(57)【要約】  【課題】  誤り訂正能力を改善させることができる無線送信装置を提供することを目的とする。  【解決手段】  無線送信装置は、送信データに対して畳込み符号化を行う畳込み符号化部１０２と、畳込み符号化後のビットをインタリーブするインタリーブ部１０４と、インタリーブされたビットをＭＳＰＬマッピングして変調信号を生成するＭＳＰＬマップ部１０５と、送信データに対してＬＤＰＣ符号によって誤り訂正符号化を行うＬＤＰＣ符号化部１０３と、ＬＤＰＣ符号化後のビットをＧｒａｙマッピングパターンを用いて変調信号点へマッピングして変調信号を生成するＧｒａｙマップ部１０６と、ＭＳＰＬマップ部１０５にて生成される変調信号とＧｒａｙマップ部１０６にて生成される変調信号のうち、送信信号として用いる変調信号を選択する選択部１０７と、選択された変調信号を無線受信装置２００に対して送信する無線部１０９とを備える。【選択図】  図１
2009111941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誤り訂正符号化を行うことができる無線送信装置であって、送信データを符号化した誤り訂正符号の種類に応じて異なるマッピングパターンを用いて、誤り訂正符号化後のビットを変調信号点へマッピングして変調信号を生成する無線送信装置。
【請求項２】
反復デマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行った場合には、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを用い、反復デマップ以外のデマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行った場合には、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いて、誤り訂正符号化後のビットをマッピングする請求項１に記載の無線送信装置。
【請求項３】
ＬＤＰＣ符号によって誤り訂正符号化を行った場合には、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いて、誤り訂正符号化後のビットをマッピングする請求項２に記載の無線送信装置。
【請求項４】
送信データに対して、反復デマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行う第１の符号化部と、
前記第１の符号化部による誤り訂正符号化後のビットをインタリーブするインタリーブ部と、
インタリーブされたビットを、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを用いて変調信号点へマッピングして変調信号を生成する第１のマップ部と、
送信データに対して、反復デマップ以外のデマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行う第２の符号化部と、
前記第２の符号化部による誤り訂正符号化後のビットをＧｒａｙマッピングパターンを用いて変調信号点へマッピングして変調信号を生成する第２のマップ部と、
前記第１のマップ部にて生成される変調信号と前記第２のマップ部にて生成される変調信号のうち、送信信号として用いる変調信号を選択する選択部と、
選択された変調信号を無線受信装置に対して送信する無線部と、
を備えた無線送信装置。
【請求項５】
前記第１の符号化部は、畳込み符号化を行う請求項４に記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記第１のマップ部は、入力されたビットをＭＳＰＬマッピングパターンを用いた変調信号点へマッピングする請求項４に記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記第２の符号化部は、ＬＤＰＣ符号化を行う請求項４に記載の無線送信装置。
【請求項８】
受信信号を、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンから構成される候補信号点を用いてデマップする第１のデマップ部と、
前記第１のデマップ部から出力された送信ビットに対する対数尤度比あるいは対数外部値比をデインタリーブするデインタリーブ部と、
前記デインタリーブ後の対数尤度比あるいは対数外部値比を用いて軟入力軟出力の復号を行う第１の復号部と、
前記第１の復号部から出力される符号ビットに対する対数外部値比をインタリーブするインタリーブ部と、
受信信号をＧｒａｙマッピングパターンから構成される候補信号点を用いてデマップする第２のデマップ部と、
前記第２のデマップ部から出力された送信ビットに対する対数尤度比を用いて軟入力軟出力復号を行う第２の復号部と、
前記第１の復号部から出力される符号ビットに対する対数事後確率比と前記第２の復号部から出力される符号ビットに対する対数事後確率比のいずれかを、受信信号に施されている誤り訂正符号化あるいは変調方式に基づいて選択する選択部と、
を備えた無線受信装置。
【請求項９】
前記第１のデマップ部と前記第１の復号部は、前記デインタリーブ部及び前記インタリーブ部を介して前記送信ビットに対する対数尤度比あるいは対数外部値比、前記符号ビットに対する対数外部値比のやり取りを行い、デマップと軟入力軟出力の復号を反復して行う請求項８に記載の無線受信装置。
【請求項１０】
無線送信装置であって、データの送信先である無線受信装置の電波の受信状況に応じて異なるマッピングパターンを用いて送信ビットを変調信号点へマッピングして変調信号を生成する無線送信装置。
【請求項１１】
データの送信先である無線受信装置における電波の受信状況を示す情報を、前記無線受信装置から受信する受信状況情報受信部と、
前記受信状況に基づいてマッピングパターンを決定するＭＣＳ決定部と、
前記ＭＣＳ決定部に決定されたマッピングパターンで送信ビットをマッピングして変調信号を生成するマップ部と、
前記マップ部にて生成された変調信号を送信する無線部と、
を備える無線送信装置。
【請求項１２】
前記ＭＣＳ決定部は、前記受信状況が所定の閾値より悪い場合に、誤り訂正符号化方式として反復デマップに用いられる符号を選択し、前記受信状況が所定の閾値より良い場合に、誤り訂正符号化方式として反復デマップ以外のデマップに用いられる符号を選択する請求項１１に記載の無線送信装置。
【請求項１３】
前記ＭＣＳ決定部は、前記受信状況が所定の閾値より悪い場合に、マッピングパターンとして隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを選択し、前記受信状況が所定の閾値より良い場合に、Ｇｒａｙマッピングパターンを選択する請求項１１に記載の無線送信装置。
【請求項１４】
前記無線部は、前記無線受信装置における電波の受信状況を測定するための受信状況測定用フレームを送信すると共に、当該受信状況測定用フレームを送信したときの送信電力と同一の送信電力で前記変調信号を送信する請求項１１に記載の無線送信装置。
【請求項１５】
無線送信装置から送信される電波の受信状況に応じて、誤り訂正符号化の種類またはマッピングパターンの変更を要求する情報を前記無線送信装置にフィードバックする無線受信装置。
【請求項１６】
ＭＩＭＯ無線送信装置であって、データの送信先である無線受信装置における電波の受信状況に応じて、ビットをマッピングする際のマッピングパターンをストリーム単位で決定し、決定されたマッピングパターンを用いて前記ストリーム単位で送信ビットをマッピングして変調信号を生成するＭＩＭＯ無線送信装置。
【請求項１７】
ＭＩＭＯ無線送信装置であって、
複数のアンテナから送信されたそれぞれの電波の無線受信装置における受信状況を示す情報を、前記無線受信装置から受信する受信状況情報受信部と、
前記受信状況に基づいて、前記各アンテナから送信されるストリーム単位でマッピングパターンを決定するＭＣＳ決定部と、
前記ＭＣＳ決定部に決定されたマッピングパターンを用いて前記ストリーム単位で送信ビットをマッピングして変調信号を生成するマップ部と、
前記マップ部にてマッピングされた変調信号を前記複数のアンテナから送信する無線部と、
を備えたＭＩＭＯ無線送信装置。
【請求項１８】
前記受信状況を示す情報に基づいて、前記受信状況が最も悪いアンテナから送信するストリームに対しては、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを用い、残りのストリームに対しては、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いる請求項１７に記載のＭＩＭＯ無線送信装置。
【請求項１９】
ＭＩＭＯ無線受信装置であって、
複数のストリームのうち、受信状況が最も悪いストリームを除くストリームの干渉レプリカ信号を生成し、空間多重信号のストリーム間干渉の除去を行うストリーム間干渉除去部と、
ストリーム間干渉の除去後の信号に対して、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンから構成される候補信号点を用いてデマップする第１のデマップ部と、
前記第１のデマップ部から出力される送信ビットに対する対数尤度比あるいは対数外部値比をデインタリーブするデインタリーブ部と、
前記デインタリーブ後の対数尤度比あるいは対数外部値比を用いて軟入力軟出力の復号を行う第１の復号部と、
前記第１の復号部から出力される符号ビットに対する対数外部値比をインタリーブするインタリーブ部と、
受信信号をＧｒａｙマッピングパターンから構成される候補信号点を用いてデマップする第２のデマップ部と、
前記第２のデマップ部から出力された送信ビットに対する対数尤度比を用いて、反復デマップ以外の復号を行う第２の復号部と、
前記第１の復号部から出力される符号ビットに対する対数事後確率比と前記第２の復号部から出力される符号ビットに対する対数事後確率比のいずれかを、受信信号に施されている誤り訂正符号化あるいは変調方式に基づいて選択する選択部と、
を備えた無線受信装置。
【請求項２０】
前記第１のデマップ部と第１の復号部は、デインタリーブ部及びインタリーブ部を介して送信ビットに対する対数尤度比あるいは対数外部値比、符号ビットに対する対数外部値比のやり取りを行い、デマップと軟入力軟出力の復号を反復して行う請求項１９に記載の無線受信装置。
【請求項２１】
送信データに対して誤り訂正符号化を行うステップと、
誤り訂正符号の種類に応じて異なるマッピングパターンを用いて、誤り訂正符号化後のビットを変調信号点へマッピングして変調信号を生成するステップと、
前記変調信号を無線受信装置に対して送信するステップと、
を備えた無線送信方法。
【請求項２２】
データの送信先である無線受信装置から送信された当該無線受信装置の電波の受信状況を示す情報に基づいてマッピングパターンを決定するステップと、
決定されたマッピングパターンで送信ビットをマッピングするステップと、
変調された信号を無線受信装置に対して送信するステップと、
を備える無線送信方法。
【請求項２３】
データの送信先である無線受信装置から送信された当該無線受信装置の電波の受信状況を示す情報に基づいて、ストリーム単位でマッピングパターンを決定するステップと、
決定されたマッピングパターンを用いて前記ストリーム単位で送信ビットをマッピングするステップと、
変調された信号を無線受信装置に対して送信するステップと、
を備えるＭＩＭＯ無線送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおいて、符号化変調を行う無線送信装置および無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の符号化変調方式として、例えば非特許文献１に記載された方式が知られている。非特許文献１は、ＢＩＣＭ（Bit Interleaved Coded Modulation）という方式で符号化変調された信号に対して、反復してデマップと誤り訂正復号を行うことで、受信信号の誤り率を改善する方法を記載している。
【０００３】
図１２は、非特許文献１に記載された従来の送信装置、受信装置の構成を示す図である。図１２を用いて非特許文献１の技術内容について簡単に説明する。図１２において、装置１０００は従来の送信装置の構成を示し、装置１１００は従来の受信装置の構成を示す。
【０００４】
無線送信装置１０００の誤り訂正符号化部１００１は、入力された情報ビットに対して、誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化部１００１は、生成した誤り訂正符号ビットをインタリーブ部１００２に出力する。インタリーブ部１００２は、入力された符号ビットをインタリーブし、マップ部１００３に出力する。マップ部１００３は、入力されたインタリーブ後のビットを変調信号点へとマッピングする。
【０００５】
図１３は、マップ部１００３において用いるマッピングパターンの例を示す図である。図１３は、ＭＳＰＬ(Modified Set Partitioning Labeling)による１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）変調方式のマッピングパターンを示しており、４ビットをどの信号点に配置するかを示している。マップ部１００３は、入力されたインタリーブ後のビットを、４ビット単位で、図１３に示す信号点へとマッピングする。マップ部１００３は、マッピング後の変調信号を無線部１００４に出力する。無線部１００４は、入力された変調信号を無線信号へと変換し、無線伝搬路へと出力する。
【０００６】
無線受信装置１１００は、無線送信装置１０００から出力された無線信号を受信する。無線部１１０１は、受信した無線信号をダウンコンバートし、デマップ部１１０２に出力する。デマップ部１１０２は、入力された受信信号点のデマップを行う。デマップ部１１０２は、デマップにより送信ビットに対する対数尤度比を求め、求めた対数尤度比を出力する。ここで求める対数尤度比の詳細な式は、非特許文献１に記載されている。また、送信ビットとは、変調信号点へとマッピングされているビットを表している。
【０００７】
デインタリーブ部１１０３には、デマップ部１１０２から送信ビットに対する対数尤度比が入力される。デインタリーブ部１１０３は、入力された送信ビットに対する対数尤度比をデインタリーブし、デインタリーブした対数尤度比を出力する。誤り訂正復号部１１０５は、デインタリーブ部１１０３から入力された対数尤度比を用いて誤り訂正復号する。ここで、送信ビットに対する対数尤度比は、デインタリーブ後には、符号ビットに対する対数尤度比として使用する。符号ビットは、誤り訂正符号化後のビットに相当する。誤り訂正復号部１１０５は、軟入力軟出力の復号を行う。誤り訂正復号部１１０５は、軟入力軟出力の復号において符号ビットに対する事後確率の対数比（対数事後確率比）、外部値の対数比（対数外部値比）を求める。誤り訂正復号部１１０５は、対数外部値比をインタリーブ部１１０４に出力する。符号ビットに対する対数事後確率比、対数外部値比の詳細な式は、非特許文献１に記載されている。
【０００８】
インタリーブ部１１０４は、誤り訂正復号部１１０５から入力された符号ビットに対する対数外部値比をインタリーブし、インタリーブした対数外部値比を出力する。デマップ部１１０２は、インタリーブ部１１０４から出力された対数外部値比を送信ビットに対する事前確率の対数比（対数事前確率比）として使用する。デマップ部１１０２は、インタリーブ部１１０４から入力された送信ビットに対する対数事前確率比を用いて再度受信信号のデマップを行う。このとき、デマップ部１１０２は、送信ビットに対する対数外部値比を求める。求める対数外部値比の詳細な式は、非特許文献１に記載されている。
【０００９】
以降同様に、無線受信装置１１００は、デマップ部１１０２、デインタリーブ部１１０３、誤り訂正復号部１１０５、インタリーブ部１１０４において、反復してデマップと誤り訂正復号を行う。無線受信装置１１００は、デマップと誤り訂正復号の反復を行い、符号ビットに対する対数事後確率比の更新を行っていく。無線受信装置１１００は、デマップと誤り訂正復号を規定の反復回数行う。無線受信装置１１００は、規定の反復後の誤り訂正復号部１１０５における符号ビットに対する対数事後確率比から、最終的に情報ビットの復号を行う。
【００１０】
従来、変調信号点のマッピングパターンとしてＭＳＰＬによるパターンを用いている。変調信号点のマッピングパターンをＭＳＰＬによるパターンとした場合、上記のように反復してデマップと誤り訂正復号を行うことで、マッピングされたビット単位で見た場合の信号点間距離を大きくできるという効果があった。
【非特許文献１】Aik Chindapol and James A. Ritcey, “Design, Analysis, and Performance Evaluation for BICM-ID with Square QAM Constellations in Rayleigh Fading Channels,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 19, No.5, May 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記した従来の構成は、使用する誤り訂正符号化に畳込み符号を用いる場合の構成であった。一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの規格に示されるように、複数の誤り訂正符号化方法が一つの通信システムに導入される場合がある。例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、畳込み符号とＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号が導入されている。
【００１２】
このとき、ＬＤＰＣ符号化後のビットに対して、従来と同様のマッピングパターンを用いて変調し、無線受信装置において反復してデマップと誤り訂正復号を行った場合、無線受信装置における誤り率が劣化するという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、上記背景に鑑み、受信信号の誤りを訂正する能力を改善させることができる無線送信装置および無線受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の無線送信装置は、複数の誤り訂正符号化を行うことができる無線送信装置であって、送信データを符号化した誤り訂正符号の種類に応じて異なるマッピングパターンを用いて、誤り訂正符号化後のビットを変調信号点へマッピングして変調信号を生成する。
【００１５】
この構成により、誤り訂正符号の種類に応じて適切なマッピングパターンを用いて変調することができるので、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。
【００１６】
本発明の無線送信装置は、反復デマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行った場合には、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを用い、反復デマップ以外のデマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行った場合には、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いて、誤り訂正符号化後のビットをマッピングしてもよい。
【００１７】
反復デマップを行う場合には、１ビット異なるマッピングができるだけ離れた信号点に配置されたマッピングパターンの方が、反復デマップによる誤り訂正能力を高めることができる。従って、反復デマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行った場合に、１ビット異なるマッピングが隣接して配置されていないマッピングパターンを用いて変調することにより、誤り訂正能力を改善することができる。
【００１８】
本発明の無線送信装置は、ＬＤＰＣ符号によって誤り訂正符号化を行った場合には、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いて、誤り訂正符号化後のビットをマッピングしてもよい。
【００１９】
ＬＤＰＣ符号による誤り訂正は、いわゆるシャノン限界に近い誤り訂正能力を有するので、反復デマップを行わなくても精度の高い復号を行なうことができる。反復デマップを行わない場合には、１ビット異なる信号どうしが隣接信号点に配置されたＧｒａｙマッピングパターンを用いることにより、デマップ処理において誤りが発生するとしても１ビットのずれしか生じない可能性が高いので、誤りを容易に訂正できる。
【００２０】
本発明の別の態様に係る無線送信装置は、送信データに対して、反復デマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行う第１の符号化部と、前記第１の符号化部による誤り訂正符号化後のビットをインタリーブするインタリーブ部と、インタリーブされたビットを、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを用いて変調信号点へマッピングして変調信号を生成する第１のマップ部と、送信データに対して、反復デマップ以外のデマップに用いられる符号によって誤り訂正符号化を行う第２の符号化部と、前記第２の符号化部による誤り訂正符号化後のビットをＧｒａｙマッピングパターンを用いて変調信号点へマッピングして変調信号を生成する第２のマップ部と、前記第１のマップ部にて生成される変調信号と前記第２のマップ部にて生成される変調信号のうち、送信信号として用いる変調信号を選択する選択部と、選択された変調信号を無線受信装置に対して送信する無線部とを備える。
【００２１】
この構成により、誤り訂正符号の種類に応じて、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンと、Ｇｒａｙマッピングパターンのいずれかを選択し、選択されたマッピングパターンを用いて送信ビットを変調するので、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。
【００２２】
本発明の無線送信装置において、前記第１の符号化部は、畳込み符号化を行ってもよく、前記第１のマップ部は、入力されたビットをＭＳＰＬマッピングパターンを用いた変調信号点へマッピングしてもよく、前記第２の符号化部は、ＬＤＰＣ符号化を行ってもよい。
【００２３】
このような符号化方式やマッピングパターンを用いることにより、無線送信装置を適切に構成することができる。
【００２４】
本発明の無線受信装置は、受信信号を、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンから構成される候補信号点を用いてデマップする第１のデマップ部と、前記第１のデマップ部から出力された送信ビットに対する対数尤度比あるいは対数外部値比をデインタリーブするデインタリーブ部と、前記デインタリーブ後の対数尤度比あるいは対数外部値比を用いて軟入力軟出力の復号を行う第１の復号部と、前記第１の復号部から出力される符号ビットに対する対数外部値比をインタリーブするインタリーブ部と、受信信号をＧｒａｙマッピングパターンから構成される候補信号点を用いてデマップする第２のデマップ部と、前記第２のデマップ部から出力された送信ビットに対する対数尤度比を用いて軟入力軟出力復号を行う第２の復号部と、前記第１の復号部から出力される符号ビットに対する対数事後確率比と前記第２の復号部から出力される符号ビットに対する対数事後確率比のいずれかを、受信信号に施されている誤り訂正符号化あるいは変調方式に基づいて選択する選択部とを備える。
【００２５】
このように受信信号に施されている誤り訂正符号化あるいは変調方式に基づいて、受信信号に対して行うデマップの方式および誤り訂正復号の方式を選択する構成により、上記した無線送信装置に対応して、誤り訂正能力を改善することができる。
【００２６】
本発明の無線受信装置において、前記第１のデマップ部と前記第１の復号部は、前記デインタリーブ部及び前記インタリーブ部を介して前記送信ビットに対する対数尤度比あるいは対数外部値比、前記符号ビットに対する対数外部値比のやり取りを行い、デマップと軟入力軟出力の復号を反復して行ってもよい。
【００２７】
この構成により、第１のデマップ部、デインタリーブ部、第１の復号部およびインタリーブ部を用いて、反復復号を行なうことができる。
【００２８】
本発明の別の態様に係る無線送信装置は、データの送信先である無線受信装置の電波の受信状況に応じて異なるマッピングパターンを用いて送信ビットを変調信号点へマッピングして変調信号を生成する。
【００２９】
電波の受信状況に応じて、反復デマップを行なった方が良い場合と、１回のデマップによって十分な受信特性が得られる場合とがある。本発明の構成により、電波の受信状況に応じて適切なマッピングパターンによってマッピングを行うことにより、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。ここで、「受信状況」を示す指標としては、例えば、受信した電波のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：信号電力対雑音電力比）や受信電力等の値を用いることができる。
【００３０】
本発明の別の態様に係る無線送信装置は、データの送信先である無線受信装置における電波の受信状況を示す情報を、前記無線受信装置から受信する受信状況情報受信部と、前記受信状況に基づいてマッピングパターンを決定するＭＣＳ決定部と、前記ＭＣＳ決定部に決定されたマッピングパターンで送信ビットをマッピングして変調信号を生成するマップ部と、前記マップ部にて生成された変調信号を送信する無線部とを備える。
【００３１】
このように無線受信装置から受信した受信状況を示す情報に基づいてマッピングパターンを決定することにより、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。
【００３２】
本発明の無線送信装置において、前記ＭＣＳ決定部は、前記受信状況が所定の閾値より悪い場合に、誤り訂正符号化方式として反復デマップに用いられる符号を選択し、前記受信状況が所定の閾値より良い場合に、誤り訂正符号化方式として反復デマップ以外のデマップに用いられる符号を選択してもよい。また、前記ＭＣＳ決定部は、前記受信状況が所定の閾値より悪い場合に、マッピングパターンとして隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを選択し、前記受信状況が所定の閾値より良い場合に、Ｇｒａｙマッピングパターンを選択してもよい。
【００３３】
このように電波の受信状況が所定の閾値より良く、１回のデマップによって十分な受信特性が得られる場合には、反復デマップ以外のデマップに用いられる符号を選択することにより、無線受信装置では、反復デマップを行わずに受信特性の高い受信データを得られ、受信処理に要する時間を短縮することができる。また、電波の受信状況が悪い場合には、反復デマップによって、受信信号の誤りを訂正する能力を改善できる。
【００３４】
本発明の無線送信装置において、前記無線部は、前記無線受信装置における電波の受信状況を測定するための受信状況測定用フレームを送信すると共に、当該受信状況測定用フレームを送信したときの送信電力と同一の送信電力で、前記変調信号を送信してもよい。
【００３５】
この構成により、無線受信装置側において、受信状況を測定した状況に近い状況を作り出すことができるので、受信状況を測定した結果を適用することができる。
【００３６】
本発明の別の態様に係る無線受信装置は、無線送信装置から送信される電波の受信状況に応じて、誤り訂正符号化の種類またはマッピングパターンの変更を要求する情報を前記無線送信装置にフィードバックする。
【００３７】
この構成により、受信状況に適した誤り訂正符号化の種類またはマッピングパターンによって誤り訂正符号化およびマッピングを行わせることにより、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。
【００３８】
本発明のＭＩＭＯ無線送信装置は、データの送信先である無線受信装置における電波の受信状況に応じて、ビットをマッピングする際のマッピングパターンをストリーム単位で決定し、決定されたマッピングパターンを用いて前記ストリーム単位で送信ビットをマッピングして変調信号を生成する。
【００３９】
このように無線受信装置から受信した受信状況を示す情報に基づいてストリーム単位でマッピングパターンを決定することにより、ＭＩＭＯ通信システムにおいて、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。
【００４０】
本発明の別の態様に係るＭＩＭＯ無線送信装置は、複数のアンテナから送信されたそれぞれの電波の無線受信装置における受信状況を示す情報を、前記無線受信装置から受信する受信状況情報受信部と、前記受信状況に基づいて、前記各アンテナから送信されるストリーム単位でマッピングパターンを決定するＭＣＳ決定部と、前記ＭＣＳ決定部に決定されたマッピングパターンを用いて前記ストリーム単位で送信ビットをマッピングして変調信号を生成するマップ部と、前記マップ部にてマッピングされた変調信号を複数のアンテナから送信する無線部とを備える。
【００４１】
このように無線受信装置から受信した受信状況を示す情報に基づいてストリーム単位でマッピングパターンを決定することにより、ＭＩＭＯ通信システムにおいて、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。
【００４２】
本発明のＭＩＭＯ無線送信装置は、前記受信状況を示す情報に基づいて、前記受信状況が最も悪いアンテナから送信するストリームに対しては、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを用い、残りのストリームに対しては、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いてもよい。
【００４３】
干渉レプリカ信号を生成する際に反復デマップを行うことは困難である。本発明の構成により、ＭＩＭＯ無線受信装置では、受信状況が良いストリームの干渉レプリカ信号を生成することにより、精度の高い干渉レプリカ信号を生成でき、各アンテナで受信した信号を適切に分離することができる。
【００４４】
本発明のＭＩＭＯ無線受信装置は、複数のストリームのうち、受信状況が最も悪いストリームを除くストリームの干渉レプリカ信号を生成し、空間多重信号のストリーム間干渉の除去を行うストリーム間干渉除去部と、ストリーム間干渉の除去後の信号に対して、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンから構成される候補信号点を用いてデマップする第１のデマップ部と、前記第１のデマップ部から出力される送信ビットに対する対数尤度比あるいは対数外部値比をデインタリーブするデインタリーブ部と、前記デインタリーブ後の対数尤度比あるいは対数外部値比を用いて軟入力軟出力の復号を行う第１の復号部と、前記第１の復号部から出力される符号ビットに対する対数外部値比をインタリーブするインタリーブ部と、受信信号をＧｒａｙマッピングパターンから構成される候補信号点を用いてデマップする第２のデマップ部と、前記第２のデマップ部から出力された送信ビットに対する対数尤度比を用いて、復号を行う第２の復号部と、前記第１の復号部から出力される符号ビットに対する対数事後確率比と前記第２の復号部から出力される符号ビットに対する対数事後確率比のいずれかを、受信信号に施されている誤り訂正符号化あるいは変調方式に基づいて選択する選択部とを備える。
【００４５】
このように受信信号に施されている誤り訂正符号化あるいは変調方式に基づいて、受信信号に対して行うデマップの方式および誤り訂正復号の方式を選択する構成により、上記したＭＩＭＯ無線送信装置に対応して、誤り訂正能力を改善することができる。
【００４６】
本発明の無線受信装置において、前記第１のデマップ部と第１の復号部は、デインタリーブ部及びインタリーブ部を介して送信ビットに対する対数尤度比あるいは対数外部値比、符号ビットに対する対数外部値比のやり取りを行い、デマップと軟入力軟出力の復号を反復して行ってもよい。
【００４７】
この構成により、第１のデマップ部、デインタリーブ部、第１の復号部およびインタリーブ部を用いて、反復復号を行なうことができる。
【００４８】
本発明の無線送信方法は、送信データに対して誤り訂正符号化を行うステップと、誤り訂正符号の種類に応じて異なるマッピングパターンを用いて、誤り訂正符号化後のビットを変調信号点へマッピングして変調信号を生成するステップと、前記変調信号を無線受信装置に対して送信するステップとを備える。
【００４９】
この構成により、誤り訂正符号の種類に応じて適切なマッピングパターンを用いて変調することができるので、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。なお、本発明の無線送信装置の各種の構成を、本発明の無線送信方法に適用することが可能である。
【００５０】
本発明の別の態様の無線送信方法は、データの送信先である無線受信装置から送信された当該無線受信装置の電波の受信状況を示す情報に基づいてマッピングパターンを決定するステップと、決定されたマッピングパターンとなる変調信号点へ送信ビットをマッピングするステップと、変調された信号を無線受信装置に対して送信するステップとを備える。
【００５１】
このように電波の受信状況に応じて適切なマッピングパターンによってマッピングを行うことにより、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。なお、本発明の無線送信装置の各種の構成を、本発明の無線送信方法に適用することが可能である。
【００５２】
本発明のＭＩＭＯ無線送信方法は、データの送信先である無線受信装置から送信された当該無線受信装置の電波の受信状況を示す情報に基づいて、ストリーム単位でマッピングパターンを決定するステップと、決定されたマッピングパターンを用いて前記ストリーム単位で送信ビットを変調信号点へマッピングするステップと、変調された信号を無線受信装置に対して送信するステップとを備える。
【００５３】
このように無線受信装置から受信した受信状況を示す情報に基づいてストリーム単位でマッピングパターンを決定することにより、ＭＩＭＯ通信システムにおいて、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができる。なお、本発明のＭＩＭＯ無線送信装置の各種の構成を、本発明のＭＩＭＯ無線送信方法に適用することが可能である。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、誤り訂正符号の種類に応じて適切なマッピングパターンを用いて変調することができるので、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができるというすぐれた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の実施の形態の無線送信装置および無線受信装置について、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
（第１の実施の形態）
本実施の形態の無線送信装置および無線受信装置は、複数の誤り訂正符号化が導入されている無線通信システムにおいて、使用する誤り訂正符号の種類に応じて、符号化後のビットを変調信号点へマッピングする際のマッピングパターンを異なるものとすることを特徴としている。
【００５７】
図１は、第１の実施の形態における無線通信システムの構成を示す図である。図１に示すように、無線通信システムは、無線送信装置１００と無線受信装置２００とを有している。
【００５８】
まず、無線送信装置１００における送信処理について説明する。無線送信装置１００には、情報ビット及びＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）情報が入力される。ここで、ＭＣＳ情報とは、無線送信装置１００において情報ビットに施す変調方式、誤り訂正符号化の方法を示した情報で、ＭＡＣ（Medium Access Control）層から通知される情報である。無線送信装置１００において、情報ビット及びＭＣＳ情報は、選択部１０１に入力される。選択部１０１は、ＭＣＳ情報に基づいて情報ビットの出力先を制御する。ＭＣＳ情報に、情報ビットに施す誤り訂正符号化方法が畳込み符号と記載されている場合は、選択部１０１は、入力された情報ビットを畳込み符号化部１０２に出力する。一方、ＭＣＳ情報に、情報ビットに施す誤り訂正符号化方法がＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号と記載されている場合には、選択部１０１は、入力された情報ビットをＬＤＰＣ符号化部１０３に出力する。なお、本実施の形態では、選択部１０１によって情報ビットの出力先を選択する例を挙げているが、選択部１０１を設けない構成とすることも可能である。この場合、情報ビットを畳込み符号化部１０２とＬＤＰＣ符号化部１０３の両方に入力する。
【００５９】
［誤り訂正符号が畳込み符号の場合の送信処理］
畳込み符号化部１０２には、選択部１０１から出力された情報ビット及びＭＣＳ情報が入力される。ＭＣＳ情報には、畳込み符号化に用いる符号化率の情報が記載されており、畳込み符号化部１０２は、ＭＣＳ情報に記載された符号化率で、入力情報ビットを畳込み符号化する。畳込み符号化の方法については、例えば、三瓶政一「ディジタルワイヤレス伝送技術」ピアソンエデュケーション、２００２年９月（以下、「参考文献１」という）に記載されている畳込み符号化方法を用いることができる。畳込み符号化部１０２は、畳込み符号化後のビットをインタリーブ部１０４に出力する。
【００６０】
インタリーブ部１０４は、畳込み符号化部１０２から出力された畳込み符号化後のビットをインタリーブする。ここで、インタリーブとは、入力されたビットの順序を入れ換える処理であり、例えば、参考文献１に記載されたインタリーブ技術を用いることができる。インタリーブ部１０４は、インタリーブ後のビットをＭＳＰＬマップ部１０５に出力する。
【００６１】
ＭＳＰＬマップ部１０５には、インタリーブ部１０４からインタリーブ後のビットが入力される。また、ＭＳＰＬマップ部１０５にはＭＣＳ情報が入力される。ＭＣＳ情報には、無線送信装置１００において用いる変調方式の情報が記載されている。無線送信装置１００において用いる変調方式とは、多値変調方式のことで、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）や、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などを表している。ＭＳＰＬマップ部１０５は、インタリーブ部１０４から出力されたビットを、ＭＣＳ情報に記載された変調方式に基づいて信号点にマッピングする。
【００６２】
ここで、例えば、無線送信装置１００において、１６ＱＡＭ変調方式を用いることを示す制御情報がＭＣＳ情報に記載されている場合について説明する。ＭＳＰＬマップ部１０５は、インタリーブ部１０４から入力されたビットを、ＭＳＰＬ（Modified Set Partitioning Labeling）に基づく１６ＱＡＭの信号点へマッピングする。図１３は、ＭＳＰＬによる信号点配置の一例を示す図である。ＭＳＰＬマップ部１０５に入力されたビットは、４ビットを一単位として、信号点にマッピングされる。例えば、入力されたビットが（１，０，０，０）である場合、図１３において左上に示される（１，０，０，０）の信号点へとマッピングされる。その他、同様に入力された４ビットを一単位として図１３に示される信号点配置へとマッピングが行われる。ＭＳＰＬマップ部１０５は、マッピング後の信号点を１シンボルとして選択部１０７に出力する。
【００６３】
［誤り訂正符号がＬＤＰＣ符号の場合の送信処理］
次に、ＭＣＳ情報に無線送信装置１００においてＬＤＰＣ符号化を用いるよう記載されている場合について説明する。このとき、選択部１０１は、入力された情報ビットをＬＤＰＣ符号化部１０３に出力する。
【００６４】
ＬＤＰＣ符号化部１０３には、選択部１０１から出力された情報ビットが入力される。また、ＬＤＰＣ符号化部１０３には、ＭＣＳ情報が入力される。ＭＣＳ情報には、無線送信装置１００において用いる誤り訂正符号化の符号化率が示されており、ＬＤＰＣ符号化部１０３は、ＭＣＳ情報に記載された符号化率で、入力された情報ビットをＬＤＰＣ符号化する。ここで、ＬＤＰＣ符号化は、例えば、和田山正「低密度パリティ検査符号とその復号法」トリケップス、２００２年６月（以下、「参考文献２」という）に記載のＬＤＰＣ符号化方法を用いることができる。ＬＤＰＣ符号化部１０３は、ＬＤＰＣ符号化後のビットをＧｒａｙマップ部１０６に出力する。
【００６５】
Ｇｒａｙマップ部１０６には、ＬＤＰＣ符号化部１０３から出力された符号化後のビットが入力される。また、Ｇｒａｙマップ部１０６には、ＭＣＳ情報が入力される。ＭＣＳ情報には、無線送信装置１００において用いる変調方式の情報が記載されている。Ｇｒａｙマップ部１０６は、ＭＣＳ情報に記載された変調方式を用いて、ＬＤＰＣ符号化部１０３から入力されたビットを信号点にマッピングする。ここでは、ＭＳＰＬマップ部１０５の場合と同様、１６ＱＡＭ変調方式を用いる場合を説明する。Ｇｒａｙマップ部１０６は、Ｇｒａｙ  Ｌａｂｅｌｉｎｇに基づく信号点へのマッピングを行う。
【００６６】
図２は、Ｇｒａｙ  Ｌａｂｅｌｉｎｇに基づく信号点の一例を示す図である。Ｇｒａｙマップ部１０６に入力されたビットは、４ビットを一単位として、信号点にマッピングされる。例えば、入力されたビットが（０，０，０，０）である場合、図２において左上に示される（０，０，０，０）の信号点へとマッピングされる。その他、同様に入力された４ビットを一単位として図２に示される信号点配置へとマッピングが行われる。Ｇｒａｙマップ部１０６は、マッピング後の信号点を１シンボルとして選択部１０７に出力する。
【００６７】
選択部１０７には、ＭＳＰＬマップ部１０５及びＧｒａｙマップ部１０６から出力されたシンボルが入力される。また、選択部１０７には、ＭＣＳ情報が入力される。選択部１０７は、ＭＣＳ情報に記載された誤り訂正符号化、変調方式に基づき、入力されたシンボルを選択する。ＭＣＳ情報に、畳込み符号化及びＭＳＰＬマッピングを施すことを示す制御情報が記載されている場合には、選択部１０７は、ＭＳＰＬマップ部１０５から出力されたシンボルを選択し、フレーム構成部１０８へと出力する。一方、ＭＣＳ情報に、ＬＤＰＣ符号化及びＧｒａｙマッピングを施すことを示す制御情報が記載されている場合には、選択部１０７は、Ｇｒａｙマップ部１０６から出力されたシンボルを選択し、フレーム構成部１０８へと出力する。
【００６８】
フレーム構成部１０８には、選択部１０７から出力されたシンボル及びＭＣＳ情報が入力される。フレーム構成部１０８は、入力されたシンボル及びＭＣＳ情報からフレームを構成する。
【００６９】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、フレーム構成部１０８が構成するフレームを示す図である。図３（ａ）に示すように、フレーム構成部１０８は、無線送信装置１００、無線受信装置２００において既知のシンボルであるパイロットシンボルをフレームの先頭に配置する。パイロットシンボルは、無線受信装置２００においてフレーム同期、チャネル推定に使用される。
【００７０】
フレーム構成部１０８は、パイロットシンボルの後ろにＭＣＳ通知シンボルを配置する。ＭＣＳ通知シンボルは、ＭＡＣ層から通知されたＭＣＳ情報に基づいて生成される。フレーム構成部１０８は、ＭＡＣ層より通知されたＭＣＳ情報に対して、無線送信装置１００、無線受信装置２００において既知の誤り訂正符号化、変調方式を施し、ＭＣＳ通知シンボルを生成する。
【００７１】
また、フレーム構成部１０８は、ＭＣＳ通知シンボルの後ろに、選択部１０７から出力されたシンボルを配置する。図３（ａ）においては、選択部１０７から出力されたシンボルをデータシンボルとして表記している。フレーム構成部１０８は、図３（ａ）に示すフレームを構成し、無線部１０９に出力する。
【００７２】
無線部１０９には、フレーム構成部１０８から出力されたフレームが入力される。無線部１０９は、入力されたフレームを無線信号へと変換する。例えば、シングルキャリア伝送を行う場合は、無線部１０９は、入力されたフレームを搬送波に載せ、無線伝搬路へと出力する。一方、例えばマルチキャリア伝送を行う場合は、無線部１０９は、松本渉、落合秀樹「ＯＦＤＭ変調方式の応用」トリケップス、２００１年１０月（以下、「参考文献３」という）に示される方法を用いて、入力されたフレームからＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を生成し、無線伝搬路へと出力する。
【００７３】
再び図１を参照して、無線受信装置２００における受信処理について説明する。無線受信装置２００は、無線送信装置１００により無線伝搬路へと出力された信号を受信する。無線部２０１は、フレーム構成されている受信信号のパイロットシンボル部分を用いてフレームの同期をとり、受信信号を無線受信装置２００で扱えるようダウンコンバートする。
【００７４】
ここで、無線部１０９がＯＦＤＭ変調信号を送信している場合、無線部２０１はＯＦＤＭ変調信号を復調する。ＯＦＤＭ信号の復調は、例えば、参考文献３に示される方法を用いることができる。無線部２０１は、無線送信装置１００においてシングルキャリア伝送を行っている場合は、受信信号のダウンコンバート後の信号を出力し、無線送信装置１００においてマルチキャリア伝送を行っている場合には、ＯＦＤＭ復調後の信号を出力する。
【００７５】
チャネル推定部２０２には、無線部２０１から出力されたダウンコンバート後の受信信号が入力される。受信信号のフレーム構成は、図３（ａ）に示す通りである。チャネル推定部２０２は、受信信号のうち、パイロットシンボル部分を用いてチャネル推定を行う。パイロットシンボルは、無線送信装置１００、無線受信装置２００において既知のシンボルであるので、チャネル推定部２０２はパイロットシンボルの受信信号波形から無線伝搬路（チャネル）の変動を推定することができる。チャネル推定部２０２は、チャネル推定値を出力する。
【００７６】
ＭＣＳ情報再生部２０３には、無線部２０１から出力された信号及びチャネル推定部２０２から出力されたチャネル推定値が入力される。ＭＣＳ情報再生部２０３は、無線部２０１から入力された受信信号のうち、ＭＣＳ通知シンボルを用いてＭＣＳ情報を再生する。ＭＣＳ通知シンボルには、無線送信装置１００、無線受信装置２００において既知の誤り訂正符号化、変調方式が施されている。まず、ＭＣＳ情報再生部２０３は、チャネル推定部２０２から入力されたチャネル推定値を用いてＭＣＳ通知シンボルを復調する。次に、ＭＣＳ情報再生部２０３は、復調後の信号を誤り訂正復号することで、ＭＣＳ情報を再生する。ＭＣＳ情報再生部２０３は、再生したＭＣＳ情報を出力する。
【００７７】
選択部２０４には、無線部２０１から出力されたダウンコンバート後の受信信号、及びＭＣＳ情報再生部２０３から出力されたＭＣＳ情報が入力される。選択部２０４は、ＭＣＳ情報に基づき、無線部２０１から入力された受信信号の出力先を制御する。ＭＣＳ情報に、受信信号に施されている誤り訂正符号化が畳込み符号であると記載されている場合には、選択部２０４は、無線部２０１から入力された受信信号をＭＳＰＬデマップ部２０５へと出力する。一方、ＭＣＳ情報に、受信信号に施されている誤り訂正符号化がＬＤＰＣ符号と記載されている場合には、選択部２０４は、無線部２０１から入力された受信信号をＧｒａｙデマップ部２０６へと出力する。なお、本実施の形態では、選択部２０４によって受信信号の出力先を選択する例を挙げているが、選択部２０４を設けない構成とすることも可能である。この場合、受信信号をＭＰＳＬデマップ部２０５とＧｒａｙデマップ部２０６の両方に入力する。
【００７８】
［誤り訂正符号が畳込み符号の場合の受信処理］
ＭＣＳ情報に、受信信号に施されている誤り訂正符号化が畳込み符号と記載されている場合の受信処理について説明する。この場合、ＭＳＰＬデマップ部２０５、デインタリーブ部２０７、畳込み復号部２０９、インタリーブ部２０８において、受信信号を反復して復号する。以下、受信信号を反復して復号する処理について説明する。
【００７９】
ＭＳＰＬデマップ部２０５には、選択部２０４から出力された受信信号、チャネル推定部２０２から出力されたチャネル推定値、及びＭＣＳ情報再生部２０３から出力されたＭＣＳ情報が入力される。また、ＭＳＰＬデマップ部２０５には、インタリーブ部２０８から出力された送信ビットに対する対数事前確率比が入力される。送信ビットに対する対数事前確率比については後述する。
【００８０】
ＭＳＰＬデマップ部２０５は、入力されたＭＣＳ情報に応じて、デマップに用いる候補信号点を生成する。候補信号点とは、受信信号の候補となる信号点のことを表しており、受信信号に施されている変調方式の信号点配置に対して、受信信号が伝搬してきたチャネル変動を乗算することで得られる。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、入力されたＭＣＳ情報に記載されている変調方式の信号点に対して、入力されたチャネル推定値を乗算することで候補信号点を生成する。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、入力された受信信号と、生成した候補信号点から、送信ビットに対する対数尤度比を生成する。
【００８１】
ここで、送信ビットとは、無線送信装置１００から送信されたデータシンボルにマッピングされたビットのことを表している。送信ビットに対する対数尤度比の生成は、式（１）、（２）を用いて行われる。
【数１】
2009111941.tif 000003
【数２】
2009111941.tif 000004
【００８２】
式（１）において、ｓはデータシンボルを表している。ｘｊはデータシンボルｓにマッピングされているビット系列のうち、ｊ番目のビットを表しており、ｘｊが送信ビットである。ｂはビットの値を表しており、０もしくは１の値をとる。ｈはチャネル推定値を表している。σ２は無線受信装置２００における加法性白色ガウス雑音の電力を表している。Ｌｌ，ｙ（ｘｊ＝ｂ）が、送信ビットｘｊがｂとなる場合の対数尤度を表している。また、‖・‖は、絶対値を表す記号である。また、式（２）において、Ｌｌ，ｙ（ｘｊ）が、送信ビットｘｊに対する対数尤度を表している。
【００８３】
式（１）から分かるように、ＭＳＰＬデマップ部２０５は、選択部２０４から出力された受信信号の信号点と候補信号点との間の２乗ユークリッド距離を用いて、送信ビットに対する対数尤度を求める。式（１）におけるｈｓが候補信号点を表しており、‖ｙ−ｈｓ‖２が、受信信号の信号点と候補信号点との間の２乗ユークリッド距離を表している。また、式（１）におけるΣｓ，ｘｊ＝ｂ（・）は、ｘｊ＝ｂとなる全てのデータシンボルの信号点に関して和をとることを表している。ここで、式（１）の演算内容を図面を参照して説明する。
【００８４】
図４は、受信信号に対する候補信号点の例を示す図である。ただし、送信側で変調方式として１６ＱＡＭ変調が用いられているものとする。１６ＱＡＭ変調方式の場合、データシンボルにマッピングされているビットは、４ビットである。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、これら４ビットの送信ビットに対する対数尤度比を求める。
【００８５】
まず、４ビットの送信ビットのうち、最上位ビットに着目した場合について説明する。図４において、最上位ビットが“１”である候補信号点は●で表されており、最上位ビットが“０”である候補信号点は○で表されている。また、受信信号の信号点は△で表されている。
【００８６】
最上位ビットが“１”となる場合の対数尤度を求めるために、ＭＳＰＬデマップ部２０５は、最上位ビットが１である候補信号点と、受信信号の信号点との間の２乗ユークリッド距離を全て求める。ＭＳＰＬデマップ部２０５はここで求めた２乗ユークリッド距離を式（１）に代入し、最上位ビットが“１”となる場合の対数尤度を生成する。また、ＭＳＰＬデマップ部２０５は最上位ビットが“０”となる候補信号点に対しても同様の処理を行い、最上位ビットが“０”となる場合の対数尤度を生成する。
【００８７】
次に、ＭＳＰＬデマップ部２０５は、求めた対数尤度から、最上位ビットに対する対数尤度比を求める。対数尤度比は、式（２）に示すように、（最上位ビット＝１の場合の対数尤度）−（最上位ビット＝０の場合の対数尤度）を演算することによって生成される。
【００８８】
ＭＳＰＬデマップ部２０５は、前記の処理をデータシンボルにマッピングされた４ビットに対して行い、各送信ビットに対する対数尤度比を生成する。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、生成した送信ビットに対する対数尤度比をデインタリーブ部２０７に出力する。
【００８９】
デインタリーブ部２０７は、ＭＳＰＬデマップ部２０５から入力された送信ビットに対する対数尤度比をデインタリーブし、畳込み復号部２０９に出力する。ここでのデインタリーブ処理は、無線送信装置１００におけるインタリーブ部１０４のインタリーブ処理の逆処理を表している。即ちデインタリーブ部２０７は、インタリーブ処理により入れ換えられた順序をデインタリーブにより元の順序に戻す処理を行う。
【００９０】
畳込み復号部２０９は、デインタリーブ部２０７から入力された対数尤度比を用いて畳込み復号を行う。ただし、ここでの畳込み復号は、軟入力軟出力の復号である。また、畳込み復号部２０９には、ＭＣＳ情報再生部２０３からＭＣＳ情報が入力される。ＭＣＳ情報には、受信信号に施された誤り訂正符号化の符号化率が記載されているので、畳込み復号部２０９は、ＭＣＳ情報に指定された符号化率の畳込み符号を復号する処理を行う。畳込み復号部２０９は、符号ビットに対する対数事後確率比を算出する。ここで、符号ビットとは、誤り訂正符号語を構成するビットを表している。
【００９１】
符号ビットに対する事後確率を求める方法は種々あるが、本実施の形態では一例としてＢＣＪＲアルゴリズム（L. Bahl, J. Cocke, F. Jelinek, and J. Raviv “Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-20, pp.284-287, Mar. 1974参照、以下「参考文献４」という）を対数領域に拡張したアルゴリズムを用いる場合を説明する。以下では、対数領域に拡張したＢＣＪＲアルゴリズムを、対数領域ＢＣＪＲアルゴリズムと表記する。
【００９２】
以下、対数領域ＢＣＪＲアルゴリズムによる対数事後確率比の求め方について説明する。
図５（ａ）は、畳み込み符号のトレリスの例を示す図である。図５（ａ）を例として、符号ビットに対する対数事後確率比の求め方を説明する。図５（ａ）におけるトレリスの枝には、符号ビットが対応している。このトレリスでは、左のノードから右のノードに向かう方向に、符号の時系列が進んでいる。
【００９３】
ここで、枝に割り当てられた符号ビットが１のノードに対して、（枝に対応したビットの対数事前確率比）＋（枝に対応したビットの対数尤度比）の値を割り当てる。ただし、１回目の復号では、対数事前確率比は０とする。また、枝に割り当てられた符号ビットが０のノードに対しては、０の値を割り当てる。これは、各枝に割り当てられる値が対数領域での比であるので、符号ビットが０のノードに対しては、０の値を割り当て、対数領域における比の演算ができるようにするためである。
【００９４】
対数領域ＢＣＪＲアルゴリズムでは、まず前向き計算を行う。前向き計算では、対数前向き確率比α~（ｓ，ｔ）が求められる。前向き計算は、図５（ａ）に示すトレリスにおいて、左のノードから右のノードに向かって行われる。ここで、対数前向き確率比α~（ｓ，ｔ）において、ｓはノードを表しており、ｔは前向き計算における計算時刻を表している。即ち、α~（ｓ，ｔ）はノードｓにおける時刻ｔの前向き確率を表している。
【００９５】
図５（ｂ）は、対数前向き確率比α~（ｓ，ｔ）を求める例を示す図である。まず、ノードｓには、ノードｖ、ｗから枝が入力されているとする。ここで、各枝には（枝に対応したビットの対数事前確率）＋（枝に対応したビットの対数尤度）の値が割り当てられている。図５（ｂ）では、この値はγ~で表されている。ノードｖからノードｓへの枝には、γ~（ｖ，ｓ）が割当てられており、ノードｗからノードｓにはγ~（ｗ，ｓ）が割り当てられている。また、ノードｖ、ｗにおける対数前向き確率をα~（ｖ，ｔ−１）、α~（ｗ，ｔ−１）とすると、ノードｓにおける対数前向き確率は、式（３）のように表すことができる。
【数３】
2009111941.tif 000005
【００９６】
式（３）において、ｍａｘ（ｐ，ｑ）は、ｐ，ｑのうち大きい方の値を返す関数である。畳込み復号部２０９は、図５（ａ）の最も左のノード（始点ノード）における対数前向き確率を０として、式（３）を用いて、再帰的に前向き確率を求めていく。
【００９７】
次に、対数領域ＢＣＪＲアルゴリズムでは、後ろ向き計算を行う。後ろ向き計算では、対数後ろ向き確率β~（ｓ，ｔ−１）が求められる。後ろ向き計算は、図５（ａ）に示すトレリスにおいて、右のノードから左のノードに向かって行われる。ここで、対数後ろ向き確率β~（ｓ，ｔ−１）において、ｓはノードを表しており、ｔ−１は後ろ向き計算における計算時刻を表している。
【００９８】
図５（ｃ）は、対数後ろ向き確率β~（ｓ，ｔ−１）を求める例を示す図である。まず、ノードｓには、ノードｖ，ｗから後ろ向きに枝が接続されているとする。ここで、各枝には、前向き計算と同様に、（枝に対応したビットの対数事前確率）＋（枝に対応したビットの対数尤度）の値γ~が割り当てられている。ノードｖ，ｗにおける対数後ろ向き確率をβ~（ｖ，ｔ）、β~（ｗ，ｔ）とすると、ノードｓにおける対数後ろ向き確率は、式（４）のように表すことができる。
【数４】
2009111941.tif 000006
【００９９】
畳込み復号部２０９は、図５（ａ）において最も右のノード（終点ノード）における対数後ろ向き確率を０として、式（４）を用いて、再帰的に対数後ろ向き確率を求めていく。畳込み復号部２０９は、以上の計算により全てのノードにおける対数前向き確率及び対数後ろ向き確率を求めた後、これらを用いて、送信された符号ビットに対する対数事後確率を求める。
【０１００】
送信された符号ビット系列ｃにおいてｋ番目の符号ビットがｂである場合の事後確率の対数値（対数事後確率）は、式（５）により求めることができる。式（５）に示すｌｎＰ（ｃｋ＝ｂ｜ＬＡ２，ｙ）は、ｋ番目の符号ビットに対する対数事後確率を表している。
【数５】
2009111941.tif 000007
【０１０１】
図５（ｄ）は、式（５）を図式的に示す図である。デインタリーブ部２０７からの出力をＬＡ２，ｙとすると、ｌｎＰ（ｃｋ＝ｂ｜ＬＡ２，ｙ）は、ＬＡ２，ｙを得た上での、ｋ番目の符号ビットｃｋがｂとなる対数事後確率である。ただし、図５（ｄ）において、ｃｋがｂとなる枝に接続されたノードは、それぞれｓ１’、ｓ１、ｓ２’、ｓ２と表されている。
【０１０２】
ここで、対数領域ＢＣＪＲアルゴリズムを用いた演算例を、図を用いて説明する。
図６（ａ）および図６（ｂ）は、上記した前向き計算、後ろ向き計算が終了した時点でのトレリスの状態を示す図である。ここで、図６（ａ）は、前向き計算後の各ノードに対する前向き確率の対数値（対数前向き確率）を表したもので、ノードに記載された値は、対数前向き確率を表している。また、図６（ｂ）は、後ろ向き計算後の各ノードに対する後ろ向き確率の対数値（対数後ろ向き確率）を表したもので、ノードに記載された値は、対数後ろ向き確率を表している。
【０１０３】
図６（ａ）、図６（ｂ）ともに、枝に記載された値は、（枝に対応したビットの対数事前確率比）＋（枝に対応したビットの対数尤度比）の値（γ~）を表している。このとき、例えば２番目の符号ビットに対する対数事後確率は、次のように求めることができる。
ｌｎＰ（ｃ２＝０｜ＬＡ２，ｙ）＝
ｍａｘ（−０．７９−０．７９−２．４０，  −２．９９−０．７９−０．８９）
＋ｌｎ［１＋ｅｘｐ｛−|−０．７９−０．７９−２．４０−（−２．９９−０．７９−０．８９）｜｝］
=−３．５７
ｌｎＰ（ｃ２＝１｜ＬＡ２，ｙ）＝
ｍａｘ（−０．７９−２．９９−０．８９， −２．９９−２．９９−２．４０）
＋ｌｎ［１＋ｅｘｐ｛−|−０．７９−２．９９−０．８９−（−２．９９−２．９９−２．４０）｜｝］
＝−４．６４
【０１０４】
このようにして、畳込み復号部２０９は、対数領域ＢＣＪＲアルゴリズムを用いて、符号ビットが０、１である場合の各々の対数事後確率を求める。そして、畳込み復号部２０９は、下記の式（６）を演算することにより、各符号ビットに対する対数事後確率比を生成する。
【数６】
2009111941.tif 000008
【０１０５】
また、畳込み復号部２０９は、生成した符号ビットに対する対数事後確率比、及びデインタリーブ部２０７から入力された符号ビットに対する対数尤度比を用いて、符号ビットに対する外部値の比の対数値（対数外部値比）を生成する。符号ビットに対する対数外部値比は、（符号ビットに対する対数外部値比）＝（符号ビットに対する対数事後確率比）―（符号ビットに対する対数尤度比）の演算を行うことで生成される。畳込み復号部２０９は、生成した対数外部値比をインターリーブ部２０８へ出力する。
【０１０６】
インタリーブ部２０８は、畳込み復号部２０９から入力された符号ビットに対する対数外部値比をインタリーブし、インタリーブした対数外部値比を出力する。ここでのインタリーブによる順序の入れ換えは、無線送信装置１００におけるインタリーブ部１０４の順序の入れ換えと同様である。
【０１０７】
ＭＳＰＬデマップ部２０５は、インタリーブ部２０９の出力を用いて、再度、受信信号のデマップを行う。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、１回目の検波時には、送信ビットに対する対数尤度比を求めたが、２回目以降の検波時には、送信ビットに対する対数事後確率比を求める。
【０１０８】
ＭＳＰＬデマップ部２０５は、下記の式（７）に従って、対数事後確率を生成する。
【数７】
2009111941.tif 000009
式（７）は、受信信号ｙを得た条件で、データシンボルにマッピングされたｊ番目の送信ビットｘｊがｂとなる対数事後確率を求める式である。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、送信ビットに対する対数事後確率を求めるために、送信ビットに対する対数事前確率比を必要とする。ここでは、インタリーブ部２０８から出力される符号ビットに対する対数外部値比を送信ビットに対する対数事前確率比として用いる。具体的には、ＭＳＰＬデマップ部２０５は、式（７）における対数事前確率の項、ｌｎＰ［ｘｊ＝ｂ］に、次の値を代入する。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、インタリーブ部２０８から出力された符号ビットに対する対数外部値比のうち、ｘｊに対応するものを送信ビットｘｊに対する対数事前確率として、ｌｎＰ［ｘｊ＝１］に代入する。ＭＳＰＬデマップ部２０５において求めるのは対数比であるので、ＭＳＰＬデマップ部２０５は、ｌｎＰ［ｘｊ＝０］には、０の値を代入する。
【０１０９】
ＭＳＰＬデマップ部２０５は、式（７）における‖ｙ−ｈｓ‖２の項に、受信信号ｙと候補信号点との間の２乗ユークリッド距離を用いる。これは、１回目のデマップ時に求めた２乗ユークリッド距離と同じである。また、式（７）におけるｘ［ｊ］は、データシンボルにマッピングされた送信ビット系列をベクトルｘとしたとき、ベクトルｘから送信ビットｘｊを除いたベクトルを表している。そして、ベクトルｘを構成する送信ビットが０である場合、ベクトルｘ［ｊ］を構成するときには、−１に変換される。また、ＬＡ，［ｊ］は、ベクトルｘ［ｊ］を構成する送信ビットに対する対数事前確率比によって構成されるベクトルである。なお、Σｓ，ｘｊ＝ｂ（・）は、ｘｊ＝ｂとなる全てのデータシンボルの信号点ｓに関して和をとることを表している。
【０１１０】
一例として、データシンボルにマッピングされたビットのうち、最上位ビットに対する対数事後確率比を求める場合について説明する。２乗ユークリッド距離‖ｙ−ｈｓ‖２の項については、１回目のデマップと同様の処理で求められる。また、送信ビットｘｊに対する対数事前確率比をＬａ（ｘｊ）と表記すると、式（７）におけるｘ［１］・ＬＡ，［１］の項は次のようにして求める。最上位ビットに着目した場合、ｘ［１］は、ｘ１を除いたものとなるから、ｘ［１］＝（ｘ２，ｘ３，ｘ４）である。但しここでは、送信ビットが−１に変換されたものもｘｊとして表記している。ＬＡ，［１］も同様に、ｘ１に対応する対数事前確率比を除いたものであるから、ＬＡ，［１］＝（Ｌａ（ｘ２），Ｌａ（ｘ３），Ｌａ（ｘ４））である。
【０１１１】
このとき、式（７）において、ｘ［１］・ＬＡ，［１］の項は、
ｘ［１］・ＬＡ，［１］＝ｘ２・Ｌａ（ｘ２）＋ｘ３・Ｌａ（ｘ３）＋ｘ４・Ｌａ（ｘ４）
となる。例えばデータシンボルにマッピングされたビットが（１，０，１，１）である場合、
ｘ［１］・ＬＡ，［１］＝−Ｌａ（ｘ２）＋Ｌａ（ｘ３）＋Ｌａ（ｘ４）
となる。このとき、式（７）における
｛−１／（２σ２）‖ｙ−ｈｓ‖２＋１／２ｘ［１］・ＬＡ，［１］｝
の項は、
［−１／（２σ２）‖ｙ−ｈｓｘ＝（１，０，１，１）‖２＋１／２｛−Ｌａ（ｘ２）＋Ｌａ（ｘ３）＋Ｌａ（ｘ４）｝］
となる。但しｓｘ＝（１，０，１，１）はｘ＝（１，０，１，１）のデータシンボルの信号点を表している。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、以上の演算をｘ１＝１となる全ての候補信号点に対して行い、ｘ１＝１に対する対数事後確率を生成する。
【０１１２】
そして、ＭＳＰＬデマップ部２０５は、生成した対数事後確率から対数事後確率比を生成する。対数事後確率比は、下記に示す式（８）で求められる。
【数８】
2009111941.tif 000010
【０１１３】
式（８）に示すように、対数事後確率比は、（送信ビット＝１の場合の対数事後確率）−（送信ビット＝０の場合の対数事後確率）によって計算できる。さらに、ＭＳＰＬデマップ部２０５は、生成した対数事後確率比及びインタリーブ部２０８から入力される送信ビットに対する対数事前確率比（符号ビットに対する対数外部値比）を用いて送信ビットに対する対数外部値比を生成する。送信ビットに対する対数外部値比は、（送信ビットに対する対数外部値比）＝（送信ビットに対する対数事後確率比）−（送信ビットに対する対数事前確率比）として生成する。ＭＳＰＬデマップ部２０５は、生成した送信ビットに対する対数外部値比をデインタリーブ部２０７に出力する。
【０１１４】
デインタリーブ部２０７は、ＭＳＰＬデマップ部２０５から入力された送信ビットに対する対数外部値比をデインタリーブし、デインタリーブした対数外部値比を出力する。デインタリーブの処理は、１回目のデインタリーブと同様である。
【０１１５】
畳込み復号部２０９は、デインタリーブ部２０７の出力を用いて、再度、軟入力軟出力の畳込み復号を行う。畳込み復号部２０９は、１回目の軟入力軟出力復号において、符号ビットに対する対数事前確率比を０として符号ビットに対する対数事後確率比を求めたが、２回目以降の軟入力軟出力復号では、符号ビットに対する対数事前確率比として、デインタリーブ部２０７の出力を用いる。すなわち、ＭＳＰＬデマップ部２０５が生成した送信ビットに対する対数外部値比は、デインタリーブ後には、符号ビットに対する対数事前確率比として用いられる。
【０１１６】
畳込み復号部２０９は、以上のようにして更新した符号ビットに対する対数事前確率比を用いて、対数事後確率比を求める。ここで、符号ビットに対する対数事後確率比を求めるために、１回目の軟入力軟出力復号と同様に、対数領域ＢＣＪＲアルゴリズムが用いられる。
【０１１７】
具体的には、畳込み復号部２０９は、図５（ａ）に示すトレリスにおいて、符号ビットが１である枝に対応するγ~を更新する。枝に対応するγ~は、（枝に割り当てられた符号ビットに対する対数事前確率比）＋（枝に割り当てられた符号ビットに対する対数尤度比）で定義されている。そして、γ~を求める要素である、符号ビットに対する対数事前確率比には、上述のとおり、デインタリーブ部２０７の出力（符号ビットに対する対数事前確率比）が用いられる。ここで用いられている値は対数領域での比であるため、符号ビットが０である枝に対応するγ~については、更新が行われない。
【０１１８】
畳込み復号部２０９は、このように更新したγ~の値を用いて、前向き計算及び後ろ向き計算を行うことにより、各ノードに対する対数前向き確率及び対数後ろ向き確率を求める。畳込み復号部２０９は、求めた対数前向き確率α~、枝に割り当てられたγ~、対数後ろ向き確率β~を式（５）に代入し、符号ビットに対する対数事後確率を求める。畳込み復号部２０９は、求めた符号ビットに対する対数事後確率から対数事後確率比を求める。畳込み復号部２０９は、（符号ビットが１である場合の対数事後確率）−（符号ビットが０である場合の対数事後確率）を計算することにより、各符号ビットに対する対数事後確率比を生成する。
【０１１９】
また、畳込み復号部２０９は、生成した対数事後確率比及びデインタリーブ部２０７からの出力（符号ビットに対する対数事前確率比）を用いて、符号ビットに対する対数外部値比を生成する。符号ビットに対する対数外部値比は、（符号ビットに対する対数外部値比）＝（符号ビットに対する対数事後確率比）−（符号ビットに対する対数事前確率比）として生成することができる。こうして生成した対数事後確率比を、畳込み復号部２０９は、再度、インタリーブ部２０８に出力する。
【０１２０】
以上のようなＭＳＰＬデマップ部２０５と畳込み復号部２０９との間の反復復号処理は、予め定められた回数だけ反復される。そして、反復復号完了時点で畳込み復号部２０９に保持されている符号ビットに対する対数事後確率比が、選択部２１１に出力される。
【０１２１】
以上が、ＭＣＳ情報に受信信号に施されている誤り訂正符号が畳込み符号であると示されている場合のＭＳＰＬデマップ部２０５、デインタリーブ部２０７、畳込み復号部２０９、インタリーブ部２０８の復号処理である。
【０１２２】
［誤り訂正符号がＬＤＰＣ符号の場合の受信処理］
次に、ＭＣＳ情報に、受信信号に施されている誤り訂正符号がＬＤＰＣ符号であると示されている場合の無線受信装置２００の処理について説明する。
【０１２３】
ＭＣＳ情報に受信信号に施されている誤り訂正符号がＬＤＰＣ符号であると示されている場合、選択部２０４は、無線部２０１から入力された受信信号をＧｒａｙデマップ部２０６に出力する。
【０１２４】
Ｇｒａｙデマップ部２０６には、選択部２０４から受信信号、ＭＣＳ情報再生部２０３からＭＣＳ情報、及びチャネル推定部２０２からチャネル推定値が入力される。Ｇｒａｙデマップ部２０６は、これら入力された受信信号、ＭＣＳ情報、チャネル推定値を用いてデマップ処理を行う。Ｇｒａｙデマップ部２０６におけるデマップ処理は、上述のＭＳＰＬデマップ部２０５における１回目のデマップ処理と同様である。但し、データシンボルに用いられるマッピングパターンは異なる。ＭＳＰＬデマップ部２０５におけるデータシンボルのマッピングパターンをＭＳＰＬからＧｒａｙに変更した１回目のＭＳＰＬデマップ処理が、Ｇｒａｙデマップ部２０６におけるデマップ処理となる。Ｇｒａｙデマップ部２０６は、デマップ処理により、データシンボルにマッピングされたビットに対する対数尤度比を生成する。Ｇｒａｙデマップ部２０６は、生成した対数尤度比をＬＤＰＣ復号部２１０に出力する。
【０１２５】
ＬＤＰＣ復号部２１０には、Ｇｒａｙデマップ部２０６から出力された対数尤度比、ＭＣＳ情報再生部２０３から出力されたＭＣＳ情報が入力される。ＬＤＰＣ復号部２１０は、入力されたＭＣＳ情報に記載された符号化率に応じたＬＤＰＣ復号を行う。ＬＤＰＣ復号には、例えば参考文献２に記載のｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号を用いることができる。ＬＤＰＣ復号部２１０は、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号により求めた符号ビットに対する対数事後確率比を選択部２１１に出力する。
【０１２６】
選択部２１１には、畳込み復号部２０９から出力される符号ビットに対する対数事後確率比、ＬＤＰＣ復号部２１０から出力される符号ビットに対する対数事後確率比、及びＭＣＳ情報再生部２０３から出力されるＭＣＳ情報が入力される。選択部２１１は、入力されたＭＣＳ情報に基づいて畳込み復号部２０９またはＬＤＰＣ復号部２１０から出力される符号ビットに対する対数事後確率比を選択し、選択した対数事後確率比を出力する。
【０１２７】
ＭＣＳ情報に、受信信号に施されている誤り訂正符号化が畳込み符号であると示されている場合には、選択部２１１は、畳込み復号部２０９から入力される符号ビットに対する対数事後確率比を硬判定部２１２に出力する。一方、ＭＣＳ情報に、受信信号に施されている誤り訂正符号化がＬＤＰＣ符号であると示されている場合には、選択部２１１は、ＬＤＰＣ復号部２１０から入力される符号ビットに対する対数事後確率比を硬判定部２１２に出力する。
【０１２８】
硬判定部２１２は、選択部２１１から入力された符号ビットに対する対数事後確率を用いて、硬判定を行う。硬判定部２１２は、入力される符号ビットに対する対数事後確率比に基づいて、その対数事後確率比に対応する符号ビットの判定を行う。具体的には、硬判定部２１２は、入力された対数事後確率比が正であるとき、対数事後確率比に対応する符号ビットを１と判定する。一方、硬判定部２０７は、入力された対数事後確率比が負であるとき、対数事後確率比に対応している符号ビットを０と判定する。このように硬判定部２０７は、符号ビットに対する事後確率が最大となるように判定する。
以上、本実施の形態における無線送信装置１００、無線受信装置２００について説明した。
【０１２９】
［第１の実施の形態の効果］
本実施の形態のように、複数の誤り訂正符号化方法が用いられる通信システムにおいては、誤り訂正符号の種類に応じて変調信号のマッピングパターンを変更することにより、受信信号の誤りを訂正する能力を改善させることができる。例えば、本実施の形態のように畳込み符号ビットをインタリーブし、ＭＳＰＬマッピングパターンを用いて変調を行った場合、無線受信装置２００においてＭＳＰＬデマップと軟入力軟出力の畳込み復号を反復して行うことで、マッピングパターンがＧｒａｙである場合と比較して誤り訂正能力を改善させることができる。これは、受信信号のＳＮＲがある程度高い領域においては、畳込み復号部２０９からＭＳＰＬデマップ部２０５への送信ビットの対数事前確率比のフィードバックを用いることで、ＭＳＰＬマッピングパターンを用いて変調された信号点のデマップを反復して行うことによるゲインが得られるためである。即ち、送信ビットの対数事前確率比のフィードバックを用いることで、デマップにおける送信ビットの信号点間距離が大きくなるためである。
【０１３０】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、送信ビットに対する対数事前確率比のフィードバックをデマップに適用した場合の送信ビットの信号点間距離を示す図である。ただし、図７（ａ）〜図７（ｄ）は、変調方式に１６ＱＡＭを用いた場合を例示している。ここでは、図７（ａ）を例にとって説明する。図７（ａ）は、信号点にマッピングされたビットのうち１ビット目に着目した場合の信号点間距離を示したものである。マッピングビットのうち、１ビット目が１である信号点は●で表されている。同様に１ビット目が０である信号点は○で表されている。また、１ビット目が１である信号点と０である信号点のうち、双対となる信号点が線で結ばれている。線で結ばれている信号点の組み合わせは、１ビット目以外のビットが同一となる信号点となっている。
【０１３１】
ここで、本実施の形態のように、送信ビットに対する対数事前確率比のフィードバックをデマップに適用した場合、送信ビットに対する信号点間距離は、線で結ばれた信号点間の距離となる。これは、仮に送信ビットに対する対数事前確率比が正しいとすると、着目する送信ビットが１であるか０であるかの判定は、線で結ばれた信号点間の距離によって決まるからである。以上の原理により、送信ビットに対する対数事前確率比のフィードバックをデマップに適用することで、送信ビットの信号点間距離をＧｒａｙマッピングパターンに比べて大きくすることができる。
【０１３２】
一方、ＬＤＰＣ符号ビットをＧｒａｙマッピングパターンを用いて変調を行った場合、受信装置においてＧｒａｙデマップを行い、生成した送信ビットに対する対数尤度比を用いてＬＤＰＣ復号を行うことで、マッピングパターンがＭＳＰＬである場合と比較して誤り訂正能力を改善させることができる。これは、受信信号のＳＮＲが低い領域において既にＬＤＰＣ復号による誤りビットの訂正がなされるので、ＭＳＰＬマッピングパターンを用いた変調を行うと、逆にデマップにおける送信ビットの信号点間距離がＧｒａｙマッピングパターンと比較して小さくなってしまうため、誤り訂正能力が劣化してしまう。しかし、本実施の形態のように、ＬＤＰＣ符号に対してはＧｒａｙマッピングパターンによる変調を行うことで、ＭＳＰＬマッピングパターンによる変調を用いた場合と比較して受信特性を改善することができる。
【０１３３】
以上のように、誤り訂正符号の種類に応じて異なるマッピングパターンを用いて変調を行うことにより、受信特性を改善することができる。
【０１３４】
なお、本実施の形態は、複数の誤り訂正符号化が導入されている無線通信システムにおいて、畳込み符号に対してはＭＳＰＬマッピングパターンによる変調信号点へマッピングし、ＬＤＰＣ符号に対してはＧｒａｙマッピングパターンによる変調信号点へマッピングする構成を例示したが、用いる誤り訂正符号化、マッピングパターンは以下のように変更してもよい。例えば、畳込み符号に代えて、リードソロモン符号やＢＣＨ符号などのシャノン限界に近くない、誤り訂正能力の低い符号を用いてもよい。ＬＤＰＣ符号に代えて、ターボ符号などのシャノン限界に近い誤り訂正能力の高い符号を用いてもよい。また、畳込み符号などのシャノン限界に近くない誤り訂正能力の低い符号に対して、符号化後のビットをマッピングする際のマッピングパターンは、ＭＳＰＬマッピングパターンの代わりにＧｒａｙでないマッピングパターンを用いてもよい。
【０１３５】
このように誤り訂正符号化方法、マッピングパターンを変更しても、本実施の形態と同様の効果があることについて説明する。シャノン限界に近くない誤り訂正能力の低い符号に関しては、Ｇｒａｙでないマッピングパターン（隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターン）による変調信号点へマッピングし、無線信号を生成する。このとき、無線受信装置において受信した無線信号を本実施の形態で示したようにデマップと誤り訂正復号を反復して行うことで、送信ビット単位で見た場合の最小信号点間距離を大きくすることができる。Ｇｒａｙマッピングパターンを用いた場合、反復してデマップと誤り訂正復号を行っても、送信ビット単位で見た場合の最小信号点間距離が大きくなることはない。よって、シャノン限界に近くない誤り訂正能力の低い符号に関して、符号化後のビットをＧｒａｙでないマッピングパターンによる変調信号点へとマッピングすることにより、受信特性を改善できる効果がある。
【０１３６】
一方、ＬＤＰＣ符号などのシャノン限界に近い、誤り訂正能力の高い符号に関しては、誤り訂正能力の低い符号と同様にＧｒａｙでないマッピングパターンによる変調信号点へマッピングした場合、無線受信装置における誤り訂正能力が劣化してしまう。これは、シャノン限界に近い誤り訂正符号は、低い受信ＳＮＲの領域でも誤り訂正復号を単体で行うことでシャノン限界に近い誤り訂正特性を得ることができるためである。低い受信ＳＮＲの領域でＧｒａｙでないマッピングパターンによる変調信号をデマップした場合は、Ｇｒａｙマッピングパターンによる変調信号をデマップした場合と比較して、デマップ時のシンボル誤りによるビット誤り率特性が劣化する。よって、シャノン限界に近い、誤り訂正能力の高い符号に関しては、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いた変調信号点へとマッピングすることで、無線受信装置における誤り訂正特性を最適なものとすることができる。
【０１３７】
また、ＬＤＰＣ符号のかわりにターボ符号を用いた場合、Ｇｒａｙマッピングパターンによる変調を行う前に、ターボ符号ビットをインタリーブしてもよい。但しこの場合、無線受信装置２００において、Ｇｒａｙデマップ部２０６におけるデマップ後の対数尤度比をデインタリーブする処理が必要になる。
【０１３８】
（第２の実施の形態）
上記した第１の実施の形態の無線通信システムは、複数の誤り訂正符号が導入されている無線通信システムにおいて、使用する誤り訂正符号に応じて、符号化後のビットをマッピングする際のマッピングパターンを変える構成を有していた。一方、第２の実施の形態の無線通信システムは、無線受信装置における電波の受信状況に応じて、シャノン限界に近くない誤り訂正能力の低い符号に対して行う変調の際のマッピングパターンを変更する。
【０１３９】
図８は、第２の実施の形態における無線通信システムの構成を示す図である。図８において、図１と同様の構成については、同一の名称、番号を付しており、重複する説明を省略する。
【０１４０】
図８に示すように、無線通信システムは、無線送信装置３００と無線受信装置４００とを有している。無線送信装置３００、無線受信装置４００の構成において、第１の実施の形態と異なるのは、ＭＣＳ決定部３０１、選択部３０２、受信状況通知情報生成部４０１、選択部４０２の構成が追加されている点である。以下、追加された構成を中心に説明する。なお、本実施の形態における選択部１０１、畳込み符号化部１０２、インタリーブ部１０４、ＬＤＰＣ符号化部１０３を総称して誤り訂正符号化選択部と呼ぶことがある。また、選択部３０２、ＭＳＰＬマップ部１０５、Ｇｒａｙマップ部１０６、選択部１０７を総称してマップ選択部と呼ぶことがある。
【０１４１】
無線送信装置３００は、通信を始めるに当たって、まず無線受信装置４００における受信信号のＳＮＲを測定するためのパイロットシンボルを送信する。無線送信装置３００は、フレーム構成部１０８によって、パイロットシンボルを用いたフレームを構成する。フレーム構成部１０８は、構成したフレームを無線部１０９に出力する。無線部１０９は、入力されたフレームを無線信号に変換し、無線伝搬路へと出力する。なお、このときフレーム構成部１０８において構成されるフレームを受信状況測定用フレームと呼ぶことがある。
【０１４２】
無線受信装置４００は、無線部１０９が出力した無線信号を受信する。無線部２０１が受信信号をダウンコンバートする処理については第１の実施の形態と同様である。無線部２０１はダウンコンバート後の受信信号を出力する。
【０１４３】
受信状況通知情報生成部４０１には、無線部２０１から出力された受信信号が入力される。受信状況通知情報生成部４０１は、受信信号を構成するフレームのうち、パイロットシンボルを用いて受信信号のＳＮＲを測定する。受信状況通知情報生成部４０１は、受信信号のＳＮＲを受信状況通知情報として出力する。出力された受信状況通知情報は、無線送信装置３００へフィードバックされる。
【０１４４】
無線送信装置３００は、無線受信装置４００からフィードバックされた受信状況通知情報を受信する。受信状況通知情報は、ＭＣＳ決定部３０１に入力される。ＭＣＳ決定部３０１は、入力された受信状況通知情報に基づいて、送信信号に施す誤り訂正符号化、変調方式、及びマッピングパターンを決定する。ＭＣＳ決定部３０１は、決定した誤り訂正符号化、変調方式、及びマッピングパターンをＭＣＳ情報として出力する。
【０１４５】
ここで、ＭＣＳ決定部３０１によるマッピングパターンの決定について説明する。ＭＣＳ決定部３０１は、無線受信装置４００におけるＳＮＲの値に応じて、畳み込み符号化による誤り訂正符号化後のビットに対して、ＭＳＰＬマッピングパターンによるマッピングを行うか、Ｇｒａｙマッピングパターンによるマッピングを行うかを決定する。ＭＣＳ決定部３０１は、ＳＮＲが所定の閾値以上の場合にはＧｒａｙマッピングパターンを選択し、ＳＮＲが所定の閾値より小さい場合には、隣接信号点のマッピングが２ビット以上異なるマッピングパターンを選択する。
【０１４６】
無線送信装置３００は、ＭＣＳ決定部３０１から出力されたＭＣＳ情報に基づいて情報ビットを誤り訂正符号化し、変調を行う。情報ビットに施す誤り訂正符号化が畳込み符号である場合、第１の実施の形態と同様に、選択部１０１は、入力された情報ビットを畳込み符号化部１０２へと出力する。以降、畳込み符号化部１０２、インタリーブ部１０４における処理は、第１の実施の形態と同様である。インタリーブ部１０４は、インタリーブ後の符号ビットを選択部３０２へと出力する。
【０１４７】
選択部３０２には、インタリーブ部１０４から出力されたインタリーブ後の符号ビット、ＭＣＳ決定部３０１から出力されたＭＣＳ情報が入力される。選択部３０２は、入力されたＭＣＳ情報に基づき、インタリーブ後の符号ビットの出力先を選択する。
【０１４８】
ＭＣＳ情報に記載されたマッピングパターンがＭＳＰＬマッピングパターンである場合、選択部３０２は、入力された符号ビットをＭＳＰＬマップ部１０５へと出力する。また、ＭＣＳ情報に記載されたマッピングパターンがＧｒａｙマッピングパターンである場合、選択部３０２は、入力された符号ビットをＧｒａｙマップ部１０６へと出力する。以降、無線送信装置３００における符号ビットの変調処理は第１の実施の形態と同様である。
【０１４９】
次に、無線送信装置３００におけるフレーム構成を述べる。第１の実施の形態では、図３（ａ）に示すフレーム構成を用いたが、本実施の形態では、図３（ｂ）に示すフレーム構成を用いる。ここで、図３（ｂ）において、誤り訂正符号化方法通知シンボルは、データシンボルに施されている誤り訂正符号化を無線受信装置４００に通知するためのシンボルである。変調方式通知シンボルは、データシンボルに施されている変調方式を通知するためのシンボルである。マッピングパターン通知シンボルは、変調方式に用いられているマッピングパターンを通知するためのシンボルである。フレーム構成部１０８は、図３（ｂ）に示す通りにフレームを構成し、構成したフレームを出力する。無線送信装置３００は、構成したフレームから無線信号を生成し、無線伝搬路へと出力する。このとき生成する無線信号の送信電力は、先に送信した無線受信装置４００における受信ＳＮＲを測定するためのシンボルと同一の送信電力とする。これは、送信する無線信号に施した誤り訂正符号化、変調方式が、測定した受信ＳＮＲに整合したものとするためである。
【０１５０】
無線受信装置４００は、無線送信装置３００から送信された無線信号の受信処理を行う。以下、無線信号に施された誤り訂正符号化、変調方式に応じて行う受信処理について説明する。
【０１５１】
本実施の形態では、誤り訂正符号に畳込み符号を用いている場合、受信信号に施されている変調におけるマッピングパターンがＭＳＰＬの場合とＧｒａｙの場合がある。よって、無線受信装置４００の選択部２０４は、ＭＣＳ情報再生部２０３から出力されたＭＣＳ情報に基づいて受信信号の出力先を選択する。図３（ｂ）に示すように、受信信号を構成するフレームには、マッピングパターン通知シンボルが含まれているので、ＭＣＳ情報再生部２０３は、マッピングパターンを含めたＭＣＳ情報を出力する。選択部２０４は、入力されたＭＣＳ情報に記載されたマッピングパターンがＭＳＰＬマッピングパターンである場合、受信信号をＭＳＰＬデマップ部２０５へと出力する。また、選択部２０４は、入力されたＭＣＳ情報に記載されたマッピングパターンがＧｒａｙマッピングパターンである場合、受信信号をＧｒａｙデマップ部２０６へと出力する。
【０１５２】
ＭＳＰＬデマップ部２０５、Ｇｒａｙデマップ部２０６におけるデマップ処理は、第１の実施の形態と同様である。ＭＳＰＬデマップ部２０５、またはＧｒａｙデマップ部２０６は、生成した送信ビットに対する対数尤度比を出力する。
【０１５３】
選択部４０２には、ＭＳＰＬデマップ部２０５からの出力、Ｇｒａｙデマップ部２０６からの出力が入力される。また、選択部４０２には、ＭＣＳ情報再生部２０３から出力されたＭＣＳ情報が入力される。選択部４０２は、入力されたＭＣＳ情報に基づいてＭＳＰＬデマップ部２０５からの出力、Ｇｒａｙデマップ部２０６からの出力のどちらかを選択する。ＭＣＳ情報に記載されたマッピングパターンがＭＳＰＬである場合には、選択部４０２は、ＭＳＰＬデマップ部２０５からの出力を選択し、デインタリーブ部２０７に出力する。一方、ＭＣＳ情報に記載されたマッピングパターンがＧｒａｙである場合には、選択部４０２は、Ｇｒａｙデマップ部２０６からの出力を選択し、デインタリーブ部２０７に出力する。
【０１５４】
畳込み復号部２０９は、ＭＣＳ情報再生部２０３から入力されるＭＣＳ情報に応じて、復号結果の出力先を制御する。畳込み復号部２０９は、ＭＣＳ情報に記載されたマッピングパターンがＭＳＰＬである場合には、復号により生成した符号ビットに対する対数外部値比をインタリーブ部２０８へと出力する。一方、ＭＣＳ情報に記載されたマッピングパターンがＧｒａｙである場合には、復号により生成した符号ビットに対する対数事後確率比を選択部２１１へと出力する。無線受信装置４００は、受信信号に施された変調方式に用いられているマッピングパターンがＭＳＰＬである場合には、ＭＳＰＬデマップ部２０５と畳込み復号部２０９においてデマップと復号を反復して行う。一方、受信信号に施された変調方式に用いられているマッピングパターンがＧｒａｙである場合には、無線受信装置４００は、デマップと復号の反復を行わない。以降、無線受信装置４００における受信処理は第１の実施の形態と同様である。
以上、第２の実施の形態における無線送信装置３００および無線受信装置４００について説明した。
【０１５５】
［第２の実施の形態の効果］
第２の実施の形態では、畳込み符号に対して行う変調方式に用いるマッピングパターンがＭＳＰＬである場合に、無線受信装置４００においてデマップと誤り訂正復号を反復して行うことで、デマップにおける送信ビットに対する信号点間距離が大きくなることは、第１の実施の形態で述べたとおりである。受信信号のＳＮＲがある一定値を超えると、デマップと誤り訂正復号の反復による誤り訂正の効果が大きく出始める。このとき、受信信号の誤り率でいうと、ウォータフォール現象が生じている。しかし、デマップと誤り訂正復号の反復による誤り訂正の効果にも限界があり、さらにＳＮＲが高い領域ではエラーフロア現象が生じてしまう。
【０１５６】
一方、畳込み符号に対して行う変調方式に用いるマッピングパターンがＧｒａｙである場合、受信信号のＳＮＲが低い領域では、マッピングパターンにＭＳＰＬを用いてデマップと誤り訂正復号を反復して行う場合の誤り率特性には及ばない。しかし、受信信号のＳＮＲが高い領域では、マッピングパターンにＧｒａｙを用いた場合の受信信号のデマップ、誤り訂正復号による誤り訂正能力が、マッピングパターンにＭＳＰＬを用いてデマップと誤り訂正復号を反復して行う場合の誤り訂正能力と同等あるいはそれ以上となる。
【０１５７】
以上より、本実施の形態のように、受信信号のＳＮＲに応じて、畳込み符号に施す変調に用いるマッピングパターンを適切なものにすることで、誤り訂正符号に畳込み符号を用いる場合の誤り訂正能力を改善することができる。具体的には、マッピングパターンにＧｒａｙを用いた場合の受信信号のデマップ、誤り訂正復号による誤り訂正能力が、マッピングパターンにＭＳＰＬを用いてデマップと誤り訂正復号を反復して行う場合の誤り訂正能力と同等あるいはそれ以上となるような受信信号のＳＮＲ領域では、畳込み符号に施す変調に用いるマッピングパターンをＧｒａｙにする。それ以外の場合には、畳込み符号に施す変調に用いるマッピングパターンをＭＳＰＬにする。
【０１５８】
さらに、本実施の形態では、無線受信装置４００において、受信信号に施されている誤り訂正符号化が畳み込み符号である場合、受信信号に施された変調に用いられているマッピングパターンに応じて、デマップと誤り訂正復号の反復方法を変更している。マッピングパターンがＧｒａｙである場合、受信信号のデマップと誤り訂正復号の反復を行うことによる受信特性の改善はほとんどない。これは、マッピングパターンがＧｒａｙである場合、送信ビットに対する対数事前確率比のフィードバックがあったとしても、送信ビットの信号点間距離の改善がないためである。よって、本実施の形態では、マッピングパターンがＧｒａｙである場合には、デマップと誤り訂正復号の反復は行っていない。これにより、無線受信装置４００において受信処理に要する時間を短縮できる。
【０１５９】
なお、本実施の形態では無線受信装置４００は、受信状況通知情報４０１においてパイロットシンボルを用いて受信ＳＮＲを測定し、測定したＳＮＲを無線送信装置３００にフィードバックする構成を示したが、無線送信装置３００におけるＭＣＳ決定部３０１において、受信状況に応じてＭＣＳを決定できる他の制御情報（例えば、受信電力等）をフィードバックしてもよい。
【０１６０】
また、図３（ｂ）におけるフレーム構成において、誤り訂正符号化方法通知シンボル、変調方式通知シンボル、マッピングパターン通知シンボルを独立したシンボルとして表記しているが、誤り訂正符号化方法を通知する情報、変調方式を通知する情報、マッピングパターンを通知する情報をひとまとめにし、ひとまとめにした通知情報を無線受信装置４００において既知の誤り訂正符号化、変調してもよい。
【０１６１】
本実施の形態では、無線受信装置４００が電波の受信状況を示す情報を無線送信装置３００に対してフィードバックし、無線送信装置３００が受信状況に基づいてＭＣＳを決定する構成について説明したが、無線受信装置４００が誤り訂正符号化の種類またはマッピングパターン等のＭＣＳを決定し、誤り訂正符号化の種類またはマッピングパターンの変更を要求する情報を無線送信装置３００にフィードバックする構成としてもよい。
【０１６２】
さらに、本実施の形態は、無線受信装置４００がデマップと誤り訂正復号の反復を行う構成を持つ場合を説明したが、通信システムによっては、デマップと誤り訂正復号の反復を行わない無線受信装置も存在する。このとき、無線受信装置におけるデマップは、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いた変調信号点のデマップを行い、デマップ時に求めた送信ビットに対する対数尤度比を用いて誤り訂正復号する場合が最適となる。よって、デマップと誤り訂正復号の反復を行えない無線受信装置に対応するためには、無線送信装置における基本のマッピングパターンをＧｒａｙマッピングパターンとしておき、デマップと誤り訂正復号の反復を行える無線受信装置が無線送信装置に対してマッピングパターンの変更を要求する、というシステムが望ましい。このとき、無線受信装置４００における受信状況通知情報生成部４０１が、無線送信装置３００に対してマッピングパターンの変更を要求する情報をフィードバックしてもよい。
【０１６３】
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態および第２の実施の形態は、シングルストリーム送信に関する無線通信システムであったが、第３の実施の形態の無線送信装置および無線受信装置は、複数の誤り訂正符号化が導入されたマルチアンテナ通信システムにおけるマルチストリーム送信時の構成に関する。本実施の形態は、無線受信装置において受信される各ストリームの受信状況に応じて、変調の際のマッピングパターンを変更する構成を有する。
【０１６４】
図９は、本実施の形態の無線送信装置５００の構成を示す図、図１０は、本実施の形態の無線受信装置６００の構成を示す図である。無線送信装置５００、無線受信装置６００の構成において、図８と同様の構成については、同一の名称、番号を付し、重複する説明を省略する。なお、本実施の形態は第１の実施の形態および第２の実施の形態と異なり、マルチストリーム送信であるので、説明上の便宜上、ストリームＡに関する装置構成については、構成に付した番号の末尾に「Ａ」を追加し、ストリームＢに関する装置構成については、構成に付した番号の末尾に「Ｂ」を追加してある。
【０１６５】
以下、図９および図１０を用いて本実施の形態における無線送信装置５００、無線受信装置６００の構成について説明する。無線送信装置５００は、通信を開始するにあたり、無線受信装置６００における受信ＳＮＲを測定するためのシンボルを予め送信する。このときの受信ＳＮＲ測定用フレームの構成を図３（ｃ）に示す。図３（ｃ）において、ヌルシンボルとは、無信号区間を表している。フレーム構成部１０８ＡはストリームＡ用の受信ＳＮＲ測定用のフレームを構成し、フレーム構成部１０８ＢはストリームＢ用の受信ＳＮＲ測定用のフレームを構成し、出力する。無線送信装置５００は、前記のようにして、受信ＳＮＲ測定用のフレームを構成し、無線部１０９Ａ、無線部１０９Ｂにおいて無線信号に変換して無線伝搬路へと出力する。
【０１６６】
無線受信装置６００は、無線送信装置５００から出力された受信ＳＮＲ測定用のフレーム構成の無線信号を受信する。無線部２０１Ａ、２０１Ｂは、受信信号をダウンコンバートし、受信状況通知情報生成部４０１に出力する。受信状況通知情報生成部４０１は、無線部２０１Ａ、２０１Ｂから出力された受信フレームを用いて受信ＳＮＲの測定を行う。受信フレームの構成は図３（ｃ）に示す通りであるので、受信状況通知情報生成部４０１は、パイロットシンボルを用いてストリームＡ、Ｂの受信ＳＮＲを測定する。受信状況通知情報生成部４０１は、測定した受信ＳＮＲを受信状況通知情報として送信装置５００へとフィードバックする。
【０１６７】
無線送信装置５００は、無線受信装置６００からフィードバックされた受信ＳＮＲ（受信状況通知情報）を用いて、情報ビットに施す誤り訂正符号化、変調方式、マッピングパターンの決定を行う。無線受信装置６００からフィードバックされた受信ＳＮＲは、ＭＣＳ決定部３０１に入力される。ＭＣＳ決定部３０１は、受信ＳＮＲに応じて、ストリームに施す誤り訂正符号化、変調方式、マッピングパターンの決定を行う。
【０１６８】
ＭＣＳ決定部３０１は、ストリームＡ、Ｂの受信ＳＮＲのうち、受信ＳＮＲの高い方のストリームに対してはＧｒａｙマッピングパターンを用いるよう決定する。このとき同時に、受信ＳＮＲの高い方のストリームに対して施す誤り訂正符号化、変調方式の決定を行う。一方、ＭＣＳ決定部３０１は、受信ＳＮＲの低い方のストリームに対しては、受信ＳＮＲに応じて、誤り訂正符号、変調方式、マッピングパターンを決定する。ＭＣＳ決定部３０１は、決定した各ストリームに対して施す誤り訂正符号化、変調方式、マッピングパターンをＭＣＳ情報として出力する。本実施の形態では、ストリームＡの受信ＳＮＲがストリームＢの受信ＳＮＲより高いものとして説明する。このようにしても一般性は失われない。
【０１６９】
ここでは、２つのストリームＡ、Ｂを送信する場合を例として説明しているが、本実施の形態は、３つ以上のストリームを送信する場合にも適用できる。例えば、ストリームＡ〜Ｃの３つのストリームを送信する場合を例として説明する。この場合、ＭＣＳ決定部３０１は、受信ＳＮＲが最も低いストリームを除く２つのストリームに対してはＧｒａｙマッピングパターンを用いるように決定し、受信ＳＮＲが最も低いストリームに対しては、受信ＳＮＲに応じて、誤り訂正符号、変調方式、マッピングパターンを決定する。
【０１７０】
無線送信装置５００は、決定したＭＣＳ情報に応じて、各ストリームの送信信号を生成し、無線伝搬路へと出力する。送信信号の生成方法については、第２の実施の形態と同様である。但し、このときの送信信号のフレーム構成は、図３（ｄ）に示すように、第２の実施の形態の場合（図３（ｂ）参照）のフレーム構成と異なり、ストリームごとにパイロットシンボルの配置パターンが異なっている。図３（ｄ）のようなパイロットシンボルの配置にすることで、各ストリームが伝搬するチャネルの推定値を得ることができる。
【０１７１】
無線受信装置６００は、無線送信装置５００から出力された送信信号を受信する。無線受信装置６００は、チャネル推定部２０２、ＭＣＳ情報再生部２０３において受信信号からチャネル推定、ＭＣＳ情報の再生を行う。このときの処理は、第２の実施の形態と同様である。
【０１７２】
ＭＩＭＯ検波部６０１は、ＭＣＳ情報再生部２０３から出力されたＭＣＳ情報、チャネル推定部２０２から出力されたチャネル推定値を用いて、無線部２０１Ａ、２０１Ｂから出力された空間多重信号の検波を行う。ＭＩＭＯ検波部６０１は、入力されたＭＣＳ情報から各ストリームに施されている変調方式、マッピングパターンを得る。ＭＩＭＯ検波部６０１は、変調方式、マッピングパターンに応じた空間多重信号の検波を行う。このときの検波には、チャネル推定部２０２から出力されたチャネル推定値が用いられる。空間多重信号の検波方法には種々あり、ＺＦ（Zero Forcing）あるいはＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）規範の空間フィルタリング後の信号をシングルストリーム送信時と同様の検波を行う方式、または、空間多重信号から直接に送信ビットに対する対数尤度比を生成するＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）方式などがある。本実施の形態では、ＭＩＭＯ検波部６０１は、いずれかの検波方式を用いて送信ビットに対する対数尤度比を生成する。このとき、ＭＩＭＯ検波部６０１は、受信ＳＮＲが高い方のＧｒａｙマッピングパターンが用いられているストリームにおける送信ビットに対する対数尤度比を生成し、出力する。
【０１７３】
以下、デインタリーブ部２０７Ａ、畳込み復号部２０９Ａ、ＬＤＰＣ復号部２１０Ａ、選択部２１１Ａ、硬判定部２１２Ａにおける受信処理は、第２の実施の形態と同様である。但し、このとき畳込み復号部２０９ＡからＭＩＭＯ検波部６０１への送信ビットに対する対数事前確率比のフィードバックは行わない。畳込み復号部２０９Ａは、生成した符号ビットに対する対数事後確率比を選択部２１１Ａに出力する。
【０１７４】
次に、無線受信装置６００は、ストリーム間干渉除去部６０２において、空間多重された受信信号のストリーム間干渉の除去を行う。ストリーム間干渉除去部６０２には、無線部２０１Ａ、２０１Ｂから出力された受信信号、硬判定部２１２Ａから出力されたストリームＡの硬判定後のビット、チャネル推定部２０２から出力されたチャネル推定値、ＭＣＳ情報再生部２０３から出力されたＭＣＳ情報が入力される。ストリーム間干渉除去部６０２は、入力されたＭＣＳ情報に基づき、干渉レプリカ信号を生成する。ここで干渉レプリカ信号とは、受信した空間多重信号において、着目するストリーム成分にとってストリーム間干渉となっている信号成分のことを表している。ここでは、ストリーム間干渉除去部６０２は、ストリームＢに対してストリーム間干渉となっているストリームＡの干渉レプリカ信号を生成する。
【０１７５】
ストリーム間干渉除去部６０２は、硬判定部２１２Ａから入力されたストリームＡの硬判定ビットを用いて干渉レプリカ信号を生成する。まず、ストリーム間干渉除去部６０２は、入力されたＭＣＳ情報に基づいて、入力された硬判定ビットを再度誤り訂正符号化、変調を行う。このときの誤り訂正符号化、変調の処理は、無線送信装置５００における選択部１０１Ａ、畳込み符号化部１０２Ａ、ＬＤＰＣ符号化部１０３Ａ、インタリーブ部１０４Ａ、選択部３０２Ａ、ＭＳＰＬマップ部１０５Ａ、Ｇｒａｙマップ部１０６Ａ、選択部１０７Ａの処理と同様である。ストリーム間干渉除去部６０２は、前記のようにして硬判定ビットからストリームＡによって送信されたシンボルを生成する。
【０１７６】
ストリーム間干渉除去部６０２は、生成したストリームＡによって送信されたシンボルに対して、チャネル推定部２０２から出力されたチャネル推定値のうち、ストリームＡが伝搬してきたチャネルの推定値を乗算する。このようにすることで、ストリーム間干渉除去部６０２は、ストリームＢに対してストリーム間干渉となっているストリームＡのレプリカ信号を生成することができる。
【０１７７】
ストリーム間干渉除去部６０２は、無線部２０１Ａ、２０１Ｂから出力された受信信号のストリーム間干渉の除去を行う。無線部２０１Ａ、２０１Ｂから出力される受信信号には、ストリームＡによる干渉信号成分が含まれているので、ストリーム間干渉除去部６０２は、受信信号に含まれるストリームＡによる干渉信号成分を除去する。このときの除去には、生成したストリームＡの干渉レプリカ信号が用いられる。ストリーム間干渉除去部６０２は、ストリーム間干渉除去後の信号を出力する。
【０１７８】
合成部６０３は、ストリーム間干渉除去部６０２から出力された信号の合成を行う。ストリーム間干渉除去部６０２から出力された信号は、アンテナＡ及びアンテナＢによって受信されたストリームＢの信号成分とみなすことができる。よって合成部６０３は、ストリームＢの信号成分とみなしたストリーム間干渉除去部６０２からの出力信号を合成する。合成部６０３が用いる合成としては、選択合成、等利得合成、最大比合成などが用いられる。合成部６０３は、合成方法を用いて合成したストリームＢに相当する受信信号を出力する。
【０１７９】
合成後のストリームＢに相当する受信信号の受信処理については、第２の実施の形態と同様である。無線受信装置６００は、ストリームＢに相当する受信信号の受信処理を行い、硬判定部２１２ＢからストリームＢの硬判定ビットを出力する。並直列変換部６０４は、無線送信装置５００における直並列変換部５０１の逆処理を行い、ストリームＡ、Ｂによって送信されたビットの並べ替えを行い、出力する。無線受信装置６００は、上記のようにして復号ビットを得る。以上、第３の実施の形態の無線送信装置５００、無線受信装置６００について説明した。
【０１８０】
［第３の実施の形態の効果］
第３の実施の形態は、マルチストリーム送信において、受信ＳＮＲの高いストリームに対してＧｒａｙのマッピングパターンを採用している。そして、無線受信装置６００は、空間多重された受信信号のうち、受信ＳＮＲが高く、かつ、マッピングパターンがＧｒａｙのストリームから干渉レプリカ信号を生成し、無線受信装置６００は、空間多重された受信信号のストリーム間干渉の除去を行っている。干渉レプリカ信号を生成する際には、反復デマップを行うことが困難であるが、本実施の形態の構成により、受信ＳＮＲが高く、かつ１回のデマップに適したＧｒａｙマッピングパターンによって変調されたストリームの干渉レプリカ信号を生成するので、受信特性の良い干渉レプリカ信号を生成できる。これにより、適切に干渉信号を除去することができ、無線受信装置６００における受信特性を高めることができる。
【０１８１】
なお、もし、受信ＳＮＲが高いストリームに対してＧｒａｙ以外のマッピングパターンによる変調を行った場合、無線受信装置６００におけるＭＩＭＯ検波部６０１によって生成される送信ビットに対する対数尤度比の精度が劣化する。これは、マッピングパターンにＧｒａｙ以外のものを用いた場合、送信ビットの最小信号点間距離が、Ｇｒａｙマッピングパターンと比較して小さくなるためである。
【０１８２】
また、本実施の形態では、受信ＳＮＲが高いストリーム即ち受信品質の良いストリームに対しては、マッピングパターンをＧｒａｙとした変調方式を用いることで、当該ストリームの受信特性を高めている。
【０１８３】
本実施の形態は、無線送信装置５００がマルチストリーム送信する場合を例示したが、複数の無線送信装置５００が１つの無線受信装置６００に対して空間多重接続する場合にも適用できる。このとき、複数の無線送信装置５００は、図８に示す無線送信装置３００の構成を採ればよい。このときの複数の無線送信装置と１つの無線受信装置との間のシグナリングは図１１のようになる。
【０１８４】
図１１は、複数の送信装置を端末Ａ、Ｂとし、１つの受信装置を基地局と表記している。まず、基地局は端末Ａ、Ｂに対してパイロットシンボルの送信方法を通知する信号を送信する（Ｓ１）。端末Ａ、Ｂは、基地局から通知されたパイロットシンボルの送信方法に応じてパイロットシンボルを構成し、送信する（Ｓ２）。このときのパイロットシンボルの構成は、図３（ｃ）の通りである。図３（ｃ）に示すストリームＡに相当するフレームを端末Ａが送信し、ストリームＢに相当するフレームを端末Ｂが送信する。
【０１８５】
基地局は、端末Ａ、Ｂから送信されたパイロットシンボルを用いて各端末Ａ、Ｂから送信されるストリームの受信ＳＮＲを測定する。基地局は、測定した受信ＳＮＲに応じて、各端末Ａ、Ｂが適用すべきＭＣＳ、すなわち、誤り訂正符号化、変調方式、マッピングパターンを決定する（Ｓ３）。ここで、基地局は受信ＳＮＲの高いストリームに対しては、Ｇｒａｙマッピングパターンを用いるよう割当てる。
【０１８６】
基地局は、ステップＳ１において決定した誤り訂正符号化、変調方式、マッピングパターンを端末Ａ、Ｂに通知する（Ｓ４）。端末Ａ、Ｂは、通知された誤り訂正符号化、変調方式、マッピングパターンを用いて情報ビットからデータシンボルを生成する。端末Ａ、Ｂは生成したデータシンボルから送信フレームを構成する（Ｓ５）。
【０１８７】
端末Ａ、Ｂは、ステップＳ２により構成した送信フレームを基地局へ送信する（Ｓ６）。基地局は、受信装置６００の受信構成をもって受信処理を行う（Ｓ７）。以上のシグナリングを行うことで、本実施の形態を、複数の端末が１つの受信装置へと空間多重接続する場合に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明は、誤り訂正符号の種類に応じて適切なマッピングパターンを用いて変調することができるので、受信信号の誤りを訂正する能力を改善することができるというすぐれた効果を有し、無線通信システムにおいて、符号化変調を行う無線送信装置および無線受信装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】第１の実施の形態の無線通信システムの構成を示す図
【図２】Ｇｒａｙ  Ｌａｂｅｌｉｎｇに基づく信号点の一例を示す図
【図３】（ａ）第１の実施の形態における送信フレームの例を示す図（ｂ）第２の実施の形態における送信フレームの例を示す図（ｃ）第３の実施の形態における受信ＳＮＲ測定用フレームの例を示す図（ｄ）第３の実施の形態における送信フレームの例を示す図
【図４】受信信号に対する候補信号点の例を示す図
【図５】（ａ）畳み込み符号のトレリスの例を示す図（ｂ）対数前向き確率比α~（ｓ，ｔ）を求める例を示す図（ｃ）対数後ろ向き確率β~（ｓ，ｔ−１）を求める例を示す図（ｄ）事後確率の対数値（対数事後確率）の求め方を模式的に示す図
【図６】（ａ）前向き計算後の各ノードに対する前向き確率の対数値を示す図（ｂ）後ろ向き計算後の各ノードに対する後ろ向き確率の対数値を示す図
【図７】（ａ）送信ビットの信号点間距離を最上位ビットに着目して示す図（ｂ）送信ビットの信号点間距離を上位から２番目のビットに着目して示す図（ｃ）送信ビットの信号点間距離を上位から３番目のビットに着目して示す図（ｄ）送信ビットの信号点間距離を最下位ビットに着目して示す図
【図８】第２の実施の形態の無線通信システムの構成を示す図
【図９】第３の実施の形態の無線送信装置の構成を示す図
【図１０】第３の実施の形態の無線受信装置の構成を示す図
【図１１】第３の実施の形態の変形例に係る構成のシグナリングを示す図
【図１２】従来の無線通信システムの構成を示す図
【図１３】マップ部で用いるマッピングパターンの例を示す図
【符号の説明】
【０１９０】
１００  無線送信装置
１０１  選択部
１０２  畳み込み符号化部
１０３  ＬＤＰＣ符号化部
１０４  インタリーブ部
１０５  ＭＳＰＬマップ部
１０６  Ｇｒａｙマップ部
１０７  選択部
１０８  フレーム構成部
１０９  無線部
２００  無線受信装置
２０１  無線部
２０２  チャネル推定部
２０３  ＭＣＳ情報再生部
２０４  選択部
２０５  ＭＳＰＬデマップ部
２０６  Ｇｒａｙデマップ部
２０７  デインタリーブ部
２０８  インタリーブ部
２０９  畳み込み復号部
２１０  ＬＤＰＣ復号部
２１１  選択部
２１２  硬判定部
３００  無線送信装置
３０１  ＭＣＳ決定部
３０２  選択部
４００  無線受信装置
４０１  受信状況通知情報生成部
４０２  選択部
５００  ＭＩＭＯ無線送信装置
５０１  直並列変換部
６００  ＭＩＭＯ無線受信装置
６０１  ＭＩＭＯ検波部
６０２  ストリーム間干渉除去部
６０３  合成部
６０４  直並列変換部
１０００  無線送信装置
１００１  誤り訂正符号化部
１００２  インタリーブ部
１００３  マップ部
１００４  無線部
１１００  無線受信装置
１１０１  無線部
１１０２  デマップ部
１１０３  デインタリーブ部
１１０４  インタリーブ部
１１０５  誤り訂正復号部
【図１】
2009111941.tif 000011
【図２】
2009111941.tif 000012
【図３】
2009111941.tif 000013
【図４】
2009111941.tif 000014
【図５】
2009111941.tif 000015
【図６】
2009111941.tif 000016
【図７】
2009111941.tif 000017
【図８】
2009111941.tif 000018
【図９】
2009111941.tif 000019
【図１０】
2009111941.tif 000020
【図１１】
2009111941.tif 000021
【図１２】
2009111941.tif 000022
【図１３】
2009111941.tif 000023