JP6137865B2 - 送信装置およびシンボルマッピング方法 - Google Patents

Description

本発明は、差動時空符号化を適用した送信装置および受信装置に関する。

無線通信では、伝送路で生じるフェージングに対して性能を改善する技術として送信ダイバーシチが用いられる。送信ダイバーシチの一つに、送信系列を時空間符号化（ＳＴＢＣ：Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ）し、直交した複数の系列を生成して、それぞれを異なるアンテナから送信する方式がある。さらに、受信装置において伝送路の推定を不要とする差動符号化とＳＴＢＣとを組み合わせた差動時空符号化（ＤＳＴＢＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ）が検討されている（例えば、非特許文献１）。本文献では、位相変調された２シンボル毎に差動時空符号化する送信方法および受信方法が開示されている。

V.Tarokh, H.Jafarkhani, "A Differential Detection Scheme for Transmit Diversity", IEEE Journal on Selected Areas in Comm., Vol.18, no.7, Jul. 2000.

従来の差動時空符号化を適用した送信処理では、差動時空符号化する２シンボルをそれぞれ独立に位相変調して生成し、送信していた。受信処理においても、復号した２シンボルをそれぞれ独立に判定していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、差動時空符号化する２シンボル間に位相差や振幅差を設定し、その位相差や振幅差に情報を割当てることにより、２シンボルで送信するビット数を増やし、高伝送レート化を実現する送信装置および受信装置を得ることを目的とする。

また、位相変調されたシンボルの振幅や位相を調整することにより、信号点間距離を大きくすることができ、さらに、受信処理おいて差動符号化された２シンボル単位に、割り当てられた情報ビットを判定することにより、受信性能を改善する送信装置、受信装置およびシンボルマッピング方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、送信系列をＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、前記位相変調手段における位相変調の対象とされなかった１つのビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの位相をそれぞれ任意の位相だけ回転して位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調手段と、前記位相差情報変調手段から出力された２つの位相差情報変調シンボルをＤＳＴＢＣ符号化するＤＳＴＢＣ符号化手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、２シンボルで送信するビット列のビット数を従来よりも増やすことができ、高伝送レート化を実現できる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の送信装置の構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１のビットの分割方法の一例を示す図である。 図３は、位相変調部による位相変調動作の一例を示す図である。 図４は、入力ビットと位相オフセットの対応関係の一例を示す図である。 図５は、実施の形態１の位相差情報変調シンボルｙ_aおよびｙ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図６は、実施の形態１の受信装置の構成例を示す図である。 図７は、実施の形態２の送信装置の構成例を示す図である。 図８は、実施の形態２のビットの分割方法の一例を示す図である。 図９は、入力ビットと振幅係数の対応関係の一例を示す図である。 図１０は、固定位相オフセットの一例を示す図である。 図１１は、実施の形態２の振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図１２は、図１１に示した全信号点を１つのＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図１３は、実施の形態２の受信装置の構成例を示す図である。 図１４は、実施の形態３の送信装置の構成例を示す図である。 図１５は、実施の形態３のビットの分割方法の一例を示す図である。 図１６は、入力ビットと位相オフセットの対応関係の一例を示す図である。 図１７は、入力ビットと振幅係数の対応関係の一例を示す図である。 図１８は、固定位相オフセットの一例を示す図である。 図１９−１は、実施の形態３の振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図１９−２は、実施の形態３の振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図１９−３は、実施の形態３の振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図１９−４は、実施の形態３の振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図２０は、実施の形態３の受信装置の構成例を示す図である。 図２１は、実施の形態４の送信装置の構成例を示す図である。 図２２は、実施の形態４のビット分割部によるビットの分割方法の一例を示す図である。 図２３は、実施の形態４の振幅情報変調部による振幅調整で使用する振幅係数の一例を示す図である。 図２４は、実施の形態４の振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図２５は、実施の形態４の受信装置の構成例を示す図である。 図２６は、実施の形態５の送信装置の構成例を示す図である。 図２７は、実施の形態５のビット分割部によるビットの分割方法の一例を示す図である。 図２８は、実施の形態５の振幅情報変調部による振幅調整で使用する振幅係数の一例を示す図である。 図２９は、実施の形態５の振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを示す図である。 図３０は、実施の形態５の受信装置の構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる送信装置、受信装置およびシンボルマッピング方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
（送信装置）
まず、送信装置について説明する。図１は、本発明にかかる送信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態の送信装置は、入力される送信ビット系列を３つに分割して出力するビット分割部１１と、ビット分割部１１で３分割されたビット系列のうちの１つをそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調部１２ａおよび１２ｂと、ビット分割部１１から入力されるビット系列に応じて、位相変調部１２ａおよび１２ｂから入力される位相変調シンボルにそれぞれ異なる位相回転を加えて位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調部１３と、位相差情報変調部１３からの位相差情報変調シンボルに対してＤＳＴＢＣ符号化を行い、送信アンテナ毎の送信シンボルを生成するＤＳＴＢＣ符号化部１４と、送信シンボルに対してアンテナから送信するための処理を行い、送信無線信号として出力する送信無線部１５ａおよび１５ｂと、送信無線部１５ａおよび１５ｂの出力をそれぞれ送信する送信アンテナ１６ａおよび１６ｂと、を備える。

ビット分割部１１は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。そのＮビットをＮ_phビット、Ｎ_aビット、Ｎ_bビットの３つに分割し、それぞれ位相差情報変調部１３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。Ｎ_phビット、Ｎ_aビットおよびＮ_bビットの値は、それぞれ位相差情報変調部１３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭ_a相位相変調とＭ_b相位相変調を行うとすると、Ｎ_a＝ｌｏｇ₂Ｍ_a、Ｎ_b＝ｌｏｇ₂Ｍ_bビットとなる。また、本実施の形態では、Ｎ_ph＝１である。

ビット分割部１１によるビットの分割方法の一例として、位相変調部１２ａおよび１２ｂでともに４相位相変調（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を実施する場合を図２に示す。なお、図２においては、位相変調部１２ａを位相変調部ａ、位相変調部１２ｂを位相変調部ｂと記載している。図２に示した分割方法を適用した場合、ビット分割部１１は、Ｎ＝５ビットのビット列ｂ₁，ｂ₂，…，ｂ₅を、Ｎ_ph＝１ビット（ｂ₁）、Ｎ_a＝２ビット（ｂ₂，ｂ₃）、Ｎ_b＝２ビット（ｂ₄，ｂ₅）の３つに分割し、１ビット（ｂ₁）を位相差情報変調部１３に、２ビット（ｂ₂，ｂ₃）を位相変調部１２ａに、２ビット（ｂ₄，ｂ₅）を位相変調部１２ｂにそれぞれ出力する。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方法や各部への割り当ての順番等は変更してもよい。例えば、位相変調部１２ｂへのビット出力順を逆転させてもよい。

位相変調部１２ａおよび１２ｂは、入力ビット列をグレイ符号化後、グレイ符号化した２進数のビット系列を１０進数の整数ｉとし、次式（１）に従ってＭ相位相変調を行い、位相変調シンボルｘを出力する。

一例として、４相位相変調（ＱＰＳＫ）の場合について、位相変調部１２ａおよび１２ｂの動作を説明する。位相変調部１２ａおよび１２ｂは、まず、図３に従って、入力ビット系列から整数ｉを生成する。図３には、２ビットの入力ビット列と、それらをグレイ符号化した系列、それらを１０進数に変換したｉを示している。グレイ符号化については一般的な処理であり、詳細説明は省略する。次に、上記の式（１）において、Ｍ＝４とするとともに、生成したｉを代入し、複素シンボルｘを出力する。

位相差情報変調部１３は、ビット分割部１１から入力される１ビットの値に応じて位相変調部１２ａ、１２ｂから入力される複素シンボルｘ_a、ｘ_bをそれぞれ次式（２）で示すように位相回転量θ_a、θ_bで位相回転し、位相差情報変調シンボルｙ_a、ｙ_bとして出力する。

入力１ビットに対する位相回転量θ_a、θ_bの一例を図４に示す。入力ビットが０の場合、θ_a＝０、θ_b＝π／Ｍ_bとする。入力ビットが１の場合、θ_a＝π／Ｍ_a、θ_b＝０とする。Ｍ_a、Ｍ_bは、位相変調部１２ａ、１２ｂで実施された位相変調を表しており、それぞれＭ_a相、Ｍ_b相の位相変調が実施されたことを表している。π／Ｍ_aはＭ_a相位相変調での位相回転単位である２π／Ｍ_aの１／２の位相に相当し、位相変調による信号点間の位相差の１／２だけ位相回転することを示している。π／Ｍ_bについても同様である。ここでは４相位相変調を想定しているため、Ｍ_a＝４、Ｍ_b＝４である。なお、位相回転量θ_a、θ_bは本説明に使用した値に限定されるものではない。

以上の一連の処理を実施した場合の位相差情報変調部１３の出力である、位相差情報変調シンボルｙ_aおよびｙ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図５に示す。なお、図５に示したコンステレーションは、位相変調部１２ａおよび１２ｂで実施された位相変調がともにＱＰＳＫ（Ｍ_a＝４、Ｍ_b＝４）の場合のものである。図５では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調部１２ａ、１２ｂに入力されるビット列である。すなわち、それぞれのビット列が入力されたときに信号点が配置される位置を表している。図５に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｙ_a、ｙ_b間の位相差に情報を割り当てている。

ＤＳＴＢＣ符号化部１４は、ある時刻ｋの入力シンボルｓ_k＝ｙ_a、ｓ_k+1＝ｙ_bの２シンボルに対してＤＳＴＢＣ符号化を行い、送信無線部１５ａに送信シンボルｃ_kおよび−ｃ^* _k+1を、送信無線部１５ｂにＤＳＴＢＣ符号化シンボルｃ_k+1およびｃ^* _kを出力する。ＤＳＴＢＣ符号化は次式（３）の通り実施する。

式（３）のＣ_kおよびＳ_kを次式（４）とする。

送信無線部１５ａおよび１５ｂは、送信シンボルを無線で送信するため、送信無線信号に変換する。なお、本処理は一般的な処理であり、詳細な説明は省略する。

（受信装置）
つづいて、図１に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。

図６は、本発明にかかる受信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態の受信装置は、送信装置が送信した無線信号を受信する受信アンテナ５１と、受信アンテナ５１で受信された受信無線信号を受信シンボルに変換する受信無線部５２と、受信シンボルをＤＳＴＢＣ復号し、ＤＳＴＢＣ復号シンボルを出力するＤＳＴＢＣ復号部５３と、送信装置が送信する可能性のある全送信シンボルを生成する候補シンボル生成部５４と、ＤＳＴＢＣ復号シンボルと候補シンボルとの誤差を算出する誤差計算部５５と、誤差計算部５５が出力した全ての誤差から最小の誤差を選択し、その候補シンボルに対応するビット系列を受信ビット系列として出力する最小誤差選択部５６と、を備える。

受信アンテナ５１は、送信装置から送信された無線信号を受信し、受信無線信号として受信無線部５２に出力する。

受信無線部５２は、受信無線信号をベースバンドの受信シンボルに変換する。なお、本処理は一般的な処理であり、詳細な説明は省略する。

ＤＳＴＢＣ復号部５３は、ある時刻ｋおよびｋ＋１に受信された２つの受信シンボルｒ_k、ｒ_k+１に対してＤＳＴＢＣ復号処理を実施し、ＤＳＴＢＣ復号シンボルｓ'_k、s'_k+1を出力する。ＤＳＴＢＣ復号処理は次式（５）で表される。

式（５）のＳ'_kおよびＲ_kを次式（６）とする。

候補シンボル生成部５４は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビットを送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２^N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置（図１参照）のビット分割部１１、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部１３の処理と同じ処理を実施し、候補となる２シンボルの組（ｙ_an，ｙ_bn）；n=0,1,…,2^N-1を順次出力する。

誤差計算部５５は、ＤＳＴＢＣ復号シンボルｓ'_k、s'_k+1と候補シンボルａ_n＝ｙ_an、ｂ_n＝ｙ_bnとの誤差ｅ_n；n=0,1,…,2^N-1を次式（７）の通り計算し、順次出力する。

最小誤差選択部５６は、ｅ_n；n=0,1,…,2^N-1の中で最小の誤差を選択し、その時のｎに対してグレイ符号化の逆変換（送信装置のビット分割部１１、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部１３で行う処理と逆の処理）を行い、受信ビット系列として出力する。

このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差に情報を１ビット割り当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット列のビット数を従来よりも１ビット増やすことができ、高伝送レート化を実現できる。

なお、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。

実施の形態２．
実施の形態１では、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差に１ビットの情報を割り当てて送受信する場合を示したが、本実施の形態の送信装置および受信装置では、さらに、２シンボル間の振幅差に１ビットの情報を割り当てて送受信する。すなわち、２シンボル間の位相差および振幅差を利用して高伝送レート化を実現する。

（送信装置）
図７は、実施の形態２の送信装置の構成例を示す図である。なお、実施の形態１の送信装置（図１参照）と共通の構成要素には図１と同じ符号を付している。本実施の形態では、実施の形態１の送信装置と異なる部分について説明を行う。図示したように、本実施の形態の送信装置は、実施の形態１の送信装置のビット分割部１１をビット分割部２１に置き換え、さらに、位相差情報変調部１３とＤＳＴＢＣ符号化部１４の間に振幅情報変調部２２を追加した構成となっている。

本実施の形態の送信装置において、ビット分割部２１は、入力される送信ビット系列を４つに分割して出力する。出力先は、位相変調部１２ａ，１２ｂ、位相差情報変調部１３および振幅情報変調部２２である。位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部１３には、実施の形態１と同じビット数のビット列がそれぞれ入力される。振幅情報変調部２２は、ビット分割部２１から入力されるビット系列に応じて、位相差情報変調部１３から出力された位相差情報変調シンボルの振幅を調整し、振幅情報変調シンボルとして出力する。ＤＳＴＢＣ符号化部１４は、振幅情報変調部２２から出力された振幅情報変調シンボルに対してＤＳＴＢＣ符号化を行う。

本実施の形態の送信装置の動作について詳しく説明する。

ビット分割部２１は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。そのＮビットをＮ_phビット、Ｎ_ampビット、Ｎ_aビットおよびＮ_bビットの４つに分割し、それぞれ位相差情報変調部１３、振幅情報変調部２２、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。Ｎ_phビット、Ｎ_ampビット、Ｎ_aビットおよびＮ_bビットの値は、それぞれ位相差情報変調部１３、振幅情報変調部２２、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭ_a相位相変調とＭ_b相位相変調を行うとすると、Ｎ_a＝ｌｏｇ₂Ｍ_aおよびＮ_b＝ｌｏｇ₂Ｍ_bビットとなる。また、本実施の形態では、Ｎ_ph＝１、Ｎ_amp＝１である。

ビット分割部２１によるビットの分割方法の一例として、位相変調部１２ａおよび１２ｂでともにＱＰＳＫを実施する場合を図８に示す。なお、図８においては、位相変調部１２ａを位相変調部ａ、位相変調部１２ｂを位相変調部ｂと記載している。図８に示した分割方法を適用した場合、ビット分割部２１は、Ｎ＝６ビットのビット列ｂ₁，ｂ₂，…，ｂ₆を、Ｎ_ph＝１ビット（ｂ₁）、Ｎ_amp＝１ビット（ｂ₂）、Ｎ_a＝２ビット（ｂ₃，ｂ₄）、Ｎ_b＝２ビット（ｂ₅，ｂ₆）の４つに分割し、１ビット（ｂ₁）を位相差情報変調部１３に、１ビット（ｂ₂）を振幅情報変調部２２に、２ビット（ｂ₃，ｂ₄）を位相変調部１２ａに、２ビット（ｂ₅，ｂ₆）を位相変調部１２ｂにそれぞれ出力する。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方、各部への割り当ての順番等は変更してもよい。例えば、位相変調部１２ｂへのビット出力順を逆転させてもよい。

振幅情報変調部２２は、ビット分割部２１から入力される１ビットの値に応じて位相差情報変調部１３から入力される位相差情報変調シンボルｙ_a、ｙ_bに対して振幅係数ａ_a、ａ_bを乗算する。また、振幅係数に応じて固定位相オフセットｒｏｔ_a、ｒｏｔ_bによりそれぞれ位相回転し、振幅情報シンボルｚ_a、ｚ_bとして出力する。以上の処理は次式（８）で表すことができる。

なお、振幅係数ａ_aおよびａ_bは次式（９）を満たすように決定し、それらの平均電力が１になるようにする。

入力１ビットに対する振幅係数ａ_aおよびａ_bの一例を図９に示す。図９は入力ビットが０の場合、ａ_a＝１．２６５、ａ_b＝０．６３２とし、入力ビットが１の場合、ａ_a＝０．６３２、ａ_b＝１．２６５とすることを示す。振幅係数ａ_aおよびａ_bは一方が他方の２倍となる値（ａ_a：ａ_b＝２：１、ａ_a：ａ_b＝１：２）を選択している。なお、振幅係数ａ_aおよびａ_bは本説明に使用した値に限定されるものではない。

固定位相オフセットの一例を図１０に示す。図１０は、固定位相オフセットｒｏｔ_aおよびｒｏｔ_bを、振幅係数の値が１．２６５の場合、ともに固定位相オフセットを０とし、振幅係数の値が０．６３２の場合、固定位相オフセットをそれぞれπ／２Ｍ_aおよびπ／２Ｍ_bとすることを示す。なお、固定位相オフセットｒｏｔ_aおよびｒｏｔ_bは本説明に使用した値に限定されるものではない。

以上の一連の処理を実施した場合の振幅情報変調部２２の出力である、振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図１１に示す。なお、図１１に示したものは、位相変調部１２ａおよび１２ｂで実施された位相変調がともにＱＰＳＫ（Ｍ_a＝４，Ｍ_b＝４）の場合のコンステレーションである。図１１では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調部１２ａおよび１２ｂに入力されるビット列である。すなわち、それぞれのビット列が入力されたときに信号点が配置される位置を表している。図１１に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｚ_a、ｚ_b間の位相差および振幅差に情報を割り当てている。

また、図１１に示した全信号点を１つのＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図１２に示す。図１２には（ａ）固定位相オフセットが無い場合と、（ｂ）固定位相オフセットがある場合とを示している。各図に矢印で示した信号点間距離は（ｂ）の方が大きくなっており、固定位相オフセットにより位相回転することにより信号点間距離を大きくできることを示している。

ＤＳＴＢＣ符号化部１４は、ある時刻ｋの入力シンボルをｓ_k＝ｚ_a、ｓ_k+1＝ｚ_bとする以外は実施の形態１と同様である。

（受信装置）
つづいて、図７に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。

図１３は、実施の形態２の受信装置の構成例を示す図である。実施の形態１の受信装置（図６参照）と共通の構成要素には図６と同じ符号を付している。すなわち、本実施の形態の受信装置は、実施の形態１の受信装置の候補シンボル生成部５４を候補シンボル生成部６１に置き換えた構成となっている。本実施の形態では、実施の形態１の受信装置と異なる部分について説明を行う。

本実施の形態の受信装置において、候補シンボル生成部６１は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビット（＝６ビット）を送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２^N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置のビット分割部２１、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび位相差情報変調部１３，振幅情報変調部２２の処理と同じ処理を実施し、候補シンボル（ｚ_an，ｚ_bn）；n=0,1,…,2^N-1を順次出力する。

誤差計算部５５は、入力する候補シンボルをａn＝ｚ_an、ｂn＝ｚ_bnとする以外は実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差に情報を１ビットずつ割り当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット数を従来よりも２ビット増やすことができ、高伝送レート化を実現できる。また、振幅と固定位相オフセットを調整することにより、ＤＳＴＢＣ符号化するシンボルの信号点間の距離を大きくすることができ、受信性能を改善できる。

なお、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。

実施の形態３．
実施の形態２では、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボル間の位相差および振幅差のそれぞれに１ビットの情報を割り当てて送受信する場合を示したが、本実施の形態の送信装置および受信装置では、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボル間の位相差および振幅差のそれぞれに２ビットの情報を割り当てて送受信する。

（送信装置）
図１４は、実施の形態３の送信装置の構成例を示す図である。なお、実施の形態２の送信装置（図７参照）と共通の構成要素には図７と同じ符号を付している。本実施の形態では、実施の形態２の送信装置と異なる部分について説明を行う。図示したように、本実施の形態の送信装置は、実施の形態２の送信装置のビット分割部２１、位相差情報変調部１３および振幅情報変調部２２を、ビット分割部３１、位相差情報変調部３２および振幅情報変調部３３に置き換えた構成となっている。

本実施の形態の送信装置において、ビット分割部３１は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。そのＮビットをＮ_phビット、Ｎ_ampビット、Ｎ_aビットおよびＮ_bビットの４つに分割し、それぞれ位相差情報変調部３２、振幅情報変調部３３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。Ｎ_phビット、Ｎ_ampビット、Ｎ_aビットおよびＮ_bビットの値は、それぞれ位相差情報変調部３２、振幅情報変調部３３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭ_a相位相変調とＭ_b相位相変調を行うとすると、Ｎ_a＝ｌｏｇ₂Ｍ_aビット、Ｎ_b＝ｌｏｇ₂Ｍ_bビットとなる。また、本実施の形態では、Ｎ_ph＝２、Ｎ_amp＝２である。

ビット分割部３１によるビットの分割方法の一例として、位相変調部１２ａおよび１２ｂでともにＱＰＳＫを実施する場合を図１５に示す。なお、図１５においては、位相変調部１２ａを位相変調部ａ、位相変調部１２ｂを位相変調部ｂと記載している。図１５に示した分割方法を適用した場合、ビット分割部３１は、Ｎ＝８ビットのビット列ｂ₁，ｂ₂，…，ｂ₈を、Ｎ_ph＝２ビット（ｂ₁，ｂ₂）、Ｎ_amp＝２ビット（ｂ₃，ｂ₄）、Ｎ_a＝２ビット（ｂ₅，ｂ₆）、Ｎ_b＝２ビット（ｂ₇，ｂ₈）の４つに分割し、２ビット（ｂ₁，ｂ₂）を位相差情報変調部３２に、２ビット（ｂ₃，ｂ₄）を振幅情報変調部３３に、２ビット（ｂ₅，ｂ₆）を位相変調部１２ａに、２ビット（ｂ₇，ｂ₈）を位相変調部１２ｂにそれぞれ出力する。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方、各部への割り当ての順番等は変更してもよい。例えば、位相変調部１２ｂへのビット出力順を逆転させてもよい。

位相差情報変調部３２は、ビット分割部３１から入力される２ビットの値に応じて、位相変調部１２ａおよび１２ｂから入力される複素シンボルｘ_a、ｘ_bを位相オフセットθ_a、θ_bで位相回転し、位相差情報変調シンボルｙ_a、ｙ_bとして出力する。以上の処理は次式（１０）で表すことができる。

入力２ビットに対する位相オフセットθ_aおよびθ_bの一例を図１６に示す。入力ビットが００の場合、θ_a＝０，θ_b＝０、入力ビットが０１の場合、θ_a＝０，θ_b＝π／Ｍ_b、入力ビットが１０の場合、θ_a＝π／Ｍ_a，θ_b＝０、入力ビットが１１の場合、θ_a＝π／Ｍ_a，θ_b＝π／Ｍ_bとする。Ｍ_aおよびＭ_bは、位相変調部１２ａおよび１２ｂで実施された位相変調を表しており、それぞれＭ_a相とＭ_b相の位相変調が実施されたことを表している。なお、位相回転量θ_aおよびθ_bは本説明に使用した値に限定されるものではない。

振幅情報変調部３３は、ビット分割部３１から入力される２ビットの値に応じて、位相差情報変調部３２から入力される位相差情報変調シンボルｙ_a、ｙ_bに対して振幅係数ａ_a、ａ_bを乗算する。また、振幅係数に応じて固定位相オフセットｒｏｔ_a、ｒｏｔ_bによりそれぞれ位相回転し、振幅情報シンボルｚ_a、ｚ_bとして出力する。以上の処理は次式（１１）で表すことができる。

なお、振幅係数ａ_aおよびａ_bは次式（１２）を満たすように決定し、それらの平均電力が１になるようにする。

入力２ビットに対する振幅係数ａ_aおよびａ_bの一例を図１７に示す。図１７は入力ビットが００の場合、ａ_a＝１．２６５，ａ_b＝０．６３２、入力ビットが０１の場合、ａ_a＝０．６３２，ａ_b＝１．２６５、入力ビットが１０の場合、ａ_a＝１．１０４，ａ_b＝０．８８３、入力ビットが１１の場合、ａ_a＝０．８８３，ａ_b＝１．１０４とすることを示す。なお、振幅係数はａ_aおよびａ_bは本説明に使用した値に限定されるものではない。

固定位相オフセットの一例を図１８に示す。図１８は、固定位相オフセットｒｏｔ_aおよびｒｏｔ_bを、振幅係数の値が１．２６５または０．８８３の場合、ともに固定位相オフセットを０とし、振幅係数の値が１．１０４または０．６３２の場合、固定位相オフセットをそれぞれπ／２Ｍ_aおよびπ／２Ｍ_bとすることを示す。なお、固定位相オフセットｒｏｔ_aおよびｒｏｔ_bは本説明に使用した値に限定されるものではない。

以上の一連の処理を実施した場合の振幅情報変調部３３の出力である、振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図１９−１〜図１９−４に示す。なお、図１９−１〜図１９−４に示したものは、位相変調部１２ａおよび１２ｂで実施された位相変調がともにＱＰＳＫ（Ｍ_a＝４，Ｍ_b＝４）の場合のコンステレーションである。また、図１９−１は、位相差情報変調部３２への入力ビットが００の場合のコンステレーション、図１９−２は、位相差情報変調部３２への入力ビットが０１の場合のコンステレーション、図１９−３は、位相差情報変調部３２への入力ビットが１１の場合のコンステレーション、図１９−４は、位相差情報変調部３２への入力ビットが１０の場合のコンステレーションである。図１９−１〜図１９−４では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調部１２ａおよび１２ｂに入力されるビット列である。すなわち、それぞれのビット列が入力されたときに信号点が配置される位置を表している。図１９−１〜図１９−４に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｚ_a、ｚ_b間の位相差および振幅差にそれぞれ２ビットずつ情報を割り当てている。固定位相オフセットによる位相回転は、実施の形態２と同様に、信号点間距離を大きくするために行っている。

（受信装置）
つづいて、図１４に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。

図２０は、実施の形態３の受信装置の構成例を示す図である。実施の形態２の受信装置（図１３参照）と共通の構成要素には図１３と同じ符号を付している。すなわち、本実施の形態の受信装置は、実施の形態２の受信装置の候補シンボル生成部６１を候補シンボル生成部７１に置き換えた構成となっている。本実施の形態では、実施の形態２の受信装置と異なる部分について説明を行う。

本実施の形態の受信装置において、候補シンボル生成部７１は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビット（＝８ビット）を送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２^N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置のビット分割部３１、位相変調部１２ａ，１２ｂ、位相差情報変調部３２および振幅情報変調部３３の処理と同じ処理を実施し、候補シンボル（ｚ_an，ｚ_bn）；n=0,1,…,2^N-1を順次出力する。

このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差に情報を２ビットずつ割り当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット数を従来よりも４ビット増やすことができ、高伝送レート化を実現できる。また、振幅と固定位相オフセットを調整することにより、ＤＳＴＢＣ符号化するシンボルの信号点間の距離を大きくすることができ、受信性能を改善できる。

なお、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差に情報を２ビットずつ割り当てる場合について説明したが、位相差および振幅差の一方に２ビット、他方に１ビットを割り当てる構成としてもよい。

また、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。

実施の形態４．
実施の形態４を説明する。本実施の形態の送信装置および受信装置は、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに２ビットの情報を割り当てて送受信することにより高伝送レート化を実現する。

（送信装置）
図２１は、実施の形態４の送信装置の構成例を示す図である。なお、実施の形態１の送信装置（図１参照）と共通の構成要素には図１と同じ符号を付している。本実施の形態では、実施の形態１の送信装置と異なる部分について説明を行う。図示したように、本実施の形態の送信装置は、実施の形態１の送信装置のビット分割部１１および位相差情報変調部１３をビット分割部４１および振幅情報変調部４３に置き換えた構成となっている。

本実施の形態の送信装置において、ビット分割部４１は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。ビット分割部４１は、そのＮビットをＮ_ampビット、Ｎ_aビット、Ｎ_bビットの３つに分割し、それぞれ振幅情報変調部４３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。ただし、本実施の形態では、必ずしもＮ_amp、Ｎ_a、Ｎ_bの和がＮにはならない。Ｎ_amp、Ｎ_a、Ｎ_bの値は、それぞれ振幅情報変調部４３、位相変調部１２ａ、位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭ_a相位相変調とＭ_b相位相変調を行うとすると、Ｎ_a＝ｌｏｇ₂Ｍ_a、Ｎ_b＝ｌｏｇ₂Ｍ_bの関係がある。

ビット分割部４１によるビットの分割方法の一例を図２２で説明する。本実施の形態では、Ｎ＝８、Ｎ_amp＝２であり、Ｎ_aおよびＮ_bはＮ_ampビットが表す値、すなわち振幅情報変調部４３に出力するビットにより異なる。図２２では、８ビットをｂ１，ｂ２，…，ｂ８と表しており、ｂ１とｂ２が振幅情報変調部４３に出力するビットで、それらの値により、ｂ３からｂ８がどのように分割されて位相変調部１２ａおよび１２ｂへ出力されるかを表している。

ビット分割部４１は、（ｂ１、ｂ２）が（０、０）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ６の４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ７からｂ８の２ビットを、順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（０、１）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ４の２ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ５からｂ８の４ビットを、順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（１、１）の場合、位相変調部１２ａには、ｂ３からｂ５の３ビットに対して０を最後に付加した合計４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ６からｂ８の３ビットに対して０を先頭に付加した合計４ビットを、その順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（１、０）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ５の３ビットに対して１を最後に付加した合計４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ６からｂ８の３ビットに対して１を先頭に付加した４ビットを、その順序を逆転して出力する。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方、各部への割り当ての順番等は変更してもよい。

位相変調部１２ａと１２ｂは、入力ビット列をグレイ符号として扱い、それを通常の２進数に変換後、その２進数のビット系列を１０進数の整数ｉとし、次式（１３）に従ってＭ相位相変調を行い、位相変調シンボルｘを出力する。

振幅情報変調部４３は、ビット分割部４１から入力される２ビットに応じて位相変調部１２ａおよび１２ｂから入力される位相変調シンボルｘ_a、ｘ_bに対し、振幅係数ａ_a、ａ_bを乗算する。また、振幅係数に応じて固定位相オフセットｒｏｔ_a、ｒｏｔ_bによりそれぞれ位相回転し、振幅情報シンボルｚ_a、ｚ_bとして出力する。以上の処理は次式（１４）で表すことができる。

なお、振幅係数ａ_aおよびａ_bは次式（１５）を満たすように決定し、それらの平均電力が１になるようにする。

入力２ビットに対する振幅係数ａ_aおよびａ_bの一例を図２３に示す。図２３は入力ビットが００の場合、ａ_a＝１．３４１、ａ_b＝０．４４９とし、入力ビットが０１の場合、ａ_a＝０．４４９、ａ_b＝１．３４１とし、入力ビットが１０または１１の場合、ａ_a＝１．０００、ａ_b＝１．０００とすることを示す。なお、振幅係数ａ_aおよびａ_bは本説明に使用した値に限定されるものではない。

固定位相オフセットｒｏｔ_a、ｒｏｔ_bは次式（１６）で表すものとする。

以上の一連の処理を実施した場合の振幅情報変調部４３の出力である、振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図２４に示す。図２４では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調に割当てられたビット列である。なお、括弧つきの数字は、ビット分割部４１で付加されたビットである。図２４に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｚ_a、ｚ_b間の位相差と振幅差の組合せに２ビットの情報を割り当てている。また、ビット分割部４１で位相変調部１２ｂに出力するビット列の並び順を逆転したことにより、ｚ_bのマッピングにおいて、振幅情報変調部４３への入力ビットが異なる場合でも、同じビットの同じ値が極力同じ象限になるようにしている（例えば、（ｂ７、ｂ８）が（０、０）の場合は、第一象限にマッピングされる）。

（受信装置）
つづいて、図２１に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。

図２５は、実施の形態４の受信装置の構成例を示す図である。実施の形態１の受信装置（図６参照）と共通の構成要素には図６と同じ符号を付している。すなわち、本実施の形態の受信装置は、実施の形態１の受信装置の候補シンボル生成部５４を候補シンボル生成部８１に置き換えた構成となっている。本実施の形態では、実施の形態１の受信装置と異なる部分について説明を行う。

本実施の形態の受信装置において、候補シンボル生成部８１は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビットを送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２^N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置のビット分割部４１、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび振幅情報変調部４３の処理と同じ処理を実施し、候補シンボル（ｚ_an，ｚ_bn），n=0,1,…,2^N-1を順次出力する。

このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに情報を２ビット割当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット数を従来よりも２ビット増やすことができる。また、振幅を調整し、振幅毎に異なる信号点数にすることにより、ＤＳＴＢＣ符号化するシンボルの信号点間の距離を大きくすることができ、受信性能を改善できる。

なお、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。

実施の形態５．
実施の形態５を説明する。実施の形態４では、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに２ビットの情報を割り当てて送受信する送信装置および受信装置を説明したが、本実施の形態では、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに情報を割り当てて送受信する他の形態を説明する。

（送信装置）
図２６は、実施の形態５の送信装置の構成例を示す図である。なお、実施の形態４の送信装置（図２１参照）と共通の構成要素には図２１と同じ符号を付している。本実施の形態では、実施の形態４の送信装置と異なる部分について説明を行う。図示したように、本実施の形態の送信装置は、実施の形態４の送信装置のビット分割部４１をビット分割部４２に置き換えた構成となっている。

本実施の形態の送信装置において、ビット分割部４２は、入力される送信ビット列をＮビットずつ処理する。ＮはＤＳＴＢＣ符号化する２シンボルで送信するビット数である。ビット分割部４２は、そのＮビットをＮ_ampビット、Ｎ_aビット、Ｎ_bビットの３つに分割し、それぞれ振幅情報変調部４３、位相変調部１２ａおよび位相変調部１２ｂに出力する。ただし、上述した実施の形態４のビット分割部４１による分割結果と同様に、必ずしもＮ_amp、Ｎ_a、Ｎ_bの和がＮにはならない。Ｎ_amp、Ｎ_a、Ｎ_bの値は、それぞれ振幅情報変調部４３、位相変調部１２ａ、位相変調部１２ｂでの変調処理に使用するビット数である。位相変調部１２ａおよび１２ｂでそれぞれＭ_a相位相変調とＭ_b相位相変調を行うとすると、Ｎ_a＝ｌｏｇ₂Ｍ_a、Ｎ_b＝ｌｏｇ₂Ｍ_bの関係がある。

ビット分割部４２によるビットの分割方法の一例を図２７で説明する。本実施の形態では、Ｎ＝８、Ｎ_amp＝２であり、Ｎ_aおよびＮ_bはＮ_ampビットが表す値、すなわち振幅情報変調部４３に出力するビットにより異なる。図２７では、８ビットをｂ１，ｂ２，…，ｂ８と表しており、ｂ１とｂ２が振幅情報変調部４３に出力するビットで、それらの値により、ｂ３からｂ８がどのように分割されて位相変調部１２ａおよび１２ｂへ出力されるかを表している。

ビット分割部４２は、（ｂ１、ｂ２）が（０、０）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ６の４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ７からｂ８の２ビットを、順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（０、１）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ４の２ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ５からｂ８の４ビットを、順序を逆転して出力する。（ｂ１、ｂ２）が（１、１）の場合、位相変調部１２ａには、ｂ３からｂ６の４ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ６からｂ８の３ビットを、順序を逆転して出力する。ｂ６は位相変調部１２ａと１２ｂの両方に出力される。（ｂ１、ｂ２）が（１、０）の場合、位相変調部１２ａにはｂ３からｂ５の３ビットを出力し、位相変調部１２ｂにはｂ５からｂ８の４ビットを、順序を逆転して出力する。ｂ５は位相変調部１２ａと１２ｂの両方に出力される。なお、ビットの分割方法はこれに限定されるものではなく、各部に入力されるビット数が同じであれば、各ビットの切り出し方、各部への割り当ての順番等は変更してもよい。

位相変調部１２ａと１２ｂは、入力ビット列をグレイ符号として扱い、それを通常の２進数に変換後、その２進数のビット系列を１０進数の整数ｉとし、次式（１７）に従ってＭ相位相変調を行い、位相変調シンボルｘを出力する。

振幅情報変調部４３は、ビット分割部４２から入力される２ビットに応じて位相変調部１２ａおよび１２ｂから入力される位相変調シンボルｘ_a、ｘ_bに対し、振幅係数ａ_a、ａ_bを乗算する。また、振幅係数に応じて固定位相オフセットｒｏｔ_a、ｒｏｔ_bによりそれぞれ位相回転し、振幅情報シンボルｚ_a、ｚ_bとして出力する。以上の処理は次式（１８）で表すことができる。

なお、振幅係数ａ_aおよびａ_bは次式（１９）を満たすように決定し、それらの平均電力が１になるようにする。

入力２ビットに対する振幅係数ａ_aおよびａ_bの一例を図２８に示す。図２８は入力ビットが００の場合、ａ_a＝１．３７２、ａ_b＝０．３４５とし、入力ビットが０１の場合、ａ_a＝０．３４５、ａ_b＝１．３７２とし、入力ビットが１０の場合、ａ_a＝１．１５４、ａ_b＝０．８１７とし、入力ビットが１１の場合、ａ_a＝０．８１７、ａ_b＝１．１５４とすることを示す。なお、振幅係数ａ_aおよびａ_bは本説明に使用した値に限定されるものではない。

固定位相オフセットｒｏｔ_a、ｒｏｔ_bは次式（２０）で表すものとする。

以上の一連の処理を実施した場合の振幅情報変調部４３の出力である、振幅情報変調シンボルｚ_aおよびｚ_bをＩＱ平面にプロットしたコンステレーションを図２９に示す。図２９では、信号点を丸で表しており、各信号点に付している数字は、位相変調に割当てられたビット列である。なお、括弧つきの数字は、ビット分割部４２から位相変調部１２ａおよび１２ｂの両方に重複して出力されるビットである。図２９に示す通り、本実施の形態では、２つのシンボルｚ_a、ｚ_b間の位相差と振幅差の組合せに２ビットまたは３ビットの情報を割り当てている。また、ビット分割部４２で位相変調部１２ｂに出力するビット列の並び順を逆転したことにより、ｚ_bのマッピングにおいて、振幅情報変調部４３への入力ビットが異なる場合でも、同じビットの同じ値が極力同じ象限になるようにしている（例えば、（ｂ７、ｂ８）が（０、０）の場合は、第一象限にマッピングされる）。

（受信装置）
つづいて、図２６に示した送信装置から送信された信号を受信する、本実施の形態の受信装置について説明する。

図３０は、実施の形態５の受信装置の構成例を示す図である。実施の形態４の受信装置（図２５参照）と共通の構成要素には図２５と同じ符号を付している。すなわち、本実施の形態の受信装置は、実施の形態４の受信装置の候補シンボル生成部８１を候補シンボル生成部９１に置き換えた構成となっている。本実施の形態では、実施の形態４の受信装置と異なる部分について説明を行う。

本実施の形態の受信装置において、候補シンボル生成部９１は、ＤＳＴＢＣ符号化される２シンボルの全ての組み合わせを候補シンボルとして順次出力する。本実施の形態では、２シンボルでＮビットを送信しているため、Ｎビットカウンタで送信ビット系列の全候補を生成する。カウンタ値０から２^N−１までをそれぞれビット系列として、送信装置のビット分割部４２、位相変調部１２ａ，１２ｂおよび振幅差情報変調部４３の処理と同じ処理を実施し、候補シンボル（ｚ_an，ｚ_bn），n=0,1,…,2^N-1を順次出力する。

このように、本実施の形態の送信装置および受信装置においては、ＤＳＴＢＣ符号化する２シンボル間の位相差および振幅差の組み合せに情報を２ビットまたは３ビット割当てて送受信するようにしたので、２シンボルで送信するビット数を従来よりも増やすことができる。また、振幅を調整することにより、ＤＳＴＢＣ符号化するシンボルの信号点間の距離を大きくすることができ、受信性能を改善できる。

なお、本実施の形態では、特にＤＳＴＢＣ送信装置およびＤＳＴＢＣ受信装置について説明したが、それぞれＤＳＴＢＣ符号化をＳＴＢＣ符号化に、ＤＳＴＢＣ復号をＳＴＢＣ復号に置き換えることにより、ＳＴＢＣ送信装置およびＳＴＢＣ受信装置にも適用可能である。

以上のように、本発明にかかる送信装置は、ビット系列を差動時空符号化して送信する送信装置として有用である。

１１，２１，３１ ビット分割部、１２ａ，１２ｂ 位相変調部、１３，３２ 位相差情報変調部、１４ ＤＳＴＢＣ符号化部、１５ａ，１５ｂ 送信無線部、１６ａ，１６ｂ 送信アンテナ、２２，３３ 振幅情報変調部、５１ 受信アンテナ、５２ 受信無線部、５３ ＤＳＴＢＣ復号部、５４，６１，７１ 候補シンボル生成部、５６ 最小誤差選択部。

Claims (28)

1. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
   送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、
   前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
   前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの位相をそれぞれ任意の位相だけ回転して位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調手段と、
   前記位相差情報変調手段から出力された２つの位相差情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 前記位相差情報変調手段は、
   １ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
   入力されるビット列が０のとき、前記２つの位相変調シンボルの一方である第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、かつ前記２つの位相変調シンボルの他方である第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２（ただし、ｒ２≠ｒ１）で位相回転し、
   入力されるビット列が１のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
   送信系列を所定ビット数の４つのビット列に分割するビット分割手段と、
   前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
   前記位相変調の対象とされなかった２つのビット列のうちの一方のビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの位相をそれぞれ任意の位相だけ回転して位相差情報変調シンボルを生成する位相差情報変調手段と、
   前記位相変調の対象とされなかった２つのビット列のうちの他方のビット列の値に基づいて、前記位相差情報変調手段で生成された２つの位相差情報変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調手段と、
   前記振幅情報変調手段から出力された２つの振幅情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
4. 前記位相差情報変調手段は、
   １ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
   入力されるビット列が０のとき、前記２つの位相変調シンボルの一方である第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、かつ前記２つの位相変調シンボルの他方である第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２（ただし、ｒ２≠ｒ１）で位相回転し、
   入力されるビット列が１のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
5. 前記位相差情報変調手段は、
   ２ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
   入力されるビット列が００のとき、前記２つの位相変調シンボルの一方である第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、かつ前記２つの位相変調シンボルの他方である第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、
   入力されるビット列が０１のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２（ただし、ｒ２≠ｒ１）で位相回転し、
   入力されるビット列が１０のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ１で位相回転し、
   入力されるビット列が１１のとき、前記第１の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転し、かつ前記第２の位相変調シンボルの位相を位相回転量ｒ２で位相回転する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
6. 前記振幅情報変調手段は、
   １ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
   入力されるビット列が０のとき、前記２つの位相差情報変調シンボルの一方である第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、かつ前記２つの位相差情報変調シンボルの他方である第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ２（ただし、ａ２≠ａ１）を乗算し、
   入力されるビット列が１のとき、前記第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ２を乗算し、かつ前記第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算する、
   ことを特徴とする請求項３、４または５に記載の送信装置。
7. 前記振幅係数ａ１およびａ２は、（(ａ１)²＋(ａ２)²）／２＝１の関係にあることを特徴とする請求項６に記載の送信装置。
8. 前記振幅情報変調手段は、
   ２ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
   入力されるビット列が００のとき、前記２つの位相差情報変調シンボルの一方である第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、かつ前記２つの位相差情報変調シンボルの他方である第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ２（ただし、ａ２≠ａ１）を乗算し、
   入力されるビット列が０１のとき、前記第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ２を乗算し、かつ前記第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、
   入力されるビット列が１０のとき、前記第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ３（ただし、ａ３≠ａ１，ａ３≠ａ２）を乗算し、かつ前記第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ４（ただし、ａ４≠ａ１，ａ４≠ａ２，ａ４≠ａ３）を乗算し、
   入力されるビット列が１１のとき、前記第１の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ４を乗算し、かつ前記第２の位相差情報変調シンボルに振幅係数ａ３を乗算する、
   ことを特徴とする請求項３、４または５に記載の送信装置。
9. 前記振幅係数ａ１およびａ２は、（(ａ１)²＋(ａ２)²）／２＝１の関係にあり、かつ前記振幅係数ａ３およびａ４は、（(ａ３)²＋(ａ４)²）／２＝１の関係にあることを特徴とする請求項８に記載の送信装置。
10. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、
    前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調手段と、
    前記振幅情報変調手段から出力された２つの振幅情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
    を備え、
    前記振幅情報変調手段は、前記２つの位相変調シンボルに対し、調整後の平均電力が一定になる振幅係数を乗算して前記振幅を調整することを特徴とする送信装置。
11. 前記２つの位相変調シンボルに対して乗算する前記振幅係数をａ１およびａ２としたとき、前記ａ１および前記ａ２は、（(ａ１) ² ＋(ａ２) ² ）／２＝１の関係にあることを特徴とする請求項１０に記載の送信装置。
12. 前記ビット分割手段は、
    前記位相変調手段に出力する２つのビット列のうち、一方の並び順を反対にすることを特徴とする請求項１または３に記載の送信装置。
13. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、
    前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調手段と、
    前記振幅情報変調手段から出力された２つの振幅情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
    を備え、
    前記ビット分割手段は、
    前記位相変調手段に出力する２つのビット列のうち、一方の並び順を反対にすることを特徴とする送信装置。
14. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、
    前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調手段と、
    前記振幅情報変調手段から出力された２つの振幅情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
    を備え、
    前記ビット分割手段は、
    前記振幅情報変調手段に出力するビット列が特定の値の場合、前記位相変調手段に出力するビット列に０または１を付加することを特徴とする送信装置。
15. 前記ビット分割手段は、
    前記振幅情報変調手段に出力するビット列が特定の値の場合、前記位相変調手段に出力するビット列に０または１を付加することを特徴とする請求項１３に記載の送信装置。
16. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、
    前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調手段と、
    前記振幅情報変調手段から出力された２つの振幅情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
    を備え、
    前記ビット分割手段は、
    前記振幅情報変調手段に出力するビット列が特定の値の場合、前記位相変調手段に出力する２つのビット列の一部を重複させることを特徴とする送信装置。
17. 前記ビット分割手段は、
    前記振幅情報変調手段に出力するビット列が特定の値の場合、前記位相変調手段に出力する２つのビット列の一部を重複させることを特徴とする請求項１３に記載の送信装置。
18. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する送信装置であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割手段と、
    前記ビット分割手段から出力されたビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調手段と、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調手段で生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調手段と、
    前記振幅情報変調手段から出力された２つの振幅情報変調シンボルをＳＴＢＣ符号化またはＤＳＴＢＣ符号化する符号化手段と、
    を備え、
    前記振幅情報変調手段は、
    ２ビットのビット列が前記ビット分割手段から入力される場合、
    入力されるビット列が００のとき、前記２つの位相変調シンボルの一方である第１の位相変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、かつ前記２つの位相変調シンボルの他方である第２の位相変調シンボルに振幅係数ａ２（ただし、ａ２≠ａ１）を乗算し、
    入力されるビット列が０１のとき、前記第１の位相変調シンボルに振幅係数ａ２を乗算し、かつ前記第２の位相変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、
    入力されるビット列が１０のとき、前記第１の位相変調シンボルに振幅係数ａ３（ただし、ａ３≠ａ１，ａ３≠ａ２）を乗算し、かつ前記第２の位相変調シンボルに振幅係数ａ４（ただし、ａ４≠ａ１，ａ４≠ａ２，ａ４≠ａ３）を乗算し、
    入力されるビット列が１１のとき、前記第１の位相変調シンボルに振幅係数ａ４を乗算し、かつ前記第２の位相変調シンボルに振幅係数ａ３を乗算する、
    ことを特徴とする送信装置。
19. 前記振幅係数ａ１およびａ２は、（(ａ１)²＋(ａ２)²）／２＝１の関係にあり、かつ前記振幅係数ａ３およびａ４は、（(ａ３)²＋(ａ４)²）／２＝１の関係にあることを特徴とする請求項１８に記載の送信装置。
20. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する場合のシンボルマッピング方法であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割ステップと、
    前記ビット分割ステップで得られた３つのビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調ステップと、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調ステップで生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調ステップと、
    を含み、
    前記振幅情報変調ステップでは、前記２つの位相変調シンボルに対し、調整後の平均電力が一定になる振幅係数を乗算して前記振幅を調整することを特徴とするシンボルマッピング方法。
21. 前記２つの位相変調シンボルに対して乗算する前記振幅係数をａ１およびａ２としたとき、前記ａ１および前記ａ２は、（(ａ１) ² ＋(ａ２) ² ）／２＝１の関係にあることを特徴とする請求項２０に記載のシンボルマッピング方法。
22. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する場合のシンボルマッピング方法であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割ステップと、
    前記ビット分割ステップで得られた３つのビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調ステップと、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調ステップで生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調ステップと、
    を含み、
    前記ビット分割ステップでは、
    前記位相変調の対象とされる２つのビット列のうち、一方の並び順を反対にすることを特徴とするシンボルマッピング方法。
23. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する場合のシンボルマッピング方法であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割ステップと、
    前記ビット分割ステップで得られた３つのビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調ステップと、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調ステップで生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調ステップと、
    を含み、
    前記ビット分割ステップでは、
    前記位相変調の対象とされないビット列が特定の値の場合、前記位相変調の対象とされるビット列に０または１を付加することを特徴とするシンボルマッピング方法。
24. 前記ビット分割ステップでは、
    前記位相変調の対象とされないビット列が特定の値の場合、前記位相変調の対象とされるビット列に０または１を付加することを特徴とする請求項２２に記載のシンボルマッピング方法。
25. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する場合のシンボルマッピング方法であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割ステップと、
    前記ビット分割ステップで得られた３つのビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調ステップと、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調ステップで生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調ステップと、
    を含み、
    前記ビット分割ステップでは、
    前記位相変調の対象とされないビット列が特定の値の場合、前記位相変調の対象とされる２つのビット列の一部を重複させることを特徴とするシンボルマッピング方法。
26. 前記ビット分割ステップでは、
    前記位相変調の対象とされないビット列が特定の値の場合、前記位相変調の対象とされる２つのビット列の一部を重複させることを特徴とする請求項２２に記載のシンボルマッピング方法。
27. 送信系列をＳＴＢＣ（Space-Time Block Coding）またはＤＳＴＢＣ（Differential Space-Time Block Coding）方式を用いて符号化して送信する場合のシンボルマッピング方法であって、
    送信系列を所定ビット数の３つのビット列に分割するビット分割ステップと、
    前記ビット分割ステップで得られた３つのビット列のうち、２つのビット列についてそれぞれ位相変調して位相変調シンボルを生成する位相変調ステップと、
    前記位相変調の対象とされなかったビット列の値に基づいて、前記位相変調ステップで生成された２つの位相変調シンボルの振幅をそれぞれ調整して振幅情報変調シンボルを生成する振幅情報変調ステップと、
    を含み、
    前記振幅情報変調ステップでは、
    ２ビットのビット列が前記ビット分割ステップで生成される場合、
    生成されたビット列が００のとき、前記２つの位相変調シンボルの一方である第１の位相変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、かつ前記２つの位相変調シンボルの他方である第２の位相変調シンボルに振幅係数ａ２（ただし、ａ２≠ａ１）を乗算し、
    生成されたビット列が０１のとき、前記第１の位相変調シンボルに振幅係数ａ２を乗算し、かつ前記第２の位相変調シンボルに振幅係数ａ１を乗算し、
    生成されたビット列が１０のとき、前記第１の位相変調シンボルに振幅係数ａ３（ただし、ａ３≠ａ１，ａ３≠ａ２）を乗算し、かつ前記第２の位相変調シンボルに振幅係数ａ４（ただし、ａ４≠ａ１，ａ４≠ａ２，ａ４≠ａ３）を乗算し、
    生成されたビット列が１１のとき、前記第１の位相変調シンボルに振幅係数ａ４を乗算し、かつ前記第２の位相変調シンボルに振幅係数ａ３を乗算する、
    ことを特徴とするシンボルマッピング方法。
28. 前記振幅係数ａ１およびａ２は、（(ａ１)²＋(ａ２)²）／２＝１の関係にあり、かつ前記振幅係数ａ３およびａ４は、（(ａ３)²＋(ａ４)²）／２＝１の関係にあることを特徴とする請求項２７に記載のシンボルマッピング方法。

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