(57)【要約】既存の送信方法における性能を向上させる。デジタルデータストリームの送信方法である。その方法において、デジタルストリームは、複数のアンテナにより送信され、２−ドメイン前変換が実行される。即ち、前変換中に、異なる周波数を有する副搬送波に関連付けられた変調符号と、異なるアンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた変調符号とを線形に結合させる。
2008509596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータストリームを送信する方法であって、
前記データストリームは、複数の変調符号にマッピングされ、
各変調符号は、多数の副搬送波のうちの一の副搬送波と関連付けられており、
前記多数の副搬送波は、少なくとも第１の複数の副搬送波と第２の複数の副搬送波からなり、
前記第１の複数の副搬送波における副搬送波は、異なる周波数を有し、第１アンテナにより送信され、
前記第２の複数の副搬送波における副搬送波は、異なる周波数を有し、第２アンテナにより送信され、
前記複数の変調符号は、多数の変換変調符号が前記複数の変調符号から形成されるように変換され、
異なる周波数を有する副搬送波に関連付けられた少なくとも二つの変調符号は、線形に結合されて、一の変換変調符号を形成し、
前記第１アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変調符号と、前記第２アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変調符号とは、線形に結合されて、一の変換変調符号を形成し、
各変換変調符号は、一の副搬送波に関連付けられ、
各変換変調符号を用いて、前記変換変調符号と関連付けられた副搬送波を変調する
ことを特徴とするデジタルデータストリームの送信方法。
【請求項２】
前記複数の変調符号は、少なくとも一ブロックにグループ化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３】
変調符号ブロックは、変換行列による乗算に従って、変換変調符号ブロックに変換されることを特徴とする請求項２に記載の送信方法。
【請求項４】
前記変換行列は、ユニタリ行列であることを特徴とする請求項３に記載の送信方法。
【請求項５】
前記多数の変換変調符号は、前記多数の副搬送波のＯＦＤＭ変調に用いられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の送信方法。
【請求項６】
前記複数の変調符号にマッピングされる前に、前方誤り訂正符号化（forward error correction coding）を前記データストリームに対して実行することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の送信方法。
【請求項７】
前記複数の変調符号にマッピングされる前に、前記データストリームをインターリーブすることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の送信方法。
【請求項８】
前記複数の変調符号にマッピングされる前に、前記データストリームをスクランブルすることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の送信方法。
【請求項９】
時空間ブロック符号（space-time block code）による符号化を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の送信方法。
【請求項１０】
デジタルデータストリームを送信する送信機であって、
前記データストリームを、複数の変調符号にマッピングするように構成されたマッピング部と、
各変調符号を、多数の副搬送波のうちの一の副搬送波と関連付けるように構成された関連付け部と
を備え、
前記多数の副搬送波は、少なくとも第１の複数の副搬送波と第２の複数の副搬送波からなり、
前記第１の複数の副搬送波における副搬送波は、異なる周波数を有し、第１アンテナにより送信され、
前記第２の複数の副搬送波における副搬送波は、異なる周波数を有し、第２アンテナにより送信され、
前記複数の変調符号を、多数の変換変調符号が前記複数の変調符号から形成されるように変換するように構成された変換部を備え、
異なる周波数を有する副搬送波に関連付けられた少なくとも二つの変調符号は、線形に結合されて、一の変換変調符号を形成し、
前記第１アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変調符号と、前記第２アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変調符号とは、線形に結合されて、一の変換変調符号を形成し、
各変換変調符号は、一の副搬送波に関連付けられ、
各変換変調符号を用いて、前記変換変調符号と関連付けられた副搬送波を変調するように構成された変調部を備えることを特徴とする送信機。
【請求項１１】
デジタルデータストリームを受信する方法であって、
第１アンテナで受信される第１の複数の副搬送波と第２アンテナで受信される第２の複数の副搬送波からなる多数の副搬送波が受信され、
前記多数の副搬送波は復調されて、当該復調される副搬送波に夫々関連付けられた多数の変換変調符号を生成し、
前記多数の変換変調符号に対して逆変換を実行して、多数の変調符号を形成し、
異なる周波数を有する副搬送波に関連付けられた少なくとも二つの変換変調符号は、線形に結合されて、一の変調符号を形成し、
前記第１アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変換変調符号と、前記第２アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変換変調符号とは、線形に結合されて、一の変調符号を形成し、
前記データストリームは、前記多数の変調符号から生成されることを特徴とするデジタルデータストリームの受信方法。
【請求項１２】
デジタルデータストリームを受信する受信機であって、
第１アンテナで受信される第１の複数の副搬送波と第２アンテナで受信される第２の複数の副搬送波からなる多数の副搬送波を受信するように構成された受信部と、
前記多数の副搬送波は復調されて、当該復調される副搬送波に夫々関連付けられた多数の変換変調符号を生成するように構成された復調部と、
前記多数の変換変調符号に対して逆変換を実行して、多数の変調符号を形成するように構成された変換部と
を備え、
異なる周波数を有する副搬送波に関連付けられた少なくとも二つの変換変調符号は、線形に結合されて、一の変調符号を形成し、
前記第１アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変換変調符号と、前記第２アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変換変調符号とは、線形に結合されて、一の変調符号を形成し、
前記データストリームを、前記多数の変調符号から生成するように構成された生成部を備えることを特徴とするデジタルデータストリームの受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータストリームの送信方法及び送信機、並びにデジタルデータストリームの受信方法及び受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信においては、ユーザ容量が高く、データ速度が高いことが望ましい。これを実現するには、移動体無線システムのスペクトル効率が高くなければならない。ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）に基づくマルチキャリア変調を用いると、ロバスト性能及び高スペクトル効率を実現できる。
【０００３】
ＯＦＤＭ変調前に、前変換を実行することで、いわゆるＰＴ−ＯＦＤＭ（pre-transform OFDM）システムを作ることができる。
【０００４】
ＯＦＤＭは、ＭＩＭＯ（Multiple input multiple output）システムに応用できる。ＭＩＭＯシステムは、複数の送信アンテナ（即ち、伝送アンテナ）と受信アンテナとを用いてデータの送受信を行う。ＭＩＭＯの一例は、非特許文献１に記載されたＶＢＬＡＳＴ（Vertical Bell LAb's Layered Space Time）アーキテクチャである。ＯＦＤＭをＶＢＬＡＳＴと組み合わせた場合、周波数選択フェージングチャネルにおいて高データ速度送信を実現できる。簡単な線形処理を介して、ＰＴ−ＯＦＤＭシステムにおける周波数ダイバーシティを利用できることは、非特許文献２に開示された。
【０００５】
ＶＢＬＡＳＴアーキテクチャをＯＦＤＭと組み合わせた場合、入力データストリームは変調され、直列から並列への変換を介して、異なる複数の送信アンテナに割り当てられる。各送信アンテナにおいて、当該データは、要素ｘｉ（ｍ）を有するサイズＫの複数ブロックｘｉに分割される。要素ｘｉ（ｍ）は、送信アンテナｉで送信されるブロックにおけるｍ番目の信号を意味する。そして、ｘｉは、次式に基づくＰＴ（pre-transform）行列Ｔを用いて前変換される。
【０００６】
ｘＴ，ｉ=Ｔｘｉ
前変換された信号は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いたＯＦＤＭに従って変調され、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）を付加され、対応する送信アンテナを介して送信される。システムのチャンネルは、送信及び受信アンテナの各ペアの間における無相関マルチパスフェージングチャンネルとしてモデル化される。
【０００７】
Ｎ個の送信アンテナ、Ｍ個の受信アンテナ及びＫ個の副搬送波を有するＰＴ−ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム、即ち、ＯＦＤＭ及び前変換を用いたＭＩＭＯシステムは、次式のように公式化される。
【０００８】
【数１】
2008509596.tif 000003
但し、Ｈｉ，ｊは、送信アンテナｊと受信アンテナｉとの間の全ての副搬送波における単一入力単一出力周波数応答に対応するＫ×Ｋ対角行列である。Ｔは、サイズＫ×Ｋの前変換行列である。ｘｊは、アンテナｊで送信されたデータ符号（シンボル）である。Ｎｉは、受信アンテナｉにおけるＡＷＧＮノイズベクトルである。
【０００９】
受信機では、先ず、データを各受信アンテナ上で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて周波数ドメインに変換する。ｍ番目の副搬送波において、受信信号は次式のように記述されうる。
【００１０】
ｒ（ｍ）＝Ｈ（ｍ）ｘＴ（ｍ）＋ｎ（ｍ）
但し、Ｈ（ｍ）は、副搬送波ｍ上の等価なＭＩＭＯチャネルであり、ｘＴ（ｍ）は、ｘＴ，ｉ（ｉ＝１，…，Ｍ）におけるｍ番目の要素を積み重ねることにより形成されたベクトルである。
【００１１】
ＰＴ−ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに対する既存の検出方法が幾つか存在する。
【００１２】
１）空間及び周波数における線形検出
この手法では、空間ドメイン干渉抑制（ＩＳ）が先ず行われ、異なる信号を異なる送信アンテナから分離する。ＺＦ−ＩＳ（ゼロフォーシングＩＳ）は、次式のように行われる。
【００１３】
ｙ（ｍ）＝Ｈ（ｍ）−１ｒ（ｍ）＝ｘＴ（ｍ）＋Ｈ（ｍ）−１ｎ（ｍ）
但し、Ｈ（ｍ）−１は、Ｈ（ｍ）の一般化逆行列を示す。ＭＭＳＥ−ＩＳは、次式のように行われる。
【００１４】
ｙ（ｍ）＝ＨＨ（ｍ）［Ｈ（ｍ）ＨＨ（ｍ）σｘ２＋σｎ２ＩＭ］−１ｒ（ｍ）
但し、σｘ２は送信信号の分散であり、σｎ２はノイズの分散である。ＩＭはサイズＭの単位行列を示す。各受信アンテナにおいて、ＭＩＭＯ処理の後はＰＴ−ＯＦＤＭシステムである。送信信号の決定統計値は、ｙｉ（ｉ=１，２，…，Ｍ）の逆変換により形成できる。即ち、
ｄｉ＝ＴＨｙｉ
この手法の利点は、処理の際の簡潔さである。しかしながら、この手法に伴う問題は、システムにおける空間及び周波数ダイバーシティが十分生かされないことである。性能はどちらかといえば悪くなる。
【００１５】
２）空間及び周波数の同時最尤検出（ＭＬ）
この手法では、ＭＬ検出が周波数と空間の両方にわたって行われる。この方法の利点は、空間と周波数の両方が十分に生かされるため、性能が良いことである。しかしながら、この方法の複雑さは、送信アンテナ数と変換サイズの積に伴って指数関数的に上昇する。実用的な実施にはふさわしくない。
【００１６】
３）空間ドメイン干渉除去
この手法では、線形検出が行われ、先ず送信信号の推定値が取得される。次に、システムにおける空間ダイバーシティを生かすために、並列干渉除去及び最大比合成（ＰＩＣ＋ＭＲＣ）技術が用いられる。
【００１７】
線形検出器の決定出力からは、副搬送波ｍ上の変換信号の推定値
【００１８】
【数２】
2008509596.tif 000004
を取得できる。ｘＴ，ｉ（ｍ）の干渉除去は、次式として実行できる。
【００１９】
【数３】
2008509596.tif 000005
但し、ｈｊ（ｍ）は、Ｈ（ｍ）のｊ列を意味する。干渉除去が完全であると仮定すると、即ち、次式が成り立つ場合、
【００２０】
【数４】
2008509596.tif 000006
N個の受信アンテナを有する受信ダイバーシティシステムが提供される。
従って、ｒｉＩＣ（ｍ）に対してＭＲＣを次式のように実行することができる。
【００２１】
【数５】
2008509596.tif 000007
この手法に伴う問題は、エラー伝播である。先に反復された検出における決定エラーは、次の工程での性能に影響を与える。変換サイズが小さく変調が高い（１６ＱＡＭ等）システムに対しては、このエラー伝播がシステムの性能に著しく影響を与える。
【００２２】
上記には、以下の文献が引用されている。
【００２３】
【非特許文献１】G.J. Foschini, G. D. Golden, R. A. Valenzuela, and P. W. Wolnianski, "Simplified processing for high spectral efficiency wireless communication employing multi-element arrays", IEEE Journal on Selected Areas of Communications, vol. 17, no. 11. pp. 1841-1852, Nov. 1999.
【非特許文献２】Zhongding. Lei, Yan. Wu, Chin.Keong. Ho, Sumei. Sun, Ping. He, and Yuang. Li, "Iterative detection for Walsh-Hadamard Transformed OFDM", IEEE Vehicular Technology Conference, Spring, 2003, pp. 637-640, vol. 1, Apr. 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は、既存の送信方法における性能の向上を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の課題は、独立項に係る特徴を有するデジタルデータストリームの送信方法及び送信機並びにデジタルデータストリームの受信方法及び受信機により実現される。
【００２６】
デジタルデータストリームを送信する方法が提供される。ここで前記データストリームは、複数の変調符号にマッピングされ、各変調符号は、多数の副搬送波のうちの一の副搬送波と関連付けられている。前記多数の副搬送波は、少なくとも第１の複数の副搬送波と第２の複数の副搬送波からなり、前記第１の複数の副搬送波における副搬送波は、異なる周波数を有し、第１アンテナにより送信され、前記第２の複数の副搬送波における副搬送波は、異なる周波数を有し、第２アンテナにより送信される。前記複数の変調符号は、多数の変換変調符号が前記複数の変調符号から形成されるように変換され、異なる周波数を有する副搬送波に関連付けられた少なくとも二つの変調符号は、線形に結合されて、一の変換変調符号を形成し、前記第１アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変調符号と、前記第２アンテナにより送信された副搬送波に関連付けられた少なくとも一の変調符号とは、線形に結合されて、一の変換変調符号を形成し、各変換変調符号は、一の副搬送波に関連付けられ、各変換変調符号を用いて、前記変換変調符号に関連付けられた副搬送波を変調する。
【００２７】
更に、前記デジタルデータストリームの送信方法に係る送信機並びにデジタルデータストリームの受信方法及び受信機が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
具体的には、異なるアンテナの変調符号と同様に（これが空間ドメインにおける前変換に相当する）、同一のアンテナにより送信された異なる副搬送波の変調符号（これが周波数ドメインにおける前変換に相当する）を結合させる２−ドメイン（２Ｄ）前変換を実行する。特に、（異なる複数のアンテナを用いて送信すべき）異なる複数のデータストリームに対応する複数の変調符号は、このような方法で結合できる。
【００２９】
このように、データストリーム送信の性能は、従来技術の方法より向上させることができる。
【００３０】
本発明は、例えば、ＷＬＡＮ１１ｎ、ＷＩＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、Ｂ３Ｇ（beyond 3G）、及びＡＤＳＬ（asynchronous digital subscriber line）に基づく通信システムで用いることができる。ＯＦＤＭ（orthogonal frequency division multiplexing）、ＳＣ−ＦＤＥ（single carrier with frequency domain equalization）及びＯＦＤＭＡ（orthogonal frequency division multiple access）と組み合わせて用いることもできる。
【００３１】
本発明に関わる方法は、例えば、コンピュータプログラムという形式で、必要な命令を供給されたコンピュータにより実行できる。
【００３２】
本発明の実施例は、従属項から発生する。デジタルデータストリームの送信方法の内容に記載された本発明の実施例は、送信機並びにデジタルデータストリームの受信方法及び受信機にも有効である。
【００３３】
一の実施例では、前記複数の変調符号は、少なくとも一ブロックにグループ化される。
【００３４】
変調符号ブロックは、例えば、変換行列による乗算に従って、変換変調符号ブロックに変換される。前記変換行列は、一の実施例では、ユニタリ行列である。
【００３５】
前記多数の変換変調符号は、例えば、前記多数の副搬送波のＯＦＤＭ変調に用いられる。
【００３６】
前記複数の変調符号にマッピングされる前に、前方誤り訂正符号化（forward error correction coding）を前記データストリームに対して実行することができる。前記複数の変調符号にマッピングされる前に、前記データストリームをインターリーブすることができる。また、前記複数の変調符号にマッピングされる前に、前記データストリームをスクランブルすることができる。ＳＴＢＣ（space-time block code）符号化を行うことができる。
【００３７】
図１は、本発明の実施例に係る送信機１００を示す図である。
【００３８】
送信機１００は、Ｓ×Ｓ  ＳＭ（spatial multiplexing）  ＰＴ−ＦＥＣ符号化（pre-transformation forward error correction coded）  ＯＦＤＭ（orthogonal frequency multiplexing）システムに従って形成される。送信すべきデータ１０１（ソースビット）は、先ずＳ／Ｐ（serial/parallel）部１０２により、二つの並列データストリームに逆多重化される。
【００３９】
他の実施例では、送信すべきデータは、二よりも多い並列ストリームにマッピングされる。
【００４０】
二つの並列ストリームにおける情報ビットの夫々は、スクランブラ１０３により処理され、ＦＥＣ部１０４によりＦＥＣ（前方誤り訂正）符号化される。これは、二つのデータストリームに対して並行して行われる。つまり、送信機１００は、二つのスクランブラ１０３と二つのＦＥＣ部１０４を備える。
【００４１】
次に、二つの（スクランブル及びＦＥＣ符号化された）並列データストリームは、２Ｄビットインターリーブ／マッピング部１０５により処理される。
【００４２】
２Ｄビットインターリーブ／マッピング部１０５は、並列ストリームの夫々においてインターリーブを行い、また両並列ストリームを横断してインターリーブを行う。
【００４３】
本実施例では、並列ストリームの夫々におけるインターリーブは、２段階置換である。第１置換では、隣接符号化ビットが非隣接副搬送波上にマッピングされることが確保される。第２置換では、隣接符号化ビットが一群の上位及び下位ビットに対して交互にマッピングされることが確保され、よって低信頼性ビット（ＬＳＢ）が長期間にわたることは回避される。
【００４４】
両方の並列ストリームを横断するインターリーブは、例えば以下のように実行される。
【００４５】
仮に、ＮＳ＝９６が並列データストリームの一ブロックにおけるデータ符号の数を意味するとする（複数の並列ストリームは、複数のデータ符号と複数のデータ符号ブロックに再分化されることに留意されたい）。更に、ＮＴが送信アンテナ数を意味するとする。この場合はＮＴ＝２である。
【００４６】
Ｔｉ（ｋ）（但しｉ＝１，…，ＮＴ及びｋ＝１，２，…，ＮＳ）は、並列ストリームｉにおける符号インターリーブ前にマッピングされた符号、即ちデータ符号ｋを意味し、Ｓｍ（ｎ）（但しｉ＝１，…，ＮＴ及びｋ＝１，２，…，ＮＳ）は、ストリームｍにおける符号インターリーブ後の符号、即ちデータ符号ｎを意味する。
【００４７】
符号インターリーバは、Ｔｉ（ｋ）からＳｍ（ｎ）までのマッピング動作を規定する。ここで、インターリーブ（ｍ，ｎ）後の（ストリーム，符号）指標ペアは次式に従って生成される。
【００４８】
【数６】
2008509596.tif 000008
送信機１００に対応する受信機は、二つの並列ストリームからインターリーブを除去するデインターリーバを備えており、従って、次式で与えられるＳｍ（ｎ）からＴｉ（ｋ）までの逆マッピング動作を実行する。
【００４９】
【数７】
2008509596.tif 000009
このインターリーブは、畳み込み符号がＦＥＣに対して選択される際に選択される。低密度パリティチェックＬＤＰＣ（low-density parity check）を前方誤り訂正に用いる場合は、インターリーバは、上記に与えられたものとは異なるものになる。
【００５０】
インターリーブ後、２Ｄビットインターリーブ／マッピング部１０５は、インターリーブされた並列ストリームに含まれるデータを複数のデータ符号にマッピングし、二つのデータ符号ストリームを生成する。
【００５１】
二つのデータ符号ストリームは、２Ｄ前変換部１０６に供給される。これについて以下に図２を参照して説明する。
【００５２】
図２は、本発明の実施例に係る２Ｄ前変換部１０６を示す図である。
【００５３】
２Ｄ前変換部１０６は、入力として二つのデータ符号ストリームを受信する。データ符号ストリームの夫々は、一のデータ符号ブロックに変換される。仮に、ｓ２が、一のデータ符号ストリームにおける一のデータ符号ブロック（データ符号ベクトル）を意味し、例えば、図２の「上位」入力に対応するデータ符号ストリームであるとする。また仮に、ｓ２が、他のデータ符号ストリームにおける一のデータ符号ブロック（データ符号ベクトル）を意味し、例えば、図２の「下位」入力に対応するデータ符号ストリームであるとする。
【００５４】
各データ符号ベクトルは、本実施例において、９６成分（データ送信に用いられる副搬送波の数と同じ）からなり、次式のようである。
【００５５】
ｓ１＝［ｓ１（１），ｓ１（２），…，ｓ１（９６）］Ｔ
ｓ２＝［ｓ２（１），ｓ２（２），…，ｓ２（９６）］Ｔ
但し、ｓｉ（ｊ）は複素数である。ｓ１及びｓ２は、夫々、一のＯＦＤＭ符号に対応する。
【００５６】
ｓ１及びｓ２は、夫々に対応する第１乗算部２０２に供給され、これにより、ｓ１及びｓ２は行列Ｔｆと乗算される。
【００５７】
Ｔｆは、異なる変換に基づいて選択できる。その一例は、ウォルシュ・アダマール変換である。ウォルシュ・アダマール変換に係るＴｆ（この例では、９６次数）は、８次数アダマール行列
【００５８】
【数８】
2008509596.tif 000010
及び１２次数アダマール行列
【００５９】
【数９】
2008509596.tif 000011
から、次式のようなクロネッカー積を行うことにより生成できる。
【００６０】
【数１０】
2008509596.tif 000012
またＴｆは、次式に従って選択できる。
【００６１】
【数１１】
2008509596.tif 000013
但し、ＦはサイズＮＳのＦＦＴ行列であり、α＝ｅｘｐ（−ｊπ／２ＮＳ）である。
【００６２】
次に、行列Ｔｆにより乗算されたデータ符号ブロックは、夫々、対応するＰ／Ｓ部２０３に供給され、そこでデータ符号ストリームにマッピングされる。このように生成されたデータ符号ストリームは、両方とも第２乗算部２０４に供給される。
【００６３】
第２乗算部２０４は、行列ＴＳとの乗算を、全体に、２Ｄ前変換部１０６が次式のような二つのベクトルｙ１及びｙ２を生成するように実行する。
【００６４】
【数１２】
2008509596.tif 000014
但し、２Ｄ変換行列Ｔは次式のように記述される。
【００６５】
【数１３】
2008509596.tif 000015
またＰはｎＴＮずつの置換行列であり、その要素は以下の値を有する。
【００６６】
【数１４】
2008509596.tif 000016
変換行列ＴＳは、出力におけるストリーム数が入力におけるストリーム数と同じ場合の正方行列である（本例の場合と同様）。
【００６７】
出力でのストリーム数が入力でのストリーム数よりも多い場合、変換行列ＴＳは、列よりも多い行を有する矩形行列となる。行数は出力ストリーム数と同じであり、列数は入力ストリーム数と同じである。列は正規直交するものとする。
【００６８】
ＴＳがチャネル知識から生成されない場合は、次の形式を採用できる。
【００６９】
【数１５】
2008509596.tif 000017
但し、ＮはＯＦＤＭ符号あたりの副搬送波の数であり、Ｓは正方ユニタリ行列又は正規直交列を有する矩形行列であり、φkは異なる副搬送波に対して異なる値をとることが可能である。
【００７０】
ＴＳはチャネル知識から生成することもできる。
【００７１】
【数１６】
2008509596.tif 000018
の変換行列Ｔによる乗算は、空間ドメイン及び周波数ドメインにおける前変換を生じる（従って、２Ｄ前変換で示される）。
【００７２】
２Ｄ前変換部２００により行われる変換行列Ｔｆ及びＴＳの乗算は、図３に示すように、異なる順番で行うこともできる。
【００７３】
図３は、本発明の実施例に係る２Ｄ前変換部３００を示す図である。
【００７４】
２Ｄ前変換部３００の機能性は、図２の２Ｄ前変換部２００の機能性と似ているが、先ず、入力が、第２乗算部３０１により処理され、第２乗算部３０１により生成された二つのデータストリームが、（対応するＳ／Ｐ部３０２によりブロックにマッピングされた後に）対応する第１乗算部３０３により処理される。
【００７５】
全体に、２Ｄ前変換部１０６は、対応するＰ／Ｓ部３０４により対応する符号ストリームにマッピングされる二つのベクトルｙ１及びｙ２を生成する。ここで、
【００７６】
【数１７】
2008509596.tif 000019
但し、２Ｄ変換行列Ｔは次式のように記述される。
【００７７】
【数１８】
2008509596.tif 000020
またＰはｎＴＮずつの置換行列であり、その要素は以下の値を有する。
【００７８】
【数１９】
2008509596.tif 000021
以上のように、ＴＳはチャネル知識から又はチャネル知識とは独立に生成することができる。送信すべきストリームの数がアンテナ数と同じである場合、ＴＳは正方ユニタリ行列である。送信すべきストリームの数がアンテナ数よりも多い場合、ＴＳは正規直交列を有する矩形行列である。
【００７９】
２Ｄ前変換部１０６の出力、即ち、ベクトルｙ１及びｙ２に対応する符号ストリームは、夫々、対応するＯＦＤＭ部１０７によるＯＦＤＭ変調に用いられる。ここで、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）とサイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入が行われる。
【００８０】
別の実施例を図４に示す。
【００８１】
図４は、本発明の実施例に係る送信機４００を示す図である。
【００８２】
Ｓ／Ｐ部４０１、複数のスクランブラ４０２、複数のＦＥＣ部４０３及び２Ｄビットインターリーブ／マッピング部４０４の機能性は、図１を参照して説明した実施例における対応するユニットの機能性と同じである。
【００８３】
図１を参照して説明した実施例と対照的に、ＯＦＤＭ変調は、対応する第１乗算部４０５（Ｔｆによる乗算を行う）による処理と第２乗算部４０７（ＴＳによる乗算を行う）による処理との間に、複数のＯＦＤＭ部４０６により行われる。
【００８４】
この場合、空間ドメイン変換（ＴＳに対応）は、一のＯＦＤＭブロックにおけるデータ符号の夫々に対し、同じでありうる。周波数ドメイン変換（Ｔｆに対応）と空間ドメイン変換との間にＯＦＤＭ変調があるので、統合された２Ｄ変換行列Ｔではうまくいかないことに留意されたい。
【００８５】
以下に、複数のデータストリームを異なる複数のアンテナで転送用に分離する前に２Ｄ変換を行う実施例について説明する。
【００８６】
図５は、本発明の実施例に係る送信機５００を示す図である。
【００８７】
送信すべきデータ５０１（ソースビット）は、スクランブラ５０２、ＦＥＣ部５０３及びビットインターリーバ５０４により処理される。マッパ５０５は、送信すべきデータ５０１を、変調符号ストリームにマッピングする。これは、本実施例では、ＯＦＤＭ変調に基づく二本のアンテナにより送信された副搬送波を変調するのに適切な変調符号のストリームである。変調符号ストリームは、２Ｄ前変換部５０６に供給される。
【００８８】
変調符号ストリームは、先ず、Ｓ／Ｐ部５０７により複数の変調符号ブロックにマッピングされる。各変調符号ブロックは、変調符号ブロックの夫々と行列Ｔｆとを乗算させる第１乗算部５０８により処理される。Ｔｆは、ユニタリ行列であり、前述のように選択することができる。
【００８９】
第１乗算部５０８により処理された複数の変調符号ブロックは、Ｐ／Ｓ部４０９と、行列ＴＳによる乗算を行う第２乗算部５０８とにより処理される。上述の表示を用いてＴＳは例えば次式で与えられる。
【００９０】
【数２０】
2008509596.tif 000022
結局は、上述のように、２Ｄ前変換部５０６の処理は、本実施例において次式のように記述される行列Ｔに対応する。
【００９１】
【数２１】
2008509596.tif 000023
また、ＴＳは、角度αｉ，ｋを有する次式で与えることもできる。
【００９２】
【数２２】
2008509596.tif 000024
この場合、２Ｄ変換行列Ｔは次式により与えられる。
【００９３】
【数２３】
2008509596.tif 000025
２Ｄ前変換部５０６の出力は、次元２Ｎ（行列Ｔの次元と比較されたい）のベクトルである。出力ベクトルは、次元Ｎの二つのブロックに分離され、各ブロックは、対応するＯＦＤＭ部５１１に供給される。
【００９４】
一の実施例において、２Ｄ前変換部５０６とＯＦＤＭ部５１１との間には、２Ｄ前変換部５０６の出力をＯＦＤＭ変調に用いる前にＳＴＢＣ符号化するようなＳＴＢＣ部が存在する。或いは、ＳＴＢＣ符号化をＯＦＤＭ変調後に行う。本実施例は、例えば、チャネル条件が悪化し、ＳＴＢＣを用いて信号リンク品質を向上させる場合に用いられる。一のデータストリームのみが処理され、ＭＩＭＯ構造を介したデータ速度の増加はこの場合ない。本実施例では二本のアンテナを設けているので、アーキテクチャは、２×２  ＳＴＢＣ  ＰＴ−ＦＥＣ−ＯＦＤＭであろう。
【００９５】
一の実施例では、送信機は、４×２  ＧＳＴＢＣ（group-wise STBC）  ＰＴ−ＦＥＣ−ＯＦＤＭアーキテクチャを有している。この場合、４本のアンテナが備えられ、二つの並列ストリームを送信するために用いられるであろう。ここで、各ストリームは、２×２  ＳＴＢＣ  ＰＴ−ＦＥＣ−ＯＦＤＭに従って送信される。従って、得られるデータ速度は、２×２  ＳＭ  ＰＴ−ＦＥＣ−ＯＦＤＭ（図１を参照して説明した実施例を参照）と同じであるが、送信ダイバーシティは実現される。本実施例に係る送信機は、図１に示した送信機の構造を有するであろう。しかし、ＯＦＤＭ部１０７の夫々は、その出力から二つのデータストリームが生成されるように、ＳＴＢＣ部と連結されるであろう。そして、その結果生じた４つのデータストリームは、同時に送信される。
【００９６】
図１に示した送信機１００の代替物を、図６に示す。
【００９７】
図６は、本発明の実施例に係る送信機６００を示す図である。
【００９８】
図１に示した送信機１００とは対照的に、送信すべきデータ（ソースビット）は、スクランブル、ＦＥＣ符号化及びビットインターリーブの前には、並列ストリームにマッピングされない。その代わり、データは一のスクランブラ６０１、一のＦＥＣ部６０２、及び一の２Ｄビットインターリーバ６０３によりのみ処理される。
【００９９】
２Ｄビットインターリーバ６０３の出力は、二つの並列データストリームに分離され、夫々が対応するマッパ６０４により複数の変調符号にマッピングされる。
【０１００】
送信機１００と同様に、データの並列ストリームは、２Ｄ変換に従って２Ｄ前変換部６０５により変換され、変換された並列データストリームの夫々は、対応するＯＦＤＭ部６０６によりＯＦＤＭ変調に用いられる。
【０１０１】
一の実施例によれば、ＰＩＣ＋ＭＲＣ（parallel interference cancellation and maximal ratio combining）（並列干渉除去及び最大比合成）工程の前に副搬送波の反復復元を行う受信機が用いられる。この裏にある理論は、反復復元によって、より優れた送信信号の推定値を有するＰＩＣ＋ＭＩＲモジュールがもたらされ、故に、干渉推定値がもたらされることである。従って、ＰＩＣ＋ＭＩＲモジュールのエラー伝播を著しく減少でき、故に、より良好なエラー性能が作られる。複雑になってもよい場合には、ＰＩＣ＋ＭＩＲモジュールの出力は、復元を向上させるために、副搬送波の反復復元モジュールに再度供給することが可能である。この二つのモジュール間での反復は、更に良好な性能をもたらすこととなる。
【０１０２】
二つの異なるスキームを用いることができる。
【０１０３】
スキーム１：副搬送波の復元＋ＰＩＣ＋ＭＲＣ
１）線形ＺＦ−ＩＳ（ゼロフォーシング干渉抑制）又はＭＭＳＥ−ＩＳ（最小平均二乗誤差干渉抑制）を行う。
２）送信データストリームの夫々について、ｐ個の副搬送波に副搬送波の反復復元を行い、各副搬送波に対してｑ回反復させる。
３）副搬送波の復元における出力を用いて、ＰＩＣ＋ＭＲＣをｒ回反復させる。
４）ＰＩＣ＋ＭＲＣからの出力に対して逆ＰＴを行う。信号を復調させ、出力に回す。
【０１０４】
スキーム２：副搬送波の反復復元＋ＰＩＣ＋ＭＲＣ
１）線形ＺＦ−ＩＳ又はＭＭＳＥ−ＩＳ、及び逆ＰＴを行い、送信信号の推定値を取得する。
２）送信データストリームの夫々について、前工程における送信信号の推定値を用いて、副搬送波の反復復元を行う。
３）副搬送波の復元における出力を用いて、ＰＩＣ＋ＭＲＣをｒ回反復させる。工程３に進む。
４）反復回数が選択値を超えるまで、工程３及び４を繰り返す。
５）ＰＩＣ＋ＭＲＣからの出力に対して逆ＰＴを行う。信号を復調させ、出力に回す。
【０１０５】
図１から６に関連して説明した実施例では、夫々のデータストリームにおける図１の機能ブロック１０３及び１０４、図２の２０２、図３の３０３、図４の４０２、４０３及び４０５、並びに図６の６０４は、同じ又は異なる実現部を有していてもよいことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施例に係る送信機を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る２Ｄ前変換部を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る２Ｄ前変換部を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る送信機を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る送信機を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る送信機６００を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  送信機
１０１  データ（ソースビット）
１０２  Ｓ／Ｐ部
１０３  スクランブラ
１０４  ＦＥＣ部
１０５  ２Ｄビットインターリーブ／マッピング部
１０６  ２Ｄ前変換部
１０７  ＯＦＤＭ部
【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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【国際調査報告】
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