JP2009117924A - 復号方法及び復調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＴＢＣ通信方式において、復号判定を簡略化すること。
【解決手段】第１、第２送信アンテナで送信される２時刻でのデータ組を（ａ，ｂ）、（−ｂ^* ，ａ^* ）とするとき、データ組（ａ，ｂ）、（−ｂ^* ，ａ^* ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（０）、ｒ^* （１）、その時の伝送路の伝送路行列をＨ（０）とし、データ組（ａ，ｂ）から受信データベクトルｒ^* （１）への変換行列をＤ^* （１）とし、ｒ（０）とｒ^* （１）の成分との２ｎ個を成分とする拡張受信ベクトルｇとする。伝送路行列Ｈ（０）と変換行列Ｄ^* （１）とで構成され、データ組（ａ，ｂ）から拡張受信データベクトルｇに変換する拡張伝送路行列Ｆを求める。この拡張伝送路行列Ｆと、拡張受信データベクトルｇとから、復号データを求める。
【選択図】図２

Description

本発明は、アラモティ（Siavash M. Alamouti ）が提案した時空間符号化伝送技術（以下、ＳＴＢＣ（:Space Time Block Code）通信方式と言う。）を用いた復号方法及び復調装置に関する。
本発明は、例えば、車車間通信などの移動体通信における受信データの判定復号に有効である。

アラモティが提案した時空間符号化伝送技術（ＳＴＢＣ通信方式）は、下記の非特許文献１などに記載されており、このＳＴＢＣ通信方式を利用した通信技術としては、例えば下記の特許文献１に記載されているものなどが公知である。

ＳＴＢＣ通信方式は、２つの連続した時刻での送信データを１組として取り扱っている。たとえば、２本の送信アンテナの場合に、ある時刻での送信データ（ａ，ｂ）に対して、次の送信時刻での送信データは（−ｂ^* ，ａ^* ）（ただし、＊は複素共役演算子）として、２つの送信時刻を用いてデータ（ａ，ｂ）を、冗長性を持たせて送信する方式である。したがって、受信データも２つの時刻での受信データｒ（０）と、ｒ（１）を１組として、データを復調する方式である。

復調に関しては、次の方式が採用されている。たとえば、送信アンテナ２本と受信アンテナ２本の場合のＳＴＢＣ送信方式の場合に、伝送路行列は２行２列の行列で表現される。この伝送路行列は、受信側において、既知のパイロットデータを送信することで、そのパイロットデータの受信信号の位相変位や振幅変化を検出することで、伝送路行列を予測することができる。その他、このパイロットデータで予測された伝送路行列を初期値として、受信信号を判定復号した結果から、次の復調時刻における伝送路行列を順次補正して、伝送路行列を更新する方法がある。

ある受信時刻において、伝送路行列Ｈが予測されていると、その時刻での第１受信アンテナと第２受信アンテナによる受信データｒ₁ （０）、ｒ₂ （０）と、次の受信時刻でのそれらの受信データｒ₁ （１）、ｒ₂ （１）の４つのデータを用いて、送信データａと、送信データｂとを、それそれの変換式を用いて推定している。その後、この推定された送信データａに関して、送信データのとり得る基準データの集合の中から、距離の最も近い基準データを決定することで、判定復号を行い、最終の真の復号データを得ている。同様に、推定された送信データｂに対しても、判定復号が実行されている。
"A simple transmit diversity technique for wireless communications," IEEE journal on selective areas in communications, vol.16, no.8, pp.1451-1458, Oct. 1998. 特開２００４−１２９０８２号公報

このように、非特許文献１において、アラモティが提案している判定は、各送信アンテナから送信されるデータａ，ｂ毎に、受信データを、それぞれの変換式を用いて、送信データに変換した上で、最尤推定を行って、復号している。このため、距離の演算を各送信アンテナの数だけ実行する必要があるという問題があり、判定復号が複雑であるという問題がある。
そこで、本発明は、ＳＴＢＣ通信方式における判定復号を容易にすることを目的とする。

本発明は、２本の送信アンテナとｎ（ｎは２以上の整数））本の受信アンテナとを用いて、時空間ブロック復号処理を行うＳＴＢＣ通信方式における復号方法において、第１送信アンテナと第２送信アンテナとからある送信時刻で送信されるデータ組を（ａ，ｂ）、次の送信時刻で送信されるデータ組を（−ｂ^* ，ａ^* ）（ただし、＊は複素共役演算子）とするとき、データ組（ａ，ｂ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（０）、その時の伝送路の伝送路行列をＨ（０）とし、データ組（−ｂ^* ，ａ^* ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（１）とし、データ組（ａ，ｂ）から受信データベクトルｒ^* （１）への変換行列をＤ^* （１）とし、受信データベクトルｒ（０）の成分と受信データベクトルｒ^* （１）の成分との２ｎ個を成分とする拡張受信ベクトルをｇとするとき、伝送路行列Ｈ（０）と変換行列Ｄ^* （１）とで構成され、データ組（ａ，ｂ）から拡張受信データベクトルｇに変換する拡張伝送路行列Ｆを求め、データ組（ａ，ｂ）のとり得る値の組の集合の中の任意の要素である基準送信ベクトルｕに対して、その基準送信ベクトルｕを拡張伝送路行列Ｆで変換して得られる２ｎ次元の拡張レプリカ受信ベクトルｖと、拡張受信データベクトルｇとの差のノルムが最小となる基準送信ベクトルｑを、受信データベクトルｒ（０）、ｒ（１）に対する求めるべき復号データとすることを特徴とする復号方法である。

また、第２の発明は、２本の送信アンテナとｎ（ｎは２以上の整数））本の受信アンテナとを用いて、時空間ブロック復号処理を行うＳＴＢＣ通信方式における復調装置において、第１送信アンテナと第２送信アンテナとからある送信時刻で送信されるデータ組を（ａ，ｂ）、次の送信時刻で送信されるデータ組を（−ｂ^* ，ａ^* ）（ただし、＊は複素共役演算子）とするとき、データ組（ａ，ｂ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（０）、その時の伝送路の伝送路行列をＨ（０）とし、データ組（−ｂ^* ，ａ^* ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（１）とし、データ組（ａ，ｂ）から受信データベクトルｒ^* （１）への変換行列をＤ^* （１）とし、受信データベクトルｒ（０）の成分と受信データベクトルｒ^* （１）の成分との２ｎ個を成分とする拡張受信ベクトルをｇとするとき、伝送路行列Ｈ（０）と変換行列Ｄ^* （１）とで構成され、データ組（ａ，ｂ）から拡張受信データベクトルｇに変換する拡張伝送路行列Ｆを求め、データ組（ａ，ｂ）のとり得る値の組の集合の中の任意の要素である基準送信ベクトルｕに対して、その基準送信ベクトルｕを拡張伝送路行列Ｆで変換して得られる２ｎ次元の拡張レプリカ受信ベクトルｖと、拡張受信データベクトルｇとの差のノルムが最小となる基準送信ベクトルｑを、受信データベクトルｒ（０）、ｒ（１）に対する求めるべき復号データとすることを特徴とする復調装置である。

本発明は、ＳＴＢＣ方式であれば、全てのディジタルの無線データ伝送方式に用いることができる。シングルキャリアでもマルチキャリアでも、何れでも良い。また、２つの時刻を１組とする代わりに、２つの周波数を１組とする送信方式であっても良い。送信アンテナは２本とするが、受信アンテナの数は２以上であれば、限定されない。

伝送路行列は、各送信アンテナと各受信アンテナ間の伝送路の伝達特性を成分とする行列を意味する。伝送路行列の更新タイミングは、各受信データの復調タイミングであっても良いし、この復調タイミングの周期よりは長い周期であっても良い。また、伝送路の伝達特性の推定誤差が、所定値以上となった時に、伝送路の伝達特性を更新するようにしても良い。

本発明での変調方式は、ＦＳＫ、ＰＳＫなどのディジタル変調方式を用いることができるが、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどのＰＳＫ変調方式が有効である。また、ＱＰＳＫやＱＡＭなどのＰＳＫに、ＯＦＤＭ変調方式を組合せて周波数多重化した場合には、伝送路行列の各成分が、周波数特性を有するものとなる。各サブキャリア毎に、伝送路行列を考えればよい。

ディジタル変調方式であれば、送信データの値は、複素空間上の離散的な値として限定されているので、受信データを用いて、ＭＬＤ(Maximum Likelihood Detection)等を用いて判定処理をして、真の送信データである真の復号データを推定することができる。

本発明は、ＳＴＢＣにおいて、２つの時刻で送信されるデータ（ａ，ｂ）と（−ｂ^* ，ａ^* ）とにおいて、送信データ（−ｂ^* ，ａ^* ）の受信データベクトルｒ（１）に関して、送信データ（ａ，ｂ）を受信データベクトルｒ^* （１）に変換する変換行列Ｄ^* （１）と、伝送路行列Ｈ（０）とから、拡張伝送路行列Ｆを求め、受信データベクトルｒ（０）とｒ^* （１）とから拡張受信データベクトルｇを求めることが特徴である。そして、基準送信データベクトルｕが拡張伝送路行列Ｆによって変換される拡張レプリカ受信ベクトルｖを求めて、その拡張レプリカ受信ベクトルｖと拡張受信データベクトルｇとの距離が最小となる基準送信データベクトルを判定後の復号データｑとしている。したがって、１組のデータ単位で、一度に、判定処理を行うことができる。

まず、本発明の原理について説明する。通信方式は、説明を簡単にするために、単一搬送波を用いたＱＰＳＫ変調方式で、送信アンテナ数が２、受信アンテナ数が２の２×２のＳＴＢＣとする。

伝送路行列Ｈは、２行２列であり、時刻ｔにおける伝送路行列Ｈ（ｔ）を（１）式のように定義する。ただし、ｈ_ijは、図１に示すように、送信アンテナｊから受信アンテナｉへの伝送路の伝達関数である。

次に、各送信アンテナから送信される送信データの組を考える。すなわち、各送信アンテナの送信データを成分とするベクトルｓを、時刻ｔにおける送信データベクトルｓ（ｔ）として、（２）式のように定義する。ただし、ｓ₁ 、ｓ₂ は、それぞれ、送信アンテナ１、２から送信される送信データである。ｓ₁ 、ｓ₂ は、exp(π/4) 、exp(3 π/4) 、exp(5 π/4) 、exp(7 π/4) の４値の何れかをとる値である。この値が、受信装置側で復号する時の基準送信データとなり、この基準送信データ群の中から、最も確からしい基準送信データを確定することが、復号の目的である。

同様に、各受信アンテナにより受信される受信データの組を考える。すなわち、各受信アンテナにより受信される受信データを成分とするベクトルｒを、時刻ｔにおける受信データベクトルｒ（ｔ）として、（３）式のように定義する。ただし、ｒ₁ 、ｒ₂ は、それぞれ、受信アンテナ１、２により受信される受信データである。

送信データベクトルｓ（ｔ）と受信データベクトルｒ（ｔ）と、伝送路行列Ｈ（ｔ）とは、（４）、（５）式の関係が成立する。

送信データベクトルｓ（ｔ）と、それに対応する受信データベクトルｒ（ｔ）を、与えても、（４）又は（５）式では、４要素を有する伝送路行列Ｈ（ｔ）を求めることができない。そこで、Δｔ時刻前、すなわち、時刻、ｔ−Δｔにおける送信データベクトルｓ（ｔ−Δｔ））と、それに対応する受信データベクトルｒ（ｔ−Δｔ）を考える。そして、２つの送信データベクトル（ｓ（ｔ） ｓ（ｔ−Δｔ））から成る送信データ行列Ｓ（ｔ）を、（６）式で定義する。

同様に、２つの受信データベクトル（ｒ（ｔ） ｒ（ｔ−Δｔ））から成る受信データ行列Ｒ（ｔ）を、（７）式で定義する。

以上の定義のように、行列は英文字の大文字、ベクトルは同一文字の小文字、行列、ベクトルの要素は、添字付きの小文字で表す。

受信データ行列Ｒ（ｔ）、送信データ行列Ｓ（ｔ）、伝送路行列Ｈ（ｔ）との間には、（８）、（９）式の関係が成立する。

ＳＴＢＣ通信方式では、時刻ｔ−Δｔと、時刻ｔとの連続した２時刻を１組として、データを送信する方式であり、この１組に注目すると、送信データ行列Ｓ（ｔ）は、（１０）式で表される。

次に、時刻ｔ−Δｔでの送信データベクトルｓ（ｔ−Δｔ）＝（ａ，ｂ）と、その時刻での受信データベクトルｒ（ｔ−Δｔ）との関係は、（１１）式の関係を満たす。ただし、ノイズ成分は、表現されていない。次に、時刻ｔでの送信データベクトルｓ（ｔ）＝（−ｂ^* ，ａ^* ）と、その時の受信データベクトルｒ（ｔ）との関係は、（１２）式を満たす。ただし、ノイズ成分は表現されていない。

（１２）式において、両辺の複素共役をとり、送信データベクトルの１行と２行とを入れ換え、さらに、−ｂの負の符号を、伝送路行列の成分に含めて、送信データベクトル（ａ，ｂ）に対する変換式に変形すると、（１３）式のようになる。

時刻ｔ−Δｔを、０で、ｔを１で表現すると、（１１）式は、（１５）式のように、受信データベクトルｒ（０）は、伝送路行列Ｈ（０）と送信データベクトル（ａ，ｂ）の積で表される。同様に、（１３）式は、（１６）式のように、受信データベクトルｒ^* （１）は、変換行列Ｄ^* （１）と送信データベクトル（ａ，ｂ）との積で表される。変換行列Ｄ^* （１）は、（１３）式の右辺の２行２列の行列で定義される。これらの関係が、請求項で表現した伝送路行列と変換行列の定義となる。

次に、受信データベクトルｒ（０）の２成分と、受信データベクトルｒ^* （１）の２成分とからなる成分の受信データベクトルを拡張受信データベクトルｇと定義する。また、伝送路行列Ｈ（０）と変換行列をＤ^* （１）を行方向に並べて、４行２列にした行列を拡張伝送路行列Ｆと定義する。すると、送信データベクトル（ａ，ｂ）と、拡張受信データベクトルｇとは、拡張伝送路行列Ｆを用いて、（１４）式で、関係付けられる。なお、ノイズ成分は表現されていない。（１４）式の左辺が拡張受信データベクトルｇ、右辺の４行２列の行列が拡張伝送路行列Ｆである。（１４）式を簡略化して表現すると（１７）式のようになる。これらの行列、ベクトルは、請求項の表現を用いている。

次に、受信データベクトルｒ（０）とｒ^* （１）から、送信データベクトルを求める判定復号処理について説明する。
送信データの種類は、予め既知である。２本の送信アンテナで送信されるデータ、すなわち、送信データベクトルも既知となる。この送信データベクトルを基準送信データベクトルｕ_k と定義する。ｋは、ベクトルを区別するための変数である。また、基準送信データベクトルｕ_k の成分を（ｕ_k,1 、ｕ_k,2 ）と表記する。各基準送信データベクトルｕ_k の拡張レプリカ受信データベクトルｖ_k は、ｖ_k ＝Ｆ・ｕ_k となる。

そして、（１８）式により、拡張受信データベクトルｇと、拡張レプリカ受信データベクトルｖ_k との距離が最小となる基準送信データベクトルｑを求める。このベクトルｑが、求めるべき判定後の真の復号データｑとなる。したがって、２復調時刻での１組のデータに対して、１回の判定により、復号データを得ることができる。

次の受信データの判定復号は、次の１組の送信データを受信した時である。このように、本発明は、１組の送信データを受信する毎に、１回の復号判定を行えば良いことになる。

次に、送信アンテナが２本で、受信アンテナがｎ本の場合について検討する。送信データは（ａ，ｂ）の２つであり、受信データがｎ個生成されるので、伝送路行列Ｈ（０）は、２行ｎ列の行列となる。また、（１３）式に現れる複素共役をとった伝送路行列も、２行ｎ列の行列になる。したがって、送信データベクトルと拡張受信データベクトルｇとを関係付ける（１４）式に対応する式は（１９）式となる。

この（１９）式の右辺の２×ｎ行列で定義される拡張伝送路行列Ｆを用いて、（１８）式により、拡張受信データベクトルｇに、基準送信データベクトルｖ_K の拡張レプリカ受信データベクトルｖ_K との距離が最も小さくなる基準送信データベクトルを復号ベクトルｑとして求めることができる。
この場合にも、２復調時刻での１組の受信データを用いて、一度の判定演算ルーチンにより、判定復号をすることができる。

復調装置２５は、図２のように構成されている。図１に示されているように、送信アンテナ１１、１２から受信アンテナ２１、２２への伝達関数が伝送路行列である。伝送路行列の各要素は、図１に図示されているように、ｈ₁₁は、送信アンテナ１から受信アンテナ１への伝達関数、ｈ₁₂は、送信アンテナ２から受信アンテナ１への伝達関数、ｈ₂₁は、送信アンテナ１から受信アンテナ２への伝達関数、ｈ₂₂は、送信アンテナ２から受信アンテナ２への伝達関数である。送信データｓ₁ 、ｓ₂ 、受信データｒ₁ 、ｒ₂ 、時刻ｍにおける送信データベクトル、受信データベクトル、送信データ行列、受信データ行列の定義は前述した通りである。

次に、受信装置２０の復調装置２５の構成について説明する。復調装置２５は、受信アンテナ２１、２２で受信された高周波変調信号から搬送波を再生して、その搬送波を用いて高周波変調信号を同期復調して受信データを得るＱＰＳＫ復調装置５０を有している。このＱＰＳＫ復調装置５０から、受信データｒ₁ 、ｒ₂ が得られる。これらの受信データｒ₁ 、ｒ₂ は、一旦、バッファメモリに記憶れる。受信データｒ₁ 、ｒ₂ は複素空間にけおる任意の値exp(j θ) であり、まだ、exp(j （２ｋ−１）π／４）（ただし、ｋ＝１，２，３，４）の離散値には判定されて復号されていない値である。本明細書では、この離散的な真の送信データを求めることを復号化と言う。

また、復調装置２５は、受信データ判定部５１と初期伝送路行列演算部５２とＳＴＢＣデコード部５３と伝送路行列更新部５４、判定部５５などから主に構成されている。これらは、アナログ回路、デジタル回路、コンピュータ・ハードウェア、またはコンピュータ・ソフトウェアなどによって実現することができ、それらの実現方式は任意でよく、特段限定されるものではない。

受信データ判定部５１は、受信データｒ₁ ，ｒ₂ がパイロットデータであるか否かを判定し、これらがパイロットデータである場合には、受信データｒ₁ ，ｒ₂ を初期伝送路行列演算部５２へ、そうでなければ受信データｒ₁ ，ｒ₂ をＳＴＢＣデコード部５３へ送出する。また、同時に、受信データｒ₁ ，ｒ₂ がパイロットデータである場合には、スイッチｓｗ１を接点ａに接続し、そうでなければスイッチｓｗ１を接点ｂに接続する。

初期伝送路行列演算部５２は、入力されたパイロットデータに基づいて、送信局と当該受信局との間のマルチパスの各伝搬路特性を推定し、初期伝送路行列を演算する。その後、次の復調時刻までの移動による位相変化を補正して初期伝送路行列Ｇ₀ を求め、接点ａに出力する。

ＳＴＢＣデコード部５３は、スイッチｓｗ１から初期伝送路行列を入力する。次に、ＳＴＢＣデコード部５３は、パイロットデータではない復号されるべき受信データｒ₁ ，ｒ₂ を受信データ判定部５１から入力する。そして、ＳＴＢＣデコード部５３は、 （１４）式の拡張伝送路行列Ｆを生成して、判定部５５で、（１８）式により判定復号されて、最初のデータの復号データを得る。
また、一般に、データの復調時刻ｍにおいては、受信データ判定部５１から受信データベクトルｒ（ｍ−１）、ｒ（ｍ）を入力して、伝送路行列更新部５４からその時刻における位相補正された伝送路行列Ｇ（ｍ）を入力して、そのＧ（ｍ）を伝送路行列Ｈ（０）として、（１２）式、（１３）式の関係から（１４）式で定義される拡張伝送路行列Ｆが演算される。次に、判定部５５は、この拡張伝送路行列Ｆと、受信データ判定部５１から出力される受信データから、（１４）式の左辺で定義される拡張受信データベクトルｇを求め、（１４）式と（１８）式により、拡張受信データベクトルｇと、基準データベクトルｕの拡張レプリカ受信データベクトルｖ＝Ｆ・ｕとの差のノルムノルムＬが最小となる候補送信データベクトルｕを真の復号データベクトルｑ（ｍ）として求める。

伝送路行列更新部５４は、受信データ判定部５１から既に入力されているパイロットデータブロックではない復調時刻ｍ−１、ｍにおける受信データベクトルｒ（ｍ−１）、ｒ（ｍ）から、受信データ行列Ｒ（ｍ）を生成する。ＳＴＢＣでは、２時刻で１組のデータを送信する関係上、上記の時刻変数ｍは、偶数である。そして、ｍ−１は、請求項での０、ｍは請求項での１に対応する。また、伝送路行列更新部５４は、判定部５５から、既に、入力されている復号データベクトルｑ（ｍ）、ｑ（ｍ−１）から復号データ行列Ｑ（ｍ）を生成し、（８）式のＳをこの復号データ行列Ｑとおいて、伝送路行列Ｈ（ｍ）を求める。すなわち、（８）式において、受信データ行列Ｒ（ｍ）に復号データ行列Ｑ（ｍ）の逆行列を掛け算すれば、復号結果に応じて、伝送路行列Ｈ（ｍ）を更新することができる。この伝送路行列Ｈ（ｍ）を、次の復調時刻ｍ＋２までの時間差による位相補正をした伝送路行列Ｇ（ｍ＋２）を求めて、伝送路行列を更新する。Ｇ（ｍ＋２）は、次の復調時刻ｍ＋１において、ＳＴＢＣデコード部５３において、伝送路行列Ｈ（０）とされて、拡張伝送路行列Ｆが求められて、時刻ｍにおける復号処理が繰り返されて、復号データベクトルｑ（ｍ＋２）が求められる。

次に、復調装置２５の動作手順について、図３に基づいて説明する。本実施例では、図３の装置は、コンピュータ装置で実現したもので、受信された高周波変調信号をサンプリングして、ディジタルデータにしてから、ＱＰＳＫ復調以下の処理を行うものである。バッファは、ＦＩＦＯ構造で構成されており、ＱＰＳＫ復調された受信データをリアルタイムで、一定の時間区間のデータを記憶するように構成されている。

複素空間のベースバンドの受信データｒに変換されたデータに関して、以下の処理が実行される。図３の手順は、復調装置２５が受信モードになった時に実行される。まず、ステップ１００において、受信データベクトルｒが読み取られ、ステップ１０２で、装置が受信モードに設定されてから、初めて受信するパイロットデータか否かが判定される。パイロットデータが受信されていない場合には、伝送路行列が、全く求まっていないので、受信データの復調処理をすることなく、ステップ１００に戻る。このステップ１００、１０２のループにより、最初のパイロットデータが受信されるまで、ＣＰＵは、待機することになる。

次に、初めてのパイロットデータが受信されると、初めて、受信データの処理が可能となる。パイロットデータであれば、ステップ１０４において、受信データベクトルｒ（ｍ）として記憶し、時刻変数ｍを１だけ更新する。次に、ステップ１０６において、次の受信データベクトルｒが読み込まれ、次のステップ１０６において、パイロットデータか否かが判定される。パイロットデータであれば、次のステップ１１０において、パイロットデータの先頭か否かが判定れる。先頭でない場合には、次のステップ１１２で、受信データベクトルｒ（ｍ）を記憶し、復調時刻変数ｍを１だけ更新し、ステップ１１４へ移行して、パイロットデータの終了か否かが判定される。受信データがパイロットデータの最終でない場合には、ステップ１０６へ移行して、受信データの記憶を繰り返す。受信データがパイロットデータの最終である場合には、本実施例では、２シンボルの受信パイロットデータｒ（０）、ｒ（１）の受信が完了したことになるので、ステップ１１６に移行して、初期伝送路行列Ｈ₀ が演算される。ここで、送信データ行列Ｓは、パイロットデータｓ（０）、ｓ（１）で構成されるので、受信装置において既知の値である。次に、ステップ１１８において、初期伝送路行列Ｈ₀ の補正演算を行って、次の復調時刻２における補正された初期伝送路行列Ｇ₀ が求められる。そして、次の受信データを読み取るべく、ステップ１０６に戻る。

ステップ１０８で、受信データがパイロットデータでないと判定された場合には、復号すべきデータであるから、ステップ１２０に移行して、受信データベクトルｒ（ｍ）を記憶して、時刻変数ｍを２だけ更新して、ステップ１２２に移行する。なお、ｍは偶数である。ステップ１２２では、時刻ｍにおける伝送路行列Ｈ（ｍ）、すなわち、Ｈ（０）を用いて、拡張伝送路行列Ｆを演算し、また、時刻ｍ−１と時刻ｍにおける受信データベクトルｒ（０）と、ｒ（１）とから、拡張受信データベクトルｇを求め、拡張伝送路行列Ｆと、拡張受信データベクトルｇとから、（１４）式、（１８）式により、復号テータベクトルｑを求める。すなわち、候補送信データベクトルｕの中から、ノルムＬを最小とする復号データベクトルｑ（ｍ）を求める。次に、ステップ１２４において、復号データ行列Ｑ（ｍ）、受信データ行列Ｒ（ｍ）とから、伝送路行列Ｈ（ｍ）を（８）式の関係式から求める。次に、次の復調時刻ｍ＋２での時刻差による位相補正された正確な伝送路行列Ｇ（ｍ＋２）を求める。そして、ステップ１０６に戻る。この処理の繰り返しにより、受信データベクトルｒ（ｍ）は、精度高く、復号データベクトルｑ（ｍ）を得ることができる。

また、このデータの復号の後に、次のパイロットデータが受信されると、ステップ１０８の判断がYes となるので、ステップ１１０で、パイロットデータの先頭か否かが判定されて、判定がYes であれば、ステップ１２８において、時刻変数ｍが０に初期設定され、次のステップ１１２で、受信データベクトルｒ（ｍ）は、受信パイロットデータｒ（０）として記憶される。このような処理により、パイロットデータが受信される毎に、伝送路行列Ｈ、Ｇは、初期値にリセットされることになり、伝送路の推定誤差が伝搬することを防止することができる。

〔変形例〕
全実施例において、補正された伝送路行列Ｇを用いることなく、伝送路行列Ｈ（ｍ）を次の復調時刻ｍ＋２でのデータの復号に用いる伝送路行列としても良い。また、パイロットデータは、２×２のＳＴＢＣの場合には、少なくとも２シンボルあれば良い。パイロットデータは、送信データ行列を正方行列とするために、少なくとも送信アンテナの数だけのシンボルを有すれば良い。パイロットデータを最低限のシンボル数以上とした場合には、複数の初期伝送路行列を求めることができるので、それらの平均値などを用いることで、さらに、正確な初期伝送路行列を得ることができると共に、伝送路の変化特性を予測することができる。

本発明は、移動体通信に用いることができる。

本発明の具体的な一実施例に係るＳＴＢＣ伝送方式を示した説明図。 本発明の実施例１に係る装置の構成を示したブロック図。 本発明の実施例に係る装置のＣＰＵの動作手順を示したフローチャート。

符号の説明

１０…送信装置
１５…多重化装置
２０…受信装置
２５…復調装置
５０…ＱＰＳＫ復調装置
５１…受信データ判定部
５２…初期伝送行列演算部
５３…ＭＩＭＯデコード部
５４…伝送行列更新部
５５…判定部

Claims (2)

1. ２本の送信アンテナとｎ（ｎは２以上の整数））本の受信アンテナとを用いて、時空間ブロック復号処理を行うＳＴＢＣ通信方式における復号方法において、
   第１送信アンテナと第２送信アンテナとからある送信時刻で送信されるデータ組を（ａ，ｂ）、次の送信時刻で送信されるデータ組を（−ｂ^* ，ａ^* ）（ただし、＊は複素共役演算子）とするとき、データ組（ａ，ｂ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（０）、その時の伝送路の伝送路行列をＨ（０）とし、データ組（−ｂ^* ，ａ^* ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（１）とし、
   データ組（ａ，ｂ）から受信データベクトルｒ^* （１）への変換行列をＤ^* （１）とし、前記受信データベクトルｒ（０）の成分と前記受信データベクトルｒ^* （１）の成分との２ｎ個を成分とする拡張受信ベクトルをｇとするとき、
   前記伝送路行列Ｈ（０）と前記変換行列Ｄ^* （１）とで構成され、データ組（ａ，ｂ）から前記拡張受信データベクトルｇに変換する拡張伝送路行列Ｆを求め、
   前記データ組（ａ，ｂ）のとり得る値の組の集合の中の任意の要素である基準送信ベクトルｕに対して、その基準送信ベクトルｕを前記拡張伝送路行列Ｆで変換して得られる２ｎ次元の拡張レプリカ受信ベクトルｖと、前記拡張受信データベクトルｇとの差のノルムが最小となる基準送信ベクトルｑを、前記受信データベクトルｒ（０）、ｒ（１）に対する求めるべき復号データとすることを特徴とする復号方法。
2. ２本の送信アンテナとｎ（ｎは２以上の整数））本の受信アンテナとを用いて、時空間ブロック復号処理を行うＳＴＢＣ通信方式における復調装置において、
   第１送信アンテナと第２送信アンテナとからある送信時刻で送信されるデータ組を（ａ，ｂ）、次の送信時刻で送信されるデータ組を（−ｂ^* ，ａ^* ）（ただし、＊は複素共役演算子）とするとき、データ組（ａ，ｂ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（０）、その時の伝送路の伝送路行列をＨ（０）とし、データ組（−ｂ^* ，ａ^* ）に対するｎ本の受信アンテナで受信されるデータを成分とするベクトルを受信データベクトルｒ（１）とし、
   データ組（ａ，ｂ）から受信データベクトルｒ^* （１）への変換行列をＤ^* （１）とし、前記受信データベクトルｒ（０）の成分と前記受信データベクトルｒ^* （１）の成分との２ｎ個を成分とする拡張受信ベクトルをｇとするとき、
   前記伝送路行列Ｈ（０）と前記変換行列Ｄ^* （１）とで構成され、データ組（ａ，ｂ）から前記拡張受信データベクトルｇに変換する拡張伝送路行列Ｆを求め、
   前記データ組（ａ，ｂ）のとり得る値の組の集合の中の任意の要素である基準送信ベクトルｕに対して、その基準送信ベクトルｕを前記拡張伝送路行列Ｆで変換して得られる２ｎ次元の拡張レプリカ受信ベクトルｖと、前記拡張受信データベクトルｇとの差のノルムが最小となる基準送信ベクトルｑを、前記受信データベクトルｒ（０）、ｒ（１）に対する求めるべき復号データとすることを特徴とする復調装置。

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