(57)【要約】複数の副搬送波を用いる多重アンテナシステムにおいて自動再送要求を行なう誤り訂正方法及びこれを支援する送受信装置を提供する。一実施例において、所定の位相角で位相遷移させて位相遷移基盤プリコーディング行列を決定し、該当の位相遷移基盤プリコーディング行列を通じて初期パケットを伝送した後、伝送誤りが発生すると、空間多重化率が小さくなるように当該位相遷移基盤プリコーディング行列を再構成して再転送を行なったり、受信端からフィードバックされたオフセット情報または任意のオフセット情報を用いて位相遷移基盤プリコーディング行列を変更して再転送を行なう。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の副搬送波を用いる多重アンテナシステムにおける誤り訂正方法であって、
所定の位相角で位相遷移（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）させた位相遷移基盤プリコーディング行列を決定する段階と、
前記位相遷移基盤プリコーディング行列を用いて各副搬送波シンボルをパケット単位に受信端に伝送する初期伝送段階と、
受信端から伝送誤り信号が受信された場合、空間多重化率が小さくなるように前記位相遷移基盤プリコーディング行列を再構成する段階と、
前記再構成された位相遷移基盤プリコーディング行列を用いて前記初期伝送した副搬送波シンボルを再転送する段階と、
を含む、誤り訂正方法。
【請求項２】
前記プリコーディング行列再構成段階は、
前記決定された位相遷移基盤プリコーディング行列から、前記小さくなった空間多重化率に相応する個数の列（ｃｏｌｕｍｎ）を選択する段階と、
前記選択された列のみからなるようにプリコーディング行列を再構成する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の誤り訂正方法。
【請求項３】
前記初期伝送したパケットのうちの一部パケットにのみ誤りが発生した場合、
前記再転送段階では前記誤りの発生した一部パケットのみを再転送し、このとき、再転送が完了するまで新しいパケットの伝送は行なわれないことを特徴とする、請求項１に記載の誤り訂正方法。
【請求項４】
前記初期伝送したパケットのうちの一部パケットにのみ誤りが発生した場合、
前記再転送段階では前記誤りの発生した一部パケットは再転送し、その他のパケットは新しいパケットとして伝送することを特徴とする、請求項１に記載の誤り訂正方法。
【請求項５】
前記再転送段階は、前記誤りの発生したパケットが送信されたアンテナ以外のアンテナを通じて再伝送を行なうことを特徴とする、請求項３または４に記載の誤り訂正方法。
【請求項６】
前記再転送段階は、チャネル状態の良好なアンテナを選択して再転送を行なうことを特徴とする、請求項３に記載の誤り訂正方法。
【請求項７】
前記初期伝送段階は、それぞれのアンテナに相異なる副搬送波シンボルを伝送し、
前記初期伝送したパケットの全部に誤りが発生した場合、前記再転送段階は、各アンテナに対する副搬送波シンボルが直交性を持つようにして伝送することを特徴とする、請求項１に記載の誤り訂正方法。
【請求項８】
複数の副搬送波を用いる多重アンテナシステムにおける誤り訂正方法であって、
所定の位相角で位相遷移（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）させた位相遷移基盤プリコーディング行列を決定する段階と、
前記位相遷移基盤プリコーディング行列を用いて各副搬送波シンボルをパケット単位に受信端に伝送する初期伝送段階と、
受信端から伝送誤り信号が受信された場合、所定のオフセット情報を前記プリコーディング行列に反映するオフセット適用段階と、
前記オフセット情報が反映された位相遷移基盤プリコーディング行列を用いて、前記初期伝送した副搬送波シンボルを再転送する段階と、
を含む、誤り訂正方法。
【請求項９】
前記オフセット情報は、受信端からフィードバックされたものであることを特徴とする、請求項８に記載の誤り訂正方法。
【請求項１０】
前記オフセット情報は、送信端で任意に設定されたものであることを特徴とする、請求項８に記載の誤り訂正方法。
【請求項１１】
前記オフセット情報は、副搬送波インデックスオフセット情報または位相値オフセット情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項９または１０に記載の誤り訂正方法。
【請求項１２】
前記オフセット情報は、全ての副搬送波に適用される副搬送波インデックスオフセット情報であり、前記副搬送波オフセット情報は、固定値であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の誤り訂正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の副搬送波を用いる多重アンテナシステムで自動再送要求を行なう誤り訂正方法及びこれを支援する送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信サービスの普遍化と様々なマルチメディアサービスの登場、そして高品質サービスの出現などに伴って無線通信サービスに対する要求が急速に増大してきている。これに能動的に対処するには、通信システムの容量を増大する一方で、データの伝送信頼度を高めなければならない。無線通信環境で通信容量を増やすための方案としては、利用可能な周波数帯域を新しく見出す方法と、与えられた資源の効率性を高める方法が考えられる。なかでも、後者の方法として、送受信機に複数のアンテナを装着して資源活用のための空間的な領域をさらに確保することによってダイバーシティ利得を取ったり、それぞれのアンテナを通じてデータを並列に伝送することによって伝送容量を高めるいわゆる多重アンテナ送受信技術が最近大きく注目され、活発に開発されている。
【０００３】
かかる多重アンテナ送受信技術の中でも特に直交周波数分割多重化方式（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いる多重入力多重出力（ＭＩＭＯ；Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）システムの一般的な構造について、図１を参照しつつ説明する。
【０００４】
送信端において、チャネルエンコーダ１０１は、伝送データビットに冗長ビットを加えてチャネルや雑音による影響を減らす役割を担当し、マッパー１０３は、データビット情報をデータシンボル情報に変換し、直列−並列変換器１０５は、データシンボルを複数の副搬送波に載せるために並列化する役割を担当し、多重アンテナエンコーダ１０７は、並列化されたデータシンボルを時空間信号に変換する。受信端での多重アンテナデコーダ１０９、並列−直列変換器１１１、デマッパー１１３及びチャネルデコーダ１１５は、送信端での多重アンテナエンコーダ１０７、直列−並列変換器１０５、マッパー１０３及びチャネルエンコーダ１０１の逆機能をそれぞれ行なう。
【０００５】
多重アンテナＯＦＤＭシステムでは、データの伝送信頼度を高めるための様々な技術が要求されるが、具体的には、時空間符号（Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｅ；ＳＴＣ）、循環遅延ダイバーシティ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ＣＤＤ）、アンテナ選択（Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ＡＳ）、アンテナホッピング（Ａｎｔｅｎｎａ  Ｈｏｐｐｉｎｇ；ＡＨ）、空間多重化（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＳＭ）、ビームフォーミング（Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ；ＢＦ）、プリコーディング（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）などがある。以下、これらの技法のうち主要技法についてより詳細に説明する。
【０００６】
時空間符号は、多重アンテナ環境で同じ信号を連続して送るが、反復伝送時には異なるアンテナを通じて伝送することによって空間ダイバーシティ利得を得る技法である。次の行列式は、２個の送信アンテナを持つシステムで用いられる最も基本的な時空間符号を表す。
【０００７】
【化１】
2010500790.tif 000003
この行列式で、行はアンテナを表し、列はタイムスロットを表す。
【０００８】
循環遅延ダイバーシティは、複数の送信アンテナを持つシステムでＯＦＤＭ信号を伝送する場合、全てのアンテナがそれぞれ異なる遅延または異なる大きさで信号を伝送することによって受信端で周波数ダイバーシティ利得を得る技法である。図２には、循環遅延ダイバーシティ技法を用いる多重アンテナシステムの送信端構成を示す。
【０００９】
ＯＦＤＭシンボルは、直列−並列変換器及び多重アンテナエンコーダを通して各アンテナ別に分離して伝達された後、チャネル間干渉を防止するための循環前処理部（ＣＰ；Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）が加えられて受信端に転送される。この時、最初のアンテナに伝達されるデータシーケンスはそのまま受信端に転送されるが、その次の順番のアンテナに伝達されるデータシーケンスは、直前順番のアンテナに比べて一定ビットだけ循環遅れて転送される。
【００１０】
一方、このような循環遅延ダイバーシティ技法を周波数領域で具現すると、上記の循環遅延は位相シーケンスの積で表現できる。すなわち、図３に示すように、周波数領域での各データシーケンスに、アンテナ別に異なって設定される所定の位相シーケンス（位相シーケンス１〜位相シーケンスＭ）を乗じた後、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行なって受信端に伝送できるが、これを位相遷移ダイバーシティ（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）技法という。
【００１１】
位相遷移ダイバーシティ技法によれば、フラットフェージングチャネル（ｆｌａｔ  ｆａｄｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）を周波数選択性チャネルに変化させることができ、チャネル符号を通じて周波数ダイバーシティ利得または周波数スケジューリング利得を得ることができる。すなわち、図４に示すように、位相遷移ダイバーシティ技法で大きい値の循環遅延を用いて位相シーケンスを生成する場合には周波数選択性周期が短くなるので、周波数選択性が高くなり、結局としてチャネル符号は周波数ダイバーシティ利得を得ることができる。これは主として開ループシステムで用いられる。
【００１２】
また、小さい値の循環遅延を用いる場合には周波数選択性の周期が長くなるので、閉ループシステムではこれを用いてチャネルが最も良好な領域に資源を割り当てることによって周波数スケジューリング利得を得ることができる。すなわち、図４に示すように、位相遷移ダイバーシティ技法で小さい値の循環遅延を用いて位相シーケンスを生成する場合にはフラットフェージングチャネルの一定副搬送波領域はチャネル大きさが大きくなり、他の副搬送波領域はチャネル大きさが小さくなることとなる。この場合、複数の使用者を受容するＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）システムで、各使用者別にチャネル大きさが大きくなった副搬送波を通じて信号を伝送すると信号対雑音比が高められるわけである。
【００１３】
一方、プリコーディング技法（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  ｓｃｈｅｍｅ）には、閉ループシステムでフィードバック情報が有限である場合に用いられるコードブック基盤のプリコーディング（ｃｏｄｅｂｏｏｋ  ｂａｓｅｄ  ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）方式と、チャネル情報を量子化（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）してフィードバックする方式がある。なかでも、コードブック基盤のプリコーディングは、送受信端で既に知っているプリコーディング行列のインデックスを送信端にフィードバックすることによって信号対雑音比（ＳＮＲ）利得を得る方式である。
【００１４】
図５には、上記コードブック基盤のプリコーディングを用いる多重アンテナシステムの送受信端構成を示す。ここで、送信端及び受信端はそれぞれ有限なプリコーディング行列Ｐ１〜ＰＬを持っており、受信端ではチャネル情報を用いて最適のプリコーディング行列インデックスｌを送信端にフィードバックし、送信端では、フィードバックされたインデックスに該当するプリコーディング行列を伝送データχ１〜χＭｔに適用する。参考として、下記の表１に、２個の送信アンテナを有し、空間多重化率２を支援するＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムで３ビットのフィードバック情報を使用する時に適用できるコードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）の一例を示す。
【００１５】
【表１】
2010500790.tif 000004
一方、無線通信環境でデータ伝送の信頼度を高めるための方案には、自動再送要求（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔｒｅ  Ｑｕｅｓｔ；ＡＲＱ）技法、ハイブリッド自動再送要求（Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ；ＨＡＲＱ）技法などを上げることができる。これらの技法について詳細に説明すると、下記の通りである。
【００１６】
多重副搬送波及びこれと類似な形態で運営されるシステムでは、時間−周波数領域で定義される資源ブロックを定義し、これを一つの単位として使用する。ダウンリンクで、基地局は、定められたスケジューリング規則に従って特定端末に１個以上の資源ブロックを割り当て、当該資源ブロックを通じてデータを伝送する。また、アップリンクで、基地局は、定められたスケジューリング規則に従って特定端末を選択し、該当の端末に資源ブロックを割り当てると、該当端末は割り当てられた資源ブロックを通じて基地局にデータを伝送する。この時、ダウンリンクまたはアップリンクで転送されたデータにフレームに損失や損害が発生する場合、該当の誤りを訂正するためにＡＲＱ及びＨＡＲＱなどが用いられる。
【００１７】
ここで、ＨＡＲＱの種類には、チャネル適応型（ｃｈａｎｎｅｌ−ａｄａｐｔｉｖｅ）ＨＡＲＱ／チャネル固定型（ｃｈａｎｎｅｌ−ｎｏｎ−ａｄａｐｔｉｖｅ）ＨＡＲＱ、チェース結合（Ｃｈａｓｅｃ  ｏｍｂｉｎｉｎｇ）技法／増分リダンダンシ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）技法などを挙げることができる。チャネル固定型ＨＡＲＱは、再転送時にフレームの変調や用いる資源ブロックの数などが初期伝送時に定められたまま行なわれる方式で、チャネル適応型ＨＡＲＱは、これらの要素を現在チャネル状態にしたがって可変する方式である。例えば、送信側で初期伝送時に８個の資源ブロックを用いてデータを伝送したとすれば、以降、再転送時にも同様に８個の資源ブロックを用いて再転送するのがチャネル固定型ＨＡＲＱであり、初期には８個の資源ブロックを用いて伝送したとしても、以降、チャネル状態にしたがって８個よりも大きいか小さい数の資源ブロックを用いて再転送するのがチャネル適応型ＨＡＲＱである。
【００１８】
また、再転送時にどんなパケットを伝送するかによってチェース結合（Ｃｈａｓｅ  ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）技法と増分リダンダンシ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）技法とに区分できる。チェース結合技法は、図６に示すように、１番目に伝送したパケットに誤りが発生した場合に２番目または３番目の伝送時に該当のパケットと同じフォーマットのパケットまたは同じデータシンボルを他の形態として再転送するもので、受信側でパケットを復調できない場合に送信側にＮＡＫメッセージを伝送するという点で上記ＡＲＱに似ているが、既に受信したパケットを一定時間バッファーに保存しておき、該当フレームが再転送された場合にこれをあらかじめ受信したフレームと結合（ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）することによって受信成功率を高めるという点で異なる。増分リダンダンシ技法は、初期伝送時に送ったパケットとは異なるフォーマットのパケットを再転送できるという点でチェース結合技法と異なる。すなわち、図７に示すように、２番目または３番目の再転送を行なう時にチャネル符号の追加的なパリティ部分のみを再転送し、チャネル符号化率を下げることによってパケット誤りを訂正する方式である。
【００１９】
その他にも、初期データの伝送に失敗した場合、以降の再転送がシステムにより定められたタイミングになされるか否かによって同期式（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）ＨＡＲＱと非同期式（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）ＨＡＲＱとに区分できる。
【００２０】
上述した多重アンテナ関連技法及び自動再送要求関連技法は互いに独立して発展してきたため、両者の結合によるシナジー効果が得られなかったのが事実である。これを解決するための方案として、時空間符号基盤ＨＡＲＱが提案されたことがある。時空間符号基盤ＨＡＲＱは、多重アンテナシステムで用いられるもので、図８に示すように、初期伝送時にはＢＬＡＳＴ（Ｂｅｌｌ  Ｌａｂｓ  Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ）技法を通じてデータ伝送量を増加させ、特定タイムスロットのシンボルＳ１，Ｓ２にエラーが発生すると該当のタイムスロットのシンボルに対して時空間符号を適用して再転送することによって伝送信頼度を高める方式である。
【００２１】
しかし、このような時空間符号基盤ＨＡＲＱは、第一、チャネルの変化速度が相対的に遅いフラットフェージングチャネルを前提とするという点で限界があり、第二、多重符号語（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）を使用する場合、多数の符号語のうち一部にのみ誤りが発生しても全体符号語を再転送しなければならないという点で非効率的であり、第三、初期伝送をＢＬＡＳＴのような空間多重化技法で行なわなくてはならないという点で柔軟性が落ち、第四、増分リダンダンシのような適応型ＡＲＱを適用できないという点で効率的な誤り訂正が不可能であるという限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、多重アンテナ関連技法及び自動再送要求関連技法を結合してデータ伝送の速度及び信頼度を同時に向上させることができる、複数の副搬送波を用いる多重アンテナシステムにおける誤り訂正方法及びこれを支援する送受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の上のような目的を達成するための本発明の一様態は、複数の副搬送波を用いる多重アンテナシステムにおける誤り訂正方法に関するもので、所定の位相角で位相遷移（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）させた位相遷移基盤プリコーディング行列を決定する段階と、前記位相遷移基盤プリコーディング行列を通じてプリコーディングされた各副搬送波シンボルをパケット単位に受信端に伝送する初期伝送段階と、受信端から伝送誤り信号が受信された場合、空間多重化率が小さくなるように前記位相遷移基盤プリコーディング行列を再構成する段階と、前記再構成された位相遷移基盤プリコーディング行列を通じて前記初期伝送した副搬送波シンボルをプリコーディングした後にパケット単位に受信端に伝送する再転送段階と、を含み、ここに、受信端からフィードバックされたオフセット情報を前記プリコーディング行列に反映するオフセット適用段階がさらに含まれることができる。
【００２４】
また、上記の目的を達成するための本発明の他の様態は、複数の副搬送波を用いる多重アンテナシステムにおける誤り訂正方法をこれを支援する送受信装置に関するもので、所定の位相角で位相遷移（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）させたプリコーディング行列を決定するプリコーディング行列決定モジュールと、受信端から伝送誤り信号が受信された場合、空間多重化率が小さくなるように前記プリコーディング行列を再構成するプリコーディング行列再構成モジュールと、前記プリコーディング行列を通じて各副搬送波シンボルをプリコーディングするプリコーディングモジュールと、を含んでなり、ここに、受信端からフィードバックされたオフセット情報を前記プリコーディング行列に反映するオフセット適用モジュールがさらに含まれることができる。
【００２５】
これらの両様態において、プリコーディング行列の再構成は、前記決定された位相遷移基盤プリコーディング行列から前記小さくなった空間多重化率に相応する個数の列（ｃｏｌｕｍｎ）を選択した後、前記選択された列のみからなるようにプリコーディング行列を再構成してなることができる。
【００２６】
また、前記初期伝送したパケットのうちの一部パケットにのみ誤りが発生した場合、前記再転送段階では前記誤りの発生した一部パケットのみを再転送する。このとき、再転送が完了するまで新しいパケットの伝送は行なわれなくても良く、前記誤りの発生した一部パケットを再転送すると同時に、その他のパケットは新しいパケットとして伝送することができる。両者の場合において、前記誤りの発生したパケットは、送信されたアンテナ以外のアンテナを通じて再転送されるようにしても良く、チャネル状態が良好なアンテナを選択して再転送されるようにしても良い。
【００２７】
また、一部パケットに誤りが発生した場合には上記の方式の通りに再転送を行なうが、パケットの全部に誤りが発生した場合には、前記初期パケット伝送は、それぞれのアンテナに相異なる副搬送波シンボルを伝送し、前記パケット再転送は、各アンテナに対する副搬送波シンボルが直交性を持つようにして伝送する方式を採用することができる。
【００２８】
本発明のさらに他の様態において、複数の副搬送波に基盤した多重アンテナシステムにおける誤り訂正方法は、所定の位相角で位相遷移された位相遷移基盤プリコーディング行列を決定する段階と、前記位相遷移基盤プリコーディング行列を用いてパケット単位に各副搬送波シンボルを受信機に初期伝送する段階と、否定確認信号（ＮＡＣＫ）が受信機から受信される場合、所定のオフセット情報を前記プリコーディング行列に適用する段階と、前記オフセット情報の適用された位相遷移基盤プリコーディング行列を用いて、初期転送された副搬送波シンボルを再転送する段階と、を含む。
【００２９】
本発明のさらに他の様態において、送受信装置は、所定の位相角で位相遷移されたプリコーディング行列を決定するプリコーディング行列決定モジュールと、受信機からフィードバックされたオフセット情報を前記プリコーディング行列に適用するオフセット適用モジュールと、前記プリコーディング行列を通じて各副搬送波シンボルをプリコーディングするプリコーディングモジュールと、を含む、多重アンテナシステムで複数の副搬送波に基盤する誤り訂正方法を支援する装置とする。
【００３０】
ここで、前記オフセット情報は、副搬送波インデックスオフセット情報であるか、位相値オフセット情報であり、これら両情報を同時に適用しても良い。また、前記オフセット情報は、全ての副搬送波に適用される副搬送波インデックスオフセット情報であり、この副搬送波オフセット情報は固定値である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】多重送受信アンテナを備える直交周波数分割多重化システムのブロック構成図である。
【図２】従来の循環遅延ダイバーシティ技法を用いる多重アンテナシステムの送信端構成図である。
【図３】従来の位相遷移ダイバーシティ技法を用いる多重アンテナシステムの送信端構成図である。
【図４】従来の位相遷移ダイバーシティ技法の２つの適用例を示すグラフである。
【図５】従来のプリコーディング技法を用いる多重アンテナシステムの送受信端構成図である。
【図６】ＨＡＲＱのうち、チェース結合技法の概念を示す図である。
【図７】ＨＡＲＱのうち、増分リダンダンシ技法の概念を示す図である。
【図８】時空間符号基盤ＨＡＲＱ技法の概念を示す図である。
【図９】４個のアンテナを有しながら空間多重化率が２であるシステムにおいて従来の位相遷移ダイバーシティ技法が行なわれる過程を示す図である。
【図１０】図９のシステムで本発明の位相遷移基盤プリコーディング技法が行なわれる過程を示す図である。
【図１１】図１０のシステムで本発明の位相遷移基盤プリコーディング技法に用いられるプリコーディング行列を示す図である。
【図１２】ＭＣＷ構造で同時に転送された複数のパケットの全てにおいて誤りが発生した場合に使われる初期伝送及び再転送時のプリコーディング行列を示す図である。
【図１３】ＭＣＷ構造で同時に転送された複数のパケットの一部において誤りが発生した場合のための位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法の一実施例に用いられるプリコーディング行列を示す図である。
【図１４】ＭＣＷ構造で同時に転送された複数のパケットの一部において誤りが発生した場合のための位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法の他の実施例に用いられるプリコーディング行列を示す図である。
【図１５】ＭＣＷ構造で同時に転送された複数のパケットの一部において誤りが発生した場合のためのハイブリッド自動再送要求方法の一実施例に用いられるプリコーディング行列を示す図である。
【図１６】ＭＣＷ構造で同時に転送された複数のパケットの一部において誤りが発生した場合のためのアンテナホッピング自動再送要求方法の一実施例に用いられるプリコーディング行列を示す図である。
【図１７】ＭＣＷ構造で同時に転送された複数のパケットの一部において誤りが発生した場合のための位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法の他の実施例に用いられるプリコーディング行列を示す図である。
【図１８】本発明の多重アンテナシステム基盤ハイブリッド自動再送要求方法を支援する送受信装置のブロック構成図である。
【図１９】図１８の無線通信部を構成するＳＣＷ ＯＦＤＭ送信部のブロック構成図である。
【図２０】図１８の無線通信部を構成するＭＣＷ ＯＦＤＭ送信部のブロック構成図である。
【図２１Ａ】本発明によって副搬送波インデックスオフセットがフィードバックされる位相遷移基盤プリコーディング技法の概念を示す図である。
【図２１Ｂ】本発明によって副搬送波インデックスオフセットがフィードバックされる位相遷移基盤プリコーディング技法の概念を示す図である。
【図２２Ａ】本発明によって位相値オフセットがフィードバックされる位相遷移基盤プリコーディング技法の概念を示す図である。
【図２２Ｂ】本発明によって位相値オフセットがフィードバックされる位相遷移基盤プリコーディング技法の概念を示す図である。
【図２３Ａ】本発明によって副搬送波インデックスオフセット及び位相値オフセットがフィードバックされる位相遷移基盤プリコーディング技法の概念を示す図である。
【図２３Ｂ】本発明によって副搬送波インデックスオフセット及び位相値オフセットがフィードバックされる位相遷移基盤プリコーディング技法の概念を示す図である。
【図２４】（記載なし）
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
【００３３】
本発明は、特に、フラットフェージングチャネルの他にチャネルの変化が激しい周波数選択性チャネルにも対応でき、単一符号語（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）及び多重符号語（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）構造の両方ともに適用でき、適応型ＡＲＱを適用できる、多重アンテナシステムにおける誤り訂正方法及びこれを支援する送受信装置に関するものである。このため、本発明は、空間多重化率及び各種オフセット情報によってプリコーディング行列を容易に再構成または変更できる位相遷移基盤プリコーディング技法を用いるもので、受信端から伝送誤りによるＮＡＫ信号が到達した場合に空間多重化率が低くなるようにプリコーディング行列を再構成した後に再転送を行なう第１の方式と、受信端からフィードバックされた所定のオフセット情報を用いてプリコーディング行列を変更した後に再転送を行なう第２の方式を提案する。
【００３４】
（第１実施例）
前述したように、循環遅延ダイバーシティまたは位相遷移ダイバーシティは、循環遅延の値によって開ループ及び閉ループシステムともに同時に適用でき、具現が簡単であるという利点があるが、空間多重化率が１であるからデータ伝送率が低くなるという欠点がある。また、コードブック基盤のプリコーディングは、インデックスのフィードバックで効果的なデータ伝送が可能であるという利点があるが、チャネル変化が激しい移動環境には適合していない他に、送受信端の両側にコードブックが備えなければならないので、メモリーの使用量が増加するという欠点がある。したがって、本発明は、位相遷移ダイバーシティとプリコーディングの長所を同時に備えながら状況に応じてプリコーディング行列を容易に変更できる位相遷移基盤プリコーディング方法及びここに自動再送要求技法を併用した誤り訂正方法を提案する。
【００３５】
以下では、本発明が提案する位相遷移基盤プリコーディング技法及びこれを用いた第１方式の自動再送要求技法について説明し、続いて、第１方式の自動再送要求技法を支援する送受信装置についても説明する。
【００３６】
位相遷移基盤プリコーディング技法
本発明が提案する位相遷移基盤プリコーディング行列（Ｐ）を一般化して表現すると、下記の通りである。
【００３７】
【数１】
2010500790.tif 000005
ここで
【００３８】
【化２】
2010500790.tif 000006
は、副搬送波インデックスｋにより決定される複素重み値を表し、Ｎｔは、送信アンテナまたは仮想アンテナの個数（空間多重化率と同じ値Ｎｔ＝Ｒ）、Ｒは空間多重化率をそれぞれ表す。ここで、複素重み値は、アンテナに乗算されるＯＦＤＭシンボル及び該当副搬送波のインデックスによって可変する。
【００３９】
一方、上記式１のプリコーディング行列Ｐは、多重アンテナシステムでのチャネル容量の損失を減らすためにユニタリ行列で設計されることが好ましい。ここで、ユニタリ行列を構成するための条件を調べるために多重アンテナシステムのチャネル容量を式で表すと、下記の通りである。
【００４０】
【数２】
2010500790.tif 000007
ここで、ＨはＮｒｘＮｔ大きさの多重アンテナチャネル行列を表し、Ｎｒは受信アンテナの個数を表す。上記の式２に位相遷移基盤プリコーディング行列Ｐを適用すると、下記のようになる。
【００４１】
【数３】
2010500790.tif 000008
式３からわかるように、チャネル容量に損失が無いようにするためにはＰＰＨが恒等行列（Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍａｔｒｉｘ）とならなければならず、位相遷移基盤プリコーディング行列Ｐは、下記の式４を満たさなければならない。
【００４２】
【数４】
2010500790.tif 000009
位相遷移基盤プリコーディング行列Ｐがユニタリ行列となるためには、次の２つの条件、すなわち、電力制約条件及び直交制約条件を同時に満たすべきである。ここで、電力制約は、行列をなす各列（ｃｏｌｕｍｎ）の大きさを１とさせることであり、直交制約は、行列の各列（ｃｏｌｕｍｎ）間に直交特性を持たせることである。これらをそれぞれ式で表現すると、下記の通りである。
【００４３】
【数５】
2010500790.tif 000010
【００４４】
【数６】
2010500790.tif 000011
次に、２ｘ２位相遷移基盤プリコーディング行列の一般化された式の一例を提示し、上記の２つの条件を満たす式が下記のように得られる。式７は、２個の送信アンテナを有し且つ空間多重化率が２である位相遷移基盤プリコーディング行列の一般式である。
【００４５】
【数７】
2010500790.tif 000012
ここで、αｉ、βｉ（ｉ＝１，２）は実数値を有し、θｉ（ｉ＝１，２，３，４）は位相値を表し、ｋはＯＦＤＭ信号の副搬送波インデックスを表す。このようなプリコーディング行列をユニタリ行列で具現するためには、式８の電力制約条件と式９の直交制約条件を満たさなければならない。
【００４６】
【数８】
2010500790.tif 000013
【００４７】
【数９】
2010500790.tif 000014
ここで、標識＊は共役複素数を表す。上記の式７〜式９をいずれも満足する２ｘ２位相遷移基盤プリコーディング行列の一例は下記の通りである。
【００４８】
【数１０】
2010500790.tif 000015
ここで、θ２とθ３は直交制約により式１１のような関係を持つ。
【００４９】
【数１１】
2010500790.tif 000016
一方、プリコーディング行列は送信端及び受信端のメモリにコードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）の形態で保存されることができ、このコードブックは、有限個の異なるθ２値により生成された様々なプリコーディング行列を含んでなることができる。また、θ２値は、チャネル状況とフィードバック情報の有無にしたがって適切に設定されれば良く、フィードバック情報を使用する場合ではθ２を主に小さく設定し、フィードバック情報を使用しない場合ではθ２を大きく設定することによって、高い周波数ダイバーシティ利得を得ることができる。
【００５０】
一方、上記式７のような位相遷移基盤プリコーディング行列が生成されても、チャネル状況によって実際にはアンテナ数に比べて空間多重化率が小さく設定されなければならない場合が生じ得る。このような場合には、生成された位相遷移基盤プリコーディング行列のうち、現在の空間多重化率（小さくなった空間多重化率）に相応する個数の特定列（ｃｏｌｕｍｎ）を選択し、位相遷移基盤プリコーディング行列を新しく再構成しても良い。すなわち、空間多重化率が変わる度に該当のシステムに適用される新しいプリコーディング行列を生成するのではなく、最初に生成された位相遷移基盤プリコーディング行列をそのまま活用する。このとき、該当のプリコーディング行列の特定列を選択してプリコーディング行列を再構成する。
【００５１】
その一例に、上記式１０のプリコーディング行列は、２個の送信アンテナを持つ多重アンテナシステムで空間多重化率が２の場合を想定しているが、いずれかの理由で空間多重化率が１に低くなる場合があり得る。この場合、上記式１０の行列のうちの特定列を選択してプリコーディングを行なうことができる。このとき、２番目の列を選択した場合の位相遷移基盤プリコーディング行列は下記の式１２のようになり、これは、従来において２個の送信アンテナの循環遅延ダイバーシティ技法と同じ形態となる。
【００５２】
【数１２】
2010500790.tif 000017
ここでは、２個の送信アンテナを持つシステムを例としたが、４個の送信アンテナを持つシステムにも拡張して適用されることができる。すなわち、送信アンテナが４個である場合の位相遷移基盤プリコーディング行列を生成した後、変化する空間多重化率に従って特定列を選択してプリコーディングを行なうことができる。その一例として、図９は、送信アンテナが４個で且つ空間多重化率が２である多重アンテナシステムに従来の空間多重化技法（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）と循環遅延ダイバーシティ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）が適用された場合を示し、図１０は、上記のような多重アンテナシステムに式１０の位相遷移基盤プリコーディング行列を適用した場合を示す。
【００５３】
図９を参照すると、第１アンテナ及び第３アンテナには
【００５４】
【化３】
2010500790.tif 000018
が伝達され、第２アンテナ及び第４アンテナには所定大きさで位相遷移された
【００５５】
【化４】
2010500790.tif 000019
が伝達される。したがって、全体としては空間多重化率が２となることがわかる。
【００５６】
これに比べて、図１０で、第１アンテナには
【００５７】
【化５】
2010500790.tif 000020
が伝達され、第２アンテナには
【００５８】
【化６】
2010500790.tif 000021
が伝達され、第３アンテナには
【００５９】
【化７】
2010500790.tif 000022
が伝達され、第４アンテナには
【００６０】
【化８】
2010500790.tif 000023
が伝達される。したがって、図９のシステムに比べてプリコーディング技法の長所を持ちながらも単一のプリコーディング行列を用いて４個のアンテナに対して循環遅延（または、位相遷移）を行なうことができるので循環遅延ダイバーシティ技法による長所まで有することができる。
【００６１】
以上説明した２個アンテナシステム及び４個アンテナシステムに対する空間多重化率別位相遷移基盤プリコーディング行列を、下記の表２にまとめる。
【００６２】
【表２】
2010500790.tif 000024
ここで、θｉ（ｉ＝１，２，３）は、循環遅延値による位相角を表し、ＫはＯＦＤＭの副搬送波インデックスを表す。上記表２に示す４つの場合のプリコーディング行列のそれぞれは、図１１に示すように、４個の送信アンテナを持ちながら空間多重化率が２である多重アンテナシステムに対するプリコーディング行列の特定部分を取って得ることができる。したがって、上記４つの場合に対するそれぞれのプリコーディング行列をコードブックに別に備えておく必要がないので、送信端及び受信端のメモリ容量を節約することができる。上述した位相遷移基盤プリコーディング行列は、同一原理から、アンテナ数がＭ（Ｍは２以上の自然数）であり且つ空間多重化率がＮ（Ｎは１以上の自然数）であるシステムにも拡張されることができる。
【００６３】
以上では送信アンテナが４個であり、空間多重化率が２である場合の位相遷移基盤プリコーディング行列が構成される過程について説明したが、位相遷移基盤のプリコーディングは、アンテナ数がＮｔ（Ｎｔは２以上の自然数）であり且つ空間多重化率がＲ（Ｒは１以上の自然数）であるシステムに対しても下記の式１３のような方法で一般化されることができる。以下、一般化された位相遷移基盤プリコーディングを、一般化された位相遷移ダイバーシティ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ＧＰＳＤ）と呼ぶ。
【００６４】
【数１３】
2010500790.tif 000025
ここで、
【００６５】
【化９】
2010500790.tif 000026
は、Ｎｔ個の送信アンテナとＲの空間多重化率を持つＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ信号のｋ番目の副搬送波に対するＧＰＳＤ行列を表し、
【００６６】
【化１０】
2010500790.tif 000027
は
【００６７】
【化１１】
2010500790.tif 000028
を満足するユニタリ行列（第２行列）で、位相遷移行列（第１行列）をユニタリ行列（ｕｎｉｔａｒｙ  ｍａｔｒｉｘ）化するために用いられる。式１３で、位相角θｉ(ｔ)、ｉ＝１，…，Ｎｔは、遅延値τｉ(ｔ)、ｉ＝１，…，Ｎｔによって下の式１４で得ることができる。
【００６８】
【数１４】
2010500790.tif 000029
ここで、Ｎfftは、ＯＦＤＭ信号の副搬送波の個数を表す。
【００６９】
２個の伝送アンテナを有し且つ１ビットコードブックを使用する場合のＧＰＳＤ行列生成式の一例は、下記の通りである。
【００７０】
【数１５】
2010500790.tif 000030
式１５で、α値が定められるとβ値は容易に定められるので、α値に対する情報を適切な２つの値に定めておき、これに関する情報をコードブックインデックスでフィードバックするように具現することができる。一例として、フィードバックインデックスが０ならαは０．２にし、フィードバックインデックスが１ならαは０．８にすると送受信機間にあらかじめ約束できる。
【００７１】
第２行列の一例として、信号対雑音比（ＳＮＲ）利得を得るための所定のプリコーディング行列が用いられることができ、特に、このようなプリコーディング行列としてウォルシュ（Ｗａｌｓｈ  ｃｏｄｅ）が用いられる場合の位相遷移基盤プリコーディング行列Ｐの生成式は、下記の通りである。
【００７２】
【数１６】
2010500790.tif 000031
式１６は、４個の送信アンテナと空間多重化率４を持つシステムを前提としており、ここで、第２行列を適切に再構成することによって特定送信アンテナを選択したり（ａｎｔｅｎｎａ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）、空間多重化率を調節（ｒａｔｅ  ｔｕｎｎｉｎｇ）ができる。
【００７３】
下記の式１７は、送信アンテナが４個であるシステムで２個のアンテナを選択するために第２行列を再構成したものである。
【００７４】
【数１７】
2010500790.tif 000032
また、下記の式１８は、時間またはチャネルの状況などによって空間多重化率が変わる場合に該当の多重化率に合うように第２行列を再構成する方法を示している。
【００７５】
【数１８】
2010500790.tif 000033
上記式１８では多重化率によって第２行列の１番目の列、１〜２番目の列、１〜４番目の列（ｃｏｌｕｍｎ）が選択された場合としたが、必ずしもこれに限定するものではなく、多重化率が１の場合、１，２，３，４番目の列のうちいずれか１つの列が選択されることができ、多重化率が２の場合、１，２，３，４番目の列のうちいずれか２つの列が選択されることができる。
【００７６】
一方、第２行列は、送信端及び受信端にコードブック形態で備えられることができる。この場合、送信端は、受信端からコードブックのインデックス情報をフィードバック受け、自身が備えているコードブックから該当のインデックスのユニタリ行列（後半部行列）を選択した後に、上記の式１３を用いて位相遷移基盤のプリコーディング行列を構成する。
【００７７】
また、第２行列は、同じタイムスロットに転送されるキャリアが周波数帯域別に互いに異なるプリコーディング行列を持つように周期的に変更されこるとができる。
【００７８】
一方、位相遷移基盤のプリコーディングのための循環遅延値は、送受信機にあらかじめ定められた値であっても良く、受信機がフィードバックを通じて送信機に伝達した値であっても良い。また、空間多重化率Ｒも同様に、送受信機にあらかじめ定められた値であっても良いが、受信機が周期的にチャネル状態を把握し空間多重化率を算出して送信機にフィードバックしても良く、受信機からフィードバックされたチャネル情報を用いて送信機が空間多重化率を算出及び変更しても良い。
【００７９】
以上で説明された位相遷移基盤のプリコーディングの拡張された形態は、下記の式１９で示されることができる。
【００８０】
【数１９】
2010500790.tif 000034
上記式１９で、Ｄ１はチャネルを変化させるために用いられ、Ｄ２は各ストリーム間のチャネルを等化するために用いられる。また、
【００８１】
【化１２】
2010500790.tif 000035
は、ユニタリ（ｕｎｉｔａｒｙ）行列を表す。
【００８２】
以下、上述した位相遷移基盤プリコーディング方法を用いて誤り訂正のための自動再送要求を行なう過程について説明する。ここでは、特に、上記表２の送信アンテナが２個で且つ空間多重化率が２のプリコーディング行列を用いて初期伝送を行ない、また、多重符号語（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｃｏｄｅｗｏｒｄ；ＭＣＷ）構造で伝送を行なうとする。ただし、これに限定すれず、前述したようにアンテナ数がＭ（Ｍは２以上の自然数）で且つ空間多重化率がＮ（Ｎは１以上の自然数）であるシステムに対するプリコーディング行列を用いても良く、単一符号語（ｓｉｎｇｌｅ  ｃｏｄｅｗｏｒｄ；ＳＣＷ）構造を用いても良い。
【００８３】
多重符号語構造では、空間多重化を通じて複数のパケットが同時に転送されることができ、ｉ（ｉは２以上の自然数）個のパケットを伝送したが全てのパケットで誤りが発生した場合と、ｉ個のパケットを伝送したがｊ（ｊはｉよりも小さい１以上の自然数）個のパケットにのみ誤りが発生した場合とに区分することができる。まず、前者の場合について説明する。
【００８４】
図１２に示すように、初期伝送時には空間多重化率が２のプリコーディング行列を利用し、受信端から伝送パケット誤りによるＮＡＫ信号が到着すると、初期伝送時のプリコーディング行列から第１列または第２列を選択して空間多重化率が１となるようにプリコーディング行列を再構成した後、自動再送要求を行なう。空間多重化率が低くなると伝送電力が高められ、伝送信頼度を向上させることができる。この時、再転送時に使用する送信アンテナは、受信端から転送されたチャネル品質情報に基づいて良好なチャネル状態を有するものが選択されることができる。
【００８５】
次に、後者の場合のように、転送されたパケットのうち一部のパケットにのみ誤りが発生した場合には、再び２つの再転送方法が考えられる。その一つは、誤りが発生したパケットのみを再転送しながら正常パケットに対する空間資源は再転送時に使用しないもので、これをブランキング（ｂｌａｎｋｉｎｇ）方式という。これによれば、誤りの発生したｊ個のパケットが自動再送要求により復旧されるまで新しいパケットを伝送しなくなる。もう一つは、ｊ個のパケットを再転送すると同時に残りのパケットに対する空間資源を通じて新しいパケットを伝送するもので、これをノンブランキング（ｎｏｎ−ｂｌａｎｋｉｎｇ）方式という。
【００８６】
−ブランキング方式での多重アンテナ基盤の自動再送要求方法
１．アンテナホッピング自動再送要求方法
初期伝送に使われた送信アンテナ以外の他のアンテナを選択して再転送を行なう。
【００８７】
２．アンテナ選択自動再送要求方法
受信端からフィードバックされた送信アンテナ関連情報を用いて再転送する送信アンテナを選択したり、送信端で直接受信端のチャネルを推定して送信アンテナを任意に選択して再転送を行なう。
【００８８】
３．位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法
初期伝送時には空間多重化技法または位相遷移ダイバーシティ技法を利用し、再転送時には誤りが発生したパケットの個数に相応する空間多重化率の位相遷移基盤プリコーディング方法を利用する。
【００８９】
すなわち、図１３に示すように、初期伝送時には空間多重化率を２にする空間多重化技法を利用し、伝送パケットに誤りが発生した場合には２個送信アンテナシステムの位相遷移基盤プリコーディング行列から１番目の列または２番目の列を選択して空間多重化率１のプリコーディング行列を再構成し、これを通じて再転送を行なう。また、図１４に示すように、初期伝送時には空間多重化率を２にする位相遷移ダイバーシティ技法を利用し、伝送パケットに誤りが発生した場合には２個送信アンテナシステムの位相遷移基盤プリコーディング行列から１番目の列または２番目の列を選択して空間多重化率１のプリコーディング行列を再構成し、これを通じて再転送を行なう。あるいは、位相遷移基盤プリコーディング行列を用いる場合にも、送信アンテナを変えて再転送を行なっても良い。
【００９０】
４．ハイブリッド自動再送要求技法
ｊ個のパケットに誤りが発生した場合には上記のアンテナホッピング自動再送要求方法または位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法を使用し、全てのパケットに誤りが発生した場合には上記の図８の時空間符号基盤のＨＡＲＱを使用する。図１５は、一部パケットに誤りが発生した場合に上記の位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法を使用し、全てのパケットに誤りが発生した場合には時空間符号基盤のＨＡＲＱを使用する過程を示している。
【００９１】
−ノンブランキング方式での多重アンテナ基盤の自動再送要求方法
１．アンテナホッピング自動再送要求方法
初期伝送に使われた送信アンテナ以外の他のアンテナを選択して再転送を行なう。図１６は、位相遷移ダイバーシティ技法を用いてパケットを伝送する場合、再転送時にアンテナがホッピングされる過程を示している。
【００９２】
２．位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法
初期伝送時には空間多重化技法または位相遷移ダイバーシティ技法を利用し、再転送時には位相遷移基盤プリコーディング方法を利用するが、この場合、プリコーディング行列の各列の位置は変更する。図１７は、位相遷移ダイバーシティ技法を通じてパケットを伝送する場合、再転送時に位相遷移基盤プリコーディング行列の各列が交換される過程を示している。
【００９３】
３．ハイブリッド自動再送要求技法
ｊ個のパケットに誤りが発生した場合には、上記のノンブランキング方式でのアンテナホッピング自動再送要求方法または位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法を使用し、全てのパケットに誤りが発生した場合には図８の時空間符号基盤のＨＡＲＱを使用する。
【００９４】
以上の説明で用いられる自動再送要求技法は、チャネル適応型（ｃｈａｎｎｅｌ−ａｄａｐｔｉｖｅ）ＨＡＲＱ／チャネル固定型（ｃｈａｎｎｅｌ−ｎｏｎ−ａｄａｐｔｉｖｅ）ＨＡＲＱ、チェース結合（Ｃｈａｓｅ  ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）技法／増分リダンダンシ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）技法、同期式（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）ＨＡＲＱ／非同期式（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）ＨＡＲＱのうち少なくともいずれか一つとすれば良い。
【００９５】
第１方式を支援する送受信装置
図１８は、第１方式を支援する送受信装置の内部構成を示すブロック図である。送受信装置は、所望の機能を選択したり情報を受信する入力部１８０１と、送受信装置を運用するための様々な情報を表示する表示部１８０３と、送受信装置が動作するのに必要な各種プログラム及び受信側に伝送するデータを保存するメモリ部１８０５と、外部信号を受信し、受信側にデータを伝送するための無線通信部１８０７と、デジタル音声信号をアナログ音声信号に変換し増幅してスピーカー（ＳＰ）から出力したり、マイク（ＭＩＣ）からの音声信号を増幅してデジタル信号に変換する音声処理部１８０９と、送受信装置の全体駆動を制御する制御部１８１１と、を含んでなることができる。
【００９６】
ここで、無線通信部１８０７の構成についてより詳細に説明すると、下記の通りである。図１９は、無線通信部１８０７に含まれたＳＣＷ（Ｓｉｎｇｌｅ  ＣｏｄｅＷｏｒｄ）ＯＦＤＭ送信部の構成を示すブロック図であり、図２０は、ＭＣＷ（Ｍｕｌｔｉ  ＣｏｄｅＷｏｒｄ）ＯＦＤＭ送信部の構成を示す図である。また、上記各送信部に対応する受信部は、該当の送信部の各構成が行なう役割を逆に行なう構成からなるので、ここではその詳細な説明は省略するものとする。
【００９７】
まず、ＳＣＷ ＯＦＤＭ送信部において、チャネルエンコーダ１９１０は、伝送データがチャネルで歪むのを防ぐために冗長ビット（ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｂｉｔｓ）を追加し、ターボコードまたはＬＤＰＣコードなどの暗号化コードを用いてチャネルエンコーディングを行なう。続いて、インタリーバ１９２０は、データ伝送過程において瞬間雑音による損失を最小化するためにコードビットパーシングを用いたインターリビングを行ない、マッパー１９３０は、インターリビングされたデータビットをＯＦＤＭシンボルに変換する。このようなシンボルマッピング（ｓｙｍｂｏｌ  ｍａｐｐｉｎｇ）は、ＱＰＳＫなどのような位相変調技法または１６ＱＡＭ、８ＱＡＭ、４ＱＡＭなどの振幅変調技法を用いて行なえば良い。その後、ＯＦＤＭシンボルは、本発明によるプリコーダ１９４０を経た後、副チャネル変調器（ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）（図示せず）及び高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）１９５０を経て時間領域の搬送波に載せられ、フィルタ（図示せず）とアナログ変換器１９６０を経て無線チャネルに転送される。一方、ＭＣＷＯＦＤＭ送信機では、ＯＦＤＭシンボルが各チャネル別に並列化された状態でチャネルエンコーダ２０１０及びインタリーバ２０２０を通過するという点のみがＳＣＷ ＯＦＤＭ送信部と異なり、その他の構成２０３０〜２０６０は同一である。
【００９８】
プリコーディング行列決定モジュール１９４１，２０４１は、最初のインデックスの副搬送波のための第１プリコーディング行列を決定し、この第１プリコーディング行列を位相遷移（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ）させて残りの副搬送波のためのプリコーディング行列を決定する。本発明では、（送信アンテナ個数）ｘ（空間多重化率）大きさのユニタリ行列（Ｕｎｉｔａｒｙ  Ｍａｔｒｉｘ）を用いてプリコーディングを行なうが、このユニタリ行列は、各副搬送波のインデックス別に備えられ、最初のインデックスに対するユニタリ行列を位相遷移して残りのインデックスのユニタリ行列を求める。これについてより詳細に説明すると、下記の通りである。
【００９９】
すなわち、プリコーディング行列決定モジュール１９４１，２０４１は、メモリ（図示せず）にあらかじめ保存されたコードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）から任意のプリコーディング行列を選択し、これを１番インデックスの副搬送波に対するプリコーディング行列（第１プリコーディング行列）として決定する。ここで、第１プリコーディング行列は、コードブックから任意に選択される他にも、あらかじめ定められた所定の政策、チャネル状況などに応じて選択されても良い。
【０１００】
続いて、２番インデックスの副搬送波に対する第２プリコーディング行列は、第１プリコーディング行列を所定大きさで位相遷移（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）させて生成する。この時、遷移される位相の大きさは、現在のチャネル状況及び／または受信端からのフィードバック情報の有無によって様々に設定されることができる。３番インデックスの副搬送波に対する第３プリコーディング行列は、第２プリコーディング行列を再び位相遷移させて生成する。すなわち、第２プリコーディング行列の生成過程は、第３プリコーディング行列から最後の順番のプリコーディング行列の生成過程まで反復して行なわれる。
【０１０１】
プリコーディング行列再構成モジュール１９４２，２０４２は、プリコーディング行列決定モジュール１９４１，２０４１で生成された各プリコーディング行列から、メモリにあらかじめ設定されたり制御部１８１１により通報された情報に基づいてプリコーディング行列を再構成する。ここで、プリコーディング行列の再構成は、送受信装置が支援する再転送技法の種類によって異なって行なわれることができる。すなわち、プリコーディング行列の特定列（ｃｏｌｕｍｎ）を選択して空間多重化率を下げたり、プリコーディング行列の各行または列の位置を交換する方式で行なわれることができる。
【０１０２】
プリコーディングモジュール１９４３，２０４３は、再構成されたプリコーディング行列に該当の副搬送波に対するＯＦＤＭシーケンスを代入してプリコーディングを行なう。
【０１０３】
なお、送受信装置がブランキング方式でアンテナホッピング自動再送要求方法、アンテナ選択自動再送要求方法、位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法、ハイブリッド自動再送要求方法のうちいずれか一つを支援したり、ノンブランキング方式でアンテナホッピング自動再送要求方法、位相遷移ダイバーシティ自動再送要求方法、ハイブリッド自動再送要求方法のうちいずれか一つを支援する場合では、該当の方法を具現するために、空間多重化を行なうモジュール（図示せず）、位相遷移ダイバーシティを行なうモジュール（図示せず）、時空間符号を行なうモジュール（図示せず）のうちいずれか一つ以上をさらに含むことができる。
【０１０４】
制御部１８１１は、送受信装置が支援する再転送方法によってプリコーディング行列を変更または再構成するための各種情報をプリコーディング行列再構成モジュール１９４２，２０４２に通報したり、メモリに保存された空間多重化率情報を更新し、これを参照しつつプリコーディング行列再構成モジュール１９４２，２０４２が動作するようにする。
【０１０５】
（第２実施例）
上述した第１方式で空間多重化率が低くなるように再構成される前の位相遷移基盤プリコーディング行列に受信端からフィードバックされたり送信端で任意に設定された位相値オフセット及び／または副搬送波インデックスオフセット情報が適用されるように該当のプリコーディング行列を変更することによって、再転送に最適化したプリコーディング行列を得ることができる。以下では、上記表２で４個アンテナを使用し且つ空間多重化率が２であるシステムが位相遷移基盤プリコーディング行列に位相値オフセット及び／または副搬送波インデックスオフセットを適用してプリコーディング行列を変更する過程を、実施例別に説明する。この場合にも、本発明の改善された位相遷移基盤プリコーディング技法は、以下の実施例に限定して解釈してはならず、アンテナ数がＭ（Ｍは２以上の自然数）で且つ空間多重化率がＮ（Ｎは１以上の自然数）であるシステムに対して同じ方式で適用されることができるということは、本発明の属する技術分野における通常の知識を持つ者には自明である。
【０１０６】
＜第１フィードバック実施例＞
本実施例は、図２１Ａに示すように、受信端から副搬送波インデックスオフセットＮoffsetがフィードバックされ、ここに位相遷移基盤プリコーディング行列に適用する場合である。
【０１０７】
図２１Ｂに示すように、インデックスｋの副搬送波に最初に割り当てられたチャネル領域（実線のサイン波に対して割り当てられた領域）は、他の領域に比べて相対的に劣悪な状態であることがわかる。したがって、受信端では、該当の副搬送波に割り当てられた資源のチャネル状態を把握した後に適切なオフセットＮoffsetを算定して送信端にフィードバックし、これを受信した送信端は、既存の位相遷移基盤プリコーディング行列に当該フィードバックされたオフセットＮoffsetを適用し、該当の副搬送波が最適のチャネル領域（点線のサイン波に対して割り当てられた領域）へ移動するようにする。このフィードバックされたインデックスオフセットＮoffsetが適用された位相遷移基盤プリコーディング行列式は、下記のように表現できる。
【０１０８】
【数２０】
2010500790.tif 000036
上の式１９を、一般化された位相遷移ダイバーシティ技法に適用すると、下記の式２１のように表現される。
【０１０９】
【数２１】
2010500790.tif 000037
また、拡張された位相遷移ダイバーシティ技法に適用すると、下記の式２２のように表現できる。
【０１１０】
【数２２】
2010500790.tif 000038
＜第２フィードバック実施例＞
本実施例は、図２２Ａに示すように、受信端から適切な位相値θがフィードバックされたり、以前にフィードバックした位相値と最適化された位相値との差である位相値オフセットθoffsetがフィードバックされ、これを位相遷移基盤プリコーディング行列に適用する場合である。また、位相値オフセットθoffsetは、再転送回数にしたがってあらかじめ定めた値を使用しても良い。
【０１１１】
図２２Ｂに示すように、位相がθ０であるインデックスｋの副搬送波に最初に割り当てられたチャネル領域（実線のサイン波に対して割り当てられた領域）は、他の領域に比べて相対的に劣悪な状態であることがわかる。したがって、受信端では、該当の副搬送波に割り当てられた資源のチャネル状態を把握し、最適の位相値θを算定し、これをあらかじめフィードバックした位相値θ０と比較して、その差値であるオフセットθoffsetを送信端にフィードバックする。これを受信した送信端は、既存の位相遷移基盤プリコーディング行列に当該フィードバックされたオフセットθoffsetを適用し、該当の副搬送波が以前に比べて相対的に良好な状態のチャネル領域（点線のサイン波に対して割り当てられた領域）へ移動するようにする。該フィードバックされたオフセットθoffsetの適用された位相遷移基盤プリコーディング行列式は、下記のように表現できる。
【０１１２】
【数２３】
2010500790.tif 000039
一方、受信端で該当の副搬送波に割り当てられたチャネルの状態を把握して最適の位相値θを算定し、この値を直接送信端にフィードバックすると、送信端では、フィードバックされた位相値に基づいて位相遷移基盤プリコーディング行列を新しく生成する方式で具現しても良い。
【０１１３】
上記の式２３を、一般化された位相遷移ダイバーシティ技法に適用すると、下記の式２４のように表現できる。
【０１１４】
【数２４】
2010500790.tif 000040
また、拡張された位相遷移ダイバーシティ技法に適用すると、下記の式２５のように表現できる。
【０１１５】
【数２５】
2010500790.tif 000041
上記の式２４，２５のオフセットθoffsetは、受信機からフィードバックされても良く、あらかじめ定められた値を再転送回数にしたがって適宜使用しても良い。
【０１１６】
＜第３フィードバック実施例＞
本実施例は、図２３Ａに示すように、受信端から適切な位相値θ及び副搬送波インデックスオフセットＮoffsetがフィードバックされたり、以前にフィードバックした位相値と最適化された位相値との差である位相値オフセットθoffset及び副搬送波インデックスオフセットＮoffsetがフィードバックされ、これを位相遷移基盤プリコーディング行列に適用する場合である。
【０１１７】
図２３Ｂに示すように、位相がθ０であるインデックスｋの副搬送波に最初に割り当てられたチャネル領域（実線のサイン波に対して割り当てられた領域）は、他の領域に比べて相対的に劣悪な状態であることがわかる。したがって、受信端では、該当の副搬送波に割り当てられた資源のチャネル状態を把握し、最適の状態となるための位相値θ及び副搬送波インデックスオフセットＮoffsetを算定し、この位相値θとあらかじめフィードバックした位相値θ０との差値であるオフセットθoffsetと、当該副搬送波インデックスオフセットＮoffsetを送信端にフィードバックする。これを受信した送信端は、既存の位相遷移基盤プリコーディング行列に上記フィードバックされたオフセットθoffset、Ｎoffsetを追加し、該当副搬送波が最適のチャネル領域（点線のサイン波に対して割り当てられた領域）へ移動するようにする。これらフィードバックされたオフセットθoffset、Ｎoffsetが適用された位相遷移基盤プリコーディング行列式は、下記のように表現できる。
【０１１８】
【数２６】
2010500790.tif 000042
上記の式２６は、一般化された位相遷移ダイバーシティ技法に適用すると、下記の式２７のように表現されることができる。
【０１１９】
【数２７】
2010500790.tif 000043
また、上記の式２６は、拡張された位相遷移ダイバーシティ技法に適用すると、下記の式２８のように表現されることができる。
【０１２０】
【数２８】
2010500790.tif 000044
＜第４フィードバック実施例＞
本実施例は、位相遷移基盤プリコーディング行列の副搬送波インデックスを、受信端からフィードバックされた副搬送波インデックスオフセットＮoffsetとして固定して使用する場合である。
【０１２１】
受信端では、任意の副搬送波または所定の副搬送波に割り当てられた資源のチャネル状態を把握した後、適切なオフセットＮoffsetを算定して送信端にフィードバックし、これを受信した送信端は、副搬送波の種類（または副搬送波のインデックス）にかからわずに、モード副搬送波に対する既存の位相遷移基盤プリコーディング行列に上記フィードバックされたオフセットＮoffsetを適用することによって、全ての副搬送波が最適のチャネル領域（点線のサイン波に対して割り当てられた領域）へ移動するようにする。すなわち、この場合には、チャネル大きさが最も大きい周波数領域が全ての副搬送波に対して同一に適用されるので、システムの性能がより改善されることができる。このフィードバックされたインデックスオフセットＮoffsetが適用された位相遷移基盤プリコーディング行列式は、下記のように表現できる。
【０１２２】
【数２９】
2010500790.tif 000045
ここで、副搬送波インデックスオフセットＮoffsetは固定値であり、受信端でチャネル大きさを最も大きくさせる情報となる。
【０１２３】
上記の式２９を、一般化された位相遷移ダイバーシティ技法に適用すると、下記の式３０のように表現できる。
【０１２４】
【数３０】
2010500790.tif 000046
また、上記の式２９を、拡張された位相遷移ダイバーシティ技法に適用すると、下記の式３１のように表現できる。
【０１２５】
【数３１】
2010500790.tif 000047
本発明の第２方式は、伝送パケットに誤りが発生して受信端からＮＡＫ信号が到着した場合、受信端からフィードバックされた各種オフセット情報を用いて既存の位相遷移基盤プリコーディング行列を上記の第１〜第４フィードバック実施例による行列のいずれか一つに変更した後、変更されたプリコーディング行列を用いてパケット再転送を行なうということを内容とする。以下では、この第２方式を支援する送受信装置の主要構成について述べる。
【０１２６】
第２方式を支援する送受信装置
この場合、送受信装置の入力部、表示部、メモリ部、無線通信部、スピーカーＳＰ、マイクＭＩＣ、音声処理部、制御部及び無線通信部に含まれたチャネルエンコーダ、インタリーバ、マッパー、プリコーダ、副チャネル変調器、高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）、フィルタ、アナログ変換器と、プリコーダに含まれたプリコーディング行列決定モジュール及びプリコーディングモジュールは、第１方式を支援する上記の送受信装置のそれらと同一である。したがって、ここでは、プリコーダにおいてプリコーディング行列再構成モジュールに入れ替えられるオフセット適用モジュール（図示せず）についてのみ説明する。
【０１２７】
オフセット適用モジュールは、本発明の送受信装置が閉ループシステムで動作する場合、受信端からフィードバックされた位相値オフセット情報及び／または副搬送波インデックスオフセット情報を、プリコーディング行列再構成モジュールにより再構成されたプリコーディング行列に適用し、上記の第１〜第４フィードバック実施例による行列のいずれか一つとして最終完成する。もし、本発明の送受信装置が開ループシステムで動作する場合では、送信端で、任意に与えられる位相値オフセット情報及び／または副搬送波インデックスオフセット情報を適用する。
【０１２８】
一方、本発明の送受信装置としては、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、セルラーフォン、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）フォン、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）フォン、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＣＤＭＡ）フォン、ＭＢＳ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ）フォンなどが用いられることができる。
【０１２９】
本発明によれば、多重アンテナ関連技法及び自動再送要求関連技法を結合してデータ伝送の速度及び信頼度を同時に向上させることができる一方で、周波数選択性チャネルにも対応することができ、多重符号語のエラー処理を行なうことができ、特定多重アンテナ伝送方式に限定されることなく適応型ＡＲＱを適用することができる。
【０１３０】
以上説明してきた本発明は、本発明の属する技術分野における通常の知識を持つ者にとっては、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であり、よって、前述した実施例及び添付の図面によって限定されることはない。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、無線インターネットシステム、移動通信システムなどのような無線通信システムに適用されることができる。
【図１】
2010500790.tif 000048
【図２】
2010500790.tif 000049
【図３】
2010500790.tif 000050
【図４】
2010500790.tif 000051
【図５】
2010500790.tif 000052
【図６】
2010500790.tif 000053
【図７】
2010500790.tif 000054
【図８】
2010500790.tif 000055
【図９】
2010500790.tif 000056
【図１０】
2010500790.tif 000057
【図１１】
2010500790.tif 000058
【図１２】
2010500790.tif 000059
【図１３】
2010500790.tif 000060
【図１４】
2010500790.tif 000061
【図１５】
2010500790.tif 000062
【図１６】
2010500790.tif 000063
【図１７】
2010500790.tif 000064
【図１８】
2010500790.tif 000065
【図１９】
2010500790.tif 000066
【図２０】
2010500790.tif 000067
【図２１Ａ】
2010500790.tif 000068
【図２１Ｂ】
2010500790.tif 000069
【図２２Ａ】
2010500790.tif 000070
【図２２Ｂ】
2010500790.tif 000071
【図２３Ａ】
2010500790.tif 000072
【図２３Ｂ】
2010500790.tif 000073
【図２４】
2010500790.tif 000074