通信装置
【課題】任意の構成の送信器に対して受信器をテストする際に柔軟に対応でき、かつ既存のＬＳＩの少なくとも一部を利用することができ、送受信状態のテストにかかるコストの削減を図ることができる通信装置を提供することである。
【解決手段】通信装置３００は、送信部間の同期を取る同期部１０４-1〜１０４-nと、入力信号を分割して複数のＳＴＢＣ信号を生成し、ＳＴＢＣテストを行うためのＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-nと、テストモードへの設定を行う制御部１０３-1〜１０３-nとを含み、データ送信をする複数の送信部であって、テストモード時には送信部の組み合わせによって任意のＳＴＢＣ信号の送信が可能な送信部１０１-1〜１０１-nを備えた送信器１００と、ＳＴＢＣ信号を受信することが可能な受信器２００とを備えている。
【解決手段】通信装置３００は、送信部間の同期を取る同期部１０４-1〜１０４-nと、入力信号を分割して複数のＳＴＢＣ信号を生成し、ＳＴＢＣテストを行うためのＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-nと、テストモードへの設定を行う制御部１０３-1〜１０３-nとを含み、データ送信をする複数の送信部であって、テストモード時には送信部の組み合わせによって任意のＳＴＢＣ信号の送信が可能な送信部１０１-1〜１０１-nを備えた送信器１００と、ＳＴＢＣ信号を受信することが可能な受信器２００とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報通信における時空間符号を用いた通信装置に係り、特に受信器の受信状態をテストするために時空間符号を送受信する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話システム等の無線通信において、周波数帯域を広げることなく伝送速度を高める技術として、複数の送受信アンテナを用いて空間多重伝送を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送がある。このＭＩＭＯ伝送において十分なダイバーシチ効果を得るためには、符号化率をあまり下げることなく効率的に信号点を時刻毎、送信アンテナ毎に配置する必要がある。このような信号点の配置法は時空間符号（Space Time Coding，以下ＳＴＣ）と呼ばれている。代表的な時空間符号としてＳＴＢＣ（Space-Time Block Code，非特許文献１参照）があるが、これは受信アンテナが１本でも最大比合成と等価の最大の送信ダイバーシチ効果が得られる。
【０００３】
ＳＴＣを用いた代表的な手法であるＳＴＢＣとして非特許文献１が知られている。この手法では送信器で行われた符号化に対して、受信器で簡単な線形演算でシンボル分離ができ、かつ最大比合成と等価の最大の送信ダイバーシチ効果が得られる。この手法の応用やアンテナ数が２本より大きい場合の性能改善の手法は数多く存在する（非特許文献２、非特許文献３等）。
【０００４】
ところで、送信器または受信器のアンテナ数は様々な組み合わせが存在することになるが、上述の従来技術ではＬＳＩ実装のことは考慮されていない。例えば、実際のＬＳＩから送信されたＳＴＢＣ信号を受けてＳＴＢＣ信号の復号をテストしたいという要求があるとする。しかし、無線規格IEEE802.11n(以下単に１１ｎと記す)のＳＩＳＯ（Single Input Single Output）のＬＳＩしかなければＳＴＢＣ信号のテストを行うことができない。また、テストを行うために新たに送信器を実装すればその分コストがかかることになる。このことからＳＴＢＣ信号の送受信状態のテストを行う際にアンテナ数増減等の任意の構成へ柔軟に変更でき、かつ既存のＬＳＩを利用することで送受信状態のテストを実現できるための手法が必要である。
【非特許文献１】A simple transmit diversity technique for wireless communication S. Alamouti,;IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 16, no. 8, pp. 1451-1458, Oct. 1998.
【非特許文献２】Cyclic Space-Time Block Codes and Decoding Algorithm in MIMO CDMA System Fu Hong-Hang; Feng Guang-zeng;Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, 2006. WiCOM 2006.International Conference on 22-24 Sept. 2006 Page(s):1 - 4
【非特許文献３】A novel iterative receiver for coded MIMO OFDM systems S. Sun, Y. Wu, Y. Li and T.T. Tjhung,;IEEE ICC 2004, pp. 2473 - 2477, vol.4, Jun. 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑み、任意の構成の送信器に対して受信器をテストする際に柔軟に対応でき、かつ既存のＬＳＩの少なくとも一部を利用することができ、送受信状態のテストにかかるコストの削減を図ることができる通信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、送信部間の同期を取る同期部と、入力信号を分割して複数のＳＴＢＣ信号を生成し、ＳＴＢＣテストを行うためのＳＴＢＣテスト部と、テストモードへの設定を行う制御部とを含み、データ送信をする複数の送信部であって、テストモード時には前記送信部の組み合わせによって任意のＳＴＢＣ信号の送信が可能な送信部を備えた送信器と、前記ＳＴＢＣ信号を受信することが可能な受信器と、を具備したことを特徴とする通信装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、任意の構成の送信器に対して受信器をテストする際に柔軟に対応でき、かつ既存のＬＳＩの少なくとも一部を利用することができ、送受信状態のテストにかかるコストの削減を図ることができる通信装置を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の通信装置のブロック図を示している。
図１において、通信装置３００は、ＳＴＢＣ信号を送信する送信器１００と、送信されたＳＴＢＣ信号を受信するＳＴＢＣ受信器２００とを備えている。送信器１００は、n個の送信部１０１-1〜１０１-nを有している。
送信部１０１-1〜１０１-nはそれぞれ、ｍ本のアンテナ１０２(但し図１では説明の簡易化のためｍ＝１としている)と、送信部間の同期を取るための同期部１０４-1〜１０４-nと、ＳＴＢＣ信号の送受信をテストするためのＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎと、通常モードとテストモードの設定及び判別を行う制御部１０３-1〜１０３-nとを備えている。具体的には、例えば、送信部１０１-1は、ｍ本のアンテナ１０２(但し図１ではｍ＝１)と、同期部１０４-1と、ＳＴＢＣテスト部１０５-1と、制御部１０３-1とを備えている。また、送信部１０１-nは、ｍ本のアンテナ１０２(但し図１ではｍ＝１)と、同期部１０４-nと、ＳＴＢＣテスト部１０５-nと、制御部１０３-nとを備えている。従って、送信部１０１-1〜１０１-nはいずれも通常モードとテストモードとを有している。送信部１０１-1〜１０１-nはそれぞれ１つのＬＳＩとして独立に動作することが可能である。
【０００９】
ＳＴＢＣテスト部１０５-1(又は１０５-n)は、テストモード時に、入力信号を所定数(通常は送信アンテナ数に同じ)に分割し、分割した各信号をそれぞれ各送信部の各ＳＴＢＣテスト部へ送って、受信側で分割した各信号を再合成する際に必要な複素共役データを付けた信号で同一周波数キャリアを変調した信号を生成し、各送信部から同期をとって同時に送出する。
ＳＴＢＣ受信器２００は、j本のアンテナ２０１を有した、従来通りのＭＩＭＯ方式の受信器である。従って、ｊ本のアンテナ２０１で受信した信号をそれぞれｊ個の受信部で受信し、それらのｊ個の受信信号を図示しない演算処理部で分割前の信号を抽出し元通りの信号順に並べ直すことによって復号することができる。
【００１０】
なお、図２(a)に示すように送信部１０１-1はｍ本の送信用アンテナを有する場合を想定している。同様に、送信部１０１-2〜１０１-nについても一般的にはそれぞれｍ本のアンテナを有する場合を想定することができる。従って、送信部１０１-1から１０１-nのｎ個の送信部を有する送信器ではｎ×ｍ本のアンテナを有することになる。図１では、説明の簡易化のため、図２(b)に示すようにｍ＝１とし、このため送信器１００全体ではｎ個の送信部に各々１本で合計ｎ本のアンテナｘ1〜ｘnを有した場合の構成を示している。
【００１１】
また、図２(c)に示すように受信部２０２-1はｋ本の受信用アンテナを有する場合を想定している。同様に、受信部２０２-2〜２０２-jについても一般的にはそれぞれｋ本のアンテナを有する場合を想定することができる。従って、受信部２０２-1から２０２-jのｊ個の受信部を有する受信器ではｊ×ｋ本のアンテナを有することになる。図１では、説明の簡易化のため、図２(d)に示すようにｋ＝１とし、このため受信器２００全体ではｊ個の受信部に各々１本で合計ｊ本のアンテナｒ1〜ｒjを有した場合の構成を示している。
【００１２】
次に、図１の通信装置３００の動作を説明する。
通常モード時の動作は、従来のデータの送信が各送信部１０１-1〜１０１-nにおいて行われるだけであるので、制御部１０３-1〜１０３-nや同期部１０４-1〜１０４-nやＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎは動作しない。従来のデータ送信とは、例えば１１ｎでは入力信号に対して畳み込み符号化、インターリーブ処理、サブキャリア変調、逆フーリエ変換(ＩＦＦＴ)、ガードインターバル付加、Ｄ／Ａを行い、処理が行われた信号を送信することである。本実施形態では１１ｎの例を挙げたが、ＳＴＣを使うことができる通信方式であれば１１ｎに限らずどの方式でも構わない。
【００１３】
テストモード時の動作を説明する。テストモード時は同期部１０４-1〜１０４-nの同一の同期タイミングに同期して各送信部１０１-1〜１０１-nはＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎから生成されたＳＴＢＣ信号を送信する。これにより任意のアンテナを用いたＳＴＢＣ信号を送信することができる。送信された信号はＳＴＢＣ受信器２００のアンテナ２０１で受信され復号される。
【００１４】
同期方法の一例を説明する。ｎ個の同期部１０４-1〜１０４-nの内、1つの同期部が同期信号を生成し、他の同期部に対し生成した同期信号を送信する。この同期信号に応じて他の同期部は同期を行う。なお、本実施形態に限らず、各送信部１０１-1〜１０１-nが同期してＳＴＢＣ信号を送信することができれば他の手法でも構わない。
【００１５】
図３に第１の実施形態における各送信部の動作例を示す。図３は図１において送信部数ｎ＝２、各送信部のアンテナ数ｍ＝１の場合に各送信部に接続したアンテナ１０２のｘ1、ｘ2からＳＴＢＣ信号を送信する場合の動作の一例である。なお、図３では、各送信部１０１-1及び１０１-2それぞれにおける、制御部１０３-1,１０３-2及び同期部１０４-1,１０４-2を省略してある。
【００１６】
入力信号ａ0,ａ1がＳＴＢＣテスト部１０５-1に入力される。ＳＴＢＣテスト部１０５では、入力信号が２つの信号ａ0,ａ1に分割され、かつ分割された各信号ａ0,ａ1には分割された各信号を受信側で再合成する際に必要なデータが付加されてＳＴＢＣ信号１とＳＴＢＣ信号２として出力される。再合成に必要な付加データとしては複素共役データが用いられる(図中 * は複素共役を示す)。この時、各ＳＴＢＣ信号１,２を送信部１０１-1からＳＴＢＣ送信するためにはアンテナが２本必要であるが、送信部１０１-1は1本のアンテナしか持っていない。そこで、ＳＴＢＣ送信を可能にするため、ＳＴＢＣ信号２を送信部１０１-1のＳＴＢＣテスト部１０５-1からもう１つの送信部１０１-2のＳＴＢＣテスト部１０５-2に渡す。そして、各同期部１０４-1及び１０４-2の連携による同一の同期信号に同期してＳＴＢＣ信号１をアンテナ１０２のｘ1から送信し、ＳＴＢＣ信号２をアンテナ１０２のｘ2から同様に送信することによって、ＳＴＢＣ送信を行うことができる。
【００１７】
本実施形態ではＳＴＢＣ信号を例に挙げたが、他のＳＴＣでも同様の効果を得ることができる。
【００１８】
ここで、本発明の実施形態を理解するのに必要な関連技術について図４〜図６を参照して説明する。
図４はＭＩＭＯ技術の一例を示し、図５はＭＩＭＯ技術におけるＳＴＢＣ送信イメージを示している。
【００１９】
図４に示すように、送信器はＳＴＢＣエンコード部と複数(例えば２本)のアンテナｘ1，ｘ2を備えており、図５に示すように、入力信号の信号列(ストリーム)ａ0，ａ1がＳＴＢＣエンコード部に入力されると、入力信号は複数(ここでは２つ)の信号のグループに時間方向に分割され、分割された各信号ａ0，ａ1にはそれぞれ複素共役のデータ−ａ*1，ａ*0が付加された後、各信号データによって同一周波数のキャリアを別々に変調して各アンテナｘ1，ｘ2から送信される。このとき、２つのアンテナｘ1，ｘ2からは同一周波数のキャリアを変調した２つ電波が混在して送信される。受信器では、受信した２つの電波に混在している各信号データを複素共役データを参照して入力信号と同様な信号例に復号する。
【００２０】
図６は図３に示した送信器１００の要部を概略的に示したものである。
図６では、送信部１０１-1のＳＴＢＣテスト部によって２分割した信号データの一方の分割データを送信部１０１-1のアンテナｘ1から送信し、同時にもう一方の分割データを送信部１０１-2のアンテナｘ2から送信する。この構成では、１つのアンテナを備えたＬＳＩチップを２つ組合せ合わせ、両チップの送信部間を同期を取ることによってＳＴＢＣ送信することが可能である。アンテナが１つのチップを複数組み合わせるだけで、送信アンテナ数が任意の条件に適合させることが容易となり、複数アンテナを備えた専用チップをわざわざ製作する等の手数やコストを削減できる。
【００２１】
図７は図１におけるＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-nの一構成例を示している。
図７において、ＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-nはそれぞれ、ＳＴＢＣ信号を生成するＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nと、任意のＳＴＢＣ信号を選択し送出するＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nと、任意のＳＴＢＣ信号をそれぞれ合成することが可能なＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nとを備えている。具体的には、例えば、ＳＴＢＣテスト部１０５-1は、ＳＴＢＣエンコード部３１-1と、ＳＴＢＣ信号選択部３２-1と、ＳＴＢＣ信号合成部３３-1とを備えている。また、ＳＴＢＣテスト部１０５-nは、ＳＴＢＣエンコード部３１-nと、ＳＴＢＣ信号選択部３２-nと、ＳＴＢＣ信号合成部３３-nとを備えている。
【００２２】
なお、図７で、ＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nとＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nとの各組(ＳＴＢＣエンコード部３１-1及びＳＴＢＣ信号選択部３２-1、ＳＴＢＣエンコード部３１-2及びＳＴＢＣ信号選択部３２-2、……、ＳＴＢＣエンコード部３１-n及びＳＴＢＣ信号選択部３２-n)はそれぞれ、ＳＴＢＣテスト部１０５ａ-1〜１０５ａ-nを構成している。
【００２３】
次に、図７の通信装置３００の動作を説明する。
テストモードの場合、ＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎのＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nのいずれかでＳＴＢＣ信号が生成される。ＳＴＢＣ信号の生成方法の一例としてはテストデータをＳＴＢＣエンコード部へ入力し、ＳＴＢＣ信号を生成することが考えられる。生成されたＳＴＢＣ信号または他のＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎのいずれかで生成されたＳＴＢＣ信号は同じＳＴＢＣテスト部のＳＴＢＣ信号選択部によって同じＳＴＢＣテスト部のＳＴＢＣ信号合成部と他のＳＴＢＣテスト部、或いは、その両方へ任意に出力することができる。ＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎ間のＳＴＢＣ信号の入出力の方法の一例としては、ＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎ間を有線で繋ぎＳＴＢＣ信号を供給する方法が考えられる。これにより、任意のＳＴＢＣ信号を任意のＳＴＢＣテスト部へ出力することができる。ＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nは入力信号に対し擬似的にチャネル合成を行う部分である。これにより実際有しているアンテナ数よりも多くのアンテナを有しているかのように振る舞うことができる。擬似チャネル合成については図８のところで説明する。
【００２４】
本実施形態では、各ＳＴＢＣテスト部がＳＴＢＣエンコード部、ＳＴＢＣ信号選択部、ＳＴＢＣ信号合成部を有しているが、ＳＴＢＣ信号を送信することができるならばこれら３つの回路部を全て有する必要は無い。また、ＳＴＢＣ信号を生成する方法の例としてはテスト用の入力データを生成し、ＳＴＢＣエンコード部を用いてエンコードを行うものとしているが、ＳＴＢＣ信号を生成することができるのであれば他の手法でも構わない。
【００２５】
また、ＳＴＢＣ信号を供給するためにＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎ間を有線で繋ぐとしているが、任意のＳＴＢＣ信号を任意のＳＴＢＣテスト部へ供給することができれば他の手法でも構わない。このようなＳＴＢＣテスト部を有するＬＳＩを組み合わせることによって、任意のアンテナ数によるＳＴＢＣ信号を送信することができるようになる。
【００２６】
図８は図７におけるＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nの一構成例を示している。
図８において、各ＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nは、前段で選択された任意のＳＴＢＣ信号を記憶する記憶部３３-1a〜３３-naと、テストモード時には、記憶部に記憶された任意のＳＴＢＣ信号を擬似チャネル合成することが可能な擬似チャネル合成部３３-1b〜３３-nbとを備えている。具体的には、例えば、ＳＴＢＣ信号合成部３３-1は、記憶部３３-1aと、擬似チャネル合成部３３-1bとを備えている。ＳＴＢＣ信号合成部３３-nは、記憶部３３-naと、擬似チャネル合成部３３-nbとを備えている。このようなＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nの構成により、各送信部１０１-1〜１０１-nのそれぞれのアンテナ数ｍが実際にＳＴＢＣ信号の送信に必要なアンテナ数(＝入力信号の分割数)aより小さい場合(ｍ＜ａ)でも、ＳＴＢＣ信号を送信することができる。なお、擬似チャネル合成とは、複数のＳＴＢＣ信号を擬似的なチャネル合成を行うことによって、あたかも複数のアンテナから送信された信号のように信号を合成することを意味する。
【００２７】
テストモードの場合の動作を説明する。
ｍ＜ａの時、送信部１０１-1〜１０１-n間(又は送信部１０１-1〜１０１-nのうちの１つの送信部内)において、ＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nで選択(分配)されたＳＴＢＣ信号は記憶部３３-1a〜３３-naに記憶される。記憶部３３-1a〜３３-naに渡された各ＳＴＢＣ信号は擬似チャネル合成部３３-1b〜３３-nbに渡され擬似チャネル合成が行われる。この時、同期を取ってＳＴＢＣ信号を送信することができるならば記憶部３３-1a〜３３-naを省略しても構わない。これにより、実際はａ本のアンテナが無いにも関わらず、あたかもａ本のアンテナから送信されたＳＴＢＣ信号として扱うことが可能となる。
【００２８】
第１の実施形態によれば、ＳＴＢＣのテストを行う際、例えばアンテナの本数を増やそうとした場合に、送信器や受信器を構築し直さなければならないという問題があるが、この問題に対して柔軟に構成を変更し、任意のアンテナの本数でＳＴＣ信号を送信することが可能となる。複数の送信部を組み合わせて送信器を構成することにより、任意のアンテナの本数でＳＴＢＣ信号を送信することができ、これによりテスト回路再構成のコスト削減を図れる。既存の送受信器にテスト機能を加えることで、任意のアンテナ数でのＳＴＣを用いたテストが可能となる。これにより設計コストの削減の効果が得られる。
【００２９】
送信器において任意の数のＳＴＢＣ信号を生成し、その信号を擬似チャネル合成することでアンテナが必要な本数(ａ本)ない場合でもａ本相当の合成されたＳＴＢＣ信号を送信することができる。これによりテスト回路の小面積化とコスト削減に貢献できる。
【００３０】
［第２の実施形態］
図９は本発明の第２の実施形態の通信装置のブロック図を示している。
この構成例は、図８の送信器１００が、１つのアンテナｘ1を備えた送信部１０１-1を１つだけ有する場合に相当するものである。つまり、１つのアンテナｘ1のみで、２つに分けられたＳＴＢＣ信号の送信を、総アンテナ数２本の場合と同等に行えるように構成した場合の例である。
【００３１】
図１０に送信部１０１-1の動作例を示す。
入力信号はＳＴＢＣテスト部１０５-1内のＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-1によって２つに分割されかつそれぞれに複素共役データが付けられてＳＴＢＣ信号１とＳＴＢＣ信号２として形成される。なお、ＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-1は、ＳＴＢＣエンコード部３１-1とＳＴＢＣ信号選択部３２-1で構成されているが、ＳＴＢＣ信号選択部３２-1では前段のＳＴＢＣエンコード部３１-1で生成したＳＴＢＣ信号としての２つのＳＴＢＣ信号を共に記憶部３３-1aへ送出する。２つのＳＴＢＣ信号は記憶部３３-1aの各々の記憶領域へ記憶され、擬似チャネル合成部３３-1bへと同期を取って渡される。擬似チャネル合成部３３-1bは２つのＳＴＢＣ信号の合成信号を出力する。そして、この合成信号でキャリアを変調してアンテナ１０２のｘ1から送信する。
これにより、図１１に示すように実際にはアンテナが１本しかないにも関わらず２本のアンテナ(実線及び点線にて示す)からＳＴＢＣ信号を送信しているものと見なすことができる。
【００３２】
なお、本実施形態では送信器１００内に１つのアンテナを備えた送信部が１つの場合の例を挙げているが、図９と同等な送信部を任意の数有した構成としてもよい。このとき、送信部が複数存在する場合の入力信号は他の送信部から渡された信号でも構わない。
【００３３】
図１２は図９に示した１つのアンテナを備えた送信部を送信器１００内に２つ有した構成を示している。
この構成例は、図８の送信器１００が、１つのアンテナｘ1を備えた送信部１０１-1，１０１-2を２つ有する場合に相当するものである。つまり、２つの送信部１０１-1，１０１-2それぞれが有する計２つのアンテナｘ1で、４つに分けられたＳＴＢＣ信号の送信を、総アンテナ数４本の場合と同等に行えるように構成した場合の例である。
【００３４】
図１３に２つの送信部１０１-1，１０１-2からなる送信器１００の動作例を示す。
入力信号はＳＴＢＣテスト部１０５-1内のＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-1によって４つに分割されかつそれぞれに複素共役データが付けられてＳＴＢＣ信号１及び２，ＳＴＢＣ信号３及び４として形成される。なお、ＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-1は、ＳＴＢＣエンコード部３１-1とＳＴＢＣ信号選択部３２-1で構成されているが、ＳＴＢＣ信号選択部３２-1では前段のＳＴＢＣエンコード部３１-1で生成したＳＴＢＣ信号としての４つのＳＴＢＣ信号１〜４のうちのＳＴＢＣ信号１及び２を共に記憶部３３-1aへ送出し、ＳＴＢＣ信号３及び４を共にもう１つの送信部１０１-2のＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-2を経て記憶部３３-2aへ送出する。２つのＳＴＢＣ信号１及び２は記憶部３３-1aの各々の記憶領域へ記憶され、擬似チャネル合成部３３-1bへと同期を取って渡される。また、２つのＳＴＢＣ信号３及び４は記憶部３３-2aの各々の記憶領域へ記憶され、擬似チャネル合成部３３-2bへと同期を取って渡される。擬似チャネル合成部３３-1bは２つのＳＴＢＣ信号１及び２の第１の合成信号を出力し、擬似チャネル合成部３３-2bは２つのＳＴＢＣ信号３及び４の第２の合成信号を出力する。そして、第１の合成信号で所定周波数のキャリアを変調してアンテナ１０２のｘ1から送信し、第２の合成信号でｘ1の場合と同一の周波数のキャリアを変調してアンテナ１０２のｘ2から送信する。
これにより、図１４に示すように実際にはアンテナが２本しかないにも関わらず４本のアンテナ(実線及び点線にて示す)からＳＴＢＣ信号を送信しているものと見なすことができる。
【００３５】
なお、その他にも擬似チャネル合成される信号の数やアンテナの数やＳＴＣの種類によらず本手法は適用可能である。例えば、送信部が１つであっても、ＳＴＢＣ信号生成部１０５-1aによって入力信号を３つ以上に分割し、分割した各信号には受信側で各信号を再合成するに必要な複素共役データを付けて複数のＳＴＢＣ信号を生成すれば、擬似チャネル合成される信号の数を３つ以上の任意の数とすることができる。
【００３６】
第２の実施形態によれば、アンテナが１本のみであっても複数のＳＴＢＣ信号を生成し、擬似チャネル合成して恰も複数本の送信アンテナがあるように送信器を構成することが可能となる。また、アンテナを２本以上に増やした場合には、恰もさらに多数本の送信アンテナがあるように送信器を構成することが可能となる。
【００３７】
［第３の実施形態］
図１５は本発明の第３の実施形態の通信装置のブロック図を示している。図７と同一部分には同一符号を付して説明する。
図１５に示す通信装置３００Ａは、送信器１００ＡとＳＴＢＣ受信器２００Ａで構成されている。図７の通信装置３００とは異なる点は、図１５の通信装置３００Ａのｎ個の送信部１０１Ａ-1〜１０１Ａ-nにおけるＳＴＢＣテスト部１０５Ａ-1〜１０５Ａ-nが、ＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nとＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nとによるＳＴＢＣ信号生成部のみで構成されており、ＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nを省いた構成となっていることである。また、ＳＴＢＣ受信器２００Ａにおけるｊ個の受信部２０２-1〜２０２-nは、記憶部４１-1〜４１-jと受信信号合成部４２-1〜４２-jを備えている。
【００３８】
各送信部１０１Ａ-1〜１０１Ａ-nはそれぞれｍ本(但し、図１５では説明の簡易化のためにｍ＝１としてある)のアンテナ１０２と制御部１０３-1〜１０３-nと同期部１０４-1〜１０４-nとＳＴＢＣテスト部１０５Ａ-1〜１０５Ａ-nを備えている。ＳＴＢＣテスト部１０５Ａ-1〜１０５Ａ-nはＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nとＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nを有する。
【００３９】
ｊ個の受信部２０２-1〜２０２-jはそれぞれk本(但し、図１５では説明の簡易化のためにｋ＝１としてある)のアンテナ２０１とＳＴＢＣ信号合成部２０３-1〜２０３-jを備えている。ＳＴＢＣ信号合成部２０３-1〜２０３-jは記憶部４１-1〜４１-jと受信信号合成部４２-1〜４２-jを有する。
【００４０】
テストモードの場合の動作を説明する。
各送信部１０１Ａ-1〜１０１Ａ-nはそれぞれアンテナ数ｍが実際に必要なアンテナ数aより小さい場合(ｍ＜ａ)、ＳＴＢＣ信号を合計ａ回となるように時分割で送信する。各受信部２０２-1〜２０２-jはそれぞれａ−１回のＳＴＢＣ信号を受信し、それぞれのＳＴＢＣ信号を記憶部４１-1〜４１-jに記憶する。ａ−１個の信号が記憶された後受信信号合成部４２-1〜４２-jに渡される。最後の１つのＳＴＢＣ信号は直接受信信号合成部４２-1〜４２-jに渡される。これにより１回分の記憶部４１-1〜４１-jの領域を削減することができる。
【００４１】
送信側で擬似チャネル合成を行うのに比べ、本実施形態は回路の小面積化に貢献できる。なぜなら第２の実施形態では擬似的チャネル合成の演算が必要なのに対し、受信信号合成部４２-1〜４２-jは記憶部４１-1〜４１-jに記憶された信号を足し合わせるだけなので演算量の削減ができるからである。
【００４２】
図１６に図1５の第３の実施形態の受信部２０２-1の動作の一例を示す。
本実施形態は、時分割で送信されてきた２つのＳＴＢＣ信号を受信する場合の受信部の動作である。まずアンテナ(702)によって受信されたＳＴＢＣ信号１を記憶部４１-1に記憶する。その後、時分割で送られてきたＳＴＢＣ信号2は直接受信信号合成部４２-1へ渡され、ＳＴＢＣ信号2に同期して記憶部４１-1に記憶されているＳＴＢＣ信号1を受信信号合成部４２-1へ渡す。それぞれの信号が取得されると受信信号合成部４２-1は合成信号を出力する。
【００４３】
本実施形態では信号の数がａ＝２の場合の例を挙げたが、ａは任意の値に設定することができる。また、本手法は擬似チャネル合成される信号の数やアンテナの数やＳＴＣの種類によらず適用可能である。
【００４４】
第３の実施形態によれば、複数のＳＴＢＣ信号を時分割で送信し、受信側で記憶した後に受信側で信号を合成する。これにより擬似チャネル合成を行う場合に比べ、各受信信号を足し合わせる(合成する)だけなので演算の簡易化と回路の小面積化に貢献できる。
【００４５】
尚、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせた構成とすることも可能である。例えば、図９〜図１１の例で言えば、二種類の信号Ａ，Ｂを先ず信号ＡをＳＴＢＣ信号生成部で２つの信号に分割し、分割した２つの信号をチャネル合成して合成信号Ｃとして送信し、続けて次に信号ＢをＳＴＢＣ信号生成部で２つの信号に分割し、分割した２つの信号をチャネル合成して合成信号Ｄとして送信する。受信器側では、図１６に示すように２つの合成信号Ｃ，Ｄを時分割で受信した後、合成信号Ｃ，Ｄごとに演算処理して元通りの信号Ａ，Ｂを復号することが可能である。つまり、例えば２本の信号をチャネル合成した信号を、送信器側から２回連続(時分割)して送信し、受信器側で２回順次受信すれば、２回で４本の信号を送信し、受信及び復号することができる。
【００４６】
以上述べた本発明によれば、時空間符号（ＳＴＣ）を用いた通信装置において、既存の送受信器にテスト機能を加えることによって、任意の次数のＳＴＣ送受信試験を行える。テスト機能を搭載することによって、ＳＴＣの次数または必要なアンテナ数毎に通信装置を設計することなく、任意のアンテナ数でのＳＴＣを用いたテストが可能となる。これにより設計コストの削減の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態の通信装置を示すブロック図。
【図２】図１の送信部ごとのアンテナ数、受信部ごとのアンテナ数を説明する図。
【図３】図１におけるｎ＝１の場合の送信部の動作例を示す図。
【図４】ＭＩＭＯ技術の一例を示す図。
【図５】ＭＩＭＯ技術におけるＳＴＢＣ送信イメージを示す図。
【図６】図３に示した送信器の要部を概略的に示す図。
【図７】図１におけるＳＴＢＣテスト部の一構成例を示すブロック図。
【図８】図７におけるＳＴＢＣ信号合成部の一構成例を示すブロック図。
【図９】本発明の第２の実施形態の通信装置を示すブロック図。
【図１０】図９の送信部の動作の一例を示す図。
【図１１】図９の送信部による擬似チャネル合成技術におけるＳＴＢＣ送信イメージを示す図。
【図１２】図９の送信部を２つ用いた場合の通信装置の構成例を示す図。
【図１３】図１２の２つの送信部の動作の一例を示す図。
【図１４】図１２の２つの送信部による擬似チャネル合成技術におけるＳＴＢＣ送信イメージを示す図。
【図１５】本発明の第３の実施形態の通信装置を示すブロック図。
【図１６】図１５の受信部の動作の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
３１-1〜３１-ｎ…ＳＴＢＣエンコード部
３２-1〜３２-ｎ…ＳＴＢＣ信号選択部
３３-1〜３３-ｎ…ＳＴＢＣ信号合成部
３３-1a〜３３-ｎa，４１-1〜４１-j…記憶部
３３-1b〜３３-ｎb，４２-1〜４２-j…擬似チャネル合成部
１００，１００Ａ…送信器
１０１-1〜１０１-n，１０１Ａ-1〜１０１Ａ-n…送信部
１０３-1〜１０３-n…制御部
１０４-1〜１０４-n…同期部
１０５-1〜１０５-n，１０５Ａ-1〜１０５Ａ-n…ＳＴＢＣテスト部
２００，２００Ａ…受信器
２０２-1〜２０２-j…受信部
２０３-1〜２０３-j…ＳＴＢＣ信号合成部
３００…通信装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報通信における時空間符号を用いた通信装置に係り、特に受信器の受信状態をテストするために時空間符号を送受信する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話システム等の無線通信において、周波数帯域を広げることなく伝送速度を高める技術として、複数の送受信アンテナを用いて空間多重伝送を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送がある。このＭＩＭＯ伝送において十分なダイバーシチ効果を得るためには、符号化率をあまり下げることなく効率的に信号点を時刻毎、送信アンテナ毎に配置する必要がある。このような信号点の配置法は時空間符号（Space Time Coding，以下ＳＴＣ）と呼ばれている。代表的な時空間符号としてＳＴＢＣ（Space-Time Block Code，非特許文献１参照）があるが、これは受信アンテナが１本でも最大比合成と等価の最大の送信ダイバーシチ効果が得られる。
【０００３】
ＳＴＣを用いた代表的な手法であるＳＴＢＣとして非特許文献１が知られている。この手法では送信器で行われた符号化に対して、受信器で簡単な線形演算でシンボル分離ができ、かつ最大比合成と等価の最大の送信ダイバーシチ効果が得られる。この手法の応用やアンテナ数が２本より大きい場合の性能改善の手法は数多く存在する（非特許文献２、非特許文献３等）。
【０００４】
ところで、送信器または受信器のアンテナ数は様々な組み合わせが存在することになるが、上述の従来技術ではＬＳＩ実装のことは考慮されていない。例えば、実際のＬＳＩから送信されたＳＴＢＣ信号を受けてＳＴＢＣ信号の復号をテストしたいという要求があるとする。しかし、無線規格IEEE802.11n(以下単に１１ｎと記す)のＳＩＳＯ（Single Input Single Output）のＬＳＩしかなければＳＴＢＣ信号のテストを行うことができない。また、テストを行うために新たに送信器を実装すればその分コストがかかることになる。このことからＳＴＢＣ信号の送受信状態のテストを行う際にアンテナ数増減等の任意の構成へ柔軟に変更でき、かつ既存のＬＳＩを利用することで送受信状態のテストを実現できるための手法が必要である。
【非特許文献１】A simple transmit diversity technique for wireless communication S. Alamouti,;IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 16, no. 8, pp. 1451-1458, Oct. 1998.
【非特許文献２】Cyclic Space-Time Block Codes and Decoding Algorithm in MIMO CDMA System Fu Hong-Hang; Feng Guang-zeng;Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, 2006. WiCOM 2006.International Conference on 22-24 Sept. 2006 Page(s):1 - 4
【非特許文献３】A novel iterative receiver for coded MIMO OFDM systems S. Sun, Y. Wu, Y. Li and T.T. Tjhung,;IEEE ICC 2004, pp. 2473 - 2477, vol.4, Jun. 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑み、任意の構成の送信器に対して受信器をテストする際に柔軟に対応でき、かつ既存のＬＳＩの少なくとも一部を利用することができ、送受信状態のテストにかかるコストの削減を図ることができる通信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、送信部間の同期を取る同期部と、入力信号を分割して複数のＳＴＢＣ信号を生成し、ＳＴＢＣテストを行うためのＳＴＢＣテスト部と、テストモードへの設定を行う制御部とを含み、データ送信をする複数の送信部であって、テストモード時には前記送信部の組み合わせによって任意のＳＴＢＣ信号の送信が可能な送信部を備えた送信器と、前記ＳＴＢＣ信号を受信することが可能な受信器と、を具備したことを特徴とする通信装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、任意の構成の送信器に対して受信器をテストする際に柔軟に対応でき、かつ既存のＬＳＩの少なくとも一部を利用することができ、送受信状態のテストにかかるコストの削減を図ることができる通信装置を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の通信装置のブロック図を示している。
図１において、通信装置３００は、ＳＴＢＣ信号を送信する送信器１００と、送信されたＳＴＢＣ信号を受信するＳＴＢＣ受信器２００とを備えている。送信器１００は、n個の送信部１０１-1〜１０１-nを有している。
送信部１０１-1〜１０１-nはそれぞれ、ｍ本のアンテナ１０２(但し図１では説明の簡易化のためｍ＝１としている)と、送信部間の同期を取るための同期部１０４-1〜１０４-nと、ＳＴＢＣ信号の送受信をテストするためのＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎと、通常モードとテストモードの設定及び判別を行う制御部１０３-1〜１０３-nとを備えている。具体的には、例えば、送信部１０１-1は、ｍ本のアンテナ１０２(但し図１ではｍ＝１)と、同期部１０４-1と、ＳＴＢＣテスト部１０５-1と、制御部１０３-1とを備えている。また、送信部１０１-nは、ｍ本のアンテナ１０２(但し図１ではｍ＝１)と、同期部１０４-nと、ＳＴＢＣテスト部１０５-nと、制御部１０３-nとを備えている。従って、送信部１０１-1〜１０１-nはいずれも通常モードとテストモードとを有している。送信部１０１-1〜１０１-nはそれぞれ１つのＬＳＩとして独立に動作することが可能である。
【０００９】
ＳＴＢＣテスト部１０５-1(又は１０５-n)は、テストモード時に、入力信号を所定数(通常は送信アンテナ数に同じ)に分割し、分割した各信号をそれぞれ各送信部の各ＳＴＢＣテスト部へ送って、受信側で分割した各信号を再合成する際に必要な複素共役データを付けた信号で同一周波数キャリアを変調した信号を生成し、各送信部から同期をとって同時に送出する。
ＳＴＢＣ受信器２００は、j本のアンテナ２０１を有した、従来通りのＭＩＭＯ方式の受信器である。従って、ｊ本のアンテナ２０１で受信した信号をそれぞれｊ個の受信部で受信し、それらのｊ個の受信信号を図示しない演算処理部で分割前の信号を抽出し元通りの信号順に並べ直すことによって復号することができる。
【００１０】
なお、図２(a)に示すように送信部１０１-1はｍ本の送信用アンテナを有する場合を想定している。同様に、送信部１０１-2〜１０１-nについても一般的にはそれぞれｍ本のアンテナを有する場合を想定することができる。従って、送信部１０１-1から１０１-nのｎ個の送信部を有する送信器ではｎ×ｍ本のアンテナを有することになる。図１では、説明の簡易化のため、図２(b)に示すようにｍ＝１とし、このため送信器１００全体ではｎ個の送信部に各々１本で合計ｎ本のアンテナｘ1〜ｘnを有した場合の構成を示している。
【００１１】
また、図２(c)に示すように受信部２０２-1はｋ本の受信用アンテナを有する場合を想定している。同様に、受信部２０２-2〜２０２-jについても一般的にはそれぞれｋ本のアンテナを有する場合を想定することができる。従って、受信部２０２-1から２０２-jのｊ個の受信部を有する受信器ではｊ×ｋ本のアンテナを有することになる。図１では、説明の簡易化のため、図２(d)に示すようにｋ＝１とし、このため受信器２００全体ではｊ個の受信部に各々１本で合計ｊ本のアンテナｒ1〜ｒjを有した場合の構成を示している。
【００１２】
次に、図１の通信装置３００の動作を説明する。
通常モード時の動作は、従来のデータの送信が各送信部１０１-1〜１０１-nにおいて行われるだけであるので、制御部１０３-1〜１０３-nや同期部１０４-1〜１０４-nやＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎは動作しない。従来のデータ送信とは、例えば１１ｎでは入力信号に対して畳み込み符号化、インターリーブ処理、サブキャリア変調、逆フーリエ変換(ＩＦＦＴ)、ガードインターバル付加、Ｄ／Ａを行い、処理が行われた信号を送信することである。本実施形態では１１ｎの例を挙げたが、ＳＴＣを使うことができる通信方式であれば１１ｎに限らずどの方式でも構わない。
【００１３】
テストモード時の動作を説明する。テストモード時は同期部１０４-1〜１０４-nの同一の同期タイミングに同期して各送信部１０１-1〜１０１-nはＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎから生成されたＳＴＢＣ信号を送信する。これにより任意のアンテナを用いたＳＴＢＣ信号を送信することができる。送信された信号はＳＴＢＣ受信器２００のアンテナ２０１で受信され復号される。
【００１４】
同期方法の一例を説明する。ｎ個の同期部１０４-1〜１０４-nの内、1つの同期部が同期信号を生成し、他の同期部に対し生成した同期信号を送信する。この同期信号に応じて他の同期部は同期を行う。なお、本実施形態に限らず、各送信部１０１-1〜１０１-nが同期してＳＴＢＣ信号を送信することができれば他の手法でも構わない。
【００１５】
図３に第１の実施形態における各送信部の動作例を示す。図３は図１において送信部数ｎ＝２、各送信部のアンテナ数ｍ＝１の場合に各送信部に接続したアンテナ１０２のｘ1、ｘ2からＳＴＢＣ信号を送信する場合の動作の一例である。なお、図３では、各送信部１０１-1及び１０１-2それぞれにおける、制御部１０３-1,１０３-2及び同期部１０４-1,１０４-2を省略してある。
【００１６】
入力信号ａ0,ａ1がＳＴＢＣテスト部１０５-1に入力される。ＳＴＢＣテスト部１０５では、入力信号が２つの信号ａ0,ａ1に分割され、かつ分割された各信号ａ0,ａ1には分割された各信号を受信側で再合成する際に必要なデータが付加されてＳＴＢＣ信号１とＳＴＢＣ信号２として出力される。再合成に必要な付加データとしては複素共役データが用いられる(図中 * は複素共役を示す)。この時、各ＳＴＢＣ信号１,２を送信部１０１-1からＳＴＢＣ送信するためにはアンテナが２本必要であるが、送信部１０１-1は1本のアンテナしか持っていない。そこで、ＳＴＢＣ送信を可能にするため、ＳＴＢＣ信号２を送信部１０１-1のＳＴＢＣテスト部１０５-1からもう１つの送信部１０１-2のＳＴＢＣテスト部１０５-2に渡す。そして、各同期部１０４-1及び１０４-2の連携による同一の同期信号に同期してＳＴＢＣ信号１をアンテナ１０２のｘ1から送信し、ＳＴＢＣ信号２をアンテナ１０２のｘ2から同様に送信することによって、ＳＴＢＣ送信を行うことができる。
【００１７】
本実施形態ではＳＴＢＣ信号を例に挙げたが、他のＳＴＣでも同様の効果を得ることができる。
【００１８】
ここで、本発明の実施形態を理解するのに必要な関連技術について図４〜図６を参照して説明する。
図４はＭＩＭＯ技術の一例を示し、図５はＭＩＭＯ技術におけるＳＴＢＣ送信イメージを示している。
【００１９】
図４に示すように、送信器はＳＴＢＣエンコード部と複数(例えば２本)のアンテナｘ1，ｘ2を備えており、図５に示すように、入力信号の信号列(ストリーム)ａ0，ａ1がＳＴＢＣエンコード部に入力されると、入力信号は複数(ここでは２つ)の信号のグループに時間方向に分割され、分割された各信号ａ0，ａ1にはそれぞれ複素共役のデータ−ａ*1，ａ*0が付加された後、各信号データによって同一周波数のキャリアを別々に変調して各アンテナｘ1，ｘ2から送信される。このとき、２つのアンテナｘ1，ｘ2からは同一周波数のキャリアを変調した２つ電波が混在して送信される。受信器では、受信した２つの電波に混在している各信号データを複素共役データを参照して入力信号と同様な信号例に復号する。
【００２０】
図６は図３に示した送信器１００の要部を概略的に示したものである。
図６では、送信部１０１-1のＳＴＢＣテスト部によって２分割した信号データの一方の分割データを送信部１０１-1のアンテナｘ1から送信し、同時にもう一方の分割データを送信部１０１-2のアンテナｘ2から送信する。この構成では、１つのアンテナを備えたＬＳＩチップを２つ組合せ合わせ、両チップの送信部間を同期を取ることによってＳＴＢＣ送信することが可能である。アンテナが１つのチップを複数組み合わせるだけで、送信アンテナ数が任意の条件に適合させることが容易となり、複数アンテナを備えた専用チップをわざわざ製作する等の手数やコストを削減できる。
【００２１】
図７は図１におけるＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-nの一構成例を示している。
図７において、ＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-nはそれぞれ、ＳＴＢＣ信号を生成するＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nと、任意のＳＴＢＣ信号を選択し送出するＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nと、任意のＳＴＢＣ信号をそれぞれ合成することが可能なＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nとを備えている。具体的には、例えば、ＳＴＢＣテスト部１０５-1は、ＳＴＢＣエンコード部３１-1と、ＳＴＢＣ信号選択部３２-1と、ＳＴＢＣ信号合成部３３-1とを備えている。また、ＳＴＢＣテスト部１０５-nは、ＳＴＢＣエンコード部３１-nと、ＳＴＢＣ信号選択部３２-nと、ＳＴＢＣ信号合成部３３-nとを備えている。
【００２２】
なお、図７で、ＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nとＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nとの各組(ＳＴＢＣエンコード部３１-1及びＳＴＢＣ信号選択部３２-1、ＳＴＢＣエンコード部３１-2及びＳＴＢＣ信号選択部３２-2、……、ＳＴＢＣエンコード部３１-n及びＳＴＢＣ信号選択部３２-n)はそれぞれ、ＳＴＢＣテスト部１０５ａ-1〜１０５ａ-nを構成している。
【００２３】
次に、図７の通信装置３００の動作を説明する。
テストモードの場合、ＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎのＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nのいずれかでＳＴＢＣ信号が生成される。ＳＴＢＣ信号の生成方法の一例としてはテストデータをＳＴＢＣエンコード部へ入力し、ＳＴＢＣ信号を生成することが考えられる。生成されたＳＴＢＣ信号または他のＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎのいずれかで生成されたＳＴＢＣ信号は同じＳＴＢＣテスト部のＳＴＢＣ信号選択部によって同じＳＴＢＣテスト部のＳＴＢＣ信号合成部と他のＳＴＢＣテスト部、或いは、その両方へ任意に出力することができる。ＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎ間のＳＴＢＣ信号の入出力の方法の一例としては、ＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎ間を有線で繋ぎＳＴＢＣ信号を供給する方法が考えられる。これにより、任意のＳＴＢＣ信号を任意のＳＴＢＣテスト部へ出力することができる。ＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nは入力信号に対し擬似的にチャネル合成を行う部分である。これにより実際有しているアンテナ数よりも多くのアンテナを有しているかのように振る舞うことができる。擬似チャネル合成については図８のところで説明する。
【００２４】
本実施形態では、各ＳＴＢＣテスト部がＳＴＢＣエンコード部、ＳＴＢＣ信号選択部、ＳＴＢＣ信号合成部を有しているが、ＳＴＢＣ信号を送信することができるならばこれら３つの回路部を全て有する必要は無い。また、ＳＴＢＣ信号を生成する方法の例としてはテスト用の入力データを生成し、ＳＴＢＣエンコード部を用いてエンコードを行うものとしているが、ＳＴＢＣ信号を生成することができるのであれば他の手法でも構わない。
【００２５】
また、ＳＴＢＣ信号を供給するためにＳＴＢＣテスト部１０５-1〜１０５-ｎ間を有線で繋ぐとしているが、任意のＳＴＢＣ信号を任意のＳＴＢＣテスト部へ供給することができれば他の手法でも構わない。このようなＳＴＢＣテスト部を有するＬＳＩを組み合わせることによって、任意のアンテナ数によるＳＴＢＣ信号を送信することができるようになる。
【００２６】
図８は図７におけるＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nの一構成例を示している。
図８において、各ＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nは、前段で選択された任意のＳＴＢＣ信号を記憶する記憶部３３-1a〜３３-naと、テストモード時には、記憶部に記憶された任意のＳＴＢＣ信号を擬似チャネル合成することが可能な擬似チャネル合成部３３-1b〜３３-nbとを備えている。具体的には、例えば、ＳＴＢＣ信号合成部３３-1は、記憶部３３-1aと、擬似チャネル合成部３３-1bとを備えている。ＳＴＢＣ信号合成部３３-nは、記憶部３３-naと、擬似チャネル合成部３３-nbとを備えている。このようなＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nの構成により、各送信部１０１-1〜１０１-nのそれぞれのアンテナ数ｍが実際にＳＴＢＣ信号の送信に必要なアンテナ数(＝入力信号の分割数)aより小さい場合(ｍ＜ａ)でも、ＳＴＢＣ信号を送信することができる。なお、擬似チャネル合成とは、複数のＳＴＢＣ信号を擬似的なチャネル合成を行うことによって、あたかも複数のアンテナから送信された信号のように信号を合成することを意味する。
【００２７】
テストモードの場合の動作を説明する。
ｍ＜ａの時、送信部１０１-1〜１０１-n間(又は送信部１０１-1〜１０１-nのうちの１つの送信部内)において、ＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nで選択(分配)されたＳＴＢＣ信号は記憶部３３-1a〜３３-naに記憶される。記憶部３３-1a〜３３-naに渡された各ＳＴＢＣ信号は擬似チャネル合成部３３-1b〜３３-nbに渡され擬似チャネル合成が行われる。この時、同期を取ってＳＴＢＣ信号を送信することができるならば記憶部３３-1a〜３３-naを省略しても構わない。これにより、実際はａ本のアンテナが無いにも関わらず、あたかもａ本のアンテナから送信されたＳＴＢＣ信号として扱うことが可能となる。
【００２８】
第１の実施形態によれば、ＳＴＢＣのテストを行う際、例えばアンテナの本数を増やそうとした場合に、送信器や受信器を構築し直さなければならないという問題があるが、この問題に対して柔軟に構成を変更し、任意のアンテナの本数でＳＴＣ信号を送信することが可能となる。複数の送信部を組み合わせて送信器を構成することにより、任意のアンテナの本数でＳＴＢＣ信号を送信することができ、これによりテスト回路再構成のコスト削減を図れる。既存の送受信器にテスト機能を加えることで、任意のアンテナ数でのＳＴＣを用いたテストが可能となる。これにより設計コストの削減の効果が得られる。
【００２９】
送信器において任意の数のＳＴＢＣ信号を生成し、その信号を擬似チャネル合成することでアンテナが必要な本数(ａ本)ない場合でもａ本相当の合成されたＳＴＢＣ信号を送信することができる。これによりテスト回路の小面積化とコスト削減に貢献できる。
【００３０】
［第２の実施形態］
図９は本発明の第２の実施形態の通信装置のブロック図を示している。
この構成例は、図８の送信器１００が、１つのアンテナｘ1を備えた送信部１０１-1を１つだけ有する場合に相当するものである。つまり、１つのアンテナｘ1のみで、２つに分けられたＳＴＢＣ信号の送信を、総アンテナ数２本の場合と同等に行えるように構成した場合の例である。
【００３１】
図１０に送信部１０１-1の動作例を示す。
入力信号はＳＴＢＣテスト部１０５-1内のＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-1によって２つに分割されかつそれぞれに複素共役データが付けられてＳＴＢＣ信号１とＳＴＢＣ信号２として形成される。なお、ＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-1は、ＳＴＢＣエンコード部３１-1とＳＴＢＣ信号選択部３２-1で構成されているが、ＳＴＢＣ信号選択部３２-1では前段のＳＴＢＣエンコード部３１-1で生成したＳＴＢＣ信号としての２つのＳＴＢＣ信号を共に記憶部３３-1aへ送出する。２つのＳＴＢＣ信号は記憶部３３-1aの各々の記憶領域へ記憶され、擬似チャネル合成部３３-1bへと同期を取って渡される。擬似チャネル合成部３３-1bは２つのＳＴＢＣ信号の合成信号を出力する。そして、この合成信号でキャリアを変調してアンテナ１０２のｘ1から送信する。
これにより、図１１に示すように実際にはアンテナが１本しかないにも関わらず２本のアンテナ(実線及び点線にて示す)からＳＴＢＣ信号を送信しているものと見なすことができる。
【００３２】
なお、本実施形態では送信器１００内に１つのアンテナを備えた送信部が１つの場合の例を挙げているが、図９と同等な送信部を任意の数有した構成としてもよい。このとき、送信部が複数存在する場合の入力信号は他の送信部から渡された信号でも構わない。
【００３３】
図１２は図９に示した１つのアンテナを備えた送信部を送信器１００内に２つ有した構成を示している。
この構成例は、図８の送信器１００が、１つのアンテナｘ1を備えた送信部１０１-1，１０１-2を２つ有する場合に相当するものである。つまり、２つの送信部１０１-1，１０１-2それぞれが有する計２つのアンテナｘ1で、４つに分けられたＳＴＢＣ信号の送信を、総アンテナ数４本の場合と同等に行えるように構成した場合の例である。
【００３４】
図１３に２つの送信部１０１-1，１０１-2からなる送信器１００の動作例を示す。
入力信号はＳＴＢＣテスト部１０５-1内のＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-1によって４つに分割されかつそれぞれに複素共役データが付けられてＳＴＢＣ信号１及び２，ＳＴＢＣ信号３及び４として形成される。なお、ＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-1は、ＳＴＢＣエンコード部３１-1とＳＴＢＣ信号選択部３２-1で構成されているが、ＳＴＢＣ信号選択部３２-1では前段のＳＴＢＣエンコード部３１-1で生成したＳＴＢＣ信号としての４つのＳＴＢＣ信号１〜４のうちのＳＴＢＣ信号１及び２を共に記憶部３３-1aへ送出し、ＳＴＢＣ信号３及び４を共にもう１つの送信部１０１-2のＳＴＢＣ信号生成部１０５ａ-2を経て記憶部３３-2aへ送出する。２つのＳＴＢＣ信号１及び２は記憶部３３-1aの各々の記憶領域へ記憶され、擬似チャネル合成部３３-1bへと同期を取って渡される。また、２つのＳＴＢＣ信号３及び４は記憶部３３-2aの各々の記憶領域へ記憶され、擬似チャネル合成部３３-2bへと同期を取って渡される。擬似チャネル合成部３３-1bは２つのＳＴＢＣ信号１及び２の第１の合成信号を出力し、擬似チャネル合成部３３-2bは２つのＳＴＢＣ信号３及び４の第２の合成信号を出力する。そして、第１の合成信号で所定周波数のキャリアを変調してアンテナ１０２のｘ1から送信し、第２の合成信号でｘ1の場合と同一の周波数のキャリアを変調してアンテナ１０２のｘ2から送信する。
これにより、図１４に示すように実際にはアンテナが２本しかないにも関わらず４本のアンテナ(実線及び点線にて示す)からＳＴＢＣ信号を送信しているものと見なすことができる。
【００３５】
なお、その他にも擬似チャネル合成される信号の数やアンテナの数やＳＴＣの種類によらず本手法は適用可能である。例えば、送信部が１つであっても、ＳＴＢＣ信号生成部１０５-1aによって入力信号を３つ以上に分割し、分割した各信号には受信側で各信号を再合成するに必要な複素共役データを付けて複数のＳＴＢＣ信号を生成すれば、擬似チャネル合成される信号の数を３つ以上の任意の数とすることができる。
【００３６】
第２の実施形態によれば、アンテナが１本のみであっても複数のＳＴＢＣ信号を生成し、擬似チャネル合成して恰も複数本の送信アンテナがあるように送信器を構成することが可能となる。また、アンテナを２本以上に増やした場合には、恰もさらに多数本の送信アンテナがあるように送信器を構成することが可能となる。
【００３７】
［第３の実施形態］
図１５は本発明の第３の実施形態の通信装置のブロック図を示している。図７と同一部分には同一符号を付して説明する。
図１５に示す通信装置３００Ａは、送信器１００ＡとＳＴＢＣ受信器２００Ａで構成されている。図７の通信装置３００とは異なる点は、図１５の通信装置３００Ａのｎ個の送信部１０１Ａ-1〜１０１Ａ-nにおけるＳＴＢＣテスト部１０５Ａ-1〜１０５Ａ-nが、ＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nとＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nとによるＳＴＢＣ信号生成部のみで構成されており、ＳＴＢＣ信号合成部３３-1〜３３-nを省いた構成となっていることである。また、ＳＴＢＣ受信器２００Ａにおけるｊ個の受信部２０２-1〜２０２-nは、記憶部４１-1〜４１-jと受信信号合成部４２-1〜４２-jを備えている。
【００３８】
各送信部１０１Ａ-1〜１０１Ａ-nはそれぞれｍ本(但し、図１５では説明の簡易化のためにｍ＝１としてある)のアンテナ１０２と制御部１０３-1〜１０３-nと同期部１０４-1〜１０４-nとＳＴＢＣテスト部１０５Ａ-1〜１０５Ａ-nを備えている。ＳＴＢＣテスト部１０５Ａ-1〜１０５Ａ-nはＳＴＢＣエンコード部３１-1〜３１-nとＳＴＢＣ信号選択部３２-1〜３２-nを有する。
【００３９】
ｊ個の受信部２０２-1〜２０２-jはそれぞれk本(但し、図１５では説明の簡易化のためにｋ＝１としてある)のアンテナ２０１とＳＴＢＣ信号合成部２０３-1〜２０３-jを備えている。ＳＴＢＣ信号合成部２０３-1〜２０３-jは記憶部４１-1〜４１-jと受信信号合成部４２-1〜４２-jを有する。
【００４０】
テストモードの場合の動作を説明する。
各送信部１０１Ａ-1〜１０１Ａ-nはそれぞれアンテナ数ｍが実際に必要なアンテナ数aより小さい場合(ｍ＜ａ)、ＳＴＢＣ信号を合計ａ回となるように時分割で送信する。各受信部２０２-1〜２０２-jはそれぞれａ−１回のＳＴＢＣ信号を受信し、それぞれのＳＴＢＣ信号を記憶部４１-1〜４１-jに記憶する。ａ−１個の信号が記憶された後受信信号合成部４２-1〜４２-jに渡される。最後の１つのＳＴＢＣ信号は直接受信信号合成部４２-1〜４２-jに渡される。これにより１回分の記憶部４１-1〜４１-jの領域を削減することができる。
【００４１】
送信側で擬似チャネル合成を行うのに比べ、本実施形態は回路の小面積化に貢献できる。なぜなら第２の実施形態では擬似的チャネル合成の演算が必要なのに対し、受信信号合成部４２-1〜４２-jは記憶部４１-1〜４１-jに記憶された信号を足し合わせるだけなので演算量の削減ができるからである。
【００４２】
図１６に図1５の第３の実施形態の受信部２０２-1の動作の一例を示す。
本実施形態は、時分割で送信されてきた２つのＳＴＢＣ信号を受信する場合の受信部の動作である。まずアンテナ(702)によって受信されたＳＴＢＣ信号１を記憶部４１-1に記憶する。その後、時分割で送られてきたＳＴＢＣ信号2は直接受信信号合成部４２-1へ渡され、ＳＴＢＣ信号2に同期して記憶部４１-1に記憶されているＳＴＢＣ信号1を受信信号合成部４２-1へ渡す。それぞれの信号が取得されると受信信号合成部４２-1は合成信号を出力する。
【００４３】
本実施形態では信号の数がａ＝２の場合の例を挙げたが、ａは任意の値に設定することができる。また、本手法は擬似チャネル合成される信号の数やアンテナの数やＳＴＣの種類によらず適用可能である。
【００４４】
第３の実施形態によれば、複数のＳＴＢＣ信号を時分割で送信し、受信側で記憶した後に受信側で信号を合成する。これにより擬似チャネル合成を行う場合に比べ、各受信信号を足し合わせる(合成する)だけなので演算の簡易化と回路の小面積化に貢献できる。
【００４５】
尚、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせた構成とすることも可能である。例えば、図９〜図１１の例で言えば、二種類の信号Ａ，Ｂを先ず信号ＡをＳＴＢＣ信号生成部で２つの信号に分割し、分割した２つの信号をチャネル合成して合成信号Ｃとして送信し、続けて次に信号ＢをＳＴＢＣ信号生成部で２つの信号に分割し、分割した２つの信号をチャネル合成して合成信号Ｄとして送信する。受信器側では、図１６に示すように２つの合成信号Ｃ，Ｄを時分割で受信した後、合成信号Ｃ，Ｄごとに演算処理して元通りの信号Ａ，Ｂを復号することが可能である。つまり、例えば２本の信号をチャネル合成した信号を、送信器側から２回連続(時分割)して送信し、受信器側で２回順次受信すれば、２回で４本の信号を送信し、受信及び復号することができる。
【００４６】
以上述べた本発明によれば、時空間符号（ＳＴＣ）を用いた通信装置において、既存の送受信器にテスト機能を加えることによって、任意の次数のＳＴＣ送受信試験を行える。テスト機能を搭載することによって、ＳＴＣの次数または必要なアンテナ数毎に通信装置を設計することなく、任意のアンテナ数でのＳＴＣを用いたテストが可能となる。これにより設計コストの削減の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態の通信装置を示すブロック図。
【図２】図１の送信部ごとのアンテナ数、受信部ごとのアンテナ数を説明する図。
【図３】図１におけるｎ＝１の場合の送信部の動作例を示す図。
【図４】ＭＩＭＯ技術の一例を示す図。
【図５】ＭＩＭＯ技術におけるＳＴＢＣ送信イメージを示す図。
【図６】図３に示した送信器の要部を概略的に示す図。
【図７】図１におけるＳＴＢＣテスト部の一構成例を示すブロック図。
【図８】図７におけるＳＴＢＣ信号合成部の一構成例を示すブロック図。
【図９】本発明の第２の実施形態の通信装置を示すブロック図。
【図１０】図９の送信部の動作の一例を示す図。
【図１１】図９の送信部による擬似チャネル合成技術におけるＳＴＢＣ送信イメージを示す図。
【図１２】図９の送信部を２つ用いた場合の通信装置の構成例を示す図。
【図１３】図１２の２つの送信部の動作の一例を示す図。
【図１４】図１２の２つの送信部による擬似チャネル合成技術におけるＳＴＢＣ送信イメージを示す図。
【図１５】本発明の第３の実施形態の通信装置を示すブロック図。
【図１６】図１５の受信部の動作の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
３１-1〜３１-ｎ…ＳＴＢＣエンコード部
３２-1〜３２-ｎ…ＳＴＢＣ信号選択部
３３-1〜３３-ｎ…ＳＴＢＣ信号合成部
３３-1a〜３３-ｎa，４１-1〜４１-j…記憶部
３３-1b〜３３-ｎb，４２-1〜４２-j…擬似チャネル合成部
１００，１００Ａ…送信器
１０１-1〜１０１-n，１０１Ａ-1〜１０１Ａ-n…送信部
１０３-1〜１０３-n…制御部
１０４-1〜１０４-n…同期部
１０５-1〜１０５-n，１０５Ａ-1〜１０５Ａ-n…ＳＴＢＣテスト部
２００，２００Ａ…受信器
２０２-1〜２０２-j…受信部
２０３-1〜２０３-j…ＳＴＢＣ信号合成部
３００…通信装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信部間の同期を取る同期部と、入力信号を分割して複数のＳＴＢＣ信号を生成し、ＳＴＢＣテストを行うためのＳＴＢＣテスト部と、テストモードへの設定を行う制御部とを含み、データ送信をする複数の送信部であって、テストモード時には前記送信部の組み合わせによって任意のＳＴＢＣ信号の送信が可能な送信部を備えた送信器と、
前記ＳＴＢＣ信号を受信することが可能な受信器と、
を具備したことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記ＳＴＢＣテスト部は、テストモード時に、入力信号を所定数に分割し、分割した各信号を受信側で再合成する際に必要な複素共役データを付けたＳＴＢＣ信号を生成し、分割した各ＳＴＢＣ信号をそれぞれ各送信部の各ＳＴＢＣテスト部を経て、各送信部から同期をとって同時に送出することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記ＳＴＢＣテスト部は、
入力信号から複数のＳＴＢＣ信号を生成するＳＴＢＣエンコード部と、
任意のＳＴＢＣ信号を選択し送出するＳＴＢＣ信号選択部と、
テストモード時には、選択された任意のＳＴＢＣ信号を合成することが可能なＳＴＢＣ信号合成部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記ＳＴＢＣ信号合成部は、
選択された任意のＳＴＢＣ信号を記憶する記憶部と、
テストモード時には、前記記憶部に記憶された任意のＳＴＢＣ信号を擬似チャネル合成することが可能な擬似チャネル合成部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の通信装置
【請求項５】
前記送信器における送信部は、複数のＳＴＢＣ信号を時分割で送信する機能を有し、
前記ＳＴＢＣ受信器は、
複数のＳＴＢＣ信号が時分割で送信されてきた受信信号を記憶することが可能な記憶部と、テストモード時には、記憶された受信信号を元通りの順番で合成する受信信号合成部とを備えた受信部を具備したことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項１】
送信部間の同期を取る同期部と、入力信号を分割して複数のＳＴＢＣ信号を生成し、ＳＴＢＣテストを行うためのＳＴＢＣテスト部と、テストモードへの設定を行う制御部とを含み、データ送信をする複数の送信部であって、テストモード時には前記送信部の組み合わせによって任意のＳＴＢＣ信号の送信が可能な送信部を備えた送信器と、
前記ＳＴＢＣ信号を受信することが可能な受信器と、
を具備したことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記ＳＴＢＣテスト部は、テストモード時に、入力信号を所定数に分割し、分割した各信号を受信側で再合成する際に必要な複素共役データを付けたＳＴＢＣ信号を生成し、分割した各ＳＴＢＣ信号をそれぞれ各送信部の各ＳＴＢＣテスト部を経て、各送信部から同期をとって同時に送出することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記ＳＴＢＣテスト部は、
入力信号から複数のＳＴＢＣ信号を生成するＳＴＢＣエンコード部と、
任意のＳＴＢＣ信号を選択し送出するＳＴＢＣ信号選択部と、
テストモード時には、選択された任意のＳＴＢＣ信号を合成することが可能なＳＴＢＣ信号合成部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記ＳＴＢＣ信号合成部は、
選択された任意のＳＴＢＣ信号を記憶する記憶部と、
テストモード時には、前記記憶部に記憶された任意のＳＴＢＣ信号を擬似チャネル合成することが可能な擬似チャネル合成部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の通信装置
【請求項５】
前記送信器における送信部は、複数のＳＴＢＣ信号を時分割で送信する機能を有し、
前記ＳＴＢＣ受信器は、
複数のＳＴＢＣ信号が時分割で送信されてきた受信信号を記憶することが可能な記憶部と、テストモード時には、記憶された受信信号を元通りの順番で合成する受信信号合成部とを備えた受信部を具備したことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−２９０７１７（Ｐ２００９−２９０７１７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４３００５（Ｐ２００８−１４３００５）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]