JP2014039092A - 送信装置、受信装置、無線通信システムおよび集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外のＧＳＳＫ方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させる。
【解決手段】複数の送信アンテナを有する送信装置であって、情報ビット系列を入力信号とし、前記情報ビット系列を符号化情報系列に符号化する符号化部１６、１７と、前記符号化情報系列を変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調する変調部１４と、前記符号化情報系列に基づいて、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナを決定する送信アンテナ決定部１５と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式と、空間変調技術とを組み合わせた送信装置、受信装置、無線通信システムおよび集積回路に関する。

現在の無線通信システムでは、ディジタル通信が主に使用され、ディジタル化された送信データを搬送波の振幅や位相に変調して送信する。一般的にディジタル情報は０と１で表わされる為、ＢＰＳＫ（Binary Phase-Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quaternary PSK）、１６ＱＡＭ（16-Quadrature Amplitude Modulation）のように、位相と振幅で表わされる信号点パターンの総和（変調多値数）が２のべき乗である変調方式が一般的に用いられている。

一方ＴＰＳＫ（Ternary PSK、３―ＰＳＫとも呼ぶ）や、６−ＰＳＫ、２４−ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等のように、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式は、マッピング可能なビット数が自然数にならない為、一般的にはあまり用いられない。しかしながら、ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）特性や帯域利用効率が良い場合がある事も知られている。例えば、ＴＰＳＫ方式は、ＢＰＳＫ方式と比較すると、変調遷移が０点を通らない為、帯域利用効率が良い。

また、送信装置が送信するデータを、変調情報と送信アンテナ情報に分け、変調情報を変調多値数が２のべき乗である変調方式で変調し、さらに、送信アンテナを選択して変調情報を送信することにより、送信アンテナ情報を空間変調する技術が提案されている（非特許文献１）。非特許文献１の技術はＳｐａｔｉａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ技術であり、複数の送信アンテナのうち１本の送信アンテナをアクティブにし、空間変調のみで情報を送信する方法をＳＳＫ（Space Shift Keying）方式と呼ぶ。このＳＳＫ方式において、アクティブになる送信アンテナ数を一般化した方式をＧＳＳＫ（Generalized SSK）方式とする。つまり、ＧＳＳＫ方式は、送信装置が持つ送信アンテナ数をＮとした時に、選択される送信アンテナ数ｎを一般化した方式である。この時ｎは１≦ｎ≦Ｎとする。

ＧＳＳＫ方式はＮ本の送信アンテナからｎ本のアンテナを選択する場合、式（１）に示す通りの情報を得る事ができる。

また、選択するアンテナ数を固定せずに「最大でｎ本」とする場合は、式（２）に示す通りの情報が得られる。

Read Y.Mesleh,Harald Haas,Sinan SinaNoNovic,Chang Wook Ahn,Sangboh Yun"Spatial Modulation",IEEE TRANS.,VOL.57,NONO4,July 2008

変調多値数をＭとした場合に、１シンボルあたりに送信できるビット数（bpcu:bit per channel use）は、式（３）で表現される。

ここで、式（４）は床関数であり、実数Ａの整数部分を表す。

変調多値数が２のべき乗である変調方式として、例えば、ＱＰＳＫを用いた場合、１シンボルあたりに送信できるビット数は式（５）となる。

一方、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式として、例えば、６−ＰＳＫを用いた場合、１シンボルあたりに送信できるビット数は式（６）となる。

このように、本来は６通りの信号点パターンから選択できたはずであるにもかかわらず、結果的に４通りの信号点パターンから選択した場合と１シンボルあたりに送信できるビット数（情報量）が同じとなってしまう。

また、ＧＳＳＫ方式についても同様であり、選択する送信アンテナのパターンを多値数と考えることができ、例えば、４本の送信アンテナから１本を選択する場合（２のべき乗のＧＳＳＫ方式）、１シンボルあたりに送信できるビット数は式（７）となる。

一方、６本の送信アンテナから１本を選択する場合（２のべき乗以外のＧＳＳＫ方式）、１シンボルあたりに送信できるビット数は式（８）となる。

このように、変調多値数（送信アンテナ数）が４から７までの場合は、２［ｂｐｃｕ］しか送信できず、変調多値数（送信アンテナ数）が４を超えて増加する際の情報量の増加を活用できないという問題があった。この活用できない情報を冗長情報とする。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外のＧＳＳＫ方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させることができる送信装置、受信装置、無線通信システムおよび集積回路を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係る送信装置は、複数の送信アンテナを有する送信装置であって、情報ビット系列を入力信号とし、前記情報ビット系列を符号化情報系列に符号化する少なくとも１つの符号化部と、前記符号化情報系列を変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調する変調部と、前記符号化情報系列に基づいて、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナを決定する送信アンテナ決定部と、を備えることを特徴とする。

このように、符号化情報系列を変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調し、符号化情報系列に基づいて、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナを決定するので、２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外の空間変調方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させることが可能となる。

（２）また、本発明の送信装置は、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式と、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナとを予め対応させたマッピングテーブルに基づいて、変調方式および送信に使用する送信アンテナを決定することを特徴とする。

このように、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式と、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナとを予め対応させたマッピングテーブルに基づいて、変調方式および送信に使用する送信アンテナを決定するので、変調による冗長な情報と空間変調方式の冗長な情報を有効利用すると共に、マッピングとデマッピングの処理を簡略化することが可能となる。

（３）また、本発明の送信装置において、前記少なくとも１つの符号化部は、前記情報ビット系列から多値数が２のべき乗以外の符号化情報系列を生成することを特徴とする。

このように、情報ビット系列から多値数が２のべき乗以外の符号化情報系列を生成するので、ＰＡＰＲ特性が良好なＴＰＳＫや６−ＰＳＫ、２４−ＱＡＭ等の変調方式を適用することが可能となる。

（４）また、本発明の送信装置は、前記符号化部が、複数の系列の符号化情報系列を生成する場合、前記各符号化情報系列を情報多値数ごとにインターリーブするインターリーバを更に備えることを特徴とする。

変調多値数が２のべき乗以外の変調方式と空間変調方式とを組み合わせた場合に、アンテナ毎の伝搬路の影響の差により、送信シンボル毎の復調性能に特性差が生じてしまうことがあるが、本発明によれば、複数の系列の符号化情報系列を生成する場合、前記各符号化情報系列を情報多値数ごとにインターリーブするので、アンテナ相関の違いによる特性差が生じることを回避することが可能となる。

（５）また、本発明の送信装置は、前記符号化情報系列を、２のべき乗通り以外の組み合わせで表現される変調情報系列と、２のべき乗通り以外の組み合わせで表現される送信アンテナ情報系列とに分離し、前記変調情報系列を前記変調部に入力すると共に、前記送信アンテナ情報系列を前記送信アンテナ決定部に入力することを特徴とする。

このように、符号化情報系列を、２のべき乗通り以外の組み合わせで表現される変調情報系列と、２のべき乗通り以外の組み合わせで表現される送信アンテナ情報系列とに分離し、変調情報系列を変調部に入力すると共に、送信アンテナ情報系列を送信アンテナ決定部に入力するので、２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外の空間変調方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させることが可能となる。

（６）また、本発明の送信装置は、前記各送信アンテナ間でアンテナ相関が強い送信アンテナの組み合わせを示す情報に基づいて、前記マッピングテーブルの生成を行なうマッピングテーブル生成保持部を更に備えることを特徴とする。

このように、各送信アンテナ間でアンテナ相関が高い送信アンテナの組み合わせを示す情報に基づいて、前記マッピングテーブルの生成を行なうので、変調による冗長な情報と空間変調方式の冗長な情報を有効利用すると共に、マッピングとデマッピングの処理を簡略化することが可能となる。

（７）また、本発明の受信装置は、少なくとも１つの受信アンテナを有する受信装置であって、受信信号から、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調された符号化情報系列の変調情報および送信に使用された少なくとも１つの送信アンテナを示す送信アンテナ情報の硬判定値または軟判定値を出力するデマッパと、前記変調情報および前記送信アンテナ情報に基づいて、前記受信信号を復号する復号部と、を備えることを特徴とする。

このように、受信信号から、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調された符号化情報系列の変調情報および送信に使用された少なくとも１つの送信アンテナを示す送信アンテナ情報の硬判定値または軟判定値を出力し、変調情報および送信アンテナ情報に基づいて、受信信号を復号するので、２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外の空間変調方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させることが可能となる。

（８）また、本発明の受信装置において、前記復号部は、多値数が２のべき乗以外の符号化情報系列を、２値の情報ビット系列に復号することを特徴とする。

このように、多値数が２のべき乗以外の符号化情報系列を、２値の情報ビット系列に復号するので、ＰＡＰＲ特性等が良好なＴＰＳＫや６−ＰＳＫ、２４−ＱＡＭ等の変調方式を適用することや、２のべき乗以外の空間変調を適用することが可能となる。

（９）また、本発明の受信装置において、前記デマッパは、送信装置が用いたマッピングテーブルと同一のマッピングテーブルに基づいて前記符号化情報系列を復号することを特徴とする。

このように、送信装置が用いたマッピングテーブルと同一のマッピングテーブルに基づいて符号化情報系列を復号するので、変調による冗長な情報と空間変調方式の冗長な情報を有効利用すると共に、マッピングとデマッピングの処理を簡略化することが可能となる。

（１０）また、本発明の受信装置は、送信装置からインターリーブされた情報を受信した場合、前記軟判定値をデインターリーブし、前記復号部で復号された情報を再インターリーブして再デマッピングを行なうことを特徴とする。

このように、送信装置からインターリーブされた情報を受信した場合、前記軟判定値をデインターリーブし、前記復号部で復号された情報を再インターリーブして再デマッピングを行なうので、アンテナ相関の違いによる特性差が生じることを回避することが可能となる。

（１１）また、本発明の無線通信システムは、上記（１）記載の送信装置と、上記（７）記載の受信装置とから構成されることを特徴とする。

この構成により、２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外の空間変調方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させることが可能となる。

（１２）また、本発明の集積回路は、複数の送信アンテナを有する送信装置に実装されることによって、前記送信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、情報ビット系列を入力信号とし、前記情報ビット系列を符号化情報系列に符号化する機能と、前記符号化情報系列を変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調する機能と、前記符号化情報系列に基づいて、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナを決定する機能と、の一連の機能を前記送信装置に発揮させることを特徴とする。

このように、符号化情報系列を変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調し、符号化情報系列に基づいて、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナを決定するので、２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外の空間変調方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させることが可能となる。

（１３）また、本発明の集積回路は、少なくとも１つの受信アンテナを有する受信装置に実装されることによって、前記受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、受信信号から、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調された符号化情報系列の変調情報および送信に使用された少なくとも１つの送信アンテナを示す送信アンテナ情報の硬判定値または軟判定値を出力する機能と、前記変調情報および前記送信アンテナ情報に基づいて、前記受信信号を復号する機能と、の一連の機能を前記受信装置に発揮させることを特徴とする。

このように、受信信号から、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調された符号化情報系列の変調情報および送信に使用された少なくとも１つの送信アンテナを示す送信アンテナ情報の硬判定値または軟判定値を出力し、変調情報および送信アンテナ情報に基づいて、受信信号を復号するので、２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外の空間変調方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させることが可能となる。

本発明によれば、多値数が２のべき乗以外の変調方式と２のべき乗以外の空間変調方式を用いることによる冗長情報を有効活用し、送信ビットレートを向上させることが可能となる。

本実施形態に係る無線通信システムの概略構成例を示す機能ブロック図である。 ６−ＰＳＫの信号点配置の一例と、ＴＰＳＫのシンボル配置の一例を表す図である。 第１の実施形態に係る無線送信端末局の構成例を表すブロック図である。 無線送信端末局の動作を示すフローチャートである。 無線送信端末局の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る無線受信端末局の一構成例を示す機能ブロック図である。 無線受信端末局の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る無線送信端末局の一例のブロック図である。 マッピングテーブルの一例を示す図である。 無線送信端末局の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る無線受信端末局の一例のブロック図である。 無線受信端末局の動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る無線送信端末局の一例のブロック図である。 無線送信端末局の動作を示すフローチャートである。 送信アンテナの選択方法の一例と、送信アンテナの組み合わせの選択方法の一例を示す図である。 第３の実施形態に係る無線受信端末局の一例のブロック図である。 第１の符号化部の一構成例を示す図である。 第２の符号化部の一構成例を示す図である。 ６−ＰＳＫと送信アンテナの組み合わせを示す図である。 無線受信端末局の動作を示すフローチャートである。 無線受信端末局の動作を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、多値数が２のべき乗以外の変調方式と、複数の送信アンテナからアクティブになる送信アンテナを１本選択するＳＳＫ方式と、を組み合わせることにより、変調方式とＳＳＫ方式のそれぞれの方式で発生する冗長情報の有効活用をする実施形態を示す。

図１は、本実施形態に係る無線通信システムの概略構成例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る無線通信システムＡは、１台の無線送信端末局１と、１台の無線受信端末局２と、を有している。本実施形態では、無線送信端末局１が持つアンテナ数を６本とし、変調方式を６−ＰＳＫとするが、アンテナ数と変調多値数、それぞれが２のべき乗以外であれば良い。ただし、無線送信端末局１が持つ６本のアンテナのうち、少なくとも１本は無線受信端末局２からＡＣＫ（Acknowledge：肯定確認応答）とＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement：否定確認応答）を受信できるように、送受信機能を備える。本実施形態では、無線送信端末局１が持つ全てのアンテナが（６本）が送受信機能を備える場合について説明する。本実施形態では全てのアンテナが送受信機能を備える場合とするが、送受信機能をもつアンテナは１本でも、複数であってもよい。また、無線受信端末局２が持つアンテナ数は簡略化のため１本としているが、複数のアンテナを持つようにしてもよい。

図３は、第１の実施形態に係る無線送信端末局の構成例を表すブロック図である。図３の無線送信端末局１は６本のアンテナ１０ａ〜ｆ、各アンテナに対応する６つの無線受信部４１ａ〜ｆ、ＳＷ（スイッチ）１２、変調部１４、送信アンテナ決定部１５、第１の符号化部１６、第２の符号化部１７、Ｓ／Ｐ変換部１８、チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９、送信フレーム生成部４２、復調部２４、制御部２２、無線送信部２３を備える。また、変調部１４と送信アンテナ決定部１５を合わせてマッパ１３とする。

また、本発明では、入力データには予めＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）符号が付加されているものとする。Ｓ／Ｐ変換部１８は、入力された直列の情報ビット系列をＳ／Ｐ変換（Serial-Parallel変換：直並列変換）し、５系列の情報ビット系列として出力する。Ｓ／Ｐ変換部１８でＳ／Ｐ変換された並列情報ビット系列は、第１の符号化部１６または第２の符号化部１７に入力される。例えば、Ｓ／Ｐ変換部１８でＳ／Ｐ変換された、５系列の情報ビット系列をｃ_ｉ（ｉ＝０〜４）とした場合、最初の２系列の情報ビット系列（ｃ_０、ｃ_１）を第１の符号化部１６に入力し、残りの３系列の情報ビット系列（ｃ_２、ｃ_３、ｃ_４）を第２の符号化部１７に入力する。

第１の符号化部１６は、Ｓ／Ｐ変換部１８から入力された２系列の情報ビット系列を符号化し、２系列の２値の符号化情報系列を出力する。図１７は、第１の符号化部１６の一構成例である。図１７に示す様に、第１の符号化部は４つのシフトレジスタＤ１〜Ｄ４、１２個の乗算器３００〜３１１、６個の第１の剰余演算部３１２〜３１５で構成される。シフトレジスタＤ１〜Ｄ４は一つ前の処理の入力を記憶しておき、出力するものである。乗算器３００〜３１１は入力された情報ビットに係数ａ_ｉ（ｉ＝０〜１１）を乗算する。ここで、係数ａ_ｉは０、１いずれかの値であり、第１の剰余演算部３１２〜３１５は、剰余演算部に入力された、情報ビットに係数ａ_ｉを乗算した情報（０〜１）の総和を２で割った余りを出力する。

また、第１の符号化部１６は、２系列の情報ビット系列（ｃ_０、ｃ_１）を入力して、２系列の２値の符号化情報系列（Ｘ_０、Ｘ_１）を出力する符号器であり、符号化情報系列（Ｘ_０）を変調部１４へ出力し、符号化情報系列（Ｘ_１）を送信アンテナ決定部１５へ出力する。なお、第１の符号化部はＢＩＢＯ（Binary Input Binary Output）エンコーダーと呼ばれる符号器のように、２系列の２値の情報ビット系列を符号化し、２系列の２値の符号化情報系列を出力する構成であればよく、図１７に限定されず、畳み込み符号やターボ符号の様な符号を用いてもよい。

同様に、図１８は第２の符号化部１７の一構成例である。図１８に示す様に、第２の符号化部は６つのシフトレジスタＤ５〜Ｄ１０、１８個の乗算器４００〜４１７、８個の第２の剰余演算部４１８〜４２５で構成される。シフトレジスタＤ５〜Ｄ６は、シフトレジスタＤ１〜Ｄ４と同様に、一つ前の処理の入力を記憶しておき、出力するものである。乗算器４００〜４１７は入力された情報ビットに係数ｂ_ｉ（ｉ＝０〜１７）を乗算する。

ここで、係数ｂ_ｉは０、１、２いずれかの値であり、第２の剰余演算部４１８〜４２５は、剰余演算部に入力された、情報ビットに係数ｂ_ｉを乗算した情報（０〜２）の総和を３で割った余りを出力する。また、第２の符号化部１７は、３系列の２値の情報ビット系列（ｃ_２、ｃ_３、ｃ_４）を入力して２系列の３値の符号化情報系列（Ｙ_０、Ｙ_１）を出力する符号器であり、符号化情報系列（Ｙ_０）を変調部１４に出力し、符号化情報系列（Ｙ_１）を、送信アンテナ決定部１５へ出力する。なお、第２の符号化部はＢＩＴＯ（Binary Input Ternary Output）エンコーダーと呼ばれる符号器のように、３系列の２値の情報ビット系列を符号化し、２系列の３値の符号化情報系列を出力する構成であればよく、図１８に限定されず、畳み込み符号やターボ符号の様な符号を用いてもよい。

変調部１４は、第１の符号化部１６から入力された２値の符号化情報系列（Ｘ_０）と第２の符号化部１７から入力された３値の符号化情報系列（Ｙ_０）に基づき６−ＰＳＫで変調し、変調信号を生成する。図２の（ａ）は６−ＰＳＫの信号点配置の一例を表す図である。変調部１４では、入力された２系列の符号化情報系列（Ｘ_０（２値）、Ｙ_０（３値））を図２（ａ）の信号点配置に基づいて変調し、変調信号とする。例えば、Ｘ_０＝０、Ｙ_０＝２の場合、変調信号は｛０，２｝の信号点となる。変調された信号は送信フレーム生成部４２に入力される。

送信アンテナ決定部１５は、第１の符号化部１６から入力された２値の符号化情報系列（Ｘ_１）と第２の符号化部１７から入力された３値の符号化情報系列（Ｙ_１）に基づき、送信アンテナ情報を生成し、送信アンテナ情報を生成し、送信するアンテナを決定する。図１５（ａ）は、送信アンテナ決定部１５における送信アンテナの選択方法の一例である。例えば、Ｘ_１＝１、Ｙ_１＝０の場合、送信アンテナ情報はｄとなる。つまり、この場合、アンテナ１０ｄから変調信号を送信する。

チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９は、無線送信端末局１が持つ複数のアンテナと、無線受信端末局１が持つアンテナの間のチャネル情報を推定する為に、既知信号を生成し、送信フレーム生成部４２に入力する。送信フレーム生成部４２は、チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９から入力された、チャネル推定用プリアンブルと、変調部１４から入力された変調信号を、ディジタル信号からアナログ信号に変換（Ｄ／Ａ変換：Digital to Analog変換）し、無線送信部２３へ出力する。送信フレーム生成部４２では、全ての送信信号に対して、Ｄ／Ａ変換を行う前に同期用のプリアンブルを付加するものとする。

無線送信部２３は、送信フレーム生成部４２から入力された、ベースバンド周波数帯のアナログ信号を無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナ決定部１５で決定した送信アンテナ情報と共にＳＷ１２に入力する。

ＳＷ１２は、送信時は、送信アンテナ決定部１５から送信フレーム生成部４２を介して入力された送信アンテナ情報に従い、送信するアンテナを切り替える。例えば、送信アンテナ情報がｄの場合、アンテナ１０ｄをアクティブにし、無線送信部２３から入力された無線周波数帯のアナログ信号を送信する。また、ＡＣＫまたはＮＡＣＫの受信時には、ＳＷ１２は、アンテナ１０ａ〜ｆで受信した、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを無線受信部４１ａ〜ｆに入力する。なお、少なくとも１つのアンテナからＡＣＫまたはＮＡＣＫを受信出来ればよく、本実施形態の様に全てのアンテナから受信する構成に限定されない。

無線受信部４１ａ〜ｆは、アンテナ１０ａ〜ｆで受信した無線周波数帯のアナログ信号を、それぞれダウンコンバートして、復調部２４にベースバンド周波数帯の信号を入力する。復調部２４は、無線受信部ａ〜ｆから入力されたＡＣＫまたはＮＡＣＫのベースバンド周波数の信号を同期用のプリアンブルで同期をとり、制御部２２に入力する。制御部２２では、復調部２４から入力された信号がＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかにより、次に送信する信号の制御をする。例えば、復調部２４から入力された信号がＡＣＫである場合、前回の信号の送信が成功したとして、次の送信フレームの生成を開始する。復調部２４から入力された信号がＮＡＣＫである場合、前回の信号の送信が失敗したとして、前回の信号を再送する。

図４は、図３に示す無線送信端末局の動作を示すフローチャートである。また、図５は図４に含まれる処理のフローチャートである。無線送信端末局１は、無線送信端末局１が有するアンテナ１０ａ〜ｆから無線受信端末局２の有するアンテナまでの伝送路を無線受信端末局２が推定する為に、チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９、送信フレーム生成部４２、無線送信部２３、各アンテナ１０ａ〜ｆを介して、チャネル推定用プリアンブルを送信する（ステップＳ１）。プリアンブルの送信方法の一例として、時間分割をして、各アンテナ１０ａ〜ｆまで順番にチャネル推定用プリアンブルを送信する方法や、直交系列を用いてチャネル推定用プリアンブルを同時に送信する方法が挙げられる。

チャネル推定用プリアンブルが送信されたら、Ｓ／Ｐ変換部１８で、直列の情報ビット系列を５系列の並列情報ビット系列に変換する（ステップＳ２）。変換された５系列の並列情報ビット系列は第１の符号化部１６に入力される２系列の情報ビット系列と、第２の符号化部１７に入力される３系列の情報ビット系列に分離される（ステップＳ３）。分離の方法の一例として、５系列の並列情報ビット系列をｃ_ｉ（ｉ＝０〜４）とした場合、ｃ_ｉを２系列の情報ビット系列（ｃ_０、ｃ_１）と、３系列の情報ビット系列（ｃ_２、ｃ_３、ｃ_４）に分離する方法が挙げられる。分離された２系列の情報ビット系列（ｃ_０、ｃ_１）は第１の符号化部１６に入力され、３系列の情報ビット系列（ｃ_２、ｃ_３、ｃ_４）は、第２の符号化部１７に入力される（ステップＳ４）。

第１の符号化部１６は、２系列の情報ビット系列が入力されて、符号化された２系列の２値の符号化情報系列（Ｘ_０、Ｘ_１）を出力する（ステップＳ５）。同時に、第２の符号化部１７に、３系列の情報ビット系列が入力されて、２系列の３値の符号化情報系列（Ｙ_０、Ｙ_１）が出力される（ステップＳ６）。第１の符号化部１６からの出力である２値の符号化情報系列（Ｘ_０、Ｘ_１）と、第２の符号化部１７からの出力である３値の符号化情報系列（Ｙ_０、Ｙ_１）は、６−ＰＳＫ変調に用いる情報（２値情報、３値情報）と、送信アンテナ選択に用いる情報（２値情報、３値情報）に分離される（ステップＳ７）。

ステップＳ７の分離の一方法例として、２値の符号化情報系列（Ｘ_０）と３値の符号化情報系列（Ｙ_０）は変調情報に用いる情報として、２値の符号化情報系列（Ｘ_１）と３値の符号化情報系列（Ｙ_１）は送信アンテナ選択に用いる情報として、分離をされる方法が挙げられる。分離された符号化情報系列はマッパ１３に入力される（ステップＳ８）。例えば、Ｘ_０＝０、Ｙ_０＝２の場合、図２（ａ）の信号点配置を用いると、変調信号は｛０，２｝の信号点となる。

同時に、送信アンテナ決定部１５では、アンテナ情報に用いる情報に分離された（Ｘ_１，Ｙ_１）を基に、送信アンテナを決定する。図１５（ａ）は、送信アンテナの選択方法の一例である。Ｘ_１＝１、Ｙ_１＝０の場合、送信アンテナ情報はｄとなり、アンテナ１０ｄから、変調部１４で変調された信号が送信される。

マッパ１３からの出力により送信データは、送信フレーム生成部４２、無線送信部２３、ＳＷ１２、アンテナ１０（送信アンテナ決定部１５により決定されたアンテナ１０ａ〜ｆのうちいずれか１つ）を介して、無線受信端末局２に送信される（ステップＳ１１）。無線送信端末局１は、データを送信（ステップＳ１１）した後、アンテナ１０ａ〜ｆで無線受信端末局２からのＡＣＫまたはＮＡＣＫが受信されるのを待機する（ステップＳ１２）。ＡＣＫまたはＮＡＣＫがアンテナ１０ａ〜ｆで受信されたら、ＳＷ１２、無線受信部ａ〜ｆ、復調部２４を介して制御部２２にＡＣＫまたはＮＡＣＫが入力される。制御部２２に入力された信号がＡＣＫである場合（ＡＣＫ）、終了となる（ステップＳ１２）。また、制御部２２に入力された信号がＮＡＣＫである場合（ＮＡＣＫ）、再度チャネル推定用プリアンブルの送信（ステップＳ１）をする（ステップＳ１２）。

図６は、本実施形態に係る無線受信端末局の一構成例を示す機能ブロック図である。図６に示すように、無線受信端末局２は、アンテナ５０、無線通信部５１、ＳＷ５２、受信部５３、プリアンブル受信部５４、チャネル推定部５５、デマッパ５６、第１の復号部５７、第２の復号部５８、Ｐ／Ｓ変換部５９、エラーチェック部６０、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１、送信部６２、を備える。なお、本実施形態では、アンテナ数を１本としているが、複数本でもよい。

アンテナ５０は無線送信端末局１から、同期用のプリアンブルが付加された、チャネル推定用プリアンブルと送信データの信号を受信する。

無線通信部５１は、アンテナ５０で受信した無線周波数帯の信号をベースバンドにダウンコンバートする。受信したアナログ情報は、ＳＷ５２で受信部５３に入力されるように切り替える。ＳＷ５２は、受信時には、受信信号を無線通信部５１受信部５３に入力し、送信時には送信部６２から、無線通信部５１に送信信号を入力するように切り替える。

受信部５３では、受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換：Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ変換）する。また、送信部２０で付加された同期用のプリアンブルで同期を取り、変換したディジタル信号のうち、チャネル推定用プリアンブルを受信部５４へ出力し、残りの受信信号をデマッパ５６へ出力する。プリアンブル受信部５４は、受信部５３で変換されたチャネル推定用プリアンブル信号が入力される。

チャネル推定部５５では、プリアンブル受信部５４で受信したチャネル推定用プリアンブル信号をもとに、無線送信端末局１が有するアンテナ１０ａ〜ｆと無線受信端末局２が有するアンテナ５０との間のチャネルをそれぞれ推定し、チャネル情報ＨａからＨｆを得る。例えば、チャネル情報Ｈａは無線送信端末局１が有するアンテナ１０ａと無線受信端末局２が有するアンテナ５０との間のチャネルの推定値である。デマッパ５６では、チャネル推定部５５で得たチャネル情報をもとに、ＭＬ推定（Maximum Likelihood）を行ない、軟判定値または硬判定値を出力する。本実実施形態では、デマッパ５６は硬判定として、６−ＰＳＫ変調の符号化情報系列の硬判定値Ｘ_０´（２値情報）とＹ_０´（３値情報）と、送信アンテナ選択の符号化情報系列の硬判定値Ｘ_１´（２値情報）とＹ_１´（３値情報）を出力する場合について説明する。

具体的には、硬判定値を出力する場合、デマッパ５６は、６つのチャネル情報と６−ＰＳＫ変調による６つの変調点から３６点の受信信号の候補点を生成し、候補点と受信信号との信号点間距離が最小となる候補点を選択し、候補点に対応するアンテナ情報と変調信号を推定する。例えば、選択された候補点がチャネル情報Ｈｄと変調点｛０，２｝で生成された信号点とすると、図１５（ａ）よりアンテナ情報の硬判定値（Ｘ_０´，Ｙ_０´）は（１，０）となり、変調信号の硬判定値（Ｘ_１´，Ｙ_１´）は（０，２）となる。デマッパ５６は、２値の符号化情報系列の硬判定値（Ｘ_０´，Ｘ_１´）を第１の復号部５７に入力する。同時に、残りの３値の符号化情報系列の硬判定値（Ｙ_０´，Ｙ_１´）をデマッパから第２の復号部５８に入力する。

第１の復号部５７は、第１の符号化部１６に対応するものであって、デマッパ５６から入力された２系列の２値の符号化情報系列の硬判定値（Ｘ_０´，Ｘ_１´）を基に、２系列の２値の情報ビット系列に復号する。なお、第１の復号部５７はＢＩＢＯ（Binary Input Binary Output）デコーダーと呼ばれる復号器のように、２値（０と１）で表される２ビットの符号化情報系列を復号し、２系列の２値の情報ビット系列を出力する。

同様に、第２の復号部５８は第１の符号化部１７に対応するものであって、デマッパ５６から入力された２系列の３値の符号化情報系列の硬判定値（Ｙ_０´，Ｙ_１´）を基に、３系列の２値の情報ビット系列に復号する。なお、第２の復号部５８はＴＩＢＯ（Ternary Input Binary Output）デコーダーと呼ばれる復号器のように、２系列の３値の符号化情報系列を復号し、３系列の２値の情報ビット系列を出力する。

以上のように、本実施形態では、デマッパ５６で硬判定によるＭＬ推定を行い、符号化情報系列の硬判定値を算出し、第１の復号部５７及び第２の符号部５８は、デマッパ５６から入力された各硬判定値を基に復号する。なお、本実施形態における受信信号の算出方法はこれに限定されず、第３の実施形態に示す方法を用いてもよく、その場合、デマッパ５６で各符号化情報系列に対する軟推定値（例えば、尤度、対数尤度比、確率等）を算出し、第１の復号部５７及び第２の符号部５８は、デマッパ５６から入力された軟推定値を用いて復号する構成としてもよい。

Ｐ／Ｓ変換部５９は第１の復号部５７より出力された２系列の情報ビット系列と、第２の復号部５８より出力された３系列の情報ビット系列をＰ／Ｓ変換（Parallel-Serial：並直列変換）する。エラーチェック部６０は、情報ビットに含まれるＣＲＣ符号を利用して、Ｐ／Ｓ変換器５９から出力された情報ビット系列が正しいか否かを判定し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１に判定結果を通知する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１はエラーチェック部６０から通知された判定結果に基づき、無線送信端末局１に対するＡＣＫまたはＮＡＣＫを生成し、送信部６２に出力する。情報ビット系列が正しいことを示す判定結果の場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１ではＮＡＣＫ信号を生成し、送信部６２に出力する。また、情報ビット系列が誤りであることを示す判定結果の場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部ではＡＣＫを生成し、送信部６２に出力する。

送信部６２は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１で生成されたＡＣＫまたはＮＡＣＫに同期用のプリアンブルを付加し、Ｄ／Ａ変換する。アナログ情報に変換された信号は、ＳＷ５２、無線通信部５１、アンテナ５０を介してＡＣＫまたはＮＡＣＫを送信する。

図７は、無線受信端末局の動作を示すフローチャートである。アンテナ５０は、無線送信端末局１から送信されるチャネル推定用プリアンブルが受信されるのを待機する（ステップＳ５１）。プリアンブルが受信されたら、アンテナ５０、無線通信部５１、ＳＷ５２、受信部５３を介して、プリアンブル受信部５４にチャネル推定用プリアンブルが入力される。プリアンブル受信部５４に入力されたチャネル推定用プリアンブルを用いて、チャネル推定部５５ではチャネル推定が行なわれる（ステップＳ５２）。

無線送信端末局１からの送信データが受信されたら、受信した送信データはアンテナ５０、無線通信部５１、ＳＷ５２、受信部５３を介してデマッパ５６に入力される。デマッパ５６では、チャネル推定部５５で推定されたチャネルからＭＬ推定を行ない、変調情報と送信アンテナ情報のデマッピングを行なう（ステップＳ５３）。なお、本実施形態のデマッピングは先に述べたように、硬判定を行うものとする。デマッピングにより得られた変調情報の硬判定値、及び送信アンテナ情報の硬判定値はそれぞれ、２値情報と３値情報を組み合わせたものである。デマッピングされた符号化情報系列の硬判定値は、情報多値数（２値または３値）により、第１の復号部５７または第２の復号部５８に入力される（ステップＳ５４）。具体的には、デマッピングした符号化情報系列の硬判定値のうち３値の硬判定値は、第２の復号部５８に入力され、２値の硬判定値は第１の復号部５７に入力される（ステップＳ５５）。第１の復号部５７に入力された２系列の２値の符号化情報系列の硬判定値は、２系列の情報ビット系列に復号される（ステップＳ５６）。

同時に第２の復号部に入力された２系列の３値の符号化情報系列の硬判定値も、３系列の情報ビット系列に復号される（ステップＳ５７）。復号は一例としてビタビ復号を行なうものとする。

Ｐ／Ｓ変換部５９では、第１の復号部５７から入力された２系列の情報ビット系列と第２の復号部５８から出力された３系列の情報ビット系列、合計５系列の情報ビット系列をＰ／Ｓ変換する（ステップＳ５８）。Ｐ／Ｓ変換された情報は、エラーチェック部６０で情報ビットに含まれるＣＲＣ符号を利用してエラーチェックされる（ステップＳ６０）。エラーチェック部６０でエラーがあった場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１でＮＡＣＫフレームを生成し、送信部６２、ＳＷ５２、無線通信部５１、アンテナ５０を介して、生成したＮＡＣＫフレームを送信する（ステップ６２）。ステップＳ６０でエラーがなかった場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１で、ＡＣＫフレームを生成し、送信部６２、ＳＷ５２、無線通信部５１、アンテナ５０を介して、生成したＡＣＫフレームを送信する（ステップＳ６１）。ＡＣＫまたはＮＡＣＫを送信したら、ステップＳ５１に戻る。

先に述べたように、６−ＰＳＫによる変調及び６本のアンテナから１本を選択するＳＳＫ方式は、それぞれ１シンボルあたりで送信可能なビット数は２［ｂｐｃｕ］である。そのため、これらを独立に用いたシステムでは、１シンボル当りに送信可能なビット数は２＋２＝４［ｂｐｃｕ］である。しかし、本実施形態では、第１の符号化部と第２の符号化部を用いて変調部１４及び送信アンテナ決定部１５に適した符号化を行なうことにより、６−ＰＳＫの冗長な情報とＳＳＫの冗長な情報を有効利用する。これにより、本実施形態では、１シンボルあたりで送信可能なビット数は式（９）となり、送信可能なビット数を向上させ、高い伝送レートを実現することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態は、無線送信端末局が、マッピングをする際に、複数のアンテナの相関の高さに基づいて、「アクティブになるアンテナの組み合わせ」と、「変調」、の組み合わせを示すマッピングテーブルを用いる形態であり、無線送信端末局と無線受信端末局が同じマッピングテーブルを用いる事を特徴とする。これにより、変調方式やＧＳＳＫ方式により発生する冗長情報の有効活用の機能をもつ無線通信を、マッピングとデマッピングがシンプルなシステムで実現する事が可能となる。

本実施形態では、一例として、図１の無線送信端末局１は４本のアンテナを有するものとし、送信時には４本のアンテナうち２本のアンテナがアクティブになるＧＳＳＫ方式の通信を行なう形態について説明する。また、送信信号の変調方式はＴＰＳＫとする。無線受信端末局２が持つアンテナ数は１本とする。ただし、無線受信端末局２が持つアンテナの数は第１の実施形態と同様に複数であってもよい。また、無線送信端末局１が持つ複数のアンテナのうち、少なくとも１本が送受信機能を備えるものとし、本実施形態ではアンテナ１０ａが送受信機能を備えるものとする。なお、第１の実施例と同様に、送受信機能を備えるアンテナは複数であってもよい。

図８は、第２の実施形態に係る無線送信端末局の一例のブロック図である。図８に示されるように、無線送信端末局１は、４つのアンテナ１０ａ〜ｄ、４つの無線通信部１１ａ〜ｄ、ＳＷ１０７、チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９、送信部１０６、受信部２１、制御部１０４、マッパ１００、第３の符号化部１０１、Ｓ／Ｐ変換部１０２、マッピングテーブル生成保持部１０３、ＡＣＫ生成部１０５、を備える。マッパ１００は、第１の実施形態における変調部１４と送信アンテナ決定部１５の機能を備える。

Ｓ／Ｐ変換部１０２は、直列の情報ビット系列を４系列の情報ビット系列に変換させる機能をもつ。本実施形態においても、入力データに予めＣＲＣ符号が付加されているものとする。第３の符号化部１０１は、２進数の４桁の情報を１６進数の１桁の情報に変換するエンコーダーである。つまり、４系列の情報ビット系列の入力から、１系列の１６値の符号化情報系列を出力する機能をもつ。例えば、Ｓ／Ｐ変換部１０２からの出力である４系列の情報ビット系列が（ｃ_０，ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３）＝（０，１，０，０）である場合、２進数（０１００）を１６進数に変換すると（４）となるため、第３の符号化部１０１から出力される１系列の１６値の符号化情報系列は（Ｚ_０）＝（４）となる。ただし、第３の符号化部１０１は、４系列の２値の情報ビット系列の入力から、１系列の１６値（０，１，…，Ｆ）の符号化情報系列を出力する構成であればよく、２進数を１６進数に変換させる構成に限らない。

マッパ１００は、マッピングテーブル生成保持部１０３が保持する、変調多値数（３）×アクティブになるアンテナの組み合わせ数、すなわち、式（１０）の１８通りの組み合わせのテーブルを用いて、１桁の１６進数の情報をマッピングする。

同じテーブルを無線受信端末局２でも保持することにより、デマッピングすることが可能となる。マッピングテーブル生成保持部１０３は、制御部１０４より通知された、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせをもとに、マッピングテーブルを作成する。

図９は、マッピングテーブルの作成方法の一例を示す図である。マッピングテーブル生成保持部１０３は、無線受信端末局２から受信したアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせに基づいて、図９（ｂ）に示す送信アンテナの組み合わせ番号丸１から丸６を設定する。アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせとは、無線送信端末局１が有する各アンテナ１０ａから１０ｄと、無線受信端末局２のアンテナ５０間のチャネル情報ＨａからＨｄの相関が高いアンテナの組み合わせの事を示す。ここでのチャネル情報Ｈａとは無線送信端末局１が有するアンテナ１０ａと無線受信端末局２が有するアンテナ５０との間のチャネルの推定値である。ＨｂからＨｄに関しても同様である。
例えば、アンテナ１０ａとアンテナ１０ｂの相関は、チャネル情報ＨａとＨｂより求められる。同様の方法で、アンテナ１０ａとアンテナ１０ｃの相関、アンテナ１０ａとアンテナ１０ｄの相関、アンテナ１０ｂとアンテナ１０ｃの相関、アンテナ１０ｂとアンテナ１０ｄの相関、アンテナ１０ｃとアンテナ１０ｄの相関が求められる。求められた相関の中で最も相関が高いアンテナの組み合わせが無線受信端末局２から無線送信端末局１に通知される。
例えば、無線受信端末局２から通知された最もアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせが{ｃ−ｄ}（アンテナ１０ｃとアンテナ１０ｄの相関が最も高い）である場合、図９（ｂ）の一番下の行の組み合わせ番号を設定する。つまり、｛ａ―ｂ｝の組み合わせには、送信アンテナの組み合わせ番号丸１、｛ａ―ｃ｝の組み合わせには送信アンテナの組み合わせ番号丸２、｛ａ―ｄ｝の組み合わせには送信アンテナの組み合わせ番号丸３、｛ｂ−ｃ｝の組み合わせには送信アンテナの組み合わせ番号丸４、｛ｂ−ｄ｝の組み合わせには送信アンテナの組み合わせ番号丸５、｛ｃ−ｄ｝の組み合わせには送信アンテナの組み合わせ番号丸６を設定する。このように、図９（ｂ）では、送信アンテナの組み合わせ番号丸６にアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせが割り当てられれば良く、送信アンテナの組み合わせ番号丸１から丸６はアンテナ相関が低い順としてもよく、これに限定されない。

また、マッピングテーブル生成保持部１０３は、図９（ｂ）で決定した組み合わせ番号と変調情報に基づいて、図９（ａ）のマッピングテーブルを作成する。図９（ａ）に示すように、変調と送信アンテナの組合せは、１８通りであるが、１桁の１６進数の情報をマッピングする為、使われない変調と送信アンテナの組み合わせが２通り存在する。また、送信アンテナ間で相関の高い組み合わせが複数あると、ＧＳＳＫ方式の復調時に復調性能が劣化する。マッピングテーブルの中の使われない変調と送信アンテナの組み合わせが存在する事を利用して、図９のように、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせを、出来るだけ使用しないマッピングテーブルを作成する。マッピングテーブルは、データに対してアンテナ相関が低いアンテナの組み合わせから順にマッピングしたものでもよい。このマッピングテーブルは、無線受信端末局２から、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの通知を受けて、無線送信端末局１で作成される。無線受信端末局２は、無線送信端末局１と同様のルールに従いマッピングテーブルを作成する。これにより、無線送信端末局１と無線受信端末局２で同じマッピングテーブルを保持する事が可能となる。

このテーブルの作成頻度は、伝搬環境の大きな変動にある程度追従すれば十分である為、通信頻度より低いものとする。一例として、１０分程度毎に無線受信端末局２からアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせを、無線送信端末局１に通知し、それぞれの端末局でマッピングテーブルの更新を行なう方法が挙げられる。なお、マッピングテーブルの作成方法は、無線送信端末局１と無線受信端末局２が同様のルールに基づいて作る設定であれよく、図９の方式に限定されない。また、本実施形態では、無線送信端末局１と無線受信端末局２において、予めマッピングテーブルの作成方法（ルール）を決定し、各端末局でマッピングテーブルを作成するが、無線送信端末局１が作成したマッピングテーブルを無線受信端末局２に通知してもよい。

マッピングテーブルが作成されたら、ＡＣＫ生成部１０５で、無線受信端末局２から送信されたアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせを正しく受信した事を無線受信端末局２に通知する為のＡＣＫを生成し、送信部１０６に入力する。ＡＣＫ生成部１０５で生成された信号は、送信部１０６、ＳＷ１２、無線通信部１１ａ、アンテナ１０ａを介して送信される。なお、本実施例では、アンテナ１０ａが送受信機能を備える為、無線通信部１１ａ、アンテナ１０ａを介してＡＣＫを送信したが、送受信機能を備えるアンテナであればアンテナ１０ａ〜ｆのうち、いずれでもよい。この時の、ＡＣＫの送信方法の一例として、予め決められた１アンテナからＴＰＳＫを用いて送信を行なう方法を挙げる。ただし、ＡＣＫの送信方式に関しては、無線受信端末局２が復調できるものであればよく、本方式に限定されない。

マッパ１００は、マッピングテーブルに基づいて、第３の符号化部１０１から入力された１６値の符号化情報系列をマッピングする。例えば、あるタイミングで第３の符号化部１０１から入力された１系列の１６値の符号化情報系列（Ｚ_０）が{７}であった場合、図９（ａ）に基づいて、変調情報を｛１｝、送信アンテナの組み合わせ番号を丸３とする。送信アンテナの組み合わせ番号（ここでは丸３）が決まったら、図９（ｂ）より送信アンテナを決定する。例えば、無線受信端末局２より通知されたアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせが｛ｃ−ｄ｝である場合（アンテナ１０ｃとアンテナ１０ｄの相関が高い場合）、図９（ｂ）の一番下の行に示される送信アンテナの組み合わせ番号を用いる。図９（ｂ）の一番下の行によると、送信アンテナの組み合わせ番号が丸３であるのは、｛ａ−ｄ｝であるので、図８における、アンテナ１０ａと、アンテナ１０ｄから、図２（ｂ）のＴＰＳＫのシンボル配置図に基づき、｛１｝の信号を送信する。

チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９は、無線送信端末局１が持つ複数のアンテナと、無線受信端末局１が持つアンテナの間のチャネル情報を推定する為に、既知信号を生成し、送信部１０６に入力する。送信部１０６は、情報ビットを送信する場合、チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９の信号と、マッパ１００でマッピングされた信号のＤ／Ａ変換を行う。また、送信部１０６では、全ての送信信号に対して、同期用のプリアンブルを付加するものとする。無線通信部１１は、送信部１０６から入力されたベースバンド周波数のアナログ信号を無線周波数帯にアップコンバートし、アンテナ１０を介して、無線受信端末局２に送信する。

また、ＡＣＫの受信時には、無線通信部１１は受信処理を行う。例えば、アンテナ１０ａが送受信機能を備える場合、無線通信部１１ａは、アンテナ１０ａで受信した無線周波数帯のアナログ信号をダウンコンバートして、受信部２１にベースバンド周波数の信号を出力する。受信部２１には、無線受信端末局２からの同期用のプリアンブルとＡＣＫが入力される。受信部２１では、同期用のプリアンブルで同期をとり、ＡＣＫの復調を行う。受信部２１でのＡＣＫの受信の有無により、制御部２２は、次の信号を送信するか、前回の情報を再送するか否かを制御する。ＡＣＫを受信した場合は、信号の送信が成功とみなし、次の信号を送信する。ＡＣＫを受信しなかった場合、前回の送信が失敗したとみなし、前回の信号を再送する。

制御部１０４に受信部２１から入力されたＡＣＫ、またはアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報のディジタル情報が入力される。ＡＣＫが入力された場合は、送信部２０に次の情報の送信が可能である事を通知する。アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報が入力された場合、その情報を基に、マッピングテーブル生成保持部１０３で、マッピングテーブルを作成する。

図１０は、無線送信端末局の動作を示すフローチャートである。まず、無線受信端末局１からアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせが通知されるかを確認する。アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報が通知された場合（Ｙｅｓ）、通知された情報は、アンテナ１０ａ、無線通信部１１ａ、ＳＷ１２を介して受信部２１に入力される。なお、先に述べたように送受信機能を備えるアンテナはアンテナ１０ａ〜ｆのうちいずれでもよく、アンテナ１０ａに限定されない。受信部２１に入力されたアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報は、同期用のプリアンブルで同期をとり、Ａ／Ｄ変換され、制御部１０４を介して、マッピングテーブル生成保持部１０３に入力され、マッピングテーブルが作成される（ステップＳ１０５）。マッピングテーブルが生成されたら、ＡＣＫ生成部１０５で、ＡＣＫを生成し、送信部２０、ＳＷ１２、無線通信部１１ａ、アンテナ１１ａを介して、ＡＣＫを送信する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０３でアンテナ相関が高いアンテナ組み合わせの情報が受信されない場合、チャネル推定用プリアンブルを送信する（ステップＳ１）。ただし、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報が一度も受信されない場合の為に、無線送信端末局１と無線受信端末局２は同様の初期値となる、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせを設定しておくものとする。この組み合わせは、６通りの組み合わせのいずれかひとつであれば良い。チャネル推定用プリアンブルが送信されたら、直列の情報ビット系列の送信データをＳ／Ｐ変換部１０２に入力し、４系列の情報ビット系列にＳ／Ｐ変換する（ステップＳ１００）。４系列の情報ビット系列は第３の符号化部１０１に入力され、１系列の１６値の符号化情報系列に変換される（ステップＳ１０１）。

第３の符号化部１０１の出力である１６値の符号化情報系列から、マッパ１００では、図９のマッピング用のテーブルを用いて、送信信号と送信アンテナのマッピングを行なう（ステップＳ１０２）。マッピングした信号は、送信部２０、ＳＷ１２、４つの無線通信部１１ａ〜ｄのうちいずれか２つ、選択された無線通信部に対応するアンテナ１０ａ〜ｄを介して無線受信端末局２に送信される（ステップＳ１１）。無線送信端末局１は、データを送信（ステップＳ１１）した後、アンテナ１０ａで無線受信端末局２からのＡＣＫが受信されるのを待機する（ステップＳ１０７）。ＡＣＫが受信された場合（Ｙｅｓ）、終了となる。ＡＣＫが一定時間受信されなかった場合（Ｎｏ）、再度、アンテナ相関が強いアンテナの組み合わせを受信するか待機する（ステップＳ１０３）。

図１１は、第２の実施形態に係る無線受信端末局の一例のブロック図である。図１１に示されるように、無線受信端末局２は、アンテナ５０、無線通信部５１、ＳＷ５２、受信部１５５、プリアンブル受信部５４、チャネル推定部１５６、デマッパ１５２、第３の復号部１５０、Ｐ／Ｓ変換部１５１、マッピングテーブル生成保持部１５３、送信部１５４、エラーチェック部６０、ＡＣＫ生成部１５７、を有する。受信部１５５では、チャネル推定用プリアンブルと符号化情報系列を受信した場合、チャネル推定用プリアンブルをプリアンブル受信部５４に入力し、符号化情報系列をデマッパ１５２に入力する。ＡＣＫを受信した場合、チャネル推定部１５６に通知し、チャネル推定部１５６が保持する、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報をマッピングテーブル生成保持部１５３に入力する。ただし、全ての受信信号に対して、受信した同期用のプリアンブルで同期をとり、復調するものとする。

マッピングテーブル生成保持部１５３は、チャネル推定部１５６から、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報が入力されたら、マッピングテーブルの更新を行なう。アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報が、一度も通知されていない場合の為に、無線送信端末局１と同様の、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの初期値としていずれか１つのアンテナの組み合わせを、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせとして、設定しておくものとする。なお、このマッピングテーブルの作成方法は、図８の無線送信端末局１が有するマッピングテーブル生成保持部１０３と同様である。

デマッパ１５２は、図８のマッパ１００に対応するものであり、チャネル推定部１５６で推定されたチャネルからＭＬ推定を行ない、マッピングテーブル生成保持部１５３が保持するマッピングテーブルを基に、デマッピングを行なう。具体的には、２つの送信アンテナから同時に同じ信号点の信号を送信した場合の受信信号点の候補点１６点を生成し、受信信号との信号点間距離が最小となる点を選択する。この時、復号部１５０への出力は、硬判定値でも、軟判定値でもよい。本実施例では、硬判定値を出力した場合について説明する。第３の復号部１５０は、図８の第３の符号化部１０１に対応するもので、１系列の１６値の符号化情報系列を４系列の２値の情報ビット系列に変換するものである。第３の復号部１５０は、１系列の１６値の符号化情報系列の入力から４系列の２値の情報ビット系列を出力する構成であり、第３の符号化部１０１に対応すればよく、１桁の１６進数を４桁の２進数に変換させる構成に限定されない。

Ｐ／Ｓ変換部１５１は、４系列の情報ビット系列を直列の情報ビット系列にＰ／Ｓ変換するものであり、Ｓ／Ｐ変換部１０２に対応するものである。送信部１５４は、エラーチェック部６０で、エラーがなかった場合には、ＡＣＫ生成部１５７を介して、ＡＣＫ信号を生成する。また、送信部１５４には、チャネル推定部１５６で推定されたチャネル推定値から、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせが定期的に入力される。アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせは、無線送信端末局１と無線受信端末局２の通信が行なわれていないタイミングに通知される。送信部１５４から送信される全ての送信信号に対して同期用のプリアンブルを付加する。

図１２は、無線受信端末局の動作を示すフローチャートである。まず、無線送信端末局１からチャネル推定用プリアンブルが受信されるか確認する（ステップＳ５１）。チャネル推定用プリアンブルが受信されない場合（Ｎｏ）、マッピングテーブルの更新のタイミングかどうか確認する（ステップＳ１５６）。更新のタイミングでない場合（Ｎｏ）、無線送信端末局からチャネル推定用プリアンブルが送信されるのを待機するステップに戻る。また、ステップＳ１５６でマッピングテーブル更新のタイミングであった場合（Ｙｅｓ）、チャネル推定部５５より、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせを推定し、送信部６２、ＳＷ５２、無線通信部５１、アンテナ５０を介して、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせを、無線送信端末局１に通知する（ステップＳ１５４）。ここで、チャネル推定部１５６でチャネルが推定されていない状態の場合の為に、初期値として６通りのアンテナの組み合わせのうち、いずれか一つを設定しておくものとする。

アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせを通知したら、無線送信端末局１からＡＣＫを受信するのを待つ（ステップＳ１５７）。ＡＣＫが受信された場合（Ｙｅｓ）、送信したアンテナ相関が高いアンテナの組み合わせをもとに、マッピングテーブル生成保持部１５３で、マッピングテーブルを作成する。この時の、マッピングテーブルの作成方法は、無線送信端末局１が作成するマッピングテーブルの作成方法と等しいものとする。ある一定時間、ＡＣＫが受信されない場合（Ｎｏ）、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせの情報の通知が失敗したとし、再度、アンテナ相関が高いアンテナの組み合わせを送信する（ステップＳ１５４）。

ステップＳ５１でチャネル推定用プリアンブルが受信されたら、アンテナ５０、無線通信部５１、ＳＷ５２、受信部５３を介して、プリアンブル受信部５４にチャネル推定用プリアンブルが入力される。プリアンブル受信部５４に入力されたチャネル推定用プリアンブルを用いて、チャネル推定部５５ではチャネル推定がされる（ステップＳ５２）。チャネル推定が終わったら、デマッパ１５２では、チャネル推定部５５で推定されたチャネルと、マッピングテーブル生成保持部１５３が保持するマッピングテーブルを基に、受信データのデマッピングを行なう（ステップＳ１５０）。デマッパ１５２から出力された、１系列の１６進数の符号化情報の硬判定値は第３の復号部１５０に入力され、４系列の２値の情報ビット系列に復号される（ステップＳ１５１）。４系列の２値の情報ビット系列は、Ｐ／Ｓ変換部１５１で、直列の情報ビット系列に変換され（ステップＳ１５２）、エラーチェック部６０で情報ビット系列に含まれるＣＲＣを利用してエラーチェックされる（ステップＳ５８）。ステップＳ５８以降は、図７のフローチャートで説明したものと等しい。

本実施形態では、無線送信端末局と無線受信端末局が同じマッピングテーブルを用いる事により、符号化部とマッピング部を複雑な構成にする事なく、変調による冗長な情報とＧＳＳＫの冗長な情報を有効利用するシステムを実現する事が出来る。

（第３の実施形態）
本実施形態では、繰り返し検出を用いるビットインターリーブ符号化変調の復調方式ＢＩＣＭ−ＩＤ（Bit Interleaved Coded Modulation with Iterative Detection）技術を用いる場合の実施形態を説明する。本実施形態では一例として、変調方式を６−ＰＳＫ、無線送信端末局１が持つアンテナ数を４本、送信時にアクティブになるアンテナ数を２本とする。

ＢＩＣＭ―ＩＤ技術とは、無線送信端末局側で符号化された符号化情報系列をインターリーブし、所定のマッピングルールに従って変調する符号化変調方式を用い、無線受信端末局側でターボ原理に基づく繰り返し検出により情報ビットを検出する技術である。一般的に、この様なターボ原理に基づく信号処理を行う場合、無線受信端末局側では、受信信号と復号器からフィードバックされた符号ビットのＬＬＲ（Log-Likelihood Ratio：対数尤度比）を基にデマッパで軟判定し、軟判定することで得た符号ビットのＬＬＲをデインターリーブし、復号器において最大事後確率（ＭＡＰ： Maximum A Posteriori probability）推定を用いた誤り訂正処理により、情報ビットと符号ビットのＬＬＲを算出する処理を繰り返す事により尤度を高める方式である。ただし、本実施形態では、符号化情報系列が、２値以外の情報で構成される場合も含む為、ビットを前提としたＬＬＲの算出により復号するのではなく、各符号語に対する確率を算出し比較する事により復号する。

図１３は、第３の実施形態に係る無線送信端末局の一例のブロック図である。図１３に示されるように、無線送信端末局１は、４つのアンテナ１０ａ〜ｄ、４つの無線通信部ａ〜ｄ、ＳＷ１０７、送信部２０、チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９、受信部２１、制御部２０４、Ｓ／Ｐ変換部１８、第１の符号化部１６、第２の符号化部１７、第１のインターリーバ２００と第２のインターリーバ２０１、変調部１４、送信アンテナ決定部２０３を備えた構成である。第１の実施形態と同様に、本実施形態では変調部１４と送信アンテナ決定部２０３を合わせてマッパ２０２とする。ただし、本実施形態では、送信アンテナを４本のうち２本アクティブにさせるため、第１の実施形態の送信アンテナ決定部１５及びマッパ１３の処理と本実施形態の送信アンテナ決定部２０３及びマッパ２０２の処理が異なる。また、第２の実施形態と同様に、無線送信端末局１が持つ複数のアンテナのうち、１本が送受信機能を備えるアンテナとするが、複数本のアンテナが送受信機能を備えてもよい。なお、本実施形態では、アンテナ１０ａが送受信機能を備えるものとする。

Ｓ／Ｐ変換器１８は、第１の実施形態と同様に、直列に入力された入力情報ビット系列を５系列の入力情報ビット系列に変換する。なお、本実施形態に関しても、入力情報ビット系列にはＣＲＣ符号が付加されているものとする。第１の符号化部１６と、第２の符号化部１７に関しても第１の実施形態と同様のものである。

第１のインターリーバ２００は第１の符号化部１６から入力された、２系列の２値の符号化情報系列（Ｘ_０，Ｘ_１）をインターリーブし、２系列の２値の符号化情報系列（Ｘｉ_０，Ｘｉ_１）を出力する。ただし、第１のインターリーバ２００は、２系列の符号化情報系列が入力されるが、符号化情報系列毎にインターリーブしても良いし、２系列の符号化情報系列を合わせてインターリーブしても良い。同様に第２のインターリーバ２０１は第２の符号化部１７から入力された２系列の３値の符号化情報系列（Ｙ_０，Ｙ_１）を、インターリーブし２系列の３値符号化情報系列（Ｙｉ_０，Ｙｉ_１）を出力する。なお、第１のインターリーバ２００と同様に、第２のインターリーバ２０１は、２系列の符号化情報系列が入力されているが、符号化情報系列毎にインターリーブしても良いし、２系列の符号化情報系列を合わせてインターリーブしても良い。

変調部１４は、第１の実施形態と同様に、入力された符号化情報系列に基づき、変調信号を生成し、送信部２０に入力する。送信アンテナ決定部２０３は入力されたインターリーブ後の符号化情報系列より、送信時にアクティブになるアンテナの組み合わせを決定し、送信部２０に入力する。送信アンテナの組み合わせの決定方法の一例を図１５（ｂ）に示す。例えば、２値の符号化情報系列Ｘｉ_１が０で、３値の符号化情報系列Ｙｉ_１が２であった場合、アンテナ１０ａとアンテナ１０ｄがアクティブになる。なお、アンテナの組み合わせの決定方法は、２値の符号化情報系列と３値の符号化情報系列の組み合わせに基づいて決定すればよく、図１５（ｂ）の方法に限定されない。

送信部２０は、チャネル推定用プリアンブル信号送信部１９から入力されたチャネル推定用プリアンブルと、変調部１４から入力された変調信号を、Ｄ／Ａ変換し、ＳＷ１２を介して、送信アンテナ決定部２０３で決定したアンテナに対応する無線通信部１１へ出力する。Ｄ／Ａ変換を行う前に、全ての送信信号に対して、同期用のプリアンブルを付加する。無線通信部１１ａ〜ｄは、第２の実施形態と同様に、送信部２０から入力されたベースバンド周波数帯のアナログ信号を無線周波数帯にアップコンバートし、アンテナ１０を介して、無線受信端末局２に送信する。ただし、送受信機能を備えるアンテナ１０ａに対応する無線通信部１１ａは、アンテナ１０ａで受信した無線周波数帯のアナログ信号をダウンコンバートして、受信部２１にベースバンド周波数の信号を入力する機能も含む。

受信部２１には、無線受信端末局２からの同期用のプリアンブルとＡＣＫが入力される。受信部２１では、同期用のプリアンブルで同期をとり、その後続くＡＣＫの復調を行う。受信部２１でのＡＣＫの受信の有無により、制御部２０４は、次の信号を送信するか、前回の情報を再送するかを制御する。ＡＣＫを受信した場合は、信号の送信が成功とみなし、次の信号を送信する。ＡＣＫを受信しなかった場合、前回の送信が失敗したとみなし、前回の信号を再送する。

図１４は、無線送信端末局の動作を示すフローチャートである。図１４は、Ｓ１〜Ｓ３までは第１の実施形態の図４を用いて説明したものと等しいものとする。第１の実施形態と同様に、ステップＳ３でＳ／Ｐ変換された５系列の入力情報ビット系列を、第１の符号化部１６に入力する２系列の情報ビット系列（ｃ_０，ｃ_１）と、第２の符号化部１７に入力する３系列の情報ビット系列（ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４）に分離し、２系列の情報ビット系列（ｃ_０，ｃ_１）を第１の符号化部１６に入力する（ステップＳ４）。同時に、３系列の情報ビット系列（ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４）を第２の符号化部１７に入力する（ステップＳ４）。第１の符号化部１６は、第１の実施形態と同様に、２系列の２値の情報ビット系列（ｃ_０，ｃ_１）を符号化して２系列の２値の符号化情報系列（Ｘ_０，Ｘ_１）を出力する（ステップＳ５）。第１の符号化部１６からの出力（Ｘ_０，Ｘ_１）は、第１のインターリーバ２００に入力される。第１のインターリーバ２００は、２系列の２値の符号化情報系列（Ｘ_０，Ｘ_１）をインターリーブし、２系列の２値の符号化情報系列（Ｘｉ_０，Ｘｉ_１）を出力する（ステップＳ２０１）。先に述べたように、第１のインターリーバ２００は、系列毎にインターリーブしても、２系列まとめてインターリーブしても良い。

同時に、第２の符号化部１７に入力された３系列の情報ビット系列（ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４）は、第１の実施形態と同様に、２系列の３値の符号化情報系列（Ｙ_０，Ｙ_１）に符号化される（ステップＳ６）。第２の符号化部１７からの出力である、２系列の３値の符号化情報系列（Ｙ_０，Ｙ_１）は第２のインターリーバ２０１で、インターリーブされ、２系列の３値の符号化情報系列（Ｙｉ_０，Ｙｉ_１）に変換される（ステップＳ２０２）。第１のインターリーバ２００と同様に、第２のインターリーバ２０１も、系列毎にインターリーブしても、２系列まとめてインターリーブしてもよい。第１のインターリーバ２００、第２のインターリーバ２０１から出力された２系列の２値のインターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０，Ｘｉ_１）と、２系列の３値のインターリーブ後の符号化情報系列（Ｙｉ_０，Ｙｉ₁ ）は、６−ＰＳＫ変調に用いる情報系列（２値、３値）と、４本のアンテナのうち２本選択する、アンテナ選択に用いる情報系列（２値、３値）に分離される（ステップＳ７）。分離の方法の一例として、第１の実施形態で説明したものと同様に、２値の符号化情報系列（Ｘｉ_０）と３値の符号化情報系列（Ｙｉ_０）は、変調部１４に入力され、２値の符号化情報系列（Ｘｉ_１）と３値の符号化情報系列（Ｙｉ_１）は送信アンテナ決定部２０３に入力される方法が挙げられる。

分離されたインターリーブ後の符号化情報系列は、マッパ２０２に入力され、マッピングされる（ステップＳ８）。変調部１４では、入力されたインターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０, Ｙｉ_０）から、６−ＰＳＫ変調の信号を生成する（ステップＳ９）。変調方法は第１の実施形態で説明したものと同様である。

送信アンテナ決定部２０３では、入力されたインターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_１，Ｙｉ_１）から送信アンテナの選択を行なう（ステップＳ２０４）。図１５（ｂ）は、送信アンテナ決定部２０３で用いる、送信アンテナの組み合わせの選択方法の一例である。入力情報に対する、送信アンテナの組み合わせは図１５に限らないものとする。

変調部１４で生成された信号を、送信部２０、ＳＷ１２、送信アンテナ決定部２０３で決定した送信アンテナに対応する２つの無線通信部送信１１、２つのアンテナ１０を介して、送信する（ステップＳ１１）。無線送信端末局１は、無線受信端末局２からＡＣＫを受信したら（Ｙｅｓ）、終了となる（ステップＳ１０７）。ＡＣＫが受信されない場合（Ｎｏ）、チャネル推定用プリアンブル送信（ステップＳ１）から開始する。

図１６は、第３の実施形態に係る無線受信端末局の一例のブロック図である。図１６は、図６のブロック図に第１のデインターリーバ２５０と、第２のデインターリーバ２５１と、第１のインターリーバ２５６と、第２のインターリーバ２５７、判定部２５５を加えたものである。ただし、第１のインターリーバ２５６は図１３の第１のインターリーバ２００と同じ処理を行い、第２のインターリーバ２５７は図１３の第２のインターリーバ２０１と同じ処理を行う。

また、デマッパ２５４、第１の復号部２５２、第２の復号部２５３、エラーチェック部２５８は、図６に含まれるデマッパ５６、第１の復号部５７、第２の復号部５８、エラーチェック部６０とは異なるものである。デマッパ２５４では、軟判定によるデマッピングを行ない、各符号化情報系列における符号語の外部確率を算出し、第１のデインターリーバ２５０及び第２のデインターリーバ２５１へ出力する。図１９は、６−ＰＳＫによる変調点と送信アンテナの組み合わせにより送信される３６通りのシンボルパターンを示しており、例えばシンボル番号１０は、インターリーブ後の符号化情報系列Ｘｉ_０＝０、Ｙｉ_０＝１、Ｘｉ_１＝１、Ｙｉ_１＝１をアンテナ１０ｂとアンテナ１０ｄから送信した場合のシンボルを表す。各シンボルパターンにおける確率の計算方法は式（１１）となる。

式（１１）は、送信シンボルｓ＝ｓ_ｋを送信したときに受信信号がｙとなる確率を表しており、ｋ（ｋ＝０〜３５）は図１９のシンボル番号、σ^２は雑音電力、式（１２）は図１９のシンボルパターンｋにおける信号を送信した場合の受信信号点を表す。

全てのシンボルパターンの確率（式（１３）に示す）を用いて、インターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０, Ｘｉ_１, Ｙｉ_０ Ｙｉ_１）の全てのパターンに関して、受信信号ｙを受信する確率（式（１４）に示す）を計算する。

式（１６）に、式（１５）の計算式を示す。

式（１６）は、インターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０）が０であったときに受信信号がｙとなる確率を表しており、右辺のΣは、送信シンボル番号ｋ＝０〜１７の和となっているが、これは、図１９においてＸｉ_０＝０となるシンボル番号がｋ＝０〜１７であるためである。また、ベイズの定理より、受信信号がyであったときインターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０）が０である事後確率（式（１７）で示される）P(Xi₀=0|y)は、式（１８）のように表わす事が出来る。

式（１６）、式（１８）より、式（２０）に式（１９）で示される事後確率の計算式を示す。

式（２０）において、式（２１）は式（１１）で表わされる送信シンボルｓ＝ｓ_ｋを送信したときに受信信号がｙとなる確率、P(s=s_k)は送信シンボルが送信シンボル番号ｋとなる事前確率を表す。また、Ｐ（ｙ）は１以下の定数もしくは１とする。ここで、式（２２）で表わされる事前確率は、第１のインターリーバ２５６と第２のインターリーバ２５７から得た、事前確率（式（２３）で表わされる）を用いて算出する。

例えば、ｋ＝１０の時、式（２２）は式（２４）で表わされる。

ただし、繰り返し処理が０回目の場合（１回も繰り返していない場合）、第１のインターリーバ２５６と第２のインターリーバ２５７から事前確率が得られない為、初期値としてそれぞれの事前確率を、等確率に設定する。つまり、繰り返し処理が０回目の場合は、式（２３）で表わされる事前確率は式（２５）の関係式が成り立つ。

同様に事後確率（式（２６）に示される）を算出することができる。

さらに、デマッパ２５４は、式（２０）に示される事後確率を用いて、式（２７）に示される外部確率を算出することができる。外部確率の計算式を式（２８）に示す。

式（２８）に示したように、外部確率は、式（２０）の事後確率を第１のインターリーバ２５６から入力された式（２９）で示される事前確率で除算する。

式（２８）で示される外部確率を全ての符号化情報系列に対して算出し、２系列の２値のインターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０，Ｘｉ_１）に関する４つの外部確率（式（３０）に示される）を第１のデインターリーバ２５０に、２系列の３値の符号化情報系列（Ｙｉ_０，Ｙｉ₁）に関する６つの外部確率（式（３１）に示される）を第２のデインターリーバ２５１に入力する。

第１のデインターリーバ２５０は、第１のインターリーバ２００に対応するものであり、デマッパ２５４から入力された外部確率について、第１のインターリーバ２００で行った時間軸上の並び替えを元の順序に戻す処理を行い、第１の復号部２５２へ出力する。第２のデインターリーバ２５１は、第２のインターリーバ２０１に対応するものであり、デマッパ２５４から入力された外部確率について、第２のインターリーバ２０１で行った時間軸上の並び替えを元の順序に戻す処理を行い、第２の復号部２５３へ出力する。

第１の復号部２５２は、第１の符号化部１６に対応するものであって、トレリス線図に基づくＢＣＪＲ（Bahl、Cocke、Jelinek、Raviv）アルゴリズム等を用いて、第１の符号化部１６に入力した２系列の入力情報ビット系列（ｃ_０、ｃ_１）に対する事後確率（式（３２）で示す）を判定部２５５に出力し、第１の符号化部１６の出力である符号化情報系列（Ｘ_１，Ｘ_２）に対応する事前確率（式（３３）で示す）を第１のインターリーバ２５６に出力する。

ただし、式（３３）で示される事前確率は、エラーチェック部６０でエラーが検出された場合のみ、第１のインターリーバ２５６に出力される。同様に、第２の復号部２５３は第２の符号化部１７に対応するものであって、受信信号がｙとする時、トレリス線図に基づくＢＣＪＲアルゴリズム等を用いて、第２の符号化部１７に入力した入力情報ビット系列（ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４）に対する事後確率（式（３４）で示す）を判定部２５５に出力し、第２の符号化部１７から出力された符号化情報系列（Ｙ_１，Ｙ_２）に対応する事前確率（式（３５）で示す）を第２のインターリーバ２５７に出力する。

ただし、第１の復号部２５２と同様に、式（３５）で示す事前確率は、エラーチェック部でエラーが発生した場合のみ、第２のインターリーバ２５７に出力される。

判定部２５５は、第１の復号部２５２から入力された入力情報ビット系列（ｃ_０、ｃ_１）に対する事後確率（式（３６）で示す）と、第２の復号部２５３からから入力された入力情報ビット（ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４）に対する事後確率（式（３７）で示す）を用いて、５系列の入力情報ビット系列（ｃ_０，ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４）の判定を行なう。

エラーチェック部２５８は、情報ビットに含まれるＣＲＣを利用して、情報ビットのエラーチェックを行ない、エラーがあった場合、所定の繰り返し回数の間は、第１の復号部２５２と第２の復号部２５３に、エラーが発生した事を通知し、第１のインターリーバ２５６と第２のインターリーバ２５７に事前確率を入力させる。所定の繰り返し回数を超えている場合は、復調復号を停止する。エラーがなかった場合、ＡＣＫ生成部１５７にデータ受信の成功を通知する。

図２０および図２１は、無線受信端末局の動作を示すフローチャートである。ステップＳ５１、ステップＳ５２は、第１の実施形態で説明したものと等しい。

チャネル推定部５５で、チャネル推定された後、受信信号はデマッパ２５４で、軟判定でデマッピングをされる（ステップＳ２５８）。デマッパ２５４からは、先に説明した通り、インターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０，Ｘｉ_１，Ｙｉ_０，Ｙｉ_１）に関する、外部確率（式（３８）で示す）が出力される。

この出力のうち、第１のデインターリーバ２５０にはインターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０，Ｘｉ_１）に関する外部確率（式（３９）で示す）が入力されるように分離する。

また、第２のデインターリーバ２５１にはインターリーブ後の符号化情報系列（Ｙｉ_０，Ｙｉ_１）に関する外部確率（式（４０）で示す）が入力されるように、分離する（ステップＳ２５１）。

分離された外部確率はそれぞれのデインターリーバに入力される（ステップＳ２５１）。第１のデインターリーバ２５０は、入力された外部確率（式（３９）で示す）を、それぞれ、第１のインターリーバ２００に対応したデインターリーブをし、外部確率（式（４１）で示す）に変換する（ステップＳ２５４）。

デインターリーブされた式（４１）で示される外部確率は、第１の復号部２５２で復号化される（ステップＳ２５５）。第１の復号部２５２の動作は、先に述べたように、トレリス線図に基づくＢＣＪＲアルゴリズム等を用いて、第１の符号化部１６へ入力した入力情報ビット系列（ｃ_０、ｃ_１）に対する事後確率（式（４２）で示す）と、第１の符号化部１６の出力である符号化情報系列（Ｘ_１，Ｘ_２）に対応する事前確率（式（４３）で示す）を、計算する。

第１のデインターリーバ２５０に外部確率が入力されると同時に、第２のデインターリーバ２５１に外部確率（式（４４）で示す）が入力される。第２のデインターリーバ２５１に入力された外部確率を、それぞれ、第２のインターリーバ２０１に対応したデインターリーブをし、式（４５）で示される外部確率に変換する（ステップＳ２５６）。デインターリーブされた外部確率は、第２の復号部２５３で復号化される（ステップＳ２５６）。

第２の復号部２５３の動作は第２の符号化部１７に対応するものであって、受信信号がｙとする時、トレリス線図に基づきＢＣＪＲアルゴリズム等を用いて、第２の符号化部１７の入力情報ビット系列（ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４）に対する事後確率（式（４６）で示す）と、第２の符号化部１７の出力符号化情報系列（Ｙ_１，Ｙ_２）に対応する事前確率（式（４７）で示す）を計算する。

第１のデインターリーバ２５０で、外部確率をデインターリーブし、第１の復号部２５２で復号化する処理と、同時に第２のデインターリーバ２５１で、外部確率をデインターリーブし、第２の復号部２５３で復号化する処理をステップＳ２５１とする。ステップＳ２５１が終わったら、第１の復号部２５２からは入力情報ビット系列（ｃ_１，ｃ_２）に対する事後確率（式（４８）で示す）が判定部２５５に入力され、第２の復号部２５３からは入力情報ビット系列（ｃ２，ｃ３，ｃ４）に対する事後確率（式（４９）で示す）が、判定部２５５に入力される。

判定部２５５では、各系列の情報ビット系列に対する事後確率（式（４８）、式（４９）で示される）を比較し、ビット判定を行なう（ステップＳ２５３）。判定部２５５でビット判定された情報ビット系列は、Ｐ／Ｓ変換部５９でＰ／Ｓ変換され（ステップＳ５８）、エラーチェック部２５８で、情報ビットに含まれるＣＲＣを利用してエラーチェックが行なわれる（ステップＳ５９）。エラーがあるかを確認し（ステップＳ６０）、エラーがあった場合（Ｙｅｓ）、繰り返し回数が、所定の繰り返し回数を超えていないかを確認する（ステップＳ２５２）。所定の繰り返し回数は、０以上の整数であれば良い。つまり、所定の繰り返し回数が０であれば、１度も復調復号を繰り返さない。

繰り返し処理を行なう場合（Ｙｅｓ）、第１の復号部２５２からは、第１の符号化部１６の出力である２系列の２値の符号化情報系列（Ｘ_１，Ｘ_２）に対応する事前確率（式（５０）で示す）が第１のインターリーバ２５６に入力され、第２の復号部２５３からは、第２の符号化部１７の出力である２系列の３値の符号化情報系列（Ｙ_１，Ｙ_２）に対応する事前確率（式（５１）で示す）が第２のインターリーバ２５７に入力される。

第１のインターリーバ２５６に、事前確率が入力されると、インターリーブ後の符号化情報系列（Ｘｉ_０，Ｘｉ_１）の事前確率（式（５２）で示す）が出力される（ステップＳ２６０）。

第２のインターリーバ２５７に、事前確率が入力されると、インターリーブ後の符号化情報の事前確率（式（５３）で示す）が出力される（ステップＳ２６１）。

ステップＳ２５２で、現在の繰り返し回数が、所定の繰り返し回数を超えていた場合（Ｎｏ）、処理を停止し、無線送信端末局１からデータの再送がされる事を待機する。ステップＳ６０で、エラーがなかった場合（Ｎｏ）、エラーチェック部２５８から、ＡＣＫ生成部１５７に、データ受信の成功を通知する。ＡＣＫ生成部１５７では、エラーチェック部２５８からの通知に従い、ＡＣＫを生成し、送信部６２、ＳＷ５２、無線通信部５１、アンテナ５０を介して、ＡＣＫを送信する（ステップＳ６１）。

以上のように、本実施形態では、ＢＩＣＭ−ＩＤ技術を組み合わせる事で、無線送信端末局側では、符号化情報化系列をインターリーブし、所定のマッピングルールに従って変調する符号化変調方式を用い、無線受信端末局側では、繰り返し検出により情報ビット系列を検出することで、変調による冗長な情報とＧＳＳＫの冗長な情報を有効利用しながら、性能を改善することができる。

１ 無線送信端末局
２ 無線受信端末局
１０ａ〜１０ｆ アンテナ
１１ａ〜１１ｄ 無線通信部
１２ ＳＷ
１３ マッパ
１４ 変調部
１５ 送信アンテナ決定部
１６ 第１の符号化部
１７ 第２の符号化部
１８ Ｓ／Ｐ変換部
１９ チャネル推定用プリアンブル信号送信部
２０ 送信部
２１ 受信部
２２ 制御部
２３ 無線送信部
２４ 復調部
４１ａ〜４１ｆ 無線受信部
４２ 送信フレーム生成部
５０ アンテナ
５１ 無線通信部
５２ ＳＷ
５３ 受信部
５４ プリアンブル受信部
５５ チャネル推定部
５６ デマッパ
５７ 第１の復号部
５８ 第２の復号部
５９ Ｐ／Ｓ変換部
６０ エラーチェック部
６１ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部
６２ 送信部
１００ マッパ
１０１ 第３の符号化部
１０２ Ｓ／Ｐ変換部
１０３ マッピングテーブル生成保持部
１０４ 制御部
１０５ ＡＣＫ生成部
１０６ 送信部
１０７ ＳＷ
１５０ 第３の復号部
１５１ Ｐ／Ｓ変換部
１５２ デマッパ
１５３ マッピングテーブル生成保持部
１５４ 送信部
１５５ 受信部
１５６ チャネル推定部
１５７ ＡＣＫ生成部
２００ 第１のインターリーバ
２０１ 第２のインターリーバ
２０２ マッパ
２０３ 送信アンテナ決定部
２０４ 制御部
２５０ 第１のデインターリーバ
２５１ 第２のデインターリーバ
２５２ 第１の復号部
２５３ 第２の復号部
２５４ デマッパ
２５５ 判定部
２５６ 第１のインターリーバ
２５７ 第２のインターリーバ
２５８ エラーチェック部

Claims (13)

1. 複数の送信アンテナを有する送信装置であって、
   情報ビット系列を入力信号とし、
   前記情報ビット系列を符号化情報系列に符号化する少なくとも１つの符号化部と、
   前記符号化情報系列を変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調する変調部と、
   前記符号化情報系列に基づいて、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナを決定する送信アンテナ決定部と、を備えることを特徴とする送信装置。
2. 変調多値数が２のべき乗以外の変調方式と、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナとを予め対応させたマッピングテーブルに基づいて、変調方式および送信に使用する送信アンテナを決定することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
3. 前記少なくとも１つの符号化部は、前記情報ビット系列から多値数が２のべき乗以外の符号化情報系列を生成することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
4. 前記符号化部が、複数の系列の符号化情報系列を生成する場合、前記各符号化情報系列を情報多値数ごとにインターリーブするインターリーバを更に備えることを特徴とする請求項１記載の送信装置。
5. 前記符号化情報系列を、２のべき乗通り以外の組み合わせで表現される変調情報系列と、２のべき乗通り以外の組み合わせで表現される送信アンテナ情報系列とに分離し、前記変調情報系列を前記変調部に入力すると共に、前記送信アンテナ情報系列を前記送信アンテナ決定部に入力することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
6. 前記各送信アンテナ間でアンテナ相関が強い送信アンテナの組み合わせを示す情報に基づいて、前記マッピングテーブルの生成を行なうマッピングテーブル生成保持部を更に備えることを特徴とする請求項２記載の送信装置。
7. 少なくとも１つの受信アンテナを有する受信装置であって、
   受信信号から、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調された符号化情報系列の変調情報および送信に使用された少なくとも１つの送信アンテナを示す送信アンテナ情報の硬判定値または軟判定値を出力するデマッパと、
   前記変調情報および前記送信アンテナ情報に基づいて、前記受信信号を復号する復号部と、を備えることを特徴とする受信装置。
8. 前記復号部は、多値数が２のべき乗以外の符号化情報系列を、２値の情報ビット系列に復号することを特徴とする請求項７記載の受信装置。
9. 前記デマッパは、送信装置が用いたマッピングテーブルと同一のマッピングテーブルに基づいて前記符号化情報系列を復号することを特徴とする請求項７記載の受信装置。
10. 送信装置からインターリーブされた情報を受信した場合、前記軟判定値をデインターリーブし、前記復号部で復号された情報を再インターリーブして再デマッピングを行なうことを特徴とする請求項７記載の受信装置。
11. 請求項１記載の送信装置と、請求項７記載の受信装置とから構成されることを特徴とする無線通信システム。
12. 複数の送信アンテナを有する送信装置に実装されることによって、前記送信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
    情報ビット系列を入力信号とし、前記情報ビット系列を符号化情報系列に符号化する機能と、
    前記符号化情報系列を変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調する機能と、
    前記符号化情報系列に基づいて、送信に使用する少なくとも１つの送信アンテナを決定する機能と、の一連の機能を前記送信装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
13. 少なくとも１つの受信アンテナを有する受信装置に実装されることによって、前記受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
    受信信号から、変調多値数が２のべき乗以外の変調方式で変調された符号化情報系列の変調情報および送信に使用された少なくとも１つの送信アンテナを示す送信アンテナ情報の硬判定値または軟判定値を出力する機能と、
    前記変調情報および前記送信アンテナ情報に基づいて、前記受信信号を復号する機能と、の一連の機能を前記受信装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
    

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