JP7128657B2 - 送信装置、受信装置、送受信システム、及びチップ - Google Patents

Description

本発明は、送信装置、受信装置、送受信システム、及びチップに関し、特に、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調信号を用いる送信装置、受信装置、送受信システム、及びチップに関する。

我が国の現行の地上波テレビ放送では、ＩＳＤＢ－Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting － Terrestrial）方式が用いられている（非特許文献１）。ＩＳＤＢ－Ｔは、１チャンネルの周波数帯域（約６ＭＨｚ）を１４のセグメントに分割しており、このうち１３個のＯＦＤＭセグメントで伝送帯域を構成する地上デジタルテレビジョン放送の放送方式である。

現行の地上波テレビ放送では階層伝送が利用されており、同一チャンネルの中で、画質と雑音耐性の異なる複数のサービスが提供されている。具体的には、伝送帯域の中央にある１セグメントを移動受信端末（モバイル端末）向けの部分受信帯域として、強い雑音耐性を持つ伝送方式により映像を送信するＡ階層の伝送サービス（いわゆる、ワンセグ放送）を提供するとともに、他の１２個のセグメントを非部分受信帯域として、ワンセグ放送と比較すると雑音耐性が弱い伝送方式により固定受信端末（家庭用テレビ等）向けの高画質な映像を送信するＢ階層の伝送サービス（ハイビジョン放送等）に用いている。

また、近年は、ハイビジョン放送の１６倍の解像度を有するスーパーハイビジョン（８Ｋ：7680ピクセル×4320ライン）と呼ばれる高精細映像の実用化が進められており、これに対応した次世代地上放送の伝送方式の検討が進められている。かかる次世代の地上デジタル放送方式では、家庭等に設けられている非部分受信帯域データを受信する固定受信装置に対して、従来のハイビジョン放送に代わり、スーパーハイビジョン放送等の高機能・高品質なサービスを提供することが求められており、また、部分受信帯域データを受信する移動受信装置に対して、ハイビジョン放送級のサービスを提供することが求められている。

次世代地上伝送方式では、伝送容量の増加のために、多様な変調方式や新しい伝送方式の導入が検討されており、送信側・受信側で共に複数のアンテナを利用するＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送方式や、送信側が複数のアンテナを使用し、受信側が一つのアンテナを使用するＭＩＳＯ（Multi-Input Single-Output）伝送方式が、精力的に研究されている。このうち、空間分割多重（Space Division Multiplexing: ＳＤＭ）方式のＭＩＭＯは、送信アンテナ数に応じて複数の情報信号 (ストリーム) を同じ周波数帯域で同時に送信することにより、空間的にストリームを多重化して伝送する方式であり、伝送容量を大幅に増加させること、すなわち、伝送レートを上げることができる。さらに、このＭＩＭＯ伝送方式と、周波数利用効率が高く、周波数選択性フェージングに対する耐性に優れたＯＦＤＭ変調方式とを組み合わせた、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式は、次世代地上伝送方式として最も期待される方式である。

図４に、従来の空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送受信システムの例を示す（非特許文献２）。図４において、上側のブロックが送信装置であり、下側のブロックが受信装置である。

受信装置において、入力されたデータ（Ｄａｔａ）は、デマルチプレクサ（ＤｅＭＵＸ）で、複数のデータ列に分割され、それぞれのデータ列は各エンコーダに入力される。エンコーダにおいて所定の符号化・マッピング処理等が行われキャリアシンボル化されたデータは、全系統をまとめてＳ－Ｆインターリーバ（Space － Frequency Interleaver）で、空間的周波数的に並び替えをされ、各アンテナから送信されるデータ（ｘ₁、ｘ₂、・・・ｘ_m）となり、これをＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理し、所定の変調処理（図示せず）を介して各アンテナから送信する。

送信信号は、空間分割多重で送信され、空間伝送路（ＭＩＭＯチャンネル）を経て、受信装置で受信される。各受信アンテナで受信された信号は、所定の復調処理（図示せず）の後、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理され、変換された受信データ（ｙ₁、ｙ₂、・・・ｙ_n）から、ＭＩＭＯ検出器により送信信号データ（ｘ₁、ｘ₂、・・・ｘ_m）を推定・導出する。その後、Ｓ－Ｆデインターリーバ（Space － Frequency Deinterleaver）で、送信側と反対の並び替え処理を行い元の複数のキャリアシンボル列に戻す。それぞれのキャリアシンボル列は各デコーダでデマッピング処理等の復号処理が行われ、各データ列に復号した後、マルチプレクサ（ＭＵＸ）で合成され、元のデータ（Ｄａｔａ）として出力される。

ＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ３１、「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」 L.Hanzo, J.Akhtman, L. Wang, M. Jiang, "MIMO-OFDM for LTE, WiFi, and WiMAX", John Wiley & Sons, (2011年)

空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送受信システムでは、伝送耐性を高めるために、インターリーブ処理を行っている。しかしながら、従来の送受信装置では、図４に示すように、複数系統のデータをまとめてインターリーブ処理を行うため、処理が複雑であり、インターリーバ及びデインターリーバの規模が大きくなる。また、ＭＩＭＯ方式への移行期においては、１送信アンテナ１受信アンテナのＳＩＳＯ（Single-Input Single-Output）方式との共存が求められるが、図４のインターリーバ、デインターリーバはＳＩＳＯと共用することができない。したがって、ＳＩＳＯとＭＩＭＯでそれぞれ別個のインターリーバを設計することとなり、両方のシステムに対応する送受信装置を作製する場合は、構成が複雑となる。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式において、処理の複雑さを増すことなく、空間相関が高い場合にも周波数インターリーブ効果を得ることができる送信装置、受信装置、送受信システム、及びチップを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る送信装置は、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送信装置において、データを１系のデータと２系のデータに分離する系統分離部と、前記１系のデータを周波数インターリーブする第１の周波数インターリーブ部と、前記２系のデータを周波数インターリーブする第２の周波数インターリーブ部と、を備え、前記第１の周波数インターリーブ部での処理と前記第２の周波数インターリーブ部での処理が、インターリーブ処理とデインターリーブ処理の関係となっていることを特徴とする。

前記送信装置は、前記第１の周波数インターリーブ部と前記第２の周波数インターリーブ部をそれぞれメモリで構成し、前記第１の周波数インターリーブ部と前記第２の周波数インターリーブ部はメモリに対する読み出しアドレスと書き込みアドレスを互いに入れ替えることが望ましい。

また、上記課題を解決するために本発明に係る受信装置は、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の受信装置において、１系のデータを周波数デインターリーブする第１の周波数デインターリーブ部と、２系のデータを周波数デインターリーブする第２の周波数デインターリーブ部と、周波数デインターリーブされた前記１系のデータと前記２系のデータを合成する系統合成部と、を備え、前記第１の周波数デインターリーブ部での処理と前記第２の周波数デインターリーブ部での処理が、デインターリーブ処理とインターリーブ処理の関係となっていることを特徴とする。

前記受信装置は、前記第１の周波数デインターリーブ部と前記第２の周波数デインターリーブ部をそれぞれメモリで構成し、前記第１の周波数デインターリーブ部と前記第２の周波数デインターリーブ部はメモリに対する読み出しアドレスと書き込みアドレスを互いに入れ替えることが望ましい。

また、上記課題を解決するために本発明に係る送受信システムは、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送受信システムにおいて、データを１系のデータと２系のデータに分離して送受信するとともに、送信側でのデータの周波数インターリーブと受信側でのデータの周波数デインターリーブにおいて、１系の処理と２系の処理をそれぞれ独立して行い、送信側の２系の周波数インターリーバが、１系の周波数デインターリーバで行う周波数デインターリーブ処理を行い、受信側の２系の周波数デインターリーバが、１系の周波数インターリーバで行う周波数インターリーブ処理を行うことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために本発明に係るチップは、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送信装置又は受信装置に搭載されるチップであって、一方の系列のデータに対して周波数インターリーブを行うインターリーバと、他方の系列のデータに対して前記周波数インターリーブの逆処理である周波数デインターリーブを行うデインターリーバとを備え、送信装置に搭載されたとき、データを系統分離した１系のデータと２系のデータが入力され、１系のデータに対する周波数インターリーブと、２系のデータに対する周波数インターリーブとが、インターリーブ処理とデインターリーブ処理の関係となり、受信装置に搭載されたとき、チップでの周波数デインターリーブの処理後に系統合成される１系のデータと２系のデータが入力され、１系のデータに対する周波数デインターリーブと、２系のデータに対する周波数デインターリーブとが、インターリーブ処理とデインターリーブ処理の関係となることを特徴とする。

本発明における送信装置、受信装置、送受信システム、及びチップによれば、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式において、処理の複雑さを増すことなく、空間相関が高い場合にも周波数インターリーブ効果を得ることができる。

実施の形態１の送信装置の変調器の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２の受信装置の復調器の構成例を示すブロック図である。 本発明の周波数インターリーブ部と周波数デインターリーブ部の構成を示すブロック図である。 従来の空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送受信システムの構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る送信装置の変調器の構成例を示すブロック図である。図１の送信装置１００の変調器のブロック図は、データ入力インターフェースからＩＦ信号出力までを示している。

送信装置１００の変調器は、入力Ｉ／Ｆ（interface：インターフェース）１０と、ビットＩＬ（Interleave）部１１と、フレームヘッダ生成部１２と、マッピング部１３と、レベル調整部１４と、系統分離部１５と、階層合成部１６と、帯域分割部１７と、時間ＩＬ部１８と、周波数ＩＬ部１９と、帯域合成部２０と、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）情報ビット生成部２２と、同期ビット生成部２３と、ＴＭＣＣ生成部２４と、パイロット生成部２５と、ＯＦＤＭフレーム構成部２６と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部２７と、ＧＩ（Guard interval）付加部２８と、直交変調部２９と、ＤＡＣ（digital to analog converter）部３０とを含む。変調器の出力であるＩＦ（Intermediate Frequency）信号出力１とＩＦ信号出力２は、所定の変調処理を行った後、それぞれ異なる送信系統（アンテナ）から出力される。

入力Ｉ／Ｆ（interface：インターフェース）１０は、伝送すべきデータが入力されるインターフェースであって、画像信号となるデータや、伝送方式に関する制御データ等の各種データが入力される。例えば、画像信号となるデータは、必要に応じて、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層の３階層に分けて、それぞれの階層の処理系統に出力される。また、制御データは、例えば、ＴＭＣＣ情報やＬｃｈデータとして出力される。

ビットＩＬ（Interleave：インターリーブ）部１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）は、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層それぞれのデータ列をビット単位でインターリーブを行う。ビット単位のインターリーブとしては、例えば、ビット列を所定の単位でブロック化し、各ブロック内のビット順を変えるビットローテーション等がある。ビット単位インターリーブを行ったデータ列は、マッピング部１３に出力される。

フレームヘッダ生成部１２は、各データ列のフレームヘッダ情報とＦＥＣ（forward error correction）ポインタ等に基づいて、各階層データのフレームヘッダを生成し、各データ列に挿入する。フレームヘッダが挿入されたデータ列は、マッピング部１３に送られる。

マッピング部１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は、各階層データの変調方式に基づいて、データを所定のビット数ごとにＩ－Ｑ平面にマッピングし、キャリヤー変調を行う。すなわち、データをキャリアシンボルに変換する。生成されたキャリアシンボルはレベル調整部１４に出力される。

レベル調整部１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）は、階層毎にキャリアシンボルのレベル調整を行う。調整されたキャリアシンボルは、系統分離部１５に出力される。

系統分離部１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）は、デマルチプレクサであり、入力されたキャリアシンボルを複数の系統（ここでは２系統）に分離する。分離された各階層のキャリアシンボルは、一方が第１の系統（以下、単に「１系」という。）の階層合成部１６₁に、他方が第２の系統（以下、単に「２系」という。）の階層合成部１６₂に、出力される。なお、ＭＩＭＯ伝送方式を３系統以上の送信系統で行う場合は、送信系統数に対応して、データを分離する。

階層合成部１６（１６₁，１６₂）は、それぞれ、系統分離部１５から入力されたＡ階層、Ｂ階層、Ｃ階層のキャリアシンボルを階層合成する。階層合成されたキャリアシンボルは、それぞれの系統毎に、帯域分割部１７に出力される。

帯域分割部１７（１７₁，１７₂）は、階層合成されたキャリアシンボルを各帯域に分割する。例えば、Ｃ階層データの一部を、必要に応じて、調整帯域に分割する。帯域分割されたキャリアシンボルは、時間ＩＬ部１８に出力される。

時間ＩＬ（インターリーブ）部１８（１８₁，１８₂）は、帯域分割されたキャリアシンボルに対して、時間方向（すなわち、各キャリアにおいてシンボルの並び順方向）のインターリーブを行う。時間インターリーブしたキャリアシンボルは、周波数ＩＬ部１９に出力される。

周波数ＩＬ（インターリーブ）部１９（１９₁，１９₂）は、キャリア周波数方向のインターリーブを行う。なお、この周波数インターリーブ部１９（１９₁，１９₂）の構成に、本発明の特徴がある。後述するように、１系の周波数インターリーブ部１９₁と、２系の周波数インターリーブ部１９₂とは、インターリーバとデインターリーバの関係にある。周波数インターリーブしたキャリアシンボルは、帯域合成部２０に出力される。

帯域合成部２０（２０₁，２０₂）は、周波数インターリーブした部分受信帯域、非部分受信帯域、及び、調整帯域のキャリアシンボルを合成し、データセグメントを構成する。１系の帯域合成部２０₁からは１系キャリアシンボルｘ１が出力され、２系の帯域合成部２０₂からは２系キャリアシンボルｘ２が出力され、これらのキャリアシンボルｘ１，ｘ２は、ＯＦＤＭフレーム構成部２６に出力される。

ＴＭＣＣ情報ビット生成部２２は、入力Ｉ／Ｆ１０からＴＭＣＣ情報（各種制御情報）を受けて、ＴＭＣＣの情報ビットを生成し、ＴＭＣＣ生成部２４に出力する。

同期ビット生成部２３は、ＴＭＣＣの一部となる同期ビットを生成し、ＴＭＣＣ生成部２４に出力する。

ＴＭＣＣ生成部２４は、ＴＭＣＣ情報ビット生成部２２からのＴＭＣＣ情報ビットと、同期ビット生成部２３からの同期ビットと、ＦＥＣポインタの情報とが入力され、ＴＭＣＣを生成する。生成されたＴＭＣＣは、ＯＦＤＭフレーム構成部２６へ出力される。

パイロット生成部２５は、ＯＦＤＭフレームに組み込むパイロット信号（ＳＰ（Scattered Pilot）信号、ＣＰ（Continual Pilot）信号等）を生成する。生成されたパイロット信号は、ＯＦＤＭフレーム構成部２６に出力される。

ＯＦＤＭフレーム構成部２６（２６₁，２６₂）は、入力されたキャリアシンボル（データセグメント）に、ＴＭＣＣと、パイロット信号と、Ｌｃｈ信号とを付加して、ＯＦＤＭフレームを構成する。１系のＯＦＤＭフレーム構成部２６₁は、１系キャリアシンボルｘ１に基づいて１系のＯＦＤＭフレームを生成し、２系のＯＦＤＭフレーム構成部２６₂は、２系キャリアシンボルｘ２に基づいて２系のＯＦＤＭフレームを生成する。生成されたＯＦＤＭフレームは、それぞれＩＦＦＴ部２７に出力される。

ＩＦＦＴ部２７（２７₁，２７₂）は、入力されたＯＦＤＭフレームをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）処理して有効シンボル信号を生成する。生成された有効シンボル信号は、ＧＩ付加部２８に出力される。

ＧＩ付加部２８（２８₁，２８₂）は、ＩＦＦＴ部２７から入力された有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の末尾の一部分をコピーした信号であるガードインターバルを付加する。なお、ガードインターバルは、マルチパス遅延波の遅延時間がガードインターバル長を超えないように設定される。ガードインターバルが付加された信号は、直交変調部２９に出力される。

直交変調部２９（２９₁，２９₂）は、入力されたＯＦＤＭシンボル信号を直交変調し、ＤＡＣ部３０に出力する。

ＤＡＣ部３０（３０₁，３０₂）は、直交変調されたＯＦＤＭシンボル信号を、デジタル／アナログ変換処理し、ＩＦ信号出力とする。１系のＤＡＣ部３０₁からはＩＦ信号出力１が出力され、２系のＤＡＣ部３０₂からはＩＦ信号出力２が出力される。

ＩＦ信号出力１，２は、所定の変調処理を行った後、それぞれ異なるアンテナから出力される。

このように、実施の形態１の送信装置１００の変調器が構成される。１系と２系のインターリーブ処理を含むデータ処理が、それぞれ独立に行われ、処理も簡素化される。

（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２に係る受信装置の復調器の構成例を示すブロック図である。図２の受信装置２００の復調器のブロック図は、ＩＦ信号入力から、各階層データの出力までを示している。

受信装置２００の復調器は、ＡＤＣ（analog to digital converter）部４１と、直交復調部４２と、ＧＩ除去部４３と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部４４と、等化・復号部４５と、帯域分離部４６と、周波数デインターリーブ部４７と、時間デインターリーブ部４８と、帯域合成部４９と、階層分離部５０と、系統合成部５１と、レベル調整部５２と、デマッピング部５３と、ビットデインターリーブ部５４とを含む。出力された各階層データは、その後誤り訂正等の所定の処理を行った後、例えば、画像データとして復号される。

ＡＤＣ部４１（４１₁，４１₂）は、各アンテナで受信した信号を周波数コンバータ（図示せず）で変換したＩＦ信号入力１：ｙ１と、ＩＦ信号入力２：ｙ２が、それぞれ入力され、アナログ／デジタル変換処理を行う。デジタル化された信号は、直交復調部４２に出力される。

直交復調部４２（４２₁，４２₂）は、デジタル化された入力信号に対して直交復調を行い、シンボル信号に相当する所定のベースバンド信号とした後、ＧＩ除去部４３に出力する。

ＧＩ除去部４３（４３₁，４３₂）は、直交復調された受信信号から、ガードインターバル（ＧＩ）を除去し、有効シンボル長の信号としてＦＦＴ部４４に出力する。

ＦＦＴ部４４（４４₁，４４₂）は、ガードインターバルが除去された信号に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行い、処理後の２つの信号を共に等化・復号部４５に出力する。

等化・復号部４５は、ＦＦＴ処理された２つの入力信号から、送信された元のキャリアシンボルを推定する。ＭＩＭＯ伝送では、複数の受信側のアンテナには、それぞれ複数の送信側アンテナからの信号が混合して受信されるため、数学的処理を行い、各送信アンテナから送信された元のキャリアシンボルを分離する。この数学的処理には様々な手法があるが、例えば、ＺＦ（Zero forcing）法やＭＬＤ（Maximum likelihood Detection：最尤検波）法等の処理が用いられる。この復号処理の結果、１系のキャリアシンボルと、２系のキャリアシンボルが分離されて出力される。１系のキャリアシンボルは１系の帯域分離部４６₁に出力し、２系のキャリアシンボルは２系の帯域分離部４６₂に出力する。

帯域分離部４６（４６₁，４６₂）は、それぞれ入力されたキャリアシンボル（データセグメント）を、部分受信帯域、非部分受信帯域、及び、調整帯域のキャリアシンボルに分離する。分離された各帯域のキャリアシンボルは、周波数デインターリーブ部４７に出力する。

周波数デインターリーブ部４７（４７₁，４７₂）は、各帯域のキャリアシンボルに対して、キャリア周波数方向のデインターリーブを行う。なお、この周波数デインターリーブ部４７（４７₁，４７₂）の構成に、本発明の特徴がある。後述するように、１系の周波数デインターリーブ部４７₁と、２系の周波数デインターリーブ部４７₂とは、インターリーバとデインターリーバの関係にある。周波数デインターリーブしたキャリアシンボルは、時間デインターリーブ部４８に出力される。

時間デインターリーブ部４８（４８₁，４８₂）は、周波数デインターリーブしたキャリアシンボルに対して、時間方向（すなわち、各キャリアにおいてシンボルの並び順方向）のデインターリーブを行い、送信側でインターリーブを行う前の元の配列に戻す。ここでの時間デインターリーブは、送信側で行った時間インターリーブの反対の処理であれば良い。時間デインターリーブしたキャリアシンボルは、帯域合成部４９に出力する。

帯域合成部４９（４９₁，４９₂）は、部分受信帯域、非部分受信帯域、及び、調整帯域に分かれて処理されたデータを合成し、合成されたデータを階層分離部５０に出力する。

階層分離部５０（５０₁，５０₂）は、帯域合成されたデータを、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層のキャリアシンボル毎に階層分離し、Ａ階層キャリアシンボルは系統合成部５１ａに、Ｂ階層キャリアシンボルは系統合成部５１ｂに、Ｃ階層キャリアシンボルは系統合成部５１ｃにそれぞれ出力する。

系統合成部５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ）は、マルチプレクサであり、分かれて処理されていた１系と２系のキャリアシンボルデータを合成する。合成された各階層のキャリアシンボルは、レベル調整部５２に出力する。

レベル調整部５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）は、合成されて元の一体となったキャリアシンボルを、階層毎にレベル調整する。レベル調整したキャリアシンボルは、デマッピング部５３に出力する。

デマッピング部５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）は、レベル調整したキャリアシンボルのＩ信号値とＱ信号値から元のビット単位のデータに復調する。各階層のビット単位のデータはビットデインターリーブ部５４に出力する。

ビットデインターリーブ部５４（５４ａ，５４ｂ，５４ｃ）は、デマッピングされてビット単位となったデータに対して、ビット単位のデインターリーブを行い、元のビット列を復元する。ここでのビットデインターリーブは、送信側で行ったビットインターリーブの反対の処理であれば良い。ビットデインターリーブが行われたデータ列は、各階層の送信データに相当する。

出力された各階層データは、その後誤り訂正等の所定の処理を行った後、例えば、画像データとして復号される。

このように、実施の形態２の受信装置２００の復調器が構成される。１系と２系のデインターリーブ処理を含むデータ処理が、それぞれ独立に行われ、処理も簡素化される。

図３に、本発明の特徴である周波数インターリーブ部及び周波数デインターリーブ部の構成を示す。図３では、図１及び図２のうち、周波数インターリーブ及び周波数デインターリーブに関係する構成のみを抽出して示している。

図３の左側のブロックは、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送信装置１００の変調器であり、系統分離部１５と周波数インターリーブ部１９（１９₁，１９₂）が示されている。また、右側のブロックは、受信装置２００の復調器であり、周波数デインターリーブ部４７（４７₁，４７₂）と系統合成部５１が示されている。

系統分離部１５は、デマルチプレクサで構成され、入力データとしてのキャリアシンボル列Ｓ₀，Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，・・・Ｓ_N-1が入力され、例えば、交互に２つのデータ列に分離される。ここで、一方のキャリアシンボル列Ｓ₀，Ｓ₂，・・・Ｓ_N-2を１系のデータとし、他方のキャリアシンボル列Ｓ₁，Ｓ₃，・・・Ｓ_N-1を２系のデータとする。なお、データ列の分離方法は、任意の手段であってよい。

変調器において、１系のデータは、図で上側の信号線を流れ、第１の周波数インターリーブ部１９₁で周波数インターリーブが行われる。また、２系のデータは、図で下側の信号線を流れ、第２の周波数インターリーブ部１９₂で周波数インターリーブが行われる。このときの第１の周波数インターリーブ部１９₁での処理（インターリーブ処理）をπとしたとき、第２の周波数インターリーブ部１９₂での処理が逆処理（デインターリーブ処理）π^-1となるように、すなわち、処理ブロック１９₁がインターリーバπのとき、処理ブロック１９₂がデインターリーバπ^-1となる構成とする。

一例として、第１の周波数インターリーブ部１９₁と、第２の周波数インターリーブ部１９₂は、それぞれメモリを用いて構成することができ、メモリに対する読み出しアドレスと書き込みアドレスを互いに入れ替えることで、インターリーブ処理とデインターリーブ処理を実現できる。

また、受信装置２００の復調器において、１系のデータは、図で上側の信号線を流れ、第１の周波数デインターリーブ部４７₁で周波数デインターリーブが行われる。２系のデータは、図で下側の信号線を流れ、第２の周波数デインターリーブ部４７₂で周波数デインターリーブが行われる。１系のデータは、送信側で周波数インターリーブの処理πが施されているため、受信側での周波数デインターリーブは、その逆処理π^-1となる。また、２系のデータは、送信側で周波数インターリーブの処理π^-1が施されているため、受信側での周波数デインターリーブは、その逆処理πとなる。

したがって、復調器においては、第１の周波数デインターリーブ部４７₁での処理（デインターリーブ処理）をπ^-1としたとき、第２の周波数デインターリーブ部４７₂での処理が逆処理（インターリーブ処理）πとなるように、すなわち、処理ブロック４７₁がデインターリーバπ^-1のとき、処理ブロック４７₂がインターリーバπとなる構成とする。

一例として、第１の周波数デインターリーブ部４７₁と、第２の周波数デインターリーブ部４７₂は、それぞれメモリを用いて構成することができ、メモリに対する読み出しアドレスと書き込みアドレスを互いに入れ替えることで、デインターリーブ処理とインターリーブ処理を実現できる。

周波数デインターリーブが行われた１系のデータ（キャリアシンボル列）と２系のデータ（キャリアシンボル列）は、その後、所定の処理を行った後、系統合成部５１に入力される。系統合成部５１は、マルチプレクサで構成され、１系データと２系データが合成されて、元のデータ列（キャリアシンボル列）が復元される。

本発明においては、変調器の周波数インターリーブにおいても、復調器の周波数デインターリーブにおいても、１系の処理と２系の処理をそれぞれ独立に行うため、系統数が１のＳＩＳＯ（Single Input Single Output）で用いる周波数インターリーバπ及び周波数デインターリーバπ^-1をそのまま用いることができる。すなわち、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送受信システムにおいて、１系に対して２系の周波数インターリーバπ及び周波数デインターリーバπ^-1を、変復調で（送受信で）入れ替えることにより実現できる。

したがって、ＳＩＳＯの周波数インターリーバをそのまま用いることができ、開発効率が向上する。また、本発明は１系と２系の処理が独立であるから、一方の系のデータ処理のみを利用する装置としても構成することができ、ＭＩＭＯ方式とＳＩＳＯ方式の切り替えが可能な送信装置及び受信装置を比較的簡単な構成で実現可能である。さらに、インターリーバとデインターリーバはメモリに対する読み出しアドレスと書き込みアドレスを入れ替えるだけで実現が可能なため、本発明は実装が容易である。

本発明は、１系と２系の周波数インターリーバπ及び周波数デインターリーバπ^-1を、変復調で入れ替えているため、１系と２系のインターリーブ処理は互いに異なっている。一般にＭＩＭＯ伝送を行う際に、１系と２系の伝搬路特性に相関がある場合（例えば、どちらの伝搬路特性も同じ周波数に伝送劣化が生じる場合）があるが、１系と２系が異なる周波数インターリーブ処理であるため、本発明は空間相関が高い場合にも優れた周波数インターリーブ効果が得られる。

上記の実施の形態では、送信装置１００及び受信装置２００の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限らず、送信装置１００又は受信装置２００に搭載される半導体チップであって、周波数インターリーブ部１９（１９₁，１９₂）又は周波数デインターリーブ部４７（４７₁，４７₂）の機能を有するチップとして構成されてもよい。すなわち、空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送信装置又は受信装置に搭載され、一方の系列のデータに対して周波数インターリーブを行うインターリーバπと、他方の系列のデータに対して前記周波数インターリーブの逆処理である周波数デインターリーブを行うデインターリーバπ^-1とを備えたチップとして構成されても良い。

また、上記の実施の形態１では、送信装置１００の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限らず、複数の送信系統によりＯＦＤＭ信号を送信する送信方法として構成されてもよい。すなわち、図１のデータの流れに従って、送信されるデータを変調するＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送信方法であって、キャリアシンボル列を１系のデータと２系のデータに分離し、１系のデータに対して第１の周波数インターリーブを行い、２系のデータに対して第２の周波数インターリーブを行い、ここで、第２の周波数インターリーブの処理が第１の周波数インターリーブの逆処理である周波数デインターリーブに相当することを特徴とする送信方法として構成されても良い。

また更に、上記の実施の形態２では、受信装置２００の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限らず、複数の受信系統によりＯＦＤＭ信号を受信する受信方法として構成されてもよい。すなわち、図２のデータの流れに従って、受信されるデータを復調するＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の受信方法であって、１系のデータに対して第１の周波数デインターリーブを行い、２系のデータに対して第２の周波数デインターリーブを行い、その後、１系のデータと２系のデータを合成してキャリアシンボル列を復元し、ここで、第２の周波数デインターリーブの処理が第１の周波数デインターリーブの逆処理である周波数インターリーブに相当することを特徴とする受信方法として構成されても良い。

上記のチップ、送信方法及び受信方法によれば、処理の複雑さを増すことなく、周波数インターリーブ効果を得ることができる。

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、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

１０ 入力Ｉ／Ｆ
１１ ビットＩＬ部
１２ フレームヘッダ生成部
１３ マッピング部
１４ レベル調整部
１５ 系統分離部
１６ 階層合成部
１７ 帯域分割部
１８ 時間ＩＬ部
１９ 周波数ＩＬ部
２０ 帯域合成部
２２ ＴＭＣＣ情報ビット生成部
２３ 同期ビット生成部
２４ ＴＭＣＣ生成部
２５ パイロット生成部
２６ ＯＦＤＭフレーム構成部
２７ ＩＦＦＴ部
２８ ＧＩ付加部
２９ 直交変調部
３０ ＤＡＣ部
４１ ＡＤＣ部
４２ 直交復調部
４３ ＧＩ除去部
４４ ＦＦＴ部
４５ 等化・復号部
４６ 帯域分離部
４７ 周波数デインターリーブ部
４８ 時間デインターリーブ部
４９ 帯域合成部
５０ 階層分離部
５１ 系統合成部
５２ レベル調整部
５３ デマッピング部
５４ ビットデインターリーブ部
１００ 送信装置
２００ 受信装置

Claims (6)

1. 空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送信装置において、
   データを１系のデータと２系のデータに分離する系統分離部と、
   前記１系のデータを周波数インターリーブする第１の周波数インターリーブ部と、
   前記２系のデータを周波数インターリーブする第２の周波数インターリーブ部と、
   を備え、
   前記第１の周波数インターリーブ部での処理と前記第２の周波数インターリーブ部での処理が、インターリーブ処理とデインターリーブ処理の関係となっている送信装置。
2. 請求項１に記載の空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送信装置において、
   前記第１の周波数インターリーブ部と前記第２の周波数インターリーブ部をそれぞれメモリで構成し、前記第１の周波数インターリーブ部と前記第２の周波数インターリーブ部はメモリに対する読み出しアドレスと書き込みアドレスを互いに入れ替えることを特徴とする送信装置。
3. 空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の受信装置において、
   １系のデータを周波数デインターリーブする第１の周波数デインターリーブ部と、
   ２系のデータを周波数デインターリーブする第２の周波数デインターリーブ部と、
   周波数デインターリーブされた前記１系のデータと前記２系のデータを合成する系統合成部と、
   を備え、
   前記第１の周波数デインターリーブ部での処理と前記第２の周波数デインターリーブ部での処理が、デインターリーブ処理とインターリーブ処理の関係となっている受信装置。
4. 請求項３に記載の空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の受信装置において、
   前記第１の周波数デインターリーブ部と前記第２の周波数デインターリーブ部をそれぞれメモリで構成し、前記第１の周波数デインターリーブ部と前記第２の周波数デインターリーブ部はメモリに対する読み出しアドレスと書き込みアドレスを互いに入れ替えることを特徴とする受信装置。
5. 空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送受信システムにおいて、
   データを１系のデータと２系のデータに分離して送受信するとともに、送信側でのデータの周波数インターリーブと受信側でのデータの周波数デインターリーブにおいて、１系の処理と２系の処理をそれぞれ独立して行い、
   送信側の２系の周波数インターリーバが、１系の周波数デインターリーバで行う周波数デインターリーブ処理を行い、受信側の２系の周波数デインターリーバが、１系の周波数インターリーバで行う周波数インターリーブ処理を行うことを特徴とする送受信システム。
6. 空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ方式の送信装置又は受信装置に搭載されるチップであって、一方の系列のデータに対して周波数インターリーブを行うインターリーバと、他方の系列のデータに対して前記周波数インターリーブの逆処理である周波数デインターリーブを行うデインターリーバとを備え、
   送信装置に搭載されたとき、データを系統分離した１系のデータと２系のデータが入力され、１系のデータに対する周波数インターリーブと、２系のデータに対する周波数インターリーブとが、インターリーブ処理とデインターリーブ処理の関係となり、
   受信装置に搭載されたとき、チップでの周波数デインターリーブの処理後に系統合成される１系のデータと２系のデータが入力され、１系のデータに対する周波数デインターリーブと、２系のデータに対する周波数デインターリーブとが、インターリーブ処理とデインターリーブ処理の関係となる、チップ。

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