(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１入力シンボルストリームを形成するために互いに配列されたシンボルで形成される信号を複数のアンテナから送信する方法であって、
送信機において第１入力シンボルストリームを受信する段階と、
前記第１入力シンボルストリームをオフセットして第２入力シンボルストリームを生成する段階であって、前記第２入力シンボルストリームは、前記第１入力シンボルストリームと同質ではあるが、前記第１入力シンボルストリームをＭシンボル期間だけオフセットされたものである段階と、
前記第１入力シンボルストリームの少なくとも２つのシンボルに対して所定期間にわたって第１変換を実行して第１変換結果を生成する段階と、
前記第２入力シンボルストリームの少なくとも２つのシンボルに対して前記期間にわたって略同時に第２変換を実行して第２変換結果を生成する段階であって、前記第２変換は、前記第１変換と同質である段階と、
前記第１変換結果および前記第２変換結果をそれぞれ第１の少なくとも１つのアンテナおよび第２の少なくとも１つのアンテナによって略同時に送信する段階と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１変換を実行する段階および前記第２変換を実行する段階の各々は、Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する段階を備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オフセットする段階は、前記第１入力シンボルストリームをオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する段階であって、前記第２入力シンボルストリームは、前記第１入力シンボルストリームと同質ではあるが、前記第１入力シンボルストリームを２シンボル期間だけオフセットされたものである段階を備え、前記第１変換を実行する段階と前記第２変換を実行する段階の各々は、２シンボル期間にわたって２つのシンボルに対して前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する段階を備える請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記送信段階は、前記第１変換結果を第１および第２アンテナから送信し前記第２変換結果を第３および第４アンテナから送信する段階を備える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換は、時間領域において実行される請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記オフセット段階は、前記第１入力シンボルストリームを２シンボル期間だけ遅延するようにオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する段階を備え、前記第１変換を実行する段階および前記第２変換を実行する段階の各々は、変換中の２シンボル期間にわたって２つのシンボルに対して前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する段階を備え、前記送信段階は変換後の２シンボル期間にわたって前記第１変換結果を第１および第２アンテナから送信し前記第２変換結果を第３および第４アンテナから送信する段階を備え、連続する第１および第２変換シンボルは、前記変換後の２シンボル期間のそれぞれ第１および第２部分において各アンテナから送信される請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換はＷａｌｓｈ符号領域において実行される請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記オフセット段階は、前記第１入力シンボルストリームを２シンボル期間だけ遅延するようにオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する段階を備え、前記第１変換を実行する段階と前記第２変換を実行する段階の各々は、変換中の２シンボル期間にわたって２つのシンボルに対して前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する段階を備え、前記送信段階は変換後の２シンボル期間にわたって前記第１変換結果を第１および第２アンテナから送信し前記第２変換結果を第３および第４アンテナから送信する段階を備え、第１および第２変換シンボルは、前記変換後の２シンボル期間にわたって同時に各アンテナから送信される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１変換の実行段階および前記第２変換の実行段階の各々は、３／４ブロック符号変換を実行する段階を備える請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記オフセット段階は、前記第１入力シンボルストリームを４シンボル期間だけ遅延するようにオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する段階を備え、前記第１変換を実行する段階および前記第２変換を実行する段階の各々は、前記４シンボル期間にわたって３つのシンボルに対して前記３／４ブロック符号変換を実行する段階を備える請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記送信段階は、前記第１変換結果を第１、第２、第３、および第４アンテナから送信し前記第２変換結果を第５、第６、第７、および第８アンテナから送信する段階を備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記オフセット段階は、前記第１入力シンボルストリームを４シンボル期間だけ遅延するようにオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する段階を備え、前記第１変換を実行する段階および前記第２変換を実行する段階の各々は、変換中の前記４シンボル期間にわたって３つのシンボルに対して前記３／４ブロック符号変換を実行する段階を備え、前記送信段階は変換後の４シンボル期間にわたって前記第１変換結果を前記第１、第２、第３、および第４アンテナから送信し前記第２変換結果を前記第５、第６、第７、および第８アンテナから送信する段階を備え、連続的な第１、第２、第３、および第４変換シンボルは、前記変換後の４シンボル期間内のそれぞれ第１、第２、第３、および第４部分において各アンテナから送信される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１入力シンボルストリームを形成するために互いに配列されたシンボルで形成される信号を複数のアンテナから送信する装置であって、
前記第１入力シンボルストリームをオフセットして第２入力シンボルストリームを生成するオフセット手段であって、前記第２入力シンボルストリームは、前記第１入力シンボルストリームと同質ではあるが、前記第１入力シンボルストリームをＭシンボル期間だけオフセットされたものである手段と、
前記第１入力シンボルストリームの少なくとも２つのシンボルに対して所定期間にわたって第１変換を実行して第１変換結果を生成する第１変換手段と、
前記第２入力シンボルストリームの少なくとも２つのシンボルに対して前記期間にわたって略同時に第２変換を実行して第２変換結果を生成する第２変換手段であって、前記第２変換は、前記第１変換と同質である手段と、
第１の少なくとも１つのアンテナおよび第２の少なくとも１つのアンテナと、
前記第１変換結果および前記第２変換結果をそれぞれ前記第１の少なくとも１つのアンテナおよび前記第２の少なくとも１つのアンテナから略同時に送信する送信機手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記第１変換を実行する前記第１変換手段および前記第２変換を実行する前記第２変換手段の各々は、Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する手段を備える請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記オフセット手段は、前記第１入力シンボルストリームを２シンボル期間だけ遅延するようにオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する手段を備え、前記第１変換手段および前記第２変換手段の各々は、２シンボル期間にわたって２つのシンボルに対して前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する手段を備える請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記送信機手段は、前記第１変換結果を第１および第２アンテナから送信し前記第２変換結果を第３および第４アンテナから送信する手段を備える請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１変換手段および前記第２変換手段は、時間領域において前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記オフセット手段は、前記第１入力シンボルストリームを前記２シンボル期間だけオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する手段を備え、前記第１変換手段および前記第２変換手段の各々は、変換中の前記２シンボル期間にわたって２つのシンボルに対して前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する手段を備え、前記送信機手段は変換後の２シンボル期間にわたって前記第１変換結果を第１および第２アンテナから送信し前記第２変換結果を第３および第４アンテナから送信する手段を備え、連続する第１および第２変換シンボルは、前記変換後の２シンボル期間のそれぞれ第１および第２部分において各アンテナから送信される請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１変換手段および第２変換手段は、Ｗａｌｓｈ符号領域において前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記オフセット手段は、前記第１入力シンボルストリームを前記２シンボル期間だけ遅延するようにオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する手段を備え、前記第１変換手段および前記第２変換手段の各々は、変換中の前記２シンボル期間にわたって２つのシンボルに対して前記Ａｌａｍｏｕｔｉ変換を実行する手段を備え、前記送信機手段は変換後の２シンボル期間にわたって前記第１変換結果を第１および第２アンテナから送信し前記第２変換結果を第３および第４アンテナから送信する手段を備え、第１および第２変換シンボルは、前記変換後の２シンボル期間にわたって各アンテナから同時に送信される請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１変換を実行する前記第１変換手段および前記第２変換を実行する前記第２変換手段の各々は、３／４ブロック符号変換を実行する手段を備える請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記オフセット手段は、前記第１入力シンボルストリームを４シンボル期間だけオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する手段を備え、前記第１変換手段および前記第２変換手段の各々は、前記４シンボル期間にわたって３つのシンボルに対して前記３／４ブロック符号変換を実行する手段を備える請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の少なくとも１つのアンテナは、第１、第２、第３、および第４アンテナを備え、前記第２の少なくとも１つのアンテナは、第５、第６、第７、および第８アンテナを備える請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記オフセット手段は、前記第１入力シンボルストリームを４シンボル期間だけオフセットして前記第２入力シンボルストリームを生成する手段を備え、前記第１変換手段および前記第２変換手段の各々は、変換中の前記４シンボル期間にわたって前記３つのシンボルに対して前記３／４ブロック符号変換を実行する手段を備え、前記送信機手段は変換後の４シンボル期間にわたって前記第１変換結果を前記第１、第２、第３、および第４アンテナから送信し前記第２変換結果を前記第５、第６、第７、および第８アンテナから送信する手段を備え、連続する第１、第２、第３、および第４変換シンボルは、前記変換後の４シンボル期間のそれぞれ第１、第２、第３、および第４部分において各アンテナから送信される請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は通信システムにおける送信ダイバーシティを実現する方法および装置に関し、更に詳しくは複数アンテナによる送信のための時空間符号化信号用の方法および装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
無線通信システムの進化に伴い、無線システム設計の装置および性能要件に対する要求は益々厳しいものになっている。現在使用されている第１世代のアナログおよび第２世代のディジタルシステムの後継となる第３および第４世代の将来の無線システムにおいては、高品質の音声サービスに加え、高品質かつ高伝送速度のデータサービスを提供することが必要となる。しかしながら、これらシステムサービスの性能要件には、同時に装置設計における制約条件も伴っており、これが移動端末の設計に大きな影響を与えることになる。即ち、第３および第４世代の無線移動端末は、小さく、軽く、かつ電力効率の優れた装置でなければならず、その一方で前述の将来の無線システムに要求される高度な音声並びにデータサービス提供能力を備える必要があるのである。
【０００３】
時間変動マルチパスフェージングは、無線システムにおいて、送信された信号が複数の経路を通って受信機に伝搬し、受信機における信号の建設的および破壊的な加算によって受信信号のフェージングが発生する現象である。誤り訂正符号化による時間インターリーブ、スペクトラム拡散技術を利用した周波数ダイバーシティの実施、又は送信機の出力制御技術など、このマルチパスフェージング現象を克服するいくつかの方法が知られているが、第３および第４世代の無線システムで使用するには、これらの技術はいずれも欠点を持っている。即ち、時間インターリーブでは不必要な遅延が誘発され、スペクトラム拡散技術においては大きなコヒーレンス帯域幅を克服するために大きな帯域幅の割当が必要であり、出力制御技術の場合にも、受信機から送信機への高度なフィードバック技術に適したものよりも大きな送信機出力が必要となり、移動端末が複雑化する。これらの欠点はいずれも第３および第４世代の移動端末に要求される特性の実現に悪影響を及ぼす。
【０００４】
この無線システムにおけるマルチパスフェージング現象を克服するための別の技術としてアンテナダイバーシティ技術がある。ダイバーシティ受信においては、複数の物理的に分離されたアンテナを使用して信号を受信し、組み合わせとスイッチングによって処理して受信信号を生成するが、アンテナを物理的に分離する必要があるため、移動端末サイズを小さくするのが望ましい新しい無線システムのフォワードリンク（基地局送信）で使用するのは非現実的であり、これがダイバーシティ受信の欠点である。そして、アンテナダイバーシティを実現するための第２の技術が送信ダイバーシティである。送信ダーバーシティにおいては、信号を複数のアンテナから送信し、受信機側で最尤系列推定（ＭＬＳＥ）又は最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）技術を使用して信号を処理する。移動端末に比べ、基地局における複数アンテナの設置は容易であり、この送信ダイバーシティは、無線システムのフォワードリンクに対する現実的な適用性を備えている。
【０００５】
既に、２アンテナの場合の送信ダイバーシティについては様々な研究が行われている。Ａｌａｍｏｕｔｉは、複素数値信号用の二次ダイバーシティを提供する２アンテナ用の送信ダイバーシティ法を提案している。１９９８年１０月のＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓの１４５１〜１４５８頁のＳ． Ａｌａｍｏｕｔｉによる「Ａ Ｓｉｍｐｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（無線通信用の簡単な送信ダイバーシティ技術）」を参照されたい。このＡｌａｍｏｕｔｉの方法によれば、１シンボル周期で２つのアンテナから２つの信号を同時に送信する。１シンボル周期において第１アンテナから送信された信号をＳ0で示し、第２アンテナから送信された信号をＳ1で示す。そして、次のシンボル周期においては、Ｓ1*信号が第１アンテナから送信され、Ｓ0*信号が第２アンテナから送信されるが、ここで「*」は複素共役演算子である。このＡｌａｍｏｕｔｉの方法は、空間符号化および周波数符号化においても実行可能であり、隣接する２つのシンボル周期の代わりに、２つの直交Ｗａｌｓｈ符号を使用して空間−周波数符号化を実現することができる。
【０００６】
しかしながら、３つ以上のアンテナにＡｌａｍｏｕｔｉの方法を拡張するのは容易ではない。Ｔａｒｏｋｈ他は、符号化率Ｒ＝１／２、３／４の時空間ブロック符号を使用し、複素信号点配置によって３つおよび４つのアンテナから送信する方法を提案している。１９９９年７月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙの１４５６〜１４６７頁のＶ． Ｔａｒｏｋｈ、Ｈ． Ｊａｆａｒｋｈａｎｉ、およびＡ． Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋによる「Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ ｆｒｏｍ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎｓ（直交設計による時空間ブロック符号）」を参照されたい。ただし、この方法には、伝送速度の損失と共に、ＳＴ符号化シンボルのマルチレベル特性によって送信信号のピーク対平均値比要件が大きくなり、線形出力増幅器の設計に厳しい要件を強いるという短所がある。その他の提案されている方法としては、符号化率Ｒ＝１、直交送信ダイバーシティ（ＯＴＤ）＋時空間送信ダイバーシティ体系（ＳＴＴＤ）の４アンテナ法がある。１９９９年秋のＩＥＥＥ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅの議事録におけるＬ． Ｊａｌｌｏｕｌ、Ｋ． Ｒｏｈａｎｉ、Ｋ． Ｋｕｃｈｉ、およびＪ． Ｃｈｅｎによる「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＣＤＭＡ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍｅｔｈｏｄｓ（ＣＤＭＡ送信ダイバーシティ法の性能分析）」とＭｏｔｏｒｏｌａ社から３ＧＰＰ−Ｃ３０−１９９９０８１７−０１７に提供されたＭ． ＨａｒｒｉｓｏｎおよびＫ． Ｋｕｃｈｉによる「Ｏｐｅｎ ａｎｄ Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｔ Ｈｉｇｈ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｏｎ ２ ａｎｄ ４ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ（２および４素子上での高データ転送速度による開／閉ループ送信ダイバーシティ）」を参照されたい。この方法の場合には外符号を必要としており、ＳＴＴＤブロック（Ａｌａｍｏｕｔｉブロック）によって二次ダイバーシティを、そして、ＯＴＤブロックの使用によって二次インターリーブ利得を提供している。この方法の性能は外符号の強さに依存している。ただし、この方法の場合、外符号が必要であるため、符号化されていないシステムには適用できない。尚、符号化率Ｒ＝１／３の畳込み符号の場合には、ＯＴＤ＋ＳＴＴＤ法とＴａｒｏｋｈのＲ＝３／４ＳＴブロック符号法の性能は略同一である。
【０００７】
（発明の要約）
本発明は、複数アンテナで送信するための時空間符号化信号用の方法および装置を提供するものである。この方法および装置においては、受信した入力シンボルストリームを所定の変換法によって変換しＮアンテナの第１セットから送信する。次に、同一の入力シンボルストリームをＭシンボル周期だけ時間的にオフセットし、オフセット済みの入力シンボルストリームを生成する。このオフセット済みの入力シンボルストリームは、入力シンボルストリームよりも先行又は遅延するようにオフセット可能である。このオフセット済みの入力シンボルストリームは所定の変換法によって変換され、Ｎアンテナの第２セットから送信される。使用するＮアンテナの更なるセットごとに、このオフセット済みの入力シンボルストリームを更にＭシンボル周期だけ継続してオフセットし、変換を実行してＮアンテナの更なるセットから送信することにより、Ｎアンテナの３〜Ｘ番目のセットを送信に利用することも可能である。尚、変換は、時間領域又はＷａｌｓｈ符号領域に対して適用可能である。
【０００８】
送信されたシンボルは、受信機において、送信機に応じた復号格子（トレリス）を備えるＶｉｔｅｒｂｉアルゴリズムを実装した最尤系列推定（ＭＬＳＥ）復号器を使用して復元することができる。
【０００９】
一実施例においては、送信に４アンテナを使用している。受信した入力シンボルストリームの２入力シンボルごとに時間領域でＡｌａｍｏｕｔｉ変換によって変換し、その結果を２シンボル周期の時間でアンテナ１およびアンテナ２から送信する。同時に、受信した入力シンボルストリームを２シンボル周期だけ遅延し、この遅延した入力シンボルストリームをＡｌａｍｏｕｔｉ変換に入力し、ここで２シンボルごとに変換し、この遅延した結果を２シンボル周期の時間でアンテナ３およびアンテナ４から送信する。送信されたこの信号は、ＭＬＳＥ受信機で受信し、復号することができる。この方法および装置は、四次のダイバーシティを提供し、その他の提案されている３つ以上のアンテナに対するＡｌａｍｏｕｔｉ法の拡張に比べ、符号化されていない送信の場合に１／２〜１ｄＢ程度優れている。
【００１０】
４アンテナを使用する別の実施例においては、受信した入力シンボルストリームの２入力シンボルごとにＷａｌｓｈ符号領域で変換する。このＡｌａｍｏｕｔｉ符号化シンボルは、２つの直交Ｗａｌｓｈ符号Ｗ１およびＷ２で同時にアンテナ１およびアンテナ２から送信される。Ｗ１およびＷ２のいずれも２シンボル周期にわたっており、伝送速度は２シンボル周期に維持される。同時に、受信した入力シンボルストリームを２シンボル周期だけ遅延し、この遅延した入力シンボルストリームに対しＷａｌｓｈ符号領域においてＡｌａｍｏｕｔｉ変換を適用する。そして、この遅延した結果を２シンボル周期の時間でアンテナ３およびアンテナ４から送信する。
【００１１】
送信に８アンテナを使用する更なる別の実施例においては、符号化率Ｒ＝３／４ＳＴブロック符号を４シンボル遅延と組み合わせる。入力シンボルストリーム内の３シンボルごとにＳＴブロック符号によって変換し、アンテナ１〜４から送信する。同時に、受信入力シンボルストリームを４シンボル周期だけ遅延し、遅延した入力シンボルストリームをＳＴブロック符号変換に入力して３シンボルごとに変換し、この遅延した結果を４シンボル周期の時間でアンテナ４〜８から送信する。
【００１２】
（発明の詳細な説明）
図１を参照すれば、本発明の実施例による送信機１００のブロックダイアグラムが示されている。この送信機１００は、入力１０２、オフセットブロック１０４、変換ブロック１０６、変換ブロック１０８、拡散／フィルタ／変調（ＳＦＭ）ブロック１１０、拡散／フィルタ／変調（ＳＦＭ）ブロック１１２、アンテナ１１４、アンテナ１１６、アンテナ１１８、およびアンテナ１２０を備えている。この送信機１００は、無線インターフェイスを介して、符号化された／又は符号化されていないディジタル伝送データを送信するあらゆる種類の送信システムに実施することができる。
【００１３】
図１の実施例においては、送信機１００は、入力１０２で入力シンボルストリームＸ（ｔ）を受信する。Ｘ（ｔ）は、２つの同一のシンボルストリームに分割され、１つのシンボルストリームＸ（ｔ）が変換ブロック１０６に入力され、２番目の同一シンボルストリームＸ（ｔ）がオフセットブロック１０４に入力される。オフセットブロック１０４は、２番目のシンボルストリームを２シンボル周期だけ遅延させ、その遅延した第２シンボルストリームが変換ブロック１０８に入力される。２シンボルＳ１およびＳ２ごとに変換ブロック１０６においてＡｌａｍｏｕｔｉ法によって処理され、この変換出力がアンテナ１１４およびアンテナ１１６から送信される。尚、入力信号は複素数値で任意の点配置サイズのものであってよい。又、変換ブロック１０６において実行されるＡｌａｍｏｕｔｉ変換は、次に示す行列式で表すことができる。
【００１４】
【数１】
0003990156.tif 000002
【００１５】
この行列の行は、シンボルを送信するアンテナを示しており、列は、それらが送信される時点を示している。シンボルＳ１およびＳ２は、アンテナ１１４およびアンテナ１１６によって時点ｔ１およびｔ２でそれぞれ送信される。
【００１６】
オフセットブロック１０４に入力された２番目の同一シンボルストリームＸ（ｔ）は、２シンボル周期だけオフセットされ、変換ブロック１０８において次に示すＡｌａｍｏｕｔｉ変換によって変換される。
【００１７】
【数２】
0003990156.tif 000003
【００１８】
そして、変換ブロック１０８の変換出力はアンテナ１１８およびアンテナ１２０から送信される。期間（０，ｔ１）における受信の際のこの送信信号は、次のように表される。
【００１９】
【数３】
0003990156.tif 000004
【００２０】
そして、期間（ｔ１，ｔ２）においては次のようになる。
【００２１】
【数４】
0003990156.tif 000005
【００２２】
ここで、Ｓd1およびＳd2は、遅延ブランチで送信されたシンボルであり、ｎ（ｔ）は付加白色ガウス雑音である。
【００２３】
送信された信号出力ＥCは、４アンテナに均等に配分され、チャネル係数αは複素ガウスとしてモデル化できる。
【００２４】
受信した信号は、ＭＬＳＥ受信機によって復号することができる。図２を参照すれば、本発明の実施例による受信機２００が示されている。受信機２００は、アンテナ２０２、フィルタ／逆拡散／復調ブロック２０４、プロセッサブロック２０６、および出力２０８を備えている。
【００２５】
この実施例においては、受信機２００は、送信された信号ｒ（ｔ）をアンテナ２０２で受信し、フィルタ／逆拡散／復調ブロック２０４においてフィルタ処理／逆拡散／復調する。次に、送信および受信信号間のユークリッド距離Ｄを最小化するシーケンスがプロセッサブロック２０６によって復号され、次の式に従って出力２０８に出力される。
【００２６】
【数５】
0003990156.tif 000006
【００２７】
次の単純化により、ブランチメトリックの更なる最適化を得ることができる。
【００２８】
【数６】
0003990156.tif 000007
【数７】
0003990156.tif 000008
【００２９】
これらの式によって、次のメトリックを得ることができる。
【００３０】
【数８】
0003990156.tif 000009
【００３１】
これは次のように更に単純化することができる。
【００３２】
【数９】
0003990156.tif 000010
【００３３】
シンボルＳd1およびＳd2は個別に与えることができる。式９のこの単純化においては、各計算段階で変更を要するのはＳd1およびＳd2の値のみであり、この結果、計算における乗算の数が減少する。
【００３４】
Ｖｉｔｅｒｂｉ復号器への入力は、「ｎ」回のエポック、すなわちｎシンボル周期にわたって観測されたサンプリング受信信号であり、４アンテナＳＴ符号の場合にはｎ＝２である。Ｖｉｔｅｒｂｉ復号器における状態遷移は、「ｎ」回のエポックごとに発生する。
【００３５】
次に図３を参照すれば、本発明の実施例による受信機２００において受信信号のＳＴ符号処理に使用される格子構造３００が示されている。この格子構造３００は、４アンテナ時空間（ＳＴ）符号用の二相変位変調（ＢＰＳＫ）格子ダイアグラムである。格子３００は次の状態標識によって表すことができる。
【００３６】
【数１０】
0003990156.tif 000011
【数１１】
0003990156.tif 000012
【００３７】
格子３００における状態数は、Ｍ2によって与えられ、Ｍは信号点配置サイズである。格子３００内に示されている状態の合計数は４である。格子３００は、Ｖｉｔｅｒｂｉアルゴリズムを使用して復号することができる。図３はｂｐｓｋの場合を示している。別の実施例においてはその他の変調を使用可能である。通常、４アンテナのＳＴ符号の場合、復号器は、各状態ごとにすべての発生可能な２つの前のシンボル（すなわち、ｂｐｓｋでは４状態、ｑｐｓｋでは１６状態、８−ｐｓｋでは６４状態など）を記憶していなければならない。
【００３８】
次に、図４を参照すれば、本発明の別の実施例による送信機が示されている。図４に示されている送信機４００は、入力４０２、オフセットブロック４０４、時空間拡散（ＳＴＳ）変換ブロック４０６、ＳＴＳ変換ブロック４０８、フィルタ／変調ブロック４２０、フィルタ／変調ブロック４１２、およびアンテナ４１４、４１６、４１８、４２０を備えている。この送信機４００においては、時間領域ではなくＷａｌｓｈ符号領域にＡｌａｍｏｕｔｉ変換を適用する。このＡｌａｍｏｕｔｉ符号化シンボルは２つの直交Ｗａｌｓｈ符号Ｗ１およびＷ２で同時に送信される。この場合、Ｗ１およびＷ２のいずれも２シンボル周期にわたっており、全体の伝送速度が維持される。この方法は、時空間拡散（ＳＴＳ）として知られている［７］。遅延した入力信号のコピーもＳＴＳ変換され、もう一方の２つのアンテナから送信される。
【００３９】
図４の実施例においては、送信機４００は入力４０２で入力シンボルストリームＸ（ｔ）を受信する。Ｘ（ｔ）は２つの同一シンボルストリームに分割され、１つのシンボルストリームＸ（ｔ）は変換ブロック４０６に入力され、２番目の同一シンボルストリームＸ（ｔ）がオフセットブロック４０４に入力される。オフセットブロック４０４は、２番目のシンボルストリームを２シンボル周期だけ遅延させ、この遅延した２番目のシンボルストリームが変換ブロック４０８に入力される。２シンボルＳ１およびＳ２ごとに変換ブロック４０６においてＡｌａｍｏｕｔｉ法によって処理され、この変換出力がアンテナ４１４およびアンテナ４１６から送信される。なお、入力信号は複素数値で任意の点配置サイズのものであってよい。また、ＳＴＳ変換ブロック４０６において実行されるＡｌａｍｏｕｔｉ変換は、次のように行列式で表すことができる。
【００４０】
【数１２】
0003990156.tif 000013
【００４１】
この行列内の行はシンボルが送信されるアンテナを示している。シンボルＳ１およびＳ２は、同一の２シンボル周期でアンテナ４１４から同時に送信され、シンボル−Ｓ２＊およびＳ１＊はアンテナ４１６から同時に送信される。
【００４２】
オフセットブロック４０４に入力された２番目の同一シンボルストリームＸ（ｔ）は、２シンボル周期だけ遅延され、変換ブロック４０８においてＡｌａｍｏｕｔｉ変換によって次のように変換される。
【００４３】
【数１３】
0003990156.tif 000014
【００４４】
この行列の行は、シンボルが送信されるアンテナを示している。シンボルＳｄ１およびＳｄ２は、同一の２シンボル周期でアンテナ４１８から同時に送信され、シンボル−Ｓｄ２*およびＳｄ１*はアンテナ４２０から同時に送信される。
【００４５】
図４の送信機の実施例用の受信機は、Ｗａｌｓｈ符号Ｗ１およびＷ２で同時に送信されたＡｌａｍｏｕｔｉ符号化シンボルを受信するように変更されたフィルタ／逆拡散／復調ブロック２０４により、図２の受信機と同様に実施可能である。
【００４６】
本発明には様々な実施例が可能である。例えば、送信アンテナが３つの場合には、Ａｌａｍｏｕｔｉ／ＳＴＳブランチのどれか２つの出力を同一アンテナにマッピングして三次のダイバーシティ利得を得ることができる。また、６または８アンテナの場合には、３つまたは４つの遅延ダイバーシティブランチとそれぞれ組み合わせたＡｌａｍｏｕｔｉ変換ブロックを使用し、この方法の一般化が可能である。
【００４７】
更なる別の実施例を８アンテナ用に使用することもできる。図５を参照すれば、本発明の更なる別の実施例による送信機５００のブロックダイアグラムが示されている。送信機５００は、入力５０２、オフセットブロック５０４、変換ブロック５０６、変換ブロック５０８、拡散／フィルタ／変調（ＳＦＭ）ブロック５１０、拡散／フィルタ／復調（ＳＦＭ）ブロック５１２、アンテナ５１４、アンテナ５１６、アンテナ５１８、アンテナ５２０、アンテナ５２２、アンテナ５２４、アンテナ５２６、およびアンテナ５２８を備えている。送信機５００は、無線インターフェイスを介して、符号化された／又は符号化されていないディジタル伝送データを送信するあらゆる種類の送信システムに実施することができる。
【００４８】
図５の実施例においては、送信機５００は、入力５０２で入力シンボルストリームＸ（ｔ）を受信する。Ｘ（ｔ）は２つの同一のシンボルストリームに分割され、１つのＸ（ｔ）は変換ブロック５０６に入力され、２番目の同一シンボルストリームＸ（ｔ）はオフセットブロック５０４に入力される。オフセットブロック５０４は、２番目のシンボルストリームを４シンボル周期だけ遅延させ、この遅延した２番目のシンボルストリームが変換ブロック５０８に入力される。そして、３つのシンボルＳ１、Ｓ２、およびＳ３ごとに変換ブロック５０６において３／４符号化率ブロック符号変換によって処理され、この変換ブロック５０６の出力がアンテナ５１４、５１６、５１８、および５２０から送信される。尚、３／４符号化率ブロック符号は、１９９９年７月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙの１４５６〜１４６７頁のＶ． Ｔａｒｏｋｈ、Ｈ． Ｊａｆａｒｋｈａｎｉ、およびＡ． Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋによる「Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ ｆｒｏｍ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎｓ（直交設計による時空間ブロック符号）」で説明されているものであってよい。遅延した２番目の入力シンボルストリームは、ブロック５０８において同じ３／４符号化率ブロック符号変換によって処理され、この変換ブロック５０８の出力がアンテナ５２２、５２４、５２６、および５２８から送信される。なお、入力信号は、複素数値で任意の点配置サイズのものであってよい。
【００４９】
３／４符号化率ＳＴブロックコードは、次の変換によって与えられる。
【００５０】
【数１４】
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【００５１】
８アンテナＳＴコード用の格子構造は、次の状態標識を使用して表すことができる。
【００５２】
【数１５】
0003990156.tif 000016
【数１６】
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【００５３】
図５の送信機の実施例用の受信機は、３／４符号化率ブロック符号シンボルを受信するように変更されたフィルタ／逆拡散／復調ブロック２０４により、図２の受信機と同様に実施することができる。なお、Ｖｉｔｅｒｂｉ復号器が推定チャネル係数に関する知識を所有していることを前提としており、図５の８アンテナの場合には、復号器は、各状態ごとにすべての発生可能な３つの前のシンボル（すなわち、Ｍ−ｐｓｋの場合にはＭ3状態）を記憶していなければならない。図１の４アンテナＳＴ符号のブランチメトリックは、８チャネル用に一般化することが可能である。
【００５４】
以上説明した実施例やその他の実施例は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭ）もしくはこれらの組み合わせ、あるいはその他のアクセス技術などのあらゆる種類の複数アクセス技術を使用するシステムにおいて実施可能である。また、これには、あらゆる種類の変調を使用してディジタルデータを符号化するシステムが含まれる。
【００５５】
このように、好適な実施例を参照して本発明による方法および装置を説明および例示したが、開示した実施例には多数の変更および置換が可能であり、添付の請求項に規定されている本発明の精神および範囲を逸脱することなく、本発明のその他の多数の実施例が実施可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例による送信機のブロックダイアグラムである。
【図２】  本発明の実施例による受信機のブロックダイアグラムである。
【図３】  図２の受信機において信号処理に使用される格子構造である。
【図４】  本発明の別の実施例による送信機のブロックダイアグラムである。
【図５】  本発明の更なる別の実施例による送信機のブロックダイアグラムである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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