(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナにより送信されるＯＦＤＭ信号を生成する送信装置であって、
前記送信アンテナごとにデータを分配するデータ分配部と、
前記データ分配部により分配されたデータをＩＱ平面へマッピングし、それぞれキャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、
複数の前記キャリアシンボルをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータに分解した後、前記複数の送信アンテナ間で所定の規則に従ってＩデータ及びＱデータの一方を並べ替えた偏波間インターリーブデータを生成する偏波間インターリーブ部と、
前記送信アンテナごとに、前記偏波間インターリーブデータをそれぞれ時間方向にインターリーブ処理した時間インターリーブデータを生成する時間インターリーブ部と、
前記時間インターリーブデータに対してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ出力処理部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
複数の受信アンテナにより受信されるＯＦＤＭ信号を復調する受信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号を復調し、複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ入力処理部と、
前記受信アンテナごとに、前記複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータを生成する時間デインターリーブ部と、
前記時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離するＭＩＭＯ検出部と、
前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間で所定の規則に従って奇数番目のデータ及び偶数番目のデータの一方を並べ替えた後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成するデータ偏波間デインターリーブ部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項３】
複数の送信アンテナにより送信されるＯＦＤＭ信号を生成する半導体チップであって、
前記送信アンテナごとにデータを分配するデータ分配部と、
前記データ分配部により分配されたデータをＩＱ平面へマッピングし、それぞれキャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、
複数の前記キャリアシンボルをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータに分解した後、前記複数の送信アンテナ間で所定の規則に従ってＩデータ及びＱデータの一方を並べ替えた偏波間インターリーブデータを生成する偏波間インターリーブ部と、
前記送信アンテナごとに、前記偏波間インターリーブデータをそれぞれ時間方向にインターリーブ処理した時間インターリーブデータを生成する時間インターリーブ部と、
前記時間インターリーブデータに対してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ出力処理部と、
を備えることを特徴とする半導体チップ。
【請求項４】
複数の受信アンテナにより受信されるＯＦＤＭ信号を復調する半導体チップであって、
前記ＯＦＤＭ信号を復調し、複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ入力処理部と、
前記受信アンテナごとに、前記複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータを生成する時間デインターリーブ部と、
前記時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離するＭＩＭＯ検出部と、
前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間で所定の規則に従って奇数番目のデータ及び偶数番目のデータの一方を並べ替えた後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成するデータ偏波間デインターリーブ部と、
を備えることを特徴とする半導体チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送を行う送信装置及び受信装置であって、特にＭＩＭＯシステムにおける複数アンテナ間でインターリーブを行う送信装置、複数アンテナ間でデインターリーブを行う受信装置、及びそれら搭載される半導体チップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線によるデータ伝送容量を拡大するための手法として、複数の送受信アンテナを用いるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムが提案されている。ＭＩＭＯを用いる伝送システムでは、空間分割多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）や、時空間符号（ＳＴＣ：Space Time Codes）が行われる。ＭＩＭＯシステムの実現例としては、水平偏波及び垂直偏波の両偏波を同時に用いる偏波ＭＩＭＯ方式などが提案されている。
【０００３】
複数の送受信アンテナを用いたＭＩＭＯ伝送における、放送サービスを想定した実際の伝搬路では、反射特性の違いなどから片方の受信アンテナのみ受信レベルが大きく落ち込むことがある。ＳＤＭ伝送では複数アンテナによりそれぞれ別々のストリームを伝送するため、片方の受信レベル低下によるビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）特性の劣化によって、系全体のＢＥＲ特性も大きく劣化する。
【０００４】
日本の地上デジタル放送方式であるＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial）方式では、誤り訂正の効率を上げるために、送信データの順序を並べ替える、ビットインターリーブ、時間インターリーブ、及び周波数インターリーブが採用されている（例えば、非特許文献１参照）。また、ＩＥＥＥ８０２．１１のインターリーブをＭＩＭＯシステムに拡張し、１つのストリームをビット単位で複数の送信機に振り分け、各送信機単位でビットインターリーブを行う技法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５０５５５８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「地上デジタルテレビジョンの伝送方式」、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１、社団法人電波産業会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数アンテナ（例えば２つ）を用いてそれぞれ別々のストリームを伝送するＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送において、アンテナ１の受信レベルをＲ１、アンテナ２の受信レベルをＲ２、アンテナ１のビット誤り率をＢＥＲ１、アンテナ２のビット誤り率をＢＥＲ２とすると、両アンテナを用いたＭＩＭＯ伝送システム全体の受信レベルＲ、及びビット誤り率ＢＥＲは、それぞれの平均を取って、次式（１）（２）のように表すことができる。
【０００８】
Ｒ＝（Ｒ１＋Ｒ２）／２                                                  （１）
ＢＥＲ＝（ＢＥＲ１＋ＢＥＲ２）／２                                      （２）
【０００９】
実際に野外で行うＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送では、各アンテナから発射される電波の伝搬路特性の違いなどから、場所によってはアンテナ間に大きなレベル差が生じる。伝搬路によってのみ受信レベルが下がりビット誤り率が劣化した場合、上式より系全体のビット誤り率も劣化する。図１５では、アンテナそれぞれのＢＥＲ特性を実線で示し、合成後のＢＥＲ特性を破線で示している。これより、合成後のＢＥＲ特性が劣化することが分かる。したがって、複数アンテナを用いたＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送では、アンテナ間のレベル差に起因するＢＥＲ特性の劣化によって、安定して受信できない、受信可能エリアが狭くなる、といった課題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、ＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送を行うＭＩＭＯシステムにおいて、ＢＥＲ特性を改善することが可能な送信装置、受信装置、及び半導体チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、複数の送信アンテナにより送信されるＯＦＤＭ信号を生成する送信装置であって、前記送信アンテナごとにデータを分配するデータ分配部と、前記データ分配部により分配されたデータをＩＱ平面へマッピングし、それぞれキャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、複数の前記キャリアシンボルをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータに分解した後、前記複数の送信アンテナ間で所定の規則に従ってＩデータ及びＱデータの一方を並べ替えた偏波間インターリーブデータを生成する偏波間インターリーブ部と、前記送信アンテナごとに、前記偏波間インターリーブデータをそれぞれ時間方向にインターリーブ処理した時間インターリーブデータを生成する時間インターリーブ部と、前記時間インターリーブデータに対してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ出力処理部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る受信装置は、複数の受信アンテナにより受信されるＯＦＤＭ信号を復調する受信装置であって、前記ＯＦＤＭ信号を復調し、複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ入力処理部と、前記受信アンテナごとに、前記複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータを生成する時間デインターリーブ部と、前記時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離するＭＩＭＯ検出部と、前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間で所定の規則に従って奇数番目のデータ及び偶数番目のデータの一方を並べ替えた後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成するデータ偏波間デインターリーブ部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る半導体チップは、複数の送信アンテナにより送信されるＯＦＤＭ信号を生成する半導体チップであって、前記送信アンテナごとにデータを分配するデータ分配部と、前記データ分配部により分配されたデータをＩＱ平面へマッピングし、それぞれキャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、複数の前記キャリアシンボルをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータに分解した後、前記複数の送信アンテナ間で所定の規則に従ってＩデータ及びＱデータの一方を並べ替えた偏波間インターリーブデータを生成する偏波間インターリーブ部と、前記送信アンテナごとに、前記偏波間インターリーブデータをそれぞれ時間方向にインターリーブ処理した時間インターリーブデータを生成する時間インターリーブ部と、前記時間インターリーブデータに対してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ出力処理部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る半導体チップは、複数の受信アンテナにより受信されるＯＦＤＭ信号を復調する半導体チップであって、前記ＯＦＤＭ信号を復調し、複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ入力処理部と、前記受信アンテナごとに、前記複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータを生成する時間デインターリーブ部と、前記時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離するＭＩＭＯ検出部と、前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間で所定の規則に従って奇数番目のデータ及び偶数番目のデータの一方を並べ替えた後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成するデータ偏波間デインターリーブ部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送を行うＭＩＭＯシステムにおいて偏波間でインターリーブ処理を行うことにより、ＢＥＲ特性を改善することができる。これにより、受信可能エリアの拡大や安定受信化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る受信装置における雑音分散算出部の処理を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る送信装置における偏波間インターリーブ部の第１の処理例を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る送信装置における偏波間インターリーブ部の第２の処理例を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部のセグメント間インターリーブ部の第１の処理例を説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部のデータローテーション部の処理を説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部のデータランダマイズ部の処理を説明する図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部のセグメント間インターリーブ部の第２の処理例を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る送信装置における偏波間インターリーブ部の第１の処理例を説明する図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る送信装置における偏波間インターリーブ部の第２の処理例を説明する図である。
【図１５】受信レベル差に起因するビット誤り率特性の劣化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
一般に誤り訂正符号は、データが連続的に誤ると訂正が効きにくい。そのため、送信装置ではデータをインターリーブ処理し、受信装置では受信したデータをデインターリーブ処理して元のデータに戻すことで、誤りデータを全体に分散させ、誤り訂正能力を向上させている。日本のデジタル放送方式であるＩＳＤＢ−Ｔでは、ビットインターリーブ処理、周波数インターリーブ処理、時間インターリーブ処理をそれぞれ行うことで、様々な条件下で最適のパフォーマンスを実現するように設計されている。本発明では、これらのインターリーブに加えて送信アンテナ間のインターリーブ処理を行うことで、送信アンテナ間のレベル差等に起因する誤りデータを送信アンテナ間に分散させ、ＭＩＭＯシステム全体の伝送特性を改善する。以下、複数アンテナを用いたＭＩＭＯの一例として、偏波間の直交性を利用した偏波ＭＩＭＯを具体例にとり説明する。ただし、本発明は、偏波ＭＩＭＯ伝送のみならず、一般的なＳＤＭ-ＭＩＭＯ伝送に対しても有効である。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態では、送信アンテナ数が２、受信アンテナ数が２の２×２ＭＩＭＯを例に説明するが、アンテナ数はこれに限定されるものではない。
【００１９】
［送信装置］
まず、本発明の第１の実施形態に係る送信装置について説明する。送信装置は、複数の送信アンテナからそれぞれ異なる偏波を用いてＯＦＤＭ信号を送信する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、送信装置１は、誤り訂正符号化部１１と、ビットインターリーブ部１２と、データ分配部（アンテナストリームデマルチプレクサ）１３と、２つのマッピング部１４（１４−１及び１４−２）と、偏波間インターリーブ部（ＭＩＭＯプリコーダ）１５と、２つの時間インターリーブ部１６（１６−１及び１６−２）と、２つの周波数インターリーブ部１７（１７−１及び１７−２）と、２つのＯＦＤＭ出力処理部１８（１８−１及び１８−２）とを備え、送信装置１には２つの送信アンテナ１９（１９−１及び１９−２）が接続される。送信装置１は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。
【００２０】
誤り訂正符号化部１１は、受信側で伝送誤りを訂正可能とするために、入力される送信信号を誤り訂正符号化し、ビットインターリーブ部１２に出力する。誤り訂正は、例えば外符号としてＢＣＨ符号を用い、内符号としてＬＤＰＣ(Low Density Parity Check)符号を用いる。
【００２１】
ビットインターリーブ部１２は、誤り訂正符号の性能を高めるために、誤り訂正符号化部１１より出力された送信信号をビット単位でインターリーブし、データ分配部１３に出力する。誤り訂正に外符号としてＬＤＰＣ符号を用いる場合、ビットインターリーブ方法はＤＶＢ−Ｃ２で用いられている方法などで効果があることが知られている。ＤＶＢ−Ｃ２のビットインターリーブ方法については、ETSI EN 302 769 V1.2.1(p.32)や、http://www.dvb.org/technology/dvbc2/を参照されたい。
【００２２】
データ分配部１３は、ビットインターリーブ部１２から入力されるデータを所定数ずつ、マッピング部１４−１及びマッピング部１４−２に分配する。これにより、送信信号はアンテナ数分に分割される。例えば、１キャリアシンボル分のデータずつ分配する、すなわち奇数番目のキャリアシンボルに該当するビットを送信アンテナ１９−１用のマッピング部１４−１に出力し、偶数番目のキャリアシンボルに該当するビットを送信アンテナ１９−２用のマッピング部１４−２に出力する。
【００２３】
マッピング部１４は、データ分配部１３から入力されるデータをｍビット／キャリアシンボルとしてＩＱ平面へのマッピングを行い、変調方式に応じたキャリア変調が施されたキャリアシンボルを生成し、偏波間インターリーブ部１５に出力する。
【００２４】
偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４−１及び１４−２から入力されるキャリアシンボルの順序を、偏波間（送信アンテナ間）で並べ替えて送信アンテナ１９ごとにインターリーブ処理されたデータを生成し、時間インターリーブ部１６−１及び１６−２に出力する。偏波間インターリーブ処理の具体例は後述する。
【００２５】
時間インターリーブ部１６は、偏波間インターリーブ部１５から入力されるキャリアシンボルの順序を時間方向に並べ替えてインターリーブ処理されたデータを生成し、周波数インターリーブ部１７に出力する。
【００２６】
周波数インターリーブ部１７は、時間インターリーブ部１６から入力されるキャリアシンボルの順序を周波数方向に並べ替えてインターリーブ処理されたデータを生成し、ＯＦＤＭ出力処理部１８に出力する。例えばＩＳＤＢ−Ｔで行われている方法でインターリーブ処理を行い、１ ＯＦＤＭシンボルごとに、周波数方向にインターリーブする。周波数インターリーブ処理の具体例は後述する。
【００２７】
ＯＦＤＭ出力処理部１８は、各周波数インターリーブ部１７から入力されるインターリーブ処理されたデータに対して、ＯＦＤＭフレームを構成し、送信アンテナ１９を介してＯＦＤＭ信号を送信する。ＯＦＤＭ出力処理部１８−１は、第１偏波用の送信データについての処理を行い、ＯＦＤＭ出力処理部１８−２は、第２偏波用の送信データについての処理を行う。第１偏波及び第２偏波は、水平偏波及び垂直偏波や、右旋円偏波及び左旋円偏波など、２種類の分離可能な偏波とする。各ＯＦＤＭ出力処理部１８は、ＯＦＤＭフレーム構成部１８１と、ＩＦＦＴ部１８２と、ＧＩ付加部１８３とを備える。
【００２８】
ＯＦＤＭフレーム構成部１８１は、各周波数インターリーブ部１７から入力される信号にパイロット信号（ＳＰ信号、ＣＰ信号）、制御情報を示すＴＭＣＣ信号、及び付加情報を示すＡＣ信号を挿入し、全キャリアを１ ＯＦＤＭシンボルとして、所定数のＯＦＤＭシンボルのブロックでＯＦＤＭフレームを構成する。
【００２９】
ＩＦＦＴ部１８２は、各ＯＦＤＭフレーム構成部１８１から入力されるＯＦＤＭシンボルに対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を施して時間領域の有効シンボル信号を生成する。
【００３０】
ＧＩ付加部１８３は、各ＩＦＦＴ部１８２から入力される有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入し、直交変調処理及びＤ／Ａ変換を施したＯＦＤＭ信号を、送信アンテナ１９を介して外部に送信する。
【００３１】
送信アンテナ１９は、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナ、又は右旋円偏波用アンテナ及び左旋円偏波用アンテナである。
【００３２】
［受信装置］
次に、本発明の第１の実施形態に係る受信装置について説明する。受信装置は、上述した送信装置１から送信されるＯＦＤＭ信号を、複数の受信アンテナにより受信して復調する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、受信装置２は、２つのＯＦＤＭ入力処理部２２（２２−１及び２２−２）と、伝送路応答算出部２３と、２つの周波数デインターリーブ部２４（２４−１及び２４−２）と、２つの時間デインターリーブ部２５（２５−１及び２５−２）と、ＭＩＭＯ検出部２６と、データ偏波間デインターリーブ部２７と、雑音分散算出部２８と、雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９と、２つのＬＬＲ（Log Likelihood Ratio:対数尤度比）算出部３０（３０−１及び３０−２）と、データ統合部３１と、ビットデインターリーブ部３２と、誤り訂正符号復号部３３とを備え、受信装置２には２つの受信アンテナ２１（２１−１及び２１−２）が接続される。なお、受信装置２は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。
【００３３】
受信アンテナ２１は、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナ、又は右旋円偏波用アンテナ及び左旋円偏波用アンテナである。
【００３４】
ＯＦＤＭ入力処理部２２は、送信装置１から送信されるＯＦＤＭ信号を、受信アンテナ２１を介して受信し、復調する。各ＯＦＤＭ入力処理部２２は、ＧＩ除去部２２１と、ＦＦＴ部２２２と、パイロット信号抽出部２２３とを備える。
【００３５】
ＧＩ除去部２２１は、受信したＯＦＤＭ信号を直交復調処理してベースバンド信号を生成し、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号を生成する。そして、ＧＩ除去部２２１は、ガードインターバルを除去して有効シンボル信号を抽出し、ＦＦＴ部２２２に出力する。
【００３６】
ＦＦＴ部２２２は、ＧＩ除去部２２１から入力される有効シンボル信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を施して複素ベースバンド信号を生成し、パイロット信号抽出部２２３及び周波数デインターリーブ部２４に出力する。
【００３７】
パイロット信号抽出部２２３は、ＦＦＴ部２２２から入力される複素ベースバンド信号からパイロット信号（ＳＰ信号、ＣＰ信号）を抽出し、伝送路応答算出部２３に出力する。
【００３８】
伝送路応答算出部２３は、パイロット信号抽出部２２３から入力されるパイロット信号を用いて伝送路応答を算出し、ＭＩＭＯ検出部２６に出力する。
【００３９】
周波数デインターリーブ部２４は、ＯＦＤＭ入力処理部２２から入力される複素ベースバンド信号に対し、周波数方向にデインターリーブ処理を行う。周波数方向のデインターリーブ処理とは、送信装置１の周波数インターリーブ部１７により周波数方向に並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
【００４０】
時間デインターリーブ部２５は、周波数デインターリーブ部２４から入力されるデータに対し、時間方向にデインターリーブ処理を行う。時間方向のデインターリーブ処理とは、送信装置１の時間インターリーブ部１６により時間方向に並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
【００４１】
ＭＩＭＯ検出部２６は、時間デインターリーブ部２５から入力されるベースバンド信号を、伝送路応答算出部２３から入力される伝送路応答を用いて、ＺＦ（Zero Forcing）、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared Error）、ＢＬＡＳＴ（Bell Laboratories Layered Space-Time）、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）などの既知の手法により、送信装置１から送信される２つの偏波信号の波形等化及びＭＩＭＯ分離を行い、データ偏波間デインターリーブ部２７及び雑音分散算出部２８に出力する。
【００４２】
データ偏波間デインターリーブ部２７は、ＭＩＭＯ検出部２６から入力されるデータに対し、偏波間（受信アンテナ間）でデインターリーブ処理を行い、ＬＬＲ算出部３０に出力する。偏波間のデインターリーブ処理とは、送信装置１の偏波間インターリーブ部１５により偏波間で並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
【００４３】
雑音分散算出部２８は、ＭＩＭＯ検出部２６から入力される各偏波信号から平均雑音分散を求め、雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９に出力する。雑音分散σ２は、キャリアシンボルが本来あるべきＩＱ座標上のシンボル点と実際に観測したキャリアシンボルのシンボル点Ｐとのずれを意味し、例えば変調誤差比を求めて逆数を取ることで得られる。
【００４４】
図３は、雑音分散算出部２８の処理を説明する図である。雑音分散の算出方法は幾つか存在するが、図３に示すように、シンボル点Ｐの雑音分散を算出する際には、多値変調（図３の例では６４ＱＡＭ）されているデータシンボルから求めるよりも、ＡＣシンボル及び／又はＴＭＣＣシンボルから求めるほうが、誤って認識される確率が低い。そこで、雑音分散算出部２８は、ＡＣシンボル及び／又はＴＭＣＣシンボルを用いて、ＯＦＤＭキャリアシンボル全体の平均雑音分散を算出するのが好適である。
【００４５】
伝送路にマルチパスが存在する場合は、各ＯＦＤＭキャリアで電力が異なるため雑音分散にばらつきが生じる。雑音分散σ２は、各キャリアシンボルを構成するビット単位の対数尤度比（ＬＬＲ）を求めるために必要であり、キャリア毎の雑音分散をなるべく正確に算出することがＬＤＰＣ復号の性能を決める。そこで、伝送路応答から求まるウェイト行列を利用し、帯域全体の平均雑音分散に対して各キャリアで重み付けを行って雑音分散を定める。各キャリアにおけるウェイト行列は、伝送路応答行列Ｈとして（ＨＨＨ）−１と表せることが知られている。各キャリアのウェイト成分は、この対角成分で表せる。これを全キャリアで正規化し、帯域全体の平均雑音分散に乗算することで重み付けを行う。各キャリアの信号対電力の情報（＝Ｃ／Ｎ）を尤度計算に乗算する復号法については、例えば、中原、「マルチパス伝送路における６４ＱＡＭ−ＯＦＤＭ信号の軟判定復号法の検討」、ITE Technical Report vol.22、no.34、PP1-6、Jun.1998を参照されたい。ウェイト行列の算出等の詳細は、例えば、大鐘・小川、「わかりやすいＭＩＭＯシステム技術」、オーム社、ｐ.101を参照されたい。
【００４６】
雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９は、雑音分散算出部２８から入力される各偏波信号に対応する雑音分散に対し、デインターリーブ処理（送信装置１の偏波間インターリーブ部１５と逆の並べ替え処理）を行い、ＬＬＲ算出部３０に出力する。ＬＬＲの算出に必要な雑音分散値も同様にデインターリーブ処理することにより、複数アンテナ間の伝送路の違いに起因する異なる雑音分散値をＬＬＲに反映させることができる。その結果、ＬＬＲ算出部３０にてより正確なＬＬＲを算出することができ、誤り訂正符号復号部３３での改善効果を発揮することができる。
【００４７】
ＬＬＲ算出部３０は、データ偏波間デインターリーブ部２７から入力されるデインターリーブ処理されたデータと、該データに対応する雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９から入力される雑音分散σ２とを用いてＬＬＲを算出し、データ統合部３１に出力する。例えば、ＢＰＳＫ変調でのＬＬＲは、観測した値をｙとして、２値（ｘ＝０，１）それぞれの確率Ｐ（＝尤度関数）はガウス分布となるため、次式（３）で表される。詳細は、例えば、和田山、「低密度パリティ検査符号とその復号法」、トリケップスを参照されたい。
【００４８】
【数１】
0006507047.tif 000002
【００４９】
データ統合部３１は、各ＬＬＲ算出部３０（３０−１及び３０−２）により算出された各ビットに対応するＬＬＲを統合し（送信装置１のデータ分配部１３と逆の処理）、ビットデインターリーブ部３２に出力する。
【００５０】
ビットデインターリーブ部３２は、データ統合部３１から入力される各ビットに対応するＬＬＲに対し、デインターリーブ処理を行う。このデインターリーブ処理は、送信装置１のビットインターリーブ部１２により並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
【００５１】
誤り訂正符号復号部３３は、ビットデインターリーブ部３２から入力されるＬＬＲを用いてＬＤＰＣ復号を行い、さらにＢＣＨ復号を行うことで、送信装置１から送信された信号を復号する。
【００５２】
なお、送信装置１は、時間インターリーブ部１６と周波数インターリーブ部１７の処理順を逆にして、周波数インターリーブ部１７の処理を行った後に、時間インターリーブ部１６の処理を行うようにしてもよい。その場合には、受信装置２も同様に、周波数デインターリーブ部２４と時間デインターリーブ部２５の処理順を逆にして、時間デインターリーブ部２５の処理を行った後に、周波数デインターリーブ部２４の処理を行う。
【００５３】
また、送信装置１は、偏波間インターリーブ処理及び周波数インターリーブ処理を同時に行い、その後時間インターリーブ処理を行うようにしてもよい。その場合には、受信装置２も同様に、時間デインターリーブ処理を行った後、偏波間デインターリーブ処理及び周波数デインターリーブ処理を同時に行う。
【００５４】
［偏波間インターリーブ部］
次に、偏波間インターリーブ部１５の処理の詳細について説明する。なお、インターリーブ処理によるデータの並べ替え順は以下の例に限られるものではない。
【００５５】
［偏波間インターリーブ処理の第１の例］
図４は、偏波間インターリーブ部１５の第１のインターリーブ処理例を説明する図である。第１の例では、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従ってキャリアシンボル単位で並べ替える。ＯＦＤＭキャリアシンボルのキャリアシンボル数をＮとすると、偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力する。第１の例では、偏波間インターリーブ部１５は、キャリアシンボルを行方向に１行（ｐ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｑ個）ずつ読み出す。ｐ×ｑ＝２Ｎである。
【００５６】
同様に、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のキャリアシンボルの位置と並べ替え後のキャリアシンボルの位置とを所定の規則に従って対応付けたテーブル（規則テーブル）を予め有してもよい。この場合、偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、計２Ｎのキャリアシンボルごとに、規則テーブルを参照して並べ替える。
【００５７】
［偏波間インターリーブ処理の第２の例］
次に、偏波間インターリーブ処理の第２の例について説明する。図５は、偏波間インターリーブ部１５の第２のインターリーブ処理例を説明する図である。第１の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従ってキャリアシンボル単位で並べ替えたのに対し、第２の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従って、ＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるデータ（以下、「Ｉデータ」と称する）及びＩＱ平面のＱ軸座標上に配置されるデータ（以下、「Ｑデータ」と称する）単位で並べ替える点が相違する。
【００５８】
つまり第２の例では、偏波間インターリーブ部１５は、キャリアシンボル数をＮとすると、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０〜２Ｎ−１のＩデータ又はＱデータ（以下、「ＩＱデータ」と称する）とする。同様に、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ〜４Ｎ−１のＩＱデータとする。そして、ＩＱデータを行方向に１行（ｐ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（２ｑ個）ずつ読み出す。インターリーブ後は、新たなキャリアシンボル（Ｉ，Ｑデータの対）を構成する。ｐ×２ｑ＝４Ｎである。
【００５９】
同様に、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のＩＱデータの位置と並べ替え後のＩＱデータの位置とを所定の規則に従って対応付けたテーブル（規則テーブル）を予め有してもよい。この場合、偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０〜２Ｎ−１のＩＱデータとする。同様に、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ〜４Ｎ−１のＩＱデータとする。そして、計４ＮのＩＱデータごとに、規則テーブルを参照して並べ替える。
【００６０】
［偏波間インターリーブ処理の第３の例］
次に、偏波間インターリーブ処理の第３の例について説明する。第３の例では、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のキャリアシンボルの位置と並べ替え後のキャリアシンボルの位置とをランダムに対応付けたテーブル（不規則テーブル）を予め有する。偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、計２Ｎのキャリアシンボルごとに、不規則テーブルを参照して並べ替える。
【００６１】
［偏波間インターリーブ処理の第４の例］
次に、偏波間インターリーブ処理の第４の例について説明する。第３の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、キャリアシンボル単位で不規則に並べ替えたのに対し、第４の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、ＩＱデータ単位で不規則に並べ替える点が相違する。
【００６２】
つまり第４の例では、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のＩＱデータの位置と並べ替え後のＩＱデータの位置とをランダムに対応付けたテーブル（不規則テーブル）を予め有する。偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０〜２Ｎ−１のＩＱデータとする。同様に、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ〜４Ｎ−１のＩＱデータとする。そして、計４ＮのＩＱデータごとに、不規則テーブルを参照して並べ替える。インターリーブ後は、新たなキャリアシンボル（Ｉ，Ｑデータの対）を構成する。
【００６３】
なお、偏波間インターリーブ処理の第３の例及び第４の例では、一度の処理で周期性を排除でき、かつＢＥＲ特性も良いが、テーブルを有する必要があり、また所定の規則に従って処理を行うことができないため、ハードウェアに実装した場合の負荷が大きくなる。
【００６４】
なお、上述した偏波間インターリーブ処理の例では、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとにキャリアシンボル単位又はＩＱデータ単位で並べ替えるが、任意の数のキャリアシンボルごとにキャリアシンボル単位又はＩＱデータ単位で並べ替えてもよい。
【００６５】
また、偏波間インターリーブ部１５は、上述した第２の例又は第４の例においてキャリアシンボルをＩＱデータ単位で並べ替える場合には、Ｉデータ及びＱデータの一方のみを並べ替えてもよい。
【００６６】
一方、データ偏波間デインターリーブ部２７は、ＭＩＭＯ検出部２６によりＭＩＭＯ分離されたデータを、偏波間インターリーブ部１５と逆方向に並び替えて元の順序に戻すものである。例えば、偏波間インターリーブ部１５が上述した第１の例のインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波間デインターリーブ部２７は、データを行方向に１行（ｑ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｐ個）ずつ読み出す。また、偏波間インターリーブ部１５が上述した第２の例のインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波間デインターリーブ部２７は、データを行方向に１行（２ｑ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｐ個）ずつ読み出す。また、偏波間インターリーブ部１５が上述したテーブル（規則テーブル又は不規則テーブル）を用いてインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波間デインターリーブ部２７は、該テーブルの並べ替え前後の位置を入れ換えたテーブルを参照して並べ替える。
【００６７】
なお、データ偏波間デインターリーブ部２７は、偏波間インターリーブ部１５が上述した第２の例又は第４の例においてＩデータ及びＱデータの一方のみを並べ替える場合には、奇数番目のデータ及び偶数番目のデータの一方のみを並べ替える。
【００６８】
データ偏波間デインターリーブ部２７は、偏波間インターリーブ部１５が上述した第２の例又は第４の例により偏波間インターリーブ処理を行う場合には、ＭＩＭＯ検出部２６によりＭＩＭＯ分離されたデータに対し、偏波間でデインターリーブ処理した後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成することとなる。
【００６９】
雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９は、データ偏波間デインターリーブ部２７と同様に、雑音分散算出部２８から入力される雑音分散を偏波間インターリーブ部１５と逆方向に並び替える。
【００７０】
［周波数インターリーブ部］
次に、周波数インターリーブ部１７の処理の詳細について説明する。なお、周波数デインターリーブ部２４は、周波数インターリーブ部１７と逆方向にデータを並び替えて元の順序に戻すものであるため、説明を省略する。図６は、周波数インターリーブ部１７の構成例を示すブロック図である。周波数インターリーブ部１７は、セグメント間インターリーブ部１７１と、データローテーション部１７２と、データランダマイズ部１７３とを備える。ただし、偏波間インターリーブ部１５が実質的にセグメント間インターリーブ部１７１の処理も兼ねているため、セグメント間インターリーブ部１７１は省略してもよい。
【００７１】
［周波数インターリーブ処理の第１の例］
偏波間インターリーブ部１５の偏波間インターリーブ処理が上述した第１又は第３の例である場合の周波数インターリーブ部１７の処理を、周波数インターリーブ処理の第１の例として説明する。
【００７２】
図７は、セグメント間インターリーブ部１７１の処理を説明する図であり、図７（ａ）はインターリーブ前のシンボル配置を表し、図７（ｂ）はインターリーブ後のシンボル配置を表す。セグメント間インターリーブ部１７１は、時間インターリーブ部１６から入力されるキャリアシンボルを、１ ＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、セグメント間で周波数方向にインターリーブ処理する。図７に示す例では、１ ＯＦＤＭキャリアシンボル内のセグメント数をｎ（ＩＳＤＢ−Ｔ方式では、ｎ＝１３）とし、１セグメントあたりのキャリアシンボル数を３８４としている。なお、並び替え順は一例であり、これに限られるものではない。
【００７３】
図８は、データローテーション部１７２の処理を説明する図であり、図８（ａ）はインターリーブ前のシンボル配置を表し、図８（ｂ）はインターリーブ後のシンボル配置を表す。図７と同様に、１セグメントあたりのキャリアシンボル数を３８４としている。データローテーション部１７２は、セグメント間インターリーブ部１７１から入力されるキャリアシンボルに対し、１セグメントごとに、データのローテーションによるインターリーブ処理を行う。データローテーション部１７２は、ｋ番目セグメント、ｉ番目のデータを、データローテーションによって、ｋ番目セグメント、ｉ’番目に並べ替える。図８に示す例では、ｉ’＝（ｉ＋ｋ）ｍｏｄ３８４としている。なお、並べ替え順は一例であり、これに限られるものではない。
【００７４】
図９は、データランダマイズ部１７３の処理を説明する図であり、図９（ａ）はインターリーブ前のシンボル配置を表し、図９（ｂ）はインターリーブ後のシンボル配置を表す。図７，８と同様に、１セグメントあたりのキャリアシンボル数を３８４としている。データランダマイズ部１７３は、セグメント内のキャリアシンボル数分の不規則テーブルを予め有し（送信側及び受信側で同じ不規則テーブルとする）、データローテーション部１７２から入力されるデータに対して、不規則テーブルを参照してセグメント内でランダマイズ処理を行い、周期性を排除する。なお、乱数は一例であり、これに限られるものではない。また、セグメント間インターリーブ部１７１、データローテーション部１７２、及びデータランダマイズ部１７３は、周波数インターリーブ部１７−１及び１７−２で異なる並び替えを行ってもよい。
【００７５】
［周波数インターリーブ処理の第２の例］
次に、偏波間インターリーブ部１５の偏波間インターリーブ処理が上述した第２又は第４の例である場合の周波数インターリーブ部１７の処理を、周波数インターリーブ処理の第２の例として説明する。
【００７６】
図１０は、セグメント間インターリーブ部１７１の処理を説明する図であり、図１０（ａ）はインターリーブ前のＩデータ又はＱデータの配置を表し、図１０（ｂ）はインターリーブ後のＩＱデータの配置を表す。セグメント間インターリーブ部１７１は、時間インターリーブ部１６から入力されるＩＱデータを、１ ＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、セグメント間で周波数方向にインターリーブ処理する。図１０に示す例では、１ ＯＦＤＭシンボル内のセグメント数をｎ（ＩＳＤＢ−Ｔ方式では、ｎ＝１３）とし、１セグメントあたりのキャリアシンボル数を３８４（すなわち、ＩＱデータ数は７６８）としている。セグメント間インターリーブ部１７１は、キャリアシンボル単位ではなく、ＩＱデータ単位でデータを並び替える。なお、並び替えは一例であり、これに限られるものではない。
【００７７】
第１の例と同様に、データローテーション部１７２は、セグメント間インターリーブ部１７１から入力されるＩＱデータに対し、１セグメントごとに、データのローテーションによるインターリーブ処理を行い、データランダマイズ部１７３は、セグメント内のキャリアシンボル数分の不規則テーブルを予め送信側、受信側で有し、データローテーション部１７２から入力されるキャリアシンボルを、不規則テーブルを参照してセグメント内でランダムに並べ替え、周期性を排除する。
【００７８】
なお、偏波間インターリーブ処理の第３の例、及び第４の例では、偏波間インターリーブ部１５が有する不規則テーブルにより周波数方向の周期性も排除することができるため、周波数インターリーブ部１７を省略することも可能である。その場合には受信装置２も同様に、周波数デインターリーブ部２４を省略する。
【００７９】
このように、送信装置１は、偏波間インターリーブ部１５により、キャリアシンボルの順序を偏波間で並べ替え、送信アンテナ１９ごとにインターリーブ処理されたデータを生成する。また、受信装置２は、データ偏波間デインターリーブ部２７及び雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９により、送信装置１によりインターリーブ処理されたデータを偏波間にデインターリーブ処理する。このため、第１の実施形態の送信装置１及び受信装置２によれば、偏波間に受信レベル差があった場合でも、誤りデータを多く含む片偏波側のデータを分散させることができ、誤り訂正符号の効果を向上させ、ＢＥＲ特性を改善することができるようになる。
【００８０】
また、送信装置１は、時間インターリーブ処理及び周波数インターリーブ処理の後にデータを複数アンテナ間に分割して偏波間インターリーブ処理を行うのではなく、時間インターリーブ処理及び周波数インターリーブ処理の前にデータを複数アンテナ間に分割して偏波間インターリーブ処理を行っている。一方、受信装置２の処理は、送信装置１の処理を逆方向に処理することと等価であり、信号受信後にＯＦＤＭ復調処理、周波数デインターリーブ処理、時間デインターリーブ処理、ＭＩＭＯ検出処理と続く。ここで、受信装置２内でターボ等化処理などのように繰り返し復調・復号を行う際には、ＭＩＭＯ検出部２６やＬＬＲ算出部３０−１，３０−２に復号結果を入力して繰り返し処理を行う場合がある。この時、繰り返し処理内に時間デインターリーブ部が存在すると、復号結果を入力する際に改めて時間インターリーブ処理が必要になり、回路規模が増大してしまう。そこで本発明では、受信装置２はＭＩＭＯ検出部２６の前に時間デインターリーブ部２５を配置しており、送信装置１は偏波間インターリーブ部１５の後に時間インターリーブ部１６を配置している。したがって、本発明によれば、繰り返し復調・復号処理を行う受信装置２を、回路規模を増大させることなく実現することが可能となる。
【００８１】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態として、複数チャンネルを同時に用いて１つのデータストリームを伝送する（以後、バルク伝送と呼ぶ）場合、すなわち、送信装置が複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を各チャンネルあたり複数の送信アンテナを用いて送信し、受信装置が複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を各チャンネルあたり複数の受信アンテナを用いて受信する場合について説明する。第２の実施形態では、チャンネル数が２の場合を例に説明するが、チャンネル数は２に限定されるものではない。
【００８２】
［送信装置］
図１１は、第２の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、送信装置３は、誤り訂正符号化部１１と、ビットインターリーブ部１２と、データ分配部１３と、４つのマッピング部１４（１４−１乃至１４−４）と、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０と、４つの時間インターリーブ部１６（１６−１乃至１６−４）と、４つの周波数インターリーブ部１７（１７−１乃至１７−４）と、第１チャンネル用出力処理部１８０−１と、第２チャンネル用出力処理部１８０−２とを備え、送信装置３には４つの送信アンテナ１９（１９−１乃至１９−４）が接続される。なお、送信装置３は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。
【００８３】
誤り訂正符号化部１１及びビットインターリーブ部１２は、２チャンネル分の送信信号について、第１の実施形態と同様の処理を行う。
【００８４】
データ分配部１３は、ビットインターリーブ部１２から入力されるデータを所定数ずつ４つのストリームに分割し、マッピング部１４−１〜１４−４に分配する。例えば、１キャリアシンボル分のデータずつ分配する、すなわち奇数番目のキャリアシンボルに該当するビットをマッピング部１４−１及び１４−３に出力し、偶数番目のキャリアシンボルに該当するビットをマッピング部１４−２及び１４−４に出力する。
【００８５】
マッピング部１４は、データ分配部１３から入力されるデータをｍビット／キャリアシンボルとしてＩＱ平面へのマッピングを行い、変調方式に応じたキャリア変調が施されたキャリアシンボルを生成し、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０に出力する。
【００８６】
偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４−１〜１４−４から入力されるキャリアシンボルの順序を、偏波間（送信アンテナ間）及びチャンネル間で並べ替えて送信アンテナ１９ごとにインターリーブ処理されたデータを生成し、時間インターリーブ部１６−１〜１６−４に出力する。偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、所定数のキャリアシンボルごとに第１チャンネルの第１偏波送信用データ、第１チャンネルの第２偏波送信用データ、第２チャンネルの第１偏波送信用データ、及び第２チャンネルの第２偏波送信用データに分類する。偏波・チャンネル間インターリーブ処理の具体例は後述する。
【００８７】
時間インターリーブ部１６は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０から入力されるキャリアシンボルの順序を時間方向に並べ替えてインターリーブ処理されたデータを生成し、周波数インターリーブ部１７に出力する。
【００８８】
周波数インターリーブ部１７は、時間インターリーブ部１６から入力されるキャリアシンボルの順序を周波数方向に並べ替えてインターリーブ処理されたデータを生成し、ＯＦＤＭ出力処理部１８に出力する。例えばＩＳＤＢ−Ｔで行われている方法でインターリーブ処理を行い、１ ＯＦＤＭシンボルごとに、周波数方向にインターリーブする。
【００８９】
ＯＦＤＭ出力処理部１８は、周波数インターリーブ部１７から入力される各ストリームについて、第１の実施形態と同様にＯＦＤＭフレーム構成処理、ＩＦＦＴ処理、及びＧＩ付加処理を行う。そして送信装置３は、送信アンテナ１９−１及び１９−２から第１チャンネルのＯＦＤＭ信号を送信し、送信アンテナ１９−３及び１９−４から第２チャンネルのＯＦＤＭ信号を送信する。
【００９０】
［受信装置]
次に、第２の実施形態に係る受信装置について説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、受信装置４は、第１チャンネル用入力処理部２２０−１と、第２チャンネル用入力処理部２２０−２と、２つの伝送路応答算出部２３（２３−１及び２３−２）と、４つの周波数デインターリーブ部２４（２４−１乃至２４−４）と、４つの時間デインターリーブ部２５（２５−１乃至２５−４）と、２つのＭＩＭＯ検出部２６（２６−１及び２６−２）と、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１と、雑音分散算出部２８と、雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２と、４つのＬＬＲ算出部３０（３０−１乃至３０−４）と、データ統合部３１と、ビットデインターリーブ部３２と、誤り訂正符号復号部３３とを備え、受信装置４には４つの受信アンテナ２１（２１−１乃至２１−４）が接続される。なお、受信装置４は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。
【００９１】
受信装置４は、受信アンテナ２１−１及び２１−２により、送信装置３の送信アンテナ１９−１及び１９−２から送信された第１チャンネルのＯＦＤＭ信号を受信し、受信アンテナ２１−３及び２１−４により、送信装置３の送信アンテナ１９−３及び１９−４から送信された第２チャンネルのＯＦＤＭ信号を受信する。すなわち、送信装置３及び受信装置４により、チャンネル数分の２×２ＭＩＭＯ伝送を実現する。
【００９２】
ＯＦＤＭ入力処理部２２は、各受信アンテナ２１により受信したＯＦＤＭ信号について、それぞれ第１の実施形態と同様にＧＩ除去処理、ＦＦＴ処理、及びパイロット信号抽出処理を行う。
【００９３】
第１チャンネル用入力処理部２２０−１により処理された第１チャンネルの受信信号について、伝送路応答算出部２３−１と、周波数デインターリーブ部２４−１及び２４−２と、時間デインターリーブ部２５−１及び２５−２と、ＭＩＭＯ検出部２６−１とが、第１の実施形態と同様の処理を行う。また、第２チャンネル用入力処理部２２０−２により処理された第２チャンネルの受信信号について、伝送路応答算出部２３−２と、周波数デインターリーブ部２４−３及び２４−４と、時間デインターリーブ部２５−３及び２５−４と、ＭＩＭＯ検出部２６−２とが、第１の実施形態と同様の処理を行う。
【００９４】
データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、ＭＩＭＯ検出部２６から入力されるデータに対し、偏波間及びチャンネル間でデインターリーブ処理を行い、ＬＬＲ算出部３０に出力する。偏波間及びチャンネル間のデインターリーブ処理とは、送信装置１の偏波・チャンネル間インターリーブ部２０により偏波間及びチャンネル間で並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
【００９５】
雑音分散算出部２８は、ＭＩＭＯ検出部２６から入力される各偏波信号から平均雑音分散を求め、雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２に出力する。
【００９６】
雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２は、雑音分散算出部２８から入力される各偏波信号に対応する雑音分散に対し、波間及びチャンネル間でデインターリーブ処理を行い、ＬＬＲ算出部３０に出力する。ＬＬＲ算出部３０、データ統合部３１、ビットデインターリーブ部３２、及び誤り訂正符号復号部３３は、２チャンネル分の受信信号について、第１の実施形態と同様の処理を行う。
【００９７】
［偏波・チャンネル間インターリーブ部］
次に、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０について説明する。第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様にインターリーブ処理の第１の例から第４の例について説明する。
【００９８】
［偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第１の例］
図１３は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０の第１のインターリーブ処理例を説明する図である。第１の例では、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従ってキャリアシンボル単位で並べ替える。ＯＦＤＭキャリアシンボルのキャリアシンボル数をＮとすると、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−３からキャリアシンボル番号２Ｎ〜３Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−４からキャリアシンボル番号３Ｎ〜４Ｎ−１のキャリアシンボルを入力する。第１の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、キャリアシンボルを行方向に１行（ｐ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（２ｑ個）ずつ読み出す。ｐ×２ｑ＝４Ｎである。
【００９９】
同様に、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のキャリアシンボルの位置と並べ替え後のキャリアシンボルの位置とを所定の規則に従って対応付けたテーブル（規則テーブル）を予め有してもよい。この場合、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−３からキャリアシンボル番号２Ｎ〜３Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−４からキャリアシンボル番号３Ｎ〜４Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、計４Ｎのキャリアシンボルごとに、規則テーブルを参照して並べ替える。
【０１００】
［偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第２の例］
次に、偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第２の例について説明する。図１４は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０の第２のインターリーブ処理例を説明する図である。第１の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従ってキャリアシンボル単位で並べ替えたのに対し、第２の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従って、ＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＩＱ平面のＱ軸座標上に配置されるＱデータ単位で並べ替える点が相違する。
【０１０１】
つまり第２の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、キャリアシンボル数をＮとすると、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０〜２Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ〜４Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−３からキャリアシンボル番号２Ｎ〜３Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号４Ｎ〜６Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−４からキャリアシンボル番号３Ｎ〜４Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号６Ｎ〜８Ｎ−１のＩＱデータとする。そして、ＩＱデータを行方向に１行（ｐ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（４ｑ個）ずつ読み出す。インターリーブ後は、新たなキャリアシンボル（Ｉ，Ｑデータの対）を構成する。ｐ×４ｑ＝８Ｎである。
【０１０２】
同様に、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のＩＱデータの位置と並べ替え後のＩＱデータの位置とを所定の規則に従って対応付けたテーブル（規則テーブル）を予め有してもよい。この場合、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０〜２Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ〜４Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−３からキャリアシンボル番号２Ｎ〜３Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号４Ｎ〜６Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−４からキャリアシンボル番号３Ｎ〜４Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号６Ｎ〜８Ｎ−１のＩＱデータとする。そして、計８ＮのＩＱデータごとに、規則テーブルを参照して並べ替える。
【０１０３】
［偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第３の例］
次に、偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第３の例について説明する。第３の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のキャリアシンボルの位置と並べ替え後のキャリアシンボルの位置とをランダムに対応付けたテーブル（不規則テーブル）を予め有する。そして、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−３からキャリアシンボル番号２Ｎ〜３Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４−４からキャリアシンボル番号３Ｎ〜４Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、計４Ｎのキャリアシンボルごとに、不規則テーブルを参照して並べ替える。
【０１０４】
［偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第４の例］
次に、偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第４の例について説明する。第３の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、キャリアシンボル単位で不規則に並べ替えたのに対し、第４の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、ＩＱデータ単位で不規則に並べ替える点が相違する。
【０１０５】
つまり第４の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のＩＱデータの位置と並べ替え後のＩＱデータの位置とをランダムに対応付けたテーブル（不規則テーブル）を予め有する。偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４−１からキャリアシンボル番号０〜Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０〜２Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−２からキャリアシンボル番号Ｎ〜２Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ〜４Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−３からキャリアシンボル番号２Ｎ〜３Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号４Ｎ〜６Ｎ−１のＩＱデータとし、マッピング部１４−４からキャリアシンボル番号３Ｎ〜４Ｎ−１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号６Ｎ〜８Ｎ−１のＩＱデータとする。そして、計８ＮのＩＱデータごとに、不規則テーブルを参照して並べ替える。インターリーブ後は、新たなキャリアシンボル（Ｉ，Ｑデータの対）を構成する。
【０１０６】
なお、上述した偏波間インターリーブ処理の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとにキャリアシンボル単位又はＩＱデータ単位で並べ替えるが、任意の数のキャリアシンボルごとにキャリアシンボル単位又はＩＱデータ単位で並べ替えてもよい。
【０１０７】
また、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、上述した第２の例又は第４の例においてキャリアシンボルをＩＱデータ単位で並べ替える際には、Ｉデータ及びＱデータの一方のみを並べ替えてもよい。
【０１０８】
一方、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、ＭＩＭＯ検出部２６によりＭＩＭＯ分離されたデータを、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０と逆方向に並び替えて元の順序に戻すものである。例えば、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述した第１の例のインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、データを行方向に１行（２ｑ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｐ個）ずつ読み出す。また、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述した第２の例のインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、データを行方向に１行（４ｑ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｐ個）ずつ読み出す。また、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述したテーブル（規則テーブル又は不規則テーブル）を用いてインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、該テーブルの並べ替え前後の位置を入れ換えたテーブルを参照して並べ替える。
【０１０９】
なお、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述した第２の例又は第４の例においてＩデータ及びＱデータの一方のみを並べ替える場合には、奇数番目のデータ及び偶数番目のデータの一方のみを並べ替える。
【０１１０】
データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述した第２の例又は第４の例により偏波・チャンネル間インターリーブ処理を行う場合には、ＭＩＭＯ検出部２６によりＭＩＭＯ分離されたデータに対し、偏波・チャンネル間でデインターリーブ処理した後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成することとなる。
【０１１１】
雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２は、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１と同様に、雑音分散算出部２８から入力される雑音分散を偏波・チャンネル間インターリーブ部２０と逆方向に並べ替える。
【０１１２】
このように、送信装置３は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０により、複数チャンネル分のキャリアシンボルの順序を偏波間及びチャンネル間で並べ替え、送信アンテナ１９ごとにインターリーブ処理されたデータを生成し、複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を送信する。また、受信装置４は、複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を受信し、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１及び雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２により、送信装置３によりインターリーブ処理された複数チャンネル分のデータを偏波間及びチャンネル間でデインターリーブ処理する。このため、第２の実施形態の送信装置３及び受信装置４によれば、複数チャンネルを用いたバルク伝送を行う際についても第１の実施形態と同様に、偏波間に受信レベル差があった場合でも、誤りデータを多く含む片偏波側のデータを分散させることができる。更に、片方のチャンネルのみ同一チャンネル干渉が発生した場合でも、誤りデータを多く含む片チャンネル側のデータを分散させることができる。結果、誤り訂正符号の効果を向上させ、ＢＥＲ特性を改善することができるようになる。
【０１１３】
また、受信装置４はＭＩＭＯ検出部２６の前に時間デインターリーブ部２５を配置しており、送信装置３は偏波・チャンネル間インターリーブ部２０の後に時間インターリーブ部１６を配置している。したがって、本発明によれば、繰り返し復調・復号処理を行う受信装置４を、回路規模を増大させることなく実現することが可能となる。
【０１１４】
上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【０１１５】
例えば、上述の実施形態では送信装置１の誤り訂正符号化部１１が内符号としてＬＤＰＣ符号を採用する場合について説明したが、内符号としてＬＤＰＣ符号を採用しない場合には、受信装置２は雑音分散算出部２８、雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９、及びＬＬＲ算出部３０を備えなくてよい。また、上述の実施形態では本発明による送信装置及び受信装置を２×２のＭＩＭＯ伝送に適用する場合について説明したが、２×４や４×４のＭＩＭＯ伝送にも適用することができるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
このように、本発明は、ＳＤＭ−ＭＩＭＯ伝送を行うＭＩＭＯシステムに有用である。
【符号の説明】
【０１１７】
１，３      送信装置
２，４      受信装置
１１        誤り訂正符号化部
１２        ビットインターリーブ部
１３        データ分配部（アンテナストリームデマルチプレクサ）
１４        マッピング部
１５        偏波間インターリーブ部（ＭＩＭＯプリコーダ）
１６−１，１６−２，１６−３，１６−４  時間インターリーブ部
１７−１，１７−２，１７−３，１７−４  周波数インターリーブ部
１８−１，１８−２，１８−３，１８−４  ＯＦＤＭ出力処理部
１９−１，１９−２，１９−３，１９−４  送信アンテナ
２０        偏波・チャンネル間インターリーブ部
２１−１，２１−２，２１−３，２１−４  受信アンテナ
２２−１，２２−２  ＯＦＤＭ入力処理部
２３，２３−１，２３−２  伝送路応答算出部
２４−１，２４−２，２４−３，２４−４  周波数デインターリーブ部
２５−１，２５−２，２５−３，２５−４  時間デインターリーブ部
２６，２６−１，２６−２  ＭＩＭＯ検出部
２７        データ偏波間デインターリーブ部
２８        雑音分散算出部
２９        雑音分散値偏波間デインターリーブ部
３０        ＬＬＲ算出部
３１        データ統合部
３２        ビットデインターリーブ部
３３        誤り訂正符号復号部
４１        データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部
４２        雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部
１８０−１  第１チャンネル用出力処理部
１８０−２  第２チャンネル用出力処理部
１８１−１，１８１−２，１８１−３，１８１−４  ＯＦＤＭフレーム構成部
１８２−１，１８２−２，１８２−３，１８２−４  ＩＦＦＴ部
１８３−１，１８３−２，１８３−３，１８３−４  ＧＩ付加部
２２０−１  第１チャンネル用入力処理部
２２０−２  第２チャンネル用入力処理部
２２１−１，２２１−２，２２１−３，２２１−４  ＧＩ除去部
２２２−１，２２２−２，２２２−３，２２２−４  ＦＦＴ部
２２３−１，２２３−２，２２３−３，２２３−４  パイロット信号抽出部
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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