(57)【要約】【課題】時空間ブロック符号化前には同じデータブロックであった時空間ブロック符号化後のデータブロックには、同じデータシンボルをサイクリックプレフィックスとして付加することができる無線通信装置を提供する。【解決手段】複数のシンボル群を時空間符号化して、複数の時空間符号化シンボル群をそれぞれ含む複数の系列を生成し、前記複数の系列のうちの少なくとも１つの系列の各時空間符号化シンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトし、サイクリックシフトされた系列を含む前記複数の系列の各時空間符号化シンボル群に、当該時空間符号化シンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加し、サイクリックプレフィックスが付加された前記複数の系列を複数のアンテナからそれぞれ送信する。【選択図】      図２
2009033665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のシンボル群及び第２のシンボル群を生成する第１の生成手段と、
前記第１及び第２のシンボル群を時空間符号化して、複数の時空間符号化シンボル群をそれぞれ含む２つの系列を生成する第２の生成手段と、
前記２つの系列のうちの少なくとも一方の系列中の各時空間符号化シンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトするサイクリックシフト手段と、
サイクリックシフトされた系列を含む前記２つの系列の各時空間符号化シンボル群に、当該時空間符号化シンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加する付加手段と、
前記サイクリックプレフィックスが付加された前記２つの系列を複数のアンテナからそれぞれ送信する送信手段と、
を含む無線通信装置。
【請求項２】
複数のシンボル群を生成する第１の生成手段と、
前記複数のシンボル群を時空間符号化して、複数の時空間符号化シンボル群をそれぞれ含む複数の系列を生成する第２の生成手段と、
前記複数の系列のうちの少なくとも１つの系列中の各時空間符号化シンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトするサイクリックシフト手段と、
サイクリックシフトされた系列を含む前記複数の系列の各時空間符号化シンボル群に、当該時空間符号化シンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加する付加手段と、
前記サイクリックプレフィックスが付加された前記複数の系列を複数のアンテナからそれぞれ送信する送信手段と、
を含む無線通信装置。
【請求項３】
前記サイクリックシフト手段で前方へサイクリックシフトされる各系列に予め定められた前方サイクリックシフト量の和は、Ｐ＋１シンボル（Ｐはサイクリックプレフィックスとして用いるシンボル数）であることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記サイクリックシフト手段で後方へサイクリックシフトされる各系列に予め定められた後方サイクリックシフト量の和は、Ｍ−（Ｐ＋１）シンボル（Ｐはサイクリックプレフィックスとして用いるシンボルの数、Ｍは前記複数のシンボル群のそれぞれに含まれているシンボル数）であることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項５】
複数のパイロットシンボル群を生成する第３の生成手段をさらに含み、
前記付加手段は、さらに、各パイロットシンボル群に当該パイロットシンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加し、
前記送信手段は、さらに、前記サイクリックプレフィックスが付加された前記複数のパイロットシンボル群を複数のアンテナからそれぞれ送信する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記サイクリックシフト手段は、さらに、前記複数のパイロットシンボル群のうちの少なくとも１つのパイロットシンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトし、
前記付加手段は、前記サイクリックシフトされたパイロットシンボル群を含む前記複数のパイロットシンボル群のそれぞれに前記サイクリックプレフィックスを付加することを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
【請求項７】
複数のパイロットシンボル群と、複数の時空間符号化シンボル群を受信する受信手段と、
前記複数のパイロットシンボル群を用いて伝送路推定を行う伝送路推定手段と、
前記複数のパイロットシンボル群のうちの少なくとも１つのパイロットシンボル群から得られた伝送路推定結果を位相回転する補償手段と、
前記位相回転された伝送路推定結果を用いて、前記複数の時空間符号化シンボル群を時空間復号し、複数のシンボル群を得る時空間復号手段と、
を含む無線通信装置。
【請求項８】
前記時空間復号手段で得られた前記複数のシンボル群を、周波数ドメインの信号から時間ドメインの信号へ変換する変換手段と、
時間ドメインの信号に変換された前記複数のシンボル群を復調する復調手段と、
をさらに含む請求項７記載の無線通信装置。
【請求項９】
請求項５記載の無線通信装置の送信手段から送信された、複数のパイロットシンボル群と、複数の時空間符号化シンボル群を受信する受信手段と、
前記複数のパイロットシンボル群を用いて伝送路推定を行う伝送路推定手段と、
前記複数のパイロットシンボル群のうちの少なくとも１つのパイロットシンボル群から得られた伝送路推定結果を位相回転する補償手段と、
前記位相回転された伝送路推定結果を用いて、前記複数の時空間符号化シンボル群を時空間復号し、複数のシンボル群を得る時空間復号手段と、
を含む無線通信装置。
【請求項１０】
第１のシンボル群及び第２のシンボル群を生成する第１の生成ステップと、
前記第１及び第２のシンボル群を時空間符号化して、複数の時空間符号化シンボル群をそれぞれ含む２つの系列を生成する第２の生成ステップと、
前記２つの系列のうちの少なくとも一方の系列中の各時空間符号化シンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトするシフトステップと、
サイクリックシフトされた系列を含む前記２つの系列の各時空間符号化シンボル群に、当該時空間符号化シンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加する付加ステップと、
前記サイクリックプレフィックスが付加された前記２つの系列を複数のアンテナからそれぞれ送信する送信ステップと、
を含む無線送信方法。
【請求項１１】
複数のシンボル群を生成する第１の生成ステップと、
前記複数のシンボル群を時空間符号化して、複数の時空間符号化シンボル群をそれぞれ含む複数の系列を生成する第２の生成ステップと、
前記複数の系列のうちの少なくとも１つの系列中の各時空間符号化シンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトするシフトステップと、
サイクリックシフトされた系列を含む前記複数の系列の各時空間符号化シンボル群に、当該時空間符号化シンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加する付加ステップと、
前記サイクリックプレフィックスが付加された前記複数の系列を複数のアンテナからそれぞれ送信する送信ステップと、
を含む無線送信方法。
【請求項１２】
前記シフトステップで前方へサイクリックシフトされる各系列に予め定められた前方サイクリックシフト量の和は、Ｐ＋１シンボル（Ｐはサイクリックプレフィックスとして用いるシンボル数）であることを特徴とする請求項１１記載の無線送信方法。
【請求項１３】
前記シフトステップで後方へサイクリックシフトされる各系列に予め定められた後方サイクリックシフト量の和は、Ｍ−（Ｐ＋１）シンボル（Ｐはサイクリックプレフィックスとして用いるシンボルの数、Ｍは前記複数のシンボル群のそれぞれに含まれているシンボル数）であることを特徴とする請求項１１記載の無線送信方法。
【請求項１４】
複数のパイロットシンボル群を生成する第３の生成ステップをさらに含み、
前記付加ステップは、さらに、各パイロットシンボル群に当該パイロットシンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加し、
前記送信ステップは、さらに、前記サイクリックプレフィックスが付加された前記複数のパイロットシンボル群を複数のアンテナからそれぞれ送信する
ことを特徴とする請求項１１記載の無線送信方法。
【請求項１５】
前記シフトステップは、さらに、前記複数のパイロットシンボル群のうちの少なくとも１つのパイロットシンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトし、
前記付加ステップは、前記サイクリックシフトされたパイロットシンボル群を含む前記複数のパイロットシンボル群のそれぞれに前記サイクリックプレフィックスを付加することを特徴とする請求項１４記載の無線送信方法。
【請求項１６】
複数のパイロットシンボル群と、複数の時空間符号化シンボル群を受信する受信ステップと、
前記複数のパイロットシンボル群を用いて伝送路推定を行う伝送路推定ステップと、
前記複数のパイロットシンボル群のうちの少なくとも１つのパイロットシンボル群から得られた伝送路推定結果を位相回転する補償ステップと、
前記位相回転された伝送路推定結果を用いて、前記複数の時空間符号化シンボル群を時空間復号し、複数のシンボル群を得る時空間復号ステップと、
を含む無線受信方法。
【請求項１７】
前記時空間復号ステップで得られた前記複数のシンボル群を、周波数ドメインの信号から時間ドメインの信号へ変換する変換ステップと、
時間ドメインの信号に変換された前記複数のシンボル群を復調する復調ステップと、
をさらに含む請求項１６記載の無線受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイクリックプレフィックスが付与されたシングルキャリア無線通信における時空間ブロック符号化ダイバーシチ送信方法及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サイクリックプレフィックスが付与されたシングルキャリア無線通信における、従来の時空間ブロック符号化ダイバーシチ送信方法は、複数のデータブロックを用いて時空間ブロック符号化を行っている。より具体的には、複数のデータブロックを並べ替えることに加え、複数のデータブロックのうち、一部のデータブロックに含まれるデータシンボルに対して、複素共役をとるとともに、符号反転並びにシンボル並び替えを行っている。（例えば、特許文献１並びに非特許文献１参照）
また、サイクリックプレフィックスが付与されたシングルキャリア無線通信において、サイクリックプレフィックスとして送信されるシンボルとこれ以外の送信シンボルの変調方式を違えることにより（より具体的には、サイクリックプレフィックスとして送信されるシンボルの変調多値数をこれ以外の送信シンボルの変調多値数よりも大きくすることにより）、サイクリックプレフィックスを有効に活用することが提案されている。（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開Ｐ２００５−１２５３１
【特許文献２】特開Ｐ２００６−２３８３５５
【非特許文献１】Naofal Al-Dhahir, “Single-Carrier Frequency-Domain Equalization for Space-Time Block-Coded Transmissions Over Frequency-Selective Fading Channels”, IEEE COMMUNICATIONS LETTERS, VOL. 5, NO. 7, JULY 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した時空間ブロック符号化ダイバーシチ送信方法では、一部のデータブロックに含まれるデータシンボルに対してシンボル並び替えを行っている。これは、時空間ブロック符号化前には同じデータブロックであった時空間ブロック符号化後のデータブロックには、異なるデータシンボルがサイクリックプレフィックスとして付加されることとなる。その結果、上記したようなサイクリックプレフィックスを有効に活用する効果を低減させてしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、時空間ブロック符号化前には同じデータブロックであった時空間ブロック符号化後のデータブロックには、同じデータシンボルをサイクリックプレフィックスとして付加することができる無線送信方法、無線受信方法及び無線通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】
【０００５】
（１）無線通信装置（無線送信装置）は、
複数のシンボル群を生成する第１の生成手段と、
前記複数のシンボル群を時空間符号化して、複数の時空間符号化シンボル群をそれぞれ含む複数の系列を生成する第２の生成手段と、
前記複数の系列のうちの少なくとも１つの系列中の各時空間符号化シンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトするサイクリックシフト手段と、
サイクリックシフトされた系列を含む前記複数の系列の各時空間符号化シンボル群に、当該時空間符号化シンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加する付加手段と、
前記サイクリックプレフィックスが付加された前記複数の系列を複数のアンテナからそれぞれ送信する送信手段と、
を含む。
【０００６】
（２）無線通信装置（無線受信装置）は、
複数のパイロットシンボル群と、複数の時空間符号化シンボル群を受信する受信手段と、
前記複数のパイロットシンボル群を用いて伝送路推定を行う伝送路推定手段と、
前記複数のパイロットシンボル群のうちの少なくとも１つのパイロットシンボル群から得られた伝送路推定結果を位相回転する補償手段と、
前記位相回転された伝送路推定結果を用いて、前記複数の時空間符号化シンボル群を時空間復号し、複数のシンボル群を得る時空間復号手段と、
を含む。
【発明の効果】
【０００７】
時空間ブロック符号化前には同じデータブロックであった時空間ブロック符号化後のデータブロックには、同じデータシンボルをサイクリックプレフィックスとして付加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１に本実施形態に係る無線送信信号のフレームフォーマットを示す。図１によると、１つのスロットは、複数のデータブロック並びに複数のパイロットブロックにより構成される。１つのデータブロックは、複数のデータシンボルと、当該シンボルの一部をコピーしたサイクリックプレフィックス（以下ＣＰと称する）により構成される。図１には図示していないが、１つのパイロットブロックは、データブロックと同様に、複数のパイロットシンボルと、当該シンボルの一部をコピーしたＣＰにより構成される。図１ではスロットの先頭、中間、及び最後部にパイロットブロックが存在するが、パイロットブロックの位置ならびに数は任意に定義することが可能である。
【００１０】
図２に本実施形態に係る送信装置の構成例を示す。図２の送信装置は、アンテナ１（１ａ、１ｂ）、無線処理部２（２ａ、２ｂ）、Ｄ／Ａ変換部３（３ａ、３ｂ）、ＣＰ付加部４（４ａ、４ｂ）、シフト部５（５ａ、５ｂ）、多重部６（６ａ、６ｂ）、ダイバーシチエンコーダ１０、パイロット生成部１１、変調部１２及び符号化部１３を含む。また、アンテナ１、無線処理部２、Ｄ／Ａ変換部３、ＣＰ付加部４、シフト部５、多重部６はアンテナ数と同じ数を備える。なお、図２では送信アンテナ数を「２」として説明している。
【００１１】
続いて、図２に記載された送信装置の動作例を説明する。まず、送信データは符号化部１３に入力される。符号化部１３は入力されたデータに対してＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）などの所定の誤り検出符号を付加するとともに、所定の符号化方式及び符号化率により誤り訂正符号化を行い、結果を変調部１２に出力する。符号化部１２への送信データの入力は、図１のスロットを単位として行われる。より具体的には、１つのスロットで送信可能な量のデータが符号化部１３へと入力される。
【００１２】
変調部１２は所定の変調方式にしたがって入力された送信データを変調し、得られた送信データシンボルをダイバーシチエンコーダ１０へと出力する。
【００１３】
ダイバーシチエンコーダ１０は入力された送信データシンボルに対して時空間ブロック符号化を行い、複数の（例えばここでは２つの）ブロック符号化後の送信データシンボル（以後ブロック符号化シンボルと称する）系列を多重部６（６ａ、６ｂ）へと出力する。図２では、２つのアンテナで送信する時空間ブロック符号化を行っている。
【００１４】
パイロット生成部１１は、アンテナ毎に、パイロットシンボルとして所定の既知シンボルを生成し、当該シンボルを多重部６（６ａ、６ｂ）へと出力する。多重部６（６ａ、６ｂ）は、図１に示したフレームフォーマットにしたがい、２つのブロック符号化シンボル系列のそれぞれにとパイロットシンボルを多重し、シフト部５（５ａ、５ｂ）へと出力する。
【００１５】
シフト部５（５ａ、５ｂ）は、入力された系列中のブロック符号化シンボルとパイロットシンボルのうち、ブロック符号化シンボルをサイクリックにシフトしてＣＰ付加部４（４ａ、４ｂ）に出力する。
【００１６】
ＣＰ付加部４（４ａ、４ｂ）は入力された系列中のブロック符号化シンボルならびにパイロットシンボルのそれぞれに対して、所定数のシンボルをコピーしてＣＰとして付加し、Ｄ／Ａ変換部３（３ａ、３ｂ）へ出力する。各系列は、Ｄ／Ａ変換部３（３ａ、３ｂ）によりアナログ信号に変換された後、無線処理部２（２ａ、２ｂ）により直交変調、アップコンバート、帯域制限、電力増幅等の所定の無線処理が行われアンテナ１（１ａ、１ｂ）より送信される。
【００１７】
続いて、図３を用いてダイバーシチエンコーダ１０における時空間ブロック符号化の概要を説明する。ここでは、図２の送信装置構成例に従い、２つのアンテナ（ＡＮＴ０及びＡＮＴ１）で送信する時空間ブロック符号化を説明する。なお、アンテナ１ａはＡＮＴ０に対応し、アンテナ１ｂはＡＮＴ１に対応する。
【００１８】
図３に示した時空間ブロック符号化は、２つのデータブロック（ＢN及びＢN+1）を用いて行われる。ダイバーシチエンコーダ１０は、入力された２つのブロックＢN及びＢN+1に対して、時空間ブロック符号化を行い、ＡＮＴ０で送信する信号系列としてＢN及び-ＢN+1*を、ＡＮＴ１で送信する信号系列としてＢN+1及びＢN*を出力する。なお、−は符号反転を、＊は複素共役をあらわしている。また、ＡＮＴ１への出力の順序がＢN+1、ＢN*となっていることから、同時にデータブロックの並べ替えも行っている。したがって、ダイバーシチエンコーダは一時的に入力されたデータブロックを保持するバッファ１０１を備えている。
【００１９】
さらに、図４を用いてダイバーシチエンコーダにおける時空間ブロック符号化の詳細を説明する。ここでは、１つのデータブロックを構成する送信データシンボルの数を「４」として説明している。また、データブロックＮを構成する送信データシンボルを、ｘN（０）、ｘN（１）、ｘN（２）、ｘN（３）と、データブロックＮ＋１を構成する送信データシンボルをｘN+1（０）、ｘN+1（１）、ｘN+1（２）、ｘN+1（３）と記している。
【００２０】
図３を用いて説明したように、入力された各データブロックは一時的に入力バッファ１０１ａ、１０１ｂに記憶される。まず、データブロックＮの送信データシンボルを見ると、ＡＮＴ０出力バッファ１０１ｃの先頭より順に格納される。さらに、複素共役をとったのち、一部のシンボルの順序を入れ替えてＡＮＴ１出力バッファ１０１ｄの後段部分に格納される。具体的には、ｘN*（０）、ｘN*（３）、ｘN*（２）、ｘN*（１）の順に格納される。*は複素共役を表している。
【００２１】
続いて、データブロックＮ＋１の送信データシンボルを見ると、ＡＮＴ１出力バッファ１０１ｄの先頭より順に格納される。さらに、複素共役をとり符号反転を行ったのち、一部のシンボルの順序を入れ替えてＡＮＴ０出力バッファ１０１ｃの後段部分に格納される。具体的には、−ｘN+1*（０）、−ｘN+1*（３）、−ｘN+1*（２）、−ｘN+1*（１）の順に格納される。−は符号反転を表している。
【００２２】
最後にＡＮＴ０出力バッファ１０１ｃ及びＡＮＴ１出力バッファ１０１ｄに格納されたブロック符号化シンボルが順に出力される。従って、ＡＮＴ０で送信される系列中のブロック符号化シンボルはｘN（０）、ｘN（１）、ｘN（２）、ｘN（３）、−ｘN+1*（０）、−ｘN+1*（３）、−ｘN+1*（２）、−ｘN+1*（１）となる。ＡＮＴ１で送信される系列中のブロック符号化シンボルはｘN+1（０）、ｘN+1（１）、ｘN+1（２）、ｘN+1（３）、ｘN*（０）、ｘN*（３）、ｘN*（２）、ｘN*（１）となる。
【００２３】
続いて、図５を用いて、シフト部５（５ａ、５ｂ）の動作を説明する。図５において、ＡＮＴ０のシフト部５ａでは、ＡＮＴ０に対応する系列中のロック符号化シンボルｘN（０）、ｘN（１）、ｘN（２）、ｘN（３）、−ｘN+1*（０）、−ｘN+1*（３）、−ｘN+1*（２）、−ｘN+1*（１）が、この順に入力されて、ｘN（０）、ｘN（１）、ｘN（２）、ｘN（３）、−ｘN+1*（０）、−ｘN+1*（３）、−ｘN+1*（２）、−ｘN+1*（１）が、この順に出力される。
【００２４】
また、ＡＮＴ１のシフト部５ｂでは、ＡＮＴ１に対応する系列中のブロック符号化シンボルｘN+1（０）、ｘN+1（１）、ｘN+1（２）、ｘN+1（３）、ｘN*（０）、ｘN*（３）、ｘN*（２）、ｘN*（１）が、この順に入力されて、ｘN+1（３）、ｘN+1（０）、ｘN+1（１）、ｘN+1（２）、ｘN*（１）、ｘN*（０）、ｘN*（３）、ｘN*（２）が、この順に出力される。
【００２５】
つまり、図５の例では、シフト部５ａは、入力されたＡＮＴ０に対応する系列中のブロック符号化シンボルをそのまま出力し、シフト部５ｂは、入力されたＡＮＴ１に対応する系列中のブロック符号化シンボルを、データブロック毎に、各データブロック中の４つのシンボルをサイクリックシフトして出力する。
【００２６】
続いて、図６を用いてＣＰ付加部４（４ａ、４ｂ）の動作を説明する。図６に示したＡＮＴ０のＣＰ付加部４ａ及びＡＮＴ１のＣＰ付加部４ｂはともに、データブロック毎に、各データブロック中の４つのシンボルのうちの後ろ２つのシンボルを、先頭のシンボルの前に付加する。したがって、ＡＮＴ０の系列中のブロック符号化シンボルについては、ｘN（２）、ｘN（３）、ｘN（０）、ｘN（１）、ｘN（２）、ｘN（３）、−ｘN+1*（２）、−ｘN+1*（１）、−ｘN+1*（０）、−ｘN+1*（３）、−ｘN+1*（２）、−ｘN+1*（１）が出力される。また、ＡＮＴ１の系列中のブロック符号化シンボルについては、ｘN+1（１）、ｘN+1（２）、ｘN+1（３）、ｘN+1（０）、ｘN+1（１）、ｘN+1（２）、ｘN*（３）、ｘN*（２）、ｘN*（１）、ｘN*（０）、ｘN*（３）、ｘN*（２）が出力される。
【００２７】
ここで、図７を用いてＣＰ付加後のデータブロックを確認する。図７は図４、図５及び図６を用いて説明した各処理を経てＤ／Ａ変換部３（３ａ、３ｂ）へ入力されるブロック符号化シンボルを示している。なお、図中の網掛けのシンボルはＣＰとしてコピーされたシンボルを表している。
【００２８】
図７において、時空間ブロック符号化前のＮ番目のデータブロックについては、ＡＮＴ０及びＡＮＴ１のそれぞれの系列において、３番目と４番目のデータシンボル（ｘN（２）、ｘN（３））がＣＰとしてコピーされている。また、時空間ブロック符号化前のＮ＋１番目のデータブロックについては、ＡＮＴ０及びＡＮＴ１のそれぞれの系列において、２番目と３番目のデータシンボル（ｘN+1（１）、ｘN+1（２））がＣＰとしてコピーされている。従って、時空間ブロック符号化前のそれぞれのデータブロックにおいて、ダイバーシチエンコーダによるシンボルの順序を入れ替えが影響を与えていないことがわかる。
【００２９】
続いて、図８を用いて、変調部１２からＣＰ付加部４までの処理について説明する。特にデータシンボル送信順序を中心に説明する。図８にはＮ番目のデータブロック及びＮ＋１番目のデータブロックについて、変調部１２の出力からＣＰ付加部４の出力までを示している。
【００３０】
時空間ブロック符号化前（変調部出力）のＮ番目のデータブロックを構成するデータシンボルを「０」〜「７」と、Ｎ＋１番目のデータブロックを構成するデータシンボルを「８」〜「１５」とする。なお、図８では、１つのデータブロックを構成するデータシンボルの数を「８」として説明している。
【００３１】
変調部出力並びにダイバーシチエンコーダ出力までは、図４を用いて説明した通りである。シフト部出力については、ここでは、ＡＮＴ１で送信される系列中の各データブロックについて、３シンボル分前方向へサイクリックシフトされている。
【００３２】
ＣＰ付加部出力については、ＡＮＴ０及びＡＮＴ１で送信されるそれぞれの系列中のデータブロックについて、最後の２シンボルを先頭にコピーしている。
【００３３】
この結果、時空間ブロック符号化前、すなわち変調部出力のＮ番目のデータブロックを構成するデータシンボル群に着目すると、各アンテナに対応するＣＰ付加部３から出力される各系列中の当該データシンボル群（ＡＮＴ０のＮ番目のデータブロック、ＡＮＴ１のＮ＋１番目のデータブロック）には、同じデータシンボル（シンボル「６」及び「７」）がＣＰとして付加されている。同様に、時空間ブロック符号化前、すなわち変調部出力のＮ＋１番目のデータブロックを構成するデータシンボル群に着目すると、各アンテナに対応するＣＰ付加部３から出力される各系列中の当該データシンボル群（ＡＮＴ０のＮ＋１番目のデータブロック、ＡＮＴ１のＮ番目のデータブロック）には、同じデータシンボル（シンボル「９」及び「１９」）がＣＰとして付加されている。
【００３４】
つまり、ＣＰとしてコピーされるシンボル数をＰと表すと、シフト部５ｂが、ＡＮＴ１で送信される時空間ブロック符号化後の各データブロックについて、Ｐ＋１シンボル分前方向へサイクリックシフトすることにより、時空間ブロック符号化前には同じデータシンボル群（データブロック）であった時空間ブロック符号化後のデータブロックには同じデータシンボルがＣＰとして付加されることとなる。
【００３５】
このように、ＡＮＴ０及びＡＮＴ１で送信される同じデータシンボル群には同じデータシンボルがＣＰとして付加されていると、ＣＰとしてコピーされるシンボル（図８の変調部出力のＮ番目のデータブロックの場合「６」「７」、変調部出力のＮ＋１番目のデータブロックの場合「９」「１０」）に制御情報などの重要な情報をマッピングすることにより、受信側では、各データブロックのＣＰとその元のデータシンボルとを加算することにより、制御信号をより高精度に復調及び復号することができる。
【００３６】
図９は、図８で説明した処理の一部を変形したものである。図９において、シフト部出力が、ここでは、ＡＮＴ１で送信される系列中の各データブロックについて、５シンボル分後方向へサイクリックシフトされている。ＣＰ付加部出力については、図８と同様である。
【００３７】
この結果、図８と同様に、時空間ブロック符号化前、すなわち変調部出力におけるＮ番目及びＮ＋１番目それぞれのデータブロックを構成するデータシンボルについて見ると、時空間ブロック符号化を行った後の各データブロックにおいて、同じデータシンボルがＣＰとして付加されている。
【００３８】
つまり、１つのデータブロックに含まれるデータシンボル数をＭと表すと、シフト部５ｂが、ＡＮＴ１で送信される系列中の時空間ブロック符号化後の各データブロックについて、Ｍ−（Ｐ＋１）シンボル分後方へサイクリックシフトすることにより、時空間ブロック符号化前には同じデータブロックであった時空間ブロック符号化後のデータブロックには同じデータシンボルがＣＰとして付加されることとなる。
【００３９】
図１０は、図９と同様に、図８で説明した処理の一部を変形したものである。図１０を見ると、シフト部出力が、ここでは、ＡＮＴ０で送信される系列中の各データブロックについて、１シンボル分前方へサイクリックシフトされている。また、ＡＮＴ１で送信される系列中の各データブロックについて、２シンボル分前方へサイクリックシフトされている。
【００４０】
ここで、ＡＮＴ０の各データブロックの前方サイクリックシフト量ｓｈｆ０、ＡＮＴ１の各データブロックの前方サイクリックシフト量ｓｈｆ１とすると、図１０の例の場合、ｓｈｆ０＝１シンボル、ｓｈｆ１＝２シンボルである。
【００４１】
つまり、シフト部５が、ＡＮＴ０及びＡＮＴ１で送信される時空間ブロック符号化後の各データブロックについて、ＡＮＴ０の各データブロックのサイクリックシフト量ｓｈｆ０とＡＮＴ１の各データブロックのサイクリックシフト量ｓｈｆ１の合計（ｓｈｆ０＋ｓｈｆ１）がＰ＋１シンボルとなるように前方へサイクリックシフトすることにより、時空間ブロック符号化前には同じデータブロックであった時空間ブロック符号化後のデータブロックには同じデータシンボルがＣＰとして付加されることとなる。
【００４２】
なお、図９を用いて説明したように、後方へサイクリックシフトする場合も上記同様である。すなわち、ＡＮＴ０の系列中の各データブロックの後方サイクリックシフト量ｓｈｂ０、ＡＮＴ１の系列中の各データブロックの後方サイクリックシフト量ｓｈｂ１とすると、これらの合計ｓｈｂ０＋ｓｈｂ１がＭ−（Ｐ＋１）シンボルとなるように後方へサイクリックシフトしても、時空間ブロック符号化前には同じデータシンボル群（データブロック）であった時空間ブロック符号化後のデータブロックには同じデータシンボルがＣＰとして付加されることとなる。
【００４３】
図２に示した送信装置の構成では、アンテナ数と同じ数のシフト部５（５ａ、５ｂ）を備えていたが、例えば図５に示したシフト部５の動作では、ＡＮＴ１にて送信する系列中の、ブロック符号化後のデータシンボルについてのみ、シフト部５ｂでデータシンボルの並び替えを行っている。したがって、図１１に示すように、送信装置はシフト部５ａを備えていなくともよい。一部のアンテナに対応する、サイクリックシフトする必要のあるシフト部のみが含まれていればよい。
【００４４】
図２に示した送信装置の構成例では、ダイバーシチエンコーダ１０とＣＰ付加部４（４ａ、４ｂ）の間にシフト部５（５ａ、５ｂ）を備えているが、図１２に示したように、シフト部５（５ａ、５ｂ）はダイバーシチエンコーダ１０の内部に備えられていてもよい。この場合、図４を用いて説明したされたダイバーシチエンコーダ１０からの出力は、図１３に示したようになる。つまり、ダイバーシチエンコーダ１０はあらかじめブロック符号化後のデータシンボルを並び替えて（サイクリックシフトして）出力する。
【００４５】
ここで、図２に示したパイロット生成部１１で生成され、各アンテナ１（１ａ、１ｂ）より送信されるパイロットブロック並びにパイロットシンボルについて説明する。
【００４６】
パイロットブロック（シンボル）は、受信装置において、例えば伝送路推定処理などに利用される。詳細は後述するが、当該処理は送信装置が備えるアンテナ毎に行われる。したがって、パイロット生成部１１は、受信装置が送信装置の各アンテナから送信されたパイロットブロック（シンボル）を分離することができるようパイロットブロック（シンボル）を生成する。より具体的には、各アンテナから送信されるパイロットブロック（シンボル）を、時間分割、周波数分割、符号分割などの方法により多重する。
【００４７】
図５及び図８〜図１０では、データブロック並びにパイロットブロックを区別することなく説明してきたが、パイロットブロックについては、図５及び図８〜図１０を用いて説明したようなシフト処理を行わずに送信してもよい。言い換えると、図５及び図８〜図１０を用いて説明したようなシフト処理は、データブロック並びにパイロットブロック双方に適用しても、またデータブロックだけに適用してもよい。
【００４８】
図１４に本実施形態に係る受信装置の構成例を示す。図２に示した送信装置に対応する受信装置は、図１４に示すように、アンテナ２０１、無線処理部２０２、Ａ／Ｄ変換部２０３、ＣＰ除去部２０４、時間／周波数変換部２０５、分離部２０６、ダイバーシチデコーダ２０７、伝送路推定部２０８、等化部２０９、周波数／時間変換部２１０、復調部２１２１、復号部２１２を含む。なお、図１４では受信アンテナ数を「１」として説明している。
【００４９】
図１４の受信装置の動作を説明する。アンテナ２０１により受信された無線信号は、無線処理部２０２により電力増幅、帯域制限、ダウンコンバート、直交復調等の所定の無線処理が行われた後、Ａ／Ｄ変換部２０３によりデジタル信号に変換される。
【００５０】
ＣＰ除去部２０４は、Ａ／Ｄ変換部２０３から出力された信号からＣＰを除去する。このとき、ＣＰ除去部２０４では、各データブロックから除去したＣＰをその元のシンボルに加算してから時間／周波数変換部２０５へ出力するようにしてもよい。この結果、特に、ＣＰとしてコピーされるデータシンボルに制御情報などの重要な情報がマッピングされている場合には、この制御信号をより正確に復調及び復号することができる。
【００５１】
時間／周波数変換部２０５は、入力された信号を、例えばＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）やＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算により時間ドメインのデジタル信号から周波数ドメインのデジタル信号に変換する。
【００５２】
分離部２０６は、時間／周波数変換部２０５から出力されたデジタル信号を、ブロックを単位として、データブロックとパイロットブロックに分離する。データブロックはダイバーシチデコーダ２０７へ出力され、パイロットブロックは伝送路推定部２０８へ出力される。
【００５３】
伝送路推定部２０８は、入力されたパイロットブロックに含まれるパイロットシンボルを用いて、送信装置のアンテナ毎の無線伝送路を推定し、アンテナ毎に各パイロットシンボルについて求めた伝送路推定値をダイバーシチデコーダ２０７に出力する。
【００５４】
ダイバーシチデコーダ２０７では、入力されたデータブロックに対して、入力されたアンテナ毎の伝送路推定値を用いて、時空間ブロック復号（時空間復号）を行い、結果を等化部２０９へと出力する。
【００５５】
続いて、等化部２０９で無線伝搬路のひずみが等化され、周波数／時間変換部２１０で、例えばＩＤＦＴやＩＦＦＴ演算により周波数ドメインのデジタル信号から時間ドメインのデジタル信号に変換され、復調部２１１へ出力される。復調部２１１は、所定の変調方式に基づく復調方法で、入力された信号を復調し、復号部２１２は所定の符号化方式及び符号化率に基づく復号方法を用いて復号する。復号部２１２は、さらに誤り検出符号を用いて誤り検出を行い、誤り検出結果とともに復号された受信データを出力する。
【００５６】
続いて、図１５を用いて図３及び図４を用いて説明した時空間ブロック符号化について補足する。ここでは、図２の送信装置に従い、２つのアンテナ（ＡＮＴ０及びＡＮＴ１）で送信されたブロック符号化シンボルについて説明する。具体的には、図３を用いて説明したように、本実施形態における時空間ブロック符号化は、２つのデータブロック（ＢN及びＢN+1）を用いて行われており、ＡＮＴ０で送信される系列はＢN及び−ＢN+1*を含み、ＡＮＴ１で送信される系列はＢN+1及びＢN*を含むものとする。
【００５７】
図１５は時空間ブロック符号化が行われたブロック符号化シンボルを、データブロックを単位に、周波数ドメインで表記したものである。ここでは、時空間ブロック符号化前のデータブロックＮの送信データシンボルの周波数ドメインにおける各シンボルをＸN（０）、ＸN（１）、ＸN（２）、ＸN（３）と、データブロックＮ＋１の送信データシンボルの周波数ドメインでのシンボルをＸN+1（０）、ＸN+1（１）、ＸN+1（２）、ＸN+1（３）と記している。なお、図４における説明と同様に、１つのデータブロックを構成する送信データシンボルの数は「４」としている。
【００５８】
図１５から、各アンテナで送信された各データブロックは、周波数ドメインでの同じシンボルにおいて時空間符号化が行われていることがわかる。これにより、図１４を用いて説明したように、時空間ブロック復号処理は周波数ドメインにて行われることとなる。
【００５９】
続いて、図１６を用いてダイバーシチデコーダ２０７における時空間ブロック復号処理の動作を説明する。図１６は、図４及び図５を用いて説明したダイバーシチエンコーダ１０及びシフト部５（５ａ、５ｂ）の動作に対応するダイバーシチデコーダ２０７の動作を示している。また、図１６は、上述したパイロットシンボルのシフトに関して、パイロットシンボルにはシフト処理が適用されていない場合の動作例である。
【００６０】
ここでは、１つのデータブロックに含まれているデータシンボルの数を「４」として説明している。また、時空間ブロック符号化前のデータブロックＮに含まれている送信データシンボルの周波数ドメインにおける各シンボルを、ＸN（０）、ＸN（１）、ＸN（２）、ＸN（３）と表し、データブロックＮ＋１に含まれている送信データシンボルの周波数ドメインにおける各シンボルをＸN+1（０）、ＸN+1（１）、ＸN+1（２）、ＸN+1（３）と表している。
【００６１】
図１４を用いて説明したように、ダイバーシチデコーダ２０７には、データブロックとともに、送信装置の各アンテナに対する伝送路推定値が入力される。分離部２０６から出力されるデータブロックは第１バッファ３０１に格納され、伝送路推定部２０８から出力されるＡＮＴ０に対応する伝送路推定値（各パイロットシンボルに対する伝送路推定値Ｈ0（０）、Ｈ0（１）、Ｈ0（２）、Ｈ0（３））は第２バッファ３０２に格納され、ＡＮＴ１に対応する伝送路推定値（各パイロットシンボルに対する伝送路推定値Ｈ1（０）、Ｈ1（１）、Ｈ1（２）、Ｈ1（３））は第３バッファ３０３に格納される。
【００６２】
ダイバーシチデコーダ２０７に入力されるデータブロックを具体的に見ると、Ｎ番目の受信データブロックは、ＸN（０）＋ＸN+1（０）、ＸN（１）＋ＸN+1（１）、ＸN（２）＋ＸN+1（２）、ＸN（３）＋ＸN+1（３）、Ｎ＋１番目の受信データブロックは−ＸN+1*（０）＋ＸN*（０）、−ＸN+1*（１）＋ＸN*（１）、−ＸN+1*（２）＋ＸN*（２）、−ＸN+1*（３）＋ＸN*（３）となっている。
【００６３】
上記した入力に対して、図１６に示したデコード処理を行うことにより、その出力、すなわちダイバーシチデコード結果として、時空間ブロック符号化前のＮ番目のデータブロックについては、Ｘ^N（０）、Ｘ^N（１）、Ｘ^N（２）、Ｘ^N（３）が得られ、Ｎ＋１番目のデータブロックについては、Ｘ^N+1（０）、Ｘ^N+1（１）、Ｘ^N+1（２）、Ｘ^N+1（３）が得られる。
【００６４】
ここで、図１６に示したシフト補償処理について説明を加える。上述したように、図１６の動作は、データブロックだけにシフト処理が行われている場合のものである。これは、時間ドメインにおけるサイクリックシフトは周波数ドメインでは位相回転として現れるため、データブロックについては周波数ドメインで位相回転が与えられているものの、パイロットブロックについては位相回転が与えられていないことを意味する。したがって、位相回転されているデータブロック内のデータシンボルに合わせるため、送信時に位相回転されていないパイロットブロック内の各パイロットシンボルから求めた伝送路推定値（この例では、ＡＮＴ１に対応する伝送路推定値）に対し、ダイバーシチデコード時に、当該位相回転を補償する必要がある。具体的には、入力された伝送路推定値に対して、送信装置によりデータブロックに対して行われたサイクリックシフトに対応する周波数ドメインでの位相回転Ｃ（０）、Ｃ（１）、Ｃ（２）、Ｃ（３）を与えることで補償する。これをここでは、シフト補償処理と呼ぶ。
【００６５】
図５に示したシフト部５（５ａ、５ｂ）の動作例の場合、ダイバーシチデコーダ２０７で与える位相回転は、Ｃ（０）＝ｅｘｐ（０）、Ｃ（１）＝ｅｘｐ（−３π／２）、Ｃ（２）＝ｅｘｐ（−３π）、Ｃ（３）＝ｅｘｐ（−９π／２）である。より一般的には、Ｍを１つのデータブロックに含まれるデータシンボル数、Ｑをサイクリックシフト数（−Ｑ：前方向、Ｑ：後ろ方向のサイクリックシフトとする）、ｋを周波数ドメインにおける各シンボルとすると、シフト補償処理で各伝送路推定値に対し与える周波数ドメインでの位相回転を、Ｃ（ｋ）＝ｅｘｐ（２π×Ｑ×ｋ／Ｍ）とすることで、上記位相回転を補償することができる。
【００６６】
なお、上述したパイロットシンボルのシフトに関して、パイロットシンボルにもデータシンボルと同様にシフト処理が適用されている場合のダイバーシチデコーダ２０７では、図１７に示すように、第２バッファ３０２及び第３バッファ３０３に格納された各アンテナに対応する伝送路推定値に対する図１６に示したようなシフト補償処理は除かれている。これ以外は図１６と同様である。
【００６７】
以上説明したように、上記実施形態によれば、第１のシンボル群（データブロックＮ）及び第２のシンボル群（データブロックＮ＋１）を時空間符号化（時空間ブロック符号化）して、複数の時空間符号化シンボル群を含む第１の系列及び複数の時空間符号化シンボル群を含む第２の系列を生成した後、第１及び第２の系列のうちの少なくとも１つの系列中の各時空間符号化シンボル群を予め定められたシンボル数分サイクリックシフトする。その後、第１及び第２の系列の各時空間符号化シンボル群に、当該時空間符号化シンボル群中の少なくとも１つのシンボルのコピーをサイクリックプレフィックスとして付加することにより、時空間符号化前には同じデータブロックであった時空間符号化後のデータブロックには、同じデータシンボルをサイクリックプレフィックスとして付加することができる。
【００６８】
この結果、サイクリックプレフィックスを有効に活用することができる。
【００６９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態に係る無線信号のフレームフォーマットの一例を示した図。
【図２】無線送信装置の構成例を示した図。
【図３】無線送信装置のダイバーシチエンコーダの動作を説明するための図。
【図４】ダイバーシチエンコーダの構成および動作の詳細を説明するための図。
【図５】無線送信装置のシフト部の動作を説明するための図。
【図６】無線送信装置のＣＰ付加部の動作を説明するための図。
【図７】ＣＰ付加後の送信信号の一例を示した図。
【図８】シフト部の動作の詳細を説明するための図。
【図９】シフト部の他の動作を説明するための図。
【図１０】シフト部のさらに他の動作を説明するための図。
【図１１】無線送信装置の他の構成例を示した図。
【図１２】無線送信装置のさらに他の構成例を示した図。
【図１３】ダイバーシチエンコーダの他の構成及び動作を説明するための図。
【図１４】本実施形態に係る無線受信装置の構成例を示した図。
【図１５】無線受信装置のダイバーシチエンコードにおいて、時空間復号が周波数ドメインにて行われることを説明するための図。
【図１６】ダイバーシチデコーダの構成及び動作を説明するための図。
【図１７】ダイバーシチデコーダの構成及び動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００７１】
１（１ａ、１ｂ）…アンテナ
２（２ａ、２ｂ）…無線処理部
３（３ａ、３ｂ）…Ｄ／Ａ変換部
４（４ａ、４ｂ）…ＣＰ付加部
５（５ａ、５ｂ）…シフト部
６（６ａ、６ｂ）…多重部
１０…ダイバーシチエンコーダ
１１…パイロット生成部
１２…変調部
１３…符号化部
【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】
2009033665.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2009033665.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2009033665.tif 000017
【図１６】
2009033665.tif 000018
【図１７】
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