(57)【要約】  送信チャネル上に信号を送信する送信装置と、その信号を受信する受信装置と、を有する通信システムにおいて、送信装置は、変調信号をフィルタリングしてその変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、フィルタリングされた信号に対して、インターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う第１の処理部と、を備える。一方、受信装置は、受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う第２の処理部と、第２の処理部から出力される信号をフィルタリングする逆フィルタと、を備える、
2008001627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信チャネル上に信号を送信する送信装置と、前記信号を受信する受信装置と、を有する通信システムであって、
前記送信装置は、変調信号をフィルタリングして該変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、前記フィルタリングされた信号に対して、インターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う第１の処理手段と、を備え、
前記受信装置は、受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う第２の処理手段と、前記第２の処理手段から出力される信号をフィルタリングする逆フィルタと、を備える、
通信システム。
【請求項２】
前記第１の処理手段は、前記フィルタリングされた信号の出力をインターリーブするインターリーバと、前記インターリーブされた信号をスクランブルするスクランブラと、を備え、
前記第２の処理手段は、前記受信信号をデスクランブルするデスクランブラと、前記デスクランブルされた信号をデインターリーブするデインターリーバと、を備え、
前記逆フィルタは、前記デインターリーブされた信号をフィルタリングする、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記第１の処理手段は、前記フィルタリングされた信号の出力をスクランブルするスクランブラと、前記スクランブルされた信号をインターリーブするインターリーバと、を備え、
前記第２の処理手段は、前記受信信号をデインターリーブするデインターリーバと、前記デインターリーブされた後の信号をデスクランブルするデスクランブラと、を備え、
前記逆フィルタは、前記デスクランブルされた信号をフィルタリングする、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１の処理手段は、前記フィルタリングされた信号の出力をスクランブルするスクランブラを備え、
前記第２の処理手段は、前記受信信号をデスクランブルするデスクランブラを備え、
前記逆フィルタは、前記デスクランブルされた信号をフィルタリングする、請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１の処理手段は、前記フィルタリングされた信号をインターリーブするインターリーバを備え、
前記第２の処理手段は、前記受信信号をデインターリーブするデインターリーバを備え、
前記逆フィルタは、前記デインターリーブされた信号をフィルタリングする、請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
前記フィルタは、複数のユーザまたは信号源に割り当てられ、各ユーザまたは各信号源に割り当てられたフィルタが同じ周波数特性を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項７】
前記フィルタは、複数のユーザまたは信号源に割り当てられ、各ユーザまたは各信号源に割り当てられたすべてのフィルタの周波数スペクトルが重畳する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項８】
前記送信装置内のフィルタは、非線形フィルタである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項９】
前記送信装置内のフィルタは、線形フィルタである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記線形フィルタは全域通過フィルタである、請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
送信チャネル上に信号を送信する送信装置であって、
変調信号をフィルタリングして該変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、
前記フィルタリングされた信号に対して、インターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う処理手段と、
を備える送信装置。
【請求項１２】
前記処理手段は、前記フィルタリングされた信号の出力をインターリーブするインターリーバと、前記インターリーブされた信号をスクランブルするスクランブラと、を備える、請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１３】
前記処理手段は、前記フィルタリングされた信号の出力をスクランブルするスクランブラと、前記スクランブルされた信号をインターリーブするインターリーバと、を備える、請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１４】
前記処理手段は、前記フィルタリングされた信号の出力をスクランブルするスクランブラを備える、請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１５】
前記処理手段は、前記フィルタリングされた信号をインターリーブするインターリーバを備える、請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１６】
前記フィルタは、複数のユーザまたは信号源に割り当てられ、各ユーザまたは各信号源に割り当てられたフィルタが同じ周波数特性を有する、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１７】
前記フィルタは、複数のユーザまたは信号源に割り当てられ、各ユーザまたは各信号源に割り当てられたすべてのフィルタの周波数スペクトルが重畳する、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１８】
前記フィルタは、非線形フィルタである、請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１９】
前記フィルタは、線形フィルタである、請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項２０】
前記線形フィルタは全域通過フィルタである、請求項１９に記載の送信装置。
【請求項２１】
信号を受信する受信装置であって、
受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う処理手段と、
前記処理手段から出力される信号をフィルタリングする逆フィルタと、
を備える受信装置。
【請求項２２】
前記処理手段は、前記受信信号をデスクランブルするデスクランブラと、前記デスクランブルされた信号をデインターリーブするデインターリーバと、を備え、
前記逆フィルタは、前記デインターリーブされた信号をフィルタリングする、請求項２１に記載の受信装置。
【請求項２３】
前記処理手段は、前記受信信号をデインターリーブするデインターリーバと、前記デインターリーブされた後の信号をデスクランブルするデスクランブラと、を備え、
前記逆フィルタは、前記デスクランブルされた信号をフィルタリングする、請求項２１に記載の受信装置。
【請求項２４】
前記処理手段は、前記受信信号をデスクランブルするデスクランブラを備え、
前記逆フィルタは、前記デスクランブルされた信号をフィルタリングする、請求項２１に記載の受信装置。
【請求項２５】
前記処理手段は、前記受信信号をデインターリーブするデインターリーバを備え、
前記逆フィルタは、前記デインターリーブされた信号をフィルタリングする、請求項２１に記載の受信装置。
【請求項２６】
信号を送信する送信装置と前記信号を受信する受信装置とを有するシステムにおける多重アクセス方法であって、
各送信装置にユニークに、フィルタとインターリーバ及び／またはスクランブル符号との組み合わせからなってプールまたは集合から取り出されたものであるタグを割り当て、
前記ユニークタグを用い、各送信装置または信号源の信号を処理し、
複数の受信アンテナまたは受信センサを有する受信装置において、各送信信号源または各送信アンテナからの信号を、同じタグを有する送信装置からの信号のみが復元されるように、逆フィルタと、デインタリーバ及び／またはデスクランブラとを用いて送信装置のユニークタグに基づいて復号する、
多重アクセス方法。
【請求項２７】
ＯＦＤＭ方式による通信システムであって、
請求項１２、１３及び１５のいずれか１項に記載の送信装置を有し、
前記インターリーバは、２次元データブロックをインターリーブするものであって、行がサブキャリアのインデックスに対応し、列がＯＦＤＭのシンボル番号に対応し、各行について行内のデータを並べ替えるインターリーブを行う、通信システム。
【請求項２８】
ＯＦＤＭ方式による通信システムであって、
請求項１２、１３及び１５のいずれか１項に記載の送信装置を有し、
前記インターリーバは、２次元データブロックをインターリーブするものであって、行がサブキャリアのインデックスに対応し、列がＯＦＤＭのシンボル番号に対応し、まず各行について行内のデータを並べ替えるインターリーブを行い、引き続いて行の順番を入れ替えることでインターリーブを行う、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年６月２７日出願の日本国特許出願：特願２００６−１７６５２９に基づくとともに当該出願に基づく優先権の利益を主張するものであり、当該出願の開示の全体は参照としてここに組み入れられる。本発明は、複数入力（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｉｎｐｕｔ）および複数出力（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ）チャネルを備えるシステムと、どのようなシステムで用いられる送信装置及び受信装置と、そのようなシステムにおける多重アクセス方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる地点間で複数のデータを送信するために複数の送信アンテナと複数の受信アンテナ（複数入力複数出力：ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ））を有するシステムが知られている（［Ｂ１］：非特許文献１）。ＭＩＭＯシステムは、その送信アンテナの数に比例してチャネル容量が増大するために（［Ｂ２］：非特許文献２）、注目を浴びるようになってきている。最高のスループットを達成するために、各送信アンテナは、送信すべきデータをシリアル−パラレル変換して得られるそれぞれに独立したデータストリームを送信する。【０００３】
現実には、このようなシステムには、その実現形態として、２通りのものがある。そのうちの第１の形態のシステムは、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を用いて変調を行った後に、信号を送信する（［Ｂ３］，［Ｂ４］：非特許文献３，４）。第２の形態のシステムは、いかなるＯＦＤＭも行うことなく、信号を送信する（［Ｂ５］：非特許文献５）。チャネルでは、異なる送信アンテナからの信号が、空間内で混合され、受信装置では、複数の受信アンテナに対する信号処理技術を用いて、信号が分離される。複数の信号を同時に送信するこれらの２つのシステム形態は、それぞれ、式（１）及び式（２）に示す数学モデルを用いて表現することができる。【０００４】
ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムにおいて、各周波数ビン（ｂｉｎ）での受信信号は、【０００５】
【数１】
2008001627.tif 000003
と表すことができる。ここで【０００６】
【数２】
2008001627.tif 000004
である。ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムは、畳み込み演算を用いないシステムである。【０００７】
一方、周波数選択性のチャネルを有する非ＯＦＤＭシステムに関し（［Ｂ５］：非特許文献５）、受信信号は、【０００８】
【数３】
2008001627.tif 000005
と表すことができる。ここで、上付き添え字の“＊”は、畳み込み（コンボリューション）演算を示している。また、【０００９】
【数４】
2008001627.tif 000006
である。式（２）及び式（３）は、ＭＩＭＯチャネルの逆伝達特性を評価するために多数のフィルタが用いられることを示している。送信された信号ｘｋを受信信号ｕＮｏから得るためには、受信装置において、上記のＨＮｏを用いなければならない。この種の演算は、ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムでの信号分離と比較して、計算量を多く必要する。非ＯＦＤＭシステムでは、受信装置はチャネルの逆特性を推定するために逆フィルタを評価する必要があり、受信装置の複雑さを増す要因となっていた。しかし、ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムでは、畳み込み演算がないので、逆フィルタを評価する必要がない。【００１０】
関連する技術においては、信号を分離する前に、チャネル状態情報または逆チャネルを評価しなければならなかった。このような評価は、受信装置においてチャネルを評価するために用いられるトレーニング信号を送信することで達成される。しかしながら、トレーニング信号の伝送のために、スループットの低下という代償を払わなければならない。別の方法としては、ＭＩＭＯチャネル状態情報（ＣＳＩ；Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）または逆方向チャネル状態情報（ＩＣＳＩ；Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の完全なブラインド同定がある（［Ｂ１］，［Ｂ２］，［Ｂ６］−［Ｂ８］：非特許文献１，２，６−８）。しかしながら、これによれば、分離された信号源において、元々送信された信号の置換（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）、すなわち順番の置き換えを発生させる可能性があり（［Ｂ８］：非特許文献８）、このような置換は、考えられる全ての縦列組み合わせを考慮して最小誤差となる組み合わせを選択する最尤検出器（ＭＬＤ；ｍａｘｉｍｕｍ  ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を利用して、取り除かなければならない。【００１１】
ブラインド分離された信号源における置換の発生という問題点の解決策として、各送信装置に対しユニークフィルタを割り当てることに基づくタグ付け（ｔａｇｇｉｎｇ）方式が提案されている（［Ｂ９］：非特許文献９）。ユニークフィルタとは、送信装置ごとに異なる特性を有するフィルタのことである。この技術によれば、送信前に、各コンスタントモジュラス（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｍｏｄｕｌｕｓ；定包絡線）信号源信号が、送信前に、ユニークフィルタによってフィルタリングされる。受信装置では、変換により非コンスタントモジュラス信号をコンスタントモジュラス信号に戻すために、逆フィルタが用いられる。しかしながら、各信号源がユニークフィルタを持つので、対象となっている信号源のみが取り出され、その結果、分離された信号では、信号源の置換は起こらない。【００１２】
しかしながら、このようなタグ付け方式においては、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ；ｓｉｎｇｌｅ  ｉｎｐｕｔ  ｓｉｎｇｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ）システムに対する他のアルゴリズムにおけるものと同様に、結果として得られる信号は、位相の回転を被っている。この問題に対する解決策として、ディファレンシャル（差動）ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）モードの変調があり（［Ｂ１０］：非特許文献１０）、また、チャネル検出器を用いることもできる。チャネル検出器は、単一の信号源しか扱わないので、より構成が簡易である。ここでは、各送信アンテナにユニークフィルタが割り当てられているので、フィルタの独自性（ｕｎｉｑｕｅｎｅｓｓ）を維持するためには、送信アンテナの数が増えるにつれて、これらのフィルタの長さも長くしなければならない。しかしながら、このようにフィルタ長が長くなることは、受信装置における計算の複雑さを増すことになる（［Ｂ９］：非特許文献９）。全域通過（ａｌｌｐａｓｓ）フィルタを使用する場合には、システムのレイテンシー（待ち時間）が大きくなるであろう。【００１３】
図１は、タグ付け（ｔａｇｇｉｎｇ）フィルタに基づくＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムのベースバンドモデルを示している。説明のために、コンスタントモジュラス信号を仮定する。このシステムは、送信側に複数のユニークフィルタ１０１とユニークフィルタごとに設けられるアンテナ１０２を備えている。ここでは、Ｎ個（Ｎ≧２）のユニークフィルタ１０１が設けられている。送信アンテナ１０２からの信号はＭＩＭＯチャネルを介し、Ｍ個の受信アンテナ１０３を有する受信側に到達する。受信側には、送信側の各フィルタ１０１の逆特性を有するフィルタ１０４と、フィルタ１０４ごとに設けられブラインドＭＩＭＯ信号処理を行う信号処理部１０５とがさらに設けられている。受信側において、各信号処理部１０５から、ブラインド信号分離された信号が出力される。【００１４】
送信側では、送信すべきデータに対してシリアル−パラレル変換を実行した後、そのパラレルデータの各要素が、インパルス応答ｆＴｘ（ｌ）（ｎ）を有するユニークフィルタ１０１でフィルタリングされる。ここで上付き添え字の“（ｌ）”は、バッファリングされた入力ｘｌ（ｋ）のインデックスに対応し、したがってｌ＝１，…，Ｎである。【００１５】
ｌ番目のアンテナを用いて送信されるベースバンド信号は、【００１６】
【数５】
2008001627.tif 000007
によって与えらえる。ここで、ｙｌ（ｋ）の絶対値｜ｙｌ（ｋ）｜は、全てのｋの値に対して一定ではない。平坦なＭＩＭＯチャネルに対し、アンテナ番号ｊのアンテナ１０３で受信されたベースバンド信号は、【００１７】
【数６】
2008001627.tif 000008
で与えられる。ここでｈｊｌは、ＣＳＩ（チャネル状態情報）に付随する行列Ｈのｊ行ｌ列の要素に対応し、ｎｊ（ｋ）は、付加雑音ベクトルｎｋのｊ番目のエントリである。１番目の送信アンテナからの信号を取り出すために、ｆＴｘ（１）（ｎ）の逆であるインパルス応答ｇＲｘ（１）（ｎ）（＝１／ｆＴｘ（１）（ｎ））を有するフィルタ１０４を用いて、受信信号がフィルタリングされる。かくして、第１の信号に伴うタグを除去した後に各アンテナから受信された信号は、【００１８】
【数７】
2008001627.tif 000009
で表される。ここでＮＲはインパルス応答ｇＲｘ（ｌ）（ｎ）の長さである。一般に、ｇＲｘ（ｌ）（ｎ）は、【００１９】
【数８】
2008001627.tif 000010
であるように設定される。ここで、δ（ｎ）は、【００２０】
【数９】
2008001627.tif 000011
で表されるクロネッカー（Ｋｒｏｎｅｃｋｅｒ）のデルタ記号であり、Ｄは、ＴＴフィルタ（タグ付けフィルタ）の非最小位相から起因する遅延である。式（６）から、フィルタｆＴｘ（１）（ｎ）の最大位相部分の次数が増加すると遅延Ｄも増加する、と言える。【００２１】
このようなＯＦＤＭシステムでは、送信装置において、ユニークタグ付けフィルタを、図２において＜１＞で示された位置に配置することができる。図２はＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ送信装置の構成を示している。この送信装置は、Ｎが２以上の整数であるとして、Ｎ本の送信アンテナ＃１〜＃Ｎを用いてデータを送信するものである。以下では、アンテナ番号ｊすなわちｊ番目の送信アンテナのことを送信アンテナ＃ｊのように表すものとする。【００２２】
送信装置は、バイナリ入力信号のチャネル符号化を行うチャネル符号器１１１と、チャネル符号化された信号をシリアル／パラレル変換してデータを各アンテナに対してマッピングするＳ／Ｐ変換器１１２と、Ｓ／Ｐ変換器１１２の出力ごとにデータをシリアル／パラレル変換してサブキャリアに対してマッピングするＳ／Ｐ変換器１１３と、各Ｓ／Ｐ変換器１１３ごとに設けられて対応するＳ／Ｐ変換器１１３からのパラレルデータの高速フーリエ逆変換を行うＩＦＦＴ部１１４と、ＩＦＦＴ部１１４ごとに設けられて対応するＩＦＦＴ部１１４のパラレル出力をシリアル信号に変換するＰ／Ｓ変換器１１５と、Ｐ／Ｓ変換器１１５の出力に設けられサイクリック・プレフィックス（ＣＰ；ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ）を付加するＣＰ付加部１１６と、上述した＜１＞の位置としてＣＰ付加部１１６の出力に設けられたタグ付けフィルタ１１７と、タグ付けフィルタ１１７の出力に設けられ、送信のための信号処理を行う信号処理部１１８と、を備えている。【００２３】
このようにこの送信装置では、アンテナマッピングを行うＳ／Ｐ変換器１１２はＮ本の出力を有し、Ｓ／Ｐ変換器１１２の各出力に対して、サブキャリアマッピングをＳ／Ｐ変換器１１３とＩＦＦＴ部１１４とＰ／Ｓ変換器１１５とＣＰ付加部１１６とタグ付けフィルタ１１７と送信用の信号処理部１１８がこの順で縦続接続していることになる。各信号処理部１１８からの出力が、送信アンテナ＃１〜＃Ｎのうちの対応する送信アンテナに供給される。【００２４】
ここでチャネル符号器１１１では、スクランブル、ＣＲＣ（巡回冗長符号）、ＦＥＣ（フォワード・エラー訂正）、インターリーブ、変調などの処理が行われる。また、信号処理部１１８では、アップサンプリング、帯域フィルタによるフィルタリング、プレディストーション、増幅などの処理が行われる。【００２５】
このような送信装置において、タグ付けフィルタの位置は、位置＜１＞でなく、位置＜２＞すなわちＩＦＦＴ部１１４の出力の位置、または位置＜３＞すなわちＳ／Ｐ変換器１１３の出力の位置、または位置＜４＞すなわちＳ／Ｐ変換器１１２の出力の位置に移動させることができる。【００２６】
受信装置では、逆タグ付けフィルタは、上述の式（７）及び式（８）を満たすように設計される。これらの逆タグ付けフィルタの位置が、図３に示されている。図３は、ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムにおける受信装置の構成の一例を示している。【００２７】
図３に示す受信装置は、Ｎ個の受信アンテナ１０３を備えている。そして、受信装置は、受信アンテナ１０３ごとに設けられ、受信信号の増幅、復調、アナログ／デジタル変換などを行うアナログ処理部１２１と、アナログ処理部１２１の出力に設けられ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を含む処理を実行するデジタル処理部１２２と、Ｍ個の逆タグ付けフィルタ１２３と、Ｍ個の逆タグ付けフィルタ１２３から信号を入力してＭＩＭＯ信号処理を行うＭＩＭＯ信号処理部１２４と、ＭＩＭＯ信号処理部１２４からのＭ組のパラレル出力のそれぞれごとに設けられて対応するパラレル出力をシリアル信号に変換するＰ／Ｓ変換器１２５と、各Ｐ／Ｓ変換器１２５の出力がパラレルに入力してこれらをシリアルデータに変換するＰ／Ｓ変換器１２６と、Ｐ／Ｓ変換器１２６の出力に設けられチャネル復号と復調とを行うチャネル復調器１２７と、を備えている。Ｎ個あるデジタル処理部１２２は、それぞれ、Ｍ個の逆タグ付けフィルタ１２３のいずれかに入力するＭ個の出力を備えており、これにより、いずれの逆タグ付けフィルタ１２３にも、Ｍ個のデジタル処理部１２２からの出力が供給されるようになっている。【００２８】
各デジタル処理部１２２は、ＯＦＤＭフレーム同期、ダウンサンプリング、サイクリック・プレフィックスの除去、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などの処理を行う。Ｐ／Ｓ変換器１２５は、デインターリーブ行列を備えても備えなくてもよい。デインターリーブ行列を備える場合には、Ｐ／Ｓ変換器１２５は、その行列によってデインターリーブを行う。Ｐ／Ｓ変換器１２６は、データのアンテナからのデマッピングを行う。【００２９】
しかしながら、タグ付けフィルタに基づくＭＩＭＯシステムでは、以下のような課題を解決する必要がある。【００３０】
（１）説明のため、２次の全域通過フィルタが用いられ、フィルタの全ての極が複素平面（ｚ平面）において中心（原点）から半径０．５の位置にあるものとする。図４（ａ）に示すように、２つの信号源あるいは２つのアンテナがある場合、これら２つの信号源の極の間の最大分離（Ｐｓ）は１である。図４（ｂ）に示すように、８つのアンテナあるいは８つの信号源がある場合、２つの極の間の最大分離は、【００３１】
【数１０】
2008001627.tif 000012
となろう。このように、信号源の数が増えるにつれて、極が相互に隣接する２つのフィルタ間の類似性が大きくなる。したがって、相互に極が接近しているフィルタを用いてタグ付けされた信号を区別することは、次第に難しくなる。次数を大きくすることは、乗算器の数を増やすことにつながり、したがって、システムの複雑さも大きくし、これは、システムコストの増加をもたらす。【００３２】
（２）同様に、全域通過フィルタの次数が大きくなるにつれて、逆関数に伴う遅延も大きくなる。遅延に敏感な用途で用いられるシステムにおいては、このように長い遅延は好ましくない。このように遅延に敏感なシステムの例には、遠隔操作で制御される無人宇宙船のような設備がある。また遅延は、ヒトにおけるある許容しきい値を超える場合に、音声通話中の不快感の原因ともなる。【００３３】
なお、本発明者は、ＷＯ２００６／０５９７６７（［Ａ１］：特許文献１）において、複数のアンテナあるいは信号源を有するシステムであって、各信号源がユニークフィルタでフィルタリングされるシステムを提案している。【００３４】
日本国特許公開：特開２０００−２８６８２１号公報（［Ａ２］：特許文献２）は、わずかなパイロットシンボルを用いることによって、伝搬路（チャネル）におけるマルチパスフェージング変動による受信歪みを補償するとともに、雑音による伝搬路推定誤差を低減できるＯＦＤＭ通信装置を開示している。この装置では、伝搬路の特性に対する逆となる特性を有するフィルタを用い、チャネル状態情報に対応する信号をフィルタリングしており、ＦＦＴ後の信号をパイロットデータに乗算することで、タイムドメインでのチャネル状態情報を得ている。【００３５】
日本国特許公開：特開２００２−１１１７５６号公報（［Ａ３］：特許文献３）は、送信機と受信機の双方にフィルタを設けることにより、伝搬環境に適したフェージング歪み補償を実行し、これによってビット誤り率を低減した無線通信システムを開示している。この通信システムでは、送信の前に信号の帯域幅が、入力信号の最大帯域幅よりも狭い帯域幅を有するフィルタによって制限されるようになっている。【００３６】
日本国特許公開：特開２００５−３１８１１７号公報（［Ａ４］：特許文献４）は、クローズループ型のＭＩＭＯ伝送システムであって、各送受信アンテナ及びストリーム間で相互に異なる符号化率や変調方式を選択してデータ伝送を行うようにしたシステムを開示している。このシステムでは、データを異なるアンテナにマッピングするためにスクランブラを用いている。【００３７】
日本国特許公開：特開平５−２１２４９８号公報（［Ａ５］：特許文献５）は、映像信号の送受信を行うシステムであって、送信装置内にインターリーバとスクランブラを配置し、受信装置内にデインタリーバとデスクランブラを配置したシステムを開示している。このシステムでは、変調の一種であるとみなされるＮＲＺＩ（ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）変換を行う前に、送信信号に対してインターリーブ処理とスクランブル処理を実行している。【００３８】
日本国特許公開：特開平１１−２１５０９１号公報（［Ａ６］：特許文献６）は、ＯＦＤＭ信号伝送システムであって、送信装置において送信データ系列に対して変調前にスクランブル処理またはインターリーブ処理を施し、受信装置において復調後の信号に対してデスクランブル処理またはデインターリーブ処理を施すシステムを開示している。【００３９】
以下、本明細書中で引用する参考文献を列挙する。
【特許文献１】［Ａ１］  ＷＯ２００６／０５９７６７
【特許文献２】［Ａ２］  特開２０００−２８６８２１号公報
【特許文献３】［Ａ３］  特開２００２−１１１７５６号公報
【特許文献４】［Ａ４］  特開２００５−３１８１１７号公報
【特許文献５】［Ａ５］  特開平５−２１９４８８号公報
【特許文献６】［Ａ６］  特開平１１−２１５０９１号公報
【非特許文献１】［Ｂ１］  Ｇ．  Ｊ．  Ｆｏｓｃｈｉｎｉ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｊ．  Ｇａｎｓ，  “Ｏｎ  ｌｉｍｉｔｓ  ｏｆ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ａ  ｆａｄｉｎｇ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  ｗｈｅｎ  ｕｓｉｎｇ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｎｔｅｎｎａｓ，”  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  ６，  ｐｐ．  ３１１−３３５，  １９９８．
【非特許文献２】［Ｂ２］  Ａ．  Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ，  Ｓ．  Ａ．  Ｊａｆａｒ，  Ｎ．  Ｊｉｎｄａｌ  ａｎｄ  Ｓ．  Ｖｉｓｈｗａｎａｔｈ，  “Ｃａｐａｃｉｔｙ  ｌｉｍｉｔｓ  ｏｆ  ＭＩＭＯ  ｃｈａｎｎｅｌｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｎ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ａｒｅａｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  ２１，  Ｎｏ．  ５，  ｐｐ．  ６８４−７０２，  Ｊｕｎｅ  ２００３．
【非特許文献３】［Ｂ３］  Ｙ．  Ｏｇａｗａ，  Ｋ．  Ｎｉｓｈｉｏ，  Ｔ．  Ｎｉｓｈｉｍｕｒａ  ａｎｄ  Ｔ．  Ｏｈｇａｎｅ，  “Ａ  ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，”  ２００３  ＩＥＥＥ  ５８ｔｈ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  Ｖｏｌ．  １，  ｐｐ．  ４９３−４９７，  ２００３．
【非特許文献４】［Ｂ４］  Ｈ．  Ｙａｎｇ，  “Ａ  ｒｏａｄ  ｔｏ  ｆｕｔｕｒｅ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ａｃｃｅｓｓ：  ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ−ｂａｓｅｄ  ａｉｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，”  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，  Ｖｏｌ．  ４３，  Ｎｏ．  １，  ｐｐ．  ５３−６０，  Ｊａｎ．  ２００５．
【非特許文献５】［Ｂ５］  Ａ．  Ｂｅｌｏｕｃｈｒａｎｉ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｇ．  Ａｍｉｎ，  “Ｂｌｉｎｄ  ｓｏｕｒｃｅ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｔｉｍｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，  Ｖｏｌ．  ４６  ，  Ｎｏ．  １１，  ｐｐ．  ２８８８−２８９７，  Ｎｏｖ．  １９９８．
【非特許文献６】［Ｂ６］  Ｔ．  Ｌ．  Ｍａｒｚｅｔｔａ，  “ＢＬＡＳＴ  ｔｒａｉｎｉｎｇ：  Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｃａｐａｃｉｔｙ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ，”  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ３７ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ａｌｌｅｒｔｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，  Ｃｏｎｔｒｏｌ，  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，  ｐｐ．  ９５８−９６６，  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２２−２４，  １９９９．
【非特許文献７】［Ｂ７］  Ｙ．  Ｌｉ  ａｎｄ  Ｌ．  Ｙａｎｇ，  “Ｓｅｍｉ−ｂｌｉｎｄ  ＭＩＭＯ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｅｒｒｏｒ  ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，”  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，  Ｖｏｌ．  ２  ，  ｐｐ．  １４２９−１４３２，  Ｄｅｃ．  １４−１７，  ２００３．
【非特許文献８】［Ｂ８］  Ｙ．  Ｌｉ  ａｎｄ  Ｋ．  Ｊ．  Ｒ．  Ｌｉｕ，  “Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｂｌｉｎｄ  ｓｏｕｒｃｅ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ／Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ  ｓｙｓｔｅｍｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，  Ｖｏｌ．  ４４，  Ｎｏ．  ７，  ｐｐ．  ２８６４−２８７６，  Ｎｏｖ．  １９９８．
【非特許文献９】［Ｂ９］  Ｊ．  Ｏｋｅｌｌｏ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｉｋｅｋａｗａ，  “Ｔａｇｇｉｎｇ−ｆｉｌｔｅｒ  ｂａｓｅｄ  ｂｌｉｎｄ  ＭＩＭＯ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈｏｕｔ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ，”  ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂｅｃｏｍ  ２００５，  Ｖｏｌ．  ４，  ｐｐ．  ２１４５−２１４９，  Ｎｏｖ．−Ｄｅｃ．  ２００５．
【非特許文献１０】［Ｂ１０］  Ｗ．  Ｚｈｕａｎｇ  ａｎｄ  Ｖ．  Ｈｕａｎｇ，  “Ｃｈａｎｎｅｌ  ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ｐｈａｓｅ  ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｓｌｏｗｌｙ  ｆａｄｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌｓ，”  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｃａｎａｄｉａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  ｐｐ．  ２３４−２３７，  Ｓｅｐｔ．  １９９４．
【非特許文献１１】［Ｂ１１］  Ｎ．  Ｍａｅｄａ，  Ｙ．  Ｋｉｓｈｉｙａｍａ，  Ｈ．  Ａｔａｒａｓｈｉ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｓａｗａｈａｓｈｉ，  “Ｖａｒｉａｂｌｅ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒ−ＯＦＣＤＭ  ｗｉｔｈ  ｔｗｏ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｔｈａｔ  ｐｒｉｏｒｉｔｉｚｅｓ  ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｆｏｒｗａｒｄ  ｌｉｎｋ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ａｃｃｅｓｓ，”  ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  Ｖｏｌ．  Ｅ８８−Ｂ，  Ｎｏ．  ２，  ｐｐ．  ４８７−４９８，  Ｆｅｂ．  ２００５．
【非特許文献１２】［Ｂ１２］  Ｄ．  Ｎ．  Ｇｏｄａｒｄ，  “Ｓｅｌｆ−ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｉｎ  ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｄａｔａ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．  ２８，  Ｎｏ．  １１，  ｐｐ．  １８６７−１８７５，  Ｎｏｖ．  １９８０．
【非特許文献１３】［Ｂ１３］  Ｋ．  Ｎ．  Ｏｈ  ａｎｄ  Ｙ．  Ｏ．  Ｃｈｉｎ，  “Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｍｏｄｕｌｕｓ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：  Ｂｌｉｎｄ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐｈａｓｅ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，”  Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  ＩＣＣ，  Ｖｏｌ．  １，  ｐｐ．  ４９８−５０２，  Ｊｕｎｅ  １９９５．
【非特許文献１４】［Ｂ１４］  Ａ．  ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｖｅｅｎ，  “Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｌｇｅｂｒａｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｍｏｄｕｌｕｓ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，  Ｖｏｌ．  ５０，  Ｎｏ．  １２，  ｐｐ．  ３０８３−３０９７，  Ｄｅｃ．  ２００２．
【非特許文献１５】［Ｂ１５］  Ｐ．  Ａ．  Ｒｅｇａｌｉａ，  “Ａ  ｆｉｎｉｔｅ−ｉｎｔｅｒｖａｌ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｍｏｄｕｌｕｓ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，”  Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，  Ｓｐｅｅｃｈ，  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，  ２００２．  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ．  （ＩＣＡＳＳＰ  ’０２）．    ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ，  Ｖｏｌ．  ３  ，  ｐｐ．  ＩＩＩ−２２８５  −  ＩＩＩ−２２８８，  １３−１７，  Ｍａｙ  ２００２．
【非特許文献１６】［Ｂ１６］  Ｊ．  Ｇ．  Ｐｒｏａｋｉｓ，  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ，  ４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  ｐｐ．  ８４０−８５２．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
本発明の目的は、トレーニング信号を用いることなく置換の問題を解決し、さらにタグ付けフィルタの次数増加が抑えられた通信システムを提供することにある。【００４１】
本発明の別の目的は、トレーニング信号を用いることなく置換の問題を解決し、さらにタグ付けフィルタの次数増加が抑えられた多重アクセス方法を提供することにある。【００４２】
本発明のさらに別の目的は、トレーニング信号を用いることなく置換の問題を解決し、さらにタグ付けフィルタの次数増加が抑えられた通信システムを構成するための送信装置及び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】
【００４３】
本発明の第１の例示的様相によれば、送信チャネル上に信号を送信する送信装置と、信号を受信する受信装置と、を有する通信システムであって、送信装置は、変調信号をフィルタリングしてこの変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、フィルタリングされた信号に対して、インターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う第１の処理手段と、を備え、受信装置は、受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う第２の処理手段と、第２の処理手段から出力される信号をフィルタリングする逆フィルタと、を備える、通信システムが提供される。【００４４】
本発明の第２の例示的様相によれば、送信チャネル上に信号を送信する送信装置であって、変調信号をフィルタリングしてこの変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、フィルタリングされた信号に対して、インターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う処理手段と、を備える送信装置が提供される。【００４５】
本発明の第３の例示的様相によれば、信号を受信する受信装置であって、受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う処理手段と、処理手段から出力される信号をフィルタリングする逆フィルタと、を備える受信装置が提供される。【００４６】
本発明の第４の例示的様相によれば、信号を送信する送信装置と信号を受信する受信装置とを有するシステムにおける多重アクセス方法であって、各送信装置にユニークに、フィルタとインターリーバ及び／またはスクランブル符号との組み合わせからなってプールまたは集合から取り出されたものであるタグを割り当て、ユニークタグを用い、各送信装置または信号源の信号を処理し、複数の受信アンテナまたは受信センサを有する受信装置において、各送信信号源または各送信アンテナからの信号を、同じタグを有する送信装置からの信号のみが復元されるように、逆フィルタと、デインタリーバ及び／またはデスクランブラとを用いて送信装置のユニークタグに基づいて復号する、多重アクセス方法が提供される。【００４７】
本発明の第５の例示的様相によれば、ＯＦＤＭ方式による通信システムであって、インターリーバを有する上述した送信装置を有し、インターリーバは、２次元データブロックをインターリーブするものであって、行がサブキャリアのインデックスに対応し、列がＯＦＤＭのシンボル番号に対応し、各行について行内のデータを並べ替えるインターリーブを行う、通信システムが提供される。【００４８】
本発明の第６の例示的様相によれば、ＯＦＤＭ方式による通信システムであって、インターリーバを有する上述した送信装置を有し、インターリーバは、２次元データブロックをインターリーブするものであって、行がサブキャリアのインデックスに対応し、列がＯＦＤＭのシンボル番号に対応し、まず各行について行内のデータを並べ替えるインターリーブを行い、引き続いて行の順番を入れ替えることでインターリーブを行う、通信システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、タグ付け（ｔａｇｇｉｎｇ）フィルタに基づく多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムの一般的なベースバンドモデルを示すブロック図である。
【図２】図２は、タグ付けフィルタに基づくＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ送信装置の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、タグ付けフィルタに基づくＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ受信装置の一例を示すブロック図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ、信号源の２の場合と８の場合における、タグ付けフィルタに基づく全域通過（ａｌｌｐａｓｓ）フィルタでの極及びゼロ点の位置の例を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例における、フィルタとインターリーバ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）及び／またはスクランブラとを備える、タグ付けフィルタに基づくＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ送信装置を示すブロック図である。
【図６】図６は、インターリーブされるデータブロックを説明する図である。
【図７】図７は、アンテナ番号１のアンテナの場合のサブキャリア内インターリーブを説明する図である。
【図８】図８は、各アンテナあるいは各多入力システムのタグに対するスクランブル符号を生成する簡単なやり方を説明する図である。
【図９】図９は、タグ付けされＮ個の送信アンテナを用いて送信されたＮ個の信号を分離する、Ｍ個の受信アンテナを有する受信装置を示すブロック図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、変調されマッピングされた後の信号のコンステレーション図（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ  ｄｉａｇｒａｍ）である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、変調信号をフィルタリングした後の信号のコンステレーション図である。
【図１２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、ＢＰＳＫ（ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）スクランブル符号でスクランブルした後の信号のコンステレーション図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、２個の受信アンテナによって受信された信号のコンステレーション図である。
【図１４】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、「○」と「×」を用いて示される２つの混合信号を含む、２個の受信アンテナによって受信された信号のコンステレーション図である。
【図１５】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、デスクランブル後の受信信号のコンステレーション図である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、「○」と「×」を用いて示される２つの混合信号を含む、デスクランブル後の受信信号のコンステレーション図である。
【図１７】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、逆フィルタリング後の受信信号のコンステレーション図である。
【図１８】図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、「○」と「×」を用いて示される２つの混合信号を含む、逆フィルタリング後の受信信号のコンステレーション図である。
【図１９】図１９は、別の実施例による、タグ付けを行いＮ個の送信アンテナを有する送信装置を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、複数の受信アンテナを有する基地局と、それぞれ単一の送信アンテナを有する複数の送信装置とを有するシステムを示す図である。
【図２１】図２１は、送信装置の別の例を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、受信装置の別の例を示すブロック図である。
【図２３】図２３は、送信装置のさらに別の例を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、受信装置のさらに別の例を示すブロック図である。
【図２５】図２５は、送信装置のさらにまた別の例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、受信装置のさらにまた別の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１    ユニークフィルタ
１０２    送信アンテナ
１０３    受信アンテナ
１０４，２１１    フィルタ
１０５，１１８    信号処理部
１１１，２６１    チャネル符号器
１１２，１１３，２０１，２０２    Ｓ／Ｐ変換器
１１４，２０４    ＩＦＦＴ部
１１５，１２５，１２６，２４４，２４５    Ｐ／Ｓ変換器
１１６    ＣＰ付加部
１１７    タグ付け処理部
１２１    アナログ処理部
１２２    デジタル処理部
１２３    逆タグ付けフィルタ
１２４，２４３    ＭＩＭＯ信号処理部
１２７，２４６    チャネル復調器
２０３    タグ付け部
２１２    インターリーバ
２１３    スクランブラ
２３１    擬似乱数バイナリ符号発生器
２３２    ＢＰＳＫ変調器
２３３    遅延素子
２３４    コピー部
２４１    前処理部
２４２    逆タグ付け部
２５１    スクランブル符号発生器
２５２    乗算器
２５３    デインターリーバ
２５４    逆フィルタ
２６２    行列合成器
２６３    送信処理部
３０１    送信装置
３０２    受信装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明の一実施例において、通信システムとして構成されたＭＩＭＯシステムは、送信装置と、受信装置と、送信装置と受信装置との間のＭＩＭＯチャネルとから構成される。【００５２】
図５は、ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムのための送信装置のモデルを示している。説明のため、ここでは、ＯＦＤＭに基づくシステムを考えるものとするが、当然のことながら、チャネルが周波数選択性でない限り、同じ方法をＯＦＤＭに基づかないＭＩＭＯシステムにも適用することができる。【００５３】
図示された送信装置は、Ｎが２以上の整数であるとして、入力信号としてチャネル符号化された信号を受け入れ、Ｎ個の送信アンテナから送信するものである。送信装置は、チャネル符号化された信号をシリアル／パラレル変換してデータを各アンテナに対してマッピングするＳ／Ｐ変換器２０１と、Ｓ／Ｐ変換器２０１の出力ごとにデータをシリアル／パラレル変換しサブキャリアに対してマッピングするＳ／Ｐ変換器２０２と、各Ｓ／Ｐ変換器２０２からのパラレルデータに対してタグ付けを行うタグ付け部２０３と、タグ付けされたパラレルデータの高速フーリエ逆変換を行うＩＦＦＴ部２０４とを備えている。ＩＦＦＴ部２０４からの出力データが、図２に示した送信装置の場合と同様に、対応する送信アンテナに送られるようになっている。Ｓ／Ｐ変換器２０２とＩＦＦＴ部２０４は、送信アンテナの個数に合わせて、Ｎ個ずつ設けられている。各Ｓ／Ｐ変換器２０２は、インターリーブ行列を備えていても、備えていなくてもよい。【００５４】
タグ付け部２０３は、各Ｓ／Ｐ変換器２０２の各出力ごとに、フィルタ２１１とインターリーバ２１２とスクランブラ２１３がこの順に直列に接続した構成を有し、スクランブラ２１３の出力が対応するＩＦＦＴ部２０４に供給されている。後述するように、インターリーバ２１２とスクランブラ２１３の配置は、ここで示すものとは逆になっていてもよく、また、インターリーバ２１２とスクランブラ２１３のいずれか一方が設けられていなくてもよい。【００５５】
図５において、送信されるべき信号すなわちチャネル符号化信号は、スクランブル、チャネル符号、インターリーブ及び変調によって符号化されていてもよく、したがって、送信されるべき信号のことを変調信号と呼ぶ。この変調信号は、まず、Ｓ／Ｐ変換器２０１において、任意のシリアル（直列）−パラレル（並列）データ変換技術を用いてシリアル（直列）データからＮ本のパラレルデータに変換される。ひとたび信号ストリームがＮ個のストリームに分割されると、すなわちアンテナマッピングが行われると、各ストリームは、それぞれ、対応するＳ／Ｐ変換器２０２によって、さらに、ＮＳＣ個のストリームに分割される。ここでＮＳＣは、ＯＦＤＭにために用いられるサブキャリア（副搬送波）の数に対応する。なお、ゼロ（ヌル）サブキャリアをガードバンドとして使用できるので、関連技術における方法と同様に、ＩＦＦＴ（高速フーリエ逆変換）のサイズ（ＮＩＦＦＴ）にＮＳＣを対応させる必要はない。先に説明したように、ＩＦＦＴサブキャリアのためにシリアル−パラレル変換には、拡散（スプレッディング）を含んでいてもよい任意の方法を用いることができる（［Ｂ１１］：非特許文献１１）。【００５６】
割り当てられたサブキャリアのそれぞれにデータがマッピングされた後、そのデータは、フィルタ２１１（タグフィルタＴＦｌ）を用いてフィルタリングされる。ここで下付き添え字“ｌ”は、送信アンテナのインデックスに対応し、したがってｌ＝１，２，…Ｎである。参考文献［Ｂ９］（非特許文献９）に示されている場合と比較して、フィルタＴＦｌがフィルタＴＦｊから異なっている必要はない。非ユニークフィルタからユニークフィルタを区別するために、ユニークフィルタをＴＦ１（ｕ），…，ＴＦＮＴＦ（ｕ）と定義する。ここでＮＴＦはユニークフィルタの個数である。唯一性（ｕｎｉｑｕｅｎｅｓｓ）のため、全てのｉ≠ｊであるｉ，ｊに対して、ＴＦｉ（ｕ）≠ＴＦｊ（ｕ）であるように、各フィルタは他とは異なる位相特性及び／または振幅特性を有する。【００５７】
信号のフィルタリング後、信号は、次に、ユニークインターリーバΠｌすなわちインターリーバ２１２において、以下のようにしてインターリーブ（交互配置；ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）される。【００５８】
（１−ａ）インターリーブ用のデータブロックを生成する。データブロックは、ＯＦＤＭシンボルのシンボル番号に対応するインデックスと、送信のために使用されるであろうサブキャリアのインデックスに対応するもう１つのインデックスとを有する。説明のため、水平方向のインデックスである行インデックスはシンボル番号に対応し、垂直方向のインデックスである列インデックスは送信に用いられるサブキャリアに対応するものとする。この種のインデックス付けの一例が、図６に示されている。【００５９】
（１−ｂ）各サブキャリアに対し、インターリーブパターンＰｃ，  ｌを用いてシンボルをインターリーブ（交互配置；ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）する。ここでｃはサブキャリアのインデックスであり、ｌはアンテナのインデックスである。インターリーブパターンＰｃ，  ｌは、すべてのｃと、ｉ≠ｊであるすべてのｉ，ｊに対し、Ｐｃ，  ｉ≠Ｐｃ，  ｊであるように設定されている。図７は、アンテナ番号が１すなわちｌ＝１の場合の、サブキャリア内（イントラサブキャリア）インターリーブを示している。なお、単一のキャリア（搬送波）のみを使用するシステムでは、ＮＳＣ＝１であり、したがってｃ＝０である。【００６０】
（１−ｃ）サブキャリアの位置をｃからｃ’に交換することができる。しかしながらこのインデックスの交換は、新しいインデックスが上記の（１−ｂ）を満たすように行われなければならない。なお、このインデックスの交換は、いつも必要であるというものではない。【００６１】
ユニークインターリーバΠｌは、上記の（１−ｂ）及び（１−ｃ）で定義される複合インターリーバが送信信号源または送信アンテナの対応するサブキャリアごとに異なる置換をもたらすように設定されるインターリーバである。【００６２】
インターリーブされたデータは、次に、スクランブラ２１３により、インターリーブされたデータのブロック上で記述されるランダムスクランブル符号によってスクランブルされる。前述のインターリーバの場合、このデータブロックは、シンボルのインデックスに対応する横軸と、送信のために割り当てられたサブキャリアのインデックスに対応する縦軸とを有する。アンテナまたは信号源のスクランブル符号は、各サブキャリアに対して、Ｃｃ，  ｌ（ｋ）を用いて定義される。ここでｃはサブキャリアのインデックスであり、ｋはＯＦＤＭシンボルのインデックスであり、ｌはアンテナのインデックスであって、全てのｃとｉ≠ｊである全てのｉ，ｊに対して、Ｃｃ，  ｉ≠Ｃｃ，  ｊである。アンテナ＃ｌに対するスクランブル符号は、【００６３】
【数１１】
2008001627.tif 000013
のように表される。【００６４】
この送信装置では、各送信アンテナあるいは各信号源ごとにユニークに設定されるタグは、タグ付け部２０３において、フィルタとインターリーバとスクランブル符号との組み合わせで定義されるので、ユニークタグとして適切なものであるために、これら３つの要素のうちの少なくとも１つがタグごとに異なっている必要がある。図８は、各アンテナごとに、あるいは多入力システムの各入力ごとに異なるスクランブル符号を発生することができる方法の１つを示している。【００６５】
図８において、単一の擬似乱数バイナリ符号発生器２３１を使用する。ＢＰＳＫ変調方式を用いた変調の後、多入力システムの入力のそれぞれに対する符号を生成するように、乱数符号を遅延させる。図示したものでは、擬似乱数バイナリ符号発生器２３１が発生した擬似乱数系列に対してＢＰＳＫ変調を行うＢＰＳＫ変調器２３２の出力に対して、Ｍ個の遅延素子（Ｄ）２３３が直列に接続している。遅延がゼロでない場合、結果として得られるスクランブル符号は、各アンテナあるいは各ソースごとに独自（ユニーク）なものである。この例において発生されるこの単純な符号は、条件Ｃ０，  ｌ＝Ｃ１，  ｌ＝…＝ＣＮＳＣ−１，  ｌを満足する。生成した符号は、遅延素子２３３ごとに設けられるコピー部２３４によってＮＳＣ個のサブキャリアにコピーされ、それぞれのサブキャリアにマッピングされているインターリーブされたデータシンボルに乗算される。【００６６】
次に、受信装置について説明する。本実施例では、入力（アンテナ）番号１を介して送信された信号を受信装置で取り出すために、送信装置の入力（アンテナ）番号１に対応するタグを使用する。Ｎ個の送信アンテナを用いて送信されたＮ個の信号源を分離する、Ｍ個の受信アンテナを有する受信装置の一例が図９に示されている。Ｎ≧Ｍとする。【００６７】
図示される受信装置は、受信アンテナ１０３ごとに設けられた前処理部２４１と、それぞれがＭ個の前処理部２４１から信号を受け取るＮ個の逆タグ付け部２４２と、Ｎ個の逆タグ付け部２４２からの信号に対してＭＩＭＯ信号処理を行うＭＩＭＯ信号処理部２４３と、ＭＩＭＯ信号処理部２４３からのＭ組のパラレル出力のそれぞれごとに設けられて対応するパラレル出力をシリアル信号に変換するＰ／Ｓ変換器２４４と、各Ｐ／Ｓ変換器２４４の出力がパラレルに入力してこれらをシリアルデータに変換するＰ／Ｓ変換器２４５と、Ｐ／Ｓ変換器２４５の出力に設けられチャネル復号と復調とを行うチャネル復調器２４６と、を備えている。Ｎ個ある逆タグ付け部２４２は、Ｎ個の送信アンテナにそれぞれ対応するものである。前処理部２４１は、受信アンテナで受信した受信信号に対し、増幅、復調、アナログ／デジタル変換、ＯＦＤＭフレーム同期、ダウンサンプリング、サイクリック・プレフィックスの除去、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などの処理を行う。Ｐ／Ｓ変換器２４４は、デインターリーブ行列を備えても備えなくてもよい。Ｐ／Ｓ変換器２４５は、データのアンテナからのデマッピングを行う。【００６８】
ｌ番目の送信アンテナに対応する逆タグ付け部２４２は、送信装置においてｌ番目の送信アンテナに関連して行われたタグ付けの逆に相当する処理を実行するものであって、ｌ番目の送信アンテナに対して用いたスクランブル符号と同じスクランブル符号Ｃｌ（ｋ）を発生する符号発生器２５１と、各前処理部２４１からの信号に対してスクランブル符号Ｃｌ（ｋ）を乗算することによりデスクランブルを行う乗算器２５２と、乗算器２５２でデスクランブルされた信号をデインターリーブするデインターリーバ２５３と、デインタリーブされた信号をフィルタリングする逆フィルタ２５４とを備えている。乗算器２５２はデスクランブラとして機能する。【００６９】
この例では、アンテナ番号１を用いて送信された信号に注目すると、各受信アンテナからの各信号は、スクランブル符号Ｃ１（ｋ）を用いて乗算器２５２においてデスクランブルされる。これに引き続いて、デインターリーバ２５３と逆フィルタ２５４とによる処理とが行われる。この場合、逆フィルタ２５４とデインターリーバ２５３は、それぞれ、アンテナ番号１に関連するタグについてのフィルタ２１１とインターリーバ２１２に対応する。すなわち、デインターリーバ２５３は、インタリーバ２１２が行う操作Π１の逆操作Π１−１を行い、逆フィルタ２５４は、フィルタ２１１とは逆のフィルタ特性を有する。【００７０】
フィルタリングの後、ＭＩＭＯ信号処理部２４３において、最初に送信された信号の性質に基づいて信号を分離するための適応アルゴリズムが、逆フィルタ２５４からの信号に適用される。一例として、元の信号がＱＰＳＫ信号であった場合、アンテナ＃１から送信されてきた信号のみを検索するために、よく知られたコンスタントモジュラスアルゴリズム（［Ｂ１２］−［Ｂ１５］：非特許文献１２〜１５）にいずれかを用いることができる。その後は、図３に示した関連技術の受信装置と同様に、Ｐ／Ｓ変換器２４４，２４５とチャネル復調器２４６を経て、信号が出力される。【００７１】
以下、この通信システムでの動作について、さらに詳しく説明する。【００７２】
説明のため、２個の送信（Ｔｘ）アンテナがあるものとし、データのシリアル−パラレル変換によるアンテナ及びサブキャリアへのマッピングの後に、信号は、タグ付けの前の元の性質がそのコンスタントモジュラス性であるＱＰＳＫ信号であるとする。コンスタントモジュラス（定包絡線）とは、ランダムであると考えてよいシンボルによらず、その絶対値が一定である信号のことである。図１０は、送信装置において、各送信アンテナごとのサブキャリアのシリアル／パラレルデータマッピングが行われた後の、信号のコンステレーション図（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ  ｄｉａｇｒａｍ）である。コンステレーション図は、信号点が、横軸を同相成分（Ｉ）とし縦軸を直交成分（Ｑ）とする平面のどこに配置するかを示す図である。。【００７３】
上述したように、２個の送信アンテナのそれぞれのタグは、フィルタとインターリーバとスクランブル符号とからなる。したがってユニークタグは、スクランブル符号を変えるだけ生成できる。スクランブル符号は、この場合、ＢＰＳＫによって変調された信号である。ここで、説明のために、２つのタグＴａｇ１＝｛ＴＦ１（ｕ）  Π１  Ｃ１｝とＴａｇ２＝｛ＴＦ２（ｕ）  Π２  Ｃ２｝を用いるものとし、これらのタグＴａｇ１とＴａｇ２は、それぞれアンテナ番号１とアンテナ番号２に対するもの、すなわち送信アンテナ＃１と送信アンテナ＃２に対するものである。この例において、ＴＦ１（ｕ）は、【００７４】
【数１２】
2008001627.tif 000014
によって定義される全域通過（ａｌｌｐａｓｓ）フィルタである。【００７５】
図１１は、送信装置において、それぞれのユニークタグを構成する同じフィルタを用いてフィルタリングされた後の２つＱＰＳＫ信号のコンステレーション図を示している。図において信号点がばらついて分布していることにより、フィルタリングによってＱＰＳＫ信号のコンスタントモジュラス性が失われることがわかる。【００７６】
本実施例においては、フィルタリング後、フィルタリングされたデータはインターリーブされる。インターリーブによって、ＱＰＳＫ信号の送信に使用されるサブキャリアとシンボルが単に変更されるだけであるから、コンステレーション図にはいかなる変化も生じないはずである。【００７７】
図１２は、インターリーブされた２つの信号を、ＢＰＳＫによって変調されたスクランブル符号Ｃ１，Ｃ２によってスクランブルした後のコンステレーション図を示している。なおこの例では、信号を拡散しない（スプレッドしない）ので、その結果、公知のＣＤＭＡ逆拡散及び信号検索技術を用いる信号分離を行うことはできない。【００７８】
式（１）に従ってモデル化したときの受信信号のコンステレーション図が図１３に示されている。この時点で、図１３に示される信号は、図１４において「○」と「×」によって表示されている２つの信号の和からなっている。なお、ＭＩＭＯチャネルまたはＭＩＭＯ媒体の特性により、送信アンテナ＃１（あるいは送信アンテナ＃２）からの信号は、両方の受信（Ｒｘ）アンテナで受信されるが、これらは加算的に混合される。図１４は、ＢＰＳＫ符号Ｃ１を用いてデスクランブルしたのちの各受信アンテナすなわち受信アンテナ＃１及び受信アンテナ＃２からの信号のコンステレーションを示している。【００７９】
図１５は、デスクランブルを行った時点での受信信号のコンステレーションを示している。図１３で述べたものと同様に、図１５に示される信号は、図１６において「○」と「×」によって表示されている信号の和となっている。【００８０】
インターリーブを行い、送信装置で使用されたフィルタの逆フィルタを用いてフィルタリングを行った後に、図１７で示されるようなコンステレーション図を有する信号が得られる。この信号は、図１８において「○」と「×」によって示されている信号からなっている。図１８から、「○」で示す送信アンテナ＃１からの信号のみがコンスタントモジュラス信号に戻されていることが分かる。一方、送信アンテナ＃２から送信された信号は、コンスタントモジュラス特性を有していない。【００８１】
このことは、たとえ同じフィルタ、同じインターリーバを用いたとしても成り立つことである。したがって、アンテナの個数が与えられたとき、各アンテナにユニークなフィルタのみを使用する必要はない。フィルタは共有することができ、それによって、タグに用いられるフィルタの組を削減することができる。このことによって、少数のユニークフィルタを共有することができるので、多数のユニークフィルタを利用するためにインパルス応答が極めて長いフィルタを設計する必要がなくなる。さらに、式（１０）から分かるように、この種の実装を有するフィルタを設計する際には、いかなる乗算器をも必要としない。スクランブル符号がＢＰＳＫ変調信号であるので、スクランブル及びデスクランブルもいかなる乗算も含まない。【００８２】
以上説明した通信システムは、送信チャネル上に信号を送信する送信装置と、信号を受信する受信装置と、を有する通信システムであって、送信装置に、変調信号をフィルタリングして変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、フィルタリングされた信号の出力をインターリーブするインターリーバと、インターリーブされた信号をスクランブルするスクランブラと、を備え、受信装置に、受信信号をデスクランブルするデスクランブラと、デスクランブルされた信号をデインターリーブするデインターリーバと、デインターリーブされた信号をフィルタリングする逆フィルタと、を備えるものである。ここでインターリーバ及びスクランブラは、フィルタリングされた信号に対してインターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う処理手段として機能するものの一例である。また、デスクランブラ及びデインターリーバは、受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う処理手段として機能するものの一例である。【００８３】
次に、別の実施例の通信システムについて説明する、【００８４】
図１９は、通信システムにおける送信装置の別の例を示している。図示される送信装置は基地局送信装置であって、Ｎ個の送信アンテナを備えている。一方、受信装置は、Ｍ個の受信アンテナを備えている。ここでＮ≧Ｍである。この送信装置は、図５に示したものと同様のものであるが、Ｓ／Ｐ変換器２０１，２０２の代わりに、入力バイナリ信号のチャネル符号化と上述のＳ／Ｐ変換器２０１，２０２によるシリアル／パラレル変換に相当する処理とを実行するチャネル符号器２６１が設けられ、また、タグ付け部２０３とＮ個のＩＦＦＴ部２０４との間に行列合成器２６２が設けられている点で相違する。また、各ＩＦＦＴ部２０４の出力には、サイクリック・プレフィックスの付加、アップサンプリング、帯域通過フィルタによるフィルタリングなどを行う送信処理部２６３が設けられている。【００８５】
送信装置では、送信されるべき信号は、変調される前に、チャネル符号器２６１において、チャネル符号化される。チャネル符号は、任意の種類のフォワード誤り訂正技術と、反復または拡散による符号化、及び必要であればインターリーバを備える。変調の場合、送信されるべき信号は、Ｘを整数として、ＱＰＳＫ、Ｘ−ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、Ｘ−ＱＰＳＫのようなコンスタントモジュラス信号である。Ｘが４より大きな整数の場合、信号は、高次レベル変調信号であると考える。Ｘの典型的な例は、１６−ＱＡＭの場合の１６である。この変調後、信号は、前述と同様に、Ｎ個のアンテナとサブキャリアとにマッピングされる。なお、変調とマッピングとを組み合わせることもできるし、あるいは、マッピングの後に変調を行うこともできる。【００８６】
次に、アンテナに割り当てられた各信号ストリームが、タグ付け部２０３においてフィルタリングによって処理され、その後、インターリーブ及び／またはスクランブル処理される。信号をフィルタリングし、次に、インターリーブする前にスクランブル符号を用いてその信号をスクランブルすることもできる。ＩＦＦＴ（高速フーリエ逆変換）操作の前に、行列合成部２６２によって、入力信号を行列と乗算することによって、信号を一方向または別の方向に合成することもできる。図１９に示された例では、行列合成部２６２において、１つのアンテナの所与のサブキャリアからの信号が、他の残るアンテナからの所与のサブキャリアからの信号と合成される、一般に、合成は、チャネル特性に関連した行列Ｇｃを用いることを含む。一例として、タグ付けの後に、アンテナ１のサブキャリアｃ１に割り当てられた信号が、アンテナｊのサブキャリアｃｊに割り当てられた信号と合成される。ここでｃ１∈０，…，ＮＳＣ−１であり、ｃｊ∈０，…，ＮＳＣ−１かつｃ１＝ｃｊである。ＮＳＣはサブキャリアの数に対応し、ｊは２，３，…，Ｎ，Ｎ−１の値を取る。数学的に、この種の合成は、【００８７】
【数１３】
2008001627.tif 000015
で表される。ここでＧｃは合成行列であり、Ｘｃ（ＴＡＧ）＝［Ｘｃ（ＴＡＧ１）  …  Ｘｃ（ＴＡＧＮ）］は、タグ付け後のサブキャリアに割り当てられた信号ベクトルである。上付き添え字“ＴＡＧｉ”は、アンテナ番号ｉがＴＡＧｉでタグ付けされたことを示している。図１９は、これらの信号の位置を示している。ここで、Ｇｃが単位行列であれば、システムは、混合（ミキシング）行列が存在しない、すなわち【００８８】
【数１４】
2008001627.tif 000016
で表される状況と等価になる。【００８９】
次に、送信装置におけるタグの割り当てについて説明する。【００９０】
説明のため、それぞれの伝達関数が以下の式で表される全域通過フィルタを利用するものとする。【００９１】
【数１５】
2008001627.tif 000017
それぞれの逆フィルタの伝達関数は、１／ＴＦ１（ｕ）と１／ＴＦ２（ｕ）を展開することで近似する。【００９２】
次に、受信装置について説明する。受信装置としては、図９に示したものと同様のものを使用できる。その場合、サイクリック・プレフィックスを取り除きＮＩＦＦＴ点のＦＦＴ（高速フーリエ変換）を適用する前に、Ｍ個の受信アンテナのそれぞれで受信された信号が増幅され、ダウンコンバート、すなわちより低い周波数に周波数変換される。アンテナ番号ｉの送信アンテナすなわち送信アンテナ＃ｉから送信されてきた信号は、以下のように抽出される：
ａ）送信アンテナ＃１で使用されたスクランブル符号を用いて、信号をデスクランブルする；
ｂ）送信アンテナ＃１で使用されたインターリーバに対応するデインターリーバを用いて、信号をデインターリーブする；
ｃ）送信アンテナ＃１に関連するフィルタの逆フィルタを用いて、信号をフィルタリングする。【００９３】
次に、この実施例のシステムの動作を説明する。【００９４】
説明のために、アンテナ及びサブキャリアへのシリアル−パラレルマッピングの後の信号がＱＰＳＫであるとする。上述したように、２つの送信アンテナのそれぞれのタグは、フィルタとインターリーバとスクランブル符号とからなる。フィルタリング後、ＱＰＳＫ信号のコンスタントモジュラス性が損なわれる。次に、フィルタリングされたデータは、インターリーブされ、スクランブル符号を用いてスクランブルされる。選択されたタグに応じて、スクランブル符号は同じであっても同じでなくてもよい。【００９５】
受信装置では、サイクリックプレフィックスを取り除いた後に、受信信号に対してＦＦＴ演算が行われる。次に、信号はデスクランブルされ、逆フィルタを用いてフィルタリングされる。【００９６】
最後に、非コンスタントモジュラス信号からコンスタントモジュラス信号を分離するために、信号処理アルゴリズムが適用される。以上説明したように、分離された信号には、関連技術で問題となった置換が発生しない。ＱＰＳＫ信号に適用できる典型的なアルゴリズムは、コンスタントモジュラスアルゴリズムである。【００９７】
次に、さらに別の実施例について説明する。上述の実施例では１つの送信装置が複数の送信アンテナを備えていたが、ここで、それぞれ１個ずつの送信アンテナを有する複数の送信装置が設けられる場合を説明する。これは、単一の送信アンテナを有する複数の送信端末がサービスエリア内を移動する移動通信ネットワークなどを念頭に置いたものである。ここで各送信装置は、同じ周波数帯域を用いてデータを送信するものとする。典型的には基地局である受信装置は、複数の受信アンテナを備えている。図２０は、このような通信システムを示す図であり、ここでは、説明のため、同じ周波数帯域を用いて送信する２つの送信装置３０１が示されている。これらの２台の送信装置３０１は、それぞれユーザ＃１とユーザ＃２に対応する。【００９８】
各送信装置３０１において、バイナリデータはチャネル符号化され、インターリーブされ、変調される。変調後にＱＰＳＫ信号が得られるものと仮定する。次に、変調後のデータが、割り当てられたサブキャリアにマッピングされる。各送信装置３０１は、それぞれ単一の送信アンテナを使用するので、アンテナマッピングのためにシリアル−パラレル変換を行う必要はない。さらに、各送信装置３０１には、フィルタと、インターリーバ及び／またはスクランブラとからなる異なるタグが割り当てられる。ユニークタグすなわちタグにおける差異の定義については、前述した。ユーザ３１の場合に対する例が図２０に示されている。サブキャリアマッピングの後、先に述べたように、信号は、フィルタリングされ、インターリーブ及び／またはスクランブルされる。【００９９】
受信装置３０２すなわち基地局においては、サイクリックプレフィックスを取り除いた後に、受信信号に対してＦＦＴ演算が行われる。次に、信号はデスクランブルされ、逆フィルタを用いてフィルタリングされる。最後に、いかなる置換もなしに所望の信号を検索するように、非コンスタントモジュラス信号からコンスタントモジュラス信号を分離するために、信号処理アルゴリズムが適用される。ＱＰＳＫ信号に適用できる典型的なアルゴリズムは、コンスタントモジュラスアルゴリズムである。【０１００】
図２０に示すモデルの動作原理は、基本的には図１９に示したものと同じである。図２０に示したシステムにおいても、図１９のモデルにおいて説明したのと同様に、それぞれのユーザからの信号を全て分離することができる。これを実現するために、各ユーザには、フィルタと、インターリーバ及び／またはスクランブラからなるユニークタグを割り当てなければならない。【０１０１】
次に、さらに別の実施例を説明する。上述したように図５に示した送信装置において、タグ付け部２０３でのインターリーバ２１２とスクランブラ２１３との配置を逆にすることができる。図２１はそのような送信装置を示している。また、図２２は、図２１に示した送信装置と組み合わせて使用される受信装置を示している。図２２に示す受信装置は、図９に示す受信装置の逆タグ付け部２４２において、デスクランブラである乗算器２５２とデインターリーバ２５３との配置を逆にしたものである。図２１に示す送信装置と、図２２に示す受信装置と、これら送信装置と受信装置との間のＭＩＭＯチャネルとから通信システムが構成されることとなる。この通信システムは、送信チャネル上に信号を送信する送信装置と、信号を受信する受信装置と、を有する通信システムであって、送信装置に、変調信号をフィルタリングして変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、フィルタリングされた信号の出力をスクランブルするスクランブラと、スクランブルされた信号をインターリーブするインターリーバと、を備え、受信装置に、受信信号をデインターリーブするデインターリーバと、デインターリーブされた後の信号をデスクランブルするデスクランブラと、デスクランブルされた信号をフィルタリングする逆フィルタと、を備えるものである。ここでスクランブラ及びインターリーバは、フィルタリングされた信号に対してインターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う処理手段として機能するものの一例である。また、デインターリーバ及びデスクランブラは、受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う処理手段として機能するものの一例である。【０１０２】
また、図５に示した送信装置において、タグ付け部２０３からインターリーバ２１２を取り除くこともできる。図２３はそのような送信装置を示している。また、図２４は、図２２に示した送信装置と組み合わせて使用される受信装置を示している。図２４に示す受信装置は、図９に示す受信装置において、逆タグ付け部２４２からデインターリーバ２５３を取り除いたものである。図２３に示す送信装置と、図２４に示す受信装置と、これら送信装置と受信装置との間のＭＩＭＯチャネルとから通信システムが構成されることとなる。この通信システムは、送信チャネル上に信号を送信する送信装置と、信号を受信する受信装置と、を有する通信システムであって、送信装置に、変調信号をフィルタリングして変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、フィルタリングされた信号の出力をスクランブルするスクランブラと、を備え、受信装置に、受信信号をデスクランブルするデスクランブラと、デスクランブルされた信号をフィルタリングする逆フィルタと、を備えるものである。ここでスクランブラは、フィルタリングされた信号に対してインターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う処理手段として機能するものの一例である。また、デスクランブラは、受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う処理手段として機能するものの一例である。【０１０３】
さらにまた、図５に示した送信装置において、タグ付け部２０３からスクランブラ２１３を取り除くこともできる。図２５はそのような送信装置を示している。また、図２６は、図２５に示した送信装置と組み合わせて使用される受信装置を示している。図２６に示す受信装置は、図９に示す受信装置において、逆タグ付け部２４２から、乗算器２５２からなるデスクランブラと、スクランブル符号発生器２５１を取り除いたものである。図２５に示す送信装置と、図２６に示す受信装置と、これら送信装置と受信装置との間のＭＩＭＯチャネルとから通信システムが構成されることとなる。この通信システムは、送信チャネル上に信号を送信する送信装置と、信号を受信する受信装置と、を有する通信システムであって、送信装置に、変調信号をフィルタリングして変調信号の振幅及び位相特性を変化させるフィルタと、フィルタリングされた信号をインターリーブするインターリーバと、を備え、受信装置に、受信信号をデインターリーブするデインターリーバと、デインターリーブされた信号をフィルタリングする逆フィルタと、を備えるものである。ここでインターリーバは、フィルタリングされた信号に対してインターリーブ処理及び／またはスクランブル処理を行う処理手段として機能するものの一例である。また、デインターリーバは、受信信号に対してデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う処理手段として機能するものの一例である。【０１０４】
上述した各実施例において、フィルタは、例えば、各ユーザまたは各信号源が同じ周波数特性を有するように、複数のユーザまたは信号源に割り当てられてもよいし、あるいは、信号源のフィルタリング後の信号の周波数スペクトルが重畳するように、複数のユーザまたは信号源に割り当てられてもよい。送信装置内のフィルタは、例えば、非線形フィルタまたは線形フィルタであり、線形フィルタとしては、例えば、全域通過フィルタが用いることができる。【０１０５】
上述の各実施例を適用することにより、タグの一部としてフィルタを用いるシステムのレーテンシーを削減することも可能である。上述した通信システムを採用することによって、トランシーバーの構成を簡素化し、この結果として、トランシーバーの全体としてのコストを削減することが可能になる。【０１０６】
以上説明した本発明は、例えば、複数の送信アンテナと非周波数選択性のチャネルとを有するシステム（［Ｂ１６］：非特許文献１６）に適用可能である。このようなシステムは、複数のアンテナとＯＦＤＭ方式とによって実装される。本発明は、他のブラインド信号分離の方法と同様に、トレーニング信号の送信を行うことなく信号分離を実行できる技術を提案するものである。【０１０７】
また本発明は、例えば、いくつかの送信装置が同じ帯域幅を共有し、受信装置が複数の受信アンテナを用いて信号を分離するシステムにも適用できる。【０１０８】
本発明によれば、例えば、送信アンテナあるいは送信信号源ごとに割り当てられるユニークタグとして、フィルタと、インターリーバ及び／またはスクランブル符号とを組み合わせたものを使用することにより、タグ付けフィルタの次数の増大を防ぎ、また全域通過（ａｌｌｐａｓｓ）フィルタを用いることによる遅延の増大を抑えることができる。【０１０９】
本発明に基づく技術は、例えば周波数チャネル、時間チャネルまたは拡散符号チャネル（ＣＤＭＡ）である同一のチャネルを何人かのユーザが共用する移動無線通信の分野に適用することが可能である。これは、他のネットワークからの干渉がトレーニング信号を用いずに最小にされ、または除去され得る無線ネットワークに、特に、当てはまる。【０１１０】
本発明が適用できる他の分野は、例えば、複数のセンサまたはヘッドを用いた磁気記録媒体または光記録媒体への記録である。そのような用途では、すべての並列トラックのデータを、配列の置き換えなしに、ブラインド取得することが可能になる。【０１１１】
また、本発明を例えば単入力単出力（ＳＩＳＯ）システムに適用することも可能である。そのようなシステムは、例えば、単純なＱＰＳＫに基づく送信装置と、ブラインド適応等化器を備える受信装置とからなる。この種の用途では、２ポート送信装置および２ポート受信装置を生じる、実数部および虚数部チャネルがチャネルとして考えることができる。本発明で提示する概念を適用すると、常に、実数成分信号は実数部チャネル上で取り出され、虚数成分信号は、常に、虚数部チャネル上で受信されることになる。
【図１】
2008001627.tif 000018
【図２】
2008001627.tif 000019
【図３】
2008001627.tif 000020
【図４】
2008001627.tif 000021
【図５】
2008001627.tif 000022
【図６】
2008001627.tif 000023
【図７】
2008001627.tif 000024
【図８】
2008001627.tif 000025
【図９】
2008001627.tif 000026
【図１０】
2008001627.tif 000027
【図１１】
2008001627.tif 000028
【図１２】
2008001627.tif 000029
【図１３】
2008001627.tif 000030
【図１４】
2008001627.tif 000031
【図１５】
2008001627.tif 000032
【図１６】
2008001627.tif 000033
【図１７】
2008001627.tif 000034
【図１８】
2008001627.tif 000035
【図１９】
2008001627.tif 000036
【図２０】
2008001627.tif 000037
【図２１】
2008001627.tif 000038
【図２２】
2008001627.tif 000039
【図２３】
2008001627.tif 000040
【図２４】
2008001627.tif 000041
【図２５】
2008001627.tif 000042
【図２６】
2008001627.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月10日(2008.10.10)
【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】
共通の送信チャネル上に少なくとも２つのデータストリームの信号を送信する送信装置と、前記信号を受信する受信装置と、を有する通信システムであって、
前記送信装置は、前記少なくとも２つのデータストリームの各々の変調信号をフィルタリングして該変調信号の振幅及び位相特性を変化させる、同一の周波数及び位相応答特性を有する複数のフィルタと、前記フィルタリングされた信号に対して、異なるインターリーブ処理及び／または異なるスクランブル処理を行う第１の処理手段と、を備え、
前記受信装置は、受信信号に対して、前記第１の処理手段で実行された前記インターリーブ処理及び／または前記スクランブル処理に対応するデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う第２の処理手段と、前記第２の処理手段から出力される信号をフィルタリングする複数の逆フィルタと、を備え、
前記複数の逆フィルタは、前記送信装置に設けられる前記複数のフィルタとは逆の周波数及び位相応答特性を有する、
通信システム。
【請求項２】
前記第１の処理手段は、前記異なるインターリーブ処理として、前記フィルタリングされた信号の出力をインターリーブする異なる複数のインターリーバと、前記異なるスクランブル処理として、前記インターリーブされた信号をスクランブルする異なる複数のスクランブラと、を備え、
前記第２の処理手段は、前記異なる複数のスクランブラに対応し前記受信信号をデスクランブルする複数のデスクランブラと、前記異なる複数のインターリーバに対応し前記デスクランブルされた信号をデインターリーブする複数のデインターリーバと、を備え、
前記複数の逆フィルタは、前記デインターリーブされた信号をフィルタリングする、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記第１の処理手段は、前記異なるスクランブル処理として、前記フィルタリングされた信号の出力をスクランブルする異なる複数のスクランブラと、前記異なるインターリーブ処理として、前記スクランブルされた信号をインターリーブする異なる複数のインターリーバと、を備え、
前記第２の処理手段は、前記異なる複数のインターリーバに対応し前記受信信号をデインターリーブする複数のデインターリーバと、前記異なる複数のスクランブラに対応し前記デインターリーブされた後の信号をデスクランブルする複数のデスクランブラと、を備え、
前記複数の逆フィルタは、前記デスクランブルされた信号をフィルタリングする、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１の処理手段は、前記異なるスクランブル処理として、前記フィルタリングされた信号の出力をスクランブルする異なる複数のスクランブラを備え、
前記第２の処理手段は、前記異なる複数のスクランブラに対応し前記受信信号をデスクランブルする複数のデスクランブラを備え、
前記複数の逆フィルタは、前記デスクランブルされた信号をフィルタリングする、請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１の処理手段は、前記異なるインターリーブ処理として、前記フィルタリングされた信号をインターリーブする異なる複数のインターリーバを備え、
前記第２の処理手段は、前記異なる複数のインターリーバに対応し前記受信信号をデインターリーブする複数のデインターリーバを備え、
前記複数の逆フィルタは、前記デインターリーブされた信号をフィルタリングする、請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
前記複数のフィルタは、複数のユーザまたは信号源に割り当てられ、各ユーザまたは各信号源に割り当てられたすべてのフィルタの周波数スペクトルが重畳する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項８】
前記送信装置内の複数のフィルタは、非線形フィルタである、請求項１乃至５及び７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項９】
前記送信装置内の複数のフィルタは、線形フィルタである、請求項１乃至５及び７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記線形フィルタは全域通過フィルタである、請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
共通の送信チャネル上に少なくとも２つのデータストリームの信号を送信する送信装置であって、
前記少なくとも２つのデータストリームの各々の変調信号をフィルタリングして該変調信号の振幅及び位相特性を変化させる、同一の周波数及び位相応答特性を有する複数のフィルタと、
前記フィルタリングされた信号に対して、異なるインターリーブ処理及び／または異なるスクランブル処理を行う処理手段と、
を備える送信装置。
【請求項１２】
前記処理手段は、前記異なるインターリーブ処理として、前記フィルタリングされた信号の出力をインターリーブする異なる複数のインターリーバと、前記異なるスクランブル処理として、前記インターリーブされた信号をスクランブルする異なる複数のスクランブラと、を備える、請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１３】
前記処理手段は、前記異なるスクランブル処理として、前記フィルタリングされた信号の出力をスクランブルする異なる複数のスクランブラと、前記異なるインターリーブ処理として、前記スクランブルされた信号をインターリーブする異なる複数のインターリーバと、を備える、請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１４】
前記処理手段は、前記異なるスクランブル処理として、前記フィルタリングされた信号の出力をスクランブルする異なる複数のスクランブラを備える、請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１５】
前記処理手段は、前記異なるインターリーブ処理として、前記フィルタリングされた信号をインターリーブする異なる複数のインターリーバを備える、請求項１１に記載の送信装置。
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
前記複数のフィルタは、複数のユーザまたは信号源に割り当てられ、各ユーザまたは各信号源に割り当てられたすべてのフィルタの周波数スペクトルが重畳する、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１８】
前記複数のフィルタは、非線形フィルタである、請求項１１乃至１５及び１７のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１９】
前記複数のフィルタは、線形フィルタである、請求項１１乃至１５及び１７のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項２０】
前記線形フィルタは全域通過フィルタである、請求項１９に記載の送信装置。
【請求項２１】
信号を受信する受信装置であって、
受信信号に対して、送信装置で実行された異なるインターリーブ処理及び／または異なるスクランブル処理に対応するデインターリーブ処理及び／またはデスクランブル処理を行う処理手段と、
前記処理手段から出力される信号をフィルタリングする複数の逆フィルタと、
を備える受信装置。
【請求項２２】
前記処理手段は、前記異なるスクランブル処理に対応し前記受信信号をデスクランブルする複数のデスクランブラと、前記異なるインターリーブ処理に対応し前記デスクランブルされた信号をデインターリーブする複数のデインターリーバと、を備え、
前記複数の逆フィルタは、前記デインターリーブされた信号をフィルタリングする、請求項２１に記載の受信装置。
【請求項２３】
前記処理手段は、前記異なるインターリーブ処理に対応し前記受信信号をデインターリーブする複数のデインターリーバと、前記異なるスクランブル処理に対応し前記デインターリーブされた後の信号をデスクランブルする複数のデスクランブラと、を備え、
前記複数の逆フィルタは、前記デスクランブルされた信号をフィルタリングする、請求項２１に記載の受信装置。
【請求項２４】
前記処理手段は、前記異なるスクランブル処理に対応し前記受信号をデスクランブルする複数のデスクランブラを備え、
前記複数の逆フィルタは、前記デスクランブルされた信号をフィルタリングする、請求項２１に記載の受信装置。
【請求項２５】
前記処理手段は、前記異なるインターリーブ処理に対応し前記受信信号をデインターリーブする複数のデインターリーバを備え、
前記複数の逆フィルタは、前記デインターリーブされた信号をフィルタリングする、請求項２１に記載の受信装置。
【国際調査報告】
2008001627.tif 000044
2008001627.tif 000045
2008001627.tif 000046
2008001627.tif 000047