KR20200040906A

KR20200040906A - 송신방법, 송신장치, 수신방법 및 수신장치

Info

Publication number: KR20200040906A
Application number: KR1020207010279A
Authority: KR
Inventors: 유타카 무라카미; 도모히로 기무라; 미키히로 오우치
Original assignee: 선 페이턴트 트러스트
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2020-04-20
Also published as: US11916627B2; US9252855B2; MX2013000900A; WO2012077311A1; KR102406967B1; US9954588B2; US10965353B2; TW201240376A; KR102051923B1; MX364641B; KR102360369B1; KR20230116076A; EP3544212B1; US20160149624A1; CN106411376B; US9843369B2; KR20130142987A; KR20200090931A; US20170180023A1; US20220182113A1

Abstract

제 1 변조신호와 제 2 변조신호를 동일 주파수로 동시에 송신하는 송신방법으로, 양 신호에 고정의 프리코딩 행렬을 이용하여 프리코딩하는 동시에, 제 1 변조신호 또는 제 2 변조신호의 적어도 일방의 위상을 규칙적으로 전환하여 송신함으로써 수신장치에서 데이터의 수신품질이 향상된다.

Description

송신방법, 송신장치, 수신방법 및 수신장치{TRANSMISSION METHOD, TRANSMITTER, RECEPTION METHOD AND RECEIVER}

(관련 출원에 관한 언급) 2010년 12월 10일에 출원된 일본국 특허출원 2010－276447호에 포함되는 특허청구범위, 명세서, 도면 및 요약서의 개시 내용은 모두 본원에 원용된다.

본 발명은 특히 멀티 안테나를 이용한 통신을 실행하는 송신방법, 송신장치, 수신방법 및 수신장치에 관한 것이다.

종래, 멀티안테나를 이용한 통신방법으로 예를 들어 MIMO(Multiple-Input　Multiple-Output)라고 불리는 통신방법이 있다. MIMO로 대표되는 멀티안테나 통신에서는 복수 계열의 송신데이터를 각각 변조하여, 각 변조신호를 다른 안테나로부터 동시에 송신함으로써 데이터의 통신속도를 높이게 되어 있다.

도 23은 송신안테나 수 2, 수신안테나 수 2, 송신변조신호(송신 스트림) 수 2일 때의 송수신장치의 구성의 일례를 나타내고 있다. 송신장치에서는 부호화된 데이터를 인터리브 하고, 인터리브 후의 데이터를 변조해서 주파수 변환 등을 실행하여 송신신호가 생성되며, 송신신호는 안테나로부터 송신된다. 이때, 송신안테나로부터 각각 다른 변조신호를 동일 시각에 동일 주파수로 송신하는 방식이 공간 다중 MIMO 방식이다.

이때, 특허문헌 1에서는 송신안테나마다 다른 인터리브 패턴을 구비하는 송신장치가 제안되어 있다. 즉, 도 23의 송신장치에서 2개의 인터리브 (πa,πb)가 서로 다른 인터리브 패턴을 가지고 있게 된다. 그리고 수신장치에 있어서 비 특허문헌 1, 비 특허문헌 2에 나타내고 있는 것과 같이 소프트 값을 이용한 검파방법(도 23에서의 MIMO　detector)을 반복하여 실행함으로써 수신품질이 향상하게 된다.

그러나 무선통신에서의 실제 전파환경의 모델로 레일리 페이딩(Rayleigh fading) 환경으로 대표되는 NLOS(Non-line　of　sight) 환경, 라이시안 페이딩(Rician fading) 환경으로 대표되는 LOS(Line　of　sight) 환경이 존재한다. 송신장치에서 싱글의 변조신호를 송신하고, 수신장치에서 복수의 안테나로 수신한 신호에 대해 최대 비 합성을 실행하여 최대 비 합성 후의 신호에 대해서 복조 및 복호를 실행하는 경우, LOS 환경, 특히 산란파의 수신전력에 대한 직접파의 수신전력의 크기를 나타내는 라이시안 팩터(Rician factor)가 큰 환경에서는 양호한 수신품질을 얻을 수 있다. 그러나 전송방식(예를 들어, 공간 다중 MIMO 전송방식)에 따라서는 라이시안 팩터가 커지면 수신품질이 열화한다고 하는 문제가 발생한다(비 특허문헌 3 참조).

도 24의 (A), (B)는 레일리 페이딩 환경 및 라이시안 팩터 K=3, 10, 16dB의 라이시안 페이딩 환경에서 LDPC(low-density　parity-check) 부호화된 데이터를 2×2(2 안테나 송신, 2 안테나 수신) 공간 다중 MIMO 전송한 경우의 BER(Bit　Error　Rate) 특성(세로축：BER, 가로축：SNR(Signal-to-Noise　power　Ratio))의 시뮬레이션 결과의 일례를 나타내고 있다. 도 24의 (A)는 반복 검파를 실행하지 않은 Max-log-APP(비 특허문헌 1, 비 특허문헌 2 참조)(APP：A　Posterior　Probability)의 BER 특성, 도 24의 (B)는 반복 검파를 실행한 Max-log-APP(비 특허문헌 1, 비 특허문헌 2 참조)(반복횟수 5회)의 BER 특성을 나타내고 있다. 도 24 (A), (B)로부터 알 수 있는 것과 같이, 반복 검파를 실행하거나 또는 실행하지 않거나에 관계없이 공간 다중 MIMO 시스템에서는 라이시안 팩터가 커지면 수신품질이 열화하는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 「공간 다중 MIMO 시스템에서는 전파환경이 안정적이 되면 수신품질이 열화한다」라는 종래의 싱글 변조신호를 송신하는 시스템에는 없는 공간 다중 MIMO 시스템 고유의 과제를 갖는 것을 알 수 있다.

방송이나 멀티캐스트통신은 다양한 전파환경에 대응해야 하는 서비스이며, 사용자가 소지하는 수신기와 방송국 사이의 전파 전파환경이 LOS 환경인 경우는 당연히 있을 수 있다. 상술의 과제를 갖는 공간 다중 MIMO 시스템을 방송이나 멀티캐스트통신에 이용한 경우, 수신기에 있어서 전파의 수신 전계 강도는 높으나, 수신품질의 열화에 의해 서비스를 받을 수 없다고 하는 현상이 발생할 가능성이 있다. 즉, 공간 다중 MIMO 시스템을 방송이나 멀티캐스트통신에서 이용하기 위해서는 NLOS 환경 및 LOS 환경의 어느 경우에 있어서도 어느 정도의 수신품질을 얻을 수 있는 MIMO 전송방식의 개발이 요청되고 있다.

비 특허문헌 8에서는 통신 상대로부터의 피드백 정보로부터 프리코딩에 이용하는 코드 북(codebook, 프리코딩 행렬(프리코딩 웨이트 행렬이라고도 한다))을 선택하는 방법에 대해 기술되어 있으나, 상기와 같이 방송이나 멀티캐스트통신과 같이 통신 상대로부터의 피드백 정보를 얻을 수 없는 상황에서 프리코딩을 실행하는 방법에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다.

한편, 비 특허문헌 4에서는 피드백 정보가 없는 경우에도 적용할 수 있는, 시간과 함께 프리코딩 행렬을 전환하는 방법에 대해 기술되어 있다. 이 문헌에서는 프리코딩에 이용하는 행렬로 유니테리 행렬(unitary matrix)을 이용하는 것, 또, 유니테리 행렬(unitary matrix)을 랜덤하게 전환하는 것에 대해 기술되어 있으나, 상기에서 나타내는 LOS 환경에서의 수신품질의 열화에 대한 적용방법에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않으며, 단지 랜덤하게 전환하는 것만이 기재되어 있다. 당연하나, LOS 환경의 수신품질의 열화를 개선하기 위한 프리코딩방법 및 프리코딩 행렬의 구성방법에 관한 기술은 일절 되어있지 않다.

국제공개 제2005/050885호

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본 발명은 LOS 환경에서의 수신품질의 개선이 가능한 MIMO 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 송신방법으로, 복수의 제 1 변조신호 s1을 포함하는 제 1 변조신호 열 s1(j)과 복수의 제 2 변조신호 s2를 포함하는 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해(여기서 j는 상기 제 1 변조신호와 상기 제 2 변조신호의 세트의 인덱스 번호임) 동일한 인덱스 번호를 갖는 상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2의 세트 마다에, 상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2에 대해 프리코딩을 실시하는 프리코딩 처리와, 상기 프리코딩 처리된 신호의 일방에 대해 위상변경을 실시하는 위상변경 처리를 실행하여 복수의 제 1 송신신호 z1을 포함하는 제 1 송신신호 열 z1(j)과 복수의 제 2 송신신호 z2를 포함하는 제 2 송신신호 열 z2(j)를 생성하고, 상기 제 1 송신신호 열 z1(j)과 상기 제 2 송신신호 열 z2(j)를 복수의 안테나를 이용하여 송신하며, 상기 프리코딩 처리에서는 상기 제 1 변조신호 열 s1(j)과 상기 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해서 공통의 프리코딩을 실시하고, 상기 위상변경 처리에서는 인덱스 번호에 따라서 위상변경량을 2π/N씩 증가시켜서 위상변경을 실시하며, 상기 N은 9이다.

이와 같이 본 발명에 의하면 LOS 환경에서의 수신품질의 열화를 개선하는 신호생성방법, 신호생성장치를 제공할 수 있으므로, 방송이나 멀티캐스트통신에서 송수신자 간에 교신 가능한 사용자에 대해 품질의 높은 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 공간 다중 MIMO 전송시스템에서의 송수신장치의 구성의 예이다.
도 2는 프레임 구성의 일례이다.
도 3은 위상변경방법 적용 시의 송신장치의 구성의 예이다.
도 4는 위상변경방법 적용 시의 송신장치의 구성의 예이다.
도 5는 프레임 구성의 예이다.
도 6은 위상변경방법의 예이다.
도 7은 수신장치의 구성의 예이다.
도 8은 수신장치의 신호처리부의 구성의 예이다.
도 9는 수신장치의 신호처리부의 구성의 예이다.
도 10은 복호처리방법이다.
도 11은 수신상태의 예이다.
도 12는 위상변경방법 적용 시의 송신장치의 구성의 예이다.
도 13은 위상변경방법 적용 시의 송신장치의 구성의 예이다.
도 14는 프레임 구성의 예이다.
도 15는 프레임 구성의 예이다.
도 16은 프레임 구성의 예이다.
도 17은 프레임 구성의 예이다.
도 18은 프레임 구성의 예이다.
도 19는 매핑방법의 일례이다.
도 20은 매핑방법의 일례이다.
도 21은 가중합성부의 구성의 예이다.
도 22는 심벌의 정렬방법의 일례이다.
도 23은 공간 다중 MIMO 전송시스템에서의 송수신장치의 구성의 예이다.
도 24는 BER 특성 예이다.
도 25는 위상변경방법의 예이다.
도 26은 위상변경방법의 예이다.
도 27은 위상변경방법의 예이다.
도 28은 위상변경방법의 예이다.
도 29는 위상변경방법의 예이다.
도 30은 높은 수신품질을 얻을 수 있는 변조신호의 심벌 배치 예이다.
도 31은 높은 수신품질을 얻을 수 있는 변조신호의 프레임 구성의 예이다.
도 32는 높은 수신품질을 얻을 수 있는 변조신호의 심벌 배치 예이다.
도 33은 높은 수신품질을 얻을 수 있는 변조신호의 심벌 배치 예이다.
도 34는 블록부호를 이용한 경우의 하나의 부호화 후의 블록에 필요한 심벌 수, 슬롯 수의 변화 예이다.
도 35는 블록부호를 이용한 경우의 2개의 부호화 후의 블록에 필요한 심벌 수, 슬롯 수의 변화 예이다.
도 36은 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 37은 수신기의 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 38은 다중화데이터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 39는 각 스트림이 다중화데이터에서 어떻게 다중화되어 있는가를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 40은 PES 패킷 열에 비디오 스트림이 어떻게 저장되어 있는가를 나타내는 상세도이다.
도 41은 다중화데이터에서의 TS패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 42는 PMT의 데이터 구성을 나타내는 도면이다.
도 43은 다중화데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 44는 스트림 속성정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 45는 영상 표시, 음성출력장치의 구성도이다.
도 46은 통신시스템의 구성의 일례이다.
도 47은 높은 수신품질을 얻을 수 있는 변조신호의 심벌 배치 예이다.
도 48은 높은 수신품질을 얻을 수 있는 변조신호의 심벌 배치 예이다.
도 49는 높은 수신품질을 얻을 수 있는 변조신호의 심벌 배치 예이다.
도 50은 높은 수신품질을 얻을 수 있는 변조신호의 심벌 배치 예이다.
도 51은 송신장치의 구성의 예이다.
도 52는 송신장치의 구성의 예이다.
도 53은 송신장치의 구성의 예이다.
도 54는 송신장치의 구성의 예이다.
도 55는 베이스밴드신호 교체부를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

(실시형태 1)

본 실시형태의 송신방법, 송신장치, 수신방법, 수신장치에 대해 상세하게 설명한다.

본 설명을 하기 전에 종래 시스템인 공간 다중 MIMO 전송시스템에서의 송신방법, 복호방법의 개요에 대해서 설명한다.

N_t×N_r 공간 다중 MIMO 시스템의 구성을 도 1에 나타낸다. 정보벡터 z는 부호화 및 인터리브가 실시된다. 그리고 인터리브의 출력으로 부호화 후 비트의 벡터 u=(u₁, …, u_Nt)를 얻을 수 있다. 단, u_i=(u_i1, …, u_iM)으로 한다(M：심벌당 송신비트 수). 송신벡터 s=(s₁, …, s_Nt)^T로 하면 송신안테나 ＃i로부터 송신신호 s_i=map(u_i)로 표시되고, 송신에너지를 정규화하면 E{｜s_i｜₂}=E_s/N_t로 표시된다(E_s：채널당 총 에너지). 그리고 수신벡터를 y=(y₁, …, y_Nr)^T로 하면 식 (1)과 같이 표시된다.

이때, H_NtNrdms 채널행렬(channel matrix) n=(n₁, …, n_Nr)^T는 노이즈 벡터이며, n_i는 평균값 0, 분산 σ²의 i. i. d. 복소 가우스 잡음이다. 수신기에서 도입하는 송신심벌과 수신심벌의 관계로부터 수신벡터에 관한 확률은 식 (2)와 같이 다차원 가우스 분포로 줄 수 있다.

여기서 outer　Soft-in/Soft-out 디코더와 MIMO 검파로 이루어지는 도 1과 같은 반복 복호를 실행하는 수신기를 생각한다. 도 1에서의 대수 우도 비(log-likelihood ratio)의 벡터(L-ｖalue)는 식 (3) - (5)와 같이 표시된다.

<반복 검파방법>

여기에서는 N_txNr 공간 다중 MIMO 시스템에서의 MIMO 신호의 반복 검파에 대해서 설명한다.

u_mn의 대수 우도 비를 식 (6)과 같이 정의한다.

베이즈의 정리(Bayes' theorem)에 의해 식 (6)은 식 (7)과 같이 나타낼 수 있다.

단, U_mn,±1={u｜_umn=±1}로 한다. 그리고 lnΣa_j~ max　ln　a_j로 근사하면 식 (7)은 식 (8)과 같이 근사할 수 있다. 또, 위의 「~」의 기호는 근사를 의미한다.

식 (8)에서의 P(u｜u_mn)와 ln　P(u｜u_mn)은 이하와 같이 표시된다.

그러나 식 (2)에서 정의한 식의 대수 확률은 식 (12)과 같이 표시된다.

따라서 식 (7), (13)으로부터 MAP 또는 APP(A　Posteriori　Probability)에서는 사후의 L-ｖalue는 이하와 같이 표시된다.

이하에서는 반복 APP 복호라고 부른다. 또, 식 (8), (12)로부터 Max-Log 근사에 의거하는 대수 우도 비(Max-Log　APP)에서는 사후의 L-ｖalue는 이하와 같이 표시된다.

이하에서는 반복 Max-log　APP 복호라고 한다. 그리고 반복 복호의 시스템에서 필요로 하는 외부 정보는 식 (13) 또는 (14)에서 사전 입력을 감산함으로써 구할 수 있다.

<시스템 모델>

도 23에 이하의 설명에 연결되는 시스템의 기본 구성을 나타낸다. 여기에서는 2×2 공간 다중 MIMO 시스템으로 하고, 스트림 A, B에는 각각 outer인코더가 있으며, 2개의 outer인코더는 동일한 LDPC부호의 인코더로 한다(여기에서는 outer인코더로 LDPC부호의 인코더를 이용하는 구성을 예로 들어 설명하나, outer인코더가 이용하는 오류정정부호는 LDPC부호에 한정되는 것은 아니며, 터보부호(turbo coding), 돌림형 부호(convolutional coding), LDPC 돌림형 부호 등의 다른 오류정정부호를 이용해도 동일하게 실행할 수 있다. 또, outer인코더는 송신안테나마다 갖는 구성으로 하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 송신안테나가 복수라도 outer인코더는 1개라도 좋고, 또, 송신안테나 수보다 많은 outer인코더를 가지고 있어도 좋다). 그리고 스트림 A, B에서는 각각 인터리버 (π_a,π_b)가 있다. 여기에서는 변조방식을 2^h-QAM으로 한다(1 심벌로 h 비트를 송신하게 된다).

수신기에서는 상술한 설명의 MIMO 신호의 반복 검파(반복 APP(또는 Max-log　APP) 복호)를 실행하는 것으로 한다. 그리고 LDPC부호의 복호로는 예를 들어 sum-product 복호를 실행하는 것으로 한다.

도 2는 프레임 구성을 나타내고 있으며, 인터리브 후의 심벌의 순번을 기재하고 있다. 이때, 이하의 식과 같이 (i_a, j_a), (i_b, j_b)를 나타내는 것으로 한다.

이때, i_a, i_b：인터리브 후의 심벌의 순서, j_a, j_b：변조방식에서의 비트 위치(j_a, j_b=1, …, h), π_a,π_b：스트림 A, B의 인터리버, Ω^a _{ia, ja, Ω} ^b _{ib, jb}：스트림 A, B의 인터리브 전의 데이터의 순번을 나타내고 있다. 단, 도 2에서는 i_a=i_b일 때의 프레임 구성을 나타내고 있다.

<반복 복호>

여기에서는 수신기에서의 LDPC부호의 복호로 이용하는 sum-product 복호 및 MIMO 신호의 반복 검파의 알고리즘에 대해 상세하게 설명한다.

sum-product 복호

2원 M x N 행렬 H={H_mn}을 복호대상으로 하는 LDPC부호의 검사행렬(check matrix)로 한다. 집합[1, N]={1, 2, …, N}의 부분 집합 A(m), B(n)를 다음 식과 같이 정의한다.

이때, A(m)은 검사행렬 H의 m행째에서 1인 열(列) 인덱스의 집합을 의미하고, B(n)은 검사행렬 H의 n행째에서 1인 행 인덱스의 집합이다. sum-product 복호의 알고리즘은 이하와 같다.

Step　Aㆍ1 (초기화)：H_mn=1을 만족하는 모든 조 (m, n)에 대해 사전 값 대수비 β_mn=0으로 한다. 루프 변수(반복횟수) l_sum=1로 하고, 루프 최대 횟수를 l_sum, _max로 설정한다.

Step　Aㆍ2(행 처리)： m=1, 2, …, M의 순으로 H_mn=1을 만족하는 모든 조 (m, n)에 대해 이하의 갱신 식을 이용하여 외부 값 대수비 α_mn을 갱신한다.

이때, f는 Gallager의 함수이다. 그리고 λ_n을 구하는 방법에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.

Step　Aㆍ3(열 처리)：n=1, 2, …, N의 순으로 H_mn=1을 만족하는 모든 조 (m, n)에 대해 이하의 갱신 식을 이용하여 외부 값 대수비 β_mN을 갱신한다.

Step　Aㆍ4 (대수 우도 비의 계산)：n∈[1, N]에 대해 대수 우도 비 L_n을 이하와 같이 구한다.

Step　Aㆍ5 (반복횟수의 카운트)：만일 l_{sum<lsum, max}이면 l_sum을 인크리먼트(increment) 하고 step　Aㆍ2로 되돌아간다. l_sum=l_{sum, max}인 경우, 이번 회의 sum-product 복호는 종료한다.

이상이 1회의 sum-product 복호의 동작이다. 그 후, MIMO 신호의 반복 검파가 이루어진다. 상술한 sum-product 복호의 동작의 설명에서 이용한 변수 m, n,α_mn,β_mn,λ_n, Lⁿ에 있어서 스트림 A에서의 변수를 m_a, n_a,α^a _mana,β^a _mana,λ_na, L_na, 스트림 B에서의 변수를 m_b, n_b,α^b _mbnb,β^b _mbnb,λ_nb, L_nb로 나타내는 것으로 한다.

여기에서는 MIMO 신호의 반복 검파에서의 λ_n을 구하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.

식 (1)로부터 다음 식이 성립한다.

도 2의 프레임 구성에서 식 (16), (17)로부터 이하의 관계식이 성립한다.

이때, n_a, n_b∈[1, N]이 된다. 이하에서는 MIMO 신호의 반복 검파의 반복횟수 k일 때의 λ_na, L_na,λ_nb, L_nb를 각각 λ_{k, na}, L_k, _na,λ_{k, nb}, L_{k, nb}로 나타내는 것으로 한다.

Step　Bㆍ1 (초기 검파；k=0)：초기 검파일 때, λ_{0, na}, λ_{0, nb}를 이하와 같이 구한다.

반복 APP 복호일 때：

반복 Max-log　APP 복호일 때：

단, X=a, b로 한다. 그리고 MIMO 신호의 반복 검파의 반복횟수를 l_mimo=0으로 하고, 반복횟수의 최대 횟수를 l_{mimo, max}로 설정한다.

Step　Bㆍ2(반복 검파；반복횟수 k)：반복횟수 k일 때의 λ_{k, na}, λ_{k, nb}는 식 (11), (13)-(15),(16),(17)로부터 식 (31)-(34)와 같이 표시된다. 단, (X, Y)=(a, b)(b, a)가 된다.

반복 APP 복호일 때：

반복 Max-log　APP 복호일 때：

Step　Bㆍ3(반복횟수의 카운트, 부호어 추정)： 만일 l_mimo<l_{mimo, max}이면 l_mimo를 인크리먼트하고, step　Bㆍ2로 되돌아간다. l_mimo=l_{mimo, max}의 경우, 추정 부호어를 이하와 같이 구한다.

단, X=a, b로 한다.

도 3은 본 실시형태에서의 송신장치(300)의 구성의 일례이다. 부호화부(302A)는 정보(데이터)(301A), 프레임 구성신호(313)을 입력으로 하여, 프레임 구성신호(313)(부호화부(302A)가 데이터의 오류정정 부호화에 사용하는 오류정정방식, 부호화율, 블록 길이의 정보가 포함되어 있고, 프레임 구성신호(313)가 지정한 방식을 이용하게 된다. 또, 오류정정방식은 전환해도 좋다)에 따라서 예를 들어 돌림형 부호, LDPC부호, 터보부호 등의 오류정정부호화를 실행하여, 부호화 후의 데이터(303A)를 출력한다.

인터리버(304A)는 부호화 후의 데이터(303A), 프레임 구성신호(313)을 입력으로 하여, 인터리브, 즉, 순번의 재배열을 실행하여 인터리브 후의 데이터(305A)를 출력한다(프레임 구성신호(313)에 의거하여 인터리브의 방법은 전환해도 좋다).

매핑부(306A)는 인터리브 후의 데이터(305A), 프레임 구성신호(313)을 입력으로 하여, QPSK(Quadrature　Phase　Shift　Keying), 16QAM(16Quadrature　Amplitude　Modulation), 64QAM(64Quadrature　Amplitude　Modulation) 등의 변조를 실시하여 베이스밴드신호(307A)를 출력한다(프레임 구성신호(313)에 의거하여 변조방식은 전환해도 좋다).

도 19는 QPSK 변조에서의 베이스밴드신호를 구성하는 동상 I성분와 직교 Q성분 IQ평면에서의 매핑방법의 일례로 하고 있다. 예를 들어, 도 19 (A)와 같이 입력 데이터가 「00」의 경우 I=1.0, Q=1.0이 출력되고, 이하와 마찬가지로 입력 데이터가 「01」의 경우 I=-1.0, Q=1.0이 출력되며, …이 출력된다. 도 19 (B)는 도 19 (A)와는 다른 QPSK 변조의 IQ평면에서의 매핑방법의 예이며, 도 19 (B)가 도 19 (A)와 다른 점은 도 19 (A)에서의 신호 점이 원점을 중심으로 회전시킴으로써 도 19 (B)의 신호 점을 얻을 수 있다. 이와 같은 성상 회전(Constellation rotation)방법에 대해서는 비 특허문헌 9, 비 특허문헌 10에 기재되어 있으며, 또, 비 특허문헌 9, 비 특허문헌 10에 나타내고 있는 Cyclic Q Delay를 적용해도 좋다. 도 19와는 다른 예로, 도 20에 16QAM일 때의 IQ평면에서의 신호 점 배치를 나타내고 있고, 도 19 (A)에 상당하는 예가 도 20 (A)이며, 도 19 (B)에 상당하는 예가 도 20 (B)가 된다.

부호화부(302B)는 정보(데이터)(301B), 프레임 구성신호(313)을 입력으로 하여, 프레임 구성신호(313)(사용하는 오류정정방식, 부호화율, 블록 길이의 정보가 포함되어 있으며, 프레임 구성신호(313)가 지정한 방식을 이용하게 된다. 또, 오류정정방식은 전환해도 좋다)에 따라서 예를 들어, 돌림형 부호, LDPC부호, 터보부호 등의 오류정정부호화를 실시하여 부호화 후의 데이터(303B)를 출력한다.

인터리버(304B)는 부호화 후의 데이터(303B), 프레임 구성신호(313)을 입력으로 하여, 인터리브, 즉, 순번의 재배열을 실행하고, 인터리브 후의 데이터(305B)를 출력한다(프레임 구성신호(313)에 의거하여 인터리브의 방법은 전환해도 좋다).

매핑부(306B)는 인터리브 후의 데이터(305B), 프레임 구성신호(313)을 입력으로 하여, QPSK(Quadrature　Phase　Shift　Keying), 16QAM(16Quadrature　Amplitude　Modulation), 64QAM(64Quadrature　Amplitude　Modulation) 등의 변조를 실시하여 베이스밴드신호(307B)를 출력한다(프레임 구성신호(313)에 의거하여 변조방식은 전환해도 좋다).

신호처리방법정보 생성부(314)는 프레임 구성신호(313)을 입력으로 하여 프레임 구성신호(313)에 의거하는 신호처리방법에 관한 정보(315)를 출력한다. 또, 신호처리방법에 관한 정보(315)는 어느 프리코딩 행렬을 고정적으로 이용하는지를 지정하는 정보와 위상을 변경하는 위상변경패턴의 정보를 포함한다.

가중합성부(308A)는 베이스밴드신호(307A), 베이스밴드신호(307B), 신호처리방법에 관한 정보(315)를 입력으로 하여, 신호처리방법에 관한 정보(315)에 의거하여 베이스밴드신호(307A) 및 베이스밴드신호(307B)를 가중합성하여 가중합성 후의 신호(309A)를 출력한다. 또, 가중합성방법의 상세에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.

무선부(310A)는 가중합성 후의 신호(309A)를 입력으로 하여, 직교 변조, 대역 제한, 주파수 변환, 증폭 등의 처리를 실시하여 송신신호(311A)를 출력하고, 송신신호(311A)는 안테나(312A)에서 전파로서 출력된다.

가중합성부(308B)는 베이스밴드신호(307A), 베이스밴드신호(307B), 신호처리방법에 관한 정보(315)를 입력으로 하여, 신호처리방법에 관한 정보(315)에 의거하여 베이스밴드신호(307A) 및 베이스밴드신호(307B)를 가중합성하여 가중합성 후의 신호(316B)를 출력한다.

도 21에 가중합성부(308A, 308B)의 구성을 나타낸다. 도 21에서 점선으로 둘러싸이는 영역이 가중합성부가 된다. 베이스밴드신호(307A)는 w11과 승산하여 w11, s1(t)를 생성하고, w21과 승산하여 w21, s1(t)를 생성한다. 마찬가지로 베이스밴드신호(307B)는 w12와 승산하여 w12, s2(t)를 생성하고, w22와 승산하여 w22, s2(t)를 생성한다. 다음에 z1(t)=w11, s1(t)＋w12, s2(t), z2(t)=w21, s1(t)＋w22, s2(t)를 얻는다. 이때, s1(t) 및 s2(t)는 상기 설명으로부터 알 수 있는 것과 같이 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK, 8PSK(8Phase Shift Keying), 16QAM, 32QAM(32Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM, 256QAM, 16APSK(16Amplitude Phase Shift Keying) 등의 변조방식의 베이스밴드신호가 된다.

여기서, 양 가중합성부는 고정의 프리코딩 행렬을 이용하여 가중을 실행하는 것으로 하며, 프리코딩 행렬로는 일례로 하기의 식 (37) 또는 식 (38)의 조건 하에 식 (36)을 이용하는 방법이 있다. 단, 이는 일례이며, α의 값은 식 (37), 식 (38)에 한정되는 것은 아니며, 다른 값, 예를 들어 α를 1로 해도 좋다.

또, 프리코딩 행렬은

단, 상기 식 (36)에서 α는

이다.

또는 상기 식 (36)에서 α는

이다.

또, 프리코딩 행렬은 식 (36)에 한정되는 것은 아니며, 식 (39)에 나타내는 것을 이용해도 좋다.

이 식 (39)에서 a=Ae^jδ11, b=Be^jδ12, c=Ce^jδ21, d=De^jδ22로 나타내면 좋다. 또, a, b, c, d의 어느 한쪽이 「0」이라도 좋다. 예를 들어, (1) a가 0이고 b, c, d는 0이 아니며, (2) b가 0이고 a, c, d는 0이 아니며, (3) c가 0이고 a, b, d는 0이 아니며, (4) d가 0이고 a, b, c는 0이 아닌 구성이라도 좋다.

또, 변조방식, 오류정정부호, 그 부호화율의 어느 한쪽을 변경한 때는 사용하는 프리코딩 행렬을 설정, 변경하여 그 프리코딩 행렬을 고정적으로 사용해도 좋다.

위상 변경부(317B)는 가중합성 후의 신호(316B) 및 신호처리방법에 관한 정보(315)를 입력으로 하여, 당해 신호(316B)의 위상을 규칙적으로 변경하여 출력한다. 규칙적으로 변경한다는 것은 미리 정해진 주기(예를 들어, n개의 심벌마다(n은 1 이상의 정수) 혹은 미리 정해진 시간마다), 미리 정해진 위상변경패턴에 따라 위상을 변경한다. 위상변경패턴의 상세에 대해서는 하기의 실시형태 4에서 설명한다.

무선부(310B)는 위상변경 후의 신호(309B)를 입력으로 하여, 직교 변조, 대역 제한, 주파수 변환, 증폭 등의 처리를 하여 송신신호(311B)를 출력하고, 송신신호(311B)는 안테나(312B)에서 전파로서 출력된다.

도 4는 도 3과는 다른 송신장치(400)의 구성의 예를 나타내고 있다. 도 4에서 도 3과 다른 부분에 대해서 설명한다.

부호화부(402)는 정보(데이터)(401) 프레임 구성신호(313)을 입력으로 하여, 프레임 구성신호(313)에 의거하여 오류정정부호화를 실시하여 부호화 후의 데이터(402)를 출력한다.

분배부(404)는 부호화 후의 데이터(403)을 입력으로 하여 분배 하며, 데이터(405A) 및 데이터(405B)를 출력한다. 또, 도 4에서는 부호화부가 하나인 경우를 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 부호화부를 m(m는 1 이상의 정수)로 하여, 각 부호화부에서 작성된 부호화 데이터를 분배부가 2 계통의 데이터로 나누어서 출력하는 경우에 대해서도 본 발명과 마찬가지로 실시할 수 있다.

도 5는 본 실시형태에서의 송신장치의 시간 축에서의 프레임 구성의 일례를 나타내고 있다. 심벌(500-1)은 수신장치에 송신방법을 통지하기 위한 심벌이며, 예를 들어 데이터심벌을 전송하기 위해 이용하는 오류정정방식, 그 부호화율의 정보, 데이터심벌을 전송하기 위해 이용하는 변조방식의 정보 등을 전송한다.

심벌(501-1)은 송신장치가 송신하는 변조신호 z1(t){단, t는 시간}의 채널변동을 추정하기 위한 심벌이다. 심벌(502-1)은 변조신호 z1(t)가 (시간 축에서의) 심벌번호 u에 송신하는 데이터심벌, 심벌(503-1)은 변조신호 z1(t)가 심벌번호 u＋1에 송신하는 데이터심벌이다.

심벌(501-2)은 송신장치가 송신하는 변조신호 z2(t){단, t는 시간}의 채널변동을 추정하기 위한 심벌이다. 심벌(502-2)은 변조신호 z2(t)가 심벌번호 u에 송신하는 데이터심벌, 심벌(503-2)은 변조신호 z2(t)가 심벌번호 u＋1에 송신하는 데이터심벌이다.

이때, z1(t)에서의 심벌과 z2(t)에서의 심벌에서 동일 시각(동일시간)의 심벌은 동일(공통)의 주파수를 이용하여 송신안테나에서 송신되게 된다.

송신장치가 송신하는 변조신호 z1(t)와 변조신호 z2(t) 및 수신장치에서의 수신신호 r1(t), r2(t)의 관계에 대하여 설명한다.

도 5에서 504＃1, 504＃2는 송신장치에서의 송신안테나, 505＃1, 505＃2는 수신장치에서의 수신안테나를 나타내고 있으며, 송신장치는 변조신호 z1(t)를 송신안테나(504＃1), 변조신호 z2(t)를 송신안테나(504＃2)로 송신한다. 이때, 변조신호 z1(t) 및 변조신호 z2(t)는 동일(공통의) 주파수(대역)를 점유하고 있는 것으로 한다. 송신장치의 각 송신안테나와 수신장치의 각 안테나의 채널변동을 각각 h_11(t), h₁₂(t), h_21(t), h₂₂(t)로 하고, 수신장치의 수신안테나(505＃1)가 수신한 수신신호를 r1(t), 수신장치의 수신안테나(505＃2)가 수신한 수신신호를 r2(t)로 하면 이하의 관계식이 성립한다.

도 6은 본 실시형태에서의 가중방법(프리코딩(Precoding) 방법) 및 위상변경방법에 관한 도면이며, 가중합성부(600)은 도 3의 가중합성부(308A와 308B)의 양자를 통합한 가중합성부이다. 도 6에 나타내는 것과 같이 스트림 s1(t) 및 스트림 s2(t)는 도 3의 베이스밴드신호(307A 및 307B)에 상당하는 즉, QPSK, 16QAM, 64QAM 등의 변조방식의 매핑에 따른 베이스밴드신호 동상 I성분, 직교성분 Q이 된다. 그리고 도 6의 프레임 구성과 같이 스트림 s1(t)는 심벌번호 u의 신호를 s1 (u), 심벌번호 u＋1의 신호를 s1 (u＋1), …로 나타낸다. 마찬가지로 스트림 s2(t)는 심벌번호 u의 신호를 s2(u), 심벌번호 u＋1의 신호를 s2(u＋1), …로 나타낸다. 그리고 가중합성부(600)은 도 3에서의 베이스밴드신호(307A(s1(t)) 및 307B(s2(t))), 신호처리방법에 관한 정보(315)를 입력으로 하여 신호처리방법에 관한 정보(315)에 따른 가중을 실시해서 도 3의 가중합성 후의 신호(309A(z1(t)), 316B(z2'(t)))를 출력한다. 위상 변경부(317B)는 가중된 신호(316B(z2'(t)))의 위상을 변경하여 위상변경 후의 신호(309B(z2(t)))를 출력한다.

이때, z1(t)는 고정의 프리코딩 행렬 F에서의 제 1 행 벡터를 W1=(w11, w12)로 하면 이하의 식 (41)로 나타낼 수 있다.

한편, z2(t)는 고정의 프리코딩 행렬 F에서의 제 2 행 벡터를 W2=(w21, w22)로 하고, 위상 변경부에 따른 위상변경 식을 y(t)로 하면 이하의 식 (42)로 나타낼 수 있다.

여기서, y(t)는 미리 정해진 방식에 따라서 위상을 변경하기 위한 식이며, 예를 들어, 주기를 4로 하면 시각 u의 위상변경 식은 예를 들어 식 (43)으로 나타낼 수 있다.

과 같이 시각 u＋1의 위상변경 식은 예를 들어 식 (44)로 나타낼 수 있다.

즉, 시각 u＋k의 위상변경 식은 식 (45)로 나타낼 수 있다.

또, 식 (43) ~ (45)에 나타낸 규칙적인 위상변경 예는 일례에 지나지 않는다.

규칙적인 위상변경의 주기는 4로 한정되는 것은 아니다. 이 주기의 수가 많아지면 그만큼 수신장치의 수신성능(더 정확하게는 오류정정성능)의 향상을 촉구할 수 있을 가능성이 있다(주기가 크면 좋다는 것은 아니나, 2와 같이 작은 값은 피하는 편이 좋을 가능성이 크다).

또, 상기 식 (43) ~ (45)에서 나타내는 위상변경 예에서는 순차 소정의 위상(상기 식에서는 π／2씩)만 회전시켜 가는 구성을 나타냈으나, 마찬가지로 위상량만 회전시키는 것이 아니라 랜덤하게 위상을 변경하는 것으로 해도 좋다. 예를 들어, y(t)는 미리 정해진 주기에 따라서 식 (46)이나 식 (47)에 나타내는 것과 같이 순차적으로 승산하는 위상이 변경되어도 좋다. 위상의 규칙적인 변경에서 중요해지는 것은 변조신호의 위상이 규칙적으로 변경되는 것이며, 변경되는 위상의 정도에 대해서는 가능한 한 균등하게 되는 예를 들어 -π라디안에서 π라디안에 대하여 일양 분포가 되는 것이 바람직하나 랜덤이라도 좋다.

이와 같이, 도 6의 가중합성부(600)은 미리 정해진 고정의 프리코딩 웨이트를 이용해 프리코딩을 실행하고, 위상 변경부(317B)는 입력된 신호의 위상을 그 변경 정도를 규칙적으로 바꾸면서 변경한다.

LOS 환경에서는 특수한 프리코딩 행렬을 이용하면 수신품질이 크게 개선될 가능성이 있으나, 직접파의 상황에 따라 그 특수한 프리코딩 행렬은 수신한 때의 직접파의 위상, 진폭성분에 따라 다르다. 그러나 LOS 환경에는 어떤 규칙이 있으며, 이 규칙에 따라 송신신호의 위상을 규칙적으로 변경하면 데이터의 수신품질이 크게 개선된다. 본 발명은 LOS 환경을 개선하는 신호처리방법을 제안하고 있다.

도 7은 본 실시형태에서의 수신장치(700)의 구성의 일례를 나타내고 있다. 무선부(703-X)는 안테나(701-X)에서 수신된 수신신호(702-X)를 입력으로 하여, 주파수 변환, 직교 복조 등의 처리를 실시하여 베이스밴드신호(704-X)를 출력한다.

송신장치에서 송신된 변조신호 z1에서의 채널변동 추정부(705-1)는 베이스밴드신호(704-X)를 입력으로 하여, 도 5에서의 채널 추정용의 레퍼런스 심벌(501-1)을 추출해서 식 (40)의 h₁₁에 상당하는 값을 추정하여 채널추정신호(706-1)를 출력한다.

송신장치에서 송신된 변조신호 z2에서의 채널변동 추정부(705-2)는 베이스밴드신호(704-X)를 입력으로 하여, 도 5에서의 채널 추정용의 레퍼런스 심벌(501-2)를 추출해서 식 (40)의 h₁₂에 상당하는 값을 추정하여 채널추정신호(706-2)를 출력한다.

무선부(703-Y)는 안테나(701-Y)에서 수신된 수신신호(702-Y)를 입력으로 하여, 주파수 변환, 직교 복조 등의 처리를 실시하여 베이스밴드신호(704-Y)를 출력한다.

송신장치에서 송신된 변조신호 z1에서의 채널변동 추정부(707-1)는 베이스밴드신호(704-Y)를 입력으로 하여, 도 5에서의 채널 추정용의 레퍼런스 심벌(501-1)을 추출해서 식 (40)의 h₂₁에 상당하는 값을 추정하여 채널추정신호(708-1)를 출력한다.

송신장치에서 송신된 변조신호 z2에서의 채널변동 추정부(707-2)는 베이스밴드신호(704-Y)를 입력으로 하여, 도 5에서의 채널 추정용의 레퍼런스 심벌(501-2)를 추출해서 식 (40)의 h₂₂에 상당하는 값을 추정하여 채널추정신호(708-2)를 출력한다.

제어정보 복호부(709)는 베이스밴드신호(704-X 및 704-Y)를 입력으로 하여, 도 5의 송신방법을 통지하기 위한 심벌(500-1)을 검출하여, 송신장치가 통지한 송신방법의 정보에 관한 신호(710)를 출력한다.

신호처리부(711)는 베이스밴드신호(704-X, 704-Y), 채널추정신호(706-1, 706-2, 708-1, 708-2) 및 송신장치가 통지한 송신방법의 정보에 관한 신호(710)를 입력으로 해서 검파, 복호를 실시하여 수신데이터(712-1 및 712-2)를 출력한다.

다음에, 도 7의 신호처리부(711)의 동작에 대해 상세하게 설명한다. 도 8은 본 실시형태에서의 신호처리부(711)의 구성의 일례를 나타내고 있다. 도 8은 주로 INNER　MIMO 검파부와 Soft-in/Soft-out 디코더, 계수 생성부로 구성되어 있다. 이 구성에서의 반복 복호의 방법에 대해서는 비 특허문헌 2, 비 특허문헌 3에서 상세히 기술되어 있으나, 비 특허문헌 2, 비 특허문헌 3에 기재되어 있는 MIMO 전송방식은 공간 다중 MIMO 전송방식이나, 본 실시형태에서의 전송방식은 시간과 함께 신호의 위상을 규칙적으로 변경하고, 또한, 프리코딩 행렬이 사용되고 있는 MIMO 전송방식인 점이 비 특허문헌 2, 비 특허문헌 3과 다른 점이다. 식 (36)에서의 (채널)행렬을 H(t), 도 6에서의 프리코딩 웨이트 행렬을 F(여기서 프리코딩 행렬은 1의 수신신호 중에서 변경되지 않은 고정의 것이다), 도 6의 위상 변경부에 따른 위상변경 식의 행렬을 Y(t)(여기서 Y(t)는 t에 따라 변화한다), 수신벡터를 R(t)=(r1(t), r2(t))^T, 스트림 벡터 S(t)=(s1(t), s2(t))^T로 하면 이하의 관계식이 성립한다.

이때, 수신장치는 H(t)×Y(t)×F를 얻음으로써 수신벡터 R(t)에 대해서 비 특허문헌 2, 비 특허문헌 3의 복호방법을 적용할 수 있다.

따라서 도 8의 계수 생성부(819)는 송신장치가 통지한 송신방법의 정보(이용한 고정의 프리코딩 행렬 및 위상을 변경하고 있었을 경우의 위상변경패턴을 특정하기 위한 정보)에 관한 신호(818)(도 7의 710에 상당)을 입력으로 하여, 신호처리방법의 정보에 관한 신호(820)를 출력한다.

INNER　MIMO 검파부(803)는 신호처리방법의 정보에 관한 신호(820)를 입력으로 하여, 이 신호를 이용해서 식 (48)의 관계를 이용함으로써 반복 검파ㆍ복호를 실행하게 되며, 그 동작에 대해서 설명한다.

도 8에 나타내는 구성의 신호처리부에서는 반복 복호(반복 검파)를 실행하기 위해 도 10에 나타내는 것과 같은 처리방법을 실행할 필요가 있다. 먼저, 변조신호(스트림) s1의 1 부호어(또는 1 프레임) 및 변조신호(스트림) s2의 1 부호어(또는 1 프레임)의 복호를 실행한다. 그 결과, Soft-in/Soft-out 디코더로부터 변조신호(스트림) s1의 1 부호어(또는 1 프레임) 및 변조신호(스트림) s2의 1 부호어(또는 1 프레임)의 각 비트의 대수 우도 비(LLR：Log-Likelihood　Ratio)를 얻을 수 있다. 그리고 그 LLR를 이용해서 재차 검파ㆍ복호를 한다. 이 조작이 복수 회 실행된다(이 조작을 반복 복호(반복 검파)라고 한다). 이하에서는 1 프레임에서의 특정의 시간의 심벌의 대수 우도 비(LLR)의 작성방법을 중심으로 설명한다.

도 8에서 기억부(815)는 베이스밴드신호(801X)(도 7의 베이스밴드신호(704-X)에 상당한다), 채널추정신호 군(802X)(도 7의 채널추정신호(706-1, 706-2)에 상당한다), 베이스밴드신호(801Y)(도 7의 베이스밴드신호(704-Y)에 상당한다), 채널추정신호 군(802Y)(도 7의 채널추정신호(708-1, 708-2)에 상당한다)을 입력으로 하여 반복 복호(반복 검파)를 실현하기 위해 식 (48)에서의 H(t)×Y(t)×F를 실행(산출)하고, 산출한 행렬을 변형 채널신호 값으로서 기억한다. 그리고 기억부(815)는 필요한 때에 상기 신호를 베이스밴드신호(816X), 변형 채널추정신호 군(817X), 베이스밴드신호(816Y), 변형 채널추정신호 군(817Y)으로서 출력한다.

그 후의 동작에 대해서는 초기 검파의 경우와 반복 복호(반복 검파)의 경우를 나누어서 설명한다.

<초기 검파의 경우>

INNER　MIMO 검파부(803)는 베이스밴드신호(801X), 채널추정신호 군(802X), 베이스밴드신호(801Y), 채널추정신호 군(802Y)을 입력으로 한다. 여기에서는 변조신호(스트림) s1, 변조신호(스트림) s2의 변조방식을 16QAM으로 하여 설명한다.

INNER　MIMO 검파부(803)는 먼저 채널추정신호 군(802X), 채널추정신호 값(802Y)으로부터 H(t)×Y(t)×F를 실행하여 베이스밴드신호(801X)에 대응하는 후보신호 점을 구한다. 그때의 모습을 도 11에 나타낸다. 도 11에서 ●(검은 원)은 IQ평면에서의 후보신호 점이며, 변조방식이 16QAM이므로 후보신호 점은 256개 존재한다(단, 도 11에서는 이미지 도를 나타내고 있으므로 256개의 후보신호 점 모두를 나타내고 있지 않다). 여기서, 변조신호 s1로 전송하는 4비트를 b0, b1, b2, b3, 변조신호 s2로 전송하는 4비트를 b4, b5, b6, b7로 하면, 도 11에서 (b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)에 대응하는 후보신호 점이 존재하게 된다. 그리고 수신신호 점(1101)(베이스밴드신호(801X)에 상당한다)과 후보신호 점 각각과의 2승 유클리드 거리(squared Euclidian distance)를 구한다. 그리고 각각의 2승 유클리드 거리를 노이즈의 분산σ²로 나눈다. 따라서 (b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)에 대응하는 후보신호 점과 수신신호 점 2승 유클리드 거리를 노이즈의 분산으로 나눈 값을 E_X(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)가 구하게 된다. 또, 각 베이스밴드신호, 변조신호 s1, s2는 복소 신호이다.

마찬가지로 채널추정신호 군(802X), 채널추정신호 군(802Y)으로부터 H(t)×Y(t)×F를 실행하여 베이스밴드신호(801Y)에 대응하는 후보신호 점을 구하고, 수신신호 점(베이스밴드신호(801Y)에 상당한다)과의 2승 유클리드 거리를 구해서, 이 2승 유클리드 거리를 노이즈의 분산 σ²로 나눈다. 따라서 (b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)에 대응하는 후보신호 점과 수신신호 점 2승 유클리드 거리를 노이즈의 분산으로 나눈 값을 E_Y(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)가 구하게 된다.

그리고 E_X(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)+E_Y(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7) = E(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)를 구한다.

INNER　MIMO 검파부(803)는 E(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)를 신호(804)로 출력한다.

대수 우도 산출부(805A)는 신호(804)를 입력으로 해서 비트 b0, b1, b2, b3의 대수 우도(Log　Likelihood)를 산출하여, 대수 우도 신호(806A)를 출력한다. 단, 대수 우도의 산출에서는 “1”일 때의 대수 우도 및 “0”일 때의 대수 우도가 산출된다. 그 산출방법은 식 (28), 식 (29), 식 (30)에 나타낸 것과 같으며, 상세에 대해서는 비 특허문헌 2, 비 특허문헌 3에 기재되어 있다.

마찬가지로, 대수 우도 산출부(805B)는 신호(804)를 입력으로 해서 비트 b4, b5, b6, b7의 대수 우도를 산출하여, 대수 우도 신호(806B)를 출력한다.

디 인터리버(De-Interleaver)(807A)는 대수 우도 신호(806A)를 입력으로 해서 인터리버(도 3의 인터리버(304A))에 대응하는 디 인터리브(De-Interleave)를 실행하여 디 인터리브 후의 대수 우도 신호(808A)를 출력한다.

마찬가지로, 디 인터리버(807B)는 대수 우도 신호(806B)를 입력으로 해서 인터리버(도 3의 인터리버(304B))에 대응하는 디 인터리브를 실행하여 디 인터리브 후의 대수 우도 신호(808B)를 출력한다.

대수 우도 비 산출부(809A)는 디 인터리브 후의 대수 우도 신호(808A)를 입력으로 해서 도 3의 부호화기(302A)에서 부호화된 비트의 대수 우도 비(LLR：Log-Likelihood　Ratio)를 산출하여 대수 우도 비 신호(810A)를 출력한다.

마찬가지로, 대수 우도 비 산출부(809B)는 디 인터리브 후의 대수 우도 신호(808B)를 입력으로 해서 도 3의 부호화기(302B)에서 부호화된 비트의 대수 우도 비(LLR：Log-Likelihood　Ratio)를 산출하여 대수 우도 비 신호 (810B)를 출력한다.

Soft-in/Soft-out 디코더(811A)는 대수 우도 비 신호(810A)를 입력으로 해서 복호를 실행하여 복호 후의 대수 우도 비(812A)를 출력한다.

마찬가지로, Soft-in/Soft-out 디코더(811B)는 대수 우도 비 신호(810B)를 입력으로 해서 복호를 실행하여 복호 후의 대수 우도 비(812B)를 출력한다.

<반복 복호(반복 검파)의 경우, 반복횟수 k>

인터리버(813A)는 k-1회째의 Soft-in/Soft-out 디코드에서 얻은 복호 후의 대수 우도 비(812A)를 입력으로 해서 인터리브를 실행하여 인터리브 후의 대수 우도 비(814A)를 출력한다. 이때, 인터리브(813A)의 인터리브의 패턴은 도 3의 인터리버(304A)의 인터리브 패턴과 같다.

인터리버(813B)는 k-1회째의 Soft-in/Soft-out 디코드에서 얻은 복호 후의 대수 우도 비(812B)를 입력으로 하여 인터리브를 실행해서 인터리브 후의 대수 우도 비(814B)를 출력한다. 이때, 인터리브(813B)의 인터리브의 패턴은 도 3의 인터리버(304B)의 인터리브 패턴과 같다.

INNER　MIMO 검파부(803)는 베이스밴드신호(816X), 변형 채널추정신호 군(817X), 베이스밴드신호(816Y), 변형 채널추정신호 군(817Y), 인터리브 후의 대수 우도 비(814A), 인터리브 후의 대수 우도 비(814B)를 입력으로 한다. 여기서, 베이스밴드신호(801X), 채널추정신호 군(802X), 베이스밴드신호(801Y), 채널추정신호 군(802Y)이 아니거나, 베이스밴드신호(816X), 변형 채널추정신호 군(817X), 베이스밴드신호(816Y), 변형 채널추정신호 군(817Y)을 이용하는 이유는 반복 복호이므로 지연 시간이 발생하고 있기 때문이다.

INNER　MIMO 검파부(803)의 반복 복호 시의 동작과 초기 검파 시의 동작의 차이점은 인터리브 후의 대수 우도 비(814A), 인터리브 후의 대수 우도 비(814B)를 신호처리 시에 이용하고 있는 점이다. INNER　MIMO 검파부(803)는 먼저 초기 검파 때와 마찬가지로, E(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)를 구한다. 또, 인터리브 후의 대수 우도 비(814A), 인터리브 후의 대수 우도 비(814B)로부터 식 (11), 식 (32)에 상당하는 계수를 구한다. 그리고 E(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)의 값을 구한 계수를 이용해서 보정 하여, 그 값을 E'(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)로 하여 신호(804)로서 출력한다.

대수 우도 산출부(805A)는 신호(804)를 입력으로 하여 비트 b0, b1, b2, b3의 대수 우도를 산출해서 대수 우도 신호(806A)를 출력한다. 단, 대수 우도의 산출에서는 “1”일 때의 대수 우도 및 “0”일 때의 대수 우도가 산출된다. 그 산출방법은 식 (31), 식 (32), 식 (33), 식 (34), 식 (35)에 나타낸 것과 같으며 비 특허문헌 2, 비 특허문헌 3에 나타내고 있다.

마찬가지로, 대수 우도 산출부(805B)는 신호(804)를 입력으로 하여 비트 b4, b5, b6, b7의 대수 우도를 산출해서 대수 우도 신호(806B)를 출력한다. 디 인터리버 이후의 동작은 초기 검파와 동일하다.

또, 도 8에서는 반복 검파를 실행하는 경우의 신호처리부의 구성에 대해서 나타내었으나, 반복 검파는 반드시 양호한 수신품질을 얻는데 있어서 필수의 구성은 아니며, 반복 검파에만 필요로 하는 구성 부분, 인터리버(813A, 813B)를 갖지 않은 구성이라도 좋다. 이때, INNER　MIMO 검파부(803)는 반복적인 검파를 실행하지 않게 된다.

그리고 본 실시형태에서 중요한 부분은 H(t)×Y(t)×F의 연산을 실행하는 것이다. 또, 비 특허문헌 5 등에 나타내고 있는 것과 같이 QR분해를 이용하여 초기 검파, 반복 검파를 실행해도 좋다.

또, 비 특허문헌 11에 나타내고 있는 것과 같이, H(t)×Y(t)×F에 의거하여 MMSE(Minimum Mean Square Error), ZF(Zero Forcing)의 선형 연산을 실행하여 초기 검파를 실행해도 좋다.

도 9는 도 8과 다른 신호처리부의 구성이며, 도 4의 송신장치가 송신한 변조신호를 위한 신호처리부이다. 도 8과 다른 점은 Soft-in/Soft-out 디코더의 수이며, Soft-in/Soft-out 디코더(901)는 대수 우도 비 신호(810A, 810B)를 입력으로 하여 복호를 실행해서 복호 후의 대수 우도 비(902)를 출력한다. 분배부(903)는 복호 후의 대수 우도 비(902)를 입력으로 하여 분배를 실행한다. 그 이외의 부분에 대해서는 도 8과 동일한 동작이 된다.

이상과 같이, 본 실시형태와 같이 MIMO 전송시스템의 송신장치가 복수 안테나로부터 복수의 변조신호를 송신할 때, 프리코딩 행렬을 승산하는 동시에, 시간과 함께 위상을 변경하고 이 위상의 변경을 규칙적으로 실행함으로써 직접파가 지배적인 LOS 환경에서 종래의 공간 다중 MIMO 전송을 이용할 때와 비교하여 수신장치에서의 데이터의 수신품질이 향상한다는 효과를 얻을 수 있다.

본 실시형태에서, 특히, 수신장치의 구성에 대해서는 안테나 수를 한정하여 동작을 설명하였으나, 안테나 수가 증가해도 마찬가지로 실행할 수 있다. 즉, 수신장치에서의 안테나 수는 본 실시형태의 동작, 효과에 영향을 미치는 것은 아니다.

또, 본 실시형태에서는 특히 LDPC부호를 예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 또, 복호방법에 대해서도 Soft-in/Soft-out 디코더로 sum-product 복호를 예로 한정한 것은 아니며, 다른 Soft-in/Soft-out의 복호방법, 예를 들어 BCJR 알고리즘, SOVA 알고리즘, Max-log-MAP 알고리즘 등이 있다. 상세에 대해서는 비 특허문헌 6에 기재되어 있다.

또, 본 실시형태에서는 싱글 캐리어 방식을 예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 멀티 캐리어 전송을 실행한 경우에서도 마찬가지로 실시할 수 있다. 따라서 예를 들어 스펙트럼 확산 통신방식, OFDM(Orthogonal　Frequency-Diｖision　Multiplexing) 방식, SC-FDMA(Single　Carrier　Frequency　Diｖision　Multiple　Access), SC-OFDM(Single　Carrier　Orthogonal　Frequency-Diｖision　Multiplexing) 방식, 비 특허문헌 7등에서 나타내고 있는 웨이브릿 OFDM 방식 등을 이용한 경우에 대해서도 마찬가지로 실시할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 데이터심벌 이외의 심벌, 예를 들어, 파일럿심벌(프리앰블, 유니크 워드 등), 제어정보의 전송용 심벌 등이 프레임에 어떻게 배치되어 있어도 좋다.

이하에서는 멀티 캐리어 방식의 일례로 OFDM 방식을 이용한 때의 예를 설명한다.

도 12는 OFDM 방식을 이용한 때의 송신장치의 구성을 나타내고 있다. 도 12에서 도 3과 마찬가지로 동작하는 것에 대해서는 동일 부호를 부여했다.

OFDM 방식관련 처리부(1201A)는 가중 후의 신호(309A)를 입력으로 하여 OFDM 방식관련의 처리를 해서 송신신호(1202A)를 출력한다. 마찬가지로, OFDM 방식관련 처리부(1201B)는 위상변경 후의 신호(309B)를 입력으로 하여 송신신호(1202B)를 출력한다.

도 13은 도 12의 OFDM 방식관련 처리부(1201A, 1201B) 이후의 구성의 일례를 나타내고 있으며, 도 12의 1201A에서 312A에 관련하는 부분이 1301A에서 1310A이며, 1201B에서 312B에 관련하는 부분이 1301B에서 1310B이다.

직병렬(Serial/Parallel) 변환부(1302A)는 가중 후의 신호(1301A)(도 12의 가중 후의 신호(309A)에 상당한다) 직병렬 변환을 실행하여 병렬신호(1303A)를 출력한다.

재배열부(1304A)는 병렬신호(1303A)를 입력으로 하여 재배열을 실행해서 재배열 후의 신호(1305A)를 출력한다. 또, 재배열에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.

역 고속 푸리에 변환부(1306A)는 재배열 후의 신호(1305A)를 입력으로 하여 역 고속 푸리에 변환을 실행하여 역 푸리에 변환 후의 신호(1307A)를 출력한다.

무선부(1308A)는 역 푸리에 변환 후의 신호(1307A)를 입력으로 하여 주파수 변환, 증폭 등의 처리를 실행하여 변조신호(1309A)를 출력하며, 변조신호(1309A)는 안테나(1310A)로부터 전파로서 출력된다.

직병렬 변환부(1302B)는 가중되어 위상이 변경된 후의 신호(1301B)(도 12의 위상변경 후의 신호(309B)에 상당한다)에 대하여 직병렬 변환을 실행하여 병렬신호(1303B)를 출력한다.

재배열부(1304B)는 병렬신호(1303B)를 입력으로 하여 재배열을 실행하여 재배열 후의 신호(1305B)를 출력한다. 또, 재배열에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.

역 고속 푸리에 변환부(1306B)는 재배열 후의 신호(1305B)를 입력으로 하여 역 고속 푸리에 변환을 실행하여 역 푸리에 변환 후의 신호(1307B)를 출력한다.

무선부(1308B)는 역 푸리에 변환 후의 신호(1307B)를 입력으로 하여 주파수 변환, 증폭 등의 처리를 실행하여 변조신호(1309B)를 출력하며, 변조신호(1309B)는 안테나(1310B)로부터 전파로서 출력된다.

도 3의 송신장치에서는 멀티 캐리어를 이용한 전송방식이 아니므로, 도 6과 같이 4 주기가 되도록 위상을 변경하여 위상변경 후의 심벌을 시간 축 방향에 배치하고 있다. 도 12에 나타내는 것과 같은 OFDM 방식과 같은 멀티 캐리어 전송방식을 이용하고 있는 경우, 당연히, 도 3과 같이 프리코딩 하여 위상을 변경한 후의 심벌을 시간 축 방향으로 배치하고, 그것을 각 (서브)캐리어마다 실행하는 방식을 생각할 수 있으나, 멀티 캐리어 전송방식의 경우, 주파수 축 방향, 또는 주파수 축ㆍ시간 축 양자를 이용하여 배치하는 방법을 생각할 수 있다. 이하에서는 이 점에 대하여 설명한다.

도 14는 가로축 주파수, 세로축 시간에서의 도 13의 재배열부(1301A, 1301B)에서의 심벌의 재배열방법의 일례를 나타내고 있으며, 주파수 축은 (서브)캐리어 0에서 (서브)캐리어 9로 구성되어 있고, 변조신호 z1과 z2는 동일 시각(시간)에 동일한 주파수 대역을 사용하고 있으며, 도 14 (A)는 변조신호 z1의 심벌의 재배열방법, 도 14 (B)는 변조신호 z2의 심벌의 재배열방법을 나타내고 있다. 직병렬 변환부(1302A)가 입력으로 하는 가중 후의 신호(1301A)의 심벌에 대해 순번으로 ＃0, ＃1, ＃2, ＃3, …로 번호를 부여한다. 여기에서는 주기 4의 경우를 생각하고 있으므로 ＃0, ＃1, ＃2, ＃3이 1주기 분이 된다. 마찬가지로 생각하면 ＃4n, ＃4n＋1, ＃4n＋2, ＃4n＋3(n은 0 이상의 정수)이 1주기 분이 된다.

이때, 도 14 (a)와 같이 심벌 ＃0, ＃1, ＃2, ＃3, …을 캐리어 0부터 순번으로 배치하고, 심벌 ＃0에서 ＃9를 시각 ＄1에 배치하며, 그 후, 심벌 ＃10에서 ＃19를 시각 ＄2에 배치하는 것과 같이 규칙적으로 배치하는 것으로 한다. 또, 변조신호 z1과 z2는 복소 신호이다.

마찬가지로, 직병렬 변환부(1302B)가 입력으로 하는 가중되어 위상이 변경된 후의 신호(1301B)의 심벌에 대해 순번으로 ＃0, ＃1, ＃2, ＃3, …라는 번호를 부여한다. 여기에서는 주기 4의 경우를 생각하고 있으므로, ＃0, ＃1, ＃2, ＃3은 각각 다른 위상변경을 실행하게 되고, ＃0, ＃1, ＃2, ＃3이 1주기 분이 된다. 마찬가지로 생각하면 ＃4n, ＃4n＋1, ＃4n＋2, ＃4n＋3(n은 0 이상의 정수)은 각각 다른 위상변경을 실행하게 되고, ＃4n, ＃4n＋1, ＃4n＋2, ＃4n＋3이 1주기 분이 된다.

이때, 도 14 (b)와 같이, 심벌 ＃0, ＃1, ＃2, ＃3, …을 캐리어 0부터 순번으로 배치하고, 심벌 ＃0에서 ＃9를 시각 ＄1에 배치하며, 그 후, 심벌 ＃10에서 ＃19를 시각 ＄2에 배치하는 것과 같이 규칙적으로 배치하는 것으로 한다.

그리고 도 14 (B)에 나타내는 심벌 값(1402)은 도 6에 나타내는 위상변경방법을 이용한 때의 1주기 분의 심벌이며, 심벌 ＃0은 도 6의 시각 u의 위상을 이용한 때의 심벌이고, 심벌 ＃1은 도 6의 시각 u＋1의 위상을 이용한 때의 심벌이며, 심벌 ＃2는 도 6의 시각 u＋2의 위상을 이용한 때의 심벌이고, 심벌 ＃3은 도 6의 시각 u＋3의 위상을 이용한 때의 심벌이다. 따라서 심벌 ＃x에서 x　mod　4가 0 (x를 4로 나누었을 때의 여분, 따라서 mod：modulo)일 때 심벌 ＃x는 도 6의 시각 u의 위상을 이용한 때의 심벌이며, x　mod　4가 1일 때 심벌 ＃x는 도 6의 시각 u＋1의 위상을 이용한 때의 심벌이고, x　mod　4가 2일 때 심벌 ＃x는 도 6의 시각 u＋2의 위상을 이용한 때의 심벌이며, x　mod　4가 3일 때 심벌 ＃x는 도 6의 시각 u＋3의 위상을 이용한 때의 심벌이다.

또, 본 실시형태에서는 도 14 (A)에 나타내는 변조신호 z1은 위상이 변경되어 있지 않다.

이와 같이, OFDM 방식 등의 멀티 캐리어 전송방식을 이용한 경우, 싱글 캐리어 전송일 때와는 달리 심벌을 주파수 축 방향으로 배열할 수 있다는 특징을 가지게 된다. 그리고 심벌의 배열방법에 대해서는 도 14와 같은 배열방법에 한정되는 것은 아니다. 다른 예에 대해 도 15, 도 16을 이용하여 설명한다.

도 15는 도 14와는 다른 가로축 주파수, 세로축 시간에서의 도 13의 재배열부(1301A, 1301B)에서의 심벌의 재배열방법의 일례를 나타내고 있으며, 도 15 (A)는 변조신호 z1의 심벌의 재배열방법, 도 15 (B)는 변조신호 z2의 심벌의 재배열방법을 나타내고 있다. 도 15 (A), (B)가 도 14와 다른 점은 변조신호 z1의 심벌의 재배열방법과 변조신호 z2의 심벌의 재배열방법이 다른 점이며, 도 15 (B)에서는 심벌 ＃0부터 ＃5를 캐리어 4부터 캐리어 9에 배치하고, 심벌 ＃6부터 ＃9를 캐리어 0에서부터 3에 배치하며, 그 후, 동일한 규칙으로 심벌 ＃10에서 ＃19를 각 캐리어에 배치한다. 이때, 도 14 (B)와 마찬가지로, 도 15 (B)에 나타내는 심벌 군(1502)은 도 6이 나타내는 위상변경방법을 이용한 때의 1주기 분의 심벌이다.

도 16은 도 14와 다른 가로축 주파수, 세로축 시간에서의 도 13의 재배열부(1301A, 1301B)에서의 심벌의 재배열방법의 일례를 나타내고 있으며, 도 16 (A)는 변조신호 z1의 심벌의 재배열방법, 도 16 (B)는 변조신호 z2의 심벌의 재배열방법을 나타내고 있다. 도 16 (A), (B)가 도 14와 다른 점은 도 14에서는 심벌을 캐리어에 차례대로 배치하고 있는 것에 대해, 도 16에서는 심벌을 캐리어에 차례대로 배치하고 있지 않은 점이다. 당연하나, 도 16에서 도 15와 마찬가지로 변조신호 z1의 심벌의 재배열방법과 변조신호 z2의 재배열방법을 다르게 해도 좋다.

도 17은 도 14 ~ 16과는 다른 가로축 주파수, 세로축 시간에서의 도 13의 재배열부(1301A, 1301B)에서의 심벌의 재배열방법의 일례를 나타내고 있으며, 도 17 (A)는 변조신호 z1의 심벌의 재배열방법, 도 17 (B)는 변조신호 z2의 심벌의 재배열방법을 나타내고 있다. 도 14 ~ 16에서는 심벌을 주파수 축 방향으로 배열하고 있으나, 도 17에서는 심벌을 주파수, 시간 축의 양자를 이용하여 배치하고 있다.

도 6에서는 위상의 변경을 4 슬롯으로 전환하는 경우의 예로 하여 설명하였으나, 여기에서는 8 슬롯으로 전환하는 경우를 예로 하여 설명한다. 도 17에 나타내는 심벌 군(1702)은 위상변경방법을 이용한 때의 1주기 분의 심벌(따라서 8 심벌)이고, 심벌 ＃0은 시각 u의 위상을 이용한 때의 심벌이며, 심벌 ＃1은 시각 u＋1의 위상을 이용한 때의 심벌이고, 심벌 ＃2는 시각 u＋2의 위상을 이용한 때의 심벌이며, 심벌 ＃3은 시각 u＋3의 위상을 이용한 때의 심벌이고, 심벌 ＃4는 시각 u＋4의 위상을 이용한 때의 심벌이며, 심벌 ＃5는 시각 u＋5의 위상을 이용한 때의 심벌이고, 심벌 ＃6은 시각 u＋6의 위상을 이용한 때의 심벌이며, 심벌 ＃7은 시각 u＋7의 위상을 이용한 때의 심벌이다. 따라서 심벌＃x에서 x　mod　8이 0일 때 심벌 ＃x는 시각 u의 위상을 이용한 때의 심벌이고, x　mod　8이 1일 때 심벌 ＃x는 시각 u＋1의 위상을 이용한 때의 심벌이며, x　mod　8이 2일 때, 심벌 ＃x는 시각 u＋2의 위상을 이용한 때의 심벌이고, x　mod　8이 3일 때 심벌 ＃x는 시각 u＋3의 위상을 이용한 때의 심벌이며, x　mod　8이 4일 때 심벌 ＃x는 시각 u＋4의 위상을 이용한 때의 심벌이고, x　mod　8이 5일 때 심벌 ＃x는 시각 u＋5의 위상을 이용한 때의 심벌이며, x　mod　8이 6일 때 심벌 ＃x는 시각 u＋6의 위상을 이용한 때의 심벌이고, x　mod　8이 7일 때 심벌 ＃x는 시각 u＋7의 위상을 이용한 때의 심벌이다. 도 17의 심벌의 배열방법에서는 시간 축 방향으로 4 슬롯, 주파수 축 방향으로 2 슬롯의 합계 4×2=8 슬롯을 이용하여 1주기 분의 심벌을 배치하고 있으나, 이때, 1주기 분의 심벌의 수를 m×n심벌(즉, 승산하는 위상은 m×n종류 존재한다) 1주기 분의 심벌을 배치하는데 사용하는 주파수 축 방향의 슬롯(캐리어 수)을 n, 시간 축 방향으로 사용하는 슬롯을 m으로 하면 m>n으로 하면 좋다. 이는 직접파의 위상은 시간 축 방향의 변동은 주파수 축 방향의 변동과 비교하여 완만하다. 따라서 정상적인 직접파의 영향을 작게 하기 위해 본 실시형태의 규칙적인 위상의 변경을 실행하므로, 위상의 변경을 실행하는 주기에서는 직접파의 변동을 작게 하려고 한다. 따라서 m>n으로 하면 좋다. 또, 이상의 점을 고려하면, 주파수 축 방향만 또는 시간 축 방향에만 심벌을 재배열하는 것보다, 도 17과 같이 주파수 축과 시간 축의 양자를 이용하여 재배열을 실행하는 편이 직접파는 정상적이 될 가능성이 크고, 본 발명의 효과를 얻기 쉽다는 효과를 얻을 수 있다. 단, 주파수 축 방향으로 배열하면 주파수 축의 변동이 급격하므로, 다이버시티 게인(Diversity Gain)을 얻을 수 있을 가능성이 있으므로, 반드시 주파수 축과 시간 축의 양자를 이용하여 재배열을 실행하는 방법이 최적인 방법이라고는 할 수 없다.

도 18은 도 17과는 다른 가로축 주파수, 세로축 시간에서의 도 13의 재배열부(1301A, 1301B)에서의 심벌의 재배열방법의 일례를 나타내고 있으며, 도 18 (A)는 변조신호 z1의 심벌의 재배열방법, 도 18 (B)는 변조신호 z2의 심벌의 재배열방법을 나타내고 있다. 도 18은 도 17과 마찬가지로 심벌을 주파수, 시간 축의 양자를 이용하여 배치하고 있으나, 도 17과 다른 점은 도 17에서는 주파수 방향을 먼저하고, 그 후에 시간 축 방향으로 심벌을 배치하고 있는데 반해, 도 18에서는 시간 축 방향을 먼저하고, 그 후에 시간 축 방향으로 심벌을 배치하고 있다는 점이다. 도 18에서 심벌 군(1802)은 위상변경방법을 이용한 때의 1주기 분의 심벌이다.

또, 도 17, 도 18에서는 도 15와 마찬가지로 변조신호 z1의 심벌의 배치방법과 변조신호 z2의 심벌 배치방법이 다르게 배치해도 마찬가지로 실시할 수 있으며, 또, 높은 수신품질을 얻을 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또, 도 17, 도 18에서 도 16과 마찬가지로 심벌을 차례대로 배치하고 있지 않아도 마찬가지로 실시할 수 있으며, 또, 높은 수신품질을 얻을 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 22는 상기와는 다른 가로축 주파수, 세로축 시간에서의 도 13의 재배열부(1301A, 130B)에서의 심벌의 정렬방법의 일례를 나타내고 있다. 도 6의 시각 u ~ u＋3과 같은 4 슬롯을 이용하여 규칙적으로 위상을 변경하는 경우를 생각한다. 도 22에서 특징적인 점은 주파수 축 방향으로 심벌을 차례로 배열하고 있으나, 시간 축 방향으로 진행한 경우, 사이클릭에 n(도 22의 예에서는 n=1) 심벌 사이클릭 시프트(Cyclic Shift) 시키고 있다는 점이다. 도 22에서의 주파수 축 방향의 심벌 군 (2210)에 나타낸 4 심벌에 있어서 도 6의 시각 u ~ u＋3의 위상의 변경을 실행하는 것으로 한다.

이때, ＃0의 심벌에서는 시각 u의 위상을 이용한 위상변경, ＃1에서는 시각 u＋1의 위상을 이용한 위상변경, ＃2에서는 시각 u＋2의 위상을 이용한 위상변경, 시각 u＋3의 위상을 이용한 위상변경을 실행하는 것으로 한다.

주파수 축 방향의 심벌 군(2220)에 대해서도 마찬가지로 ＃4의 심벌에서는 시각 u의 위상을 이용한 위상변경, ＃5에서는 시각 u＋1의 위상을 이용한 위상변경, ＃6에서는 시각 u＋2의 위상을 이용한 위상변경, ＃7에서는 시각 u＋3의 위상을 이용한 위상변경을 실행하는 것으로 한다.

시간 ＄1의 심벌에서 상기와 같은 위상의 변경을 실행하였으나, 시간 축 방향에서 사이클릭 시프트(Cyclic Shift)를 하고 있으므로, 심벌 군(2201, 2202, 2203, 2204)에 대해서는 이하와 같이 위상의 변경을 실행하는 것으로 한다.

시간 축 방향의 심벌 군(2201)에서는 ＃0의 심벌에서는 시각 u의 위상을 이용한 위상변경, ＃9에서는 시각 u＋1의 위상을 이용한 위상변경, ＃18에서는 시각 u＋2의 위상을 이용한 위상변경, ＃27에서는 시각 u＋3의 위상을 이용한 위상변경을 실행하는 것으로 한다.

시간 축 방향의 심벌 군(2202)에서는 ＃28의 심벌에서는 시각 u의 위상을 이용한 위상변경, ＃1에서는 시각 u＋1의 위상을 이용한 위상변경, ＃10에서는 시각 u＋2의 위상을 이용한 위상변경, ＃19에서는 시각 u＋3의 위상을 이용한 위상변경을 실행하는 것으로 한다.

시간 축 방향의 심벌 군(2203)에서는 ＃20의 심벌에서는 시각 u의 위상을 이용한 위상변경, ＃29에서는 시각 u＋1의 위상을 이용한 위상변경, ＃2에서는 시각 u＋2의 위상을 이용한 위상변경, ＃11에서는 시각 u＋3의 위상을 이용한 위상변경을 실행하는 것으로 한다.

시간 축 방향의 심벌 군(2204)에서는 ＃12의 심벌에서는 시각 u의 위상을 이용한 위상변경, ＃21에서는 시각 u＋1의 위상을 이용한 위상변경, ＃30에서는 시각 u＋2의 위상을 이용한 위상변경, ＃3에서는 시각 u＋3의 위상을 이용한 위상변경을 실행하는 것으로 한다.

도 22에서의 특징은 예를 들어 ＃11의 심벌에 주목한 경우, 동일 시각의 주파수 축 방향의 좌우 양쪽의 심벌(＃10과 ＃12)은 모두 ＃11과는 다른 위상을 이용하여 위상의 변경을 실행하고 있는 동시에, ＃11의 심벌의 동일 캐리어의 시간 축 방향의 좌우 양쪽의 심벌(＃2와 ＃20)은 모두 ＃11과는 다른 위상을 이용하여 위상의 변경을 실행하고 있는 것이다. 그리고 이는 ＃11의 심벌에 한정되는 것은 아니며, 주파수 축 방향 및 시간 축 방향 모두 좌우 양쪽 이웃에 심벌이 존재하는 심벌 모두에 있어서 ＃11의 심벌과 같은 특징을 가지게 된다. 이에 의해 효과적으로 위상을 변경하고 있게 되며, 직접파의 정상적인 상황에 대한 영향을 받기 힘들어지므로 데이터의 수신품질이 개선될 가능성이 커진다.

도 22에서는 n=1로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, n=3으로 해도 동일하게 실행할 수 있다. 또, 도 22에서는 주파수 축에 심벌을 배열하고, 시간이 축 방향으로 진행하는 경우, 심벌의 배치 순번을 사이클릭 시프트(Cyclic Shift) 한다는 특징을 가지게 함으로써 상기 특징을 실현하였으나, 심벌을 랜덤(규칙적이라도 좋다)하게 배치함으로써 상기 특징을 실현하는 것과 같은 방법도 있다.

(실시형태 2)

상기 실시형태 1에서는 가중합성된(고정의 프리코딩 행렬로 프리코딩 된) 신호 z(t)의 위상을 변경하는 것으로 했다. 여기에서는 상기 실시형태 1과 동등한 효과를 얻을 수 있는 위상변경방법의 각종 실시형태에 대하여 설명한다.

상기 실시형태에서, 도 3 및 도 6에 나타내는 것과 같이 위상 변경부(317B)는 가중합성부(600)로부터의 일방의 출력에 대해서만 위상의 변경을 실행하는 구성으로 되어 있다.

그러나 위상의 변경을 실행하는 타이밍으로는 가중합성부(600)에 의한 프리코딩 전에 실행하는 것으로 해도 좋고, 송신장치는 도 6에 나타낸 구성 대신에 도 25에 나타내는 것과 같이 위상 변경부(317B)를 가중합성부(600)의 전단에 구비하는 구성으로 해도 좋다.

이 경우, 위상 변경부(317B)는 선택한 변조방식의 매핑에 따른 베이스밴드신호 s2(t)에 대하여 규칙적인 위상의 변경을 실행하고, s2'(t)=s2(t) y(t)(단, y(t)는 t에 의해 변경된다)를 출력하며, 가중합성부(600)은 s2'(t)에 대하여 프리코딩을 실행하고 z2(t)(=W2s2'(t))(식 (42) 참조)을 출력하여 이를 송신하는 구성으로 해도 좋다.

또, 위상의 변경은 양 변조신호 s1(t), s2(t)의 쌍방에 대하여 실행해도 좋고, 송신장치는 도 6에 나타낸 구성을 대신하여 도 26에 나타내는 것과 같이 가중합성부(600)의 양방의 출력에 대해 위상 변경부를 구비하는 구성을 가져도 좋다.

위상 변경부(317A)는 위상 변경부(317B)와 마찬가지로 입력된 신호의 위상을 규칙적으로 변경하는 것이며, 가중합성부로부터의 프리코딩 된 신호 z1'(t)의 위상을 변경하여 위상을 변경한 신호 z1(t)를 송신부에 출력한다.

단, 위상 변경부(317A) 및 위상 변경부(317B)는 서로 위상을 변경하는 위상의 정도는 동일한 타이밍에서는 도 26에 나타내는 것과 같은 위상의 변경을 실행한다(단, 이하는 하나의 예이며 위상의 변경방법은 이에 한정되는 것은 아니다). 시각 u에서 도 26의 위상 변경부(317A)는 z1(t)=y1(t) z1'(t)가 되도록, 또, 위상 변경부(317B)는 z2(t)=y₂(t) z2'(t)가 되도록 위상의 변경을 실행한다. 예를 들어, 도 26에 나타내는 것과 같이 시각 u에서 y1 (u)=e^j0, y₂(u)=e^-jπ／2, 시각 u＋1에서 y1 (u＋1)=e^jπ／4, y₂(u＋1)=e^-j3π／4, …, 시각 u＋k에서 y1 (u＋k)=e^jkπ／4, y₂(u＋k)=e^{j(-kπ／4-π／2)} 로 하여 위상의 변경을 실행한다. 또, 위상을 규칙적으로 변경하는 주기는 위상 변경부(317A)와 위상 변경부(317B)에서 동일해도 좋고, 다른 것이라도 좋다.

또, 상술한 것과 같이 위상을 변경하는 타이밍은 가중합성부에 의한 프리코딩의 실행 전이라도 좋고, 송신장치는 도 26에 나타내는 구성을 대신하여 도 27에 나타내는 구성으로 해도 좋다.

양 변조신호의 위상을 규칙적으로 변경하는 경우에는 각각의 송신신호에는 예를 들어 제어정보로 각각의 위상변경패턴의 정보가 포함되는 것으로 하고, 수신장치는 이 제어정보를 얻음으로써 송신장치가 규칙적으로 전환한 위상변경방법, 즉, 위상변경패턴을 알 수 있으며, 이에 의해 올바른 복조(검파)를 실행하는 것이 가능해진다.

다음에, 도 6, 도 25의 구성의 변형 예에 대해 도 28, 도 29를 이용하여 설명한다. 도 28이 도 6과 다른 점은 위상 변경 ON/OFF에 관한 정보(2800)가 존재하는 점 및 위상변경을 z1'(t), z2'(t)의 어느 한쪽에 위상변경을 실행하는(동일 시각, 또는 동일 주파수로 위상변경을 z1'(t), z2'(t)의 어느 한쪽에 대해 실시한다) 점이다. 따라서 위상변경을 z1'(t), z2'(t)의 어느 한쪽에 위상변경을 실행하게 되므로, 도 28의 위상 변경부(317A), 위상 변경부(317B)는 위상변경을 실행하는(ON) 경우와 위상변경을 실행하지 않은(OFF) 경우가 있다. 이 ON/OFF에 관한 제어정보가 위상 변경 ON/OFF에 관한 정보(2800)가 된다. 이 위상 변경 ON/OFF에 관한 정보(2800)은 도 3에 나타내는 신호처리방법 정보 생성부(314)로부터 출력된다.

도 28의 위상 변경부(317A)는 z1(t)=y1(t) z1'(t)가 되도록, 또, 위상 변경부(317B)는 z2(t)=y₂(t) z2'(t)가 되도록 위상의 변경을 실행하게 된다.

이때, 예를 들어 z1'(t)는 주기 4로 위상변경을 실행하는 것으로 한다(이때, z2'(t)는 위상변경을 실행하지 않는다). 따라서 시각 u에서 y1 (u)=e^j0, y₂(u)=1, 시각 u＋1에서 y1 (u＋1)=e^jπ／2, y₂(u＋1)=1, 시각 u＋2에서 y1 (u＋2)=e^jπ, y₂(u＋2)=1, 시각 u＋3에서 y1 (u＋3)=e^j3π／2, y₂(u＋3)=1로 하는 것으로 한다.

다음에, 예를 들어 z2'(t)는 주기 4로 위상변경을 실행하는 것으로 한다(이때, z1'(t)는 위상변경을 실행하지 않는다). 따라서 시각 u＋4에서 y1 (u＋4)=1, y₂(u＋4)=e^j0, 시각 u＋5에서 y1 (u＋5)=1, y₂(u＋5)=e^jπ／2, 시각 u＋6에서 y1 (u＋6)=1, y₂(u＋6)=e^jπ, 시각 u＋7에서 y1 (u＋7)=1, y₂(u＋7)=e^j3π／2로 하는 것으로 한다.

따라서 상기의 예에서는

시각 8k일 때 y1 (8k)=e^j0, y₂(8k)=1,

시각 8k＋1일 때 y1 (8k＋1)=e^jπ／2, y₂(8k＋1)=1,

시각 8k＋2일 때 y1 (8k＋2)=e^jπ, y₂(8k＋2)=1,

시각 8k＋3일 때 y1 (8k＋3)=e^j3π／2, y₂(8k＋3)=1,

시각 8k＋4일 때 y1 (8k＋4)=1, y₂(8k＋4)=e^j0,

시각 8k＋5일 때 y1 (8k＋5)=1, y₂(8k＋5)=e^jπ／2,

시각 8k＋6일 때 y1 (8k＋6)=1, y₂(8k＋6)=e^jπ,

시각 8k＋7일 때 y1 (8k＋7)=1, y₂(8k＋7)=e^j3π／2

가 된다.

위에서 설명한 것과 같이, z1'(t)만 위상을 변경하는 시간과 z2'(t)만 위상을 변경하는 시간이 존재하도록 한다. 또, z1'(t)만 위상을 변경하는 시간과 z2'(t)만 위상을 변경하는 시간으로 위상변경의 주기를 구성한다. 또, 앞의 설명에서는 z1'(t)만 위상변경을 실행하는 경우의 주기와 z2'(t)만 위상변경을 실행하는 경우의 주기를 동일하게 하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, z1'(t)만 위상변경을 실행하는 경우의 주기와 z2'(t)만 위상변경을 실행하는 경우의 주기가 달라도 좋다. 또, 상술의 예에서는 z1'(t)를 4주기에 위상변경을 실행한 후에 z2'(t)를 4주기로 위상변경을 실행하도록 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, z1'(t)의 위상변경과 z2'(t)의 위상변경의 순번을 어떻게 해도 좋다(예를 들어, z1'(t)의 위상변경과 z2'(t)의 위상변경을 교대로 해도 좋고, 어떤 규칙에 따른 순번이라도 좋으며, 순번은 랜덤이라도 좋다).

도 29의 위상 변경부(317A)는 s1'(t)=y1(t) s1(t)가 되도록, 또, 위상 변경부(317B)는 s2'(t)=y₂(t) s2(t)가 되도록 위상의 변경을 실행하게 된다.

이때, 예를 들어, s1(t)는 주기 4로 위상변경을 실행하는 것으로 한다(이때, s2(t)는 위상변경을 실행하지 않는다). 따라서 시각 u에서 y1 (u)=e^j0, y₂(u)=1, 시각 u＋1에서 y1 (u＋1)=e^jπ／2, y₂(u＋1)=1, 시각 u＋2에서 y1 (u＋2)=e^jπ, y₂(u＋2)=1, 시각 u＋3에서 y1 (u＋3)=e^j3π／2, y₂(u＋3)=1로 하는 것으로 한다.

다음에, 예를 들어 s2(t)는 주기 4로 위상변경을 실행하는 것으로 한다(이때, s1(t)는 위상변경을 실행하지 않는다). 따라서 시각 u＋4에서 y1 (u＋4)=1, y₂(u＋4)=e^j0, 시각 u＋5에서 y1 (u＋5)=1, y₂(u＋5)=e^jπ／2, 시각 u＋6에서 y1 (u＋6)=1, y₂(u＋6)=e^jπ, 시각 u＋7에서 y1 (u＋7)=1, y₂(u＋7)=e^j3π／2로 하는 것으로 한다.

따라서 상기의 예에서는

시각 8k일 때 y1 (8k)=e^j0, y₂(8k)=1,

시각 8k＋1일 때 y1 (8k＋1)=e^jπ／2, y₂(8k＋1)=1,

시각 8k＋2일 때 y1 (8k＋2)=e^jπ, y₂(8k＋2)=1,

시각 8k＋3일 때 y1 (8k＋3)=e^j3π／2, y₂(8k＋3)=1,

시각 8k＋4일 때 y1 (8k＋4)=1, y₂(8k＋4)=e^j0,

시각 8k＋5일 때 y1 (8k＋5)=1, y₂(8k＋5)=e^jπ／2,

시각 8k＋6일 때 y1 (8k＋6)=1, y₂(8k＋6)=e^jπ,

시각 8k＋7일 때 y1 (8k＋7)=1, y₂(8k＋7)=e^j3π／2

가 된다.

위에서 설명한 것과 같이, s1(t)만 위상을 변경하는 시간과 s2(t)만 위상을 변경하는 시간이 존재하도록 한다. 또, s1(t)만 위상을 변경하는 시간과 s2(t)만 위상을 변경하는 시간으로 위상변경의 주기를 구성한다. 또, 앞의 설명에서는 s1(t)만 위상변경을 실행하는 경우의 주기와 s2(t)만 위상변경을 실행하는 경우의 주기를 동일하게 하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, s1(t)만 위상변경을 실행하는 경우의 주기와 s2(t)만 위상변경을 실행하는 경우의 주기가 달라도 좋다. 또, 상술의 예에서는 s1(t)를 4주기에 위상변경을 실행한 후에 s2(t)를 4주기로 위상변경을 실행하도록 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, s1(t)의 위상변경과 s2(t)의 위상변경의 순번을 어떻게 해도 좋다(예를 들어, s1(t)의 위상변경과 s2(t)의 위상변경을 교대로 해도 좋고, 어떤 규칙에 따른 순번이라도 좋으며, 순번은 랜덤이라도 좋다).

이에 의해 수신장치 측에서의 송신신호 z1(t) 및 z2(t)를 수신한 때의 각각의 수신상태를 균등하게 할 수 있는 동시에, 수신한 신호 z1(t) 및 z2(t) 각각의 심벌에 대해 위상이 주기적으로 전환할 수 있음으로써 오류정정부호 후의 오류정정능력을 향상시킬 수 있으므로, LOS 환경에서의 수신품질을 향상시킬 수 있다.

이상, 실시형태 2에 나타낸 구성에서도 상기 실시형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 실시형태에서는 싱글 캐리어 방식을 예로, 즉, 위상변경을 시간 축에 대하여 실행하는 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 멀티 캐리어 전송을 실행한 경우에서도 동일하게 실시할 수 있다. 따라서 예를 들어, 스펙트럼 확산 통신방식, OFDM(Orthogonal　Frequency-Diｖision　Multiplexing) 방식, SC-FDMA(Single　Carrier　Frequency　Diｖision　Multiple　Access), SC-OFDM(Single　Carrier　Orthogonal　Frequency-Diｖision　Multiplexing) 방식, 비 특허문헌 7등에서 설명하고 있는 웨이브릿 OFDM 방식 등을 이용한 경우에 대해서도 마찬가지로 실시할 수 있다. 상술한 것과 같이 본 실시형태에서는 위상변경을 실행하는 설명으로 시간 t축 방향으로 위상변경을 실행하는 경우로 하여 설명하였으나, 실시형태 1과 같이 주파수 축 방향으로 위상변경을 실행하는 즉, 본 실시형태에서 t방향에서의 위상변경의 설명에서 t를 f(f：주파수((서브)캐리어))로 치환하여 생각함으로써, 본 실시형태에서 설명한 위상변경방법을 주파수 방향으로 위상 변경에 적용할 수 있게 된다. 또, 본 실시형태의 위상변경방법은 실시형태 1의 설명과 마찬가지로 시간-주파수 방향에 대한 위상 변경에 대하여 적용하는 것도 가능하다.

따라서 도 6, 도 25, 도 26, 도 27에서는 시간 축 방향으로 위상변경을 실행하는 경우를 나타내고 있으나, 도 6, 도 25, 도 26, 도 27에서 시간 t를 캐리어 f로 치환하여 생각함으로써 주파수 방향에서의 위상변경을 실행하는 것에 상당하고, 시간 t를 시간 t, 주파수 f, 즉, (t)를 (t, f)로 치환하여 생각함으로써 시간 주파수의 블록으로 위상변경을 실행하는 것에 상당한다.

그리고 본 실시형태에서는 데이터심벌 이외의 심벌, 예를 들어, 파일럿심벌(프리앰블, 유니크 워드 등), 제어정보의 전송용의 심벌 등이 프레임에 어떻게 배치되고 있어도 좋다.

(실시형태 3)

상기 실시형태 1 및 2에서는 위상을 규칙적으로 변경하는 것으로 했다. 본 실시형태 3에서는 송신장치에서 보아서 각처에 점재(點在)하게 되는 수신장치에서 수신장치가 어디에 배치되어 있어도 각 수신장치가 양호한 데이터의 수신품질을 얻기 위한 수법에 대하여 설명한다.

본 실시형태 3에서는 위상을 변경하여 얻을 수 있는 신호의 심벌 배치를 설명한다.

도 31은 규칙적으로 위상을 변경하는 송신방식에서 OFDM 방식과 같은 멀티 캐리어 방식을 이용한 때의 시간-주파수 축에서의 신호의 일부인 심벌의 프레임 구성의 일례를 나타내고 있다.

먼저, 실시형태 1에서 설명한 2개의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 중 일방의 베이스밴드신호(도 6 참조)로 위상변경을 실행한 경우의 예로 하여 설명한다.

(또, 도 6에서는 시간 축 방향으로 위상변경을 실행하는 경우를 나타내고 있으나, 도 6에서 시간 t를 캐리어 f로 치환하여 생각함으로써 주파수 방향으로의 위상변경을 실행하는 것에 상당하고, 시간 t를 시간 t, 주파수 f, 즉, (t)를 (t, f)로 치환하여 생각함으로써 시간 주파수의 블록으로 위상변경을 실행하는 것에 상당한다).

도 31은 도 12에 나타낸 위상 변경부(317B)의 입력인 변조신호 z2'의 프레임 구성을 나타내고 있으며, 1개의 사각이 심벌(단, 프리코딩을 실행하고 있으므로 s1과 s2의 양자의 신호를 포함하고 있는 것이 통상이나, 프리코딩 행렬의 구성에 따라 s1과 s2의 일방의 신호만인 경우도 있다)을 나타내고 있다.

여기서, 도 31의 캐리어 2, 시각 ＄2의 심벌(3100)에 대하여 주목한다. 또, 여기에서는 캐리어라고 기재하고 있으나 서브 캐리어라고 호칭하는 경우도 있다.

캐리어 2에서 시각 ＄2에 시간적으로 가장 인접하는 심벌, 즉 캐리어 2의 시각 ＄1의 심벌(3103)과 시각 ＄3의 심벌(3101)의 각각의 채널상태는 캐리어 2, 시각 ＄2의 심벌(3100)의 채널상태와 매우 상관이 높다.

마찬가지로 시각 ＄2에서 주파수 축 방향으로 캐리어 2에 가장 인접하고 있는 주파수의 심벌, 즉, 캐리어 1, 시각 ＄2의 심벌(3104)과 시각 ＄2, 캐리어 3의 심벌(3104)의 채널상태는 캐리어 2, 시각 ＄2의 심벌(3100)의 채널상태와 함께 매우 상관이 높다.

상술한 것과 같이 심벌(3101, 3102, 3103, 3104)의 각각의 채널상태는 심벌 (3100)의 채널상태와의 매우 상관이 높다.

본 명세서에서 규칙적으로 위상을 변경하는 송신방법에서 승산하는 위상으로 N종류의 위상(단, n은 2 이상의 정수)을 준비하고 있는 것으로 한다. 도 31에 나타낸 심벌에는 예를 들어 「e^j0」라는 기재를 부여하고 있으나, 이는 이 심벌에서의 도 6에서의 신호 z2'에 대해 「e^j0」가 승산되어 위상이 변경된 것을 의미한다. 즉, 도 31의 각 심벌에 기재하고 있는 값은 식 (42)에서의 y(t) 및 실시형태 2에서 설명한 z2(t)=y₂(t) z2'(t)에서의 y₂(t)의 값이 된다.

본 실시형태에서는 이 주파수 축 방향으로 서로 인접하는 심벌 및/또는 시간 축 방향으로 서로 인접하는 심벌의 채널상태의 상관성이 높은 것을 이용하여 수신장치 측에서 높은 데이터의 수신품질을 얻을 수 있는 위상이 변경된 심벌의 심벌 배치를 설명한다.

이 수신 측에서 높은 데이터의 수신품질을 얻을 수 있는 조건으로 <조건 ＃1>, <조건 ＃2>를 생각할 수 있다.

<조건 ＃1>

도 6과 같이, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대하여 규칙적으로 위상을 변경하는 송신방법에서 OFDM과 같은 멀티 캐리어 전송방식을 이용하고 있는 경우, 시간 Xㆍ캐리어 Y가 데이터 전송용의 심벌(이하, 데이터심벌이라고 호칭한다)이고, 시간 축 방향으로 인접하는 심벌, 즉, 시간 X-1ㆍ캐리어 Y 및 시간 X＋1ㆍ캐리어 Y가 모두 데이터심벌이며, 이들 3개의 데이터심벌에 대응하는 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2', 즉, 시간 Xㆍ캐리어 Y, 시간 X-1ㆍ캐리어 Y 및 시간 X＋1ㆍ캐리어 Y에서의 각각의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에서는 모두 다른 위상 변경이 실행된다.

<조건 ＃2>

도 6과 같이, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대하여 규칙적으로 위상을 변경하는 송신방법에서 OFDM과 같은 멀티 캐리어 전송방식을 이용하고 있는 경우, 시간 Xㆍ캐리어 Y가 데이터 전송용의 심벌(이하, 데이터심벌이라고 호칭한다)이고, 주파수 축 방향으로 인접하는 심벌, 즉, 시간 Xㆍ캐리어 Y-1 및 시간 Xㆍ캐리어 Y＋1이 모두 데이터심벌인 경우, 이들 3개의 데이터심벌에 대응하는 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2', 즉, 시간 Xㆍ캐리어 Y, 시간 Xㆍ캐리어 Y-1 및 시간 Xㆍ캐리어 Y＋1에서의 각각의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에서는 모두 다른 위상 변경이 실행된다.

그리고 <조건 ＃1>을 만족하는 데이터심벌이 존재하면 좋다. 마찬가지로, <조건 2>를 만족하는 데이터심벌이 존재하면 좋다.

이 <조건 ＃1>, <조건 ＃2>가 도출되는 이유는 이하와 같다.

송신신호에서 어떤 심벌(이후, 심벌 A라고 호칭한다)이 있고, 당해 심벌 A에 시간적으로 인접한 심벌 각각의 채널상태는 상술한 것과 같이 심벌 A의 채널상태와의 상관이 높다.

따라서 시간적으로 인접한 3 심벌로 다른 위상을 이용하고 있으면 LOS 환경에서 심벌 A가 열악한 수신품질(SNR로는 높은 수신품질을 얻고 있으나, 직접파의 위상 관계가 열악한 상황이므로 수신품질이 나쁜 상태)이라도 나머지 심벌 A에 인접하는 2 심벌에서는 양호한 수신품질을 얻을 수 있을 가능성이 매우 높으며, 그 결과 오류정정 복호 후는 양호한 수신품질을 얻을 수 있다.

마찬가지로, 송신신호에서 어떤 심벌(이후, 심벌 A라고 호칭한다)이 있고, 이 심벌 A와 주파수적으로 인접한 심벌 각각의 채널상태는 상술한 것과 같이 심벌 A의 채널상태와의 상관이 높다.

따라서 주파수적으로 인접한 3 심벌로 다른 위상을 이용하고 있으면 LOS 환경에서 심벌 A가 열악한 수신품질(SNR로는 높은 수신품질을 얻고 있으나, 직접파의 위상 관계가 열악한 상황이므로 수신품질이 나쁜 상태)이라도 나머지 심벌 A와 인접하는 2 심벌에서는 양호한 수신품질을 얻을 수 있을 가능성이 매우 높으며, 그 결과 오류정정 복호 후는 양호한 수신품질을 얻을 수 있다.

또, <조건 ＃1>과 <조건 ＃2>를 조합하면 수신장치에서 더욱 데이터의 수신품질을 향상시킬 수 있을 가능성이 있다. 따라서 이하의 <조건 ＃3>을 도출할 수 있다.

<조건 ＃3>

도 6과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대하여 규칙적으로 위상을 변경하는 송신방법에서 OFDM과 동일한 멀티 캐리어 전송방식을 이용하고 있는 경우, 시간 Xㆍ캐리어 Y가 데이터 전송용의 심벌(이하, 데이터심벌이라고 호칭한다)이고, 시간 축 방향으로 인접하는 심벌, 즉, 시간 X-1ㆍ캐리어 Y 및 시간 X＋1ㆍ캐리어 Y가 모두 데이터심벌이며, 또한, 주파수 축 방향으로 인접하는 심벌, 즉, 시간 Xㆍ캐리어 Y-1 및 시간 Xㆍ캐리어 Y＋1이 모두 데이터심벌인 경우, 이들 5개의 데이터심벌에 대응하는 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2', 즉, 시간 Xㆍ캐리어 Y 및 시간 X-1ㆍ캐리어 Y 및 시간 X＋1ㆍ캐리어 Y, 시간 Xㆍ캐리어 Y-1, 시간 Xㆍ캐리어 Y＋1에서의 각각의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에서는 모두 다른 위상변경이 이루어진다.

여기서, 「다른 위상 변경」에 대하여 보충을 한다. 위상변경은 0 라디안에서 2π라디안으로 정의되게 된다. 예를 들어, 시간 Xㆍ캐리어 Y에서 도 6의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대하여 실시하는 위상변경을 e^{jθX, Y}, 시간 X-1ㆍ캐리어 Y에서 도 6의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대해서 실시하는 위상변경을 e^{jθX-1, Y}, 시간 X＋1ㆍ캐리어 Y에서 도 6의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대해서 실시하는 위상변경을 e^{jθX＋1, Y}로 하면, 0 라디안≤θ_{X, Y}<2π, 0 라디안≤θ_{X-1, Y}<2π, 0 라디안≤θ_{X＋1, Y}<2π가 된다. 따라서 <조건 ＃1>에서는 θ_{X, Y}≠θ_{X-1, Y}, 또한, θ_{X, Y}≠θX_{＋1, Y}, 또한, θ_{X＋1, Y}≠θ_{X-1, Y}가 성립하게 된다. 마찬가지로 생각하면 <조건 ＃2>에서는 θ_{X, Y}≠θ_{X, Y-1}, 또한, θ_{X, Y}≠θ_{X, Y＋1}, 또한, θ_{X, Y}-₁≠_{θX-1, Y＋1}이 성립하게 되며, <조건 ＃3>에서는 θ_{X, Y}≠θ_{X-1, Y}, 또한, θ_{X, Y}≠θ_{X＋1, Y}, 또한, θ_{X, Y}≠θ_{X, Y-1}, 또한, θ_{X, Y}≠θ_{X, Y＋1}, 또한, θ_{X-1, Y}≠θ_{X＋1, Y}, 또한, θ_X-_{1, Y}≠θ_{X, Y-1}, 또한, θ_{X-1, Y}≠θ_{X, Y＋1}, 또한, θ_{X＋1, Y}≠θ_{X, Y-1}, 또한, θ_{X＋1, Y}≠θ_{X, Y＋1}, 또한, θ_{X, Y-1}≠θ_{X, Y＋1}이 성립하게 된다.

그리고 <조건 ＃3>을 만족하는 데이터심벌이 존재하면 좋다.

도 31은 <조건 ＃3>의 예이며 심벌 A에 해당하는 심벌(3100)에 해당하는 도 6의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 승산되어 있는 위상과 그 심벌(3100)에 시간적으로 인접하는 심벌(3101)에 해당하는 도 6의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2', 심벌(3102)에 해당하는 도 6의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 승산되어 있는 위상과 주파수적으로 인접하는 심벌(3102)에 해당하는 도 6의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2', 심벌(3104)에 해당하는 도 6의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 승산되어 있는 위상이 서로 다르게 배치되어 있으며, 이에 따라 수신 측에서의 심벌(3100)의 수신품질이 열악해도 그 인접하는 심벌의 수신품질은 매우 높아지므로 오류정정 복호 후의 높은 수신품질을 확보할 수 있다.

이 조건의 하에서 위상을 변경하여 얻을 수 있는 심벌의 배치 예를 도 32에 나타낸다.

도 32를 보면 알 수 있는 것과 같이, 어느 데이터심벌에서도 그 위상이 주파수 축 방향 및 시간 축 방향의 쌍방에서 서로 인접하는 심벌에 대해서 변경된 위상의 정도는 서로 다른 위상변경량이 되어 있다. 이와 같이 함으로써 수신장치에서의 오류정정능력을 더욱 향상시킬 수 있다.

즉, 도 32에서는 시간 축 방향으로 인접하는 심벌에 데이터심벌이 존재하고 있는 경우 <조건 ＃1>이 모든 X, 모든 Y에서 성립하고 있다.

마찬가지로, 도 32에서는 주파수 방향으로 인접하는 심벌에 데이터심벌이 존재하고 있는 경우 <조건 ＃2>가 모든 X, 모든 Y에서 성립하고 있다.

마찬가지로, 도 32에서는 주파수 방향으로 인접하는 심벌에 데이터심벌이 존재하고, 또한, 시간 축 방향으로 인접하는 심벌에 데이터심벌이 존재하고 있는 경우 <조건 ＃3>이 모든 X, 모든 Y에서 성립하고 있다.

다음에, 실시형태 2에서 설명한 2개의 프리코딩 후의 베이스밴드신호로 위상변경을 실행한 경우(도 26 참조)의 예로 설명한다.

도 26과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1' 및 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 양자에 위상변경을 하는 경우, 위상변경방법에 대해 몇 가지 방법이 있다. 그 점에 대해 상세하게 설명한다.

방법 1로, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 상술한 것과 같이 도 32와 같이 위상변경을 실행하는 것으로 한다. 도 32에서의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 주기 10으로 하고 있다. 그러나 앞에서 설명한 것과 같이 <조건 ＃1>, <조건 ＃2>, <조건 ＃3>을 만족하도록 하기 위해 (서브)캐리어 1에서 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 실시하는 위상변경을 시간과 함께 변경하고 있다(도 32에서는 이와 같은 변경을 하고 있으나, 주기 10으로 하는 다른 위상변경방법이라도 좋다). 그리고 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경은 도 33과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 주기 10의 1주기 분의 위상을 변경하는 값은 일정하게 한다. 도 33에서는 (프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경의) 1주기 분을 포함하는 시각 ＄1에서 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경의 값은 e^j0로 하고 있고, 다음의 (프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경의) 1주기 분을 포함하는 시각 ＄2에서 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경의 값은 e^jπ／9로 하고 있으며, …로 하고 있다.

또, 도 33에 나타낸 심벌에는 예를 들어 「e^j0」라는 기재를 부가하고 있으나, 이는 이 심벌에서의 도 26에서의 신호 z1'에 대해 「e^j0」가 승산되어 위상이 변경된 것을 의미한다. 즉, 도 33의 각 심벌에 기재하고 있는 값은 실시형태 2에서 설명한 z1(t)=y1(t) z1'(t)에서의 y1(t)의 값이 된다.

프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경은 도 33과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 주기 10의 1주기 분의 위상을 변경하는 값은 일정으로 하고, 위상을 변경하는 값은 1주기 분의 번호와 함께 변경하도록 한다(위에서 설명한 것과 같이, 도 33에서는 제 1의 1주기 분으로는 e^j0로 하고, 제 2의 1주기 분으로는 e^jπ／9, …, 로 하고 있다).

이상과 같이 함으로써 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 주기 10이나, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경과 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경의 양자를 고려한 때의 주기는 10보다 크게 할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해 수신장치의 데이터의 수신품질이 향상할 가능성이 있다.

방법 2로, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 상술한 것과 같이 도 32와 같이 위상변경을 실행하는 것으로 한다. 도 32에서 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 주기 10으로 하고 있다. 그러나 앞에서 설명한 것과 같이 <조건 ＃1>, <조건 ＃2>, <조건 ＃3>을 만족시키기 위하여 (서브)캐리어 1에서 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 실시하는 위상변경을 시간과 함께 변경하고 있다(도 32에서는 이와 같은 변경을 하고 있으나, 주기 10으로 하는 다른 위상변경방법이라도 좋다). 그리고 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경은 도 30에 나타내는 것과 같이, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 주기 10과는 다른 주기 3에서의 위상변경을 실행한다.

또, 도 30에 나타낸 심벌에는 예를 들어 「e^j0」라는 기재를 부가하고 있으나, 이는 이 심벌에서의 도 26에서의 신호 z1'에 대해 「e^j0」가 승산되어 위상이 변경된 것을 의미한다. 즉, 도 30의 각 심벌에 기재하고 있는 값은 실시형태 2에서 설명한 z1(t)=y1(t) z1'(t)에서의 y1(t)의 값이 된다.

이상과 같이 함으로써 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경은 주기 10이나, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경과 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경의 양자를 고려한 때의 주기는 30이 되고, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경과 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경의 양자를 고려한 때의 주기를 10보다 크게 할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해 수신장치의 데이터의 수신품질이 향상할 가능성이 있다. 방법 2의 하나의 유효한 방법으로는 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경의 주기를 N으로 하고 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경의 주기를 M으로 한 때, 특히, N과 M이 서로 소의 관계이면, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'의 위상변경과 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 위상변경의 양자를 고려한 때의 주기는 N×M으로 용이하게 큰 주기로 설정할 수 있다는 이점이 있으나, N과 M이 서로 소의 관계라도 주기를 크게 하는 것은 가능하다.

또, 본 실시형태 3의 위상변경방법은 일례이며, 이에 한정되는 것은 아니고, 실시형태 1, 실시형태 2에서 설명한 것과 같이 주파수 축 방향으로 위상변경을 실행하거나 시간 축 방향으로 위상변경을 실행하거나 시간-주파수의 블록으로 위상변경을 실행해도 동일하게 수신장치에서의 데이터의 수신품질을 향상시킬 수 있다는 효과를 갖게 된다.

상기에서 설명한 프레임 구성 이외에도 데이터심벌 간에 파일럿심벌(SP(Scattered Pilot))이나 제어정보를 전송하는 심벌 등이 삽입되는 것도 생각할 수 있다. 이 경우의 위상 변경에 대해 상세하게 설명한다.

도 47은 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z1 또는 z1' 및 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z2'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성을 나타내고 있으며, 도 47 (A)는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z1 또는 z1'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성, 도 47 (b)는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z2'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성이다. 도 47에서 4701은 파일럿심벌, 4702는 데이터심벌을 나타내고 있으며, 데이터심벌(4702)은 프리코딩 또는 프리코딩과 위상변경을 실행한 심벌이 된다.

도 47은 도 6과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대해 위상변경을 실행하는 경우의 심벌 배치를 나타내고 있다(프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1에는 위상변경을 실행하지 않는다). (또, 도 6에서는 시간 축 방향으로 위상변경을 실행하는 경우를 나타내고 있으나, 도 6에서 시간 t를 캐리어 f로 치환하여 생각함으로써 주파수 방향에서의 위상변경을 실행하는 것에 상당하며, 시간 t를 시간 t, 주파수 f, 즉, (t)를 (t, f)로 치환하여 생각함으로써 시간 주파수의 블록으로 위상변경을 실행하는 것에 상당한다). 따라서 도 47의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 심벌에 기재되어 있는 수치는 위상의 변경 값을 나타내고 있다. 또, 도 47의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'(z1)의 심벌은 위상변경을 실행하지 않으므로 수치를 기재하고 있지 않다.

도 47에서 중요한 점은 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대한 위상변경은 데이터심벌, 즉, 프리코딩을 실시한 심벌에 대하여 실시하고 있다는 점이다(여기서, 심벌이라고 기재하나, 여기서 기재하고 있는 심벌에는 프리코딩이 실시되어 있으므로, s1의 심벌과 s2의 심벌의 양자를 포함하게 된다). 따라서 z2'에 삽입된 파일럿심벌에 대해서는 위상변경을 실행하지 않게 된다.

도 48은 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z1 또는 z1' 및 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z2'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성을 나타내고 있으며, 도 48 (a)는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z1 또는 z1'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성, 도 48 (b)는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z2'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성이다. 도 48에서 4701은 파일럿심벌, 4702는 데이터심벌을 나타내고 있으며, 데이터심벌(4702)은 프리코딩과 위상변경을 실행한 심벌이 된다.

도 48은 도 26과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1' 및 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대해 위상변경을 실행하는 경우의 심벌 배치를 나타내고 있다(또, 도 26에서는 시간 축 방향으로 위상변경을 실행하는 경우를 나타내고 있으나, 도 26에서 시간 t를 캐리어 f로 치환하여 생각함으로써 주파수 방향에서의 위상변경을 실행하는 것에 상당하며, 시간 t를 시간 t, 주파수 f, 즉, (t)를 (t, f)로 치환하여 생각함으로써 시간 주파수의 블록으로 위상변경을 실행하는 것에 상당한다). 따라서 도 48의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1' 및 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 심벌에 기재되어 있는 수치는 위상의 변경 값을 나타내고 있다.

도 48에서 중요한 점은 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'에 대한 위상변경은 데이터심벌, 즉, 프리코딩을 실시한 심벌에 대하여 실시하고 있고, 또, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대한 위상변경은 데이터심벌, 즉, 프리코딩을 실시한 심벌에 대하여 실시하고 있다는 점이다(여기서, 심벌이라고 기재하고 있으나, 여기서 기재하고 있는 심벌에는 프리코딩이 실시되어 있으므로, s1의 심벌과 s2의 심벌의 양자를 포함하게 된다). 따라서 z1'에 삽입된 파일럿심벌에 대해서는 위상변경을 실행하지 않으며, 또, z2'에 삽입된 파일럿심벌에 대해서는 위상변경을 실행하지 않게 된다.

도 49는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z1 또는 z1' 및 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z2'의 시간-주파수에서의 프레임 구성을 나타내고 있으며, 도 49 (a)는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z1 또는 z1'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성, 도 49 (b)는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z2'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성이다. 도 49에서 4701은 파일럿심벌, 4702는 데이터심벌, 4901은 Null심벌이고, 베이스밴드신호의 동상성분 I=0이고 직교성분 Q=0이 된다. 이때, 데이터심벌(4702)은 프리코딩 또는 프리코딩과 위상변경을 실행한 심벌이 된다. 도 49와 도 47의 차이는 데이터심벌 이외의 심벌의 구성방법이며, 변조신호 z1'에서 파일럿심벌이 삽입되어 있는 시간과 캐리어에서 변조신호 z2'는 Null심벌이 되어 있고, 반대로 변조신호 z2'와 파일럿심벌이 삽입되어 있는 시간과 캐리어에서 변조신호 z1'는 Null심벌이 된다는 점이다.

도 49는 도 6과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대해 위상변경을 실행하는 경우의 심벌 배치를 나타내고 있다(프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1에는 위상변경을 실행하지 않는다). (또, 도 6에서는 시간 축 방향으로 위상변경을 실행하는 경우를 나타내고 있으나, 도 6에서 시간 t를 캐리어 f로 치환하여 생각하는 함으로써 주파수 방향에서의 위상변경을 실행하는 것에 상당하며, 시간 t를 시간 t, 주파수 f, 즉, (t)를 (t, f)로 치환하여 생각하는 함으로써 시간 주파수의 블록으로 위상변경을 실행하는 것에 상당한다). 따라서 도 49의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 심벌에 기재되어 있는 수치는 위상의 변경 값을 나타내고 있다. 또, 도 49의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'(z1)의 심벌은 위상변경을 실행하지 않으므로 수치를 기재하고 있지 않다.

도 49에서 중요한 점은 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대한 위상변경은 데이터심벌, 즉, 프리코딩을 실시한 심벌에 대해 실시하고 있다는 점이다(여기서, 심벌이라고 기재하고 있으나, 여기서 기재하고 있는 심벌에는 프리코딩이 실시되어 있으므로, s1의 심벌과 s2의 심벌의 양자를 포함하게 된다). 따라서 z2'에 삽입된 파일럿심벌에 대해서는 위상변경을 실행하지 않게 된다.

도 50은 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z1 또는 z1' 및 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z2'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성을 나타내고 있으며, 도 50 (A)는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z1 또는 z1'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성, 도 50 (b)는 변조신호(프리코딩 후의 베이스밴드신호) z2'의 시간-주파수 축에서의 프레임 구성이다. 도 50에서 4701은 파일럿심벌, 4702는 데이터심벌, 4901은 Null심벌이고, 베이스밴드신호의 동상성분 I=0이고 직교성분 Q=0이 된다. 이때, 데이터심벌(4702)은 프리코딩 또는 프리코딩과 위상변경을 실행한 심벌이 된다. 도 50과 도 48의 차이는 데이터심벌 이외의 심벌의 구성방법이며, 변조신호 z1'에서 파일럿심벌이 삽입되어 있는 시간과 캐리어에서 변조신호 z2'는 Null심벌이 되어 있으며, 반대로 변조신호 z2'에서 파일럿심벌이 삽입되어 있는 시간과 캐리어에서 변조신호 z1'는 Null 심벌이 된다는 점이다.

도 50은 도 26과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1' 및 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대해 위상변경을 실행하는 경우의 심벌 배치를 나타내고 있다(또, 도 26에서는 시간 축 방향으로 위상변경을 실행하는 경우를 나타내고 있으나, 도 26에서 시간 t를 캐리어 f로 치환하여 생각함으로써 주파수 방향에서의 위상변경을 실행하는 것에 상당하고, 시간 t를 시간 t, 주파수 f, 즉, (t)를 (t, f)로 치환하여 생각함으로써 시간 주파수의 블록으로 위상변경을 실행하는 것에 상당한다). 따라서 도 50의 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1' 및 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'의 심벌에 기재되어 있는 수치는 위상의 변경 값을 나타내고 있다.

도 50에서 중요한 점은 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'에 대한 위상변경은 데이터심벌, 즉, 프리코딩을 실시한 심벌에 대하여 실시하고 있고, 또, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 대한 위상변경은 데이터심벌, 즉, 프리코딩을 실시한 심벌에 대하여 실시하고 있다는 점이다(여기서, 심벌이라고 기재하고 있으나, 여기서 기재하고 있는 심벌에는 프리코딩이 실시되어 있으므로, s1의 심벌과 s2의 심벌의 양자를 포함하게 된다). 따라서 z1'에 삽입된 파일럿심벌에 대해서는 위상변경을 실행하지 않으며, 또, z2'에 삽입된 파일럿심벌에 대해서는 위상변경을 실행하지 않게 된다.

도 51은 도 47, 도 49의 프레임 구성의 변조신호를 생성하여 송신하는 송신장치의 구성의 일례를 나타내고 있으며, 도 4와 동일하게 동작하는 것에 대해서는 동일 부호를 부여하고 있다.

도 51에서 가중합성부(308A, 308B) 및 위상 변경부(317B)는 프레임 구성신호 (313)가 데이터심벌인 타이밍을 나타내고 있을 때만 동작하게 된다.

도 51의 파일럿심벌(Null심벌 생성을 겸하는 것으로 한다) 생성부(5101)는 프레임 구성신호(313)가 파일럿심벌(또한 Null심벌)인 것을 나타내고 있은 경우, 파일럿심벌의 베이스밴드신호(5102A 및 5102B)를 출력한다.

도 47부터 도 50의 프레임 구성에서는 나타내고 있지 않았으나, 프리코딩(및 위상회전을 하지 않는다)을 실시하지 않는, 예를 들어 1 안테나로부터 변조신호를 송신하는 방식(이 경우, 이미 일방의 안테나로부터는 신호를 전송하지 않게 된다), 또는 시공간부호(특히 시공간블록부호)를 이용한 전송방식을 이용하여 제어정보 심벌을 송신하는 경우 제어정보 심벌(5104)은 제어정보(5103), 프레임 구성신호 (313)을 입력으로 하여, 프레임 구성신호(313)가 제어정보 심벌임을 나타내고 있는 경우 제어정보 심벌의 베이스밴드신호(5102A, 5102B)를 출력한다.

도 51의 무선부(310A, 310B)는 입력이 되는 복수의 베이스밴드신호 중 프레임 구성신호(313)에 의거하여 복수의 베이스밴드신호로부터 소망의 베이스밴드신호를 선택한다. 그리고 OFDM 관련의 신호처리를 실행하여 프레임 구성에 따른 변조신호(311A, 311B)를 각각 출력한다.

도 52는 도 48, 도 50의 프레임 구성의 변조신호를 생성하여 송신하는 송신장치의 구성의 일례를 나타내고 있으며, 도 4, 도 51과 동일하게 동작하는 것에 대해서는 동일 부호를 부여하고 있다. 도 51에 대하여 추가한 위상 변경부(317A)는 프레임 구성신호(313)가 데이터심벌인 타이밍을 나타내고 있을 때만 동작하게 된다. 그 외에 대해서는 도 51과 동일한 동작이 된다.

도 53은 도 51과는 다른 송신장치의 구성방법이다. 이하에서는 다른 점에 대하여 설명한다. 위상 변경부(317B)는 도 53과 같이 복수의 베이스밴드신호를 입력으로 한다. 그리고 프레임 구성신호(313)가 데이터심벌임을 나타내고 있는 경우, 위상 변경부(317B)는 프리코딩 후의 베이스밴드신호(316B)에 대해 위상변경을 실행한다. 그리고 프레임 구성신호(313)가 파일럿심벌(또는 Null심벌) 또는 제어정보 심벌임을 나타내고 있는 경우, 위상 변경부(317B)는 위상변경의 동작을 정지하고 각 심벌의 베이스밴드신호를 그대로 출력한다(해석으로는 「e^j0」에 상당하는 위상 회전을 강제적으로 실행하고 있다고 생각하면 좋다).

선택부(5301)는 복수의 베이스밴드신호를 입력으로 하여 프레임 구성신호(313)가 나타내는 심벌의 베이스밴드신호를 선택하여 출력한다.

도 54는 도 52와는 다른 송신장치의 구성방법이다. 이하에서는 다른 점에 대하여 설명한다. 위상 변경부(317B)는 도 54와 같이 복수의 베이스밴드신호를 입력으로 한다. 그리고 프레임 구성신호(313)가 데이터심벌임을 나타내고 있는 경우, 위상 변경부(317B)는 프리코딩 후의 베이스밴드신호(316B)에 대해 위상변경을 실행한다. 그리고 프레임 구성신호(313)가 파일럿심벌(또는 Null심벌) 또는 제어정보 심벌임을 나타내고 있는 경우, 위상 변경부(317B)는 위상변경의 동작을 정지하고 각 심벌의 베이스밴드신호를 그대로 출력한다(해석으로는 「e^j0」에 상당하는 위상 회전을 강제적으로 실행하고 있다고 생각하면 좋다).

마찬가지로 위상 변경부(5201)는 도 54와 같이 복수의 베이스밴드신호를 입력으로 한다. 그리고 프레임 구성신호(313)가 데이터심벌임을 나타내고 있는 경우 위상 변경부(5201)는 프리코딩 후의 베이스밴드신호(309A)에 대해 위상변경을 실행한다. 그리고 프레임 구성신호(313)가 파일럿심벌(또는 Null심벌) 또는 제어정보 심벌임을 나타내고 있는 경우 위상 변경부(5201)는 위상변경의 동작을 정지하고 각 심벌의 베이스밴드신호를 그대로 출력한다(해석으로는 「e^j0」에 상당하는 위상 회전을 강제적으로 실행하고 있다고 생각하면 좋다).

상술의 설명에서는 파일럿심벌과 제어심벌과 데이터심벌을 예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 프리코딩과는 다른 전송방법, 예를 들어 1 안테나 송신, 시공간블록부호를 이용한 전송방식 등을 이용하여 전송하는 심벌이면 동일하게 위상변경을 하지 않는 것이 중요해지며, 이와는 반대로 프리코딩을 실행한 심벌에 대해서는 위상변경을 실행하는 것이 본 발명에서는 중요한 것이 된다.

따라서 시간-주파수 축에서의 프레임 구성에서의 모든 심벌에서 위상변경을 하는 것은 아니며, 프리코딩을 실행한 신호에만 위상변경을 하는 점이 본 발명의 특징이 된다.

(실시형태 4)

상기 실시형태 1 및 2에서는 위상을 규칙적으로 변경하는 것을, 실시형태 3에 서는 서로 이웃이 되는 심벌의 위상의 변경의 정도를 다르게 하는 것을 설명했다.

본 실시형태 4에서는 위상변경방법이 송신장치가 사용하는 변조방식, 오류정정부호의 부호화율에 의해 달라도 좋은 것을 나타낸다.

이하의 표 1에는 송신장치가 설정한 각종 설정 파라미터에 따라서 설정하는 위상변경방법의 일례를 나타내고 있다.

표 1에서의 ＃1은 상기 실시형태 1의 변조신호 s1 (송신장치가 설정한 변조방식의 베이스밴드신호 s1), ＃2는 변조신호 s2(송신장치가 설정한 변조방식의 베이스밴드신호 s2)를 의미한다. 표 1에서의 부호화율의 예는 #1, #2의 변조방식에 대하여 오류정정부호가 설정한 부호화율을 나타내고 있다. 표 1에서의 위상변경패턴의 예는 실시형태 1부터 실시형태 3에서 설명한 것과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1 (z1'), z2(z2')에 대해서 실시하는 위상변경방법을 나타내고 있으며, 위상변경패턴을 A, B, C, D, E, …와 같이 설정하고 있으나, 이는 실제로는 위상을 변경하는 정도의 변화를 나타내는 정보이며, 예를 들어, 상기 식 (46)이나 식 (47)에 나타내는 것과 같은 변경패턴을 나타내는 것으로 한다. 또, 표 1에서의 위상변경패턴의 예에서 「」이라고 기재하고 있으나, 이는 위상변경을 실행하지 않는 것을 의미하고 있다.

또, 표 1에 나타낸 변조방식이나 부호화율의 조합은 일례이며, 표 1에 나타내는 변조방식 이외의 변조방식(예를 들어 128QAM나 256QAM 등)이나, 부호화율(예를 들어 7/8 등)이 포함되어도 좋다. 또, 실시형태 1에서 나타내는 것과 같이 오류정정부호는 s1, s2 각각에 설정해도 좋다(또, 표 1의 경우는 도 4와 같이 하나의 오류정정부호의 부호화를 실시하고 있는 경우로 하고 있다). 또, 동일한 변조방식 및 부호화율에 서로 다른 복수의 위상변경패턴을 대응시켜도 좋다. 송신장치는 각 위상패턴을 나타내는 정보를 수신장치에 대해 송신하고, 수신장치는 당해 정보와 표 1을 참조함으로써 위상변경패턴을 특정하여 복조 및 복호를 실행하게 된다. 또, 변조방식 및 오류정정방식에 대해 위상변경패턴이 고유하게 결정되는 경우, 송신장치는 변조방식과 오류정정방식의 정보를 수신장치에 송신하면 수신장치는 그 정보를 얻음으로써 위상변경패턴을 알 수 있으므로, 이 경우는 위상변경패턴의 정보는 반드시 필요로 하지 않는다.

실시형태 1부터 실시형태 3에서는 프리코딩 후의 베이스밴드신호에 대해 위상변경을 실행하는 경우에 대하여 설명하였으나, 위상뿐만 아니라 진폭을 위상변경과 동일하게 주기를 가지고 규칙적으로 변경하는 것도 가능하다. 따라서 당해 표 1에 규칙적으로 변조신호의 진폭을 변경하는 진폭변경패턴도 대응시켜도 좋다. 이 경우, 송신장치에는 도 3이나 도 4의 가중합성부(308A)의 뒤에 진폭을 변경하는 진폭변경부, 또, 가중합성부(308B)의 뒤에 진폭을 변경하는 진폭변경부를 구비하면 좋다. 또, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1(t), z2(t)의 일방에 대해 진폭변경을 실시해도 좋고(이 경우, 가중합성부(308A, 308B)의 어느 하나의 뒤에 진폭변경부를 구비하면 좋다), 양쪽 모두에 대하여 진폭변경을 실시해도 좋다.

또, 상기 표 1에서는 나타내고 있지 않으나, 위상을 규칙적으로 변경하는 것이 아니라 매핑부에 의해 규칙적으로 매핑방법을 변경하는 구성으로 해도 좋다.

즉, 변조신호 s1(t)의 매핑방식을 16QAM, 변조신호 s2(t)의 매핑방식을 16QAM이던 것을, 예를 들어 변조신호 s2(t)에 적용하는 매핑방식을 규칙적으로 16QAM → 16APSK(16 Amplitude Phase Shift Keying) → I-Q평면에서 16QAM, 16APSK와는 다른 신호 점 배치가 되는 제 1 매핑방법 → I-Q평면에서 16QAM, 16APSK와는 다른 신호 점 배치가 되는 제 2 매핑방법 → … 과 같이 변경함으로써 상술한 것과 같이 위상을 규칙적으로 변경하는 경우와 동일하게 수신장치에서 데이터의 수신품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 위상을 규칙적으로 변경하는 방법, 매핑방법을 규칙적으로 변경하는 방법, 진폭을 변경하는 방법의 어느 하나의 조합이라도 좋고, 또, 그 모두를 고려하여 송신신호를 송신하는 구성으로 해도 좋다.

본 실시형태에서는 싱글 캐리어 방식, 멀티 캐리어 전송 어느 경우에서도 실시할 수 있다. 따라서 예를 들어, 스펙트럼 확산 통신방식, OFDM(Orthogonal　Frequency-Diｖision　Multiplexing) 방식, SC-FDMA(Single　Carrier　Frequency　Diｖision　Multiple　Access), SC-OFDM(Single　Carrier　Orthogonal　Frequency-Diｖision　Multiplexing) 방식, 비 특허문헌 7 등에서 설명하는 웨이브릿 OFDM 방식 등을 이용한 경우에 대해서도 실시할 수 있다. 상술한 것과 같이 본 실시형태에서는 위상변경, 진폭변경, 매핑변경을 실행하는 설명으로 시간 t축 방향으로 위상변경, 진폭변경, 매핑 변경을 실행하는 경우로 설명하였으나, 실시형태 1과 동일하게 주파수 축 방향으로 위상변경을 실행할 때와 마찬가지로, 즉, 본 실시형태에서 t방향에서의 위상변경, 진폭변경, 매핑변경의 설명에서 t를 f(f：주파수((서브)캐리어))로 치환하여 생각함으로써 본 실시형태에서 설명한 위상변경, 진폭변경, 매핑변경을, 주파수 방향으로 위상변경, 진폭변경, 매핑변경으로 적용할 수 있게 된다. 또, 본 실시형태의 위상변경, 진폭변경, 매핑변경 방법은 실시형태 1의 설명과 마찬가지로 시간-주파수 방향에 대한 위상변경, 진폭변경, 매핑변경에 대하여 적용하는 것도 가능하다.

그리고 본 실시형태에서는 데이터심벌 이외의 심벌, 예를 들어, 파일럿심벌(프리앰블, 유니크 워드 등), 제어정보의 전송용의 심벌 등이 프레임에 어떻게 배치되어 있어도 좋다.

(실시형태 A1)

본 실시형태에서는 비 특허문헌 12 ~ 비 특허문헌 15에 나타내고 있는 것과 같이 QC(Quasi Cyclic)　LDPC(Low-Density Prity-Check) 부호(QC-LDPC부호가 아닌 LDPC부호라도 좋다), LDPC부호와 BCH 부호(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem code)의 연접부호, 테일 바이팅(tail-biting)을 이용한 터보부호 또는 Duo-Binary Turbo Code 등의 블록부호를 이용한 때의 규칙적으로 위상을 변경하는 방법에 대해 상세하게 설명한다. 여기에서는 일례로 s1, s2의 2개의 스트림을 송신하는 경우를 예로 하여 설명한다. 단, 블록부호를 이용하여 부호화를 실행한 때, 제어정보 등이 필요하지 않을 때, 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수는 블록부호를 구성하는 비트 수(단, 이 중에 이하에서 기재하는 것과 같은 제어정보 등이 포함되어 있어도 좋다)와 일치한다. 블록부호를 이용하여 부호화를 실행한 때, 제어정보 등(예를 들어, CRC(Cyclic Redundancy Check), 전송 파라미터 등)이 필요할 때, 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수는 블록부호를 구성하는 비트 수와 제어정보 등의 비트 수의 합인 경우도 있다.

도 34는 블록부호를 이용한 때 1개의 부호화 후의 블록에 필요한 심벌 수, 슬롯 수의 변화를 나타낸 도면이다. 도 34는 예를 들어 도 4의 송신장치에 나타낸 것과 같이 s1, s2의 2개의 스트림을 송신하고, 또한, 송신장치가 1개의 부호화기를 보유하고 있는 경우의 「블록부호를 이용한 때 1개의 부호화 후의 블록에 필요한 심벌 수, 슬롯 수의 변화를 나타낸 도면」이다(이때, 전송방식으로는 싱글 캐리어 전송, OFDM과 같은 멀티 캐리어 전송 중 어느 하나를 이용해도 좋다)

도 34에 나타내는 것과 같이 블록부호에서의 1개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수를 6000비트로 한다. 이 6000비트를 송신하기 위해서는 변조방식이 QPSK일 때 3000 심벌, 16QAM일 때 1500 심벌, 64QAM일 때 1000 심벌이 필요하다.

그리고 도 4의 송신장치에서는 2개의 스트림을 동시에 송신하게 되므로, 변조방식이 QPSK일 때 상술한 설명의 3000 심벌은 s1에 1500 심벌, s2에 1500 심벌이 할당되게 되므로, s1로 송신하는 1500 심벌과 s2로 송신하는 1500 심벌을 송신하기 위해 1500슬롯(여기에서는 「슬롯」이라고 명명한다)이 필요하다.

마찬가지로 생각하면, 변조방식이 16QAM일 때 1개의 부호화 후의 블록을 구성하는 모든 비트를 송신하기 위해 750슬롯이 필요하고, 변조방식이 64QAM일 때 1 블록을 구성하는 모든 비트를 송신하기 위해 500슬롯이 필요하다.

다음에, 규칙적으로 위상을 변경하는 방법에서 상술에서 정의한 슬롯과 승산하는 위상과의 관계에 대하여 설명한다.

여기에서는 규칙적으로 위상을 변경하는 방법을 위하여 준비하는 위상변경 값(또는 위상변경 세트)의 수를 5로 한다. 즉, 도 4의 송신장치의 위상 변경부를 위하여 5개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트)을 준비한다(실시형태 1부터 실시형태 4에서의 「주기」가 된다)(도 6과 같이, 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에만 위상변경을 실행하는 경우 주기 5의 위상변경을 실행기 위하여 5개의 위상변경 값을 준비하면 좋다. 또, 도 26과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1' 및 z2'의 양자에 대해 위상변경을 실행하는 경우 1 슬롯을 위해 2개의 위상변경 값이 필요하다. 이 2개의 위상변경 값을 위상변경 세트라고 한다. 따라서 이 경우 주기 5의 위상변경을 실행하기 위해서는 5개의 위상변경 세트를 준비하면 좋다). 이 5개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트)을 PHASE[0], PHASE[1], PHASE[2], PHASE[3], PHASE[4]로 나타내는 것으로 한다.

변조방식이 QPSK일 때, 1개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수 6000비트를 송신하기 위한 상기에서 설명한 1500슬롯에서 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 300슬롯, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 300슬롯, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 300슬롯, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 300슬롯, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 300슬롯일 필요가 있다. 이는 사용하는 위상에 편중이 있으면 많은 수를 사용한 위상의 영향이 크고, 수신장치에서 이 영향에 의존한 데이터의 수신품질이 되기 때문이다.

마찬가지로, 변조방식이 16QAM일 때, 1개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수 6000비트를 송신하기 위한 상기에서 설명한 750슬롯에서 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 150슬롯, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 150슬롯, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 150슬롯, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 150슬롯, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 150슬롯일 필요가 있다.

마찬가지로, 변조방식이 64QAM일 때, 1개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수 6000비트를 송신하기 위한 상기에서 설명한 500슬롯에 대해 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 100슬롯, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 100슬롯, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 100슬롯, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 100슬롯, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 100슬롯일 필요가 있다.

이상과 같이, 규칙적으로 위상을 변경하는 방법에서 준비하는 위상변경 값(또는 위상변경 세트)을 N개(N개의 다른 위상을 PHASE[0], PHASE[1], PHASE[2], …, PHASE[N-2] , PHASE[N-1]로 나타내는 것으로 한다)로 한 때의 1개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트를 모두 송신할 때에 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯 수를 K₀, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯 수를 K₁, 위상 PHASE[i]를 사용하는 슬롯 수를 K_i(i=0, 1, 2, …, N-1(i는 0 이상 N-1 이하의 정수)), 위상 PHASE[N-1]을 사용하는 슬롯 수를 K_N-1로 한 때,

<조건 ＃A01>

K₀=K₁=…=K_i=…=K_N-1, 즉, K_a=K_b, (for∀a,∀b, 단, a, b=0, 1, 2, …, N-1 (a는 0 이상 N-1 이하의 정수, b는 0 이상 N-1 이하의 정수), a≠b)

라도 좋다.

그리고 통신시스템이 복수의 변조방식을 지원하고 있고, 지원하고 있는 변조방식으로부터 선택하여 사용하는 경우, 지원하고 있는 변조방식에서 <조건 ＃A01>가 성립하면 좋아진다.

그러나 복수의 변조방식을 지원하고 있는 경우, 각 변조방식에 따라서 1 심벌로 송신할 수 있는 비트 수가 다른 것이 일반적이고(경우에 따라서는 동일해지는 경우도 있을 수 있다), 경우에 따라서는 <조건 ＃A01>를 만족시킬 수 없는 변조방식이 존재하는 경우도 있다. 이 경우, <조건 ＃A01>을 대신하여 이하의 조건을 만족하면 좋다.

<조건 ＃A02>

K_a와 K_b의 차이는 0 또는 1, 즉,｜K_a-K_b｜는 0 또는 1

(for∀a, ∀b, 단, a, b=0, 1, 2, …, N-1 (a는 0 이상 N-1 이하의 정수, b는 0 이상 N-1 이하의 정수), a≠b)

도 35는 블록부호를 이용한 때 2개의 부호화 후의 블록에 필요한 심벌 수, 슬롯 수의 변화를 나타낸 도면이다. 도 35는 도 3의 송신장치 및 도 12의 송신장치에 나타낸 것과 같이 s1, s2의 2개의 스트림을 송신하며, 또한, 송신장치가 2개의 부호화기를 가지고 있는 경우의 「블록부호를 이용한 때 1개의 부호화 후의 블록에 필요한 심벌 수, 슬롯 수의 변화를 나타낸 도면」이다(이때, 전송방식으로는 싱글 캐리어 전송, OFDM과 같은 멀티 캐리어 전송의 어느 하나를 이용해도 좋다)

도 35에 나타내는 것과 같이, 블록부호에서의 1개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수를 6000비트로 한다. 이 6000비트를 송신하기 위해서는 변조방식이 QPSK일 때 3000 심벌, 16QAM일 때 1500 심벌, 64QAM일 때 1000 심벌이 필요하다.

그리고 도 3의 송신장치 및 도 12의 송신장치에서는 2개의 스트림을 동시에 송신하게 되며, 또, 2개의 부호화기가 존재하므로, 2개의 스트림에서는 다른 부호블록을 전송하게 된다. 따라서 변조방식이 QPSK일 때 s1, s2에 의해 2개의 부호화블록이 동일 구간 내에서 송신되는 점으로부터, 예를 들어 s1에 의해 제 1 부호화 후의 블록이 송신되고, s2에 의해 제 2 부호화블록이 송신되게 되므로, 제 1, 제 2 부호화 후의 블록을 송신하기 위해 3000슬롯이 필요하다.

마찬가지로 생각하면, 변조방식이 16QAM일 때 2개의 부호화 후의 블록을 구성하는 모든 비트를 송신하기 위해 1500슬롯이 필요하고, 변조방식이 64QAM일 때 2개의 부호화 후의 블록을 구성하는 모든 비트를 송신하기 위해 1000슬롯이 필요하다.

다음에, 규칙적으로 위상을 변경하는 방법에서 상술한 설명에서 정의한 슬롯과 승산하는 위상과의 관계에 대하여 설명한다.

여기에서는 규칙적으로 위상을 변경하는 방법을 위하여 준비하는 위상변경 값(또는 위상변경 세트)의 수를 5로 한다. 즉, 도 3 및 도 12의 송신장치의 위상 변경부를 위하여 5개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트)을 준비하는 것으로 한다(실시형태 1부터 실시형태 4에서의 「주기」가 된다)(도 6과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에만 위상변경을 실행하는 경우, 주기 5의 위상변경을 실행하기 위해서는 5개의 위상변경 값을 준비하면 좋다. 또, 도 26과 같이 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1' 및 z2'의 양자에 대해 위상변경을 실행하는 경우 1 슬롯을 위하여 2개의 위상변경 값이 필요하다. 이 2개의 위상변경 값을 위상변경 세트라고 부른다. 따라서 이 경우, 주기 5의 위상변경을 실행하기 위해서는 5개의 위상변경 세트를 준비하면 좋다). 이 5개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트)을 PHASE[0], PHASE[1], PHASE[2], PHASE[3], PHASE[4]로 나타내는 것으로 한다.

변조방식이 QPSK일 때, 2개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수 6000×2 비트를 송신하기 위한 상기에서 설명한 3000슬롯에서 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 600슬롯, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 600슬롯, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 600슬롯, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 600슬롯, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 600슬롯일 필요가 있다. 이는 사용하는 위상에 편중이 있으면 많은 수를 사용한 위상의 영향이 크고, 수신장치에서 이 영향에 의존한 데이터의 수신품질이 되기 때문이다.

또, 제 1 부호화블록을 송신하기 위해 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 600회, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 600회, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 600회, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 600회, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 600회일 필요가 있으며, 또, 제 2 부호화블록을 송신하기 위해 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 600회, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 600회, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 600회, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 600회, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 600회이면 좋다.

마찬가지로, 변조방식이 16QAM일 때, 2개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수 6000×2 비트를 송신하기 위한 상기에서 설명한 1500슬롯에서 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 300슬롯, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 300슬롯, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 300슬롯, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 300슬롯, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 300슬롯일 필요가 있다.

또, 제 1 부호화블록을 송신하기 위해 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 300회, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 300회, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 300회, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 300회, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 300회일 필요가 있으며, 또, 제 2 부호화블록을 송신하기 위해 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 300회, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 300회, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 300회, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 300회, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 300회이면 좋다.

마찬가지로, 변조방식이 64QAM일 때, 2개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트 수 6000×2 비트를 송신하기 위한 상기에서 설명한 1000슬롯에서 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 200슬롯, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 200슬롯, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 200슬롯, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 200슬롯, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 200슬롯일 필요가 있다.

또, 제 1 부호화블록을 송신하기 위해 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 200회, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 200회, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 200회, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 200회, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 200회일 필요가 있으며, 또, 제 2 부호화블록을 송신하기 위해 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯이 200회, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯이 200회, 위상 PHASE[2]를 사용하는 슬롯이 200회, 위상 PHASE[3]을 사용하는 슬롯이 200회, 위상 PHASE[4]를 사용하는 슬롯이 200회이면 좋다.

이상과 같이, 규칙적으로 위상을 변경하는 방법에서 준비하는 위상변경 값(또는 위상변경 세트)을 PHASE[0], PHASE[1], PHASE[2], …, PHASE[N-2], PHASE[N-1]로 나타내는 것으로 한다)로 한 때, 2개의 부호화 후의 블록을 구성하는 비트를 모두 송신할 때에 위상 PHASE[0]을 사용하는 슬롯 수를 K₀, 위상 PHASE[1]을 사용하는 슬롯 수를 K₁, 위상 PHASE[i]를 사용하는 슬롯 수를 K_i(i=0, 1, 2, …, N-1(i는 0 이상 N-1 이하의 정수)), 위상 PHASE[N-1]을 사용하는 슬롯 수를 K_N-1로 한 때,

<조건 ＃A03>

K₀=K₁= … =K_i= … =K_N-1, 즉, K_a= K_b, (for∀a,∀b, 단, a, b=0, 1, 2, …, N-1 (a는 0 이상 N-1 이하의 정수, b는 0 이상 N-1 이하의 정수), a≠b)

이며, 제 1 부호화 후의 블록을 구성하는 비트를 모두 송신할 때에 위상 PHASE[0]을 사용하는 횟수를 K_0, _1, 위상 PHASE[1]을 사용하는 횟수를 K_{1, 1}, 위상 PHASE[i]를 사용하는 횟수를 K_{i, 1(i}=0, 1, 2, …, N-1(i는 0 이상 N-1 이하의 정수)), 위상 PHASE[N-1]을 사용하는 횟수를 K_{N-1, 1}로 한 때,

<조건 ＃A04>

K₀, 1=K₁, 1=…=K_i, ₁=…=K_{N-1, 1}, 즉, K_{a, 1}=K_{b, 1}, (for∀a,∀b, 단, a, b=0, 1, 2, …, N-1 (a는 0 이상 N-1 이하의 정수, b는 0 이상 N-1 이하의 정수), a≠b)

이며, 제 2 부호화 후의 블록을 구성하는 비트를 모두 송신할 때에 위상 PHASE[0]을 사용하는 횟수를 K_{0, 2}, 위상 PHASE[1]을 사용하는 횟수를 K_{1, 2}, 위상 PHASE[i]를 사용하는 횟수를 K_{i, 2}(i=0, 1, 2, …, N-1(i는 0 이상 N-1 이하의 정수)), 위상 PHASE[N-1]을 사용하는 횟수를 K_{N-1, 2}로 한 때,

<조건 ＃A05>

K_{0, 2}=K_{1, 2}=…=K_{i, 2}=…=K_{N-1, 2}, 즉, K_{a, 2}=K_{b, 2}, (for∀a,∀b, 단, a, b=0, 1, 2, …, N-1 (a는 0 이상 N-1 이하의 정수, b는 0 이상 N-1 이하의 정수), a≠b)

라도 좋다.

그리고 통신시스템이 복수의 변조방식을 지원하고 있고, 지원하고 있는 변조방식으로부터 선택해서 사용하는 경우, 지원하고 있는 변조방식에서 <조건 ＃A03>, <조건 ＃A04>, <조건 ＃A05>이 성립하면 좋아진다.

그러나 복수의 변조방식을 지원하고 있는 경우 각 변조방식에 의해 1 심벌로 송신할 수가 있는 비트 수가 다른 것이 일반적이고(경우에 따라서는 동일해지는 경우도 있을 수 있다), 경우에 따라서는 <조건 ＃A03>, <조건 ＃A04>, <조건 ＃A05>를 만족시킬 수 없는 변조방식이 존재하는 경우도 있다. 이 경우, <조건 ＃A03>, <조건 ＃A04>, <조건 ＃A05>를 대신하여 이하의 조건을 만족하면 좋다.

<조건 ＃A06>

K_a와 K_b의 차이는 0 또는 1, 즉,｜K_a-K_b｜는 0 또는 1

(for∀a,∀b, 단, a, b=0, 1, 2, …, N-1 (a는 0 이상 N-1 이하의 정수, b는 0 이상 N-1 이하의 정수), a≠b)

<조건 ＃A07>

K_{a, 1}과 K_{b, 1}의 차이는 0 또는 1, 즉,｜K_{a, 1-}K_{b, 1}｜은 0 또는 1

<조건 ＃A08>

K_{a, 2}과 K_{b, 2}의 차이는 0 또는 1, 즉,｜K_{a, 2-}K_{b, 2}｜는 0 또는 1

이상과 같이, 부호화 후의 블록과 승산하는 위상의 관계를 갖는 것을 실행함으로써 부호화블록을 전송하기 위해 사용하는 위상에 편중이 없어지므로, 수신장치에서 데이터의 수신품질이 향상한다는 효과를 얻을 수 있다.

본 실시형태에서는 규칙적으로 위상을 변경하는 방법에서 주기 N의 위상변경방법을 위해서는 N개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트)이 필요하게 된다. 이때, N개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트)으로서 PHASE[0], PHASE[1], PHASE[2], …, PHASE[N-2], PHASE[N-1]을 준비하게 되나, 주파수 축 방향으로 PHASE[0], PHASE[1], PHASE[2], …, PHASE[N-2], PHASE[N-1]의 순서로 배열하는 방법도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, N개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트) PHASE[0], PHASE[1], PHASE[2], …, PHASE[N-2], PHASE[N-1]을 실시형태 1과 동일하게 시간 축, 주파수-시간 축의 블록에 대하여 심벌을 배치함으로써 위상을 변경할 수도 있다. 또, 주기 N의 위상변경방법으로 설명하고 있으나, N개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트)을 랜덤하게 이용하도록 해도 동일한 효과를 얻을 수 있다, 즉, 반드시 규칙적인 주기를 가지도록 N개의 위상변경 값(또는 위상변경 세트)을 이용할 필요는 없으나, 상기에서 설명한 조건을 만족하는 것은 수신장치에서 높은 데이터의 수신품질을 얻는데 있어서는 중요하다.

또, 공간 다중 MIMO 전송방식, 프리코딩 행렬이 고정된 MIMO 전송방식, 시공간블록부호화 방식, 1 스트림만 송신, 규칙적으로 위상을 변경하는 방법(실시형태 1부터 실시형태 4에서 설명한 송신방법)의 모드가 존재하며, 송신장치(방송국, 기지국)는 이와 같은 모드에서 어느 하나의 송신방법을 선택할 수 있도록 해도 좋다.

또, 공간 다중 MIMO 전송방식이란 비 특허문헌 3에 나타내고 있는 것과 같이 선택한 변조방식에서 매핑한 신호 s1, s2를 각각 다른 안테나에서 송신하는 방법이며, 프리코딩 행렬이 고정인 MIMO 전송방식이란 실시형태 1부터 실시형태 4에서 프리코딩만을 실행하는(위상변경을 실행하지 않는) 방식이다. 또, 시공간블록부호화 방식이란 비 특허문헌 9, 16, 17에 나타내고 있는 전송방식이다. 1 스트림만 송신이란 선택한 변조방식에서 매핑한 신호 s1의 신호를 소정의 처리를 실행하여 안테나에서 송신하는 방법이다.

또, OFDM과 같은 멀티 캐리어의 전송방식을 이용하고 있으며, 복수의 캐리어로 구성된 제 1 캐리어 군, 복수의 캐리어로 구성된 제 1 캐리어 군과는 다른 제 2 캐리어 군, …과 같이 복수의 캐리어 군으로 멀티 캐리어 전송을 실현하고 있으며, 캐리어 군 마다 공간 다중 MIMO 전송방식, 프리코딩 행렬이 고정의 MIMO 전송방식, 시공간블록부호화 방식, 1 스트림만 송신, 규칙적으로 위상을 변경하는 방법의 어느 하나로 설정해도 좋고, 특히, 규칙적으로 위상을 변경하는 방법을 선택한 (서브)캐리어 군에서는 본 실시형태를 실시하면 좋다.

또, 일방의 프리코딩 후의 베이스밴드신호에 대해 위상변경을 실행하는 경우, 예를 들어 PHASE[i]의 위상변경 값을 「X라디안」으로 한 경우, 도 3, 도 4, 도 6, 도 12, 도 25, 도 29, 도 51, 도 53에서의 위상 변경부에서 e^jX를 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 승산하게 된다. 그리고 양자의 프리코딩 후의 베이스밴드신호에 대해 위상변경을 실행하는 경우, 예를 들어 PHASE[i]의 위상변경 세트를 「X라디안」 및 「Y라디안」으로 한 경우, 도 26, 도 27, 도 28, 도 52, 도 54에서의 위상 변경부에서 e^jX를 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에 승산하게 되며, e^jY를 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z1'에 승산하게 된다.

(실시형태 B1)

이하에서는 상기 각 실시형태에서 설명한 송신방법 및 수신방법의 응용 예와 그를 이용한 시스템의 구성의 예를 설명한다.

도 36은 상기 실시형태에서 설명한 송신방법 및 수신방법을 실행하는 장치를 포함하는 시스템의 구성 예를 나타내는 도면이다. 상기 각 실시형태에서 설명한 송신방법 및 수신방법은 도 36에 나타내는 것과 같은 방송국과, 텔레비전(3611), DVD 레코더(3612), STB(Set Top Box)(3613), 컴퓨터(3620), 차량용의 텔레비전(3641) 및 휴대전화(3630) 등의 다양한 종류의 수신기를 포함하는 디지털방송용 시스템(3600)에서 실시된다. 구체적으로는 방송국(3601)이 영상데이터나 음성데이터 등이 다중화된 다중화데이터를 상기 각 실시형태에서 나타낸 송신방법을 이용하여 소정의 전송 대역으로 송신한다.

방송국(3601)으로부터 송신된 신호는 각 수신기에 내장되거나 또는 외부에 설치된 당해 수신기와 접속된 안테나(예를 들어 안테나(3660, 3640))로 수신된다. 각 수신기는 안테나에서 수신된 신호를 상기 각 실시형태에서 나타내는 수신방법을 이용해 복조하여 다중화데이터를 취득한다. 이에 의해 디지털 방송용 시스템(3600)은 상기 각 실시형태에서 설명한 본원 발명의 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 다중화데이터에 포함되는 영상데이터는 예를 들어 MPEG(Moｖing　Picture　Experts　Group) 2, MPEG4-AVC(Adｖanced　Video　Coding), VC-1 등의 규격에 준거한 동영상 부호화방법을 이용하여 부호화되어 있다. 또, 다중화데이터에 포함되는 음성데이터는 예를 들어 돌비 AC(Audio　Coding)-3, Dolby　Digital　Plus, MLP(Meridian　Lossless　Packing), DTS(Digital　Theater　Systems), DTS-HD, 리니어 PCM(Pulse　Coding　Modulation) 등의 음성 부호화방법으로 부호화되어 있다.

도 37은 상기 각 실시형태에서 설명한 수신방법을 실시하는 수신기(7900)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 37에 나타내는 수신기(3700)은 도 36에 나타낸 텔레비전(3611), DVD 레코더(3612), STB(Set Top Box)(3613), 컴퓨터(3620), 차량용 텔레비전(3641) 및 휴대전화(3630) 등이 구비하는 구성에 상당한다. 수신기(3700)은 안테나(3760)에서 수신된 고주파신호를 베이스밴드신호로 변환하는 튜너(3701)와 주파수 변환된 베이스밴드신호를 복조하여 다중화데이터를 취득하는 복조부(3702)를 구비한다. 상기 각 실시형태에서 나타내는 수신방법은 복조부(3702)에서 실시되며, 이에 의해 상기 각 실시형태에서 설명한 본원 발명의 효과를 얻을 수 있다.

또, 수신기(3700)은 복조부(3702)에서 얻은 다중화데이터로부터 영상데이터와 음성데이터를 분리하는 스트림 입출력부(3720)와, 분리된 영상데이터에 대응하는 동화상 복호방법을 이용하여 영상데이터를 영상신호로 복호하고, 분리된 음성데이터에 대응하는 음성 복호방법을 이용하여 음성데이터를 음성신호로 복호 하는 신호처리부(3704)와, 복호 된 음성신호를 출력하는 스피커 등의 음성출력부(3706), 복호 된 영상신호를 표시하는 디스플레이 등의 영상표시부(3707)를 갖는다.

예를 들어, 사용자는 리모컨(리모트 컨트롤러)(3750)을 이용하여 선국한 채널(선국한 (텔레비전) 프로그램, 선국한 음성방송)의 정보를 조작 입력부(3710)에 송신한다. 그러면 수신기(3700)은 안테나(3760)에서 수신한 수신신호에 대해 선국한 채널에 상당하는 신호를 복조, 오류정정 복호 등의 처리를 실행하여 수신데이터를 얻는다. 이때, 수신기(3700)은 선국한 채널에 상당하는 신호에 포함되는 전송방법(상기 실시형태에서 설명한 전송방식, 변조방식, 오류정정방식 등)(이에 대해서는 도 5, 도 41에 기재한 것과 같다)의 정보를 포함하는 제어심벌의 정보를 얻음으로써 수신동작, 복조 방법, 오류정정 복호 등의 방법을 올바르게 설정함으로써 방송국(기지국)에서 송신한 데이터심벌에 포함되는 데이터를 얻는 것이 가능해진다. 상술한 설명에서는 사용자는 리모컨(3750)에 의해 채널을 선국하는 예를 설명하였으나, 수신기(3700)가 탑재하고 있는 선국 키를 이용하여 채널을 선국해도 상기와 동일한 동작이 된다.

상기의 구성에 의해 사용자는 수신기(3700)가 상기 각 실시형태에서 나타낸 수신방법에 의해 수신한 프로그램을 시청할 수 있다.

또, 본 실시형태의 수신기(3700)은 복조부(3702)에서 복조하고, 오류정정의 복호를 실시함으로써 얻어진 다중화데이터(경우에 따라서는 복조부(3702)에서 복조 되어 얻어진 신호에 대해 오류정정 복호를 실시하지 않을 수도 있다. 또, 수신기(3700)은 오류정정 복호 후에 다른 신호처리가 실시될 수도 있다. 이하에서 동일한 표현을 하고 있는 부분에 대해서도 이 점은 동일이다)에 포함되는 데이터 또는 그 데이터에 상당하는 데이터(예를 들어, 데이터를 압축함으로써 얻어진 데이터)나, 동영상, 음성을 가공하여 얻어진 데이터를 자기디스크, 광디스크, 불휘발성의 반도체메모리 등의 기록 미디어에 기록하는 기록부(드라이브)(3708)를 구비한다. 여기서 광디스크란 예를 들어 DVD(Digital　Versatile　Disc)나 BD(Blu-ray　Disc) 등의 레이저광을 이용하여 정보의 기억과 판독이 이루어지는 기록 미디어이다. 자기 디스크란 예를 들어 FD(Floppy　Disk)(등록상표)나 하드디스크(Hard　Disk) 등의 자속을 이용하여 자성체를 자화함으로써 정보를 기억하는 기록 미디어이다. 불휘발성의 반도체메모리란 예를 들어 플래시메모리나 강유전체 메모리(Ferroelectric　Random　Access　Memory) 등의 반도체소자에 의해 구성된 기록 미디어이며, 플래시메모리를 이용한 SD카드나 Flash　SSD(Solid　State　Driｖe) 등을 예로 들 수 있다. 또, 여기서 든 기록 미디어의 종류는 어디까지나 그 일례이며, 상기의 기록 미디어 이외의 기록 미디어를 이용하여 기록을 실행해도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

상기의 구성에 의해 사용자는 수신기(3700)가 상기 각 실시형태에서 나타내는 수신방법에 의해 수신한 프로그램을 기록해서 보존하여, 프로그램이 방송되고 있는 시간 이후의 임의의 시간에 기록된 데이터를 판독하여 시청하는 것이 가능해진다.

또, 상기 설명에서는 수신기(3700)은 복조부(3702)에서 복조하고, 오류정정의 복호를 실시함으로써 얻어진 다중화데이터를 기록부(3708)에서 기록하는 것으로 하였으나, 다중화데이터에 포함되는 데이터 중 일부의 데이터를 추출하여 기록해도 좋다. 예를 들어 복조부(3702)에서 복조하고, 오류정정의 복호를 실시함으로써 얻은 다중화데이터에 영상데이터나 음성데이터 이외의 데이터방송 서비스의 콘텐츠 등이 포함되는 경우, 기록부(3708)는 복조부(3702)에서 복조 된 다중화데이터에서 영상데이터나 음성데이터를 추출하여 다중화한 새로운 다중화데이터를 기록해도 좋다. 또, 기록부(3708)는 복조부(3702)에서 복조하고 오류정정의 복호를 실시함으로써 얻은 다중화데이터에 포함되는 영상데이터 및 음성데이터 중 어느 하나만을 다중화한 새로운 다중화데이터를 기록해도 좋다. 그리고 상기에서 설명한 다중화데이터에 포함되는 데이터방송 서비스의 콘텐츠를 기록부(3708)는 기록해도 좋다.

또, 텔레비전, 기록장치(예를 들어, DVD 레코더, Blu-ray 레코더, HDD 레코더, SD카드 등), 휴대전화에 본 발명에서 설명한 수신기(3700)가 탑재되어 있는 경우, 복조부(3702)에서 복조하고 오류정정의 복호를 실시함으로써 얻은 다중화데이터에 텔레비전이나 기록장치를 동작시키는데 사용하는 소프트웨어의 결함(버그)을 수정하기 위한 데이터나 개인정보나 기록한 데이터의 유출을 막기 위한 소프트웨어의 결함(버그)을 수정하기 위한 데이터가 포함되어 있는 경우, 이와 같은 데이터를 인스톨함으로써 텔레비전이나 기록장치의 소프트웨어의 결함을 수정해도 좋다. 그리고 데이터에 수신기(3700)의 소프트웨어의 결함(버그)을 수정하기 위한 데이터가 포함되어 있는 경우 이 데이터에 의해 수신기(3700)의 결함을 수정할 수도 있다. 이에 의해 수신기(3700)가 탑재되어 있는 텔레비전, 기록장치, 휴대전화를 더 안정적으로 동작시키는 것이 가능해진다.

여기서, 복조부(3702)에서 복조하고 오류정정의 복호를 실시함으로써 얻어진 다중화데이터에 포함되는 복수의 데이터에서 일부의 데이터를 추출하여 다중화하는 처리는 예를 들어 스트림 입출력부(3703)에서 실행하게 된다. 구체적으로는 스트림 입출력부(3703)가 도시하고 있지 않은 CPU 등의 제어부로부터의 지시에 의해 복조부(3702)에서 복조 된 다중화데이터를 영상데이터, 음성데이터, 데이터방송 서비스의 콘텐츠 등의 복수의 데이터로 분리하고, 분리 후의 데이터로부터 지정된 데이터만을 추출하여 다중화하여 새로운 다중화데이터를 생성한다. 또, 분리 후의 데이터로부터 어느 데이터를 추출할지에 대해서는 예를 들어 사용자가 결정해도 좋고, 기록 미디어의 종류마다 미리 결정되어 있어도 좋다.

상기의 구성에 의해 수신기(3700)은 기록된 프로그램을 시청할 때에 필요한 데이터만을 추출하여 기록할 수 있으므로, 기록하는 데이터의 데이터 사이즈를 삭감할 수 있다.

또, 상기 설명에서는 기록부(3708)는 복조부(3702)에서 복조하고 오류정정의 복호를 실시함으로써 얻은 다중화데이터를 기록하는 것으로 하였으나, 복조부(3702)에서 복조하고 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻은 다중화데이터에 포함되는 영상데이터를 당해 영상데이터에서 데이터 사이즈 또는 비트 레이트(Bit rate)가 낮아지도록 당해 영상데이터에 실시된 동화상 부호화방법과는 다른 동화상 부호화방법으로 부호화된 영상데이터로 변환하여, 변환 후의 영상데이터를 다중화한 새로운 다중화데이터를 기록해도 좋다. 이때, 원래의 영상데이터에 실시된 동화상 부호화방법과 변환 후의 영상데이터에 실시된 동화상 부호화방법은 서로 다른 규격에 준거하고 있어도 좋고, 동일한 규격에 준거하며 부호화 시에 사용하는 파라미터만이 달라도 좋다. 마찬가지로 기록부(3708)는 복조부(3702)에서 복조하고 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻은 다중화데이터에 포함되는 음성데이터를 당해 음성데이터에서 데이터 사이즈 또는 비트 레이트가 낮아지도록 당해 음성데이터에 실시된 음성 부호화방법과는 다른 음성 부호화방법으로 부호화된 음성데이터로 변환하여 변환 후의 음성데이터를 다중화한 새로운 다중화데이터를 기록해도 좋다.

여기서, 복조부(3702)에서 복조하고 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터에 포함되는 영상데이터나 음성데이터를 데이터 사이즈 또는 비트 레이트가 다른 영상데이터나 음성데이터로 변환하는 처리는 예를 들어 스트림 입출력부(3703) 및 신호처리부(3704)에서 실행하게 된다. 구체적으로는 스트림 입출력부(3703)가 CPU 등의 제어부로부터의 지시에 의해 복조부(3702)에서 복조하고 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터를 영상데이터, 음성데이터, 데이터방송 서비스의 콘텐츠 등의 복수의 데이터로 분리한다. 신호처리부(3704)는 제어부로부터의 지시에 의해 분리 후의 영상데이터를 당해 영상데이터에 실시된 동화상 부호화방법과는 다른 동화상 부호화방법으로 부호화된 영상데이터로 변환하는 처리 및 분리 후의 음성데이터를 당해 음성데이터에 실시된 음성 부호화방법과는 다른 음성 부호화방법으로 부호화된 음성데이터로 변환하는 처리를 실행한다. 스트림 입출력부(3703)는 제어부로부터의 지시에 의해 변환 후의 영상데이터와 변환 후의 음성데이터를 다중화하여 새로운 다중화데이터를 생성한다. 또, 신호처리부(3704)는 제어부로부터의 지시에 의해 영상데이터와 음성데이터의 어느 한쪽에 대해서만 변환의 처리를 실행해도 좋고, 양방에 대해 변환의 처리를 실행해도 좋다. 또, 변환 후의 영상데이터 및 음성데이터의 데이터 사이즈 또는 비트레이트는 사용자가 결정해도 좋고, 기록 미디어의 종류마다 미리 결정되어 있어도 좋다.

상기의 구성에 의해 수신기(3700)은 기록 미디어에 기록 가능한 데이터 사이즈나 기록부(3708)가 데이터의 기록 또는 판독을 실행하는 속도에 맞추어 영상데이터나 음성데이터의 데이터 사이즈 또는 비트 레이트를 변경하여 기록할 수 있다. 이에 의해 기록 미디어에 기록 가능한 데이터 사이즈가 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터의 데이터 사이즈보다 작은 경우나, 기록부가 데이터의 기록 또는 판독을 실행하는 속도가 복조부(3702)에서 복조된 다중화데이터의 비트 레이트보다 낮은 경우에도 기록부가 프로그램을 기록하는 것이 가능해지므로, 사용자는 프로그램이 방송되고 있는 시간 이후의 임의의 시간에 기록된 데이터를 판독하여 시청하는 것이 가능해진다.

또, 수신기(3700)은 복조부(3702)에서 복조 된 다중화데이터를 외부 기기에 대해서 통신매체(3730)를 개재하여 송신하는 스트림 출력 IF(Interface ： 인터페이스)(3709)를 구비한다. 스트림 출력 IF(3709)의 일례로는 Wi-Fi(등록상표)(IEEE802. 11a, IEEE802. 11b, IEEE802. 11g, IEEE802. 11n 등), WiGiG, WirelessHD, Bluetooth, Zigbee 등의 무선통신 규격에 준거한 무선통신방법을 이용하여 변조한 다중화데이터를 무선매체(통신매체(3730)에 상당)를 개재하여 외부 기기에 송신하는 무선통신장치를 예로 들 수 있다. 또, 스트림 출력 IF(3709)는 이더넷(등록상표)이나 USB(Uniｖersal　Serial　Bus), PLC(Power　Line　Communication), HDMI(High-Definition　Multimedia　Interface) 등의 유선 통신규격에 준거한 통신방법을 이용하여 변조된 다중화데이터를 당해 스트림 출력 IF(3709)에 접속된 유선전송로(통신매체(3730)에 상당)를 개재하여 외부 기기에 송신하는 유선통신장치라도 좋다.

상기의 구성에 의해 사용자는 수신기(3700)가 상기 각 실시형태에서 나타낸 수신방법에 의해 수신한 다중화데이터를 외부 기기에서 이용할 수 있다. 여기서 설명하는 다중화데이터의 이용은 사용자가 외부 기기를 이용하여 다중화데이터를 리얼타임으로 시청하는 것이나, 외부 기기에 구비된 기록부에서 다중화데이터를 기록하는 것, 외부 기기로부터 또 다른 외부 기기에 대해서 다중화데이터를 송신하는 것 등을 포함한다.

또, 상기 설명에서는 수신기(3700)은 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터를 스트림 출력 IF(3709)가 출력하는 것으로 하였으나, 다중화데이터에 포함되는 데이터 중 일부의 데이터를 추출하여 출력해도 좋다. 예를 들어 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터에 영상데이터나 음성데이터 이외의 데이터방송 서비스의 콘텐츠 등이 포함되는 경우, 스트림 출력 IF(3709)는 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터로부터 영상데이터나 음성데이터를 추출하여 다중화한 새로운 다중화데이터를 출력해도 좋다. 또, 스트림 출력 IF(3709)는 복조부(3702)에서 복조 된 다중화데이터에 포함되는 영상데이터 및 음성데이터 중 어느 한쪽만을 다중화한 새로운 다중화데이터를 출력해도 좋다.

여기서, 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터에 포함되는 복수의 데이터로부터 일부의 데이터를 추출하여 다중화하는 처리는 예를 들어 스트림 입출력부(3703)에서 실행하게 된다. 구체적으로는 스트림 입출력부(3703)가 도시하고 있지 않은 CPU(Central　Processing　Unit) 등의 제어부로부터의 지시에 의해 복조부(3702)에서 복조된 다중화데이터를 영상데이터, 음성데이터, 데이터방송 서비스의 콘텐츠 등의 복수의 데이터로 분리하고, 분리 후의 데이터로부터 지정된 데이터만을 추출하여 다중화하여 새로운 다중화데이터를 생성한다. 또, 분리 후의 데이터로부터 어느 데이터를 추출할지에 대해서는 예를 들어 사용자가 결정해도 좋고, 스트림 출력 IF(3709)의 종류마다 미리 결정되어 있어도 좋다.

상기의 구성에 의해 수신기(3700)은 외부 기기가 필요한 데이터만을 추출하여 출력할 수 있으므로, 다중화데이터의 출력에 의해 소비되는 통신 대역을 삭감할 수 있다.

또, 상기 설명에서는 스트림 출력 IF(3709)는 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터를 출력하는 것으로 하였으나, 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터에 포함되는 영상데이터를 당해 영상데이터보다 데이터 사이즈 또는 비트 레이트가 낮아지도록 당해 영상데이터에 실시된 동화상 부호화방법과는 다른 동화상 부호화방법으로 부호화된 영상데이터로 변환하고, 변환 후의 영상데이터를 다중화한 새로운 다중화데이터를 출력해도 좋다. 이때, 원래의 영상데이터에 실시된 동화상 부호화방법과 변환 후의 영상데이터에 실시된 동화상 부호화방법이란 서로 다른 규격에 준거하고 있어도 좋고, 동일한 규격에 준거하며 부호화 시에 사용하는 파라미터만이 달라도 좋다. 마찬가지로, 스트림 출력 IF(3709)는 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터에 포함되는 음성데이터를 당해 음성데이터에서 데이터 사이즈 또는 비트 레이트가 낮아지도록 당해 음성데이터에 실시된 음성 부호화방법과는 다른 음성 부호화방법으로 부호화된 음성데이터로 변환하여 변환 후의 음성데이터를 다중화한 새로운 다중화데이터를 출력해도 좋다.

여기서, 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실시함으로써 얻어진 다중화데이터에 포함되는 영상데이터나 음성데이터를 데이터 사이즈 또는 비트 레이트가 다른 영상데이터나 음성데이터로 변환하는 처리는 예를 들어 스트림 입출력부(3703) 및 신호처리부(3704)에서 실행하게 된다. 구체적으로는 스트림 입출력부(3703)가 제어부로부터의 지시에 의해 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터를 영상데이터, 음성데이터, 데이터방송 서비스의 콘텐츠 등의 복수의 데이터로 분리한다. 신호처리부(3704)는 제어부로부터의 지시에 의해 분리 후의 영상데이터를 당해 영상데이터에 실시된 동화상 부호화방법과는 다른 동화상 부호화방법으로 부호화된 영상데이터로 변환하는 처리 및 분리 후의 음성데이터를 당해 음성데이터에 실시된 음성 부호화방법과는 다른 음성 부호화방법으로 부호화된 음성데이터로 변환하는 처리를 실행한다. 스트림 입출력부(3703)는 제어부로부터의 지시에 의해 변환 후의 영상데이터와 변환 후의 음성데이터를 다중화하여 새로운 다중화데이터를 생성한다. 또, 신호처리부(3704)는 제어부로부터의 지시에 따라서 영상데이터와 음성데이터 중 어느 한쪽에 대해서만 변환의 처리를 실행해도 좋고, 양방에 대해서 변환의 처리를 실행해도 좋다. 또, 변환 후의 영상데이터 및 음성데이터의 데이터 사이즈 또는 비트 레이트는 사용자가 결정해도 좋고, 스트림 출력 IF(3709)의 종류마다 미리 결정되어 있어도 좋다.

상기의 구성에 의해 수신기(3700)은 외부 기기와의 사이의 통신속도에 맞추어 영상데이터나 음성데이터의 비트 레이트를 변경하여 출력할 수 있다. 이에 의해 외부 기기와의 사이의 통신속도가 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터의 비트 레이트보다 낮은 경우에서도 스트림 출력 IF로부터 외부 기기에 새로운 다중화데이터를 출력할 수 있게 되므로, 사용자는 다른 통신장치에 대해 새로운 다중화데이터를 이용하는 것이 가능해진다.

또, 수신기(3700)은 외부 기기에 대해 신호처리부(3704)에서 복호 된 영상신호 및 음성신호를 외부의 통신매체에 대해 출력하는 AV(Audio　and　Visual) 출력 IF(Interface)(3711)를 구비한다. AV출력 IF(3711)의 일례로는 Wi-Fi(등록상표)(IEEE802. 11a, IEEE802. 11b, IEEE802. 11g, IEEE802. 11n 등), WiGiG, WirelessHD, Bluetooth, Gigbee 등의 무선통신규격에 준거한 무선통신방법을 이용하여 변조한 영상신호 및 음성신호를 무선매체를 개재하여 외부 기기에 송신하는 무선통신장치를 예로 들 수 있다. 또, 스트림 출력 IF(3709)는 이더넷(ethernet)(등록상표)나 USB, PLC, HDMI 등의 유선통신규격에 준거한 통신방법을 이용하여 변조된 영상신호 및 음성신호를 당해 스트림 출력 IF(3709)에 접속된 유선 전송로를 개재하여 외부 기기에 송신하는 유선통신장치라도 좋다. 또, 스트림 출력 IF(3709)는 영상신호 및 음성신호를 아날로그신호 그대로 출력하는 케이블을 접속하는 단자라도 좋다.

상기의 구성에 의해 사용자는 신호처리부(3704)에서 복호 된 영상신호 및 음성신호를 외부 기기로 이용할 수 있다.

더욱이 수신기(3700)은 사용자 조작의 입력을 받아들이는 조작 입력부(3710)를 구비한다. 수신기(3700)은 사용자의 조작에 따라서 조작 입력부(3710)에 입력되는 제어신호에 의거하여 전원의 ON/OFF의 변환이나 수신하는 채널의 전환, 자막 표시의 유무나 표시하는 언어의 변환, 음성 출력부(3706)로부터 출력되는 음량의 변경 등의 다양한 동작의 전환이나 수신 가능한 채널의 설정 등의 설정의 변경을 실행한다.

또, 수신기(3700)은 당해 수신기(3700)에서 수신중의 신호의 수신품질을 나타내는 안테나 레벨을 표시하는 기능을 구비하고 있어도 좋다. 여기서, 안테나 레벨이란 예를 들어 수신기(3700)가 수신한 신호의 RSSI(Receiｖed　Signal　Strength　Indication, Receiｖed　Signal　Strength　Indicator, 수신신호 강도), 수신전계강도, C/N(Carrier-to-noise　power　ratio), BER(Bit　Error　Rate：비트 에러율), 패킷 에러율, 프레임 에러율, 채널상태정보(Channel　State　Information) 등에 의거하여 산출되는 수신품질을 나타내는 지표이며, 신호레벨, 신호의 우열을 나타내는 신호이다. 이 경우, 복조부(3702)는 수신한 신호의 RSSI, 수신전계강도, C/N, BER, 패킷 에러율, 프레임 에러율, 채널상태정보 등을 측정하는 수신품질 측정부를 구비하며, 수신기(3700)은 사용자의 조작에 따라서 안테나 레벨(신호레벨, 신호의 우열을 나타내는 신호)을 사용자가 식별 가능한 형식으로 영상 표시부(3707)에 표시한다. 안테나 레벨(신호레벨, 신호의 우열을 나타내는 신호)의 표시형식은 RSSI, 수신전계강도, C/N, BER, 패킷 에러율, 프레임 에러율, 채널상태정보 등에 따른 수치를 표시하는 것이라도 좋고, RSSI, 수신 전계 강도, C/N, BER, 패킷 에러율, 프레임 에러율, 채널상태정보 등에 따라서 다른 화상을 표시하는 것과 같은 것이라도 좋다. 또, 수신기(3700)은 상기 각 실시형태에서 나타내는 수신방법을 이용하여 수신하며, 분리된 복수의 스트림 s1, s2, …마다 구한 복수의 안테나 레벨(신호레벨, 신호의 우열을 나타내는 신호)을 표시해도 좋고, 복수의 스트림 s1, s2, …로부터 구한 1개의 안테나 레벨(신호레벨, 신호의 우열을 나타내는 신호)을 표시해도 좋다. 또, 프로그램을 구성하는 영상데이터나 음성데이터가 계층 전송방식을 이용하여 송신되고 있는 경우에는 계층마다 신호의 레벨(신호의 우열을 나타내는 신호)을 나타내는 것도 가능하다.

상기 구성에 의해 사용자는 상기 각 실시형태에서 나타내는 수신방법을 이용하여 수신하는 경우의 안테나 레벨(신호레벨, 신호의 우열을 나타내는 신호)을 수치상으로 또는 시각적으로 파악할 수 있다.

또, 상기 설명에서는 수신기(3700)가 음성 출력부(3706), 영상 표시부 (3707), 기록부(3708), 스트림 출력 IF(3709) 및 AV출력 IF(3711)를 구비하고 있는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이와 같은 구성의 모두를 구비하고 있을 필요는 없다. 수신기(3700)가 상기의 구성의 중 적어도 어느 하나를 구비하고 있으면 사용자는 복조부(3702)에서 복조하여 오류정정의 복호를 실행함으로써 얻어진 다중화데이터를 이용할 수 있으므로, 각 수신기는 그 용도에 맞추어 상기의 구성을 임의로 조합하여 구비하고 있으면 좋다.

(다중화데이터)

다음에, 다중화데이터의 구조의 일례에 대해 상세하게 설명한다. 방송에 이용되는 데이터 구조로는 MPEG2-트랜스포트 스트림(TS)이 일반적이며, 여기에서는 MPEG2-TS를 예로 들어 설명한다. 그러나 상기 각 실시형태에서 나타내는 송신방법 및 수신방법으로 전송되는 다중화데이터의 데이터 구조는 MPEG2-TS에 한정되지 않으며, 다른 어떤 데이터 구조라도 상기의 각 실시형태에서 설명한 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

도 38은 다중화데이터의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 38에 나타내는 것과 같이 다중화데이터는 각 서비스에서 현재 제공되고 있는 프로그램(Program 또는 그 일부인 Event)를 구성하는 요소이며, 예를 들어 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프레젠테이션 그래픽스 스트림(PG), 인터랙티브 그래픽스 스트림(IG) 등의 엘리멘터리 스트림 중 하나 이상을 다중화함으로써 얻을 수 있다. 다중화데이터에서 제공되고 있는 프로그램이 영화인 경우, 비디오 스트림은 영화의 주 영상 및 부 영상을, 오디오 스트림은 영화의 주음성부분과 당해 주음성과 믹싱하는 부 음성을, 프레젠테이션 그래픽스 스트림은 영화의 자막을 각각 나타내고 있다. 여기서 주 영상이란 화면에 표시되는 통상의 영상을 나타내며, 부 영상이란 주 영상 안에 작은 화면으로 표시하는 영상(예를 들어, 영화의 개요를 나타낸 텍스트 데이터의 영상 등)이다. 또, 인터랙티브 그래픽스 스트림은 화면상에 GUI 부품을 배치함으로 대화화면을 나타내고 있다.

다중화데이터에 포함되는 각 스트림은 각 스트림에 할당된 식별자인 PID에 의해 식별된다. 예를 들어 영화의 영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1011이, 오디오 스트림에는 0x1100에서 0x111F까지가 프레젠테이션 그래픽스에는 0x1200에서 0x121F까지가 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 0x1400에서 0x141F까지가 영화의 부 영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1B00에서 0x1B1F까지, 주음성과 믹싱하는 부 음성에 이용하는 오디오 스트림에는 0x1A00에서 0x1A1F가 각각 할당되어 있다.

도 39는 다중화데이터가 어떻게 다중화되어 있는가의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 먼저, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림 (3901), 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림(3904)을 각각 PES 패킷 열(3902 및 3905)로 변환하고, TS패킷(3903 및 3906)으로 변환한다. 마찬가지로 프레젠테이션 그래픽스 스트림(3911) 및 인터랙티브 그래픽스(3914)의 데이터를 각각 PES 패킷 열(3912 및 3915)로 변환하고, TS패킷(3913 및 3916)으로 더 변환한다. 다중화데이터(3917)는 이와 같은 TS패킷(3903, 3906, 3913, 3916)을 1개의 스트림에 다중화함으로써 구성된다.

도 40은 PES 패킷 열에 비디오 스트림이 어떻게 저장되는가를 더 상세하게 나타내고 있다. 도 40에서의 제 1 단째는 비디오 스트림의 비디오 프레임 열을 나타낸다. 제 2 단째는 PES 패킷 열을 나타낸다. 도 40의 화살표(yy1, yy2, yy3, yy4)로 나타내는 것과 같이, 비디오 스트림에서의 복수의 Video　Presentation　Unit인 I픽처, B픽처, P픽처는 픽처마다 분할되며 PES 패킷의 페이로드(Payload)에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 가지며, PES 헤더에는 픽처의 표시 시각인 PTS(Presentation　Time-Stamp)나 픽처의 복호 시각인 DTS(Decoding　Time-Stamp)가 저장된다.

도 41은 다중화데이터에 최종적으로 기입되는 TS패킷의 형식을 나타내고 있다. TS패킷은 스트림을 식별하는 PID 등의 정보를 가지는 4Byte의 TS헤더와 데이터를 저장하는 184Byte의 TS 페이로드로 구성되는 188Byte 고정길이의 패킷이며, 상기 PES 패킷은 분할되어 TS 페이로드에 저장된다. BD-ROM의 경우, TS패킷에는 4Byte의 TP-Extra-Header가 부여되며, 192Byte의 소스 패킷을 구성하여 다중화데이터에 기입된다. TP-Extra-Header에는 ATS(Arriｖal-Time-Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 당해 TS패킷의 디코더의 PID 필터로의 전송 개시시각을 나타낸다. 다중화데이터에는 도 41 하단에 나타내는 것과 같이 소스 패킷이 배열되게 되며, 다중화데이터의 선두로부터 인크리먼트하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)이라고 불린다.

또, 다중화데이터에 포함되는 TS패킷에는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프레젠테이션 그래픽스 스트림 등의 각 스트림 이외에도 PAT(Program　Association　Table), PMT(Program　Map　Table), PCR(Program　Clock　Reference) 등이 있다. PAT는 다중화데이터 중에 이용되는 PMT의 PID가 무엇인가를 나타내고, PAT 자체의 PID는 0으로 등록된다. PMT는 다중화데이터 중에 포함되는 영상ㆍ음성ㆍ자막 등의 각 스트림의 PID와 각 PID에 대응하는 스트림의 속성정보(프레임 레이트, 종횡비 등)를 가지며, 또 다중화데이터에 관한 각종 디스크립터(Descriptor)를 갖는다. 디스크립터에는 다중화데이터의 카피의 허가ㆍ불허가를 지시하는 카피컨트롤정보 등이 있다. PCR는 ATS의 시간 축인 ATC(Arriｖal　Time　Clock)와 PTSㆍDTS의 시간 축인 STC(System　Time　Clock)의 동기를 취하기 위해 그 PCR 패킷이 디코더에 전송되는 ATS에 대응하는 STC 시간의 정보를 가진다.

도 42는 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도면이다. PMT의 선두에는 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 기재한 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는 다중화데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피컨트롤정보 등이 디스크립터로 기재된다. 디스크립터의 뒤에는 다중화데이터에 포함되는 각 스트림에 관한 스트림 정보가 복수 배치된다. 스트림 정보는 스트림의 압축 코덱 등을 식별하기 위한 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성정보(프레임 레이트, 종횡비 등)가 기재된 스트림 디스크립터로 구성된다. 스트림 디스크립터는 다중화데이터에 존재하는 스트림의 수만큼 존재한다.

기록매체 등에 기록하는 경우에는 상기 다중화데이터는 다중화데이터 정보 파일과 함께 기록된다.

도 43은 그 다중화데이터 정보 파일의 구성을 나타내는 도면이다. 다중화데이터 정보 파일은 도 43에 나타내는 것과 같이 다중화데이터의 관리정보이며, 다중화데이터와 1 대 1에 대응하여 다중화데이터 정보, 스트림 속성정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화데이터 정보는 도 43에 나타내는 것과 같이 시스템 레이트, 재생개시시각, 재생종료시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화데이터의 후술 하는 시스템 타깃 디코더의 PID 필터에의 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시시각은 다중화데이터의 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생종료시각은 다중화데이터의 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임 분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

도 44는 다중화데이터 정보 파일에 포함되는 스트림 속성정보의 구성을 나타내는 도면이다. 스트림 속성정보는 도 44에 나타내는 것과 같이 다중화데이터에 포함되는 각 스트림에 대한 속성정보가 PID마다 등록된다. 속성정보는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프레젠테이션 그래픽스 스트림, 인터랙티브 그래픽스 스트림마다 다른 정보를 갖는다. 비디오 스트림 속성정보는 그 비디오 스트림이 어떤 압축 코덱으로 압축되었는가 비디오 스트림을 구성하는 개개의 픽처 데이터의 해상도가 얼마인가 종횡비는 얼마인가 프레임 레이트는 얼마인가 등의 정보를 갖는다. 오디오 스트림 속성정보는 그 오디오 스트림이 어떤 압축 코덱으로 압축되었는가 그 오디오 스트림에 포함되는 채널 수는 얼마인가 무슨 언어에 대응하는가 샘플링 주파수가 얼마인가 등의 정보를 갖는다. 이와 같은 정보는 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.

본 실시형태에서는 상기 다중화데이터 중 PMT에 포함되는 스트림 타입을 이용한다. 또, 기록매체에 다중화데이터가 기록되어 있는 경우에는 다중화데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성정보를 이용한다. 구체적으로는 상기 각 실시형태에서 나타내는 동화상 부호화방법 또는 장치에서 PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는 비디오 스트림 속성정보에 대해 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화방법 또는 장치에 의해 생성된 영상데이터인 것을 나타내는 고유의 정보를 설정하는 스텝 또는 수단을 설치한다. 이 구성에 의해 상기 각 실시형태에서 나타내는 동화상 부호화방법 또는 장치에 의해 생성한 영상데이터와 다른 규격에 준거하는 영상데이터를 식별하는 것이 가능해진다.

도 45는 방송국(기지국)으로부터 송신된 영상 및 음성의 데이터 또는 데이터방송을 위한 데이터를 포함하는 변조신호를 수신하는 수신장치(4504)를 포함하는 영상 음성출력장치(4500)의 구성의 일례를 나타내고 있다. 또, 수신장치(4504)의 구성은 도 37의 수신장치(3700)에 상당한다. 영상 음성출력장치(4500)에는 예를 들어 OS(Operating System： 오퍼레이팅 시스템)가 탑재되어 있고, 또, 인터넷에 접속하기 위한 통신장치(4506)(예를 들어, 무선 LAN(Local Area Network)이나 이더넷을 위한 통신장치)가 탑재되어 있다. 이에 의해 영상을 표시하는 부분(4501)에서는 영상 및 음성의 데이터 또는 데이터방송을 위한 데이터에서의 영상(4502) 및 인터넷상에서 제공되는 하이퍼 텍스트(World Wide Web(월드 와이드 웹：WWW))(4503)을 동시에 표시하는 것이 가능해진다. 그리고 리모컨(휴대전화나 키보드라도 좋다)(4507)을 조작함으로써 데이터방송을 위한 데이터에서의 영상(4502), 인터넷상에서 제공되는 하이퍼 텍스트(4503)의 어느 하나를 선택하여 동작을 변경하게 된다. 예를 들어 인터넷상에서 제공되는 하이퍼 텍스트(4503)가 선택된 경우, 표시하고 있는 WWW의 사이트를 리모컨을 조작함으로써 변경하게 된다. 또, 영상 및 음성의 데이터 또는 데이터방송을 위한 데이터에서의 영상(4502)가 선택되어 있는 경우, 리모컨(4507)에 의해 선국한 채널(선국한 (텔레비전) 프로그램, 선국한 음성방송)의 정보를 송신한다. 그러면 IF(4505)는 리모컨에서 송신된 정보를 취득하고, 수신장치(4504)는 선국한 채널에 상당하는 신호를 복조, 오류정정 복호 등의 처리를 실행하여 수신데이터를 얻는다. 이때, 수신장치(4504)는 선국한 채널에 상당하는 신호에 포함되는 전송방법(이에 대해서는 도 5의 기재와 동일하다)의 정보를 포함하는 제어심벌의 정보를 얻음으로써 수신동작, 복조 방법, 오류정정 복호 등의 방법을 올바르게 설정함으로써 방송국(기지국)에서 송신한 데이터심벌에 포함되는 데이터를 얻는 것이 가능해진다. 상술한 설명에서는 사용자는 리모컨(4507)에 의해 채널을 선국하는 예를 설명하였으나, 영상 음성출력장치(4500)가 탑재하고 있는 선국 키를 이용하여 채널을 선국해도 상기와 동일한 동작이 된다.

또, 인터넷을 이용하여 영상 음성출력장치(4500)를 조작해도 좋다. 예를 들어 다른 인터넷에 접속하고 있는 단말로부터 영상 음성출력장치(4500)에 대해 녹화(기억)의 예약을 실행한다(따라서 영상 음성출력장치(4500)은 도 37과 같이 기록부(3708)를 가지고 있게 된다). 그리고 녹화를 개시하기 전에 채널을 선국하게 되며, 수신장치(4504)는 선국한 채널에 상당하는 신호를 복조, 오류정정 복호 등의 처리를 실행하여 수신데이터를 얻는다. 이때, 수신장치(4504)는 선국한 채널에 상당하는 신호에 포함되는 전송방법(상기 실시형태에서 설명한 전송방식, 변조방식, 오류정정방식 등)(이에 대해서는 도 5의 기재와 동일하다)의 정보를 포함하는 제어심벌의 정보를 얻음으로써 수신 동작, 복조 방법, 오류정정 복호 등의 방법을 올바르게 설정함으로써 방송국(기지국)에서 송신한 데이터심벌에 포함되는 데이터를 얻는 것이 가능해진다.

(그 외 보충)

본 명세서에서 송신장치를 구비하고 있는 것은 예를 들어, 방송국, 기지국, 액세스포인트, 단말, 휴대전화(Mobile　phone) 등의 통신ㆍ방송기기인 것을 생각할 수 있으며, 수신장치를 구비하고 있는 것은 텔레비전, 라디오, 단말, 퍼스널컴퓨터, 휴대전화, 액세스포인트, 기지국 등의 통신기기인 것을 생각할 수 있다. 또, 본 발명에서의 송신장치, 수신장치는 통신 기능이 있는 기기이며, 그 기기가 텔레비전, 라디오, 퍼스널컴퓨터, 휴대전화 등의 애플리케이션을 실행하기 위한 장치에 어떤 인터페이스(예를 들어 USB)를 개재하여 접속할 수 있는 형태인 것도 생각할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 데이터심벌 이외의 심벌, 예를 들어, 파일럿심벌(파일럿심벌을 프리앰블, 유니크 워드, 포스트앰블, 레퍼런스 심벌, 분산 파일럿(Scattered pilot) 등이라고 불러도 좋다), 제어정보용의 심벌 등이 프레임에 어떻게 배치되어 있어도 좋다. 그리고 여기에서는 파일럿심벌, 제어정보용의 심벌이라고 명명하고 있으나, 어떤 명명법으로 해도 좋고, 기능 자체가 중요하다.

파일럿심벌은 예를 들어 송수신기에서 PSK 변조를 이용하여 변조한 기존의 심벌(또는 수신기가 동기를 취하는 것에 의해 수신기는 송신기가 송신한 심벌을 알 수 있어도 좋다)이면 좋고, 수신기는 이 심벌을 이용하여 주파수 동기, 시간 동기, (각 변조신호의) 채널 추정(CSI(Channel　State　Information)의 추정), 신호의 검출 등을 실행하게 된다.

또, 제어정보용의 심벌은 (애플리케이션 등의) 데이터 이외의 통신을 실현하기 위한, 통신 상대에게 전송할 필요가 있는 정보(예를 들어, 통신에 이용하고 있는 변조방식ㆍ오류정정부호화 방식ㆍ오류정정부호화 방식의 부호화율, 상위층에서의 설정정보 등)를 전송하기 위한 심벌이다.

또, 본 발명은 모든 실시형태에 한정되지 않으며, 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는 통신장치로서 실행하는 경우에 대해서 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이 통신방법을 소프트웨어로서 실행하는 것도 가능하다.

또, 상기에서는 2개의 변조신호를 2개의 안테나로부터 송신하는 방법에서의 위상변경방법에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 4개의 매핑 후의 신호에 대해 프리코딩을 실행하는 동시에 위상을 변경하고, 4개의 변조신호를 생성하여 4개의 안테나로부터 송신하는 방법, 즉, N개의 매핑 후의 신호에 대해 프리코딩을 실행하여 N개의 변조신호를 생성해서, N개의 안테나로부터 송신하는 방법에서도 동일하게 위상을 규칙적으로 변경하는 위상변경방법으로 해도 동일하게 실시할 수 있다.

또, 상기 실시형태에 나타낸 시스템 예에서는 2개의 변조신호를 2개의 안테나로부터 송신하고, 각각을 2개의 안테나로 수신하는 MIMO 방식의 통신시스템을 설명하였으나, 본 발명은 당연히 MISO(Multiple Input Single Output) 방식의 통신시스템에도 적용할 수 있다. MISO 방식의 경우, 수신장치는 도 7에 나타내는 구성 중 안테나(701-Y), 무선부(703-Y), 변조신호 z1의 채널변동 추정부(707-1), 변조신호 z2의 채널변동 추정부(707-2)가 없는 구성이 되나, 이 경우에도 상기 실시형태 1에 나타낸 처리를 실행함으로써 r1, r2 각각을 추정할 수 있다. 또, 동일 주파수대, 동일시간에 있어서 송신된 복수의 신호를 1개의 안테나로 수신하여 복호 할 수 있는 것은 주지이며, 본 명세서에서는 신호처리부에서의 송신 측에서 변경된 위상을 되돌리기 위한 처리가 종래 기술에 추가되는 처리가 된다.

또, 본 발명의 설명에서 설명한 시스템 예에서는 2개의 변조신호를 2개의 안테나로부터 송신하고, 각각을 2개의 안테나로 수신하는 MIMO 방식의 통신시스템을 설명하였으나, 본 발명은 당연히 MISO(Multiple Input Single Output) 방식의 통신시스템에도 적용할 수 있다. MISO 방식의 경우, 송신장치에서 프리코딩과 위상변경을 적용하고 있는 점은 지금까지의 설명과 동일하다. 한편, 수신장치는 도 7에 나타내는 구성 중 안테나(701-Y), 무선부(703-Y), 변조신호 z1의 채널변동 추정부(707-1), 변조신호 z2의 채널변동 추정부(707-2)가 없는 구성이 되나, 이 경우에도 본 명세서 중에서 설명한 처리를 실행함으로써 송신장치가 송신한 데이터를 추정할 수 있다. 또, 동일 주파수대, 동일시간에서 송신된 복수의 신호를 1개의 안테나로 수신하여 복호 할 수 있는 것은 주지(1 안테나 수신에서 ML연산 등(Max-log APP 등)의 처리를 하면 좋다)이며, 본 발명에서는 도 7의 신호처리부(711)에서 송신 측에서 이용한 프리코딩과 위상변경을 고려한 복조(검파)를 실행하면 좋아진다.

본 명세서에서는 「프리코딩」, 「프리코딩 웨이트」, 「프리코딩 행렬」 등의 용어를 사용하고 있으나, 명명법 자체는 어떤 것이라도 좋고(예를 들어, 코드 북(Codebook)이고 불러도 좋다), 본 발명에서는 그 신호처리 자체가 중요하다.

또, 본 명세서에서는 송신방법으로 OFDM 방식을 이용한 경우를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, OFDM 방식 이외의, 멀티 캐리어 방식, 싱글 캐리어 방식을 이용한 경우에도 동일하게 실시할 수 있다. 이때, 스펙트럼 확산 통신방식을 이용해도 좋다. 또, 싱글 캐리어 방식을 이용하고 있는 경우, 위상변경은 시간 축 방향으로 위상변경을 하게 된다.

또, 본 명세서에서 수신장치에서 ML연산, APP, Max-log APP, ZF, MMSE 등을 이용하여 설명하고 있으나, 이 결과 송신장치가 송신한 데이터의 각 비트의 연판정(Soft decision) 결과(대수 우도, 대수 우도 비)나 경판정 결과(「0」또는 「1」)를 얻게 되나, 이들을 총칭하여 검파, 복조, 검출, 추정, 분리라고 불러도 좋다.

스트림 s1(t), s2(t)(s1(i), s2(i))에 의해 다른 데이터를 전송해도 좋고, 동일한 데이터를 전송해도 좋다.

또, 2 스트림의 베이스밴드신호 s1(i), s2(i)(단, i는 (시간, 또는 주파수(캐리어)의) 순번을 나타낸다)에 대해 규칙적인 위상 변경 및 프리코딩을 실행하여(순번은 어느 쪽이 먼저라도 좋다) 생성된 양자의 신호처리 후의 베이스밴드신호 z1(i), z2(i)에서 양자의 신호처리 후의 베이스밴드신호 z1(i)의 동상 I성분을 I1(i), 직교성분을 Q1(i)로 하고, 양자의 신호처리 후의 베이스밴드신호 z2(i)의 동상 I성분을 I₂(i), 직교성분을 Q₂(i)로 한다. 이때, 베이스밴드 성분의 교체를 실행하여,

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I1(i), 직교성분을 Q₂(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I₂(i), 직교성분을 Q1(i)로 하여, 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)에 상당하는 변조신호를 송신안테나 1, 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)에 상당하는 변조신호를 송신안테나 2로부터 동일 시각에 동일 주파수를 이용하여 송신하는 것과 같이, 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)에 상당하는 변조신호와 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)를 다른 안테나로부터 동일 시각에 동일 주파수를 이용하여 송신하는 것으로 해도 좋다. 또,

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I1(i), 직교성분을 I₂(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q1(i), 직교성분을 Q₂(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I₂(i), 직교성분을 I1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 _Q1(i), 직교성분을 Q₂(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I1(i), 직교성분을 I₂(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r₂(i)의 동상성분을 Q₂(i), 직교성분을 Q1(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I₂(i), 직교성분을 I1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r₂(i)의 동상성분을 Q₂(i), 직교성분을 Q1(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I1(i), 직교성분을 Q₂(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q1(i), 직교성분을 I₂(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q₂(i), 직교성분을 I1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I₂(i), 직교성분을 Q1(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q₂(i), 직교성분을 I1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q1(i), 직교성분을 I₂(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I1(i), 직교성분을 I₂(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q1(i), 직교성분을 Q₂(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I₂(i), 직교성분을 I1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q1(i), 직교성분을 Q₂(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I1(i), 직교성분을 I₂(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q₂(i), 직교성분을 Q1(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I₂(i), 직교성분을 I1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q₂(i), 직교성분을 Q1(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I1(i), 직교성분을 Q₂(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I₂(i), 직교성분을 Q1(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I1(i), 직교성분을 Q₂(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q1(i), 직교성분을 I₂(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q₂(i), 직교성분을 I1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I₂(i), 직교성분을 Q1(i)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q₂(i), 직교성분을 I1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q1(i), 직교성분을 I₂(i)

로 해도 좋다. 또, 상술한 설명에서는 2 스트림의 신호에 대해 양자의 신호처리를 실행하고, 양자의 신호처리 후의 신호의 동상성분과 직교성분의 교체에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2 스트림보다 많은 신호에 대해 양자의 신호처리 후를 실행하고, 양자의 신호처리 후의 신호의 동상성분과 직교성분의 교체를 실행하는 것도 가능하다.

또, 상기의 예에서는 동일 시각(동일 주파수((서브)캐리어))의 베이스밴드신호의 교체를 설명하고 있으나, 동일 시각의 베이스밴드신호의 교체가 아니라도 좋다. 예로서 이하와 같이 기술할 수 있다

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I1(i＋ｖ), 직교성분을 Q₂(i＋w), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I₂(i＋w), 직교성분을 Q1(i＋ｖ)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I1(i＋ｖ), 직교성분을 I₂(i＋w), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q1(i＋ｖ), 직교성분을 Q₂(i＋w)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I₂(i＋w), 직교성분을 I1(i＋ｖ), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q1(i＋ｖ), 직교성분을 Q₂(i＋w)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I1(i＋ｖ), 직교성분을 I₂(i＋w), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q₂(i＋w), 직교성분을 Q1(i＋ｖ)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I₂(i＋w), 직교성분을 I1(i＋ｖ), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q₂(i＋w), 직교성분을 Q1(i＋ｖ)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I1(i＋ｖ), 직교성분을 Q₂(i＋w), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q1(i＋ｖ), 직교성분을 I₂(i＋w)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q₂(i＋w), 직교성분을 I1(i＋ｖ), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I₂(i＋w), 직교성분을 Q1(i＋ｖ)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q₂(i＋w), 직교성분을 I1(i＋ｖ), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q1(i＋ｖ), 직교성분을 I₂(i＋w)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I1(i＋ｖ), 직교성분을 I₂(i＋w), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q1(i＋ｖ), 직교성분을 Q₂(i＋w)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I₂(i＋w), 직교성분을 I1(i＋ｖ), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q1(i＋ｖ), 직교성분을 Q₂(i＋w)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I1(i＋ｖ), 직교성분을 I₂(i＋w), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q₂(i＋w), 직교성분을 Q1(i＋ｖ)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I₂(i＋w), 직교성분을 I1(i＋ｖ), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q₂(i＋w), 직교성분을 Q1(i＋ｖ)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I1(i＋ｖ), 직교성분을 Q₂(i＋w), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I₂(i＋w), 직교성분을 Q1(i＋ｖ)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 I1(i＋ｖ), 직교성분을 Q₂(i＋w), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q1(i＋ｖ), 직교성분을 I₂(i＋w)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q₂(i＋w), 직교성분을 I1(i＋ｖ), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 I₂(i＋w), 직교성분을 Q1(i＋ｖ)

ㆍ교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)의 동상성분을 Q₂(i＋w), 직교성분을 I1(i＋ｖ), 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)의 동상성분을 Q1(i＋ｖ), 직교성분을 I₂(i＋w).

도 55는 상기의 기재를 설명하기 위한 베이스밴드신호 교체부(5502)를 나타내는 도면이다. 도 55에 나타내는 것과 같이, 양자의 신호처리 후의 베이스밴드신호 z1(i)(5501-1), z2(i)(5501-2)에서 양자의 신호처리 후의 베이스밴드신호 z1(i)(5501-1)의 동상 I성분을 I1(i), 직교성분을 Q1(i)로 하고, 양자의 신호처리 후의 베이스밴드신호 z2(i)(5501-2)의 동상 I성분을 I₂(i), 직교성분을 Q₂(i)라 한다. 그리고 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)(5503-1)의 동상성분을 I_r1(i), 직교성분을 Q_r1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)(5503-2)의 동상성분을 I_r2(i), 직교성분을 Q_r2(i)로 하면, 교체 후의 베이스밴드신호 r1(i)(5503-1)의 동상 I성분_r1(i), 직교성분 Q_r1(i), 교체 후의 베이스밴드신호 r2(i)(5503-2)의 동상 I성분_r2(i), 직교성분을 Q_r2(i)는 앞에서 설명한 어느 하나로 나타내는 것으로 한다. 또, 이 예에서는 동일 시각(동일 주파수((서브)캐리어))의 양자의 신호처리 후의 베이스밴드신호의 교체에 대하여 설명하였으나, 위에서 설명한 것과 같이 다른 시각(다른 주파수((서브)캐리어))의 양자의 신호처리 후의 베이스밴드신호의 교체라도 좋다.

송신장치의 송신안테나, 수신장치의 수신안테나 모두 도면에 기재되어 있는 1개의 안테나는 복수의 안테나에 의해 구성되어 있어도 좋다.

본 명세서에서 「∀」은 전칭기호(Universal quantifier)를 나타내고 있고, 「∃」은 존재기호(Existential quantifier)를 나타내고 있다.

또, 본 명세서에서 복소 평면에서의, 예를 들어 편각과 같은 위상의 단위는 「라디안(radian)」으로 하고 있다.

복소 평면을 이용하면 복소수의 극좌표에 의한 표시로 극 형식으로 표시할 수 있다. 복소수 z = a + jb (a, b는 모두 실수이며, j는 허수 단위이다)에 복소 평면의 점 (a, b)를 대응시킨 때 이 점이 극좌표에서 [r, θ]로 표시되면,

a=r×cosθ,

b=r×sinθ

이 성립되고, r은 z의 절대치 (r = |z|)이며, θ가 편각(Argument)이 된다. 그리고 z = a + jb는 re^jθ로 표시된다.

　본 발명의 설명에서 베이스밴드신호 s1, s2, z1, z2는 복소 신호가 되나, 복소 신호란 동상신호를 I, 직교 신호를 Q로 한 때 복소 신호는 I + jQ(j는 허수 단위)로 나타내게 된다. 이때, I가 제로가 되어도 좋고, Q가 제로가 되어도 좋다.

본 명세서에서 설명한 위상변경방법을 이용한 방송시스템의 일례를 도 46에 나타낸다. 도 46에서 영상 부호화부(4601)는 영상을 입력으로 하여 영상 부호화를 실행하여 영상 부호화 후의 데이터(4602)를 출력한다. 음성 부호화부(4603)는 음성을 입력으로 하여 음성 부호화를 실행하여 음성 부호화 후의 데이터(4604)를 출력한다. 데이터 부호화부(4605)는 데이터를 입력으로 하여 데이터의 부호화(예를 들어, 데이터 압축)를 실행하여 데이터 부호화 후의 데이터(4606)를 출력한다. 이들을 합쳐서 정보원 부호화부(4600)라고 한다.

송신부(4607)는 영상 부호화 후의 데이터(4602), 음성 부호화 후의 데이터(4604), 데이터 부호화 후의 데이터(4606)를 입력으로 하여, 이들 데이터의 어느 하나 또는 이들 데이터 모두를 송신데이터로 하여 오류정정부호화, 변조, 프리코딩, 위상변경 등의 처리(예를 들어, 도 3의 송신장치에서의 신호처리)를 실시하여 송신신호(4608-1에서 4608-N)을 출력한다. 그리고 송신신호(4608-1에서 4608-n)는 각각 안테나(4609-1에서 4609-N)에 의해 전파로서 송신된다.

수신부(4612)는 안테나(4610-1에서 4610-M)에서 수신한 수신신호(4611-1에서 4611-M)를 입력으로 하여 주파수 변환, 위상변경, 프리코딩의 디코드, 대수 우도 비 산출, 오류정정 복호 등의 처리(예를 들어 도 7의 수신장치에서의 처리)를 실시하여 수신데이터(4613, 4615, 4617)를 출력한다. 정보원 복호부(4619)는 수신데이터(4613, 4615, 4617)를 입력으로 하여, 영상 부호화부(4614)는 수신데이터(4613) 입력으로 하여 영상용의 복호를 실행하여 영상신호를 출력하고, 영상은 텔레비전, 디스플레이에 표시된다. 또, 음성 부호화부(4616)는 수신데이터(4615)를 입력으로 하여 음성용의 복호를 실행하여 음성신호를 출력하며, 음성은 스피커에서 흘러나온다. 또, 데이터 부호화부(4618)는 수신데이터(4617)를 입력으로 하여 데이터용의 복호를 실행하여 데이터의 정보를 출력한다.

또, 본 발명의 설명을 하고 있는 실시형태에서, 이전에도 설명한 것과 같이 OFDM 방식과 같은 멀티 캐리어 전송방식에서 송신장치가 보유하고 있는 부호화기의 수는 몇 개라도 좋다. 따라서 예를 들어 도 4와 같이 송신장치가 부호화기를 1개 구비하고, 출력을 분배하는 방법을 OFDM 방식과 같은 멀티 캐리어 전송방식에도 적용하는 것도 당연히 가능하다. 이때, 도 4의 무선부(310A, 310B)를 도 12의 OFDM 방식관련 처리부(1301A, 1301B)로 치환하면 좋아진다. 이때, OFDM 방식관련 처리부의 설명은 실시형태 1과 같다.

또, 실시형태 1에서 프리코딩 행렬의 예로 식 (36)을 주었으나 이와는 별도로 프리코딩 행렬로서 이하의 식을 이용하는 방법을 생각할 수 있다.

또, 프리코딩 식 (36), 식 (50)에서 α의 값으로 식 (37), 식 (38)을 설정하는 것을 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, α=1로 설정하면 간단한 프리코딩 행렬이 되므로 이 값도 유효한 값 중 하나이다.

또, 실시형태 A1에서 도 3, 도 4, 도 6, 도 12, 도 25, 도 29, 도 51, 도 53에서의 위상 변경부에서 주기 N을 위한 위상변경 값(도 3, 도 4, 도 6, 도 12, 도 25, 도 29, 도 51, 도 53에서는 일방의 베이스밴드신호에만 위상변경을 주게 되므로 위상변경 값이 된다)으로 PHASE[i](i=0, 1, 2, …, N-2, N-1(i는 0 이상 N-1 이하의 정수))로 표현했다. 그리고 본 명세서에서 일방의 프리코딩 후의 베이스밴드신호에 대해 위상변경을 실행하는 경우(즉, 도 3, 도 4, 도 6, 도 12, 도 25, 도 29, 도 51, 도 53), 도 3, 도 4, 도 6, 도 12, 도 25, 도 29, 도 51, 도 53에서 프리코딩 후의 베이스밴드신호 z2'에만 위상변경을 하고 있다. 이때, PHASE[k]를 이하와 같이 된다.

이때, k=0, 1, 2, …, N-2, N-1 (k는 0 이상 N-1 이하의 정수)로 한다. 그리고 N=5, 7, 9, 11, 15로 하면 수신장치에서 양호한 데이터의 수신품질을 얻을 수 있다.

또, 본 명세서에서는 2개의 변조신호를 복수의 안테나로 송신하는 경우에서의 위상변경방법에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 3개 이상의 변조방식의 매핑을 실행한 베이스밴드신호에 대해 프리코딩, 위상변경을 실행하고, 프리코딩, 위상변경 후의 베이스밴드신호에 대해 소정의 처리를 실행하여 복수의 안테나에서 송신하는 경우에 대해서도 동일하게 실시할 수 있다.

또, 예를 들어 상기 통신방법을 실행하는 프로그램을 미리 ROM(Read　Only　Memory)에 저장해 두고, 그 프로그램을 CPU(Central　Processor　Unit)에 의해 동작시키도록 해도 좋다.

또, 상기 통신방법을 실행하는 프로그램을 컴퓨터로 판독가능한 기억매체에 저장하고, 기억매체에 저장된 프로그램을 컴퓨터의 RAM(Random　Access　Memory)에 기록하여, 컴퓨터를 그 프로그램에 따라서 동작시키도록 해도 좋다.

그리고 상기의 각 실시형태 등의 각 구성은 전형적으로는 집적회로인 LSI(Large　Scale　IntegratioN)으로 실현되어도 좋다. 이들은 개별적으로 1 칩화되어도 좋고, 각 실시형태의 모든 구성 또는 일부의 구성을 포함하도록 1 칩화되어도 좋다.　여기에는 LSI로 하였으나, 집적도의 차이에 따라서 IC(Integrated　Circuit), 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI로 불리는 경우도 있다. 또, 집적회로화의 수법은 LSI에 한정되는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 좋다. LSI 제조 후에 프로그램할 수 있는 FPGA(Field　Programmable　Gate　Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리콘피규러블ㆍ프로세서(Reconfigurable Processor)를 이용해도 좋다.

나아가 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 다른 기술에 의해 LSI에 대치되는 집적회로화 기술이 등장하면 당연히 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 실행해도 좋다. 바이오 기술의 적용 등이 가능성으로 있을 수 있다.

본 발명은 복수의 안테나로부터 각각 다른 변조신호를 송신하는 무선시스템에 넓게 적용할 수 있으며, 예를 들어 OFDM-MIMO 통신시스템에 적용하기에 매우 적합하다. 또, 복수의 송신 개소를 가지는 유선 통신시스템(예를 들어 PLC(Power　Line　Communication) 시스템, 광통신시스템, DSL(Digital　Subscriber　Line：디지털 가입자 선) 시스템)에서 MIMO 전송을 실행하는 경우에 대해서도 적용할 수 있으며, 이때, 복수의 송신 개소를 이용하여 본 발명에서 설명한 것과 같은 복수의 변조신호를 송신하게 된다. 또, 변조신호는 복수의 송신 개소로부터 송신되어도 좋다.

302A, 302B　 부호화기
304A, 304B　 인터리버
306A, 306B 매핑부
314　 신호처리방법정보 생성부
308A, 308B　 가중합성부
310A, 310B　 무선부
312A, 312B　 안테나
317A, 317B　 위상 변경부
402　 부호화기
404　 분배부
504＃1, 504＃2　 송신안테나
505＃1, 505＃2　 수신안테나
600　 가중합성부
701-X, 701-Y　 안테나
703-X, 703-Y　 무선부
705-1　 채널변동 추정부
705-2　 채널변동 추정부
707-1　 채널변동 추정부
707-2　 채널변동 추정부
709　 제어정보 복호부
711　 신호처리부
803　I NNER　MIMO 검파부
805A, 805B　 대수 우도 산출부
807A, 807B　 디 인터리버
809A, 809B　 대수 우도 비 산출부
811A, 811B　 Soft-in/Soft-out 디코더
813A, 813B　 인터리버
815　 기억부
819　 계수 생성부
901　 Soft-in/Soft-out 디코더
903　 분배부
1201A, 1201B OFDM 방식관련 처리부
1302A, 1302A 직병렬 변환부
1304A, 1304B　 재배열부
1306A, 1306B　 역 고속 푸리에 변환부
1308A, 1308B　 무선부

Claims

송신방법으로,
복수의 제 1 변조신호 s1을 포함하는 제 1 변조신호 열 s1(j)과 복수의 제 2 변조신호 s2를 포함하는 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해(여기서 j는 상기 제 1 변조신호와 상기 제 2 변조신호의 세트의 인덱스 번호임) 동일한 인덱스 번호를 갖는 상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2의 세트 마다에,
상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2에 대해 프리코딩을 실시하는 프리코딩 처리와,
상기 프리코딩 처리된 신호의 일방에 대해 위상변경을 실시하는 위상변경 처리를 실행하여 복수의 제 1 송신신호 z1을 포함하는 제 1 송신신호 열 z1(j)과 복수의 제 2 송신신호 z2를 포함하는 제 2 송신신호 열 z2(j)를 생성하고,
상기 제 1 송신신호 열 z1(j)과 상기 제 2 송신신호 열 z2(j)를 복수의 안테나를 이용하여 송신하며,
상기 프리코딩 처리에서는 상기 제 1 변조신호 열 s1(j)과 상기 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해서 공통의 프리코딩을 실시하고,
상기 위상변경 처리에서는 인덱스 번호에 따라서 위상변경량을 2π/N씩 증가시켜서 위상변경을 실시하며, 상기 N은 9인 송신방법.
송신장치로,
복수의 제 1 변조신호 s1을 포함하는 제 1 변조신호 열 s1(j)과 복수의 제 2 변조신호 s2를 포함하는 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해(여기서 j는 상기 제 1 변조신호와 상기 제 2 변조신호의 세트의 인덱스 번호임) 동일한 인덱스 번호를 갖는 상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2의 세트 마다에,
상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2에 대해 프리코딩을 실시하는 프리코딩 처리와,
상기 프리코딩 처리된 신호의 일방에 대해 위상변경을 실시하는 위상변경 처리를 실행하여 복수의 제 1 송신신호 z1을 포함하는 제 1 송신신호 열 z1(j)과 복수의 제 2 송신신호 z2를 포함하는 제 2 송신신호 열 z2(j)를 생성하는 신호 처리부와,
상기 제 1 송신신호 열 z1(j)과 상기 제 2 송신신호 열 z2(j)를 복수의 안테나를 이용하여 송신하는 송신부를 구비하고,
상기 프리코딩 처리에서는 상기 제 1 변조신호 열 s1(j)과 상기 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해서 공통의 프리코딩을 실시하며,
상기 위상변경 처리에서는 인덱스 번호에 따라서 위상변경량을 2π/N씩 증가시켜서 위상변경을 실시하고, 상기 N은 9인 송신장치.
수신방법으로,
수신신호를 취득하며, 상기 수신신호는 복수의 안테나를 이용하여 송신된 제 1 송신신호 열 z1(j)과 제 2 송신신호 열 z2(j)를 수신하여 얻어지고, 상기 제 1 송신신호 열 z1(j)은 복수의 제 1 송신신호 z1을 포함하고, 상기 제 2 송신신호 열 z2(j)는 복수의 제 2 송신신호 z2를 포함하며(여기서 j는 상기 제 1 송신신호와 상기 제 2 송신신호의 세트의 인덱스 번호임), 상기 제 1 송신신호 열 z1(j)과 상기 제 2 송신신호 열 z2(j)는 복수의 제 1 변조신호 s1을 포함하는 제 1 변조신호 열 s1(j)과 복수의 제 2 변조신호 s2를 포함하는 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해 소정의 신호처리를 실시하여 생성되어 있고,
취득한 상기 수신신호에 대해 상기 소정의 신호처리에 따른 복조처리를 실시하여 수신데이터를 생성하는 처리를 포함하며,
상기 소정의 생성처리는,
상기 제 1 변조신호 열 s1(j)과 상기 제 2변조신호 열 s2(j)에 대해 동일한 인덱스 번호를 갖는 상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2의 세트 마다에,
상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2에 대해 프리코딩을 실시하는 프리코딩 처리와,
상기 프리코딩 처리된 신호의 일방에 대해 위상변경을 실시하는 위상변경 처리를 포함하며,
상기 프리코딩 처리에서는 상기 제 1 변조신호 열 s1(j)과 상기 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해서 공통의 프리코딩을 실시하고,
상기 위상변경 처리에서는 인덱스 번호에 따라서 위상변경량을 2π/N씩 증가시켜서 위상변경을 실시하며, 상기 N은 9인 수신방법.
수신장치로,
수신신호를 취득하며, 상기 수신신호는 복수의 안테나를 이용하여 송신된 제 1 송신신호 열 z1(j)과 제 2 송신신호 열 z2(j)를 수신하여 얻어지고, 상기 제 1 송신신호 열 z1(j)은 복수의 제 1 송신신호 z1을 포함하고, 상기 제 2 송신신호 열 z2(j)는 복수의 제 2 송신신호 z2를 포함하며(여기서 j는 상기 제 1 송신신호와 상기 제 2 송신신호의 세트의 인덱스 번호임), 상기 제 1 송신신호 열 z1(j)과 상기 제 2 송신신호 열 z2(j)는 복수의 제 1 변조신호 s1을 포함하는 제 1 변조신호 열 s1(j)과 복수의 제 2 변조신호 s2를 포함하는 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해 소정의 신호처리를 실시하여 생성되어 있는 수신부와,
취득한 상기 수신신호에 대해 상기 소정의 신호처리에 따른 복조처리를 실시하여 수신데이터를 생성하는 복조부를 구비하며,
상기 소정의 생성처리는,
상기 제 1 변조신호 열 s1(j)과 상기 제 2변조신호 열 s2(j)에 대해 동일한 인덱스 번호를 갖는 상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2의 세트 마다에,
상기 제 1 변조신호 s1과 상기 제 2 변조신호 s2에 대해 프리코딩을 실시하는 프리코딩 처리와,
상기 프리코딩 처리된 신호의 일방에 대해 위상변경을 실시하는 위상변경 처리를 포함하며,
상기 프리코딩 처리에서는 상기 제 1 변조신호 열 s1(j)과 상기 제 2 변조신호 열 s2(j)에 대해서 공통의 프리코딩을 실시하고,
상기 위상변경 처리에서는 인덱스 번호에 따라서 위상변경량을 2π/N씩 증가시켜서 위상변경을 실시하며, 상기 N은 9인 수신장치.