JP7053965B1 - 送信装置、受信装置、通信装置、無線通信システム、制御回路、記憶媒体、送信方法および受信方法 - Google Patents

Abstract

送信ビット系列を変調し変調シンボル系列を生成するマッピング部（１０１）と、既知ビット系列を変調し既知シンボル系列を生成する既知系列マッピング部（１０２）と、変調シンボル系列または既知シンボル系列のうち一方を選択し、送信シンボル系列として出力する選択部（１０３）と、送信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化するＤＳＴＢＣ符号化部（１０４）と、を備え、既知系列マッピング部（１０２）は、ＤＳＴＢＣ符号化部（１０４）の差動時空間ブロック符号化で得られる行列が規定された行列になるように既知シンボル系列を生成する。

Description

本開示は、無線通信を行う送信装置、受信装置、通信装置、無線通信システム、制御回路、記憶媒体、送信方法および受信方法に関する。

無線通信における課題として、各種の干渉による性能劣化が広く知られている。例えば、伝搬路が周波数選択性を持つことで信号が歪み、正しく復調できないことが起こりうる。この現象は、マルチパス環境における遅延波によって発生し、伝搬路の特性、すなわち遅延波の数、遅延波の位相関係、遅延波の大きさなどによって歪み方が様々に変化する。また、複数の基地局を設置する際、周波数を有効利用するため、複数の基地局で同一の周波数を使用する。複数の基地局で同一周波数を使用する場合、互いに干渉しないようにするため、離れて使用する。しかしながら、地理的な条件、受信装置の位置などによって、ある基地局からの送信信号を受信する受信装置では、同一周波数を使用する他の基地局からの送信信号が干渉、いわゆる同一チャネル干渉が発生することがある。

特許文献１には、遅延波を含む同一チャネル干渉への対策として、複数のアンテナで受信した受信信号に対し、振幅、位相などを調節するウェイトを乗算し、合成することで、受信信号に含まれる干渉信号を抑圧する技術が開示されている。振幅、位相などを調節するウェイトの算出には、既知系列を用いたウェイト算出アルゴリズム、ブラインド型のウェイト算出アルゴリズムなどがある。

また、無線通信では、フェージングによる通信性能の低下を防ぐ技術として、ダイバーシチ技術が適用される。例えば、送信ダイバーシチの１つの方式として、時空間ブロック符号化、すなわちＳＴＢＣ（Space Time Block Coding）によって直交した複数の系列を生成し、異なるアンテナで送信する方式がある。ＳＴＢＣは、受信装置においてフルダイバーシチ利得を得ることができる。

ＳＴＢＣは、複数のシンボルを１つのブロックとして扱う。一般的には、アンテナ数と、１つのブロックとして扱うシンボル数とが関連付けられる。例えば、アンテナ数２のＳＴＢＣ伝送では、２シンボルを１つのブロックとする。受信装置で受信したＳＴＢＣシンボルの復調には伝送路情報の推定が必要となるが、ＳＴＢＣによるダイバーシチの効果を得ることができ、かつ伝送路情報推定が不要な方式として、ＳＴＢＣのブロック単位で差動符号化した差動時空間ブロック符号方式、すなわちＤＳＴＢＣ（Differential Space Time Block Coding）がある。例えば、アンテナ数２のＤＳＴＢＣ伝送では、２シンボルを１つのブロックとして２×２の行列を生成し、連続する２つのブロックの行列間で差動符号化を行う。受信装置は、受信した２シンボルで２×２の行列を生成し、２つのブロックの行列間で差動復号化することで復調を行う。

特許第６５２６３４８号公報

既知系列を用いたウェイト算出アルゴリズムを適用する場合、受信装置は、ウェイトを算出するため、受信信号から干渉信号を検出し生成する必要がある。特許文献１に記載の手法では、干渉信号の生成にチャネル推定を用いている。チャネル推定は、逆行列演算を行う必要があるが、既知系列が直交していない場合、所望信号と干渉信号とを完全に分離できず、ウェイトの精度が低下する、という問題があった。また、自基地局からの遅延波、および他の基地局からの同一チャネル干渉のいずれにも対応する場合、所望信号と干渉信号とによる逆行列演算では遅延波を分離できず、遅延波に対応するためには遅延波を考慮したチャネル推定が必要となり、回路規模が増大する、という問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、受信装置において干渉信号を精度良く抽出できる信号を送信可能な送信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の送信装置は、送信ビット系列を変調し変調シンボル系列を生成するマッピング部と、既知ビット系列を変調し既知シンボル系列を生成する既知系列マッピング部と、変調シンボル系列または既知シンボル系列のうち一方を選択し、送信シンボル系列として出力する選択部と、送信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化する符号化部と、を備える。既知系列マッピング部は、符号化部の差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように既知シンボル系列を生成する、ことを特徴とする。

本開示に係る送信装置は、受信装置において干渉信号を精度良く抽出できる信号を送信することができる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す図 実施の形態１に係る基地局から送信される送信信号のフォーマットの例を示す図 実施の形態１に係る基地局が備える送信装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る基地局が備える送信装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る送信装置のマッピング部が送信ビット系列を四位相偏移変調でマッピングしたときの変調シンボルの配置の例を示す図 実施の形態１に係る移動局が備える受信装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る移動局が備える受信装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る送信装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成の一例を示す図 実施の形態１に係る送信装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の構成の一例を示す図 実施の形態２に係る無線通信システムの構成例を示す図 実施の形態２に係る各基地局から送信される送信信号のフォーマットの例を示す図 実施の形態３に係る無線通信システムの構成例を示す図

以下に、本開示の実施の形態に係る送信装置、受信装置、通信装置、無線通信システム、制御回路、記憶媒体、送信方法および受信方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る無線通信システム１の構成例を示す図である。無線通信システム１は、通信エリア１０Ｅを形成する基地局１０と、基地局１０からパス１０Ｐ－１およびパス１０Ｐ－２の２つのパスを通った送信信号を受信する移動局２０と、基地局１０を制御する制御装置３０と、を備える。無線通信システム１において、基地局１０は、送信装置１１を備え、制御装置３０からの制御に基づいて、制御装置３０から受け取った情報である送信ビット系列を送信信号として無線で送信する通信装置である。移動局２０は、受信装置２１を備え、基地局１０から送信された情報である送信ビット系列を受信する通信装置である。制御装置３０は、基地局１０に対して、基地局１０が無線で送信する情報、および基地局１０の制御情報を送信する。

図１では、無線通信システム１が備える基地局１０の数を１つ、移動局２０の数を１つとしているが、無線通信システム１が備える基地局１０の数および移動局２０の数は図１の例に限定されない。また、本実施の形態では、基地局１０が送信機能を有し、移動局２０が受信機能を有しているものとしているが、移動局２０が送信機能を有し、基地局１０が受信機能を有していてもよい。以降、本実施の形態では、具体的に、基地局１０の数が１つ、移動局２０の数が１つの場合を例にして説明する。

図１において、移動局２０は、パス１０Ｐ－１を通った基地局１０からの送信信号、およびパス１０Ｐ－２を通った基地局１０からの送信信号の２つの信号を受信する。このとき、図１に示す通り、パス１０Ｐ－１の経路長とパス１０Ｐ－２の経路長との間に差がある場合、パス１０Ｐ－１を通った送信信号およびパス１０Ｐ－２を通った送信信号が移動局２０に到達するタイミングが異なり、移動局２０において受信性能の劣化要因となる。移動局２０は、干渉抑圧を行い、一方のパスを通った送信信号を抑圧する。以降、本実施の形態では、パス１０Ｐ－１を通った送信信号に対してパス１０Ｐ－２を通った送信信号が遅延して到達するものとし、パス１０Ｐ－１を通った送信信号を先行波、パス１０Ｐ－２を通った送信信号を遅延波として扱う。本実施の形態では、先行波を所望信号とし、遅延波を干渉信号として扱い、移動局２０において、干渉信号を抑圧するものとする。なお、先行波を干渉信号、遅延波を所望信号として扱ってもよい。

移動局２０にて干渉抑圧を行うため、基地局１０は、送信信号に複素で表される既知シンボル系列を挿入する。図２は、実施の形態１に係る基地局１０から送信される送信信号のフォーマットの例を示す図である。図２に示す送信信号のフォーマットは、基地局１０が送信する情報を複素で表したデータシンボル系列の前に既知シンボル系列が挿入される構成である。移動局２０は、既知シンボル系列を用いて干渉抑圧処理を行う。

まず、基地局１０が備える送信装置１１の構成および動作について説明する。図３は、実施の形態１に係る基地局１０が備える送信装置１１の構成例を示すブロック図である。図３に示す送信装置１１は、図２に示す送信信号を生成するための構成である。送信装置１１は、マッピング部１０１と、既知系列マッピング部１０２と、選択部１０３と、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４と、無線部１０５と、アンテナ１０６と、を備える。マッピング部１０１は、送信ビット系列を変調シンボル系列として複素平面上にマッピングする。既知系列マッピング部１０２は、既知ビット系列を既知シンボル系列として複素平面上にマッピングする。選択部１０３は、変調シンボル系列および既知シンボル系列から一方を選択し、送信シンボル系列として出力する。ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、送信シンボル系列に対し差動時空間符号化を行い、ＤＳＴＢＣシンボルを生成する符号化部である。無線部１０５は、ＤＳＴＢＣシンボルから送信信号を生成する。アンテナ１０６は、無線部１０５で生成された送信信号を送信する。

送信装置１１の動作について説明する。図４は、実施の形態１に係る基地局１０が備える送信装置１１の動作を示すフローチャートである。マッピング部１０１は、制御装置３０から取得した送信ビット系列を変調、すなわち複素で表されるシンボル系列にマッピングし（ステップＳ１０１）、変調シンボル系列を生成して選択部１０３に出力する。マッピング部１０１は、マッピング方式として、例えば、四位相偏移変調、すなわちＱＰＳＫ（Quadra Phase Shift Keying）を使用する。ＱＰＳＫは送信ビット２ビットを１シンボルにマッピングする方式であり、ＱＰＳＫにおける変調シンボルの配置は図５の通りとなる。図５は、実施の形態１に係る送信装置１１のマッピング部１０１が送信ビット系列を四位相偏移変調でマッピングしたときの変調シンボルの配置の例を示す図である。図５において、横軸は実軸を示し、縦軸は虚軸を示す。マッピング部１０１は、ＱＰＳＫの場合、送信ビット２ビットを１シンボルとして、図５に示す４点のいずれかにマッピングする。なお、本実施の形態において、変調方式はＱＰＳＫに限定されるものではない。また、図３の例では、基地局１０は、制御装置３０から送信ビット系列を取得し、マッピング部１０１で変調シンボル系列を生成しているが、変調シンボル系列そのものを制御装置３０から取得してもよい。

既知系列マッピング部１０２は、既知ビット系列を変調、すなわち複素で表されるシンボル系列にマッピングし（ステップＳ１０２）、既知シンボル系列を生成して選択部１０３に出力する。既知系列マッピング部１０２は、ＤＳＴＢＣ符号化を想定したマッピングを行う。例えば、ＤＳＴＢＣ符号化が２シンボル単位で実施される場合、既知系列マッピング部１０２は、２シンボル単位でマッピングを行う。本実施の形態では、既知系列マッピング部１０２から出力される２つの既知シンボル系列ｓ_０［ｋ，１］，ｓ_０［ｋ，２］は、式（１）で示される２通りのうち一方を選択するものとする。

選択部１０３は、制御装置３０からの制御情報に含まれるビット選択情報に基づいて、マッピング部１０１から取得した変調シンボル系列、または既知系列マッピング部１０２から取得した既知シンボル系列のうち一方を選択し（ステップＳ１０３）、送信シンボル系列として出力する。

ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、選択部１０３から取得した送信シンボル系列をＤＳＴＢＣ符号化し（ステップＳ１０４）、ＤＳＴＢＣ符号化後のシンボル系列をＤＳＴＢＣシンボルとして無線部１０５に出力する。以降の説明において、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４でＤＳＴＢＣ符号化することを、差動時空間ブロック符号化すると称することがある。ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、ＤＳＴＢＣ符号化として、選択部１０３から取得した送信シンボル系列のうち、変調シンボル２シンボルを１つのブロックとして変調シンボル行列Ｓ［ｋ］を生成する。ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、式（２）に示す通り、変調シンボル行列Ｓ［ｋ］と１ブロック前のＤＳＴＢＣ行列Ｃ［ｋ－１］とを乗算してＤＳＴＢＣ行列Ｃ［ｋ］を生成し、ＤＳＴＢＣ行列Ｃ［ｋ］をＤＳＴＢＣシンボルとして無線部１０５に出力する。なお、以下の式（２）では複数の式が示されているが、複数の式をまとめて式（２）とする。以降で複数の式が示される場合も同様とする。

このとき、ｋはブロック番号を示しており、ｋ＝１，２，…となる。以降の説明において、ブロック番号ｋのブロックをブロックｋと表記する。ｓ［ｋ，１］、ｓ［ｋ，２］はＤＳＴＢＣ符号化部１０４が選択部１０３から取得する変調シンボル２シンボルである。また、ｓ^＊［ｋ，１］、ｓ^＊［ｋ，２］はそれぞれｓ［ｋ，１］、ｓ［ｋ，２］の共役複素をとったものである。Ｃ［ｋ］は式（２）に示す通り、次のブロックの処理で必要となるため、出力するとともに、内部で次の処理まで保持する。また、式（２）では、行列演算として全ての要素を対象に乗算および加減算を行っているが、例えば、ｃ［ｋ，１］、ｃ［ｋ，２］の２要素のみを行列演算により算出し、符号の入替、共役複素をとることなどでｃ^＊［ｋ，１］、－ｃ^＊［ｋ，２］を計算し、演算量を削減してもよい。

ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、ＤＳＴＢＣシンボルとして、無線部１０５にｃ［ｋ，１］、－ｃ^＊［ｋ，２］、またはｃ［ｋ，２］、ｃ^＊［ｋ，１］の順番で出力する。本実施の形態では、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、無線部１０５に対して、ｃ［ｋ，１］、－ｃ^＊［ｋ，２］の順番で出力しているものとする。

ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、最初の演算、またはＤＳＴＢＣ符号化を初期化する際、Ｃ［ｋ－１］を初期値Ｃ´に置き換える。初期値Ｃ´を式（３）に示す。

ブロック番号ｋがｋ´のときにＤＳＴＢＣ符号化が初期化される場合、Ｃ´は式（４）で表される。

ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、選択部１０３から出力される送信シンボル系列が既知系列マッピング部１０２から入力される既知シンボル系列ｓ_０［ｋ，１］，ｓ_０［ｋ，２］であった場合、ＤＳＴＢＣ符号化によって式（５）で表されるＤＳＴＢＣ行列Ｃ_０［ｋ］を生成する。

式（１）より、Ｓ_０［ｋ］は式（６）に示すＪ_０、Ｊ_１の２種類のうちいずれかと等しくなる。

このとき、Ｓ_０［ｋ］がＪ_０の場合は式（７）が成り立ち、Ｓ_０［ｋ］がＪ_１の場合は式（８）が成り立つ。

従って、既知系列マッピング部１０２は、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４のＤＳＴＢＣ符号化で得られる行列が規定された行列になるように既知シンボル系列を生成する。上記のように、既知系列マッピング部１０２は、規定された行列が、０および１、または０および１および－１で構成されるように既知シンボル系列を生成する。

無線部１０５は、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４から取得したＤＳＴＢＣシンボルに対し、波形整形、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）変換、アップコンバート、増幅処理などの処理を行って送信信号を生成し（ステップＳ１０５）、アンテナ１０６から移動局２０に送信する（ステップＳ１０６）。なお、無線部１０５において送信信号を生成する処理は一般的な処理であり、本実施の形態を限定するものではない。また、本実施の形態では、基地局１０を１送信アンテナ用の構成としたが、ＤＳＴＢＣが送信ダイバーシチ技術であることから、基地局１０を２送信アンテナ用の構成としてもよい。この場合、基地局１０は、無線部１０５およびアンテナ１０６を２送信アンテナ用として２つずつ必要となる。この場合、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４は、一方の無線部１０５に対してｃ［ｋ，１］、－ｃ^＊［ｋ，２］の順番で出力し、他方の無線部１０５に対してｃ［ｋ，２］、ｃ^＊［ｋ，１］の順番で出力するようにする。

つぎに、移動局２０が備える受信装置２１の構成および動作について説明する。図６は、実施の形態１に係る移動局２０が備える受信装置２１の構成例を示すブロック図である。受信装置２１は、アンテナ２０１と、無線部２０２と、既知シンボル系列判定部２０３と、第１の遅延部２０４と、第２の遅延部２０５と、制御部２０６と、合成制御部２０７と、ブロック合成部２０８と、ウェイト算出部２０９と、ウェイト乗算部２１０と、復調部２１１と、を備える。

アンテナ２０１は、基地局１０から送信された送信信号などを受信する。無線部２０２は、受信信号から受信シンボル系列を生成する。既知シンボル系列判定部２０３は、既知シンボル系列を用いて既知シンボル系列の受信タイミングを検出する。第１の遅延部２０４は、受信シンボル系列を既知シンボル系列判定部２０３の処理遅延分遅延させる。第２の遅延部２０５は、受信シンボル系列をウェイト算出に必要な時間分遅延させる。制御部２０６は、所望信号に挿入されている既知シンボル系列の情報を基に制御を行う。合成制御部２０７は、受信タイミングと合成シンボル情報を基にブロック合成部２０８の合成方法を指示する。ブロック合成部２０８は、受信シンボル系列をＤＳＴＢＣブロック単位で合成し、干渉信号を抽出する。ウェイト算出部２０９は、干渉信号から干渉抑圧ウェイトを算出する。ウェイト乗算部２１０は、干渉抑圧ウェイトと受信シンボル系列とを乗算し、さらに合成し、受信シンボル系列に対して干渉抑圧を行う。復調部２１１は、干渉抑圧された受信シンボル系列に対して復調処理を行い、受信ビット系列を得る。なお、図６では、移動局２０のアンテナ２０１の数を２本としているが、アンテナ２０１の数は２本に限定されるものではない。以降、本実施の形態では、移動局２０のアンテナ２０１の数は２本であるものとして説明する。

受信装置２１の動作について説明する。図７は、実施の形態１に係る移動局２０が備える受信装置２１の動作を示すフローチャートである。アンテナ２０１は、基地局１０からの送信信号が合成された信号を受信し（ステップＳ２０１）、受信信号として無線部２０２に出力する。

無線部２０２は、アンテナ２０１から取得した受信信号に対して、増幅処理、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換、波形整形などの処理を行って複素で表される受信シンボル系列を生成する（ステップＳ２０２）。無線部２０２は、生成した受信シンボル系列を、既知シンボル系列判定部２０３、第１の遅延部２０４、および第２の遅延部２０５に出力する。なお、無線部２０２において受信シンボル系列を生成する処理は一般的な処理であり、本実施の形態を限定するものではない。

制御部２０６は、外部から入力される所望信号に挿入された既知シンボル系列を示す既知シンボル系列情報に基づいて、既知シンボル系列判定部２０３に既知シンボル系列を出力し、合成制御部２０７に合成シンボル情報を出力する（ステップＳ２０３）。

既知シンボル系列判定部２０３は、無線部２０２から取得した受信シンボル系列と制御部２０６から取得した既知シンボル系列との相関を計算し、ＤＳＴＢＣ符号化されている受信シンボル系列に挿入されている既知シンボル系列の位置、すなわち既知シンボル系列の受信タイミングを検出する（ステップＳ２０４）。例えば、既知シンボル系列判定部２０３は、相関値が最大となるタイミングを既知シンボル系列の受信タイミングとして合成制御部２０７に出力する。

第１の遅延部２０４は、無線部２０２から取得した受信シンボル系列を第１の時間、具体的には、既知シンボル系列判定部２０３および合成制御部２０７の処理遅延分遅延させる（ステップＳ２０５）。これにより、第１の遅延部２０４は、合成制御部２０７から出力される処理タイミングでブロック合成部２０８が処理を行う受信シンボル系列が既知シンボル系列となるようにする。

第２の遅延部２０５は、無線部２０２から取得した受信シンボル系列を第２の時間、具体的には、ウェイト算出部２０９が干渉抑圧ウェイトを算出するまでに必要な処理遅延分遅延させる（ステップＳ２０６）。これにより、第２の遅延部２０５は、ウェイト乗算部２１０において、受信シンボル系列に挿入された既知シンボル系列の先頭から干渉抑圧ウェイトを乗算するようにする。

合成制御部２０７は、既知シンボル系列判定部２０３から取得した受信シンボル系列内の既知シンボル系列の位置情報、すなわち既知シンボル系列の受信タイミングに基づいて、ブロック合成部２０８が受信シンボルを合成する処理タイミングを生成する。また、合成制御部２０７は、制御部２０６から取得した合成シンボル情報に基づいて、ブロック合成部２０８に対する合成方法指示情報を生成する（ステップＳ２０７）。合成制御部２０７は、生成した処理タイミングおよび合成方法指示情報をブロック合成部２０８に出力する。

ブロック合成部２０８は、合成制御部２０７から取得した処理タイミングで、合成制御部２０７から取得した合成方法指示情報に従い、第１の遅延部２０４から取得した受信シンボル系列を、ＤＳＴＢＣブロック単位で異なるＤＳＴＢＣブロックの受信シンボル系列と合成する（ステップＳ２０８）。ブロックｋにおける送信信号がｃ_０［ｋ，１］、－ｃ_０ ^＊［ｋ，２］の場合、受信アンテナｎに対応する第１の遅延部２０４から取得するブロックｋにおける受信シンボル系列をｒ_０，ｎ［ｋ，１］、ｒ_０，ｎ［ｋ，２］とすると、式（９）が成り立つ。なお、ｈ_１，ｎ［ｋ，１］、ｈ_１，ｎ［ｋ，２］はパス１０Ｐ－１の伝送路情報とし、ｈ_２，ｎ［ｋ，１］、ｈ_２，ｎ［ｋ，２］はパス１０Ｐ－２の伝送路情報とし、Δ［ｋ，１］、Δ［ｋ，２］は先行波に対する遅延波の変動量とし、ｗ_ｎ［ｋ，１］、ｗ_ｎ［ｋ，２］は雑音成分とする。

ここで、ブロックｋおよびブロックｋ－１における伝送路情報の変動が無視できると仮定する。ｃ_０［ｋ，１］、ｃ_０［ｋ，２］を生成する基となったＳ_０［ｋ］がＪ_０の場合、式（１０）が成り立つ。

一方、ｃ_０［ｋ，１］、ｃ_０［ｋ，２］を生成する基となったＳ_０［ｋ］がＪ_１の場合、式（１１）が成り立つ。

式（１０）および式（１１）において、ｒｉ_ｎ［ｋ，１］およびｒｉ_ｎ［ｋ，２］は干渉信号である。すなわち、ブロック合成部２０８は、ｃ_０［ｋ，１］、ｃ_０［ｋ，２］を生成する基となったＳ_０［ｋ］がＪ_０の場合、ｒ［ｋ，１］からｒ［ｋ－１，１］を減算し、ｒ［ｋ，２］からｒ［ｋ－２，２］を減算することで、干渉信号を抽出することができる。また、ブロック合成部２０８は、ｃ_０［ｋ，１］、ｃ_０［ｋ，２］を生成する基となったＳ_０［ｋ］がＪ_１の場合、ｒ［ｋ，１］とｒ［ｋ－１，２］とを加算し、ｒ［ｋ，２］からｒ［ｋ－２，１］を減算することで、干渉信号を抽出することができる。なお、式（１０）または式（１１）に示す通り、干渉信号の抽出において乗算処理が含まれていないため、ブロック合成部２０８は、雑音強調が発生せず精度よく干渉信号を抽出できる。このように、ブロック合成部２０８は、処理タイミングで、受信シンボル系列をＤＳＴＢＣ符号化のブロック単位でシンボルを加算または減算することで合成し、干渉信号を抽出することができる。

ブロック合成部２０８が合成制御部２０７から取得する合成方法指示情報は、式（１０）または式（１１）を使って遅延波を抽出するか否かを示す情報である。ブロック合成部２０８は、抽出した遅延波をウェイト算出部２０９に出力する。なお、本実施の形態では、ブロック合成部２０８は、連続するブロックｋおよびブロックｋ－１で合成処理を行っているが、伝送路情報の変動が無視できる場合、必ずしも連続するブロックである必要はない。例えば、ブロック合成部２０８は、ブロックｋおよびブロックｋ－２の間で伝送路情報の変動が無視できる場合、ブロックｋおよびブロックｋ－２で合成処理を行えばよい。

ウェイト算出部２０９は、ブロック合成部２０８から取得した干渉信号ｒｉ_ｎ［ｋ，１］、ｒｉ_ｎ［ｋ，２］を用いて、干渉信号ｒｉ_ｎ［ｋ，１］、ｒｉ_ｎ［ｋ，２］を抑圧するための干渉抑圧ウェイトを算出する（ステップＳ２０９）。例えば、ウェイト算出部２０９は、白色化を実現する干渉抑圧ウェイトｗ_００，ｗ_１１，ｗ_０１，ｗ_１０を算出する。ウェイト算出部２０９は、算出した干渉抑圧ウェイトをウェイト乗算部２１０に出力する。

ウェイト乗算部２１０は、ウェイト算出部２０９から取得した干渉抑圧ウェイトを用いて干渉抑圧を行い、干渉抑圧された受信シンボル系列を得る。具体的には、ウェイト乗算部２１０は、第２の遅延部２０５で遅延された受信シンボル系列に、ウェイト算出部２０９から取得した干渉抑圧ウェイトを乗算する（ステップＳ２１０）。例えば、ウェイト乗算部２１０がウェイト算出部２０９から干渉抑圧ウェイトｗ_００，ｗ_１１，ｗ_０１，ｗ_１０を取得した場合、干渉抑圧された受信シンボル系列をｒ´_ｎ［ｋ，１］、ｒ´_ｎ［ｋ，２］とすると、ｒ´_ｎ［ｋ，１］、ｒ´_ｎ［ｋ，２］は式（１２）で表される。

ウェイト乗算部２１０は、干渉抑圧された受信シンボル系列ｒ´_ｎ［ｋ，１］，ｒ´_ｎ［ｋ，２］を復調部２１１に出力する。

復調部２１１は、ウェイト乗算部２１０から取得した干渉抑圧された受信シンボル系列ｒ´_ｎ［ｋ，１］，ｒ´_ｎ［ｋ，２］に対して復調処理を行い（ステップＳ２１１）、受信ビット系列を生成する。

つづいて、実施の形態１に係る送信装置１１のハードウェア構成について説明する。送信装置１１において、無線部１０５は通信装置である。アンテナ１０６はアンテナ素子である。マッピング部１０１、既知系列マッピング部１０２、選択部１０３、およびＤＳＴＢＣ符号化部１０４は処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

図８は、実施の形態１に係る送信装置１１が備える処理回路をプロセッサ９１およびメモリ９２で実現する場合の処理回路９０の構成の一例を示す図である。図８に示す処理回路９０は制御回路であり、プロセッサ９１およびメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、送信装置１１の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。このプログラムは、処理回路９０により実現される各機能を送信装置１１に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。

上記プログラムは、マッピング部１０１が、送信ビット系列を変調し変調シンボル系列を生成する第１のステップと、既知系列マッピング部１０２が、既知ビット系列を変調し既知シンボル系列を生成する第２のステップと、選択部１０３が、変調シンボル系列または既知シンボル系列のうち一方を選択し、送信シンボル系列として出力する第３のステップと、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４が、送信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化する第４のステップと、を基地局１０に実行させ、第２のステップにおいて、既知系列マッピング部１０２が、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４の差動時空間ブロック符号化で得られる行列が規定された行列になるように既知シンボル系列を生成させるプログラムであるとも言える。

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically EPROM）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図９は、実施の形態１に係る送信装置１１が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路９３の構成の一例を示す図である。図９に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路９３については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路９３は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上では、送信装置１１のハードウェア構成について説明したが、受信装置２１のハードウェア構成も同様である。受信装置２１において、アンテナ２０１はアンテナ素子である。無線部２０２は通信装置である。既知シンボル系列判定部２０３、第１の遅延部２０４、第２の遅延部２０５、制御部２０６、合成制御部２０７、ブロック合成部２０８、ウェイト算出部２０９と、ウェイト乗算部２１０、および復調部２１１は処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、送信装置１１を備える基地局１０は、ＤＳＴＢＣ符号化部１０４において既知シンボル系列をＤＳＴＢＣ符号化する際に得られる行列がＪ_０またはＪ_１となるようにする。受信装置２１を備える移動局２０は、ＤＳＴＢＣ符号化のブロック番号が異なる番号同士の受信シンボル系列を合成する。これにより、受信装置２１は、精度のよい干渉信号を抽出することができる。送信装置１１は、受信装置２１において干渉信号を精度良く抽出できる信号を送信することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、基地局１０の数を１つとし、抑圧対象を遅延波としていた。実施の形態２では、基地局１０の数を２つとし、無線通信システム内の同一チャネル干渉を抑圧する場合について説明する。

図１０は、実施の形態２に係る無線通信システム２の構成例を示す図である。無線通信システム２は、通信エリア１０Ｅ－１を形成する基地局１０－１と、通信エリア１０Ｅ－２を形成する基地局１０－２と、移動局２０と、基地局１０－１，１０－２を制御する制御装置３０と、を備える。基地局１０－１および基地局１０－２の送信周波数は同一であり、基地局１０－１の通信エリア１０Ｅ－１および基地局１０－２の通信エリア１０Ｅ－２の一部が重複している。基地局１０－１，１０－２は、各々、制御装置３０からの制御に基づいて、制御装置３０から受け取った情報である送信ビット系列を送信信号として無線で送信する。移動局２０は、基地局１０－１または基地局１０－２から送信された情報である送信ビット系列を受信する。制御装置３０は、基地局１０－１，１０－２に対して、基地局１０－１，１０－２が無線で送信する情報、および基地局１０－１，１０－２の制御情報を送信する。なお、基地局１０－１，１０－２は実施の形態１の基地局１０と同様の構成とし、以降の説明において基地局１０－１，１０－２を区別しない場合は基地局１０と称することがある。

図１０では、無線通信システム２が備える基地局１０の数を２つ、移動局２０の数を１つとしているが、無線通信システム２が備える基地局１０の数および移動局２０の数は図１０の例に限定されない。また、本実施の形態では、基地局１０－１，１０－２が送信機能を有し、移動局２０が受信機能をそれぞれ有しているものとしているが、移動局２０が送信機能を有し、基地局１０－１，１０－２が受信機能を有していてもよい。以降、本実施の形態では、具体的に、基地局１０の数が２つ、移動局２０の数が１つの場合を例にして説明する。

図１０では、移動局２０の位置は、基地局１０－１の通信エリア１０Ｅ－１および基地局１０－２の通信エリア１０Ｅ－２が重複した地点である。そのため、移動局２０は、基地局１０－１からの送信信号と基地局１０－２からの送信信号とが合成された信号を受信する。移動局２０は、一方の基地局１０からの送信信号を受信する際、他方の基地局１０からの送信信号が同一チャネル干渉となるため、干渉抑圧を行う。例えば、基地局１０－１からの送信信号を受信したい場合、移動局２０は、基地局１０－１からの受信信号が受信したい所望信号となり、基地局１０－２からの受信信号が同一チャネル干渉源となる干渉信号となるため、基地局１０－２からの受信信号を抑圧する。

移動局２０にて干渉抑圧を行うため、基地局１０－１，１０－２は、送信信号に複素で表される既知シンボル系列を挿入する。ただし、基地局１０－１の既知シンボル系列と基地局１０－２の既知シンボル系列とが異なる系列となるようにする。また、基地局１０－１，１０－２は、同期して送信信号を送信し、既知シンボル系列の長さおよび既知シンボル系列の挿入位置が基地局１０－１，１０－２で同一とする。これにより、基地局１０－１からの送信信号および基地局１０－２からの送信信号に挿入された既知シンボル系列の送信タイミングをそろえる。

例えば、図１０では、基地局１０－１は送信信号に既知シンボル系列Ａを挿入し、基地局１０－２は送信信号に既知シンボル系列Ｂを挿入する。図１１は、実施の形態２に係る各基地局１０から送信される送信信号のフォーマットの例を示す図である。図１１に示す送信信号のフォーマットは、基地局１０－１が送信する情報を複素で表したデータシンボル系列Ａの前に既知シンボル系列Ａが挿入され、基地局１０－２が送信する情報を複素で表したデータシンボル系列Ｂの前に既知シンボル系列Ｂが挿入される構成である。基地局１０－１からの送信信号および基地局１０－２からの送信信号は同期しており、基地局１０－１が既知シンボル系列Ａを送信するタイミングと基地局１０－２が既知シンボル系列Ｂを送信するタイミングは常に同時であり、終了するタイミングも同時である。なお、図１１では、基地局１０－１からデータシンボル系列Ａを送信し、基地局１０－２からデータシンボル系列Ｂを送信する構成となっているが、基地局１０－１，１０－２から同一のデータシンボル系列を送信してもよい。移動局２０は、既知シンボル系列Ａおよび既知シンボル系列Ｂを用いて干渉抑圧処理を行う。以降、本実施の形態では、基地局１０－１の送信信号に既知シンボル系列Ａを挿入するものとし、基地局１０－２の送信信号に既知シンボル系列Ｂを挿入するものとして説明する。

まず、基地局１０－１，１０－２の構成および動作について説明する。前述のように、基地局１０－１，１０－２の構成は、図３に示す実施の形態１の基地局１０の構成と同様である。ただし、基地局１０－１の既知系列マッピング部１０２から出力される既知シンボル系列ｓ_０，１［ｋ，１］，ｓ_０，１［ｋ，２］、および基地局１０－２の既知系列マッピング部１０２から出力される既知シンボル系列ｓ_０，２［ｋ，１］，ｓ_０，２［ｋ，２］について、常に式（１３）が成り立つようにする。

例えば、基地局１０－１の既知系列マッピング部１０２の出力が式（１）を満たす場合、基地局１０－２の既知系列マッピング部１０２の出力が式（１４）を満たす。

つぎに、移動局２０の構成および動作について説明する。移動局２０の構成は、図６に示す実施の形態１の移動局２０の構成と同様である。ここで、本実施の形態では、式（９）は式（１５）の通り表される。なお、ブロックｋにおいて、基地局１０－１からの送信信号をｃ_０，１［ｋ，１］、－ｃ_０，１ ^＊［ｋ，２］とし、基地局１０－２からの送信信号をｃ_０，２［ｋ，１］、－ｃ_０，２ ^＊［ｋ，２］とし、ｈ_ｎ［ｋ，１］、ｈ_ｎ［ｋ，２］を基地局１０－１と受信アンテナｎとの間の伝送路情報とし、ｇ_ｎ［ｋ，１］、ｇ_ｎ［ｋ，２］を基地局１０－２と受信アンテナｎとの間の伝送路情報とする。

ここで、ブロックｋおよびブロックｋ－１における伝送路情報の変動が無視できると仮定する。ｃ_０，１［ｋ，１］、ｃ_０，１［ｋ，２］を生成する基となったＳ_０［ｋ］がＪ_０であり、式（１３）が成り立つ場合、式（１６）が成り立つ。

一方、ｃ_０，１［ｋ，１］、ｃ_０，１［ｋ，２］を生成する基となったＳ_０［ｋ］がＪ_１であり、式（１３）が成り立つ場合、式（１７）が成り立つ。

つまり、基地局１０－１が式（１）を満たし、基地局１０－２が式（１３）を満たすことで、式（１６）または式（１７）により所望信号をキャンセルした際に干渉信号が同位相で合成されるようになる。これにより、移動局２０は、より精度のよい干渉信号の抽出ができる。なお、式（１８）を満たせば、式（１９）または式（２０）によって所望信号をキャンセルした際に干渉信号を同位相で合成できる。

なお、本実施の形態では、干渉信号を同位相で合成できるようにしたが、所望信号をキャンセルした際に必ずしも干渉信号を同位相にする必要はない。また、式（１８）におけるφはブロックｋごとに変更してもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信システム２は複数の基地局１０を備え、送信装置１１を備える基地局１０－１，１０－２は、各々、基地局１０ごとに異なる既知シンボル行列を用いることとした。この場合においても、受信装置２１を備える移動局２０は、ＤＳＴＢＣ符号化のブロック番号が異なる番号同士の受信シンボル系列を合成することで、所望信号に対して、精度のよい干渉信号を抽出することができる。

実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２では、送信装置１１を備える基地局１０から受信装置２１を備える移動局２０への通信の場合について説明した。実施の形態３では、送信装置１１および受信装置２１を備える通信装置について説明する。

図１２は、実施の形態３に係る無線通信システム３の構成例を示す図である。無線通信システム３は、２つの通信装置４０を備える。通信装置４０は、送信装置１１と、受信装置２１と、を備える。送信装置１１および受信装置２１は、各々、実施の形態１または実施の形態２で説明した機能を有する。すなわち、無線通信システム３では、通信装置４０による双方向での通信が可能となる。なお、無線通信システム３は、通信装置４０を３つ以上備える構成であってもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，２，３ 無線通信システム、１０，１０－１，１０－２ 基地局、１０Ｅ，１０Ｅ－１，１０Ｅ－２ 通信エリア、１０Ｐ－１，１０Ｐ－２ パス、１１ 送信装置、２０ 移動局、２１ 受信装置、３０ 制御装置、４０ 通信装置、１０１ マッピング部、１０２ 既知系列マッピング部、１０３ 選択部、１０４ ＤＳＴＢＣ符号化部、１０５，２０２ 無線部、１０６，２０１ アンテナ、２０３ 既知シンボル系列判定部、２０４ 第１の遅延部、２０５ 第２の遅延部、２０６ 制御部、２０７ 合成制御部、２０８ ブロック合成部、２０９ ウェイト算出部、２１０ ウェイト乗算部、２１１ 復調部。

Claims (13)

1. 送信ビット系列を変調し変調シンボル系列を生成するマッピング部と、
   既知ビット系列を変調し既知シンボル系列を生成する既知系列マッピング部と、
   前記変調シンボル系列または前記既知シンボル系列のうち一方を選択し、送信シンボル系列として出力する選択部と、
   前記送信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化する符号化部と、
   を備え、
   前記既知系列マッピング部は、前記符号化部の差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように前記既知シンボル系列を生成する、
   ことを特徴とする送信装置。
2. 既知シンボル系列を用いて、送信装置で差動時空間ブロック符号化された受信シンボル系列から前記既知シンボル系列の受信タイミングを検出する既知シンボル系列判定部と、
   前記受信タイミングに基づいて、前記受信シンボル系列を合成する処理タイミングを生成する合成制御部と、
   前記処理タイミングで、前記受信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化のブロック単位でシンボルを加算または減算することで合成し、干渉信号を抽出するブロック合成部と、
   を備え、
   前記既知シンボル系列は、前記送信装置において、差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように生成されたものであることを特徴とする受信装置。
3. 前記干渉信号を用いて、前記干渉信号を抑圧するための干渉抑圧ウェイトを算出するウェイト算出部、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 前記受信シンボル系列に前記干渉抑圧ウェイトを乗算し、前記受信シンボル系列の前記干渉信号を抑圧するウェイト乗算部、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
5. 請求項１に記載の送信装置と、
   請求項２から４のいずれか１つに記載の受信装置と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
6. 請求項１に記載の送信装置と、
   請求項２から４のいずれか１つに記載の受信装置と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
7. 複数の前記送信装置を備え、複数の前記送信装置は、各々、異なる前記既知シンボル系列を用いる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
8. 送信装置を制御するための制御回路であって、
   送信ビット系列を変調し変調シンボル系列を生成、
   既知ビット系列を変調し既知シンボル系列を生成、
   前記変調シンボル系列または前記既知シンボル系列のうち一方を選択し、送信シンボル系列として出力、
   前記送信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化、
   を前記送信装置に実施させ、差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように前記既知シンボル系列を生成することを特徴とする制御回路。
9. 受信装置を制御するための制御回路であって、
   既知シンボル系列を用いて、送信装置で差動時空間ブロック符号化された受信シンボル系列から前記既知シンボル系列の受信タイミングを検出、
   前記受信タイミングに基づいて、前記受信シンボル系列を合成する処理タイミングを生成、
   前記処理タイミングで、前記受信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化のブロック単位でシンボルを加算または減算することで合成し、干渉信号を抽出、
   を前記受信装置に実施させ、前記既知シンボル系列は、前記送信装置において、差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように生成されたものであることを特徴とする制御回路。
10. 送信装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
    前記プログラムは、
    送信ビット系列を変調し変調シンボル系列を生成、
    既知ビット系列を変調し既知シンボル系列を生成、
    前記変調シンボル系列または前記既知シンボル系列のうち一方を選択し、送信シンボル系列として出力、
    前記送信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化、
    を前記送信装置に実施させ、差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように前記既知シンボル系列を生成することを特徴とする記憶媒体。
11. 受信装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
    前記プログラムは、
    既知シンボル系列を用いて、送信装置で差動時空間ブロック符号化された受信シンボル系列から前記既知シンボル系列の受信タイミングを検出、
    前記受信タイミングに基づいて、前記受信シンボル系列を合成する処理タイミングを生成、
    前記処理タイミングで、前記受信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化のブロック単位でシンボルを加算または減算することで合成し、干渉信号を抽出、
    を前記受信装置に実施させ、前記既知シンボル系列は、前記送信装置において、差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように生成されたものであることを特徴とする記憶媒体。
12. マッピング部が、送信ビット系列を変調し変調シンボル系列を生成する第１のステップと、
    既知系列マッピング部が、既知ビット系列を変調し既知シンボル系列を生成する第２のステップと、
    選択部が、前記変調シンボル系列または前記既知シンボル系列のうち一方を選択し、送信シンボル系列として出力する第３のステップと、
    符号化部が、前記送信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化する第４のステップと、
    を含み、
    前記第２のステップにおいて、前記既知系列マッピング部は、前記符号化部の差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように前記既知シンボル系列を生成する、
    ことを特徴とする送信方法。
13. 既知シンボル系列判定部が、既知シンボル系列を用いて、送信装置で差動時空間ブロック符号化された受信シンボル系列から前記既知シンボル系列の受信タイミングを検出する第１のステップと、
    合成制御部が、前記受信タイミングに基づいて、前記受信シンボル系列を合成する処理タイミングを生成する第２のステップと、
    ブロック合成部が、前記処理タイミングで、前記受信シンボル系列を差動時空間ブロック符号化のブロック単位でシンボルを加算または減算することで合成し、干渉信号を抽出する第３のステップと、
    を含み、前記既知シンボル系列は、前記送信装置において、差動時空間ブロック符号化で得られる行列が、２行２列の行列であって１行１列目が０、２行１列目が－１、１行２列目が１、２行２列目が０で構成されるように生成されたものであることを特徴とする受信方法。

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