(57)【要約】  ２つ以上のアンテナ１６０、１６１と、送信系列をアンテナの個数に応じた数の複数の系統に分け、複数の系統にわけた送信系列を変調してそれぞれの系統の変調シンボルを生成する変調器１１０と、複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの変調シンボルに対して互いに異なる位相回転量を示す係数を決定する係数決定部１２０と、それぞれの系統の変調シンボルを当該変調シンボルに対して決定された係数に基づいて位相回転する位相回転器１３０、１３１と、それぞれの系統について位相回転後の変調シンボルを差動時空間符号化して送信シンボルを生成する符号化器１４０と、複数の系統について、それぞれの系統の送信シンボルを無線で送信する送信信号に変換し、アンテナのいずれかに入力する送信器１５０と、を備える。
2016194196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のアンテナと、
送信系列を前記アンテナの個数に応じた数の複数の系統に分け、前記複数の系統にわけた送信系列を変調してそれぞれの前記系統の変調シンボルを生成する変調器と、
前記複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの前記変調シンボルに対して互いに異なる位相回転量を示す係数を決定する係数決定部と、
それぞれの前記系統の前記変調シンボルを当該変調シンボルに対して決定された前記係数に基づいて位相回転する位相回転器と、
それぞれの前記系統について位相回転後の前記変調シンボルを差動時空間符号化して送信シンボルを生成する符号化器と、
前記複数の系統について、それぞれの前記系統の前記送信シンボルを無線で送信する送信信号に変換し、前記アンテナのいずれかに入力する送信器と、
を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記変調器は複数の送信系列が入力され、当該入力された複数の送信系列を前記複数の系統に分けた送信系列として変調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】
前記係数決定部は、前記複数の送信系列のそれぞれに対応して振幅の異なる前記係数を決定し、前記振幅は前記複数の送信系列のそれぞれに対して定められた伝送品質に応じた値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４】
前記係数決定部は、前記複数の送信系列のそれぞれに対応して振幅の異なる前記係数を決定し、それぞれの前記送信系列に対応する前記振幅は前記アンテナから送信されるそれぞれの信号の送信電力の和を一定にする値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５】
前記係数決定部は、それぞれの前記系統において連続する前記変調シンボル間の位相回転量の差が一定となる前記係数を決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信装置。
【請求項６】
前記係数決定部は、それぞれの前記系統において連続する前記変調シンボル間の位相回転量の差が異なる値となる前記係数を決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信装置。
【請求項７】
差動時空間符号化されて送信された無線信号を受信するアンテナと、
前記アンテナが受信した無線信号を受信シンボルに変換する受信器と、
前記受信シンボルを前記差動時空間符号化に応じて定まる数の複数の系統に直列並列変換する直列並列変換器と、
前記複数の系統について、それぞれの前記系統の前記受信シンボルを差動時空間復号して復号シンボルを取得する復号器と、
前記複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの前記復号シンボルに対して互いに異なる位相回転量を示す係数を決定する係数決定部と、
それぞれの前記系統の前記復号シンボルを当該復号シンボルに対して決定された前記係数に基づいて位相回転する位相回転器と、
前記複数の系統について、それぞれの前記系統の位相回転された前記復号シンボルを復調して受信系列を取得する復調器と、
を備えたことを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、差動時空間符号化を用いる送信ダイバーシチ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では、伝送路で生じるフェージングに対して性能を改善する技術として送信ダイバーシチが用いられる。送信ダイバーシチの一つに、１つの送信系列から直交する複数の系列を生成し、それぞれを異なるアンテナから送信する時空間符号化（ＳＴＢＣ：Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）がある。さらに、受信装置での伝送路推定を不要にする差動符号化と時空間符号化とを組み合わせた差動時空間符号化（ＤＳＴＢＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）が検討されている（非特許文献１）。【０００３】
非特許文献１では、２個の送信アンテナを使用し、位相変調されたシンボルを２シンボル毎に差動時空間符号化する送信方法および受信方法が開示されている。差動時空間符号化による送信ダイバーシチ効果で伝送路の変動を補償されるので、受信装置では送信されたシンボルを正しく取得することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】V.Tarokoh, H.Jafrkhani、”A Differential Detection Scheme for Transmit Diversity”、 IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL.18, NO.7, JULY 2000, pp.1169-1174.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような従来の差動時空間符号化を用いる送信装置が送信した信号は、受信装置において正しいシンボルを取得できることから、第三者によって傍受された場合にも比較的容易に送信系列が第三者に取得されてしまうという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、差動時空間符号化を用いる送信装置および受信装置であって、第三者が傍受によって送信系列を取得することが困難な信号を送信する送信装置、およびその送信信号を受信する受信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の送信装置は、２つ以上のアンテナと、送信系列をアンテナの個数に応じた数の複数の系統に分け、複数の系統にわけた送信系列を変調してそれぞれの系統の変調シンボルを生成する変調器と、複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの変調シンボルに対して互いに異なる位相回転量を示す係数を決定する係数決定部と、それぞれの系統の変調シンボルを当該変調シンボルに対して決定された係数に基づいて位相回転する位相回転器と、それぞれの系統について位相回転後の変調シンボルを差動時空間符号化して送信シンボルを生成する符号化器と、複数の系統について、それぞれの系統の送信シンボルを無線で送信する送信信号に変換し、いずれかのアンテナに入力する送信器と、を備えるようにしたものである。【０００７】
この発明の受信装置は、差動時空間符号化されて送信された無線信号を受信するアンテナと、アンテナが受信した無線信号を受信シンボルに変換する受信器と、受信シンボルを差動時空間符号化に応じて定まる数の複数の系統に直列並列変換する直列並列変換器と、複数の系統について、それぞれの系統の受信シンボルを差動時空間復号して復号シンボルを取得する復号器と、複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの復号シンボルに対して互いに異なる位相回転量を示す係数を決定する係数決定部と、それぞれの系統の復号シンボルを当該復号シンボルに対して決定された係数に基づいて位相回転する位相回転器と、複数の系統について、それぞれの系統の位相回転された復号シンボルを復調して受信系列を取得する復調器と、を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の送信装置および受信装置によれば、この発明の送信装置が送信した差動時空間符号化された送信信号が傍受された場合、差動時空間復号が行われたとしても、送信装置において変調シンボルに加えられた変調シンボル毎に位相回転量の異なる位相回転を戻すことができず、正しく復調することができない。一方、この発明の受信装置によれば送信装置で変調シンボルに加えられた位相回転を元に戻して正しく復調することができ、第３者に傍受された場合にも傍受した第３者に送信系列を取得されにくい通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る送信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る受信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る送信装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る送信装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。
【図５】実施の形態１の送信装置におけるビット列とシンボルの対応関係の一例を示す表である。
【図６】実施の形態１の送信装置におけるシンボルの複素平面における配置例を示すグラフである。
【図７】この発明の実施の形態２に係る送信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る受信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面においては同一もしくは相当する部分に同一の符号を付している。
【００１１】
実施の形態１．
はじめに送信装置について説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る送信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。この発明に係る送信装置は差動時空間符号化した信号を無線送信する装置である。図１に示す送信装置は変調器１１０、係数決定部１２０、位相回転器である乗算器１３０および乗算器１３１、符号化器１４０、送信器１５０、送信器１５１、アンテナ１６０、アンテナ１６１を備えている。なお、アンテナ数は３個以上であってもよく、その他の構成もアンテナ数に応じた差動時空間符号化に対応して変更して良い。
【００１２】
図１の送信装置が無線で送信する送信系列（ビット列とする）は変調器１１０に入力され、変調器１１０は入力されたビット列を変調する。この実施の形態では上述の通り２個のアンテナ１６０、１６１を用いる形態を前提としており、変調器１１０は送信系列を２つの系統に分けて変調し、２つの系統の変調シンボルを生成して、一方の系統の変調シンボル（変調シンボル１とする）を乗算器１３０に、もう一方の系統の変調シンボル（変調シンボル２とする）を乗算器１３１に入力する。なお、変調器１１０が行う変調は位相変調や直交振幅変調など既知の変調方式で行えばよい。また、変調シンボル１と変調シンボル２とで異なる変調を行ってもよい。
【００１３】
係数決定部１２０は乗算器１３０、乗算器１３１がそれぞれ入力された変調シンボル１、変調シンボル２に乗算する係数を決定する。乗算器１３０、乗算器１３１はそれぞれ、変調器１１０から入力された変調シンボル１と変調シンボル２に対して係数決定部１２０から入力された係数を乗算して、入力されたシンボルの位相を回転して出力する。乗算器１３０、乗算器１３１の出力は符号化器１４０に入力され、符号化器１４０は差動時空間符号の符号化（ＤＳＴＢＣ符号化）を行って、符号化後の２系統の送信シンボルを出力する。そして、送信器１５０と送信器１５１は符号化器１４０が出力した２系統の送信シンボルをそれぞれ無線で送信する送信信号に変換してアンテナ１６０とアンテナ１６１に出力する。そして、アンテナ１６０とアンテナ１６１は入力された送信信号を無線送信する。
【００１４】
変調器１１０、係数決定部１２０、乗算器１３０、乗算器１３１、符号化器１４０、送信器１５０、送信器１５１はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの回路によって実現することが可能である。また、変調器１１０、係数決定部１２０、乗算器１３０、乗算器１３１、符号化器１４０、さらには、送信器１５０、送信器１５１が行うデジタル処理についてはプロセッサとメモリを含む周辺回路を含むハードウェアを用いて、プロセッサで実行されるプログラムで実現することも可能である。図３は変調器１１０、係数決定部１２０、乗算器１３０、乗算器１３１、符号化器１４０、送信器１５０、送信器１５１をＡＳＩＣ３００で実現した送信装置のハードウェア構成の一例である。なお、これらの機能のうち例えば変調器１１０、係数決定部１２０、乗算器１３０、乗算器１３１、符号化器１４０などの一部のみをＡＳＩＣで実現することも考えられる。また、図４は変調器１１０、係数決定部１２０、乗算器１３０、乗算器１３１、符号化器１４０の機能をプログラムで実現した送信装置のハードウェア構成の一例であり、プロセッサ４００、メモリ４１０、インタフェース４２０を備えている。なお、インタフェース４２０は送信系列を外部から受け取るインタフェースである。なお、送信系列を生成する機能をプロセッサ４００で実行されるプログラムで実現することも可能である。
【００１５】
次にこの発明の実施の形態１に係る送信装置の動作を説明する。変調器１１０は送信するビット列が入力されると、入力されたビット列をアンテナの個数に対応して２つの系統に分けてそれぞれを変調し、複素数で表される変調シンボル１（ｓ１）、変調シンボル２（ｓ２）を出力する。なお、以下の説明では変調方式として４値の位相変調（ＱＰＳＫ）を用いる場合を例にする。上述の通りこの発明は変調方式をＱＰＳＫに限定するものではなく、８ＰＳＫ、１６ＰＳＫあるいはその他の位相変調以外の変調方式であってもよい。
【００１６】
ＱＰＳＫによる変調では２ビットのビット列に１個のシンボルが対応付けられる。図５にＱＰＳＫを用いる場合のビット列とシンボルの対応関係の一例を示す。また、図６にＱＰＳＫの各シンボルを複素平面（ＩＱ平面）に表した場合の配置を示す。図６ではシンボルを信号点（●）で表し、各信号点（●）に付記されている数字が対応するビット列を表している。図６に示すように、入力されたビット列をＱＰＳＫで変調した場合、出力されるシンボルはＩＱ平面上で象限が異なる４つの信号点のいずれかになる。なお、ＱＰＳＫでは２個のシンボルを出力するためには４ビットの入力が必要であるので、変調器１１０は４ビットを入力される毎に１ブロックのシンボル（変調シンボル１と変調シンボル２）を出力する。
【００１７】
一方、係数決定部１２０は乗算器１３０、乗算器１３１が変調器１１０の出力である変調シンボル１と変調シンボル２に乗算する係数（ｘ１、ｘ２）を決定する。係数決定部１２０が行う係数決定の方法の具体例を示す。１つの例として、あらかじめ定められた単位位相回転量ｒｏｔ１［ｒａｄ］とｒｏｔ２［ｒａｄ］に基づいてシンボル毎の位相回転量θ１、θ２を以下の式１、式２により求め、求めた位相回転量θ１とθ２から係数ｘ１、ｘ２を以下の式３、式４で決定する方法がある。ここで、ｎは時系列に沿って１シンボル毎に増加するシンボル番号である。この方法によればシンボル毎に位相回転量がｒｏｔ１（もしくはｒｏｔ２）ずつ増加する。なお、単位位相回転量ｒｏｔ１、ｒｏｔ２を位相回転情報として外部から係数決定部１２０に入力して変更可能にする形態も考えられる。
【００１８】
【数１】
2016194196.tif 000003
【００１９】
【数２】
2016194196.tif 000004
【００２０】
【数３】
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【００２１】
【数４】
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【００２２】
また、別の方法としてシンボル毎に位相回転量の変動幅が変化するようにすることも考えられる。係数決定部１２０は、シンボル毎の位相回転量の系列ｒｏｔ１，ｎ、ｒｏｔ２，ｎ（ｎ＝０，１，．．．）を保持しておき、式５、式６に従ってシンボルごとに位相回転量θ１、θ２を求める。なお、係数決定部１２０が保持するｒｏｔ１，ｎ、ｒｏｔ２，ｎの個数は上限を定めておき、上限に達したときは初めに戻るようにすればよい。また、先の例と同様に係数決定部１２０の外部から位相回転情報として位相回転量の系列ｒｏｔ１，ｎ、ｒｏｔ２，ｎを入力する形態も考えられる。
【００２３】
【数５】
2016194196.tif 000007
【００２４】
【数６】
2016194196.tif 000008
【００２５】
乗算器１３０、乗算器１３１は係数決定部１２０から指定された係数を入力されたシンボルに乗算することで入力されたシンボルの位相を回転する位相回転器である。乗算器１３０、乗算器１３１は、それぞれ式７、式８に示す変調シンボル１（ｓ１）、変調シンボル２（ｓ２）と係数ｘ１、ｘ２との複素乗算を行い、位相回転シンボルｙ１、ｙ２を出力する。例えば、ＱＰＳＫで−π／８以下、＋π／８以上の位相回転をした場合、信号点が異なる象限になるので、位相回転した状態では正しく復調することができなくなる。
【００２６】
【数７】
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【００２７】
【数８】
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【００２８】
符号化器１４０は、乗算器１３０、乗算器１３１から入力される位相回転シンボルｙ１、ｙ２をＤＳＴＢＣ符号化する。ある時刻ｋ（ｋ＝１，２，．．．）に入力される位相回転シンボルｙ１，ｋ、ｙ２，ｋをＤＳＴＢＣ符号化するとき、得られる送信シンボルＣｋは以下の式９で表される。なお、Ｃ０はあらかじめ差動時空間符号化の初期値として定めるものである。
【００２９】
【数９】
2016194196.tif 000011
【００３０】
ここで、Ｙｋ、Ｃｋはそれぞれ以下の式１０、式１１で定義される。なお、＊（アスタリスク）は共役複素数を表す。
【００３１】
【数１０】
2016194196.tif 000012
【００３２】
【数１１】
2016194196.tif 000013
【００３３】
符号化器１４０はＤＳＴＢＣ符号化により得た送信シンボルを送信器１５０と送信器１５１に出力する。ここでは、符号化器１４０は２つのアンテナに対応した２つの系統の送信シンボルを出力する。符号化器１４０は送信器１５０に送信シンボルｃ１、ｋと−ｃ２，ｋ＊を、送信器１５１に送信シンボルｃ２、ｋとｃ１，ｋ＊を出力する。送信器１５０、送信器１５１はそれぞれ入力された送信シンボルを無線で送信する送信信号に変換する。なお、送信器１５０、送信器１５１が行う処理は、デジタルアナログ変換、周波数変換、フィルタ処理等の無線で送信する信号を得るために行う一般的な処理である。そして、アンテナ１６０とアンテナ１６１がそれぞれ送信器１５０、送信器１５１が出力する送信信号を無線で送信する。
【００３４】
次に受信装置について説明する。図２はこの発明の実施の形態１に係る受信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。この発明に係る受信装置は上述の差動時空間符号化した信号を無線送信する送信装置と対向し、当該無線送信された信号を受信する。図２に示す受信装置は復調器２１０、係数決定部２２０、位相回転器である除算器２３０および除算器２３１、復号器２４０、直列並列変換器２７０、送信器２５０、アンテナ２６０を備えている。
【００３５】
アンテナ２６０は対向する送信装置が無線送信した信号を受信して、受信器２５０に入力する。受信器２５０は入力された受信信号を受信シンボルに変換する。直列並列変換器２７０は受信器２５０で変換された連続する２つの受信シンボルを並列化し、２つの受信シンボルの系統にして復号器２４０に入力する。復号器２４０は入力された２つの受信シンボルの系統のそれぞれを差動時空間復号して２つのシンボル（復号シンボル１と復号シンボル２の２つの系統の復号シンボル）を取得し、一方（復号シンボル１とする）を除算器２３０に、他方（復号シンボル２とする）を除算器２３１に入力する。上述の送信装置と同様に受信装置が備えるそれぞれの機能は、ＡＳＩＣ等で構成された回路、あるいはプロセッサおよびその周辺回路で構成されたハードウェアとプロセッサ上で実行されるプログラムにより実現することが可能である。
【００３６】
係数決定部２２０は除算器２３０、除算器２３１がそれぞれに入力された復号シンボル１、復号シンボル２を除算する係数を決定する。除算器２３０、除算器２３１はそれぞれ、復号器２４０から入力された復号シンボル１と復号シンボル２を係数決定部２２０から入力された係数で除算して、それぞれ受信変調シンボル１と受信変調シンボル２を出力する。そして復調器２１０は入力された受信変調シンボル１と受信変調シンボル２を復調して復調したビット列を直列化した受信ビット列（受信系列）を出力する。
【００３７】
次に、この発明の受信装置の動作を説明する。アンテナ２６０は対向する送信装置の２つのアンテナ（図１のアンテナ１６０とアンテナ１６１）から無線で送信された信号を受信し、受信した信号を受信器２５０に出力する。受信器２５０は、受信信号をベースバンドの受信シンボルに変換する。受信器２５０が行う処理は、フィルタ処理、周波数変換、アナログデジタル変換などの無線で受信した信号をデジタル処理可能な受信シンボルに変換するための一般的な処理である。
【００３８】
直列並列変換部２７０は、受信器２５０からシリアルに入力される受信シンボルを２シンボルずつ並列化し、２つの系統の受信シンボルにして復号器２４０に出力する。並列化した２つの受信シンボルの系統について、一方の系統を受信シンボル１（ｒ１）とし、他方の系統を受信シンボル２（ｒ２）とする。復号器２４０は入力された受信シンボルを差動時空間復号（ＤＳＴＢＣ復号）する。ＤＳＴＢＣ復号は、ある時刻ｋに入力された２つの受信シンボルｒ１，ｋ、ｒ２，ｋとし、ＤＳＴＢＣ復号後のシンボルを復号シンボルｚ１，ｋ（復号シンボル１）、ｚ２，ｋ（復号シンボル２）とすると、以下の式１２で表すことができる。
【００３９】
【数１２】
2016194196.tif 000014
【００４０】
ここで、Ｒｋ、Ｚｋはそれぞれ以下の式１３、式１４で定義される。
【００４１】
【数１３】
2016194196.tif 000015
【００４２】
【数１４】
2016194196.tif 000016
【００４３】
そして復号器２４０はＤＳＴＢＣ復号で得られた復号シンボルｚ１、ｚ２をそれぞれ除算器２３０と除算器２３１に入力する。除算器２３０と除算器２３１に入力される復号シンボルは、送信装置において係数１が乗算されたシンボルに復号シンボル１（ｚ１）が対応し、送信装置において係数２が乗算されたシンボルに復号シンボル２（ｚ２）が対応するようにする。なお、これ以降では時刻を表すサフィックスｋを省略して表記している。係数決定部２２０は図１の送信装置に示した係数決定部１２０と同様であるので詳細な説明は省略する。係数決定部２２０は除算器２３０に係数ｘ１を、除算器２３１に係数ｘ2を入力する。復号シンボル１が送信装置において係数１が乗算されたシンボルに対応するようにしたり、ｎ＝０のタイミングを対向する送信装置と同期したりすることは、無線通信のフレームやスーパーフレーム等のタイミングと関連付けることで容易に行うことができる。
【００４４】
除算器２３０と除算器２３１は、それぞれ次式の通り、ＤＳＴＢＣ復号された２つの系統の復号シンボルｚ１、ｚ２を係数ｘ１、ｘ２で除算して位相回転し、受信変調シンボルu１、ｕ２を出力する。
【００４５】
【数１５】
2016194196.tif 000017
【００４６】
【数１６】
2016194196.tif 000018
【００４７】
そして、復調器２１０は、受信変調シンボルu１、ｕ２を復調して、得られたビット列を直列化して出力する。なお、復調器２１０が行う復調処理は、対向する送信装置の変調処理と対になる処理を行うものとする。この実施の形態の復調器２１０は、上述の送信装置が行うＱＰＳＫによる変調と対になる復調をする。図６に示すように、ＱＰＳＫで変調されたシンボルは４つの象限のいずれか１点を取る。そのため、受信変調シンボルu１、ｕ２がどの象限のシンボルかを判定し、該当する象限のビット列が送信されたと判定する。
【００４８】
上述のようにこの実施の形態の送信装置は、２つのアンテナと、送信系列をアンテナの個数に応じた２個の系統に分け、２個の系統にわけた送信系列を変調してそれぞれの系統の変調シンボルを生成する変調器と、２個の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの変調シンボルに対して互いに異なる位相回転量を示す係数を決定する係数決定部と、それぞれの系統の変調シンボルを当該変調シンボルに対して決定された係数を乗算して位相回転する乗算器（位相回転器）と、それぞれの系統について位相回転後の変調シンボルを差動時空間符号化して送信シンボルを生成する符号化器と、２個の系統について、それぞれの系統の送信シンボルを無線で送信する送信信号に変換し、２個のアンテナのいずれかにそれぞれ入力する送信器と、を備えるようにした。
【００４９】
また、この実施の形態の受信装置は、送信装置で差動時空間符号化されて送信された無線信号を受信するアンテナと、当該アンテナが受信した無線信号を受信シンボルに変換する受信器と、受信シンボルを送信装置が行う差動時空間符号化に応じて定まる数の2個の系統に直列並列変換する直列並列変換器と、２個の系統について、それぞれの系統の受信シンボルを差動時空間復号して復号シンボルを取得する復号器と、２個の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの復号シンボルに対して互いに異なる位相回転量を示す係数を決定する係数決定部と、それぞれの系統の復号シンボルを当該復号シンボルに対して決定された係数で除算して位相回転する除算器（位相回転器）と、２個の系統について、それぞれの系統の位相回転された復号シンボルを復調して受信系列を取得する復調器と、を備えるようにした。
【００５０】
これにより、この実施の形態の送信装置が送信した差動時空間符号化された送信信号が傍受された場合、差動時空間復号が行われたとしても、送信装置において変調シンボルに加えられた変調シンボル毎に位相回転量の異なる位相回転を戻すことができず、正しく復調することができない。一方、この実施の形態の受信装置によれば送信装置で変調シンボルに加えられた位相回転を元に戻して正しく復調することができる。このように、第３者に傍受された場合にも傍受した第３者に送信系列を取得されにくい通信を行うことができる。
【００５１】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２に係る送信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。実施の形態１に示した送信装置に対して、送信系列１が入力される変調器１１０ａと送信系列２が入力される変調器１１０ｂを備えており、変調器１１０ａの出力が変調シンボル１として乗算器１３０に、変調器１１０ｂの出力が変調シンボル２として乗算器１３１に入力されている点と係数決定部１８０を備える点が異なる。この実施の形態に係る送信装置は実施の形態１に示した送信装置と同様にＡＳＩＣ等を用いた回路、あるいはプロセッサとその周辺回路を有するハードウェアとプロセッサ上で実行されるプログラムで実現することが可能である。
【００５２】
次にこの実施の形態に係る送信装置の動作を説明する。なお、乗算器１３０、乗算器１３１、符号化器１４０、送信器１５０、送信器１５１、アンテナ１６０、アンテナ１６１の動作は実施の形態１と同様である。ここでは実施の形態１との差分を中心にこの実施の形態に係る送信装置の動作を説明する。
【００５３】
変調器１１０ａ、変調器１１０ｂはそれぞれ入力される送信系列１または送信系列２を変調する。ここでは送信系列１および送信系列２をビット系列とする。変調器１１０ａ、変調器１１０ｂは入力されたビット系列を実施の形態１の変調器１１０と同様に変調してそれぞれ変調シンボル１（ｓ１）、変調シンボル２（ｓ２）を出力する。実施の形態１の変調器１１０が２シンボルを単位として出力したのに対し、変調器１１０ａ、変調器１１０ｂはそれぞれが１シンボルずつ出力する。
【００５４】
係数決定部１８０は、乗算器１３０、乗算器１３１に対してそれぞれ係数ｘ１とｘ２を以下の式１７、式１８に基づいて決定する。なお、位相回転量θ１、θ２の決定方法は実施の形態１と同様でよい。
【００５５】
【数１７】
2016194196.tif 000019
【００５６】
【数１８】
2016194196.tif 000020
【００５７】
ここで、Ａ１、Ａ２は送信系列１と送信系列２に対応してあらかじめ定められた振幅値を表す。なお、位相回転情報と同様に外部から振幅値情報として送信系列１と送信系列２に対応した振幅値を入力するようにしてもよい。なお、振幅値Ａ１、Ａ２は以下の式１９を満たすことが望ましく、これにより、係数乗算前と係数乗算後の２シンボルの平均電力を同じにすることができ、ＤＳＴＢＣ符号化後の平均電力を一定にすることができる。
【００５８】
【数１９】
2016194196.tif 000021
【００５９】
例えば、振幅値Ａ１、Ａ２は送信系列１と送信系列２に必要な伝送品質の比率に基づいて定めることができる。具体的には、ビット列１に必要な伝送品質に対してビット列２がＰ倍の伝送品質を必要とする場合、以下の式２０を満たすようにすることが考えらえる。なお、振幅値情報として例えば上述のＰ（品質情報）を入力するようにしてもよい。
【００６０】
【数２０】
2016194196.tif 000022
【００６１】
次に、この発明の実施の形態２に係る受信装置について説明する。図８は、この発明の実施の形態２に係る受信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。実施の形態１に示した受信装置に対して、除算器２３０と除算器２３１の出力を復調する復調器２１０の代わりに、除算器２３０の出力を復調する復調器２１０ａと除算器２３１の出力を復調する復調器２１０ｂとを備え、係数決定部２１０の代わりに係数決定部２８０を備える点が異なる。この実施の形態に係る受信装置は実施の形態１に示した受信装置と同様にＡＳＩＣ等を用いた回路、あるいはプロセッサとその周辺回路を有するハードウェアとプロセッサ上で実行されるプログラムで実現することが可能である。
【００６２】
次にこの実施の形態の受信装置の動作について説明する。なお、アンテナ２６０、受信器２５０、直列並列変換器２７０、復号器２４０、除算器２３０、除算器２３１の動作は実施の形態１と同様である。ここでは実施の形態１との差分を中心にこの実施の形態に係る受信装置の動作を説明する。
【００６３】
係数決定部２８０は、図５に示す送信装置を構成する係数決定部１８０と同じものであり、同様の処理でｘ１、ｘ２を決定する。なお、振幅値Ａ１、Ａ２はあらかじめ同じ値となるように定めておけばよいし、あるいは通信開始時にそれぞれを生成するために必要な情報を送受し、生成するなどしてもよい。係数決定部２８０が決定した係数ｘ１、ｘ２を用いて除算器２３０、除算器２３１はそれぞれ入力されたシンボルの位相を回転して、受信変調シンボル１、受信変調シンボル２を出力する。これにより、対向する送信装置の乗算器１３０、乗算器１３１で加えられた位相回転を元に戻すことができる。復調器２１０ａ、復調器２１０ｂは、それぞれ受信変調シンボル１と受信変調シンボル２に対して復調処理を行い、受信系列１、受信系列２を出力する。なお、復調処理は、送信装置の変調処理で用いた変調方式に対応する処理を用いるものとする。
【００６４】
上述のようにこの実施の形態の送信装置は、２つのアンテナと、２つの送信系列が入力され、入力された２つの送信系列を２個の系統の送信系列として変調してそれぞれの系統の変調シンボルを生成する変調器と、２個の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの変調シンボルに対して互いに異なる位相回転量を示し、送信信号の振幅をそれぞれの送信系列に定められた伝送品質に応じた振幅にする係数を決定する係数決定部と、それぞれの系統の変調シンボルを当該変調シンボルに対して決定された係数を乗算して位相回転する乗算器（位相回転器）と、それぞれの系統について位相回転後の変調シンボルを差動時空間符号化して送信シンボルを生成する符号化器と、２個の系統について、それぞれの系統の送信シンボルを無線で送信する送信信号に変換し、２個のアンテナのいずれかにそれぞれ入力する送信器と、を備えるようにした。
【００６５】
この実施の形態の送信装置によれば、実施の形態１の送信装置の効果に加え、送信系列毎に異なる変調方式を用いるなど、必要な品質が異なる送信系列を送信する場合、送信系列ごとに定められた品質に応じて振幅を調整することが可能であり、送信信号の平均信号電力をより適切に調整して送信することが可能になる。
また、係数乗算前と乗算後で２個の系統の送信シンボルの平均電力を同じにするよう係数を決定することにより、差動時空間符号化後の平均電力を一定にできる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のようにこの発明の送信装置および受信装置は、差動時空間符号化された無線信号を伝送において、伝送される無線信号を傍受した第三者が送信装置から送信される送信系列を取得することを困難にすることができ、秘匿性の高い通信を提供することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  変調器、１２０  係数決定部、１３０，１３１  乗算器、１４０  符号化器、１５０、１５１  送信器、１６０、１６１  アンテナ、１８０  係数決定部、２１０、２１０ａ、２１０ｂ  復調器、２２０  係数決定部、２３０、２３１  除算器、２４０  復号器、２５０  受信器、２６０  アンテナ、２７０  直列並列変換器、２８０  係数決定部、３００  ＡＳＩＣ、４００  プロセッサ、４１０  メモリ、４２０  インタフェース。
【図１】
2016194196.tif 000023
【図２】
2016194196.tif 000024
【図３】
2016194196.tif 000025
【図４】
2016194196.tif 000026
【図５】
2016194196.tif 000027
【図６】
2016194196.tif 000028
【図７】
2016194196.tif 000029
【図８】
2016194196.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月21日(2017.3.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のアンテナと、
送信系列を前記アンテナの個数に応じた数の複数の系統に分け、前記複数の系統にわけた送信系列を変調してそれぞれの前記系統の変調シンボルを生成する変調器と、
前記複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの前記変調シンボルに対して互いに異なる位相回転量および振幅を示す係数を決定する係数決定部と、
それぞれの前記系統の前記変調シンボルを当該変調シンボルに対して決定された前記係数に基づいて位相回転および振幅調整する位相回転器と、
それぞれの前記系統について位相回転後の前記変調シンボルを差動時空間符号化して送信シンボルを生成する符号化器と、
前記複数の系統について、それぞれの前記系統の前記送信シンボルを無線で送信する送信信号に変換し、前記アンテナのいずれかに入力する送信器と、
を備え、
前記係数決定部は、複数の送信系列のそれぞれに対応して振幅の異なる前記係数を決定し、
前記振幅は前記複数の送信系列のそれぞれに対して定められた伝送品質に応じた値である
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記変調器は前記複数の送信系列が入力され、当該入力された前記複数の送信系列を前記複数の系統に分けた送信系列として変調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】
前記係数決定部は、前記複数の送信系列のそれぞれに対応して振幅の異なる前記係数を決定し、それぞれの前記送信系列に対応する前記振幅は前記アンテナから送信されるそれぞれの信号の送信電力の和を一定にする値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記係数決定部は、それぞれの前記系統において連続する前記変調シンボル間の位相回転量の差が異なる値となる前記係数を決定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項５】
差動時空間符号化されて送信された無線信号を受信するアンテナと、
前記アンテナが受信した無線信号を受信シンボルに変換する受信器と、
前記受信シンボルを前記差動時空間符号化に応じて定まる数の複数の系統に直列並列変換する直列並列変換器と、
前記複数の系統について、それぞれの前記系統の前記受信シンボルを差動時空間復号して復号シンボルを取得する復号器と、
前記複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの前記復号シンボルに対して互いに異なる位相回転量および振幅を示す係数を決定する係数決定部と、
それぞれの前記系統の前記復号シンボルを当該復号シンボルに対して決定された前記係数に基づいて位相回転および振幅調整する位相回転器と、
前記複数の系統について、それぞれの前記系統の位相回転された前記復号シンボルを復調して受信系列を取得する復調器と、
を備え、
前記係数決定部は、複数の送信系列のそれぞれに対応して振幅の異なる前記係数を決定し、
前記振幅は前記複数の送信系列のそれぞれに対して定められた伝送品質に応じた値である
ことを特徴とする受信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明の送信装置は、２つ以上のアンテナと、送信系列をアンテナの個数に応じた数の複数の系統に分け、複数の系統にわけた送信系列を変調してそれぞれの系統の変調シンボルを生成する変調器と、複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの変調シンボルに対して互いに異なる位相回転量および振幅を示す係数を決定する係数決定部と、それぞれの系統の変調シンボルを当該変調シンボルに対して決定された係数に基づいて位相回転および振幅調整する位相回転器と、それぞれの系統について位相回転後の変調シンボルを差動時空間符号化して送信シンボルを生成する符号化器と、複数の系統について、それぞれの系統の送信シンボルを無線で送信する送信信号に変換し、いずれかのアンテナに入力する送信器と、を備え、係数決定部は、複数の送信系列のそれぞれに対応して振幅の異なる係数を決定し、振幅は複数の送信系列のそれぞれに対して定められた伝送品質に応じた値であるようにしたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の受信装置は、差動時空間符号化されて送信された無線信号を受信するアンテナと、アンテナが受信した無線信号を受信シンボルに変換する受信器と、受信シンボルを差動時空間符号化に応じて定まる数の複数の系統に直列並列変換する直列並列変換器と、複数の系統について、それぞれの系統の受信シンボルを差動時空間復号して復号シンボルを取得する復号器と、複数の系統のそれぞれについて、当該系統のそれぞれの復号シンボルに対して互いに異なる位相回転量および振幅を示す係数を決定する係数決定部と、それぞれの系統の復号シンボルを当該復号シンボルに対して決定された係数に基づいて位相回転および振幅調整する位相回転器と、複数の系統について、それぞれの系統の位相回転された復号シンボルを復調して受信系列を取得する復調器と、を備え、係数決定部は、複数の送信系列のそれぞれに対応して振幅の異なる係数を決定し、振幅は複数の送信系列のそれぞれに対して定められた伝送品質に応じた値であるようにしたものである。
【国際調査報告】
2016194196.tif 000031
2016194196.tif 000032