変調されたデータ（ｓｔｒｅａｍ）が割り当てられることが異なっている。すなわち、１番アンテナには、一番目ストリームのデータが割り当てられる。
【００７４】
以下、Ｏ−ＦＵＳＣ（Ｏｐｔｉｏｎａｌ−Ｆｕｌｌ  Ｕｓａｇｅ  ｏｆ  ＳｕｂＣａｒｒｉｅｒ）パーミュテーション（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）を使用する場合のデータ写像規則を説明する。
【００７５】
前述の数式４のような符号化行列により表されるＳＴＣ符号化されたデータシンボルは、以下のように副搬送波に写像される。
【００７６】
前述したように、Ｏ−ＦＵＳＣパーミュテーションの場合、ＭＩＭＯを支援するための最小単位（スロット）は、１＊２（１サブチャネル＊２ＯＦＤＭシンボル）構造となる。
【００７７】
データを割り当てるとき、もっとも低いインデックスを有するスロットにＳＴＣ符号化されたデータシンボルを割り当てた後、順次にインデックスを増加させながらスロット単位でデータを割り当てる。前述したように、ＳＴＢＣの場合には、二つのＯＦＤＭシンボル区間が一つのグループとみなされるので、一つのスロットに一つの時間区間が規定（定義）される。ＳＭの場合には、一つのＯＦＤＭシンボルが一つのグループとみなされるので、一つのスロットに二つの時間区間が規定（定義）される。
【００７８】
一つのスロットに対してデータを写像する過程は、次の通りである。
【００７９】
（１）割り当てられたサブチャネル数に従って、スロット（１サブチャネル＊２シンボル構造）を割り当てる。
【００８０】
（２）より低いインデックスを有するスロットからデータマッピングを開始する。
【００８１】
（３）一番目の時間区間（ＳＭの場合は、一番目のシンボル）からデータマッピングを開始する。
【００８２】
（４）低い副搬送波から高い副搬送波までデータマッピングを遂行する（４８副搬送波）。
【００８３】
（５）ＭＩＭＯ方式に基づいた符号化行列に従ってデータマッピングを遂行する。
【００８４】
畳み込み符号を使用する場合：追加パイロット副搬送波位置（すなわち３番及び４番アンテナのパイロットシンボル位置）にはデータを割り当てず、代わりに、次のデータ副搬送波位置にデータを割り当てる。結果的に、全体のデータの最後の部分は伝送されない。
【００８５】
（６）上記過程（４）、（５）のデータ割り当てを、２番目の時間区間（すなわち２番目のシンボル）について行う（これはＳＭの場合に限る）。
【００８６】
（７）上記の全ての過程を次の全てのスロットに順次に適用する。
【００８７】
（８）畳み込み符号を使用する場合：上記（１）乃至（７）の過程が終了した後に、追加パイロット位置のデータを穿孔する。３番及び４番アンテナの場合、当該穿孔された位置にパイロットシンボルを割り当てる。
【００８８】
畳み込みターボ符号を使用する場合：３番及び４番送信アンテナの場合、全ての過程が終了した後に、追加パイロット位置にパイロットシンボルを割り当てる。前記のように、Ｏ−ＦＵＳＣパーミュテーションについても、前述したバンドＡＭＣチャンネルと同一の規則（ｒｕｌｅ）でデータの写像を遂行する。
【００８９】
四つの送信アンテナを支援するシステムでの、前述の過程（５）〜（８）についての一例を説明する。
【００９０】
Ｏ−ＦＵＳＣパーミュテーションのためのパラメータを定義すると、次の通りになる。
【００９１】
―ＣＥＬＬ＿ＩＤ：１
―パイロット副搬送波位置＝９ｋ＋１（ｋ＝０、１、２．．．）
―サブチャネルＩｎｄｅｘ＝０
―サブチャネルの数＝１
上記のパラメータによる０番サブチャネルを構成する４８個のデータ副搬送波のための副搬送波位置テーブルは、次の通りである。
【００９２】
｛３  ２３  ４６  ５８  ７９  １０４  １２１  １３２  １５６  １７０  １９６  ２１５  ２３１  ２４５  ２５４  ２７３  ２９３  ３１６  ３２８  ３４９  ３７４  ３９１  ４０２  ４２６  ４４０  ４６６  ４８５  ５０１  ５１５  ５２４  ５４３  ５６３  ５８６  ５９８  ６１９  ６４４  ６６１  ６７２  ６９６  ７１０  ７３６  ７５５  ７７１  ７８５  ７９４  ８１３  ８３３  ８５６｝
【００９３】
上記の副搬送波のインデックスの内、追加パイロット副搬送波位置は、｛２４５  ２５４  ５１５  ５２４  ７８５  ７９４｝である。
【００９４】
畳み込み符号（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｄｅ）を使用する場合には、上記の４８個の副搬送波位置に対するデータを全て割り当てた後、上記の追加パイロット副搬送波位置のデータを穿孔する。そして、３番及び４番アンテナについては、穿孔される該当副搬送波位置に追加パイロットシンボルを割り当てる。
【００９５】
畳み込みターボ符号（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｔｕｒｂｏ  Ｃｏｄｅ）を使用する場合には、データ切断（ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ）を行う必要があるので、上記の副搬送波の位置を下記のように変更することによって、新しい副搬送波位置テーブルを作成する。ここでは、追加パイロット副搬送波位置｛２４５、２５４、５１５、５２４、７８５、７９４｝をスキップし、テーブルの最後に、追加パイロット副搬送波位置の数の分だけヌル（ｎｕｌｌ）データを追加する。
【００９６】
ＣＴＣを適用する場合、追加パイロット副搬送波位置を除いたデータ副搬送波位置テーブルは、次の通りである。
【００９７】
｛３  ２３  ４６  ５８  ７９  １０４  １２１  １３２  １５６  １７０  １９６  ２１５  ２３１  ２７３  ２９３  ３１６  ３２８  ３４９  ３７４  ３９１  ４０２  ４２６  ４４０  ４６６  ４８５  ５０１  ５４３  ５６３  ５８６  ５９８  ６１９  ６４４  ６６１  ６７２  ６９６  ７１０  ７３６  ７５５  ７７１  ８１３  ８３３  ８５６  Ｎｕｌｌ  Ｎｕｌｌ  Ｎｕｌｌ  Ｎｕｌｌ  Ｎｕｌｌ  Ｎｕｌｌ｝
【００９８】
ここで、Ｎｕｌｌはデータを割り当てずに、次のサブチャネルに移動することを示す。すなわち、４８個の入力データのうち４２個のデータだけが割り当てられ、そして、残りのデータは、二番目のサブチャネルに割り当てられる。ここで、パラメータによってヌル（Ｎｕｌｌ）の数が変わるので、全てのパラメータに対して上記のようなテーブルを定義することが好ましい。
【００９９】
このように全てのパラメータ（サブチャネル数＊パイロット位置（３））に対して上記のようなテーブルを準備し、ＣＴＣを使用して追加パイロットを割り当てる場合には、データを容易に割り当てることが可能になる。
【０１００】
以下、ＭＩＭＯ方式を使用するＯＦＤＭＡ無線通信システムの具体的な構成について説明する。
【０１０１】
図１１は、本発明に従うＭＩＭＯ方式を使用するＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）無線通信システムにおける送信機のブロック図である。
【０１０２】
本実施形態の送信機は、符号器１００１と、変調器１００２と、ＳＴＣ符号器１００３と、副搬送波マッピング器１００４、１００５と、ＩＦＦＴ演算器１００６、１００７と、フィルタ１００８、１００９と、デジタル／アナログ変換機１０１０、１０１１と、ＲＦ処理機１０１２、１０１３と、Ｎ（＞１）個の送信アンテナ１０１４、１０１５と、を含んで構成される。
【０１０３】
動作において、符号器１００１は、入力される情報ビット列を所定の符号率で符号化する。ここで、入力される情報ビットの個数をｋ、符号率をＲとするとき、出力される符号シンボルの個数はｋ／Ｒとなる。例えば、符号器１００１は、畳み込み符号器（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｅｒ）、ターボ符号器（ｔｕｒｂｏ  ｃｏｄｅｒ）、及びＬＤＰＣ（ｌｏｗ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ  ｃｈｅｃｋ）符号器などで構成されることができる。
【０１０４】
変調器１００２は、符号器１００１からの符号シンボルを所定の変調方式により信号点写像して複素シンボルを生成する。ここで、変調方式としては、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、８ＱＡＭ（８ａｒｙ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、１６ＱＡＭ、及び６４ＱＡＭを使用することができる。そして、ＢＰＳＫでは１個のビット（ｓ＝１）を一つの信号点（複素信号）に写像し、ＱＰＳＫでは２個のビット（ｓ＝２）を一つの複素信号に写像し、８ＱＡＭでは３個のビット（ｓ＝３）を一つの複素信号に写像し、１６ＱＡＭでは４個のビット（ｓ＝４）を一つの複素信号に写像し、６４ＱＡＭでは６個のビット（ｓ＝６）を一つの複素信号に写像する。
【０１０５】
ＳＴＣ符号器１００３は、変調器１００２からの複素シンボルを、予め定められた時空間符号化行列に従って符号化して、各複素シンボルを時間−空間−周波数写像する。このとき、一番目アンテナに写像されるシンボルは、一番目副搬送波マッピング器１００４に出力され、Ｎ番目アンテナに写像されるシンボルは、Ｎ番目副搬送波マッピング器１００５に出力される。
【０１０６】
副搬送波マッピング器１００４、１００５は、当該入力されるシンボルを副搬送波に写像し、対応するＩＦＦＴ演算器に出力する。すなわち、副搬送波マッピング器１００４、１００５は、前記符号化行列に基づいた写像規則に従って、受信した各シンボルを該当時間にＩＦＦＴ演算器の該当副搬送波位置に出力する。このとき、副搬送波マッピング器１００４、１００５は、ルックアップテーブル（例えば、図６〜図９）を用いたり、所定規則により生成されたインデックスを使用する。
【０１０７】
ＩＦＦＴ演算器１００６、１００７は、それぞれ対応する副搬送波マッピング器１００４、１００５から受信したシンボルを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して、時間領域のサンプルデータ（ＯＦＤＭシンボル）を生成する。
【０１０８】
フィルタ１００８、１００９は、それぞれ対応するＩＦＦＴ演算器からのサンプルデータを帯域フィルタリングして出力する。デジタル／アナログ変換機１０１０、１０１１は、それぞれ対応するフィルタからのフィルタリングされたサンプルデータをアナログ信号に変換する。ＲＦ処理機１０１２、１０１３は、それぞれ対応するデジタル／アナログ変換機からのアナログ信号をＲＦ処理し、対応するアンテナを介して該ＲＦ信号を送信する。
【０１０９】
上述のように、本発明は、ＳＴＣ符号化されたデータシンボルを副搬送波に写像する方法を提案することにより、直交周波数分割多重接続無線通信システムでＭＩＭＯ方式を使用することができる。特に、ＳＴＣ符号化されたデータシンボルを、多重アンテナを有するＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準のバンドＡＭＣ副チャネルで、複数のアンテナを介して効率良く伝送することが可能になる。
【０１１０】
上述した本発明の詳細な説明では、具体的な実施例について説明したが、添付された請求項に規定されるような本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、様々な変形が可能であることは、当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】従来技術による時空間ブロック符号化方式を使用する無線通信システムにおける送信機のブロック構成図である。
【図２】は、従来技術によるＦＤＦＲ時空間ブロック符号化方式を使用する無線通信システムにおける送信機のブロック構成図である。
【図３】従来技術による空間多重化方式を使用する無線通信システムのブロック構成図である。
【図４】本発明に従うＯＦＤＭＡ無線通信システムにおける送信アンテナが二つである場合に、パイロットがマッピングされる副搬送波の位置を示す図である。
【図５】本発明に従うＯＦＤＭＡ無線通信システムにおける送信アンテナが四つである場合に、パイロットがマッピングされる副搬送波の位置を示す図である。
【図６】本発明による、二つの送信アンテナを有するＯＦＤＭＡ無線通信システムにおいて、ＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを一番目アンテナに写像する方法を説明する図である。
【図７】本発明による、四つの送信アンテナを有するＯＦＤＭＡ無線通信システムで、チャネル符号として畳み込みターボ符号（ＣＴＣ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｔｕｒｂｏ  ｃｏｄｅ）を使用する場合において、ＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを一番目アンテナに写像する方法を説明する図である。
【図８】本発明による、四つの送信アンテナを有するＯＦＤＭＡ無線通信システムで、チャネル符号として畳み込み符号（ＣＣ：Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｄｅ）を使用する場合において、ＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）符号化されたデータシンボルを一番目アンテナに写像する方法を説明する図である。
【図９】本発明による二つの送信アンテナを有するＯＦＤＭＡ無線通信システムで、垂直コーディング（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ）ＳＭ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が使用される場合において、ＳＭデータを一番目アンテナに写像する方法を説明する図である。
【図１０】本発明による二つの送信アンテナを有するＯＦＤＭ無線通信システムで、水平コーディング（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ）ＳＭが使用される場合において、ＳＭデータを一番目アンテナに写像する方法を説明する図である。
【図１１】本発明によるＭＩＭＯ方式を使用するＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）無線通信システムにおける送信機のブロック構成図である。
【図１】
2008533801.tif 000044
【図２】
2008533801.tif 000045
【図３】
2008533801.tif 000046
【図４】
2008533801.tif 000047
【図５】
2008533801.tif 000048
【図６】
2008533801.tif 000049
【図７】
2008533801.tif 000050
【図８】
2008533801.tif 000051
【図９】
2008533801.tif 000052
【図１０】
2008533801.tif 000053
【図１１】
2008533801.tif 000054
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
一方、アンテナダイバーシティ方式を効率良く適用するために提案された方式の内の一つである時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ：Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）方式は、Ｖ．  Ｔａｒｏｋｈらにより提案されている（「Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｆｒｏｍ  Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｄｅｓｉｇｎｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  ｏｎ  Ｉｎｆｏ．，  Ｔｈｅｏｒｙ，  Ｖｏｌ．  ４５，  ｐｐ．１４５６−１４６７，  Ｊｕｌｙ  １９９９参照）。Ｔａｒｏｋｈのこの時空間ブロック符号化方式は、Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉが提案した送信アンテナダイバーシティ（「Ａ  Ｓｉｍｐｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｎ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ａｒｅａ  ｉｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  １６，  ｐｐ．１４５１−１４５８、  Ｏｃｔ  １９９８参照）を、二つ以上の送信アンテナに適用できるように拡張した方式である。このＡｌａｍｏｕｔｉの時空間ブロック符号化技術は、二つの送信アンテナを介して複素シンボル（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｙｍｂｏｌｓ）を送信しても、伝送率（ｄａｔａ  ｒａｔｅ）を損失することなく、送信アンテナの個数と同一なダイバーシティ次数（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｒｄｅｒ）、すなわち最大のダイバーシティ次数を得られる、というメリットがある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
ここで、行の個数は送信アンテナの個数と等しく、列の個数は、上記４個のシンボルを伝送するのに所要される時間と等しい。すなわち、１時間区間で４個のシンボルが伝送されるので、伝送率は４である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
畳み込みターボ符号を使用する場合：追加パイロット副搬送波位置（すなわち３番及び４番アンテナのパイロットシンボル位置）にはデータを割り当てず、代わりに、次のデータ副搬送波位置にデータを割り当てる。結果的に、全体のデータの最後の部分は伝送されない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
動作において、符号器１００１は、入力される情報ビット列を所定の符号率で符号化する。ここで、入力される情報ビットの個数をｋ、符号率をＲとするとき、出力される符号シンボルの個数はｋ／Ｒとなる。例えば、符号器１００１は、畳み込み符号器（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｅｒ）、ターボ符号器（ｔｕｒｂｏ  ｃｏｄｅｒ）、畳み込みターボ符号器（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｔｕｒｂｏ  ｃｏｄｅｒ）、及びＬＤＰＣ（ｌｏｗ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ  ｃｈｅｃｋ）符号器などで構成されることができる。
【国際調査報告】
2008533801.tif 000055
2008533801.tif 000056