JPWO2005078978A1 - 送信装置、受信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

無線通信におけるデータ伝送効率を向上させる。時空間ブロック符号信号（１０３、１０４）を送信する際に、送信データに応じて時空間ブロック符号信号（１０３、１０４）のパターンを変えるようにする。これにより、時空間ブロック符号信号（１０３、１０４）によって得られる品質の良いデータ伝送を行うことができるといった効果に加えて、時空間ブロック符号信号（１０３、１０４）のパターンによってデータを伝送できるので、データ伝送効率を向上させることができるようになる。

Description

本発明は、無線通信において周波数利用効率を向上させる技術に関する。

従来、無線通信において周波数利用効率を向上させるための技術として、例えば、時空間ブロック符号のように、複数のアンテナを用いてブロック単位のシンボルを送信するものが知られている。この技術は、例えば文献「“Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎｓ”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，ｐｐ．１４５６−１４６７，ｖｏｌ．４５，ｎｏ．５，Ｊｕｌｙ １９９９」に開示されている。以下、この非特許文献１に開示された内容について図面を用いて説明する。

図１に示すように、送信装置は複数のアンテナＡＮ１、ＡＮ２を有し、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から同時に信号を送信する。受信装置は、同時に送信された複数の信号をアンテナＡＮ３で受信する。

図２に、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される信号のフレーム構成を示す。アンテナＡＮ１からは送信信号Ａが送信され、これと同時にアンテナＡＮ２からは送信信号Ｂが送信される。送信信号Ａ及び送信信号Ｂは、符号化利得とダイバーシチ利得とが得られるように同じシンボルが複数回配置されたシンボルブロックからなる。

さらに詳しく説明する。図２において、Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ異なるシンボルを示すと共に、複素共役を“＊”で示す。時空間ブロック符号化では、時点ｉにおいて、第１のアンテナＡＮ１からシンボルＳ１を送信すると同時に第２のアンテナＡＮ２からシンボルＳ２を送信し、続く時点ｉ＋１において、第１のアンテナＡＮ１からシンボル−Ｓ２^＊を送信すると同時に第２のアンテナＡＮ２からシンボルＳ１^＊を送信する。

受信装置のアンテナＡＮ３では、アンテナＡＮ１とアンテナＡＮ３間の伝送路変動ｈ１（ｔ）を受けた送信信号Ａと、アンテナＡＮ２とアンテナＡＮ３間の伝送路変動ｈ２（ｔ）を受けた送信信号Ｂとが合成された信号が受信される。

受信装置は、伝送路変動ｈ１（ｔ）とｈ２（ｔ）を推定し、その推定値を用いることにより、合成された受信信号から元の送信信号Ａと送信信号Ｂを分離した後に、各シンボルを復調するようになっている。

この際、図２に示すような時空間ブロック符号化された信号を用いると、信号分離時に、伝送路変動ｈ１（ｔ）、ｈ２（ｔ）に拘わらず各シンボルＳ１、Ｓ２を最大比合成できるようになるので、大きな符号化利得とダイバーシチ利得とが得られるようになる。この結果、受信品質を向上させることができる。
"Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅｓ ｆｒｏｍ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎｓ"ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，ｐｐ．１４５６−１４６７，ｖｏｌ．４５，ｎｏ．５，Ｊｕｌｙ １９９９

ところで、時空間ブロック符号化した信号を用いると、確かに受信品質は向上するものの、伝送効率が低下する欠点がある。すなわち、時点ｉ＋１で送信されるＳ１^＊や−Ｓ２^＊は、受信装置においてはＳ１、Ｓ２として復調されるので、実質的には時点ｉで送信されたＳ１、Ｓ２と同じ情報である。このため、同じ情報を２度送信していることになり、この分データの伝送効率が低下する。

例えば一般的なマルチアンテナ通信システムにおいては、時点ｉ＋１おいてシンボルＳ１、Ｓ２とは異なるシンボルＳ３、Ｓ４を送信するので、時点ｉから時点ｉ＋１の期間では４つのシンボルＳ１〜Ｓ４を送信することができる。つまり、単純に考えると、時空間ブロック符号化技術を用いた場合、データ伝送効率が、一般的なマルチアンテナ通信の半分に低下してしまう。

本発明の目的は、無線通信におけるデータ伝送効率を一段と向上させることである。

本発明の送信装置の一つの態様は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成するベースバンド信号形成手段と、当該ベースバンド信号を無線信号に変換する無線手段と、当該無線信号を送信する送信アンテナとを具備する構成を採る。

この構成によれば、送信データに応じてチャネル行列パターンを変えるようにしたので、チャネル行列の各要素である変調シンボルに加えて、チャネル行列のパターンでもデータを伝送できるようになる。この結果、周波数帯域を広げることなく、データ伝送量を増やすことができ、周波数利用効率を向上させることができる。

本発明の受信装置の一つの態様は、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定するチャネル行列推定手段と、このチャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する送信データ推定手段とを具備する構成を採る。

本発明の無線通信方法の一つの態様は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成して送信する送信ステップと、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定し、チャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する受信ステップとを含むようにする。

本発明によれば、チャネル行列のパターンでデータを伝送するようにしたので、データ伝送効率を向上させることができる。

［図１］従来のマルチアンテナ通信システムの構成を示すブロック図
［図２］時空間ブロック符号の説明に供する図
［図３］実施の形態のマルチアンテナ通信システムの構成を示すブロック図
［図４］実施の形態１の送信装置の構成を示すブロック図
［図５］時空間ブロック符号信号形成部の構成を示すブロック図
［図６］図６Ａは、送信データが「０」の場合に、アンテナＡＮ１に供給される信号の様子を示す図であり、図６Ｂは、送信データが「１」の場合に、アンテナＡＮ１に供給される信号の様子を示す図
［図７］図７Ａは、送信データが「０」の場合に、アンテナＡＮ２に供給される信号の様子を示す図であり、図７Ｂは、送信データが「１」の場合に、アンテナＡＮ２に供給される信号の様子を示す図
［図８］図８Ａは、送信データが「０」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図であり、図８Ｂは、送信データが「１」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図
［図９］実際のフレーム構成例を示す図
［図１０］実施の形態１の受信装置の構成を示すブロック図
［図１１］復調部の構成を示すブロック図
［図１２］実施の形態２の送信装置の構成を示すブロック図
［図１３］時空間ブロック符号信号形成部の構成を示すブロック図
［図１４］図１４Ａは、送信データが「０」の場合に、アンテナＡＮ１に供給される信号の様子を示す図であり、図１４Ｂは、送信データが「１」の場合に、アンテナＡＮ１に供給される信号の様子を示す図
［図１５］図１５Ａは、送信データが「０」の場合に、アンテナＡＮ２に供給される信号の様子を示す図であり、図１５Ｂは、送信データが「１」の場合に、アンテナＡＮ２に供給される信号の様子を示す図
［図１６］図１６Ａは、送信データが「０」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図であり、図１６Ｂは、送信データが「１」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図
［図１７］実際のフレーム構成例を示す図
［図１８］実施の形態２の受信装置の構成を示すブロック図
［図１９］復調部の構成を示すブロック図
［図２０］図２０Ａは、時空間ブロック符号を時間方向に配置した場合における、送信データが「０」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図であり、図２０Ｂは、時空間ブロック符号を時間方向に配置した場合における、送信データが「１」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図
［図２１］時空間ブロック符号を時間方向に配置した場合における、実際のフレーム構成を示す図
［図２２］図２２Ａは、（１）式の時空間ブロック符号パターンで送信した場合の信号点配置例を示す図であり、図２２Ｂは、（２）式の時空間ブロック符号パターンで送信した場合の信号点配置例を示す図
［図２３］図２３Ａは、送信データが「０」の場合の他の時空間ブロック符号パターン例を示す図であり、図２３Ｂは、送信データが「１」の場合の他の時空間ブロック符号パターン例を示す図
［図２４］Ｍ ａｒｙスペクトル拡散通信方式を用いた送信装置の構成を示すブロック図
［図２５］図２５Ａは、データ「０」を送る場合のＭ ａｒｙの直交符号割り当て例を示し、図２５Ｂは、データ「１」を送る場合のＭ ａｒｙの直交符号割り当て例を示す図
［図２６］図２６Ａは、データ「００」を送る場合のチャネル行列の例を示し、図２６Ｂは、データ「０１」を送る場合のチャネル行列の例を示し、図２６Ｃは、データ「１０」を送る場合のチャネル行列の例を示し、図２６Ｄは、データ「１１」を送る場合のチャネル行列の例を示す図

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３に、本実施の形態のマルチアンテナ通信システム１０の全体構成を示す。マルチアンテナ通信システム１０において、送信装置１００は複数のアンテナＡＮ１、ＡＮ２を有し、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から同時に信号を送信する。受信装置２００は、同時に送信された複数の信号をアンテナＡＮ３で受信する。なお、アンテナＡＮ１から送信された信号は伝送路変動ｈ１（ｔ）を受けてアンテナＡＮ３で受信され、アンテナＡＮ２から送信された信号は伝送路変動ｈ２（ｔ）を受けてアンテナＡＮ３で受信される。

図４に、本実施の形態の送信装置１００の構成を示す。送信装置１００は、送信ディジタル信号（以下これを単に送信データと呼ぶ）１０１を時空間ブロック符号信号形成部１０２に入力する。時空間ブロック符号信号形成部１０２は、フレーム構成信号生成部１０９によって生成されたフレーム構成信号１１０に従って、送信データ１０１を時空間ブロック符号化処理し、これにより得た時空間ブロック符号信号１０３、１０４をそれぞれ拡散部１０５−Ａ、１０５−Ｂに送出する。

各拡散部１０５−Ａ、１０５−Ｂは、時空間ブロック符号信号１０３、１０４に拡散符号を乗算することにより拡散信号１０６−Ａ、１０６−Ｂを得、これを無線部１０７−Ａ、１０７−Ｂに送出する。各無線部１０７−Ａ、１０７−Ｂは、拡散信号１０６−Ａ、１０６−Ｂに対して直交変調や周波数変換等の所定の無線処理を施し、これにより得た無線送信信号１０８−Ａ、１０８−ＢをアンテナＡＮ１、ＡＮ２に供給する。

図５に、時空間ブロック符号信号形成部１０２の構成を示す。時空間ブロック符号信号形成部１０２は、送信データ１０１を先ずデータ分流部１２０に入力する。データ分流部１２０は、送信データ１０１を送信データ１０１−Ａ、１０１−Ｂ、１０１−Ｃに分流し、送信データ１０１−Ａを変調部１２１に、送信データ１０１−Ｂを変調部１２２に、送信データ１０１−Ｃを信号選択部１２７にそれぞれ送出する。

変調部１２１は、送信データ１０１−Ａに対してＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等のディジタル変調処理を施すことにより、送信シンボルＳ１を得る。例えばＱＰＳＫの場合には、２ビットの送信データ１０１−Ａから１つの送信シンボルＳ１を得る。変調部１２１は、これにより得た送信シンボルＳ１を変調信号１２３として出力すると共にその複素共役Ｓ１^＊を変調信号１２４として出力する。

同様に変調部１２２は、送信データ１０１−Ｂに対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等のディジタル変調処理を施すことにより、送信シンボルＳ２を得る。変調部１２２は、これにより得た送信シンボルＳ２を変調信号１２５として出力すると共にその負の複素共役−Ｓ２^＊を変調信号１２６として出力する。

信号選択部１２７は、変調部１２１からの変調信号１２３、１２４及び変調部１２２からの変調信号１２５、１２６を、データ分流部１２０からの送信データ１０１−Ｃに応じた順序で、かつ送信データ１０１−Ｃに応じて出力信号１０３又は出力信号１０４に割り振って出力する。これにより、送信データ１０１−Ｃに応じてパターンの異なる時空間ブロック符号信号１０３、１０４が形成される。なお、信号選択部１２７は、フレーム構成信号１１０に従った位置に、パイロット信号生成部１２８によって生成されパイロット信号１２９を挿入する。

図６Ａ、６Ｂ、図７Ａ、７Ｂ、図８Ａ、８Ｂ及び図９を用いて、信号選択部１２７による具体的な処理を説明する。図６Ａ、６Ｂに信号１０３の様子を示し、図７Ａ、７Ｂに信号１０４の様子を示す。図６Ａに示すように、信号選択部１２７は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、Ｓ１、−Ｓ２^＊の順でシンボルを出力することで信号１０３を得る。これに対して、図６Ｂに示すように、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、Ｓ２、Ｓ１^＊の順でシンボルを出力することで信号１０３を得る。

また図７Ａに示すように、信号選択部１２７は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、Ｓ２、Ｓ１^＊の順でシンボルを出力することで信号１０４を得る。これに対して、図７Ｂに示すように、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、Ｓ１、−Ｓ２^＊の順でシンボルを出力することで信号１０４を得る。

図６Ａ、６Ｂ及び図７Ａ、７Ｂをまとめたものを、図８Ａ、８Ｂに示す。すなわち、信号選択部１２７は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、図８Ａに示すようなパターンの時空間ブロック符号信号１０３、１０４を形成する。これに対して、信号選択部１２７は、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、図８Ｂに示すようなパターンの時空間ブロック符号信号１０３、１０４を形成する。

実際のフレーム構成例を、図９に示す。図中の網掛け部分はパイロットシンボルを示す。時点ｉ−１で各アンテナＡＮ１、ＡＮ２からパイロットシンボルが送信される。続く時点ｉ及び時点ｉ＋１において、データ「０」に対応するパターンの時空間ブロック符号信号１０３、１０４が送信される。さらに続く時点ｉ＋２及び時点ｉ＋３において、データ「１」に対応するパターンの時空間ブロック符号信号１０３、１０４が送信される。

これにより、送信装置１００においては、シンボルＳ１、Ｓ２により伝送されるデータに加えて、時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送できるので、この分だけ時間当たりに送信できるデータ量を増やすことができる。

例えば変調部１２１、１２２によってＱＰＳＫ変調を行う場合を考える。シンボルＳ１、Ｓ２は、１シンボル当たり２ビットのデータを伝送できるので、時点ｉから時点ｉ＋１の期間において変調シンボルＳ１、Ｓ２で送信できるデータは、４ビットである。これに加えて、時点ｉと時点ｉ＋１の期間において、時空間ブロック符号のパターンによって１ビット伝送できるので、合計５ビット伝送できるようになる。

因みに、変調部１２１、１２２がＱＰＳＫ変調を行う場合には、データ分流部１２０によって、送信データ１０１の最初の２ビットを変調部１２１に送出し、次の２ビットを変調部１２２に送出し、次の１ビットを信号選択部１２７に送出すればよい。

図１０に、送信装置１００から送信された時空間ブロック符号信号を受信する受信装置２００の構成を示す。受信装置２００は、アンテナＡＮ３で受信した信号２０１を無線部２０２に入力する。無線部２０２は、周波数変換や直交復調等の所定の無線受信処理を施し、これにより得た受信ベースバンド信号２０３を逆拡散部２０４に送出する。逆拡散部２０４は、受信ベースバンド信号２０３を逆拡散し、逆拡散後の受信ベースバンド信号２０５を、第１伝送路推定部２０６、第２伝送路推定部２０７、同期部２１０及び復調部２１２に送出する。

第１伝送路推定部２０６は、アンテナＡＮ１から送信された信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて、アンテナＡＮ１とアンテナＡＮ３との間の伝送路変動ｈ１を求め、これを伝送路推定信号２０８として復調部２１２に送出する。第２伝送路推定部２０７は、アンテナＡＮ２から送信された信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて、アンテナＡＮ２とアンテナＡＮ３との間の伝送路変動ｈ２を求め、これを伝送路推定信号２０９として復調部２１２に送出する。

同期部２１０は、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号に含まれるパイロットシンボルに基づき、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号の同期をとり、同期のためのタイミング信号２１１を復調部２１２に送出する。

図１１に、復調部２１２の構成を示す。復調部２１２は、検波部２２０と行列推定部２２１を有し、これらに伝送路推定信号２０８、２０９、受信ベースバンド信号２０５及びタイミング信号２１１を入力する。行列推定部２２１は、伝送路推定行列の行列パターンを推定することにより、どのパターンの時空間ブロック符号を受信したかを推定する。

具体的に説明する。アンテナＡＮ３では、アンテナＡＮ１から送信された信号と、アンテナＡＮ２から送信された信号が合成されて受信される。時点ｔにおける合成受信信号をＲ（ｔ）とする。また時点ｔでの伝送路推定値ｈ１、ｈ２をそれぞれｈ１（ｔ）、ｈ２（ｔ）とする。すると、図８Ａに示すようなパターンの時空間ブロック符号が送信された場合には、次式の関係式が成り立つ。

これに対して、図８Ｂに示すようなパターンの時空間ブロック符号が送信された場合には、次式の関係式が成り立つ。

したがって、行列推定部２２１は、（１）式が成り立つか、又は（２）式が成り立つかを推定する。換言すれば、行列推定部２２１は、送信装置１００によって、時点ｉから時点ｉ＋１で、どのパターンの時空間ブロック符号が送信されたかを推定する。例えば、（１）式及び（２）式を用いて、一旦、Ｓ１、Ｓ２を推定し、どちらの式で推定したＳ１、Ｓ２の方がシンボルとして確からしいかを判断する方法が考えられる。そして、行列推定部２２１は、（２）式よりも（１）式の方が確からしいと推定した場合には、受信データ２１５として「０」を出力する。これに対して、行列推定部２２１は、（１）式よりも（２）式の方が確からしいと推定した場合には、受信データ２１５として「１」を出力する。

この受信データ２１５は、検波部２２０にも送出される。検波部２２０は、受信データ２１５として「０」が入力された場合には（１）式を用い、（１）式についての逆行列演算を行うことによりシンボルＳ１、Ｓ２を推定した後、各シンボルＳ１、Ｓ２を復調することにより、シンボルＳ１についての受信データ２１３とシンボルＳ２についての受信データ２１４を得る。これに対して、検波部２２０は、受信データ２１５として「１」が入力された場合には（２）式を用い、（２）式についての逆行列演算を行うことによりシンボルＳ１、Ｓ２を推定した後、各シンボルＳ１、Ｓ２を復調することにより、シンボルＳ１についての受信データ２１３とシンボルＳ２についての受信データ２１４を得る。

このようにして、受信装置２００は、時空間ブロック符号にて伝送されたデータと、時空間ブロック符号のパターンにて伝送されたデータとからなる送信データの全てを復元することができる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナを用いて時空間ブロック符号信号を送信する際に、送信データに応じて時空間ブロック符号のパターンを変えるようにしたことにより、時空間ブロック符号によって得られる品質の良いデータ伝送を行うことができるといった効果に加えて、時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送できるので、データ伝送効率を向上させることができる送信装置１００を実現できる。

また受信した時空間ブロック符号のパターンを識別することにより時空間ブロック符号のパターンにより伝送されたデータを推定する行列推定部２２１と、行列推定部２２１によって推定されたチャネル推定行列を用いて時空間ブロック符号を構成する各変調信号を分離し復調する信号分離復調手段としての検波部２２０とを設けるようにしたことにより、送信データに応じてパターンの変えられた時空間ブロック符号信号から伝送データを全て復元し得る受信装置２００を実現できる。

なおこの実施の形態では、スペクトル拡散通信方式を用いた場合の構成を例にとって説明したが、スペクトル拡散通信方式を用いないときにおいても同様に実施することができる。

（実施の形態２）
この実施の形態では、実施の形態１で説明した、送信データに応じてパターンを変えた時空間ブロック符号信号を、ＯＦＤＭ変調して送信することを提案する。

図４との対応部分に同一符号を付して示す図１２に、本実施の形態の送信装置の構成を示す。送信装置３００は、時空間ブロック符号信号形成部３０１の構成が若干異なることと、ＯＦＤＭ変調手段としての、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）３０４−Ａ、３０４−Ｂ及び逆フーリエ変換部（ｉｄｆｔ）３０６−Ａ、３０６−Ｂを有することを除いて、図４の送信装置１００とほぼ同様の構成でなる。

送信装置３００は、時空間ブロック符号信号形成部３０１によって形成した時空間ブロック符号信号３０２、３０３をそれぞれ、シリアルパラレル変換部３０４−Ａ、３０４−Ｂに送出する。各シリアルパラレル変換部３０４−Ａ、３０４−Ｂにより得られたパラレル信号３０５−Ａ、３０５−Ｂはそれぞれ、逆フーリエ変換部３０６−Ａ、３０６−Ｂによって逆フーリエ変換されることにより、ＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂとされる。ＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂは、無線部３０８−Ａ、３０８−Ｂによって所定の無線処理が施されることにより送信ＯＦＤＭ信号３０９−Ａ、３０９−Ｂとされた後、アンテナＡＮ１、ＡＮ２に供給される。

図１３に、時空間ブロック符号信号形成部３０１の構成を示す。なお図１３では、図５との対応部分に同一符号を付し、ここではその部分の説明は省略する。信号選択部３２０は、送信データ１０１−Ｃに応じて時空間ブロック符号のパターンを変える。ここで信号選択部３２０による選択処理は、図５の信号選択部１２７による選択処理とほぼ同じだが、本実施の形態では時空間ブロック符号をＯＦＤＭ送信するので、選択のパターンが若干異なる。

図１４Ａ、１４Ｂ、図１５Ａ、１５Ｂ、図１６Ａ、１６Ｂ及び図１７を用いて、信号選択部３２０による具体的な処理を説明する。図１４Ａ、１４ＢにＯＦＤＭ信号３０７−Ａの様子を示し、図１５Ａ、１５ＢにＯＦＤＭ信号３０７−Ｂの様子を示す。図１４Ａに示すように、信号選択部３２０は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、信号３０２としてシンボルＳ１とシンボル−Ｓ２^＊を出力する。そしてこれら各シンボルＳ１、−Ｓ２^＊がシリアルパラレル変換部３０４−Ａ及び逆フーリエ変換部３０６−ＡによってＯＦＤＭ変調されることにより、シンボルＳ１がキャリア１に、シンボル−Ｓ２^＊がキャリア２に配置され、アンテナＡＮ１から送信される。これに対して、図１４Ｂに示すように、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、信号３０２としてシンボルＳ２とシンボルＳ１^＊を出力する。そしてこれら各シンボルＳ２、Ｓ１^＊がシリアルパラレル変換部３０４−Ａ及び逆フーリエ変換部３０６−ＡによってＯＦＤＭ変調されることにより、シンボルＳ２がキャリア１に、シンボルＳ１^＊がキャリア２に配置され、アンテナＡＮ１から送信される。

また図１５Ａに示すように、信号選択部３２０は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、信号３０３としてシンボルＳ２とシンボルＳ１^＊を出力する。そしてこれら各シンボルＳ２、Ｓ１^＊がシリアルパラレル変換部３０４−Ｂ及び逆フーリエ変換部３０６−ＢによってＯＦＤＭ変調されることにより、シンボルＳ２がキャリア１に、シンボルＳ１^＊がキャリア２に配置され、アンテナＡＮ２から送信される。これに対して、図１５Ｂに示すように、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、信号３０３としてシンボルＳ１とシンボル−Ｓ２^＊を出力する。そしてこれら各シンボルＳ１、−Ｓ２^＊シリアルパラレル変換部３０４−Ｂ及び逆フーリエ変換部３０６−ＢによってＯＦＤＭ変調されることにより、シンボルＳ１がキャリア１に、シンボル−Ｓ２^＊がキャリア２に配置され、アンテナＡＮ２から送信される。

図１４Ａ、１４Ｂ及び図１５Ａ、１５Ｂをまとめたものを、図１６Ａ、１６Ｂに示す。すなわち、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、図１６Ａに示すようなシンボル配置のＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂが各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される。つまり、ＯＦＤＭ信号３０７−ＡがアンテナＡＮ１から送信されると共にＯＦＤＭ信号３０７−ＢがアンテナＡＮ２から送信される。これに対して、送信データが「１」の場合には、図１６Ｂに示すようなシンボル配置のＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂが各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される。

実際のフレーム構成例を、図１７に示す。図中の網掛け部分はパイロットシンボルを示す。時点ｉ−１で各アンテナＡＮ１、ＡＮ２からパイロットシンボルが送信される。続く時点ｉにおいて、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２からＯＦＤＭ変調された時空間ブロック符号が送信される。図１７には、２つのアンテナＡＮ１、ＡＮ２のキャリア１とキャリア２を使って送信データ「０」に対応するパターンの時空間ブロック符号を送信し、キャリア３とキャリア４を使って送信データ「１」に対応するパターンの時空間ブロック符号を送信する場合を示す。

因みに、図１７では、図の対応関係を分かり易くするために、キャリア３とキャリア４に割り当てられたシンボルＳ１とシンボルＳ２を、キャリア１とキャリア２に割り当てられたシンボルＳ１とＳ２と同じ符号を用いて記しているが、キャリア１とキャリア２に割り当てられるシンボルＳ１、Ｓ２と、キャリア３、４に割り当てられるシンボルＳ１、Ｓ２は、異なるデータから得られた異なるシンボルである。

これにより、送信装置３００においては、サブキャリア１とサブキャリア２のシンボルＳ１、Ｓ２によって伝送するデータに加えて、その時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送でき、さらにサブキャリア３とサブキャリア４のシンボルによって伝送できるデータに加えて、その時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送できるようになる。

図１８に、送信装置３００から送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信装置の構成を示す。受信装置４００は、アンテナＡＮ３で受信したＯＦＤＭ信号４０１を無線部４０２に入力する。無線部４０２は、周波数変換や直交復調等の所定の無線受信処理を施し、これにより得たＯＦＤＭ受信ベースバンド信号４０３をフーリエ変換部（ｄｆｔ）４０４に送出する。フーリエ変換部４０４は、ＯＦＤＭ受信ベースバンド信号４０３をフーリエ変換し、フーリエ変換後の受信ベースバンド信号４０５を、第１伝送路推定部４０６、第２伝送路推定部４０７、同期部４１０及び復調部４１２に送出する。

第１伝送路推定部４０６は、アンテナＡＮ１から送信されたＯＦＤＭ信号の各キャリアに含まれるパイロットシンボルに基づいて、アンテナＡＮ１とアンテナＡＮ３との間の各キャリア毎の伝送路変動を求め、これを伝送路推定信号４０８として復調部４１２に送出する。第２伝送路推定部４０７は、アンテナＡＮ２から送信されたＯＦＤＭ信号の各キャリアに含まれるパイロットシンボルに基づいて、アンテナＡＮ２とアンテナＡＮ３との間の各キャリア毎の伝送路変動を求め、これを伝送路推定信号４０９として復調部４１２に送出する。

同期部４１０は、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号に含まれるパイロットシンボルに基づき、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号の同期をとり、同期のためのタイミング信号４１１を復調部に送出する。

図１９に、復調部４１２の構成を示す。復調部４１２は、検波部４２０と行列推定部４２１を有し、これらに伝送路推定信号４０８、４０９、受信ベースバンド信号４０５及びタイミング信号４１１を入力する。行列推定部４２１は、伝送路推定行列の行列パターンを推定することにより、どのパターンの時空間ブロック符号を受信したかを推定する。

具体的に説明する。アンテナＡＮ３では、アンテナＡＮ１から送信された信号と、アンテナＡＮ２から送信された信号が合成されて受信される。時点ｔにおける合成受信信号をＲ（ｔ）とする。また時点ｔでの伝送路推定値ｈ１、ｈ２をそれぞれｈ１（ｔ）、ｈ２（ｔ）とする。すると、図１６Ａに示すようなパターンの時空間ブロック符号が送信された場合には、次式の関係式が成り立つ。

これに対して、図１６Ｂに示すようなパターンの時空間ブロック符号が送信された場合には、次式の関係式が成り立つ。

行列推定部４２１は、例えば図１７に示すようなフレーム構成の信号を受信した場合には、キャリア１とキャリア２については（３）式のパターンの時空間ブロック符号が使われたと推定して、受信データ４１５として「０」を出力すると共に、このことを検波部４２０に通知する。またキャリア３とキャリア４については（４）式のパターンの時空間ブロック符号が使われたと推定して、受信データ４１５として「１」を出力すると共に、このことを検波部４２０に通知する。

このとき検波部４２０は、キャリア１とキャリア２については（３）式を用い、（３）式の逆行列演算を行うことによりシンボルＳ１、Ｓ２を推定した後、各シンボルＳ１、Ｓ２を復調することにより、シンボルＳ１についての受信データ４１３とシンボルＳ２についての受信データ４１４を得る。また検波部４２０は、キャリア３とキャリア４については（４）式を用い、（４）式の逆行列演算を行うことによりシンボルＳ１、Ｓ２（実際にはこのシンボルＳ１、Ｓ２はキャリア１、２のシンボルとは異なる）を推定した後、各シンボルＳ１、Ｓ２を復調することにより、シンボルＳ１についての受信データ４１３とシンボルＳ２についての受信データ４１４を得る。

このようにして、受信装置４００は、時空間ブロック符号にて伝送されたデータと、時空間ブロック符号のパターンにて伝送されたデータとからなる送信データの全てを復元することができる。

かくして本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアに時空間ブロック符号を割り当てて送信するにあたって、送信データに応じて時空間ブロック符号のパターンを変えるようにしたことにより、時空間ブロック符号によって得られる品質の良いデータ伝送を行うことができるといった効果に加えて、時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送できるので、データ伝送効率を向上させることができる。

特に、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアに時空間ブロック符号を割り当てると、単位時間に伝送できる時空間ブロック符号を増やすことができるので、単位時間当たりの伝送データ量を増やすことができるようになる。

なおこの実施の形態では、複数のキャリアに時空間ブロック符号を割り当てる場合（すなわち、周波数方向に時空間ブロックを割り当てる場合）について説明したが、図２０Ａ、２０Ｂ及び図２１に示すように、時空間ブロック符号を単一のキャリア（図２０Ａ、２０Ｂ及び図２１の場合にはキャリア１）単位で割り当てる（すなわち、時間方向に時空間ブロックを割り当てる）ようにしてもよい。この場合、当然、他のキャリア２、３、４にも他の時空間ブロック符号を割り当てることができる。

具体的に説明する。送信データが「０」の場合には、図２０Ａに示すＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂを各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信する。これに対して、送信データが「１」の場合には、図２０Ｂに示すＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂを各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信する。

実際のフレーム構成例を、図２１に示す。時点ｉにてパイロットシンボルを送信した後、時点ｉ、ｉ＋１にてデータ「０」に対応するパターンの時空間ブロック符号をキャリア１に配置して送信し、続く時点ｉ＋２、ｉ＋３にてデータ「１」に対応するパターンの時空間ブロック符号をキャリア１に配置して送信する。

このように時空間ブロック符号の各キャリアへの配置の仕方としては、図１６Ａ、１６Ｂ及び図１７に示したように周波数方向に配置する方法、図２０Ａ、２０Ｂ及び図２１に示したように時間方向に配置する方法、又は周波数と時間の両方向に配置する方法のどの方法を採用してもよい。

なおこの実施の形態では、ＯＦＤＭ方式を例にとって説明したが、ＯＦＤＭ方式以外のマルチキャリア方式に適用した場合にも、同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、受信装置側で、受信した時空間ブロック符号のパターンを識別する具体的な方法について詳述する。

例えば実施の形態１では、（１）式の送信信号が送信されたのか、（２）式の送信信号が送信されたのかを、受信側で識別することで１ビットのデータを得ることになるが、本実施の形態では、その識別の方法の例について詳しく説明する。

実際上、実施の形態１の場合、時空間ブロック符号のパターンの識別を、図１１の行列推定部２２１によって行うので、ここでは行列推定部２２１の動作について詳しく説明する。本実施の形態では、送信装置１００の変調部１２１、１２２でＱＰＳＫ変調が行われた場合を例にとって説明する。

行列推定部２２１は、入力されるｈ１（２０８）、ｈ２（２０９）から、時間ｉにおける１６点の候補信号点と、時間ｉ＋１における１６点の候補信号点とを求める。その様子の一例を図２２Ａ、２２Ｂに示した。図２２Ａ、２２Ｂにおいて、○は候補信号点を示し、×は受信点を示す。また、●は、（送信シンボルＳ１で送信した２ビット，送信シンボルＳ２で送信した２ビット）＝（００，００）に対応する候補信号点を示すものである。因みに、（送信シンボルＳ１で送信した２ビット，送信シンボルＳ２で送信した２ビット）は、（００，００）〜（１１，１１）の１６点の候補信号点のいずれかで表現される。

図２２Ａは、（１）式の時空間ブロック符号パターンを用いた信号が受信された場合における、時間ｉと時間ｉ＋１での信号点の状態を示す。図２２Ｂは、（２）式の時空間ブロック符号パターンを用いた信号が受信された場合における、時間ｉと時間ｉ＋１での信号点の状態を示す。

行列推定部２２１は、受信点と各候補信号点とのユークリッド距離に基づいて、図２２Ａのパターンの信号が送信されたのか、図２２Ｂのパターンの信号が送信されたのかを識別する。

具体的に説明する。行列推定部２２１は、先ず、図２２Ａに示すような、（１）式で送信されたと仮定した場合の信号点の状態に関し、候補信号点と受信信号点のユークリッド距離の２乗を求める。例えば、（００，００）についての時間ｉの候補信号点と受信信号点とのユークリッド距離の２乗をＤｘ００００（ｉ）とし、（００，００）についての時間ｉ＋１の候補信号点と受信信号点とのユークリッド距離の２乗をＤｘ００００（ｉ＋１）として、（００，００）に対する受信信号点のユークリッド距離の２乗Ｄｘ００００＝Ｄｘ００００（ｉ）＋Ｄｘ００００（ｉ＋１）を求める。同様にＤｘ０００１からＤｘ１１１１についても求める。

同様に、図２２Ｂに示すような、（２）式で送信されたと仮定した場合の信号点の状態に関し、候補信号点と受信信号点のユークリッド距離の２乗を求める。このとき、受信信号点については、（１）式のときと同様の位置に存在するが、候補信号点については異なる位置に存在することになる。例えば、（００，００）についての時間ｉの候補信号点と受信信号点とのユークリッド距離の２乗をＤｙ００００（ｉ）とし、（００，００）についての時間ｉ＋１の候補信号点と受信信号点とのユークリッド距離の２乗をＤｙ００００（ｉ＋１）として、（００，００）に対する受信信号点のユークリッド距離の２乗Ｄｙ００００＝Ｄｙ００００（ｉ）＋Ｄｙ００００（ｉ＋１）を求める。同様にＤｙ０００１からＤｙ１１１１についても求める。

そして、行列推定部２２１は、Ｄｘ００００からＤｘ１１１１の中の最小値Ｄｘ，ｍｉｎを探索すると共に、Ｄｙ００００からＤｙ１１１１の中の最小値Ｄｙ，ｍｉｎを探索する。次に、行列推定部２２１は、Ｄｘ，ｍｉｎとＤｙ，ｍｉｎを比較し、小さい値の方が確からしいと判断して、時空間ブロック符号パターンを識別する。

つまり、行列推定部２２１は、Ｄｘ，ｍｉｎ＞Ｄｙ，ｍｉｎのときには、（２）式の時空間ブロック符号パターンで信号が送信されたと判断し、受信データ２１５として「１」のデータを得る。これに対して、Ｄｙ，ｍｉｎ＞Ｄｘ，ｍｉｎのときには、（１）式の時空間ブロック符号パターンで信号が送信されたと判断し、受信データ２１５として「０」のデータを得る。

このようにして、行列推定部２２１は、受信データ２１５を得ることができる。

なお、本実施の形態では、最小値のみに基づき、（１）式の時空間ブロック符号パターンで送信されたか、（２）式の時空間ブロック符号パターンで送信されたかを判断したが、これに限ったものではなく、例えばＤｘの複数の値とＤｙの複数の値を用いて判断してもよい。

また本実施の形態では、実施の形態１の送信装置によって送信された信号の時空間ブロック符号パターンを識別する方法を例にとって説明したが、これに限ったものではなく、要は、受信点と候補信号点とのユークリッド距離に基づいて、時空間ブロック符号パターンの確からしさを比較するようにすればよい。このようにすれば、種々の時空間ブロック符号パターンが用いられても、どの時空間ブロック符号パターンが用いられたかを識別することができる。

（他の実施の形態）
なお上述した実施の形態１、２では、送信アンテナ数が２で受信アンテナ数が１の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、送信アンテナが２本よりも多い場合、例えば文献“Ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅｓ ｆｒｏｍ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎｓ”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，ｐｐ．１４５６−１４６７，ｖｏｌ．４５，ｎｏ．５，Ｊｕｌｙ １９９９や文献“Ａ ｑｕａｓｉ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅ”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ．１−４，ｖｏｌ．４９，ｎｏ．１，Ｊａｎｕａｒｙ ２００１で示されているような時空間ブロック符号を用いたときも同様に実施することができる。

また上述した実施の形態１では、（１）式及び（２）式からも分かるように、送信データに応じてシンボルを供給するアンテナを切り替えることで、行列の列要素を入れ替えるような時空間ブロック符号のパターンを形成した場合について述べたが、図２３Ａ、２３Ｂに示すように、送信データに応じてシンボルを出力する順序を変えることで、行列の行要素を入れ替えるような時空間ブロック符号のパターンを用いるようにしてもよい。さらに、実施の形態１のようなパターンの作り方と、図２３Ａ、２３Ｂのようなパターンの作り方を複合的に用いれば、４つのパターンを作ることができるので、時空間ブロック符号を構成するシンボルの情報に加えて、２ビットのデータを伝送できるようになる。

また、特に、送信アンテナ数が４以上の場合には、上記文献を例とするように、ダイバーシチゲインが得られる時空間ブロック符号化方式が複数提案されている。本発明においては、送信データに応じて、これらのいずれかの時空間ブロック符号化方式を選択して送信することで、データを伝送するようにしてもよい。受信側では、どの符号化方式が使われたかを行列のパターンで認識することで、データを得るようにすればよい。つまり、時空間ブロック符号のパターンとして用いることができるのは、実施の形態１や実施の形態２で説明したものに限らず、受信側でダイバーシチゲインの得られる種々のものを適用することができる。

さらには、実施の形態１で説明したようなパターンの作り方や図２３Ａ、２３Ｂに示したようなパターンの作り方、異なる符号化方式を用いたパターンの作り方を複合的に用いてパターンを作るようにしてもよい。このようにすれば、多数の時空間ブロック符号のパターンを作ることができるようになるので、時空間ブロック符号のパターンによって伝送できるデータ量をさらに増やすことができる。

また本発明は、換言すると、送信データに応じたチャネル行列のパターンを形成して、このチャネル行列のパターンでデータを送っている言うことができる。このようにすることにより、チャネル行列のパターンに情報をのせることができるようになるので、伝送データ量を増やすことができる。このうち、上述した実施の形態１、２は、各アンテナに供給するシンボルブロックのパターンを、送信データに応じて選択するようにしたものである。また上述した実施の形態１、２は、シンボルブロックとして、時空間ブロック符号を用いたものである。

また本発明を用いれば、さらなる応用として、シンボルＳ１、Ｓ２の信号点を固定とし、送信データにより変調されたチャネル行列のみでデータを伝送することも考えられる。

上述した実施の形態１、２では、時空間ブロックを例にとって説明したが、本発明の送信装置は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成するベースバンド信号形成手段を備えるようにすればよい。これにより、上述した実施の形態１、２で説明したのと同様に、チャネル行列のパターンでデータを送ることができるので、データ伝送効率を向上させることができるようになる。

また本発明の受信装置は、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定するチャネル行列推定手段と、チャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する送信データ推定手段とを備えるようにすればよい。これにより、チャネル行列のパターンで送信データを推定することができるようになる。

ここで本発明のチャネル行列のパターン生成についての簡単な一例と、従来方式であるＭ ａｒｙスペクトル拡散通信方式との違いについて説明する。ここでは、送信アンテナが１つで、受信アンテナが１つの場合を例として説明する。

図２４に、Ｍ ａｒｙスペクトル拡散通信方式を用いた送信装置の構成を示す。各系列発生部（系列１発生部５０１−１〜系列Ｍ発生部５０１−Ｍ）は、互いに直交した拡散符号５０３−１〜５０３−Ｍを発生する。選択部５０４は、送信データ５０２及び直交拡散符号５０３−１〜５０３−Ｍを入力し、送信データ５０２に応じて直交拡散符号５０３−１〜５０３−Ｍのうちのいずれかを選択し、それをベースバンド信号５０５として無線部５０６に送出する。無線部５０６はベースバンド信号５０５に対して、直交変調、帯域制限、周波数変換、信号増幅などの処理を施すことにより送信信号５０７を得、これをアンテナ５０８に送出する。

このＭ ａｒｙスペクトル拡散通信方式の特徴として、次の２つが挙げられる。・系列１から系列Ｍの拡散符号５０３−１〜５０３−Ｍは、直交（または相互相関が小さい）した系列であること。・拡散利得分のデータ伝送効率の低下を招くこと。

一例として、時間軸方向の２スロットでＭ ａｒｙスペクトル拡散通信方式を用いたときのフレーム構成例について説明する。図２５に示すように、送信データが「０」のときには、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（１，１）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（１，１）を送信する。一方、送信データが「１」のときには、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（１，−１）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（１，−１）を送信する。すると、時間ｉにおける受信信号をＲ（ｉ）、時間ｉ＋１における受信信号をＲ（ｉ＋１）とし、伝搬係数をｈ（ｔ）とすると、送信データが「０」のときには（５）式が成立し、送信データが「１」のときには（６）式が成立する。

Ｍ ａｒｙスペクトル拡散通信方式においても、上式のように、行列で表すことは可能となるが、Ｍ ａｒｙスペクトル拡散通信方式と本発明とは、以下の点で異なる。Ｍ ａｒｙスペクトル拡散通信方式は、次の特徴があると言える。・拡散系列が基礎となっており、直交した（または相互相関が小さい）系列で、行列を生成している。・拡散利得を得る技術であり、データの伝送効率（周波数利用効率）が向上する技術ではない。つまり、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭの関係のような伝送効率の違いを生み出すものではない。

これに対して、本発明のチャネル行列のパターンを用いてデータを伝送する方法においては、データの伝送効率（周波数利用効率）を向上させることができる。図２６に、本発明のチャネル行列のパターンを用いてデータを伝送する方法におけるフレーム構成例を示す。図２６では、時間方向の２スロットに着目した。なおここでは時間方向のスロットについて説明するが、周波数軸方向のスロットでチャネル行列を形成した場合についても同様のことが言える。

送信データが「００」のとき、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（１，３）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（３，１）を送信する。また、送信データが「０１」のとき、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（−１，３）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（３，−１）を送信する。また、送信データが「１０」のとき、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（１，３）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（−３，１）を送信する。また、送信データが「１１」のとき、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（３，１）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（−３，１）を送信する。

したがって、時間ｉにおける受信信号をＲ（ｉ）、時間ｉ＋１における受信信号をＲ（ｉ＋１）とし、伝搬係数をｈ（ｔ）とすると、送信データが「００」のときには（７）式が、送信データが「０１」のときには（８）式が、送信データが「１０」のときには（９）式が、送信データが「１１」のときには（１０）式が成立する。

このように、本発明は、スペクトル拡散通信方式と比較すると、直交した（または相互相関が小さい）系列を利用していない点、拡散利得を求めていない点が異なる。そして、本発明では、Ｍ ａｒｙと比較すると、データの伝送効率（周波数利用効率）を向上させることができるといった顕著な効果を得ることができる。つまり、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭの関係のような伝送効率の違いを生み出すことができる。

なお、ここでは説明を簡単化するために、送信アンテナが１つで、受信アンテナが１つの例を示したが、本発明はこれに限らない。例えば送信アンテナが２つで、受信アンテナが２つの場合には、上述した（７）式〜（１０）式の各式が４行×４列のチャネル行列となる。すなわち、送信側で、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、４行×４列のチャネル行列と等価となるベースバンド信号を形成して、チャネル行列のパターンにデータをのせた送信を行う。そして、受信側では、複数スロットのデータを用いて４行×４列のチャネル行列を推定し、このチャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する。つまり、本発明は、ＭＩＭＯ通信への適用も可能であり、ＭＩＭＯ通信に適用した場合にはチャネル行列のパターンを増やすことができるので、チャネル行列のパターンで伝送するデータ量を増やすことができるようになる。

なお、実施の形態１は、時空間ブロック符号を用いたときの例であり、このときは、特に、ダイバーシチゲインを得ながら、データの伝送効率の向上を図ることができる。

上述した各実施の形態で説明したように、本発明は以下のような態様を採ることができる。

本発明の送信装置の一つの態様は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成するベースバンド信号形成手段と、当該ベースバンド信号を無線信号に変換する無線手段と、当該無線信号を送信する送信アンテナとを具備する構成を採る。

この構成によれば、送信データに応じてチャネル行列パターンを変えるようにしたので、チャネル行列の各要素である変調シンボルに加えて、チャネル行列のパターンでもデータを伝送できるようになる。この結果、周波数帯域を広げることなく、データ伝送量を増やすことができ、周波数利用効率を向上させることができる。

本発明の送信装置の一つの態様は、送信アンテナは複数のアンテナで構成され、ベースバンド信号形成手段は、チャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を、複数アンテナぶん形成する構成を採る。

この構成によれば、複数アンテナ分のチャネル行列パターンを用いてデータを伝送できるようになるので、一段とデータ伝送量を増やすことができるようになる。またこの構成によれば、ＭＩＭＯ通信におけるデータ伝送量を増やすことができるようになる。

本発明の送信装置の一つの態様は、送信アンテナは、複数のアンテナで構成され、ベースバンド信号形成手段は、送信データに応じて時空間ブロック符号のパターンを変える時空間ブロック符号信号形成手段を具備する構成を採る。

この構成によれば、時空間ブロック符号によって品質の良いデータ伝送を行うことができるのに加えて、時空間ブロック符号のパターンでデータを伝送できるので、伝送データ量を増やすことができるようになる。

本発明の送信装置の一つの態様は、時空間ブロック符号信号形成手段が、送信データから第１の送信シンボルを形成する第１の変調手段と、送信データから第２の送信シンボルを形成する第２の変調手段と、第１及び第２の送信シンボルを入力し、第１及び第２の送信シンボルとそれらの複素共役信号の出力順序を送信データに応じて変えて、第１及び第２のアンテナに出力することにより、時空間ブロック符号信号を形成する信号選択手段とを具備する構成を採る。

この構成によれば、信号選択手段によって送信データに応じて異なるパターンの時空間ブロック符号信号が得られるので、第１及び第２の変調シンボルからなる時空間ブロック符号によって伝送されるデータに加えて、時空間ブロック符号信号のパターンによってデータを伝送できるようになる。

本発明の送信装置の一つの態様は、さらに、時空間ブロック符号信号形成手段によって形成された信号を、複数のサブキャリアに割り当てるマルチキャリア変調手段を具備し、複数のアンテナからマルチキャリア変調された時空間ブロック符号信号を送信する構成を採る。

この構成によれば、時空間ブロック符号を、例えばＯＦＤＭ方式により送信するにあたっての伝送データ量を増やすことができるようになる。

本発明の受信装置の一つの態様は、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定するチャネル行列推定手段と、このチャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する送信データ推定手段とを具備する構成を採る。

本発明の受信装置の一つの態様は、送信データ推定手段は、受信した時空間ブロック符号のパターンを識別することにより、送信データを推定する構成を採る。

本発明の受信装置の一つの態様は、送信データ推定手段は、各送受信アンテナ間でのチャネル推定行列のパターンを識別することにより、時空間ブロック符号のパターンを識別する構成を採る。

これらの構成によれば、時空間ブロック符号によって伝送されたデータに加えて、時空間ブロック符号のパターンによって伝送されたデータを復元できるようになる。

本発明の無線通信方法の一つの態様は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成して送信する送信ステップと、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定し、チャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する受信ステップとを含むようにする。

本発明は、上述した実施の形態に限定されずに、種々変更して実施することができる。

本明細書は、２００４年２月１３日出願の特願２００４−３７０８８及び２００４年１２月１４日出願の特願２００４−３６１１０５に基づく。この内容は全てここに含めておく。

本発明は、例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の基地局やその端末、移動通信システムの基地局やその端末に適用し得る。

本発明は、無線通信において周波数利用効率を向上させる技術に関する。

従来、無線通信において周波数利用効率を向上させるための技術として、例えば、時空間ブロック符号のように、複数のアンテナを用いてブロック単位のシンボルを送信するものが知られている。この技術は、例えば文献「“Space-Time Block Codes from Orthogonal Designs” IEEE Transactions on Information Theory, pp.1456-1467, vol.45, no.5, July 1999」に開示されている。以下、この非特許文献１に開示された内容について図面を用いて説明する。

図１に示すように、送信装置は複数のアンテナＡＮ１、ＡＮ２を有し、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から同時に信号を送信する。受信装置は、同時に送信された複数の信号をアンテナＡＮ３で受信する。

図２に、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される信号のフレーム構成を示す。アンテナＡＮ１からは送信信号Ａが送信され、これと同時にアンテナＡＮ２からは送信信号Ｂが送信される。送信信号Ａ及び送信信号Ｂは、符号化利得とダイバーシチ利得とが得られるように同じシンボルが複数回配置されたシンボルブロックからなる。

さらに詳しく説明する。図２において、Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ異なるシンボルを示すと共に、複素共役を“＊”で示す。時空間ブロック符号化では、時点ｉにおいて、第１のアンテナＡＮ１からシンボルＳ１を送信すると同時に第２のアンテナＡＮ２からシンボルＳ２を送信し、続く時点ｉ＋１において、第１のアンテナＡＮ１からシンボル−Ｓ２^＊を送信すると同時に第２のアンテナＡＮ２からシンボルＳ１^＊を送信する。

受信装置のアンテナＡＮ３では、アンテナＡＮ１とアンテナＡＮ３間の伝送路変動ｈ１（ｔ）を受けた送信信号Ａと、アンテナＡＮ２とアンテナＡＮ３間の伝送路変動ｈ２（ｔ）を受けた送信信号Ｂとが合成された信号が受信される。

受信装置は、伝送路変動ｈ１（ｔ）とｈ２（ｔ）を推定し、その推定値を用いることにより、合成された受信信号から元の送信信号Ａと送信信号Ｂを分離した後に、各シンボルを復調するようになっている。

この際、図２に示すような時空間ブロック符号化された信号を用いると、信号分離時に、伝送路変動ｈ１（ｔ）、ｈ２（ｔ）に拘わらず各シンボルＳ１、Ｓ２を最大比合成できるようになるので、大きな符号化利得とダイバーシチ利得とが得られるようになる。この結果、受信品質を向上させることができる。
"Space-Time Block Codes from Orthogonal Designs" IEEE Transactions on Information Theory, pp.1456-1467, vol.45, no.5, July 1999

ところで、時空間ブロック符号化した信号を用いると、確かに受信品質は向上するものの、伝送効率が低下する欠点がある。すなわち、時点ｉ＋１で送信されるＳ１^＊や−Ｓ２^＊は、受信装置においてはＳ１、Ｓ２として復調されるので、実質的には時点ｉで送信されたＳ１、Ｓ２と同じ情報である。このため、同じ情報を２度送信していることになり、
この分データの伝送効率が低下する。

例えば一般的なマルチアンテナ通信システムにおいては、時点ｉ＋１おいてシンボルＳ１、Ｓ２とは異なるシンボルＳ３、Ｓ４を送信するので、時点ｉから時点ｉ＋１の期間では４つのシンボルＳ１〜Ｓ４を送信することができる。つまり、単純に考えると、時空間ブロック符号化技術を用いた場合、データ伝送効率が、一般的なマルチアンテナ通信の半分に低下してしまう。

本発明の目的は、無線通信におけるデータ伝送効率を一段と向上させることである。

本発明の送信装置の一つの態様は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成するベースバンド信号形成手段と、当該ベースバンド信号を無線信号に変換する無線手段と、当該無線信号を送信する送信アンテナとを具備する構成を採る。

この構成によれば、送信データに応じてチャネル行列パターンを変えるようにしたので、チャネル行列の各要素である変調シンボルに加えて、チャネル行列のパターンでもデータを伝送できるようになる。この結果、周波数帯域を広げることなく、データ伝送量を増やすことができ、周波数利用効率を向上させることができる。

本発明の受信装置の一つの態様は、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定するチャネル行列推定手段と、このチャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する送信データ推定手段とを具備する構成を採る。

本発明の無線通信方法の一つの態様は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成して送信する送信ステップと、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定し、チャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する受信ステップとを含むようにする。

本発明によれば、チャネル行列のパターンでデータを伝送するようにしたので、データ伝送効率を向上させることができる。

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３に、本実施の形態のマルチアンテナ通信システム１０の全体構成を示す。マルチアンテナ通信システム１０において、送信装置１００は複数のアンテナＡＮ１、ＡＮ２を有し、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から同時に信号を送信する。受信装置２００は、同時に送信された複数の信号をアンテナＡＮ３で受信する。なお、アンテナＡＮ１から送信された信号は伝送路変動ｈ１（ｔ）を受けてアンテナＡＮ３で受信され、アンテナＡＮ２から送信された信号は伝送路変動ｈ２（ｔ）を受けてアンテナＡＮ３で受信される。

図４に、本実施の形態の送信装置１００の構成を示す。送信装置１００は、送信ディジタル信号（以下これを単に送信データと呼ぶ）１０１を時空間ブロック符号信号形成部１０２に入力する。時空間ブロック符号信号形成部１０２は、フレーム構成信号生成部１０
９によって生成されたフレーム構成信号１１０に従って、送信データ１０１を時空間ブロック符号化処理し、これにより得た時空間ブロック符号信号１０３、１０４をそれぞれ拡散部１０５−Ａ、１０５−Ｂに送出する。

各拡散部１０５−Ａ、１０５−Ｂは、時空間ブロック符号信号１０３、１０４に拡散符号を乗算することにより拡散信号１０６−Ａ、１０６−Ｂを得、これを無線部１０７−Ａ、１０７−Ｂに送出する。各無線部１０７−Ａ、１０７−Ｂは、拡散信号１０６−Ａ、１０６−Ｂに対して直交変調や周波数変換等の所定の無線処理を施し、これにより得た無線送信信号１０８−Ａ、１０８−ＢをアンテナＡＮ１、ＡＮ２に供給する。

図５に、時空間ブロック符号信号形成部１０２の構成を示す。時空間ブロック符号信号形成部１０２は、送信データ１０１を先ずデータ分流部１２０に入力する。データ分流部１２０は、送信データ１０１を送信データ１０１−Ａ、１０１−Ｂ、１０１−Ｃに分流し、送信データ１０１−Ａを変調部１２１に、送信データ１０１−Ｂを変調部１２２に、送信データ１０１−Ｃを信号選択部１２７にそれぞれ送出する。

変調部１２１は、送信データ１０１−Ａに対してＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)や１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等のディジタル変調処理を施すことにより、送信シンボルＳ１を得る。例えばＱＰＳＫの場合には、２ビットの送信データ１０１−Ａから１つの送信シンボルＳ１を得る。変調部１２１は、これにより得た送信シンボルＳ１を変調信号１２３として出力すると共にその複素共役Ｓ１^＊を変調信号１２４として出力する。

同様に変調部１２２は、送信データ１０１−Ｂに対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等のディジタル変調処理を施すことにより、送信シンボルＳ２を得る。変調部１２２は、これにより得た送信シンボルＳ２を変調信号１２５として出力すると共にその負の複素共役−Ｓ２^＊を変調信号１２６として出力する。

信号選択部１２７は、変調部１２１からの変調信号１２３、１２４及び変調部１２２からの変調信号１２５、１２６を、データ分流部１２０からの送信データ１０１−Ｃに応じた順序で、かつ送信データ１０１−Ｃに応じて出力信号１０３又は出力信号１０４に割り振って出力する。これにより、送信データ１０１−Ｃに応じてパターンの異なる時空間ブロック符号信号１０３、１０４が形成される。なお、信号選択部１２７は、フレーム構成信号１１０に従った位置に、パイロット信号生成部１２８によって生成されパイロット信号１２９を挿入する。

図６Ａ、６Ｂ、図７Ａ、７Ｂ、図８Ａ、８Ｂ及び図９を用いて、信号選択部１２７による具体的な処理を説明する。図６Ａ、６Ｂに信号１０３の様子を示し、図７Ａ、７Ｂに信号１０４の様子を示す。図６Ａに示すように、信号選択部１２７は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、Ｓ１、−Ｓ２^＊の順でシンボルを出力することで信号１０３を得る。これに対して、図６Ｂに示すように、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、Ｓ２、Ｓ１^＊の順でシンボルを出力することで信号１０３を得る。

また図７Ａに示すように、信号選択部１２７は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、Ｓ２、Ｓ１^＊の順でシンボルを出力することで信号１０４を得る。これに対して、図７Ｂに示すように、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、Ｓ１、−Ｓ２^＊の順でシンボルを出力することで信号１０４を得る。

図６Ａ、６Ｂ及び図７Ａ、７Ｂをまとめたものを、図８Ａ、８Ｂに示す。すなわち、信号選択部１２７は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、図８Ａに示すようなパタ
ーンの時空間ブロック符号信号１０３、１０４を形成する。これに対して、信号選択部１２７は、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、図８Ｂに示すようなパターンの時空間ブロック符号信号１０３、１０４を形成する。

実際のフレーム構成例を、図９に示す。図中の網掛け部分はパイロットシンボルを示す。時点ｉ−１で各アンテナＡＮ１、ＡＮ２からパイロットシンボルが送信される。続く時点ｉ及び時点ｉ＋１において、データ「０」に対応するパターンの時空間ブロック符号信号１０３、１０４が送信される。さらに続く時点ｉ＋２及び時点ｉ＋３において、データ「１」に対応するパターンの時空間ブロック符号信号１０３、１０４が送信される。

これにより、送信装置１００においては、シンボルＳ１、Ｓ２により伝送されるデータに加えて、時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送できるので、この分だけ時間当たりに送信できるデータ量を増やすことができる。

例えば変調部１２１、１２２によってＱＰＳＫ変調を行う場合を考える。シンボルＳ１、Ｓ２は、１シンボル当たり２ビットのデータを伝送できるので、時点ｉから時点ｉ＋１の期間において変調シンボルＳ１、Ｓ２で送信できるデータは、４ビットである。これに加えて、時点ｉと時点ｉ＋１の期間において、時空間ブロック符号のパターンによって１ビット伝送できるので、合計５ビット伝送できるようになる。

因みに、変調部１２１、１２２がＱＰＳＫ変調を行う場合には、データ分流部１２０によって、送信データ１０１の最初の２ビットを変調部１２１に送出し、次の２ビットを変調部１２２に送出し、次の１ビットを信号選択部１２７に送出すればよい。

図１０に、送信装置１００から送信された時空間ブロック符号信号を受信する受信装置２００の構成を示す。受信装置２００は、アンテナＡＮ３で受信した信号２０１を無線部２０２に入力する。無線部２０２は、周波数変換や直交復調等の所定の無線受信処理を施し、これにより得た受信ベースバンド信号２０３を逆拡散部２０４に送出する。逆拡散部２０４は、受信ベースバンド信号２０３を逆拡散し、逆拡散後の受信ベースバンド信号２０５を、第１伝送路推定部２０６、第２伝送路推定部２０７、同期部２１０及び復調部２１２に送出する。

第１伝送路推定部２０６は、アンテナＡＮ１から送信された信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて、アンテナＡＮ１とアンテナＡＮ３との間の伝送路変動ｈ１を求め、これを伝送路推定信号２０８として復調部２１２に送出する。第２伝送路推定部２０７は、アンテナＡＮ２から送信された信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて、アンテナＡＮ２とアンテナＡＮ３との間の伝送路変動ｈ２を求め、これを伝送路推定信号２０９として復調部２１２に送出する。

同期部２１０は、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号に含まれるパイロットシンボルに基づき、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号の同期をとり、同期のためのタイミング信号２１１を復調部２１２に送出する。

図１１に、復調部２１２の構成を示す。復調部２１２は、検波部２２０と行列推定部２２１を有し、これらに伝送路推定信号２０８、２０９、受信ベースバンド信号２０５及びタイミング信号２１１を入力する。行列推定部２２１は、伝送路推定行列の行列パターンを推定することにより、どのパターンの時空間ブロック符号を受信したかを推定する。

具体的に説明する。アンテナＡＮ３では、アンテナＡＮ１から送信された信号と、アンテナＡＮ２から送信された信号が合成されて受信される。時点ｔにおける合成受信信号を
Ｒ（ｔ）とする。また時点ｔでの伝送路推定値ｈ１、ｈ２をそれぞれｈ１（ｔ）、ｈ２（ｔ）とする。すると、図８Ａに示すようなパターンの時空間ブロック符号が送信された場合には、次式の関係式が成り立つ。

これに対して、図８Ｂに示すようなパターンの時空間ブロック符号が送信された場合には、次式の関係式が成り立つ。

したがって、行列推定部２２１は、（１）式が成り立つか、又は（２）式が成り立つかを推定する。換言すれば、行列推定部２２１は、送信装置１００によって、時点ｉから時点ｉ＋１で、どのパターンの時空間ブロック符号が送信されたかを推定する。例えば、（１）式及び（２）式を用いて、一旦、Ｓ１、Ｓ２を推定し、どちらの式で推定したＳ１、Ｓ２の方がシンボルとして確からしいかを判断する方法が考えられる。そして、行列推定部２２１は、（２）式よりも（１）式の方が確からしいと推定した場合には、受信データ２１５として「０」を出力する。これに対して、行列推定部２２１は、（１）式よりも（２）式の方が確からしいと推定した場合には、受信データ２１５として「１」を出力する。

この受信データ２１５は、検波部２２０にも送出される。検波部２２０は、受信データ２１５として「０」が入力された場合には（１）式を用い、（１）式についての逆行列演算を行うことによりシンボルＳ１、Ｓ２を推定した後、各シンボルＳ１、Ｓ２を復調することにより、シンボルＳ１についての受信データ２１３とシンボルＳ２についての受信データ２１４を得る。これに対して、検波部２２０は、受信データ２１５として「１」が入力された場合には（２）式を用い、（２）式についての逆行列演算を行うことによりシンボルＳ１、Ｓ２を推定した後、各シンボルＳ１、Ｓ２を復調することにより、シンボルＳ１についての受信データ２１３とシンボルＳ２についての受信データ２１４を得る。

このようにして、受信装置２００は、時空間ブロック符号にて伝送されたデータと、時空間ブロック符号のパターンにて伝送されたデータとからなる送信データの全てを復元することができる。

かくして本実施の形態によれば、複数のアンテナを用いて時空間ブロック符号信号を送信する際に、送信データに応じて時空間ブロック符号のパターンを変えるようにしたことにより、時空間ブロック符号によって得られる品質の良いデータ伝送を行うことができるといった効果に加えて、時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送できるので、データ伝送効率を向上させることができる送信装置１００を実現できる。

また受信した時空間ブロック符号のパターンを識別することにより時空間ブロック符号のパターンにより伝送されたデータを推定する行列推定部２２１と、行列推定部２２１によって推定されたチャネル推定行列を用いて時空間ブロック符号を構成する各変調信号を分離し復調する信号分離復調手段としての検波部２２０とを設けるようにしたことにより、送信データに応じてパターンの変えられた時空間ブロック符号信号から伝送データを全て復元し得る受信装置２００を実現できる。

なおこの実施の形態では、スペクトル拡散通信方式を用いた場合の構成を例にとって説明したが、スペクトル拡散通信方式を用いないときにおいても同様に実施することができる。

（実施の形態２）
この実施の形態では、実施の形態１で説明した、送信データに応じてパターンを変えた時空間ブロック符号信号を、ＯＦＤＭ変調して送信することを提案する。

図４との対応部分に同一符号を付して示す図１２に、本実施の形態の送信装置の構成を示す。送信装置３００は、時空間ブロック符号信号形成部３０１の構成が若干異なることと、ＯＦＤＭ変調手段としての、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）３０４−Ａ、３０４−Ｂ及び逆フーリエ変換部（ｉｄｆｔ）３０６−Ａ、３０６−Ｂを有することを除いて、図４の送信装置１００とほぼ同様の構成でなる。

送信装置３００は、時空間ブロック符号信号形成部３０１によって形成した時空間ブロック符号信号３０２、３０３をそれぞれ、シリアルパラレル変換部３０４−Ａ、３０４−Ｂに送出する。各シリアルパラレル変換部３０４−Ａ、３０４−Ｂにより得られたパラレル信号３０５−Ａ、３０５−Ｂはそれぞれ、逆フーリエ変換部３０６−Ａ、３０６−Ｂによって逆フーリエ変換されることにより、ＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂとされる。ＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂは、無線部３０８−Ａ、３０８−Ｂによって所定の無線処理が施されることにより送信ＯＦＤＭ信号３０９−Ａ、３０９−Ｂとされた後、アンテナＡＮ１、ＡＮ２に供給される。

図１３に、時空間ブロック符号信号形成部３０１の構成を示す。なお図１３では、図５との対応部分に同一符号を付し、ここではその部分の説明は省略する。信号選択部３２０は、送信データ１０１−Ｃに応じて時空間ブロック符号のパターンを変える。ここで信号選択部３２０による選択処理は、図５の信号選択部１２７による選択処理とほぼ同じだが、本実施の形態では時空間ブロック符号をＯＦＤＭ送信するので、選択のパターンが若干異なる。

図１４Ａ、１４Ｂ、図１５Ａ、１５Ｂ、図１６Ａ、１６Ｂ及び図１７を用いて、信号選択部３２０による具体的な処理を説明する。図１４Ａ、１４ＢにＯＦＤＭ信号３０７−Ａの様子を示し、図１５Ａ、１５ＢにＯＦＤＭ信号３０７−Ｂの様子を示す。図１４Ａに示すように、信号選択部３２０は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、信号３０２としてシンボルＳ１とシンボル−Ｓ２^＊を出力する。そしてこれら各シンボルＳ１、−Ｓ２^＊がシリアルパラレル変換部３０４−Ａ及び逆フーリエ変換部３０６−ＡによってＯＦＤＭ変調されることにより、シンボルＳ１がキャリア１に、シンボル−Ｓ２^＊がキャリア２に配置され、アンテナＡＮ１から送信される。これに対して、図１４Ｂに示すように、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、信号３０２としてシンボルＳ２とシンボルＳ１^＊を出力する。そしてこれら各シンボルＳ２、Ｓ１^＊がシリアルパラレル変換部３０４−Ａ及び逆フーリエ変換部３０６−ＡによってＯＦＤＭ変調されることにより、シンボルＳ２がキャリア１に、シンボルＳ１^＊がキャリア２に配置され、アンテナＡＮ１から送信される。

また図１５Ａに示すように、信号選択部３２０は、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、信号３０３としてシンボルＳ２とシンボルＳ１^＊を出力する。そしてこれら各シンボルＳ２、Ｓ１^＊がシリアルパラレル変換部３０４−Ｂ及び逆フーリエ変換部３０６−ＢによってＯＦＤＭ変調されることにより、シンボルＳ２がキャリア１に、シンボルＳ１^＊がキャリア２に配置され、アンテナＡＮ２から送信される。これに対して、図１５Ｂに
示すように、送信データ１０１−Ｃが「１」の場合には、信号３０３としてシンボルＳ１とシンボル−Ｓ２^＊を出力する。そしてこれら各シンボルＳ１、−Ｓ２^＊がシリアルパラレル変換部３０４−Ｂ及び逆フーリエ変換部３０６−ＢによってＯＦＤＭ変調されることにより、シンボルＳ１がキャリア１に、シンボル−Ｓ２^＊がキャリア２に配置され、アンテナＡＮ２から送信される。

図１４Ａ、１４Ｂ及び図１５Ａ、１５Ｂをまとめたものを、図１６Ａ、１６Ｂに示す。すなわち、送信データ１０１−Ｃが「０」の場合には、図１６Ａに示すようなシンボル配置のＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂが各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される。つまり、ＯＦＤＭ信号３０７−ＡがアンテナＡＮ１から送信されると共にＯＦＤＭ信号３０７−ＢがアンテナＡＮ２から送信される。これに対して、送信データが「１」の場合には、図１６Ｂに示すようなシンボル配置のＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂが各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される。

実際のフレーム構成例を、図１７に示す。図中の網掛け部分はパイロットシンボルを示す。時点ｉ−１で各アンテナＡＮ１、ＡＮ２からパイロットシンボルが送信される。続く時点ｉにおいて、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２からＯＦＤＭ変調された時空間ブロック符号が送信される。図１７には、２つのアンテナＡＮ１、ＡＮ２のキャリア１とキャリア２を使って送信データ「０」に対応するパターンの時空間ブロック符号を送信し、キャリア３とキャリア４を使って送信データ「１」に対応するパターンの時空間ブロック符号を送信する場合を示す。

因みに、図１７では、図の対応関係を分かり易くするために、キャリア３とキャリア４に割り当てられたシンボルＳ１とシンボルＳ２を、キャリア１とキャリア２に割り当てられたシンボルＳ１とＳ２と同じ符号を用いて記しているが、キャリア１とキャリア２に割り当てられるシンボルＳ１、Ｓ２と、キャリア３、４に割り当てられるシンボルＳ１、Ｓ２は、異なるデータから得られた異なるシンボルである。

これにより、送信装置３００においては、サブキャリア１とサブキャリア２のシンボルＳ１、Ｓ２によって伝送するデータに加えて、その時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送でき、さらにサブキャリア３とサブキャリア４のシンボルによって伝送できるデータに加えて、その時空間ブロック符号のパターンによってデータを伝送できるようになる。

図１８に、送信装置３００から送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信装置の構成を示す。受信装置４００は、アンテナＡＮ３で受信したＯＦＤＭ信号４０１を無線部４０２に入力する。無線部４０２は、周波数変換や直交復調等の所定の無線受信処理を施し、これにより得たＯＦＤＭ受信ベースバンド信号４０３をフーリエ変換部（ｄｆｔ）４０４に送出する。フーリエ変換部４０４は、ＯＦＤＭ受信ベースバンド信号４０３をフーリエ変換し、フーリエ変換後の受信ベースバンド信号４０５を、第１伝送路推定部４０６、第２伝送路推定部４０７、同期部４１０及び復調部４１２に送出する。

第１伝送路推定部４０６は、アンテナＡＮ１から送信されたＯＦＤＭ信号の各キャリアに含まれるパイロットシンボルに基づいて、アンテナＡＮ１とアンテナＡＮ３との間の各キャリア毎の伝送路変動を求め、これを伝送路推定信号４０８として復調部４１２に送出する。第２伝送路推定部４０７は、アンテナＡＮ２から送信されたＯＦＤＭ信号の各キャリアに含まれるパイロットシンボルに基づいて、アンテナＡＮ２とアンテナＡＮ３との間の各キャリア毎の伝送路変動を求め、これを伝送路推定信号４０９として復調部４１２に送出する。

同期部４１０は、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号に含まれるパイロットシンボルに基づき、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号の同期をとり、同期のためのタイミング信号４１１を復調部に送出する。

図１９に、復調部４１２の構成を示す。復調部４１２は、検波部４２０と行列推定部４２１を有し、これらに伝送路推定信号４０８、４０９、受信ベースバンド信号４０５及びタイミング信号４１１を入力する。行列推定部４２１は、伝送路推定行列の行列パターンを推定することにより、どのパターンの時空間ブロック符号を受信したかを推定する。

具体的に説明する。アンテナＡＮ３では、アンテナＡＮ１から送信された信号と、アンテナＡＮ２から送信された信号が合成されて受信される。時点ｔにおける合成受信信号をＲ（ｔ）とする。また時点ｔでの伝送路推定値ｈ１、ｈ２をそれぞれｈ１（ｔ）、ｈ２（ｔ）とする。すると、図１６Ａに示すようなパターンの時空間ブロック符号が送信された場合には、次式の関係式が成り立つ。

これに対して、図１６Ｂに示すようなパターンの時空間ブロック符号が送信された場合には、次式の関係式が成り立つ。

行列推定部４２１は、例えば図１７に示すようなフレーム構成の信号を受信した場合には、キャリア１とキャリア２については（３）式のパターンの時空間ブロック符号が使われたと推定して、受信データ４１５として「０」を出力すると共に、このことを検波部４２０に通知する。またキャリア３とキャリア４については（４）式のパターンの時空間ブロック符号が使われたと推定して、受信データ４１５として「１」を出力すると共に、このことを検波部４２０に通知する。

このとき検波部４２０は、キャリア１とキャリア２については（３）式を用い、（３）式の逆行列演算を行うことによりシンボルＳ１、Ｓ２を推定した後、各シンボルＳ１、Ｓ２を復調することにより、シンボルＳ１についての受信データ４１３とシンボルＳ２についての受信データ４１４を得る。また検波部４２０は、キャリア３とキャリア４については（４）式を用い、（４）式の逆行列演算を行うことによりシンボルＳ１、Ｓ２（実際にはこのシンボルＳ１、Ｓ２はキャリア１、２のシンボルとは異なる）を推定した後、各シンボルＳ１、Ｓ２を復調することにより、シンボルＳ１についての受信データ４１３とシンボルＳ２についての受信データ４１４を得る。

このようにして、受信装置４００は、時空間ブロック符号にて伝送されたデータと、時空間ブロック符号のパターンにて伝送されたデータとからなる送信データの全てを復元することができる。

かくして本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアに時空間ブロック符号を割り当てて送信するにあたって、送信データに応じて時空間ブロック符号のパターンを変えるようにしたことにより、時空間ブロック符号によって得られる品質の良いデータ伝送を行うことができるといった効果に加えて、時空間ブロック符号のパターンによってデー
タを伝送できるので、データ伝送効率を向上させることができる。

特に、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアに時空間ブロック符号を割り当てると、単位時間に伝送できる時空間ブロック符号を増やすことができるので、単位時間当たりの伝送データ量を増やすことができるようになる。

なおこの実施の形態では、複数のキャリアに時空間ブロック符号を割り当てる場合（すなわち、周波数方向に時空間ブロックを割り当てる場合）について説明したが、図２０Ａ、２０Ｂ及び図２１に示すように、時空間ブロック符号を単一のキャリア（図２０Ａ、２０Ｂ及び図２１の場合にはキャリア１）単位で割り当てる（すなわち、時間方向に時空間ブロックを割り当てる）ようにしてもよい。この場合、当然、他のキャリア２、３、４にも他の時空間ブロック符号を割り当てることができる。

具体的に説明する。送信データが「０」の場合には、図２０Ａに示すＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂを各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信する。これに対して、送信データが「１」の場合には、図２０Ｂに示すＯＦＤＭ信号３０７−Ａ、３０７−Ｂを各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信する。

実際のフレーム構成例を、図２１に示す。時点ｉにてパイロットシンボルを送信した後、時点ｉ、ｉ＋１にてデータ「０」に対応するパターンの時空間ブロック符号をキャリア１に配置して送信し、続く時点ｉ＋２、ｉ＋３にてデータ「１」に対応するパターンの時空間ブロック符号をキャリア１に配置して送信する。

このように時空間ブロック符号の各キャリアへの配置の仕方としては、図１６Ａ、１６Ｂ及び図１７に示したように周波数方向に配置する方法、図２０Ａ、２０Ｂ及び図２１に示したように時間方向に配置する方法、又は周波数と時間の両方向に配置する方法のどの方法を採用してもよい。

なおこの実施の形態では、ＯＦＤＭ方式を例にとって説明したが、ＯＦＤＭ方式以外のマルチキャリア方式に適用した場合にも、同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、受信装置側で、受信した時空間ブロック符号のパターンを識別する具体的な方法について詳述する。

例えば実施の形態１では、（１）式の送信信号が送信されたのか、（２）式の送信信号が送信されたのかを、受信側で識別することで１ビットのデータを得ることになるが、本実施の形態では、その識別の方法の例について詳しく説明する。

実際上、実施の形態１の場合、時空間ブロック符号のパターンの識別を、図１１の行列推定部２２１によって行うので、ここでは行列推定部２２１の動作について詳しく説明する。本実施の形態では、送信装置１００の変調部１２１、１２２でＱＰＳＫ変調が行われた場合を例にとって説明する。

行列推定部２２１は、入力されるｈ１（２０８）、ｈ２（２０９）から、時間ｉにおける１６点の候補信号点と、時間ｉ＋１における１６点の候補信号点とを求める。その様子の一例を図２２Ａ、２２Ｂに示した。図２２Ａ、２２Ｂにおいて、○は候補信号点を示し、×は受信点を示す。また、●は、（送信シンボルＳ１で送信した２ビット，送信シンボルＳ２で送信した２ビット）＝（００，００）に対応する候補信号点を示すものである。因みに、（送信シンボルＳ１で送信した２ビット，送信シンボルＳ２で送信した２ビット
）は、（００，００）〜（１１，１１）の１６点の候補信号点のいずれかで表現される。

図２２Ａは、（１）式の時空間ブロック符号パターンを用いた信号が受信された場合における、時間ｉと時間ｉ＋１での信号点の状態を示す。図２２Ｂは、（２）式の時空間ブロック符号パターンを用いた信号が受信された場合における、時間ｉと時間ｉ＋１での信号点の状態を示す。

行列推定部２２１は、受信点と各候補信号点とのユークリッド距離に基づいて、図２２Ａのパターンの信号が送信されたのか、図２２Ｂのパターンの信号が送信されたのかを識別する。

具体的に説明する。行列推定部２２１は、先ず、図２２Ａに示すような、（１）式で送信されたと仮定した場合の信号点の状態に関し、候補信号点と受信信号点のユークリッド距離の２乗を求める。例えば、（００，００）についての時間ｉの候補信号点と受信信号点とのユークリッド距離の２乗をＤｘ００００（ｉ）とし、（００，００）についての時間ｉ＋１の候補信号点と受信信号点とのユークリッド距離の２乗をＤｘ００００（ｉ＋１）として、（００，００）に対する受信信号点のユークリッド距離の２乗Ｄｘ００００＝Ｄｘ００００（ｉ）＋Ｄｘ００００（ｉ＋１）を求める。同様にＤｘ０００１からＤｘ１１１１についても求める。

同様に、図２２Ｂに示すような、（２）式で送信されたと仮定した場合の信号点の状態に関し、候補信号点と受信信号点のユークリッド距離の２乗を求める。このとき、受信信号点については、（１）式のときと同様の位置に存在するが、候補信号点については異なる位置に存在することになる。例えば、（００，００）についての時間ｉの候補信号点と受信信号点とのユークリッド距離の２乗をＤｙ００００（ｉ）とし、（００，００）についての時間ｉ＋１の候補信号点と受信信号点とのユークリッド距離の２乗をＤｙ００００（ｉ＋１）として、（００，００）に対する受信信号点のユークリッド距離の２乗Ｄｙ００００＝Ｄｙ００００（ｉ）＋Ｄｙ００００（ｉ＋１）を求める。同様にＤｙ０００１からＤｙ１１１１についても求める。

そして、行列推定部２２１は、Ｄｘ００００からＤｘ１１１１の中の最小値Ｄｘ，ｍｉｎを探索すると共に、Ｄｙ００００からＤｙ１１１１の中の最小値Ｄｙ，ｍｉｎを探索する。次に、行列推定部２２１は、Ｄｘ，ｍｉｎとＤｙ，ｍｉｎを比較し、小さい値の方が確からしいと判断して、時空間ブロック符号パターンを識別する。

つまり、行列推定部２２１は、Ｄｘ，ｍｉｎ＞Ｄｙ，ｍｉｎのときには、（２）式の時空間ブロック符号パターンで信号が送信されたと判断し、受信データ２１５として「１」のデータを得る。これに対して、Ｄｙ，ｍｉｎ＞Ｄｘ，ｍｉｎのときには、（１）式の時空間ブロック符号パターンで信号が送信されたと判断し、受信データ２１５として「０」のデータを得る。

このようにして、行列推定部２２１は、受信データ２１５を得ることができる。

なお、本実施の形態では、最小値のみに基づき、（１）式の時空間ブロック符号パターンで送信されたか、（２）式の時空間ブロック符号パターンで送信されたかを判断したが、これに限ったものではなく、例えばＤｘの複数の値とＤｙの複数の値を用いて判断してもよい。

また本実施の形態では、実施の形態１の送信装置によって送信された信号の時空間ブロック符号パターンを識別する方法を例にとって説明したが、これに限ったものではなく、
要は、受信点と候補信号点とのユークリッド距離に基づいて、時空間ブロック符号パターンの確からしさを比較するようにすればよい。このようにすれば、種々の時空間ブロック符号パターンが用いられても、どの時空間ブロック符号パターンが用いられたかを識別することができる。

（他の実施の形態）
なお上述した実施の形態１、２では、送信アンテナ数が２で受信アンテナ数が１の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、送信アンテナが２本よりも多い場合、例えば文献“Space-time block codes from orthogonal designs”IEEE Transactions on Information Theory, pp.1456-1467, vol.45, no.5, July 1999や文献“A quasi-orthogonal
space-time block code”IEEE Transactions on Communications, pp.1-4, vol.49, no.1, January 2001で示されているような時空間ブロック符号を用いたときも同様に実施することができる。

また上述した実施の形態１では、（１）式及び（２）式からも分かるように、送信データに応じてシンボルを供給するアンテナを切り替えることで、行列の列要素を入れ替えるような時空間ブロック符号のパターンを形成した場合について述べたが、図２３Ａ、２３Ｂに示すように、送信データに応じてシンボルを出力する順序を変えることで、行列の行要素を入れ替えるような時空間ブロック符号のパターンを用いるようにしてもよい。さらに、実施の形態１のようなパターンの作り方と、図２３Ａ、２３Ｂのようなパターンの作り方を複合的に用いれば、４つのパターンを作ることができるので、時空間ブロック符号を構成するシンボルの情報に加えて、２ビットのデータを伝送できるようになる。

また、特に、送信アンテナ数が４以上の場合には、上記文献を例とするように、ダイバーシチゲインが得られる時空間ブロック符号化方式が複数提案されている。本発明においては、送信データに応じて、これらのいずれかの時空間ブロック符号化方式を選択して送信することで、データを伝送するようにしてもよい。受信側では、どの符号化方式が使われたかを行列のパターンで認識することで、データを得るようにすればよい。つまり、時空間ブロック符号のパターンとして用いることができるのは、実施の形態１や実施の形態２で説明したものに限らず、受信側でダイバーシチゲインの得られる種々のものを適用することができる。

さらには、実施の形態１で説明したようなパターンの作り方や図２３Ａ、２３Ｂに示したようなパターンの作り方、異なる符号化方式を用いたパターンの作り方を複合的に用いてパターンを作るようにしてもよい。このようにすれば、多数の時空間ブロック符号のパターンを作ることができるようになるので、時空間ブロック符号のパターンによって伝送できるデータ量をさらに増やすことができる。

また本発明は、換言すると、送信データに応じたチャネル行列のパターンを形成して、このチャネル行列のパターンでデータを送っている言うことができる。このようにすることにより、チャネル行列のパターンに情報をのせることができるようになるので、伝送データ量を増やすことができる。このうち、上述した実施の形態１、２は、各アンテナに供給するシンボルブロックのパターンを、送信データに応じて選択するようにしたものである。また上述した実施の形態１、２は、シンボルブロックとして、時空間ブロック符号を用いたものである。

また本発明を用いれば、さらなる応用として、シンボルＳ１、Ｓ２の信号点を固定とし、送信データにより変調されたチャネル行列のみでデータを伝送することも考えられる。

上述した実施の形態１、２では、時空間ブロックを例にとって説明したが、本発明の送
信装置は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成するベースバンド信号形成手段を備えるようにすればよい。これにより、上述した実施の形態１、２で説明したのと同様に、チャネル行列のパターンでデータを送ることができるので、データ伝送効率を向上させることができるようになる。

また本発明の受信装置は、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定するチャネル行列推定手段と、チャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する送信データ推定手段とを備えるようにすればよい。これにより、チャネル行列のパターンで送信データを推定することができるようになる。

ここで本発明のチャネル行列のパターン生成についての簡単な一例と、従来方式であるM aryスペクトル拡散通信方式との違いについて説明する。ここでは、送信アンテナが１つで、受信アンテナが１つの場合を例として説明する。

図２４に、M aryスペクトル拡散通信方式を用いた送信装置の構成を示す。各系列発生部（系列１発生部５０１−１〜系列Ｍ発生部５０１−Ｍ）は、互いに直交した拡散符号５０３−１〜５０３−Ｍを発生する。選択部５０４は、送信データ５０２及び直交拡散符号５０３−１〜５０３−Ｍを入力し、送信データ５０２に応じて直交拡散符号５０３−１〜５０３−Ｍのうちのいずれかを選択し、それをベースバンド信号５０５として無線部５０６に送出する。無線部５０６はベースバンド信号５０５に対して、直交変調、帯域制限、周波数変換、信号増幅などの処理を施すことにより送信信号５０７を得、これをアンテナ５０８に送出する。

このM aryスペクトル拡散通信方式の特徴として、次の２つが挙げられる。
・系列１から系列Ｍの拡散符号５０３−１〜５０３−Ｍは、直交（または相互相関が小さい）した系列であること。
・拡散利得分のデータ伝送効率の低下を招くこと。

一例として、時間軸方向の２スロットでM aryスペクトル拡散通信方式を用いたときのフレーム構成例について説明する。図２５に示すように、送信データが「０」のときには、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（１，１）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（１，１）を送信する。一方、送信データが「１」のときには、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（１，−１）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（１，−１）を送信する。すると、時間ｉにおける受信信号をＲ（ｉ）、時間ｉ＋１における受信信号をＲ（ｉ＋１）とし、伝搬係数をｈ（ｔ）とすると、送信データが「０」のときには（５）式が成立し、送信データが「１」のときには（６）式が成立する。

M aryスペクトル拡散通信方式においても、上式のように、行列で表すことは可能となるが、M aryスペクトル拡散通信方式と本発明とは、以下の点で異なる。M aryスペクトル拡散通信方式は、次の特徴があると言える。
・拡散系列が基礎となっており、直交した（または相互相関が小さい）系列で、行列を生
成している。
・拡散利得を得る技術であり、データの伝送効率（周波数利用効率）が向上する技術ではない。つまり、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭの関係のような伝送効率の違いを生み出すものではない。

これに対して、本発明のチャネル行列のパターンを用いてデータを伝送する方法においては、データの伝送効率（周波数利用効率）を向上させることができる。図２６に、本発明のチャネル行列のパターンを用いてデータを伝送する方法におけるフレーム構成例を示す。図２６では、時間方向の２スロットに着目した。なおここでは時間方向のスロットについて説明するが、周波数軸方向のスロットでチャネル行列を形成した場合についても同様のことが言える。

送信データが「００」のとき、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（１，３）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（３，１）を送信する。また、送信データが「０１」のとき、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（−１，３）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（３，−１）を送信する。また、送信データが「１０」のとき、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（１，３）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（−３，１）を送信する。また、送信データが「１１」のとき、時間ｉにおいて（Ｉ，Ｑ）＝（３，１）、時間ｉ＋１において（Ｉ，Ｑ）＝（―３，１）を送信する。

したがって、時間ｉにおける受信信号をＲ（ｉ）、時間ｉ＋１における受信信号をＲ（ｉ＋１）とし、伝搬係数をｈ（ｔ）とすると、送信データが「００」のときには（７）式が、送信データが「０１」のときには（８）式が、送信データが「１０」のときには（９）式が、送信データが「１１」のときには（１０）式が成立する。

このように、本発明は、スペクトル拡散通信方式と比較すると、直交した（または相互相関が小さい）系列を利用していない点、拡散利得を求めていない点が異なる。そして、本発明では、Ｍ ａｒｙと比較すると、データの伝送効率（周波数利用効率）を向上させることができるといった顕著な効果を得ることができる。つまり、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭの関係のような伝送効率の違いを生み出すことができる。

なお、ここでは説明を簡単化するために、送信アンテナが１つで、受信アンテナが１つの例を示したが、本発明はこれに限らない。例えば送信アンテナが２つで、受信アンテナが２つの場合には、上述した（７）式〜（１０）式の各式が４行×４列のチャネル行列と
なる。すなわち、送信側で、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、４行×４列のチャネル行列と等価となるベースバンド信号を形成して、チャネル行列のパターンにデータをのせた送信を行う。そして、受信側では、複数スロットのデータを用いて４行×４列のチャネル行列を推定し、このチャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する。つまり、本発明は、ＭＩＭＯ通信への適用も可能であり、ＭＩＭＯ通信に適用した場合にはチャネル行列のパターンを増やすことができるので、チャネル行列のパターンで伝送するデータ量を増やすことができるようになる。

なお、実施の形態１は、時空間ブロック符号を用いたときの例であり、このときは、特に、ダイバーシチゲインを得ながら、データの伝送効率の向上を図ることができる。

上述した各実施の形態で説明したように、本発明は以下のような態様を採ることができる。

本発明の送信装置の一つの態様は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成するベースバンド信号形成手段と、当該ベースバンド信号を無線信号に変換する無線手段と、当該無線信号を送信する送信アンテナとを具備する構成を採る。

この構成によれば、送信データに応じてチャネル行列パターンを変えるようにしたので、チャネル行列の各要素である変調シンボルに加えて、チャネル行列のパターンでもデータを伝送できるようになる。この結果、周波数帯域を広げることなく、データ伝送量を増やすことができ、周波数利用効率を向上させることができる。

本発明の送信装置の一つの態様は、送信アンテナは複数のアンテナで構成され、ベースバンド信号形成手段は、チャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を、複数アンテナぶん形成する構成を採る。

この構成によれば、複数アンテナ分のチャネル行列パターンを用いてデータを伝送できるようになるので、一段とデータ伝送量を増やすことができるようになる。またこの構成によれば、ＭＩＭＯ通信におけるデータ伝送量を増やすことができるようになる。

本発明の送信装置の一つの態様は、送信アンテナは、複数のアンテナで構成され、ベースバンド信号形成手段は、送信データに応じて時空間ブロック符号のパターンを変える時空間ブロック符号信号形成手段を具備する構成を採る。

この構成によれば、時空間ブロック符号によって品質の良いデータ伝送を行うことができるのに加えて、時空間ブロック符号のパターンでデータを伝送できるので、伝送データ量を増やすことができるようになる。

本発明の送信装置の一つの態様は、時空間ブロック符号信号形成手段が、送信データから第１の送信シンボルを形成する第１の変調手段と、送信データから第２の送信シンボルを形成する第２の変調手段と、第１及び第２の送信シンボルを入力し、第１及び第２の送信シンボルとそれらの複素共役信号の出力順序を送信データに応じて変えて、第１及び第２のアンテナに出力することにより、時空間ブロック符号信号を形成する信号選択手段とを具備する構成を採る。

この構成によれば、信号選択手段によって送信データに応じて異なるパターンの時空間ブロック符号信号が得られるので、第１及び第２の変調シンボルからなる時空間ブロック
符号によって伝送されるデータに加えて、時空間ブロック符号信号のパターンによってデータを伝送できるようになる。

本発明の送信装置の一つの態様は、さらに、時空間ブロック符号信号形成手段によって形成された信号を、複数のサブキャリアに割り当てるマルチキャリア変調手段を具備し、複数のアンテナからマルチキャリア変調された時空間ブロック符号信号を送信する構成を採る。

この構成によれば、時空間ブロック符号を、例えばＯＦＤＭ方式により送信するにあたっての伝送データ量を増やすことができるようになる。

本発明の受信装置の一つの態様は、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定するチャネル行列推定手段と、このチャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する送信データ推定手段とを具備する構成を採る。

本発明の受信装置の一つの態様は、送信データ推定手段は、受信した時空間ブロック符号のパターンを識別することにより、送信データを推定する構成を採る。

本発明の受信装置の一つの態様は、送信データ推定手段は、各送受信アンテナ間でのチャネル推定行列のパターンを識別することにより、時空間ブロック符号のパターンを識別する構成を採る。

これらの構成によれば、時空間ブロック符号によって伝送されたデータに加えて、時空間ブロック符号のパターンによって伝送されたデータを復元できるようになる。

本発明の無線通信方法の一つの態様は、送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成して送信する送信ステップと、複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定し、チャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する受信ステップとを含むようにする。

本発明は、上述した実施の形態に限定されずに、種々変更して実施することができる。

本明細書は、２００４年２月１３日出願の特願２００４−３７０８８及び２００４年１２月１４日出願の特願２００４−３６１１０５に基づく。この内容は全てここに含めておく。

本発明は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）の基地局やその端末、移動通信システムの基地局やその端末に適用し得る。

従来のマルチアンテナ通信システムの構成を示すブロック図 時空間ブロック符号の説明に供する図 実施の形態のマルチアンテナ通信システムの構成を示すブロック図 実施の形態１の送信装置の構成を示すブロック図 時空間ブロック符号信号形成部の構成を示すブロック図 図６Ａは、送信データが「０」の場合に、アンテナＡＮ１に供給される信号の様子を示す図であり、図６Ｂは、送信データが「１」の場合に、アンテナＡＮ１に供給される信号の様子を示す図 図７Ａは、送信データが「０」の場合に、アンテナＡＮ２に供給される信号の様子を示す図であり、図７Ｂは、送信データが「１」の場合に、アンテナＡＮ２に供給される信号の様子を示す図 図８Ａは、送信データが「０」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図であり、図８Ｂは、送信データが「１」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図 実際のフレーム構成例を示す図 実施の形態１の受信装置の構成を示すブロック図 復調部の構成を示すブロック図 実施の形態２の送信装置の構成を示すブロック図 時空間ブロック符号信号形成部の構成を示すブロック図 図１４Ａは、送信データが「０」の場合に、アンテナＡＮ１に供給される信号の様子を示す図であり、図１４Ｂは、送信データが「１」の場合に、アンテナＡＮ１に供給される信号の様子を示す図 図１５Ａは、送信データが「０」の場合に、アンテナＡＮ２に供給される信号の様子を示す図であり、図１５Ｂは、送信データが「１」の場合に、アンテナＡＮ２に供給される信号の様子を示す図 図１６Ａは、送信データが「０」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図であり、図１６Ｂは、送信データが「１」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図 実際のフレーム構成例を示す図 実施の形態２の受信装置の構成を示すブロック図 復調部の構成を示すブロック図 図２０Ａは、時空間ブロック符号を時間方向に配置した場合における、送信データが「０」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図であり、図２０Ｂは、時空間ブロック符号を時間方向に配置した場合における、送信データが「１」の場合の時空間ブロック符号のパターンを示す図 時空間ブロック符号を時間方向に配置した場合における、実際のフレーム構成を示す図 図２２Ａは、（１）式の時空間ブロック符号パターンで送信した場合の信号点配置例を示す図であり、図２２Ｂは、（２）式の時空間ブロック符号パターンで送信した場合の信号点配置例を示す図 図２３Ａは、送信データが「０」の場合の他の時空間ブロック符号パターン例を示す図であり、図２３Ｂは、送信データが「１」の場合の他の時空間ブロック符号パターン例を示す図 M aryスペクトル拡散通信方式を用いた送信装置の構成を示すブロック図 図２５Ａは、データ「０」を送る場合のＭ ａｒｙの直交符号割り当て例を示し、図２５Ｂは、データ「１」を送る場合のＭ ａｒｙの直交符号割り当て例を示す図 図２６Ａは、データ「００」を送る場合のチャネル行列の例を示し、図２６Ｂは、データ「０１」を送る場合のチャネル行列の例を示し、図２６Ｃは、データ「１０」を送る場合のチャネル行列の例を示し、図２６Ｄは、データ「１１」を送る場合のチャネル行列の例を示す図

Claims (9)

1. 送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成するベースバンド信号形成手段と、
   前記ベースバンド信号を無線信号に変換する無線手段と、
   前記無線信号を送信する送信アンテナと
   を具備する送信装置。
2. 前記送信アンテナは、複数のアンテナで構成され、
   前記ベースバンド信号形成手段は、前記チャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を、前記複数アンテナぶん形成する
   請求項１に記載の送信装置。
3. 前記送信アンテナは、複数のアンテナで構成され、
   前記ベースバンド信号形成手段は、送信データに応じて時空間ブロック符号のパターンを変える時空間ブロック符号信号形成手段を具備する
   請求項１に記載の送信装置。
4. 前記時空間ブロック符号信号形成手段は、
   送信データから第１の送信シンボルを形成する第１の変調手段と、
   送信データから第２の送信シンボルを形成する第２の変調手段と、
   前記第１及び第２の送信シンボルを入力し、第１及び第２の送信シンボルとそれらの複素共役信号の出力順序を送信データに応じて変えて、第１及び第２のアンテナに出力することにより、時空間ブロック符号信号を形成する信号選択手段と
   を具備する請求項３に記載の送信装置。
5. さらに、前記時空間ブロック符号信号形成手段によって形成された信号を、複数のサブキャリアに割り当てるマルチキャリア変調手段を具備し、
   前記複数のアンテナからマルチキャリア変調された時空間ブロック符号信号を送信する
   請求項３に記載の送信装置。
6. 複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定するチャネル行列推定手段と、
   前記チャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する送信データ推定手段と
   を具備する受信装置。
7. 前記送信データ推定手段は、受信した時空間ブロック符号のパターンを識別することにより、前記送信データを推定する
   請求項６に記載の受信装置。
8. 前記送信データ推定手段は、各送受信アンテナ間でのチャネル推定行列のパターンを識別することにより、前記時空間ブロック符号のパターンを識別する
   請求項７に記載の受信装置。
9. 送信データに応じて変調信号の複数スロットへの割り当て方を変えることにより、送信データに応じてチャネル行列パターンの異なるベースバンド信号を形成して送信する送信ステップと、
   複数スロットのデータを用いてチャネル行列を推定し、チャネル行列へのデータ割り当てパターンに基づいて送信データを推定する受信ステップと
   を含む無線通信方法。

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