(57)【要約】      （修正有）【課題】電力利用効率を改善する送信機を提供する。【解決手段】情報ビットを誤り訂正符号化して符号化ビット列を生成する符号化部１と、符号化ビット列を規定の信号点へ割り当てるマッピング処理を行うマッピング部３と、を備える。マッピング部３は、信号点を三角格子に配置し、平均電力に対する信号点間距離を大きくする。さらに信号点に割り当てるビットパターン数が信号点数よりも多い場合、一部のビットパターンを同じ信号点に割り当て、信号点が少ない場合でも信号点を円形に充填する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号または有線信号を送信する送信機であって、
情報ビットを誤り訂正符号化して符号化ビット列を生成する符号化手段と、
前記符号化ビット列を規定の信号点へ割り当てるマッピング処理を行うマッピング手段と、
を備え、
前記マッピング手段は、前記信号点に割り当てるビットパターン数が信号点数よりも多い場合、一部のビットパターンを同じ信号点に割り当てることを特徴とする送信機。
【請求項２】
前記マッピング手段は、一部のビットパターンを同じ信号点に割り当てる場合、電力が低い信号点に２つのビットパターンを割り当てることを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
前記信号点の各々は、円形または楕円形に充填して並べられていることを特徴とする請求項１または２に記載の送信機。
【請求項４】
前記信号点はＩｃｈとＱｃｈの平均電力が同じとなるように補正されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の送信機。
【請求項５】
前記信号点の各々が三角格子状に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の送信機。
【請求項６】
前記符号化ビット列を並べ替える並べ替え手段、
を備え、
前記マッピング手段は、前記並べ替え手段により並べ替えられた後の符号化ビット列に対してマッピング処理を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の送信機。
【請求項７】
前記マッピング手段は、前記マッピング処理を実行して得られた信号に対して逆高速フーリエ変換を実行して直交周波数分割多重変調信号を生成することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の送信機。
【請求項８】
前記変調信号を複数のアンテナを使用して複数または単一のアンテナを備えた受信機へ送信することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の送信機。
【請求項９】
前記変調信号を単一のアンテナを使用して複数のアンテナを備えた受信機へ送信することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の送信機。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一つに記載の送信機、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
請求項１から６のいずれか一つに記載の送信機と、
一部のビットパターンが同じ信号点に割り当てられている変調信号を受信可能な受信機と、
を備え、
前記受信機は、受信した変調信号に対して繰り返しデマッピングを行うことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号または有線信号を送信する送信機および通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号点間の最小距離を大きくできる変調方式にＱＡＭ（Quadrature  Amplitude  Modulation）がある。しかし、信号点の充填方法によってはＱＡＭよりも信号点間の最小距離を大きくしたり、最大電力を低減したりして、電力利用効率を改善することが可能である。例えば、ＱＡＭよりも最大電力を小さくしながら平均電力に対して信号点間距離を大きくして電力利用効率を改善できる技術として、直交振幅変調における信号点配置を三角型信号点配置とする技術が知られている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】大下眞二郎、山里敬也、“三角型信号点配置の誤り率特性”、信学会（B），vol.J73-B-I，no.8，pp.639-649，Aug.  1990．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に記載されている三角型信号点配置は、各信号点を正三角形の頂点に配置し、かつ各信号点を円形に充填することにより、最大電力を小さくしながら平均電力に対して信号点間距離を大きくしている。しかしながら、信号点数が少ない場合には、信号点を円形に充填できない為に最大電力が高くなる信号点が存在する。そのため、かえって平均電力が増大し、電力利用効率が悪くなるという問題があった。変調方式の設計において、信号点数に制限があると、最大電力が高くなる信号点のために電力利用効率が悪くなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力利用効率を改善することが可能な送信機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線信号または有線信号を送信する送信機であって、情報ビットを誤り訂正符号化して符号化ビット列を生成する符号化手段と、前記符号化ビット列を規定の信号点へ割り当てるマッピング処理を行うマッピング手段と、を備え、前記マッピング手段は、前記信号点に割り当てるビットパターン数が信号点数よりも多い場合、一部のビットパターンを同じ信号点に割り当てることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力利用効率を改善することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】三角型信号点配置の例を示す図
【図２】実施の形態１にかかる無線通信装置が備えている送信機の構成例を示す図
【図３】実施の形態１にかかる無線通信装置が備えている受信機の構成例を示す図
【図４】実施の形態１にかかる送信機の処理手順を示すフローチャート
【図５】実施の形態１にかかる受信機の処理手順を示すフローチャート
【図６】実施の形態１にかかる信号点配置の一例を示す図
【図７】実施の形態２にかかる無線通信装置が備えている送信機の構成例を示す図
【図８】実施の形態２にかかる無線通信装置が備えている受信機の構成例を示す図
【図９】実施の形態２にかかる送信機の処理手順を示すフローチャート
【図１０】実施の形態２にかかる受信機の処理手順を示すフローチャート
【図１１】実施の形態２にかかる信号点配置の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかる送信機および通信装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
各実施の形態を説明する前に、各実施の形態にかかる通信装置が解決しようとしている課題について説明する。
【００１１】
図１は、上記の非特許文献１に記載されている三角型信号点配置の例を示す図である。図１においては、信号点が８点の場合および４点の場合の三角型信号点配置を示している。図１に示したように、信号点数が少ない場合、信号点を円形に充填できない為に最大電力が高くなる信号点（図１において白丸で示した信号点）が存在する。そのため、かえって平均電力が増大し、電力利用効率が悪くなくなるという問題がある。各実施の形態においては、この問題点を解決可能な通信装置について説明する。
【００１２】
実施の形態１．
本実施の形態においては、無線通信システムを形成する通信装置について説明する。本実施の形態にかかる通信装置である無線通信装置により形成される無線通信システムは、ラベリングによる電力整形を行って信号点数を調節する変調方式を用いることで電力利用効率を改善する無線通信システムである。
【００１３】
ラベリングによる電力整形は、複数の信号点が重畳するラベリングを導入することにより、信号点の生起確率を操作して平均電力を低減し、電力利用効率を改善するものである。また、ラベリングによる電力整形は複数の信号点を重畳させるので信号点数を任意の数にできる。ラベリングによる電力整形を導入して変調方式を任意の信号点数とすることにより、最大電力を低減しながら信号点間の最小距離を大きくして電力利用効率に優れた変調方式を確立することが可能である。
【００１４】
図２は、実施の形態１にかかる無線通信装置が備えている送信機の構成例を示す図、図３は、実施の形態１にかかる無線通信装置が備えている受信機の構成例を示す図である。実施の形態１にかかる無線通信装置は、三角点型信号点配置を適用した変調方式を使用して通信を行うものとする。
【００１５】
図２に示したように、無線通信装置の送信機は、情報ビットに対して誤り訂正符号化を行って符号化ビットを生成する符号化部１と、符号化ビットを並べ替える並べ替え部２と、並べ替えられた後の符号化ビットに対してマッピング処理を行い、ラベリングによる電力整形を適用した三角点型信号点配置の変調信号を生成するマッピング部３と、変調信号を周波数変換してＲＦ信号を生成するＲＦ部４と、を備える。ＲＦ部４が生成したＲＦ信号は図示を省略したアンテナから対向する無線通信装置に向けて送信される。
【００１６】
図３に示したように、無線通信装置の受信機は、対向する無線通信装置の送信機から送信され、図示を省略したアンテナで受信したＲＦ信号を周波数変換してベースバンド信号を生成するＲＦ部６と、ベースバンド信号に基づいて対数尤度比を計算するデマッピング部７と、デマッピング部７で算出された対数尤度を並べ替える並べ替え部８−１と、並べ替え部８−１で並べ替えられた後の対数尤度比に対して誤り訂正復号を行う復号部９と、復号部９から出力された誤り訂正復号結果を並べ替える並べ替え部８−２と、を備える。デマッピング部７、並べ替え部８−１、復号部９および並べ替え部８−２は、ＲＦ部６から出力されたベースバンド信号に対して同じ処理を繰り返し、復号部９は、繰り返し処理により得られた誤り訂正復号結果を復号ビットとして出力する。
【００１７】
送信機および受信機の動作の詳細について、図２から図６を参照しながら説明する。なお、図４は、実施の形態１にかかる送信機の処理手順を示すフローチャート、図５は、実施の形態１にかかる受信機の処理手順を示すフローチャートである。図６は、実施の形態１にかかる無線通信システムが使用する信号点配置の一例を示す図である。本実施の形態では、送信機および受信機が、３Ｍビット長の情報ビットに符号化率３／４の誤り訂正符号化を行って得られる４Ｍビット長の符号化ビットをＭシンボルにマッピングを行う無線通信装置を構成しているものとして説明を行う。
【００１８】
図２に示した送信機においては、まず、情報ビットを符号化部１へ入力し（図４：ステップＳ１）、符号化部１は、入力された情報ビットであるｂ1,…,ｂ3Mに対して誤り訂正符号化を実施して符号化ビット列ｃ11,ｃ12,ｃ13,ｃ14,…,ｃij,…,ｃM1,ｃM2,ｃM3,ｃM4を生成する（図４：ステップＳ２）。ここでの誤り訂正符号は符号化率３／４の畳み込み符号としているが、これに限定するものではなく、適用されるシステムで必要とされている符号を適宜用いてよい。
【００１９】
次に、並び替え部２が上記ステップＳ２で生成された符号化ビット列を予め決められている手順で並び替えてｃ'11,ｃ'12,ｃ'13,ｃ'14,…,ｃ'ij,…,ｃ'M1,ｃ'M2,ｃ'M3,ｃ'M4を生成する（図４：ステップＳ３）。
【００２０】
次に、マッピング部３が上記ステップＳ３で生成された、並べ替え後の符号化ビット列のベースバンド信号へのマッピングを実施する（図４：ステップＳ４）。このとき、マッピング部３は、図６に示したような信号点へのマッピングを行う。
【００２１】
ここで、図６に示した信号点配置とマッピングの特徴について説明する。図６に示した信号点配置は、２つの値の同一信号点への重畳を許容して、円形や楕円形に信号点を充填して並べることを特徴としており、最大電力の低減を実現する信号点配置である。図６に示した例では、"0010"と"0111"の２つのビットパターンを同じ信号点に割り当てるとともに、"1100"と"0000"の２つのビットパターンを同じ信号点に割り当てている。なお、最大電力を低減するためには楕円形よりも円形とするのが好ましい。さらに、２つの値の重畳を許容する信号点を低電力の信号点とすることで電力整形の効果を得て、平均電力をさらに改善している。さらに、信号点配置を三角格子に配置すること、すなわち、正三角形の頂点となるように各信号点を配置することにより、平均電力に対する信号点間距離を大きくすることができる。また、信号点の重畳を許容したことにより、先に述べた三角型信号点配置である（非特許文献１に記載の信号点配置）の問題を解決することができる。図６に示した信号点配置は、上記の特徴を４ビットのデータ列が割り当てられた１４個の信号点で実現し、そのうえで、ＩｃｈとＱｃｈの電力インバランスを補正したものである。すなわち、各信号点の配置はＩｃｈとＱｃｈの平均電力が同じとなるように補正されたものである。
【００２２】
上記の信号を用いた通信では、一部のビット列が同じ信号点に割り当てられるため、データの伝送が完全に行われるわけではないが、誤り訂正符号と組み合わせることにより、このデータの欠損を克服して信頼性の高い通信を行うことが可能である。したがって上記の信号の利点を享受して最大電力および平均電力を小さくした電力利用効率の良い通信が可能である。
【００２３】
図６に示した例では、割り当てられているデータ（ビット列）が重畳されている信号点が２点存在している。このようなデータの割り当てによって、任意の信号点数で電力利用効率に優れた変調方式を実現している。図６に示した例では、受信側で繰り返しデマッピング処理を行うことにより利得が得られるマッピングを採用しているが、受信側で繰り返しデマッピングを行わない場合には隣接する信号点間の平均ハミング距離が小さいマッピングを選んでもよい。
【００２４】
このように、マッピング部３は、一部のビットパターンを重畳させて同じ信号点に割り当てる。
【００２５】
また、図６に示した例では、各信号点が正三角形の頂点となるような配置としたが、必ずしもこの配置でなくてもよい。必要に応じて信号点数とそれらの信号点配置およびマッピングを変更してもよい。
【００２６】
図４に示した手順の説明に戻り、ＲＦ部４は、上記ステップＳ４で生成されたベースバンド信号ｓ1,…,ｓMをＲＦ信号に変換し、図示を省略したアンテナから送信する（図４：ステップＳ５）。
【００２７】
送信機は、以上のような手順で情報ビットを送信する。
【００２８】
図３に示した受信機においては、図示を省略したアンテナがＲＦ信号を受信し、ＲＦ部６が、ＲＦ信号に対してタイミング同期、周波数同期およびチャネルの等化を行いベースバンド信号ｒ1,…,ｒMに変換する（図５：ステップＳ１１）。
【００２９】
ステップＳ１２以降においては、ＢＩＣＭ−ＩＤ（Bit-Interleaved  Coded  Modulation  with  Iterative  Decoding）による復号処理を行う。このＢＩＣＭ−ＩＤは、文献「A.Chindapol  and  J.A.Ritcey,  “Design,analysis  and  performance  evaluation  for  BICM-ID  with  square  QAM  constellations  in  Rayleigh  fading  channels,”,  IEEE  J.Sel.  Areas  Commun.  Vol.19,  pp.944-957,  May,2001.」において説明されている。
【００３０】
まず、デマッピング部７が、ベースバンド信号をデマッピングする（図５：ステップＳ１２）。デマッピング処理においては、以下の式（１）に従ってビットｃijに対応する対数尤度比Ｌ'ijを算出する。
【００３１】
【数１】
2016076817.tif 000003
【００３２】
式（１）において、Ｌa'ijは、繰り返し処理の過程で復号部９の出力として与えられる外部情報を用いて得られる事前確率であり、１回目のデマッピングの処理では０である。
【００３３】
次に、並べ替え部８−１が、デマッピング部７から出力されるビット列である、上記ステップＳ１２で算出された対数尤度比列Ｌ'11,Ｌ'12,Ｌ'13,Ｌ'14,…,Ｌ'ij,…,Ｌ'M1,Ｌ'M2,Ｌ'M3,Ｌ'M4の並べ替えを実施する（図５：ステップＳ１３）。このステップＳ１３において、並べ替え部８−１は、並べ替え部２と逆となる並べ替え、すなわち、対向する無線通信装置を構成している送信機の並べ替え部２で行われた並べ替え処理とは逆の処理を行い、対数尤度比列Ｌ11,Ｌ12,Ｌ13,Ｌ14,…,Ｌij,…,ＬM1,ＬM2,ＬM3,ＬM4を得る。
【００３４】
次に、復号部９が、上記ステップＳ１３で得られた、並べ替え実施後の対数尤度比列Ｌ11,Ｌ12,Ｌ13,Ｌ14,…,Ｌij,…,ＬM1,ＬM2,ＬM3,ＬM4に対して、ＳＩＳＯ（Soft-Input  Soft-Output）による誤り訂正復号を実施し、外部情報列Ｌex11,Ｌex12,Ｌex13,Ｌex14,…,Ｌexij,…,ＬexM1,ＬexM2,ＬexM3,ＬexM4を得る（図５：ステップＳ１４）。
【００３５】
次に、並べ替え部８−２が、上記ステップＳ１４で得られた外部情報列である復号ビットを並べ替えてＬ'a11,Ｌ'a12,Ｌ'a13,Ｌ'a14,…,Ｌ'aij,…,Ｌ'aM1,Ｌ'aM2,Ｌ'aM3,Ｌ'aM4を生成し、デマッピング部７に帰還させる（図５：ステップＳ１５）。このステップＳ１５において、並べ替え部８−２は、並べ替え部２と同様の並べ替え、すなわち、対向する無線通信装置を構成している送信機の並べ替え部２で行われた並べ替え処理と同様の処理を行う。なお、並べ替え部８−２による並べ替え処理は、並べ替え部８−１による並べ替え処理とは逆の処理となる。
【００３６】
ステップＳ１５に続くステップＳ１６として、デマッピング部７、並べ替え部８−１、復号部９および並べ替え部８−２は、上記のステップＳ１２からＳ１５の処理を既定の回数だけ繰り返し実行する。そして、上記のステップＳ１２からＳ１５の処理を既定回数繰り返して得られた外部情報列を復号部９が硬判定し、得られたビット列を復号ビットとして出力する（図５：ステップＳ１７）。なお、あらかじめ繰り返し回数を定めるのではなく、上記のステップＳ１６において復号部９は、誤り訂正復号を行って外部情報列を生成するごとに、生成した外部情報列の硬判定を行い、硬判定結果が復号を繰り返しても変化しなくなったのを確認してからステップＳ１６における繰り返し復号を終了し、その時点における硬判定結果を復号ビットとして出力するようにしてもよい。
【００３７】
受信機は、以上のような手順で対向する送信機から送信された情報ビットを復号する。
【００３８】
本実施の形態では、ＢＩＣＭ−ＩＤによる符号化変調を採用し、繰り返しデマッピングを行う構成について説明したが、必ずしも繰り返しデマッピング処理を行わなくてもよい。また、復号処理とデマッピング処理が一体となっているトレリス符号化変調を用いてもよい。
【００３９】
なお、マッピング部３は、一部のビットパターンを重畳させて同じ信号点に割り当てる必要がない場合、全てのビットパターンをそれぞれ異なる信号点に割り当てる。すなわち、マッピング部３は、ビットパターン数よりも信号点数が少ない場合、一部のビットパターンを同じ信号点に割り当て、ビットパターン数と信号点数が同じ場合には全てのビットパターンをそれぞれ異なる信号点に割り当てる。
【００４０】
また、送信機の並べ替え部２および受信機の並べ替え部８−１，８−２は、バースト誤りの発生に備えて設けられたものであるが、バースト誤りの発生や繰り返しデマッピングを行わないことから符号化系列と信号系列の相関を考慮する必要がない場合には省略することも可能である。
【００４１】
このように、本実施の形態の無線通信装置において、送信機は、情報ビットを誤り訂正符号化し、図６に示したような信号点配置に従ってマッピングを行い送信することとした。すなわち、各信号点が円形に配置され、かつ１つの信号点に２つの値が重畳して割り当てられた信号点配置に従ってマッピングを行うこととした。これにより、電力利用効率を改善することができる。また、２つの値を重畳させる信号点を電力の低い信号点とすることにより、電力利用効率をさらに改善することができる。また、信号点が正三角形の頂点となるように各信号点を配置することにより、隣接する信号点同士の距離を大きくすることができ、受信側での判定処理における誤り率特性を改善することができる。
【００４２】
また、受信機は、繰り返しデマッピングを行うことにより、データが欠落している影響を小さくすることができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態２の無線通信装置について説明する。実施の形態２にかかる無線通信装置は、ラベリングによる電力整形を行って信号点数を調節する変調方式を用いる点は実施の形態１と同様であるが、受信処理においては繰り返し復号を行わない。また、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（Multiple-Input  Multiple-Output  Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）を採用している。
【００４４】
図７は、実施の形態２にかかる無線通信装置が備えている送信機の構成例を示す図、図８は、実施の形態２にかかる無線通信装置が備えている受信機の構成例を示す図である。図７および図８においては、図２および図３に示した実施の形態１にかかる送信機および受信機と共通の部分に同一の符号を付している。実施の形態１にかかる送信機および受信機と共通の部分については説明を省略する。
【００４５】
図７に示した実施の形態２にかかる送信機は、実施の形態１にかかる送信機のマッピング部３およびＲＦ部４をＯＦＤＭ変調部１１およびＲＦ部４−１，４−２に置き換えたものである。また、図８に示した実施の形態２にかかる受信機は、実施の形態１にかかる受信機のＲＦ部６、デマッピング部７および並べ替え部８−１，８−２をＲＦ部６−１，６−２、ＯＦＤＭ復調部１２および並べ替え部８に置き換えたものである。
【００４６】
実施の形態２にかかる送信機において、ＯＦＤＭ変調部１１は、電力整形を行う三角型信号点配置の変調信号を生成し、さらにＯＦＤＭ変調を行う。ここで、三角型信号点配置の変調信号を生成する動作は、実施の形態１で説明したマッピング部３が三角型信号点配置の変調信号を生成する動作と同じである。なお、ＯＦＤＭは直交周波数分割多重変調とも呼ばれる。ＲＦ部４−１および４−２は、ＯＦＤＭ変調部１１から入力されたＯＦＤＭ信号を周波数変換してＲＦ信号を生成する。ＲＦ部４−１および４−２が生成したＲＦ信号は図示を省略したアンテナから対向する無線通信装置に向けて送信される。
【００４７】
実施の形態２にかかる受信機において、ＲＦ部６−１および６−２は、図示を省略したアンテナで受信したＲＦ信号を周波数変換してベースバンド信号を生成する。ＯＦＤＭ復調部１２は、ＲＦ部６−１および６−２で生成されたベースバンド信号であるＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ信号に基づいて対数尤度比を計算する。並べ替え部８は、ＯＦＤＭ復調部１２で算出された対数尤度を並べ替える。
【００４８】
実施の形態２にかかる送信機および受信機の動作の詳細について、図７から図１１を参照しながら説明する。なお、図９は、送信機の処理手順を示すフローチャート、図１０は、受信機の処理手順を示すフローチャートである。図１１は、実施の形態２にかかる無線通信システムが使用する信号点配置の一例を示す図である。本実施の形態では、送信機および受信機が、４Ｍビット長の情報ビットに符号化率２／３の誤り訂正符号化を行って得られる６Ｍビット長の符号化ビットを２Ｍシンボルにマッピングを行う無線通信装置を構成しているものとして説明を行う。
【００４９】
図７に示した送信機は、まず、情報ビットを符号化部１へ入力し（図９：ステップＳ１）、符号化部１は、入力された情報ビットであるｂ1,…,ｂ4Mに対して誤り訂正符号化を行って符号化ビット列ｃ11,ｃ12,ｃ13,…,ｃij,…,ｃ2M1,ｃ2M2,ｃ2M3を生成する（図９：ステップＳ２）。ここでの誤り訂正符号は符号化率２／３の畳み込み符号としているが、これに限定するものではなく、適用されるシステムで必要とされている符号を適宜用いてよい。
【００５０】
次に、並び替え部２が上記ステップＳ２で生成された符号化ビット列を並び替えてｃ'11,ｃ'12,ｃ'13,…,ｃ'ij,…,ｃ'2M1,ｃ'2M2,ｃ'2M3を生成する（図９：ステップＳ３）。
【００５１】
次に、ＯＦＤＭ変調部１１が上記ステップＳ３で生成された、並べ替え後の符号化ビット列をマッピングするなどして直交周波数分割多重変調信号であるＯＦＤＭ信号を生成する（図９：ステップＳ２１）。このステップＳ２１の処理について詳しく説明する。ステップＳ２１において、ＯＦＤＭ変調部１１は、まず、図１１に示したような信号点へのマッピングを行いベースバンド信号ｓ1,…,ｓ2Mを生成する。
【００５２】
ここで、図１１に示した信号点配置とマッピングの特徴について説明する。図１１に示した信号点配置は、２つの値の同一信号点への重畳を許容して、円形や楕円形に信号点を充填して並べることを特徴としており、最大電力の低減を実現する信号点配置である。図１１に示した例では、"000"と"001"の２つのビットパターンを同じ信号点に割り当てている。なお、最大電力を低減するためには楕円形よりも円形とするのが好ましい。さらに、２つの値の重畳を許容する信号点を低電力の信号点とすることで電力整形の効果を得て、平均電力をさらに改善している。さらに、信号点配置を三角格子に配置すること、すなわち正三角形の頂点となるように各信号点を配置することにより、平均電力に対する信号点間距離を大きくすることができる。また、信号点の重畳を許容したことにより、先に述べた三角型信号点配置（非特許文献１に記載の信号点配置）の問題を解決することができる。図１１に示した信号点配置は、上記の特徴を３ビットのデータ列が割り当てられた７個の信号点で実現したものである。
【００５３】
上記の信号を用いた通信では、一部のビット列が同じ信号点に割り当てられるため、データの伝送が完全に行われるわけではないが、誤り訂正符号と組み合わせることにより、このデータの欠損を克服して信頼性の高い通信を行うことが可能である。したがって上記の信号の利点を享受して最大電力および平均電力を小さくした電力利用効率の良い通信が可能である。
【００５４】
図１１に示した例では、割り当てられているデータ（ビット列）が重畳されている信号点が１点存在している。このようなデータの割り当てによって、任意の信号点数で電力利用効率に優れた変調方式を実現している。図１１に示した例では、隣接する信号点間の平均ハミング距離が小さいマッピングを使用している。
【００５５】
ＯＦＤＭ変調部１１は、次に、生成したベースバンド信号ｓ1,…,ｓ2Mに対してＩＦＦＴ（Inverse  Fast  Fourier  Transform）を実行してＯＦＤＭ信号を生成し、さらに、ＣＰ（Cyclic  Prefix）を付加し、ＲＦ部４−１および４−２へ出力する。
【００５６】
ＲＦ部４−１および４−２は、ＯＦＤＭ変調部１１から入力されたベースバンド信号、すなわちＣＰが付加されたＯＦＤＭ信号をＲＦ信号に変換し、図示を省略した２本のアンテナからそれぞれ送信する（図９：ステップＳ５）。
【００５７】
図８に示した受信機においては、図示を省略したアンテナがＲＦ信号を受信し、ＲＦ部６−１および６−２が、ＲＦ信号に対してタイミング同期、周波数同期および伝送路推定を行いベースバンド信号ｒ11,…,ｒM1,ｒ12,…,ｒM2に変換する（図１０：ステップＳ１１）。
【００５８】
次に、ＯＦＤＭ復調部１２が、上記のステップＳ１１で得られたベースバンド信号であるＯＦＤＭ信号を復調する（ステップＳ３１）。このステップＳ３１では以下の手順で復調処理を実施する。
【００５９】
ＯＦＤＭ復調部１２は、まず、ベースバンド信号からＣＰを除去し、ＣＰ除去後のベースバンド信号に対してＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）を実行して周波数領域に変換し、さらに、ＺＦ（Zero  Forcing）、ＭＭＳＥ（Minimum  Mean  Square  Error）などにより信号分離を行い、信号ｒ1,…,ｒ2Mを得る。さらに、以下の式（２）に従ってビットｃijに対応する対数尤度比Ｌ'ijを算出する。
【００６０】
【数２】
2016076817.tif 000004
【００６１】
なお、対数尤度比の算出方法としてＭＬＤ（Maximum  Likelihood  Detection）やこれに準ずる方式を用いてもよい。
【００６２】
次に、並べ替え部８が、ＯＦＤＭ復調部１２から出力されるビット列である、上記ステップＳ３１で算出された対数尤度比列Ｌ'11,Ｌ'12,Ｌ'13,…,Ｌ'ij,…,Ｌ'M1,Ｌ'M2,Ｌ'M3の並べ替えを実施する（図１０：ステップＳ１３）。このステップＳ１３において、並べ替え部８は、並べ替え部２と逆となる並べ替え、すなわち、対向する無線通信装置を構成している送信機の並べ替え部２で行われた並べ替え処理とは逆の処理を行い、対数尤度比列Ｌ11,Ｌ12,Ｌ13,…,Ｌij,…,ＬM1,ＬM2,ＬM3を得る。
【００６３】
次に、復号部９が、上記ステップＳ１３で得られた、並べ替え実施後の対数尤度比列Ｌ11,Ｌ12,Ｌ13,…,Ｌij,…,ＬM1,ＬM2,ＬM3に対し、誤り訂正復号を実施して復号ビット生成し、出力する（図１０：ステップＳ１４，Ｓ１７）。
【００６４】
なお、図９および図１０に示したステップＳ１からＳ３、Ｓ５、Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１７の各処理は、図４および図５に示したステップＳ１からＳ３、Ｓ５、Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１７の各処理と同様の処理である。
【００６５】
以上のように、実施の形態１で説明した無線通信システムとは伝送レートが異なる場合にも、実施の形態１と同様のマッピング、すなわち、２つの値の同一信号点への重畳を許容し、かつ円形や楕円形に信号点を充填して並べるマッピングを適用して電力利用効率を改善することができる。また、ＭＩＭＯおよびＯＦＤＭを適用した無線通信システムに対しても、実施の形態１と同様のマッピングを適用して電力利用効率を改善することができる。また、本実施の形態では複数のアンテナを用いる構成としてＭＩＭＯを例に説明を行ったが、このＭＩＭＯには、ＭＩＳＯ（Multiple-Input  Single-Output）やＳＩＭＯ（Single-Input  Multiple-Output）の構成も含んでいるものとする。また、ＭＩＭＯおよびＯＦＤＭを適用した無線通信システムの場合について説明を行ったが、ＭＩＭＯとＯＦＤＭのいずれか一方のみを適用した無線通信システムに対しても、実施の形態１と同様のマッピングを適用して電力利用効率を改善することができる。
【００６６】
各実施の形態においては無線通信を想定して説明を行ったが、各実施の形態で説明したマッピング方法は有線通信にも適用可能である。
【００６７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  符号化部、２，８，８−１，８−２  並べ替え部、３  マッピング部、４，４−１，４−２，６，６−１，６−２  ＲＦ部、７  デマッピング部、９  復号部、１１  ＯＦＤＭ変調部、１２  ＯＦＤＭ復調部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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