JPWO2005032021A1

JPWO2005032021A1 - 無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法

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Publication number: JPWO2005032021A1
Application number: JP2005514243A
Authority: JP
Inventors: 吉井　勇; 勇吉井; 福岡　将; 将福岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2007-11-15
Also published as: BRPI0414902A; EP1667349A4; KR20060097721A; WO2005032021A1; US20070135049A1; EP1667349A1; US7545873B2; CN1846382A

Abstract

ダイバーシチ効果を高めることができる無線送信装置。この装置では、位相回転部（１０２）によって２６．６°＋１４．０°＝４０．６°の位相回転処理を行うと共に、合成部（１０７）によるＩＱ合成処理とＩＱ分離部（１０８）によるＩＱ分離処理を挟んで、インターリーバ（１０６、１１１）によって２回のインターリーブ処理を行って、マッピング部（１０１）によって得た元の変調シンボルを２ランク以上高い多値変調のシンボルに（例えばＱＰＳＫシンボルから２５６ＱＡＭシンボルに）分散して配置する。

Description

本発明は、特にモジュレーションダイバーシチ方式を用いた無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法に関する。

近年、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いたマルチキャリア通信装置が、マルチパスやフェージングに強く高品質通信が可能なため、高速無線伝送を実現できる装置として注目されている。さらにＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）等の変調シンボルに対して、位相回転とインターリーブを行うことによりダイバーシチ効果を得ることができるモジュレーションダイバーシチ技術を用いることが提案されている。

モジュレーションダイバーシチについては、例えば非特許文献１に記載されている。モジュレーションダイバーシチについて、図１を用いて簡単に説明する。図１では、一例として変調方式としてＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）を用いる場合を示す。送信側では、先ずＩＱ平面にマッピングされたシンボルの位相を所定角度だけ回転させる。次に送信側は、Ｉ（同相）成分、Ｑ（直交）成分用の別々の一様又はランダムインターリーバを用いて、Ｉ成分、Ｑ成分をインターリーブする。これにより逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）後の信号は、インターリーブ前のシンボルのＩ成分とＱ成分が異なるサブキャリアに割り当てられたものとなる。図１においては、Ｉ成分がサブキャリアＢに割り当てられ、Ｑ成分がサブキャリアＡに割り当てられている。

受信側は、先ず高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うことにより、サブキャリアに重畳されたＩ成分及びＱ成分を抽出する。次にデインターリーブを行うことにより、Ｉ成分、Ｑ成分を元の配列に戻す。そして元に戻したＩ成分及びＱ成分のコンスタレーションに基づいてデマッピング処理を行うことにより、受信データを得る。

ここでサブキャリアＡは回線状態が良く、サブキャリアＢは回線状態が悪いとすると、図１に示すように、受信側では、Ｑ成分方向に引っ張られたコンスタレーションとなる。これにより、コンスタレーションでの信号点距離を比較的遠くに保つことができるようになるので、デマッピングの際にパケット内のビットを平均的に正しく復元できるようになる。このように、モジュレーションダイバーシチは、マルチパスフェージングによって各サブキャリアにフェージング変動が生じた場合でも、サブキャリア方向にＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）を分散させて補正を行うのと同様の効果を得ることができる。この結果、変調シンボルが恰もＡＷＧＮ（ＡｄｄｉｔｉｖｅＷｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎＮｏｉｓｅ）通信路を伝送したかのような変動を受けるようになるので、ダイバーシチゲインを得ることができる。

図２にモジュレーションダイバーシチ送信処理を行うマルチキャリア送信装置１０の構成を示すと共に、図３にその信号を受信復調するマルチキャリア受信装置３０の構成を示す。

マルチキャリア送信装置１０は、モジュレーションダイバーシチ変調部１１を有し、送信データをモジュレーションダイバーシチ変調部１１のマッピング部１２に入力する。マッピング部１２はＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｉｐｈａｓｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）や、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の変調方式に応じて、送信データをＩＱ平面上のシンボルにマッピングする。

マッピング後のシンボルは、位相回転部１３において、所定角度だけ位相が回転される。位相が回転されたシンボルは、ＩＱ分離部１４によってＩ成分とＱ成分に分離される。分離されたＩ成分又はＱ成分は、それぞれバッファ１５、１６に一旦蓄積される。バッファ１６に蓄積されたＱ成分は、インターリーバ１７によりインターリーブされた後、合成部１８に送出される。なお、図２では、Ｑ成分をインターリーブする場合について説明するが、Ｉ成分にインターリーブ処理を施すようにしてもよく、さらにはＩ成分とＱ成分の両方にインターリーブ処理を施すようにしてもよい。

合成部１８は、バッファ１５から出力されたＩ成分とインターリーバ１７から出力されたＱ成分を合成することによりコンスタレーションに戻す。これにより、モジュレーションダイバーシチシンボルが得られる。モジュレーションダイバーシチシンボルはシリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１９及び逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２０により所定のサブキャリアに重畳される。つまり、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１９及び逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２０は、モジュレーションダイバーシチシンボルを互いに直交する複数のサブキャリアのいずれかに割り当てて、モジュレーションダイバーシチ変調シンボルによって各サブキャリアを順次変調する。

このようにマルチキャリア送信装置１０においては、インターリーバ１７によってＱ成分をインターリーブしているので、Ｉ成分はあるサブキャリアに固定されるが、Ｑ成分はインターリーブパターンに応じて配置されるサブキャリアが変化するようになる。ＩＦＦＴ処理後の信号は、無線送信部２１によってアナログディジタル変換処理やアップコンバート等の無線送信処理が施された後、アンテナ２２を介して送信される。

マルチキャリア送信装置１０から送信された信号を受信復調するマルチキャリア受信装置３０は、モジュレーションダイバーシチ復調部３１を有する。マルチキャリア受信装置３０は、アンテナ３２で受信した無線信号に対して無線受信部３３によってダウンコンバートやアナログディジタル変換処理等の無線受信処理を施した後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）３４に送出する。ＦＦＴ部３４は各サブキャリアに重畳されたモジュレーションダイバーシチシンボルを抽出する。抽出されたモジュレーションダイバーシチシンボルは位相補償部３５によって伝搬時に生じた位相変動が補償される。位相補償されたモジュレーションダイバーシチシンボルは、モジュレーションダイバーシチ復調部３１のＩＱ分離部３６に送出される。

ＩＱ分離部３６は、各シンボルをＩ成分とＱ成分に分離する。そしてＩＱ分離部３６は、分離した成分のうち送信側でインターリーブされなかった方の成分をバッファ３７を介してそのまま合成部４０に送出すると共に、送信側でインターリーブされた方の成分をバッファ３８を介してデインターリーバ３９に送出する。デインターリーバ３９は、インターリーバ１７と逆の処理を行うことにより、インターリーブされた成分を元の配列に戻し、これを合成部４０に送出する。この結果、合成部４０では、合成結果として元のＩ成分とＱ成分の対からなるシンボルが得られる。

位相回転部４１は、合成後のシンボルの位相を、送信側の位相回転部１３と同じ角度だけ逆方向に回転させる。デマッピング部４２は位相回転後のシンボルをデマッピングすることにより受信データを出力する。

ここで図４に、マッピング部１２によってＱＰＳＫ変調を施すと共に、位相回転部１３によって２６．６°の位相回転処理を施した場合の変調シンボルの様子を示す。図４からも明らかなように、変調シンボルは１６ＱＡＭ上の点に２６．６だけ傾いて配置される。

また図５に、合成部１８による合成時のＩ成分とＱ成分の様子を示す。図５における数字「１」〜「４」は、４つのＱＰＳＫシンボルの番号を示す。Ｉ成分はインターリーブされないので変調シンボルのＩ成分は、そのままの順序で合成部１８に入力される。これに対して、Ｑ成分はインターリーブにより順序が並べ替えられて合成部１８に入力される。

ここでマッピング部１２による変調後の４シンボルを、Ｓ^０−［Ｓ_１ ^０Ｓ_２ ^０Ｓ_３ ^０Ｓ_４ ^０］＝［（１１），（−１１），（１ −１），（−１ −１）］と表現する。但し、下付の添え字「１」〜「４」はＱＰＳＫにより得られる４つのシンボルそれぞれを示すものとし、上付きの添え字「０」は送信シンボルを示すものとする。そして例えばシンボル１をＩ成分及びＱ成分を用いて、Ｓ_１ ^０＝（Ｓ_１Ｉ ^０，Ｓ_１Ｑ ^０）のように表現するものとする。

図５に示すようなインターリーブパターンでＱ成分をインターリーブした場合、合成部１８によって得られるシンボルＳは、Ｓ＝［（Ｓ_１ｌ ^０，Ｓ_４Ｑ ^０），（Ｓ_２ｌ ^０，Ｓ_１Ｑ ^０），（Ｓ_３ｌ ^０，Ｓ_２Ｑ ^０），（Ｓ_４ｌ ^０，Ｓ_３Ｑ ^０）］＝［（１１ −１ −１），（−１１１１），（１ −１ −１１），（−１ −１１ −１）］と表現できる。これは、インターリーブパターンに応じて１６ＱＡＭ上の点のうちのいずれかを送信することに相当する。

受信側では、送信側で図５のインターリーブパターンを用いたとすると、もともとの１シンボル目は、受信した１シンボル目と２シンボル目で伝送されているので、もともとの１シンボル目を得るには、受信シンボルをＩ成分とＱ成分に分離し、そのうちＱ成分をデインターリーブし、もともとの１シンボル目を合成により得るようにすればよい。ここで受信されるシンボルを、Ｓ^ｒ１＝Ｓ_１ ^ｒ１，Ｓ_２ ^ｒ１，Ｓ_３ ^ｒ１，Ｓ_４ ^ｒ１と表現したとき（但し、下付の添え字「１」〜「４」はそれぞれ異なるシンボルを示し、上付きの添え字ｒ１は受信シンボルを示す）の、もともとの１シンボルを合成によって得る場合のコンスタレーションを、図６に示す。図６の４点が受信候補点となる。なお図６では、｜Ｓ_１Ｉ ^ｒ１｜と｜Ｓ_２Ｑ ^ｒ１｜の長さをほぼ等しく示したが、実際にはシンボルの受けるフェージング等の違いにより長さは異なり、図の４点は平行四辺形となる。

このように、もともとの１シンボルの各成分を異なるシンボルで伝送することで、受信側で元に戻したシンボルの各成分の両方が小さくなってしまうことを回避することがモジュレーションダイバーシチ方式の特徴である。特にＯＦＤＭに用いると、各サブキャリアが異なるフェージングを受けるので、大きなダイバーシチゲインを得ることができるようになる。
Ｓｉｇｎａｌｓｐａｃｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙ：ａｐｏｗｅｒ−ａｎｄｂａｎｄｗｉｄｔｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄｉｖｅｒｓｉｔｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｔｈｅＲａｙｌｅｉｇｈｆａｄｉｎｇｃｈａｎｎｅｌＢｏｕｔｒｏｓ，Ｊ．；Ｖｉｔｅｒｂｏ，Ｅ．；ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ，Ｖｏｌｕｍｅ：４４Ｉｓｓｕｅ：４，Ｊｕｌ１９９８，Ｐａｇｅ（ｓ）ｚ：１４５３−１４６７

ところで、上述したようなモジュレーションダイバーシチでは、もともとのシンボルのＩ成分とＱ成分のうち、どちらかの成分のゲインがある程度維持されていれば、元のデータを正しく復元できる可能性が高くなる。例えば、図５に示すように、シンボル１のＩ成分がサブキャリア１に配置され、Ｑ成分がサブキャリア２に配置された状況では、サブキャリア１の回線品質が悪くてもサブキャリア２の回線品質が良ければ、シンボル１の判定誤りを小さくすることができる。同様に、シンボル２について見れば、Ｉ成分が配置されたサブキャリア２とＱ成分が配置されたサブキャリア３のいずれかの回線品質が良ければ、シンボル２の判定誤りを小さくすることができる。

しかし、サブキャリア１とサブキャリア２の回線品質の両方が悪い場合には、シンボル１の判定誤りは大きくなり、同様に、サブキャリア２とサブキャリア３の回線品質の両方が悪い場合には、シンボル２の判定誤りは大きくなる。

本発明の目的は、モジュレーションダイバーシチ送信処理を行うにあたって、一段とダイバーシチ効果を高めることができる無線送信装置及び無線送信方法を提供することである。

本発明では、モジュレーションダイバーシチ処理を行うにあたって、もともとのシンボルを２ランク以上高い多値数の信号点に配置するように位相回転処理を施すと共に、Ｉ成分及び又はＱ成分に対して複数回のインターリーブ処理を施す。

本発明の無線送信装置は、変調シンボルの位相を回転させて前記変調シンボルの信号点を２ランク以上高い多値変調の信号点に配置する位相回転手段と、位相回転後の前記変調シンボルのＩ成分及び又はＱ成分に対して複数回のインターリーブ処理を施す複数のインターリーバとを具備する構成を採る。

この構成によれば、もとの変調シンボルが２ランク以上高い多値数のシンボルに分散されて配置されるようになるので、ダイバーシチ効果を高めることができるようになる。例えばもとの変調シンボルがＱＰＳＫシンボルの場合には、これが２５６ＱＡＭ以上の多値数のシンボルに分散されて配置される。

本発明の無線送信装置は、送信データをＩ成分及びＱ成分からなる変調シンボルにマッピングする変調手段と、変調シンボルの位相を所定角度回転させて前記変調シンボルの信号点を２ランク高い多値変調の信号点に配置する位相回転手段と、位相回転後の変調シンボルを、所定角度回転させたＩＱ軸を基準にして、Ｉ成分とＱ成分とに分離する第１のＩＱ分離手段と、前記第１のＩＱ分離手段により分離されたＩ成分及び又はＱ成分をインターリーブする第１のインターリーバと、前記第１のインターリーバから出力されたＩ成分とＱ成分とを合成する第１のＩＱ合成手段と、前記第１のＩＱ合成手段により得られた変調シンボルをＩ成分とＱ成分とに分離する第２のＩＱ分離手段と、前記第２のＩＱ分離手段により分離されたＩ成分及び又はＱ成分をインターリーブする第２のインターリーバと、前記第２のインターリーバから出力されたＩ成分とＱ成分とを合成する第２のＩＱ合成手段と、前記第２のＩＱ合成手段により得られたシンボルを送信する送信手段とを具備する構成を採る。

この構成によれば、先ず、位相回転手段によって、もともとの変調シンボルが、変調多値数が２ランク高い信号点上に配置される。すなわち変調シンボルがＱＰＳＫであれば２５６ＱＡＭ上に所定角度だけ傾いて配置される。次に、第１のＩＱ分離手段によって２５６ＱＡＭ上で所定角度傾いた１６ＱＡＭ上に存在するＱＰＳＫシンボルのＩ成分とＱ成分が分離され、これが第１のインターリーバによってインターリーブされ、第１のＩＱ合成手段で合成されることにより、もともとのＱＰＳＫシンボルが２５６ＱＡＭ上で所定角度傾いた１６ＱＡＭ上に分散される。次に、第２のＩＱ分離手段で分離されたＩＱ成分が第２のインターリーバによってインターリーブされ、第２のＩＱ合成手段で合成されることにより、もともとのＱＰＳＫシンボルが２５６ＱＡＭ上に分散される。この結果、もともとの変調シンボルは、変調多値数が２ランク上の信号点上に分散して配置されるので、大きなダイバーシチ効果を得ることができるようになる。例えばＱＰＳＫシンボルについては、従来のモジュレーションダイバーシチが２シンボル分のダイバーシチゲインを得ることができるのに対して、最大で４シンボル分のダイバーシチゲインを得ることができるようになる。

本発明の無線送信装置は、送信データをＩ成分及びＱ成分からなる変調シンボルにマッピングする変調手段と、前記変調シンボルの位相を所定角度回転させて変調シンボルの信号点を１ランク高い多値変調の信号点に配置する第１の位相回転手段と、位相回転後の変調シンボルをＩ成分とＱ成分とに分離する第１のＩＱ分離手段と、前記第１のＩＱ分離手段により分離されたＩ成分及び又はＱ成分をインターリーブする第１のインターリーバと、前記第１のインターリーバから出力されたＩ成分とＱ成分とを合成する第１のＩＱ合成手段と、第１のＩＱ合成手段により得られた変調シンボルの位相を所定角度回転させて当該変調シンボルの信号点を１ランク高い多値変調の信号点に配置する第２の位相回転手段と、位相回転後の変調シンボルをＩ成分とＱ成分とに分離する第２のＩＱ分離手段と、前記第２のＩＱ分離手段により分離されたＩ成分及び又はＱ成分をインターリーブする第２のインターリーバと、前記第２のインターリーバから出力されたＩ成分とＱ成分とを合成する第２のＩＱ合成手段と、前記第２のＩＱ合成手段により得られたシンボルを送信する送信手段とを具備する構成を採る。

この構成によれば、先ず、第１の位相回転手段によって、もともとの変調シンボルが、変調多値数が１ランク高い信号点上に配置される。すなわち変調シンボルがＱＰＳＫであれば１６ＱＡＭ上に所定角度だけ傾いて配置される。次に、第１のＩＱ分離手段によって分離されたＩ成分及び又はＱ成分が第１のインターリーバによってインターリーブされ、第１のＩＱ合成手段で合成されることにより、もともとのＱＰＳＫシンボルが１６ＱＡＭ上に分散される。次に、第２の位相回転手段によって、１６ＱＡＭシンボルが、変調多値数が１ランク高い信号点上に傾いて配置される。すなわち１６ＱＡＭシンボルが２５６ＱＡＭ上に所定角度だけ傾いて配置される。次に、第２のＩＱ分離手段によって分離されたＩ成分及び又はＱ成分が第２のインターリーバによってインターリーブされ、第２のＩＱ合成手段で合成されることにより、もともとのＱＰＳＫシンボルが２５６ＱＡＭ上に分散される。この結果、もともとの変調シンボルは、変調多値数が２ランク上の信号点上に分散して配置されるので、大きなダイバーシチ効果を得ることができるようになる。例えばＱＰＳＫシンボルについては、従来のモジュレーションダイバーシチが２シンボル分のダイバーシチゲインを得ることができるのに対して、最大で４シンボル分のダイバーシチゲインを得ることができるようになる。

本発明の無線送信装置は、前記変調手段が、ＱＰＳＫ変調を行い、前記位相回転手段が、２６．６°＋１４．０°位相を回転させ、前記第１のＩＱ分離手段が、１４．０°傾いたＩＱ軸を基準にしてＩ成分とＱ成分とに分離する構成を採る。

この構成によれば、ＱＰＳＫシンボルから２５６ＱＡＭのモジュレーションダイバーシチシンボルを得ることができるようになる。

本発明の無線送信装置は、前記変調手段が、ＢＰＳＫ変調を行い、前記位相回転手段が、４５．０°＋２６．６°位相を回転させ、前記第１のＩＱ分離手段が、２６．６°傾いたＩＱ軸を基準にしてＩ成分とＱ成分とに分離する構成を採る。

この構成によれば、ＢＰＳＫシンボルから１６ＱＡＭのモジュレーションダイバーシチシンボルを得ることができるようになる。

本発明の無線送信装置は、前記変調手段が、ＱＰＳＫ変調を行い、前記第１の位相回転手段は２６．６°位相を回転させると共に、前記第２の位相回転手段は１４．０°位相を回転させる構成を採る。

本発明の無線送信装置は、前記変調手段が、ＢＰＳＫ変調を行い、前記第１の位相回転手段は４５．０°位相を回転させると共に、前記第２の位相回転手段は２６．６°位相を回転させる構成を採る。

本発明の無線送信装置は、前記送信手段が、前記第２のＩＱ合成手段により得られたシンボルを互いに直交する複数のサブキャリアのいずれかに割り当て、割り当てたシンボルによって各サブキャリアを変調して送信する構成を採る。

この構成によれば、本発明のモジュレーションダイバーシチによりもともとのシンボルが２ランク以上の多値数が大きいシンボルに分散され、そのシンボルが複数のサブキャリアに分散されて送信されるので、あるサブキャリアの回線品質が劣悪でももともとのシンボルが誤りなく伝送される確率を高めることができる。

本発明の無線受信装置は、受信信号をＩ成分とＱ成分とに分離するＩＱ分離手段と、分離されたＩ成分及び又はＱ成分に対してデインターリーブ処理を施すデインターリーバと、デインターリーブ後の各成分を合成するＩＱ合成手段と、前記ＩＱ合成手段により合成されたシンボルの位相を所定角度回転させる位相回転手段と、位相回転後のシンボルにおけるビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ）を算出し、そのビット毎のＬＬＲ値をＩ成分とＱ成分に分離し、Ｉ成分及び又はＱ成分のビット毎のＬＬＲ値に対してデインターリーブ処理を施し、デインターリーブ後のＩ成分とＱ成分のＬＬＲ値を合成するＬＬＲ合成手段と、ＬＬＲ合成されたシンボルをデマッピングして受信データを得る復調手段とを具備する構成を採る。

この構成によれば、ＩＱ合成手段により得られる、もともとの変調シンボルよりも１ランク変調多値数の大きいシンボルは、シンボル毎にフェージングの受け方が異なるため、コンスタレーションが正方形とならない。しかし、ＬＬＲ合成手段により、シンボルにおけるビット毎のＬＬＲ値を用いてＬＬＲ合成することでもともとのシンボルのＩ成分、Ｑ成分の情報を合成した後、復調するようにしたので、もとのシンボルを良好に復元して復調できるようになる。

本発明によれば、ダイバーシチ効果を向上させることができる。

モジュレーションダイバーシチの説明に供する図従来のモジュレーションダイバーシチ方式を適用したマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図従来のマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図位相回転後の変調シンボルの配置を示す図合成時のＩ成分とＱ成分の様子を示す図もともとの１シンボルを合成によって得る場合のコンスタレーションを示す図本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図位相回転後のＱＰＳＫシンボルの配置を示す図合成部１０７による合成時のＩ成分とＱ成分の様子を示す図合成後のシンボル配置を示す図合成部１１２による合成時のＩ成分とＱ成分の様子を示す図合成後のシンボル配置を示す図本発明の実施の形態２に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図１６ＱＡＭのコンスタレーションを示す図ビット毎のＬＬＲ計算の説明に供する図ＬＬＲ計算の説明に供する図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図７に、本発明を適用したマルチキャリア送信装置の構成を示す。マルチキャリア送信装置１００は、送信データを変調手段としてのマッピング部１０１に入力する。マッピング部１０１はＱＰＳＫ変調を行うことにより、ＩＱ平面上の４つの信号点のいずれかに送信データをマッピングする。

マッピング後のシンボルは、位相回転部１０２において、２６．６°＋１４．０°＝４０．６°位相が回転される。これにより、４つのＱＰＳＫシンボルは、図８に示すように、２５６ＱＡＭシンボル上に４０．６だけ傾いて配置される。

位相が回転されたシンボルは、ＩＱ分離部１０３によってＩ成分とＱ成分に分離される。ここでＩＱ分離部１０３は、通常のＩＱ軸から１４．０°傾いたＩＱ軸を基準にしてＩ成分とＱ成分を分離する。具体的には、図８に示す通常のＩＱ軸を１４．０°傾け、そのＩＱ軸に対するＩ成分とＱ成分を分離する（これを変形ＩＱ分離と呼ぶ）。

分離されたＩ成分、Ｑ成分は、それぞれバッファ１０４、１０５に一旦蓄積される。バッファ１０５に蓄積されたＱ成分は、インターリーバ１０６によりインターリーブされた後、合成部１０７に送出される。

図９に、合成部１０７による合成時のＩ成分とＱ成分の様子を示す。図９における数字「１」〜「４」は、４つのＱＰＳＫシンボルの番号を示す。Ｉ成分はインターリーブされないので変調シンボルのＩ成分は、そのままの順序で合成部１０７に入力される。これに対して、変調シンボルのＱ成分は、インターリーブにより順序が並べ替えられて合成部１０７に入力される。

合成部１０７は、バッファ１０４から出力されたＩ成分とインターリーバ１０６から出力されたＱ成分を合成することによりコンスタレーションに戻す。これにより、合成部１０７から出力される合成後のシンボルは、図１０に示すように、ＩＱ軸から２６．６°傾いた１６ＱＡＭの信号点配置となる。合成により得られたシンボルは、ＩＱ分離部１０８に送出される。

ＩＱ分離部１０８は、入力されたシンボルをＩ成分とＱ成分に分離する。ここでＩＱ分離部１０８は、上述したＩＱ分離部１０３とは異なり、変形ＩＱ分離ではなく通常のＩＱ分離を行う。分離されたＩ成分、Ｑ成分は、それぞれバッファ１０９、１１０に一旦蓄積される。バッファ１１０に蓄積されたＱ成分は、インターリーバ１１１により２回目のインターリーブ処理が施された後、合成部１１２に送出される。

図１１に、合成部１１２による合成時のＩ成分とＱ成分の様子を示す。ここではインターリーバ１１１のインターリーブパターンとして、１番目に入力された信号を３番目に出力し、２番目に入力された信号を１番目に出力し、３番目に入力された信号を４番目に出力し、４番目に入力された信号を２番目に出力するパターンが設定されているものとする。因みに、上述した１つ目のインターリーバ１０６のインターリーブパターンは、図９からも分かるように、１番目に入力された信号を２番目に出力し、２番目に入力された信号を３番目に出力し、３番目に入力された信号を４番目に出力し、４番目に入力された信号を１番目に出力するパターンが設定されている。

図１１における数字「１」〜「４」は、４つのＱＰＳＫシンボルの番号を示す。ここで、１回目のインターリーブ後の信号（すなわち合成部１０７による合成前の信号）を、Ｓ^１＝［（Ｓ_１Ｉ ^０，Ｓ_４Ｑ ^０），（Ｓ_２Ｉ ^０，Ｓ_１Ｑ ^０），（Ｓ_３Ｉ ^０，Ｓ_２Ｑ ^０），（Ｓ_４Ｉ ^０，Ｓ_３Ｑ ^０）］と表すと、２回目のインターリーブ後の信号（すなわち合成部１１２による合成前の信号）は、Ｓ^２＝［（Ｓ_１ｌ ^１，Ｓ_２Ｑ ^１），（Ｓ_２ｌ ^１，Ｓ_４Ｑ ^１），（Ｓ_３ｌ ^１，Ｓ_１Ｑ ^１），（Ｓ_４ｌ ^１，Ｓ_３Ｑ ^１）］と表すことができる。ここで例えばＳ_１ｌ ^１は、図１１からも明らかなように、もともとのＱＰＳＫシンボル１と４の成分をもっている。同様に、Ｓ_２Ｑ ^１はもともとのＱＰＳＫシンボル２と１の成分をもっている。

但し、上記表現において、下付の添え字「１」〜「４」はＱＰＳＫにより得られる４つのシンボルそれぞれを示し、上付きの添え字「０」は送信シンボルを示し、上付きの添え字「１」は１回目のインターリーブ処理が施された後の信号を示すものとする。例えばマッピング部１０１によるマッピング処理後のシンボル１は、Ｉ成分及びＱ成分を用いて、Ｓ_１ ^０＝（Ｓ_１Ｉ ^０，Ｓ_１Ｑ ^０）のように表現されるものとする。

合成部１１２は、バッファ１０９から出力されたＩ成分とインターリーバ１１１から出力されたＱ成分を合成することによりコンスタレーションに戻す。これにより、合成部１１２から出力される合成後のシンボルは、図１２に示すように、２５６ＱＡＭの信号点配置となる。このように、２回のモジュレーションダイバーシチ処理が施されたモジュレーションダイバーシチシンボルが得られる。

このモジュレーションダイバーシチシンボルはシリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１１３及び逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１１４により所定のサブキャリアに重畳される。つまり、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１１３及び逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１１４は、モジュレーションダイバーシチシンボルを互いに直交する複数のサブキャリアのいずれかに割り当てて、モジュレーションダイバーシチシンボルによって各サブキャリアを順次変調する。ＩＦＦＴ処理後の信号は、無線送信部１１５によってアナログディジタル変換処理やアップコンバート等の無線送信処理が施された後、アンテナ１１６を介して送信される。

次に、本実施の形態のマルチキャリア送信装置１００の動作及び効果について説明する。マルチキャリア送信装置１００においては、上述したように位相回転部１０２による２６．６°＋１４．０°＝４０．６°の位相回転処理を行うと共に、合成部１０７によるＩＱ合成処理とＩＱ分離部１０８によるＩＱ分離処理を挟んで、２回のインターリーブ処理を行うようにしたことにより、ＱＰＳＫシンボルのＩＱ成分を２５６ＱＡＭの信号点上に分散して配置することができるようになる。この結果、ＱＰＳＫシンボルについて、従来のモジュレーションダイバーシチが２シンボル分のダイバーシチゲインを得ることができるのに対して、最大で４シンボル分のダイバーシチゲインを得ることができるようになる。

例えば図１１に示すように、サブキャリア１には３番目のＱＰＳＫシンボルを除く３シンボル分の成分が配置され、サブキャリア２、３には４シンボル全ての成分が配置され、サブキャリア４には１番目のＱＰＳＫシンボルを除く３シンボル分の成分が配置されるようになる。図５に示したように各サブキャリアに２シンボル分の成分しか配置できない従来のモジュレーションダイバーシチ方式と比較すると、ダイバーシチ効果が格段に向上することが分かる。

例えば、本実施の形態では、サブキャリア２の回線品質が良ければそれ以外のサブキャリアの回線品質が悪くても、サブキャリア２に４つのシンボル全ての成分が含まれているので、全てのシンボルの判定誤り特性をある一定以上に維持できる。これに対して、図５に示すような従来のモジュレーションダイバーシチでは、サブキャリア２の回線品質が良くてもそれ以外のサブキャリアの回線品質が悪いと、２つのシンボル１、２の判定誤り特性はある一定以上に維持できるが、２つのシンボル３、４の判定誤り特性を維持することはできなくなる。

かくして本実施の形態によれば、位相回転部１０２による２６．６°＋１４．０°＝４０．６°の位相回転処理を行うと共に、合成部１０７によるＩＱ合成処理とＩＱ分離部１０８によるＩＱ分離処理を挟んで、２回のインターリーブ処理を行うようにしたことにより、モジュレーションダイバーシチ効果の向上したマルチキャリア送信装置１００を実現できる。

（実施の形態２）
図７との対応部分に同一符号を付して示す図１３に、本実施の形態のマルチキャリア送信装置の構成を示す。マルチキャリア送信装置２００は、位相回転部２０１及びＩＱ分離部２０２の構成が異なることと、位相回転部２０３を有することを除いて、実施の形態１のマルチキャリア送信装置１００と同様の構成でなる。

位相回転部２０１は、マッピング後のＱＰＳＫシンボルに対して２６．６°の位相回転処理を施す。これにより、４つのＱＰＳＫシンボルは、図４に示すように、１６ＱＡＭシンボル上に２６．６°だけ傾いて配置される。

ＩＱ分離部２０２は、実施の形態１のＩＱ分離部１０３が変形ＩＱ分離を行ったのに対して、通常のＩＱ分離を行う。すなわち、マルチキャリア送信装置２００においては、合成部１０７までの処理を従来のモジュレーションダイバーシチと同様の処理を行う。

位相回転部２０３は、合成部１０７から出力されたシンボルの位相を、１４．０°回転させる。これにより、図１０に示すように、１６ＱＡＭのシンボルが２５６ＱＡＭの信号点上に１４．０°だけ配置されるようになる。以下の処理は、実施の形態１と同様である。

つまり、実施の形態１では位相回転部１０２によって２６．６°＋１４．０°＝４０．６の位相回転処理を行うことでＱＰＳＫシンボルを一気に２５６ＱＡＭ上の信号点に傾けて配置し、ＩＱ分離部１０３で変形ＩＱ分離を行ったのに対して、この実施の形態では２つの位相回転部２０１、２０３を設けてＱＰＳＫシンボルを順次１６ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ上に所定角度だけ傾けて配置してインターリーブ処理を施すようになっている。

かくして本実施の形態によれば、変調シンボルの位相を２６．６°回転させる第１の位相回転部２０１と、第１のＩＱ分離部２０２と、第１のインターリーバ１０６と、第１のＩＱ合成部１０７と、合成されて得られたシンボルを１４．０°回転させる第２の位相回転部２０３と、第２のＩＱ分離部１０８と、第２のインターリーバ１１１と、第２のＩＱ合成部１１２と、第２のＩＱ合成部１１２により得られたシンボルを送信する送信部とを設けたことにより、実施の形態１と同様にモジュレーションダイバーシチ効果の向上したマルチキャリア送信装置２００を実現できる。

（実施の形態３）
この実施の形態では、実施の形態１や実施の形態２で説明したマルチキャリア送信装置からの信号を受信復調するマルチキャリア受信装置について提案する。図１４に、本実施の形態のマルチキャリア受信装置の構成を示す。

マルチキャリア受信装置３００は、アンテナ３０１で受信した無線信号に対して無線受信部３０２によってダウンコンバートやアナログディジタル変換処理等の無線受信処理を施した後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）３０３に送出する。ＦＦＴ部３０３は各サブキャリアに重畳されたモジュレーションダイバーシチシンボルを抽出する。抽出されたモジュレーションダイバーシチシンボルは位相補償部３０４によって伝搬時に生じた位相変動が補償される。位相補償されたモジュレーションダイバーシチシンボルは、ＩＱ分離部３０５に送出される。

ＩＱ分離部３０５は、各シンボルをＩ成分とＱ成分に分離する。そしてＩＱ分離部３０５は、分離した成分のうちＩ成分をバッファ３０６を介してそのまま合成部３０９に送出すると共に、Ｑ成分をバッファ３０７を介してデインターリーバ３０８に送出する。デインターリーバ３０８は、インターリーバ１１１（図７、図１３）と逆の処理を行うことにより、２回目のインターリーブでインターリーブされたＱ成分を元の配列に戻し、これを合成部３０９に送出する。この結果、合成部３０９では、合成結果として１６ＱＡＭのシンボルが形成される。合成部３０９の出力は位相回転部３１０に送出される。

位相回転部３１０は、入力された１６ＱＡＭシンボルに対して、−１４．０°位相を回転させる。これにより、位相が２６．６°回転された１６ＱＡＭのシンボルが得られる。この１６ＱＡＭシンボルは、ＬＬＲ合成部３３０のＬＬＲ計算部３１２に送出される。

ＬＬＲ計算部３１２は、入力した１６ＱＡＭシンボルの対数尤度比（すなわちＬＬＲ：ＬｏｇＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄＲａｔｉｏ）値を４ビット分求め、このＬＬＲ値を分離部３１１に送出する。ＬＬＲ計算部３１２の処理について具体的に説明する。ＬＬＲ計算部３１２に入力される１６ＱＡＭのシンボルは以下の例で説明される。ここでＱＰＳＫのデータ（マッピング部１０１のデータ）を、（０，０）、（１，０）、（０，１）、（１，１）とし、図９に示すようなインターリーブパターンを用いたとすると、モジュレーションダイバーシチ合成後の出力は、図１５に示すようなコンスタレーションで表されるどこかの点となる。図９のインターリーブパターンを用いたとすると、１シンボル目は（０，０，１，１）となり、２シンボル目は（１，０，０，０）となり、３シンボル目は（０，１，１，０）となり、４シンボル目は（１，１，０，１）となる。

ＬＬＲ計算部３１２はＬＬＲをビット毎に計算する。１シンボル目のＬＬＲ計算について考える。図１６に、ビット毎のＬＬＲ計算の様子を示す。図１６において、○は０又は１の候補点を示し、●は受信点を示す。図からも明らかなように、１ビット目と２ビット目はＩ軸方向に候補点を置いて受信点と候補点との間でＬＬＲ計算を行ってビットの値（１または０）を求める。３ビット目と４ビット目は軸方向に候補点を置いて受信点と候補点との間でＬＬＲ計算を行ってビットの値を求める。ＬＬＲ計算は、周知のように、図１７に示すように、雑音確率密度をＰ、原点から「０」の候補点までの距離をＡ、「１」の候補点までの距離を−Ａ、受信点をｘとし、雑音分散をσ^２とすると、次式に示すようにして行う。

ここで、１ビット目と３ビット目、２ビット目と４ビット目が対になっているので、分離部３１１で各ビットのＬＬＲ値を分離した後、３ビット目、４ビット目をそれぞれデインターリーバ３１７、３１８でデインターリーブして、１ビット目とインターリーブ後の３ビット目を合成部３１９で合成すると共に、２ビット目とインターリーブ後の４ビット目を合成部３２０で合成する。これにより、ＱＰＳＫシンボルが得られ、このＱＰＳＫシンボルがデマッピング部３２１によりデマッピングされて、受信データが得られる。

次に、本実施の形態のマルチキャリア受信装置３００の動作及び効果について説明する。マルチキャリア受信装置３００は、まずＩＱ分離部３０５、デインターリーバ３０８及び合成部３０９によって、従来のモジュレーションダイバーシチの復調と同様の復調処理を行うことにより、１６ＱＡＭのシンボルを形成する。

ところで、この際、シンボル毎にフェージングの受け方が異なるため、コンスタレーションが正方形とならない。そのため、従来と同様の復調処理では２回目の復調処理を行うことができない。そこで、マルチキャリア受信装置３００においては、ＬＬＲ計算部３１２によってビット毎の尤度を算出し、分離部３１１によってビット毎の尤度を分離する。そしてＬＬＲ合成処理を行うことにより、もとの変調シンボル（この実施の形態の場合にはＱＰＳＫシンボル）のＩ成分、Ｑ成分を得る。これにより、送信側で複数回のモジュレーションダイバーシチ処理を行って送信したシンボルから元の変調シンボルを復元することができるようになる。

かくして本実施の形態によれば、ＬＬＲ合成部３３０を設けるようにしたことにより、複数回のモジュレーションダイバーシチ処理が施された受信信号から元の変調シンボルを良好に復元して受信信号を復調することができるようになる。

なお上記各実施の形態では、Ｑ成分をインターリーブする場合について説明したが、Ｉ成分をインターリーブするようにしてもよく、さらにはＩ成分とＱ成分の両方をインターリーブするようにしてもよい。

また上記実施の形態１では、マッピング部１０１でＱＰＳＫ変調処理を行い、位相回転部１０２で２６．６°＋１４．０°位相を回転させ、ＩＱ分離部１０３で１４．０°傾いたＩＱ軸を基準にしてＩ成分とＱ成分を分離することにより、ＱＰＳＫシンボルから２５６ＱＡＭのモジュレーションダイバーシチシンボルを得るようにした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、マッピング部１０１でＢＰＳＫ変調処理を行い、位相回転部１０２で４５．０°＋２６．６°位相を回転させ、ＩＱ分離部１０３で２６．６°傾いたＩＱ軸を基準にしてＩ成分とＱ成分を分離すれば、ＢＰＳＫシンボルから１６ＱＡＭのモジュレーションダイバーシチシンボルを得ることができるようになる。

同様に上記実施の形態２では、マッピング部１０１でＱＰＳＫ変調処理を行い、位相回転部２０１で２６．６°位相を回転させると共に、位相回転部２０３で１４．０°位相を回転させることにより、ＱＰＳＫシンボルから２５６ＱＡＭのモジュレーションダイバーシチシンボルを得るようにした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、マッピング部１０１でＢＰＳＫ変調処理を行い、位相回転部２０１で４５．０°位相を回転させると共に、位相回転部２０３で２６．６°位相を回転させれば、ＢＰＳＫシンボルから１６ＱＡＭのモジュレーションダイバーシチシンボルを得ることができるようになる。

また上記各実施の形態では、位相回転角として具体的な数値を挙げて説明したが、一般的に、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどの多値数が偶数のものについては、モジュレーションダイバーシチ変調を行うための各変調方式における位相回転角は、次式で表わされる。

ｔａｎ（θ）＝１／ｎ（ｎは多値数） …（２）
よって、本発明において、元の変調シンボルを２ランク以上高い多値数の信号点に配置するにあたっては、（２）式を考慮して位相回転処理を行うようにすればよい。因みに、上述した実施の形態で用いた、２６．６°はｔａｎ（θ）＝１／２をみたす値であり、１４．０°はｔａｎ（θ）＝１／４をみたす値であり、両方ともに（２）式に準ずる値である。

さらに上記各実施の形態では、本発明を、マルチキャリア送信装置１００、２００に適用した場合について説明したが、本発明はマルチキャリア送信装置に限らず、モジュレーションダイバーシチ処理を行う場合に広く適用することができる。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。

ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本明細書は、２００３年９月３０日出願の特願２００３−３４１６５３に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。

本発明は、例えばＯＦＤＭ通信のようにさらなるモジュレーションダイバーシチ効果の向上が求められる無線通信方式に適用して好適である。

近年、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用いたマルチキャリア通信装置が、マルチパスやフェージングに強く高品質通信が可能なため、高速無線伝送を実現できる装置として注目されている。さらにＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)等の変調シンボルに対して、位相回転とインターリーブを行うことによりダイバーシチ効果を得ることができるモジュレーションダイバーシチ技術を用いることが提案されている。

モジュレーションダイバーシチについては、例えば非特許文献１に記載されている。モジュレーションダイバーシチについて、図１を用いて簡単に説明する。図１では、一例として変調方式としてＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)を用いる場合を示す。送信側では、先ずＩＱ平面にマッピングされたシンボルの位相を所定角度だけ回転させる。次に送信側は、Ｉ（同相）成分、Ｑ（直交）成分用の別々の一様又はランダムインターリーバを用いて、Ｉ成分、Ｑ成分をインターリーブする。これにより逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）後の信号は、インターリーブ前のシンボルのＩ成分とＱ成分が異なるサブキャリアに割り当てられたものとなる。図１においては、Ｉ成分がサブキャリアＢに割り当てられ、Ｑ成分がサブキャリアＡに割り当てられている。

ここでサブキャリアＡは回線状態が良く、サブキャリアＢは回線状態が悪いとすると、図１に示すように、受信側では、Ｑ成分方向に引っ張られたコンスタレーションとなる。これにより、コンスタレーションでの信号点距離を比較的遠くに保つことができるようになるので、デマッピングの際にパケット内のビットを平均的に正しく復元できるようになる。このように、モジュレーションダイバーシチは、マルチパスフェージングによって各サブキャリアにフェージング変動が生じた場合でも、サブキャリア方向にＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）を分散させて補正を行うのと同様の効果を得ることができる。この結果、変調シンボルが恰もＡＷＧＮ(Additive White Gaussian Noise)通信路を伝送したかのような変動を受けるようになるので、ダイバーシチゲインを得ることができる。

マルチキャリア送信装置１０は、モジュレーションダイバーシチ変調部１１を有し、送信データをモジュレーションダイバーシチ変調部１１のマッピング部１２に入力する。マッピング部１２はＢＰＳＫ(Binariphase Phase Shift Keying)や、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)、１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等の変調方式に応じて、送信データをＩＱ平面上のシンボルにマッピングする。

また図５に、合成部１８による合成時のＩ成分とＱ成分の様子を示す。図５における数
字「１」〜「４」は、４つのＱＰＳＫシンボルの番号を示す。Ｉ成分はインターリーブされないので変調シンボルのＩ成分は、そのままの順序で合成部１８に入力される。これに対して、Ｑ成分はインターリーブにより順序が並べ替えられて合成部１８に入力される。

ここでマッピング部１２による変調後の４シンボルを、Ｓ^０＝［Ｓ_１ ^０Ｓ_２ ^０Ｓ_３ ^０Ｓ_４ ^０］＝［（１１），（−１１），（１ −１），（−１ −１）］と表現する。但し、下付の添え字「１」〜「４」はＱＰＳＫにより得られる４つのシンボルそれぞれを示すものとし、上付きの添え字「０」は送信シンボルを示すものとする。そして例えばシンボル１をＩ成分及びＱ成分を用いて、Ｓ_１ ^０＝（Ｓ_１Ｉ ^０，Ｓ_１Ｑ ^０）のように表現するものとする。

図５に示すようなインターリーブパターンでＱ成分をインターリーブした場合、合成部１８によって得られるシンボルＳは、Ｓ＝［（Ｓ_１Ｉ ^０，Ｓ_４Ｑ ^０），（Ｓ_２Ｉ ^０，Ｓ_１Ｑ ^０），（Ｓ_３Ｉ ^０，Ｓ_２Ｑ ^０），（Ｓ_４Ｉ ^０，Ｓ_３Ｑ ^０）］＝［（１１ −１ −１），（−１１１１），（１ −１ −１１），（−１ −１１ −１）］と表現できる。これは、インターリーブパターンに応じて１６ＱＡＭ上の点のうちのいずれかを送信することに相当する。

このように、もともとの１シンボルの各成分を異なるシンボルで伝送することで、受信側で元に戻したシンボルの各成分の両方が小さくなってしまうことを回避することがモジュレーションダイバーシチ方式の特徴である。特にＯＦＤＭに用いると、各サブキャリアが異なるフェージングを受けるので、大きなダイバーシチゲインを得ることができるようになる。
Signal space diversity: a power- and bandwidth-efficient diversity technique for the Rayleigh fading channel Boutros, J.; Viterbo, E.; Information Theory, IEEE Transactions on , Volume: 44 Issue: 4 , Jul 1998 , Page(s)ｚ: 1453 -1467

この構成によれば、ＱＰＳＫシンボルから２５６ＱＡＭのモジュレーションダイバーシ
チシンボルを得ることができるようになる。

ＩＱ分離部１０８は、入力されたシンボルをＩ成分とＱ成分に分離する。ここでＩＱ分離部１０８は、上述したＩＱ分離部１０３とは異なり、変形ＩＱ分離ではなく通常のＩＱ分離を行う。分離されたＩ成分、Ｑ成分は、それぞれバッファ１０９、１１０に一旦蓄積される。バッファ１１０に蓄積されたＱ成分は、インターリーバ１１１により２回目のイ
ンターリーブ処理が施された後、合成部１１２に送出される。

図１１における数字「１」〜「４」は、４つのＱＰＳＫシンボルの番号を示す。ここで、１回目のインターリーブ後の信号（すなわち合成部１０７による合成前の信号）を、Ｓ^１＝［（Ｓ_１Ｉ ^０，Ｓ_４Ｑ ^０），（Ｓ_２Ｉ ^０，Ｓ_１Ｑ ^０），（Ｓ_３Ｉ ^０，Ｓ_２Ｑ ^０），（Ｓ_４Ｉ ^０，Ｓ_３Ｑ ^０）］と表すと、２回目のインターリーブ後の信号（すなわち合成部１１２による合成前の信号）は、Ｓ^２＝［（Ｓ_１Ｉ ^１，Ｓ_２Ｑ ^１），（Ｓ_２Ｉ ^１，Ｓ_４Ｑ ^１），（Ｓ_３Ｉ ^１，Ｓ_１Ｑ ^１），（Ｓ_４Ｉ ^１，Ｓ_３Ｑ ^１）］と表すことができる。ここで例えばＳ_１Ｉ ^１は、図１１からも明らかなように、もともとのＱＰＳＫシンボル１と４の成分をもっている。同様に、Ｓ_２Ｑ ^１はもともとのＱＰＳＫシンボル２と１の成分をもっている。

次に、本実施の形態のマルチキャリア送信装置１００の動作及び効果について説明する。マルチキャリア送信装置１００においては、上述したように位相回転部１０２による２６．６°＋１４．０°＝４０．６°の位相回転処理を行うと共に、合成部１０７によるＩＱ合成処理とＩＱ分離部１０８によるＩＱ分離処理を挟んで、２回のインターリーブ処理を行うようにしたことにより、ＱＰＳＫシンボルのＩＱ成分を２５６ＱＡＭの信号点上に分散して配置することができるようになる。この結果、ＱＰＳＫシンボルについて、従来のモジュレーションダイバーシチが２シンボル分のダイバーシチゲインを得ることができるのに対して、最大で４シンボル分のダイバーシチゲインを得ることができるようになる
。

かくして本実施の形態によれば、変調シンボルの位相を２６．６°回転させる第１の位相回転部２０１と、第１のＩＱ分離部２０２と、第１のインターリーバ１０６と、第１の
ＩＱ合成部１０７と、合成されて得られたシンボルを１４．０°回転させる第２の位相回転部２０３と、第２のＩＱ分離部１０８と、第２のインターリーバ１１１と、第２のＩＱ合成部１１２と、第２のＩＱ合成部１１２により得られたシンボルを送信する送信部とを設けたことにより、実施の形態１と同様にモジュレーションダイバーシチ効果の向上したマルチキャリア送信装置２００を実現できる。

ＬＬＲ計算部３１２は、入力した１６ＱＡＭシンボルの対数尤度比（すなわちＬＬＲ：Log Likelihood Ratio）値を４ビット分求め、このＬＬＲ値を分離部３１１に送出する。ＬＬＲ計算部３１２の処理について具体的に説明する。ＬＬＲ計算部３１２に入力される１６ＱＡＭのシンボルは以下の例で説明される。ここでＱＰＳＫのデータ（マッピング部１０１のデータ）を、（０，０）、（１，０）、（０，１）、（１，１）とし、図９に示すようなインターリーブパターンを用いたとすると、モジュレーションダイバーシチ合成後の出力は、図１５に示すようなコンスタレーションで表されるどこかの点となる。図９のインターリーブパターンを用いたとすると、１シンボル目は（０，０，１，１）となり、２シンボル目は（１，０，０，０）となり、３シンボル目は（０，１，１，０）となり、４シンボル目は（１，１，０，１）となる。

ＬＬＲ計算部３１２はＬＬＲをビット毎に計算する。１シンボル目のＬＬＲ計算について考える。図１６に、ビット毎のＬＬＲ計算の様子を示す。図１６において、○は０又は１の候補点を示し、●は受信点を示す。図からも明らかなように、１ビット目と２ビット目はＩ軸方向に候補点を置いて受信点と候補点との間でＬＬＲ計算を行ってビットの値（１または０）を求める。３ビット目と４ビット目はＱ軸方向に候補点を置いて受信点と候補点との間でＬＬＲ計算を行ってビットの値を求める。ＬＬＲ計算は、周知のように、図１７に示すように、雑音確率密度をＰ、原点から「０」の候補点までの距離をＡ、「１」の候補点までの距離を−Ａ、受信点をｘとし、雑音分散をσ^２とすると、次式に示すよう
にして行う。

同様に上記実施の形態２では、マッピング部１０１でＱＰＳＫ変調処理を行い、位相回転部２０１で２６．６°位相を回転させると共に、位相回転部２０３で１４．０°位相を回転させることにより、ＱＰＳＫシンボルから２５６ＱＡＭのモジュレーションダイバー
シチシンボルを得るようにした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、マッピング部１０１でＢＰＳＫ変調処理を行い、位相回転部２０１で４５．０°位相を回転させると共に、位相回転部２０３で２６．６°位相を回転させれば、ＢＰＳＫシンボルから１６ＱＡＭのモジュレーションダイバーシチシンボルを得ることができるようになる。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

Claims

変調シンボルの位相を回転させて前記変調シンボルの信号点を２ランク以上高い多値変調の信号点に配置する位相回転手段と、
位相回転後の前記変調シンボルのＩ成分及び又はＱ成分に対して複数回のインターリーブ処理を施す複数のインターリーバと、
を具備する無線送信装置。
送信データをＩ成分及びＱ成分からなる変調シンボルにマッピングする変調手段と、
前記変調シンボルの位相を所定角度回転させて前記変調シンボルの信号点を２ランク高い多値変調の信号点に配置する位相回転手段と、
位相回転後の変調シンボルを、所定角度回転させたＩＱ軸を基準にして、Ｉ成分とＱ成分とに分離する第１のＩＱ分離手段と、
前記第１のＩＱ分離手段により分離されたＩ成分及び又はＱ成分をインターリーブする第１のインターリーバと、
前記第１のインターリーバから出力されたＩ成分とＱ成分とを合成する第１のＩＱ合成手段と、
前記第１のＩＱ合成手段により得られた変調シンボルをＩ成分とＱ成分とに分離する第２のＩＱ分離手段と、
前記第２のＩＱ分離手段により分離されたＩ成分及び又はＱ成分をインターリーブする第２のインターリーバと、
前記第２のインターリーバから出力されたＩ成分とＱ成分とを合成する第２のＩＱ合成手段と、
前記第２のＩＱ合成手段により得られたシンボルを送信する送信手段と、
を具備する請求項１に記載の無線送信装置。
前記変調手段は、ＱＰＳＫ変調を行い、
前記位相回転手段は、２６．６°＋１４．０°位相を回転させ、
前記第１のＩＱ分離手段は、１４．０°傾いたＩＱ軸を基準にしてＩ成分とＱ成分とに分離する、
請求項２に記載の無線送信装置。
前記変調手段は、ＢＰＳＫ変調を行い、
前記位相回転手段は、４５．０°＋２６．６°位相を回転させ、
前記第１のＩＱ分離手段は、２６．６°傾いたＩＱ軸を基準にしてＩ成分とＱ成分とに分離する、
請求項２に記載の無線送信装置。
前記送信手段は、前記第２のＩＱ合成手段により得られたシンボルを互いに直交する複数のサブキャリアのいずれかに割り当て、割り当てたシンボルによって各サブキャリアを変調して送信する、
請求項２記載の無線送信装置。
送信データをＩ成分及びＱ成分からなる変調シンボルにマッピングする変調手段と、
前記変調シンボルの位相を所定角度回転させて前記変調シンボルの信号点を１ランク高い多値変調の信号点に配置する第１の位相回転手段と、
位相回転後の変調シンボルをＩ成分とＱ成分とに分離する第１のＩＱ分離手段と、
前記第１のＩＱ分離手段により分離されたＩ成分及び又はＱ成分をインターリーブする第１のインターリーバと、
前記第１のインターリーバから出力されたＩ成分とＱ成分とを合成する第１のＩＱ合成手段と、
前記第１のＩＱ合成手段により得られた変調シンボルの位相を所定角度回転させて当該変調シンボルの信号点を１ランク高い多値変調の信号点に配置する第２の位相回転手段と、
位相回転後の変調シンボルをＩ成分とＱ成分とに分離する第２のＩＱ分離手段と、
前記第２のＩＱ分離手段により分離されたＩ成分及び又はＱ成分をインターリーブする第２のインターリーバと、
前記第２のインターリーバから出力されたＩ成分とＱ成分とを合成する第２のＩＱ合成手段と、
前記第２のＩＱ合成手段により得られたシンボルを送信する送信手段と、
を具備する請求項１に記載の無線送信装置。
前記変調手段は、ＱＰＳＫ変調を行い、
前記第１の位相回転手段は２６．６°位相を回転させると共に、前記第２の位相回転手段は１４．０°位相を回転させる、
請求項６に記載の無線送信装置。
前記変調手段は、ＢＰＳＫ変調を行い、
前記第１の位相回転手段は４５．０°位相を回転させると共に、前記第２の位相回転手段は２６．６°位相を回転させる、
請求項６に記載の無線送信装置。
前記送信手段は、前記第２のＩＱ合成手段により得られたシンボルを互いに直交する複数のサブキャリアのいずれかに割り当て、割り当てたシンボルによって各サブキャリアを変調して送信する、
請求項６に記載の無線送信装置。
受信信号をＩ成分とＱ成分とに分離するＩＱ分離手段と、
分離されたＩ成分及び又はＱ成分に対してデインターリーブ処理を施すデインターリーバと、
デインターリーブ後の各成分を合成するＩＱ合成手段と、
前記ＩＱ合成手段により合成されたシンボルの位相を所定角度回転させる位相回転手段と、
位相回転後のシンボルにおけるビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ）を算出し、そのビット毎のＬＬＲ値をＩ成分とＱ成分に分離し、Ｉ成分及び又はＱ成分のビット毎のＬＬＲ値に対してデインターリーブ処理を施し、デインターリーブ後のＩ成分とＱ成分のＬＬＲ値を合成するＬＬＲ合成手段と、
ＬＬＲ合成されたシンボルをデマッピングして受信データを得る復調手段と、
を具備する無線受信装置。
送信データに対してモジュレーションダイバーシチ処理を施して送信する無線送信方法であって、
送信データを変調シンボルにマッピングするステップと、
前記変調シンボルの位相を回転させて前記変調シンボルの信号点を２ランク以上高い多値変調の信号点に配置するステップと、
位相回転後の前記変調シンボルのＩ成分及び又はＱ成分に対して複数回のインターリーブ処理を施すステップと、
を含むことを特徴とする無線送信方法。