(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時空間トレリス符号化方式を適用した無線通信システムにおいて、
送信データをそれぞれ異なる時空間トレリス符号化処理により符号化してシンボル値にマッピングする複数の信号生成部と、前記複数の信号生成部から出力される各々のシンボル値をそれぞれ異なる送信アンテナにより送信する送信部と、前記複数の信号生成部から出力されるシンボル値の各々を所定シンボル数毎に入れ替えて前記送信部に与えるシンボル入替部と、を有する送信機と、
前記送信機の各送信アンテナから送信された信号を受信アンテナにより受信する受信部と、前記送信機の送信アンテナ毎に当該送信アンテナから前記受信アンテナに至るチャネル応答を推定するチャネル応答推定部と、前記チャネル応答推定部により推定されたチャネル応答の各々に基づいて前記受信アンテナによる受信信号の候補を生成する候補生成部と、前記候補生成部により生成された前記受信信号の候補に基づいて前記送信データの復号処理を行う復号処理部と、前記チャネル応答推定部により推定されたチャネル応答の各々を所定シンボル数毎に入れ替えて前記候補生成部に与えるチャネル応答入替部と、を有する受信機と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
時空間トレリス符号化方式を適用した無線通信システムに用いられる送信機において、
送信データをそれぞれ異なる時空間トレリス符号化処理により符号化してシンボル値にマッピングする複数の信号生成部と、
前記複数の信号生成部から出力される各々のシンボル値をそれぞれ異なる送信アンテナにより送信する送信部と、
前記複数の信号生成部から出力されるシンボル値の各々を所定シンボル数毎に入れ替えて前記送信部に与えるシンボル入替部と、
を有することを特徴とする送信機。
【請求項３】
時空間トレリス符号化方式を適用した無線通信システムに用いられる受信機において、
送信データをそれぞれ異なる時空間トレリス符号化処理により符号化してシンボル値にマッピングした結果をそれぞれ異なる送信アンテナにより送信し、且つ、前記シンボル値の各々を所定シンボル数毎に入れ替えて各送信アンテナに与える送信機から、送信された信号を受信アンテナにより受信する受信部と、
前記送信機の送信アンテナ毎に当該送信アンテナから前記受信アンテナに至るチャネル応答を推定するチャネル応答推定部と、
前記チャネル応答推定部により推定されたチャネル応答の各々に基づいて前記受信アンテナによる受信信号の候補を生成する候補生成部と、
前記候補生成部により生成された前記受信信号の候補に基づいて前記送信データの復号処理を行う復号処理部と、
前記チャネル応答推定部により推定されたチャネル応答の各々を所定シンボル数毎に入れ替えて前記候補生成部に与えるチャネル応答入替部と、
を有することを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル無線通信における送信ダイバーシチの一手法である時空間トレリス符号化（ＳＴＴＣ；Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｔｒｅｌｌｉｓ  Ｃｏｄｉｎｇ）方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル無線通信、とりわけ移動体による通信では、多重伝搬路に伴うフェージングに起因する通信品質劣化の対策が必須である。対策技術としては、複数の受信機による受信ダイバーシチが一般的であるが、近年では、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）技術の一つの展開として送信ダイバーシチも採用されつつある。送信ダイバーシチの方法としては、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ；Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）が代表的である。
こうした中、送信ダイバーシチとトレリス符号を組み合わせたＳＴＴＣ方式が提案されている。ＳＴＴＣ方式には、ＳＴＣと比較して符号化利得が得られるという特長がある。
【０００３】
図６には、従来技術によるＳＴＴＣ方式を適用した送信機の構成の一例を示してある。
図６のＳＴＴＣ送信機は、２個のＳＴＴＣ符号化部１１−１，２と、２個のシンボルマッピング部１２−１，２と、２個のＴＸフィルタ部１３−１，２と、２個の送信高周波部１４−１，２と、２本の送信アンテナ１５−１，２を備える。すなわち、このＳＴＴＣ送信機は、送信アンテナ１５−１により送信する信号を処理する第１の送信系と、送信アンテナ１５−２により送信する信号を処理する第２の送信系を有する。
【０００４】
送信対象となる伝送ビット列は、ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２の両方に入力される。
ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２は、入力されたビット列に対してそれぞれ異なるＳＴＴＣ符号化処理を施し、その結果のビット列をシンボルマッピング部１２−１，２へ出力する。
シンボルマッピング部１２−１，２は、所定の変調方式に従って、ＳＴＴＣ符号化１１−１，２からのビット列をシンボル値にマッピングし、その結果のシンボル値をＴＸフィルタ部１３−１，２へ出力する。
ＴＸフィルタ部１３−１，２は、シンボルマッピング部１２−１，２からのシンボル値を入力として補間や波形整形等のフィルタ処理を行い、その結果を送信高周波部１４−１，２へ出力する。
送信高周波部１４−１，２は、ＴＸフィルタ部１３−１，２からの出力に対して周波数変換や電力増幅等を行い、その結果を送信アンテナ１５−１，２を介して無線送信する。
【０００５】
ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２の動作の一例について図７及び図８を用いて説明する。
図７には、ＳＴＴＣ符号化部１１−１の内部構成の一例を示してある。
ＳＴＴＣ符号化部１１−１は、シリアル−パラレル変換器１０１と、６個のレジスタ１０２−１〜６と、１０個の乗算器１０３−１〜１０と、２個の加算器１０４−１，２と、ビット結合器１０５を備える。
【０００６】
ある時刻ｍ（ｍは整数）に入力される４ビット値を｛ｂ（４ｍ），ｂ（４ｍ＋１），ｂ（４ｍ＋２），ｂ（４ｍ＋３）｝とすると、この４ビット値はシリアル−パラレル変換器１０１により１ビット単位の４つのビット値に変換されて出力される。
シリアル−パラレル変換器１０１から出力される４つのビット値のうち、ｂ（４ｍ＋３）のビット値はレジスタ１０２−１及び乗算器１０３−１に入力され、ｂ（４ｍ＋２）のビット値はレジスタ１０２−２及び乗算器１０３−３に入力され、ｂ（４ｍ＋１）のビット値はレジスタ１０２−３及び乗算器１０３−５に入力され、ｂ（４ｍ）のビット値はレジスタ１０２−４及び乗算器１０３−８に入力される。
【０００７】
また、この時点において、レジスタ１０２−１に保持されていた時刻ｍ−１のビット値（＝ｂ（４（ｍ−１）＋３））は乗算器１０３−２に入力され、レジスタ１０２−２に保持されていた時刻ｍ−１のビット値（＝ｂ（４（ｍ−１）＋２））は乗算器１０３−４に入力され、レジスタ１０２−３に保持されていた時刻ｍ−１のビット値（＝ｂ（４（ｍ−１）＋１））は乗算器１０３−６及びレジスタ１０２−５に入力され、レジスタ１０２−４に保持されていた時刻ｍ−１のビット値（＝ｂ（４（ｍ−１）））は乗算器１０３−９及びレジスタ１０２−６に入力される。
また、この時点において、レジスタ１０２−５に保持されていた時刻ｍ−２のビット値（＝ｂ（４（ｍ−２）＋１））は乗算器１０３−７に入力され、レジスタ１０２−６に保持されていた時刻ｍ−２のビット値（＝ｂ（４（ｍ−２）））は乗算器１０３−１０に入力される。
【０００８】
乗算器１０３−１〜１０では、それぞれ、入力されるビット値（“０”あるいは“１”）と乗算器毎に設定された２ビット値（図中で各乗算器の上部に示す値）との乗算を行い、その結果を２ビット値として出力する。本例では、乗算器１０３−１〜１０において、それぞれ、“１”、“０”、“２”、“２”、“０”、“１”、“０”、“２”、“２”、“２”が乗算される。
【０００９】
加算器１０４−１では、乗算器１０３−１〜４から出力される２ビット値の加算を行い、加算結果の下位２ビットを出力する。すなわち、ｍｏｄｕｌｏ２の加算である。
加算器１０４−２では、乗算器１０３−５〜１０から出力される２ビット値の加算を行い、加算結果の下位２ビットを出力する。すなわち、ｍｏｄｕｌｏ２の加算である。
【００１０】
ビット結合器１０５では、加算器１０４−１，２から出力される２ビット値を結合し、４ビット値として後段の処理部（シンボルマッピング部１２−１，２）へ出力する。すなわち、加算器１０４−１からの２ビット値を｛ｃ１（４ｍ＋３），ｃ１（４ｍ＋２）｝とし、加算器１０４−２からの２ビット値を｛ｃ１（４ｍ＋１），ｃ１（４ｍ）｝とすると、これらを結合した４ビット値｛ｃ１（４ｍ＋３），ｃ１（４ｍ＋２），ｃ１（４ｍ＋１），ｃ１（４ｍ）｝が出力される。
【００１１】
図８には、ＳＴＴＣ符号化部１１−２の内部構成の一例を示してある。
ＳＴＴＣ符号化部１１−２は、シリアル−パラレル変換器２０１と、６個のレジスタ２０２−１〜６と、１０個の乗算器２０３−１〜１０と、２つの加算器２０４−１，２と、ビット結合器２０５を備える。
【００１２】
ＳＴＴＣ符号化部１１−２の基本的な動作は図７に示したＳＴＴＣ符号化部１１−１と同様であるが、ＳＴＴＣ符号化部１１−２では、乗算器２０３−１〜１０において、図７に示したＳＴＴＣ符号化部１１−１における乗算器１０３−１〜１０とは異なる２ビット値を乗算する点で異なっている。本例では、本例では、乗算器２０３−１〜１０において、それぞれ、“２”、“２”、“０”、“３”、“２”、“２”、“２”、“２”、“０”、“３”が乗算される。
【００１３】
以上のように、ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２は、１ビットのレジスタを６個持っており、これらのレジスタ値の組み合わせを符号器（ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２）の状態数と定義すれば、その状態数は２＾６＝６４通りとなる。
以上の構成により、時刻ｍにおいてＳＴＴＣ符号化１１−１，２で異なるＳＴＴＣ符号化処理を施された結果である４ビット値は、図６中のシンボルマッピング部１２−１，２によって所定の変調方式（本例では、１６ＱＡＭ）に従ってシンボル値に変換される。
【００１４】
次に、受信機の動作について図９を用いて説明する。
図９には、従来技術によるＳＴＴＣ方式を適用した受信機の構成の一例を示してある。
図９のＳＴＴＣ受信機は、２本の受信アンテナ２１−１，２と、２個の受信高周波部２２−１，２と、２個の受信フィルタ部２３−１，１と、２個のチャネル応答推定部２４−１，２と、２個のレプリカ生成部２５−１，２と、２個の二乗距離算出部２６−１，２と、合成部２７と、ビタビ復号部２８を備える。すなわち、このＳＴＴＣ受信機は、受信アンテナ２１−１により受信した信号を処理する第１の受信系と、受信アンテナ２１−２により受信した信号を処理する第２の受信系を有する。本例では、受信アンテナが２本あることを想定しているが、１本、あるいは３本以上でも基本的動作は同じである。
【００１５】
まず、時刻ｍの時点で受信アンテナ２１−１により受信された信号に対する処理について説明する。
受信アンテナ２１−１は、送信アンテナ１５−１からの送信信号と送信アンテナ１５−２からの送信信号とが合成された信号を受信して受信高周波部２２−１へ出力する。
受信高周波部２２−１は、受信アンテナ２１−１からの信号に対して波形整形や不要成分除去等を行って、その結果を受信信号ｒ１（ｍ）としてチャネル応答推定部２４−１及び二乗距離算出２６−１へ出力する。
【００１６】
チャネル応答推定部２４−１は、受信高周波部２２−１からの受信信号ｒ１（ｍ）に基づいて、送信信号に周期的に挿入されている参照信号を基準にする等の方法により、送信アンテナ１５−１，２の各々から受信アンテナ２１−１に至るチャネル応答を推定する。すなわち、送信アンテナ１５−１から受信アンテナ２１−１に至る経路についてのチャネル応答の推定値ｈ１１（ｍ）と、送信アンテナ１５−２から受信アンテナ２１−１に至る経路についてのチャネル応答の推定値ｈ１２（ｍ）を求める。
【００１７】
レプリカ生成部２５−１は、ＳＴＴＣ送信機から送信される可能性のあるシンボルの組み合わせと、チャネル応答推定部２４−１により求められたチャネル応答の推定値ｈ１１（ｍ），ｈ１２（ｍ）に基づいて、受信信号の候補（レプリカ）を算出する。本例では、変調方式（コンステレーション）が１６ＱＡＭであることからシンボルは１６種あり、下記（式１）により受信信号のレプリカｐ１（ｉ，ｊ）（ｍ）を計算することになる。
【数１】
0005750037.tif 000002
ここで、ｉ，ｊは、０〜１５の整数である。また、１６種のシンボルに所定の規則で番号０〜１５を付与するものとして、ｑｉは１６ＱＡＭのｉ番目のシンボル値であって第１の送信系（ＳＴＴＣ符号化部１１−１とシンボルマッピング部１２−１）から送信され得るシンボルを表し、ｑｊは１６ＱＡＭのｊ番目のシンボル値であって第２の送信系（ＳＴＴＣ符号化部１１−２とシンボルマッピング部１２−２）から送信され得るシンボルを表す。
【００１８】
二乗距離算出２６−１は、受信高周波部２２−１からの受信信号ｒ１（ｍ）とレプリカ生成部２５−１により算出された受信信号のレプリカｐ１（ｉ，ｊ）（ｍ）との間の距離（誤差）の二乗を求める。すなわち、下記（式２）により二乗距離ｄ１（ｉ，ｊ）２（ｍ）を計算する。
【数２】
0005750037.tif 000003
【００１９】
次に、時刻ｍの時点で受信アンテナ２１−２により受信された信号に対する処理について説明する。
受信アンテナ２１−２は、送信アンテナ１５−１からの送信信号と送信アンテナ１５−２からの送信信号とが合成された信号を受信して受信高周波部２２−２へ出力する。
受信高周波部２２−２は、受信アンテナ２１−２からの信号に対して波形整形や不要成分除去等を行って、その結果を受信信号ｒ２（ｍ）としてチャネル応答推定部２４−２及び二乗距離算出２６−２へ出力する。
【００２０】
チャネル応答推定部２４−２は、受信高周波部２２−２からの受信信号ｒ２（ｍ）に基づいて、送信信号に周期的に挿入されている参照信号を基準にする等の方法により、送信アンテナ１５−１，２の各々から受信アンテナ２１−２に至るチャネル応答を推定する。すなわち、送信アンテナ１５−１から受信アンテナ２１−２に至る経路についてのチャネル応答の推定値ｈ２１（ｍ）と、送信アンテナ１５−２から受信アンテナ２１−２に至る経路についてのチャネル応答の推定値ｈ２２（ｍ）を求める。
【００２１】
レプリカ生成部２５−２は、ＳＴＴＣ送信機から送信される可能性のあるシンボルの組み合わせと、チャネル応答推定部２４−２により求められたチャネル応答の推定値ｈ２１（ｍ），ｈ２２（ｍ）に基づいて、受信信号の候補（レプリカ）を算出する。すなわち、下記（式３）により受信信号のレプリカｐ２（ｉ，ｊ）（ｍ）を計算する。
【数３】
0005750037.tif 000004
ここで、ｉ，ｊは、０〜１５の整数である。また、ｑｉは１６ＱＡＭのｉ番目のシンボル値を表し、ｑｊは１６ＱＡＭのｊ番目のシンボル値を表す。
【００２２】
二乗距離算出２６−２は、受信高周波部２２−２からの受信信号ｒ２（ｍ）とレプリカ生成部２５−２により算出された受信信号のレプリカｐ２（ｉ，ｊ）（ｍ）との間の距離（誤差）の二乗を求める。すなわち、下記（式４）により二乗距離ｄ２（ｉ，ｊ）２（ｍ）を計算する。
【数４】
0005750037.tif 000005
【００２３】
二乗距離算出２６−１により算出された二乗距離ｄ１（ｉ，ｊ）２（ｍ）、及び、二乗距離算出２６−２により算出された二乗距離ｄ２（ｉ，ｊ）２（ｍ）は、それぞれ、合成部２７へ出力される。
合成部２７は、二乗距離算出２６−１，２から入力された二乗距離ｄ１（ｉ，ｊ）２（ｍ），ｄ２（ｉ，ｊ）２（ｍ）を、同じ（ｉ，ｊ）同士で、雑音電力差等を考慮して重み付け加算（合成）し、その結果をビタビ復号器２８へ出力する。
ビタビ復号器２８では、合成部２７から入力される二乗距離（合成結果）をパスメトリックとしてビタビアルゴリズムを用いて復号する。
なお、二乗距離算出２６−１，２は、送信される可能性のあるシンボルの組み合わせ全てについて必ずしも二乗距離を求める必要はなく、ビタビ復号器２８から指定されたシンボル（パス）のみでもよい。
【００２４】
なお、無線通信に関してはこれまでに種々の発明が提案されており、例えば、特許文献１には、いわゆるターボ符号と、時空間符号と、トレリス符号またはトレリス符号化変調技術とを使用した通信システム（例えば携帯電話の無線通信システム）に関する発明が開示されている。また、例えば、特許文献２には、無線ネットワークにおける時空間ターボチャネル符号化／復号化のための方法及び装置に関する発明が開示されている。また、例えば、特許文献３には、無線マルチアンテナ通信技術分野における時空間符号化方法、無線信号の送信、受信・復号方法及び装置に関する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特許第４６１８９７７号公報
【特許文献２】特表２００８−５４７３０３号公報
【特許文献３】特開２０１０−９３８１５号公報
【非特許文献】
【００２６】
【非特許文献１】中川孝之，光山和彦，神原浩平，池田哲臣、“８００ＭＨｚ帯映像素材伝送用時空間トレリス符号とインターリーブのシミュレーション検討”、信学技報  ＲＣＳ２００７−１１１、ｐｐ．８３−８８、Ｎｏｖ．２００７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述したＳＴＴＣ方式は、例えば各アンテナ間のチャネルがレイリーフェージングを受けているような一般的な条件においては優れた性能を発揮するが、ある特定の条件が継続する場合には著しく品質が劣化するという課題がある。すなわち、全ての受信アンテナにおいて、ある一つの送信アンテナからの信号が全く届かない条件では、他方の送信アンテナからの信号が十分な強度を持っている場合でも、ビット誤り率が著しく高くなってしまう。このような条件は、通常の運用時に生じることは稀であり、致命的な課題とは言えないが、片側の送信増幅器が故障した場合などを考慮すると何らかの対策が望ましいと考えられる。
【００２８】
本発明は、上述したような従来の事情に鑑みて為されたものであり、ＳＴＴＣ方式の無線通信において、ある送信アンテナからの信号が全く届かない等の条件が継続する場合における通信品質の劣化を軽減することが可能な技術を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記目的を達成するために、本発明では、時空間トレリス符号化方式を適用した無線通信システムにおいて、送信機及び受信機を以下のような構成とした。
すなわち、送信機に、送信データをそれぞれ異なる時空間トレリス符号化処理により符号化してシンボル値にマッピングする複数の信号生成部と、前記複数の信号生成部から出力される各々のシンボル値をそれぞれ異なる送信アンテナにより送信する送信部と、前記複数の信号生成部から出力されるシンボル値の各々を所定シンボル数毎に入れ替えて前記送信部に与えるシンボル入替部と、を設けた。
【００３０】
また、受信機に、前記送信機の各送信アンテナから送信された信号を受信アンテナにより受信する受信部と、前記送信機の送信アンテナ毎に当該送信アンテナから前記受信アンテナに至るチャネル応答を推定するチャネル応答推定部と、前記チャネル応答推定部により推定されたチャネル応答の各々に基づいて前記受信アンテナによる受信信号の候補を生成する候補生成部と、前記候補生成部により生成された前記受信信号の候補に基づいて前記送信データの復号処理を行う復号処理部と、前記チャネル応答推定部により推定されたチャネル応答の各々を所定シンボル数毎に入れ替えて前記候補生成部に与えるチャネル応答入替部と、を設けた。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、簡易な構成により、本来のＳＴＴＣの性能を損なうことなく、ある送信アンテナからの信号が全く届かない等の条件が継続する場合における通信品質の劣化を軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＳＴＴＣ送信機の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＳＴＴＣ受信機の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明による効果を検証したシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図４】本発明による効果を検証したシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図５】本発明による効果を検証したシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図６】従来技術によるＳＴＴＣ送信機の構成の一例を示す図である。
【図７】ＳＴＴＣ符号化器の内部構成の一例を示す図である。
【図８】ＳＴＴＣ符号化器の内部構成の一例を示す図である。
【図９】従来技術によるＳＴＴＣ受信機の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るＳＴＴＣ送信機の構成の一例を示してある。
本例のＳＴＴＣ送信機は、２個のＳＴＴＣ符号化部１１−１，２と、２個のシンボルマッピング部１２−１，２と、２個のＴＸフィルタ部１３−１，２と、２個の送信高周波部１４−１，２と、２本の送信アンテナ１５−１，２を備え、更に、シンボル入替部３１を備える。すなわち、このＳＴＴＣ送信機は、送信アンテナ１５−１により送信する信号を処理する第１の送信系と、送信アンテナ１５−２により送信する信号を処理する第２の送信系を有する。
【００３４】
送信対象となる伝送ビット列は、ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２の両方に入力される。
ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２は、入力されたビット列に対してそれぞれ異なるＳＴＴＣ符号化処理を施し、その結果のビット列をシンボルマッピング部１２−１，２へ出力する。ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２の内部構成は、図７及び図８を参照して既に説明してあるので、説明を割愛する。
シンボルマッピング部１２−１，２は、所定の変調方式に従って、ＳＴＴＣ符号化１１−１，２からのビット列をシンボル値にマッピングし、その結果のシンボル値をシンボル入替部３１へ出力する。
【００３５】
シンボル入替部３１は、シンボルマッピング部１２−１，２からのシンボル入力を１時刻毎に入れ替えてＴＸフィルタ部１３−１，２へ出力する。例えば、時刻ｍにおけるシンボルマッピング部１２−１からの入力をｘ１（ｍ）、シンボルマッピング部１２−２からの入力をｘ２（ｍ）、ＴＸフィルタ部１３−１への出力をｙ１（ｍ）、ＴＸフィルタ部１３−２への出力をｙ２（ｍ）とした場合、時刻ｍが偶数ならばｙ１（ｍ）＝ｘ１（ｍ）,ｙ２（ｍ）＝ｘ２（ｍ）とし、時刻ｍが奇数ならばｙ１（ｍ）＝ｘ２（ｍ），ｙ２（ｍ）＝ｘ１（ｍ）とする。
【００３６】
ＴＸフィルタ部１３−１，２は、シンボル入替部３１からのシンボル値を入力として補間や波形整形等のフィルタ処理を行い、その結果を送信高周波部１４−１，２へ出力する。
送信高周波部１４−１，２は、ＴＸフィルタ部１３−１，２からの出力に対して周波数変換や電力増幅等を行い、その結果を送信アンテナ１５−１，２を介して無線送信する。
【００３７】
このような構成により、ｍ＝０，１，２，３，…の場合に、送信アンテナ１５−１からはｘ１（０），ｘ２（１），ｘ１（２），ｘ２（３），…が出力され、送信アンテナ１５−２からはｘ２（０），ｘ１（１），ｘ２（２），ｘ１（３），…が出力されることになる。
【００３８】
以上のように、本例のＳＴＴＣ送信機では、送信対象のデータをそれぞれ異なる時空間トレリス符号化処理を施して符号化する２つのＳＴＴＣ符号化部１１−１，２と、ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２による各々の符号化結果を所定の変調方式に従ってシンボル値にマッピングする２つのシンボルマッピング部１２−１，２と、シンボルマッピング部１２−１，２からの出力シンボルの各々をそれぞれ異なるアンテナにより送信する２つの送信アンテナ１５−１，２と、シンボルマッピング部１２−１，２からの出力シンボルの各々を１シンボル毎に入れ替えて送信アンテナ１５−１，２側へ与えるシンボル入替部３１を備えた。すなわち、本例のＳＴＴＣ送信機は、従来のＳＴＴＣ送信機にシンボル入替部３１を加えるという簡易な変更を施したものである。
【００３９】
図２には、図１のＳＴＴＣ送信機に対応するＳＴＴＣ受信機の構成の一例を示してある。
本例のＳＴＴＣ受信機は、２本の受信アンテナ２１−１，２と、２個の受信高周波部２２−１，２と、２個の受信フィルタ部２３−１，１と、２個のチャネル応答推定部２４−１，２と、２個のレプリカ生成部２５−１，２と、２個の二乗距離算出部２６−１，２と、合成部２７と、ビタビ復号部２８を備え、更に、２個のチャネル応答切替部３２−１，２を備える。すなわち、本例のＳＴＴＣ受信機は、受信アンテナ２１−１により受信した信号を処理する第１の受信系と、受信アンテナ２１−２により受信した信号を処理する第２の受信系を有する。本例では、受信アンテナが２本あることを想定しているが、１本、あるいは３本以上でも基本的動作は同じである。
【００４０】
まず、時刻ｍの時点で受信アンテナ２１−１により受信された信号に対する処理について説明する。
受信アンテナ２１−１は、送信アンテナ１５−１からの送信信号と送信アンテナ１５−２からの送信信号とが合成された信号を受信して受信高周波部２２−１へ出力する。
受信高周波部２２−１は、受信アンテナ２１−１からの信号に対して波形整形や不要成分除去等を行って、その結果を受信信号ｒ１（ｍ）としてチャネル応答推定部２４−１及び二乗距離算出２６−１へ出力する。
【００４１】
チャネル応答推定部２４−１は、受信高周波部２２−１からの受信信号ｒ１（ｍ）に基づいて、送信信号に周期的に挿入されている参照信号を基準にする等の方法により、送信アンテナ１５−１，２の各々から受信アンテナ２１−１に至るチャネル応答を推定する。すなわち、送信アンテナ１５−１から受信アンテナ２１−１に至る経路についてのチャネル応答の推定値ｈ１１（ｍ）と、送信アンテナ１５−２から受信アンテナ２１−１に至る経路についてのチャネル応答の推定値ｈ１２（ｍ）を求める。
【００４２】
チャネル応答入替部３２−１は、チャネル応答推定部２４−１により求められたチャネル応答の推定値ｈ１１（ｍ），ｈ１２（ｍ）を、１時刻毎に入れ替えて出力する。すなわち、時刻ｍにおけるチャネル応答入替え部３２−１からの入力をｈ１１（ｍ），ｈ１２（ｍ）、出力をｈ’１１（ｍ），ｈ’１２（ｍ）とした場合、時刻ｍが偶数ならばｈ’１１（ｍ）＝ｈ１１（ｍ），ｈ’１２（ｍ）＝ｈ１２（ｍ）とし、時刻ｍが奇数ならばｈ’１１（ｍ）＝ｈ１２（ｍ），ｈ’１２（ｍ）＝ｈ１１（ｍ）とする。
【００４３】
レプリカ生成部２５−１は、ＳＴＴＣ送信機から送信される可能性のあるシンボルの組み合わせと、チャネル応答推定部２４−１により求められたチャネル応答の推定値ｈ１１（ｍ），ｈ１２（ｍ）に基づいて、受信信号の候補（レプリカ）を算出する。本例では、チャネル応答の推定値ｈ１１（ｍ）とチャネル応答の推定値ｈ１２（ｍ）とがチャネル応答入替部３２−１によって１時刻毎に入れ替えられるため、下記（式５）により受信信号のレプリカｐ１（ｉ，ｊ）（ｍ）を計算することになる。
【数５】
0005750037.tif 000006
【００４４】
二乗距離算出２６−１は、受信高周波部２２−１からの受信信号ｒ１（ｍ）とレプリカ生成部２５−１により算出された受信信号のレプリカｐ１（ｉ，ｊ）（ｍ）との間の距離（誤差）の二乗を求める。すなわち、前述した（式２）により二乗距離ｄ１（ｉ，ｊ）２（ｍ）を計算する。
【００４５】
次に、時刻ｍの時点で受信アンテナ２１−２により受信された信号に対する処理について説明する。
受信アンテナ２１−３は、送信アンテナ１５−２からの送信信号と送信アンテナ１５−２からの送信信号とが合成された信号を受信して受信高周波部２２−２へ出力する。
受信高周波部２２−２は、受信アンテナ２１−２からの信号に対して波形整形や不要成分除去等を行って、その結果を受信信号ｒ２（ｍ）としてチャネル応答推定部２４−２及び二乗距離算出２６−２へ出力する。
【００４６】
チャネル応答推定部２４−２は、受信高周波部２２−２からの受信信号ｒ２（ｍ）に基づいて、送信信号に周期的に挿入されている参照信号を基準にする等の方法により、送信アンテナ１５−１，２の各々から受信アンテナ２１−２に至るチャネル応答を推定する。すなわち、送信アンテナ１５−１から受信アンテナ２１−２に至る経路についてのチャネル応答の推定値ｈ２１（ｍ）と、送信アンテナ１５−２から受信アンテナ２１−２に至る経路についてのチャネル応答の推定値ｈ２２（ｍ）を求める。
【００４７】
チャネル応答入替部３２−２は、チャネル応答推定部２４−２により求められたチャネル応答の推定値ｈ２１（ｍ），ｈ２２（ｍ）を、１時刻毎に入れ替えて出力する。すなわち、時刻ｍにおけるチャネル応答入替え部３２−２からの入力をｈ２１（ｍ），ｈ２２（ｍ）、出力をｈ’２１（ｍ），ｈ’２２（ｍ）とした場合、時刻ｍが偶数ならばｈ’２１（ｍ）＝ｈ２１（ｍ），ｈ’２２（ｍ）＝ｈ２２（ｍ）とし、時刻ｍが奇数ならばｈ’２１（ｍ）＝ｈ２２（ｍ），ｈ’２２（ｍ）＝ｈ２１（ｍ）とする。
【００４８】
レプリカ生成部２５−２は、ＳＴＴＣ送信機から送信される可能性のあるシンボルの組み合わせと、チャネル応答推定部２４−２により求められたチャネル応答の推定値ｈ２１（ｍ），ｈ２２（ｍ）に基づいて、受信信号の候補（レプリカ）を算出する。本例では、チャネル応答の推定値ｈ２１（ｍ）とチャネル応答の推定値ｈ２２（ｍ）とがチャネル応答入替部３２−２によって１時刻毎に入れ替えられるため、下記（式６）により受信信号のレプリカｐ２（ｉ，ｊ）（ｍ）を計算することになる。
【数６】
0005750037.tif 000007
【００４９】
二乗距離算出２６−２は、受信高周波部２２−２からの受信信号ｒ２（ｍ）とレプリカ生成部２５−２により算出された受信信号のレプリカｐ２（ｉ，ｊ）（ｍ）との間の距離（誤差）の二乗を求める。すなわち、前述した（式４）により二乗距離ｄ２（ｉ，ｊ）２（ｍ）を計算する。
【００５０】
二乗距離算出２６−１により算出された二乗距離ｄ１（ｉ，ｊ）２（ｍ）、及び、二乗距離算出２６−２により算出された二乗距離ｄ２（ｉ，ｊ）２（ｍ）は、それぞれ、合成部２７へ出力される。
合成部２７は、二乗距離算出２６−１，２から入力された二乗距離ｄ１（ｉ，ｊ）２（ｍ），ｄ２（ｉ，ｊ）２（ｍ）を、雑音電力差等を考慮して重み付け加算（合成）し、その結果をビタビ復号器２８へ出力する。
ビタビ復号器２８では、合成部２７から入力される二乗距離（合成結果）をパスメトリックとしてビタビアルゴリズムを用いて復号する。
【００５１】
以上のように、本例のＳＴＴＣ受信機では、ＳＴＴＣ送信機から送信された信号を受信する受信アンテナ２１−１（２１−２）と、ＳＴＴＣ送信機の各送信アンテナ１５−１，２から受信アンテナ２１−１（２１−２）に至るチャネル応答を推定するチャネル応答推定部２４−１（２４−２）と、チャネル応答推定部２４−１（２４−２）により推定されたチャネル応答の各々に基づいて受信アンテナ２１−１（２１−２）による受信信号の候補を生成するレプリカ生成部２５−１（２５−２）と、チャネル応答推定部２４−１（２４−２）により推定されたチャネル応答の各々を１シンボル毎に入れ替えてレプリカ生成部２５−１（２５−２）に与えるチャネル応答入替部３２−１（３２−２）を備え、レプリカ生成部２５−１（２５−２）により生成された受信信号の候補に基づいて復号処理を行うようにした。すなわち、本例のＳＴＴＣ受信機は、従来のＳＴＴＣ受信機にチャネル応答入替部３２−１（３２−２）を加えるという簡易な変更を施したものである。
【００５２】
次に、本発明の効果をシミュレーションにより検証した結果を示す。
図３〜図５には、本発明のシミュレーション結果と従来技術のシミュレーション結果とを対比したグラフを示してある。図３〜図５のグラフにおいて、横軸はＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ；搬送波対雑音比）［ｄＢ］を表し、縦軸はＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ；ビット誤り率）を表す。
【００５３】
ここで、図３は、ＳＴＴＣ送信機の送信アンテナ１５−２からの信号がＳＴＴＣ受信機の受信アンテナ２１−１，２に全く届かず、ＳＴＴＣ送信機の送信アンテナ１５−１からの信号のみがＳＴＴＣ受信機の受信アンテナ２１−１，２により受信される場合の静特性のシミュレーション結果である。
また、図４は、図３とは逆に、ＳＴＴＣ送信機の送信アンテナ１５−１からの信号がＳＴＴＣ受信機の受信アンテナ２１−１，２に全く届かず、ＳＴＴＣ送信機の送信アンテナ１５−２からの信号のみがＳＴＴＣ受信機の受信アンテナ２１−１，２により受信される場合の静特性のシミュレーション結果である。
いずれの場合も、本発明により、ＢＥＲのフロア特性が従来技術より改善されていることが分かる。
【００５４】
また、図５は、ＳＴＴＣ送信機の送信アンテナ１５−１，２からの信号がＳＴＴＣ受信機の受信アンテナ２１−１，２に届いており、各チャネルがランダムフェージングを受けている場合のシミュレーション結果である。本発明のシミュレーション結果は従来技術のシミュレーション結果と同様な傾向を示しており、本発明による手法が本来のＳＴＴＣの性能を劣化させるものではないことが分かる。
【００５５】
ここで、本例のＳＴＴＣ送信機では、ＳＴＴＣ符号化部１１−１，２及びシンボルマッピング部１２−１，２の機能により本発明に係る信号生成部を実現し、ＴＸフィルタ部１３−１，２及び送信高周波部１４−１，２及び送信アンテナ１５−１，２の機能により発明に係る送信部を実現し、シンボル入替部３１の機能により本発明に係るシンボル入替部を実現している。
【００５６】
また、本例のＳＴＴＣ受信機では、受信アンテナ２１−１，２及び受信高周波部２２−１，２及び受信フィルタ部２３−１，２の機能により本発明に係る受信部を実現し、チャネル応答推定部２４−１，２の機能により本発明に係るチャネル応答推定部を実現し、レプリカ生成部２５−１，２の機能により本発明に係る候補生成部を実現し、二乗距離算出部２６−１，２及び合成部２７及びビタビ復号部２８の機能により本発明に係る復号処理部を実現し、チャネル応答入替部３２−１，２の機能により本発明に係るチャネル応答入替部を実現している。
【００５７】
なお、本例では、ＳＴＴＣ送信機及びＳＴＴＣ受信機において１シンボル毎の入れ替えを行っているが、他のシンボル数毎に入れ替えを行ってもよく、ＳＴＴＣ送信機及びＳＴＴＣ受信機において共通のシンボル数を用いた入れ替えが行わればよい。
また、本例では、ＳＴＴＣ送信機に、ＳＴＴＣ符号化部及びシンボルマッピング部と送信アンテナを２つずつ設けた構成となっているが、これらを３つ以上設けた構成とし、ＳＴＴＣ符号化部及びシンボルマッピング部と送信アンテナとの対応を所定シンボル数毎に入れ替えるようにしてもよい。この場合には、ＳＴＴＣ受信機においても、ＳＴＴＣ送信機での入れ替えパターンと同様のパターンにてチャネル応答の入れ替えを行うようにすればよい。
【００５８】
更には、片側の送信増幅器が故障した場合などに通信を維持しつつ故障に気付き対処できるように、ＳＴＴＣ受信機には、従来の受信レベルやＢＥＲ等の表示機能に加え、チャネル別（或いは送信側ブランチ別）に受信状況を表示する機能を備えることが望ましい。例えば、チャネル応答推定部で求めた推定値ｈ１１（ｍ）とｈ２１（ｍ）の大きさの比を表示したり、その比が所定時間以上連続して所定値以上になった（２つのチャネルのレベル差が大きい）或いはｈ１１（ｍ）とｈ２１（ｍ）の一方が所定時間以上連続して下限値以下になった場合にアラームを発したりする。
【００５９】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、論理的に等価な構成など種々な構成が用いられてもよい。例えば、チャネル応答入替部３２を設ける代わりに、レプリカ生成部２５の内部でｑｉとｑｊを入れ替えても同じである。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウェア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウェア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１１−１，２：ＳＴＴＣ符号化部、  １２−１，２：シンボルマッピング部、  １３−１，２：ＴＸフィルタ部、  １４−１，２：送信高周波部、  １５−１，２：送信アンテナ、
２１−１，２：受信アンテナ、  ２２−１，２：受信高周波部、  ２３−１，１：受信フィルタ部、  ２４−１，２：チャネル応答推定部、  ２５−１，２：レプリカ生成部、  ２６−１，２：二乗距離算出部、  ２７：合成部、２８：ビタビ復号部、
３１：シンボル入替部、  ３２−１，２：チャネル応答切替部、
１０１，２０１：シリアル−パラレル変換器、  １０２−１〜６、２０２−１〜６：レジスタ、  １０３−１〜１０、２０３−１〜１０：乗算器、  １０４−１，２、２０４−１，２：加算器、  ２０５：ビット結合器
【図１】
0005750037.tif 000008
【図２】
0005750037.tif 000009
【図３】
0005750037.tif 000010
【図４】
0005750037.tif 000011
【図５】
0005750037.tif 000012
【図６】
0005750037.tif 000013
【図７】
0005750037.tif 000014
【図８】
0005750037.tif 000015
【図９】
0005750037.tif 000016