(57)【要約】第１及び第２再帰的時空間トレリス符号変調（ＳＴＴＣＭ）符号器は、各々が、連続的なシンボル間隔で、ｂ個の入力ビットの各群から複数のＭ−ＰＳＫシンボルを生成し、ここで、Ｍ＝２ｂである。ｂビット群は、第１符号器には直接的に与えられ、出力シンボルが逆にデインタリーブされる第２符号器にはインタリーバを介して与えられる。セレクタは、第１符号器からＴ個のシンボルを、デインタリーバからＴ個のシンボルを、送信ダイバーシチを行うためのＴ個のアンテナに関するＴ個の出力経路に、交互に連続的なシンボル間隔で与える。ＳＴＴＣＭ符号器は、高速及び低速フェージングチャネルに対して、異なるＴ，Ｍの値を利用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の再帰的ＳＴＴＣＭ（時空間トレリス符号変調）符号器（３０，３２）であって、複数の連続的なシンボル間隔の各々において、供給されるｂ個のビットから複数のＴ個のＭ−ＰＳＫ（Ｍ位相シフトキーイング，ここでＭは複数の整数）シンボルを生成するように各々が形成され、ｂは整数であるところの第１及び第２の再帰的ＳＴＴＣＭ符号器；
偶数対偶数及び奇数対奇数、又は偶数対奇数及び奇数対偶数のマッピングを行いながらインタリーブブロック内でｂ個の入力ビットの各群をインタリーブするよう形成されるインタリーバ（３４）；
第１の符号器及びインタリーバに供給される入力ビット、及びインタリーバから第２の符号器に供給されるインタリーブされたビット；
インタリーバによるインタリーブとは逆の手法で、第２のＳＴＴＣＭ符号器により生成されたＴ個のシンボル群をデインタリーブするように形成されるシンボルデインタリーバ（３６）；及び
Ｔ個の出力経路の各々に、第１のＳＴＴＣＭ符号器により生成されたＴ個のシンボル及びデインタリーバからのＴ個のシンボルを交互のシンボル間隔で供給するように形成されるセレクタ（３８）；
を有することを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
各符号器が、各シンボル間隔で、前記符号器に供給された現在又は１つ若しくはそれ以上過去のｂビット群の線形結合のＴ個のモジュロＭ加算値を生成し、各シンボル間隔で符号器により形成されるＴ個のシンボルを形成するように形成されることを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
【請求項３】
各符号器に関し、Ｍ＝２ｂであり、ｂは少なくとも２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の符号化装置。
【請求項４】
ｂ＝２又はｂ＝３であることを特徴とする請求項３記載の符号化装置。
【請求項５】
Ｔ＝２、Ｔ＝３又はＴ＝４であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の符号化装置。
【請求項６】
複数のＴ個のアンテナから送信される情報について時空間ダイバーシチを行うために符号化を行う方法であって：
複数の連続的なシンボル間隔の各々において、第１及び第２の再帰的ＳＴＴＣＭ（時空間トレリス符号変調）符号器（３０，３２）の各出力にてＴ個のシンボルを生成するステップであって、偶数対偶数及び奇数対奇数、又は偶数対奇数及び奇数対偶数の位置にマッピングしながら、第１の符号器（３０）には入力ビットが直接的に供給され、第２の符号器（３２）には、インタリーブブロックにおけるシンボル間隔の間にビット群のインタリーブを行った後に、情報ビットが供給されるところのステップ；
インタリーブとは逆の手法で、第２のＳＴＴＣＭ符号器により生成されたＴ個のシンボル群をデインタリーブするステップ；及び
Ｔ個のアンテナへの経路に供給するために、第１及び第２各自の交互のシンボル間隔で、第１の符号器により生成されたＴ個のシンボル及びデインタリーブするステップによるＴ個のシンボルを選択するステップ（３８）；
より成ることを特徴とする方法。
【請求項７】
各シンボル間隔で、再帰的ＳＴＴＣＭ符号器の各々が、Ｔ個のシンボルを、各シンボル間隔で符号器に供給される現在の又は１つ若しくはそれ以上過去のｂビット群の線形結合をモジュロＭ加算することで形成されるＭ−ＰＳＫ（Ｍ位相シフトキーイング）シンボルとして生成することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
各符号器に関し、Ｍ＝２ｂであり、ｂが少なくとも２であることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
ｂ＝２又はｂ＝３であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
Ｔ＝２，Ｔ＝３又はＴ＝４であることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
各シンボル間隔で、再帰的ＳＴＴＣＭ符号器の各々が、Ｔ個のシンボルを、各シンボル間隔で符号器に供給される現在の又は１つ若しくはそれ以上過去のｂビット群からのＭ−ＰＳＫ（Ｍ位相シフトキーイング）シンボルとして生成し、Ｍ＝２ｂであることを特徴とする請求項６乃至１０の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、いわゆるターボトレリス符号化（ＴＣ：ｔｕｒｂｏ　ｔｒｅｌｌｉｓ　ｃｏｄｉｎｇ）又はトレリス符号変調（ＴＣＭ：ｔｒｅｌｌｉｓ　ｃｏｄｅｄ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）についての空間時間（ＳＴ：ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ）ダイバーシチを行う、例えばセルラ無線通信システムのような通信システムにおける符号化に関連する。
【０００２】
［背景技術］
よく知られているように、無線通信チャネルは時変マルチパスフェージングに委ねられ、マルチパスフェージングチャネルに関する品質を向上させること又は有効誤り率を低減させることは比較的容易ではない。有利であることが見出されている技術の１つに、システムの送信機及び／又は受信機で２つ又はそれ以上のアンテナ（又は偏向した信号（ｓｉｇｎａｌ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓ））を利用するアンテナダイバーシチがある。
【０００３】
セルラ無線通信システムでは、各基地局は、一般に多数の遠隔装置（固定された又は移動可能な装置）と通信し、その性質（例えば、サイズ及び場所）はアンテナダイバーシチに比較的適しており、遠隔装置におけるアンテナダイバーシチと供に又はそれを伴わずに、少なくとも基地局でアンテナダイバーシチを実行することが望ましい。この場合における少なくとも基地局からの通信に関し、それは送信ダイバーシチを行うこととなり、即ち信号は２つ又はそれ以上の送信アンテナから送信される。
【０００４】
非特許文献１は、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）を利用する単独の送信ダイバーシチ法を開示する。送信アンテナが２つの場合に、複素シンボルＳ０，−Ｓ１＊が一方のアンテナから連続的に送信され、複素シンボルＳ１，−Ｓ０＊が他方のアンテナから連続的に送信され、ここで、＊は複素共役を表す。これら送信されたシンボルは、時空間ブロック（ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ　ｂｌｏｃｋ）と呼ばれるものを構成する。
【０００５】
また、通信能力を強化するために様々な符号化を利用することも知られている。中でも、いわゆるターボ符号化（並列連結式畳み込み符号化（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅｄ　ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ　ｃｏｄｉｎｇ））は、反復的なデコードが、ＡＷＧＮ（加法性白色ガウス雑音）通信チャネルに関し、シャノン限界（Ｓｈａｎｎｏｎ　ｌｉｍｉｔ）に近い結果に到達することを可能にすることが、知られている。ターボ符号器は、典型的には理想的な２つの再帰的組織化畳み込み（ＲＳＣ：ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ）要素符号器を利用し、送信される信号は、要素符号器（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｃｏｄｅｒ）の一方に直接的に与えられ、要素符号器の他方にはインタリーバを通じて与えられる。従って、ターボ及び時空間符号化を同一の送信機で組み合わせることが望ましい。
【０００６】
非特許文献２は、トレリス（畳み込み）符号化及び時空間符号化の利点を与えるために２つ又はそれ以上の送信アンテナと供に使用され得る様々な畳み込み又はトレリス符号を開示している。これらの符号は、ダイバーシチ利得の最大化に最適であると考えられるが、符号利得（ｃｏｄｉｎｇ　ｇａｉｎ）には必ずしも最適ではない。更に、これらの符号は非再帰的である。これに対して、ターボ符号化の最良の効率は、再帰的符号を利用する場合に達成されることが立証されている。従って、タロー（Ｔａｒｏｋｈ）等による符号は、ターボ符号化装置に使用される場合には、特に適切であるとはいえない。
【０００７】
非特許文献３は、ウンガーボエク（Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ）及び多次元ＴＣＭ要素符号器を利用するターボ符号器を開示しており、そこではインタリーバがｍ個の情報ビットの各群に対して動作する。ｍ個の情報ビット群に対応する各ステップに関し、各要素符号器に付随する信号マッパ（ｍａｐｐｅｒ）がｎシンボルを生成し、ここで、ｎ＝Ｄ／２であり、Ｄは信号集合次元（ｓｉｇｎａｌ　ｓｅｔ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｒｙ）である；例えば、Ｄ＝２又は４ならば、ｎ＝１又は２である。ｎシンボルのデインタリーバは、第２の要素符号器からの出力シンボルをデインタリーブし、一連のステップに関してセレクタは第１要素符号器からのシンボル出力及びデインタリーバからのシンボルを交互に選択し、それらを単一の出力経路に与える。この装置は送信ダイバーシチを行わず、この文献は時空間符号化に関するものではない。
【０００８】
非特許文献４は、その出力が時空間ブロック符号器に与えられる、２種類のターボトレリス符号変調（ＴＣＭ）符号器を開示しており、ターボＴＣＭ及びＳＴＢＣ装置が互いに簡潔に連結されるようにする。これら２つのターボＴＣＭ符号器の一方は、既に詳細に参照されている上述のロバートソン（Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ）等による文献に開示されており、ウンガーボエク符号を利用し、マッピング関数部の出力に１つのシンボルを提供するが、そのボーク図（Ｂａｕｃｈ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ）はシンボルデインタリーバを示していない。ボークの文献は、多次元要素符号器を議論していない。
【０００９】
無線通信システムにおける符号化を通じた更なる改善を行うことが必要とされている。
【００１０】
［非特許文献１］
Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉ，“Ａ　Ｓｉｍｐｌｅ　Ｔｒａｎｓｍｉｔ　Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，ＩＥＥＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｎ　Ｓｅｌｅｃｔｅｄ　Ａｒｅａｓ　ｉｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．８，ｐａｇｅｓ　１４５１−１４５８，Ｏｃｔｏｂｅｒ　１９９８
［非特許文献２］
Ｖ．Ｔａｒｏｋｈ　ｅｔ　ａｌ．，“Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ　Ｃｏｄｅｒｓ　ｆｏｒ　Ｈｉｇｈ　Ｄａｔａ　Ｒａｔｅ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ”，ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏｒｙ，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．２，ｐａｇｅｓ　７４４−７６５，Ｍａｒｃｈ　１９９８
［非特許文献３］
Ｐ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ．，“Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　Ｔｕｒｂｏ　Ｔｒｅｌｌｉｓ−Ｃｏｄｅｄ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｕｓｉｎｇ　Ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ　Ｃｏｍｐｏｎｅｔ　Ｃｏｄｅｓ”，ＩＥＥＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｎ　Ｓｅｌｅｃｔｅｄ　Ａｒｅａｓ　ｉｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．２，ｐａｇｅｓ　２０６−２１８，Ｆｅｂｒｕａｒｙ　１９９８
［非特許文献４］
Ｇ．Ｂａｕｃｈ，“Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ　Ｂｌｏｃｋ　Ｃｏｄｅｓ　ａｎｄ“Ｔｕｒｂｏ”−ＴＣＭ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＩＣＣ’９９，ｐａｇｅｓ　１２０２−１２０６，Ｊｕｎｅ　１９９９
［発明の開示］
本発明の一態様による符号化装置は：第１及び第２の再帰的ＳＴＴＣＭ（時空間トレリス符号変調）符号器であって、複数の連続的なシンボル間隔の各々において、供給されるｂ個のビットから複数のＴ個のＭ−ＰＳＫ（Ｍ位相シフトキーイング，ここでＭは複数の整数）シンボルを生成するように各々が形成され、ｂは整数であるところの第１及び第２の再帰的ＳＴＴＣＭ符号器；偶数対偶数及び奇数対奇数、又は偶数対奇数及び奇数対偶数のマッピングを行いながらインタリーブブロック内でｂ個の入力ビットの各群をインタリーブするよう形成されるインタリーバ；第１の符号器及びインタリーバに供給される入力ビット、及びインタリーバから第２の符号器に供給されるインタリーブされたビット；インタリーバによるインタリーブとは逆の手法で、第２のＳＴＴＣＭ符号器により生成されたＴ個のシンボル群をデインタリーブするように形成されるシンボルデインタリーバ；及びＴ個の出力経路の各々に、第１のＳＴＴＣＭ符号器により生成されたＴ個のシンボル及びデインタリーバからのＴ個のシンボルを交互のシンボル間隔で供給するように形成されるセレクタ；を有する符号化装置である。
【００１１】
好ましくは、各符号器は、各シンボル間隔で、前記符号器に供給された現在又は１つ若しくはそれ以上過去のｂビット群の線形結合のＴ個のモジュロＭ加算値を生成し、各シンボル間隔で符号器により形成されるＴ個のシンボルを形成する。好都合なことには、各符号器に関し、Ｍ＝２ｂであり、ｂは少なくとも２でり、例えば、ｂ＝２又は３である。
【００１２】
Ｔ個の出力経路は、一般的には送信機のＴ個のアンテナに至り、ターボ符号化ＴＣＭシンボルに関する時空間ダイバーシチを行い、例えば、Ｔ＝２，３又は４である。
【００１３】
また、本発明が提供する方法は、複数のＴ個のアンテナから送信される情報について時空間ダイバーシチを行うために符号化を行う方法であって：複数の連続的なシンボル間隔の各々において、第１及び第２の再帰的ＳＴＴＣＭ（時空間トレリス符号変調）符号器の各出力にてＴ個のシンボルを生成するステップであって、偶数対偶数及び奇数対奇数、又は偶数対奇数及び奇数対偶数の位置にマッピングしながら、第１の符号器には入力ビットが直接的に供給され、第２の符号器には、インタリーブブロックにおけるシンボル間隔の間にビット群のインタリーブを行った後に、情報ビットが供給されるところのステップ；インタリーブとは逆の手法で、第２のＳＴＴＣＭ符号器により生成されたＴ個のシンボル群をデインタリーブするステップ；及びＴ個のアンテナへの経路に供給するために、第１及び第２各自の交互のシンボル間隔で、第１の符号器により生成されたＴ個のシンボル及びデインタリーブするステップによるＴ個のシンボルを選択するステップ；より成る方法である。
【００１４】
当業者に明らかなように、好ましい特徴は適切に組み合わせることが可能であり、本発明の任意の態様と供に組み合わせることが可能である。
【００１５】
［発明を実施するための最良の形態］
本発明は、添付図面を参照しながら行われる以下の説明により更に理解されるであろう。
【００１６】
図を参照するに、図１は、既存の時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）送信機の一部を示す。簡単のため及び明確化のため、この図及び他の図において、従来技術及び本願実施例の理解に必要な部分のみが描かれている。
【００１７】
図１の送信機は、並列直列変換器（Ｓ−Ｐ）１０と、Ｍ−ＰＳＫマッピング関数部１２と、送信ダイバーシチを行う少なくとも２つのアンテナ１６，１８に対して、アップコンバータのような送信機能部により出力を与える時空間ブロック符号器（ＳＴＢＣ）１４を含み、電力増幅器はブロックとして描かれていないが、図１にて波線で示されている。Ｓ−Ｐ変換器１０には、通信される情報入力ビットが与えられ、２つ又はそれ以上の並列線にてＭ−ＰＳＫマッピング関数部１２に出力ビットを与え、それは、等エネルギ信号コンステレーションの並列ビットシーケンスシンボルｘ１，ｘ２，．．．から生成される。
【００１８】
例えば、図１に示されるように、マッピング関数部１２は、Ｍ＝４のＱＰＳＫ（直交位相シフトキーイング）信号点配置の各々に対して、Ｓ−Ｐ変換器１０からの各２入力ビットに関するグレイコードマッピングを行う。マッピング関数部１２は、例えばＭ＝２（この場合は、Ｓ−Ｐ変換器１０は不要である。），４又は８のような、所望の任意の位相状態数に関する信号点配置に関する所望のマッピングを行い得ることが、理解されるであろう。
【００１９】
複素数により表現されるＱＰＳＫシンボルｘ１，ｘ２，．．．は、ＳＴＢＣ１４に与えられ、それは図１では簡単のため各送信アンテナ１６，１８用に２つの出力を有するように描かれているが、より多くの送信アンテナに対応して２以上の出力を備えることも可能である。図示されているような２アンテナの場合には、ＳＴＢＣ１４は、図１に示されるように、その入力に与えられる一連のシンボルのペアｘ１，ｘ２各々からシンボルの時空間ブロックを形成する。
【００２０】
より具体的には、ＳＴＢＣ関数部は、Ｔ×Ｔの直交行列Ｈｘによって表現され、ここで、Ｔは、送信アンテナ数であり、即ちＳＴＢＣ１４のシンボル出力数である。図１に示されるようなＴ＝２の場合には、次のように表現される。
【００２１】
【数１】
2004515119.tif 000003
この行列Ｈｘによれば、ＳＴＢＣ１４の入力に与えられるＰＳＫシンボルｘ１，ｘ２のペア各々に関し、第１シンボル期間にて、アンテナ１６にシンボルｘ１が供給され第２アンテナ１８にシンボルｘ２が供給され、第２シンボル期間では、アンテナ１６にシンボル−ｘ２＊が供給され第２アンテナ１８にシンボルｘ１＊が供給され、ここで＊は複素共役を表す。従って、空間及び時間ダイバーシチを行うために、各ペアにおける両ＱＰＳＫシンボルは、異なるアンテナから異なる時間に異なる形式で２回送信される。行列Ｈｘの各列は、各アンテナから連続的な時間間隔で送信されるシンボルを示し、各行はそれぞれシンボル送信間隔を表現することが、理解されるであろう。
【００２２】
図２を参照するに、既存のターボ（並列連結畳込）符号器は、ターボ符号器の構成要素又は要素符号器として言及される２つの再帰的システム畳み込み（ＲＳＣ）符号器２０，２２と、インタリーバ２４と、セレクタ２６より成る。入力ビットは一方の符号器２０に供給され、その出力にて、入力ビットと同一の組織ビット（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ｂｉｔ）Ｓ１及びパリティビットＰ１の両者を与える。また、入力ビットはインタリーバ２４にも供給されそれによりインタリーブされ、インタリーブされたビットは他の符号器の入力に供給され、他の符号器は、その出力にて、インタリーブされた入力ビットと同一の組織ビットＳ２及びパリティビットの両者を与える。２つの符号器２０，２２の出力はセレクタ２６の入力に与えられるが、典型的には図３に示されるように、この出力におけるインタリーブされたビットはセレクタ２６により選択されていないので、符号器２２の出力ビット系列は接続されない。
【００２３】
セレクタ２６は、総てのビット系列Ｓ１と、符号器２０，２２からのパリティビットＰ１，Ｐ２の全部又は一部をそれぞれ選択し、ターボ符号器の出力に出力ビットとして供給する。パリティビットの選択は、符号器のレートに依存する。例えば、レート１／３（各入力ビットにつき３つの出力ビット）の符号器では、セレクタ２６はパリティビットＰ１及びＰ２全部を選択する。レート１／２（各入力ビットにつき２つの出力ビット）の符号器では、セレクタ２６はパリティビットＰ１，Ｐ２を交互に選択し、パリティビットＰ１の半分及びパリティビットＰ２の半分が出力になるようにすることが可能であり、このプロセスはパンクチャリング（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）と呼ばれる。
【００２４】
背景技術で言及した（ロバートソン等の）ターボＴＣＭ装置では、インタリーバ２４は、ｍビットの各群に対して動作し、それらは、各要素符号器の出力において、その系列及びパリティ情報を結合するＰＳＫシンボルにマッピングされる。第２要素符号器からのシンボルは、デインタリーバによりデインタリーブされ、出力セレクタは、第１要素符号器（及びデインタリーバ）からのシンボル出力を交互に選択する。この場合におけるインタリーバ（及びデインタリーバ）は、偶数対偶数、及び奇数対奇数（又は偶数対奇数、及び奇数対偶数）の位置番号の対応付けを行うこと（ポジションマッピング）が必要がある。
【００２５】
背景技術で言及した連結ＳＢＴＣ及びターボ符号化（ボーク）装置では、本質的には、図３におけるもののようなターボ符号器の出力ビットが、図１におけるもののような時空間ブロック符号器に入力ビットとして供給され、又はロバートソン等によるターボＴＣＭ符号器からの出力シンボルが、図１にて説明されたようなＳＴＢＣ符号器１４に入力シンボルとして供給される。
【００２６】
図３は、本願実施例による、２つの送信アンテナを利用する送信用のターボ時空間トレリス符号変調（ＳＴＴＣＭ）符号化装置の一部を示す。図１の場合と同様に、２つのアンテナが１６，１８で表されており、通信される情報入力ビットは、ｂ個の情報ビットの各群についてｂ個の出力を与えるＳ−Ｐ変換器１０に与えられる。図３の残りの要素は、ターボＳＴＴＣＭ符号化装置を示し、それは、第１，第２再帰的ＳＴＴＣＭ要素符号器３０，３２、インタリーバ３４、シンボルデインタリーバ３６、及び２つのアンテナ１６，１８各々への送信経路に関する２つの出力を有するセレクタ３８を有する。符号器３０，３２及びインタリーバ３４は、各々が、情報ビット群に対してｂ個の入力を有する。
【００２７】
Ｓ−Ｐ変換器１０から供給されるｂビット群（グループ）は、それらのグループ内でインタリーバ３４によりインタリーブされる。符号器３０に供給されるインタリーブされないビット群、及び符号器３２に供給されるインタリーブされたビット群は、符号化され、以下に説明されるような機能部によってシンボルにマッピングされる。図３に示されるような２つの送信アンテナに対応する２つの出力経路がある場合に、各符号器３０，３２は各ビット群に関して２つのＭ−ＰＳＫシンボルを生成し、ここで、Ｍ＝２ｂである。インタリーブされないビット群から第１符号器３０により各シンボル間隔で生成されるシンボルは、図３にてｘ１１，ｘ１２で示される。第２符号器３２により生成されるシンボルは、インタリーバ３４と逆の操作を行うデインタリーバ３６によりデインタリーブされ、図３にてｘ２１，ｘ２２で示される各シンボル間隔のシンボルを生成する。ここで、簡単のため及び明確化のため、符号器３０，３２が同一であることを想定しているが、既存のターボ符号器に関してこのことは必須ではなく、符号器３０，３２は互いに異なり得る。
【００２８】
セレクタ３８は、そのビットグループレートにて交互の１及び０の制御信号（１０１０．．．として図示されている）によって制御され、セレクタ３８内のスイッチによって図３に示されるような選択及びパンクチャリング機能を実行する。制御信号の第１状態では、例えば制御信号が２進数の１である場合に、セレクタ３８のスイッチは図３に示される状態を有し、符号器３０からのシンボルｘ１１，ｘ１２が、ｘ１，ｘ２として送信アンテナ１６，１８への出力経路にそれぞれ供給され、シンボルデインタリーバ３６からのシンボルｘ２１，ｘ２２は使用されない。制御信号の第２状態では、例えば制御信号が２進数の０である場合に、セレクタ３８のスイッチは逆の状態を有し、シンボルデインタリーバ３６からのシンボルｘ２１，ｘ２２が、ｘ１，ｘ２として送信アンテナ１６，１８への出力経路にそれぞれ供給され、符号器３０からのシンボルｘ１１，ｘ１２は使用されない。
【００２９】
上述したような符号器３０からのインタリーブされていないシンボル及びデインタリーブ３６からのデインタリーブされたシンボルを交互に選択するセレクタ３８に関し、インタリーバ３４は、その入力における偶数番号の位置（偶数位置）をその出力における偶数位置に、その入力における奇数位置をその出力における奇数位置にマッピングすること（或いは、代替的に、偶数対奇数、及び奇数対偶数のポジションマッピングすること）が、（上述したロバートソン等の文献に説明されているようなデコードに起因して）必要であることは、理解されるであろう。従ってインタリーバ３４はそのようなマッピングを行うように形成され、デインタリーバ３６はその逆のマッピングを行うように形成される。
【００３０】
以下、簡単な具体例と供に図３の符号化装置が更に説明され、そこでは要素符号器３０，３２は、２つの送信アンテナについて２つの出力経路を有する同一の８状態再帰的ＱＰＳＫ（即ち、Ｍ＝４）ＳＴＴＣＭ符号器であり、ｂ＝２ビットの６グループのブロックサイズでインタリーブすることが想定されている。符号器状態は０乃至７で番号付けられ、各ＱＰＳＫシンボルは０乃至３で番号付けられた４状態の内の１つを有する。符号器３０，３２の各々は、以下の表１に従って動作し、そこでは符号器の次の状態及び２つのＱＰＳＫシンボル出力が、符号器の現在状態及び目下のグループのｂ＝２個の入力ビットの現在状態に依存して変化する。これらは表の中でｐ／ｑｒの形式で表現され、ここで、ｐは符号器の次の状態を示し、ｑ及びｒは２つのＱＰＳＫ出力シンボルを示し、例えば符号器３０に関するシンボルｘ１１，ｘ１２それぞれである。
【００３１】
表１
【００３２】
【表１】
2004515119.tif 000004
例えば、符号化装置に対する入力ビットシーケンスが、ｃ＝（１０，００，１１，１０，０１，０１）であるならば、表１により、状態０から始まって、符号器３０は、次の状態を連続的に４，６，７，７，２，５に変化させながら、シンボル系列（ｘ１１，ｘ１２）＝｛（０，２），（１，１），（１，３），（２，１），（０，１），（０，０）｝を生成することが分かる。インタリーバ３４が、シーケンスｃをインタリーブして、インタリーブされたシーケンスｃｉ＝（０１，１０，１０，０１，１１，００）を形成するならば、即ちインタリーバが、インタリーブブロックの０乃至５の位置番号にて各２ビット群を位置２，５，４，１，０，３にそれぞれ移動させるならば、符号器３２は、次の状態を連続的に１，５，３，４，３，５に変化させながら、初期状態０からシンボル系列｛（２，２），（３，２），（０，３），（３，０），（３，１），（１，２）｝を生成する。デインタリーバ３４は、このシーケンスをデインタリーブし、シーケンス（ｘ２１，ｘ２２）＝｛（０，３），（１，２），（３，１），（３，２），（２，２），（３，０）｝を生成する。そして、セレクタ３８は、アンテナ１６への出力経路にシンボルシーケンスｘ１＝（０，１，１，３，０，３）を与え、アンテナ１８への出力経路にシンボルシーケンスｘ２＝（２，２，３，２，１，０）を与える。
【００３３】
上記の説明により及び図３により、装置３０，３２，３４，３６，３８は時空間トレリス符号変調に関するターボ符号化装置を与え、これら符号化関数部の符号化利得及びダイバーシチ利得の恩恵を結び付け得ることが、理解されるであろう。
【００３４】
上記の簡易な例は、図３の符号化装置及びその動作の充分な理解を支援するために与えられ、使用される具体的なＳＴＴＣＭ符号の選択は、その符号化装置の実効性に大きく影響し得ることが、理解されるであろう。例えば、上述のタロー等の公知文献によるＳＴＴＣＭ符号は、ターボ符号化装置の利点を充分に得るのに重要な再帰的なものではなく、符号化利得には必ずしも最適ではない。ＳＴＴＣＭ符号は、（算出が可能な）体系的な符号探索法により見出されることが可能であり、Ｓ．Ｂａｒｏ　ｅｔ　ａｌ．，“Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｃｏｄｅｓ　ｆｏｒ　Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ　Ｔｒｅｌｌｉｓ　Ｃｏｄｅｄ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ”，ＩＥＥＥ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．１，ｐａｇｅｓ　２０−２２，Ｊａｎｕａｒｙ　２０００　に述べられているように、理論的に最大のダイバーシチ利得及び改善された符号化利得を与え得る。所望のＳＴＴＣＭ符号（及びＳＴＴＣＭ符号器３０，３２の形式）は、既存の又は今までに設計された他の手法でも決定され得る。以下に説明される特定の符号は、特定の状況で有利な実効性（パフォーマンス）を与えると考えられる再帰的ＳＴＴＣＭ符号の例として与えられる。
【００３５】
図４は、１６状態のＱＰＳＫ再帰的フィードバックＳＴＴＣＭ符号器を示し、これは、上述の図３に関連して説明される符号化装置の要素符号器３０，３２の各々を構築するために使用され得る。
【００３６】
図４を参照するに、再帰的フィードバックＳＴＴＣＭ符号器は、各々が、時刻ｔにおける符号器へのｂ＝２（ＱＰＳＫの場合）個の入力ビットｃｔ０，ｃｔ１に対応する遅延Ｔを与える４つの遅延素子４１乃至４４を有し、これにより各遅延素子は２４＝１６状態の符号器を与える。それに加えて、符号器は、加算要素４５，４６、乗算関数部４７乃至５２、及び加算関数部５３を有し、加算関数部は、乗算関数部４２乃至５２の出力供給を受け、（２つの送信アンテナに対して）時刻ｔにて２つの出力シンボルｘｔ１，ｘｔ２を生成し、それらは例えば上述したような符号器３０の出力シンボルｘ１１，ｘ１２に対応する。
【００３７】
入力ビットｃｔ０は、加算要素４５の一方の入力に供給され、遅延素子４１，４２の出力は他の入力に供給され、その（加算要素の）出力は遅延要素４１の入力に供給される。また、遅延要素４１の出力は、遅延要素４２の入力にも供給される。また、加算要素４５の出力及び遅延要素４１，４２の出力は、乗算関数部４７乃至４９の入力にそれぞれ供給され、それらには乗算係数（ａ０１，ａ０２），（ａ１１，ａ１２）及び（ａ２１，ａ２２）が与えられる。
【００３８】
同様に、入力ビットｃｔ１は、加算要素４６の一方の入力に供給され、遅延素子４３，４４の出力は他の入力に供給され、その（加算要素の）出力は遅延要素４３の入力に供給される。また、遅延要素４３の出力は、遅延要素４４の入力にも供給される。また、加算要素４６の出力及び遅延要素４３，４４の出力は、乗算関数部５０乃至５２の入力にそれぞれ供給され、それらには乗算係数（ｂ０１，ｂ０２），（ｂ１１，ｂ１２）及び（ｂ２１，ｂ２２）が与えられる。
【００３９】
図４の符号器は、現在の及び遅延した２進入力の線形結合のモジュロ４加算（ｍｏｄｕｌｏ−４　ｓｕｍ）を与え、数式的には次式（１）で表現される：
【００４０】
【数２】
2004515119.tif 000005
ここで、
【００４１】
【数３】
2004515119.tif 000006
は２つの出力シンボルを区別するものであり、符号器のメモリ次数（ｏｒｄｅｒ）ｖは、ｖ＝ｖ０＋ｖ１により与えられ、ＱＰＳＫに関して
【００４２】
【数４】
2004515119.tif 000007
であり、この場合において
【００４３】
【数５】
2004515119.tif 000008
であり、変数
【００４４】
【外１】
2004515119.tif 000009
は、
【００４５】
【数６】
2004515119.tif 000010
により表現される。
【００４６】
高速フェージングチャネル（あるシンボル期間から次への間にフェージング係数が変化するようなチャネル）におけるＳＴＴＣＭ符号化の実効性（パフォーマンス）は、最小シンボルハミング距離δＨｍｉｎ及び最小プロダクト距離（ｐｒｏｄｕｃｔ　ｄｉｓｔａｎｃｅ）ｐｄｍｉｎにより決定される。表２は、メモリ次数の様々な値ｖに関する乗算係数で表現された再帰的ＱＰＳＫ　ＳＴＴＣＭ符号を列挙し、それらは、各基準を最も良好に満たすように見出され、従って上述した図４により例示される形態を利用して与え等得ることが望ましい（各メモリ次数に適切であるならば縮小又は拡張される）。
【００４７】
表２
【００４８】
【表２】
2004515119.tif 000011
同様に、２つの送信アンテナを有する送信機における８ＰＳＫ　ＳＴＴＣＭ符号器は、高速フェージングチャネルに対して、時刻ｔにおける現在の及び遅延した２進入力ｃｔ０，ｃｔ１，ｃｔ２の線形結合のモジュロ８加算を与え、数式的には次式（２）により表現され得る。
【００４９】
【数７】
2004515119.tif 000012
ここで、
【００５０】
【数８】
2004515119.tif 000013
は２つの出力シンボルを区別するためのものであり、符号器のメモリ次数ｖは、ｖ＝ｖ０＋ｖ１＋ｖ２　により与えられ、８ＰＳＫについては、
【００５１】
【数９】
2004515119.tif 000014
であり、変数
【００５２】
【外２】
2004515119.tif 000015
は、
【００５３】
【数１０】
2004515119.tif 000016
として定められる。上記の表２と同様の形式を有する表３は、現在の８ＰＳＫ　ＳＴＴＣＭ符号に対する乗算係数を列挙する。
【００５４】
表３
【００５５】
【表３】
2004515119.tif 000017
低速フェージングチャネル（インタリーブブロックのシンボルの間にフェージング係数が一定であるチャネル）では、再帰的フィードバックＳＴＴＣＭ符号は、トレリスの出力の順序を並べ替えることによって、フィードフォワード符号から導出され得る。以下の表４は、フィードフォワード符号及び導出される再帰的フィードバック符号に関し、上述の表１と同様の形式で、符号器の次の状態、及び２つの送信アンテナに対する符号化装置の４状態ＱＰＳＫ　ＳＴＴＣＭ符号器の２つの出力シンボルを表現する。
【００５６】
表４
【００５７】
【表４】
2004515119.tif 000018
同様に、以下の表５は、フィードフォワード符号及び導出される再帰的フィードバック符号に関し、符号器の次の状態、及び２つの送信アンテナに対する符号化装置の８状態ＱＰＳＫ　ＳＴＴＣＭ符号器の２つの出力シンボルを表現する。
【００５８】
表５
【００５９】
【表５】
2004515119.tif 000019
同様に、以下の表６は、導出される再帰的フィードバック符号のみに関し、符号器の次の状態、及び２つの送信アンテナに対する符号化装置の８状態ＰＳＫ　ＳＴＴＣＭ符号器の２つの出力シンボルを表現する。
【００６０】
表６
【００６１】
【表６】
2004515119.tif 000020
表４，５，６にて規定される再帰的フィードバックＳＴＴＣＭ符号は、低速フェージングチャネルに関し、２つの送信アンテナを有する送信機に有利に使用され得る。
【００６２】
上記の各例は、図３のターボ符号化装置の２つの要素符号器３０，３２から交互に２つのアンテナに供給するために、ｂ個の入力ビットの各群につき２つの出力シンボルを与える再帰的ＳＴＴＣＭ符号に関連する。ｂ個の入力ビットの各群に対してより多くの出力シンボルを与える再帰的ＳＴＴＣＭ要素符号器を利用することで、より多くの送信アンテナを利用する符号化装置に応用され得ることが、理解されるであろう。一般に、送信機が複数のＴ個の送信アンテナを有するならば、２つの要素符号器の各々は、ｂ個の入力ビットの各群に対してＴ個の出力シンボルを与える再帰的ＳＴＴＣＭ符号器であるよう選択され、セレクタは、２つの要素符号器からのＴ個のシンボルを交互に選択し、Ｔ個の送信アンテナに対するＴ個の出力経路に供給する。
【００６３】
例として、以下の表７は、表２と同様に、様々なメモリ次数値ｖに関し、３つの出力シンボル、即ち３つの送信アンテナについての再帰的ＱＰＳＫ　ＳＴＴＣＭ符号に関する乗算係数を列挙する。
【００６４】
表７
【００６５】
【表７】
2004515119.tif 000021
高速フェージングに関する、３つの送信アンテナを利用するＱＰＳＫシンボルに関し、再帰的ＳＴＴＣＭ符号器は、上述したような数式（１）により表現されるが、３つの出力経路に対応して、ｎは、
【００６６】
【数１１】
2004515119.tif 000022
である。
【００６７】
更なる例として、以下の表８は、上述した例と同様に、様々なメモリ次数値ｖに関し、４つの出力シンボル、即ち４つの送信アンテナについての再帰的８−ＰＳＫ　ＳＴＴＣＭ符号に関する乗算係数を列挙する。
【００６８】
表８
【００６９】
【表８】
2004515119.tif 000023
高速フェージングチャネルに関する４つの送信アンテナの８−ＰＳＫシンボルでは、再帰的ＳＴＴＣＭ符号器は上記の数式（２）により表現されるが、４つの出力経路に対応して、ｎは、
【００７０】
【数１２】
2004515119.tif 000024
である。Ｍ−ＰＳＫシンボル及び多数の送信アンテナに関する他の組み合わせについてのＳＴＴＣＭ符号の形式は、これらの具体例から理解され得るであろう。
【００７１】
図５は、図３を参照しながら説明したような符号化装置を利用する送信機からの信号を受信するために、受信機で使用されるデコード装置を示す。受信機（図示せず）は、単独の受信アンテナ並びにダウンコンバータ、信号増幅器及びサンプラのような関連する回路を備え、以下に説明されるようなデコード装置の入力に供給される受信シンボルを与えることが可能であり、又は２つ又はそれ以上の受信アンテナを備え、それに応じて修正されるデコード装置に供給される信号を与えることが可能である。
【００７２】
デコード装置は、デパンクチャリング（ｄｅ−ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）セレクタ６０、２つのソフト出力トレリス符号デコーダ６１，６２、シンボルインタリーバ６３，６４、及びシンボルデインタリーバ６５，６６を有する。デインタリーバ６５，６６は、図３のターボ符号化装置のデインタリーバ３６と同様なシンボルに基づくデインタリーブを行い、インタリーバ６３，６４、ターボ符号化装置のビット群インタリーバ３４のインタリーブと逆の操作を行う。
【００７３】
図５のデコード装置は、上述したロバートソン等の公知文献に示されるシンボル毎のログマップ（帰納的最大（ｍａｘｉｍｕｍ　ａ　ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ））デコーダであり、その文献にはそのようなデコーダの詳細が記載されている。よく知られているように、図３のターボ符号化装置の要素符号器３０，３２各々と相補的であるデコーダ６１，６２は、ターボ符号化利得を利用して反復的に動作する。デコーダ６１は、インタリーブされていない又はデインタリーブされた情報を操作（処理）し、デコーダ６２はインタリーブされた情報を操作し、インタリーバ６３，６４及びデインタリーバ６５は、これらのデコーダの間に接続され、情報のシンボル毎のインタリーブ及びデインタリーブを行う。所望の繰り返し数の後に、デインタリーバ６６を通じてデコーダ６２から出力判定が導出される。
【００７４】
従って、セレクタ６０に供給される交互の１及びゼロ（１０１０．．．）による制御信号によって決定される交互のシンボル期間にて、受信シンボルｒはデコーダ６１に与えられ、及びインタリーバ６３によってインタリーブされ、デコーダ６２に供給されるインタリーブされた受信シンボル
【００７５】
【外３】
2004515119.tif 000025
を生成する。デコード装置の第１の反復では、デコーダ６１は、外部（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ）及び組織（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ）情報
【００７６】
【外４】
2004515119.tif 000026
を決定し（ロバートソン等の文献で説明されているように、シンボル毎のデコード装置では不可分である）、各受信シンボルに対するログ最尤率（ｌｏｇ−ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ　ｒａｔｉｏｓ）を形成し、これらはインタリーバ６４によってインタリーブされ、インタリーブされた外部及び組織情報
【００７７】
【外５】
2004515119.tif 000027
を生成する。このインタリーブされた外部及び組織情報はデコーダ６２に供給され、そのデコーダはそれを経験的情報として利用し、インタリーブされた受信シンボル
【００７８】
【外６】
2004515119.tif 000028
をデコードする。デコーダ６２は、インタリーブされた外部及び組織情報
【００７９】
【外７】
2004515119.tif 000029
及び受信シンボルを表現するインタリーブされた情報
【００８０】
【外８】
2004515119.tif 000030
を連続的に生成する。インタリーブされた外部及び組織情報
【００８１】
【外９】
2004515119.tif 000031
は、デインタリーバ６５によりデインタリーブされ、デコード装置の第２の反復にて経験情報として使用するために、デコーダ６１に与えられる外部及び組織情報
【００８２】
【外１０】
2004515119.tif 000032
を生成する。各シンボルについての出力判定を行うために、デコーダ６２により生成された情報
【００８３】
【外１１】
2004515119.tif 000033
が、デインタリーバ６６によりデインタリーブされた後に、このプロセスは、所望の反復数にわたって反復される。
【００８４】
ロバートソン等の文献に説明されているように、デコーダ６１，６２は、各反復にて１度以上同じ組織情報を利用することを回避するように形成され得る。
【００８５】
以上本発明の特定の実施例が詳細に説明されたが、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲内で様々な修正、変形及び応用がなされ得ることは、理解されるであろう。特に、上記以外の、再帰的ＳＴＴＣＭ要素符号器、ビット群のサイズ、Ｍ−ＰＳＫシンボル、及び出力経路数又は送信アンテナ数が使用され得ることが、理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
既存の時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）送信機の一部を示す図である。
【図２】
既存のターボ符号器を示す図である。
【図３】
本願実施例による、２つの送信アンテナを利用する送信機用のターボ時空間トレリス符号変調（ＳＴＴＣＭ）符号化装置の一部を示す図である。
【図４】
図３の装置に使用され得る１６状態再帰的トレリス符号器を示す図である。
【図５】
図３の符号化装置に使用するデコード装置を示す図である。
【図１】
2004515119.tif 000034
【図２】
2004515119.tif 000035
【図３】
2004515119.tif 000036
【図５】
2004515119.tif 000037
【国際公開パンフレット】
2004515119.tif 000038
2004515119.tif 000039
2004515119.tif 000040
2004515119.tif 000041
2004515119.tif 000042
2004515119.tif 000043
2004515119.tif 000044
2004515119.tif 000045
2004515119.tif 000046
2004515119.tif 000047
2004515119.tif 000048
2004515119.tif 000049
2004515119.tif 000050
2004515119.tif 000051
2004515119.tif 000052
2004515119.tif 000053
2004515119.tif 000054
2004515119.tif 000055
2004515119.tif 000056
2004515119.tif 000057
2004515119.tif 000058
2004515119.tif 000059
2004515119.tif 000060
2004515119.tif 000061
2004515119.tif 000062
2004515119.tif 000063
2004515119.tif 000064
2004515119.tif 000065
2004515119.tif 000066
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515119.tif 000067
2004515119.tif 000068
【国際調査報告】
2004515119.tif 000069
2004515119.tif 000070
2004515119.tif 000071