(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）系統の送信データをそれぞれ、符号化し、インターリーブし、マッピングしてアンテナから送信するＭ個の送信部を有し、
前記Ｍ個の送信部は、それぞれ、
同一の送信データから得られた符号化データを同一のインターリーブパターンでインターリーブする複数のインターリーバと、
前記各インターリーバに入力される前記符号化データ間、又は前記各インターリーバから出力されるインターリーブされた各符号化データ間に時間差を付与する手段と、
前記時間差が付与された複数系統のインターリーブ後の信号を送信する前記インターリーバの数に対応した数のアンテナと、
を具備し、
前記Ｍ個の送信部間のインターリーブパターンが異なる
マルチアンテナ送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）に代表されるマルチアンテナ送信装置及びマルチアンテナ送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＩＭＯに代表されるマルチアンテナ通信では、複数系列の送信データをそれぞれ変調し、各変調信号を異なるアンテナから同時に送信することで、データの通信速度を高めるようになっている。
【０００３】
この種の送信装置では、符号化されたデータをインターリーブし、インターリーブされたデータを変調し、変調された信号に対して周波数変換等の所定の無線処理を施し後に、複数の送信アンテナに供給する。複数の送信アンテナからそれぞれ異なる変調信号を同一時刻に同一周波数で送信する方式が空間多重ＭＩＭＯ方式である。
【０００４】
特許文献１では、送信アンテナ間でのインターリーブパターンを異なるようにする送信装置が提案されている。また、非特許文献１では、ＭＩＭＯ受信装置が、ＭＩＭＯ信号検波部において、ソフト値を用いた検波を反復して行うことによって、受信品質を向上させる技術が開示されている。
【特許文献１】“マルチアンテナ受信装置、マルチアンテナ受信方法、マルチアンテナ送信装置及びマルチアンテナ通信システム”国際公開第2005/050885号パンフレット
【非特許文献１】“Achieving near-capacity on a multiple-antenna channel” IEEE Transaction on communications, vol.51, no.3, pp.389-399, March 2003
【非特許文献２】B. Lu, G. Yue, and X. Wang, “Performance analysis and design optimization of LDPC-coded MIMO OFDM systems” IEEE Trans. Signal Processing., vol.52, no.2, pp.348-361, Feb. 2004
【非特許文献３】B. M. Hochwald, and S. ten Brink, “Achieving near-capacity on a multiple-antenna channel” IEEE Trans. Commun., vol.51, no.3, pp.389-399, March 2003
【非特許文献４】S. Baro, J. Hagenauer, and M. Witzke, “Iterative detection of MIMO transmission using a list-sequential (LISS) detector” Proc. of IEEE ICC 2003, May 2003
【非特許文献５】B. M. Hochwald, and S. ten Brink, “Achieving near-capacity on a multiple-antenna channel” IEEE Trans. Commun., vol.51, no.3, pp.389-399, March 2003
【非特許文献６】S. Baro, J. Hagenauer, and M. Witzke, “Iterative detection of MIMO transmission using a list-sequential (LISS) detector” Proc. of IEEE ICC 2003, May 2003
【非特許文献７】P. Robertson, E. Villebrun, and P. Hoher, “A comparison of optimal and sub-optimal MAP decoding algorithms in the log domain” Proc. IEEE ICC 1995, pp.1009-1013, June 1995
【非特許文献８】K. Kobayashi, Y. Murakami, M. Orihashi, and T. Matsuoka, “Varying interleave patterns with iterative decoding for improved performance in MIMO systems” Proc. of IEEE PIMRC2004, vol.2, pp.1429-1433, Sep. 2004
【非特許文献９】“Performance analysis and design optimization of LDPC-coded MIMO OFDM systems” IEEE Trans. Signal Processing., vol.52, no.2, pp.348-361, Feb. 2004
【非特許文献１０】“Achieving near-capacity on a multiple-antenna channel” IEEE Trans. Commun., vol.51, no.3, pp.389-399, March 2003
【非特許文献１１】「Shannon限界への道標：“Parallel concatenated (Turbo) coding”, “Turbo (iterative) decoding”とその周辺」電子情報通信学会、信学技報ＩＴ９８−５１
【非特許文献１２】“Performance analysis of DSTTD based on diversity-multiplexing trade-off” proc. IEEE VTC 2005spring
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、時間、周波数及び空間におけるダイバーシチゲインをさらに向上させることで、一段とデータの受信品質を向上させることが、マルチアンテナ通信システムにおける課題である。
【０００６】
本発明は、空間多重ＭＩＭＯシステムにおいて、受信装置側でソフト値を用いた反復検波を行う場合に、受信品質を向上させることができるマルチアンテナ送信装置及びマルチアンテナ送信方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマルチアンテナ送信装置の一つの態様は、Ｍ（Ｍは２以上の整数）系統の符号化データをそれぞれ、インターリーブし、マッピングしてアンテナから送信するＭ個の送信部を有し、前記Ｍ個の送信部の少なくとも一つは、それぞれ、同一の送信データから得られた符号化データをそれぞれ異なるインターリーブパターンでインターリーブするＮ（Ｎは２以上の整数）個のインターリーバと、各インターリーバによって得られた信号を送信するＮ個のアンテナと、を具備する構成を採る。
【０００８】
本発明のマルチアンテナ送信装置の一つの態様は、Ｍ（Ｍは２以上の整数）系統の符号化データをそれぞれ、インターリーブし、マッピングして複数のアンテナから送信するＭ個の送信部を有し、前記Ｍ個の送信部は、それぞれ、同一の送信データから得られた符号化データをそれぞれ異なるインターリーブパターンでインターリーブする複数のインターリーバと、前記インターリーバの数に対応した数だけ設けられ、各インターリーバによって得られた信号を送信する複数のアンテナと、を具備する構成を採る。
【０００９】
本発明のマルチアンテナ送信装置の一つの態様は、Ｍ（Ｍは２以上の整数）系統の符号化データをそれぞれ、インターリーブし、マッピングして複数のアンテナから送信するＭ個の送信部を有し、前記Ｍ個の送信部は、それぞれ、同一の送信データから得られた符号化データを同一のインターリーブパターンでインターリーブする複数のインターリーバと、前記各インターリーバに入力される前記符号化データ間、又は前記各インターリーバから出力されるインターリーブされた各符号化データ間に時間差を付与する手段と、前記インターリーバの数に対応した数だけ設けられ、前記時間差が付与された複数系統のインターリーブ後の信号を送信するアンテナと、を具備し、前記Ｍ個の送信部間のインターリーブパターンが異なる構成を採る。
【００１０】
本発明のマルチアンテナ送信方法の一つの態様は、第ｋ（１≦ｋ≦Ｍ：Ｍ≧２）の符号化後のデータを複数の系統に分配し、第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ：Ｎ≧２）の分配されたデータは第ｎのインターリーブを施し、マッピングされた変調信号を第ｎのアンテナから送信し（ｎ≧２）、前記Ｎ個のインターリーブパターンが異なるようにする。
【００１１】
本発明のマルチアンテナ送信方法の一つの態様は、第ｋ（１≦ｋ≦Ｍ：Ｍ≧２）の符号化後のデータを複数の系統に分配し、第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ：Ｎ≧２）の分配されたデータは第ｎのインターリーブを施し、マッピングされた変調信号を第ｎのアンテナから送信し（ｎ≧２）、前記ＭＮ個のインターリーブパターンが異なるようにする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、時間・周波数・空間におけるダイバーシチゲインを向上させ、受信装置側でソフト値を用いた反復検波を行う場合に、受信品質を向上させることができるマルチアンテナ送信装置及びマルチアンテナ送信方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
（１）一般的な空間多重ＭＩＭＯシステムの概要
本実施の形態の特徴を説明する前に、一般的な空間多重ＭＩＭＯシステムの構成、送信方法及び復号方法の概要と、インターリーブによる効果について説明する。
【００１５】
図１に、Ｎｔ×Ｎｒ空間多重ＭＩＭＯシステムの構成を示す。図１において、図１Ａは送信装置の概略構成を示し、図１Ｂは図１Ａの送信装置から送信された信号を受信する受信装置の概略構成を示す。
【００１６】
図１Ａの送信装置は、情報ベクトルｚを、符号化部（outer encoder）１０１で符号化することで符号化ビットベクトルｕ’を得、インターリーブ部（Π）１０２でインターリーブ処理することでインターリーブ後の符号化ビットベクトルｕ＝（ｕ１，…，ｕＮｔ）を得る。ただし、ｕｉ＝（ｕｉ１，…，ｕｉＭ），Ｍ：シンボル当たりの送信ビット数を表す。
【００１７】
送信ベクトルｓ＝（ｓ１，…，ｓＮｔ）Ｔと表し、送信アンテナＴ＃ｉから送信される送信信号ｓｉ＝ｍａｐ（ｕｉ）と表した場合、送信エネルギーを正規化した値Ｅ｛｜ｓｉ｜２｝＝Ｅｓ／Ｎｔと表される（Ｅｓ：チャネル当たりの総エネルギー）。
【００１８】
図１Ｂに示すように、受信装置は、ディテクタ（ＭＩＭＯ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１１１と、デインターリーバ（Π−１）１１２と、デコーダ（ｏｕｔｅｒ  ｓｏｆｔ−ｉｎ／ｓｏｆｔ−ｏｕｔ  ｄｅｃｏｄｅｒ）１１３と、インターリーバ（Π）１１４とを有する。
【００１９】
受信装置で受信される受信ベクトルをｙ＝（ｙ１，…，ｙＮｒ）Ｔとすると、受信ベクトルｙは、次式のように表される。
【数１】
0005089270.tif 000002
なお、式（１）において、ＨＮｔＮｒはチャネル行列、ｎ＝（ｎ１，…，ｎＮｒ）Ｔはノイズベクトルであり、ｎｉは平均値０、分散σ２のｉ．ｉ．ｄ．(independent identically distributed)複素ガウス雑音である。
【００２０】
送信シンボルと受信シンボルは多次元ガウス分布の関係にあることから、受信ベクトルに関する確率ｐ（ｙ｜ｕ）は、次式のように表すことができる。
【数２】
0005089270.tif 000003
【００２１】
ここで、図１Ｂのように、受信装置が、ＭＩＭＯ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ  １１１と、ｏｕｔｅｒ  ｓｏｆｔ−ｉｎ／ｓｏｆｔ−ｏｕｔ  ｄｅｃｏｄｅｒ  １１３とを有し、反復復号を行う場合を考える。図１Ｂにおける対数尤度比のベクトル（Ｌ−ｖａｌｕｅ）は、次の式（３）、式（４）及び式（５）のように表される（例えば非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４参照）。
【数３】
0005089270.tif 000004
【数４】
0005089270.tif 000005
【数５】
0005089270.tif 000006
【００２２】
（２）反復検波の概要
ここでは、Ｎｔ×Ｎｒ空間多重ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯ信号の反復検波について説明する。
【００２３】
ｘｍｎの対数尤度比を、次式のように定義する。
【数６】
0005089270.tif 000007
【００２４】
ベイズの定理より、式（６）は、次式のように表すことができる。
【数７】
0005089270.tif 000008
【００２５】
ただし、Ｕｍｎ，±１＝｛ｕ｜ｕｍｎ＝±１｝とする。ここで、例えば非特許文献５、非特許文献６、非特許文献７に記載されているように、式（７）を、次式
【数８】
0005089270.tif 000009
を用いて近似すると、式（７）は、次式のように近似することができる。
【数９】
0005089270.tif 000010
【００２６】
式（９）におけるＰ（ｕ｜ｕｍｎ）とｌｎ  Ｐ（ｕ｜ｕｍｎ）は、次式のように表される。
【数１０】
0005089270.tif 000011
【数１１】
0005089270.tif 000012
【００２７】
ところで、式（２）で定義した式の対数確率は、次式のように表される。
【数１２】
0005089270.tif 000013
【００２８】
したがって、式（９）及び式（１２）から、ＭＡＰ（Maximum A posteriori Propability）又はＡＰＰ（A Posteriori Probability）では、事後のＬ−ｖａｌｕｅは、次式のように表される（非特許文献２参照）。
【数１３】
0005089270.tif 000014
以降では、式（１３）を用いた反復検波を、反復ＡＰＰ復号と呼ぶ。
【００２９】
式（９）及び式（１２）から、Ｍａｘ−Ｌｏｇ近似（非特許文献８参照）を利用した対数尤度比（Ｍａｘ−Ｌｏｇ  ＡＰＰ）における事後のＬ−ｖａｌｕｅは、次式のように表される（非特許文献５、非特許文献６参照）。
【数１４】
0005089270.tif 000015
【数１５】
0005089270.tif 000016
【００３０】
以降では、式（１４）、式（１５）を用いた反復検波を、反復Ｍａｘ−ｌｏｇ  ＡＰＰ復号と呼ぶ。反復検波で必要とする外部情報は、式（１３）又は式（１４）から事前入力を減算することで、求めることができる。
【００３１】
（３）本実施の形態のシステムモデルと反復復号
（３−１）システムモデル
図２に、本実施の形態のシステムモデルを示す。図２では、説明を簡単化するために、最も簡単な２×２空間多重ＭＩＭＯシステムを例として示している。図２において、図２Ａは送信装置の概略構成を示し、図２Ｂは図２Ａの送信装置から送信された信号を受信する受信装置の概略構成を示す。
【００３２】
図２の送信装置は、ストリームＡを符号化部（outer encoder）２０１＿１で符号化すると共にストリームＢを符号化部（outer encoder）２０１＿２で符号化する。本実施の形態の場合、符号化部２０１＿１と符号化部２０１＿２は、互いに同一のＬＤＰＣ符号で符号化を行うＬＤＰＣ符号化器によって構成されている。
【００３３】
符号化部２０１＿１で符号化されたストリームＡはインターリーバ（πａ）２０２＿１でインターリーブされ、符号化部２０１＿２で符号化されたストリームＢはインターリーバ（πｂ）２０２＿２でインターリーブされる。
【００３４】
インターリーブ処理されたストリームＡ、ストリームＢは、それぞれ、変調部（Modulator）２０３＿１、２０３＿２によって変調された後、送信アンテナＴ＃１、Ｔ＃２から送信される。ここでは、変調部２０３＿１、２０３＿２の変調方式を２ｈ−ＱＡＭ（ｈビットで１シンボルを形成）とする。
【００３５】
図２Ｂの受信装置は、上述のＭＩＭＯ信号の反復検波（反復ＡＰＰ（またはＭａｘ−ｌｏｇ  ＡＰＰ）復号）を行う。本実施の形態の場合、送信装置がＬＤＰＣ符号化を行うようになっているので、受信装置はＬＤＰＣ符号の復号として、例えばｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号を行う。
【００３６】
図３は、送信フレーム構成を示しており、特にインターリーブ後のシンボルの順番を示している。図中、ｉａ，ｉｂはそれぞれストリームＡ、ストリームＢについてのインターリーブ後のシンボルの順番を示し、ｊａ，ｊｂは変調方式におけるビット位置（ｊａ，ｊｂ＝１，・・・，ｈ）を示し、πａ，πbはストリームＡ、ストリームＢのインターリーバを示し、Ωａｉａ，ｊa ，Ωｂｉｂ，ｊｂはストリームＡ、ストリームＢのインターリーブ前のデータの順番を示している。因みに、図３では、ｉａ＝ｉｂのときのフレーム構成を示している。ここで、（ｉａ，ｊａ），（ｉｂ，ｊｂ）を、次式のように記述する。
【数１６】
0005089270.tif 000017
【数１７】
0005089270.tif 000018
【００３７】
（３−２）反復復号
ここでは、受信装置がＬＤＰＣ符号の復号を行う際に用いるｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号及びＭＩＭＯ信号の反復検波のアルゴリズムについて詳しく述べる。
【００３８】
（３−２−１）ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号
２元（Ｍ×Ｎ）行列Ｈ＝｛Ｈｍｎ｝を、復号対象とするＬＤＰＣ符号の検査行列とする。集合［１，Ｎ］＝｛１，２，・・・，Ｎ｝の部分集合Ａ（ｍ），Ｂ（ｎ）を次式のように定義する。
【数１８】
0005089270.tif 000019
【数１９】
0005089270.tif 000020
【００３９】
Ａ（ｍ）は検査行列Ｈのｍ行目において、１である列インデックスの集合を意味し、Ｂ（ｎ）は検査行列Ｈのｎ行目において、１である行インデックスの集合である。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号のアルゴリズムは以下のとおりである。
【００４０】
・Ｓｔｅｐ  Ａ・１（初期化）  ：  Ｈｍｎ＝１を満たす全ての組（ｍ，ｎ）に対して事前値対数比βｍｎ＝０とする。ループ変数（反復回数）ｌｓｕｍ＝１とし、ループ最大回数をｌｓｕｍ，ｍａｘと設定する。
【００４１】
・Ｓｔｅｐ  Ａ・２（行処理）  ：  ｍ＝１，２，・・・，Ｍの順にＨｍｎ＝１を満たす全ての組（ｍ，ｎ）に対して、次の式（２０）−式（２２）の更新式を用いて外部値対数比αｍｎを更新する。
【数２０】
0005089270.tif 000021
【数２１】
0005089270.tif 000022
【数２２】
0005089270.tif 000023
上式においてｆはＧａｌｌａｇｅｒの関数である。また、λｎの求め方については後述する。
【００４２】
・Ｓｔｅｐ  Ａ・３（列処理）  ：  ｎ＝１，２，・・・，Ｎの順にＨｍｎ＝１を満たす全ての組（ｍ，ｎ）に対して、次の更新式を用いて外部値対数比βｍｎを更新する。
【数２３】
0005089270.tif 000024
【００４３】
・Ｓｔｅｐ  Ａ・４（対数尤度比の計算）  ：  ｎ∈［１，Ｎ］について対数尤度比Ｌｎを、次式のように求める。
【数２４】
0005089270.tif 000025
【００４４】
・Ｓｔｅｐ  Ａ・５（反復回数のカウント）  ：  もしｌｓｕｍ＜ｌｓｕｍ，ｍａｘならばｌｓｕｍをインクリメントして、ｓｔｅｐ  Ａ・２に戻る。ｌｓｕｍ＝ｌｓｕｍ，ｍａｘの場合、この回のｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号を終了する。
【００４５】
以上が、１回のｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号の動作である。その後、ＭＩＭＯ信号の反復検波が行われる。上述のｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号の動作説明で用いた変数ｍ，ｎ，αｍｎ，βｍｎ，λｎ，Ｌｎにおいて、ストリームＡにおける変数をｍａ，ｎａ，αａｍａｎａ，βａｍａｎａ，λｎａ，Ｌｎａ、ストリームＢにおける変数をｍｂ，ｎｂ，αｂｍｂｎｂ，βｂｍｂｎｂ，λｎｂ，Ｌｎｂで表す。
【００４６】
（３−２−２）ＭＩＭＯ信号の反復検波
ここでは、ＭＩＭＯ信号の反復検波におけるλｎの求め方について詳しく説明する。
式（１）から、次式が成立する。
【数２５】
0005089270.tif 000026
【００４７】
図３のフレーム構成と、式（１７）、式（１８）とから、次式を定義する。
【数２６】
0005089270.tif 000027
【数２７】
0005089270.tif 000028
【００４８】
このとき、ｎａ，ｎｂ∈［１，Ｎ］となる。以降では、ＭＩＭＯ信号の反復検波の反復回数ｋのときのλｎａ，Ｌｎａ，λｎｂ，Ｌｎｂをそれぞれλｋ，ｎａ，Ｌｋ，ｎａ，λｋ，ｎｂ，Ｌｋ，ｎｂと表す。
【００４９】
・Ｓｔｅｐ  Ｂ・１（初期検波；ｋ＝０）  ：  初期検波のとき、λ０，ｎａ，λ０，ｎｂを以下のように求める。
反復ＡＰＰ復号の場合：
【数２８】
0005089270.tif 000029
【００５０】
反復Ｍａｘ−ｌｏｇ  ＡＰＰ復号の場合：
【数２９】
0005089270.tif 000030
【数３０】
0005089270.tif 000031
ただし、Ｘ＝ａ，ｂとする。そして、ＭＩＭＯ信号の反復検波の反復回数をｌｍｉｍｏ＝０とし、最大反復回数をｌｍｉｍｏ，ｍａｘと設定する。
【００５１】
・Ｓｔｅｐ  Ｂ・２（反復検波；反復回数ｋ）  ：  反復回数ｋのときのλｋ，ｎａ，λｋ，ｎｂは、式（１１）、式（１３）−式（１５）、式（２６）及び式（２７）から、次の式（３１）−式（３４）のように表される。ただし、（Ｘ，Ｙ）＝（ａ，ｂ）（ｂ，ａ）となる。
【００５２】
反復ＡＰＰ復号の場合：
【数３１】
0005089270.tif 000032
【数３２】
0005089270.tif 000033
【００５３】
反復Ｍａｘ−ｌｏｇ  ＡＰＰ復号の場合：
【数３３】
0005089270.tif 000034
【数３４】
0005089270.tif 000035
【００５４】
・Ｓｔｅｐ  Ｂ・３（反復回数のカウント、符号語推定）  ：  もしｌｍｉｍｏ＜ｌｍｉｍｏ，ｍａｘならばｌｍｉｍｏをインクリメントして、ｓｔｅｐ  Ｂ・２に戻る。ｌｍｉｍｏ＝ｌｍｉｍｏ，ｍａｘの場合、推定符号語を次式のように求める。ただし、Ｘ＝ａ，ｂとする。
【数３５】
0005089270.tif 000036
【００５５】
（４）ファクターグラフによる考察
ここでは、ストリームＡ、ストリームＢのインターリーブパターンが同一（ＳＩＰ：Same Interleave Pattern）の場合、及び、インターリーブパターンが異なる（ＶＩＰ：Varying Interleave Pattern）場合のファクターグラフを記述し、本実施の形態のようにＶＩＰを用いた場合の効果について考察する。
【００５６】
（４−１）インターリーブパターンが同一（ＳＩＰ）の場合
上記のシステムモデルにおいて、一例として変調方式を１６ＱＡＭとし、ストリームＡ、ストリームＢのインターリーブパターンが同一の場合のファクターグラフを、図４に示す。このとき、次式
【数３６】
0005089270.tif 000037
の関係式が成立したとき、次式
【数３７】
0005089270.tif 000038
の関係式が成立する。
【００５７】
ストリームＡとストリームＢのためのＬＤＰＣ符号は同一であるため、図４のように、ノードとエッジは対称軸を中心に対称となる。ＳＩＰを行った場合には、対称軸に対し対称関係にある、ストリームＡの変数（Variable）ノードに対応する（ｉａ，ｊａ）とストリームＢの変数（Variable）ノードに対応する（ｉｂ，ｊｂ）では、式（３７）が成立する。
【００５８】
0005089270.tif 000039
【００５９】
（４−２）インターリーブパターンが異なる（ＶＩＰ）場合
上述のモデルにおいて、一例として変調方式を１６ＱＡＭ（すなわちｈ＝４）とし、ストリームＡ、ストリームＢのインターリーブパターンが異なる場合のファクターグラフを、図５に示す。図５におけるノード及びエッジは、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号の部分については、対称軸を中心に対称となっている。しかし、ＭＩＭＯ信号の反復検波に関するエッジは、対称軸に対して対称とならない。
【００６０】
0005089270.tif 000040
【００６１】
上述したように、ストリームＡとストリームＢのインターリーブパターンを異なるようにすることにより、ＬＤＰＣ符号化を行った場合の受信品質を向上させることができる。なお、上述した例では、ＬＤＰＣ符号化を行った場合について説明したが、これに限らず、要は上述したような反復復号を行う場合に、ストリーム毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブ処理を施すようにすれば、上述した例と同様に受信品質を改善することができる。
【００６２】
また、上述した例では、ＭＩＭＯ通信において、ストリーム毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブ処理を施す場合について述べたが、これに限らず、図２Ａとの対応部分に同一符号を付して示す図６のように、シングルアンテナから複数のストリームの信号を送信する通信方式に適用しても同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（５）本実施の形態のインターリーブ方法及び構成
ところで、上述したように異なるインターリーブパターンを採用とした場合、時間（又は周波数）ダイバーシチゲイン及び空間ダイバーシチゲインが向上するのはsum-product復号に関する部分のみであり、検波（図４、図５における□）におけるダイバーシチゲインが向上するわけではない。本発明の発明者らは、この点を考え、検波におけるダイバーシチゲインとsum-product復号におけるダイバーシチゲインを向上させる方法を実現できれば、データの受信品質を一段と向上させることができると考えた。そして、このような考察の下、本発明に至った。
【００６４】
図７は、本実施の形態における送信装置の構成例である。送信装置５００は、データ５０１Ａを符号化部５０２Ａに入力すると共に、データ５０１Ｂを符号化部５０２Ｂに入力する。
【００６５】
符号化部５０２Ａは、データ５０１Ａに対して、例えば、畳み込み符号化、ＬＤＰＣ（Low-Density Parity-Check）符号化又はターボ符号化等の符号化を施し、符号化後のデータ５０３Ａをインターリーバ＃１（５０４Ａ１）及びインターリーバ＃２（５０４Ａ２）に出力する。
【００６６】
インターリーバ＃１、＃２は、それぞれ、符号化データ５０３Ａをインターリーブ、つまり、データの順番を並べ替え、インターリーブ後のデータ５０５Ａ１、５０５Ａ２をマッピング部５０６Ａ１、５０６Ａ２に出力する。
【００６７】
マッピング部５０６Ａ１、５０６Ａ２は、それぞれ、インターリーブ後のデータ５０５Ａ１、５０５Ａ２に対して、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）又は６４ＱＡＭ（64 Quadrature Amplitude Modulation）等の変調を施し、これにより得たベースバンド信号５０７Ａ１、５０７Ａ２を無線部５０８Ａ１、５０８Ａ２に出力する。
【００６８】
無線部５０８Ａ１、５０８Ａ２は、それぞれ、ベースバンド信号５０７Ａ１、５０７Ａ２に対して、直交変調、帯域制限、周波数変換、増幅等の処理を施し、これにより得た送信信号５０９Ａ１、５０９Ａ２をアンテナ５１０Ａ１、５１０Ａ２に出力する。
【００６９】
符号化部５０２Ｂ、インターリーバ＃３（５０４Ｂ１）、＃４（５０４Ｂ２）、マッピング部５０６Ｂ１、５０６Ｂ２、無線部５０８Ｂ１、５０８Ｂ２の動作は、符号化部５０２Ａ、インターリーバ＃１（５０４Ａ１）、＃２（５０４Ａ２）、マッピング部５０６Ａ１、５０６Ａ２、無線部５０８Ａ１、５０８Ａ２の動作と同様なので、その説明は省略する。
【００７０】
符号化部５０２Ａ、５０２Ｂとインターリーバ＃１〜＃４の関係については、図１０を用いて、後で詳しく説明する。
【００７１】
送信装置５００でもっとも特徴的な部分は、インターリーバ＃１、＃２、＃３、＃４のインターリーブパターンが異なることである。そのメリットについては、後で詳しく説明する。
【００７２】
図８は、送信装置５００の送信フレーム構成例を示している。送信装置５００は、アンテナ５１０Ａ１から図８のフレーム構成の変調信号（ストリーム）Ａ１を送信する。同様に、アンテナ５１０Ａ２から変調信号（ストリーム）Ａ２を送信し、アンテナ５１０Ｂ１から変調信号（ストリーム）Ｂ１を送信し、アンテナ５１０Ｂ２から変調信号（ストリーム）Ｂ２を送信する。
【００７３】
変調信号（ストリーム）Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の同一時刻のシンボルは、同一周波数を用い、異なるアンテナから送信される。図中の符号６０１Ａ１、６０１Ａ２、６０１Ｂ１、６０１Ｂ２は、受信装置においてチャネル変動を推定するためのパイロットシンボル群（プリアンブル）を示す。図中の符号６０２Ａ１、６０２Ａ２、６０２Ｂ１、６０２Ｂ２は時間ｉに送信されるデータシンボルを示し、符号６０３Ａ１、６０３Ａ２、６０３Ｂ１、６０３Ｂ２は時間ｉ＋１に送信されるデータシンボルを示す。
【００７４】
ここで、図９を用いて、ＭＩＭＯ通信システムにおける送受信アンテナ間の関係を簡単に説明する。送信アンテナ６０４＃１…６０４＃Ｍ（但し、Ｍ＝１，２，３，４）からそれぞれ送信される送信信号をｓ１（ｔ）…ｓＭ（ｔ）とする。また、受信アンテナ６０５＃１、６０５＃２で受信される受信信号をｒ１（ｔ）、ｒ２（ｔ）とする。すると、以下の関係式が成立する。
【数３８】
0005089270.tif 000041
【数３９】
0005089270.tif 000042
【００７５】
ただし、式（３８）、式（３９）において、ｈ１i（ｔ）は送信アンテナ＃ｉと受信アンテナ＃１との間のチャネル変動、ｈ２i（ｔ）は送信アンテナ＃ｉと受信アンテナ＃２との間のチャネル変動、ｎ１（ｔ）、ｎ２（ｔ）はノイズ、ｔは時間を表している。因みに、ｈ１i（ｔ）及びｈ２i（ｔ）は、チャネル変動を推定するためのパイロットシンボル群６０１Ａ１、６０１Ａ２、６０１Ｂ１、６０１Ｂ２を用いて、受信装置で推定される。
【００７６】
図１０は、図７の送信装置５００の符号化部５０２Ａ、５０２Ｂとインターリーバ＃１〜＃４の詳細動作を説明するための図である。図１０では、代表して、符号化部５０２Ａとインターリーバ＃１、＃２の動作例を示した。
【００７７】
符号化部５０２Ａは、例えば、データｕ１、ｕ２、ｕ３・・・ｕｎを入力し、符号化データｓ１、ｓ２、ｓ３・・・ｓｍ（ｎ＜ｍ）を、インターリーバ＃１（５０４Ａ１）及びインターリーバ＃２（５０４Ａ２）に出力する。
【００７８】
インターリーバ＃１は、符号化データｓ１、ｓ２、ｓ３・・・ｓｍの順番を並べ替え、インターリーブ後のデータ５０５Ａ１として、ｓ７４、ｓ９３、ｓ１・・・の順番のデータを出力する。
【００７９】
インターリーバ＃２は、符号化データｓ１、ｓ２、ｓ３・・・ｓｍの順番を並べ替え、インターリーブ後のデータ５０５Ａ２として、ｓ１００、ｓ６、ｓ３７・・・の順番のデータを出力する。
【００８０】
ここで、重要な点は、インターリーバ＃１とインターリーバ＃２の入力データは同一であり、かつ、出力されるデータの順番が異なる点である。そのメリットについては、後で詳しく説明する。
【００８１】
符号化部５０２Ｂ、インターリーバ＃３（５０４Ｂ１）、インターリーバ＃４（５０４Ｂ２）の動作は、上述の符号化部５０２Ａ、インターリーバ＃１（５０４Ａ１）、インターリーバ＃２（５０４Ａ２）と同様なので、その説明は省略する。特に重要なのは、本実施の形態の最初で述べたように、インターリーバ＃１（５０４Ａ１）、インターリーバ＃２（５０４Ａ２）、インターリーバ＃３（５０４Ｂ１）、インターリーバ＃４（５０４Ｂ２）のそれぞれのインターリーブパターンを異なるようにすることである。このようにすることで、受信品質を改善することができる。
【００８２】
図１１は、本実施の形態における受信装置の構成例である。受信装置８００は、送信装置５００から送信された信号を、アンテナ８０１＿Ｘ、８０１＿Ｙによって受信する。
【００８３】
無線部８０３＿Ｘは、アンテナ８０１＿Ｘで受信された受信信号８０２＿Ｘに対して、周波数変換、直交復調等の処理を施し、これにより得たベースバンド信号８０４＿Ｘを、チャネル変動推定部８０５Ａ１、８０５Ａ２、８０５Ｂ１、８０５Ｂ２に出力する。
【００８４】
チャネル変動推定部８０５Ａ１は、ベースバンド信号８０４＿Ｘに含まれる、変調信号（ストリーム）Ａ１のパイロットシンボル群６０１Ａ１（図８）を抽出し、これに基づいて式（３８）のチャネル変動ｈ１１を推定し、これをチャネル推定信号８０６Ａ１として出力する。
【００８５】
チャネル変動推定部８０５Ａ２は、ベースバンド信号８０４＿Ｘに含まれる、変調信号（ストリーム）Ａ２のパイロットシンボル群６０１Ａ２（図８）を抽出し、これに基づいて式（３８）のチャネル変動ｈ１２を推定し、これをチャネル推定信号８０６Ａ２として出力する。
【００８６】
チャネル変動推定部８０５Ｂ１は、ベースバンド信号８０４＿Ｘに含まれる、変調信号（ストリーム）Ｂ１のパイロットシンボル群６０１Ｂ１（図８）を抽出し、これに基づいて式（３８）のｈ１３を推定し、これをチャネル推定信号８０６Ｂ１として出力する。
【００８７】
チャネル変動推定部８０５Ｂ２は、ベースバンド信号８０４＿Ｘに含まれる、変調信号（ストリーム）Ｂ２のパイロットシンボル群６０１Ｂ２（図８）を抽出し、これに基づいて式（３８）のｈ１４を推定し、これをチャネル推定信号８０６Ｂ２として出力する。
【００８８】
無線部８０３＿Ｙは、アンテナ８０１＿Ｙで受信された受信信号８０２＿Ｙに対して、周波数変換、直交復調等の処理を施し、これにより得たベースバンド信号８０４＿Ｙを、チャネル変動推定部８０７Ａ１、８０７Ａ２、８０７Ｂ１、８０７Ｂ２に出力する。
【００８９】
チャネル変動推定部８０７Ａ１は、ベースバンド信号８０４＿Ｙに含まれる、変調信号（ストリーム）Ａ１のパイロットシンボル群６０１Ａ１（図８）を抽出し、これに基づいて式（３９）のｈ２１を推定し、これをチャネル推定信号８０８Ａ１として出力する。
【００９０】
チャネル変動推定部８０７Ａ２は、ベースバンド信号８０４＿Ｙに含まれる、変調信号（ストリーム）Ａ２のパイロットシンボル群６０１Ａ２（図８）を抽出し、これに基づいて式（３９）のｈ２２を推定し、これをチャネル推定信号８０８Ａ２として出力する。
【００９１】
チャネル変動推定部８０７Ｂ１は、ベースバンド信号８０４＿Ｙに含まれる、変調信号（ストリーム）Ｂ１のパイロットシンボル群６０１Ｂ１（図８）を抽出し、これに基づいて式（３９）のｈ２３を推定し、これをチャネル推定信号８０８Ｂ１として出力する。
【００９２】
チャネル変動推定部８０７Ｂ２は、ベースバンド信号８０４＿Ｙに含まれる、変調信号（ストリーム）Ｂ２のパイロットシンボル群６０１Ｂ２（図８）を抽出し、これに基づいて式（３９）のｈ２４を推定し、これをチャネル推定信号８０８Ｂ２として出力する。
【００９３】
信号処理部８０９は、ベースバンド信号８０４＿Ｘ、８０４＿Ｙ、チャネル推定信号８０６Ａ１、８０６Ａ２、８０６Ｂ１、８０６Ｂ２、８０８Ａ１、８０８Ａ２、８０８Ｂ１、８０８Ｂ２を入力とし、検波及び復号を行うことで、受信データ８１０Ａ、８１０Ｂを得る。
【００９４】
次に、図１１の信号処理部８０９について詳しく説明する。図１２に、信号処理部８０９の構成例を示す。図１２の信号処理部８０９は、INNNER MIMO検波部９０３と、soft-in/soft-outデコーダ９１１とを有する。INNNER MIMO検波部と、oft-in/soft-outデコーダとを用いて反復復号を行う方法については、例えば、非特許文献９、非特許文献１０、非特許文献６で詳細に述べられている。図１２の構成においても、これらの文献に示されている処理と同様の処理が施されることになるが、図１２の信号処理部８０９においては、本発明の送信方法に対応するための独特の構成を有する。その点を含め、以下では、信号処理部８０９の詳細について説明する。
【００９５】
図１２の信号処理部８０９は、反復復号（反復検波）を行うために、図１３に示すような処理を行う必要がある。信号処理部８０９は、初めに、変調信号（ストリーム）Ａの１符号語（又は１フレーム）と、変調信号（ストリーム）Ｂの１符号語（又は１フレーム）を復号する。その結果、soft-in/soft-outデコーダ９１１Ａ、９１１Ｂから、変調信号（ストリーム）Ａの１符号語（又は１フレーム）と、変調信号（ストリーム）Ｂの１符号語（又は１フレーム）の各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ：Log-Likelihood Ratio）が得られる。次に、そのＬＬＲを用いて再度、検波・復号が行われる。この操作が複数回行われる（この操作を反復復号（反復検波）と呼ぶ）。以降では、１フレームにおける特定の時間のシンボルの対数尤度比（ＬＬＲ）の作成方法を中心に説明する。
【００９６】
図１２において、記憶部９１５は、ベースバンド信号９０１Ｘ（図１１のベースバンド信号８０４＿Ｘに相当する）、チャネル推定信号群９０２Ｘ（図１１のチャネル推定信号８０６Ａ１、８０６Ａ２、８０６Ｂ１、８０６Ｂ２に相当する）、ベースバンド信号９０１Ｙ（図１１のベースバンド信号８０４＿Ｙに相当する）、チャネル推定信号群９０２Ｙ（図１１のチャネル推定信号８０８Ａ１、８０８Ａ２、８０８Ｂ１、８０８Ｂ２に相当する）を入力とし、反復復号（反復検波）を実現するために、これらの入力信号を記憶する。記憶部９１５は、必要なときに、記憶した信号を、ベースバンド信号９１６Ｘ、チャネル推定信号群９１７Ｘ、ベースバンド信号９１６Ｙ、チャネル推定信号群９１７Ｙとして出力する。
【００９７】
その後の動作については、初期検波の場合と、反復復号（反復検波）の場合とに分けて説明する。
【００９８】
＜初期検波の場合＞
INNER MIMO検波部９０３は、ベースバンド信号９０１Ｘ、チャネル推定信号群９０２Ｘ、ベースバンド信号９０１Ｙ、チャネル推定信号群９０２Ｙを入力とする。ここでは、変調信号（ストリーム）Ａ１、変調信号（ストリーム）Ａ２、変調信号（ストリーム）Ｂ１、変調信号（ストリーム）Ｂ２の変調方式がＱＰＳＫの場合を例にとって説明する。
【００９９】
INNER MIMO検波部９０３は、まず、チャネル推定信号群９０２Ｘから、候補信号点を求める。そのときの様子を、図１４に示す。図１４において、●は候補信号点を示す。変調方式がＱＰＳＫなので、候補信号点は２５６個存在する。ただし、図１４は、イメージ図なので、２５６個の候補信号点全ては示していない。
【０１００】
ここで、変調信号Ａ１で伝送する２ビットをｂ０、ｂ１、変調信号Ａ２で伝送する２ビットをｂ２、ｂ３、変調信号Ｂ１で伝送する２ビットをｂ４、ｂ５、変調信号Ｂ２で伝送する２ビットをｂ６、ｂ７とすると、図１４において、（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）に対応する候補信号点が存在することになる。
【０１０１】
INNER MIMO検波部９０３は、受信信号点１１０１（ベースバンド信号９０１Ｘに相当する）と候補信号点それぞれとの２乗ユークリッド距離を求める。そして、それぞれの２乗ユークリッド距離をノイズの分散σ２で除算する。つまり、（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）に対応する候補信号点と受信信号点との２乗ユークリッド距離をノイズの分散で除算した値ＥＸ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）を求める。
【０１０２】
同様に、INNER MIMO検波部９０３は、チャネル推定群９０２Ｙから候補信号点を求め、各候補信号点と受信信号点（ベースバンド信号９０１Ｙに相当する）との２乗ユークリッド距離を求め、この２乗ユークリッド距離をノイズの分散σ２で除算する。つまり、（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）に対応する候補信号点と受信信号点との２乗ユークリッド距離をノイズの分散で除算した値ＥＹ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）を求める。
【０１０３】
そして、INNER MIMO検波部９０３は、ＥＸ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）＋ＥＹ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）＝Ｅ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）を求める。INNER MIMO検波部９０３は、Ｅ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）を信号９０４として出力する。
【０１０４】
対数尤度算出部９０５Ａ１は、信号９０４からビットｂ０、ｂ１の対数尤度（log likelihood）を算出し、対数尤度信号９０６Ａ１を出力する。ただし、対数尤度の算出では、“１”のときの対数尤度及び“０”のときの対数尤度が算出される。その算出方法は、式（２８）、式（２９）、式（３０）に示した通りであり、その詳細については、例えば非特許文献６、非特許文献９、非特許文献１０に示されている。
【０１０５】
同様に、対数尤度算出部９０５Ａ２は、信号９０４からビットｂ２、ｂ３の対数尤度を算出し、対数尤度信号９０６Ａ２を出力する。同様に、対数尤度算出部９０５Ｂ１は、信号９０４からビットｂ４、ｂ５の対数尤度を算出し、対数尤度信号９０６Ｂ１を出力する。同様に、対数尤度算出部９０５Ｂ２は、信号９０４からビットｂ６、ｂ７の対数尤度を算出し、対数尤度信号９０６Ｂ２を出力する。
【０１０６】
デインターリーバ＃１（９０７Ａ１）は、対数尤度信号９０６Ａ１を入力とし、この信号に対してインターリーバ＃１（５０４Ａ１）（図７）に対応するデインターリーブ処理を施し、デインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ａ１を出力する。同様に、デインターリーバ＃２（９０７Ａ２）は、対数尤度信号９０６Ａ２を入力とし、この信号に対してインターリーバ＃２（５０４Ａ２）（図７）に対応するデインターリーブ処理を施し、デインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ａ２を出力する。
【０１０７】
同様に、デインターリーバ＃３（９０７Ｂ１）は、対数尤度信号９０６Ｂ１を入力とし、この信号に対してインターリーバ＃３（５０４Ｂ１）（図７）に対応するデインターリーブ処理を施し、デインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ｂ１を出力する。同様に、デインターリーバ＃４（９０７Ｂ２）は、対数尤度信号９０６Ｂ２を入力とし、この信号に対してインターリーバ＃４（５０４Ｂ２）（図７）に対応するデインターリーブ処理を施し、デインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ｂ２を出力する。
【０１０８】
対数尤度比算出部９０９Ａは、デインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ａ１、９０８Ａ２を入力とし、これらの信号に基づいて、図７の符号化部５０２Ａで符号化されたビットの対数尤度比（ＬＬＲ：Log-Likelihood Ratio）を算出し、対数尤度比信号９１０Ａを出力する。同様に、対数尤度比算出部９０９Ｂは、デインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ｂ１、９０８Ｂ２を入力とし、これらの信号に基づいて、図７の符号化部５０２Ｂで符号化されたビットの対数尤度比（ＬＬＲ：Log-Likelihood Ratio）を算出し、対数尤度比信号９１０Ｂを出力する。
【０１０９】
Soft-in/soft-outデコーダ９１１Ａは、対数尤度比信号９１０Ａを入力とし、この信号を復号し、復号後の対数尤度比９１２Ａを出力する。同様に、Soft-in/soft-outデコーダ９１１Ｂは、対数尤度比信号９１０Ｂを入力とし、この信号を復号し、復号後の対数尤度比９１２Ｂを出力する。
【０１１０】
＜反復復号（反復検波）の場合、反復回数ｋ＞
インターリーバ＃１（９１３Ａ１）は、ｋ−１回目のsoft-in/soft-outデコードで得られた復号後の対数尤度比９１２Ａを入力し、これをインターリーブし、インターリーブ後の対数尤度比９１４Ａ１を出力する。ここで、インターリーブ＃１（９１３Ａ１）のインターリーブのパターンは、図７のインターリーバ＃１（５０４Ａ１）のインターリーブパターンと同様である。
【０１１１】
インターリーバ＃２（９１３Ａ２）は、ｋ−１回目のsoft-in/soft-outデコードで得られた復号後の対数尤度比９１２Ａを入力し、これをインターリーブし、インターリーブ後の対数尤度比９１４Ａ２を出力する。ここで、インターリーブ＃２（９１３Ａ２）のインターリーブのパターンは、図７のインターリーバ＃２（５０４Ａ２）のインターリーブパターンと同様である。
【０１１２】
インターリーバ＃３（９１３Ｂ１）は、ｋ−１回目のsoft-in/soft-outデコードで得られた復号後の対数尤度比９１２Ｂを入力し、これをインターリーブし、インターリーブ後の対数尤度比９１４Ｂ１を出力する。ここで、インターリーブ＃３（９１３Ｂ１）のインターリーブのパターンは、図７のインターリーバ＃３（５０４Ｂ１）のインターリーブパターンと同様である。
【０１１３】
インターリーバ＃４（９１３Ｂ２）は、ｋ−１回目のsoft-in/soft-outデコードで得られた復号後の対数尤度比９１２Ｂを入力し、これをインターリーブし、インターリーブ後の対数尤度比９１４Ｂ２を出力する。ここで、インターリーブ＃４（９１３Ｂ２）のインターリーブのパターンは、図７のインターリーバ＃４（５０４Ｂ２）のインターリーブパターンと同様である。
【０１１４】
INNER MIMO検波部９０３は、ベースバンド信号９１６Ｘ、９１６Ｙ、チャネル推定信号群９１７Ｘ、９１７Ｙ、インターリーブ後の対数尤度比９１４Ａ１、９１４Ａ２、９１４Ｂ１、９１４Ｂ２を入力とする。ここで、ベースバンド信号９０１Ｘ、９０１Ｙ、チャネル推定信号群９０２Ｘ、９０２Ｙではなく、ベースバンド信号９１６Ｘ、９１６Ｙ、チャネル推定信号群９１７Ｘ、９１７Ｙを用いているのは、反復復号のため、遅延時間が発生しているためである。
【０１１５】
INNER MIMO検波部９０３の反復復号時の動作が、初期検波時の動作と異なる点は、インターリーブ後の対数尤度比９１４Ａ１、９１４Ａ２、９１４Ｂ１、９１４Ｂ２を信号処理の際に用いていることである。
【０１１６】
INNNER MIMO検波部９０３は、まず、チャネル推定信号群９０２Ｘから、候補信号点を求め、初期検波のときと同様に、Ｅ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）を求める。加えて、INNNER MIMO検波部９０３は、インターリーブ後の対数尤度比９１４Ａ１、９１４Ａ２、９１４Ｂ１、９１４Ｂ２から、式（１１−１）、式（３２）に相当する係数を求める。そして、INNNER MIMO検波部９０３は、この求めた係数を用いてＥ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）の値を補正し、その値をＥ’（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７）とし、これを信号９０４として出力する。
【０１１７】
対数尤度算出部９０５Ａ１は、信号９０４からビットｂ０、ｂ１の対数尤度（log likelihood）を算出し、対数尤度信号９０６Ａ１を出力する。ただし、対数尤度の算出では、“１”のときの対数尤度及び“０”のときの対数尤度が算出される。その算出方法は、式（３１）、式（３２）、式（３３）、式（３４）、式（３５）に示した通りであり、その詳細については、非特許文献６、非特許文献９、非特許文献１０に示されている。
【０１１８】
同様に、対数尤度算出部９０５Ａ２は、信号９０４からビットｂ２、ｂ３の対数尤度を算出し、対数尤度信号９０６Ａ２を出力する。同様に、対数尤度算出部９０５Ｂ１は、信号９０４からビットｂ４、ｂ５の対数尤度を算出し、対数尤度信号９０６Ｂ１を出力する。同様に、対数尤度算出部９０５Ｂ２は、信号９０４からビットｂ６、ｂ７の対数尤度を算出し、対数尤度信号９０６Ｂ２を出力する。
【０１１９】
デインターリーバ９０７Ａ１、９０７Ａ２、９０７Ｂ１、９０７Ｂ２以降の動作は、初期検波と同様である。
【０１２０】
ここで重要な点は、図１２の対数尤度算出部９０９Ａ、９０９Ｂは、２種類の信号を入力とし、対数尤度比を算出している点である。これにより、より大きいダイバーシチゲインを得ることができることになる。その詳細については、図１５を用いて後述する。
【０１２１】
なお、図１２は、図１、図２において、デインターリーバ１１２、２１２の直前、インターリーバ１１４、２１３の直前に配置している加算器に相当するブロックを記載していない。これは、加算器に相当する部分の処理を特別に実施するわけではないからである。ただし、図１２は、図１、図２と同等の演算を行っている。
【０１２２】
図１５は、図７の送信装置５００の符号化部５０２Ａ、５０２Ｂにおいて例えばＬＤＰＣ符号化を用い、かつ、図１２の信号処理部８０９を採用し、soft-in/soft-outデコーダ９１１Ａ、９１１Ｂにおいてsum-product復号を行った場合のファクターグラフである。ただし、変調方式は、一例として、ＱＰＳＫ変調とする。
【０１２３】
図１５において、チェックノードと変数（Variable）ノードが記載されていると同時に検波時のノード１２０１、１２０２、１２０３が記載されている。検波時のノード１２０１は時刻ｉspのときのノードであり、検波時のノード１２０２は時刻ｉsqのときのノードであり、検波時のノード１２０３は時刻ｉsrのときのノードである。
【０１２４】
図７の送信装置５００において、インターリーバ＃１、＃２、＃３、＃４のインターリーブのパターンを異なるようにしているため、図５と同様に、時間（又は周波数）ダイバーシチと空間ダイバーシチゲインがsum-product復号に関する部分で向上する。
【０１２５】
加えて、図１５の特徴は、変数（Variable）ノードから検波時のノードへのエッジが各変数（Variable）ノードにおいて２本存在するところである。例えば、変数（Variable）ノード１２０４において、図１２のデインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ａ１に相当するエッジとデインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ａ２に相当するエッジが存在する。同様に、メッセージノード１２０５において、図１２のデインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ｂ１に相当するエッジとデインターリーブ後の対数尤度信号９０８Ｂ２に相当するエッジが存在する。
【０１２６】
図５の欠点として、“検波におけるダイバーシチゲインが向上するわけではない”ことをあげたが、図１５では、複数の時刻の検波における影響受けるため、検波におけるダイバーシチゲインが向上する。例えば、変数（Variable）ノード１２０４は、時刻ｉsp、ｉsrの影響を受ける。したがって、図５の場合に比べ、図１５ではダイバーシチゲインが向上するため、データの受信品質が向上することになる。
【０１２７】
次に、図７とは異なる送信装置の構成について詳しく説明する。
【０１２８】
図１６は、図７と異なる送信装置の構成例である。図７との対応部分に同一符号を付して示す図１６において、送信装置１３００は、符号化部１３０２と、符号化部１３０２から出力される符号化データ１３０３を各インターリーバ５０４Ａ１、５０４Ａ２、５０４Ｂ１、５０４Ｂ２に分配する分配部１３０４とを有する。
【０１２９】
符号化部１３０１は、入力したデータ１３０１を符号化し、これにより得た符号化データ１３０３を分配部１３０４に出力する。
【０１３０】
分配部１３０４は、符号化データ１３０３を分配することで、変調信号（ストリーム）Ａのデータ５０３Ａをインターリーバ５０４Ａ１、５０４Ａ２に出力すると共に変調信号（ストリーム）Ｂのデータ５０３Ｂをインターリーバ５０４Ｂ１、５０４Ｂ２に出力する。
【０１３１】
分配部１３０４は、符号化データ１３０３として、例えばデータｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，・・・の順で入力された場合、これを変調信号（ストリーム）Ａ用のデータ５０３Ａと変調信号（ストリーム）Ｂ用のデータ５０３Ｂとに交互に割り当てる。よって、分配部１３０４は、データｓ１，ｓ３，ｓ５，・・・を変調信号（ストリーム）Ａのデータ５０３Ａとして出力し、データｓ２，ｓ４，ｓ６，・・・を変調信号（ストリーム）Ｂのデータ５０３Ｂとして出力する。ただし、データの割り当て方は、必ず交互である必要はなく、割り当て方は、どのような方法であってもよい。送信装置１３００の以降の動作は、図７の送信装置５００と同様である。
【０１３２】
図１７は、図１６の送信装置１３００が送信した変調信号を受信するための受信装置の信号処理部の構成例を示している。すなわち、図１１の信号処理部８０９として、図１７の構成の信号処理部１４００を採用すればよい。図１７では、図１２と同様に動作するものについては同一符号を付した。
【０１３３】
Soft-in/soft-outデコーダ１４０１は、対数尤度比信号９１０Ａ、９１０Ｂを入力とし、図１６の符号化部１３０２に対応する復号を行うことで、復号後の対数尤度比１４０２を得る。
【０１３４】
分配器１４０３は、復号後の対数尤度比１４０２を分配することで、変調信号（ストリーム）Ａの復号後の対数尤度比１４０４Ａをインターリーバ＃１（９１３Ａ１）、＃２（９１３Ａ２）に出力すると共に変調信号（ストリーム）Ｂの復号後の対数尤度比１４０４Ｂをインターリーバ＃３（９１３Ｂ１）、＃４（９１３Ｂ２）に出力する。
【０１３５】
ここでは、分配器１４０３には、ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，・・・の順で対数尤度比が入力され、分配部１４０３は、このうちｓ１，ｓ３，ｓ５，・・・の対数尤度比を変調信号（ストリーム）Ａの復号後の対数尤度比１４０４Ａとしてインターリーバ＃１（９１３Ａ１）、＃２（９１３Ａ２）に出力し、ｓ２，ｓ４，ｓ６，・・・の対数尤度比を変調信号（ストリーム）Ｂの復号後の対数尤度比１４０４Ｂとしてインターリーバ＃３（９１３Ｂ１）、＃４（９１３Ｂ２）に出力する。その他の動作は、図１２と同様である。
【０１３６】
このような、図１６、図１７を有するシステムにおいても、図７、図１２を有するシステムと同様のファクターグラフを描くことができる。よって、図１６、図１７のような構成を採用した場合でも、図７、図１２のような構成を採用した場合と同様に受信品質を改善することができる。つまり、符号化器の数は、本実施の形態では、大きな意味を持たず、同一の符号化データを異なるアンテナから複数回送信する点（例えば同一の符号化データ５０３Ａがアンテナ５１０Ａ１、５１０Ａ２から送信されている）と、インターリーブの方法とが、本実施の形態では、受信品質を改善する上で重要である。
【０１３７】
なお、上述した例では、送信アンテナ数４、受信アンテナ数２の場合について説明したが、これに限ったものではない。そのときのシステムの構成方法について説明する。
【０１３８】
図１８は、送信アンテナ数が２Ｍの場合の送信装置の構成例を示している。図１８では、図７と同様に動作するものについては同一符号を付した。
【０１３９】
図１８において、データは、データ＃１、データ＃２・・・データ＃Ｍ（Ｍは２以上の整数）のＭ系統存在する。送信装置１５００は、データ＃１用送信部１５０１＿１〜データ＃Ｍ用送信部１５０１＿Ｍの合計Ｍ個の送信部を有する。また、各送信部１５０１＿１〜１５０１＿Ｍは、それぞれ、入力された送信データを符号化する符号化部５０２Ａ（５０２Ｘ）と、符号化部５０２Ａ（５０２Ｘ）によって得られた符号化データ５０３Ａ（５０３Ｘ）をそれぞれ異なるインターリーブパターンでインターリーブするＮ（Ｎは２以上の整数）個（図１８の例ではＮ＝２）のインターリーバ５０４Ａ１、５０４Ａ２（５０４Ｘ１、５０４Ｘ２）と、各インターリーバ５０４Ａ１、５０４Ａ２（５０４Ｘ１、５０４Ｘ２）によって得られた信号を送信するＮ個のアンテナ５１０Ａ１、５１０Ａ２（５１０Ｘ１、５１０Ｘ２）と、を有する。
【０１４０】
この構成により、送信装置１５００においては、ｋ（ｋ＝１，２………Ｍ）番目のデータ＃ｋは、２種類の異なるインターリーブ処理が施され、２種類の変調信号として送信される。図１８の例では、インターリーバは２Ｍ個存在することになるが、この２Ｍ個のインターリーバのインターリーブパターンを異なるようにしたことが、上述したように重要な点である。
【０１４１】
因みに、図１８の構成を採用したとすると、図８のようなフレーム構成の信号を送信する場合には、チャネル変動を推定するためのパイロットシンボルは、各変調信号（２Ｍ個）に対して必要となる。
【０１４２】
受信装置の構成は、上述した図１１、図１２の構成と比較して、変調信号の増加分の構成要素を追加すればよい。ただし、信号処理部８０９での信号処理方法は、基本的には、図１２の方法と同様である。
【０１４３】
次に、一般化したときの送信装置の構成を、図１９に示す。図１９では、図７と同様に動作するものについては同一符号を付した。
【０１４４】
図１９において、データは、データ＃１、データ＃２・・・データ＃ＭのＭ系統存在する。各送信部１６０１＿１〜１６０１＿Ｍは、それぞれ、インターリーブパターンが異なるＮ個のインターリーバ５０４Ａ１〜５０４ＡＮ（５０４Ｘ１〜５０４ＸＮ）を有する。この構成により、送信装置１６００においては、ｋ（ｋ＝１，２………Ｍ）番目のデータ＃ｋは、Ｎ種類の異なるインターリーブ処理が施され、Ｎ種類の変調信号として送信されることになる（Ｎ個のエッジを得ることができる）。インターリーバはＮＭ個存在することになるが、このＮＭ個のインターリーバのインターリーブパターンを異なるようにしたことが、上述したように重要な点である。
【０１４５】
因みに、図１９の構成を採用したとすると、図８のようなフレーム構成の信号を送信する場合には、チャネル変動を推定するためのパイロットシンボルは、各変調信号（ＮＭ個）に対して必要となる。
【０１４６】
受信装置の構成は、上述した図１１、図１２の構成と比較して、変調信号の増加分の構成要素を追加すればよい。ただし、信号処理部８０９での信号処理方法は、基本的には、図１２の方法と同様である。
【０１４７】
なお、図１８及び図１９では、各送信部１５０１＿１〜１５０１＿Ｍ（１６０１＿１〜１６０１＿Ｍ）毎に１個の符号化部５０２を設けた構成（すなわち合計Ｍ個の符号化部５０２を設けた構成）を説明したが、これに限ったものではなく、Ｍ個の符号化部を１個の符号化器と分配器で構成しても同様に実施することができ、同様の効果を得ることができる。また、Ｍ個より少ない符号化器と、複数の分配器とを設け、符号化後のデータを各送信部１５０１＿１〜１５０１＿Ｍ（１６０１＿１〜１６０１＿Ｍ）のインターリーバに供給しても同様に実施することができる。上述したが、符号化器の数は本実施の形態には影響せず、符号化器の数によらず同様の効果を得ることが可能である。
【０１４８】
また、本実施の形態では、各送信部１５０１＿１〜１５０１＿Ｍ（１６０１＿１〜１６０１＿Ｍ）が全て、同一の送信データから得られた符号化データをそれぞれ異なるインターリーブパターンでインターリーブするＮ（Ｎは２以上の整数）個のインターリーバと、各インターリーバによって得られた信号を送信するＮ個のアンテナと、を有する場合について述べたが、必ずしも、各送信部１５０１＿１〜１５０１＿Ｍ（１６０１＿１〜１６０１＿Ｍ）の全てが上記構成を有する必要はない。各送信部１５０１＿１〜１５０１＿Ｍ（１６０１＿１〜１６０１＿Ｍ）のうち少なくとも一つが上記構成を有すれば、ある程度の効果を得ることができる。
【０１４９】
以上説明したように、本実施の形態の送信装置は、Ｍ（Ｍは２以上の整数）系統の符号化データをそれぞれ、インターリーブし、マッピングして複数のアンテナから送信するＭ個の送信部を有し、前記Ｍ個の送信部のうち少なくとも一つは、同一の送信データから得られた符号化データをそれぞれ異なるインターリーブパターンでインターリーブするＮ（Ｎは２以上の整数）個のインターリーバと、各インターリーバによって得られた信号を送信するＮ個のアンテナと、を具備する構成を採る。これにより、時間・周波数・空間におけるダイバーシチゲインを向上させ、受信装置側でソフト値を用いた反復検波を行う場合に、受信品質を向上させることができる送信装置を実現できる。
【０１５０】
また、本実施の形態で提示した送信方法は、第ｋ（１＜ｋ＜Ｍ：Ｍ＞２）の符号化後のデータを複数の系統に分配し、第ｎ（２＜ｎ＜Ｎ：Ｎ＞２）の分配されたデータは第ｎのインターリーブを施し、マッピングされた変調信号を第ｎのアンテナから送信し（ｎ＞２）、前記Ｎ個のインターリーブパターンが異なるようにする方法である。これにより、時間・周波数・空間におけるダイバーシチゲインを向上させ、受信装置側でソフト値を用いた反復検波を行う場合に、受信品質を向上させることができる送信方法を実現できる。
【０１５１】
なお、本実施の形態においては、主に、受信装置のアンテナ数が２本の場合について説明したが、受信装置のアンテナ数が増えても、同様に実施することができる。つまり、受信装置のアンテナ数は、本実施の形態の本質的な動作及び効果に影響を与えるものではない。
【０１５２】
また、本実施の形態では、主にＬＤＰＣ符号を例に説明したが、これに限ったものではない。また、soft-in/soft-outデコーダによってsum-product復号を行う場合を例に説明したが、これに限ったものではなく、例えば、ＢＣＪＲアルゴリズム、ＳＯＶＡアルゴリズム、Ｍｓｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズム等の他のsoft-in/soft-outの復号方法を用いてもよい。これらの復号方法の詳細については、非特許文献１１等に示されている。
【０１５３】
また、本実施の形態では、シングルキャリア方式を例に説明したが、これに限ったものではなく、マルチキャリア方式にも同様に適用できる。また、本実施の形態の送信装置及び方法は、例えば、スペクトル拡散通信方式、ＯＦＤＭ方式、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single carrier Frequency Division Multiple Access）等に適用することができる。
【０１５４】
また、データシンボル以外のシンボル、例えば、パイロットシンボル（プリアンブル、ユニークワード等）や制御情報用のシンボルは、フレーム中にどのように配置されていても実施可能である。これは、後述する実施の形態についても同様である。
【０１５５】
因みに、本実施の形態の送信装置及び送信方法は、非特許文献１２に記載された送信方法と比較した場合、複素共役を行う必要がないことや、インターリーバに相当する処理の挿入位置が異なる等の違いがある。これにより、非特許文献１２に記載された送信方法と比較して、本実施の形態の送信装置及び送信方法は、例えば、３回送信、４回送信に容易に対応できるといった利点がある。
【０１５６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明をマルチキャリア方式に適用した場合の一例として、ＯＦＤＭ方式に適用した場合について説明する。実施の形態１では、一般化を含めた送信方法、送信装置、受信方法、受信装置について説明したが、ここでは、説明を簡単化するために、図７、図１１、図１２の構成をＯＦＤＭ方式に変更した例を説明する。当然であるが、実施の形態１で説明した一般化した構成をＯＦＤＭ方式に変更して実施することもできる。
【０１５７】
図７との対応部分に同一符号を付して示す図２０は、本実施の形態における送信装置の構成例である。送信装置１７００のマッピング部５０６Ａ１、５０６Ａ２は、それぞれ、ベースバンド信号５０７Ａ１、５０７Ａ２をシリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１７０１Ａ１、１７０１Ａ２に出力する。また、マッピング部５０６Ｂ１、５０６Ｂ２は、それぞれ、ベースバンド信号５０７Ｂ１、５０７Ｂ２をシリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１７０１Ｂ１、１７０１Ｂ２に出力する。
【０１５８】
シリアルパラレル変換部１７０１Ａ１、１７０１Ａ２は、それぞれ、ベースバンド信号５０７Ａ１、５０７Ａ２をシリアルパラレル変換し、パラレル信号１７０２Ａ１、１７０２Ａ２を逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１７０３Ａ１、１７０３Ａ２に出力する。
【０１５９】
フーリエ変換部１７０３Ａ１、１７０３Ａ２は、それぞれ、パラレル信号１７０２Ａ１、１７０２Ａ２を逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換後の信号１７０４Ａ１、１７０４Ａ２を無線部１７０５Ａ１、１７０５Ａ２に出力する。
【０１６０】
無線部１７０５Ａ１、１７０５Ａ２は、それぞれ、逆フーリエ変換後の信号１７０４Ａ１、１７０４Ａ２に対して、周波数変換等の処理を施し、これにより得た送信信号１７０６Ａ１、１７０６Ａ２をアンテナ１７０７Ａ１、１７０７Ａ２に出力する。
【０１６１】
シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１７０１Ｂ１、１７０１Ｂ２、逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１７０３Ｂ１、１７０３Ｂ２、無線部１７０５Ｂ１、１７０５Ｂ２の動作は、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１７０１Ａ１、１７０１Ａ２、逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１７０３Ａ１、１７０３Ａ２、無線部１７０５Ａ１、１７０５Ａ２の動作と同様なので、その説明は省略する。
【０１６２】
図２１は、送信装置１７００の送信フレーム構成例を示している。横軸は時間、縦軸は周波数である。図２１において、図８と同様のものについては同一符号を付した。図２１が図８と異なる点は、サブキャリアが存在するため、周波数軸方向にもシンボルが存在する点である。図２１の場合、同一サブキャリア番号のシンボルは異なるアンテナから同一周波数で同一時刻に送信される。
【０１６３】
図１１との対応部分に同一符号を付して示す図２２に、本実施の形態における受信装置の構成例を示す。受信装置１９００は、送信装置１７００から送信された信号を、アンテナ１９０１＿Ｘ、１９０１＿Ｙによって受信する。
【０１６４】
無線部１９０３＿Ｘは、アンテナ１９０１＿Ｘで受信された受信信号１９０２＿Ｘに対して、周波数変換等の処理を施し、これにより得たベースバンド信号１９０４＿Ｘをフーリエ変換及びパラレルシリアル変換部（ＦＦＴ・Ｐ／Ｓ変換部）１９０５＿Ｘに出力する。フーリエ変換及びパラレルシリアル変換部１９０５＿Ｘは、ベースバンド信号１９０４＿Ｘをフーリエ変換した後にパラレルシリアル変換し、これにより得たシリアル信号８０４＿Ｘを出力する。
【０１６５】
無線部１９０３＿Ｙ、フーリエ変換及びパラレルシリアル変換部（ＦＦＴ・Ｐ／Ｓ変換部）１９０５＿Ｙは、上述した無線部１９０３＿Ｘ、フーリエ変換及びパラレルシリアル変換部（ＦＦＴ・Ｐ／Ｓ変換部）１９０５＿Ｘと同様の処理を行う。また、ＦＦＴ・Ｐ／Ｓ変換部１９０５＿Ｘ、１９０５＿Ｙ以降の回路は、実施の形態１で説明したのと同様の処理を行う。
【０１６６】
これにより、実施の形態１で述べた処理を、ＯＦＤＭ方式でも同様に実施することができる。
【０１６７】
次に、図２０の送信装置１７００、図２２の受信装置１９００と異なる送受信装置の構成例について説明する。
【０１６８】
図７及び図２０との対応部分に同一符号を付して示す図２３に、送信装置の他の構成例を示す。以降では、図２３において、図７、図２０と異なる部分について説明を行う。
【０１６９】
図２３の送信装置２０００においては、インターリーバ５０４Ａ１、５０４Ａ２、５０４Ｂ１、５０４Ｂ２のインターリーブパターンがすべて同一のとされている。つまり、インターリーバ５０４Ａ１、５０４Ａ２、５０４Ｂ１、５０４Ｂ２を、すべて同一のインターリーバ＃１により構成する。
【０１７０】
加えて、送信装置２０００は、並べ替え部＃１〜＃４（２００１Ａ１、２００１Ａ２、２００１Ｂ１、２００１Ｂ２）を有する。並べ替え部＃１（２００１Ａ１）は、パラレル信号１７０２Ａ１を入力とし、並べ替えを行い、並べ替え後のパラレル信号２００２Ａ１を出力する。並べ替え部＃２〜＃４（２００１Ａ２、２００１Ｂ１、２００１Ｂ２）も同様に、パラレル信号１７０２Ａ２、１７０２Ｂ１、１７０２Ｂ２を入力とし、並べ替えを行い、並べ替え後のパラレル信号２００２Ａ２、２００２Ｂ１、２００２Ｂ２を出力する。
【０１７１】
ここで、並べ替え部＃１（２００１Ａ１）、並べ替え部＃２（２００１Ａ２）、並べ替え部＃３（２００１Ｂ１）、並べ替え部＃４（２００１Ｂ２）の並べ替え方法は、すべて異なる。
【０１７２】
図２４は、並べ替え方法の一例を示している。図２４（ａ）は、並べ替えを行う前のパラレル信号の周波数軸におけるデータの配置を示している。図中の１つの□は１サブキャリアを示している。＃１、＃２、＃３は、データシンボルを識別するために付した符号である。
【０１７３】
並べ替え部＃１（２００１Ａ１）は、図２４（ａ）の順番のシンボルを、図２４（ｂ）の順番に並べ替える。並べ替え部＃２（２００１Ａ２）は、図２４（ａ）の順番のシンボルを、図２１（ｃ）の順番に並べ替える。並べ替え部＃３（２００１Ｂ１）は、図２４（ａ）の順番のシンボルを、図２４（ｄ）の順番に並べ替える。並べ替え部＃４（２００１Ｂ２）は、図２４（ａ）の順番のシンボルを、図２４（ｅ）の順番に並べ替える。
【０１７４】
送信装置２０００から送信された信号を受信する受信装置は、図２２に示したのと同様に構成すればよい。ただし、信号処理部８０９に設けられるデインターリーバ９０７Ａ１、９０７Ａ２、９０７Ｂ１、９０７Ｂ２（図１２）及びインターリーバ９１３Ａ１、９１３Ａ２、９１３Ｂ１、９１３Ｂ２（図１２）のインターリーブパターンを、図２３のインターリーバと並べ替え部とによるデータの順番の入れ替えに対応したものとする必要がある。
【０１７５】
以上のように、本実施の形態の送信装置及び送信方法によれば、マルチキャリア方式の送信装置及び送信方法においても、実施の形態１と同様に、時間・周波数・空間におけるダイバーシチゲインを向上させ、受信装置側でソフト値を用いた反復検波を行う場合に、受信品質を向上させることができる送信装置及び送信方法を実現できる。
【０１７６】
なお、本実施の形態においては、送信アンテナ数４、受信アンテナ数２の場合について説明したが、これに限ったものではなく、実施の形態１で説明した一般化した構成及び方法についても、本実施の形態のＯＦＤＭ化の手法を展開できる。
【０１７７】
また、実施の形態１でも説明したように、符号化部の数は、本実施の形態では、大きな意味を持たず、同一の符号化データを異なるアンテナから複数回送信する点と、インターリーブの方法とが、本実施の形態では、受信品質を改善する上で重要である。
【０１７８】
（実施の形態３）
実施の形態１、２では、インターリーバを用いてダイバーシチゲインを向上させる送信方法、送信装置、受信方法、受信装置の説明をしたが、本実施の形態では、同様の効果を得るための異なる方法及び装置について説明する。
【０１７９】
図７との対応部分に同一符号を付して示す図２５に、本実施の形態における送信装置の構成例を示す。送信装置２２００は、記憶部２２０１Ａ、２２０１Ｂを有する。
【０１８０】
記憶部２２０１Ａは、符号化データ５０３Ａを一時記憶し、ある時間に、記憶されたデータ２２０２Ａを出力する。同様に、記憶部２２０１Ｂは、符号化データ５０３Ｂを一時記憶し、ある時間に、記憶されたデータ２２０２Ｂを出力する。
【０１８１】
図２６は、送信装置２２００から送信される時間軸における送信フレーム構成例を示している。図を簡単化するために、図２６では、パイロットシンボルや制御シンボルは、省略している。図８と同様に、同一時刻のシンボルは、同一周波数を用いて、異なるアンテナから送信される。図２６において、“データ群”とは、複数のビットで構成され、反復復号（反復検波）を行うデータの単位（纏まり）を示す。
【０１８２】
図２６では、図２５の変調信号（ストリーム）Ａ１のフレーム構成（つまりアンテナ５１０Ａ１から送信する信号のフレーム構成）と、図２５の変調信号（ストリーム）Ａ２のフレーム構成（つまりアンテナ５１０Ａ２から送信する信号のフレーム構成）と、図２５の変調信号（ストリーム）Ｂ１のフレーム構成（つまりアンテナ５１０Ｂ１から送信する信号のフレーム構成）と、図２５の変調信号（ストリーム）Ｂ２のフレーム構成（つまりアンテナ５１０Ｂ２から送信する信号のフレーム構成）とが示されている。
【０１８３】
参照符号２３０１Ａは、データＡ群のｉ−１番目のデータ群を示しており、変調信号（ストリーム）Ａ１、変調信号（ストリーム）Ａ２において、異なる時間に送信される。同様に、参照符号２３０２Ａは、データＡ群のｉ番目のデータ群を示しており、変調信号（ストリーム）Ａ１、変調信号（ストリーム）Ａ２において、異なる時間に送信される。同様に、参照符号２３０３Ａは、データＡ群のｉ＋１番目のデータ群を示しており、変調信号（ストリーム）Ａ１、変調信号（ストリーム）Ａ２において、異なる時間に送信される。参照符号２３０４Ａは、データＡ群のｉ＋２番目のデータ群を示しており、変調信号（ストリーム）Ａ１、変調信号（ストリーム）Ａ２において、異なる時間に送信される。
【０１８４】
参照符号２３０１Ｂは、データＢ群のｉ−１番目のデータ群を示しており、変調信号（ストリーム）Ｂ１、変調信号（ストリーム）Ｂ２において、異なる時間に送信される。同様に、参照符号２３０２Ｂは、データＡ群のｉ番目のデータ群を示しており、変調信号（ストリーム）Ｂ１、変調信号（ストリーム）Ｂ２において、異なる時間に送信される。同様に、参照符号２３０３Ｂは、データＢ群のｉ＋１番目のデータ群を示しており、変調信号（ストリーム）Ｂ１、変調信号（ストリーム）Ｂ２において、異なる時間に送信される。同様に、参照符号２３０４Ｂは、データＢ群のｉ＋２番目のデータ群を示しており、変調信号（ストリーム）Ｂ１、変調信号（ストリーム）Ｂ２において、異なる時間に送信される。
【０１８５】
図２５の送信装置２２００は、インターリーバ＃１（５０４Ａ１）、インターリーバ＃２（５０４Ａ２）、インターリーバ＃３（５０４Ｂ１）、インターリーバ＃４（５０４Ｂ２）のインターリーブパターンがすべて異なるようになっている。これにより、受信装置において、実施の形態１と同様にダイバーシチゲインが向上するため、受信品質が向上する。
【０１８６】
ただし、すべてのインターリーブパターンが異なる場合とは別に、以下のような構成でも同様の効果を得ることができる。その構成とは、次の＜１＞の条件及び＜２＞の条件を満たす構成である。
【０１８７】
＜１＞インターリーバ＃１のインターリーブのパターンとインターリーバ＃３のインターリーブのパターンとが異なる。
【０１８８】
＜２＞インターリーバ＃１のインターリーブのパターンとインターリーバ＃２のインターリーブのパターンとが同一であり、かつ、インターリーバ＃３のインターリーブパターンとインターリーバ＃４のインターリーブのパターンとが同一である。
【０１８９】
＜１＞の条件が必要な理由は、実施の形態１で説明したように、図４、図５のファクターグラフの違いから明らかである。
【０１９０】
また、＜２＞の条件であっても（すなわち同一のインターリーブパターンのインターリーバが存在しても）、図２６のフレーム構成のように、同一データ群を異なる時間で送信すれば、図１５のようなファクターグラフを描くことができる。したがって、実施の形態１と同様にダイバーシチゲインが向上するため、受信品質が向上する。また、＜２＞のように実施すると、インターリーバを共用化することができるので、演算規模及び回路規模を削減できる。
【０１９１】
なお、図２５の例では、インターリーバ５０４の前段に記憶部２２０１を設けることで、各インターリーバ５０４に入力される符号化データ間に時間差を付与ようにしたが、インターリーバ５０４の後段に記憶部を設けることで、各インターリーバ５０４から出力されるインターリーブされた各符号化データ間に時間差を付与するようにしてもよい。
【０１９２】
本実施の形態のようにして送信された信号を受信する受信装置の構成は、基本的には、実施の形態１で説明した、図１１、図１２のようにすればよい。ただし、図１３と同様の動作を可能するためには、図２６に示すシンボルをすべて受信完了後、図１３と同様の反復動作を行う必要がある。
【０１９３】
以上のように実施することで、実施の形態１と同様に、ダイバーシチゲインが向上するため、受信品質が向上する。
【０１９４】
なお、本実施の形態において、送信アンテナ数４、受信アンテナ数２の場合について説明したが、これに限ったものではなく、実施の形態１で説明した一般化した構成及び方法についても、本実施の形態の手法を展開できる。
【０１９５】
また、受信装置のアンテナ数が２本の場合について説明したが、受信装置のアンテナ数が増えても、同様に実施することができる。つまり、受信装置のアンテナ数は、本実施の形態の本質的な動作及び効果に影響を与えるものではない。
【０１９６】
また、実施の形態１でも説明したように、符号化部の数は、本実施の形態では、大きな意味を持たず、同一の符号化データを異なるアンテナから複数回送信する点と、インターリーブの方法とが、本実施の形態では、受信品質を改善する上で重要である。
【０１９７】
また、本実施の形態では、シングルキャリア方式を例に説明したが、これに限ったものではなく、マルチキャリア方式にも同様に適用できる。また、本実施の形態の送信装置及び方法は、例えば、スペクトル拡散通信方式、ＯＦＤＭ方式、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single carrier Frequency Division Multiple Access）等に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
本発明は、複数のアンテナからそれぞれ異なる変調信号を送信する無線システムに広く適用でき、例えばＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ通信システムに適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】Ｎｔ×Ｎｒ空間多重ＭＩＭＯシステムの構成を示し、図１Ａは送信装置の概略構成を示し、図１Ｂは受信装置の概略構成を示す図
【図２】実施の形態１のシステムモデルを示す図であり、図２Ａは送信装置の概略構成を示し、図２Ｂは受信装置の概略構成を示す図
【図３】インターリーブ後のシンボルの順番の説明に供する図
【図４】ストリームＡ、ストリームＢのインターリーブパターンが同一の場合のファクターグラフ
【図５】ストリームＡ、ストリームＢのインターリーブパターンが異なる場合のファクターグラフ
【図６】シングルアンテナから複数のストリームの信号を送信する送信装置の構成例を示すブロック図
【図７】実施の形態１の送信装置の構成例を示すブロック図
【図８】実施の形態１における送信信号のフレーム構成例を示す図
【図９】ＭＩＭＯ通信システムにおける送受信アンテナ間の関係の説明に供する図
【図１０】実施の形態１における符号化部とインターリーバの詳細動作の説明に供するブロック図
【図１１】実施の形態１の受信装置の構成例を示すブロック図
【図１２】受信装置において検波及び復号を行う信号処理部の構成例を示すブロック図
【図１３】反復復号（反復検波）の説明に供する図
【図１４】候補信号点と受信信号点との関係を示す図
【図１５】実施の形態１の構成によって得られるファクターグラフ
【図１６】実施の形態１の送信装置の構成例を示すブロック図
【図１７】受信装置において検波及び復号を行う信号処理部の構成例を示すブロック図
【図１８】実施の形態１の送信装置の構成例を示すブロック図
【図１９】実施の形態１の送信装置の構成例を示すブロック図
【図２０】実施の形態２の送信装置の構成例を示すブロック図
【図２１】実施の形態２における送信信号のフレーム構成例を示す図
【図２２】実施の形態２の受信装置の構成例を示すブロック図
【図２３】実施の形態２の送信装置の構成例を示すブロック図
【図２４】実施の形態２における周波数軸方向でのシンボル並べ替え例を示す図
【図２５】実施の形態３の送信装置の構成例を示すブロック図
【図２６】実施の形態３における送信信号のフレーム構成例を示す図
【符号の説明】
【０２００】
１０１、２０１＿１、２０１＿２、５０２Ａ、５０２Ｂ、１３０２  符号化部
１０２、２０２＿１、２０２＿２、２１３＿１、２１３＿２、５０４Ａ１、５０４Ａ２、５０４Ｂ１、５０４Ｂ２、９１３Ａ１、９１３Ａ２、９１３Ｂ１、９１３Ｂ２  インターリーバ
１１２、２１２＿１、２１２＿２、９０７Ａ１、９０７Ａ２、９０７Ｂ１、９０７Ｂ２  デインターリーバ
１１３、２１４＿１、２１４＿２、９１１Ａ、９１１Ｂ  outer soft-in/soft-out decoder
５００、１３００、１５００、１６００、１７００、２０００、２２００  送信装置
８００、１９００  受信装置
８０９、１４００  信号処理部
１３０４、１４０３  分配部
１５０１＿１〜１５０１＿Ｍ、１６０１＿１〜１６０１＿Ｍ  送信部
【図１】
0005089270.tif 000043
【図２】
0005089270.tif 000044
【図３】
0005089270.tif 000045
【図４】
0005089270.tif 000046
【図５】
0005089270.tif 000047
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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