JP2003018127A - 送信装置および受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、時空符号化方式およびマルチキャ
リア変調方式が適用された送信装置および受信装置に関
し、所望のセクタゾーンの形成と送信ダイバーシチとを
マルチビームアンテナの共用の下で実現することを目的
とする。 【解決手段】 アレイアンテナ１０によって形成される
ビームの数Ｐ以上の列を有する時空符号化行列に基づい
て伝送情報を時空符号化し、これらのビームに個別に対
応する時空符号の列を生成する時空符号化手段１１と、
アレイアンテナ１０が有する複数Ｅの素子の給電に個別
に適合した移相量に亘ってこれらの時空符号の列を並行
して移相させ、複数(≦Ｐ・Ｅ)の移相時空符号の列を生
成する複数Ｐのビーム形成手段１２-1〜１２-Pと、これ
らの移相時空符号の列をマルチキャリア変調して送信す
る複数Ｅの送信手段１３-1〜１３-Eとを備えて構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時空符号化方式お
よびマルチキャリア変調方式が適用された無線伝送系に
おいて、送信端と受信端とにそれぞれ備えられる送信装
置および受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】次世代の移動通信システムや無線ＬＡＮ
には、数十メガビット／秒以上の高速の伝送速度が要求
されている。したがって、このような無線伝送系には、
信号電力の如何にかかわらず伝送速度が高いほど顕著に
発生するマルチパスによるビット誤りの回避を可能とす
るために、例えば、直交周波数分割多重化方式（OFDM:O
rthogonal frequency division Multiplexing)やＭＣ−
ＣＤＭＡ(Muticarrier CDMA)等に併せて、ダイバーシチ
効果に基づく伝送品質の改善を可能とする時空符号化の
適用が進められつつある。

【０００３】図７は、ＭＣ−ＣＤＭＡおよび時空符号化
が適用された無線伝送系の構成例を示す図である。図６
に示す無線伝送系は、送信装置７０および受信装置８０
で構成される。送信装置７０は、下記の要素で構成され
る。 ・ 送信ダイバーシチに基づく利得の向上が実現される
程度に隔たった位置に設置された２つのアンテナ７１-
1、７１-2 ・ 入力に伝送情報が与えられた変調器（ＭＯＤ）７２ ・ 変調器７２に縦続接続された時空符号化部７３ ・ 時空符号化部７３が有する２つの出力とアンテナ７
１-1、７１-2の給電点との間にそれぞれ配置された多元
接続部７４-1、７４-2 さらに、多元接続部７４-1は、下記の要素で構成され
る。

【０００４】・ 初段に配置された拡散器７５-1 ・ その拡散器７５-1が有する複数（後述するサブチャ
ネルの数ｎに等しい。）の出力に個別に接続された第一
の入力を有する加算器（Σ）７６-11〜７６-1n ・ これらの加算器７６-11〜７６-1nの出力に個別に接
続されたｎ個の入力を有し、出力がアンテナ７１-1の給
電点に接続されたＩＤＦＴ部７７-1 なお、多元接続部７４-2の構成については、多元接続部
７４-1の構成と同じであるので、以下では、対応する構
成要素に第一の添え番号として「１」に代わる「２」を
付与することとし、ここでは、その説明および図示を説
明する。

【０００５】また、加算器(７６-12〜７６-1n)、(７６-
22〜７６-2n)の他の入力には、それぞれ拡散器７５-1、
７５-2と異なる拡散器（図示されない。）の出力がそれ
ぞれ接続されると共に、これらの拡散器の前段には、変
調器７２、時空符号化部７３と異なる変調器、時空符号
化部（何れも図示されない。）が個別に配置されると仮
定する。

【０００６】また、受信装置８０は、下記の要素で構成
される。 ・ アンテナ８１ ・ 入力にアンテナ８１の給電点が接続されたＤＦＴ部
８２ ・ そのＤＦＴ部８２の第一ないし第ｎの出力にそれぞ
れ接続された入力を有するチャネル推定部８３-1〜８３
-n ・ チャネル推定部８３-1〜８３-nの入力と共に、ＤＦ
Ｔ部８２の第一ないし第ｎの出力にそれぞれ接続された
入力を有し、これらのチャネル推定部８３-1〜８３-nの
出力に個別に接続された制御端子を有する復号部（ＤＥ
Ｃ）８４-1〜８４-n ・ 復号部８４-1〜８４-nの出力にそれぞれ接続された
ｎ個の入力を有する逆拡散器８５ ・ 逆拡散器８５に縦続接続され、かつ出力に伝送情報
が得られる信号判定器８６ このような構成の無線伝送系では、送信装置７０に備え
られた変調器７２は、伝送情報を所定の変調方式（ここ
では、簡単のため、ＱＰＳＫであると仮定する。）に基
づいて変調することによって、この伝送情報をシンボル
の列に変換する。

【０００７】時空符号化部７３は、そのシンボルの列に
時系列ｔの順に連なって含まれる２つのシンボルＳ_t、
Ｓ_t+1 の対に応じて下記の処理を順次並行して行う。 ・ 下記の時空符号化行列Ａの第一行の要素の列
［Ｓ_t、Ｓ_t+1］（以下、「第一の部分時空符号列」とい
う。）を生成し、多元接続部７４-1（拡散器７５-1）に
与える。

【０００８】

【数１】 ・ 時空符号化行列Ａの第二行の要素の列［−Ｓ_t ^*、Ｓ
_t+1 ^*］（以下、「第二の部分時空符号列」という。）を
生成し、多元接続部７４-2（拡散器７５-2）に与える。
なお、上記の第二の部分時空符号列のように、上付け文
字「＊」が付された要素は、その「＊」が付加された複
素数に共役な複素数を意味する。

【０００９】拡散器７５-1は、下記の処理を行う。 ・ 上述した第一の部分時空符号列を所定の語長（ここ
では、簡単のため、ＩＤＦＴ部７７-1の入力端子の数ｎ
に等しいとｎビットであると仮定する。）毎に直−並列
変換することによって、語長が一定の値（＝ｎビット）
である語の列を生成する。

【００１０】・ これらの語を構成する各ビットの論理
値（以下では、このような論理値の列として与えられる
情報を「部分ビット列」という。）と、既定の第一の拡
散符号（ここでは、簡単のため、ｎビット長の「ウォル
シュ符号」であると仮定する。）の対応するビットの論
理値との論理積をとる拡散処理を行うことによって、仮
想的な異なるｎ個のサブキャリアが対応する部分ビット
列で変調されることによってなるｎ個のサブチャネル信
号（以下、「第一のサブチャネル信号」という。）を順
次生成する。

【００１１】・ これらのｎ個の第一のサブチャネル信
号に、相互相関特性が優れた既定のビット列（以下、
「パイロット系列」という。）を多重化する。また、拡
散器７５-2は、拡散器７５-1によって行われる既述の処
理と同様の処理を第一の部分時空符号列に代わる第二の
部分時空符号列に応じて並行して行うことによって、上
述したパイロット系列が個別に多重化されたｎ個の「第
二のサブチャネル信号」を生成する。

【００１２】ＩＤＦＴ部７７-1は、加算器７６-11〜７
６-1nを介して与えられるこれらの第一のサブチャネル
信号（パイロット系列を含む。）を逆離散フーリエ変換
し、かつガードインターバルを付加することによって、
時間信号である「第一の送信波信号」を生成すると共
に、アンテナ７１-1を介して受信装置８０宛にその「第
一の送信波信号」を送信する。

【００１３】また、ＩＤＦＴ部７７-2は、ＩＤＦＴ部７
７-1によって行われる既述の処理と同様の処理を第一の
サブチャネル信号に代わる第二のサブチャネル信号（パ
イロット系列を含む。）に応じて並行して行うことによ
って、時間信号である「第二の送信波信号」を生成し、
かつアンテナ７１-2を介して受信装置８０宛にその第二
の送信波信号を送信する。

【００１４】なお、既述の第一のサブチャネル信号およ
び第二のサブチャネル信号と共に、加算器７６-11〜７
６-1n、７６-21〜７６-2nを介してＩＤＦＴ部７７-1、
７７-2にそれぞれ与えられるサブチャネル信号について
は、上述した第一の拡散符号に直交する個別の拡散符号
に基づく拡散処理の結果として生成され、かつ受信装置
８０との間に形成され、これらの拡散符号にそれぞれ対
応した異なる無線チャネルを介して伝送されるので、こ
こでは、簡単のため、詳細な説明を省略する。

【００１５】一方、受信装置８０では、アンテナ８１の
給電点には、アンテナ７１-1、７１-2とそのアンテナ８
１との間に個別に形成された２つの無線伝送路の伝送特
性ｈ1、ｈ2と時系列tとに対して下式(2)、(3)で示さ
れ、これらの無線伝送路を介して並行して到来した無線
周波信号のベクトル和である受信波ｒ_t、ｒ_t+1が順次得
られる。

【００１６】 ｒ_t ＝ｈ1・Ｓ_t＋ｈ2・Ｓ_t+1 …（2） ｒ_t+1 ＝−ｈ1・Ｓ_t ^*＋ｈ2・Ｓ_t+1 ^* …（3） ＤＦＴ部８２は、送信装置７０においてＩＤＦＴ部７７
-1、７７-2によって行われた逆離散フーリエ変換と反対
の離散フーリエ変換をこれらの受信波ｒ_t、ｒ_{t +1}に施す
ことによって、ｎ個のサブチャネル信号を並行して生成
する。

【００１７】チャネル推定部８３-1〜８３-nおよび復号
部８４-1〜８４-nは、それぞれこれらのサブチャネル信
号に応じて下記の共通の処理を並行して行う。なお、以
下では、これらの処理については、添え番号「１」〜
「ｎ」の何れにも該当することを意味する添え文字
「Ｃ」を対応する符号に付加することによって記述す
る。

【００１８】チャネル推定部８３-Cは、ＤＦＴ部８２に
よって生成されたｎ個のサブチャネル信号の内、第Ｃの
サブチャネル信号と、そのサブチャネル信号に含まれる
べきパイロット系列との相関をとることによって、上述
した２つの無線伝送路の伝送特性の推定値ｈ1^_C、ｈ2^_C
を求める。復号部８４-Cは、上述した第Ｃのサブチャネ
ル信号の値ｓ_Ct、ｓ_Ct+1がそれぞれ上式(2)、(3)の左辺
に代入され、これらの式の右辺に推定値ｈ1^_C、ｈ2^_Cが
それぞれ伝達特性ｈ1、ｈ2として代入されることによっ
てなる下記の連立方程式(4)、(5)の解Ｓ_Ct、Ｓ_Ct+1 を
求めることによって、送信装置７０において時空符号化
部７３によって行われた時空符号化に整合する時空復号
化を行う。

【００１９】 ｓ_Ct ＝ｈ1^_C・Ｓ_Ct＋ｈ2^_C・Ｓ_Ct+1 …(4) ｓ_Ct+1＝−ｈ1^_C・Ｓ_Ct ^*＋ｈ2^_C・Ｓ_Ct+1 ^* …(5) 逆拡散器８５は、このようにして復号部８４-1〜８４-n
によって並行して求められ、かつ時系列ｔの順に与えら
れたｎ個のサブチャネル信号Ｓ_1t〜Ｓ_nt+1に、送信装置
７０において拡散器７５-1、７５-2によって行われた拡
散処理と反対の逆拡散処理を施すことによって復調信号
を生成する。

【００２０】信号判定部８６は、この復調信号に時系列
の順に含まれる個々のシンボルが信号空間ダイヤグラム
上で位置する直近の信号点の列を得ることによって、上
述した伝送情報を復元する。したがって、このような従
来例では、時空符号化が併用された送信ダイバーシチ
と、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式とが組み合わせられることによ
って、所望の伝送速度が高い場合であってもマルチパス
に起因する伝送品質の劣化が確度高く回避される。

【００２１】なお、上述した従来例に類似した先行技術
としては、例えば、送信スイッチドビームアレーアンテ
ナによって形成されるビームに、既述の時空符号化行列
Ａに基づく時空符号化によって生成された時空符号を割
り当てる技術がある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来例は、移動通信システムの伝送品質が低下する主要因
である遅延分散の大幅な軽減と高い伝送速度との双方が
実現可能であるにもかかわらず、下記の点で整合しない
ために次世代の移動通信システムには適用され難かっ
た。多様なゾーン構成、チャネル配置およびサービスに
併せて、無線周波数の有効利用の実現が達成されるため
には、既述の送信ダイバーシチによるダイバーシチ利得
が得られない程度に狭く間隔が設定され、かつ所望のセ
クタの構成や指向性を実現するアダプティブアレーアン
テナが多くの無線基地局に適用されなければならない。

【００２３】また、このようなアダプティブアレーアン
テナが適用されるべき移動通信システムの無線基地局で
は、端末との間に形成される上りと下りの無線回線の可
逆性が担保されるためには、送信アンテナにも同様の指
向性や性能が要求される。しかし、このようなアダプテ
ィブアレーアンテナは、送受信共用には馴染まないため
に、コストが増加する主要因となる可能性が高かった。

【００２４】さらに、アダプティブアレーアンテナを介
して受信が行われる無線基地局では、そのアダプティブ
アレーアンテナの個々の素子の移相給電に適用されるべ
き移相量等の重み（以下、「アレイウエイト」とい
う。）は、一般に、端末が位置するセクタや方向に応じ
て個別に設定される。しかし、このような無線基地局で
は、送信に供されるアダプティブアレーアンテナにも上
述したように端末毎に設定されたアレイウエイトが適用
されると、個々の端末との間に形成されるべき下りの無
線回線の伝送特性に無用な差が生じるために、ＭＣ−Ｃ
ＤＭＡ方式に基づいて多重化されたチャネル間の直交性
が保証されない。

【００２５】また、既述の先行技術は、各端末に割り付
けられたビームを介して形成されるチャネルの伝送品質
は、下記の干渉に起因して劣化するため、実際には適用
され難かった。 ・ 端末に受信波が到来する到来角が広い場合には、反
射波として到来する他のビームによって干渉が生じる。

【００２６】・ 上記の到来角が小さい場合であって
も、ビームアンテナのサイドローブが大きい場合には、
そのサイドローブを介して到来する他のビームによって
干渉が生じる。本発明は、所望のセクタや無線ゾーンの
形成に併せて、送信ダイバーシチをマルチビームアンテ
ナの共用の下で確実に実現できる送信装置および受信装
置を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明にかかわ
る送信装置の第一の原理ブロック図である。請求項１に
記載の発明では、時空符号化手段１１は、アレーアンテ
ナ１０によって形成されるビームの数Ｐ以上の列を有す
る時空符号化行列に基づいて伝送情報を時空符号化し、
これらのビームに個別に対応する時空符号の列を生成す
る。ビーム形成手段１２-1〜１２-Pは、アレーアンテナ
１０が有する複数Ｅの素子の給電に個別に適合した移相
量に亘って、これらの時空符号の列を並行して移相さ
せ、複数(≦Ｐ・Ｅ)の移相時空符号の列を生成する。送
信手段１３-1〜１３-Eは、ビーム形成手段１２-1〜１２
-Pによって生成され、かつ上述した複数Ｅの素子に個別
に対応した移相時空符号の列をマルチキャリア変調する
と共に、これらの素子を介して並行して送信する。

【００２８】このようにしてアレーアンテナ１０によっ
て形成される個々のビームのメインローブと、そのビー
ムとは異なるビームのサイドローブとを介して並行して
到来する移相時空符号の列の間には、上述した時空符号
化によって直交性が担保される。したがって、アレーア
ンテナ１０による所望のセクタや無線ゾーンの形成に併
せて、そのアレーアンテナ１０が有する複数Ｅの素子に
よる送信ダイバーシチが確実に達成される。

【００２９】図２は、本発明にかかわる送信装置の第二
の原理ブロック図である。請求項２に記載の発明では、
ビーム形成手段１２Ａ-1〜１２Ａ-Pは、アレーアンテナ
１０が有する複数Ｅの素子の給電に個別に適合した移相
量に亘って、そのアレーアンテナ１０によって形成され
るビームの数Ｐに等しいビット列として与えられる伝送
情報を並行して移相させることによって、Ｐ個の移相伝
送情報の列を生成する。時空符号化手段１１Ａは、上述
したビームの数Ｐ以上の列を有する時空符号化行列に基
づいてこれらの移相伝送情報の列を並行して時空符号化
することによって、個々のビームに対応する時空符号の
列を生成する。送信手段１３Ａ-1〜１３Ａ-Eは、このよ
うにして生成された時空符号の列をマルチキャリア変調
し、かつ複数Ｅの素子を介して並行して送信する。

【００３０】すなわち、このようにしてビーム形成手段
１２Ａ-1〜１２Ａ-Pと時空符号化手段１１Ａとによって
行われる既述の処理の順序は、請求項１に記載の発明で
行われるこれらの処理の順序とは反対となる。しかし、
これらの処理は 何れも線形処理であるので、アレーア
ンテナ１０の各素子を介して並行して送信される信号は
基本的に同じ信号となる。

【００３１】したがって、請求項１に記載の発明と同様
に、アレーアンテナ１０による所望のセクタや無線ゾー
ンの形成に併せて、そのアレーアンテナ１０が有する複
数Ｅの素子による送信ダイバーシチが確実に達成され
る。請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項
２に記載の送信装置において、伝送情報は、アレーアン
テナ１０によって形成されるべきビームの数Ｐ以下であ
る複数ｐの伝送情報として与えられる。

【００３２】すなわち、これらの複数ｐの伝送情報は、
時空符号化の過程で直交性が担保されつつ多重化され
る。したがって、アレーアンテナ１０を介して並行して
送信されるべき伝送情報の数が増減し、あるいは大きい
場合であっても、上述した時空符号化の後に行われるべ
き多重化処理の最大の多重度が小さな値に抑制される。

【００３３】図３は、本発明にかかわる受信装置の原理
ブロック図である。請求項４に記載の発明では、分離手
段２１は、送信端に設置されたアレーアンテナ２０によ
って形成されるビームの数Ｐ以上の列を有する時空符号
化行列に基づいて時空符号化され、かつマルチキャリア
変調されてそのアレーアンテナ２０から到来した受信波
をサブチャネルの成分毎に分離する。チャネル推定手段
２２-1〜２２-Pは、アンテナアレイ２０との間に並行し
て形成されたＰ個の無線伝送路の特性を推定する。復号
化手段２３は、上述した時空符号化行列と、チャネル推
定手段２２-1〜２２-Pによって推定された特性とに基づ
いてこれらのサブチャネルの成分を時空復号化すること
によって、伝送情報を復元する。

【００３４】上述したアレーアンテナ２０によって形成
される個々のビームのメインローブと、そのビームとは
異なるビームのサイドローブとを介して並行して到来す
る受信波の間には、上述した時空復号化によって直交性
が担保される。したがって、アレーアンテナ２０による
所望のセクタや無線ゾーンの形成に併せて、そのアレー
アンテナ２０が有する複数Ｅの素子による送信ダイバー
シチが確実に達成される。

【００３５】請求項５に記載の発明では、受信波には、
アレーアンテナ２０によって形成されるビームを個別に
示すビーム識別情報が多重化される。チャネル推定手段
２２-1〜２２-Pは、分離手段２１によってこの受信波か
ら分離された個々のサブチャネルの成分と数Ｐのビーム
を個別に示すビーム識別情報との相関に基づいて、アン
テナアレイ２０との間に並行して形成されたＰ個の無線
伝送路の特性を推定する。

【００３６】すなわち、受信端では、受信された個々の
受信波に含まれるビーム識別情報との相関に基づいてこ
れらの時空符号の伝送に実際に供された伝送路のチャネ
ル推定を行うことができる。したがって、このようなチ
ャネル推定の結果に基づいて行われる時空復号化の精度
は、上述した伝送路の特性が刻々と変化し得る場合であ
っても安定に高く維持される。

【００３７】請求項３に記載の発明の下位概念の発明で
は、時空符号化手段１１、１１Ａは、複数ｐの伝送情報
の情報量の比率に整合した数で要素がこれらの伝送情報
に割り付けられた時空符号化行列に基づいて時空符号化
を行う。すなわち、上述した複数ｐの伝送情報の個々の
送信に所要する時間の偏差は、これらの伝送情報の情報
量が異なる場合であっても、小さな値に抑制される。

【００３８】したがって、伝送品質や実時間性が高く維
持される。請求項３に記載の発明に関連した第一の発明
では、時空符号化支援手段１４は、複数ｐの伝送情報に
対する時空符号化行列の要素の割り付けが更新されるべ
きときに、その旨を示す通知を受信端宛に送信する。す
なわち、これらの伝送情報の情報量、サービスクラスそ
の他の属性の変化に応じた時空符号化の形態について
は、受信端との連係に基づく柔軟な変更が可能となる。

【００３９】したがって、保守や運用にかかわる多様な
ニーズに対する適応の柔軟性が高められる。請求項１な
いし請求項３に記載の発明に関連した第一の発明では、
送信手段１３-1〜１３-E、１３Ａ-1〜１３Ａ-Eは、マル
チキャリア変調の方式に適合したサブチャネル毎に周波
数領域における拡散処理を施す。

【００４０】すなわち、時空符号化によって得られた時
空符号の列と、その時空符号の列とは異なる何らかの伝
送情報とは、両者もしくは何れか一方の伝送が行われる
べき速度が大幅に増減し得る場合であっても、マルチパ
スに起因する伝送品質の劣化の抑制が可能な多元接続方
式に基づいて並行して伝送される。したがって、並行し
て無線伝送されるべき伝送情報の情報量が広範に変化し
得る場合であっても、サービス品質が高く維持される。

【００４１】請求項１ないし請求項３に記載の発明に関
連した第二の発明では、送信手段１３-1〜１３-E、１３
Ａ-1〜１３Ａ-Eは、サブチャネル毎に、異なる拡散符号
に基づく周波数領域の拡散処理によって生成されたサブ
チャネル信号を多重化する。すなわち、時空符号化によ
って得られた時空符号の列と、その時空符号の列とは異
なる何らかの伝送情報とは、両者もしくは何れか一方の
伝送が行われるべき速度が著しく高い場合であっても、
マルチパスに起因する伝送品質の劣化が抑制される多元
接続方式に基づいて並行して伝送される。

【００４２】したがって、並行して伝送されるべき伝送
情報の情報量が著しく大きい場合であっても、サービス
品質が高く維持される。請求項１ないし請求項３に記載
の発明に関連した第三の発明では、時空符号化手段１
１、１１Ａは、伝送情報の情報量の総和に列の数が適合
した時空符号化行列に基づいて時空符号化を行う。

【００４３】すなわち、上述した時空符号化に適用され
た時空符号化行列と、その時空符号化行列の各要素が割
り付けられた伝送情報とを受信端が識別できる限り、こ
れらの伝送情報の数の如何にかかわらず、送信ダイバー
シチに基づく高い伝送品質と、所望の無線ゾーン（セク
タ）とが併せて達成される。請求項１ないし請求項３に
記載の発明に関連した第四の発明では、時空符号化支援
手段１４Ａは、時空符号化に適用される時空符号化行列
が変更されるべきときに、その旨を示す通知を受信端宛
に送信する。

【００４４】すなわち、受信端で時空復号化に適用され
るべき時空符号化行列は、その受信端と送信端との連係
の下で、この送信端で時空符号化に供された時空符号化
行列と同じ時空符号化行列に確度高く保たれる。したが
って、並行して伝送されるべき伝送情報の数、情報量、
速度その他の属性が変化し得る場合であっても、送信ダ
イバーシチに基づく高い伝送品質と、所望の無線ゾーン
（セクタ）とが併せて、安定に維持される。

【００４５】請求項１ないし請求項３に記載の発明に関
連した第五の発明では、時空符号化手段１１、１１Ａ
は、アレーアンテナ１０によって形成されるべきビーム
に個別に対応し、かつ相互相関が優れた小さいビーム識
別情報をそのビーム識別情報に対応した時空符号の列に
付加する。すなわち、受信端では、受信された個々の時
空符号の列に付加されたビーム識別情報との相関に基づ
いてこれらの時空符号の伝送に実際に供された伝送路の
チャネル推定を行うことができる。

【００４６】したがって、このようなチャネル推定の結
果に基づいて行われる時空復号化の精度は、上述した伝
送路の特性が刻々と変化し得る場合であっても安定に高
く維持される。請求項１ないし請求項３に記載の発明に
関連した第六の発明では、伝送特性取得手段１５は、受
信端によって通知され、かつアレーアンテナ１０とその
受信端との間に個別に形成された無線伝送路の伝送特性
を取得する。時空符号化手段１１、１１Ａは、上述した
受信端宛に送信されるべき伝送情報の時空符号化に供さ
れる時空符号化行列の要素の内、伝送特性取得手段１５
によって取得された伝送特性の組み合わせに適合する要
素をその受信端に割り付ける。

【００４７】すなわち、伝送情報の送信に際して行われ
る時空符号化に供される時空符号化行列の要素は、受信
端との間に形成された無線伝送路の伝送特性に応じて伝
送情報に割り付けられる。したがって、このような伝送
情報は、上述した伝送特性の変化に適応した時空符号化
が行われて受信端宛に順次送信される。

【００４８】請求項４または請求項５に記載の発明の下
位概念の発明では、受信波は、周波数領域における拡散
処理の下で生成される。復号化手段２３は、時空復号化
の結果にこのような拡散処理に整合した逆拡散処理を施
すことによって伝送情報を復元する。すなわち、送信端
において時空符号化によって得られた時空符号の列と、
その時空符号の列とは異なる何らかの伝送情報とは、両
者もしくは何れか一方の伝送が行われるべき速度が大幅
に増減し得る場合であっても、マルチパスに起因する伝
送品質の劣化の抑制が可能な多元接続方式に基づいて並
行して伝送される。

【００４９】したがって、並行して無線伝送されるべき
伝送情報の情報量が広範に変化し得る場合であっても、
好適なサービス品質が確度高く維持される。請求項４ま
たは請求項５に記載の発明に関連した発明では、通知手
段２４は、アレーアンテナ２０によって形成されるビー
ムの内、チャネル推定手段２２-1〜２２-Pによって推定
されたＰ個の無線伝送路の特性に基づいて達成される伝
送品質の降順に対応する単一または複数のビームを送信
端に通知する。

【００５０】すなわち、送信元は、自立的に処理を行う
ことなく、アレーアンテナ２０によって形成されるビー
ムの内、下りの無線伝送路の伝送品質が実体的に良好で
あるビームを特定することができる。したがって、送信
端に確保されるべき処理量が大幅に増加することなく、
送信ダイバーシチに基づく利得の増加に併せて、所望の
無線ゾーン（セクタ）に基づく干渉の抑制が実現され
る。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態について詳細に説明する。図４は、本発明の第一
ないし第三の実施形態を示す図である。図において、図
７に示すものと機能および構成が同じものについては、
同じ符号を付与して示し、ここではその説明を省略す
る。本実施形態と図７に示す従来例との間における主な
相違点は、送信装置７０に代えて備えられた送信装置３
０の構成と、受信装置８０に代えて備えられた受信装置
４０の構成とにある。

【００５２】送信装置３０と送信装置７０との構成の主
な相違点は、下記の点にある。 ・ アンテナ７１-1、７１-2に代えてアンテナ３１-1〜
３１-4が備えられる。 ・ 異なる２つの加入者（ユーザ）によって個別の伝送
情報（以下、「第一の伝送情報」、「第二の伝送情報」
という。）がそれぞれ与えられる変調器（ＭＯＤ）７２
-1、７２-2が変調器７２に代えて備えられる。

【００５３】・ 変調器７２-1、７２-2の出力に個別に
接続された２つの入力を有する時空符号化部３２が時空
符号化部７３に代えて備えられる。 ・ アンテナ３１-1〜３１-4の給電点にそれぞれ接続さ
れた多元接続部３３-1〜３３-4が多元接続部７４-1、７
４-2に代えて備えられる。 ・ 多元接続部３３-1〜３３-4の第一の入力ないし第四
の入力にそれぞれ接続された４つの出力を個別に有する
ビーム形成部３４-1〜３４-4が備えられる。

【００５４】・ 時空符号化部３２が有する４つの出力
とビーム形成部３４-1〜３４-4の入力との間に個別に配
置され、かつ異なるパイロット系列ＰＳ１〜ＰＳ４がそ
れぞれ与えられた多重化部（ＭＵＸ）３５-1〜３５-4が
備えられる。また、多元接続部３３-1と多元接続部７４
-1との構成の相違点は、ビーム形成部３４-1〜３４-4の
対応する出力にそれぞれ直結された４つの入力を有する
加算器３６-1が拡散器７５-1の前段に配置された点にあ
る。

【００５５】なお、多元接続部３３-2〜３３-4の構成に
ついては、多元接続部３３-1の構成と同じであるので、
以下では、対応する構成要素に添え番号「２」〜「４」
が付加された同じ符号を付与し、ここではその説明およ
び図示を省略する。受信装置４０と受信装置８０との構
成の主な相違点は、下記の通りである。 ・ チャネル推定部８３-1〜８３-nに代えてチャネル推
定部４１-1〜４１-4が備えられる。

【００５６】・ 復号部８４-1〜８４-nに代えて備えら
れ、チャネル推定部４１-1〜４１-4がｎ個ずつ有する出
力の内、対応する４つの出力にそれぞれ直結された制御
端子を有する復号部（ＤＥＣ）４２-1〜４２-nが備えら
れる。以下、図４を参照して本発明の第一の実施形態の
動作を説明する。変調器７２-1、７２-2は、上述した第
一の伝送情報と第二の伝送情報とに応じて並行して変調
処理を行い、時系列tの順にこれらの伝送情報をそれぞ
れ示す２つのシンボルＳ₁(t)、Ｓ₂(t) の列を出力す
る。

【００５７】時空符号化部３２によって行われる時空符
号化は、以下に列記される点で従来例とは異なる。 ・ 時刻tにおける上記のシンボルＳ₁(t)、Ｓ₂(t)に併せ
て、これらのシンボルに後続する時刻(ｔ＋１)における
シンボルＳ₁(t+1)、Ｓ₂(t+1)が下記の時空符号化行列Ｍ
の要素に割り付けられてなるシンボルＭ_1,2 が既述の時
空符号化行列Ａに代えて適用される。

【００５８】

【数２】

【数３】 ・ このような時空符号化行列Ｍ_1,2 の各列の要素の列
からなる第一ないし第四の「時空符号列」を並行して出
力する。なお、以下では、図５に示すように、アンテナ
３１-1〜３１-4に対する移相給電の下で形成されるべき
複数のビーム（ここでは、簡単のため、それぞれ４つの
セクタゾーンに個別に対応すると仮定する。）に対応
し、かつ多重化部３５-1〜３５-4およびビーム形成部３
４-1〜３４-4によって並行して行われる処理について
は、これらのビームの何れにも対応し得ることを示す添
え文字「Ｂ」(＝１〜４)を各構成要素の符号に付加する
ことによって記述する。

【００５９】多重化部３５-Bには、上述した複数のビー
ムの内、その多重化部３５-Bに対応するビームを示し、
かつ相互相関が小さいビット列からなるパイロット系列
ＰＳB が与えられる。さらに、多重化部３５-Bは、上述
した第一ないし第四の時空符号列の内、対応する単一の
時空符号列にこのパイロット系列ＰＳB を多重化するこ
とによって、例えば、図６に示すような所定の形式のフ
レームの列として「ビーム対応信号」を生成する。

【００６０】ビーム形成部３４-Bは、対応するビーム対
応信号に、例えば、ベースバンド領域において、上述し
たアンテナ３１-1〜３１-4の移相給電にそれぞれ必要な
４通りの移相処理を並行して施すことによって、４つの
「移相信号」を生成する。加算器３６-1〜３６-4は、こ
れらの移相信号の内、それぞれアンテナ３１-1〜３１-4
に対応した４つの移相信号の和を並行してとることによ
って、拡散器７５-1〜７５-4、加算器７６-11〜７６-1
n、…、７６-41〜７６-4nおよびＩＤＦＴ部７７-1〜７
７-4を介してこれらのアンテナ３１-1〜３１-4の給電に
供されるべき送信信号を生成する。

【００６１】なお、拡散器７５-1〜７５-4、加算器７６
-11〜７６-1n、…、７６-41〜７６-4nおよびＩＤＦＴ部
７７-1〜７７-4によって行われる処理については、従来
例において拡散器７５-1、７５-2、加算器７６-11〜７
６-1n、７６-21〜７６-2nおよびＩＤＦＴ部７７-1〜７
７-2によって行われる処理と基本的に同じであるので、
ここではその詳細な説明を省略する。

【００６２】一方、受信装置４０では、アンテナ８１の
給電点には、アンテナ７１-1〜７１-4とそのアンテナ８
１との間に個別に形成された４つの無線伝送路の伝送特
性ｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4と時系列tとに対して下式(6)〜(1
3) で示され、これらの無線伝送路を介して並行して到
来した無線周波信号のベクトル和である受信波ｒ_t〜ｒ
_t+7が順次得られる。

【００６３】 ｒ_t ＝ｈ1・Ｓ₁(t)＋ｈ2・Ｓ₁(t+1)＋ｈ3・Ｓ₂(t)＋ｈ4・Ｓ₂(t+1) …（6 ） ｒ_t+1 ＝−ｈ1・Ｓ₁(t+1)＋ｈ2・Ｓ₁(t)−ｈ3・Ｓ₂(t+1)＋ｈ4・Ｓ₂(t) …（7 ） ｒ_t+2 ＝−ｈ1・Ｓ₂(t)＋ｈ2・Ｓ₂(t+1)＋ｈ3・Ｓ₁(t)−ｈ4・Ｓ₁(t+1) …（8 ） ｒ_t+3 ＝−ｈ1・Ｓ₂(t+1)−ｈ2・Ｓ₂(t) ＋ｈ3・Ｓ₁(t+1)＋ｈ4・Ｓ₁(t) …（9 ） ｒ_t+4 ＝ｈ1・Ｓ₁(t)^*＋ｈ2・Ｓ₁(t+1)^*＋ｈ3・Ｓ₂(t)^*＋ｈ4・Ｓ₂(t+1)^* …(10）ｒ_t+5 ＝ −ｈ1・Ｓ₁(t+1)^*＋ｈ2・Ｓ₁(t)^*−ｈ3・Ｓ₂(t+1)^*＋ｈ4・Ｓ₂(t)^* …（11）ｒ_t+6 ＝ −ｈ1・Ｓ₂(t)^*＋ｈ2・Ｓ₂(t+1)^*＋ｈ3・Ｓ₁(t)^*−ｈ4・Ｓ₁(t+1)^* …（12）ｒ_t+7 ＝ −ｈ1・Ｓ₂(t+1)^*−ｈ2・Ｓ₂(t)^*＋ｈ3・Ｓ₁(t+1)^*＋ｈ4・Ｓ₁(t)^* …（13） ＤＦＴ 部８２は、送信装置７０においてＩＤＦＴ部７７-1〜７
７-4によって行われた逆離散フーリエ変換と反対の離散
フーリエ変換をこれらの受信波ｒ_t 〜ｒ_t+7に施すこと
によって、ｎ個のサブチャネル信号を並行して生成す
る。

【００６４】なお、以下では、チャネル推定部４１-1〜
４１-4によって並行して行われる処理については、これ
らのチャネル推定部４１-1〜４１-4もしくは既述の複数
のビームの何れにも対応し得ることを示す添え文字
「ｃ」を適用して記述する。さらに、復号部４２-1〜４
２-nによって並行して行われる処理については、上述し
たサブチャネル信号の何れにも対応し得ることを示す添
え文字「Ｃ」（＝１〜ｎ）を適用して記述する。

【００６５】チャネル推定部４１-cは、ＤＦＴ部８２に
よって生成されたｎ個のサブチャネル信号と、これらの
サブチャネル信号に含まれ得る全てのパイロット系列と
の相関を並行してとることによって、上述した添え文字
「Ｃ」に対応するサブチャネルを介して個別に形成され
る既述の４つのビーム（サイドローブを含む。）の伝送
特性の推定値ｈ1^_C、ｈ2^_C、ｈ3^_C、ｈ4^_Cを求める。

【００６６】復号部４２-Cは、時系列ｔの順に得られる
これらのサブチャネル信号の値ｓ_{C( t)}〜ｓ_C(t+7)がそれ
ぞれ上式(6)〜(13) の左辺に代入され、これらの式の右
辺に上記の推定値ｈ1^_C、ｈ2^_C、ｈ3^_C、ｈ4^_Cがそれぞ
れ伝達特性ｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4として代入されることに
よってなる下記の連立方程式(14)〜(21)の解Ｓ_C1(t)、
Ｓ_C1(t+1)、Ｓ_C2(t)、Ｓ_C2(t+1)、Ｓ_C1(t)^*、Ｓ_C1(t+1)
^*、Ｓ_C2(t)^*、Ｓ_C2(t+1)^*を求めることによって、送信
装置３０において時空符号化部３２、ビーム形成部３４
-1〜３４-4および加算器３６-1〜３６-4の連係の下で行
われた時空符号化に整合する時空復号化を行う。

【００６７】 ｓ_C(t) ＝ｈ1^_C・Ｓ_C1(t)＋ｈ2^_C・Ｓ_C1(t+1) ＋ｈ3^_C・Ｓ_C2(t)＋ｈ4^_C・Ｓ_C2(t+1) …（14） ｓ_C(t+1) ＝−ｈ1^_C・Ｓ_C1(t+1)＋ｈ2^_C・Ｓ_C1(t) −ｈ3^_C・Ｓ_C2(t+1)＋ｈ4^_C・Ｓ_C2(t) …（15） ｓ_C(t+2) ＝−ｈ1^_C・Ｓ_c2(t)＋ｈ2^_C・Ｓ_C2(t+1) ＋ｈ3^_C・Ｓ_C1(t)−ｈ4^_c・Ｓ_C1(t+1) …（16） ｓ_C(t+3) ＝−ｈ1^_C・Ｓ_C2(t+1)−ｈ2^_C・Ｓ_C2(t) ＋ｈ3^_C・Ｓ_C1(t+1)＋ｈ4^_C・Ｓ_C1(t) …（17） ｓ_C(t+4) ＝ｈ1^_C・Ｓ_C1(t)^*＋ｈ2^_C・Ｓ_C1(t+1)^* ＋ｈ3^_C・Ｓ_C2(t)^*＋ｈ4^_C・Ｓ_C2(t+1)^* …(18） ｓ_C(t+5) ＝−ｈ1^_C・Ｓ_C1(t+1)^*＋ｈ2^_C・Ｓ_C1(t)^* −ｈ3^_C・Ｓ_C2(t+1)^*＋ｈ4^_C・Ｓ_C2(t)^* …（19） ｓ_C(t+6) ＝−ｈ1^_C・Ｓ_C2(t)^*＋ｈ2^_C・Ｓ_C2(t+1)^* ＋ｈ3^_C・Ｓ_C1(t)^*−ｈ4^_C・Ｓ_C1(t+1)^* …（20） ｓ_C(t+7) ＝−ｈ1^_C・Ｓ_C2(t+1)^*−ｈ2^_C・Ｓ_C2(t)^* ＋ｈ3^_C・Ｓ_C1(t+1)^*＋ｈ4^_C・Ｓ_C1(t)^* …（21） 逆拡散器８５は、このようにして復号部４２-1〜４２-n
によって並行して求められ、かつ時系列ｔの順に与えら
れた(ｎ×８)個のサブチャネル信号Ｓ₀₁(t)〜Ｓ₇₁(t)、
Ｓ₀₁(t+1)〜Ｓ₇₁(t+1)、Ｓ₀₂(t)〜Ｓ₇₂(t)、Ｓ₀₂(t+1)
〜Ｓ₇₂(t+1)に、送信装置７０において拡散器７５-1〜
７５-4によって行われた拡散処理と反対の処理を施すこ
とによって復調信号を生成する。

【００６８】信号判定部８６は、この復調信号に時系列
の順に含まれる個々のシンボルに既定の信号空間ダイヤ
グラム上で直近の信号点の列を出力することによって、
伝送情報を復元する。このように本実施形態によれば、
アンテナ３１-1〜３１-4を介して並行して送信され、こ
れらのアンテナ３１-1〜３１-4によって所望のビームを
形成する全ての送信信号は、送信装置３０に備えられた
時空符号化器３２、多重化部３５-1〜３５-4、ビーム形
成部３４-1〜３４-4および加算器３６-1〜３６-4が上述
した時空符号化行列Ｍ_1,2 に基づいて行う一元的な時空
符号化の下で生成され、かつ受信装置４０では、このよ
うな時空符号化に適応した時空復号化処理が同様に一元
的に行われる。

【００６９】さらに、このような時空符号化の過程で
は、図５に点線や破線で示される個々のビームのサイド
ローブを介して送信される送信信号の成分と、これらの
ビームのメインローブを介して並行して送信される送信
信号との間には、上記の時空符号化処理の下で直交性が
担保される。また、本実施形態では、複数の伝送情報が
時空符号化されることによって得られた時空符号列に拡
散処理が施されるので、これらの伝送情報の伝送に個別
の拡散符号が適用されなければならないＭＣ−ＣＤＭＡ
方式に比べて伝送情報の数が同じであっても拡散符号の
数の削減が可能となり、かつ総合的な伝送品質の向上が
図られる。

【００７０】したがって、本実施形態にかかわる無線伝
送系では、移相給電された複数のアンテナによる所望の
セクタや無線ゾーンの形成に併せて、送信ダイバーシチ
が確実に達成される。なお、本実施形態では、チャネル
推定部４１-cは、各サブチャネル信号毎に既述のパイロ
ット系列との相関をとることによって上記の推定値ｈ1^
_C、ｈ2^_C、ｈ3^_C、ｈ4^_Cを求めている。

【００７１】しかし、本発明は、例えば、下記の何れか
の場合には、チャネル推定部４１-cが備えられることな
く構成されてもよい。 ・ 送信装置３０と受信装置４０との双方の間における
無線伝送路の特性の変動が微少である場合 ・ このような特性の変動に柔軟に適応した推定値がチ
ャネル制御その他を実現する手段によって別途求められ
る場合以下、本発明の第二の実施形態について説明す
る。

【００７２】本実施形態と既述の第一の実施形態との主
な相違点は、時空符号化部３２によって行われる下記の
処理の手順にある。時空符号化部３２は、既述の時空符
号化行列Ｍ_1,2 に代わる下記の時空符号化行列ｍ_1,2 に
基づいて時空符号化を行う。

【数４】 このような時空符号化行列ｍ_1,2 の各行には、第一の伝
送情報に対応する３つの要素と、第二の伝送情報に対応
する単一の要素とが含まれる。

【００７３】しかし、このような時空符号化行列ｍ_1,2
が適用された場合であっても、送信装置３０に備えられ
た時空符号化部３２、多重化部３５-1〜３５-4、ビーム
形成部３４-1〜３４-4および加算器３６-1〜３６-4と、
受信装置４０に備えられたＤＦＴ部８２、チャネル推定
部４１-1〜４１-4および復号化部４２-1〜４２-nとによ
ってそれぞれ行われる演算の基本的な手順は、上述した
第一の実施形態との対比において基本的に同じである。

【００７４】すなわち、時空符号化行列ｍ_1,2 の要素が
上述した第一の伝送情報と第二の伝送情報とに適宜割り
付けられることによって、これらの伝送情報の情報量、
あるいは双方の伝送情報の伝送が行われるべき速度に対
する柔軟な適応が可能となる。したがって、本実施形態
によれば、多様な情報量や伝送速度の伝送情報が時空符
号化の過程で柔軟に多重化され、これらの伝送情報の伝
送に供されるべき拡散符号の数の確実な削減が図られ
る。

【００７５】なお、本実施形態では、第一の伝送情報と
第二の伝送情報とが時空符号化の過程で多重化されてい
る。しかし、このような時空符号化の過程で多重化され
るべき伝送情報の数については、時空符号化行列を構成
する列の数以下であれば、如何なる値であってもよい。

【００７６】また、本実施形態では、チャネル推定部４
１-1〜４１-4および復号化部４２-1〜４２-nには、送信
装置３０において時空符号化に適用された時空符号化行
列と、個々の伝送情報に対して割り付けられたその時空
符号化行列の要素とが予め既知の情報として与えられて
いる。しかし、これらの時空符号化行列と要素とについ
ては、例えば、送信装置３０と受信装置４０との連係の
下で更新され、あるいは両者の何れか一方の主導の下で
更新されるか否かにかかわらず、チャネル制御その他の
処理を行う手段によって別途求められてもよい。

【００７７】以下、本発明の第三の実施形態について説
明する。本実施形態と既述の第一の実施形態との主な構
成の相違点は、図４に点線で示すように、受信装置４０
に代えて受信装置４０Ａが備えられた点にある。受信装
置４０Ａと受信装置４０との構成の相違点は、下記の要
素が付加された点にある。

【００７８】・ チャネル推定部４１-1〜４１-4の出力
に復号部４２-1〜４２-nの入力と共に直結され、これら
のチャネル推定部４１-1〜４１-4に個別に対応した入力
を有するレベル検出部４３-1〜４３-4 ・ これらのレベル検出部４３-1〜４３-4に縦続接続さ
れたビーム選択部４４ ・ 一方の入力に上りの伝送情報が与えられ、かつ他方
の入力にビーム選択部４４の出力が接続された多重化部
４５ ・ 多重化部４５に縦続接続された変調部４６ ・ 変調部４６とＤＦＴ部８２とによるアンテナ８１の
送受信共用を実現するアンテナ共用器（Ｈ）４７ 以下、図４を参照して本発明の第三の実施形態の動作を
説明する。

【００７９】レベル検出部４３-Cは、チャネル推定部４
１-Cによって既述の通りに求められた推定値ｈ1^_C、ｈ2
^_C、ｈ3^_C、ｈ4^_Cの個別の二乗和Σｈ1^_C、Σｈ2^_C、Σ
ｈ3^ _C、Σｈ4^_Cを全てのサブチャネルに亘って求める。
ビーム選択部４４は、上述した４つのビームの内、この
ようにして求められた二乗和の降順に単一または複数の
ビームを特定し、これらの特定されたビームを示すビー
ム識別情報を出力する。

【００８０】多重化部４５は、これらのビーム識別情報
と既述の上り伝送情報とを多重化し、かつ変調器４６、
アンテナ共用器４７およびアンテナ８１を介して送信装
置３０宛に送信する。すなわち、送信装置３０は、この
ようにして受信装置４０Ａが主導的に行う処理の下で、
その第一の伝送情報または第二の伝送情報の受信端であ
る受信装置４０Ａとの間に好適な無線伝送路が形成され
るビームを特定することができる。

【００８１】したがって、送信装置３０は、そのビーム
をチャネル制御その他に適用し、例えば、時空符号化行
列の要素を最適に割り付けることによって、伝送品質お
よびサービス品質を高く維持することができる。なお、
本実施形態では、個々のビームのメインローブが互いに
オーバラップしないことを前提として上記の「好適な無
線伝送路が形成されるビーム」が特定されている。

【００８２】しかし、このような特定の対象について
は、ビーム毎に求められた二乗和に併せて、あるいはこ
れらの二乗和に代えて、「互いにオーバラップするセク
タや無線ゾーンを形成するビームの組み合わせ毎に得ら
れた推定値の二乗和」が求められ、これらの二乗和が最
大であるビームまたはビームの組み合わせであってもよ
い。

【００８３】また、上述した各実施形態では、適用され
るべき時空符号化行列が導出される過程については、何
ら開示されていない。しかし、このような時空符号化行
列が導出される過程は本発明の特徴ではなく、かつ本発
明には、下記の条件が成立する限り、公知の時空符号化
行列だけではなく、将来的に導出される新たな時空符号
化行列の適用も可能である。

【００８４】・ 送信端および受信端において確保され
得る処理量の範囲で所望の伝送速度や実時間性が達成さ
れる。 ・ 列の数が「時空符号化の過程で多重化されるべき伝
送情報の数（送信元や宛先となるべきユーザの数だけで
はなく、全ての伝送情報が所望の属性に基づいて論理的
に区分されることによってなる集合の数であってもよ
い。）」以上である。

【００８５】さらに、上述した各実施形態では、ＩＤＦ
Ｔ部７７-1〜７７-4は、異なる拡散符号に基づく拡散処
理の下で生成され、かつ加算器７６-11〜７６-1n、…、
７６-41〜７６-4nによって合成された複数のサブチャネ
ル信号を逆離散フーリエ変換し、ガードインターバルを
付加することによって、送信波信号を生成している。

【００８６】しかし、本発明はこのような構成に限定さ
れず、例えば、送信装置３０と受信装置４０、４０Ａと
の間に並行して形成されるべき無線チャネルの数が少な
い場合には、加算器７６-11〜７６-1n、…、７６-41〜
７６-4nは何ら備えられなくてもよい。また、上述した
各実施形態では、変調器７２-1、７２-2がそれぞれ第一
の伝送情報と第二の伝送情報とに応じて行う一次変調の
方式として、ＱＰＳＫが適用されている。

【００８７】しかし、このような一次変調の方式につい
ては、後続してシンボル単位に行われるべき時空符号
化、パイロット系列の多重化、ビーム形成、拡散処理お
よび逆離散フーリエ変換に整合する限り、如何なる変調
方式が適用されてもよい。さらに、上述した各実施形態
では、時空符号化行列のサイズと、その時空符号化行列
の要素の割り付けが一定に保たれている。

【００８８】しかし、これらのサイズおよび割り付けに
ついては、例えば、チャネル制御の手順その他に基づく
送信装置３０と受信装置４０、４０Ａとの連係の下で適
宜更新されることによって、下記の全てあるいは一部が
達成されてもよい。 ・ 無線周波数の有効利用 ・ ゾーン構成やチャネル配置の最適化 ・ 保守や運用にかかわる利便性や効率化 ・ 消費電力その他の資源の削減 また、上述した各実施形態では、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式が
適用されている。

【００８９】しかし、本発明はこのような構成に限定さ
れず、サブキャリア当たりの伝送速度が低く設定される
ことによって、マルチパスに起因する伝送品質の劣化の
軽減もしくは回避が図られるならば、ＭＴ−ＣＤＭＡそ
の他の多様な多元接続方式または所望のマルチキャリア
変調方式が適用されてもよい。さらに、上述した各実施
形態では、送信装置３０では、拡散処理に先行して時空
符号化が行われている。

【００９０】しかし、これらの拡散処理と時空符号化と
が行われるべき順序については、両者が線形な演算であ
り、その演算の過程で所望のダイナミックレンジや精度
が確保される限り、反対であってもよい。また、上述し
た各実施形態では、アンテナ３１-1〜３１-4は、既述の
移相給電の下で４つのビームを並行して形成している。

【００９１】しかし、このようにして形成されるべきビ
ームの数については、時空符号化に供される時空符号化
行列の列の数以下である限り、如何なる値であってもよ
い。さらに、上述した各実施形態では、個々の伝送情報
の伝送に単一の拡散符号が適用されている。しかし、本
発明はこのような構成に限定されず、例えば、送信元や
宛先が単一のユーザ（加入者）である伝送情報の伝送に
予め複数の拡散符号が適用されることによって、下記の
何れかが達成されてもよい。

【００９２】・ 伝送情報の情報量の広範な変化に対す
る柔軟な適応 ・ 伝送情報が伝送されるべき速度の広範な変化に対す
る柔軟な適応 ・ 単一または複数の受信端との間における冗長な無線
伝送路の形成 また、上述した各実施形態では、本発明は、移動通信シ
ステムに適用されている。

【００９３】しかし、本発明は、このような移動通信シ
ステムに限定されず、時空符号化方式とマルチキャリア
変調方式とが併せて適用されることによって、所望の伝
送品質が達成されるならば、光伝送系その他の多様な伝
送系にも適用が可能である。さらに、上述した各実施形
態では、既述のパイロット系列との相関に基づいてチャ
ネル推定が行われている。

【００９４】しかし、本発明はこのような構成に限定さ
れず、このようなチャネル推定を別途行う手段が備えら
れるならば、個々のチャネル推定を実現するために適用
されるべき周波数配置、チャネル構成、ゾーン構成（セ
クタ構成）、チャネル制御の方式その他の構成は、如何
なるものであってもよい。また、本発明は、上述した実
施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲におい
て、多様な形態による実施形態の実現が可能であり、か
つ構成装置の一部もしくは全てに如何なる改良が施され
てもよい。

【００９５】以下、上述した各実施形態に開示された本
発明の構成を階層的・多面的に整理し、付記として列記
する。 （付記１） アレーアンテナ１０によって形成されるビ
ームの数Ｐ以上の列を有する時空符号化行列に基づいて
伝送情報を時空符号化し、これらのビームに個別に対応
する時空符号の列を生成する時空符号化手段１１と、前
記アレーアンテナ１０が有する複数Ｅの素子の給電に個
別に適合した移相量に亘って、前記時空符号化手段１１
によって生成され、そのアレーアンテナ１０によって形
成されるべきビームに対応した個々の時空符号の列を並
行して移相させ、複数(≦Ｐ・Ｅ)の移相時空符号の列を
生成する複数Ｐのビーム形成手段１２-1〜１２-Pと、前
記複数Ｐのビーム形成手段１２-1〜１２-Pによって生成
され、かつ前記複数Ｅの素子に個別に対応した移相時空
符号の列をマルチキャリア変調し、これらの素子を介し
て並行して送信する複数Ｅの送信手段１３-1〜１３-Eと
を備えたことを特徴とする送信装置。 （付記２） アレーアンテナ１０が有する複数Ｅの素子
の給電に個別に適合した移相量に亘って、そのアレーア
ンテナ１０によって形成されるビームの数Ｐに等しいビ
ット列として与えられる伝送情報を並行して移相させ、
Ｐ個の移相伝送情報の列を生成する複数Ｐのビーム形成
手段１２Ａ-1〜１２Ａ-Pと、前記ビームの数Ｐ以上の列
を有する時空符号化行列に基づいて、前記複数Ｐのビー
ム形成手段１２Ａ-1〜１２Ａ-Pによって生成されたＰ個
の移相伝送情報の列を並行して時空符号化し、これらの
ビームに個別に対応する時空符号の列を生成する時空符
号化手段１１Ａと、前記時空符号化手段１１Ａによって
生成された時空符号の列をマルチキャリア変調し、前記
複数Ｅの素子を介して並行して送信する複数Ｅの送信手
段１３Ａ-1〜１３Ａ-Eとを備えたことを特徴とする送信
装置。 （付記３） 付記１または付記２に記載の送信装置にお
いて、前記伝送情報は、前記アレーアンテナ１０によっ
て形成されるべきビームの数Ｐ以下である複数ｐの伝送
情報であることを特徴とする送信装置。 （付記４） 付記３に記載の送信装置において、前記時
空符号化手段１１、１１Ａは、前記複数ｐの伝送情報の
情報量の比率に整合した数で要素がこれらの伝送情報に
割り付けられた時空符号化行列に基づいて時空符号化を
行うことを特徴とする送信装置。

【００９６】（付記５） 付記３または付記４に記載の
送信装置において、前記複数ｐの伝送情報に対する前記
時空符号化行列の要素の割り付けが更新されるべきとき
に、その旨を示す通知を受信端宛に送信する時空符号化
支援手段１４を備えたことを特徴とする送信装置。

【００９７】（付記６） 付記１ないし付記５の何れか
１項に記載の送信装置において、前記複数Ｅの送信手段
１３-1〜１３-E、１３Ａ-1〜１３Ａ-Eは、前記マルチキ
ャリア変調の方式に適合したサブチャネル毎に周波数領
域における拡散処理を施すことを特徴とする送信装置。

【００９８】（付記７） 付記６に記載の送信装置にお
いて、前記複数Ｅの送信手段１３-1〜１３-E、１３Ａ-1
〜１３Ａ-Eは、前記サブチャネル毎に、異なる拡散符号
に基づく周波数領域の拡散処理によって生成されたサブ
チャネル信号を多重化することを特徴とする送信装置。

【００９９】（付記８） 付記１ないし付記７の何れか
１項に記載の送信装置において、前記時空符号化手段１
１、１１Ａは、前記伝送情報の情報量の総和に列の数が
適合した時空符号化行列に基づいて時空符号化を行うこ
とを特徴とする送信装置。

【０１００】（付記９） 付記８に記載の送信装置にお
いて、前記時空符号化に適用される時空符号化行列が変
更されるべきときに、その旨を示す通知を受信端宛に送
信する時空符号化支援手段１４Ａを備えたことを特徴と
する送信装置。 （付記１０） 付記１ないし付記９の何れか１項に記載
の送信装置において、前記時空符号化手段１１、１１Ａ
は、前記アレーアンテナ１０によって形成されるべきビ
ームに個別に対応し、かつ相互相関がなだらかであって
小さいビーム識別情報をそのビーム識別情報に対応した
時空符号の列に付加することを特徴する送信装置。

【０１０１】（付記１１） 付記１ないし付記１０の何
れか１項に記載の送信装置において、前記受信端によっ
て通知され、かつ前記アレーアンテナ１０とその受信端
との間に個別に形成された無線伝送路の伝送特性を取得
する伝送特性取得手段１５を備え、前記時空符号化手段
１１、１１Ａは、前記受信端宛に送信されるべき伝送情
報の時空符号化に供される時空符号化行列の要素の内、
前記伝送特性取得手段１５によって取得された伝送特性
の組み合わせに適合した要素をその受信端に割り付ける
ことを特徴とする送信装置。

【０１０２】（付記１２） 送信端に設置されたアレー
アンテナ２０によって形成されるビームの数Ｐ以上の列
を有する時空符号化行列に基づいて時空符号化され、か
つマルチキャリア変調されてそのアレーアンテナ２０か
ら到来した受信波をサブチャネルの成分毎に分離する分
離手段２１と、前記アンテナアレイ２０との間に並行し
て形成されたＰ個の無線伝送路の特性を推定するチャネ
ル推定手段２２-1〜２２-Pと、前記時空符号化行列と、
前記チャネル推定手段２２-1〜２２-Pによって推定され
た特性とに基づいて、前記分離手段２１によって前記受
信波から分離された個々のサブチャネルの成分を時空復
号化し、伝送情報を復元する復号化手段２３とを備えた
ことを特徴とする受信装置。 （付記１３） 付記１２に記載の受信装置において、前
記受信波には、前記アレーアンテナ２０によって形成さ
れるビームを個別に示すビーム識別情報が多重化され、
前記チャネル推定手段２２-1〜２２-Pは、前記分離手段
２１によって前記受信波から分離された個々のサブチャ
ネルの成分と前記数Ｐのビームを個別に示すビーム識別
情報との相関に基づいて、前記アンテナアレイ２０との
間に並行して形成されたＰ個の無線伝送路の特性を推定
することを特徴とする受信装置。 （付記１４） 付記１２または付記１３に記載の受信装
置において、前記受信波は、周波数領域における拡散処
理の下で生成され、前記復号化手段２３は、前記時空復
号化の結果に前記拡散処理に整合した逆拡散処理を施す
ことによって前記伝送情報を復元することを特徴とする
受信装置。

【０１０３】（付記１５） 付記１２ないし付記１４の
何れか１項に記載の受信装置において、前記アレーアン
テナ２０によって形成されるビームの内、前記チャネル
推定手段２２-1〜２２-Pによって推定されたＰ個の無線
伝送路の特性に基づいて達成される伝送品質の降順に対
応する単一または複数のビームを前記送信端に通知する
通知手段２４を備えたことを特徴とする受信装置。

【０１０４】

【発明の効果】上述したように請求項１、２、４に記載
の発明では、所望のセクタや無線ゾーンの形成に併せ
て、送信ダイバーシチが確実に達成される。また、請求
項３に記載の発明では、並行して送信されるべき伝送情
報の数が増減し、あるいは大きい場合であっても、時空
符号化の後に行われるべき多重化処理の最大の多重度が
小さな値に抑制される。さらに、請求項５に記載の発明
では、時空復号化の精度は、伝送路の特性が刻々と変化
し得る場合であっても安定に高く維持される。

【０１０５】また、請求項３に記載の発明の下位概念の
発明では、伝送品質や実時間性が高く維持される。さら
に、請求項３に記載の発明に関連した第一の発明では、
保守や運用にかかわる多様なニーズに対する適応の柔軟
性が高められる。また、請求項１ないし請求項３に記載
の発明に関連した第一の発明と、請求項４または請求項
５に記載の発明の下位概念の発明とでは、並行して伝送
されるべき伝送情報の情報量が広範に変化し得る場合で
あっても、サービス品質が高く維持される。

【０１０６】さらに、請求項１ないし請求項３に記載の
発明に関連した第二の発明では、並行して伝送されるべ
き伝送情報の情報量が著しく大きい場合であっても、サ
ービス品質が高く維持される。また、請求項１ないし請
求項３に記載の発明に関連した第三の発明では、時空符
号化に適用された時空符号化行列と、その時空符号化行
列の各要素が割り付けられた伝送情報とを受信端が識別
できる限り、これらの伝送情報の数の如何にかかわら
ず、送信ダイバーシチに基づく高い伝送品質と、所望の
無線ゾーン（セクタ）とが併せて達成される。

【０１０７】さらに、請求項１ないし請求項３に記載の
発明に関連した第四の発明では、並行して伝送されるべ
き伝送情報の数、情報量、速度その他の属性が変化し得
る場合であっても、送信ダイバーシチに基づく高い伝送
品質と、所望の無線ゾーン（セクタ）とが併せて、安定
に維持される。また、請求項１ないし請求項３に記載の
発明に関連した第五の発明では、受信端においてチャネ
ル推定の結果に基づいて行われる時空復号化の精度は、
伝送路の特性が刻々と変化し得る場合であっても安定に
高く維持される。

【０１０８】さらに、請求項１ないし請求項３に記載の
発明に関連した第六の発明では、伝送情報は、伝送路の
伝送特性の変化に適応した時空符号化が行われつつ受信
端宛に順次送信される。また、請求項４または請求項５
に記載の発明に関連した発明では、送信端に確保される
べき処理量が大幅に増加することなく、送信ダイバーシ
チに基づく利得の増加に併せて、所望の無線ゾーン（セ
クタ）に基づく干渉の抑制が実現される。

【０１０９】したがって、これらの発明が適用された無
線伝送系では、資源が効率的に利用されると共に、多様
な構成や規模に対する柔軟な適応に併せて、高い伝送品
質およびサービス品質が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる送信装置の第一の原理ブロッ
ク図である。

【図２】本発明にかかわる送信装置の第二の原理ブロッ
ク図である。

【図３】本発明にかかわる受信装置の原理ブロック図で
ある。

【図４】本発明の第一ないし第三の実施形態を示す図で
ある。

【図５】アンテナによって形成されるマルチビームの特
性を示す図である。

【図６】フレームの構成を示す図である。

【図７】ＭＣ−ＣＤＭＡおよび時空符号化が適用された
無線伝送系の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０ アレーアンテナ １１，１１Ａ 時空符号化手段 １２，１２Ａ ビーム形成手段 １３，１３Ａ 送信手段 １４，１４Ａ 時空符号化支援手段 １５ 伝送特性取得手段 ２１ 分離手段 ２２ チャネル推定手段 ２３ 復号化手段 ２４ 通知手段 ３０，７０ 送信装置 ３１，７１，８１ アンテナ ３２，７３ 時空符号化部 ３３，７４ 多元接続部 ３４ ビーム形成部 ３５ 多重化部（ＭＵＸ） ４０，４０Ａ，８０ 受信装置 ４１，８３ チャネル推定部 ４２，８４ 復号部（ＤＥＣ） ４３ レベル検出部 ４４ ビーム選択部 ４５ 多重化部 ４６ 変調部 ４７ アンテナ共用器（Ｈ） ７２ 変調器（ＭＯＤ） ７５ 拡散器 ７６ 加算器（Σ） ７７ ＩＤＦＴ部 ８２ ＤＦＴ部 ８５ 逆拡散器 ８６ 信号判定器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アレーアンテナによって形成されるビー
   ムの数Ｐ以上の列を有する時空符号化行列に基づいて伝
   送情報を時空符号化し、これらのビームに個別に対応す
   る時空符号の列を生成する時空符号化手段と、 前記アレーアンテナが有する複数Ｅの素子の給電に個別
   に適合した移相量に亘って、前記時空符号化手段によっ
   て生成され、そのアレーアンテナによって形成されるべ
   きビームに対応した個々の時空符号の列を並行して移相
   させ、複数(≦Ｐ・Ｅ)の移相時空符号の列を生成する複
   数Ｐのビーム形成手段と、 前記複数Ｐのビーム形成手段によって生成され、かつ前
   記複数Ｅの素子に個別に対応した移相時空符号の列をマ
   ルチキャリア変調し、これらの素子を介して並行して送
   信する複数Ｅの送信手段とを備えたことを特徴とする送
   信装置。
2. 【請求項２】 アレーアンテナが有する複数Ｅの素子の
   給電に個別に適合した移相量に亘って、そのアレーアン
   テナによって形成されるビームの数Ｐに等しいビット列
   として与えられる伝送情報を並行して移相させ、Ｐ個の
   移相伝送情報の列を生成する複数Ｐのビーム形成手段
   と、 前記ビームの数Ｐ以上の列を有する時空符号化行列に基
   づいて、前記複数Ｐのビーム形成手段によって生成され
   たＰ個の移相伝送情報の列を並行して時空符号化し、こ
   れらのビームに個別に対応する時空符号の列を生成する
   時空符号化手段と、 前記時空符号化手段によって生成された時空符号の列を
   マルチキャリア変調し、前記複数Ｅの素子を介して並行
   して送信する複数Ｅの送信手段とを備えたことを特徴と
   する送信装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の送信装
   置において、 前記伝送情報は、 前記アレーアンテナによって形成されるべきビームの数
   Ｐ以下である複数ｐの伝送情報であることを特徴とする
   送信装置。
4. 【請求項４】 送信端に設置されたアレーアンテナによ
   って形成されるビームの数Ｐ以上の列を有する時空符号
   化行列に基づいて時空符号化され、かつマルチキャリア
   変調されてそのアレーアンテナから到来した受信波をサ
   ブチャネルの成分毎に分離する分離手段と、 前記アンテナアレイとの間に並行して形成されたＰ個の
   無線伝送路の特性を推定するチャネル推定手段と、 前記時空符号化行列と、前記チャネル推定手段によって
   推定された特性とに基づいて、前記分離手段によって前
   記受信波から分離された個々のサブチャネルの成分を時
   空復号化し、伝送情報を復元する復号化手段とを備えた
   ことを特徴とする受信装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の受信装置において、 前記受信波には、 前記アレーアンテナによって形成されるビームを個別に
   示すビーム識別情報が多重化され、 前記チャネル推定手段は、 前記分離手段によって前記受信波から分離された個々の
   サブチャネルの成分と前記数Ｐのビームを個別に示すビ
   ーム識別情報との相関に基づいて、前記アンテナアレイ
   との間に並行して形成されたＰ個の無線伝送路の特性を
   推定することを特徴とする受信装置。