JP4652856B2 - 無線送信装置、無線通信システム、無線送信方法及び送受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＭＩＭＯ通信のようなマルチアンテナ通信方式に用いられる無線送信装置、無線通信システム、無線送信方法及び送受信方法に関する。また特に、送信されるデータが異なる重要性又は優先度を有するという意味において「不均衡（unbalanced）」であるようなシステムでの高速不均衡データ送受信に関する。

従来、無線通信においては、送信されるデータがそれらの重要性、優先度及び／又はビット誤り許容性に従って、異なるクラスに分類される場合がある。そのような例の一つとしては、デジタル高解像度テレビジョン（ＨＤＴＶ）信号のブロードキャスト送信があり。このシステムでは、映像信号の高周波成分は人間の目に知覚され難いので、低周波成分の方がより重要性を持つこととなる。別の例としては、データと音声とを同時送信する場合がある。一般的にこれらの２つのサービスに対してのビット誤り許容性は、異なるものである。このような場合においては、不均衡データ送信のための均一でない保護が当然に求められるところとなる。

従来、不均衡データの均一でない保護を実現する方法として、２種類の主要な方法が用いられている。その一つは、優先度の高いデータに対して、より誤り訂正能力の高い誤り訂正符号を適用するものである。そのもう一つは、非均一に間を空けて配された変調コンスタレーション又は階層変調を用いるものであり、高い優先度を有するデータに対しては、より高いレベルの電力を与えるようにしたものである。これら２つの方法の組合せにより、システムの柔軟化を図ることができる。

またさらに、電力効率的な方法と帯域効率的な方法とを組み合わせて不均衡データに対する非均一保護を提供する、符号化変調と呼ばれる他の方法がある。その例として、非特許文献１に記載されているものがある。

上述の方法は、その一面においては、不均衡データ送信のパフォーマンスを良好なものとするが、他の一面においては、単一の送信アンテナ構成によるところの限界がある。異なる品質、データレート、ビット誤り許容性による様々なサービスを提供可能とするには、システムのキャパシティを増大する新規な技術の開発が常に望まれる。システムのキャパシティを増大するために採り得る可能な方法の一つは、送信機側若しくは受信機側又はそれらの双方においてマルチアンテナを用いて、空間・時間（ＳＴ）処理を行なうことである。

ＭＩＭＯシステムには、現在２つの主要なタイプのＳＴ処理技術、すなわち、空間・時間符号化（ＳＴＣ）及び空間多重（ＳｐＭ）がある。これらの２つの技術は、送信効率及びローバスト性（＝通信耐性）において、区別される。本明細書においては、ＳｐＭは、空間・時間符号の一種と見なされる。一般的に言って、ＳＴＣは、空間ドメイン及び時間ドメイン双方における冗長性の故に、ＳｐＭよりも高いローバスト性を送信データに付与することができる。一方、ＳｐＭシステムにおいては、複数の独立したデータストリームが異なるアンテナから同時に送信されることから、より高いデータレートをサポートすることが可能である。

ここで高速不均衡データ送信のために、一つのシステムに対して、異なるＳＴ処理技術を適用することが可能であろうかという問いが当然の如くに浮かんでくる。これに対する答えとしては、可能である。これまで、ＭＩＭＯシステムにおいて、異なるＳＴ技術を組み合わせて、非均一保護を得ることについての幾つかの方法が報告されている。そのような方法の一つとして、時分割複信（ＴＤＤ）システムにおいて、異なるタイムスロットに異なるＳＴＣを適用するものがある。その例として、非特許文献２に記載されたものがある。

ＭＩＭＯシステムに適用される他の非均一な保護方法は、図１８に示されるようないわゆる被埋込空間・時間符号化技術である。この技術は、例えば非特許文献３にも記載されている。この方式においては、全ての入力データに対する被埋込空間・時間符号は、同一である。優先度の高いデータは、まず、被埋込空間・時間符号により、符号化される。符号化データは、続いて電力制御される（図１８では、コンスタレーションマッピング器に統合されている）。さらに、各々の出力ブランチは、２本の送信アンテナを介して送信が行なわれることで、送信ダイバーシチが得られる。従って、高優先度データの信号処理は、空間・時間符号化と送信ダイバーシチとの組合せとなる。低優先度データは、まずシリアルパラレル変換器（Ｓ／Ｐ）に入力され、２つのデータストリームとされる。そして、各々のストリームは、被埋込ＳＴＣ（空間・時間符号化器）により符号化される。ＳＴＣ出力の各ブランチは、電力制御を施され（図１８のコンスタレーションマッピング器に統合されている）１本の送信アンテナを介して送信される。従って、低優先度データに伴う信号処理は、空間多重と空間・時間符号化との組合せと見ることができる。

ＭＩＭＯシステムに適用される他の非均一保護方法は、図１９に示すように、従来の誤り訂正（ＦＥＣ）をＳＴＣと連結することにより実現される。この技術は、例えば非特許文献４にも記載されている。当該方式においては、優先度の高いデータほど訂正力の高いＦＥＣ（more powerful FEC）を用いることで、優先度の高いデータほどローバストなものにすることができる。被埋込ＳＴＣ自体は、異なる優先度を有するデータ間で特に区別されるものではない。
"Coded Modulation with Unequal Error Protection" L.-F. Wei, IEEE transactions on Communications, October 1993 "An unequal error protection scheme for multiple input multiple output systems", M. F. Sabir, R. W. Heath, Jr. in Proc. of IEEE Asilomar Conf. on Signals, Systems, and Computers, vol. 1, pp. 575- 579, Pacific Grove, California, 2002 "Embedded space-time coding for wireless broadcast with heterogeneous receivers", C. -H. Kuoetal., GLOBECOM 2002, vol. 21, Nov. 2002 "Robust video transmission over wideband wireless channel using space-time coded OFDM system", C.-H. Kuo, etal. WCNC 2002, vol. 3 March 2002

ところで、非特許文献２に記載されたような方式では、現在の送信において、当該送信が何時開始されるのか、当該送信はどの位続くのか、当該送信に何れの空間・時間符号が用いられるのかについて、受信機が把握する必要があるので、情報を伝送するデータを送信する前に余剰データを送信する必要がある。これらの要因は、システムの複雑さを大幅に増加させてしまうことになる。

非特許文献３に記載されたような方式では、４本のアンテナ構成とこれに伴う信号処理が必要となるので、実施化が複雑なものとなる問題がある。また、優先度のレベルが僅かに２つであっても４本のアンテナが必要となることにより、システムの柔軟性が低くなる問題がある。

非特許文献４に記載されたような方式の主要な問題もまた、その実施の複雑さにあり、例えば、入力データに２つの優先度レベルがある場合、４本の送信アンテナが必要となる。またこの種の方式でのＭＩＭＯ検出は、送信機側の被埋込ＳｐＭにより、システムが複雑なものとなる結果をもたらす可能性もある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、システムを複雑化することなく、柔軟性のある非均一保護を実現することを目的とする。

かかる課題を解決するため本発明においては、入力された高優先度データを空間・時間符号化して複数のビットストリームを得る第１の空間・時間符号化器と、入力された低優先度データを空間・時間符号化して複数のビットストリームを得る第２の空間・時間符号化器と、第１の空間・時間符号化器からのビットストリームと第２の空間・時間符号化器からのビットストリームとに基づいて、複数の複素シンボルストリームを得るシンボルマッピング器と、複数の複素シンボルストリームを送信する複数の送信アンテナとを具備する構成を採る。

この構成によれば、高優先度データと低優先度データをそれぞれ別々の空間・時間符号化器により空間・時間符号化し、各空間・時間符号化器で得た空間・時間符号化ビットを１つのシンボルマッピング器によって合成して送信シンボルを得るようにしたので、システムを複雑化することなく、柔軟性のある非均一保護を実現することができるようになる。すなわち、シンボルマッピング器を複数設ける場合と比較して１つのシンボルマッピング器でシンボルを形成するのでシステム構成を簡単化できると共に、各空間・時間符号化器で形成する空間・時間符号を異なるものとすれば容易に柔軟性のある非均一保護を実現することができる。

また本発明においては、シンボルマッピング器が、第１の空間・時間符号化器により得られたビットストリームを用いて、第２の空間・時間符号化器により得られたビットストリームをグレイ符号化するラベルトランスフォーマと、階層コンスタレーションを用い、第１の空間・時間符号化器により得られたビットストリームに基づいて階層コンスタレーションのクラスタのいずれかを選択すると共にラベルトランスフォーマにより得られたグレイ符号化されたビットストリームに基づいてクラスタ内の信号点を選択することで、複素シンボルストリームを得るコンスタレーションマッピング器とを具備する構成を採る。

この構成によれば、高優先度データについての空間・時間符号によって階層コンスタレーションのクラスタを選択し、かつ低優先度データについての空間・時間符号をグレイ符号化したデータによって階層コンスタレーションのクラスタ内の信号点を選択するようにしたので、より柔軟に、高優先度データについては低優先度データよりも高い保護を与えることができるようになる。

このように本発明によれば、システムを複雑化することなく、柔軟性のある非均一保護を実現することができるようになる。

（実施の形態の概要）
本発明の骨子は、空間・時間符号化と階層変調との組合せにより非均一誤り保護を行うことである。

高優先度データのための被埋込空間・時間符号と低優先度データのための被埋込空間・時間符号とが同一である本発明の一の態様においては、全ての送信データに対して、同一レベルのダイバーシチを提供することで、システムの信頼性を高めようになっている。これにより、低優先度データに対しても十分なダイバーシチを得ることができるようになる。

本発明の他の態様においては、異なる優先度を有する複数のデータストリームに対して、それぞれ異なるローバスト性を有する空間・時間符号化を行うことで、異なる送信レイヤにおける可変データレートをサポートする。これにより、様々な送信レートを有するシステムに容易に適応させることができるようになる。さらに、異なるレイヤからのデータの合成を、一つのシンボルマッピング器及び一つの階層変調器により処理する。これにより、送信機の構成の複雑化することを回避できるので、システムが複雑化することを回避できる。

また本発明は、様々なＳＴ処理技術によって、フェージング及びノイズによる送信データの歪みに対する異なるレベルの保護を提供することが可能であると共に、異なるレベルのデータ送信レートを実現することが可能であるという認識に基づいている。本発明では、階層変調（階層コンスタレーション）を適用することにより、異なる送信レイヤからの空間・時間符号化されたデータを、各々の送信ブランチ（１本の送信ブランチは、１本の送信アンテナに対応している）において容易に合成することができるようになっている。この際、優先度の高いデータほどローバスト性の高いＳＴＣを適用することで、優先度の高いデータほど高い保護を与える。こうして処理した優先度の高いデータは、階層変調において、非均一に間を隔てられた信号点にマッピングすることにより、さらに保護する。各々のレイヤにおけるデータの送信レートとその保護ローバスト性は、ＳＴＣ及び階層変調により、合わせて調整制御する。

受信機側においては、複数の受信アンテナからの信号をまず合成し、さらにＭＩＭＯ検出を行う。一つの態様においては、受信信号に対して、最尤検出（ＭＬＤ）を施すことにより、高優先度データと低優先度データとを同時に取得する。

他の態様においては、繰返検出を用いる。繰返検出を行う場合には、まず、高優先度データを検出し、続いて、低優先度データを検出する。低優先度データを復号する際には、復号された高優先度データを当該受信信号から減算する。これにより、高優先度データからの干渉が除去される。このような最初の繰返検出工程が完了すると、続いて第２の繰返検出工程を行う。第２の繰返検出工程においては、まず、当該受信信号より、前記低優先度データからの干渉を除去し、さらに前記高優先度データの検出を行う。前記低優先度データの検出方法については、第１の繰返検出工程と同様である。これらの繰返検出工程は、検出終了の基準が満たされるまで継続される。この基準として、一つの態様においては繰返回数を用い、他の態様においては２回の連続する繰返間の出力差を用いる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
（１）全体構成
図１に、本発明の実施の形態１に係る非均一保護機能を有するＭＩＭＯシステムの構成を示す。

入力データは、それらの重要性によって異なるクラス、すなわち、高優先度入力と低優先度入力とに分類される。ここで本明細書におけるデータの優先度とは、データの重要性と置き換えて考えてもよい。

高優先度入力はソース符号化器９００によって、低優先度入力はソース符号化器９１０によって、それぞれ符号化される。ソース符号化器９００及び９１０により得られた高優先度レイヤ及び低優先度レイヤのソース符号化データは、それぞれインターリーバ７００及び７１０によってインターリーブされる。なお、ソース符号化器９００及び９１０のタイプは、必ずしも異なっている必要はない。インターリーバ７００及び７１０のタイプは、サービス要求に依存し、これらについても必ずしも異なっている必要はない。

各インターリーバ７００及び７１０の出力は、それぞれ、第１の空間・時間符号化器ＳＴＣ５００及び第２の空間・時間符号化器ＳＴＣ５１０に供給される。各ＳＴＣ５００及びＳＴＣ５１０のパラレル出力（ビットベクタ）は、シンボルマッピング器１００によって、図２、図３又は図４に示される階層変調コンスタレーションによる信号点にマッピングされる。すなわち、シンボルマッピング器１００は、ビットベクタを複素シンボルにマッピングする。

シンボルマッピング器１００により得られたシンボルは、さらに搬送波周波数に変調され、複数Ｎｔ個のアンテナからなる送信アンテナ３００から発信される。なお、複素シンボルを搬送波に変調する処理動作は、送信アンテナ３００に一体化されており、図には表わされていない。説明の便宜上、ＳＴＣ５００及び５１０並びにシンボルマッピング器１００については、システム図について述べ終わった後に詳述する。

受信機は、送信された信号を復元するために、Ｎｒ個の受信アンテナ４００から得られたＮｒ個の受信信号を、ＭＩＭＯ検出器２００に供給する。ＭＩＭＯ検出器２００は、例えばチャネル推定行列の逆行列演算を行うことで送信機のインターリーバ７００、７１０の出力に相当する信号を検出する。すなわち、ＭＩＭＯ検出器２００では、高優先度データと低優先度データとが分離される。

ＭＩＭＯ検出器２００からの高優先度データは、デインターリーバ８００によりデインターリーブされる。このデインターリーバ８００におけるデインターリーブ処理は、インターリーバ７００において行なわれた処理の逆処理である。デインターリーバ８００においてデインターリーブされたデータは、復号化器６００に入力され、ソース復号が行なわれる。ＭＩＭＯ検出器２００からの低優先度データは、デインターリーバ８１０によりデインターリーブされる。このデインターリーバ８１０におけるデインターリーブ処理は、インターリーバ７１０において行なわれた処理の逆処理である。デインターリーブされた低優先度データは、復号化器６１０に入力され、ソース復号が行なわれる。

（２）空間・時間符号化器の構成及び動作
次に、本発明に係る非均一誤り保護のためのシステムに用いることのできる幾つかの空間・時間符号化器の例について、図５、図６及び図７を用いて説明する。注意すべきは、当業者は、他の如何なるＳＴＣを本発明に採用して、ＭＩＭＯシステムにおける非均一誤り保護を実現することが容易にできるであろうことから、これらの例は、単に例示のためのものであって、本発明を何ら限定するものではないということである。

図５は、２つの出力ブランチを有し、ＱＰＳＫ変調を用いるシステムのために設計された直交空間・時間ブロック符号（ＯＳＴＢＣ）器の構成を示す。出力１で示す出力シーケンスは、入力ビットシーケンスｉ４，ｉ３，ｉ２，ｉ１，ｉ０のレプリカである。出力２で示す出力シーケンスは、シリアルパラレル変換器（Ｓ／Ｐ）５０５におけるシリアルパラレル変換、加算器５０４、５０６におけるビット単位ごとの加算、ビット順列並び替え器５０７におけるビット順列並び替え、及びパラレルシリアル変換（Ｐ／Ｓ）５０９におけるパラレルシリアル変換により得られる。

図２に示したようなグレイ論理ビットのＱＰＳＫ（Ｇｒａｙ−ｌａｂｅｌｅｄ ＱＰＳＫ）コンスタレーションを用いる場合、図５の構成は、２つの複素信号Ｓ_１及びＳ_２（ＱＰＳＫコンスタレーションから選び出した２つの信号）を４つの出力信号Ｓ_１、Ｓ_２、−Ｓ_２ ^＊、Ｓ_１ ^＊に変換する処理に相当するものである。ここで（Ｓ_１、Ｓ_２）及び（−Ｓ_２ ^＊、Ｓ_１ ^＊）は２本のアンテナにより、それぞれ送信される。図５の構成に相当する変換処理は、次式の変換式を用いて表わすことができる。

図６は、他の簡易な空間・時間符号である遅延ダイバーシチ符号を形成するための空間・時間符号化器の構成を示す。この方式においては、当該空間・時間符号化器の出力の一つは、入力シーケンスのレプリカである。他の出力は、この入力シーケンスを遅延させたもの（１シンボル期間分の遅延）となる。

図７は、他の空間・時間符号である空間多重（ＳｐＭ）処理を行うための空間・時間符号化器の構成を示す。この方式においては、入力シンボル列は、次式に示すような２つの出力シーケンスに分離される。

（３）シンボルマッピング器の構成及び動作
次に、本実施の形態のシンボルマッピング器１００の構成について説明する。シンボルマッピング器１００は、各空間・時間符号化器ＳＴＣ５００、５１０から出力される空間・時間符号（ＳＴＣ）Ｓ５００、Ｓ５１０を合成する。

シンボルマッピング器１００は、図８に示すように構成されている。シンボルマッピング器１００は、空間・時間符号化器５００により得られたパラレルデータＳ５００（高優先度の空間・時間符号化データ）をラベルトランスフォーマ１０６及びコンスタレーションマッピング器１１１に入力する。またシンボルマッピング器１００は、空間・時間符号化器５１０により得られたパラレルデータＳ５１０（低優先度の空間・時間符号化データ）をラベルトランスフォーマ１０６に入力する。

ラベルトランスフォーマ１０６は、空間・時間符号化器５１０から入力した低優先度ビット（低優先度の時空間符号化データＳ５１０）を、空間・時間符号化器５００から入力した高優先度ビット（高優先度の時空間符号化データＳ５００）に基づいて、グレイ符号化し、グレイ符号化したビットをコンスタレーションマッピング器１１１に送出する。ラベルトランスフォーマの詳細な構成及び動作については後述する。

コンスタレーションマッピング器１１１は、空間・時間符号化器５００から入力した高優先度ビットによって階層コンスタレーションの複数の信号クラスタ（群）の中から１つの信号クラスタを選択すると共に、レベルトランスフォーマ１０６により変換された低優先度ビットによって信号クラスタ内の信号点を選択する。このようにしてコンスタレーションマッピング器１１１は、高優先度ビットをクラスタ選択に用い、グレイ符号化した低優先度ビットを選択されたクラスタ内におけるデータ信号点の特定に用いることで、階層コンスタレーションの中の１つの信号点を選択して変調シンボルを得る。

図２、図３及び図４を用いて、シンボルマッピング器１００による具体的な処理について説明する。図２は階層コンスタレーションとしてＱＰＳＫイン１６ＱＡＭを用いる場合であり、図３は階層コンスタレーションとしてＱＰＳＫイン６４ＱＡＭを用いる場合であり、図４は階層コンスタレーションとして４ＰＳＫイン８ＰＳＫなどの階層コンスタレーションを用いる場合である。図２、図３及び図４において、陰影を付けた一領域内の複数の信号点全体は、一つの信号クラスタを表わし、各クラスタ内の黒点は、信号点を示している。

（ｉ）階層コンスタレーションとしてＱＰＳＫイン１６ＱＡＭを用いる場合
先ず、階層コンスタレーションとして、図２に示すようなＱＰＳＫイン１６ＱＡＭを用いる場合について説明する。この場合、ラベルトランスフォーマ１０６としては、図９に示すようなものを用いる。またこの場合、高優先度データのための空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃１）５００及び低優先度データのための空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃２）５１０としては共に、図５に示すような構成のものを用いる。各処理時間では、各々の送信ブランチに２つの高優先度ビットと２つの低優先度ビットとが乗せられる。これらの４つのビットは、コンスタレーションマッピング器１１１に供給されて、一つの複素シンボルが生成される。

２つの高優先度ビットは、信号クラスタの特定に用いられる。例えば、入力された高優先度ビットｂ０、ｂ１が００（０１、１０、１１）であった場合、変調シンボルは、図２の１６ＱＡＭコンスタレーションの第１象限（第４象限、第２象限、第３象限）における４つの点のうちの１点となる。さらにまた、高優先度ビットｂ０、ｂ１は、ラベルトランスフォーマ１０６（図２）にも供給される。

ラベルトランスフォーマ１０６は、低優先度ビットｂ２、ｂ３をｂ２’、ｂ３’に変換することで、コンスタレーションマッピング器１１１で選択される複数信号点がグレイマッピングされる（すなわち、最小のユークリッド距離を有する２つの信号点がまた最小のハミング距離を有する）ようにする。すなわち、ラベルトランスフォーマ１０６は、空間・時間符号化された高優先度ビットを用いて、空間・時間符号化された低優先度ビットをグレイ符号化するグレイ符号化器として機能する。図９に、ラベルトランスフォーマ１０６の構成例を示す。ラベルトランスフォーマ１０６は、次式で表される変換（グレイ符号化）を行うことで、変換後のビットｂ２’、ｂ３’を得る。

理解の便宜を図るため、空間・時間符号化器５００、５１０として図５の構成のものを用いた場合（すなわち空間・時間符号として直交空間・時間ブロック符号を適用した場合）について説明する。

表１に示すように、各処理時間において、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３により表わされる４ビットが空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃１）５００に入力され、空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃１）５００からは、２つの４ビット出力（出力１と出力２）が高優先度ビットＳ５００として出力される。

一方、入力８ビット ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６、ｘ７（又は４シンボル Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３）が空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃２）５１０に入力され、空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃２）５１０からは、２つの４ビット出力（出力１と出力２）が低優先度ビットＳ５１０として出力される。

シンボルマッピング器１００では、上述したように、空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃１）５００から出力された高優先度ビットにより階層コンスタレーションから１つのクラスタ（つまり上位２ビットに相当するクラス）を選択すると共に、ラベルトランスフォーマ１０６によってグレイ符号化された空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃２）５１０の出力により階層コンスタレーションのクラスタ内の信号点（つまり下位２ビットに相当する信号点）を選択する。この結果、シンボルマッピング器１００からは、表１に示すような４つの１６ＱＡＭ変調シンボル（シンボル１〜４）が得られる。

なお、シンボルマッピング器１００の出力であるシンボル１及びシンボル２は、２つの連続するシンボル期間において、一つのアンテナから送信される。一方、シンボルマッピング器１００の出力であるシンボル３及びシンボル４は、２つの連続するシンボル期間において、他の一つのアンテナから送信される。この場合、システムのビット送信レートは、２ビット／秒／Ｈｚが高優先度データに充てられ、４ビット／秒／Ｈｚが低優先度データに充てられるので、システムとしての合計ビット送信レートは、６ビット／秒／Ｈｚとなる。

（ｉｉ）階層コンスタレーションとしてＱＰＳＫイン６４ＱＡＭを用いる場合
次に、階層コンスタレーションとして、図３に示すようなＱＰＳＫイン６４ＱＡＭを用いる場合について説明する。この場合、ラベルトランスフォーマ１０６としては、図１０に示すようなものを用いる。またこの場合、高優先度データのための空間・時間符号化器５００としては例えば図５に示すようなものを用い、低優先度データのための空間・時間符号化器５１０としては例えば図７に示すようなものを用いる。

この場合、シンボルマッピング器１００では、空間・時間符号化した２つの高優先度ビットｂ０、ｂ１をクラスタ選択に用い、空間・時間符号化した４つの低優先度ビットを前記選択されたクラスタ内における信号点の特定に用いる。

この場合、当該システムは、２ビット／秒／Ｈｚが高優先度データ送信に充てられ、８ビット／秒／Ｈｚが低優先度データに充てられるので、１０ビット／秒／Ｈｚのデータレートをサポートすることができる。使用される空間・時間符号及びシンボルマッピング器１００の入出力ビットシーケンスを、表２に示す。

（ｉｉｉ）階層コンスタレーションとして４ＰＳＫイン８ＰＳＫを用いる場合
次に、階層コンスタレーションとして、図４に示すような４ＰＳＫイン８ＰＳＫを用いる場合について説明する。この場合、ラベルトランスフォーマ１０６としては、図１１に示すようなものを用いる。またこの場合、高優先度データのための空間・時間符号化器５００としては例えば図５に示すようなものを用い、低優先度データのための空間・時間符号化器５１０としては例えば図７に示すようなものを用いる。

この場合、送信機からは、２つの高優先度ビットと１つの低優先度ビットとが毎時送信される。シンボルマッピング器１００では、空間・時間符号化した２つの高優先度ビットをクラスタ（図４の８ＰＳＫ変調コンスタレーションにおいて陰影を付けた領域）の選択に用い、１つの低優先度ビットを選択されたクラスタ内の信号点の特定に用いる。

この場合、当該システムは、２ビット／秒／Ｈｚが高優先度データ送信に充てられ、２ビット／秒／Ｈｚが低優先度データ送信に充てられるので、４ビット／秒／Ｈｚのデータレートをサポートすることができる。使用される空間・時間符号及びシンボルマッピング器１００の入出力ビットシーケンスを、表３に示す。

注意すべきは、上述した実施の形態は、あくまで本発明の例に過ぎないものであって、本発明において、他の空間・時間符号及び階層変調を用いることが可能であることは、当業者に理解されよう。これらの可能な組合せは、本発明の範囲に包含されるものと理解されるべきである。

（４）受信機の構成及び動作
本実施の形態では、受信機に設けられたＭＩＭＯ検出器２００（図１）の構成として、２つの構成を提示する。１つは最尤検出器を用いる構成であり、もう１つは繰返検出を用いる構成である。

（ｉ）最尤検出器を用いる場合
図１２に、ＭＩＭＯ検出器２００（図１）として、最尤検出器を用いた場合のＭＩＭＯ検出器２００−ａの構成を示す。

ＭＩＭＯ検出器２００−ａは、複数の受信アンテナ４００で得られた受信信号をＭＬ（Maximum Likelihood）検出器２１０に入力する。ＭＬ検出器２１０は、受信点と候補信号点との間のユークリッド距離を計算し、ユークリッド距離が最小の候補信号点を検出する。そして、ＭＬ検出器２１０は、その候補信号点の情報のうち、候補信号点がどのクラスタのものかを示す情報をデマッピング器２０６に送出すると共に候補信号点がクラスタ内のどの信号点かを示す情報をデマッピング器２０８に送出する。

デマッピング器２０６は、クラスタを示す情報から、空間・時間符号化器５００（図１）の出力に相当する高優先度の複数の空間・時間符号化ビットストリームを得、これを多重化器２０２に送出する。多重化器２０２は、空間・時間符号化器５００（図１）と逆の処理を行うことにより、高優先度データを得る。

デマッピング器２０８は、クラスタ内の信号点位置を示す情報から、空間・時間符号化器５１０（図１）の出力に相当する低優先度の複数の空間・時間符号化ビットストリームを得、これを多重化器２０４に送出する。多重化器２０４は、空間・時間符号化器５１０（図１）と逆の処理を行うことにより、低優先度データを得る。

ここで、ＭＩＭＯ検出器２００−ａの処理は、受信信号ベクタと推定符号語との間のユークリッド距離を計算し、ユークリッド距離が最小となる符号語を、高優先度データ及び低優先度データとして出力することに相当する。つまり、ＭＩＭＯ検出器２００−ａは、最大事後分布（ＭＡＰ）（maximum posterior probability）を有する符号語を見つけ出す。仮に、送信された符号語をＣとし、チャネルマトリクスをＨとするとき、当該ＭＩＭＯ検出器２００−ａは、次式を満足する符号語^〜Ｃを見つけ出す。

この最尤検出を行うと、高精度の検出結果を得ることができる。しかしながら、６４ＱＡＭなどの高い変調多値数の場合には、演算量が非常に多くなるか、符号語間距離が大きくなるか、又はそれらの双方となり得る。そのような場合には、次に説明する繰返検出を行うことも考えられる。

（ｉｉ）繰返検出を用いる場合
図１３に、ＭＩＭＯ検出器２００（図１）として、繰返復号化器を用いた場合のＭＩＭＯ検出器２００−ｂの構成を示す。

ＭＩＭＯ検出器２００−ｂは、高優先度データを復号化する第１の空間・時間復号化器（ＳＴ復号化器＃１）２３０と、復号化された高優先度データを空間・時間符号化する第１の空間・時間ローカル符号化器（ＳＴＣ＃１）２５０と、低優先度データを復号化する第２の空間・時間復号化器（ＳＴ復号化器＃２）２４０と、復号化された低優先度データを空間・時間符号化する第２の空間・時間ローカル符号化器（ＳＴＣ＃２）２６０とを有する。

ＭＩＭＯ検出器２００−ｂは、複数の受信アンテナ４００で得られた受信信号を、ＳＴ復号化器２３０及びＳＴ復号化器２４０に入力する。ＭＩＭＯ検出器２００−ｂは、まず、ＳＴ復号化器２３０によって、高優先度データをＳＴ復号化する。次に、ＭＩＭＯ検出器２００−ｂは、高優先度データのみを含んだ復号信号を、空間・時間符号化器５００（図１）と同様の処理を行う空間・時間ローカル符号化器２５０により符号化し、符号化後の信号２５００をＳＴ復号化器２４０に送出する。

ＳＴ復号化器２４０は、受信信号からローカル符号化後の信号２５００を減算する。これにより、受信信号における高優先度データの影響が除かれる（前記高優先度データは、正しく復号されているという想定に基づく）。そして、ＳＴ復号化器２４０は、前記の減算された信号（すなわち、減算結果の信号）に基づいて、低優先度データの検出を行なう。この際、ＳＴ復号化器２４０は、空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃２）５１０（図１）に対応する何れの既知のＭＩＭＯ検出方式を用いてもよい。例えば、空間・時間符号化器５１０が図７に示したような空間多重器である場合、ＩＣＤ（繰返キャンセル検出）やＭＬＤ（最尤検出）などの、これに対応する検出方式をＳＴ復号化器２４０に用いることができる。次に、ＭＩＭＯ検出器２００−ｂは、ＳＴ復号化器２４０により得られた低優先度データのみを含んだ復号信号を、空間・時間符号化器５１０と同様の処理を行う空間・時間ローカル符号化器２６０により符号化し、符号化後の信号２６００をＳＴ復号化器２３０に送出する。

次に、ＳＴ復号化器２３０は、受信信号からローカル符号化後の信号２６００を減算した結果を用いて、高優先度データを復号化する。次に、この高優先度データをローカル符号化してＳＴ復号化器２４０に送出する。以下同様にして、一方のＳＴ復号化器で得たデータをローカル符号化した信号を他方のＳＴ復号化器に送り、これを他方のＳＴ復号化器での減算に用いるといった処理を繰り返して行う。これにより、繰返回数が増えるに従って干渉がキャンセルされ、正しい復号データを得ることができるようになる。

本実施の形態では、この繰返手順を、２つの連続する繰返検出結果が同一になるまで又は所定の繰返回数に達するまで続ける。なお、２つの連続する繰返検出結果の差が所定の閾値以下となったときに終了するようにしてもよい。

なお、本発明においては、高優先度データのために用いる空間・時間符号化器５００と、低優先度データのために用いる空間・時間符号化器５１０を、同一の空間・時間符号を形成する構成としてもよい。この場合、高優先度データと低優先度データに対する非均一保護は、純粋に階層変調により実現される。この場合、受信側では単一の空間・時間復号化器のみしか必要とならないことから、システムを簡単化できるようになる。

（実施の形態２）
図１４（ａ）に、実施の形態２の非均一保護機能を有するＭＩＭＯ送信装置の構成を示す。各空間・時間符号化器５００−Ａ及び５１０−Ａは、シリアルパラレル変換器と遅延器とを有し、第２番目のレイヤをビット期間の２倍分(２Ｔｂ)だけ遅延した階層化空間・時間符号を形成する。図中、信号の上付き文字^（ｉ）は、ｉ番目の送信ブランチを表す。各送信ブランチ１及び２の信号が、２本の送信アンテナ３０１及び３０２からそれぞれ送信される。

図１４（ｂ）に、本実施の形態のＭＩＭＯシステムの入出力ビット列を示す。ここで、送信ブランチ１に対応した入力信号Ｓ_ＩＮ ^（１）及びＳ_ＩＮ ^（２）にそれぞれ対応した２本の送信ブランチ（ブランチ１及び２）を有する。ブランチ１における入力信号Ｓ_ＩＮ ^（１）は、次式で表すことができる。

（５）式において、Ｘ_ｔ ^（１）は、ｔ番目のビット期間（Ｔｂ）における入力ビットを表し、上付き文字^（１）は、送信ブランチ番号のインデクスである。Ｓ_ＩＮ ^（１）は、まず、シリアルパラレル変換器により、２つのビット列に変換される。この２つのビット列は、［…，Ｘ_ｔ−２ ^（１），Ｘ_ｔ ^（１），Ｘ_ｔ＋２ ^（１），Ｘ_ｔ＋４ ^（１），…］及び［…，Ｘ_ｔ−１ ^（１），Ｘ_ｔ＋１ ^（１），Ｘ_ｔ＋３ ^（１），Ｘ_ｔ＋５ ^（１），…］として表すことができる。

図中、Ｓ５００−Ａで表される第１番目のビット列は、シンボルマッピング器１００に直接供給される。Ｓ５００−Ｂで表される第２番目のビット列は、２Ｔｂ分だけ遅延された後、シンボルマッピング器１００に供給される。

空間・時間符号化器５１０−Ｂにおいて実行される信号処理は、空間・時間符号化器５００−Ａにおいて行われるものと同一である。つまり、図中、Ｓ５１０−Ａで表される第１番目のビット列は、シンボルマッピング器１００に直接供給される。Ｓ５１０−Ｂで表される第２番目のビット列は、２Ｔｂ分だけ遅延された後、シンボルマッピング器１００に供給される。ブランチ２の入出力を数的に詳しくしたものが図１４に記載されている。

ここで、前述の実施の形態１に伴うシンボルマッピングについて考える。図２、図９及び図１４を参照するに、各時間インデクスｉ（単位Ｔｓはシンボル期間を表す）においては、シンボルマッピング器１００に８つのビットが供給され、このうち、４つのビットＸ_ｔ＋２ ^（１），Ｘ_ｔ＋４ ^（１），Ｘ_ｔ＋２ ^（２），Ｘ_ｔ＋４ ^（２）がアンテナ３０１により送信されるシンボルを生成するのに用いられ、４つのビットＸ_ｔ−１ ^（１），Ｘ_ｔ＋１ ^（１），Ｘ_ｔ−１ ^（２），Ｘ_ｔ＋１ ^（２）がアンテナ３０２により送信されるシンボルを生成するのに用いられる。

図９及び図１４によれば、２つの高優先度ビット［ｂ０，ｂ１］＝［Ｘ_ｔ＋２ ^（１），Ｘ_ｔ＋４ ^（１）］と２つの低優先度ビット［ｂ２，ｂ３］＝［Ｘ_ｔ＋２ ^（２），Ｘ_ｔ＋４ ^（２）］とがラベルトランスフォーマ１０６−Ａに供給され、当該ラベルトランスフォーマ１０６−Ａにおいて次式に示すビット単位毎のモジュロ２加算が行われて、ラベルトランスフォーマ１０６−Ａの２ビット出力が得られる。すなわち、ラベルトランスフォーマ１０６−Ａは、高優先度ビット列を用いて、低優先度ビット列をグレイ符号化する。

各シンボル期間において、空間・時間符号化器Ｓ５００−Ａから出力される２ビット（例えばＸ_ｔ＋２ ^（２），Ｘ_ｔ＋４ ^（２））とラベルトランスフォーマ１０６−Ａから出力される２ビット（例えば、（６）式の演算結果）とが用いられ、シンボルテーブル１１１−Ａから複素シンボルが選択される。シンボルテーブル１１１−Ａには、全ての階層コンスタレーション点に対応した（複数の）複素シンボルが収められている。すなわち、例えば、アドレス００００には、シンボル（ａｌ＋ａｈ）＋√−１^＊（ａｌ＋ａｈ）が収められている。ここで、√−１は、複素シンボルの虚数部分に対する単位であり、図２に示されているようなａｌ及びａｈは、それぞれに、低優先度ビット、高優先度ビットの電力レベルを決定する。シンボルテーブル１１１−Ａから選択された複素シンボルは、送信アンテナ３０１より送信される。

ビット列Ｓ５００−Ｂ及びＳ５１０−Ｂについても、同様のシンボルマッピング処理を行う。すなわち、ラベルトランスフォーマ１０６−Ｂによって、高優先度のビット列Ｓ５００Ｂを用いて低優先度のビット列Ｓ５１０−Ｂをグレイ符号化し、シンボルテーブル１１１−Ｂによって、高優先度のビット列Ｓ５００Ｂとグレイ符号化された低優先度ビット列を用いてシンボルを選択し、選択した複素シンボルをアンテナ３０２により送信する。

（実施の形態３）
図１５（ａ）に、実施の形態３の非均一保護機能を有するＭＩＭＯ送信装置の構成を示す。本実施の形態では、送信ブランチ１の信号Ｓ_ＩＮ ^（１）を空間・時間符号化する空間・時間符号化器５００−Ｂは遅延ダイバーシチ符号を形成する構成となっている。これに対して、送信ブランチ２の信号Ｓ_ＩＮ ^（２）を空間・時間符号化する空間・時間符号化器５１０−Ａは階層化空間・時間符号を形成する構成となっている。

これにより、本実施の形態においては、２つの面から、送信ブランチ１の方に対して、より高い保護が与えられる。すなわち、その第１には、送信ブランチ１に対して階層化空間・時間符号よりも低い符号化率である遅延ダイバーシチ符号を用いたこと、そして第２には、空間・時間符号化器５００−Ｂの出力を階層１６ＱＡＭコンスタレーション（図２）における信号クラスタ選択に用いたことである。

図１５（ｂ）に、空間・時間符号化器５００−Ｂ及び５１０−Ａの入出力の詳細を示す。シンボルマッピング器１００において実行されるシンボルマッピングは、図１４において説明した実施の形態２と同様である。

（実施の形態４）
図１６に、実施の形態４の非均一保護機能を有するＭＩＭＯ送信装置の構成を示す。本実施の形態では、各空間・時間符号化器５００−Ｃ、５１０−Ｂで４系統の空間・時間符号化データを形成し、これらから階層コンスタレーションを用いて４系統のシンボルを得、これらを４つの送信アンテナ３０１〜３０４を用いて送信するようになっている。

ここで、図１６に示すように、送信ブランチ１の信号Ｓ_ＩＮ ^（１）を空間・時間符号化する空間・時間符号化器５００−Ｃは、４系統の遅延ダイバーシチ符号Ｓ５００を形成する構成となっている。これに対して、送信ブランチ２の信号Ｓ_ＩＮ ^（２）を空間・時間符号化する空間・時間符号化器５１０−Ｂは４系統の階層化空間・時間符号を形成する構成となっている。

空間・時間符号化器５００−Ｃの入力信号列は、それぞれに、０Ｔｂ、２Ｔｂ、４Ｔｂ、６Ｔｂ分だけ遅延されて４系統の出力信号Ｓ５００として出力される。これら０Ｔｂ、２Ｔｂ、４Ｔｂ、６Ｔｂ分の時間遅延を伴った４系統の出力信号Ｓ５００は、それぞれにシンボルテーブル１１１−Ａ、１１１−Ｂ、１１１−Ｃ、１１１−Ｄの信号クラスタを選択するのに用いられる。

空間・時間符号化器５１０−Ｂの入力信号は、シリアルパラレル変換を施されて４系統の出力信号とされ、それらの各々はラベルトランスフォーマ１０６Ａ〜１０６Ｄによってグレイ符号化され、空間・時間符号化器５００−Ｃの出力信号により特定された信号クラスタ内の特定の信号点を選択するのに用いられる。

全てのシンボルテーブル１１１−Ａ、１１１−Ｂ、１１１−Ｃ、１１１−Ｄに伴われるシンボルマッピングについては、図１４又は図１５のものと同じである。シンボルテーブル１１１−Ａ、１１１−Ｂ、１１１−Ｃ、１１１−Ｄの出力は、それぞれにアンテナ３０１、３０２、３０３、３０４を介して同時送信される。

（実施の形態５）
図１７に、実施の形態５の非均一保護機能を有するＭＩＭＯ送信装置の構成を示す。送信ブランチ１に対する空間・時間符号化器５００−Ｂは、２系統の遅延ダイバーシチ符号を形成する。送信ブランチ２に対する空間・時間符号化器５１０−Ｂは、４系統の階層化空間・時間符号を形成する。

空間・時間符号化器５００−Ｂにより形成された２系統の遅延ダイバーシチ符号のうち、１つは送信アンテナ３０１及び３０２に連繋されたシンボルマッピングネットワークに接続供給され、もう１つは送信アンテナ３０３及び３０４に連繋されたシンボルマッピングネットワークに接続供給さる。

送信ブランチ２における信号処理及びシンボルマッピングは、それぞれに、図１６に示された送信ブランチ２における信号処理及びシンボルマッピングと同様である。

本発明の無線送信装置、無線通信システム、無線送信方法及び送受信方法は、マルチアンテナ通信方式を採用した無線ＬＡＮ（Local Area Network）や移動体通信システム等に広く適用できる。

本発明の実施の形態１に係る非均一保護機能を有するＭＩＭＯシステムの構成を示すブロック図 ２つの高優先度ビット及び２つの低優先度ビットからなる４ビットベクタを非均一１６ＱＡＭコンスタレーションにマッピングする様子を示す図 ２つの高優先度ビット及び４つの低優先度ビットからなる６ビットベクタを非均一６４ＱＡＭコンスタレーションにマッピングする様子を示す図 ２つの高優先度ビット及び１つの低優先度ビットからなる３ビットベクタを非均一８ＰＳＫコンスタレーションにマッピングする様子を示す図 直交性を有する空間時間符号を形成する空間時間符号化器の構成例を示すブロック図 トレリス線図による空間時間符号を形成する空間時間符号化器の構成例を示すブロック図 垂直的な空間多重による空間時間符号を形成する封緘時間符号化器の構成例を示すブロック図 シンボルマッピング器の構成を示すブロック図 バイナリフィールドにおいて、図２の処理に従って、１＋１＝０，０＋１＝１＋０＝１，及び０＋０＝０の加算処理を行うラベルトランスフォーマの構成を示す図 バイナリフィールドにおいて、図３の処理に従って、１＋１＝０，０＋１＝１＋０＝１，及び０＋０＝０の加算処理を行うラベルトランスフォーマの構成を示す図 図４の階層コンスタレーションに従ったラベルトランスフォーマの構成を示すブロック図 階層変調信号を検出するためのＭＩＭＯ最尤検出器の構成を示すブロック図 階層変調信号を検出するためのＭＩＭＯ繰返検出器の構成を示すブロック図 （ａ）は実施の形態２の非均一保護機能を有するＭＩＭＯシステムの構成を示すブロック図であり、（ｂ）はその動作の説明に供する図 （ａ）は実施の形態３の非均一保護機能を有するＭＩＭＯシステムの構成を示すブロック図であり、（ｂ）はその動作の説明に供する図 実施の形態４の非均一保護機能を有するＭＩＭＯシステムの構成を示すブロック図 実施の形態５の非均一保護機能を有するＭＩＭＯシステムの構成を示すブロック図 従来のＭＩＭＯシステムにおける非均一保護を実現することのできるシステムを示すブロック図 従来のＭＩＭＯシステムにおける非均一保護を実現することのできる他のシステム例を示すブロック図

符号の説明

１００ シンボルマッピング器
１０６、１０６−Ａ、１０６−Ｂ、１０６−Ｃ、１０６−Ｄ ラベルトランスフォーマ
１１１ コンスタレーションマッピング器
１１１−Ａ、１１１−Ｂ、１１１−Ｃ、１１１−Ｄ シンボルテーブル
２００、２００−ａ、２００−ｂ ＭＩＭＯ検出器
２３０、２４０ 空間・時間（ＳＴ）復号化器
２５０、２６０、５００、５００−Ａ、５００−Ｂ、５００−Ｃ、５１０、５１０−Ａ、５１０−Ｂ 空間・時間符号化器（ＳＴＣ＃１、ＳＴＣ＃２）
３００〜３０３ 送信アンテナ
４００〜４０３ 受信アンテナ
６００、６１０ 復号化器
７００、７１０ インターリーバ
８００、８１０ デインターリーバ
９００、９１０ ソース符号化器
Ｓ５００、Ｓ５００−Ａ、Ｓ５００−Ｂ、Ｓ５１０、Ｓ５１０−Ａ、Ｓ５１０−Ｂ 空間・時間符号

Claims (13)

1. 入力された高優先度データを空間・時間符号化して複数のビットストリームを得る第１の空間・時間符号化器と、
   入力された低優先度データを空間・時間符号化して複数のビットストリームを得る第２の空間・時間符号化器と、
   前記第１の空間・時間符号化器からの前記ビットストリームと前記第２の空間・時間符号化器からの前記ビットストリームとに基づいて、複数の複素シンボルストリームを得るシンボルマッピング器と、
   前記複数の複素シンボルストリームを送信する複数の送信アンテナと
   を具備し、
   前記シンボルマッピング器は、
   前記第１の空間・時間符号化器により得られたビットストリームを用いて、前記第２の空間・時間符号化器により得られたビットストリームをグレイ符号化するラベルトランスフォーマと、
   階層コンスタレーションを用い、前記第１の空間・時間符号化器により得られたビットストリームに基づいて前記階層コンスタレーションのクラスタのいずれかを選択すると共に前記ラベルトランスフォーマにより得られたグレイ符号化されたビットストリームに基づいてクラスタ内の信号点を選択することで、前記複素シンボルストリームを得るコンスタレーションマッピング器と
   を具備する無線送信装置。
2. 前記ラベルトランスフォーマは、複数のモジュロ２加算処理器を具備する
   請求項１に記載の無線送信装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無線送信装置と、
   複数の受信アンテナと、前記受信アンテナにより得られた受信信号から、前記高優先度データを推定及び抽出すると共に前記低優先度データを推定及び抽出する最尤検出器と、を有する無線受信装置と
   を具備する無線通信システム。
4. 請求項１又は請求項２に記載の無線送信装置と、
   複数の受信アンテナと、前記受信アンテナにより得られた受信信号から、前記高優先度データを推定及び抽出すると共に前記低優先度データを推定及び抽出する繰返検出器と、を有する無線受信装置と
   を具備する無線通信システム。
5. 前記最尤検出器は、前記受信信号ベクタと推定符号語との間のユークリッド距離を計算し、ユークリッド距離が最小となる符号語を、前記高優先度データ及び前記低優先度データとして出力する
   請求項３に記載の無線通信システム。
6. 前記繰返検出器は、
   前記高優先度データを復号化する第１の空間・時間復号化器と、
   前記復号化された高優先度データを空間・時間符号化する第１の空間・時間ローカル符号化器と、
   前記低優先度データを復号化する第２の空間・時間復号化器と、
   前記復号化された低優先度データを空間・時間符号化する第２の空間・時間ローカル符号化器と
   を具備する請求項４に記載の無線通信システム。
7. 前記第１の空間・時間復号化器は、受信信号から前記第２の空間・時間ローカル符号化器により得られた信号を除去した信号に基づいて前記高優先度データを復号化し、
   前記第２の空間・時間復号化器は、受信信号から前記第１の空間・時間ローカル符号化器により得られた信号を除去した信号に基づいて前記低優先度データを復号化する
   請求項６に記載の無線通信システム。
8. 高優先度データを空間・時間符号化する第１の空間・時間符号化ステップと、
   低優先度データを空間・時間符号化する第２の空間・時間符号化ステップと、
   前記第１の空間・時間符号化ステップで得た符号化データに基づいて階層コンスタレーションのクラスタを選択すると共に、前記第２の空間・時間符号化ステップで得た符号化データに基づいて階層コンスタレーションのクラスタ内の信号点を選択することにより、送信シンボルを得るマッピングステップと、
   前記送信シンボルを複数のアンテナから送信するステップと
   を含み、
   前記マッピングステップでは、前記第１の空間・時間符号化ステップで得た符号化データを用いて、前記第２の空間・時間符号化ステップで得た符号化データをグレイ符号化し、グレイ符号化した符号化データに基づいてクラスタ内の信号点を選択する
   無線送信方法。
9. 高優先度データを空間・時間符号化する第１の空間・時間符号化ステップと、低優先度データを空間・時間符号化する第２の空間・時間符号化ステップと、前記第１の空間・時間符号化ステップで得た符号化データに基づいて階層コンスタレーションのクラスタを選択すると共に、前記第２の空間・時間符号化ステップで得た符号化データに基づいて階層コンスタレーションのクラスタ内の信号点を選択することにより、送信シンボルを得るマッピングステップと、前記送信シンボルを複数のアンテナから送信するステップと、を含む送信処理ステップと、
   前記送信ステップで送信された信号を複数のアンテナで受信するステップと、前記受信ステップで得た受信信号から、最尤検出により、前記高優先度データを推定及び抽出すると共に前記低優先度データを推定及び抽出する最尤検出ステップと、を含む受信処理ステップと、
   を含み、
   前記マッピングステップでは、前記第１の空間・時間符号化ステップで得た符号化データを用いて、前記第２の空間・時間符号化ステップで得た符号化データをグレイ符号化し、グレイ符号化した符号化データに基づいてクラスタ内の信号点を選択する
   送受信方法。
10. 高優先度データを空間・時間符号化する第１の空間・時間符号化ステップと、低優先度データを空間・時間符号化する第２の空間・時間符号化ステップと、前記第１の空間・時間符号化ステップで得た符号化データに基づいて階層コンスタレーションのクラスタを選択すると共に、前記第２の空間・時間符号化ステップで得た符号化データに基づいて階層コンスタレーションのクラスタ内の信号点を選択することにより、送信シンボルを得るマッピングステップと、前記送信シンボルを複数のアンテナから送信するステップと、を含む送信処理ステップと、
    前記送信ステップで送信された信号を複数のアンテナで受信するステップと、前記受信ステップで得た受信信号から、繰返検出により、前記高優先度データを推定及び抽出すると共に前記低優先度データを推定及び抽出する繰返検出ステップと、を含む受信処理ステップと、
    を含み、
    前記マッピングステップでは、前記第１の空間・時間符号化ステップで得た符号化データを用いて、前記第２の空間・時間符号化ステップで得た符号化データをグレイ符号化し、グレイ符号化した符号化データに基づいてクラスタ内の信号点を選択する
    送受信方法。
11. 前記最尤検出ステップでは、前記受信信号ベクタと推定符号語との間のユークリッド距離を計算し、ユークリッド距離が最小となる符号語を、前記高優先度データ及び前記低優先度データとして検出する
    請求項９に記載の送受信方法。
12. 前記繰返検出ステップは、
    前記高優先度データを復号化する第１の空間・時間復号化ステップと、
    復号化した高優先度データを空間・時間符号化する第１の空間・時間ローカル符号化ステップと、
    前記低優先度データを復号化する第２の空間・時間復号化ステップと、
    復号化した低優先度データを空間・時間符号化する第２の空間・時間ローカル符号化ステップと
    を含み、
    前記第１の空間・時間復号化ステップでは、受信信号から前記第２の空間・時間ローカル符号化ステップで得た信号を除去した信号に基づいて前記高優先度データを復号化し、
    前記第２の空間・時間復号化ステップでは、受信信号から前記第１の空間・時間ローカル符号化ステップで得た信号を除去した信号に基づいて前記低優先度データを復号化する
    請求項１０に記載の送受信方法。
13. 前記繰返検出ステップを、所定の繰返回数に到達したか又は２つの連続した繰返検出結果の差が所定の閾値以下となった場合に終了する
    請求項１０又は請求項１２に記載の送受信方法。

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