WO2016129272A1 - 送信装置、受信装置、及び半導体チップ - Google Patents

送信装置、受信装置、及び半導体チップ Download PDF

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慎悟 朝倉
円香 本田
研一 村山
拓也 蔀
進 齋藤
善一 成清
宏明 宮坂
佐藤　明彦
知明 竹内
健一 土田
正寛 岡野
政幸 高田
澁谷　一彦
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日本放送協会
一般財団法人Ｎｈｋエンジニアリングシステム
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    • H04B7/0697—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using spatial multiplexing

Definitions

  • the present invention relates to a transmitter and a receiver that perform MIMO (Multiple Input Multiple Multiple Output) transmission using a plurality of different antennas, and in particular, a transmitter that performs interleaving between a plurality of antennas in a MIMO system, and a deinterleave between a plurality of antennas.
  • MIMO Multiple Input Multiple Multiple Output
  • the present invention relates to a receiving device that performs the above and a semiconductor chip mounted thereon.
  • a MIMO (Multiple Input Multiple Multiple Output) system using a plurality of transmission / reception antennas has been proposed as a method for expanding the data transmission capacity by radio.
  • space division multiplexing (SDM) and space-time codes (STC) are performed.
  • SDM space division multiplexing
  • STC space-time codes
  • a polarization MIMO scheme that uses both horizontal polarization and vertical polarization simultaneously has been proposed.
  • the reception level of one of the reception antennas may drop significantly due to differences in reflection characteristics.
  • SDM transmission separate streams are transmitted by a plurality of antennas, and therefore the BER characteristics of the entire system are greatly deteriorated due to the deterioration of the bit error rate (BER) characteristics due to a decrease in the reception level of one of them.
  • BER bit error rate
  • the Japanese terrestrial digital broadcasting system ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial) employs bit interleaving, time interleaving, and frequency interleaving to rearrange the order of transmission data in order to improve error correction efficiency.
  • ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial
  • IEEE 802.11 interleaving is extended to a MIMO system, one stream is distributed to a plurality of transmitters in units of bits, and bit interleaving is performed in units of each transmitter (see, for example, Patent Document 1). ).
  • the reception level of antenna 1 is R 1
  • the reception level of antenna 2 is R 2
  • the bit error rate of antenna 1 is BER 1.
  • the reception level R of the entire MIMO transmission system using both antennas and the bit error rate BER are averaged by the following equations (1) and (2). Can be expressed as:
  • R (R 1 + R 2 ) / 2 (1)
  • BER (BER 1 + BER 2 ) / 2 (2)
  • An object of the present invention is to provide a transmitter, a receiver, and a semiconductor chip capable of improving the BER characteristics in a MIMO system that performs SDM-MIMO transmission in order to solve the above-described problem.
  • a transmission apparatus is a transmission apparatus that generates an OFDM signal transmitted by a plurality of transmission antennas, a data distribution unit that distributes data for each transmission antenna, and the data A mapping unit that maps the data distributed by the distributing unit to the IQ plane and generates carrier symbols each subjected to carrier modulation, and interleaved polarization interleaved data obtained by interleaving a plurality of carrier symbols between the plurality of transmitting antennas.
  • An inter-polarization interleaving unit to be generated, a time interleaving unit that generates time interleaved data obtained by interleaving the inter-polarization interleaved data in the time direction for each of the transmission antennas, and an OFDM signal for the time interleaved data are generated OF And an M-output processor.
  • a receiving apparatus demodulates an OFDM signal received by a plurality of receiving antennas, and demodulates the OFDM signal to generate a complex baseband signal.
  • a data inter-polarization deinterleaving unit that generates a carrier symbol by deinterleaving the plurality of data separated by the MIMO detection unit between the plurality of reception antennas.
  • a semiconductor chip is a semiconductor chip that generates an OFDM signal transmitted by a plurality of transmission antennas, and a data distribution unit that distributes data for each transmission antenna;
  • a mapping unit that maps data distributed by the data distribution unit to an IQ plane and generates carrier symbols each subjected to carrier modulation, and inter-polarization interleaving in which a plurality of carrier symbols are interleaved between the plurality of transmission antennas.
  • An interleaved interleave unit for generating data, a time interleave unit for generating time interleaved data obtained by interleaving the interleaved interleaved data in the time direction for each of the transmission antennas, and an OFDM signal for the time interleaved data Comprises generating an OFDM output processing unit which, a.
  • a semiconductor chip is a semiconductor chip that demodulates an OFDM signal received by a plurality of receiving antennas, and demodulates the OFDM signal to generate a complex baseband signal.
  • BER characteristics can be improved by performing interleaving between polarized waves in a MIMO system that performs SDM-MIMO transmission.
  • the receivable area can be expanded and stable reception can be achieved.
  • ISDB-T a Japanese digital broadcasting system
  • bit interleaving processing is designed to achieve optimum performance under various conditions by performing bit interleaving processing, frequency interleaving processing, and time interleaving processing, respectively.
  • interleaving processing between transmitting antennas is performed, so that error data due to a level difference between the transmitting antennas is distributed among the transmitting antennas, thereby improving the transmission characteristics of the entire MIMO system.
  • polarization MIMO using orthogonality between polarizations will be described as a specific example.
  • the present invention is effective not only for polarization MIMO transmission but also for general SDM-MIMO transmission.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the transmission apparatus 1 includes an error correction encoding unit 11, a bit interleaving unit 12, a data distribution unit (antenna stream demultiplexer) 13, and two mapping units 14 (14-1 and 14-).
  • the transmission device 1 may be configured by one or a plurality of semiconductor chips.
  • the error correction coding unit 11 performs error correction coding on the input transmission signal and outputs the transmission signal to the bit interleaving unit 12 so that a transmission error can be corrected on the receiving side.
  • error correction for example, a BCH code is used as an outer code, and an LDPC (Low Density Parity Check) code is used as an inner code.
  • the bit interleaving unit 12 interleaves the transmission signal output from the error correction encoding unit 11 in units of bits and outputs it to the data distribution unit 13 in order to improve the performance of the error correction code.
  • an LDPC code as an outer code for error correction
  • the bit interleaving method is effective by the method used in DVB-C2. Refer to ETSI2EN ⁇ 302 769 ⁇ V1.2.1 (p.32) and http://www.dvb.org/technology/dvbc2/ for the DVB-C2 bit interleaving method.
  • the data distribution unit 13 distributes the data input from the bit interleaving unit 12 to the mapping unit 14-1 and the mapping unit 14-2 in a predetermined number. As a result, the transmission signal is divided into the number of antennas. For example, data for one carrier symbol is distributed, that is, bits corresponding to odd-numbered carrier symbols are output to mapping section 14-1 for transmitting antenna 19-1, and bits corresponding to even-numbered carrier symbols are transmitted. The data is output to the mapping unit 14-2 for the antenna 19-2.
  • the mapping unit 14 performs mapping on the IQ plane using the data input from the data distribution unit 13 as m bits / carrier symbol, generates a carrier symbol subjected to carrier modulation according to the modulation scheme, and inter-polarization interleaving unit 15 is output.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 rearranges the order of the carrier symbols input from the mapping units 14-1 and 14-2 between the polarizations (between transmission antennas), and generates data subjected to interleaving processing for each transmission antenna 19. To the time interleaving units 16-1 and 16-2. A specific example of the interleaving interleaving process will be described later.
  • the time interleaving unit 16 generates interleaved data by rearranging the order of the carrier symbols input from the inter-polarization interleaving unit 15 in the time direction, and outputs the data to the frequency interleaving unit 17.
  • the frequency interleaving unit 17 generates interleaved data by rearranging the order of the carrier symbols input from the time interleaving unit 16 in the frequency direction, and outputs the data to the OFDM output processing unit 18. For example, an interleaving process is performed by the method used in ISDB-T, and interleaving is performed in the frequency direction for every 1 OFDM symbol. A specific example of the frequency interleaving process will be described later.
  • the OFDM output processing unit 18 forms an OFDM frame for the interleaved data input from each frequency interleaving unit 17 and transmits an OFDM signal via the transmission antenna 19.
  • the OFDM output processing unit 18-1 performs processing on the transmission data for the first polarization
  • the OFDM output processing unit 18-2 performs processing on the transmission data for the second polarization.
  • the first polarization and the second polarization are two types of separable polarizations such as horizontal polarization and vertical polarization, right-handed circular polarization, and left-handed circular polarization.
  • Each OFDM output processing unit 18 includes an OFDM frame configuration unit 181, an IFFT unit 182, and a GI addition unit 183.
  • the OFDM frame configuration unit 181 inserts a pilot signal (SP signal, CP signal), a TMCC signal indicating control information, and an AC signal indicating additional information into a signal input from each frequency interleaving unit 17, and sets all carriers to 1
  • An OFDM frame is composed of a predetermined number of OFDM symbol blocks as OFDM symbols.
  • the IFFT unit 182 performs an IFFT (Inverse Fourier Transform) process on the OFDM symbol input from each OFDM frame configuration unit 181 to generate an effective symbol signal in the time domain.
  • IFFT Inverse Fourier Transform
  • the GI adding unit 183 inserts a guard interval obtained by copying the latter half of the effective symbol signal at the head of the effective symbol signal input from each IFFT unit 182, and outputs an OFDM signal subjected to orthogonal modulation processing and D / A conversion. Then, it is transmitted to the outside via the transmission antenna 19.
  • the transmission antenna 19 is a horizontal polarization antenna and a vertical polarization antenna, or a right-hand circular polarization antenna and a left-hand circular polarization antenna.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the receiving apparatus 2 includes two OFDM input processing units 22 (22-1 and 22-2), a transmission line response calculation unit 23, and two frequency deinterleaving units 24 (24-1 and 24-1). 24-2), two time deinterleaving units 25 (25-1 and 25-2), a MIMO detecting unit 26, a depolarization unit 27 between data polarizations, a noise variance calculating unit 28, and a noise variance value bias.
  • the receiving device 2 is connected to two receiving antennas 21 (21-1 and 21-2).
  • the receiving device 2 may be configured by one or a plurality of semiconductor chips.
  • the receiving antenna 21 is a horizontally polarized antenna and a vertically polarized antenna, or a right circularly polarized antenna and a left circularly polarized antenna.
  • the OFDM input processing unit 22 receives the OFDM signal transmitted from the transmission device 1 via the reception antenna 21 and demodulates it.
  • Each OFDM input processing unit 22 includes a GI removal unit 221, an FFT unit 222, and a pilot signal extraction unit 223.
  • the GI removal unit 221 generates a baseband signal by performing orthogonal demodulation processing on the received OFDM signal, and generates a digital signal by A / D conversion. Then, the GI removal unit 221 extracts a valid symbol signal by removing the guard interval, and outputs it to the FFT unit 222.
  • the FFT unit 222 performs an FFT (Fast Fourier Transform) process on the effective symbol signal input from the GI removal unit 221 to generate a complex baseband signal. Output to the interleave unit 24.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the pilot signal extraction unit 223 extracts a pilot signal (SP signal, CP signal) from the complex baseband signal input from the FFT unit 222 and outputs it to the transmission path response calculation unit 23.
  • the transmission path response calculation unit 23 calculates a transmission path response using the pilot signal input from the pilot signal extraction unit 223 and outputs it to the MIMO detection unit 26.
  • the frequency deinterleave unit 24 performs deinterleave processing on the complex baseband signal input from the OFDM input processing unit 22 in the frequency direction.
  • the deinterleaving process in the frequency direction is a process for returning the data rearranged in the frequency direction by the frequency interleaving unit 17 of the transmission device 1 to the original order.
  • the time deinterleaving unit 25 performs a deinterleaving process on the data input from the frequency deinterleaving unit 24 in the time direction.
  • the deinterleaving process in the time direction is a process for returning the data rearranged in the time direction by the time interleaving unit 16 of the transmission device 1 to the original order.
  • the MIMO detection unit 26 uses the baseband signal input from the time deinterleaving unit 25 by using the transmission path response input from the transmission path response calculation unit 23, ZF (Zero Forcing), MMSE (Minimum Mean Squared Error). , BLAST (Bell Laboratories Layered Space-Time), MLD (Maximum Likelihood Detection), etc., perform waveform equalization and MIMO separation of the two polarization signals transmitted from the transmission apparatus 1, and data between data polarization The data is output to the interleave unit 27 and the noise variance calculation unit 28.
  • ZF Zero Forcing
  • MMSE Minimum Mean Squared Error
  • BLAST Bell Laboratories Layered Space-Time
  • MLD Maximum Likelihood Detection
  • the inter-polarization data deinterleaving unit 27 performs deinterleaving processing between the polarizations (between receiving antennas) on the data input from the MIMO detection unit 26 and outputs the deinterleaving processing to the LLR calculation unit 30.
  • the deinterleaving process between the polarizations is a process for returning the data rearranged between the polarizations by the interpolarization interleaving unit 15 of the transmission apparatus 1 to the original order.
  • the noise variance calculation unit 28 calculates average noise variance from each polarization signal input from the MIMO detection unit 26 and outputs the average noise variance to the noise dispersion value inter-polarization deinterleaving unit 29.
  • the noise variance ⁇ 2 means the deviation between the symbol point on the IQ coordinate where the carrier symbol should be originally and the symbol point P of the actually observed carrier symbol. For example, the noise variance ⁇ 2 is obtained by calculating the modulation error ratio and taking the reciprocal. .
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the processing of the noise variance calculation unit 28.
  • the noise variance calculation unit 28 calculates the average noise variance of the entire OFDM carrier symbol using AC symbols and / or TMCC symbols.
  • a noise matrix is determined by weighting the average noise variance of the entire band with each carrier using a weight matrix obtained from the transmission path response. It is known that the weight matrix in each carrier can be expressed as (H H H) ⁇ 1 as a transmission path response matrix H. The weight component of each carrier can be represented by this diagonal component. This is normalized by all carriers and weighted by multiplying the average noise variance of the entire band.
  • the noise dispersion value inter-polarization deinterleaving unit 29 performs deinterleaving processing (reverse permutation to the inter-polarization interleaving unit 15 of the transmission apparatus 1) for noise dispersion corresponding to each polarization signal input from the noise dispersion calculating unit 28. Process) and output to the LLR calculator 30.
  • deinterleaving processing reverse permutation to the inter-polarization interleaving unit 15 of the transmission apparatus 1
  • the LLR calculator 30 By similarly performing the deinterleaving process on the noise variance value necessary for calculating the LLR, it is possible to reflect different noise variance values due to the difference in the transmission path between the plurality of antennas on the LLR.
  • the LLR calculation unit 30 can calculate a more accurate LLR, and the improvement effect in the error correction code decoding unit 33 can be exhibited.
  • the LLR calculation unit 30 uses the deinterleaved data input from the data inter-polarization deinterleaving unit 27 and the noise variance ⁇ 2 input from the noise dispersion value inter-polarization deinterleaving unit 29 corresponding to the data.
  • the LLR is calculated and output to the data integration unit 31.
  • Wadayama “Low Density Parity Check Code and its Decoding Method”, Trikes.
  • the data integration unit 31 integrates the LLR corresponding to each bit calculated by each LLR calculation unit 30 (30-1 and 30-2) (the reverse process to the data distribution unit 13 of the transmission apparatus 1), Output to the interleave unit 32.
  • the bit deinterleaving unit 32 performs a deinterleaving process on the LLR corresponding to each bit input from the data integration unit 31.
  • This deinterleaving process is a process for returning the data rearranged by the bit interleaving unit 12 of the transmission apparatus 1 to the original order.
  • the error correction code decoding unit 33 performs LDPC decoding using the LLR input from the bit deinterleaving unit 32, and further performs BCH decoding, thereby decoding the signal transmitted from the transmission device 1.
  • the transmitting apparatus 1 may perform the processing of the time interleaving unit 16 after performing the processing of the frequency interleaving unit 17 by reversing the processing order of the time interleaving unit 16 and the frequency interleaving unit 17.
  • the receiving apparatus 2 similarly performs the processing of the frequency deinterleaving unit 24 after performing the processing of the time deinterleaving unit 25 by reversing the processing order of the frequency deinterleaving unit 24 and the time deinterleaving unit 25. I do.
  • the transmission apparatus 1 may perform the inter-polarization interleaving process and the frequency interleaving process at the same time, and then perform the time interleaving process.
  • the receiving device 2 similarly performs the time deinterleaving process, and then simultaneously performs the interpolarization deinterleaving process and the frequency deinterleaving process.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a first interleaving process example of the inter-polarization interleaving unit 15.
  • rearrangement is performed in units of carrier symbols for each OFDM carrier symbol corresponding to the number of transmission antennas according to a predetermined rule. If the number of OFDM carrier symbols is N, the inter-polarization interleaving unit 15 inputs carrier symbols of carrier symbol numbers 0 to N-1 from the mapping unit 14-1, and receives the carrier symbol number N from the mapping unit 14-2. Enter ⁇ 2N-1 carrier symbols.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 associates the position of the carrier symbol before rearrangement and the position of the carrier symbol after rearrangement according to a predetermined rule (rule table) for the OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas. ) In advance.
  • inter-polarization interleaving section 15 inputs carrier symbols with carrier symbol numbers 0 to N-1 from mapping section 14-1, and receives carrier symbols with carrier symbol numbers N to 2N-1 from mapping section 14-2. Then, every 2N carrier symbols are rearranged with reference to the rule table.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a second interleaving process example of the inter-polarization interleaving unit 15.
  • each OFDM carrier symbol for the number of transmission antennas is rearranged in units of carrier symbols according to a predetermined rule
  • a predetermined rule for each OFDM carrier symbol for the number of transmission antennas are arranged in units of data (hereinafter referred to as “I data”) arranged on the I axis coordinate of the IQ plane and data (hereinafter referred to as “Q data”) arranged on the Q axis coordinate of the IQ plane.
  • I data data
  • Q data data
  • the inter-polarization interleaving unit 15 inputs carrier symbols of carrier symbol numbers 0 to N ⁇ 1 from the mapping unit 14-1, and decomposes them into I data and Q data.
  • the I data or the Q data (hereinafter referred to as “IQ data”) with data numbers 0 to 2N ⁇ 1 is used.
  • carrier symbols of carrier symbol numbers N to 2N-1 are input from mapping section 14-2, and are decomposed into I data and Q data to obtain IQ data of data numbers 2N to 4N-1.
  • IQ data is written in one row (p) in the row direction, it is read out one column (2q) in the column direction.
  • a new carrier symbol (I, Q data pair) is formed.
  • p ⁇ 2q 4N.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 associates the position of IQ data before rearrangement with the position of IQ data after rearrangement according to a predetermined rule for the OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas (rule table). ) In advance.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 receives the carrier symbols with carrier symbol numbers 0 to N ⁇ 1 from the mapping unit 14-1 and decomposes them into I data and Q data to obtain IQ data with data numbers 0 to 2N ⁇ 1.
  • carrier symbols of carrier symbol numbers N to 2N-1 are input from mapping section 14-2, and are decomposed into I data and Q data to obtain IQ data of data numbers 2N to 4N-1. Then, every 4N IQ data in total is rearranged with reference to the rule table.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 randomly maps the position of the carrier symbol before rearrangement and the position of the carrier symbol after rearrangement with respect to the OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas. Rule table) in advance.
  • Inter-polarization interleaving section 15 receives carrier symbols of carrier symbol numbers 0 to N-1 from mapping section 14-1, and receives carrier symbols of carrier symbol numbers N to 2N-1 from mapping section 14-2. The 2N carrier symbols are rearranged with reference to the irregular table.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 randomly associates the position of IQ data before rearrangement and the position of IQ data after rearrangement with respect to the OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas ( Irregular table) in advance.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 receives the carrier symbols of carrier symbol numbers 0 to N-1 from the mapping unit 14-1, and decomposes them into I data and Q data to obtain IQ data of data numbers 0 to 2N-1.
  • carrier symbols of carrier symbol numbers N to 2N-1 are input from mapping section 14-2, and are decomposed into I data and Q data to obtain IQ data of data numbers 2N to 4N-1. Then, every 4N IQ data in total is rearranged with reference to the irregular table. After interleaving, a new carrier symbol (I, Q data pair) is formed.
  • periodicity can be eliminated by one processing and BER characteristics are good, but it is necessary to have a table, and processing is performed according to a predetermined rule. Since this is not possible, the load when implemented in hardware increases.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 rearranges the OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas for each carrier symbol unit or IQ data unit, but for each arbitrary number of carrier symbols. You may rearrange by a symbol unit or IQ data unit.
  • the inter-polarization interleaving unit 15 may rearrange only one of the I data and the Q data.
  • the data inter-polarization deinterleaving unit 27 rearranges the data separated by MIMO by the MIMO detection unit 26 in the reverse direction to the inter-polarization interleaving unit 15 and restores the original order.
  • the data inter-polarization de-interleaving unit 27 writes the data in the row direction by one row (q pieces), and then in the column direction. Read one column (p) at a time.
  • the data inter-polarization de-interleaving unit 27 When the inter-polarization interleaving unit 15 performs the above-described interleaving process of the second example, the data inter-polarization de-interleaving unit 27 writes the data one row (2q) at a time in the row direction, and then the column direction. Read one column (p) at a time.
  • the data inter-polarization de-interleaving unit 27 interchanges the positions before and after the rearrangement of the table. Sort by browsing the table.
  • inter-polarization data de-interleaving unit 27 is configured so that when the inter-polarization interleaving unit 15 rearranges only one of the I data and the Q data in the second example or the fourth example described above, Sort only one of the th data.
  • the data inter-polarization deinterleaving unit 27 performs the MIMO separation on the data separated by the MIMO detection unit 26. After deinterleaving between the polarized waves, carrier symbols are generated by using adjacent data as I data arranged on the I axis coordinate of the IQ plane and Q data arranged on the Q axis coordinate.
  • the noise dispersion value inter-polarization deinterleaving unit 29 rearranges the noise dispersion input from the noise dispersion calculating unit 28 in the reverse direction to the inter-polarization interleaving unit 15, similarly to the data inter-polarization deinterleaving unit 27.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the frequency interleave unit 17.
  • the frequency interleave unit 17 includes an inter-segment interleave unit 171, a data rotation unit 172, and a data randomization unit 173.
  • the inter-polarization interleave unit 15 also substantially serves as the inter-segment interleave unit 171, the inter-segment interleave unit 171 may be omitted.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the processing of the inter-segment interleaving unit 171.
  • FIG. 7 (a) shows a symbol arrangement before interleaving
  • FIG. 7 (b) shows a symbol arrangement after interleaving.
  • the inter-segment interleaving unit 171 performs interleaving processing on the carrier symbols input from the time interleaving unit 16 in the frequency direction between segments for each 1 OFDM carrier symbol.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the processing of the data rotation unit 172.
  • FIG. 8 (a) shows a symbol arrangement before interleaving
  • FIG. 8 (b) shows a symbol arrangement after interleaving.
  • the number of carrier symbols per segment is 384.
  • the data rotation unit 172 performs interleaving processing by data rotation for each segment on the carrier symbols input from the inter-segment interleaving unit 171.
  • the data rotation unit 172 rearranges the k th segment and the i th data into the k th segment and the i ′ th data rotation.
  • i ′ (i + k) mod 384. Note that the rearrangement order is an example, and the present invention is not limited to this.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the processing of the data randomizing unit 173.
  • FIG. 9 (a) shows symbol arrangement before interleaving
  • FIG. 9 (b) shows symbol arrangement after interleaving.
  • the number of carrier symbols per segment is 384.
  • the data randomizing unit 173 has an irregular table for the number of carrier symbols in the segment in advance (the same irregular table is used on the transmitting side and the receiving side), and the data randomizing unit 173 has an irregular table for the data input from the data rotation unit 172. Randomization processing is performed in the segment with reference to the rule table to eliminate periodicity.
  • the random number is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the inter-segment interleaving unit 171, the data rotation unit 172, and the data randomizing unit 173 may perform different sorting in the frequency interleaving units 17-1 and 17-2.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining processing of the inter-segment interleaving unit 171.
  • FIG. 10 (a) shows the arrangement of I data or Q data before interleaving
  • FIG. 10 (b) shows the arrangement of IQ data after interleaving.
  • the inter-segment interleaving unit 171 performs interleaving processing on the IQ data input from the time interleaving unit 16 in the frequency direction between segments for each 1 OFDM carrier symbol.
  • the inter-segment interleaving unit 171 rearranges data in IQ data units, not in carrier symbol units. Note that the rearrangement is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the data rotation unit 172 performs interleaving processing by data rotation for each segment on the IQ data input from the inter-segment interleaving unit 171, and the data randomizing unit 173
  • a random number of carrier symbols corresponding to the number of carrier symbols is previously provided on the transmission side and the reception side, and the carrier symbols input from the data rotation unit 172 are randomly rearranged within the segment with reference to the irregular table, and the periodicity is determined.
  • periodicity in the frequency direction can be eliminated by the irregular table included in the inter-polarization interleaving unit 15, and therefore the frequency interleaving unit 17 is omitted. It is also possible. In that case, the frequency deinterleaving unit 24 is omitted in the receiving apparatus 2 as well.
  • the transmission apparatus 1 uses the inter-polarization interleave unit 15 to rearrange the order of the carrier symbols between the polarizations, and generates interleaved data for each transmission antenna 19.
  • the receiving apparatus 2 deinterleaves the data interleaved by the transmitting apparatus 1 by using the data inter-polarization deinterleaving unit 27 and the noise dispersion value inter-polarization deinterleaving unit 29. Therefore, according to the transmission device 1 and the reception device 2 of the first embodiment, even when there is a reception level difference between the polarizations, it is possible to disperse the data on the single polarization side including a lot of error data, The effect of the error correction code can be improved and the BER characteristics can be improved.
  • the transmission apparatus 1 does not divide data between a plurality of antennas after time interleaving processing and frequency interleaving processing, and performs inter-polarization interleaving processing.
  • the interleaved polarization interleaving process is performed.
  • the processing of the receiving device 2 is equivalent to processing the processing of the transmitting device 1 in the reverse direction, and is followed by OFDM demodulation processing, frequency deinterleaving processing, time deinterleaving processing, and MIMO detection processing after signal reception.
  • iterative demodulation / decoding such as turbo equalization processing is performed in the receiving apparatus 2
  • the decoding result is input to the MIMO detection unit 26 and the LLR calculation units 30-1 and 30-2, and the iterative processing is performed. May do.
  • the receiving device 2 arranges the time deinterleaving unit 25 before the MIMO detection unit 26, and the transmitting device 1 arranges the time interleaving unit 16 after the inter-polarization interleaving unit 15. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize the receiving apparatus 2 that performs iterative demodulation / decoding processing without increasing the circuit scale.
  • the transmission apparatus transmits a plurality of OFDM signals for each channel.
  • a case will be described in which transmission is performed using an antenna, and a reception apparatus receives a plurality of channels of OFDM signals using a plurality of reception antennas for each channel.
  • the number of channels is two will be described as an example, but the number of channels is not limited to two.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the transmission device 3 according to the second embodiment.
  • the transmission device 3 includes an error correction encoding unit 11, a bit interleaving unit 12, a data distribution unit 13, four mapping units 14 (14-1 to 14-4), a polarization, Interchannel interleaving unit 20, four time interleaving units 16 (16-1 to 16-4), four frequency interleaving units 17 (17-1 to 17-4), and first channel output processing unit 180 -1 and a second channel output processing unit 180-2, and four transmission antennas 19 (19-1 to 19-4) are connected to the transmission device 3.
  • the transmission device 3 may be configured by one or a plurality of semiconductor chips.
  • the error correction encoding unit 11 and the bit interleaving unit 12 perform the same processing as in the first embodiment on the transmission signals for two channels.
  • the data distribution unit 13 divides the data input from the bit interleaving unit 12 into four streams by a predetermined number and distributes the data to the mapping units 14-1 to 14-4. For example, data for one carrier symbol is distributed, that is, bits corresponding to odd-numbered carrier symbols are output to mapping sections 14-1 and 14-3, and bits corresponding to even-numbered carrier symbols are mapped to mapping section 14- 2 and 14-4.
  • the mapping unit 14 performs mapping on the IQ plane using the data input from the data distribution unit 13 as m bits / carrier symbols, generates carrier symbols subjected to carrier modulation according to the modulation scheme, and generates polarization / channels. Output to the interleaving unit 20.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 rearranges the order of carrier symbols input from the mapping units 14-1 to 14-4 between polarizations (between transmission antennas) and between channels, and performs interleaving processing for each transmission antenna 19
  • the generated data is generated and output to the time interleave units 16-1 to 16-4.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 performs first polarization transmission data for the first channel, second polarization transmission data for the first channel, and first polarization transmission for the second channel for each predetermined number of carrier symbols.
  • the data is classified into credit data and second polarization transmission data for the second channel.
  • a specific example of polarization / channel interleaving processing will be described later.
  • the time interleaving unit 16 generates interleaved data by rearranging the order of the carrier symbols input from the polarization / channel interleaving unit 20 in the time direction, and outputs the data to the frequency interleaving unit 17.
  • the frequency interleaving unit 17 generates interleaved data by rearranging the order of the carrier symbols input from the time interleaving unit 16 in the frequency direction, and outputs the data to the OFDM output processing unit 18. For example, an interleaving process is performed by the method used in ISDB-T, and interleaving is performed in the frequency direction for every 1 OFDM symbol.
  • the OFDM output processing unit 18 performs OFDM frame configuration processing, IFFT processing, and GI addition processing on each stream input from the frequency interleaving unit 17 as in the first embodiment.
  • the transmission apparatus 3 transmits the first channel OFDM signal from the transmission antennas 19-1 and 19-2, and transmits the second channel OFDM signal from the transmission antennas 19-3 and 19-4.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the receiving device 4 includes a first channel input processing unit 220-1, a second channel input processing unit 220-2, and two transmission path response calculation units 23 (23-1 and 23).
  • the reception device 4 includes four reception antennas 21 (21-1 to 21-4). Contact It is.
  • the receiving device 4 may be configured by one or a plurality of semiconductor chips.
  • the reception device 4 receives the OFDM signal of the first channel transmitted from the transmission antennas 19-1 and 19-2 of the transmission device 3 by the reception antennas 21-1 and 21-2, and receives the reception antennas 21-3 and 21-2. -4 receives the OFDM signal of the second channel transmitted from the transmission antennas 19-3 and 19-4 of the transmission apparatus 3. That is, 2 ⁇ 2 MIMO transmission corresponding to the number of channels is realized by the transmission device 3 and the reception device 4.
  • the OFDM input processing unit 22 performs GI removal processing, FFT processing, and pilot signal extraction processing on the OFDM signals received by the respective receiving antennas 21 as in the first embodiment.
  • the transmission line response calculation unit 23-1 For the received signal of the first channel processed by the first channel input processing unit 220-1, the transmission line response calculation unit 23-1, the frequency deinterleaving units 24-1 and 24-2, and the time deinterleaving unit 25. -1 and 25-2 and the MIMO detection unit 26-1 perform the same processing as in the first embodiment. Further, for the received signal of the second channel processed by the second channel input processing unit 220-2, the transmission line response calculating unit 23-2, the frequency deinterleaving units 24-3 and 24-4, and the time deinterleaving. The units 25-3 and 25-4 and the MIMO detection unit 26-2 perform the same processing as in the first embodiment.
  • the data polarization / inter-channel deinterleaving unit 41 performs deinterleaving processing between the polarization and the channel on the data input from the MIMO detection unit 26, and outputs the result to the LLR calculation unit 30.
  • the deinterleaving process between polarizations and between channels is a process for returning the data rearranged between polarizations and between channels by the polarization / interchannel interleaving unit 20 of the transmission apparatus 1 to the original order.
  • the noise variance calculation unit 28 calculates the average noise variance from each polarization signal input from the MIMO detection unit 26 and outputs the average noise variance to the noise variance polarization / interchannel deinterleaving unit 42.
  • the noise dispersion value polarization / inter-channel deinterleaving unit 42 performs deinterleaving processing between waves and channels on the noise dispersion corresponding to each polarization signal input from the noise dispersion calculating unit 28, and the LLR calculating unit 30. Output to.
  • the LLR calculation unit 30, the data integration unit 31, the bit deinterleaving unit 32, and the error correction code decoding unit 33 perform the same processing as in the first embodiment on the reception signals for two channels.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a first interleaving process example of the polarization / channel interleaving unit 20.
  • rearrangement is performed in units of carrier symbols for each OFDM carrier symbol corresponding to the number of transmission antennas according to a predetermined rule.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 inputs carrier symbols of carrier symbol numbers 0 to N ⁇ 1 from the mapping unit 14-1, and receives the carrier symbols from the mapping unit 14-2.
  • Carrier symbols of symbol numbers N to 2N-1 are input, carrier symbols of carrier symbol numbers 2N to 3N-1 are input from mapping unit 14-3, and carrier symbols of carrier symbol numbers 3N to 4N-1 are input from mapping unit 14-4. Enter the carrier symbol.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 associates the position of the carrier symbol before rearrangement with the position of the carrier symbol after rearrangement according to a predetermined rule for the OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas. (Rule table) may be provided in advance. In this case, polarization / channel interleaving section 20 receives carrier symbols of carrier symbol numbers 0 to N-1 from mapping section 14-1, and receives carrier symbol numbers of carrier symbol numbers N to 2N-1 from mapping section 14-2.
  • the symbols are input, the carrier symbols of the carrier symbol numbers 2N to 3N-1 are input from the mapping unit 14-3, the carrier symbols of the carrier symbol numbers 3N to 4N-1 are input from the mapping unit 14-4, and a total of 4N For each carrier symbol, sort by referring to the rule table.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a second interleaving process example of the polarization / channel interleaving unit 20.
  • each OFDM carrier symbol for the number of transmission antennas is rearranged in units of carrier symbols according to a predetermined rule, whereas in the second example, a predetermined rule for each OFDM carrier symbol for the number of transmission antennas. Accordingly, the I data arranged on the I axis coordinate of the IQ plane and the Q data arranged on the Q axis coordinate of the IQ plane are rearranged.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 inputs carrier symbols of carrier symbol numbers 0 to N ⁇ 1 from the mapping unit 14-1, and the I data and Q
  • the data is decomposed into IQ data of data numbers 0 to 2N ⁇ 1
  • the carrier symbols of carrier symbol numbers N to 2N ⁇ 1 are input from the mapping unit 14-2, and are decomposed into I data and Q data to be data number 2N To 4N-1
  • carrier symbols of carrier symbol numbers 2N to 3N-1 are input from the mapping unit 14-3, and decomposed into I data and Q data to obtain IQ data of data numbers 4N to 6N-1.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 associates the position of IQ data before rearrangement and the position of IQ data after rearrangement according to a predetermined rule for OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas. (Rule table) may be provided in advance.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 receives the carrier symbols of the carrier symbol numbers 0 to N-1 from the mapping unit 14-1, decomposes them into I data and Q data, and data numbers 0 to 2N-1
  • the carrier symbol of the carrier symbol numbers N to 2N-1 is input from the mapping unit 14-2 and decomposed into I data and Q data to obtain IQ data of the data numbers 2N to 4N-1
  • the mapping unit 14 -3 carrier symbols of carrier symbol numbers 2N to 3N-1 are input and decomposed into I data and Q data to form IQ data of data numbers 4N to 6N-1
  • carrier symbol numbers 3N to 3N to 4N-1 carrier symbols are input and decomposed into I data and Q data, and IQ data of data numbers 6N to 8N-1 Data to. And it sorts with reference to a rule table for every IQ data of a total of 8N.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 randomly associates the position of the carrier symbol before rearrangement and the position of the carrier symbol after rearrangement with respect to the OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas.
  • a table is provided in advance.
  • Polarization / channel interleaving section 20 receives carrier symbols having carrier symbol numbers 0 to N-1 from mapping section 14-1 and carrier symbols having carrier symbol numbers N to 2N-1 from mapping section 14-2.
  • the carrier symbols of carrier symbol numbers 2N to 3N-1 are input from the mapping unit 14-3, the carrier symbols of carrier symbol numbers 3N to 4N-1 are input from the mapping unit 14-4, and a total of 4N carriers Sort by symbol by referring to the irregular table.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 randomly associates the position of IQ data before rearrangement and the position of IQ data after rearrangement with respect to OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas.
  • a table (irregular table).
  • Polarization / channel interleaving section 20 receives carrier symbols of carrier symbol numbers 0 to N-1 from mapping section 14-1 and decomposes them into I data and Q data to obtain IQ data of data numbers 0 to 2N-1.
  • the carrier symbols of the carrier symbol numbers N to 2N-1 are input from the mapping unit 14-2 and decomposed into I data and Q data to obtain IQ data of the data numbers 2N to 4N-1, and from the mapping unit 14-3
  • Carrier symbols of carrier symbol numbers 2N to 3N-1 are input, decomposed into I data and Q data, and converted to IQ data of data numbers 4N to 6N-1, and carrier symbol numbers 3N to 4N-1 are transmitted from mapping section 14-4.
  • the carrier symbol is input and decomposed into I data and Q data to obtain IQ data of data numbers 6N to 8N-1.Then, the data is rearranged with reference to the irregular table for every IQ data of 8N in total. After interleaving, a new carrier symbol (I, Q data pair) is formed.
  • the inter-polarization / channel interleaving unit 20 rearranges the OFDM carrier symbols for the number of transmission antennas in units of carrier symbols or IQ data, but an arbitrary number of carrier symbols. You may rearrange for every carrier symbol unit or IQ data unit.
  • the polarization / channel interleaving unit 20 may rearrange only one of the I data and the Q data when rearranging the carrier symbols in units of IQ data in the second example or the fourth example described above. Good.
  • the data polarization / channel deinterleaving unit 41 rearranges the data separated by MIMO by the MIMO detection unit 26 in the reverse direction to the polarization / channel interleaving unit 20 and restores the original order.
  • the data polarization / channel interleaving unit 41 stores data in one row (2q) in the row direction. After writing, read one column (p) at a time in the column direction.
  • the data polarization / channel interleaving unit 41 stores data one row (4q) at a time in the row direction. After writing, read one column (p) at a time in the column direction.
  • the data polarization / channel deinterleaving unit 41 rearranges the table. Sort by referring to the table with the front and rear positions interchanged.
  • the data polarization / interchannel deinterleaving unit 41 when the polarization / interchannel interleaving unit 20 rearranges only one of the I data and the Q data in the second example or the fourth example described above, Only one of odd-numbered data and even-numbered data is rearranged.
  • the data polarization / channel deinterleaving unit 41 is the MIMO detection unit 26 when the polarization / channel interleaving unit 20 performs the polarization / channel interleaving process according to the second or fourth example described above. After de-interleaving processing between polarization and channel for data separated by MIMO, adjacent data is set as I data arranged on the I-axis coordinate of the IQ plane and Q data arranged on the Q-axis coordinate. A carrier symbol is generated.
  • the noise dispersion polarization / interchannel deinterleave unit 42 reverses the noise dispersion input from the noise dispersion calculation unit 28 to the polarization / interchannel interleave unit 20. Sort by direction.
  • the transmission device 3 uses the polarization / channel interleaving unit 20 to rearrange the order of carrier symbols for a plurality of channels between polarizations and between channels, and generates interleaved data for each transmission antenna 19. , Transmit OFDM signals of multiple channels.
  • the receiving device 4 receives a plurality of channels of OFDM signals, and is interleaved by the transmitting device 3 by the data polarization / interchannel deinterleave unit 41 and the noise dispersion polarization / interchannel deinterleave unit 42. Channel data is deinterleaved between polarizations and between channels.
  • the transmission device 3 and the reception device 4 of the second embodiment when performing bulk transmission using a plurality of channels, similarly to the first embodiment, there is a reception level difference between polarized waves. Even in this case, it is possible to disperse data on the one-polarization side including a lot of error data. Furthermore, even when the same channel interference occurs in only one channel, it is possible to disperse the data on the one channel side containing a lot of error data. As a result, the effect of the error correction code can be improved and the BER characteristics can be improved.
  • the receiving device 4 has a time deinterleaving unit 25 arranged before the MIMO detecting unit 26, and the transmitting device 3 has a time interleaving unit 16 arranged after the polarization / interchannel interleaving unit 20. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize the receiving device 4 that performs iterative demodulation / decoding processing without increasing the circuit scale.
  • the case where the error correction encoding unit 11 of the transmission apparatus 1 employs an LDPC code as an inner code has been described.
  • the calculation unit 28, the noise dispersion value inter-polarization deinterleaving unit 29, and the LLR calculation unit 30 may not be provided.
  • the case where the transmitting apparatus and the receiving apparatus according to the present invention are applied to 2 ⁇ 2 MIMO transmission has been described.
  • the present invention can also be applied to 2 ⁇ 4 or 4 ⁇ 4 MIMO transmission. Of course.
  • the present invention is useful for a MIMO system that performs SDM-MIMO transmission.

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Abstract

　ＭＩＭＯシステムにおいてＢＥＲ特性を改善する。　送信装置１は、送信アンテナごとに分配されたデータをＩＱ平面へマッピングしてキャリアシンボルを生成し、複数のキャリアシンボルを複数の送信アンテナ間でインターリーブ処理した偏波間インターリーブデータを時間方向にインターリーブ処理し、ＯＦＤＭ信号を生成する。受信装置２は、ＯＦＤＭ信号の複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離し、ＭＩＭＯ分離された複数のデータを複数の受信アンテナ間でデインターリーブ処理してキャリアシンボルを生成する。

Description

送信装置、受信装置、及び半導体チップ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年２月１０日に出願された日本国特許出願２０１５－２４６５５号及び２０１５年６月２９日に出願された日本国特許出願２０１５－１２９９６８号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
　本発明は、異なる複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送を行う送信装置及び受信装置であって、特にＭＩＭＯシステムにおける複数アンテナ間でインターリーブを行う送信装置、複数アンテナ間でデインターリーブを行う受信装置、及びそれら搭載される半導体チップに関するものである。
　近年、無線によるデータ伝送容量を拡大するための手法として、複数の送受信アンテナを用いるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムが提案されている。ＭＩＭＯを用いる伝送システムでは、空間分割多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）や、時空間符号（ＳＴＣ：Space Time Codes）が行われる。ＭＩＭＯシステムの実現例としては、水平偏波及び垂直偏波の両偏波を同時に用いる偏波ＭＩＭＯ方式などが提案されている。
　複数の送受信アンテナを用いたＭＩＭＯ伝送における、放送サービスを想定した実際の伝搬路では、反射特性の違いなどから片方の受信アンテナのみ受信レベルが大きく落ち込むことがある。ＳＤＭ伝送では複数アンテナによりそれぞれ別々のストリームを伝送するため、片方の受信レベル低下によるビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）特性の劣化によって、系全体のＢＥＲ特性も大きく劣化する。
　日本の地上デジタル放送方式であるＩＳＤＢ－Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial）方式では、誤り訂正の効率を上げるために、送信データの順序を並べ替える、ビットインターリーブ、時間インターリーブ、及び周波数インターリーブが採用されている（例えば、非特許文献１参照）。また、ＩＥＥＥ８０２．１１のインターリーブをＭＩＭＯシステムに拡張し、１つのストリームをビット単位で複数の送信機に振り分け、各送信機単位でビットインターリーブを行う技法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００８－５０５５５８号公報
「地上デジタルテレビジョンの伝送方式」、ＡＲＩＢ　ＳＴＤ－Ｂ３１、社団法人電波産業会
　複数アンテナ（例えば２つ）を用いてそれぞれ別々のストリームを伝送するＳＤＭ－ＭＩＭＯ伝送において、アンテナ１の受信レベルをＲ１、アンテナ２の受信レベルをＲ２、アンテナ１のビット誤り率をＢＥＲ１、アンテナ２のビット誤り率をＢＥＲ２とすると、両アンテナを用いたＭＩＭＯ伝送システム全体の受信レベルＲ、及びビット誤り率ＢＥＲは、それぞれの平均を取って、次式（１）（２）のように表すことができる。
　Ｒ＝（Ｒ１＋Ｒ２）／２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
　ＢＥＲ＝（ＢＥＲ１＋ＢＥＲ２）／２　　　　　　　　　　　　　（２）
　実際に野外で行うＳＤＭ－ＭＩＭＯ伝送では、各アンテナから発射される電波の伝搬路特性の違いなどから、場所によってはアンテナ間に大きなレベル差が生じる。伝搬路によってのみ受信レベルが下がりビット誤り率が劣化した場合、上式より系全体のビット誤り率も劣化する。図１５では、アンテナそれぞれのＢＥＲ特性を実線で示し、合成後のＢＥＲ特性を破線で示している。これより、合成後のＢＥＲ特性が劣化することが分かる。したがって、複数アンテナを用いたＳＤＭ－ＭＩＭＯ伝送では、アンテナ間のレベル差に起因するＢＥＲ特性の劣化によって、安定して受信できない、受信可能エリアが狭くなる、といった課題があった。
　本発明の目的は、上記問題を解決するため、ＳＤＭ－ＭＩＭＯ伝送を行うＭＩＭＯシステムにおいて、ＢＥＲ特性を改善することが可能な送信装置、受信装置、及び半導体チップを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、複数の送信アンテナにより送信されるＯＦＤＭ信号を生成する送信装置であって、前記送信アンテナごとにデータを分配するデータ分配部と、前記データ分配部により分配されたデータをＩＱ平面へマッピングし、それぞれキャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、複数の前記キャリアシンボルを前記複数の送信アンテナ間でインターリーブ処理した偏波間インターリーブデータを生成する偏波間インターリーブ部と、前記送信アンテナごとに、前記偏波間インターリーブデータをそれぞれ時間方向にインターリーブ処理した時間インターリーブデータを生成する時間インターリーブ部と、前記時間インターリーブデータに対してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ出力処理部と、を備える。
　また、上記課題を解決するため、本発明に係る受信装置は、複数の受信アンテナにより受信されるＯＦＤＭ信号を復調する受信装置であって、前記ＯＦＤＭ信号を復調し、複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ入力処理部と、前記受信アンテナごとに、前記複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータを生成する時間デインターリーブ部と、前記時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離するＭＩＭＯ検出部と、前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間でデインターリーブ処理してキャリアシンボルを生成するデータ偏波間デインターリーブ部と、を備える。
　また、上記課題を解決するため、本発明に係る半導体チップは、複数の送信アンテナにより送信されるＯＦＤＭ信号を生成する半導体チップであって、前記送信アンテナごとにデータを分配するデータ分配部と、前記データ分配部により分配されたデータをＩＱ平面へマッピングし、それぞれキャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、複数の前記キャリアシンボルを前記複数の送信アンテナ間でインターリーブ処理した偏波間インターリーブデータを生成する偏波間インターリーブ部と、前記送信アンテナごとに、前記偏波間インターリーブデータをそれぞれ時間方向にインターリーブ処理した時間インターリーブデータを生成する時間インターリーブ部と、前記時間インターリーブデータに対してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ出力処理部と、を備える。
　また、上記課題を解決するため、本発明に係る半導体チップは、複数の受信アンテナにより受信されるＯＦＤＭ信号を復調する半導体チップであって、前記ＯＦＤＭ信号を復調し、複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ入力処理部と、前記受信アンテナごとに、前記複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータを生成する時間デインターリーブ部と、前記時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離するＭＩＭＯ検出部と、前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間で所定の規則に従って並べ替えた後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成するデータ偏波間デインターリーブ部と、を備える。
　本発明によれば、ＳＤＭ－ＭＩＭＯ伝送を行うＭＩＭＯシステムにおいて偏波間でインターリーブ処理を行うことにより、ＢＥＲ特性を改善することができる。これにより、受信可能エリアの拡大や安定受信化を図ることができる。
本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る受信装置における雑音分散算出部の処理を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る送信装置における偏波間インターリーブ部の第１の処理例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る送信装置における偏波間インターリーブ部の第２の処理例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部のセグメント間インターリーブ部の第１の処理例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部のデータローテーション部の処理を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部のデータランダマイズ部の処理を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る送信装置における周波数インターリーブ部のセグメント間インターリーブ部の第２の処理例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る送信装置における偏波間インターリーブ部の第１の処理例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る送信装置における偏波間インターリーブ部の第２の処理例を説明する図である。 受信レベル差に起因するビット誤り率特性の劣化を示す図である。
　一般に誤り訂正符号は、データが連続的に誤ると訂正が効きにくい。そのため、送信装置ではデータをインターリーブ処理し、受信装置では受信したデータをデインターリーブ処理して元のデータに戻すことで、誤りデータを全体に分散させ、誤り訂正能力を向上させている。日本のデジタル放送方式であるＩＳＤＢ－Ｔでは、ビットインターリーブ処理、周波数インターリーブ処理、時間インターリーブ処理をそれぞれ行うことで、様々な条件下で最適のパフォーマンスを実現するように設計されている。本発明では、これらのインターリーブに加えて送信アンテナ間のインターリーブ処理を行うことで、送信アンテナ間のレベル差等に起因する誤りデータを送信アンテナ間に分散させ、ＭＩＭＯシステム全体の伝送特性を改善する。以下、複数アンテナを用いたＭＩＭＯの一例として、偏波間の直交性を利用した偏波ＭＩＭＯを具体例にとり説明する。ただし、本発明は、偏波ＭＩＭＯ伝送のみならず、一般的なＳＤＭ-ＭＩＭＯ伝送に対しても有効である。
＜第１の実施形態＞
　第１の実施形態では、送信アンテナ数が２、受信アンテナ数が２の２×２ＭＩＭＯを例に説明するが、アンテナ数はこれに限定されるものではない。
［送信装置］
　まず、本発明の第１の実施形態に係る送信装置について説明する。送信装置は、複数の送信アンテナからそれぞれ異なる偏波を用いてＯＦＤＭ信号を送信する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、送信装置１は、誤り訂正符号化部１１と、ビットインターリーブ部１２と、データ分配部（アンテナストリームデマルチプレクサ）１３と、２つのマッピング部１４（１４－１及び１４－２）と、偏波間インターリーブ部（ＭＩＭＯプリコーダ）１５と、２つの時間インターリーブ部１６（１６－１及び１６－２）と、２つの周波数インターリーブ部１７（１７－１及び１７－２）と、２つのＯＦＤＭ出力処理部１８（１８－１及び１８－２）とを備え、送信装置１には２つの送信アンテナ１９（１９－１及び１９－２）が接続される。送信装置１は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。
　誤り訂正符号化部１１は、受信側で伝送誤りを訂正可能とするために、入力される送信信号を誤り訂正符号化し、ビットインターリーブ部１２に出力する。誤り訂正は、例えば外符号としてＢＣＨ符号を用い、内符号としてＬＤＰＣ(Low Density Parity Check)符号を用いる。
　ビットインターリーブ部１２は、誤り訂正符号の性能を高めるために、誤り訂正符号化部１１より出力された送信信号をビット単位でインターリーブし、データ分配部１３に出力する。誤り訂正に外符号としてＬＤＰＣ符号を用いる場合、ビットインターリーブ方法はＤＶＢ－Ｃ２で用いられている方法などで効果があることが知られている。ＤＶＢ－Ｃ２のビットインターリーブ方法については、ETSI EN 302 769 V1.2.1(p.32)や、http://www.dvb.org/technology/dvbc2/を参照されたい。
　データ分配部１３は、ビットインターリーブ部１２から入力されるデータを所定数ずつ、マッピング部１４－１及びマッピング部１４－２に分配する。これにより、送信信号はアンテナ数分に分割される。例えば、１キャリアシンボル分のデータずつ分配する、すなわち奇数番目のキャリアシンボルに該当するビットを送信アンテナ１９－１用のマッピング部１４－１に出力し、偶数番目のキャリアシンボルに該当するビットを送信アンテナ１９－２用のマッピング部１４－２に出力する。
　マッピング部１４は、データ分配部１３から入力されるデータをｍビット／キャリアシンボルとしてＩＱ平面へのマッピングを行い、変調方式に応じたキャリア変調が施されたキャリアシンボルを生成し、偏波間インターリーブ部１５に出力する。
　偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４－１及び１４－２から入力されるキャリアシンボルの順序を、偏波間（送信アンテナ間）で並べ替えて送信アンテナ１９ごとにインターリーブ処理されたデータを生成し、時間インターリーブ部１６－１及び１６－２に出力する。偏波間インターリーブ処理の具体例は後述する。
　時間インターリーブ部１６は、偏波間インターリーブ部１５から入力されるキャリアシンボルの順序を時間方向に並べ替えてインターリーブ処理されたデータを生成し、周波数インターリーブ部１７に出力する。
　周波数インターリーブ部１７は、時間インターリーブ部１６から入力されるキャリアシンボルの順序を周波数方向に並べ替えてインターリーブ処理されたデータを生成し、ＯＦＤＭ出力処理部１８に出力する。例えばＩＳＤＢ－Ｔで行われている方法でインターリーブ処理を行い、１ ＯＦＤＭシンボルごとに、周波数方向にインターリーブする。周波数インターリーブ処理の具体例は後述する。
　ＯＦＤＭ出力処理部１８は、各周波数インターリーブ部１７から入力されるインターリーブ処理されたデータに対して、ＯＦＤＭフレームを構成し、送信アンテナ１９を介してＯＦＤＭ信号を送信する。ＯＦＤＭ出力処理部１８－１は、第１偏波用の送信データについての処理を行い、ＯＦＤＭ出力処理部１８－２は、第２偏波用の送信データについての処理を行う。第１偏波及び第２偏波は、水平偏波及び垂直偏波や、右旋円偏波及び左旋円偏波など、２種類の分離可能な偏波とする。各ＯＦＤＭ出力処理部１８は、ＯＦＤＭフレーム構成部１８１と、ＩＦＦＴ部１８２と、ＧＩ付加部１８３とを備える。
　ＯＦＤＭフレーム構成部１８１は、各周波数インターリーブ部１７から入力される信号にパイロット信号（ＳＰ信号、ＣＰ信号）、制御情報を示すＴＭＣＣ信号、及び付加情報を示すＡＣ信号を挿入し、全キャリアを１ ＯＦＤＭシンボルとして、所定数のＯＦＤＭシンボルのブロックでＯＦＤＭフレームを構成する。
　ＩＦＦＴ部１８２は、各ＯＦＤＭフレーム構成部１８１から入力されるＯＦＤＭシンボルに対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を施して時間領域の有効シンボル信号を生成する。
　ＧＩ付加部１８３は、各ＩＦＦＴ部１８２から入力される有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入し、直交変調処理及びＤ／Ａ変換を施したＯＦＤＭ信号を、送信アンテナ１９を介して外部に送信する。
　送信アンテナ１９は、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナ、又は右旋円偏波用アンテナ及び左旋円偏波用アンテナである。
［受信装置］
　次に、本発明の第１の実施形態に係る受信装置について説明する。受信装置は、上述した送信装置１から送信されるＯＦＤＭ信号を、複数の受信アンテナにより受信して復調する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、受信装置２は、２つのＯＦＤＭ入力処理部２２（２２－１及び２２－２）と、伝送路応答算出部２３と、２つの周波数デインターリーブ部２４（２４－１及び２４－２）と、２つの時間デインターリーブ部２５（２５－１及び２５－２）と、ＭＩＭＯ検出部２６と、データ偏波間デインターリーブ部２７と、雑音分散算出部２８と、雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９と、２つのＬＬＲ（Log Likelihood Ratio:対数尤度比）算出部３０（３０－１及び３０－２）と、データ統合部３１と、ビットデインターリーブ部３２と、誤り訂正符号復号部３３とを備え、受信装置２には２つの受信アンテナ２１（２１－１及び２１－２）が接続される。なお、受信装置２は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。
　受信アンテナ２１は、水平偏波用アンテナ及び垂直偏波用アンテナ、又は右旋円偏波用アンテナ及び左旋円偏波用アンテナである。
　ＯＦＤＭ入力処理部２２は、送信装置１から送信されるＯＦＤＭ信号を、受信アンテナ２１を介して受信し、復調する。各ＯＦＤＭ入力処理部２２は、ＧＩ除去部２２１と、ＦＦＴ部２２２と、パイロット信号抽出部２２３とを備える。
　ＧＩ除去部２２１は、受信したＯＦＤＭ信号を直交復調処理してベースバンド信号を生成し、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号を生成する。そして、ＧＩ除去部２２１は、ガードインターバルを除去して有効シンボル信号を抽出し、ＦＦＴ部２２２に出力する。
　ＦＦＴ部２２２は、ＧＩ除去部２２１から入力される有効シンボル信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を施して複素ベースバンド信号を生成し、パイロット信号抽出部２２３及び周波数デインターリーブ部２４に出力する。
　パイロット信号抽出部２２３は、ＦＦＴ部２２２から入力される複素ベースバンド信号からパイロット信号（ＳＰ信号、ＣＰ信号）を抽出し、伝送路応答算出部２３に出力する。
　伝送路応答算出部２３は、パイロット信号抽出部２２３から入力されるパイロット信号を用いて伝送路応答を算出し、ＭＩＭＯ検出部２６に出力する。
　周波数デインターリーブ部２４は、ＯＦＤＭ入力処理部２２から入力される複素ベースバンド信号に対し、周波数方向にデインターリーブ処理を行う。周波数方向のデインターリーブ処理とは、送信装置１の周波数インターリーブ部１７により周波数方向に並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
　時間デインターリーブ部２５は、周波数デインターリーブ部２４から入力されるデータに対し、時間方向にデインターリーブ処理を行う。時間方向のデインターリーブ処理とは、送信装置１の時間インターリーブ部１６により時間方向に並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
　ＭＩＭＯ検出部２６は、時間デインターリーブ部２５から入力されるベースバンド信号を、伝送路応答算出部２３から入力される伝送路応答を用いて、ＺＦ（Zero Forcing）、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared Error）、ＢＬＡＳＴ（Bell Laboratories Layered Space-Time）、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）などの既知の手法により、送信装置１から送信される２つの偏波信号の波形等化及びＭＩＭＯ分離を行い、データ偏波間デインターリーブ部２７及び雑音分散算出部２８に出力する。
　データ偏波間デインターリーブ部２７は、ＭＩＭＯ検出部２６から入力されるデータに対し、偏波間（受信アンテナ間）でデインターリーブ処理を行い、ＬＬＲ算出部３０に出力する。偏波間のデインターリーブ処理とは、送信装置１の偏波間インターリーブ部１５により偏波間で並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
　雑音分散算出部２８は、ＭＩＭＯ検出部２６から入力される各偏波信号から平均雑音分散を求め、雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９に出力する。雑音分散σ２は、キャリアシンボルが本来あるべきＩＱ座標上のシンボル点と実際に観測したキャリアシンボルのシンボル点Ｐとのずれを意味し、例えば変調誤差比を求めて逆数を取ることで得られる。
　図３は、雑音分散算出部２８の処理を説明する図である。雑音分散の算出方法は幾つか存在するが、図３に示すように、シンボル点Ｐの雑音分散を算出する際には、多値変調（図３の例では６４ＱＡＭ）されているデータシンボルから求めるよりも、ＡＣシンボル及び／又はＴＭＣＣシンボルから求めるほうが、誤って認識される確率が低い。そこで、雑音分散算出部２８は、ＡＣシンボル及び／又はＴＭＣＣシンボルを用いて、ＯＦＤＭキャリアシンボル全体の平均雑音分散を算出するのが好適である。
　伝送路にマルチパスが存在する場合は、各ＯＦＤＭキャリアで電力が異なるため雑音分散にばらつきが生じる。雑音分散σ２は、各キャリアシンボルを構成するビット単位の対数尤度比（ＬＬＲ）を求めるために必要であり、キャリア毎の雑音分散をなるべく正確に算出することがＬＤＰＣ復号の性能を決める。そこで、伝送路応答から求まるウェイト行列を利用し、帯域全体の平均雑音分散に対して各キャリアで重み付けを行って雑音分散を定める。各キャリアにおけるウェイト行列は、伝送路応答行列Ｈとして（ＨＨＨ）－１と表せることが知られている。各キャリアのウェイト成分は、この対角成分で表せる。これを全キャリアで正規化し、帯域全体の平均雑音分散に乗算することで重み付けを行う。各キャリアの信号対電力の情報（＝Ｃ／Ｎ）を尤度計算に乗算する復号法については、例えば、中原、「マルチパス伝送路における６４ＱＡＭ－ＯＦＤＭ信号の軟判定復号法の検討」、ITE Technical Report vol.22、no.34、PP1-6、Jun.1998を参照されたい。ウェイト行列の算出等の詳細は、例えば、大鐘・小川、「わかりやすいＭＩＭＯシステム技術」、オーム社、ｐ.101を参照されたい。
　雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９は、雑音分散算出部２８から入力される各偏波信号に対応する雑音分散に対し、デインターリーブ処理（送信装置１の偏波間インターリーブ部１５と逆の並べ替え処理）を行い、ＬＬＲ算出部３０に出力する。ＬＬＲの算出に必要な雑音分散値も同様にデインターリーブ処理することにより、複数アンテナ間の伝送路の違いに起因する異なる雑音分散値をＬＬＲに反映させることができる。その結果、ＬＬＲ算出部３０にてより正確なＬＬＲを算出することができ、誤り訂正符号復号部３３での改善効果を発揮することができる。
　ＬＬＲ算出部３０は、データ偏波間デインターリーブ部２７から入力されるデインターリーブ処理されたデータと、該データに対応する雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９から入力される雑音分散σ２とを用いてＬＬＲを算出し、データ統合部３１に出力する。例えば、ＢＰＳＫ変調でのＬＬＲは、観測した値をｙとして、２値（ｘ＝０，１）それぞれの確率Ｐ（＝尤度関数）はガウス分布となるため、次式（３）で表される。詳細は、例えば、和田山、「低密度パリティ検査符号とその復号法」、トリケップスを参照されたい。
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　データ統合部３１は、各ＬＬＲ算出部３０（３０－１及び３０－２）により算出された各ビットに対応するＬＬＲを統合し（送信装置１のデータ分配部１３と逆の処理）、ビットデインターリーブ部３２に出力する。
　ビットデインターリーブ部３２は、データ統合部３１から入力される各ビットに対応するＬＬＲに対し、デインターリーブ処理を行う。このデインターリーブ処理は、送信装置１のビットインターリーブ部１２により並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
　誤り訂正符号復号部３３は、ビットデインターリーブ部３２から入力されるＬＬＲを用いてＬＤＰＣ復号を行い、さらにＢＣＨ復号を行うことで、送信装置１から送信された信号を復号する。
　なお、送信装置１は、時間インターリーブ部１６と周波数インターリーブ部１７の処理順を逆にして、周波数インターリーブ部１７の処理を行った後に、時間インターリーブ部１６の処理を行うようにしてもよい。その場合には、受信装置２も同様に、周波数デインターリーブ部２４と時間デインターリーブ部２５の処理順を逆にして、時間デインターリーブ部２５の処理を行った後に、周波数デインターリーブ部２４の処理を行う。
　また、送信装置１は、偏波間インターリーブ処理及び周波数インターリーブ処理を同時に行い、その後時間インターリーブ処理を行うようにしてもよい。その場合には、受信装置２も同様に、時間デインターリーブ処理を行った後、偏波間デインターリーブ処理及び周波数デインターリーブ処理を同時に行う。
［偏波間インターリーブ部］
　次に、偏波間インターリーブ部１５の処理の詳細について説明する。なお、インターリーブ処理によるデータの並べ替え順は以下の例に限られるものではない。
［偏波間インターリーブ処理の第１の例］
　図４は、偏波間インターリーブ部１５の第１のインターリーブ処理例を説明する図である。第１の例では、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従ってキャリアシンボル単位で並べ替える。ＯＦＤＭキャリアシンボルのキャリアシンボル数をＮとすると、偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力する。第１の例では、偏波間インターリーブ部１５は、キャリアシンボルを行方向に１行（ｐ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｑ個）ずつ読み出す。ｐ×ｑ＝２Ｎである。
　同様に、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のキャリアシンボルの位置と並べ替え後のキャリアシンボルの位置とを所定の規則に従って対応付けたテーブル（規則テーブル）を予め有してもよい。この場合、偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、計２Ｎのキャリアシンボルごとに、規則テーブルを参照して並べ替える。
［偏波間インターリーブ処理の第２の例］
　次に、偏波間インターリーブ処理の第２の例について説明する。図５は、偏波間インターリーブ部１５の第２のインターリーブ処理例を説明する図である。第１の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従ってキャリアシンボル単位で並べ替えたのに対し、第２の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従って、ＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるデータ（以下、「Ｉデータ」と称する）及びＩＱ平面のＱ軸座標上に配置されるデータ（以下、「Ｑデータ」と称する）単位で並べ替える点が相違する。
　つまり第２の例では、偏波間インターリーブ部１５は、キャリアシンボル数をＮとすると、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０～２Ｎ－１のＩデータ又はＱデータ（以下、「ＩＱデータ」と称する）とする。同様に、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ～４Ｎ－１のＩＱデータとする。そして、ＩＱデータを行方向に１行（ｐ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（２ｑ個）ずつ読み出す。インターリーブ後は、新たなキャリアシンボル（Ｉ，Ｑデータの対）を構成する。ｐ×２ｑ＝４Ｎである。
　同様に、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のＩＱデータの位置と並べ替え後のＩＱデータの位置とを所定の規則に従って対応付けたテーブル（規則テーブル）を予め有してもよい。この場合、偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０～２Ｎ－１のＩＱデータとする。同様に、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ～４Ｎ－１のＩＱデータとする。そして、計４ＮのＩＱデータごとに、規則テーブルを参照して並べ替える。
［偏波間インターリーブ処理の第３の例］
　次に、偏波間インターリーブ処理の第３の例について説明する。第３の例では、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のキャリアシンボルの位置と並べ替え後のキャリアシンボルの位置とをランダムに対応付けたテーブル（不規則テーブル）を予め有する。偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、計２Ｎのキャリアシンボルごとに、不規則テーブルを参照して並べ替える。
［偏波間インターリーブ処理の第４の例］
　次に、偏波間インターリーブ処理の第４の例について説明する。第３の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、キャリアシンボル単位で不規則に並べ替えたのに対し、第４の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、ＩＱデータ単位で不規則に並べ替える点が相違する。
　つまり第４の例では、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のＩＱデータの位置と並べ替え後のＩＱデータの位置とをランダムに対応付けたテーブル（不規則テーブル）を予め有する。偏波間インターリーブ部１５は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０～２Ｎ－１のＩＱデータとする。同様に、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ～４Ｎ－１のＩＱデータとする。そして、計４ＮのＩＱデータごとに、不規則テーブルを参照して並べ替える。インターリーブ後は、新たなキャリアシンボル（Ｉ，Ｑデータの対）を構成する。
　なお、偏波間インターリーブ処理の第３の例及び第４の例では、一度の処理で周期性を排除でき、かつＢＥＲ特性も良いが、テーブルを有する必要があり、また所定の規則に従って処理を行うことができないため、ハードウェアに実装した場合の負荷が大きくなる。
　なお、上述した偏波間インターリーブ処理の例では、偏波間インターリーブ部１５は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとにキャリアシンボル単位又はＩＱデータ単位で並べ替えるが、任意の数のキャリアシンボルごとにキャリアシンボル単位又はＩＱデータ単位で並べ替えてもよい。
　また、偏波間インターリーブ部１５は、上述した第２の例又は第４の例においてキャリアシンボルをＩＱデータ単位で並べ替える場合には、Ｉデータ及びＱデータの一方のみを並べ替えてもよい。
　一方、データ偏波間デインターリーブ部２７は、ＭＩＭＯ検出部２６によりＭＩＭＯ分離されたデータを、偏波間インターリーブ部１５と逆方向に並び替えて元の順序に戻すものである。例えば、偏波間インターリーブ部１５が上述した第１の例のインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波間デインターリーブ部２７は、データを行方向に１行（ｑ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｐ個）ずつ読み出す。また、偏波間インターリーブ部１５が上述した第２の例のインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波間デインターリーブ部２７は、データを行方向に１行（２ｑ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｐ個）ずつ読み出す。また、偏波間インターリーブ部１５が上述したテーブル（規則テーブル又は不規則テーブル）を用いてインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波間デインターリーブ部２７は、該テーブルの並べ替え前後の位置を入れ換えたテーブルを参照して並べ替える。
　なお、データ偏波間デインターリーブ部２７は、偏波間インターリーブ部１５が上述した第２の例又は第４の例においてＩデータ及びＱデータの一方のみを並べ替える場合には、奇数番目のデータ及び偶数番目のデータの一方のみを並べ替える。
　データ偏波間デインターリーブ部２７は、偏波間インターリーブ部１５が上述した第２の例又は第４の例により偏波間インターリーブ処理を行う場合には、ＭＩＭＯ検出部２６によりＭＩＭＯ分離されたデータに対し、偏波間でデインターリーブ処理した後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成することとなる。
　雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９は、データ偏波間デインターリーブ部２７と同様に、雑音分散算出部２８から入力される雑音分散を偏波間インターリーブ部１５と逆方向に並び替える。
［周波数インターリーブ部］
　次に、周波数インターリーブ部１７の処理の詳細について説明する。なお、周波数デインターリーブ部２４は、周波数インターリーブ部１７と逆方向にデータを並び替えて元の順序に戻すものであるため、説明を省略する。図６は、周波数インターリーブ部１７の構成例を示すブロック図である。周波数インターリーブ部１７は、セグメント間インターリーブ部１７１と、データローテーション部１７２と、データランダマイズ部１７３とを備える。ただし、偏波間インターリーブ部１５が実質的にセグメント間インターリーブ部１７１の処理も兼ねているため、セグメント間インターリーブ部１７１は省略してもよい。
［周波数インターリーブ処理の第１の例］
　偏波間インターリーブ部１５の偏波間インターリーブ処理が上述した第１又は第３の例である場合の周波数インターリーブ部１７の処理を、周波数インターリーブ処理の第１の例として説明する。
　図７は、セグメント間インターリーブ部１７１の処理を説明する図であり、図７（ａ）はインターリーブ前のシンボル配置を表し、図７（ｂ）はインターリーブ後のシンボル配置を表す。セグメント間インターリーブ部１７１は、時間インターリーブ部１６から入力されるキャリアシンボルを、１ ＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、セグメント間で周波数方向にインターリーブ処理する。図７に示す例では、１ ＯＦＤＭキャリアシンボル内のセグメント数をｎ（ＩＳＤＢ－Ｔ方式では、ｎ＝１３）とし、１セグメントあたりのキャリアシンボル数を３８４としている。なお、並び替え順は一例であり、これに限られるものではない。
　図８は、データローテーション部１７２の処理を説明する図であり、図８（ａ）はインターリーブ前のシンボル配置を表し、図８（ｂ）はインターリーブ後のシンボル配置を表す。図７と同様に、１セグメントあたりのキャリアシンボル数を３８４としている。データローテーション部１７２は、セグメント間インターリーブ部１７１から入力されるキャリアシンボルに対し、１セグメントごとに、データのローテーションによるインターリーブ処理を行う。データローテーション部１７２は、ｋ番目セグメント、ｉ番目のデータを、データローテーションによって、ｋ番目セグメント、ｉ’番目に並べ替える。図８に示す例では、ｉ’＝（ｉ＋ｋ）ｍｏｄ３８４としている。なお、並べ替え順は一例であり、これに限られるものではない。
　図９は、データランダマイズ部１７３の処理を説明する図であり、図９（ａ）はインターリーブ前のシンボル配置を表し、図９（ｂ）はインターリーブ後のシンボル配置を表す。図７，８と同様に、１セグメントあたりのキャリアシンボル数を３８４としている。データランダマイズ部１７３は、セグメント内のキャリアシンボル数分の不規則テーブルを予め有し（送信側及び受信側で同じ不規則テーブルとする）、データローテーション部１７２から入力されるデータに対して、不規則テーブルを参照してセグメント内でランダマイズ処理を行い、周期性を排除する。なお、乱数は一例であり、これに限られるものではない。また、セグメント間インターリーブ部１７１、データローテーション部１７２、及びデータランダマイズ部１７３は、周波数インターリーブ部１７－１及び１７－２で異なる並び替えを行ってもよい。
［周波数インターリーブ処理の第２の例］
　次に、偏波間インターリーブ部１５の偏波間インターリーブ処理が上述した第２又は第４の例である場合の周波数インターリーブ部１７の処理を、周波数インターリーブ処理の第２の例として説明する。
　図１０は、セグメント間インターリーブ部１７１の処理を説明する図であり、図１０（ａ）はインターリーブ前のＩデータ又はＱデータの配置を表し、図１０（ｂ）はインターリーブ後のＩＱデータの配置を表す。セグメント間インターリーブ部１７１は、時間インターリーブ部１６から入力されるＩＱデータを、１ ＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、セグメント間で周波数方向にインターリーブ処理する。図１０に示す例では、１ ＯＦＤＭシンボル内のセグメント数をｎ（ＩＳＤＢ－Ｔ方式では、ｎ＝１３）とし、１セグメントあたりのキャリアシンボル数を３８４（すなわち、ＩＱデータ数は７６８）としている。セグメント間インターリーブ部１７１は、キャリアシンボル単位ではなく、ＩＱデータ単位でデータを並び替える。なお、並び替えは一例であり、これに限られるものではない。
　第１の例と同様に、データローテーション部１７２は、セグメント間インターリーブ部１７１から入力されるＩＱデータに対し、１セグメントごとに、データのローテーションによるインターリーブ処理を行い、データランダマイズ部１７３は、セグメント内のキャリアシンボル数分の不規則テーブルを予め送信側、受信側で有し、データローテーション部１７２から入力されるキャリアシンボルを、不規則テーブルを参照してセグメント内でランダムに並べ替え、周期性を排除する。
　なお、偏波間インターリーブ処理の第３の例、及び第４の例では、偏波間インターリーブ部１５が有する不規則テーブルにより周波数方向の周期性も排除することができるため、周波数インターリーブ部１７を省略することも可能である。その場合には受信装置２も同様に、周波数デインターリーブ部２４を省略する。
　このように、送信装置１は、偏波間インターリーブ部１５により、キャリアシンボルの順序を偏波間で並べ替え、送信アンテナ１９ごとにインターリーブ処理されたデータを生成する。また、受信装置２は、データ偏波間デインターリーブ部２７及び雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９により、送信装置１によりインターリーブ処理されたデータを偏波間にデインターリーブ処理する。このため、第１の実施形態の送信装置１及び受信装置２によれば、偏波間に受信レベル差があった場合でも、誤りデータを多く含む片偏波側のデータを分散させることができ、誤り訂正符号の効果を向上させ、ＢＥＲ特性を改善することができるようになる。
　また、送信装置１は、時間インターリーブ処理及び周波数インターリーブ処理の後にデータを複数アンテナ間に分割して偏波間インターリーブ処理を行うのではなく、時間インターリーブ処理及び周波数インターリーブ処理の前にデータを複数アンテナ間に分割して偏波間インターリーブ処理を行っている。一方、受信装置２の処理は、送信装置１の処理を逆方向に処理することと等価であり、信号受信後にＯＦＤＭ復調処理、周波数デインターリーブ処理、時間デインターリーブ処理、ＭＩＭＯ検出処理と続く。ここで、受信装置２内でターボ等化処理などのように繰り返し復調・復号を行う際には、ＭＩＭＯ検出部２６やＬＬＲ算出部３０－１，３０－２に復号結果を入力して繰り返し処理を行う場合がある。この時、繰り返し処理内に時間デインターリーブ部が存在すると、復号結果を入力する際に改めて時間インターリーブ処理が必要になり、回路規模が増大してしまう。そこで本発明では、受信装置２はＭＩＭＯ検出部２６の前に時間デインターリーブ部２５を配置しており、送信装置１は偏波間インターリーブ部１５の後に時間インターリーブ部１６を配置している。したがって、本発明によれば、繰り返し復調・復号処理を行う受信装置２を、回路規模を増大させることなく実現することが可能となる。
＜第２の実施形態＞
　次に、第２の実施形態として、複数チャンネルを同時に用いて１つのデータストリームを伝送する（以後、バルク伝送と呼ぶ）場合、すなわち、送信装置が複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を各チャンネルあたり複数の送信アンテナを用いて送信し、受信装置が複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を各チャンネルあたり複数の受信アンテナを用いて受信する場合について説明する。第２の実施形態では、チャンネル数が２の場合を例に説明するが、チャンネル数は２に限定されるものではない。
［送信装置］
　図１１は、第２の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、送信装置３は、誤り訂正符号化部１１と、ビットインターリーブ部１２と、データ分配部１３と、４つのマッピング部１４（１４－１乃至１４－４）と、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０と、４つの時間インターリーブ部１６（１６－１乃至１６－４）と、４つの周波数インターリーブ部１７（１７－１乃至１７－４）と、第１チャンネル用出力処理部１８０－１と、第２チャンネル用出力処理部１８０－２とを備え、送信装置３には４つの送信アンテナ１９（１９－１乃至１９－４）が接続される。なお、送信装置３は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。
　誤り訂正符号化部１１及びビットインターリーブ部１２は、２チャンネル分の送信信号について、第１の実施形態と同様の処理を行う。
　データ分配部１３は、ビットインターリーブ部１２から入力されるデータを所定数ずつ４つのストリームに分割し、マッピング部１４－１～１４－４に分配する。例えば、１キャリアシンボル分のデータずつ分配する、すなわち奇数番目のキャリアシンボルに該当するビットをマッピング部１４－１及び１４－３に出力し、偶数番目のキャリアシンボルに該当するビットをマッピング部１４－２及び１４－４に出力する。
　マッピング部１４は、データ分配部１３から入力されるデータをｍビット／キャリアシンボルとしてＩＱ平面へのマッピングを行い、変調方式に応じたキャリア変調が施されたキャリアシンボルを生成し、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０に出力する。
　偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４－１～１４－４から入力されるキャリアシンボルの順序を、偏波間（送信アンテナ間）及びチャンネル間で並べ替えて送信アンテナ１９ごとにインターリーブ処理されたデータを生成し、時間インターリーブ部１６－１～１６－４に出力する。偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、所定数のキャリアシンボルごとに第１チャンネルの第１偏波送信用データ、第１チャンネルの第２偏波送信用データ、第２チャンネルの第１偏波送信用データ、及び第２チャンネルの第２偏波送信用データに分類する。偏波・チャンネル間インターリーブ処理の具体例は後述する。
　時間インターリーブ部１６は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０から入力されるキャリアシンボルの順序を時間方向に並べ替えてインターリーブ処理されたデータを生成し、周波数インターリーブ部１７に出力する。
　周波数インターリーブ部１７は、時間インターリーブ部１６から入力されるキャリアシンボルの順序を周波数方向に並べ替えてインターリーブ処理されたデータを生成し、ＯＦＤＭ出力処理部１８に出力する。例えばＩＳＤＢ－Ｔで行われている方法でインターリーブ処理を行い、１ ＯＦＤＭシンボルごとに、周波数方向にインターリーブする。
　ＯＦＤＭ出力処理部１８は、周波数インターリーブ部１７から入力される各ストリームについて、第１の実施形態と同様にＯＦＤＭフレーム構成処理、ＩＦＦＴ処理、及びＧＩ付加処理を行う。そして送信装置３は、送信アンテナ１９－１及び１９－２から第１チャンネルのＯＦＤＭ信号を送信し、送信アンテナ１９－３及び１９－４から第２チャンネルのＯＦＤＭ信号を送信する。
［受信装置]
　次に、第２の実施形態に係る受信装置について説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、受信装置４は、第１チャンネル用入力処理部２２０－１と、第２チャンネル用入力処理部２２０－２と、２つの伝送路応答算出部２３（２３－１及び２３－２）と、４つの周波数デインターリーブ部２４（２４－１乃至２４－４）と、４つの時間デインターリーブ部２５（２５－１乃至２５－４）と、２つのＭＩＭＯ検出部２６（２６－１及び２６－２）と、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１と、雑音分散算出部２８と、雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２と、４つのＬＬＲ算出部３０（３０－１乃至３０－４）と、データ統合部３１と、ビットデインターリーブ部３２と、誤り訂正符号復号部３３とを備え、受信装置４には４つの受信アンテナ２１（２１－１乃至２１－４）が接続される。なお、受信装置４は、１つ又は複数の半導体チップにより構成されてもよい。
　受信装置４は、受信アンテナ２１－１及び２１－２により、送信装置３の送信アンテナ１９－１及び１９－２から送信された第１チャンネルのＯＦＤＭ信号を受信し、受信アンテナ２１－３及び２１－４により、送信装置３の送信アンテナ１９－３及び１９－４から送信された第２チャンネルのＯＦＤＭ信号を受信する。すなわち、送信装置３及び受信装置４により、チャンネル数分の２×２ＭＩＭＯ伝送を実現する。
　ＯＦＤＭ入力処理部２２は、各受信アンテナ２１により受信したＯＦＤＭ信号について、それぞれ第１の実施形態と同様にＧＩ除去処理、ＦＦＴ処理、及びパイロット信号抽出処理を行う。
　第１チャンネル用入力処理部２２０－１により処理された第１チャンネルの受信信号について、伝送路応答算出部２３－１と、周波数デインターリーブ部２４－１及び２４－２と、時間デインターリーブ部２５－１及び２５－２と、ＭＩＭＯ検出部２６－１とが、第１の実施形態と同様の処理を行う。また、第２チャンネル用入力処理部２２０－２により処理された第２チャンネルの受信信号について、伝送路応答算出部２３－２と、周波数デインターリーブ部２４－３及び２４－４と、時間デインターリーブ部２５－３及び２５－４と、ＭＩＭＯ検出部２６－２とが、第１の実施形態と同様の処理を行う。
　データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、ＭＩＭＯ検出部２６から入力されるデータに対し、偏波間及びチャンネル間でデインターリーブ処理を行い、ＬＬＲ算出部３０に出力する。偏波間及びチャンネル間のデインターリーブ処理とは、送信装置１の偏波・チャンネル間インターリーブ部２０により偏波間及びチャンネル間で並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。
　雑音分散算出部２８は、ＭＩＭＯ検出部２６から入力される各偏波信号から平均雑音分散を求め、雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２に出力する。
　雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２は、雑音分散算出部２８から入力される各偏波信号に対応する雑音分散に対し、波間及びチャンネル間でデインターリーブ処理を行い、ＬＬＲ算出部３０に出力する。ＬＬＲ算出部３０、データ統合部３１、ビットデインターリーブ部３２、及び誤り訂正符号復号部３３は、２チャンネル分の受信信号について、第１の実施形態と同様の処理を行う。
［偏波・チャンネル間インターリーブ部］
　次に、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０について説明する。第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様にインターリーブ処理の第１の例から第４の例について説明する。
［偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第１の例］
　図１３は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０の第１のインターリーブ処理例を説明する図である。第１の例では、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従ってキャリアシンボル単位で並べ替える。ＯＦＤＭキャリアシンボルのキャリアシンボル数をＮとすると、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－３からキャリアシンボル番号２Ｎ～３Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－４からキャリアシンボル番号３Ｎ～４Ｎ－１のキャリアシンボルを入力する。第１の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、キャリアシンボルを行方向に１行（ｐ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（２ｑ個）ずつ読み出す。ｐ×２ｑ＝４Ｎである。
　同様に、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のキャリアシンボルの位置と並べ替え後のキャリアシンボルの位置とを所定の規則に従って対応付けたテーブル（規則テーブル）を予め有してもよい。この場合、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－３からキャリアシンボル番号２Ｎ～３Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－４からキャリアシンボル番号３Ｎ～４Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、計４Ｎのキャリアシンボルごとに、規則テーブルを参照して並べ替える。
［偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第２の例］
　次に、偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第２の例について説明する。図１４は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０の第２のインターリーブ処理例を説明する図である。第１の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従ってキャリアシンボル単位で並べ替えたのに対し、第２の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、所定の規則に従って、ＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＩＱ平面のＱ軸座標上に配置されるＱデータ単位で並べ替える点が相違する。
　つまり第２の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、キャリアシンボル数をＮとすると、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０～２Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ～４Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－３からキャリアシンボル番号２Ｎ～３Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号４Ｎ～６Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－４からキャリアシンボル番号３Ｎ～４Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号６Ｎ～８Ｎ－１のＩＱデータとする。そして、ＩＱデータを行方向に１行（ｐ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（４ｑ個）ずつ読み出す。インターリーブ後は、新たなキャリアシンボル（Ｉ，Ｑデータの対）を構成する。ｐ×４ｑ＝８Ｎである。
　同様に、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のＩＱデータの位置と並べ替え後のＩＱデータの位置とを所定の規則に従って対応付けたテーブル（規則テーブル）を予め有してもよい。この場合、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０～２Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ～４Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－３からキャリアシンボル番号２Ｎ～３Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号４Ｎ～６Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－４からキャリアシンボル番号３Ｎ～４Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号６Ｎ～８Ｎ－１のＩＱデータとする。そして、計８ＮのＩＱデータごとに、規則テーブルを参照して並べ替える。
［偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第３の例］
　次に、偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第３の例について説明する。第３の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のキャリアシンボルの位置と並べ替え後のキャリアシンボルの位置とをランダムに対応付けたテーブル（不規則テーブル）を予め有する。そして、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－３からキャリアシンボル番号２Ｎ～３Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、マッピング部１４－４からキャリアシンボル番号３Ｎ～４Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、計４Ｎのキャリアシンボルごとに、不規則テーブルを参照して並べ替える。
［偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第４の例］
　次に、偏波・チャンネル間インターリーブ処理の第４の例について説明する。第３の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、キャリアシンボル単位で不規則に並べ替えたのに対し、第４の例では送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとに、ＩＱデータ単位で不規則に並べ替える点が相違する。
　つまり第４の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルについて、並べ替え前のＩＱデータの位置と並べ替え後のＩＱデータの位置とをランダムに対応付けたテーブル（不規則テーブル）を予め有する。偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、マッピング部１４－１からキャリアシンボル番号０～Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号０～２Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－２からキャリアシンボル番号Ｎ～２Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号２Ｎ～４Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－３からキャリアシンボル番号２Ｎ～３Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号４Ｎ～６Ｎ－１のＩＱデータとし、マッピング部１４－４からキャリアシンボル番号３Ｎ～４Ｎ－１のキャリアシンボルを入力し、Ｉデータ及びＱデータに分解してデータ番号６Ｎ～８Ｎ－１のＩＱデータとする。そして、計８ＮのＩＱデータごとに、不規則テーブルを参照して並べ替える。インターリーブ後は、新たなキャリアシンボル（Ｉ，Ｑデータの対）を構成する。
　なお、上述した偏波間インターリーブ処理の例では、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、送信アンテナ数分のＯＦＤＭキャリアシンボルごとにキャリアシンボル単位又はＩＱデータ単位で並べ替えるが、任意の数のキャリアシンボルごとにキャリアシンボル単位又はＩＱデータ単位で並べ替えてもよい。
　また、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０は、上述した第２の例又は第４の例においてキャリアシンボルをＩＱデータ単位で並べ替える際には、Ｉデータ及びＱデータの一方のみを並べ替えてもよい。
　一方、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、ＭＩＭＯ検出部２６によりＭＩＭＯ分離されたデータを、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０と逆方向に並び替えて元の順序に戻すものである。例えば、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述した第１の例のインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、データを行方向に１行（２ｑ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｐ個）ずつ読み出す。また、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述した第２の例のインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、データを行方向に１行（４ｑ個）ずつ書き込んだ後に、列方向に１列（ｐ個）ずつ読み出す。また、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述したテーブル（規則テーブル又は不規則テーブル）を用いてインターリーブ処理を行う場合には、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、該テーブルの並べ替え前後の位置を入れ換えたテーブルを参照して並べ替える。
　なお、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述した第２の例又は第４の例においてＩデータ及びＱデータの一方のみを並べ替える場合には、奇数番目のデータ及び偶数番目のデータの一方のみを並べ替える。
　データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０が上述した第２の例又は第４の例により偏波・チャンネル間インターリーブ処理を行う場合には、ＭＩＭＯ検出部２６によりＭＩＭＯ分離されたデータに対し、偏波・チャンネル間でデインターリーブ処理した後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとしてキャリアシンボルを生成することとなる。
　雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２は、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１と同様に、雑音分散算出部２８から入力される雑音分散を偏波・チャンネル間インターリーブ部２０と逆方向に並べ替える。
　このように、送信装置３は、偏波・チャンネル間インターリーブ部２０により、複数チャンネル分のキャリアシンボルの順序を偏波間及びチャンネル間で並べ替え、送信アンテナ１９ごとにインターリーブ処理されたデータを生成し、複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を送信する。また、受信装置４は、複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を受信し、データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部４１及び雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部４２により、送信装置３によりインターリーブ処理された複数チャンネル分のデータを偏波間及びチャンネル間でデインターリーブ処理する。このため、第２の実施形態の送信装置３及び受信装置４によれば、複数チャンネルを用いたバルク伝送を行う際についても第１の実施形態と同様に、偏波間に受信レベル差があった場合でも、誤りデータを多く含む片偏波側のデータを分散させることができる。更に、片方のチャンネルのみ同一チャンネル干渉が発生した場合でも、誤りデータを多く含む片チャンネル側のデータを分散させることができる。結果、誤り訂正符号の効果を向上させ、ＢＥＲ特性を改善することができるようになる。
　また、受信装置４はＭＩＭＯ検出部２６の前に時間デインターリーブ部２５を配置しており、送信装置３は偏波・チャンネル間インターリーブ部２０の後に時間インターリーブ部１６を配置している。したがって、本発明によれば、繰り返し復調・復号処理を行う受信装置４を、回路規模を増大させることなく実現することが可能となる。
　上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
　例えば、上述の実施形態では送信装置１の誤り訂正符号化部１１が内符号としてＬＤＰＣ符号を採用する場合について説明したが、内符号としてＬＤＰＣ符号を採用しない場合には、受信装置２は雑音分散算出部２８、雑音分散値偏波間デインターリーブ部２９、及びＬＬＲ算出部３０を備えなくてよい。また、上述の実施形態では本発明による送信装置及び受信装置を２×２のＭＩＭＯ伝送に適用する場合について説明したが、２×４や４×４のＭＩＭＯ伝送にも適用することができるのは勿論である。
　このように、本発明は、ＳＤＭ－ＭＩＭＯ伝送を行うＭＩＭＯシステムに有用である。
　１，３　　　送信装置
　２，４　　　受信装置
　１１　　　　誤り訂正符号化部
　１２　　　　ビットインターリーブ部
　１３　　　　データ分配部（アンテナストリームデマルチプレクサ）
　１４　　　　マッピング部
　１５　　　　偏波間インターリーブ部（ＭＩＭＯプリコーダ）
　１６－１，１６－２，１６－３，１６－４　時間インターリーブ部
　１７－１，１７－２，１７－３，１７－４　周波数インターリーブ部
　１８－１，１８－２，１８－３，１８－４　ＯＦＤＭ出力処理部
　１９－１，１９－２，１９－３，１９－４　送信アンテナ
　２０　　　　偏波・チャンネル間インターリーブ部
　２１－１，２１－２，２１－３，２１－４　受信アンテナ
　２２－１，２２－２　ＯＦＤＭ入力処理部
　２３，２３－１，２３－２　伝送路応答算出部
　２４－１，２４－２，２４－３，２４－４　周波数デインターリーブ部
　２５－１，２５－２，２５－３，２５－４　時間デインターリーブ部
　２６，２６－１，２６－２　ＭＩＭＯ検出部
　２７　　　　データ偏波間デインターリーブ部
　２８　　　　雑音分散算出部
　２９　　　　雑音分散値偏波間デインターリーブ部
　３０　　　　ＬＬＲ算出部
　３１　　　　データ統合部
　３２　　　　ビットデインターリーブ部
　３３　　　　誤り訂正符号復号部
　４１　　　　データ偏波・チャンネル間デインターリーブ部
　４２　　　　雑音分散値偏波・チャンネル間デインターリーブ部
　１８０－１　第１チャンネル用出力処理部
　１８０－２　第２チャンネル用出力処理部
　１８１－１，１８１－２，１８１－３，１８１－４　ＯＦＤＭフレーム構成部
　１８２－１，１８２－２，１８２－３，１８２－４　ＩＦＦＴ部
　１８３－１，１８３－２，１８３－３，１８３－４　ＧＩ付加部
　２２０－１　第１チャンネル用入力処理部
　２２０－２　第２チャンネル用入力処理部
　２２１－１，２２１－２，２２１－３，２２１－４　ＧＩ除去部
　２２２－１，２２２－２，２２２－３，２２２－４　ＦＦＴ部
　２２３－１，２２３－２，２２３－３，２２３－４　パイロット信号抽出部
 

Claims (10)

  1. 　複数の送信アンテナにより送信されるＯＦＤＭ信号を生成する送信装置であって、
    　前記送信アンテナごとにデータを分配するデータ分配部と、
    　前記データ分配部により分配されたデータをＩＱ平面へマッピングし、それぞれキャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、
    　複数の前記キャリアシンボルを前記複数の送信アンテナ間でインターリーブ処理した偏波間インターリーブデータを生成する偏波間インターリーブ部と、
    　前記送信アンテナごとに、前記偏波間インターリーブデータをそれぞれ時間方向にインターリーブ処理した時間インターリーブデータを生成する時間インターリーブ部と、
    　前記時間インターリーブデータに対してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ出力処理部と、
    を備える送信装置。
  2. 　前記偏波間インターリーブ部は、並べ替え前後の位置を示すテーブルを参照して前記偏波間インターリーブデータを生成する、請求項１に記載の送信装置。
  3. 　前記偏波間インターリーブ部は、複数の前記キャリアシンボルをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータに分解した後、前記複数の送信アンテナ間で所定の規則に従ってＩデータ及びＱデータ単位で並べ替えて前記偏波間インターリーブデータを生成する、請求項１に記載の送信装置。
  4. 　複数の受信アンテナにより受信されるＯＦＤＭ信号を復調する受信装置であって、
    　前記ＯＦＤＭ信号を復調し、複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ入力処理部と、
    　前記受信アンテナごとに、前記複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータを生成する時間デインターリーブ部と、
    　前記時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離するＭＩＭＯ検出部と、
    　前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間でデインターリーブ処理してキャリアシンボルを生成するデータ偏波間デインターリーブ部と、
    を備える受信装置。
  5. 　前記データ偏波間デインターリーブ部は、並べ替え前後の位置を示すテーブルを参照して前記キャリアシンボルを生成する、請求項４に記載の受信装置。
  6. 　前記データ偏波間デインターリーブ部は、前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間で所定の規則に従って並べ替えた後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとして前記キャリアシンボルを生成する、請求項４に記載の受信装置。
  7. 　複数の送信アンテナにより送信されるＯＦＤＭ信号を生成する半導体チップであって、
    　前記送信アンテナごとにデータを分配するデータ分配部と、
    　前記データ分配部により分配されたデータをＩＱ平面へマッピングし、それぞれキャリア変調を施したキャリアシンボルを生成するマッピング部と、
    　複数の前記キャリアシンボルを前記複数の送信アンテナ間でインターリーブ処理した偏波間インターリーブデータを生成する偏波間インターリーブ部と、
    　前記送信アンテナごとに、前記偏波間インターリーブデータをそれぞれ時間方向にインターリーブ処理した時間インターリーブデータを生成する時間インターリーブ部と、
    　前記時間インターリーブデータに対してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ出力処理部と、
    を備える半導体チップ。
  8. 　前記偏波間インターリーブ部は、複数の前記キャリアシンボルをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータに分解した後、前記複数の送信アンテナ間で所定の規則に従ってＩデータ及びＱデータ単位で並べ替えて前記偏波間インターリーブデータを生成する、請求項７に記載の半導体チップ。
  9. 　複数の受信アンテナにより受信されるＯＦＤＭ信号を復調する半導体チップであって、
    　前記ＯＦＤＭ信号を復調し、複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ入力処理部と、
    　前記受信アンテナごとに、前記複素ベースバンド信号を時間方向にデインターリーブ処理した時間デインターリーブデータを生成する時間デインターリーブ部と、
    　前記時間デインターリーブデータをＭＩＭＯ分離するＭＩＭＯ検出部と、
    　前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間でデインターリーブ処理してキャリアシンボルを生成するデータ偏波間デインターリーブ部と、
    を備える半導体チップ。
  10. 　前記データ偏波間デインターリーブ部は、前記ＭＩＭＯ検出部によりＭＩＭＯ分離された複数のデータに対し、前記複数の受信アンテナ間で所定の規則に従って並べ替えた後、隣り合うデータをＩＱ平面のＩ軸座標上に配置されるＩデータ及びＱ軸座標上に配置されるＱデータとして前記キャリアシンボルを生成する、請求項９に記載の半導体チップ。
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