(57)【要約】【課題】任意のアンテナ数における高いダイバーシチ効果とアンテナ数の変更に対する柔軟性を両立させる無線通信システムを提供する。【解決手段】送信装置１において、符号化手段１１は、入力される情報系列を誤り訂正符号化する。インタリーバ１２は、符号化された情報系列をインタリーブする。シンボル生成手段１３は、インタリーブされた情報系列をシンボル系列に変換する。周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍは、変換されたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する。無線部１５＿１〜１５＿Ｍは、周波数オフセットが付与されたシンボル系列を送信アンテナ１６＿１〜１６＿Ｍを通じて送信する。【選択図】図１
2007325079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置と、前記送信装置からの無線信号を受信アンテナを通じて受信する受信装置とを備えた無線通信システムであって、
前記送信装置は、
入力される情報系列を誤り訂正符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化された情報系列をインタリーブするインタリーバと、
前記インタリーバによりインタリーブされた情報系列をシンボル系列に変換するシンボル生成手段と、
前記シンボル生成手段により変換されたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与手段と、
前記周波数オフセット付与手段により周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信する送信手段とを備え、
前記受信装置は、
前記受信アンテナを通じて前記送信装置から無線信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した信号を検波し、シンボル系列に変換する検波手段と、
前記検波手段により変換されたシンボル系列を情報系列に変換するシンボル識別手段と、
前記シンボル識別手段が変換した情報系列をデインタリーブするデインタリーバと、
前記デインタリーバによりデインタリーバされた情報系列を誤り訂正復号化する復号化手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置と、前記送信装置からの無線信号を受信アンテナを通じて受信する受信装置とを備えた無線通信システムであって、
前記送信装置は、
入力される情報系列を誤り訂正符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化された情報系列をシンボル系列に変換するシンボル生成手段と、
前記シンボル生成手段により変換されたシンボル系列をインタリーブするインタリーバと、
前記インタリーバによりインタリーブされたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与手段と、
前記周波数オフセット付与手段により周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信する送信手段とを備え、
前記受信装置は、
前記受信アンテナを通じて前記送信装置から無線信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した信号を検波し、シンボル系列に変換する検波手段と、
前記検波手段により変換されたシンボル系列をデインタリーブするデインタリーバと、
前記デインタリーバによりデインタリーバされたシンボル系列を情報系列に変換するシンボル識別手段と、
前記シンボル識別手段により変換された情報系列を誤り訂正復号化する復号化手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
前記複数の周波数オフセット付与手段は、
付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記周波数オフセット付与手段は、
付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、
前記インタリーバは、
入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行い、
前記デインタリーバは、
入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の配置されるＬビットが、出力する情報系列において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、
前記インタリーバは、
入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行い、
前記デインタリーバは、
入力されるシンボル系列のｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の配置されるＬシンボルが、出力する情報系列において連続するＬシンボルに任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記Ｌを２のべき乗とし、２以上Ｌ以下の任意の２のべき乗をｒとした場合、
前記インタリーバは、
取り得る全てのｒについて、入力される情報系列の連続するｒビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒビット間隔で配置されるようにビットの並び替えを行い、
前記デインタリーバは、
取り得る全てのｒについて、入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒビット間隔で配置されるｒビットが、出力する情報系列において連続するようにビットの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記Ｌを２のべき乗とし、２以上Ｌ以下の任意の２のべき乗をｒとした場合、
前記インタリーバは、
取り得る全てのｒについて、入力されるシンボル系列の連続するｒシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒシンボル間隔で配置されるようにシンボルの並び替えを行い、
前記デインタリーバは、
取り得る全てのｒについて、入力されるシンボル系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒシンボル間隔で配置されるｒシンボルが、出力するシンボル系列において連続するようにシンボルの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項６記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記インタリーバは、
Ｌ行ｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で列方向に書き込み、任意の順番で行方向に読み出す行列インタリーバであり、
前記デインタリーバは、
Ｌ行ｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で行方向に書き込み、任意の順番で列方向に読み出す行列デインタリーバである
ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記インタリーバは、
Ｌ行ｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で列方向に書き込み、任意の順番で行方向に読み出す行列インタリーバであり、
前記デインタリーバは、
Ｌ行ｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で行方向に書き込み、任意の順番で列方向に読み出す行列デインタリーバである
ことを特徴とする請求項６記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記インタリーバは、
前記行列メモリに書き込む行の番号および前記行列メモリから読み出す列の番号が昇順で与えられ、
前記デインタリーバは、
前記行列メモリに書き込む行の番号および前記行列メモリから読み出す列の番号が昇順で与えられる
ことを特徴とする請求項９または１０記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記インタリーバは、
前記行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、
前記行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）ビットの２進数で表示したときのビットの並びを逆順にした値で与えられ、
前記デインタリーバは、
前記行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、
前記行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）ビットの２進数で表示したときのビットの並びを逆順にした値で与えられる
ことを特徴とする請求項９記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記インタリーバは、
前記行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、
前記行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）シンボルの２進数で表示したときのシンボルの並びを逆順にした値で与えられ、
前記デインタリーバは、
前記行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、
前記行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）シンボルの２進数で表示したときのシンボルの並びを逆順にした値で与えられる
ことを特徴とする請求項１０記載の無線通信システム。
【請求項１４】
複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置と、前記送信装置からの無線信号を受信アンテナを通じて受信する受信装置とにより行われる通信方法であって、
前記送信装置にて、
入力される情報系列を誤り訂正符号化するステップと、
符号化した情報系列をインタリーブするステップと、
インタリーブした情報系列をシンボル系列に変換するステップと、
変換したシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与するステップと、
前記周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信するステップと、を含み、
前記受信装置にて、
前記受信アンテナを通じて前記送信装置から無線信号を受信するステップと、
受信した信号を検波し、シンボル系列に変換するステップと、
変換したシンボル系列を情報系列に変換するステップと、
変換した情報系列をデインタリーブするステップと、
デインタリーバした情報系列を誤り訂正復号化するステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１５】
複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置と、前記送信装置からの無線信号を受信アンテナを通じて受信する受信装置とにより行われる通信方法であって、
前記送信装置にて、
入力される情報系列を誤り訂正符号化するステップと、
符号化した情報系列をシンボル系列に変換するステップと、
変換されたシンボル系列をインタリーブするステップと、
インタリーブしたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与するステップと、
前記周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信するステップと、を含み
前記受信装置にて、
前記受信アンテナを通じて前記送信装置から無線信号を受信するステップと、
受信した信号を検波し、シンボル系列に変換するステップと、
検波したシンボル系列をデインタリーブするステップと、
デインタリーバしたシンボル系列を情報系列に変換するステップと、
変換した情報系列を誤り訂正復号化するステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１６】
前記周波数オフセットを付与するステップにて、
付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与する
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の通信方法。
【請求項１７】
前記周波数オフセットを付与するステップにて、
付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与する
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の通信方法。
【請求項１８】
任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、
前記インタリーブするステップにて、
入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行い、
前記デインタリーバするステップにて、
入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の配置されるＬビットが、出力する情報系列において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項１４記載の通信方法。
【請求項１９】
任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、
前記インタリーブするステップにて、
入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行い、
前記デインタリーバするステップにて、
入力されるシンボル系列のｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の配置されるＬシンボルが、出力する情報系列において連続するＬシンボルに任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項１５記載の通信方法。
【請求項２０】
複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置であって、
入力される情報系列を誤り訂正符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化された情報系列をインタリーブするインタリーバと、
前記インタリーバによりインタリーブされた情報系列をシンボル系列に変換するシンボル生成手段と、
前記シンボル生成手段により変換されたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与手段と、
前記周波数オフセット付与手段により周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項２１】
複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置であって、
入力される情報系列を誤り訂正符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化された情報系列をシンボル系列に変換するシンボル生成手段と、
前記シンボル生成手段により変換されたシンボル系列をインタリーブするインタリーバと、
前記インタリーバによりインタリーブされたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与手段と、
前記周波数オフセット付与手段により周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項２２】
前記複数の周波数オフセット付与手段は、
付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与する
ことを特徴とする請求項２０または２１に記載の送信装置。
【請求項２３】
前記周波数オフセット付与手段は、
付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与する
ことを特徴とする請求項２０または２１に記載の送信装置。
【請求項２４】
任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、
前記インタリーバは、
入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項２０記載の送信装置。
【請求項２５】
任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、
前記インタリーバは、
入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項２１記載の送信装置。
【請求項２６】
複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式に送信を行う送信装置における送信方法であって、
入力される情報系列を誤り訂正符号化するステップと、
符号化した情報系列をインタリーブするステップと、
インタリーブした情報系列をシンボル系列に変換するステップと、
変換したシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与するステップと、
前記周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信するステップと、
を含むことを特徴とする送信方法。
【請求項２７】
複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置における送信方法であって、
入力される情報系列を誤り訂正符号化するステップと、
符号化した情報系列をシンボル系列に変換するステップと、
変換されたシンボル系列をインタリーブするステップと、
インタリーブしたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与するステップと、
前記周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信するステップと
を含むことを特徴とする送信方法。
【請求項２８】
前記周波数オフセットを付与するステップにて、
付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与する
ことを特徴とする請求項２６または２７に記載の送信方法。
【請求項２９】
前記周波数オフセットを付与するステップにて、
付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与する
ことを特徴とする請求項２６または２７に記載の送信方法。
【請求項３０】
任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、
前記インタリーブするステップにて、
入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項２６記載の送信方法。
【請求項３１】
任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、
前記インタリーブするステップにて、
入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行う
ことを特徴とする請求項２７記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル無線通信システムにおいて、複数の送信アンテナを用いて送信ダイバーシチ効果を得る無線通信システム、及び通信方法、並びに送信装置、及び送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、多重波伝搬により受信レベルが変動するフェージングが発生し、受信レベルの落ち込みにより伝送品質が大きく劣化する。受信レベルの落ち込みによる伝送品質の劣化を軽減するための技術として、受信レベル変動の相関が低い２つ以上のパスを利用するダイバーシチ技術が知られている。
【０００３】
ダイバーシチ技術には大きく分けて、時間ダイバーシチと空間ダイバーシチがある。時間ダイバーシチとは、同じ信号を異なるタイミングで送信し、レベルの高い信号を選択する手法のような、時間的に離れた２つ以上のパスを利用するダイバーシチ技術の総称である。一方、空間ダイバーシチとは、２本以上のアンテナを用意し、最もレベルの高いアンテナを選択する手法のような、空間的に離れた２つ以上のパスを利用するダイバーシチ技術の総称である。
【０００４】
このうち、時間ダイバーシチは、レベル変動の周期が長い、すなわち端末の移動速度が遅いと時間的に離れたパスの相関が高くなるため、ダイバーシチ効果が低下する。このため、様々な状況下の無線端末との間で商品質の伝送を行うためには、空間ダイバーシチの適用が必須である。
【０００５】
空間ダイバーシチのうち、複数の送信アンテナを用いて実現される送信ダイバーシチでは、送信側でチャネル応答（送信アンテナから受信アンテナまでの振幅位相応答）を推定する事が困難であるため、送信側でチャネル情報を必要としない手法が求められる。このような送信側でチャネル情報を必要としないダイバーシチ法の一つに、特許文献１に示されるような周波数オフセット送信ダイバーシチ方式がある。
【０００６】
図１１は、特許文献１に示される２つの送信アンテナ１１６＿１、１１６＿２を有する送信装置１０１と、受信装置１０２から構成される無線通信システム１１０を示した図である。一般的に、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式では、周波数オフセット付与手段１１４＿１、１１４＿２により送信アンテナ１１６＿１、１１６＿２に異なる周波数オフセットを与えて送信する。異なる周波数オフセットが与えられた複数の信号を送信すると、互いの周波数差により受信側で受信レベルが変動し、定常的な受信レベルの落ち込みを回避できる。
【０００７】
特許文献１に示される無線通信システム１１０では、さらに、強制的に受信レベル変動を発生させており、受信レベル変動によって復調後の情報系列の受信品質がばらつくため、送信側でインタリーバ１１２及び受信側でデインタリーバ１２５を用いて受信レベル変動による復調後の情報系列の受信品質のばらつきをランダム化し、受信品質のばらつきによるランダム誤りを誤り訂正符号で救済する事でダイバーシチ効果を得ている。
【特許文献１】特開平３−１３５２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、一般的に誤り訂正符号はその復号化手段に入力される情報系列の短区間、すなわち誤り訂正符号の拘束長もしくはブロック長における平均的な受信品質が高く、さらに、短区間の受信品質のばらつきが少ないほど高い誤り訂正能力が得られる。一方、特許文献１に記載の無線通信システム１１０では、いかなる周波数オフセットを付与して送信しても、情報系列全体の平均的な受信品質は変わらない。
【０００９】
従って、特許文献１に記載の無線通信システム１１０で高いダイバーシチ効果を得るためには、周波数オフセット付与手段１１４＿１、１１４＿２およびインタリーバ１１２及びデインタリーバ１２５には、短区間の平均的な受信品質を一定にし、なおかつ短区間の受信品質のばらつきを小さくする事が求められる。
【００１０】
また、特許文献１に記載の無線通信システム１１０では、アンテナ数を増やしてもレベル変動のパターンが変わるだけであるため、アンテナ数の変更に対する柔軟性が高いが、受信レベル変動のパターンが変わった場合にインタリーバ１１２、及びデインタリーバ１２５の構造が、パターン変化後における最適な構造と大きく異なっていると、誤り訂正能力が低下し、ダイバーシチ効果が低下する。そのため、アンテナ数を変更した場合にも高いダイバーシチ効果を維持するような周波数オフセット付与手段１１４＿１、１１４＿２による周波数オフセット付与方法およびインタリーバ１１２、及びデインタリーバ１２５の構造が求められることになる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１では、２つの送信アンテナ１１６＿１、１１６＿２の場合のインタリーバ１１２の構造を経験的に求めているだけであり、任意のアンテナ数において高いダイバーシチ効果を実現し、なおかつアンテナ数を変更した場合にも高いダイバーシチ効果を維持するような周波数オフセット付与手段１１４＿１、１１４＿２による周波数オフセット付与方法およびインタリーバ１１２及びデインタリーバ１２５の構造は明らかにされていないという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式において適切な周波数オフセットの付与と適切なインタリーバ及びデインタリーバの構造により、任意のアンテナ数における高いダイバーシチ効果とアンテナ数の変更に対する柔軟性を両立させる無線通信システム、及び通信方法、並びに送信装置、及び送信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題を解決するために、本発明は、複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置と、前記送信装置からの無線信号を受信アンテナを通じて受信する受信装置とを備えた無線通信システムであって、前記送信装置は、入力される情報系列を誤り訂正符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化された情報系列をインタリーブするインタリーバと、前記インタリーバによりインタリーブされた情報系列をシンボル系列に変換するシンボル生成手段と、前記シンボル生成手段により変換されたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与手段と、前記周波数オフセット付与手段により周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信する送信手段とを備え、前記受信装置は、前記受信アンテナを通じて前記送信装置から無線信号を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した信号を検波し、シンボル系列に変換する検波手段と、前記検波手段により変換されたシンボル系列を情報系列に変換するシンボル識別手段と、前記シンボル識別手段が変換した情報系列をデインタリーブするデインタリーバと、前記デインタリーバによりデインタリーバされた情報系列を誤り訂正復号化する復号化手段とを備えたことを特徴とする無線通信システムである。
【００１４】
本発明は、複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置と、前記送信装置からの無線信号を受信アンテナを通じて受信する受信装置とを備えた無線通信システムであって、前記送信装置は、入力される情報系列を誤り訂正符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化された情報系列をシンボル系列に変換するシンボル生成手段と、前記シンボル生成手段により変換されたシンボル系列をインタリーブするインタリーバと、前記インタリーバによりインタリーブされたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与手段と、前記周波数オフセット付与手段により周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信する送信手段とを備え、前記受信装置は、前記受信アンテナを通じて前記送信装置から無線信号を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した信号を検波し、シンボル系列に変換する検波手段と、前記検波手段により変換されたシンボル系列をデインタリーブするデインタリーバと、前記デインタリーバによりデインタリーバされたシンボル系列を情報系列に変換するシンボル識別手段と、前記シンボル識別手段により変換された情報系列を誤り訂正復号化する復号化手段とを備えたことを特徴とする無線通信システムである。
【００１５】
本発明は、上記に記載の発明において、前記複数の周波数オフセット付与手段は、付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記に記載の発明において、前記周波数オフセット付与手段は、付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、上記に記載の発明において、任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、前記インタリーバは、入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行い、前記デインタリーバは、入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の配置されるＬビットが、出力する情報系列において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記に記載の発明において、任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、前記インタリーバは、入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行い、前記デインタリーバは、入力されるシンボル系列のｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の配置されるＬシンボルが、出力する情報系列において連続するＬシンボルに任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記に記載の発明において、前記Ｌを２のべき乗とし、２以上Ｌ以下の任意の２のべき乗をｒとした場合、前記インタリーバは、取り得る全てのｒについて、入力される情報系列の連続するｒビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒビット間隔で配置されるようにビットの並び替えを行い、前記デインタリーバは、
取り得る全てのｒについて、入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒビット間隔で配置されるｒビットが、出力する情報系列において連続するようにビットの並び替えを行うことを特徴とする。
【００２０】
本発明は、上記に記載の発明において、前記Ｌを２のべき乗とし、２以上Ｌ以下の任意の２のべき乗をｒとした場合、前記インタリーバは、取り得る全てのｒについて、入力されるシンボル系列の連続するｒシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒシンボル間隔で配置されるようにシンボルの並び替えを行い、前記デインタリーバは、取り得る全てのｒについて、入力されるシンボル系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒシンボル間隔で配置されるｒシンボルが、出力するシンボル系列において連続するようにシンボルの並び替えを行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上記に記載の発明において、前記インタリーバは、Ｌ行ｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で列方向に書き込み、任意の順番で行方向に読み出す行列インタリーバであり、前記デインタリーバは、Ｌ行ｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で行方向に書き込み、任意の順番で列方向に読み出す行列デインタリーバであることを特徴とする。
【００２２】
本発明は、上記に記載の発明において、前記インタリーバは、Ｌ行ｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で列方向に書き込み、任意の順番で行方向に読み出す行列インタリーバであり、前記デインタリーバは、Ｌ行ｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で行方向に書き込み、任意の順番で列方向に読み出す行列デインタリーバであることを特徴とする。
【００２３】
本発明は、上記に記載の発明において、前記インタリーバは、前記行列メモリに書き込む行の番号および前記行列メモリから読み出す列の番号が昇順で与えられ、前記デインタリーバは、前記行列メモリに書き込む行の番号および前記行列メモリから読み出す列の番号が昇順で与えられることを特徴とする。
【００２４】
本発明は、上記に記載の発明において、前記インタリーバは、前記行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、前記行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）ビットの２進数で表示したときのビットの並びを逆順にした値で与えられ、前記デインタリーバは、前記行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、前記行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）ビットの２進数で表示したときのビットの並びを逆順にした値で与えられることを特徴とする。
【００２５】
本発明は、上記に記載の発明において、前記インタリーバは、前記行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、前記行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）シンボルの２進数で表示したときのシンボルの並びを逆順にした値で与えられ、前記デインタリーバは、前記行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、前記行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）シンボルの２進数で表示したときのシンボルの並びを逆順にした値で与えられることを特徴とする。
【００２６】
本発明は、複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置と、前記送信装置からの無線信号を受信アンテナを通じて受信する受信装置とにより行われる通信方法であって、前記送信装置にて、入力される情報系列を誤り訂正符号化するステップと、符号化した情報系列をインタリーブするステップと、インタリーブした情報系列をシンボル系列に変換するステップと、変換したシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与するステップと、前記周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信するステップと、を含み、前記受信装置にて、前記受信アンテナを通じて前記送信装置から無線信号を受信するステップと、受信した信号を検波し、シンボル系列に変換するステップと、変換したシンボル系列を情報系列に変換するステップと、変換した情報系列をデインタリーブするステップと、デインタリーバした情報系列を誤り訂正復号化するステップと、を含むことを特徴とする通信方法である。
【００２７】
本発明は、複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置と、前記送信装置からの無線信号を受信アンテナを通じて受信する受信装置とにより行われる通信方法であって、前記送信装置にて、入力される情報系列を誤り訂正符号化するステップと、符号化した情報系列をシンボル系列に変換するステップと、変換されたシンボル系列をインタリーブするステップと、インタリーブしたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与するステップと、前記周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信するステップと、を含み前記受信装置にて、前記受信アンテナを通じて前記送信装置から無線信号を受信するステップと、受信した信号を検波し、シンボル系列に変換するステップと、検波したシンボル系列をデインタリーブするステップと、デインタリーバしたシンボル系列を情報系列に変換するステップと、変換した情報系列を誤り訂正復号化するステップと、を含むことを特徴とする通信方法である。
【００２８】
本発明は、上記に記載の発明において、前記周波数オフセットを付与するステップにて、付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与することを特徴とする。
【００２９】
本発明は、上記に記載の発明において、前記周波数オフセットを付与するステップにて、付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与することを特徴とする。
【００３０】
本発明は、上記に記載の発明において、任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、前記インタリーブするステップにて、入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行い、前記デインタリーバするステップにて、入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の配置されるＬビットが、出力する情報系列において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行うことを特徴とする。
【００３１】
本発明は、上記に記載の発明において、任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、前記インタリーブするステップにて、入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行い、前記デインタリーバするステップにて、入力されるシンボル系列のｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の配置されるＬシンボルが、出力する情報系列において連続するＬシンボルに任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行うことを特徴とする。
【００３２】
本発明は、複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置であって、入力される情報系列を誤り訂正符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化された情報系列をインタリーブするインタリーバと、前記インタリーバによりインタリーブされた情報系列をシンボル系列に変換するシンボル生成手段と、前記シンボル生成手段により変換されたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与手段と、前記周波数オフセット付与手段により周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信する送信手段とを備えたことを特徴とする送信装置である。
【００３３】
本発明は、複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置であって、入力される情報系列を誤り訂正符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化された情報系列をシンボル系列に変換するシンボル生成手段と、前記シンボル生成手段により変換されたシンボル系列をインタリーブするインタリーバと、前記インタリーバによりインタリーブされたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与手段と、前記周波数オフセット付与手段により周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信する送信手段とを備えたことを特徴とする。
【００３４】
本発明は、上記に記載の発明において、前記複数の周波数オフセット付与手段は、付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与することを特徴とする。
【００３５】
本発明は、上記に記載の発明において、前記周波数オフセット付与手段は、付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与することを特徴とする。
【００３６】
本発明は、上記に記載の発明において、任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、前記インタリーバは、入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行うことを特徴とする。
【００３７】
本発明は、上記に記載の発明において、任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、前記インタリーバは、入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行うことを特徴とする。
【００３８】
本発明は、複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式に送信を行う送信装置における送信方法であって、入力される情報系列を誤り訂正符号化するステップと、符号化した情報系列をインタリーブするステップと、インタリーブした情報系列をシンボル系列に変換するステップと、変換したシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与するステップと、前記周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信するステップと、を含むことを特徴とする送信方法である。
【００３９】
本発明は、複数の送信アンテナを有し、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式により送信を行う送信装置における送信方法であって、入力される情報系列を誤り訂正符号化するステップと、符号化した情報系列をシンボル系列に変換するステップと、変換されたシンボル系列をインタリーブするステップと、インタリーブしたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与するステップと、前記周波数オフセットが付与されたシンボル系列を前記送信アンテナを通じて送信するステップとを含むことを特徴とする送信方法である。
【００４０】
本発明は、上記に記載の発明において、前記周波数オフセットを付与するステップにて、付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与することを特徴とする。
【００４１】
本発明は、上記に記載の発明において、前記周波数オフセットを付与するステップにて、
付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与することを特徴とする。
【００４２】
本発明は、上記に記載の発明において、任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、前記インタリーブするステップにて、入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行うことを特徴とする。
【００４３】
本発明は、上記に記載の発明において、任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、前記インタリーブするステップにて、入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
この発明によれば、無線通信システムにおける送信装置は、符号化された情報系列をインタリーバによりインタリーブし、インタリーブした情報系列をシンボル系列に変換し、変換したシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する周波数オフセット付与手段を具備する構成とした。これにより、周波数オフセット同士の周波数差がΔｆの０を除く整数倍とすることで、アンテナ数Ｍや付与する周波数オフセット同士の差の最大値によらずに、時間Ｔ（＝１／Δｆ）ごとの平均的な受信品質が一定になるため、高いダイバーシチ効果とアンテナ数の変更に対する柔軟性を実現するインタリーバの設計が可能となる。
【００４５】
また、本発明によれば、無線通信システムにおける送信装置は、符号化された情報系列をシンボル系列に変換し、変換したシンボル系列をインタリーブによりインタリーブし、インタリーブしたシンボル系列が分岐されることで得られる複数のシンボル系列のそれぞれに対して付与する全ての周波数オフセット同士の差が、予め定められる周波数Δｆの０を除く整数倍となるように前記複数のシンボル系列に対して周波数オフセットを付与する周波数オフセット付与手段を備える構成とした。これにより、周波数オフセット同士の周波数差がΔｆの０を除く整数倍とすることで、アンテナ数Ｍや付与する周波数オフセット同士の差の最大値によらずに、時間Ｔ（＝１／Δｆ）ごとの平均的な受信品質が一定になるため、高いダイバーシチ効果とアンテナ数の変更に対する柔軟性を実現するインタリーバの設計が可能となる。また、シンボルに対してインタリーブ及びデインタリーブを行うことから、インタリーバ及びデインタリーバのサイズが小さくなり、回路規模の削減が期待できる。
【００４６】
また、本発明によれば、無線通信システムにおける周波数オフセット付与手段は、付与する全ての周波数オフセットが等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与する構成とした。これにより、周波数オフセットの差の絶対値の最大値を小さくできるため、高速フェージングによる受信品質の劣化を軽減することが可能となる。
【００４７】
また、本発明によれば、無線通信システムにおける周波数オフセット付与手段は、付与する全ての周波数オフセットから選択される２つの周波数オフセットの差の絶対値が、全ての２つの周波数オフセットの組み合わせにおいて、異なる値となるように周波数オフセットを付与する構成とした。これにより、受信レベル変動の分散にチャネル応答の位相依存性がないため、チャネル応答の位相関係によらず安定したダイバーシチ効果が得られる。
【００４８】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、インタリーバは、入力される情報系列の連続するＬビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行い、受信装置が備えるデインタリーブは、入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の配置されるＬビットが、出力する情報系列において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行う構成とした。これにより、デインタリーブされた後の情報系列における短区間の平均的な受信品質が一定となり、誤り訂正能力を向上させることができ、高いダイバーシチ効果を得る事ができる。また、状況によってＮの値（例えば、送信アンテナ数）が変わるような場合でも、Ｌを想定される最大のＮに対応可能なように設定しておくと、デインタリーブされた後の情報系列の連続するＬビットの平均的な受信品質を一定にすることができ、Ｎの値に応じたダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４９】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、任意の自然数をｑ、シンボル速度をｆｓ、前記複数の周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとした場合、インタリーバは、入力されるシンボル系列の連続するＬシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行い、受信装置が備えるデインタリーブは、入力されるシンボル系列のｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔の配置されるＬシンボルが、出力する情報系列において連続するＬシンボルに任意の順番で配置されるようにシンボルの並び替えを行う構成とした。これにより、デインタリーブされた後の情報系列における短区間の平均的な受信品質が一定となり、誤り訂正能力を向上させることができ、高いダイバーシチ効果を得る事ができる。また、状況によってＮの値（例えば、送信アンテナ数）が変わるような場合でも、Ｌを想定される最大のＮに対応可能なように設定しておくと、デインタリーブされた後の情報系列の連続するＬシンボルの平均的な受信品質を一定にすることができ、Ｎの値に応じたダイバーシチ効果を得ることができる。
【００５０】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、Ｌを２のべき乗とし、２以上Ｌ以下の任意の２のべき乗をｒとした場合、インタリーバは、取り得る全てのｒについて、入力される情報系列の連続するｒビットが、出力する情報系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒビット間隔で配置されるようにビットの並び替えを行い、受信装置が備えるデインタリーバは、取り得る全てのｒについて、入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒビット間隔で配置されるｒビットが、出力する情報系列において連続するようにビットの並び替えを行う構成とした。これにより、大きなＮの値に対応するためにＬを大きな値にしても、Ｎの値が小さい場合（例えば、送信アンテナ数が少ない場合）には誤り訂正能力の低下によるダイバーシチ効果の低下を抑えることができる。
【００５１】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、Ｌを２のべき乗とし、２以上Ｌ以下の任意の２のべき乗をｒとした場合、インタリーバは、取り得る全てのｒについて、入力されるシンボル系列の連続するｒシンボルが、出力するシンボル系列においてｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒシンボル間隔で配置されるようにシンボルの並び替えを行い、受信装置が備えるデインタリーバは、取り得る全てのｒについて、入力されるシンボル系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒシンボル間隔で配置されるｒシンボルが、出力するシンボル系列において連続するようにシンボルの並び替えを行う構成とした。これにより、大きなＮの値に対応するためにＬを大きな値にしても、Ｎの値が小さい場合（例えば、送信アンテナ数が少ない場合）には誤り訂正能力の低下によるダイバーシチ効果の低下を抑えることができる。
【００５２】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、インタリーバは、Ｌ行ｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で列方向に書き込み、任意の順番で行方向に読み出す行列インタリーバであり、受信装置が備えるデインタリーバは、Ｌ行ｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で行方向に書き込み、任意の順番で列方向に読み出す行列デインタリーバである構成とした。これにより、行列メモリに対していかなる順番で書込んでも、インタリーバ及びデインタリーバに入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔で配置されるＬビットを特定の列に並べることができる。
【００５３】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、インタリーバは、Ｌ行ｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で列方向に書き込み、任意の順番で行方向に読み出す行列インタリーバであり、受信装置が備えるデインタリーバは、Ｌ行ｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを有し、該行列メモリに対して任意の順番で行方向に書き込み、任意の順番で列方向に読み出す行列デインタリーバである構成とした。これにより、これにより、行列メモリに対していかなる順番で書込んでも、インタリーバ及びデインタリーバに入力される情報系列のｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔で配置されるＬビットを特定の列に並べることができる。
【００５４】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、インタリーバは、行列メモリに書き込む行の番号および前記行列メモリから読み出す列の番号が昇順で与えられ、受信装置が備えるデインタリーバは、行列メモリに書き込む行の番号および前記行列メモリから読み出す列の番号が昇順で与えられる構成とした。これにより、インタリーバ及びデインタリーバの回路規模を小さくすることが可能となる。
【００５５】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、インタリーバは、行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）ビットの２進数で表示したときのビットの並びを逆順にした値で与えられ、受信装置が備えるデインタリーバは、行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）ビットの２進数で表示したときのビットの並びを逆順にした値で与えられる構成とした。これにより、ｒ’をｑ×（Ｎ＋１）以上の２のべき乗数とした場合、デインタリーブされた後の情報系列の連続する任意ｒ’ビットの平均的な受信品質を一定にすることが可能となる。
【００５６】
また、本発明によれば、無線通信システムにおいて、インタリーバは、行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）シンボルの２進数で表示したときのシンボルの並びを逆順にした値で与えられ、受信装置が備えるデインタリーバは、行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）シンボルの２進数で表示したときのシンボルの並びを逆順にした値で与えられる構成とした。これにより、ｒ’をｑ×（Ｎ＋１）以上の２のべき乗数とした場合、デインタリーブされた後の情報系列の連続する任意ｒ’シンボルの平均的な受信品質を一定にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システム１００を示したブロック図である。無線通信システム１００は、送信装置１および受信装置２を備えており、シンボル生成前、シンボル識別後の情報系列に対してそれぞれインタリーブ、デインタリーブして、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式による通信を行う。
【００５８】
無線通信システム１００において、送信装置１は、符号化手段１１、インタリーバ１２、シンボル生成手段１３、及びＭ個の周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍ、無線部１５＿１〜１５＿Ｍ、送信アンテナ１６＿１〜１６＿Ｍを備えている。符号化手段１１は、入力された情報系列Ｓ１０を誤り訂正符号化する。インタリーバ１２は、符号化手段１１により符号化された情報系列Ｓ１１をインタリーブする。シンボル生成手段１３は、インタリーバ１２によりインタリーブされた情報系列Ｓ１２をシンボル系列へ変換する。周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍは、シンボル精製手段１３により変換されたシンボル系列Ｓ１３に対してそれぞれ独立の周波数オフセットを付与する。無線部１５＿１〜１５＿Ｍは、周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍにより周波数オフセットが付与されたシンボル系列Ｓ１４＿１〜Ｓ１４＿Ｍに対してアナログ変換および周波数変換を行った送信信号Ｓ１５＿１〜Ｓ１５＿Ｍを送信アンテナ１６＿１〜１６＿Ｍを通じて送信する。
【００５９】
受信装置２は、受信アンテナ２１、無線部２２、検波手段２３、シンボル識別手段２４、デインタリーバ２５、復号化手段２６を備えている。受信アンテナ２１は、送信装置１から送信される無線信号を受信する。無線部２２は、受信アンテナ２１を通じて受信した受信信号Ｓ２１に対して周波数変換およびデジタル信号への変換を行う。検波手段２３は、無線部２２により変換されたデジタル信号Ｓ２２を検波し、シンボル系列へ変換する。シンボル識別手段２４は、検波手段２３による検波後のシンボル系列Ｓ２３を情報系列へ変換する。デインタリーバ２５は、変換後の情報系列Ｓ２４をデインタリーブする。復号化手段２６は、デインタリーブされた情報系列Ｓ２５に含まれる誤りを訂正して情報系列Ｓ２６を出力する。第１実施形態に係る無線通信システム１００では、インタリーバ１２、周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍ、デインタリーバ２５の詳細な動作を規定した点が従来と異なる点である。以下、これらの詳細な動作について説明する。
【００６０】
次に、図２を参照しつつ周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍの動作について説明する。周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍでは、周波数オフセット同士の周波数差がΔｆの０を除く整数倍となるように周波数オフセットを付与する。例えば、図２に示すように、周波数オフセットが△ｆの間隔で等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与する。このように周波数オフセットを付与すると、付与する周波数オフセットを密にできるため、異なる周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍが付与する周波数オフセットの差の絶対値の最大値を小さくすることができる。
【００６１】
図２に示すように、Δｆ間隔で等間隔に周波数オフセットを付与した場合、シンボル生成手段１３から出力されるシンボル系列Ｓ１３をｓ（ｔ）、搬送波周波数をｆｃとし、ｍ番目の送信アンテナ１６＿ｍから送信される送信信号Ｓ１５＿１を信号ｘｍ（ｔ）とすると、信号ｘｍ（ｔ）は、以下の式（１）で表されることになる。
【００６２】
【数１】
2007325079.tif 000003
【００６３】
ここで、ｍ番目の送信アンテナ１６＿ｍと受信アンテナ２１間のチャネル応答をαｍとすると、受信アンテナ２１における受信信号Ｓ２１の受信レベルｐ（ｔ）は、以下の式（２．１）で表されることになる。なお、式（２．１）におけるφ（ｔ）は、式（２．２）で規定されるものである。
【００６４】
【数２】
2007325079.tif 000004
【００６５】
このように、周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍにおいて、Δｆ間隔で等間隔にＭ個の周波数オフセットを付与すると、受信アンテナ２１における受信信号Ｓ２１の受信レベルｐ（ｔ）は、Δｆの１倍からＭ−１倍までのＭ−１個の正弦波と定数で表す事ができる。
【００６６】
周波数オフセット同士の周波数差が△ｆの０を除く整数倍となるように周波数オフセットを付与した場合には、式（２．１）と同様の式展開を行うことで、受信信号Ｓ２１の受信レベルｐ（ｔ）は、ΔｆのＮ倍以下（Ｎは付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで除算した値)の単数または複数の△ｆの０を除く整数倍の正弦波と定数で表されることになる。
【００６７】
ここで、Ｔ＝１／△ｆとすると、△fの０を除く整数倍の正弦波は時間Ｔに渡って積分した結果が０となるため、周波数オフセット同士の周波数差がΔｆの０を除く整数倍となるように周波数オフセットを付与すると、時間Ｔごとの平均受信レベルは必ず一定となる。
【００６８】
このように、周波数オフセット同士の周波数差がΔｆの０を除く整数倍となるように周波数オフセットを付与することで、送信アンテナ数Ｍや付与する周波数オフセット同値の差の最大値によらずに、時間Ｔごとの平均受信レベル（平均的な受信品質）が一定になるため、高いダイバーシチ効果と送信アンテナ数の変更に対する柔軟性を実現するインタリーバ１２及びデインタリーバ２５の設計が可能となる。
【００６９】
ところで、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式では、異なる周波数オフセットを与えた複数の信号を送信する事で、互いの周波数差により受信側で強制的にフェージングを発生させている。この強制的に発生させたフェージング変動の速度は、異なる周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍが付与する周波数オフセットの差の絶対値の最大値により決まる。また、フェージング変動の速度が速いと、１シンボル当たりの位相変化量が大きくなり、ＡＰＣ（Auto Phase Control）の引き込み範囲外となる等の理由で受信品質が劣化する。
【００７０】
前述したように、周波数オフセットがΔｆの間隔で等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与すると、異なる周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍが付与する周波数オフセットの差の絶対値の最大値を小さくできるため、高速フェージングによる受信品質の劣化を軽減できる。
【００７１】
次に、受信装置２におけるデインタリーバ２５の詳細な動作を説明する。まず、任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、付与する周波数オフセット同士の差の最大値を△ｆで割った値をＮ、ｑ×(Ｎ＋１)以上の任意の自然数をＬとする。このとき、デインタリーバ２５では、デインタリーバ２５に入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔で配置されるＬビットが、デインタリーバ２５から出力される情報系列Ｓ２５において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行う。このような操作を行うことにより、情報系列Ｓ２５の連続するＬビットを生成するのに用いた受信信号Ｓ２１の平均受信レベルが常に一定となる。以下、その原理について数式を用いて説明する。
【００７２】
まず、説明を簡単にするため、以下では周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍは、図２に示すように△ｆ間隔で等間隔に周波数オフセットを付与する場合について考える。このとき、前述したＮは、Ｎ＝Ｍ−１となる。はじめに情報系列Ｓ２５の連続するＬビットを生成するのに用いた受信信号Ｓ２１の平均受信レベルを見積もるため、受信レベルｐ（ｔ）の時変動する項φ（ｔ）を間隔τでＬ個集めたときの和ｇ（ｔ）について考える。このとき、ｇ（ｔ）は、以下の式（３）で表されることになる。
【００７３】
【数３】
2007325079.tif 000005
【００７４】
ここで、任意の時間ｔにおいてｇｉ（ｔ）＝０となるτの条件は、以下の式（４）で表される。
【００７５】
【数４】
2007325079.tif 000006
【００７６】
ただし、αｉは、Ｌ−１以下の任意の自然数、ｂｉは０以上の任意の整数で与えられる。任意の時間ｔにおいてｇ（ｔ）＝０となるためには、任意の時間ｔで全てのｇｉ（ｔ）がｇｉ（ｔ）＝０となる必要がある。このようなτは、以下の式（５）で与えられる。
【００７７】
【数５】
2007325079.tif 000007
【００７８】
ただし、式（５）において、ｑは任意の自然数、Ｌはｑ×Ｍ以上の任意の自然数、すなわちｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数で与えられる。以上より、ｑ／Δｆ／Ｌ間隔で時変動する項φ（ｔ）をＬ個集めると、その和ｇ（ｔ）が０となり、受信信号Ｓ２１の平均受信レベルが一定となる事が分かる。
【００７９】
このように、デインタリーバ２５を用いると、情報系列Ｓ２５の連続するＬビットを生成するのに用いたＬビット分の受信信号Ｓ２１の平均受信レベルが―定になる。また、受信アンテナ２１における受信信号Ｓ２１の受信レベルｐ（ｔ）によって情報系列Ｓ２５の受信品質が決定する。従って、デインタリーバ２５を用いると、情報系列Ｓ２５の短区間の平均的な受信品質が一定になる。これにより、復号化手段２６の誤り訂正能力を向上させることができ、結果として高いダイバーシチ効果をえることができる。
【００８０】
また、デインタリーバ２５を用いると、Ｌがｑ×（Ｎ＋１）以上であれば、情報系列Ｓ２５の連続するＬビットの平均的な受信品質が一定となる。従って、状況によってＮの値が変わるような場合、例えば、送信アンテナ数が変わる場合でも、Ｌを想定される最大のＮに対応可能なように設定しておくと、常に情報系列Ｓ２５の連続するＬビットの平均的な受信品質が一定となる。以上より、Ｌを想定される最大のＮに対応可能なように設定したインタリーバ１２およびデインタリーバ２５を用いることで、その構造を変更することなく送信アンテナ数に応じたダイバーシチ効果を得ることができる。
【００８１】
また、デインタリーバ２５に入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔で配置されるＬビットが、デインタリーバ２５から出力される情報系列Ｓ２５において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行う操作は、Ｌ行ｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを備え、該行列メモリに対して列方向に任意の順番で書き込み、任意の順番で行方向に読み出す行列インタリーバにより実現可能である。行列インタリーバでは、行列メモリに対していかなる順序で書込んでも、デインタリーバ２５に入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔で配置されるＬビットが特定の列に並ぶためである。
【００８２】
行列インタリーバにも、行列メモリに書き込む行の順番や列の順番の与え方によって様々なバリエーションがあるが、そのなかでも図３に示すような行列メモリに書き込む行の順番および読み込む列の順番を昇順で与える行列インタリーバ（以下、単純インタリーバと記載）は、最も小さい回路規模で実装可能なインタリーバである。なお、図３は、ｑ＝１、ｋ＝１、ｆｓ／△ｆ＝３２、Ｌ＝４とした場合の行列インタリーバの構成を示している。
【００８３】
次に、インタリーバ１２の詳細な動作を説明する。インタリーバ１２では、符号化手段１１から出力される情報系列Ｓ１１と復号化手段２６に入力される情報系列Ｓ２５の順番を揃えるため、前述したデインタリーバ２５と全く逆の動作を行う。すなわち、情報系列Ｓ１１の連続するＬビットが、情報系列Ｓ１２においてｑ×ｋ×ｆｓ／△ｆ／Ｌビット間隔で配置されるようにビットの並び替えを行う。また、インタリーバ１２は、前述したデインタリーバ２５と同様に、行列インタリーバにより実現可能であり、さらに単純行列インタリーバとする事で、その回路規模を小さくする事ができる。
【００８４】
図５は、図４に示した条件下で、第１実施形態に係る無線通信システム１００において、図３に示す単純行列インタリーバを用いた方式（以下、本文、図４及び図５において「方式Ａ」と記載）のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）対ＢＬＥＲ（Block Error Rate）特性についてのシミュレーション結果を示したものである。なお、比較のため、図５には、図１に示す無線通信システム１００と同じ構成において、インタリーバ１２、デインタリーバ２５、及び周波数オフセット手段１４＿１〜１４＿Ｍに対して、第１実施形態における周波数の配置やビットの並び替えを行わない方式（以下、本文、図５にて「方式Ｃ」と記載）の場合のＳＮＲ対ＢＬＥＲ特性のシミュレーション結果を示している。
【００８５】
図５から明らかなように、第１実施形態に係る無線通信システム１００による方式Ａでは、方式Ｃの場合に比べて、良好なＳＮＲ対ＢＬＥＲ特性が得られていることが分かる。また、送信アンテナ数を３から６に増加させた場合にも、送信アンテナ数に応じた高いダイバーシチ効果が得られていることも確認できる。
【００８６】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る無線通信システム１０１を示したブロック図である。無線通信システム１０１は、送信装置３および受信装置４を備えており、シンボル生成後、シンボル識別前の情報系列に対してそれぞれインタリーブ、デインタリーブして、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式による通信を行う点で第１実施形態に係る無線通信システム１００と異なる。
【００８７】
無線通信システム１０１において、送信装置３は、符号化手段３１、シンボル生成手段３２、インタリーバ３３、周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍ、無線部３５＿１〜３５＿Ｍ、送信アンテナ３６＿１〜３６＿Ｍを備えている。符号化手段３１は、入力された情報系列Ｓ３０を誤り訂正符号化し、シンボル生成手段３２は、符号化手段３１により符号化された情報系列Ｓ３１をシンボル系列へ変換する。インタリーバ３３は、シンボル生成手段３２により変換されたシンボル系列Ｓ３２をインタリーブする。周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍは、インタリーバ３３によりインタリーブされたシンボル系列Ｓ３３に対してそれぞれ独立の周波数オフセットを付与する。無線部３５＿１〜３５＿Ｍは、周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍにより周波数オフセットが付与されたシンボル系列Ｓ３４＿１〜Ｓ３４＿Ｍに対してアナログ変換および周波数変換を行って信号Ｓ３５＿１〜Ｓ３５＿Ｍを送信アンテナ３６＿１〜３６＿Ｍを通じて送信する。
【００８８】
受信装置４は、受信アンテナ４１、無線部４２、検波手段４３、デインタリーバ４４、シンボル識別手段４５、復号化手段４６を備えている。受信アンテナ４１は、無線信号を受信する。無線部４２は、受信アンテナ４１が受信した信号Ｓ４１に対して周波数変換およびデジタル信号への変換を行う。検波手段４３は、無線部４２により変換されたデジタル信号Ｓ４２を検波し、シンボル系列Ｓ４３へ変換する。デインタリーバ４４は、検波手段４３による検波後のシンボル系列Ｓ４３をデインタリーブする。シンボル識別手段４５は、デインタリーバ４４によりデインタリーブされたシンボル系列Ｓ４４を情報系列Ｓ４５へ変換する。復号化手段４６は、変換された情報系列Ｓ４５に含まれる誤りを訂正し、情報系列Ｓ４６を出力する。第２実施形態に係る無線通信システム１０１では、インタリーバ３３、周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍ、デインタリーバ４４の詳細な動作を規定した点が従来と異なる点である。以下、これらの詳細な動作について説明する。
【００８９】
周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍでは、第１実施形態に係る周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍと同様に、周波数オフセット同士の周波数差がΔｆの０を除く整数倍となるように周波数オフセットを付与する。また、周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍにおいても、第１実施形態に係る周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍと同様に、周波数オフセットがΔｆの間隔で等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与することで、高速フェージングによる受信品質の劣化を軽減することができる。
【００９０】
デインタリーバ４４は、第１実施形態のデインタリーバ２５がビットに対して行っていたのと同様の操作を、シンボルに対して行う。すなわち、シンボル情報系列Ｓ４３のｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔で配置されるＬシンボルが情報系列Ｓ４４において連続するようにシンボルの並び替えを行う。また、デインタリーバ４４は、デインタリーバ２５と同様に、行列インタリーバにより実現可能であり、さらに単純行列インタリーバとする事で、その回路規模を小さくすることができる。
【００９１】
インタリーバ３３では、符号化手段３１から出力される情報系列Ｓ３１と復号化手段４６に入力される情報系列Ｓ４５の順番を揃えるため、前述したデインタリーバ４４と全く逆の動作を行う。すなわち、シンボル系列Ｓ３２の速続するＬシンボルが、情報系列Ｓ３３においてｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌシンボル間隔で配置されるようにシンボルの並び替えを行う。また、インタリーバ３３は、第１実施形態のデインタリーバ２５と同様に、行列インタリーバにより実現可能であり、さらに単純行列インタリーバとする事で、その回路規模を小さくすることができる。
【００９２】
第２実施形態に係る送信装置３、受信装置４では、インタリーブ及びデインタリーブをシンボルに対して行っているため、第１実施形態に係る送信装置１、受信装置２に比べて、変調多値数が２以上の場合に、インタリーバ３３及びデインタリーバ４４のサイズが小さくなり、回路規模の削減が期待できる。
【００９３】
(変形例１)
次に、第１実施形態に係る無線通信システム１００及び第２実施形態に係る無線通信システム１０１の構成の一部を変更した変形例１について説明する。変形例１では、第１の実施形態における周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍ、または第２の実施形態における周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍは、異なる周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセットの差の絶対値が全ての組み合わせにおいて異なるように周波数オフセットを付与するように構成する。なお、以下では図１を参照しつつ周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍについて説明するが、周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍと周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍの動作は同一であるため、第２実施形態の構成においても同様の効果を得ることができる。
【００９４】
前述したように、誤り訂正符号は、入力される情報系列Ｓ２５の短区間の平均的品質が一定の場合、その品質のばらつきが小さいほど高い訂正能力が得られる。従って、高い誤り訂正効果を得て、結果的に高いダイバーシチ効果を得るためには、短区間の平均的品質を一定にするだけでなく、その受信品質のばらつきを小さくする事が求められる。
【００９５】
また、情報系列Ｓ２５の受信品質は、受信アンテナ２１における信号Ｓ２１の受信レベルにより決定される。そこで、ダイバーシチ効果を見積もるための指標として、受信アンテナ２１における受信レベル変動ｐ（ｔ）の分散を用い、周波数オフセットの付与方法の違いによる、ダイバーシチ効果の違いを説明する。以下では、送信アンテナ数が３の場合について説明するが、送信アンテナ数によらず同様の効果が得られることになる。
【００９６】
はじめに、図２に示すように、周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍにおいて△f間隔で規則的に周波数オフセットを付与した場合について考える。このとき、送信アンテナ１６＿１には０、送信アンテナ１６＿２には△f、送信アンテナ１６＿３には２△ｆの周波数オフセットが付与され、受信アンテナ２１における受信レベル変動ｐ（ｔ）は、以下の式（６）で表される。
【００９７】
【数６】
2007325079.tif 000008
【００９８】
このときの受信レベル変動ｐ（ｔ）の分散は、次式（７）で表される。
【００９９】
【数７】
2007325079.tif 000009
【０１００】
式（７）から明らかなように、規則的に周波数オフセットを付与した場合、受信レベル変動の分散にチャネル応答の位相依存性があり、チャネル応答の位相関係によっては受信レベル変動の分散が非常に大きくなる。
【０１０１】
次に、図７に示すように、周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍにおいて周波数オフセットの差の絶対値が全ての組み合わせにおいて異なるように周波数オフセットを付与した場合について考える。このとき、送信アンテナ１６＿１には０、送信アンテナ１６＿２には△f、送信アンテナ１６＿３には３△ｆの周波数オフセットが付与され、受信
レベル変動ｐ（ｔ）は、次式（８）により表されることになる。
【０１０２】
【数８】
2007325079.tif 000010
【０１０３】
このときの受信レベル変動ｐ（ｔ）の分散は、次式（９）により表されることになる。
【０１０４】
【数９】
2007325079.tif 000011
【０１０５】
式（９）から明らかなように、周波数オフセットの差の絶対値が全ての組み合わせにおいて異なるように周波数オフセットを付与した場合、受信レベル変動の分散にチャネル応答の位相依存性がないため、チャネル応答の位相関係によらず、受信レベル変動の分散は常に一定となる。
【０１０６】
以上、説明したように、周波数オフセットの差の絶対値の全ての組み合わせにおいて異なるように周波数オフセットを付与した場合は、受信レベル変動の分散にチャネル応答の位相依存性がないため、チャネル応答の位相関係によらず安定したダイバーシチ効果が得られる。
【０１０７】
（変形例２）
次に、第１実施形態に係る無線通信システム１００及び第２実施形態に係る無線通信システム１０１の構成の一部を変更した変形例２について説明する。変形例２では、第１または第２実施形態において、送信アンテナ同士の距離に大きな差があった場合、第１実施形態における周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍ、または第２実施形態における周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍにおいて距離の遠い送信アンテナと接続される周波数オフセット付与手段が同一の周波数オフセットを付与するように構成する。
【０１０８】
周波数オフセット送信ダイバーシチは、複数の送信アンテナから送信される信号に異なる周波数オフセットを付与し、強制的にフェージングを発生させることでダイバーシチ効果を得ているため、同一の周波数オフセットを付与したアンテナ同士にはダイバーシチ効果が得られない。しかし、送信アンテナ同士の距離に大きな差があった場合、互いの距離が離れた送信アンテナからの距離減衰には大きな差があり、互いの距離が近い送信アンテナ同士によるダイバーシチ効果が支配的となる。そのため、距離の離れた送信アンテナから送信される信号に付与される周波数オフセットを同一にすることによるダイバーシチ効果の低下は無視できる程度となる。一方、周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセットがあまりに大きいと、例えば受信側で同期検波を用いた場合にはＡＦＣ（Auto Frequency Control）の引き込み範囲外になる等の理由で受信品質が劣化するため、周波数オフセットの種類をむやみに増やさない事が求められる。
【０１０９】
以上より、送信アンテナ同士の距離に大きな差があった場合に、距離の離れた送信アンテナと接続される周波数オフセット付与手段が同一の周波数オフセットを付与し、周波数オフセットの種類をむやみに増やさない事で、周波数オフセットの最大値を小さくし、受信品質の廉価を軽減することが可能となる。
【０１１０】
（変形例３）
次に、第１実施形態に係る無線通信システム１００及び第２実施形態に係る無線通信システム１０１の構成の一部を変更した変形例３について説明する。変形例３では、第１または第２実施形態において、送信アンテナ同士の距離に大きな差があった場合、第１実施形態における周波数オフセット付与手段１４＿１〜１４＿Ｍ、または第２の実施形態における周波数オフセット付与手段３４＿１〜３４＿Ｍにおいて距離の近い送信アンテナと接続される周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセットの差の絶対値が小さくなるように周波数オフセットを付与するように構成する。
【０１１１】
前述したようにフェージング変動の速度が速いと、１シンボル当たりの位相変化量が大きくなり、受信品質が劣化する。また、支配的でないフェージング変動による位相変化は、支配的なフェージング変動による位相変化と比べて無視できる。そのため、特に支配的となるフェージング変動の速度を下げる事が求められる。
【０１１２】
ところで、変形例２にて説明したように、送信アンテナ同士の距離に大きな差があった場合、互いの距離が離れた送信アンテナからの距離減衰には大きな差があり、互いの距離が近い送信アンテナ同士によるダイバーシチ効果が支配的となる。従って、距離の近い送信アンテナからの信号に付与される周波数オフセットをできるだけ小さくする事が求められる。一方、前述したように、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式では、異なる周波数オフセットを付与し、強制的にフェージングを発生させることでダイバーシチ効果を得ているため、同一の周波数を付与するとダイバーシチ効果が得られない。
【０１１３】
以上より、送信アンテナ同士の距離に大きな差があった場合に、距離の近い送信アンテナと接続される周波数オフセット付与手段が付与する周波数オフセットの差の絶対値がゼロ位がいの小さい値となるように周波数オフセットを付与する事で、支配的なフェージングの速度を遅くし、受信品質の劣化を軽減できる事が分かる。
【０１１４】
（変形例４）
次に、第１実施形態に係る無線通信システム１００及び第２実施形態に係る無線通信システム１０１の構成の一部を変更した変形例４について説明する。変形例４では、第１実施形態におけるインタリーバ１２およびデインタリーバ２５、または第２実施形態におけるインタリーバ３３およびデインタリーバ４４の動作が第１実施形態及び第２実施形態と異なる。
【０１１５】
デインタリーバ２５とデインタリーバ４４は、デインタリーブをビットに対して行うのかシンボルに対して行うのかだけが違い、その動作原理は同等である。また、以下では、デインタリーバ２５の動作について説明するが、インタリーバ１２とデインタリーバ２５、インタリーバ３３とデインタリーバ４４はそれぞれ全く逆の動作を行うことから、第１実施形態のデインタリーバ２５、及び第２実施形態のインタリーバ３３及びデインタリーバ４４に適用しても同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
第１の実施形態におけるデインタリーバ２５の動作では、「デインタリーバ２５に入力される情報系列Ｓ２４のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔で配置されるＬビットが、デインタリーバ２５から出力される情報系列Ｓ２５において連続するＬビットに任意の順番で配置される」という拘束条件としていた。変形例４におけるデインタリーバ２５の動作では、さらに「Ｌが２のべき乗であり、２以上Ｌ以下の任意の２のべき乗をｒとした時に、取りうる全てのｒに対して、デインタリーバ２５に入力される情報系列Ｓ２４のｑ×ｋ×ｆｓ／△ｆ／ｒビット間隔で配置されるｒビットが、デインタリーバ２５から出力される情報系列Ｓ２５において連続する」という拘束条件とする。
【０１１７】
このような拘束条件を課すことで、ｒ’をｑ×（Ｎ＋１）以上の２のべき乗数とすると、任意のｒ’対して、情報系列Ｓ２５の連続するｒ’ビットの平均的な受信品質が一定となる。これは、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意のＬに対して、デインタリーバ２５に入力される情報系列Ｓ２４のｑ×ｋ×ｆｓ／△ｆ／Ｌビット間隔で配置されるＬビットが、デインタリーバ２５から出力される情報系列Ｓ２５において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行うと、連続したＬビットの平均的な受信品質が一定になる事から明らかである。
【０１１８】
ところで、前述したように、第１実施形態に係るデインタリーバ２５を用いると、Ｌがｑ×（Ｎ＋１）以上であれば、情報系列Ｓ２５の連続するＬビットの平均的な受信品質が一定となる。これにより、状況によってＮの値が変わる場合、例えば、送信アンテナ数が変わる場合でも、Ｌを想定される最大のＮに対応可能なように設定することで、デインタリーバ２５の構造を変更する事無く、高いダイバーシチ効果を得る事ができる。
【０１１９】
しかし、逆にこれは、Ｌを大きな値に設定してしまうと、仮にＮが小さかったとしても、必ず連続するＬビットを集めないと、その平均的な受信品質が一定になる保証がない事を示している。また、誤り訂正符号は、その拘束長やブロック長より長い周期で受信品質が変動すると誤り訂正能力が低下する。以上より、大きなＮに対応するためにＬを誤り訂正符号の拘束長やブロック長と比べて大きな値に設定してしまうと、受信品質が一定になる周期Ｌが長くなり、Ｎの値が小さい場合、例えば、送信アンテナ数が少ない場合にも常に誤り訂正能力が低下する危険性がある事が分かる。
【０１２０】
一方、変形例４におけるデインタリーバ２５を用いると、任意のr’において、情報系列Ｓ２５の連続するｒ’ビットの平均的な受信品質を一定とすることができる。ここで、ｒ’は、Ｎのみに依存する値であり、Ｌには依存しない値である。従って、大きなＮに対応するためにＬを大きな値に設定しても、Ｎの値が小さい場合、例えば、送信アンテナ数が少ない場合には誤り訂正能力の低下によるダイバーシチ効果の低下を抑えることができる。
【０１２１】
変形例４におけるデインタリーバ２５は、前述したＬ行ｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ列の行列メモリを備え、該行列メモリに対して列方向に任意の順番で書き込み、任意の順番で行方向に読み出す行列インタリーバを用いて以下のように構成することができる。すなわち、当該行列メモリの行数Ｌが２のべき乗であり、行列メモリにｌ番目（ｌは０〜Ｌ−１）に書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）ビットの２進数で表示したときのビットの並びを逆順にした値、すなわち以下の式（１０）で与えられる行列インタリーバ（以下、特殊行列インタリーバと記載）により実現することができる。
【０１２２】
【数１０】
2007325079.tif 000012
【０１２３】
式（１０）において、ａｎｄ（ｘ，ｙ）は、２つの整数ｘ，ｙをビットごとにＡＮＤ演算した結果を返す関数である。
【０１２４】
図８に、ｆｓ／Δｆ＝３２、Ｌ’＝４、ｑ＝１、ｋ＝１とした場合の特殊行列インタリーバの構成の一例を示す。以下に、図８を参照しつつ特殊行列インタリーバを用いることで、任意のｒ’に対して、情報系列Ｓ２５の連続するｒ’ビットの平均的な受信品質が一定となる事を説明する。
【０１２５】
特殊行列インタリーバでは、行列メモリに書き込む行の番号ｌ’が、ｌをｌｏｇ２（Ｌ）ビットの２進数で表示したときのビットの並びを逆順にした値であることから、行列メモリの連続するｒ行への書き込み順は、上位ｌｏｇ２（ｒ）ビットのみが異なり、下位ｌｏｇ２（Ｌ）−ｌｏｇ２（ｒ）ビットに同一のｒ個の値が並ぶ。また、行列インタリーバを用いると、行列メモリに対してｌ番目とｌ＋１番目に書き込んだ同一の列の２ビットは、情報系列Ｓ２４のｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ離れた２ビットとなる。以上より、行方向に読み出した後の情報系列Ｓ２５の連続するｒビットは情報系列Ｓ２４の（Ｌ／ｒ）×（ｑ×ｆｓ／Δｆ／Ｌ）＝ｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／ｒビット間隔で配置されるｒビットとなり、ｒがｑ×（Ｎ＋１）以上であった場合にその平均的な受信品質が一定になる事が分かる。
【０１２６】
図１０は、図９に示した条件下で、第１実施形態に係る無線通信システム１００に図８に示す特殊行列インタリーバを適用した方式（以下、本文、図９及び図１０において「方式Ｂ」と記載）のＳＮＲ対ＢＬＥＲ特性についてのシミュレーション結果を示したものである。なお、比較のため、第１実施形態に係る無線通信システム１００に、図３に示す単純行列インタリーバを提供した場合（上述した「方式Ａ」）についても図９に示す条件下でシミュレーションを行った結果も示している。
【０１２７】
図１０から明らかなように、第１実施形態に係る無線通信システム１００に特殊行列インタリーバを適用した方式（「方式Ｂ」）では、Ｌを誤り訂正符号の拘束長より大きく設定した場合でも、Ｎが小さい、すなわち送信アンテナ数が少ない場合には、高いダイバーシチ効果が得られることが分かる。
【０１２８】
上記の第１及び第２実施形態、並びに変形例１から４により、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式を実現する無線通信システムにおいて、周波数オフセット同士の周波数差がΔｆの０を除く整数倍となるように周波数オフセットを付与する事で、送信アンテナ数や付与する周波数オフセット同士の差の最大値によらずに、時間Ｔ＝１／Δｆごとの平均受信レベル、すなわち平均的な受信品質を一定にしている。これにより、高いダイバーシチ効果とアンテナ数の変更に対して柔軟性を実現するインタリーバ及びデインタリーバの設計を可能としている。
【０１２９】
さらに、任意の自然数をｑ、変調多値数をｋ、シンボル速度をｆｓ、付与する周波数オフセット同士の差の最大値をΔｆで割った値をＮ、ｑ×（Ｎ＋１）以上の任意の自然数をＬとしたときに、デインタリーバに入力される情報系列のｑ×ｋ×ｆｓ／Δｆ／Ｌビット間隔の配置されるＬビットが、デインタリーバから出力される情報系列において連続するＬビットに任意の順番で配置されるようにビットの並び替えを行うことで、アンテナ数や付与する周波数オフセット同士の差の最大値によらずに、デインタリーバから出力される情報系列の連続するＬビットの平均的な受信品質を一定にしている。これにより、復号化手段の誤り訂正能力を最大限に生かすことができ、結果として高いダイバーシチ効果とアンテナ数の変更に対する柔軟性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを概略的に示したブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る周波数オフセット付与手段の動作の一例を示した図である。
【図３】第１実施形態に係る単純行列インタリーバにより実現したデインタリーバの構成及び動作の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る無線通信システムに対するＳＮＲ対ＢＬＥＲ特性のシミュレーション条件を示した図である。
【図５】第１実施形態に係る無線通信システムの構成と、当該構成にて単純行列インタリーバを適用しない場合の構成におけるＳＮＲ対ＢＬＥＲ特性のシミュレーション結果を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る無線通信システムを概略的に示したブロック図である。
【図７】本発明の変形例１に係る周波数オフセット付与手段の動作の一例を示す図である。
【図８】本発明の変形例４に係る特殊行列インタリーバにより実現したデインタリーバの構成及び動作の一例を示す図である。
【図９】変形例４に係る無線通信システムに対するＳＮＲ対ＢＬＥＲ特性のシミュレーション条件を示した図である。
【図１０】変形例４に係る無線通信システムの構成と、当該構成にて単純行列インタリーバを適用しない場合の構成におけるＳＮＲ対ＢＬＥＲ特性のシミュレーション結果を示した図である。
【図１１】従来の周波数オフセット送信ダイバーシチ方式が適用される無線通信システムを概略的に示したブロック図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１００  無線通信システム
１  送信装置
１１  符号化手段
１２  インタリーバ
１３  シンボル生成手段
１４＿１〜１４＿Ｍ  周波数オフセット付与手段
１５＿１〜１５＿Ｍ  無線部
１６＿１〜１６＿Ｍ  送信アンテナ
２  受信装置
２１  受信アンテナ
２２  無線部
２３  検波手段
２４  シンボル識別手段
２５  デインタリーバ
２６  復号化手段
１０１  無線通信システム
３  送信手段
３１  符号化手段
３２  シンボル生成手段
３３  インタリーバ
３４＿１〜３４＿Ｍ  周波数オフセット付与手段
３５＿１〜３５＿Ｍ  無線部
３６＿１〜３６＿Ｍ  送信アンテナ
４  受信装置
４１  受信アンテナ
４２  無線部
４３  検波手段
４４  デインタリーバ
４５  シンボル識別手段
４６  復号化手段
【図１】
2007325079.tif 000013
【図２】
2007325079.tif 000014
【図３】
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【図４】
2007325079.tif 000016
【図５】
2007325079.tif 000017
【図６】
2007325079.tif 000018
【図７】
2007325079.tif 000019
【図８】
2007325079.tif 000020
【図９】
2007325079.tif 000021
【図１０】
2007325079.tif 000022
【図１１】
2007325079.tif 000023