マルチアンテナ無線通信システムにおける送信機、受信機及び方法
【課題】ＣＤＤを用いたマルチアンテナ無線通信システムにおいてパイロット信号長を極力短くしてデータの伝送効率を上げる。
【解決手段】時間長T1のパイロット元信号とT1より長い時間長T2のデータ元信号を生成し、第１パイロット信号を生成するためにパイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施し、第１データ信号を生成するためにデータ元信号に対して第２シフト量のサイクリックシフトを施し、第２パイロット信号を生成するためにパイロット元信号に対して第１シフト量との間で第１のシフト量差を持つ第３シフト量のサイクリックシフトを施し、第２データ信号を生成するためにデータ元信号に対して第２シフト量との間で第１のシフト量差と異なる第２のシフト量差を持つ第４シフト量のサイクリックシフトを施し、第１送信アンテナによって第１パイロット信号及び第１データ信号を送信し、第２送信アンテナによって第２パイロット信号及び第２データ信号を送信する。
【解決手段】時間長T1のパイロット元信号とT1より長い時間長T2のデータ元信号を生成し、第１パイロット信号を生成するためにパイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施し、第１データ信号を生成するためにデータ元信号に対して第２シフト量のサイクリックシフトを施し、第２パイロット信号を生成するためにパイロット元信号に対して第１シフト量との間で第１のシフト量差を持つ第３シフト量のサイクリックシフトを施し、第２データ信号を生成するためにデータ元信号に対して第２シフト量との間で第１のシフト量差と異なる第２のシフト量差を持つ第４シフト量のサイクリックシフトを施し、第１送信アンテナによって第１パイロット信号及び第１データ信号を送信し、第２送信アンテナによって第２パイロット信号及び第２データ信号を送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、巡回遅延ダイバーシチを用いたマルチアンテナ無線通信システムにおける送信機、受信機及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信における送信ダイバーシチ技術の一つとして、同一の信号を複数のアンテナから送信する送信アンテナダイバーシチがある。送信アンテナダイバーシチとして、送信データをブロック化し、送信順序を変更した上で符号を操作して送信する時空間ブロック符号化(Space Time Block Coding：ＳＴＢＣ)や、ブロックに対してサイクリックシフトを施した信号を同時に送信する巡回遅延ダイバーシチ（Cyclic Delay Diversity：ＣＤＤ）が知られている。
【０００３】
ＣＤＤでは例えば非特許文献１に記載されているように、データ信号を一のアンテナから送信すると共に、他のアンテナからサイクリックシフトを施した同一のデータ信号を同時に送信する。受信機では両方の信号が混合されて受信される。サイクリックシフトされた信号は、スペクトラム上では周波数方向に高速の位相回転を有している。従って、サイクリックシフトされた信号とサイクリックシフトを施していない信号を混合すると、信号を強め合う周波数と弱め合う周波数が短い周波数間隔の間に混在する。これにより周波数方向のバースト的な電力落ち込みが解消される。このため、送信データが周波数方向に十分にインタリーブされた上で誤り訂正符号化されていれば、受信機における誤り生成能力を十分に発揮することができ、受信性能の向上が期待できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】G. Bauch and J. S. Malik, “Parameter optimization, interleaving and multiple access in OFDM with cyclic delay diversity,” VTC-2004 spring, Vol. 1, pp.505-509(2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来技術においては、受信信号の復調のためには周波数方向に高速に変動するスペクトラムを復調するための振幅基準及び位相基準が必要である。送信機では、予めシステム上取り決められたチャネル推定のためのパイロット信号をデータ信号に先行して複数のアンテナから送信しなければならない。
【０００６】
パイロット信号は直接にデータ伝送に寄与しない冗長な信号であることから、時間の長いパイロット信号を利用することはデータの伝送効率低下に繋がる。従ってパイロット信号長（時間長）は短いことが望まれる。しかし、非特許文献１ではデータ信号のサイクリックシフト量については言及しているものの、パイロット信号のサイクリックシフト量やパイロット信号長については言及していない。
【０００７】
本発明は、ＣＤＤの効果を享受しつつパイロット信号長を極力短くしてデータの伝送効率を上げることを可能とする送信機、受信機及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によると、パイロット系列からパイロット元信号を生成するステップと；データ系列から、時間長が前記パイロット元信号より長いデータ元信号を生成するステップと；第１パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第１データ信号を生成するために前記データ元信号に対して第２シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第２パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第３シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第２データ信号を生成するために前記データ元信号に対して第４シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第１送信アンテナから前記第１パイロット信号及び第１データ信号を送信するステップと；第２送信アンテナから前記第２パイロット信号及び第２データ信号を送信するステップと；を具備する送信方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によると、パイロット系列からパイロット元信号を生成する第１の手段と；データ系列から、時間長が前記パイロット元信号より長いデータ元信号を生成する第２の手段と；第１パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施す第１サイクリックシフト部と；第１データ信号を生成するために前記データ元信号に対して第２シフト量のサイクリックシフトを施す第２サイクリックシフト部と；第２パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第３シフト量のサイクリックシフトを施す第３サイクリックシフト部と；第２データ信号を生成するために前記データ元信号に対して第４シフト量のサイクリックシフトを施す第４サイクリックシフト部と；前記第１パイロット信号及び第１データ信号を送信する第１送信アンテナと；前記第２パイロット信号及び第２データ信号を送信する第２送信アンテナと；を具備する送信機が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によると、パイロット系列からパイロット元信号を生成するステップと；データ系列から、時間長が前記パイロット元信号より長いデータ元信号を生成するステップと；前記パイロット元信号から第１パイロット信号を生成するステップと；前記データ元信号から第１データ信号を生成するステップと：第２パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第２データ信号を生成するために前記データ元信号に対して前記第１シフト量と異なる第２シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第１送信アンテナから前記第１パイロット信号及び第１データ信号を送信するステップと；第２送信アンテナから前記第２パイロット信号及び第２データ信号を送信するステップと；を具備する送信方法が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によると、パイロット系列からパイロット元信号を生成する第１の手段と；データ系列から時間長が前記パイロット元信号より長いデータ元信号を生成する第２の手段と；前記パイロット元信号から第１パイロット信号を生成する第１生成部と；前記データ元信号から第１データ信号を生成する第２生成部と：第２パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施す第１サイクリックシフト部と；第２データ信号を生成するために前記データ元信号に対して前記第１シフト量と異なる第２シフト量のサイクリックシフトを施す第２サイクリックシフト部と；前記第１パイロット信号及び第１データ元信号を送信する第１送信アンテナと；前記第２パイロット信号及び第２データ信号を送信する第２送信アンテナと；を具備する送信機が提供される。
【００１２】
本発明の第５の態様によると、第２の態様による送信機から送信された信号を受信して、受信信号を得る受信アンテナと；前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナ間の第１伝搬路の第１インパルス応答及び前記第２の送信アンテナと前記受信アンテナ間の第２伝搬路の第２インパルス応答を求めるために、前記第１パイロット信号と前記第２パイロット信号とが混合された受信パイロット信号とパイロット元信号との相関演算を行う相関演算部と；第１補償用インパルス応答を求めるために、前記第１インパルス応答に対して前記第２シフト量と前記第１シフト量の差と等しい遅延を施す第１遅延部と；第２補償用インパルス応答を求めるために、前記第２インパルス応答に対して前記第４シフト量と前記第３シフト量の差と等しい遅延を施す第２遅延部と；前記受信信号中の前記第１伝搬路による歪みを受けた第１データ信号と前記第２伝搬路による歪みを受けた第２データ信号とが混合された受信データ信号の歪みを前記第１インパルス応答と前記第２インパルス応答との和によって補償する補償部と；を具備する受信機が提供される。
【００１３】
本発明の第６の態様によると、第４の態様による送信機から送信された信号を受信して、受信信号を得る受信アンテナと；前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナ間の第１伝搬路の第１インパルス応答及び前記第２の送信アンテナと前記受信アンテナ間の第２伝搬路の第２インパルス応答を求めるために、前記第１パイロット信号と前記第２パイロット信号とが混合された受信パイロット信号とパイロット元信号との相関演算を行う相関演算部と；補償用インパルス応答を求めるために、前記第２インパルス応答に対して前記第２シフト量と前記第１シフト量の差と等しい遅延を施す第１遅延部と；前記受信信号中の前記第１伝搬路による歪みを受けた第１データ信号と前記第２伝搬路による歪みを受けた第２データ信号とが混合された受信データ信号の歪みを前記第１インパルス応答と前記補償用インパルス応答との和によって補償する補償部と；を具備する受信機が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、ＣＤＤを用いたマルチアンテナ無線通信システムにおいて、ＣＤＤの効果を享受しつつパイロット信号長を極力短くしてデータの伝送効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に従う無線通信システムを示すブロック図
【図２】同実施形態に従う無線通信システムを示すブロック図
【図３】同実施形態における送信信号フォーマットを示す模式図
【図４Ａ】同実施形態におけるＣＡＺＡＣ系列から成るパイロット信号を模式的に示す図
【図４Ｂ】図４Ｂのパイロット信号をサイクリックシフトしたパイロット信号Ｂを示す模式図
【図５】同実施形態における送信信号生成手順を示す図
【図６】同実施形態における受信処理を示す図
【図７】同実施形態における受信処理の詳細を示す図
【図８】同実施形態に従う送信機を示すブロック図
【図９】同実施形態に従う受信機を示すブロック図
【図１０】図９の受信機の一部の具体例を示すブロック図
【図１１】図９の受信機の一部の他の具体例を示すブロック図
【図１２】図９の受信機の動作の詳細を示す図
【図１３】図９の受信機の一部のさらに別の具体例を示すブロック図
【図１４】送信信号のフレーム構成を示す模式図
【図１５】図５の送信機の一部の具体例を示すブロック図
【図１６】図５の送信機の一部の他の具体例を示すブロック図
【図１７】他の実施形態における送信信号生成手順を示す図
【図１８】他の実施形態に従う送信機を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
（無線通信システム）
図１を参照して本発明の一実施形態に係る無線通信システムについて説明する。送信機１には、第１送信アンテナ２及び第２送信アンテナ３が備えられる。受信機７には、受信アンテナ６が備えられる。図１のシステムは、典型的には例えばセルラ通信システムに用いられるが、これに限られるものではなく例えば無線ＬＡＮや固定無線アクセス網などへの適用も可能である。
【００１７】
送信機１は、ユーザデータを無線により受信機へ伝送するために、ユーザデータに対して変調を施し、無線周波数信号に変換する機能を持つ。送信機１は、無線周波数信号を第１送信アンテナ２と第２送信アンテナ３の両方から送信することにより、送信ダイバーシチを行う。
【００１８】
第１送信アンテナ２及び第２送信アンテナ３から送信された無線周波数信号は、第１伝搬路４及び第２伝搬路５を経て受信機アンテナへ到達する。両方の伝搬路４，５がマルチパス伝搬路である場合、受信機７へ最初に到達するパスから最後に到達するパスまでの最大時間、すなわち最大伝送遅延時間は、Ｔ３以内であるものとする。
【００１９】
受信アンテナ６では、第１送信アンテナ２から送信された信号と第２送信アンテナ３から送信された信号とが混合された信号が受信される。受信機７では、受信アンテナ６からの受信信号に対して復調処理を施し、ユーザデータを再生する。
【００２０】
図２には、本発明の実施形態に係る別の無線通信システムが示される。図１では送信機は１台のみであったが、図２は複数の送信機、例えば第１の送信機１Ａ及び第２の送信機１Ｂを有する。各送信機１Ａ，１Ｂは一般には異なるユーザが利用し、異なるユーザデータを送信しているものとする。各送信機１Ａ，１Ｂは第１送信アンテナ２Ａ，２Ｂ及び第２送信アンテナ３Ａ，３Ｂをそれぞれ持つ。第１送信機１Ａのアンテナ２Ａ，３Ａから送信された信号は、第１伝搬路４及び第２伝搬路５のそれぞれを通って受信アンテナ６へ到達する。第２送信機１Ｂのアンテナ２Ｂ，３Ｂから送信された信号は、第３伝搬路８及び第４伝搬路９をそれぞれ通って受信アンテナ６へ到達する。各伝搬路４，５，８及び９の最大伝送遅延時間はＴ３であるものとする。
【００２１】
受信機７では、第１送信機１Ａ及び第２送信機１Ｂから送信された信号を分離しなければならない。そこで本実施形態では、第１送信機１Ａから送信されるデータ信号と第２送信機１Ｂから送信されるデータ信号は、異なる周波数によって送信される、つまり周波数分割多重 (Frequency Division Multiplexing：ＦＤＭ)がなされるものとする。このとき１ユーザ分のデータ信号が送信される周波数帯域での復調については、図１に示すシステム構成と同様の処理を実施すると仮定できる。
【００２２】
（送信信号フォーマット）
図３は、送信機が送信する送信信号のフォーマットを示している。送信信号はシングルキャリア信号、つまりデータ信号の変調により生成される送信シンボルが時間方向に直列に並んでいる構成をとる。また、複数の送信シンボルを１信号ブロックとし、信号ブロックの末尾にあたる時間ＴCPの信号が信号ブロックの先頭にコピーされて接続された構成であるとする。図３の例では、１信号ブロック長は時間Ｔであり、Ｍ個の変調されたシンボルが配置される。先頭に付与した部分は、一般的にサイクリックプレフィックス（ＣＰ）と呼ばれ、受信機において周波数等化を可能とするために付与されることが多い。
【００２３】
送信機が送信する信号には大きく２種類がある。一つはパイロット信号であり、受信機が伝搬路の状態を推定するために用いられる。もう一つはデータ信号であり、ユーザデータを変調した信号である。各信号は１ブロックを占有するものとし、１受信機向けの両方の信号は時分割多重(Time Division Multiplexing：ＴＤＭ)がなされて送信されるものとする。但し、必ずしもＴＤＭに限ったものではなく、本実施形態は例えば符号分割多重(Code Division Multiplexing：ＣＤＭ)や周波数分割多重(Frequency Division Multiplexing：ＦＤＭ)であっても適用可能である。
【００２４】
受信機では、受信される１信号ブロックの中から時間Ｔの区間を抽出し、ＦＦＴなどにより周波数領域の信号へ変換する。抽出する区間の開始地点をＣＰ内から選択することができる。抽出区間をＣＰの後半に設定することで、前信号ブロックの遅延波が混合することも防ぐことができる。さらにＣＰは元の変調信号に対してサイクリックに付与されていることから、抽出した時間Ｔの信号も両端での連続性が保証される。
【００２５】
パイロット信号には、例えば定振幅零自己相関 (Constant Amplitude and Zero Auto Correlation：ＣＡＺＡＣ)系列と呼ばれる系列が利用される。ＣＡＺＡＣ系列は包絡線が一定であり、さらに自己相関値は遅延時間０以外で０となる性質、つまり完全な自己相関性を持つ系列である。包絡線が一定であることから、送信アンプなどの歪みを防ぐためのバックオフを小さくすることができる。また完全な自己相関性を頼りに、時間的にサイクリックシフトした系列を用いた符号多重が可能である。
【００２６】
本実施形態では、データ信号については周波数分割多重するものとしたが、パイロット信号についてはＣＡＺＡＣ系列のサイクリックシフトによりユーザ間で直交した信号を生成し、ユーザ間の符号多重を実現する。すなわち、図４Ａに示すあるＣＡＺＡＣ系列から成るパイロット信号Ａと、これを時間Ｔ３だけサイクリックシフトした図４Ｂに示すパイロット信号Ｂを生成する。なお、図４Ａ及び図４ＢではＣＰの付与による送信ブロック生成は省いてある。
【００２７】
パイロット信号ＡとＢは、ＣＡＺＡＣ系列の性質により互いに直交する。また、伝搬路の最大伝搬遅延時間はＴ３以内であることから、２台の送信機がそれぞれパイロット信号ＡとＢを同時に送信し、受信機に最大遅延波が到来したとしても、パイロット信号Ａの遅延波がパイロット信号Ｂの最先着波と重なることは無い。図４Ａ及び図４Ｂでは例として２系列のみを示しているが、パイロット信号Ａを２Ｔ３、３Ｔ３，４Ｔ３，・・・だけシフトした系列を生成することにより、サイクリックシフト量が１周するまでは複数の系列を生成することが可能である。
【００２８】
（送信信号の生成手順）
次に、図５を用いて本実施形態における送信信号の生成手順について詳細に説明する。送信信号は第１伝搬路及び第２伝搬路のインパルス応答、または周波数特性を測定するためのパイロット信号、及びユーザデータが変調されたデータ信号を含む。
【００２９】
パイロット信号の生成法について説明すると、パイロット信号はＡビットのＣＡＺＡＣ系列からなるパイロット系列１３を変調して生成される。変調方式は送受信間で予め決められた変調方式であることが望ましく、ＢＰＳＫまたはＡＳＫなどの２値変調であることが望ましい。変調によりパイロット系列はパイロット元信号１５へ変換される。パイロット元信号１５の時間長はＴ１である。変調によりＬ個のシンボルが生成されるとすると、例えばＢＰＳＫ変調を施した場合はＬ＝Ａである。
【００３０】
パイロット元信号１５に、サイクリックシフト及びＣＰ付与が施される。サイクリックシフトの施され方、特にサイクリックシフト量は、送信アンテナによって異なるものとする。第１送信アンテナから送信する信号には、ｋ１シンボル、あるいはｋ１シンボルに相当する時間τ１だけのサイクリックシフトが施される。サイクリックシフトは巡回置換と同様の処理である。すなわち、サイクリックシフトは信号に対して遅延を加えると共に、遅延処理により元の信号よりも長くなってしまった部分を先頭に移動することで、送信する情報量を変化させない置換処理である。こうしてサイクリックシフトを施した後、図３に示す方法でＣＰが付与される。
【００３１】
第２送信アンテナから送信されるパイロット信号に対しては、第１送信アンテナから送信される信号とは異なる時間のサイクリックシフトが施される。第２送信アンテナから送信されるパイロット信号のサイクリックシフト量は、ｋ３シンボル、またはｋ３シンボルに相当する時間τ３であるものとする。そして、サイクリックシフト後にＣＰが付与される。第１送信アンテナから送信されるサイクリックシフトされたパイロット信号を第１パイロット信号、第２送信アンテナから送信されるサイクリックシフトされたパイロット信号を第２パイロット信号と呼ぶものとする。第１パイロット信号と第２パイロット信号は、それぞれのアンテナから同時に送信される。
【００３２】
次に、データ信号の生成手順を説明する。送信機は、Ｊビットのユーザデータ１１を生成する。ユーザデータ１１に対し誤り訂正符号化を施し、Ｂビットのデータ系列１２を生成する。さらにデータ系列１２に対し変調を施し、Ｍシンボル、時間長Ｔ２のデータ元信号１４を生成する。ここでの変調には、例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭあるいは６４ＱＡＭといった変調方式を用いることができる。ここで用いられる変調方式は、送信機と受信機の間で予め取り決められている、あるいは別の方法により送信機から受信機へ通知された変調方式を用いるものとする。
【００３３】
データ元信号１４に対しても、パイロット信号と同様にシフト量の異なる２種類のサイクリックシフトが施される。第１送信アンテナから送信される第１データ信号１６は、データ元信号１４に対してｋ２シンボル、あるいはｋ２シンボルに相当する時間τ２だけサイクリックシフトを施し、さらにＣＰを付与した信号である。
【００３４】
同様に、第２送信アンテナから送信される第２データ信号１７は、データ元信号１４に対してｋ４シンボル、あるいはｋ４シンボルに相当する時間τ４だけサイクリックシフトを施し、さらにＣＰを付与した信号である。第１データ信号１６と第２データ信号１７は、各送信アンテナから同時に送信される。
【００３５】
本実施形態では、一般性を失わずにτ１＜τ３、及びτ２＜τ４であるものとする。ここで、第１パイロット信号と第２パイロット信号のサイクリックシフト量の差τ３−τ１と、第１データ信号のサイクリックシフト量と第２データ信号のサイクリックシフト量の差τ４−τ２とを異なるものとすることで、以下の利点を生じる。
【００３６】
サイクリックシフトでは、シフト量が送信ブロック長を超えると信号が１周以上シフトされるため、シフト量が送信ブロック長より小さい系列と同一の系列となってしまう恐れがある。従って、第１及び第２パイロット信号１７，１９のサイクリックシフト量はＴ１より小さく、第１及び第２データ信号１６，１８のサイクリックシフト量はＴ２よりも小さくすべきである。これは同時に、τ３−τ１はＴ１よりも小さく、τ４−τ２はＴ２よりも小さくなければならないことを表している。
【００３７】
ここでτ３−τ１がτ４−τ２と等しい場合、必然的にＴ１及びＴ２は、τ３−τ１及びτ４−τ２のいずれよりも大きくしなければならなくなる。すると例えば、第１及び第２パイロット信号１７，１９の時間長Ｔ１を第１及び第２データ信号１６，１８の時間長Ｔ２よりも短くしたいといった欲求が必ずしも満たせない場合が生じる。さらに詳しくは、第１及び第２パイロット信号１７，１９の時間長Ｔ１を第１及び第２データ信号１６，１８のサイクリックシフト量の差τ４−τ２よりも小さくすることはできない。
【００３８】
パイロット信号は、ユーザデータの伝送に直接は寄与しない冗長な信号である。従ってパイロット信号長を短くできない場合、冗長な信号を余分に送信する場合を生じ、さらにはデータ信号長を短くせざるを得なくなり、伝送速度の低下、あるいは遅い伝送速度での飽和を招く。
【００３９】
ここで、本実施形態のようにτ３−τ１とτ４−τ２が異なるものとする、あるいは独立に設定するものとすると、Ｔ１はτ３−τ１以上であればよく、Ｔ２はτ４−τ２以上であればよいことになる。するとＴ１はτ４−τ２の値による制約を受けないことから、パイロット信号長を短く設定することが可能となる。従って冗長性が減り、その分だけ伝送できるユーザデータの量が増え、伝送速度が向上することになる。
【００４０】
さらに、本実施形態ではτ４−τ２がＴ２／２であるときにＣＤＤの効果が最大となる。ここでτ３−τ１がτ４−τ２と等しい場合、Ｔ１はＴ２／２より大きくする必要がある。厳密には伝搬路により最大Ｔ３の遅延波を生じることから、Ｔ１はＴ２／２にＴ３を加えた時間より大きくする必要がある。しかし、本実施形態に従ってτ３−τ１をＴ２／２からＴ３を減じた時間以下に設定すれば、Ｔ１はτ３−τ１より大きい範囲であればよいことになる。例えばＴ１＝Ｔ２／２とすれば、パイロット元信号１５の時間長Ｔ１がデータ元信号１４の時間長Ｔ２の半分となる。これによって送信機のメモリ管理が容易になり、さらに受信機における周波数補償用のＦＦＴがちょうど半分となって実装が容易になるなどの実装上の利点を享受することが可能となる。このとき、ＣＤＤの効果は損なわれることは無い。
【００４１】
（受信方法）
図６を用いて本実施形態における受信動作の概略について述べる。送信機１の第１送信アンテナ２からは時間τ１だけサイクリックシフトされた第１パイロット信号１７と、それに続く時間τ２だけサイクリックシフトされた第１データ信号１６が送信される。同時に、第２送信アンテナ３からは、時間τ３だけサイクリックシフトされた第２パイロット信号１９と、時間τ４だけサイクリックシフトされた第２データ信号１８が送信されている。
【００４２】
送信アンテナ２及び送信アンテナ３からそれぞれ送信された信号は、最大遅延時間Ｔ３の第１伝搬路４及び第２伝搬路５を経て受信アンテナ６において混合されて受信される。パイロット信号はＣＡＺＡＣ系列であるため、受信アンテナ６によって混合された第１パイロット信号１７及び第２パイロット信号１９に対し、パイロット元信号１５との相関を求めることにより、第１伝搬路４のインパルス応答及び第２伝搬路５のインパルス応答を求めることができる。
【００４３】
第１伝搬路４のインパルス応答を第１インパルス応答、そして第２伝搬路５のインパルス応答を第２インパルス応答と呼ぶ。図６中には、第１インパルス応答及び第２インパルス応答のそれぞれの形状の一例が示されている。これらのインパルス応答を用いて、第１送信アンテナ２及び第２送信アンテナ３から送信された第１及び第２データ信号１６，１８の混合された信号を等化、すなわち歪み補償を行うことを考える。混合されたデータ信号の等化のためには、データ信号と同じだけシフトされた後に混合されたインパルス応答を求めることが必要である。このインパルス応答の生成方法を図７により説明する。
【００４４】
第１及び第２データ信号１６，１８の混合された信号を等化するためのインパルス応答を作成するために、第１インパルス応答と第２インパルス応答を時間Ｔ２の区間に配置し直す。第１データ信号の最初の到達時刻をｔ２とすると、第１インパルス応答はｔ２からτ２だけ離れた場所に配置される。第２インパルス応答は、ｔ２からτ４だけ離れた場所に配置される。以上の再配置処理をプロファイル調整と呼ぶ。プロファイル調整により、データ信号と同じ量のシフト量を有したインパルス応答を求めることができ、このインパルス応答を受信データ信号の歪み補償に用いることができる。
【００４５】
（送信機）
図８を用いて本実施形態に係る送信機について説明する。図８の送信機は、パイロット系列生成部１０３、パイロット系列変調部１０５、ユーザデータ生成部１０１、誤り訂正符号化部１０２、データ系列変調部１０４、第１〜第４サイクリックシフト部１０６〜１０９、シフト量制御部１１０、第１〜第４ＣＰ付与部１１１〜１１４、送信信号選択部１１７、第１及び第２セレクタ１１５，１１６、送信アナログ部１１８，１１９、第１送信アンテナ１２１及び第２送信アンテナ１２２を有する。
【００４６】
パイロット系列生成部１０３は、予め送受信機間で決められたパイロット系列を生成する。本実施形態では、パイロット系列はＣＡＺＡＣ系列であるものとする。生成されたパイロット系列は、パイロット系列変調部１０５に送られる。
【００４７】
パイロット系列変調部１０５では、パイロット系列生成部１０３によって生成されたパイロット系列に対してあらかじめ定められた変調を施し、パイロット元信号１５を生成する。生成されたパイロット元信号１５は、第１サイクリックシフト部１０６と第３サイクリックシフト部１０８へ送られる。
【００４８】
ユーザデータ生成部１０１は、受信機７へ伝送したいユーザデータを生成する。ユーザデータ生成部１０１において生成されたユーザデータは、誤り訂正符号化部１０２へ送られる。誤り訂正符号化部１０２では、ユーザデータ生成部１０１より得たユーザデータに対し、誤り訂正符号化を施す。誤り訂正符号化には、例えば畳み込み符号化あるいはターボ符号化などを用いることができる。符号化されたデータは、図５中に示したデータ系列１２であり、変調のためにデータ系列変調部１０４に送られる。
【００４９】
データ系列変調部１０４では、誤り訂正符号化部１０２からのデータ系列に対して変調を施す。変調方式は例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、あるいは６４ＱＡＭなどを用いることができる。ここで用いる変調方式は、送信機１と受信機７間で共有されているものとする。生成された信号は、図５中に示したデータ元信号１５であり、第２サイクリックシフト部１０７及び第４サイクリックシフト部１０９に送られる。
【００５０】
第１から第４サイクリックシフト部１０６〜１０９では、入力されたパイロット元信号１５あるいはデータ元信号１４に対し、サイクリックシフトを施す。サイクリックシフト量は、シフト量制御部１１０から与えられる。サイクリックシフトされた信号は、第１〜第４ＣＰ付与部１１１〜１１４に送られる。
【００５１】
シフト量制御部１１０では、第１〜第４サイクリックシフト部１０６〜１０９に対してサイクリックシフト量を設定する。より具体的には、シフト量設定部１１０は第１〜第４サイクリックシフト部１０６〜１０９に対してそれぞれτ１、τ２、τ３、及びτ４のサイクリックシフト量を設定する。τ2及びτ4の設定の一例として、CDDにおけるダイバーシチ効果を最大限に得ることができるように、τ4−τ2はデータ信号のブロック長T2の半分となるように設定すると良い。またτ1及びτ3の設定の一例として、図２のように複数のユーザがパイロット信号を同時に送信する場合は、τ1及びτ3が、他の端末のパイロット信号のサイクリックシフト量と同一とならないように設定する。
【００５２】
ＣＰ付与部１１１〜１１４では、サイクリックシフト部１０６〜１０９によってサイクリックシフトされた各信号に対し、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）を付与する。ＣＰ付与部１１１〜１１４の動作はすべて同一であり、出力先のみが異なるものとする。第１〜第４ＣＰ付与部１１１〜１１４の出力は、それぞれ第１及び第２セレクタ１１５，１１６へ接続されている。
【００５３】
第１セレクタ１１５では第１ＣＰ付与部１１１から得た第１パイロット信号、及び第２ＣＰ付与部１１２から得た第１データ信号のいずれかを後続の第１送信アナログ部１１８へ送る。第２セレクタ１１６でも同様に、第３ＣＰ付与部１１３から得た第２パイロット信号、及び第４ＣＰ付与部１１４から得た第２データ信号のいずれかを後続の第２送信アナログ部１１９へ送る。各セレクタ１１５，１１６においていずれの信号を後段へ出力するかは、送信信号選択部１１７からの指示に従う。
【００５４】
送信信号選択部１１７は二つのセレクタ１１５，１１６に対し、パイロット信号あるいはデータ信号のいずれを送信アナログ部１１８，１１９へ送るかを指定する。すなわち、パイロット信号の送信時刻にはパイロット信号、データ信号の送信時刻にはデータ信号を送るように指示する。第１パイロット信号１７及び第２パイロット信号１９は同時に送られることとなり、第１データ信号１６と第２データ信号１８も同時に送信される。また、パイロット信号１７，１９とデータ信号１６，１８は異なる時間に送られる。
【００５５】
送信アナログ部１１８，１１９では、それぞれセレクタ１１５，１１６から出力される送信信号を無線周波数信号に変換し、それぞれ第１送信アンテナ１２１及び第２送信アンテナ１２２へ出力する。第１送信アンテナ１２１及び第２送信アンテナ１２２は、送信アナログ部１１８，１１９から出力される無線周波数信号を伝搬路へ送信する。
【００５６】
（受信機）
図９を用いて本実施形態に係る受信機について説明する。受信機は受信アンテナ２０１、受信アナログ部２０２、基準信号生成部２０５、相関演算部２０７、プロファイル調整部２０８、補償信号生成部２０９、同期部２０４、ＣＰ除去部２０３、ＦＦＴ部２０５、歪み補償部２１０、ＩＦＦＴ部２１１、データ系列復調部２１２及びユーザデータ抽出部２１３を有する。
【００５７】
受信アンテナ２０１によって受信された受信パイロット信号及び受信データ信号は、後続の受信アナログ部２０２に送られる。受信アナログ部２０２では、無線周波数の受信信号をベースバンド信号へ変換する。ベースバンド信号へ変更された受信信号はCP除去部２０３、同期部２０４及び相関演算部２０７に送られる。
【００５８】
同期部２０４では主にパイロット信号を用いてＣＰ位置を求め、ＣＰ位置の情報をＣＰ除去部２０３へ送る。
【００５９】
基準信号生成部２０５では相関演算部２０７によって用いる基準信号を作成する。基準信号とは相関演算部２０７によって受信信号との相関を算出するための信号であり、本実施形態では時間τ１、及びτ３だけサイクリックシフトされたパイロット元信号、つまり送信された第１パイロット信号１６及び第２パイロット信号１８である。
【００６０】
相関演算部２０７では、受信信号中のパイロット信号（受信パイロット信号）と、基準信号生成部２０５で生成された基準信号との相関演算を行い、相互相関値を求める。この相関演算処理より、前述した第１インパルス応答及び第２インパルス応答が得られる。相関演算部２０７の詳細については後述する。相関演算部２０７で得られた相互相関値は、プロファイル調整部２０８に送られる。
【００６１】
プロファイル調整部２０８では、相関演算部２０７によって求められた相互相関値、つまり第１インパルス応答及び第２インパルス応答から、図７で説明した方法によりデータ信号の歪みを補償するための補償用インパルス応答を生成する。生成された補償用インパルス応答は、補償信号生成部２０９へ送られる。
【００６２】
補償信号生成部２０９では、プロファイル調整部２０８によって得られた補償用インパルス応答を、歪み補償処理のための補償信号に変換する。本実施形態では周波数等化を用いているため、補償信号生成処理はＦＦＴ処理となる。補償信号生成部２０９により生成された補償信号は、歪み補償部２１０に送られる。
【００６３】
ＣＰ除去部２０３では、受信される信号からサイクリックプレフィックスを取り除き、受信信号から信号ブロックを抽出してＦＦＴ部２０５へ送る。
【００６４】
ＦＦＴ部２０５では、サイクリックプレフィックスが取り除かれた信号ブロックを周波数領域の信号へ変換して歪み補償部２１０へ送る。歪み補償部２１０では、主に伝搬路によるデータ信号の歪みを補償する。すなわち、歪み補償部２１０では補償用インパルス応答の逆応答をデータ信号に乗じることによって歪み補償を行う。
【００６５】
本実施形態のようにＣＤＤを利用したシステムでは、さらにサイクリックシフトによる信号の遅延を戻す処理も歪補償部２１０において行われる。歪み補償には、例えばゼロフォーシング(Zero Forcing：ZF)法、最小二乗 (Least Square：LS)法、あるいは最小二乗平均誤差 (Minimum Mean Square Error：MMSE)法といった公知のアルゴリズムを利用することができる。
【００６６】
この場合、第１データ信号１６及び第２データ信号１８のサイクリックシフト量と同じだけサイクリックシフトされたインパルス応答の和、つまりプロファイル調整部２０８において求められた補償用インパルス応答を用いて歪み補償を行うことで、サイクリックシフトを元に戻すこともできる。
【００６７】
ＩＦＦＴ部２１１では、歪み補償部２１０から出力された補償後のスペクトラムを時間領域の信号へ変換してデータ系列復調部２１２へ送る。データ系列復調部２１２では、送信機１との間で取り決められた変調方式を用いてデータ系列を復調する。復調された信号は、ユーザデータ抽出部２１３に送られる。ユーザデータ抽出部２１３では、データ系列復調部２１２によって得られた受信データ系列に対して誤り訂正符号の復号を行い、ユーザデータ２１４を抽出する。
【００６８】
次に、図１０を用いて図９に示す基準信号生成部２０５、相関演算部２０６及びプロファイル調整部２０７の具体例を説明する。
基準信号生成部２０５では、第１パイロット信号生成器２０５１により送信側で作成された第１パイロット信号と同じ信号を作成し、第２パイロット信号生成器２０５２により送信側で作成された第２パイロット信号と同じ信号を生成する。すなわち、第１パイロット信号生成器２０５１はパイロット元信号１５をτ1だけサイクリックシフトした信号を生成し、第２パイロット信号生成器２０５２はパイロット元信号１５をτ3だけサイクリックシフトした信号を生成する。
【００６９】
こうして基準信号生成部２０５によって生成された第１パイロット信号及び第２パイロット信号は、相関演算部２０６へ送られる。相関演算部２０６は、第１マッチドフィルタ２０６１及び第２マッチドフィルタ２０６２を有する。第１パイロット信号をタップ係数とする第１マッチドフィルタ２０６１によって、第１パイロット信号と受信信号２２１中のパイロット信号（受信パイロット信号）との第１相互相関値が求められる。第１相互相関値は、第１伝搬路の第１インパルス応答を表す。同様に第２パイロット信号をタップ係数とする第２マッチドフィルタ２０６２によって第２パイロット信号と受信パイロット信号との第２相互相関値が求められる。第２相互相関値は、第２伝搬路の第２インパルス応答を表す。
【００７０】
相関演算部２０６からの二つの出力信号（相互相関値）は、プロファイル調整部２０７に入力される。プロファイル調整部２０７は第１遅延器２０７１及び第２遅延器２０７２を有し、第１遅延器２０７１により第１マッチドフィルタの出力（第１インパルス応答）をτ2-τ1だけ遅延させ、第２遅延器２０７２により第２マッチドフィルタの出力（第２インパルス応答）をτ4-τ3だけ遅延させる。遅延器２０７１及び２０７２の出力は、加算器２０７３によって加算される。すなわち、第１補償用インパルス応答と第２補償用インパルス応答との和がとられることによって、データ信号の歪み補償を行うための第３補償用インパルス応答２２３が求められる。
【００７１】
次に、図１１を用いて図９に示す基準信号生成部２０５、相関演算部２０６及びプロファイル調整部２０７の別の具体例を説明する。
基準信号生成部２０５は、先と同様に相関演算部２０６３が相互相関値の計算に用いるための一方の系列を生成するが、出力信号の時間長は先の例に比べて２倍となっている。すなわち、基準信号生成部２０５ではパイロット元信号生成器２０５３が生成したパイロット元信号を繰り返し部２０５４を介して２回繰り返して出力する。
【００７２】
相関演算部２０６では、第３マッチドフィルタ２０６３により、基準信号生成部２０５により生成された、パイロット元信号の２回繰り返し信号と、受信信号パイロット信号との相互相関を求める。第３マッチドフィルタ２０６３はパイロット元信号の２倍のタップ長を持ち、タップ係数はパイロット元信号が２回繰り返されたものとなる。
【００７３】
パイロット元信号を任意の時間だけサイクリックシフトした系列は、パイロット元信号を２回繰り返した信号の一部分とみなすことができる。従って、サイクリックシフト量を問わず、パイロット信号が第３マッチドフィルタ２０６３に入力された場合に相互相関値を得ることが可能である。但し、サイクリックシフトしないパイロット元信号を入力した場合に生じるインパルス応答に比べ、時間τだけサイクリックシフトしたパイロット信号を入力した場合には、インパルス応答も時間τだけ遅延して出力される。
【００７４】
本実施形態に沿った受信信号を相関演算部２０６へ入力した場合、図１２に破線で示したようなインパルス応答が得られる。すなわち、時間Ｔ１の間に時間τ１だけ遅延した第１伝搬路４のインパルス応答と時間τ３だけ遅延した第２伝搬路５のインパルス応答が出力される。
【００７５】
第３マッチドフィルタ２０６３の出力をデータ信号の歪み補償に利用するために、プロファイル調整部２０７によって調整が行われる。プロファイル調整部２０７では、第３マッチドフィルタ２０６３の出力はスイッチ２０７５を介して第３遅延器２０７６及び第４遅延器２０７７のいずれかに入力される。スイッチ２０７５はスイッチ制御部２０７４によって制御される。スイッチ制御部２０７４は、時間τ１からτ１＋Ｔ３の間は第３マッチドフィルタ２０６３の出力が第３遅延器２０７６へ入力され、時間τ３からτ３＋Ｔ３の間は第３マッチドフィルタ２０６３の出力が第４遅延器２０７７へ入力されるように制御信号をスイッチ２０７５へ送る。
【００７６】
第３遅延器２０７６及び第４遅延器２０７７は、それぞれ入力をτ2−τ１及びτ４−τ3だけ遅延させる。第３遅延器２０７６及び第４遅延器２０７７の出力は、加算器２０７８によって加算される。加算器２０７８は、入力が無い場合には０を出力する。
【００７７】
このような第３遅延器２０７６、第４遅延器２０７７及び加算器２０７９の動作によって、図１２の実線で示したようなインパルス応答を得ることができる。こうして得られるインパルス応答は、その位置がデータ信号のサイクリックシフト量と等しいので、データ信号の歪み補償に利用することができる。
【００７８】
図１３は、プロファイル調整部２０７のさらに別の具体例を示している。図１３によると、図１１の相関演算部２０５からの出力信号２２２は直並列変換器（Ｓ／Ｐ）２０８１によりシリアルデータからパラレルデータへ変換される。直並列変換器２０８１から出力されるパラメータデータは、一旦メモリ２０８２に蓄えられる。メモリ２０８２からデータが読み出される際に、スイッチ２０８３を介して順番が入れ替えられるとともに、一部は０が出力される。この順番の入れ替えは、図１１の第３遅延器２０７６及び第４遅延器２０７７の動作と対応しており、サイクリックシフト量を変更する働きをする。
【００７９】
図１１及び図１３の具体例によると、図１０の具体例に比べて構成が簡略化される。図１０の構成では、相関演算部２０６において複数のマッチドフィルタ（図１０の例では、二つのマッチドフィルタ２０６１及び２０６２）を持たなければならない。特に、サイクリックシフト量の異なる複数のパイロット信号を同時に受信する場合、シフト量の種類と同数のマッチドフィルタを必要とする。これに対して、図１１ではマッチドフィルタのタップ長は２倍となるが、如何なるシフト量に対しても１個のマッチドフィルタ（第３マッチドフィルタ２０６３）のみで対応が可能である。従って、回路規模を削減することができるので、実装が容易になるとともに、動作時の消費電力を削減することが可能である。
【００８０】
（フレーム構成について）
図１４は、本実施形態におけるフレーム構成の一例を示している。送信フレームは10msecの長さを持ち、20個のサブフレームに分割されている。１サブフレーム長は0.5msecとなる。サブフレームは、さらに８個のブロック（時間的に先頭から順に第１〜第８送信ブロックと呼ぶものとする）に分割される。各送信ブロックにはサイクリックプレフィックスが付与されている。第２送信ブロックと第７送信ブロックは、時間長が半分であるショートブロック（ＳＢ）である。なお、ここでいう時間長にはサイクリックプレフィックスは含んでいない。第１送信ブロック、第３〜第６送信ブロック及び第８送信ブロックは、ロングブロック（ＬＢ）と呼ぶ。具体的には、ＬＢ長は66.7μsec、ＳＢ長は33.3μsec、サイクリックプレフィックス長は4.13μsecであるものとする。ＳＢではパイロット信号を送信し、ＬＢではデータ信号を送信するものと仮定する。
【００８１】
第１送信アンテナ及び第２送信アンテナは、サブフレームを同時に送信するが、両方の送信アンテナが送信するサブフレームの間では各ブロックのサイクリックシフト量が異なる。ここで、異なるとは一方がサイクリックシフトせず、他方がサイクリックシフトしている場合を含む。例えば、第１送信アンテナからの送信信号の各送信ブロックはサイクリックシフトせず、第２送信アンテナからの送信信号はＬＢ及びＳＢの半分、つまりＬＢについては33.3μsec、ＳＢについては16.7μsecだけサイクリックシフトする。あるいは、第１送信アンテナからの送信信号はＬＢについては16.7μsec、ＳＢについては8.3μsecだけサイクリックシフトし、第２送信アンテナからの送信信号はＬＢについては50μsec、ＳＢについては25μsecだけサイクリックシフトしてもよい。
【００８２】
（データ系列変調部及びパイロット系列変調部の具体例）
図１５及び図１６は、パイロット系列変調部１０５やデータ系列変調部１０４に用いられる系列変調部の詳細な構成例を示している。図１５では、入力信号３０１を一旦ＤＦＴ部３０２により周波数領域の信号へ変換し、ＤＦＴサイズより大きいＩＦＦＴサイズを持つＩＦＦＴ部３０３へ入力することにより、周波数変換を実現している。ＤＦＴサイズにくらべＩＦＦＴサイズの方が大きいことから、ＩＦＦＴ部３０３の入力のうち、ＤＦＴ部３０２の出力が接続されない部分については、“０”が入力される。
【００８３】
図１６は図１５と同様にＤＦＴとＩＦＦＴを利用しているが、入力信号４０１を周波数領域の信号に変換するＤＦＴ部４０２の出力は、各周波数成分の間に“０”が挿入されてから、ＩＦＦＴ部４０３へ入力される。図１６によると、例えばＤＦＴ部４０２の出力に１本おきに“０”を挿入した場合、時間軸上ではＤＦＴ部４０２の入力信号４０１が周波数変換された上で、２回繰り返された信号がＩＦＦＴ部４０３から出力される。
【００８４】
図８中に示したパイロット系列変調部１０５やデータ系列変調部１０４に対し、図１５あるいは図１６のような構成を用いることで、任意の周波数のシングルキャリア信号を生成することが可能となる。
【００８５】
（他の実施形態）
次に、図１７及び図１８を用いて本発明の他の実施形態について説明する。図１７は、本実施形態における送信信号の生成手順を示している。先の実施形態では、図５に示したように、第１パイロット信号１７及び第１データ信号１６を生成する際、それぞれパイロット元信号１５及びデータ元信号１４に対してＣＰ付与とサイクリックシフトを施している。
【００８６】
これに対し、図１７ではサイクリックシフトを行わず、それぞれパイロット元信号１５及びデータ元信号１４に対してＣＰ付与のみを行うことにより第１パイロット信号１７及び第１データ信号１６を生成している。すなわち、図１７は図５で示したτ１，τ２を０とした例である。
【００８７】
この場合、先の実施形態と同様に第２パイロット信号１９のサイクリックシフト量と第２データ信号１８のサイクリックシフト量を異ならせ、かつ第２パイロット信号１９のサイクリックシフト量をＴ１より小さく、第２データ信号１８のサイクリックシフト量をＴ２よりも小さくすることが望ましい。これによって先の実施形態と同様にパイロット信号長を短く設定することが可能となるために冗長性が減り、データ信号の伝送速度が向上するという効果が得られる。
【００８８】
さらに、先の実施形態と同様にＴ１はＴ２の２分の１以下であり、かつ第２パイロット信号１９のサイクリックシフト量はＴ１の半分であり、第２データ信号１８のサイクリックシフト量はＴ２の半分であることが望ましい。
【００８９】
図１８は、本実施形態における送信機を示している。図１７の送信信号生成手順に合わせて、図８中の第１サイクリックシフト部１０６及び第２サイクリックシフト部１０７が除去され、第１ＣＰ付与部１１１及び第２ＣＰ付与部１１２にパイロット系列変調部１０５からのパイロット元信号及びデータ系列変調部１０４からのデータ元信号が直接入力されている点が図８と異なる。
【００９０】
一方、本実施形態における受信機は基本的に図９と同様であるが、プロファイル調整部２０８の構成が先の実施形態と異なる。すなわち、プロファイル補償部２０８では第２インパルス応答に対して第２データ信号のサイクリックシフト量から第２パイロット信号のサイクリックシフト量を減算したサイクリックシフト量のサイクリックシフトを施すサイクリックシフト部が設けられる。プロファイル調整部２０８では、さらに加算器によって第２補償用インパルス応答と第１インパルス応答との和をとることによって、データ信号の歪み補償に用いる最終的な第３補償用インパルス応答を求める。
【００９１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１・・・送信機
２，３・・・送信アンテナ
４，５・・・伝搬路
６・・・受信アンテナ
７・・・受信機
１０１・・・ユーザデータ生成部
１０２・・・誤り訂正符号化部
１０３・・・パイロット系列生成部
１０４・・・データ系列変調部
１０５・・・パイロット系列変調部
１０６〜１０９・・・サイクリックシフト部
１１０・・・シフト量制御部
１１１〜１１４・・・ＣＰ付与部
１１５，１１６・・・セレクタ
１１７・・・送信信号選択部
１１８，１１９・・・送信アナログ部
１２１，１２２・・・送信アンテナ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、巡回遅延ダイバーシチを用いたマルチアンテナ無線通信システムにおける送信機、受信機及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信における送信ダイバーシチ技術の一つとして、同一の信号を複数のアンテナから送信する送信アンテナダイバーシチがある。送信アンテナダイバーシチとして、送信データをブロック化し、送信順序を変更した上で符号を操作して送信する時空間ブロック符号化(Space Time Block Coding：ＳＴＢＣ)や、ブロックに対してサイクリックシフトを施した信号を同時に送信する巡回遅延ダイバーシチ（Cyclic Delay Diversity：ＣＤＤ）が知られている。
【０００３】
ＣＤＤでは例えば非特許文献１に記載されているように、データ信号を一のアンテナから送信すると共に、他のアンテナからサイクリックシフトを施した同一のデータ信号を同時に送信する。受信機では両方の信号が混合されて受信される。サイクリックシフトされた信号は、スペクトラム上では周波数方向に高速の位相回転を有している。従って、サイクリックシフトされた信号とサイクリックシフトを施していない信号を混合すると、信号を強め合う周波数と弱め合う周波数が短い周波数間隔の間に混在する。これにより周波数方向のバースト的な電力落ち込みが解消される。このため、送信データが周波数方向に十分にインタリーブされた上で誤り訂正符号化されていれば、受信機における誤り生成能力を十分に発揮することができ、受信性能の向上が期待できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】G. Bauch and J. S. Malik, “Parameter optimization, interleaving and multiple access in OFDM with cyclic delay diversity,” VTC-2004 spring, Vol. 1, pp.505-509(2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来技術においては、受信信号の復調のためには周波数方向に高速に変動するスペクトラムを復調するための振幅基準及び位相基準が必要である。送信機では、予めシステム上取り決められたチャネル推定のためのパイロット信号をデータ信号に先行して複数のアンテナから送信しなければならない。
【０００６】
パイロット信号は直接にデータ伝送に寄与しない冗長な信号であることから、時間の長いパイロット信号を利用することはデータの伝送効率低下に繋がる。従ってパイロット信号長（時間長）は短いことが望まれる。しかし、非特許文献１ではデータ信号のサイクリックシフト量については言及しているものの、パイロット信号のサイクリックシフト量やパイロット信号長については言及していない。
【０００７】
本発明は、ＣＤＤの効果を享受しつつパイロット信号長を極力短くしてデータの伝送効率を上げることを可能とする送信機、受信機及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によると、パイロット系列からパイロット元信号を生成するステップと；データ系列から、時間長が前記パイロット元信号より長いデータ元信号を生成するステップと；第１パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第１データ信号を生成するために前記データ元信号に対して第２シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第２パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第３シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第２データ信号を生成するために前記データ元信号に対して第４シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第１送信アンテナから前記第１パイロット信号及び第１データ信号を送信するステップと；第２送信アンテナから前記第２パイロット信号及び第２データ信号を送信するステップと；を具備する送信方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によると、パイロット系列からパイロット元信号を生成する第１の手段と；データ系列から、時間長が前記パイロット元信号より長いデータ元信号を生成する第２の手段と；第１パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施す第１サイクリックシフト部と；第１データ信号を生成するために前記データ元信号に対して第２シフト量のサイクリックシフトを施す第２サイクリックシフト部と；第２パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第３シフト量のサイクリックシフトを施す第３サイクリックシフト部と；第２データ信号を生成するために前記データ元信号に対して第４シフト量のサイクリックシフトを施す第４サイクリックシフト部と；前記第１パイロット信号及び第１データ信号を送信する第１送信アンテナと；前記第２パイロット信号及び第２データ信号を送信する第２送信アンテナと；を具備する送信機が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によると、パイロット系列からパイロット元信号を生成するステップと；データ系列から、時間長が前記パイロット元信号より長いデータ元信号を生成するステップと；前記パイロット元信号から第１パイロット信号を生成するステップと；前記データ元信号から第１データ信号を生成するステップと：第２パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第２データ信号を生成するために前記データ元信号に対して前記第１シフト量と異なる第２シフト量のサイクリックシフトを施すステップと；第１送信アンテナから前記第１パイロット信号及び第１データ信号を送信するステップと；第２送信アンテナから前記第２パイロット信号及び第２データ信号を送信するステップと；を具備する送信方法が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によると、パイロット系列からパイロット元信号を生成する第１の手段と；データ系列から時間長が前記パイロット元信号より長いデータ元信号を生成する第２の手段と；前記パイロット元信号から第１パイロット信号を生成する第１生成部と；前記データ元信号から第１データ信号を生成する第２生成部と：第２パイロット信号を生成するために前記パイロット元信号に対して第１シフト量のサイクリックシフトを施す第１サイクリックシフト部と；第２データ信号を生成するために前記データ元信号に対して前記第１シフト量と異なる第２シフト量のサイクリックシフトを施す第２サイクリックシフト部と；前記第１パイロット信号及び第１データ元信号を送信する第１送信アンテナと；前記第２パイロット信号及び第２データ信号を送信する第２送信アンテナと；を具備する送信機が提供される。
【００１２】
本発明の第５の態様によると、第２の態様による送信機から送信された信号を受信して、受信信号を得る受信アンテナと；前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナ間の第１伝搬路の第１インパルス応答及び前記第２の送信アンテナと前記受信アンテナ間の第２伝搬路の第２インパルス応答を求めるために、前記第１パイロット信号と前記第２パイロット信号とが混合された受信パイロット信号とパイロット元信号との相関演算を行う相関演算部と；第１補償用インパルス応答を求めるために、前記第１インパルス応答に対して前記第２シフト量と前記第１シフト量の差と等しい遅延を施す第１遅延部と；第２補償用インパルス応答を求めるために、前記第２インパルス応答に対して前記第４シフト量と前記第３シフト量の差と等しい遅延を施す第２遅延部と；前記受信信号中の前記第１伝搬路による歪みを受けた第１データ信号と前記第２伝搬路による歪みを受けた第２データ信号とが混合された受信データ信号の歪みを前記第１インパルス応答と前記第２インパルス応答との和によって補償する補償部と；を具備する受信機が提供される。
【００１３】
本発明の第６の態様によると、第４の態様による送信機から送信された信号を受信して、受信信号を得る受信アンテナと；前記第１の送信アンテナと前記受信アンテナ間の第１伝搬路の第１インパルス応答及び前記第２の送信アンテナと前記受信アンテナ間の第２伝搬路の第２インパルス応答を求めるために、前記第１パイロット信号と前記第２パイロット信号とが混合された受信パイロット信号とパイロット元信号との相関演算を行う相関演算部と；補償用インパルス応答を求めるために、前記第２インパルス応答に対して前記第２シフト量と前記第１シフト量の差と等しい遅延を施す第１遅延部と；前記受信信号中の前記第１伝搬路による歪みを受けた第１データ信号と前記第２伝搬路による歪みを受けた第２データ信号とが混合された受信データ信号の歪みを前記第１インパルス応答と前記補償用インパルス応答との和によって補償する補償部と；を具備する受信機が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、ＣＤＤを用いたマルチアンテナ無線通信システムにおいて、ＣＤＤの効果を享受しつつパイロット信号長を極力短くしてデータの伝送効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に従う無線通信システムを示すブロック図
【図２】同実施形態に従う無線通信システムを示すブロック図
【図３】同実施形態における送信信号フォーマットを示す模式図
【図４Ａ】同実施形態におけるＣＡＺＡＣ系列から成るパイロット信号を模式的に示す図
【図４Ｂ】図４Ｂのパイロット信号をサイクリックシフトしたパイロット信号Ｂを示す模式図
【図５】同実施形態における送信信号生成手順を示す図
【図６】同実施形態における受信処理を示す図
【図７】同実施形態における受信処理の詳細を示す図
【図８】同実施形態に従う送信機を示すブロック図
【図９】同実施形態に従う受信機を示すブロック図
【図１０】図９の受信機の一部の具体例を示すブロック図
【図１１】図９の受信機の一部の他の具体例を示すブロック図
【図１２】図９の受信機の動作の詳細を示す図
【図１３】図９の受信機の一部のさらに別の具体例を示すブロック図
【図１４】送信信号のフレーム構成を示す模式図
【図１５】図５の送信機の一部の具体例を示すブロック図
【図１６】図５の送信機の一部の他の具体例を示すブロック図
【図１７】他の実施形態における送信信号生成手順を示す図
【図１８】他の実施形態に従う送信機を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
（無線通信システム）
図１を参照して本発明の一実施形態に係る無線通信システムについて説明する。送信機１には、第１送信アンテナ２及び第２送信アンテナ３が備えられる。受信機７には、受信アンテナ６が備えられる。図１のシステムは、典型的には例えばセルラ通信システムに用いられるが、これに限られるものではなく例えば無線ＬＡＮや固定無線アクセス網などへの適用も可能である。
【００１７】
送信機１は、ユーザデータを無線により受信機へ伝送するために、ユーザデータに対して変調を施し、無線周波数信号に変換する機能を持つ。送信機１は、無線周波数信号を第１送信アンテナ２と第２送信アンテナ３の両方から送信することにより、送信ダイバーシチを行う。
【００１８】
第１送信アンテナ２及び第２送信アンテナ３から送信された無線周波数信号は、第１伝搬路４及び第２伝搬路５を経て受信機アンテナへ到達する。両方の伝搬路４，５がマルチパス伝搬路である場合、受信機７へ最初に到達するパスから最後に到達するパスまでの最大時間、すなわち最大伝送遅延時間は、Ｔ３以内であるものとする。
【００１９】
受信アンテナ６では、第１送信アンテナ２から送信された信号と第２送信アンテナ３から送信された信号とが混合された信号が受信される。受信機７では、受信アンテナ６からの受信信号に対して復調処理を施し、ユーザデータを再生する。
【００２０】
図２には、本発明の実施形態に係る別の無線通信システムが示される。図１では送信機は１台のみであったが、図２は複数の送信機、例えば第１の送信機１Ａ及び第２の送信機１Ｂを有する。各送信機１Ａ，１Ｂは一般には異なるユーザが利用し、異なるユーザデータを送信しているものとする。各送信機１Ａ，１Ｂは第１送信アンテナ２Ａ，２Ｂ及び第２送信アンテナ３Ａ，３Ｂをそれぞれ持つ。第１送信機１Ａのアンテナ２Ａ，３Ａから送信された信号は、第１伝搬路４及び第２伝搬路５のそれぞれを通って受信アンテナ６へ到達する。第２送信機１Ｂのアンテナ２Ｂ，３Ｂから送信された信号は、第３伝搬路８及び第４伝搬路９をそれぞれ通って受信アンテナ６へ到達する。各伝搬路４，５，８及び９の最大伝送遅延時間はＴ３であるものとする。
【００２１】
受信機７では、第１送信機１Ａ及び第２送信機１Ｂから送信された信号を分離しなければならない。そこで本実施形態では、第１送信機１Ａから送信されるデータ信号と第２送信機１Ｂから送信されるデータ信号は、異なる周波数によって送信される、つまり周波数分割多重 (Frequency Division Multiplexing：ＦＤＭ)がなされるものとする。このとき１ユーザ分のデータ信号が送信される周波数帯域での復調については、図１に示すシステム構成と同様の処理を実施すると仮定できる。
【００２２】
（送信信号フォーマット）
図３は、送信機が送信する送信信号のフォーマットを示している。送信信号はシングルキャリア信号、つまりデータ信号の変調により生成される送信シンボルが時間方向に直列に並んでいる構成をとる。また、複数の送信シンボルを１信号ブロックとし、信号ブロックの末尾にあたる時間ＴCPの信号が信号ブロックの先頭にコピーされて接続された構成であるとする。図３の例では、１信号ブロック長は時間Ｔであり、Ｍ個の変調されたシンボルが配置される。先頭に付与した部分は、一般的にサイクリックプレフィックス（ＣＰ）と呼ばれ、受信機において周波数等化を可能とするために付与されることが多い。
【００２３】
送信機が送信する信号には大きく２種類がある。一つはパイロット信号であり、受信機が伝搬路の状態を推定するために用いられる。もう一つはデータ信号であり、ユーザデータを変調した信号である。各信号は１ブロックを占有するものとし、１受信機向けの両方の信号は時分割多重(Time Division Multiplexing：ＴＤＭ)がなされて送信されるものとする。但し、必ずしもＴＤＭに限ったものではなく、本実施形態は例えば符号分割多重(Code Division Multiplexing：ＣＤＭ)や周波数分割多重(Frequency Division Multiplexing：ＦＤＭ)であっても適用可能である。
【００２４】
受信機では、受信される１信号ブロックの中から時間Ｔの区間を抽出し、ＦＦＴなどにより周波数領域の信号へ変換する。抽出する区間の開始地点をＣＰ内から選択することができる。抽出区間をＣＰの後半に設定することで、前信号ブロックの遅延波が混合することも防ぐことができる。さらにＣＰは元の変調信号に対してサイクリックに付与されていることから、抽出した時間Ｔの信号も両端での連続性が保証される。
【００２５】
パイロット信号には、例えば定振幅零自己相関 (Constant Amplitude and Zero Auto Correlation：ＣＡＺＡＣ)系列と呼ばれる系列が利用される。ＣＡＺＡＣ系列は包絡線が一定であり、さらに自己相関値は遅延時間０以外で０となる性質、つまり完全な自己相関性を持つ系列である。包絡線が一定であることから、送信アンプなどの歪みを防ぐためのバックオフを小さくすることができる。また完全な自己相関性を頼りに、時間的にサイクリックシフトした系列を用いた符号多重が可能である。
【００２６】
本実施形態では、データ信号については周波数分割多重するものとしたが、パイロット信号についてはＣＡＺＡＣ系列のサイクリックシフトによりユーザ間で直交した信号を生成し、ユーザ間の符号多重を実現する。すなわち、図４Ａに示すあるＣＡＺＡＣ系列から成るパイロット信号Ａと、これを時間Ｔ３だけサイクリックシフトした図４Ｂに示すパイロット信号Ｂを生成する。なお、図４Ａ及び図４ＢではＣＰの付与による送信ブロック生成は省いてある。
【００２７】
パイロット信号ＡとＢは、ＣＡＺＡＣ系列の性質により互いに直交する。また、伝搬路の最大伝搬遅延時間はＴ３以内であることから、２台の送信機がそれぞれパイロット信号ＡとＢを同時に送信し、受信機に最大遅延波が到来したとしても、パイロット信号Ａの遅延波がパイロット信号Ｂの最先着波と重なることは無い。図４Ａ及び図４Ｂでは例として２系列のみを示しているが、パイロット信号Ａを２Ｔ３、３Ｔ３，４Ｔ３，・・・だけシフトした系列を生成することにより、サイクリックシフト量が１周するまでは複数の系列を生成することが可能である。
【００２８】
（送信信号の生成手順）
次に、図５を用いて本実施形態における送信信号の生成手順について詳細に説明する。送信信号は第１伝搬路及び第２伝搬路のインパルス応答、または周波数特性を測定するためのパイロット信号、及びユーザデータが変調されたデータ信号を含む。
【００２９】
パイロット信号の生成法について説明すると、パイロット信号はＡビットのＣＡＺＡＣ系列からなるパイロット系列１３を変調して生成される。変調方式は送受信間で予め決められた変調方式であることが望ましく、ＢＰＳＫまたはＡＳＫなどの２値変調であることが望ましい。変調によりパイロット系列はパイロット元信号１５へ変換される。パイロット元信号１５の時間長はＴ１である。変調によりＬ個のシンボルが生成されるとすると、例えばＢＰＳＫ変調を施した場合はＬ＝Ａである。
【００３０】
パイロット元信号１５に、サイクリックシフト及びＣＰ付与が施される。サイクリックシフトの施され方、特にサイクリックシフト量は、送信アンテナによって異なるものとする。第１送信アンテナから送信する信号には、ｋ１シンボル、あるいはｋ１シンボルに相当する時間τ１だけのサイクリックシフトが施される。サイクリックシフトは巡回置換と同様の処理である。すなわち、サイクリックシフトは信号に対して遅延を加えると共に、遅延処理により元の信号よりも長くなってしまった部分を先頭に移動することで、送信する情報量を変化させない置換処理である。こうしてサイクリックシフトを施した後、図３に示す方法でＣＰが付与される。
【００３１】
第２送信アンテナから送信されるパイロット信号に対しては、第１送信アンテナから送信される信号とは異なる時間のサイクリックシフトが施される。第２送信アンテナから送信されるパイロット信号のサイクリックシフト量は、ｋ３シンボル、またはｋ３シンボルに相当する時間τ３であるものとする。そして、サイクリックシフト後にＣＰが付与される。第１送信アンテナから送信されるサイクリックシフトされたパイロット信号を第１パイロット信号、第２送信アンテナから送信されるサイクリックシフトされたパイロット信号を第２パイロット信号と呼ぶものとする。第１パイロット信号と第２パイロット信号は、それぞれのアンテナから同時に送信される。
【００３２】
次に、データ信号の生成手順を説明する。送信機は、Ｊビットのユーザデータ１１を生成する。ユーザデータ１１に対し誤り訂正符号化を施し、Ｂビットのデータ系列１２を生成する。さらにデータ系列１２に対し変調を施し、Ｍシンボル、時間長Ｔ２のデータ元信号１４を生成する。ここでの変調には、例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭあるいは６４ＱＡＭといった変調方式を用いることができる。ここで用いられる変調方式は、送信機と受信機の間で予め取り決められている、あるいは別の方法により送信機から受信機へ通知された変調方式を用いるものとする。
【００３３】
データ元信号１４に対しても、パイロット信号と同様にシフト量の異なる２種類のサイクリックシフトが施される。第１送信アンテナから送信される第１データ信号１６は、データ元信号１４に対してｋ２シンボル、あるいはｋ２シンボルに相当する時間τ２だけサイクリックシフトを施し、さらにＣＰを付与した信号である。
【００３４】
同様に、第２送信アンテナから送信される第２データ信号１７は、データ元信号１４に対してｋ４シンボル、あるいはｋ４シンボルに相当する時間τ４だけサイクリックシフトを施し、さらにＣＰを付与した信号である。第１データ信号１６と第２データ信号１７は、各送信アンテナから同時に送信される。
【００３５】
本実施形態では、一般性を失わずにτ１＜τ３、及びτ２＜τ４であるものとする。ここで、第１パイロット信号と第２パイロット信号のサイクリックシフト量の差τ３−τ１と、第１データ信号のサイクリックシフト量と第２データ信号のサイクリックシフト量の差τ４−τ２とを異なるものとすることで、以下の利点を生じる。
【００３６】
サイクリックシフトでは、シフト量が送信ブロック長を超えると信号が１周以上シフトされるため、シフト量が送信ブロック長より小さい系列と同一の系列となってしまう恐れがある。従って、第１及び第２パイロット信号１７，１９のサイクリックシフト量はＴ１より小さく、第１及び第２データ信号１６，１８のサイクリックシフト量はＴ２よりも小さくすべきである。これは同時に、τ３−τ１はＴ１よりも小さく、τ４−τ２はＴ２よりも小さくなければならないことを表している。
【００３７】
ここでτ３−τ１がτ４−τ２と等しい場合、必然的にＴ１及びＴ２は、τ３−τ１及びτ４−τ２のいずれよりも大きくしなければならなくなる。すると例えば、第１及び第２パイロット信号１７，１９の時間長Ｔ１を第１及び第２データ信号１６，１８の時間長Ｔ２よりも短くしたいといった欲求が必ずしも満たせない場合が生じる。さらに詳しくは、第１及び第２パイロット信号１７，１９の時間長Ｔ１を第１及び第２データ信号１６，１８のサイクリックシフト量の差τ４−τ２よりも小さくすることはできない。
【００３８】
パイロット信号は、ユーザデータの伝送に直接は寄与しない冗長な信号である。従ってパイロット信号長を短くできない場合、冗長な信号を余分に送信する場合を生じ、さらにはデータ信号長を短くせざるを得なくなり、伝送速度の低下、あるいは遅い伝送速度での飽和を招く。
【００３９】
ここで、本実施形態のようにτ３−τ１とτ４−τ２が異なるものとする、あるいは独立に設定するものとすると、Ｔ１はτ３−τ１以上であればよく、Ｔ２はτ４−τ２以上であればよいことになる。するとＴ１はτ４−τ２の値による制約を受けないことから、パイロット信号長を短く設定することが可能となる。従って冗長性が減り、その分だけ伝送できるユーザデータの量が増え、伝送速度が向上することになる。
【００４０】
さらに、本実施形態ではτ４−τ２がＴ２／２であるときにＣＤＤの効果が最大となる。ここでτ３−τ１がτ４−τ２と等しい場合、Ｔ１はＴ２／２より大きくする必要がある。厳密には伝搬路により最大Ｔ３の遅延波を生じることから、Ｔ１はＴ２／２にＴ３を加えた時間より大きくする必要がある。しかし、本実施形態に従ってτ３−τ１をＴ２／２からＴ３を減じた時間以下に設定すれば、Ｔ１はτ３−τ１より大きい範囲であればよいことになる。例えばＴ１＝Ｔ２／２とすれば、パイロット元信号１５の時間長Ｔ１がデータ元信号１４の時間長Ｔ２の半分となる。これによって送信機のメモリ管理が容易になり、さらに受信機における周波数補償用のＦＦＴがちょうど半分となって実装が容易になるなどの実装上の利点を享受することが可能となる。このとき、ＣＤＤの効果は損なわれることは無い。
【００４１】
（受信方法）
図６を用いて本実施形態における受信動作の概略について述べる。送信機１の第１送信アンテナ２からは時間τ１だけサイクリックシフトされた第１パイロット信号１７と、それに続く時間τ２だけサイクリックシフトされた第１データ信号１６が送信される。同時に、第２送信アンテナ３からは、時間τ３だけサイクリックシフトされた第２パイロット信号１９と、時間τ４だけサイクリックシフトされた第２データ信号１８が送信されている。
【００４２】
送信アンテナ２及び送信アンテナ３からそれぞれ送信された信号は、最大遅延時間Ｔ３の第１伝搬路４及び第２伝搬路５を経て受信アンテナ６において混合されて受信される。パイロット信号はＣＡＺＡＣ系列であるため、受信アンテナ６によって混合された第１パイロット信号１７及び第２パイロット信号１９に対し、パイロット元信号１５との相関を求めることにより、第１伝搬路４のインパルス応答及び第２伝搬路５のインパルス応答を求めることができる。
【００４３】
第１伝搬路４のインパルス応答を第１インパルス応答、そして第２伝搬路５のインパルス応答を第２インパルス応答と呼ぶ。図６中には、第１インパルス応答及び第２インパルス応答のそれぞれの形状の一例が示されている。これらのインパルス応答を用いて、第１送信アンテナ２及び第２送信アンテナ３から送信された第１及び第２データ信号１６，１８の混合された信号を等化、すなわち歪み補償を行うことを考える。混合されたデータ信号の等化のためには、データ信号と同じだけシフトされた後に混合されたインパルス応答を求めることが必要である。このインパルス応答の生成方法を図７により説明する。
【００４４】
第１及び第２データ信号１６，１８の混合された信号を等化するためのインパルス応答を作成するために、第１インパルス応答と第２インパルス応答を時間Ｔ２の区間に配置し直す。第１データ信号の最初の到達時刻をｔ２とすると、第１インパルス応答はｔ２からτ２だけ離れた場所に配置される。第２インパルス応答は、ｔ２からτ４だけ離れた場所に配置される。以上の再配置処理をプロファイル調整と呼ぶ。プロファイル調整により、データ信号と同じ量のシフト量を有したインパルス応答を求めることができ、このインパルス応答を受信データ信号の歪み補償に用いることができる。
【００４５】
（送信機）
図８を用いて本実施形態に係る送信機について説明する。図８の送信機は、パイロット系列生成部１０３、パイロット系列変調部１０５、ユーザデータ生成部１０１、誤り訂正符号化部１０２、データ系列変調部１０４、第１〜第４サイクリックシフト部１０６〜１０９、シフト量制御部１１０、第１〜第４ＣＰ付与部１１１〜１１４、送信信号選択部１１７、第１及び第２セレクタ１１５，１１６、送信アナログ部１１８，１１９、第１送信アンテナ１２１及び第２送信アンテナ１２２を有する。
【００４６】
パイロット系列生成部１０３は、予め送受信機間で決められたパイロット系列を生成する。本実施形態では、パイロット系列はＣＡＺＡＣ系列であるものとする。生成されたパイロット系列は、パイロット系列変調部１０５に送られる。
【００４７】
パイロット系列変調部１０５では、パイロット系列生成部１０３によって生成されたパイロット系列に対してあらかじめ定められた変調を施し、パイロット元信号１５を生成する。生成されたパイロット元信号１５は、第１サイクリックシフト部１０６と第３サイクリックシフト部１０８へ送られる。
【００４８】
ユーザデータ生成部１０１は、受信機７へ伝送したいユーザデータを生成する。ユーザデータ生成部１０１において生成されたユーザデータは、誤り訂正符号化部１０２へ送られる。誤り訂正符号化部１０２では、ユーザデータ生成部１０１より得たユーザデータに対し、誤り訂正符号化を施す。誤り訂正符号化には、例えば畳み込み符号化あるいはターボ符号化などを用いることができる。符号化されたデータは、図５中に示したデータ系列１２であり、変調のためにデータ系列変調部１０４に送られる。
【００４９】
データ系列変調部１０４では、誤り訂正符号化部１０２からのデータ系列に対して変調を施す。変調方式は例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、あるいは６４ＱＡＭなどを用いることができる。ここで用いる変調方式は、送信機１と受信機７間で共有されているものとする。生成された信号は、図５中に示したデータ元信号１５であり、第２サイクリックシフト部１０７及び第４サイクリックシフト部１０９に送られる。
【００５０】
第１から第４サイクリックシフト部１０６〜１０９では、入力されたパイロット元信号１５あるいはデータ元信号１４に対し、サイクリックシフトを施す。サイクリックシフト量は、シフト量制御部１１０から与えられる。サイクリックシフトされた信号は、第１〜第４ＣＰ付与部１１１〜１１４に送られる。
【００５１】
シフト量制御部１１０では、第１〜第４サイクリックシフト部１０６〜１０９に対してサイクリックシフト量を設定する。より具体的には、シフト量設定部１１０は第１〜第４サイクリックシフト部１０６〜１０９に対してそれぞれτ１、τ２、τ３、及びτ４のサイクリックシフト量を設定する。τ2及びτ4の設定の一例として、CDDにおけるダイバーシチ効果を最大限に得ることができるように、τ4−τ2はデータ信号のブロック長T2の半分となるように設定すると良い。またτ1及びτ3の設定の一例として、図２のように複数のユーザがパイロット信号を同時に送信する場合は、τ1及びτ3が、他の端末のパイロット信号のサイクリックシフト量と同一とならないように設定する。
【００５２】
ＣＰ付与部１１１〜１１４では、サイクリックシフト部１０６〜１０９によってサイクリックシフトされた各信号に対し、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）を付与する。ＣＰ付与部１１１〜１１４の動作はすべて同一であり、出力先のみが異なるものとする。第１〜第４ＣＰ付与部１１１〜１１４の出力は、それぞれ第１及び第２セレクタ１１５，１１６へ接続されている。
【００５３】
第１セレクタ１１５では第１ＣＰ付与部１１１から得た第１パイロット信号、及び第２ＣＰ付与部１１２から得た第１データ信号のいずれかを後続の第１送信アナログ部１１８へ送る。第２セレクタ１１６でも同様に、第３ＣＰ付与部１１３から得た第２パイロット信号、及び第４ＣＰ付与部１１４から得た第２データ信号のいずれかを後続の第２送信アナログ部１１９へ送る。各セレクタ１１５，１１６においていずれの信号を後段へ出力するかは、送信信号選択部１１７からの指示に従う。
【００５４】
送信信号選択部１１７は二つのセレクタ１１５，１１６に対し、パイロット信号あるいはデータ信号のいずれを送信アナログ部１１８，１１９へ送るかを指定する。すなわち、パイロット信号の送信時刻にはパイロット信号、データ信号の送信時刻にはデータ信号を送るように指示する。第１パイロット信号１７及び第２パイロット信号１９は同時に送られることとなり、第１データ信号１６と第２データ信号１８も同時に送信される。また、パイロット信号１７，１９とデータ信号１６，１８は異なる時間に送られる。
【００５５】
送信アナログ部１１８，１１９では、それぞれセレクタ１１５，１１６から出力される送信信号を無線周波数信号に変換し、それぞれ第１送信アンテナ１２１及び第２送信アンテナ１２２へ出力する。第１送信アンテナ１２１及び第２送信アンテナ１２２は、送信アナログ部１１８，１１９から出力される無線周波数信号を伝搬路へ送信する。
【００５６】
（受信機）
図９を用いて本実施形態に係る受信機について説明する。受信機は受信アンテナ２０１、受信アナログ部２０２、基準信号生成部２０５、相関演算部２０７、プロファイル調整部２０８、補償信号生成部２０９、同期部２０４、ＣＰ除去部２０３、ＦＦＴ部２０５、歪み補償部２１０、ＩＦＦＴ部２１１、データ系列復調部２１２及びユーザデータ抽出部２１３を有する。
【００５７】
受信アンテナ２０１によって受信された受信パイロット信号及び受信データ信号は、後続の受信アナログ部２０２に送られる。受信アナログ部２０２では、無線周波数の受信信号をベースバンド信号へ変換する。ベースバンド信号へ変更された受信信号はCP除去部２０３、同期部２０４及び相関演算部２０７に送られる。
【００５８】
同期部２０４では主にパイロット信号を用いてＣＰ位置を求め、ＣＰ位置の情報をＣＰ除去部２０３へ送る。
【００５９】
基準信号生成部２０５では相関演算部２０７によって用いる基準信号を作成する。基準信号とは相関演算部２０７によって受信信号との相関を算出するための信号であり、本実施形態では時間τ１、及びτ３だけサイクリックシフトされたパイロット元信号、つまり送信された第１パイロット信号１６及び第２パイロット信号１８である。
【００６０】
相関演算部２０７では、受信信号中のパイロット信号（受信パイロット信号）と、基準信号生成部２０５で生成された基準信号との相関演算を行い、相互相関値を求める。この相関演算処理より、前述した第１インパルス応答及び第２インパルス応答が得られる。相関演算部２０７の詳細については後述する。相関演算部２０７で得られた相互相関値は、プロファイル調整部２０８に送られる。
【００６１】
プロファイル調整部２０８では、相関演算部２０７によって求められた相互相関値、つまり第１インパルス応答及び第２インパルス応答から、図７で説明した方法によりデータ信号の歪みを補償するための補償用インパルス応答を生成する。生成された補償用インパルス応答は、補償信号生成部２０９へ送られる。
【００６２】
補償信号生成部２０９では、プロファイル調整部２０８によって得られた補償用インパルス応答を、歪み補償処理のための補償信号に変換する。本実施形態では周波数等化を用いているため、補償信号生成処理はＦＦＴ処理となる。補償信号生成部２０９により生成された補償信号は、歪み補償部２１０に送られる。
【００６３】
ＣＰ除去部２０３では、受信される信号からサイクリックプレフィックスを取り除き、受信信号から信号ブロックを抽出してＦＦＴ部２０５へ送る。
【００６４】
ＦＦＴ部２０５では、サイクリックプレフィックスが取り除かれた信号ブロックを周波数領域の信号へ変換して歪み補償部２１０へ送る。歪み補償部２１０では、主に伝搬路によるデータ信号の歪みを補償する。すなわち、歪み補償部２１０では補償用インパルス応答の逆応答をデータ信号に乗じることによって歪み補償を行う。
【００６５】
本実施形態のようにＣＤＤを利用したシステムでは、さらにサイクリックシフトによる信号の遅延を戻す処理も歪補償部２１０において行われる。歪み補償には、例えばゼロフォーシング(Zero Forcing：ZF)法、最小二乗 (Least Square：LS)法、あるいは最小二乗平均誤差 (Minimum Mean Square Error：MMSE)法といった公知のアルゴリズムを利用することができる。
【００６６】
この場合、第１データ信号１６及び第２データ信号１８のサイクリックシフト量と同じだけサイクリックシフトされたインパルス応答の和、つまりプロファイル調整部２０８において求められた補償用インパルス応答を用いて歪み補償を行うことで、サイクリックシフトを元に戻すこともできる。
【００６７】
ＩＦＦＴ部２１１では、歪み補償部２１０から出力された補償後のスペクトラムを時間領域の信号へ変換してデータ系列復調部２１２へ送る。データ系列復調部２１２では、送信機１との間で取り決められた変調方式を用いてデータ系列を復調する。復調された信号は、ユーザデータ抽出部２１３に送られる。ユーザデータ抽出部２１３では、データ系列復調部２１２によって得られた受信データ系列に対して誤り訂正符号の復号を行い、ユーザデータ２１４を抽出する。
【００６８】
次に、図１０を用いて図９に示す基準信号生成部２０５、相関演算部２０６及びプロファイル調整部２０７の具体例を説明する。
基準信号生成部２０５では、第１パイロット信号生成器２０５１により送信側で作成された第１パイロット信号と同じ信号を作成し、第２パイロット信号生成器２０５２により送信側で作成された第２パイロット信号と同じ信号を生成する。すなわち、第１パイロット信号生成器２０５１はパイロット元信号１５をτ1だけサイクリックシフトした信号を生成し、第２パイロット信号生成器２０５２はパイロット元信号１５をτ3だけサイクリックシフトした信号を生成する。
【００６９】
こうして基準信号生成部２０５によって生成された第１パイロット信号及び第２パイロット信号は、相関演算部２０６へ送られる。相関演算部２０６は、第１マッチドフィルタ２０６１及び第２マッチドフィルタ２０６２を有する。第１パイロット信号をタップ係数とする第１マッチドフィルタ２０６１によって、第１パイロット信号と受信信号２２１中のパイロット信号（受信パイロット信号）との第１相互相関値が求められる。第１相互相関値は、第１伝搬路の第１インパルス応答を表す。同様に第２パイロット信号をタップ係数とする第２マッチドフィルタ２０６２によって第２パイロット信号と受信パイロット信号との第２相互相関値が求められる。第２相互相関値は、第２伝搬路の第２インパルス応答を表す。
【００７０】
相関演算部２０６からの二つの出力信号（相互相関値）は、プロファイル調整部２０７に入力される。プロファイル調整部２０７は第１遅延器２０７１及び第２遅延器２０７２を有し、第１遅延器２０７１により第１マッチドフィルタの出力（第１インパルス応答）をτ2-τ1だけ遅延させ、第２遅延器２０７２により第２マッチドフィルタの出力（第２インパルス応答）をτ4-τ3だけ遅延させる。遅延器２０７１及び２０７２の出力は、加算器２０７３によって加算される。すなわち、第１補償用インパルス応答と第２補償用インパルス応答との和がとられることによって、データ信号の歪み補償を行うための第３補償用インパルス応答２２３が求められる。
【００７１】
次に、図１１を用いて図９に示す基準信号生成部２０５、相関演算部２０６及びプロファイル調整部２０７の別の具体例を説明する。
基準信号生成部２０５は、先と同様に相関演算部２０６３が相互相関値の計算に用いるための一方の系列を生成するが、出力信号の時間長は先の例に比べて２倍となっている。すなわち、基準信号生成部２０５ではパイロット元信号生成器２０５３が生成したパイロット元信号を繰り返し部２０５４を介して２回繰り返して出力する。
【００７２】
相関演算部２０６では、第３マッチドフィルタ２０６３により、基準信号生成部２０５により生成された、パイロット元信号の２回繰り返し信号と、受信信号パイロット信号との相互相関を求める。第３マッチドフィルタ２０６３はパイロット元信号の２倍のタップ長を持ち、タップ係数はパイロット元信号が２回繰り返されたものとなる。
【００７３】
パイロット元信号を任意の時間だけサイクリックシフトした系列は、パイロット元信号を２回繰り返した信号の一部分とみなすことができる。従って、サイクリックシフト量を問わず、パイロット信号が第３マッチドフィルタ２０６３に入力された場合に相互相関値を得ることが可能である。但し、サイクリックシフトしないパイロット元信号を入力した場合に生じるインパルス応答に比べ、時間τだけサイクリックシフトしたパイロット信号を入力した場合には、インパルス応答も時間τだけ遅延して出力される。
【００７４】
本実施形態に沿った受信信号を相関演算部２０６へ入力した場合、図１２に破線で示したようなインパルス応答が得られる。すなわち、時間Ｔ１の間に時間τ１だけ遅延した第１伝搬路４のインパルス応答と時間τ３だけ遅延した第２伝搬路５のインパルス応答が出力される。
【００７５】
第３マッチドフィルタ２０６３の出力をデータ信号の歪み補償に利用するために、プロファイル調整部２０７によって調整が行われる。プロファイル調整部２０７では、第３マッチドフィルタ２０６３の出力はスイッチ２０７５を介して第３遅延器２０７６及び第４遅延器２０７７のいずれかに入力される。スイッチ２０７５はスイッチ制御部２０７４によって制御される。スイッチ制御部２０７４は、時間τ１からτ１＋Ｔ３の間は第３マッチドフィルタ２０６３の出力が第３遅延器２０７６へ入力され、時間τ３からτ３＋Ｔ３の間は第３マッチドフィルタ２０６３の出力が第４遅延器２０７７へ入力されるように制御信号をスイッチ２０７５へ送る。
【００７６】
第３遅延器２０７６及び第４遅延器２０７７は、それぞれ入力をτ2−τ１及びτ４−τ3だけ遅延させる。第３遅延器２０７６及び第４遅延器２０７７の出力は、加算器２０７８によって加算される。加算器２０７８は、入力が無い場合には０を出力する。
【００７７】
このような第３遅延器２０７６、第４遅延器２０７７及び加算器２０７９の動作によって、図１２の実線で示したようなインパルス応答を得ることができる。こうして得られるインパルス応答は、その位置がデータ信号のサイクリックシフト量と等しいので、データ信号の歪み補償に利用することができる。
【００７８】
図１３は、プロファイル調整部２０７のさらに別の具体例を示している。図１３によると、図１１の相関演算部２０５からの出力信号２２２は直並列変換器（Ｓ／Ｐ）２０８１によりシリアルデータからパラレルデータへ変換される。直並列変換器２０８１から出力されるパラメータデータは、一旦メモリ２０８２に蓄えられる。メモリ２０８２からデータが読み出される際に、スイッチ２０８３を介して順番が入れ替えられるとともに、一部は０が出力される。この順番の入れ替えは、図１１の第３遅延器２０７６及び第４遅延器２０７７の動作と対応しており、サイクリックシフト量を変更する働きをする。
【００７９】
図１１及び図１３の具体例によると、図１０の具体例に比べて構成が簡略化される。図１０の構成では、相関演算部２０６において複数のマッチドフィルタ（図１０の例では、二つのマッチドフィルタ２０６１及び２０６２）を持たなければならない。特に、サイクリックシフト量の異なる複数のパイロット信号を同時に受信する場合、シフト量の種類と同数のマッチドフィルタを必要とする。これに対して、図１１ではマッチドフィルタのタップ長は２倍となるが、如何なるシフト量に対しても１個のマッチドフィルタ（第３マッチドフィルタ２０６３）のみで対応が可能である。従って、回路規模を削減することができるので、実装が容易になるとともに、動作時の消費電力を削減することが可能である。
【００８０】
（フレーム構成について）
図１４は、本実施形態におけるフレーム構成の一例を示している。送信フレームは10msecの長さを持ち、20個のサブフレームに分割されている。１サブフレーム長は0.5msecとなる。サブフレームは、さらに８個のブロック（時間的に先頭から順に第１〜第８送信ブロックと呼ぶものとする）に分割される。各送信ブロックにはサイクリックプレフィックスが付与されている。第２送信ブロックと第７送信ブロックは、時間長が半分であるショートブロック（ＳＢ）である。なお、ここでいう時間長にはサイクリックプレフィックスは含んでいない。第１送信ブロック、第３〜第６送信ブロック及び第８送信ブロックは、ロングブロック（ＬＢ）と呼ぶ。具体的には、ＬＢ長は66.7μsec、ＳＢ長は33.3μsec、サイクリックプレフィックス長は4.13μsecであるものとする。ＳＢではパイロット信号を送信し、ＬＢではデータ信号を送信するものと仮定する。
【００８１】
第１送信アンテナ及び第２送信アンテナは、サブフレームを同時に送信するが、両方の送信アンテナが送信するサブフレームの間では各ブロックのサイクリックシフト量が異なる。ここで、異なるとは一方がサイクリックシフトせず、他方がサイクリックシフトしている場合を含む。例えば、第１送信アンテナからの送信信号の各送信ブロックはサイクリックシフトせず、第２送信アンテナからの送信信号はＬＢ及びＳＢの半分、つまりＬＢについては33.3μsec、ＳＢについては16.7μsecだけサイクリックシフトする。あるいは、第１送信アンテナからの送信信号はＬＢについては16.7μsec、ＳＢについては8.3μsecだけサイクリックシフトし、第２送信アンテナからの送信信号はＬＢについては50μsec、ＳＢについては25μsecだけサイクリックシフトしてもよい。
【００８２】
（データ系列変調部及びパイロット系列変調部の具体例）
図１５及び図１６は、パイロット系列変調部１０５やデータ系列変調部１０４に用いられる系列変調部の詳細な構成例を示している。図１５では、入力信号３０１を一旦ＤＦＴ部３０２により周波数領域の信号へ変換し、ＤＦＴサイズより大きいＩＦＦＴサイズを持つＩＦＦＴ部３０３へ入力することにより、周波数変換を実現している。ＤＦＴサイズにくらべＩＦＦＴサイズの方が大きいことから、ＩＦＦＴ部３０３の入力のうち、ＤＦＴ部３０２の出力が接続されない部分については、“０”が入力される。
【００８３】
図１６は図１５と同様にＤＦＴとＩＦＦＴを利用しているが、入力信号４０１を周波数領域の信号に変換するＤＦＴ部４０２の出力は、各周波数成分の間に“０”が挿入されてから、ＩＦＦＴ部４０３へ入力される。図１６によると、例えばＤＦＴ部４０２の出力に１本おきに“０”を挿入した場合、時間軸上ではＤＦＴ部４０２の入力信号４０１が周波数変換された上で、２回繰り返された信号がＩＦＦＴ部４０３から出力される。
【００８４】
図８中に示したパイロット系列変調部１０５やデータ系列変調部１０４に対し、図１５あるいは図１６のような構成を用いることで、任意の周波数のシングルキャリア信号を生成することが可能となる。
【００８５】
（他の実施形態）
次に、図１７及び図１８を用いて本発明の他の実施形態について説明する。図１７は、本実施形態における送信信号の生成手順を示している。先の実施形態では、図５に示したように、第１パイロット信号１７及び第１データ信号１６を生成する際、それぞれパイロット元信号１５及びデータ元信号１４に対してＣＰ付与とサイクリックシフトを施している。
【００８６】
これに対し、図１７ではサイクリックシフトを行わず、それぞれパイロット元信号１５及びデータ元信号１４に対してＣＰ付与のみを行うことにより第１パイロット信号１７及び第１データ信号１６を生成している。すなわち、図１７は図５で示したτ１，τ２を０とした例である。
【００８７】
この場合、先の実施形態と同様に第２パイロット信号１９のサイクリックシフト量と第２データ信号１８のサイクリックシフト量を異ならせ、かつ第２パイロット信号１９のサイクリックシフト量をＴ１より小さく、第２データ信号１８のサイクリックシフト量をＴ２よりも小さくすることが望ましい。これによって先の実施形態と同様にパイロット信号長を短く設定することが可能となるために冗長性が減り、データ信号の伝送速度が向上するという効果が得られる。
【００８８】
さらに、先の実施形態と同様にＴ１はＴ２の２分の１以下であり、かつ第２パイロット信号１９のサイクリックシフト量はＴ１の半分であり、第２データ信号１８のサイクリックシフト量はＴ２の半分であることが望ましい。
【００８９】
図１８は、本実施形態における送信機を示している。図１７の送信信号生成手順に合わせて、図８中の第１サイクリックシフト部１０６及び第２サイクリックシフト部１０７が除去され、第１ＣＰ付与部１１１及び第２ＣＰ付与部１１２にパイロット系列変調部１０５からのパイロット元信号及びデータ系列変調部１０４からのデータ元信号が直接入力されている点が図８と異なる。
【００９０】
一方、本実施形態における受信機は基本的に図９と同様であるが、プロファイル調整部２０８の構成が先の実施形態と異なる。すなわち、プロファイル補償部２０８では第２インパルス応答に対して第２データ信号のサイクリックシフト量から第２パイロット信号のサイクリックシフト量を減算したサイクリックシフト量のサイクリックシフトを施すサイクリックシフト部が設けられる。プロファイル調整部２０８では、さらに加算器によって第２補償用インパルス応答と第１インパルス応答との和をとることによって、データ信号の歪み補償に用いる最終的な第３補償用インパルス応答を求める。
【００９１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１・・・送信機
２，３・・・送信アンテナ
４，５・・・伝搬路
６・・・受信アンテナ
７・・・受信機
１０１・・・ユーザデータ生成部
１０２・・・誤り訂正符号化部
１０３・・・パイロット系列生成部
１０４・・・データ系列変調部
１０５・・・パイロット系列変調部
１０６〜１０９・・・サイクリックシフト部
１１０・・・シフト量制御部
１１１〜１１４・・・ＣＰ付与部
１１５，１１６・・・セレクタ
１１７・・・送信信号選択部
１１８，１１９・・・送信アナログ部
１２１，１２２・・・送信アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１アンテナと第２アンテナとを介して信号を送信するための送信機であって、
ＣＡＺＡＣ系列に、前記送信機に設定される値である第１値のサイクリックシフト量の第１サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第１伝送路状態を推定するための第１系列を生成する第１系列生成部と、
前記ＣＡＺＡＣ系列に、前記送信機に設定される値であって前記第１値とは異なる第２値のサイクリックシフト量の第２サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第２伝送路状態を推定するための第２系列を生成する第２系列生成部と、
データから生成されるブロック信号に、第３値のサイクリックシフト量の第３サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第１ブロック信号を生成する第１ブロック信号生成部と、
データから生成されるブロック信号に、前記第３値とは異なる第４値のサイクリックシフト量の第４サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第２ブロック信号を生成する第２ブロック信号生成部と、を備え、
前記第１系列と前記第２系列とが送信される期間は、前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値との間の差は、前記第３値と前記第４値との間の差とは異なっていて、
前記第１系列と前記第１ブロック信号とは、少なくとも第１アンテナから送信されるための信号であって、
前記第２系列と前記第２ブロックの信号とは、少なくとも第２アンテナから送信されるための信号であることを特徴とする送信機。
【請求項２】
請求項１に記載の送信機と、前記第１アンテナと前記第２アンテナとを備える通信装置。
【請求項３】
送信機から送信された信号を受信するための受信機であって、
ＣＡＺＡＣ系列にサイクリックシフト量が第１値の第１サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第１系列と、前記ＣＡＺＡＣ系列にサイクリックシフト量が前記第１値とは異なる第２値の第２サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第２系列と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が第３値の第３サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第１ブロック信号と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が前記第３値とは異なる第４値の第４サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第２ブロック信号と、を受信する受信部を備え、
前記第１系列と前記第２系列とが受信される期間は、前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが受信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値との間の差は、前記第３値と前記第４値との間の差とは異なっていて、
前記第１系列と前記第１ブロック信号とは、少なくとも第１アンテナから送信されたものであって、
前記第２系列と前記第２ブロック信号とは、少なくとも第２アンテナから送信されたものであることを特徴とする受信機。
【請求項４】
少なくとも第１アンテナと第２アンテナとを介して信号を送信するための送信機で使用される送信方法であって、
ＣＡＺＡＣ系列に、前期送信機に設定される値である第１値のサイクリックシフト量の第１サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第１伝送路状態を推定するための第１系列を生成し、
前記ＣＡＺＡＣ系列に、前記送信機に設定される値であって前記第１値とは異なる第２値のサイクリックシフト量の第２サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第２伝送路状態を推定するための第２系列を生成し、
データから生成されるブロック信号に、第３値のサイクリックシフト量の第３サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第１ブロック信号を生成し、
データから生成されるブロック信号に、前記第３値とは異なる第４値のサイクリックシフト量の第４サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第２ブロック信号を生成し、
前記第１系列と前記第２系列とが送信される期間は、前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値との間の差は、前記第３値と前記第４値との間の差とは異なっていて、
前記第１系列と前記第１ブロック信号とは、少なくとも第１アンテナから送信されるための信号であって、
前記第２系列と前記第２ブロック信号とは、少なくとも第２アンテナから送信されるための信号であることを特徴とする送信方法。
【請求項５】
送信機から送信された信号を受信するための受信機で使用される受信方法であって、
ＣＡＺＡＣ系列にサイクリックシフト量が第１値の第１サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第１系列と、前記ＣＡＺＡＣ系列にサイクリックシフト量が前記第１値とは異なる第２値の第２サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第２系列と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が第３値の第３サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第１ブロック信号と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が前記第３値とは異なる第４値の第４サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第２ブロック信号と、を受信し、
前記第１系列と前記第２系列とが受信される期間は、前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが受信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値との間の差は、前記第３値と前記第４値との間の差とは異なっていて、
前記第１系列と前記第１ブロック信号とは、少なくとも第１アンテナから送信されたものであって、
前記第２系列と前記第２ブロック信号とは、少なくとも第２アンテナから送信されたものであることを特徴とする受信方法。
【請求項１】
少なくとも第１アンテナと第２アンテナとを介して信号を送信するための送信機であって、
ＣＡＺＡＣ系列に、前記送信機に設定される値である第１値のサイクリックシフト量の第１サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第１伝送路状態を推定するための第１系列を生成する第１系列生成部と、
前記ＣＡＺＡＣ系列に、前記送信機に設定される値であって前記第１値とは異なる第２値のサイクリックシフト量の第２サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第２伝送路状態を推定するための第２系列を生成する第２系列生成部と、
データから生成されるブロック信号に、第３値のサイクリックシフト量の第３サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第１ブロック信号を生成する第１ブロック信号生成部と、
データから生成されるブロック信号に、前記第３値とは異なる第４値のサイクリックシフト量の第４サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第２ブロック信号を生成する第２ブロック信号生成部と、を備え、
前記第１系列と前記第２系列とが送信される期間は、前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値との間の差は、前記第３値と前記第４値との間の差とは異なっていて、
前記第１系列と前記第１ブロック信号とは、少なくとも第１アンテナから送信されるための信号であって、
前記第２系列と前記第２ブロックの信号とは、少なくとも第２アンテナから送信されるための信号であることを特徴とする送信機。
【請求項２】
請求項１に記載の送信機と、前記第１アンテナと前記第２アンテナとを備える通信装置。
【請求項３】
送信機から送信された信号を受信するための受信機であって、
ＣＡＺＡＣ系列にサイクリックシフト量が第１値の第１サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第１系列と、前記ＣＡＺＡＣ系列にサイクリックシフト量が前記第１値とは異なる第２値の第２サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第２系列と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が第３値の第３サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第１ブロック信号と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が前記第３値とは異なる第４値の第４サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第２ブロック信号と、を受信する受信部を備え、
前記第１系列と前記第２系列とが受信される期間は、前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが受信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値との間の差は、前記第３値と前記第４値との間の差とは異なっていて、
前記第１系列と前記第１ブロック信号とは、少なくとも第１アンテナから送信されたものであって、
前記第２系列と前記第２ブロック信号とは、少なくとも第２アンテナから送信されたものであることを特徴とする受信機。
【請求項４】
少なくとも第１アンテナと第２アンテナとを介して信号を送信するための送信機で使用される送信方法であって、
ＣＡＺＡＣ系列に、前期送信機に設定される値である第１値のサイクリックシフト量の第１サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第１伝送路状態を推定するための第１系列を生成し、
前記ＣＡＺＡＣ系列に、前記送信機に設定される値であって前記第１値とは異なる第２値のサイクリックシフト量の第２サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第２伝送路状態を推定するための第２系列を生成し、
データから生成されるブロック信号に、第３値のサイクリックシフト量の第３サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第１ブロック信号を生成し、
データから生成されるブロック信号に、前記第３値とは異なる第４値のサイクリックシフト量の第４サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第２ブロック信号を生成し、
前記第１系列と前記第２系列とが送信される期間は、前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値との間の差は、前記第３値と前記第４値との間の差とは異なっていて、
前記第１系列と前記第１ブロック信号とは、少なくとも第１アンテナから送信されるための信号であって、
前記第２系列と前記第２ブロック信号とは、少なくとも第２アンテナから送信されるための信号であることを特徴とする送信方法。
【請求項５】
送信機から送信された信号を受信するための受信機で使用される受信方法であって、
ＣＡＺＡＣ系列にサイクリックシフト量が第１値の第１サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第１系列と、前記ＣＡＺＡＣ系列にサイクリックシフト量が前記第１値とは異なる第２値の第２サイクリックシフトを施して得られる系列と等しい第２系列と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が第３値の第３サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第１ブロック信号と、データから生成されるブロック信号にサイクリックシフト量が前記第３値とは異なる第４値の第４サイクリックシフトを施して得られる信号と等しい第２ブロック信号と、を受信し、
前記第１系列と前記第２系列とが受信される期間は、前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが送信される期間とは異なっていて、
前記第１ブロック信号と前記第２ブロック信号とが受信される周波数は、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値とは、前記送信機に設定される値であって、
前記第１値と前記第２値との間の差は、前記第３値と前記第４値との間の差とは異なっていて、
前記第１系列と前記第１ブロック信号とは、少なくとも第１アンテナから送信されたものであって、
前記第２系列と前記第２ブロック信号とは、少なくとも第２アンテナから送信されたものであることを特徴とする受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【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１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【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１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−８５３３０（Ｐ２０１２−８５３３０Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６６００４（Ｐ２０１１−２６６００４）
【出願日】平成２３年１２月５日（２０１１．１２．５）
【分割の表示】特願２００６−２２１０２９（Ｐ２００６−２２１０２９）の分割
【原出願日】平成１８年８月１４日（２００６．８．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月５日（２０１１．１２．５）
【分割の表示】特願２００６−２２１０２９（Ｐ２００６−２２１０２９）の分割
【原出願日】平成１８年８月１４日（２００６．８．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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