送信制御方法
【課題】伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果を得る。
【解決手段】複数の送信アンテナに出力信号を送出するにあたり、複数の送信アンテナの出力信号のそれぞれに遅延を生じさせ、チャンクの周波数帯域幅をＦｃとしたとき、特定の物理チャネルに対して複数の送信アンテナ間の最大遅延時間が1/Ｆｃより大きい所定の値になるように、遅延を制御する。
【解決手段】複数の送信アンテナに出力信号を送出するにあたり、複数の送信アンテナの出力信号のそれぞれに遅延を生じさせ、チャンクの周波数帯域幅をＦｃとしたとき、特定の物理チャネルに対して複数の送信アンテナ間の最大遅延時間が1/Ｆｃより大きい所定の値になるように、遅延を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信制御方法に関し、特に、複数の送信アンテナを使用して、無線受信機に対して信号を送信するための無線送信機に関する。
本願は、２００５年９月１日に日本に出願された特願２００５−２５３１９４号および２００５年１２月２１日に日本に出願された特願２００５−３６７８６０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、主にマルチキャリア伝送システムにおいて、周波数軸と時間軸に沿った複数のブロックに分け、このブロックを基本として無線送信機からユーザ毎に送信する信号のスケジューリングを行う方法が提案されている。なお、ここでは、ユーザが通信を行う際に確保される周波数軸と時間軸で規定される領域を割り当てスロットと呼び、その割り当てスロットを決める際に基本となるブロックをチャンクと呼んでいる。
【０００３】
この中でも、ブロードキャスト信号やマルチキャスト信号、制御信号を送信する場合には、周波数軸方向に広いブロックを割り当てて、周波数ダイバーシチ効果を得ることにより、受信電力が低い場合にも誤りを低減させる方法が提案されている。また、無線送信機と無線受信機の間の１対１通信であるユニキャスト信号を送信する場合には、周波数軸方向に狭いブロックを割り当てて、マルチユーザダイバーシチ効果を得たりすることにより、無線受信機での受信電力を向上させる方法が提案されている。
【０００４】
図１６Ａおよび１６Ｂは、無線送信機から無線受信機に送信する信号の時間（横軸）と周波数（縦軸）の関係を示した図である。図１６Ａにおいて、横軸は時間、縦軸は周波数を示す。時間軸において伝送時間ｔ１〜ｔ３を設定する。ただし、伝送時間ｔ１〜ｔ３の時間幅は同一である。周波数軸において伝送周波数ｆ１〜ｆ５を設定する。ただし、伝送周波数ｆ１〜ｆ５の周波数幅はいずれもＦｃで同一である。このように、伝送時間ｔ１〜ｔ３、伝送周波数ｆ１〜ｆ５によって、１５個のチャンクＫ１〜Ｋ１５を図１６Ａに示すようにして設定する。
【０００５】
更に、図１６Ｂに示すように、５個のチャンクＫ1〜Ｋ5を結合し、かつ、時間軸方向に６等分して、時間幅がｔ１／６、周波数幅が、５ｆ1の通信スロットｓ１〜ｓ６を設定する。第１ユーザに通信スロットｓ１、ｓ４を割り当て、第２ユーザに通信スロットｓ２、ｓ５を割り当て、第３ユーザに通信スロットｓ３、ｓ６を割り当てる。これにより、第１〜第３ユーザは周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００６】
次に、チャンクＫ１０を通信スロットｓ１１として、第４ユーザに割り当てる。チャンクＫ７、Ｋ８、Ｋ９を統合して時間幅がｔ２、周波数幅が３ｆ１の通信スロットｓ８〜ｓ１０を形成して、これを第５ユーザに割り当てる。更に、チャンクＫ６を第６ユーザに通信スロットｓ７として割り当てる。これにより、第４〜第６ユーザはいずれもマルチユーザダイバーシチ効果を得るとともに、第５ユーザは、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００７】
更に、チャンクＫ１１を別の第７ユーザに通信スロットｓ１２として割り当てる。これにより、このユーザは、マルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。更にチャンクＫ１３、Ｋ１５を別の第８ユーザに通信スロットｓ１９、ｓ２６として割り当てる。これにより、このユーザはマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
更に、２個のチャンクＫ１２、Ｋ１４を時間軸方向に等分に６分割し、図示のように通信スロットｓ１３〜ｓ１８、ｓ２０〜ｓ２５を形成する。第９ユーザに通信スロットｓ１３、ｓ１６、ｓ２０、ｓ２３を割り当て、第１０ユーザに通信スロットｓ１４、ｓ１７、ｓ２１、ｓ２４を割り当て、第１１ユーザに通信スロットｓ１５、ｓ１８、ｓ２２、ｓ２５を割り当てる。これにより、第９〜第１１ユーザはいずれも周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】３ＧＰＰ寄書，Ｒ１−０５０２４９，“Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ＡｃｃｅｓｓＳｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ”，［２００５年８月１７日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｆｔｐ：／／ｆｔｐ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ＴＳＧ＿ＲＡＮ／ＷＧ１＿ＲＬ１／ＴＳＧＲ１＿４０ｂｉｓ／Ｄｏｃｓ／Ｒ１−０５０２４９．ｚｉｐ）
【非特許文献２】３ＧＰＰ寄書，Ｒ１−０５０５９０，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｉｎ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ”，［２００５年８月１７日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｆｔｐ：／／ｆｔｐ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ＴＳＧ＿ＲＡＮ／ＷＧ１＿ＲＬ１／Ｒ１＿Ａｄ＿Ｈｏｃｓ／ＬＴＥ＿ＡＨ＿ＪＵＮＥ−０５／Ｄｏｃｓ／Ｒ１−０５０５９０．ｚｉｐ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の方式において、周波数ダイバーシチ効果を得るためには、伝搬路の伝達関数の周波数変動に応じて、拡散率を大きくしたり、誤り訂正符号化時の符号化率を低くしたりする必要がある。
【００１０】
図１７Ａおよび１７Ｂならびに図１８Ａおよび１８Ｂは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルと伝達関数を示す図である。
【００１１】
図１７Ａおよび図１８Ａは、送信信号が遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する様子を時間（横軸）と電力（縦軸）の点から示した遅延プロファイルを表している。また、図１７Ｂおよび図１８Ｂは、遅延プロファイルを周波数変換し、周波数（横軸）と電力（縦軸）の点から示した伝達関数を表している。
【００１２】
また、図１７Ａは６波の遅延波ｗ１１〜ｗ１６が存在する場合を示しており、図１８Ａは３波の遅延波ｗ２１〜ｗ２３が存在する場合を示している。両者では最大遅延時間ｔ１、ｔ２が異なる。
【００１３】
図１７Ａおよび１７Ｂに示すように、最大遅延時間ｔ１が大きい、つまり比較的、伝達関数の周波数変動が早い（周波数方向の電力変動が速い）場合には、拡散率が小さいときや、誤り訂正符号化時の符号化率が高いときでも、十分な周波数ダイバーシチ効果が期待できる。しかし、図１８Ａおよび１８Ｂに示すように最大遅延時間ｔ２が小さい、つまり比較的、伝達関数の周波数変動が緩やかな場合には、拡散率が小さいときや、誤り訂正符号化時の符号化率が高いときには、十分な周波数ダイバーシチ効果が期待できず、拡散率を大きくしたり、誤り訂正符号化時の符号化率を低くしたりする必要がある。
【００１４】
なお、図１７Ｂおよび図１８ＢのＤ１及びＤ２は信号、すなわちデータを示している。
すなわち、図１７Ｂでは、データＤ１、Ｄ２のそれぞれに対して、スペクトラム拡散技術の拡散比を４として、データＤ１に対して４つのサブキャリアａ１１〜ａ１４を割り当てる。同様にして、データＤ２に対しても４つのサブキャリアａ１５〜ａ１８を割り当てる。この場合は、伝達関数の周波数変動が早いので、データＤ１に対してはサブキャリアａ１３の受信電力が著しく低下するのみであり、データＤ２に対してもサブキャリアａ１６の受信電力が著しく低下するのみである。従って、データＤ１、Ｄ２のいずれについても受信に支障はない。
【００１５】
図１８Ｂでは、拡散比を８として、データＤ１に対して８つのサブキャリアａ２１〜ａ２８を割り当てている。この場合は、伝達関数の周波数変動が遅いので、サブキャリアａ２４の受信部が著しく低下し、サブキャリアａ２３、ａ２５の受信電力も若干低下するが、図１７Ｂの場合よりもデータ拡散比を大きくしているので、データＤ１の受信に支障はない。なお、上記拡散比の数値は説明の便宜であり、これに限定されない。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線送信機側で拡散率や、誤り訂正符号の符号化率を制御しなくても、十分な周波数ダイバーシチ効果を得ることができる送信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記問題を解決するために、本発明は、周波数方向と時間方向に分割されたチャンクごとにスロット割当を行う伝送システムにおける送信制御方法であって、複数の送信アンテナに出力信号を送出するにあたり、前記複数の送信アンテナの出力信号のそれぞれに遅延を生じさせ、前記チャンクの周波数帯域幅をＦｃとしたとき、特定の物理チャネルに対して前記複数の送信アンテナ間の最大遅延時間が１／Ｆｃより大きい所定の値になるように、前記遅延を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記特定の物理チャネルがマルチキャスト／ブロードキャストチャネルであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記特定の物理チャネルが同期チャネルであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、第一の前記送信アンテナに対する第二の前記送信アンテナの遅延時間をＴとし、前記第一の送信アンテナに対する第三の前記送信アンテナ以降の前記送信アンテナの遅延時間をＴの倍数によって順次遅延量が大きくなるように設定することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記複数の送信アンテナのそれぞれの入力信号に付加する遅延時間を制御することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、信号の送信に利用する送信アンテナ数を減らすことにより、前記最大遅延時間を短縮するよう制御することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、時間領域で遅延を付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記送信アンテナのそれぞれの入力信号に有効シンボル区間内において遅延を付加し、前記遅延が付加された有効シンボル区間毎にガードインターバルを付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、周波数領域で遅延を付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記伝送システムはマルチキャリア伝送システムであり、ユーザ毎に信号処理された信号をサブキャリアに割り当て、サブキャリア毎に所定量の位相回転を行うことにより最大遅延時間を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、チャンクの周波数帯域幅をＦｃとしたとき、特定の物理チャネルに対して複数の送信アンテナ間の最大遅延時間が１／Ｆｃより大きい所定の値になるように、遅延を制御することにより、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による無線送信機が送信する信号が、複数の伝搬路を通って、無線受信機へ到達することを示す概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られる伝達関数を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の別の遅延プロファイルを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られ、無線受信機における伝達関数を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られ、位置の異なる他の無線受信機における伝達関数を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、遅延プロファイルにおける最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示された最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと、周波数変動との関係を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、遅延プロファイルにおける別の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示された最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと、周波数変動との関係を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、無線送受信システムにおいて、無線送信機の複数アンテナから同一信号を遅延時間を与えずに送信した場合を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示されたシステムにおける受信信号の一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａに示されたシステムにおける受信信号の他の例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、無線送受信システムにおいて、無線送信機の複数の送信アンテナから同一信号を異なる遅延時間を与えて送信した場合を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示されたシステムにおける受信信号の一例を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａに示されたシステムにおける受信信号の他の例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の第３の実施形態の送信信号に対して、循環遅延を付加した信号の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の第３の実施形態の送信信号に対して、循環遅延を付加した信号の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施形態における循環遅延付加部１１９−１の動作を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の第５の実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、各物理チャネルにおける、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔとチャンクの周波数帯域幅Ｆｃとの関係を示す表である。
【図１５】図１５は、各物理チャネルにおける、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔとチャンクの周波数帯域幅Ｆｃとの別の関係を示す表である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、無線送信機から無線受信機に送信する信号の時間（横軸）と周波数（縦軸）の関係を示した図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａに示された時間―周波数空間に割り当てられた通信スロットを示す図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルを示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られる伝達関数を示す図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルを示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られる伝達関数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１の実施形態］
図１は、無線送信機１が送信する信号が、複数の伝搬路を通って、無線受信機７へ到達することを示す概略図である。無線送信機１は複数の送信アンテナ２〜４を持ち、それぞれの送信アンテナ２〜４に異なる遅延時間０、Ｔ、２Ｔをそれぞれ与え、各送信アンテナ２〜４から送信する。無線受信機７は、無線送信機１から送信された信号を受信する。なお、図１では、一例として無線送信機１が３本の送信アンテナ２〜４を備える場合について説明している。
【００３０】
なお、ここで説明する複数の送信アンテナとは、携帯電話などの基地局設備である無線送信機に搭載される送信アンテナを想定すると、同一セクタ内、同一基地局装置内の異なるセクタ間、異なる基地局装置間の３種類の送信アンテナを想定することができる。ここでは、一例として、同一セクタ内に設置された場合について説明するが、他の構成としてもよい。つまり、ｎ本の送信アンテナが複数の異なるセクタに属していてもよいし、ｎ本の送信アンテナが複数の異なる基地局装置に属していてもよい。
また、図中の遅延器５、６は遅延時間Ｔを与えるものとし、これにより上述したように、送信アンテナ３では遅延時間Ｔが、送信アンテナ４では遅延時間２Ｔが与えられるものとする。
【００３１】
図２Ａおよび２Ｂは、遅延時間の異なる複数（３つ）の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルと伝達関数を示す図である。図２Ａは、送信信号が複数の遅延時間の異なる伝搬路を通り無線受信機に到達する様子を時間（横軸）と電力（縦軸）の点から示した遅延プロファイルを表している。図２Ａに示すように、瞬時の遅延プロファイルは、２Ｔ＋ｄｍａｘの最大遅延波を持つことになり、各送信アンテナから同一信号を送信した場合に比べ、最大遅延波が非常に大きくなる。なお、ｄｍａｘは、送信アンテナから受信アンテナに電波が到達する際の、もっとも到達の速い伝搬路と、遅い伝搬路の到達時間差を示している。
【００３２】
図２Ｂは、図２Ａの遅延プロファイルを周波数変換し、周波数（横軸）と電力（縦軸）の点から示した伝達関数を表している。このように、遅延プロファイルにおいて最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘが大きくなるということは、伝達関数の周波数変動が速くなることを意味する。従って、図２Ｂに示すように（図１７Ｂと同様に）、データＤ１、Ｄ２をそれぞれ拡散比が４で拡散して、サブキャリアを割り当てる。なお、無線送信機１側では、この伝達関数の周波数変動に応じて、拡散率又は誤り訂正符号の符号化率を制御することが望ましいが、上記方法では、無線送信機１側で、遅延時間２Ｔが既知であることから、伝搬路の周波数変動に関わらず、拡散率又は誤り訂正符号の符号化率を決めることができる。
一方、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合は、瞬時の遅延プロファイルにおける最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘがあまり大きくないことが望ましい。図３Ａ〜３Ｂを用いて、マルチユーザダイバーシチ効果を説明する。
【００３３】
図３Ａ〜３Ｃは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルと伝達関数を示す図である。図３Ａは、送信信号が複数（３つ）の遅延時間の異なる伝搬路を通り無線受信機に到達する様子を時間（横軸）と電力（縦軸）の点から示した遅延プロファイルを表している。
図３Ｂは、ユーザｕ１が使用する無線受信機での伝達関数を示している。また、図３Ｃは、ユーザｕ２が使用する無線受信機での伝達関数を示している。ユーザｕ１とユーザｕ２とでは無線受信機の位置が異なるため、瞬時の伝達関数が異なる。
【００３４】
つまり、図３Ｂおよび３Ｃの左側の領域を周波数チャネルｂ１、右側の領域を周波数チャネルｂ２とすると、ユーザｕ１では周波数チャネルｂ２の方が品質が良く、ユーザｕ２では周波数チャネルｂ１の方が品質が良くなる。従って、ユーザｕ１には、周波数チャネルｂ２でデータＤ１〜Ｄ４を送信する。データＤ１〜Ｄ４は、スペクトラム拡散されている。ユーザｕ２には、周波数チャネルｂ１でデータＤ１〜Ｄ４を送信する。この場合もデータＤ１〜Ｄ４はスペクトラム拡散されている。
【００３５】
このように、ある瞬間において周波数チャネルごとの品質差を利用すると、周波数チャネル毎に異なるユーザが通信を行うことにより、伝送効率を向上させるマルチダイバーシチ効果を得ることができる。
しかしながら、最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘが大きすぎると、伝達関数の周波数変動が早くなり、上記の周波数チャネルｂ１と周波数チャネルｂ２の間の品質差が小さくなる。
従って、十分なマルチユーザダイバーシチ効果を得るためには、図３Ａに示すように、最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘを小さくすることが重要となる。
【００３６】
図４Ａおよび４Ｂ、ならびに図５Ａおよび５Ｂは、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと、周波数変動の関係を示す図である。図４Ａに示すように、２つの到来波ｗ３１、ｗ３２の到達時間差が（ｎ−１）Ｔである場合、この伝搬路の伝達関数は図４Ｂに示すようになる。つまり、電力（縦軸）の振幅の落ち込みの周波数間隔が、Ｆ＝１／（ｎ−１）Ｔとなる。
また、図５Ａに示すように、複数の遅延波ｗ４１〜ｗ４３が存在する場合にも、最初に到達する到来波ｗ４１と最も遅く到達する遅延波ｗ４３との到達時間差が（ｎ−１）Ｔである場合、やはり図５Ｂに示すように、電力（縦軸）の振幅の落ち込みの周波数間隔はＦ＝１／（ｎ−１）Ｔとなる。
【００３７】
ところで、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合と、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合では、先に述べたように、適切な伝達関数の周波数変動が異なることから、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合には、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを、ユーザが通信を行う際に確保される周波数軸と時間軸で規定される基本領域であるチャンクの周波数帯域幅Ｆｃとした場合、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することにより、周波数ダイバーシチ効果を得やすい環境を得ることができる。
【００３８】
これに対し、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合には、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを、チャンクの周波数帯域幅Ｆｃとした場合、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することにより、マルチユーザダイバーシチ効果を得やすい環境を得ることができる。なお、以降の説明で、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとした場合には、（ｎ−１）Ｔ＝０の場合も含むものとする。また、以降の説明では、各送信アンテナに付加された遅延時間をＴの（ｎ−１）倍として表しており、Ｔは一定として考えているが、送信アンテナ毎にＴが変わってもかまわない。また、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合は、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定する代わりに信号の送信に利用する送信アンテナ数を減らすことにより、最大遅延時間を減らしてもよい。
以上説明したように、送信信号を周波数ダイバーシチにより送信するか、マルチユーザダイバーシチにより送信するかによって（（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとするか（ｎ−１）Ｔ＜Ｆｃとするかによって）、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果やマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
【００３９】
但し、図１６Ｂで示した通信スロットｓ１のように、複数の連続するチャンクを周波数方向に結合し通信を行う第１ユーザや、通信スロットｓ１３、ｓ１６、ｓ２０、ｓ２３を割り当てられた第９ユーザのように、とびとびのチャンクを割り当てられたユーザでは、あるユーザに瞬時に割り当てられた通信スロットの帯域幅ＢＷ（第１ユーザではＢＷ=５Ｆｃ、第９ユーザではＢＷ=３Ｆｃ）が周波数ダイバーシチ効果を得られる基準となるため、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ＞１／ＢＷと設定することにより周波数ダイバーシチ効果を得ることも可能である。
例えば、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときは、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＞１／ＢＷとなるように遅延時間Ｔを設定し、通知信号によりマルチユーザダイバーシチが通知されたときは、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定するようにする。
また、図示しないが、複数のチャンクに渡って、各チャンクに含まれる一部のサブキャリアがあるユーザに割り当てられた場合には、そのユーザに割り当てられた通信スロットの帯域幅ＢＷとは、瞬時に割り当てられたサブキャリアのうち、最も周波数方向に離れたサブキャリア間の間隔を示す。
なお、周波数ダイバーシチにより送信するか、マルチユーザダイバーシチにより送信するかは、送信を行う信号の種類（パイロット信号、制御信号、ブロードキャスト／マルチキャスト信号など）や、無線受信機の移動速度（移動速度が速い場合には周波数ダイバーシチ、遅い場合にはマルチユーザダイバーシチ）などにより切り替えることができる。
【００４０】
図６Ａ〜６Ｃは、無線送信機８の複数アンテナから同一信号を遅延時間を与えずに送信した場合の説明図である。図６Ａのように、並列に並べられた、水平方向に無指向性の送信アンテナを複数（３つ）備える無線送信機８が設置されている場合を考えると、図６Ａに示す楕円のようにローブｅ１１、ｅ１２が生じてしまうため、無線受信機９のように受信信号が全周波数帯域で高い受信レベルで受信される方向もあれば（図６Ｂ参照）、無線受信機１０のように受信信号が全帯域で低い受信レベルで受信される方向も生じてしまう（図６Ｃ参照）。
【００４１】
図７Ａ〜７Ｃは、無線送信機８の複数の送信アンテナから同一信号を異なる遅延時間を与えて送信した場合の説明図である。図７Ａのように、並列に並べられた無指向性の送信アンテナを複数（３つ）備える無線送信機８が設置されている場合を考えると、狭帯域で考えた場合にはローブｅ２１〜ｅ２６が生じるため、受信信号中で受信レベルの高い周波数帯域と低い周波数帯域が生じるが、平均の受信信号レベルは方向に寄らずほぼ一定にできるため、無線受信機９での信号の受信レベル（図７Ｂ参照）と、無線受信機１０での信号の受信レベル（図７Ｃ参照）の双方においてほぼ同様の品質を得ることができる。従って、無線送信機８の送信アンテナ毎に異なる遅延時間を与えた信号を送信する方法は、図６Ａ〜６Ｃで説明した複数の送信アンテナから同一信号を送信した場合の欠点も補うことができる。
【００４２】
[第２の実施形態]
本発明の第２の実施形態では、無線送信機の構成について説明する。本実施形態の無線送信機は、第１の実施形態による無線送信機１（図１）と同様に、複数の送信アンテナを有する。
なお、ここで説明する無線送信機は、送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけ、信号を送信する無線送信機であり、この遅延時間の付加を時間領域で行うものである。
また、本実施形態で説明する送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけた信号とは、実際に１番目の送信アンテナからの送信信号に対して、Ｔだけ遅延した信号を２番目の送信アンテナから送信し、同様にｎ番目の送信アンテナの送信信号が（ｎ−１）Ｔだけ遅延した信号を送信する場合を想定している。
【００４３】
図８は、本実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。ここで、物理層部とは、無線送信機の構成のうち、特に送信信号を受け取り、無線伝送可能な形に信号処理を行い、無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部に信号を渡す部分である。
図８に示すように、物理層部は、ユーザ毎信号処理部１１ａ、１１ｂと、アンテナ毎信号処理部１２−１、１２−２、１２−３を有する。ユーザ毎信号処理部１１ａ（ユーザ毎信号処理部１１ｂも同様）は、各ユーザが使用する無線受信機に送信する信号に対して信号処理を行う。また、アンテナ毎信号処理部１２−１（アンテナ毎信号処理部１２−２、１２−３も同様）は、送信アンテナ毎の信号処理を行う。
【００４４】
ユーザ毎信号処理部１１ａは、誤り訂正符号化部１３、変調部１４、サブキャリア割り当て部１５、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）付加部１８、遅延付加部１９−１、１９−２、１９−３を有する。
誤り訂正符号化部１３は、送信信号の誤り訂正符号化を行う。変調部１４は、誤り訂正符号化部１３の出力に対し、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：直交位相変調）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）などの変調処理を行う。
【００４５】
サブキャリア割り当て部１５は、変調部１４の出力を上位層より通知されるサブキャリア割り当て情報に基づいて適切なサブキャリアに割り当てる。ＩＦＦＴ部１６は、サブキャリア割り当て部１５の出力に対して周波数時間変換を行う。
並列直列変換部１７は、ＩＦＦＴ部１６の出力を並列直列変換する。ＧＩ付加部１８は、並列直列変換部１７の出力に対しガードインターバルの付加を行う。遅延付加部１９−１は、ＧＩ付加部１８の出力に対して送信アンテナ毎に異なる遅延を付加する。
【００４６】
なお、遅延付加部１９−１〜１９−３からの出力はそれぞれアンテナ毎信号処理部１２−１、１２−２、１２−３に出力される。さらに、遅延付加部１９−１〜１９−３は、それぞれ異なる遅延（例えば、０、Ｓ、２Ｓ）を与える。ここで、Ｓ＝Ｔ／サンプル時間とする。なお、ここで述べるサンプル時間とは、ＧＩ付加部１８、遅延付加部１９−１〜１９−３、合成部２０で処理されているデジタル信号の最小時間間隔のことを示している。
従って、遅延付加部１９−１〜１９−３においてＳサンプルの遅延を付加することは、Ｄ／Ａ変換部２２の出力端で考えて時間Ｔの遅延を与えることに相当している。また、ユーザ毎信号処理部１１ａはあるチャンクで使用される、つまり、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらかで一方で使用されることから、物理層を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域で使用することを通知する通知信号（周波数ｄｉｖ／マルチユーザｄｉｖ通知信号）を受信する。ユーザ毎信号処理部１１ａは、この通知信号に基づいて、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらを使用するか選択して、遅延時間Ｔを変える機能を有する。
なお、ユーザ毎信号処理部１１ｂは、ユーザ毎信号処理部１１ａと同様の構成を有し、対象とするユーザのみが異なる。
【００４７】
アンテナ毎信号処理部１２−１は、合成部２０、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ（Digital/Analog：デジタル／アナログ）変換部２２を有する。
合成部２０は、ユーザ毎信号処理部１１ａ、１１ｂからアンテナ毎信号処理部１２−１に出力された信号を足し合わせることにより合成する。フィルタ部２１は、合成部２０の出力のうち、所望帯域の信号のみを取り出す。Ｄ／Ａ変換部２２は、フィルタ部２１の出力をデジタル／アナログ変換する。
なお、アンテナ毎信号処理部１２−２、１２−３もアンテナ毎信号処理部１２−１と同様の構成を有する。アンテナ毎信号処理部１２−１の出力は、それぞれ無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部（図示省略）を通り、複数（３つ）の送信アンテナへ出力され、無線信号として送信される。
【００４８】
[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態では、無線送信機の別の構成について説明する。本実施形態の無線送信機は、送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけ、信号を送信する無線送信機であるが、この遅延時間の付加を時間領域で行うものである。
また、本実施形態の無線送信機は、送信信号のシンボル（有効シンボル区間）毎にガードインターバルが付加された信号を想定している。送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけた信号とは、実際に１番目の送信アンテナからの送信信号中のガードインターバルを取り除いた部分（有効シンボル区間）に注目しており、この有効シンボル区間のみがＴだけ遅延したものを２番目の送信アンテナから送信し、同様にこの有効シンボル区間のみが、ｎ番目の送信アンテナにおいて、（ｎ−１）Ｔだけ遅延した信号を送信する場合を想定している。
【００４９】
従って、各送信アンテナからの送信時には、各有効シンボル区間に対応したガードインターバルが付加されており、第２の実施形態の場合と異なり、送信アンテナ端でのシンボルタイミングに時間的なずれは生じない。この方法での遅延時間の付加方法を、以降では循環遅延の付加と呼ぶ。この循環遅延を付加する処理を行うことにより、第２の実施形態に記載するような遅延時間を送信アンテナ毎に付加するよりも、遅延波に対する耐性を保持できるという利点がある。
【００５０】
図９Ａおよび９Ｂは、本実施形態の送信信号に対して、循環遅延を付加した信号の一例を示す図である。図９Ａは、１番目のアンテナから送信する信号を示しており、図９Ｂは、２番目のアンテナから送信する信号を示している。図９Ａおよび９Ｂでは、有効シンボル区間が４サンプル、ガードインターバル区間が１サンプルの場合を示しており、有効シンボル区間内に注目すると２番目のアンテナでは、１番目のアンテナに比べて１サンプルの遅延が生じている。一方で、１番目のアンテナ、２番目のアンテナはともにシンボル単位で見るとシンボルタイミングのずれがないため、循環遅延を付加した場合でも、隣接するシンボルとの干渉に強くなるというガードインターバルの効果を維持していることがわかる。
【００５１】
図１０は、本実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。図に示すように、物理層部は、ユーザ毎信号処理部１１１ａ、１１１ｂ、アンテナ毎信号処理部１１２−１、１１２−２、１１２−３を有する。
ユーザ毎信号処理部１１１ａ（ユーザ毎信号処理部１１１ｂも同様）は、各ユーザが使用する無線受信機宛の信号処理を行う。アンテナ毎信号処理部１１２−１（アンテナ毎信号処理部１１２−２、１１２−３も同様）は、送信アンテナ毎の信号処理を行う。
ユーザ毎信号処理部１１１ａの構成は、第２の実施形態で説明したユーザ毎信号処理部１１ａの構成（図８）とほぼ同じであるが、ＧＩ付加部１８がなく、遅延付加部１９−１〜１９−３の代わりに、循環遅延付加部１１９−１〜１１９−３が設けられている点が異なる。
ユーザ毎信号処理部１１１ａの誤り訂正符号化部１３、変調部１４、サブキャリア割り当て部１５、ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７の機能は、第２の実施形態（図８参照）と同じであるので、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００５２】
循環遅延付加部１１９−１は、並列直列変換部１７の出力に対して送信アンテナ毎に異なる循環遅延を付加する。なお、循環遅延付加部１１９−１〜１１９−３からの出力は、それぞれアンテナ毎信号処理部１１２−１、１１２−２、１１２−３に出力される。さらに、循環遅延付加部１１９−１〜１１９−３は、それぞれ異なる循環遅延（例えば、０、Ｓ、２Ｓ）を与える。ここで、Ｓ＝Ｔ／サンプル時間とする。
また、ユーザ毎信号処理部１１１ａはあるチャンクで使用される、つまり、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらかで一方で使用されることから、物理層を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域またはマルチユーザダイバーシチ領域で使用することを通知する通知信号を受信する。ユーザ毎信号処理部１１１ａは、この通知信号に基づいて、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらを使用するか選択し、遅延時間Ｔを変える機能を有する。
なお、ユーザ毎信号処理部１１１ｂは、ユーザ毎信号処理部１１１ａと同様の構成を有し、対象とするユーザのみが異なる。
【００５３】
図１１は、本実施形態による一例として示す循環遅延付加部１１９−１を説明するための図である。循環遅延付加部１１９−１は、メモリ１１０を備える。ここで、ｋサンプルの循環遅延を付加したい場合には、メモリ１１０のアドレスｋ＋１からアドレスｎまで、データＤ１１を順次入力した後（１、２、３、・・・、（ｎ−ｋ）を入力した後）、メモリ１１０のアドレス１からデータＤ１１の続きを入力することにより（（ｎ−ｋ＋１）、（ｎ−ｋ＋２）、（ｎ−ｋ＋３、・・・、ｎ）を入力することにより）、ｎサンプルのデータＤ１１を入力する。次に、メモリ１１０のアドレス１から順に出力することによってｎサンプルのデータＤ１１に対して、ｋサンプルの循環遅延を付けたデータＤ１２（（ｎ−ｋ＋１）、（ｎ−ｋ＋２）、（ｎ−ｋ＋３）、・・・、ｎ、１、２、・・・（ｎ−ｋ））を出力することができる。
なお、４サンプルのデータに対して、０サンプルの循環遅延をつけた例が図９Ａに示した信号であり、１サンプルの循環遅延をつけた例が図９Ｂに示した信号である。
【００５４】
アンテナ毎信号処理部１１２−１（図１０）の構成は、第２の実施形態で説明したアンテナ毎信号処理部１２−１の構成（図８）とほぼ同じであるが、ＧＩ付加部１８が設けられている点で異なる。
アンテナ毎信号処理部１１２−１の合成部２０、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２の機能については、第２の実施形態（図８）と同じであるので、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
アンテナ毎信号処理部１１２−２、１１２−３もアンテナ毎信号処理部１１２−１と同様の構成を有する。アンテナ毎信号処理部１１２−１、１１２−２、１１２−３の出力は、それぞれ無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部（図示省略）を通り、複数（３つ）の送信アンテナへと出力され、無線信号として送信される。
【００５５】
[第４の実施形態]
本発明の第４の実施形態では、更に別の無線送信機の構成について説明する。本実施形態による無線送信機は、送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけ、信号を送信する無線送信機であり、この遅延時間の付加を周波数領域で行うものである。
また、本実施形態では送信信号のシンボル（有効シンボル区間）毎にガードインターバルが付加された信号を想定しており、第３の実施形態の無線送信機（図１０）と同様に、循環遅延を付加する場合を想定している。
【００５６】
図１２は、本実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。図に示すように、物理層部は、ユーザ毎信号処理部２１１ａ、２１１ｂ、サブキャリア割り当て部２１５、アンテナ毎信号処理部２１２−１、２１２−２、２１２−３を有する。
ユーザ毎信号処理部２１１ａ（ユーザ毎信号処理部２１１ｂも同様）は、各ユーザが使用する無線受信機宛の信号処理を行う。サブキャリア割り当て部２１５は、ユーザ毎信号処理部２１１ａからの出力を各サブキャリアに割り当てる。アンテナ毎信号処理部２１２−１（アンテナ毎信号処理部２１２−２、２１２−３も同様）は、アンテナ毎の信号処理を行う。
【００５７】
ユーザ毎信号処理部２１１ａ、２１１ｂは、誤り訂正符号化部１３、変調部１４を有する。誤り訂正符号化部１３、変調部１４の機能は、上述した第２の実施形態（図８）と同じであるため、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
ユーザ毎信号処理部２１１ａ、２１１ｂの出力は、上位層より通知されるサブキャリア割り当て情報に基づいて、適切なサブキャリアに割り当てるサブキャリア割り当て部２１５において、適切なサブキャリアに割り当てられた後、アンテナ毎信号処理部２１２−１、２１２−２、２１２−３に出力される。
【００５８】
アンテナ毎信号処理部２１２−１は、位相回転部２１９、ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２を有する。ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２の機能は、上述した第２の実施形態（図８）と同じであるため、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
位相回転部２１９は、サブキャリア割り当て部２１５の出力を、サブキャリア毎に位相をθｍだけ回転し、ＩＦＦＴ部１６へ出力する。なお、アンテナ毎信号処理部２１２−２、２１２−３もアンテナ毎信号処理部２１２−１と同様の構成を有する。
【００５９】
アンテナ毎信号処理部２１２−１、２１２−２、２１２−３の出力は、それぞれ無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部（図示省略）を通り、複数の送信アンテナへ出力され、無線信号として送信される。
なお、本実施形態では、位相回転部２１９での位相θｍの回転は、θｍ=２πｆｍ・（ｎ−１）Ｔと設定している。ここで、ｆｍは０番目のサブキャリアとｍ番目のサブキャリアの周波数間隔であり、ｆｍ=ｍ／Ｔｓと表すことができ、（ｎ−１）Ｔは１番目のアンテナに対する、ｎ番目のアンテナにおける循環遅延時間の大きさを示す。なお、ＴｓはＯＦＤＭシンボルの有効シンボル時間を示している。
【００６０】
なお、位相回転部２１９とＩＦＦＴ部１６により遅延付加部２２０が構成されている。
これにより位相回転部２１９で付加された位相回転が、ＩＦＦＴ部１６において周波数時間変換されることによりＩＦＦＴ部１６の出力では時間遅延とみなすことができるようになる。
また、ユーザ毎信号処理部２１１ａはあるチャンクで使用される、つまり、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらかで一方で使用されることから、物理層を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域またはマルチユーザダイバーシチ領域で使用することを通知する通知信号を受信する。ユーザ毎信号処理部２１１ａは、この通知信号に基づいて、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらを使用するか選択し、遅延時間Ｔを変える機能を有する。
【００６１】
上述した第２〜第４の実施形態による無線送信機では、送信信号を周波数ダイバーシチにより送信するかマルチユーザダイバーシチにより送信するかを通知する通知信号に応じた遅延時間Ｔによって、ｎ本（ｎは２以上の整数）の送信アンテナに供給する送信信号を最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ以下だけ遅延させる遅延付加部を設けるようにした。
これにより、送信信号を周波数ダイバーシチにより送信するかマルチユーザダイバーシチにより送信するかによって、遅延時間Ｔを適切に設定することにより、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果やマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
【００６２】
[第５の実施形態]
本発明の第５の実施形態では、更に別の無線送信機の構成について説明する。本実施形態による無線送信機は、周波数ダイバーシチ領域においては、送信アンテナ毎に異なる遅延時間を与えて信号を送信する一方で、マルチユーザダイバーシチ領域においては送信アンテナ毎に適切な重みを付けることにより指向制御を行う無線送信機であり、この遅延時間および指向制御を周波数領域で行うものである。
また、本実施形態では送信信号のシンボル（有効シンボル区間）毎にガードインターバルを付加した信号を想定しており、第３及び第４の実施形態と同様に、循環遅延を付加する場合を想定している。
【００６３】
図１３は、本実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。図に示すように、物理層部は、ユーザ毎信号処理部２１１ａ、２１１ｂ、サブキャリア割り当て部２１５、重み演算部３１０、アンテナ毎信号処理部３１２−１、３１２−２、３１２−３を有する。ユーザ毎信号処理部２１１ａ、サブキャリア割り当て部２１５の構成については、第４の実施形態（図１２）と同様であるので、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６４】
アンテナ毎信号処理部３１２−１（アンテナ毎信号処理部３１２−２、３１２−３も同様）は、送信アンテナ毎の信号処理を行う。
アンテナ毎信号処理部３１２−１は、重み乗算部３１９、ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２を有する。ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２の機能は、第１の実施形態と同じであるので、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６５】
重み乗算部３１９は、サブキャリア割り当て部２１５の出力に対して、サブキャリア毎に重みの乗算を行い、ＩＦＦＴ部１６に出力する。アンテナ毎信号処理部３１２−２、３１２−３もアンテナ毎信号処理部３１２−１と同様の構成を有する。
アンテナ毎信号処理部３１２−１、３１２−２、３１２−３の出力は、それぞれ無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部（図示省略）を通り、送信アンテナへ出力され、無線信号として送信される。
【００６６】
なお、特定のサブキャリアは、あるチャンクで使用される。つまり、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらか一方で使用される。よって、重み乗算部３１９へは、物理層部を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域で使用することを通知され、これを元に周波数ダイバーシチ領域ではアンテナ毎に異なる遅延時間をつけるため位相回転θｍを付加し、マルチユーザダイバーシチ領域では指向制御を行うため重みｗｍを乗算する。
【００６７】
なお、重み乗算部３１９とＩＦＦＴ部１６により遅延付加・指向制御部３２０が構成されている。これにより重み乗算部３１９で位相回転が付加された場合には、ＩＦＦＴ部１６において周波数時間変換されることによりＩＦＦＴ部１６の出力では時間遅延とみなすことができるようになる。一方で、重み乗算部３１９で重みｗｍが乗算された場合には、ＩＦＦＴ部１６において周波数時間変換され、ＩＦＦＴ部１６の出力が送信アンテナから出力された際には指向制御がなされることになる。
【００６８】
また、上述した重み乗算部３１９で、位相をθｍだけ回転させる場合、第４の実施形態と同様に、θｍ=２πｆｍ・（ｎ−１）Ｔと設定する。なお、ｆｍは０番目のサブキャリアとｍ番目のサブキャリアの周波数間隔であり、ｆｍ=ｍ／Ｔｓと表すことができ、（ｎ−１）Ｔは１番目のアンテナに対する、ｎ番目のアンテナにおける循環遅延時間の大きさを示す。なお、ＴｓはＯＦＤＭシンボルの有効シンボル時間を示している。
また、重みｗｍを乗算する場合は、以下に示すように重みを設定することにより、指向制御を行うことができる。素子間隔がキャリア周波数の半波長であるｎアンテナの線形アレーを仮定した場合には、重みｗｍとして以下の式（１）を使用することができる。
【００６９】
【数１】
【００７０】
なお、重みｗｍは重み乗算部３１９で使用する重みをベクトルで表したものであり、式（１）の先頭からそれぞれ１番目のアンテナ〜ｎ番目のアンテナで使用する重みとなっている。
ただし、式（１）の重みｗｍにおいて、ｎはアンテナ数であり本実施形態ではｎ＝３、θはメインビームを向ける方向を示し、ｋは信号の送信を行う周波数とθの測定を行った周波数の比を示す。
ここで、メインビームを向ける方向θは、無線受信機もしくは通信相手の端末により測定された値が重み演算部３１０に通知され、重みｗｍの導出時に利用される。ただし、上述した式（１）の重みｗｍは一例であり、他の方法を用いることもできる。なお、前記θおよびｗｍを導出する手法は、「信学技報ＲＣＳ２００４−２２９」（社団法人電子情報通信学会２００４年１１月発行）などに記載されている。
【００７１】
上述した遅延付加・指向制御部３２０は、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔ以下の遅延を付加し、マルチユーザダイバーシチが通知されたときには、指向制御を行うための重みｗｍを乗算する。
なお、第1の実施形態で述べたように、遅延付加・指向制御部３２０において、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔが（n−１）Ｔ＞１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定してもよい。
また、第1の実施形態でも述べたように、遅延付加・指向制御部３２０において、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔが（n−１）Ｔ＞１／ＢＷとなるように遅延時間Ｔを設定してもよい。
【００７２】
なお、遅延付加・指向制御部３２０を構成する重み乗算部３１９は、物理層部を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域を使用することが通知され、これを元に周波数ダイバーシチ領域ではアンテナ毎に異なる遅延時間をつけるため位相回転θｍを付加し、マルチユーザダイバーシチ領域では指向制御を行うため重みｗｍを乗算すると前述したが、第４の実施形態で示したように、メインビームを向ける方向θが導出される前は周波数ダイバーシチ領域／マルチユーザダイバーシチ領域の双方で位相回転θｍを付加し、さらにマルチユーザダイバーシチ領域でメインビームを向ける方向θが導出された後に重みｗｍを用いて指向制御を行うなど、マルチユーザダイバーシチ領域では、位相回転θｍと重みｗｍを併用する方法を用いることもできる。なお、第４の実施形態同様、θｍは周波数ダイバーシチ領域／マルチユーザダイバーシチ領域に従って、遅延時間Ｔが変わる。これにより、メインビームを向ける方向θが導出されない段階でも、第４の実施形態同様マルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる一方、メインビームを向ける方向θが導出された後では、重みｗｍを用いて厳密な指向制御を行うことにより、より高いマルチユーザダイバーシチ効果が期待できる。更に図１３に示す無線送信機の物理層部の構成を用いることにより、第４の実施形態からわずかな回路構成の増加により、指向制御による特性改善も得ることができる。
【００７３】
上述した遅延付加・指向制御部３２０は、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔ以下の遅延を付加し、マルチユーザダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔ以下の遅延を付加するか、もしくは、指向制御を行うための重みｗｍを乗算する。
【００７４】
このような処理を行う無線送信機は、図１３に示す構成を有しており、遅延付加・指向制御部は、通知信号によりマルチユーザダイバーシチが通知されたときに、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ以下の遅延を付加するか、もしくは、指向制御を行うための重みｗｍを乗算する。
【００７５】
第1の実施形態で述べたように、遅延付加・指向制御部は、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定し、マルチユーザダイバーシチが通知されたときに送信アンテナ間に遅延を付加する場合には最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定する。
なお、第1の実施形態でも述べたように、遅延付加・指向制御部は、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＞１／ＢＷとなるように遅延時間Ｔを設定してもよい。
【００７６】
なお、上述した第２〜５の実施形態では、ユーザ数が２、アンテナ数が３の場合について説明したが、ユーザ数とアンテナ数はこれらの値に限定されるものではない。
また、上述した第４、５の実施形態では、アンテナ毎、セクタ毎、基地局毎に決まった特定のスクランブルコードを乗算した信号を送信アンテナ毎に送信するようにしてもよい。
【００７７】
[第６の実施形態]
本実施形態では、物理チャネル毎の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔの大きさを変化させる場合について説明する。上述した第１〜第５の実施形態では、ある瞬間一つのチャンクにおいては１対１で通信が行われている状況を想定し、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合には、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定し、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合には、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定する場合を前提として説明した。
【００７８】
通常、通信を行う場合には、１対１通信を行う以外にも、伝搬路推定を行うためにパイロットチャネルと呼ばれる既知信号を無線送信機に対して送信したり、データ通信を行う前に各種のパラメータを通知するために制御チャネルを利用したりする。本実施形態では、これら物理チャネルにおける最大遅延時間（ｎ−１）Ｔの設定方法について説明する。
【００７９】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において検討されているEvolved UTRA&UTRANにおいては、主な物理チャネルとして、共通パイロットチャネルＤＣＰＣＨ（Downlink Common Pilot Channel）、個別パイロットチャネルＤＤＰＣＨ（Downlink Dedicated Pilot Channel）、下り同期チャネルＤＳＣＨ（Downlink Synchronization Channel）、共通制御チャネルＤＣＣＣＨ（Downlink Common Control Channel）、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨ（Downlink Shared Control Channel）、マルチキャスト／ブロードキャストチャネル（Multicast / Broadcast Channel）が提案されている。
【００８０】
共通パイロットチャネルＤＣＰＣＨは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式のパイロットチャネルＣＰＩＣＨに相当し、ＡＭＣＳ（Adaptive Modulation and Coding Scheme）方式における下りリンク伝搬路状況の推定、及びセルサーチ、上り送信電力制御の伝搬路ロス測定に使用されている。
個別パイロットチャネルＤＤＰＣＨは、アダプティブアレーアンテナなどセル共用アンテナと異なる伝搬路（指向性）を有する送信アンテナから、個別移動局に送信され、または受信品質の低い移動局に対して、下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰＣＨの補強の目的で使用することもできる。
【００８１】
下り同期チャネルＤＳＣＨは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の同期チャネルＳＣＨに相当し、移動局のセルサーチ、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の無線フレーム、タイムスロット、送信タイミング間隔ＴＴＩ（Transmission Timing Interval）、ＯＦＤＭシンボルタイミング同期に使用されている。
共通制御チャネルＤＣＣＣＨは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の第一共通制御物理チャネルＰ−ＣＣＰＣＨ、第二共通制御物理チャネルＳ−ＣＣＰＣＨ、及びページングインジケータチャネルＰＩＣＨに相当する報知情報（報知チャネルＢＣＨ相当）、パケット呼の有無を指すパケットページングインジケータＰＩ情報（ページングインジケータチャネルＰＩＣＨ相当）、パケット呼に対応するパケットページング情報（ページングチャネルＰＣＨ相当）、下りアクセス情報（下りアクセスチャネルＦＡＣＨ相当）などの共通制御情報が含まれている。
【００８２】
下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨは、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）方式の高速物理下り共用チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨに含まれるＨＳ−ＤＳＣＨ関連共用制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨ、下り個別制御チャネルＤＰＣＣＨ、獲得インジケータＡＩＣＨに相当し、複数の移動局が共用し、各移動局に高速下り共用チャネルＨＳ−ＤＳＣＨの復調に必要な情報（変調方式、拡散符号など）、誤り訂正復号処理やＨＡＲＱ処理に必要な情報、及び無線リソース（周波数、時間）のスケジューリング情報などの送信に使用されている。
【００８３】
下りリンク共用データチャネルＤＳＤＣＨは、ＨＳＤＰＡ方式の高速物理下り共用チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨに含まれる高速下り共用チャネルＨＳ−ＤＳＣＨ、下り個別データチャネルＤＰＤＣＨに相当し、上位レイヤから移動局宛てのパケットデータの送信に使用されている。
マルチキャスト／ブロードキャストチャネルは情報信号の報知などに使用されている。
なお上記Ｗ−ＣＤＭＡ及びＨＳＤＰＡの物理チャネルについては、「立川 敬二，"Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式"，ＩＳＢＮ４−６２１−０４８９４−５」等に記載されている。
【００８４】
図１４および図１５は、各物理チャネルにおける、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔとチャンクの周波数帯域幅Ｆｃの関係をまとめた表である。図に示すように、共通パイロットチャネル、共通制御チャネル、個別制御チャネルは、周波数ダイバーシチ領域、マルチユーザダイバーシチ領域に関わらず、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することが望ましい。また、下り同期チャネルは、周波数ダイバーシチ領域、マルチユーザダイバーシチ領域に関わらず、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することが望ましい。
個別パイロットチャネルは、周波数ダイバーシチ領域では、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃ、マルチユーザダイバーシチ領域では、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することが望ましい。なお、ｎ本の送信アンテナに供給する送信信号を最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ以下だけ遅延させる遅延付加部により、送信アンテナから個別パイロットチャネルを送信する場合に、個別パイロットチャネルが含まれるチャンクが周波数ダイバーシチにより送信するかマルチユーザダイバーシチにより送信するかを通知する通知信号により、周波数ダイバーシチが通知されたときには、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定し、通知信号によりマルチユーザダイバーシチが通知されたときには、重み演算部から出力される重みを用いて指向制御を行う、または最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定するようにしてもよい。
また、マルチキャスト／ブロードキャストチャネルは周波数ダイバーシチ領域でのみ使用され、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することが望ましい。
【００８５】
このように設定する理由は、共通パイロットチャネルは、端末が観測した信号強度などを通知するために使用されるので、遅延時間がチャンクごとに変化することは望ましくない一方、マルチユーザダイバーシチを行うために、無線送信機では、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃの場合のチャンク毎の信号強度を知る必要があるため、最大遅延時間がチャンクごとに変化しないように、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することが望ましいためである。
また、個別パイロットチャネルは、データ信号の復調などに使用する伝搬路推定値を求めるために使用する。従って、周波数ダイバーシチ領域であれば、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定し、マルチユーザダイバーシチ領域であれば、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定して通信を行うのが望ましいためである。
【００８６】
また、下り同期チャネルはフレーム同期の際に使用されるが、伝搬路推定は必要なく、受信電力が低い場合にも正しく受信されることが望ましいことから、周波数ダイバーシチ効果を得るために、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することが望ましいためである。
特に下り同期チャネルにおいては、一つの基地局に含まれる、複数のセクタ、複数のアンテナから、それぞれ同一の信号が、同一時間、同一周波数を用いて送信される可能性がある。従って、下り同期チャネルにおいては、一つの基地局に含まれる、複数のセクタ、複数のアンテナから、それぞれアンテナ毎に異なる遅延を付加して送信することにより、他の物理チャネルより高い周波数ダイバーシチ効果を得ることが期待できる。
【００８７】
また、共通制御チャネル及び個別制御チャネルは、共通パイロットチャネルから求められる伝搬路推定値を用いることが想定されるため、共通パイロットチャネルと同じ最大遅延時間に設定され、送信されることが望ましいためである。
しかしながら、共通制御チャネル及び個別制御チャネルは受信電力が低い場合にも正しく受信されることが望ましいことから、周波数ダイバーシチ効果が得られることが望ましく、制御チャネルの受信性能向上を優先して考えると、共通パイロットチャネルは、同一チャンクに共通制御チャネル、個別制御チャネルおよびマルチキャスト／ブロードキャストチャネルを含む場合には、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定して送信することにより、制御チャネルにおいて周波数ダイバーシチ効果を得ることが望ましい。
【００８８】
一方、同一チャンクがマルチユーザダイバーシチとして使用される場合には、実際にマルチユーザダイバーシチに適した通信（（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとして通信）を行った場合の信号強度などを通知する必要があることから、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定して送信することが望ましい。
このことから、各物理チャネルにおける、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔとチャンクの周波数帯域幅Ｆｃの関係は図１５に示した関係と同じくしてもよい。
またマルチキャスト／ブロードキャストチャネルは周波数ダイバーシチ効果を得るために（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定して通信を行うことが望ましい。
【００８９】
上述した実施形態では、マルチユーザダイバーシチ領域においては、最大遅延時間を（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定する場合について説明したが、第５の実施形態に記載の無線送信機では、マルチユーザダイバーシチ領域において重み演算部３１０より通知される重みｗｍを使用することができる。
なお、上述した第２〜５の実施形態では、ｎ本の送信アンテナを備える無線送信機から、ｎ本の送信アンテナ毎に所定の遅延時間を与えて信号を送信する場合ついて説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、無線送信機がｎ本の送信アンテナを備える場合において、無線送信機がマルチユーザダイバーシチを使用することを選択したときには、ｎ本の送信アンテナ中のｊ本（ｊは整数であり、１≦ｊ＜ｎ）の送信アンテナ毎に所定の遅延時間Ｔ'を与えて信号を送信するようにしてもよい。
【００９０】
このような構成にすれば、ｎ本の送信アンテナの全てを使用して信号を送信する場合に比べて、ｊ本の送信アンテナから送信する信号の最大遅延時間（ｊ−１）Ｔ'が小さくなり、伝搬路の変動をより小さくすることができるため、良好なマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。特に、ｊ＝１としたときには、遅延部の回路規模を小さくすることができる。
また、本実施形態では、周波数ダイバーシチ効果を得るために、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとすることを前提としたが、第１の実施形態でも記載したように、物理チャネルが複数の周波数方向にまたがるチャンクに割り当てられ通信を行っている場合には、物理チャネルの割り当てられた帯域幅ＢＷが周波数ダイバーシチ効果を得られる基準となるため、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ＞１／ＢＷと設定することにより周波数ダイバーシチ効果を得ることも可能である。
【００９１】
上述した本発明の実施形態による無線送信機を使用すれば、ｎ本の送信アンテナから信号を送信する際に、周波数ダイバーシチを使用するかマルチユーザダイバーシチを使用するかを選択し、その選択結果に基づいてｎ本の送信アンテナから送信する信号の遅延時間を変化させるようにしたので、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果やマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
【００９２】
なお、以上説明した実施形態において、図８、図１０、図１２、図１３の誤り訂正符号化部１３、変調部１４、サブキャリア割り当て部１５、２１５、ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、遅延付加部１９−１〜１９−３、循環遅延付加部１１９−１〜１１９−３、合成部２０、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２、位相回転部２１９、重み演算部３１０、重み乗算部３１９の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線送信機の制御を行ってもよい。なお、ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００９３】
また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらにコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００９４】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、複数の送信アンテナを使用して、無線受信機に対して信号を送信するための送信制御方法に適用することができ、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１無線送信機２〜４送信アンテナ５、６遅延器７、８、９、１０無線受信機１１ａ、１１ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、２１１ａ、２１１ｂユーザ毎信号処理部１２−１、１２−２、１２−３、１１２−１〜１１２−３、２１２−１〜２１２−３、３１２−１〜３１２−３アンテナ毎信号処理部１３誤り訂正符号化部１４変調部１５、２１５ サブキャリア割り当て部１６ＩＦＦＴ部１７並列直列変換部１８ＧＩ付加部１９−１〜１９−３遅延付加部１１９−１〜１１９−３循環遅延付加部２０合成部２１フィルタ部２２Ｄ／Ａ変換部１１０メモリ２１９位相回転部２２０遅延付加部３１０重み演算部３１９重み乗算部３２０遅延付加・指向制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信制御方法に関し、特に、複数の送信アンテナを使用して、無線受信機に対して信号を送信するための無線送信機に関する。
本願は、２００５年９月１日に日本に出願された特願２００５−２５３１９４号および２００５年１２月２１日に日本に出願された特願２００５−３６７８６０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、主にマルチキャリア伝送システムにおいて、周波数軸と時間軸に沿った複数のブロックに分け、このブロックを基本として無線送信機からユーザ毎に送信する信号のスケジューリングを行う方法が提案されている。なお、ここでは、ユーザが通信を行う際に確保される周波数軸と時間軸で規定される領域を割り当てスロットと呼び、その割り当てスロットを決める際に基本となるブロックをチャンクと呼んでいる。
【０００３】
この中でも、ブロードキャスト信号やマルチキャスト信号、制御信号を送信する場合には、周波数軸方向に広いブロックを割り当てて、周波数ダイバーシチ効果を得ることにより、受信電力が低い場合にも誤りを低減させる方法が提案されている。また、無線送信機と無線受信機の間の１対１通信であるユニキャスト信号を送信する場合には、周波数軸方向に狭いブロックを割り当てて、マルチユーザダイバーシチ効果を得たりすることにより、無線受信機での受信電力を向上させる方法が提案されている。
【０００４】
図１６Ａおよび１６Ｂは、無線送信機から無線受信機に送信する信号の時間（横軸）と周波数（縦軸）の関係を示した図である。図１６Ａにおいて、横軸は時間、縦軸は周波数を示す。時間軸において伝送時間ｔ１〜ｔ３を設定する。ただし、伝送時間ｔ１〜ｔ３の時間幅は同一である。周波数軸において伝送周波数ｆ１〜ｆ５を設定する。ただし、伝送周波数ｆ１〜ｆ５の周波数幅はいずれもＦｃで同一である。このように、伝送時間ｔ１〜ｔ３、伝送周波数ｆ１〜ｆ５によって、１５個のチャンクＫ１〜Ｋ１５を図１６Ａに示すようにして設定する。
【０００５】
更に、図１６Ｂに示すように、５個のチャンクＫ1〜Ｋ5を結合し、かつ、時間軸方向に６等分して、時間幅がｔ１／６、周波数幅が、５ｆ1の通信スロットｓ１〜ｓ６を設定する。第１ユーザに通信スロットｓ１、ｓ４を割り当て、第２ユーザに通信スロットｓ２、ｓ５を割り当て、第３ユーザに通信スロットｓ３、ｓ６を割り当てる。これにより、第１〜第３ユーザは周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００６】
次に、チャンクＫ１０を通信スロットｓ１１として、第４ユーザに割り当てる。チャンクＫ７、Ｋ８、Ｋ９を統合して時間幅がｔ２、周波数幅が３ｆ１の通信スロットｓ８〜ｓ１０を形成して、これを第５ユーザに割り当てる。更に、チャンクＫ６を第６ユーザに通信スロットｓ７として割り当てる。これにより、第４〜第６ユーザはいずれもマルチユーザダイバーシチ効果を得るとともに、第５ユーザは、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００７】
更に、チャンクＫ１１を別の第７ユーザに通信スロットｓ１２として割り当てる。これにより、このユーザは、マルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。更にチャンクＫ１３、Ｋ１５を別の第８ユーザに通信スロットｓ１９、ｓ２６として割り当てる。これにより、このユーザはマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
更に、２個のチャンクＫ１２、Ｋ１４を時間軸方向に等分に６分割し、図示のように通信スロットｓ１３〜ｓ１８、ｓ２０〜ｓ２５を形成する。第９ユーザに通信スロットｓ１３、ｓ１６、ｓ２０、ｓ２３を割り当て、第１０ユーザに通信スロットｓ１４、ｓ１７、ｓ２１、ｓ２４を割り当て、第１１ユーザに通信スロットｓ１５、ｓ１８、ｓ２２、ｓ２５を割り当てる。これにより、第９〜第１１ユーザはいずれも周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】３ＧＰＰ寄書，Ｒ１−０５０２４９，“Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ＡｃｃｅｓｓＳｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ”，［２００５年８月１７日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｆｔｐ：／／ｆｔｐ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ＴＳＧ＿ＲＡＮ／ＷＧ１＿ＲＬ１／ＴＳＧＲ１＿４０ｂｉｓ／Ｄｏｃｓ／Ｒ１−０５０２４９．ｚｉｐ）
【非特許文献２】３ＧＰＰ寄書，Ｒ１−０５０５９０，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｉｎ Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ”，［２００５年８月１７日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｆｔｐ：／／ｆｔｐ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ＴＳＧ＿ＲＡＮ／ＷＧ１＿ＲＬ１／Ｒ１＿Ａｄ＿Ｈｏｃｓ／ＬＴＥ＿ＡＨ＿ＪＵＮＥ−０５／Ｄｏｃｓ／Ｒ１−０５０５９０．ｚｉｐ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の方式において、周波数ダイバーシチ効果を得るためには、伝搬路の伝達関数の周波数変動に応じて、拡散率を大きくしたり、誤り訂正符号化時の符号化率を低くしたりする必要がある。
【００１０】
図１７Ａおよび１７Ｂならびに図１８Ａおよび１８Ｂは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルと伝達関数を示す図である。
【００１１】
図１７Ａおよび図１８Ａは、送信信号が遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する様子を時間（横軸）と電力（縦軸）の点から示した遅延プロファイルを表している。また、図１７Ｂおよび図１８Ｂは、遅延プロファイルを周波数変換し、周波数（横軸）と電力（縦軸）の点から示した伝達関数を表している。
【００１２】
また、図１７Ａは６波の遅延波ｗ１１〜ｗ１６が存在する場合を示しており、図１８Ａは３波の遅延波ｗ２１〜ｗ２３が存在する場合を示している。両者では最大遅延時間ｔ１、ｔ２が異なる。
【００１３】
図１７Ａおよび１７Ｂに示すように、最大遅延時間ｔ１が大きい、つまり比較的、伝達関数の周波数変動が早い（周波数方向の電力変動が速い）場合には、拡散率が小さいときや、誤り訂正符号化時の符号化率が高いときでも、十分な周波数ダイバーシチ効果が期待できる。しかし、図１８Ａおよび１８Ｂに示すように最大遅延時間ｔ２が小さい、つまり比較的、伝達関数の周波数変動が緩やかな場合には、拡散率が小さいときや、誤り訂正符号化時の符号化率が高いときには、十分な周波数ダイバーシチ効果が期待できず、拡散率を大きくしたり、誤り訂正符号化時の符号化率を低くしたりする必要がある。
【００１４】
なお、図１７Ｂおよび図１８ＢのＤ１及びＤ２は信号、すなわちデータを示している。
すなわち、図１７Ｂでは、データＤ１、Ｄ２のそれぞれに対して、スペクトラム拡散技術の拡散比を４として、データＤ１に対して４つのサブキャリアａ１１〜ａ１４を割り当てる。同様にして、データＤ２に対しても４つのサブキャリアａ１５〜ａ１８を割り当てる。この場合は、伝達関数の周波数変動が早いので、データＤ１に対してはサブキャリアａ１３の受信電力が著しく低下するのみであり、データＤ２に対してもサブキャリアａ１６の受信電力が著しく低下するのみである。従って、データＤ１、Ｄ２のいずれについても受信に支障はない。
【００１５】
図１８Ｂでは、拡散比を８として、データＤ１に対して８つのサブキャリアａ２１〜ａ２８を割り当てている。この場合は、伝達関数の周波数変動が遅いので、サブキャリアａ２４の受信部が著しく低下し、サブキャリアａ２３、ａ２５の受信電力も若干低下するが、図１７Ｂの場合よりもデータ拡散比を大きくしているので、データＤ１の受信に支障はない。なお、上記拡散比の数値は説明の便宜であり、これに限定されない。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線送信機側で拡散率や、誤り訂正符号の符号化率を制御しなくても、十分な周波数ダイバーシチ効果を得ることができる送信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記問題を解決するために、本発明は、周波数方向と時間方向に分割されたチャンクごとにスロット割当を行う伝送システムにおける送信制御方法であって、複数の送信アンテナに出力信号を送出するにあたり、前記複数の送信アンテナの出力信号のそれぞれに遅延を生じさせ、前記チャンクの周波数帯域幅をＦｃとしたとき、特定の物理チャネルに対して前記複数の送信アンテナ間の最大遅延時間が１／Ｆｃより大きい所定の値になるように、前記遅延を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記特定の物理チャネルがマルチキャスト／ブロードキャストチャネルであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記特定の物理チャネルが同期チャネルであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、第一の前記送信アンテナに対する第二の前記送信アンテナの遅延時間をＴとし、前記第一の送信アンテナに対する第三の前記送信アンテナ以降の前記送信アンテナの遅延時間をＴの倍数によって順次遅延量が大きくなるように設定することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記複数の送信アンテナのそれぞれの入力信号に付加する遅延時間を制御することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、信号の送信に利用する送信アンテナ数を減らすことにより、前記最大遅延時間を短縮するよう制御することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、時間領域で遅延を付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記送信アンテナのそれぞれの入力信号に有効シンボル区間内において遅延を付加し、前記遅延が付加された有効シンボル区間毎にガードインターバルを付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、周波数領域で遅延を付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、上記の送信制御方法において、前記伝送システムはマルチキャリア伝送システムであり、ユーザ毎に信号処理された信号をサブキャリアに割り当て、サブキャリア毎に所定量の位相回転を行うことにより最大遅延時間を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、チャンクの周波数帯域幅をＦｃとしたとき、特定の物理チャネルに対して複数の送信アンテナ間の最大遅延時間が１／Ｆｃより大きい所定の値になるように、遅延を制御することにより、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による無線送信機が送信する信号が、複数の伝搬路を通って、無線受信機へ到達することを示す概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られる伝達関数を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の別の遅延プロファイルを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られ、無線受信機における伝達関数を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られ、位置の異なる他の無線受信機における伝達関数を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、遅延プロファイルにおける最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示された最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと、周波数変動との関係を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、遅延プロファイルにおける別の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示された最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと、周波数変動との関係を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、無線送受信システムにおいて、無線送信機の複数アンテナから同一信号を遅延時間を与えずに送信した場合を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示されたシステムにおける受信信号の一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａに示されたシステムにおける受信信号の他の例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、無線送受信システムにおいて、無線送信機の複数の送信アンテナから同一信号を異なる遅延時間を与えて送信した場合を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示されたシステムにおける受信信号の一例を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａに示されたシステムにおける受信信号の他の例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の第３の実施形態の送信信号に対して、循環遅延を付加した信号の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の第３の実施形態の送信信号に対して、循環遅延を付加した信号の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施形態における循環遅延付加部１１９−１の動作を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の第５の実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、各物理チャネルにおける、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔとチャンクの周波数帯域幅Ｆｃとの関係を示す表である。
【図１５】図１５は、各物理チャネルにおける、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔとチャンクの周波数帯域幅Ｆｃとの別の関係を示す表である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、無線送信機から無線受信機に送信する信号の時間（横軸）と周波数（縦軸）の関係を示した図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａに示された時間―周波数空間に割り当てられた通信スロットを示す図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルを示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られる伝達関数を示す図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルを示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａに示された遅延プロファイルを周波数変換して得られる伝達関数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１の実施形態］
図１は、無線送信機１が送信する信号が、複数の伝搬路を通って、無線受信機７へ到達することを示す概略図である。無線送信機１は複数の送信アンテナ２〜４を持ち、それぞれの送信アンテナ２〜４に異なる遅延時間０、Ｔ、２Ｔをそれぞれ与え、各送信アンテナ２〜４から送信する。無線受信機７は、無線送信機１から送信された信号を受信する。なお、図１では、一例として無線送信機１が３本の送信アンテナ２〜４を備える場合について説明している。
【００３０】
なお、ここで説明する複数の送信アンテナとは、携帯電話などの基地局設備である無線送信機に搭載される送信アンテナを想定すると、同一セクタ内、同一基地局装置内の異なるセクタ間、異なる基地局装置間の３種類の送信アンテナを想定することができる。ここでは、一例として、同一セクタ内に設置された場合について説明するが、他の構成としてもよい。つまり、ｎ本の送信アンテナが複数の異なるセクタに属していてもよいし、ｎ本の送信アンテナが複数の異なる基地局装置に属していてもよい。
また、図中の遅延器５、６は遅延時間Ｔを与えるものとし、これにより上述したように、送信アンテナ３では遅延時間Ｔが、送信アンテナ４では遅延時間２Ｔが与えられるものとする。
【００３１】
図２Ａおよび２Ｂは、遅延時間の異なる複数（３つ）の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルと伝達関数を示す図である。図２Ａは、送信信号が複数の遅延時間の異なる伝搬路を通り無線受信機に到達する様子を時間（横軸）と電力（縦軸）の点から示した遅延プロファイルを表している。図２Ａに示すように、瞬時の遅延プロファイルは、２Ｔ＋ｄｍａｘの最大遅延波を持つことになり、各送信アンテナから同一信号を送信した場合に比べ、最大遅延波が非常に大きくなる。なお、ｄｍａｘは、送信アンテナから受信アンテナに電波が到達する際の、もっとも到達の速い伝搬路と、遅い伝搬路の到達時間差を示している。
【００３２】
図２Ｂは、図２Ａの遅延プロファイルを周波数変換し、周波数（横軸）と電力（縦軸）の点から示した伝達関数を表している。このように、遅延プロファイルにおいて最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘが大きくなるということは、伝達関数の周波数変動が速くなることを意味する。従って、図２Ｂに示すように（図１７Ｂと同様に）、データＤ１、Ｄ２をそれぞれ拡散比が４で拡散して、サブキャリアを割り当てる。なお、無線送信機１側では、この伝達関数の周波数変動に応じて、拡散率又は誤り訂正符号の符号化率を制御することが望ましいが、上記方法では、無線送信機１側で、遅延時間２Ｔが既知であることから、伝搬路の周波数変動に関わらず、拡散率又は誤り訂正符号の符号化率を決めることができる。
一方、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合は、瞬時の遅延プロファイルにおける最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘがあまり大きくないことが望ましい。図３Ａ〜３Ｂを用いて、マルチユーザダイバーシチ効果を説明する。
【００３３】
図３Ａ〜３Ｃは、遅延時間の異なる複数の伝搬路を通り無線受信機に到達する信号の遅延プロファイルと伝達関数を示す図である。図３Ａは、送信信号が複数（３つ）の遅延時間の異なる伝搬路を通り無線受信機に到達する様子を時間（横軸）と電力（縦軸）の点から示した遅延プロファイルを表している。
図３Ｂは、ユーザｕ１が使用する無線受信機での伝達関数を示している。また、図３Ｃは、ユーザｕ２が使用する無線受信機での伝達関数を示している。ユーザｕ１とユーザｕ２とでは無線受信機の位置が異なるため、瞬時の伝達関数が異なる。
【００３４】
つまり、図３Ｂおよび３Ｃの左側の領域を周波数チャネルｂ１、右側の領域を周波数チャネルｂ２とすると、ユーザｕ１では周波数チャネルｂ２の方が品質が良く、ユーザｕ２では周波数チャネルｂ１の方が品質が良くなる。従って、ユーザｕ１には、周波数チャネルｂ２でデータＤ１〜Ｄ４を送信する。データＤ１〜Ｄ４は、スペクトラム拡散されている。ユーザｕ２には、周波数チャネルｂ１でデータＤ１〜Ｄ４を送信する。この場合もデータＤ１〜Ｄ４はスペクトラム拡散されている。
【００３５】
このように、ある瞬間において周波数チャネルごとの品質差を利用すると、周波数チャネル毎に異なるユーザが通信を行うことにより、伝送効率を向上させるマルチダイバーシチ効果を得ることができる。
しかしながら、最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘが大きすぎると、伝達関数の周波数変動が早くなり、上記の周波数チャネルｂ１と周波数チャネルｂ２の間の品質差が小さくなる。
従って、十分なマルチユーザダイバーシチ効果を得るためには、図３Ａに示すように、最大遅延時間２Ｔ＋ｄｍａｘを小さくすることが重要となる。
【００３６】
図４Ａおよび４Ｂ、ならびに図５Ａおよび５Ｂは、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔと、周波数変動の関係を示す図である。図４Ａに示すように、２つの到来波ｗ３１、ｗ３２の到達時間差が（ｎ−１）Ｔである場合、この伝搬路の伝達関数は図４Ｂに示すようになる。つまり、電力（縦軸）の振幅の落ち込みの周波数間隔が、Ｆ＝１／（ｎ−１）Ｔとなる。
また、図５Ａに示すように、複数の遅延波ｗ４１〜ｗ４３が存在する場合にも、最初に到達する到来波ｗ４１と最も遅く到達する遅延波ｗ４３との到達時間差が（ｎ−１）Ｔである場合、やはり図５Ｂに示すように、電力（縦軸）の振幅の落ち込みの周波数間隔はＦ＝１／（ｎ−１）Ｔとなる。
【００３７】
ところで、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合と、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合では、先に述べたように、適切な伝達関数の周波数変動が異なることから、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合には、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを、ユーザが通信を行う際に確保される周波数軸と時間軸で規定される基本領域であるチャンクの周波数帯域幅Ｆｃとした場合、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することにより、周波数ダイバーシチ効果を得やすい環境を得ることができる。
【００３８】
これに対し、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合には、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔを、チャンクの周波数帯域幅Ｆｃとした場合、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することにより、マルチユーザダイバーシチ効果を得やすい環境を得ることができる。なお、以降の説明で、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとした場合には、（ｎ−１）Ｔ＝０の場合も含むものとする。また、以降の説明では、各送信アンテナに付加された遅延時間をＴの（ｎ−１）倍として表しており、Ｔは一定として考えているが、送信アンテナ毎にＴが変わってもかまわない。また、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合は、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定する代わりに信号の送信に利用する送信アンテナ数を減らすことにより、最大遅延時間を減らしてもよい。
以上説明したように、送信信号を周波数ダイバーシチにより送信するか、マルチユーザダイバーシチにより送信するかによって（（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとするか（ｎ−１）Ｔ＜Ｆｃとするかによって）、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果やマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
【００３９】
但し、図１６Ｂで示した通信スロットｓ１のように、複数の連続するチャンクを周波数方向に結合し通信を行う第１ユーザや、通信スロットｓ１３、ｓ１６、ｓ２０、ｓ２３を割り当てられた第９ユーザのように、とびとびのチャンクを割り当てられたユーザでは、あるユーザに瞬時に割り当てられた通信スロットの帯域幅ＢＷ（第１ユーザではＢＷ=５Ｆｃ、第９ユーザではＢＷ=３Ｆｃ）が周波数ダイバーシチ効果を得られる基準となるため、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ＞１／ＢＷと設定することにより周波数ダイバーシチ効果を得ることも可能である。
例えば、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときは、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＞１／ＢＷとなるように遅延時間Ｔを設定し、通知信号によりマルチユーザダイバーシチが通知されたときは、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定するようにする。
また、図示しないが、複数のチャンクに渡って、各チャンクに含まれる一部のサブキャリアがあるユーザに割り当てられた場合には、そのユーザに割り当てられた通信スロットの帯域幅ＢＷとは、瞬時に割り当てられたサブキャリアのうち、最も周波数方向に離れたサブキャリア間の間隔を示す。
なお、周波数ダイバーシチにより送信するか、マルチユーザダイバーシチにより送信するかは、送信を行う信号の種類（パイロット信号、制御信号、ブロードキャスト／マルチキャスト信号など）や、無線受信機の移動速度（移動速度が速い場合には周波数ダイバーシチ、遅い場合にはマルチユーザダイバーシチ）などにより切り替えることができる。
【００４０】
図６Ａ〜６Ｃは、無線送信機８の複数アンテナから同一信号を遅延時間を与えずに送信した場合の説明図である。図６Ａのように、並列に並べられた、水平方向に無指向性の送信アンテナを複数（３つ）備える無線送信機８が設置されている場合を考えると、図６Ａに示す楕円のようにローブｅ１１、ｅ１２が生じてしまうため、無線受信機９のように受信信号が全周波数帯域で高い受信レベルで受信される方向もあれば（図６Ｂ参照）、無線受信機１０のように受信信号が全帯域で低い受信レベルで受信される方向も生じてしまう（図６Ｃ参照）。
【００４１】
図７Ａ〜７Ｃは、無線送信機８の複数の送信アンテナから同一信号を異なる遅延時間を与えて送信した場合の説明図である。図７Ａのように、並列に並べられた無指向性の送信アンテナを複数（３つ）備える無線送信機８が設置されている場合を考えると、狭帯域で考えた場合にはローブｅ２１〜ｅ２６が生じるため、受信信号中で受信レベルの高い周波数帯域と低い周波数帯域が生じるが、平均の受信信号レベルは方向に寄らずほぼ一定にできるため、無線受信機９での信号の受信レベル（図７Ｂ参照）と、無線受信機１０での信号の受信レベル（図７Ｃ参照）の双方においてほぼ同様の品質を得ることができる。従って、無線送信機８の送信アンテナ毎に異なる遅延時間を与えた信号を送信する方法は、図６Ａ〜６Ｃで説明した複数の送信アンテナから同一信号を送信した場合の欠点も補うことができる。
【００４２】
[第２の実施形態]
本発明の第２の実施形態では、無線送信機の構成について説明する。本実施形態の無線送信機は、第１の実施形態による無線送信機１（図１）と同様に、複数の送信アンテナを有する。
なお、ここで説明する無線送信機は、送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけ、信号を送信する無線送信機であり、この遅延時間の付加を時間領域で行うものである。
また、本実施形態で説明する送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけた信号とは、実際に１番目の送信アンテナからの送信信号に対して、Ｔだけ遅延した信号を２番目の送信アンテナから送信し、同様にｎ番目の送信アンテナの送信信号が（ｎ−１）Ｔだけ遅延した信号を送信する場合を想定している。
【００４３】
図８は、本実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。ここで、物理層部とは、無線送信機の構成のうち、特に送信信号を受け取り、無線伝送可能な形に信号処理を行い、無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部に信号を渡す部分である。
図８に示すように、物理層部は、ユーザ毎信号処理部１１ａ、１１ｂと、アンテナ毎信号処理部１２−１、１２−２、１２−３を有する。ユーザ毎信号処理部１１ａ（ユーザ毎信号処理部１１ｂも同様）は、各ユーザが使用する無線受信機に送信する信号に対して信号処理を行う。また、アンテナ毎信号処理部１２−１（アンテナ毎信号処理部１２−２、１２−３も同様）は、送信アンテナ毎の信号処理を行う。
【００４４】
ユーザ毎信号処理部１１ａは、誤り訂正符号化部１３、変調部１４、サブキャリア割り当て部１５、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）付加部１８、遅延付加部１９−１、１９−２、１９−３を有する。
誤り訂正符号化部１３は、送信信号の誤り訂正符号化を行う。変調部１４は、誤り訂正符号化部１３の出力に対し、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：直交位相変調）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）などの変調処理を行う。
【００４５】
サブキャリア割り当て部１５は、変調部１４の出力を上位層より通知されるサブキャリア割り当て情報に基づいて適切なサブキャリアに割り当てる。ＩＦＦＴ部１６は、サブキャリア割り当て部１５の出力に対して周波数時間変換を行う。
並列直列変換部１７は、ＩＦＦＴ部１６の出力を並列直列変換する。ＧＩ付加部１８は、並列直列変換部１７の出力に対しガードインターバルの付加を行う。遅延付加部１９−１は、ＧＩ付加部１８の出力に対して送信アンテナ毎に異なる遅延を付加する。
【００４６】
なお、遅延付加部１９−１〜１９−３からの出力はそれぞれアンテナ毎信号処理部１２−１、１２−２、１２−３に出力される。さらに、遅延付加部１９−１〜１９−３は、それぞれ異なる遅延（例えば、０、Ｓ、２Ｓ）を与える。ここで、Ｓ＝Ｔ／サンプル時間とする。なお、ここで述べるサンプル時間とは、ＧＩ付加部１８、遅延付加部１９−１〜１９−３、合成部２０で処理されているデジタル信号の最小時間間隔のことを示している。
従って、遅延付加部１９−１〜１９−３においてＳサンプルの遅延を付加することは、Ｄ／Ａ変換部２２の出力端で考えて時間Ｔの遅延を与えることに相当している。また、ユーザ毎信号処理部１１ａはあるチャンクで使用される、つまり、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらかで一方で使用されることから、物理層を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域で使用することを通知する通知信号（周波数ｄｉｖ／マルチユーザｄｉｖ通知信号）を受信する。ユーザ毎信号処理部１１ａは、この通知信号に基づいて、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらを使用するか選択して、遅延時間Ｔを変える機能を有する。
なお、ユーザ毎信号処理部１１ｂは、ユーザ毎信号処理部１１ａと同様の構成を有し、対象とするユーザのみが異なる。
【００４７】
アンテナ毎信号処理部１２−１は、合成部２０、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ（Digital/Analog：デジタル／アナログ）変換部２２を有する。
合成部２０は、ユーザ毎信号処理部１１ａ、１１ｂからアンテナ毎信号処理部１２−１に出力された信号を足し合わせることにより合成する。フィルタ部２１は、合成部２０の出力のうち、所望帯域の信号のみを取り出す。Ｄ／Ａ変換部２２は、フィルタ部２１の出力をデジタル／アナログ変換する。
なお、アンテナ毎信号処理部１２−２、１２−３もアンテナ毎信号処理部１２−１と同様の構成を有する。アンテナ毎信号処理部１２−１の出力は、それぞれ無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部（図示省略）を通り、複数（３つ）の送信アンテナへ出力され、無線信号として送信される。
【００４８】
[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態では、無線送信機の別の構成について説明する。本実施形態の無線送信機は、送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけ、信号を送信する無線送信機であるが、この遅延時間の付加を時間領域で行うものである。
また、本実施形態の無線送信機は、送信信号のシンボル（有効シンボル区間）毎にガードインターバルが付加された信号を想定している。送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけた信号とは、実際に１番目の送信アンテナからの送信信号中のガードインターバルを取り除いた部分（有効シンボル区間）に注目しており、この有効シンボル区間のみがＴだけ遅延したものを２番目の送信アンテナから送信し、同様にこの有効シンボル区間のみが、ｎ番目の送信アンテナにおいて、（ｎ−１）Ｔだけ遅延した信号を送信する場合を想定している。
【００４９】
従って、各送信アンテナからの送信時には、各有効シンボル区間に対応したガードインターバルが付加されており、第２の実施形態の場合と異なり、送信アンテナ端でのシンボルタイミングに時間的なずれは生じない。この方法での遅延時間の付加方法を、以降では循環遅延の付加と呼ぶ。この循環遅延を付加する処理を行うことにより、第２の実施形態に記載するような遅延時間を送信アンテナ毎に付加するよりも、遅延波に対する耐性を保持できるという利点がある。
【００５０】
図９Ａおよび９Ｂは、本実施形態の送信信号に対して、循環遅延を付加した信号の一例を示す図である。図９Ａは、１番目のアンテナから送信する信号を示しており、図９Ｂは、２番目のアンテナから送信する信号を示している。図９Ａおよび９Ｂでは、有効シンボル区間が４サンプル、ガードインターバル区間が１サンプルの場合を示しており、有効シンボル区間内に注目すると２番目のアンテナでは、１番目のアンテナに比べて１サンプルの遅延が生じている。一方で、１番目のアンテナ、２番目のアンテナはともにシンボル単位で見るとシンボルタイミングのずれがないため、循環遅延を付加した場合でも、隣接するシンボルとの干渉に強くなるというガードインターバルの効果を維持していることがわかる。
【００５１】
図１０は、本実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。図に示すように、物理層部は、ユーザ毎信号処理部１１１ａ、１１１ｂ、アンテナ毎信号処理部１１２−１、１１２−２、１１２−３を有する。
ユーザ毎信号処理部１１１ａ（ユーザ毎信号処理部１１１ｂも同様）は、各ユーザが使用する無線受信機宛の信号処理を行う。アンテナ毎信号処理部１１２−１（アンテナ毎信号処理部１１２−２、１１２−３も同様）は、送信アンテナ毎の信号処理を行う。
ユーザ毎信号処理部１１１ａの構成は、第２の実施形態で説明したユーザ毎信号処理部１１ａの構成（図８）とほぼ同じであるが、ＧＩ付加部１８がなく、遅延付加部１９−１〜１９−３の代わりに、循環遅延付加部１１９−１〜１１９−３が設けられている点が異なる。
ユーザ毎信号処理部１１１ａの誤り訂正符号化部１３、変調部１４、サブキャリア割り当て部１５、ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７の機能は、第２の実施形態（図８参照）と同じであるので、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００５２】
循環遅延付加部１１９−１は、並列直列変換部１７の出力に対して送信アンテナ毎に異なる循環遅延を付加する。なお、循環遅延付加部１１９−１〜１１９−３からの出力は、それぞれアンテナ毎信号処理部１１２−１、１１２−２、１１２−３に出力される。さらに、循環遅延付加部１１９−１〜１１９−３は、それぞれ異なる循環遅延（例えば、０、Ｓ、２Ｓ）を与える。ここで、Ｓ＝Ｔ／サンプル時間とする。
また、ユーザ毎信号処理部１１１ａはあるチャンクで使用される、つまり、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらかで一方で使用されることから、物理層を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域またはマルチユーザダイバーシチ領域で使用することを通知する通知信号を受信する。ユーザ毎信号処理部１１１ａは、この通知信号に基づいて、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらを使用するか選択し、遅延時間Ｔを変える機能を有する。
なお、ユーザ毎信号処理部１１１ｂは、ユーザ毎信号処理部１１１ａと同様の構成を有し、対象とするユーザのみが異なる。
【００５３】
図１１は、本実施形態による一例として示す循環遅延付加部１１９−１を説明するための図である。循環遅延付加部１１９−１は、メモリ１１０を備える。ここで、ｋサンプルの循環遅延を付加したい場合には、メモリ１１０のアドレスｋ＋１からアドレスｎまで、データＤ１１を順次入力した後（１、２、３、・・・、（ｎ−ｋ）を入力した後）、メモリ１１０のアドレス１からデータＤ１１の続きを入力することにより（（ｎ−ｋ＋１）、（ｎ−ｋ＋２）、（ｎ−ｋ＋３、・・・、ｎ）を入力することにより）、ｎサンプルのデータＤ１１を入力する。次に、メモリ１１０のアドレス１から順に出力することによってｎサンプルのデータＤ１１に対して、ｋサンプルの循環遅延を付けたデータＤ１２（（ｎ−ｋ＋１）、（ｎ−ｋ＋２）、（ｎ−ｋ＋３）、・・・、ｎ、１、２、・・・（ｎ−ｋ））を出力することができる。
なお、４サンプルのデータに対して、０サンプルの循環遅延をつけた例が図９Ａに示した信号であり、１サンプルの循環遅延をつけた例が図９Ｂに示した信号である。
【００５４】
アンテナ毎信号処理部１１２−１（図１０）の構成は、第２の実施形態で説明したアンテナ毎信号処理部１２−１の構成（図８）とほぼ同じであるが、ＧＩ付加部１８が設けられている点で異なる。
アンテナ毎信号処理部１１２−１の合成部２０、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２の機能については、第２の実施形態（図８）と同じであるので、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
アンテナ毎信号処理部１１２−２、１１２−３もアンテナ毎信号処理部１１２−１と同様の構成を有する。アンテナ毎信号処理部１１２−１、１１２−２、１１２−３の出力は、それぞれ無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部（図示省略）を通り、複数（３つ）の送信アンテナへと出力され、無線信号として送信される。
【００５５】
[第４の実施形態]
本発明の第４の実施形態では、更に別の無線送信機の構成について説明する。本実施形態による無線送信機は、送信アンテナ毎に異なる遅延時間をつけ、信号を送信する無線送信機であり、この遅延時間の付加を周波数領域で行うものである。
また、本実施形態では送信信号のシンボル（有効シンボル区間）毎にガードインターバルが付加された信号を想定しており、第３の実施形態の無線送信機（図１０）と同様に、循環遅延を付加する場合を想定している。
【００５６】
図１２は、本実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。図に示すように、物理層部は、ユーザ毎信号処理部２１１ａ、２１１ｂ、サブキャリア割り当て部２１５、アンテナ毎信号処理部２１２−１、２１２−２、２１２−３を有する。
ユーザ毎信号処理部２１１ａ（ユーザ毎信号処理部２１１ｂも同様）は、各ユーザが使用する無線受信機宛の信号処理を行う。サブキャリア割り当て部２１５は、ユーザ毎信号処理部２１１ａからの出力を各サブキャリアに割り当てる。アンテナ毎信号処理部２１２−１（アンテナ毎信号処理部２１２−２、２１２−３も同様）は、アンテナ毎の信号処理を行う。
【００５７】
ユーザ毎信号処理部２１１ａ、２１１ｂは、誤り訂正符号化部１３、変調部１４を有する。誤り訂正符号化部１３、変調部１４の機能は、上述した第２の実施形態（図８）と同じであるため、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
ユーザ毎信号処理部２１１ａ、２１１ｂの出力は、上位層より通知されるサブキャリア割り当て情報に基づいて、適切なサブキャリアに割り当てるサブキャリア割り当て部２１５において、適切なサブキャリアに割り当てられた後、アンテナ毎信号処理部２１２−１、２１２−２、２１２−３に出力される。
【００５８】
アンテナ毎信号処理部２１２−１は、位相回転部２１９、ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２を有する。ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２の機能は、上述した第２の実施形態（図８）と同じであるため、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
位相回転部２１９は、サブキャリア割り当て部２１５の出力を、サブキャリア毎に位相をθｍだけ回転し、ＩＦＦＴ部１６へ出力する。なお、アンテナ毎信号処理部２１２−２、２１２−３もアンテナ毎信号処理部２１２−１と同様の構成を有する。
【００５９】
アンテナ毎信号処理部２１２−１、２１２−２、２１２−３の出力は、それぞれ無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部（図示省略）を通り、複数の送信アンテナへ出力され、無線信号として送信される。
なお、本実施形態では、位相回転部２１９での位相θｍの回転は、θｍ=２πｆｍ・（ｎ−１）Ｔと設定している。ここで、ｆｍは０番目のサブキャリアとｍ番目のサブキャリアの周波数間隔であり、ｆｍ=ｍ／Ｔｓと表すことができ、（ｎ−１）Ｔは１番目のアンテナに対する、ｎ番目のアンテナにおける循環遅延時間の大きさを示す。なお、ＴｓはＯＦＤＭシンボルの有効シンボル時間を示している。
【００６０】
なお、位相回転部２１９とＩＦＦＴ部１６により遅延付加部２２０が構成されている。
これにより位相回転部２１９で付加された位相回転が、ＩＦＦＴ部１６において周波数時間変換されることによりＩＦＦＴ部１６の出力では時間遅延とみなすことができるようになる。
また、ユーザ毎信号処理部２１１ａはあるチャンクで使用される、つまり、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらかで一方で使用されることから、物理層を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域またはマルチユーザダイバーシチ領域で使用することを通知する通知信号を受信する。ユーザ毎信号処理部２１１ａは、この通知信号に基づいて、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらを使用するか選択し、遅延時間Ｔを変える機能を有する。
【００６１】
上述した第２〜第４の実施形態による無線送信機では、送信信号を周波数ダイバーシチにより送信するかマルチユーザダイバーシチにより送信するかを通知する通知信号に応じた遅延時間Ｔによって、ｎ本（ｎは２以上の整数）の送信アンテナに供給する送信信号を最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ以下だけ遅延させる遅延付加部を設けるようにした。
これにより、送信信号を周波数ダイバーシチにより送信するかマルチユーザダイバーシチにより送信するかによって、遅延時間Ｔを適切に設定することにより、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果やマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
【００６２】
[第５の実施形態]
本発明の第５の実施形態では、更に別の無線送信機の構成について説明する。本実施形態による無線送信機は、周波数ダイバーシチ領域においては、送信アンテナ毎に異なる遅延時間を与えて信号を送信する一方で、マルチユーザダイバーシチ領域においては送信アンテナ毎に適切な重みを付けることにより指向制御を行う無線送信機であり、この遅延時間および指向制御を周波数領域で行うものである。
また、本実施形態では送信信号のシンボル（有効シンボル区間）毎にガードインターバルを付加した信号を想定しており、第３及び第４の実施形態と同様に、循環遅延を付加する場合を想定している。
【００６３】
図１３は、本実施形態による無線送信機の物理層部の構成を示すブロック図である。図に示すように、物理層部は、ユーザ毎信号処理部２１１ａ、２１１ｂ、サブキャリア割り当て部２１５、重み演算部３１０、アンテナ毎信号処理部３１２−１、３１２−２、３１２−３を有する。ユーザ毎信号処理部２１１ａ、サブキャリア割り当て部２１５の構成については、第４の実施形態（図１２）と同様であるので、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６４】
アンテナ毎信号処理部３１２−１（アンテナ毎信号処理部３１２−２、３１２−３も同様）は、送信アンテナ毎の信号処理を行う。
アンテナ毎信号処理部３１２−１は、重み乗算部３１９、ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２を有する。ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２の機能は、第１の実施形態と同じであるので、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６５】
重み乗算部３１９は、サブキャリア割り当て部２１５の出力に対して、サブキャリア毎に重みの乗算を行い、ＩＦＦＴ部１６に出力する。アンテナ毎信号処理部３１２−２、３１２−３もアンテナ毎信号処理部３１２−１と同様の構成を有する。
アンテナ毎信号処理部３１２−１、３１２−２、３１２−３の出力は、それぞれ無線周波数への周波数変換を行う無線周波数変換部（図示省略）を通り、送信アンテナへ出力され、無線信号として送信される。
【００６６】
なお、特定のサブキャリアは、あるチャンクで使用される。つまり、周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域のどちらか一方で使用される。よって、重み乗算部３１９へは、物理層部を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域で使用することを通知され、これを元に周波数ダイバーシチ領域ではアンテナ毎に異なる遅延時間をつけるため位相回転θｍを付加し、マルチユーザダイバーシチ領域では指向制御を行うため重みｗｍを乗算する。
【００６７】
なお、重み乗算部３１９とＩＦＦＴ部１６により遅延付加・指向制御部３２０が構成されている。これにより重み乗算部３１９で位相回転が付加された場合には、ＩＦＦＴ部１６において周波数時間変換されることによりＩＦＦＴ部１６の出力では時間遅延とみなすことができるようになる。一方で、重み乗算部３１９で重みｗｍが乗算された場合には、ＩＦＦＴ部１６において周波数時間変換され、ＩＦＦＴ部１６の出力が送信アンテナから出力された際には指向制御がなされることになる。
【００６８】
また、上述した重み乗算部３１９で、位相をθｍだけ回転させる場合、第４の実施形態と同様に、θｍ=２πｆｍ・（ｎ−１）Ｔと設定する。なお、ｆｍは０番目のサブキャリアとｍ番目のサブキャリアの周波数間隔であり、ｆｍ=ｍ／Ｔｓと表すことができ、（ｎ−１）Ｔは１番目のアンテナに対する、ｎ番目のアンテナにおける循環遅延時間の大きさを示す。なお、ＴｓはＯＦＤＭシンボルの有効シンボル時間を示している。
また、重みｗｍを乗算する場合は、以下に示すように重みを設定することにより、指向制御を行うことができる。素子間隔がキャリア周波数の半波長であるｎアンテナの線形アレーを仮定した場合には、重みｗｍとして以下の式（１）を使用することができる。
【００６９】
【数１】
【００７０】
なお、重みｗｍは重み乗算部３１９で使用する重みをベクトルで表したものであり、式（１）の先頭からそれぞれ１番目のアンテナ〜ｎ番目のアンテナで使用する重みとなっている。
ただし、式（１）の重みｗｍにおいて、ｎはアンテナ数であり本実施形態ではｎ＝３、θはメインビームを向ける方向を示し、ｋは信号の送信を行う周波数とθの測定を行った周波数の比を示す。
ここで、メインビームを向ける方向θは、無線受信機もしくは通信相手の端末により測定された値が重み演算部３１０に通知され、重みｗｍの導出時に利用される。ただし、上述した式（１）の重みｗｍは一例であり、他の方法を用いることもできる。なお、前記θおよびｗｍを導出する手法は、「信学技報ＲＣＳ２００４−２２９」（社団法人電子情報通信学会２００４年１１月発行）などに記載されている。
【００７１】
上述した遅延付加・指向制御部３２０は、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔ以下の遅延を付加し、マルチユーザダイバーシチが通知されたときには、指向制御を行うための重みｗｍを乗算する。
なお、第1の実施形態で述べたように、遅延付加・指向制御部３２０において、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔが（n−１）Ｔ＞１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定してもよい。
また、第1の実施形態でも述べたように、遅延付加・指向制御部３２０において、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔが（n−１）Ｔ＞１／ＢＷとなるように遅延時間Ｔを設定してもよい。
【００７２】
なお、遅延付加・指向制御部３２０を構成する重み乗算部３１９は、物理層部を制御する上位層より周波数ダイバーシチ領域又はマルチユーザダイバーシチ領域を使用することが通知され、これを元に周波数ダイバーシチ領域ではアンテナ毎に異なる遅延時間をつけるため位相回転θｍを付加し、マルチユーザダイバーシチ領域では指向制御を行うため重みｗｍを乗算すると前述したが、第４の実施形態で示したように、メインビームを向ける方向θが導出される前は周波数ダイバーシチ領域／マルチユーザダイバーシチ領域の双方で位相回転θｍを付加し、さらにマルチユーザダイバーシチ領域でメインビームを向ける方向θが導出された後に重みｗｍを用いて指向制御を行うなど、マルチユーザダイバーシチ領域では、位相回転θｍと重みｗｍを併用する方法を用いることもできる。なお、第４の実施形態同様、θｍは周波数ダイバーシチ領域／マルチユーザダイバーシチ領域に従って、遅延時間Ｔが変わる。これにより、メインビームを向ける方向θが導出されない段階でも、第４の実施形態同様マルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる一方、メインビームを向ける方向θが導出された後では、重みｗｍを用いて厳密な指向制御を行うことにより、より高いマルチユーザダイバーシチ効果が期待できる。更に図１３に示す無線送信機の物理層部の構成を用いることにより、第４の実施形態からわずかな回路構成の増加により、指向制御による特性改善も得ることができる。
【００７３】
上述した遅延付加・指向制御部３２０は、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔ以下の遅延を付加し、マルチユーザダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（n−１）Ｔ以下の遅延を付加するか、もしくは、指向制御を行うための重みｗｍを乗算する。
【００７４】
このような処理を行う無線送信機は、図１３に示す構成を有しており、遅延付加・指向制御部は、通知信号によりマルチユーザダイバーシチが通知されたときに、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ以下の遅延を付加するか、もしくは、指向制御を行うための重みｗｍを乗算する。
【００７５】
第1の実施形態で述べたように、遅延付加・指向制御部は、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定し、マルチユーザダイバーシチが通知されたときに送信アンテナ間に遅延を付加する場合には最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定する。
なお、第1の実施形態でも述べたように、遅延付加・指向制御部は、通知信号により周波数ダイバーシチが通知されたときには、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＞１／ＢＷとなるように遅延時間Ｔを設定してもよい。
【００７６】
なお、上述した第２〜５の実施形態では、ユーザ数が２、アンテナ数が３の場合について説明したが、ユーザ数とアンテナ数はこれらの値に限定されるものではない。
また、上述した第４、５の実施形態では、アンテナ毎、セクタ毎、基地局毎に決まった特定のスクランブルコードを乗算した信号を送信アンテナ毎に送信するようにしてもよい。
【００７７】
[第６の実施形態]
本実施形態では、物理チャネル毎の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔの大きさを変化させる場合について説明する。上述した第１〜第５の実施形態では、ある瞬間一つのチャンクにおいては１対１で通信が行われている状況を想定し、周波数ダイバーシチ効果を得たい場合には、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定し、マルチユーザダイバーシチ効果を得たい場合には、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定する場合を前提として説明した。
【００７８】
通常、通信を行う場合には、１対１通信を行う以外にも、伝搬路推定を行うためにパイロットチャネルと呼ばれる既知信号を無線送信機に対して送信したり、データ通信を行う前に各種のパラメータを通知するために制御チャネルを利用したりする。本実施形態では、これら物理チャネルにおける最大遅延時間（ｎ−１）Ｔの設定方法について説明する。
【００７９】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において検討されているEvolved UTRA&UTRANにおいては、主な物理チャネルとして、共通パイロットチャネルＤＣＰＣＨ（Downlink Common Pilot Channel）、個別パイロットチャネルＤＤＰＣＨ（Downlink Dedicated Pilot Channel）、下り同期チャネルＤＳＣＨ（Downlink Synchronization Channel）、共通制御チャネルＤＣＣＣＨ（Downlink Common Control Channel）、下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨ（Downlink Shared Control Channel）、マルチキャスト／ブロードキャストチャネル（Multicast / Broadcast Channel）が提案されている。
【００８０】
共通パイロットチャネルＤＣＰＣＨは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式のパイロットチャネルＣＰＩＣＨに相当し、ＡＭＣＳ（Adaptive Modulation and Coding Scheme）方式における下りリンク伝搬路状況の推定、及びセルサーチ、上り送信電力制御の伝搬路ロス測定に使用されている。
個別パイロットチャネルＤＤＰＣＨは、アダプティブアレーアンテナなどセル共用アンテナと異なる伝搬路（指向性）を有する送信アンテナから、個別移動局に送信され、または受信品質の低い移動局に対して、下りリンク共通パイロットチャネルＤＣＰＣＨの補強の目的で使用することもできる。
【００８１】
下り同期チャネルＤＳＣＨは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の同期チャネルＳＣＨに相当し、移動局のセルサーチ、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の無線フレーム、タイムスロット、送信タイミング間隔ＴＴＩ（Transmission Timing Interval）、ＯＦＤＭシンボルタイミング同期に使用されている。
共通制御チャネルＤＣＣＣＨは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の第一共通制御物理チャネルＰ−ＣＣＰＣＨ、第二共通制御物理チャネルＳ−ＣＣＰＣＨ、及びページングインジケータチャネルＰＩＣＨに相当する報知情報（報知チャネルＢＣＨ相当）、パケット呼の有無を指すパケットページングインジケータＰＩ情報（ページングインジケータチャネルＰＩＣＨ相当）、パケット呼に対応するパケットページング情報（ページングチャネルＰＣＨ相当）、下りアクセス情報（下りアクセスチャネルＦＡＣＨ相当）などの共通制御情報が含まれている。
【００８２】
下りリンク共用制御シグナリングチャネルＤＳＣＳＣＨは、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）方式の高速物理下り共用チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨに含まれるＨＳ−ＤＳＣＨ関連共用制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨ、下り個別制御チャネルＤＰＣＣＨ、獲得インジケータＡＩＣＨに相当し、複数の移動局が共用し、各移動局に高速下り共用チャネルＨＳ−ＤＳＣＨの復調に必要な情報（変調方式、拡散符号など）、誤り訂正復号処理やＨＡＲＱ処理に必要な情報、及び無線リソース（周波数、時間）のスケジューリング情報などの送信に使用されている。
【００８３】
下りリンク共用データチャネルＤＳＤＣＨは、ＨＳＤＰＡ方式の高速物理下り共用チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨに含まれる高速下り共用チャネルＨＳ−ＤＳＣＨ、下り個別データチャネルＤＰＤＣＨに相当し、上位レイヤから移動局宛てのパケットデータの送信に使用されている。
マルチキャスト／ブロードキャストチャネルは情報信号の報知などに使用されている。
なお上記Ｗ−ＣＤＭＡ及びＨＳＤＰＡの物理チャネルについては、「立川 敬二，"Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式"，ＩＳＢＮ４−６２１−０４８９４−５」等に記載されている。
【００８４】
図１４および図１５は、各物理チャネルにおける、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔとチャンクの周波数帯域幅Ｆｃの関係をまとめた表である。図に示すように、共通パイロットチャネル、共通制御チャネル、個別制御チャネルは、周波数ダイバーシチ領域、マルチユーザダイバーシチ領域に関わらず、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することが望ましい。また、下り同期チャネルは、周波数ダイバーシチ領域、マルチユーザダイバーシチ領域に関わらず、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することが望ましい。
個別パイロットチャネルは、周波数ダイバーシチ領域では、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃ、マルチユーザダイバーシチ領域では、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することが望ましい。なお、ｎ本の送信アンテナに供給する送信信号を最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ以下だけ遅延させる遅延付加部により、送信アンテナから個別パイロットチャネルを送信する場合に、個別パイロットチャネルが含まれるチャンクが周波数ダイバーシチにより送信するかマルチユーザダイバーシチにより送信するかを通知する通知信号により、周波数ダイバーシチが通知されたときには、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定し、通知信号によりマルチユーザダイバーシチが通知されたときには、重み演算部から出力される重みを用いて指向制御を行う、または最大遅延時間（ｎ−１）Ｔが（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとなるように遅延時間Ｔを設定するようにしてもよい。
また、マルチキャスト／ブロードキャストチャネルは周波数ダイバーシチ領域でのみ使用され、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することが望ましい。
【００８５】
このように設定する理由は、共通パイロットチャネルは、端末が観測した信号強度などを通知するために使用されるので、遅延時間がチャンクごとに変化することは望ましくない一方、マルチユーザダイバーシチを行うために、無線送信機では、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃの場合のチャンク毎の信号強度を知る必要があるため、最大遅延時間がチャンクごとに変化しないように、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定することが望ましいためである。
また、個別パイロットチャネルは、データ信号の復調などに使用する伝搬路推定値を求めるために使用する。従って、周波数ダイバーシチ領域であれば、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定し、マルチユーザダイバーシチ領域であれば、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定して通信を行うのが望ましいためである。
【００８６】
また、下り同期チャネルはフレーム同期の際に使用されるが、伝搬路推定は必要なく、受信電力が低い場合にも正しく受信されることが望ましいことから、周波数ダイバーシチ効果を得るために、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定することが望ましいためである。
特に下り同期チャネルにおいては、一つの基地局に含まれる、複数のセクタ、複数のアンテナから、それぞれ同一の信号が、同一時間、同一周波数を用いて送信される可能性がある。従って、下り同期チャネルにおいては、一つの基地局に含まれる、複数のセクタ、複数のアンテナから、それぞれアンテナ毎に異なる遅延を付加して送信することにより、他の物理チャネルより高い周波数ダイバーシチ効果を得ることが期待できる。
【００８７】
また、共通制御チャネル及び個別制御チャネルは、共通パイロットチャネルから求められる伝搬路推定値を用いることが想定されるため、共通パイロットチャネルと同じ最大遅延時間に設定され、送信されることが望ましいためである。
しかしながら、共通制御チャネル及び個別制御チャネルは受信電力が低い場合にも正しく受信されることが望ましいことから、周波数ダイバーシチ効果が得られることが望ましく、制御チャネルの受信性能向上を優先して考えると、共通パイロットチャネルは、同一チャンクに共通制御チャネル、個別制御チャネルおよびマルチキャスト／ブロードキャストチャネルを含む場合には、（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定して送信することにより、制御チャネルにおいて周波数ダイバーシチ効果を得ることが望ましい。
【００８８】
一方、同一チャンクがマルチユーザダイバーシチとして使用される場合には、実際にマルチユーザダイバーシチに適した通信（（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃとして通信）を行った場合の信号強度などを通知する必要があることから、（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定して送信することが望ましい。
このことから、各物理チャネルにおける、送信アンテナ間の最大遅延時間（ｎ−１）Ｔとチャンクの周波数帯域幅Ｆｃの関係は図１５に示した関係と同じくしてもよい。
またマルチキャスト／ブロードキャストチャネルは周波数ダイバーシチ効果を得るために（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃと設定して通信を行うことが望ましい。
【００８９】
上述した実施形態では、マルチユーザダイバーシチ領域においては、最大遅延時間を（ｎ−１）Ｔ＜１／Ｆｃと設定する場合について説明したが、第５の実施形態に記載の無線送信機では、マルチユーザダイバーシチ領域において重み演算部３１０より通知される重みｗｍを使用することができる。
なお、上述した第２〜５の実施形態では、ｎ本の送信アンテナを備える無線送信機から、ｎ本の送信アンテナ毎に所定の遅延時間を与えて信号を送信する場合ついて説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、無線送信機がｎ本の送信アンテナを備える場合において、無線送信機がマルチユーザダイバーシチを使用することを選択したときには、ｎ本の送信アンテナ中のｊ本（ｊは整数であり、１≦ｊ＜ｎ）の送信アンテナ毎に所定の遅延時間Ｔ'を与えて信号を送信するようにしてもよい。
【００９０】
このような構成にすれば、ｎ本の送信アンテナの全てを使用して信号を送信する場合に比べて、ｊ本の送信アンテナから送信する信号の最大遅延時間（ｊ−１）Ｔ'が小さくなり、伝搬路の変動をより小さくすることができるため、良好なマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。特に、ｊ＝１としたときには、遅延部の回路規模を小さくすることができる。
また、本実施形態では、周波数ダイバーシチ効果を得るために、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ＞１／Ｆｃとすることを前提としたが、第１の実施形態でも記載したように、物理チャネルが複数の周波数方向にまたがるチャンクに割り当てられ通信を行っている場合には、物理チャネルの割り当てられた帯域幅ＢＷが周波数ダイバーシチ効果を得られる基準となるため、最大遅延時間（ｎ−１）Ｔ＞１／ＢＷと設定することにより周波数ダイバーシチ効果を得ることも可能である。
【００９１】
上述した本発明の実施形態による無線送信機を使用すれば、ｎ本の送信アンテナから信号を送信する際に、周波数ダイバーシチを使用するかマルチユーザダイバーシチを使用するかを選択し、その選択結果に基づいてｎ本の送信アンテナから送信する信号の遅延時間を変化させるようにしたので、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果やマルチユーザダイバーシチ効果を得ることができる。
【００９２】
なお、以上説明した実施形態において、図８、図１０、図１２、図１３の誤り訂正符号化部１３、変調部１４、サブキャリア割り当て部１５、２１５、ＩＦＦＴ部１６、並列直列変換部１７、ＧＩ付加部１８、遅延付加部１９−１〜１９−３、循環遅延付加部１１９−１〜１１９−３、合成部２０、フィルタ部２１、Ｄ／Ａ変換部２２、位相回転部２１９、重み演算部３１０、重み乗算部３１９の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線送信機の制御を行ってもよい。なお、ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００９３】
また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらにコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００９４】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、複数の送信アンテナを使用して、無線受信機に対して信号を送信するための送信制御方法に適用することができ、伝搬路の状態に影響されることなく、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１無線送信機２〜４送信アンテナ５、６遅延器７、８、９、１０無線受信機１１ａ、１１ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、２１１ａ、２１１ｂユーザ毎信号処理部１２−１、１２−２、１２−３、１１２−１〜１１２−３、２１２−１〜２１２−３、３１２−１〜３１２−３アンテナ毎信号処理部１３誤り訂正符号化部１４変調部１５、２１５ サブキャリア割り当て部１６ＩＦＦＴ部１７並列直列変換部１８ＧＩ付加部１９−１〜１９−３遅延付加部１１９−１〜１１９−３循環遅延付加部２０合成部２１フィルタ部２２Ｄ／Ａ変換部１１０メモリ２１９位相回転部２２０遅延付加部３１０重み演算部３１９重み乗算部３２０遅延付加・指向制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数方向と時間方向に分割されたチャンクごとにスロット割当を行う伝送システムにおける送信制御方法であって、
複数の送信アンテナに出力信号を送出するにあたり、前記複数の送信アンテナの出力信号のそれぞれに遅延を生じさせ、
前記チャンクの周波数帯域幅をＦｃとしたとき、特定の物理チャネルに対して前記複数の送信アンテナ間の最大遅延時間が１／Ｆｃより大きい所定の値になるように、前記遅延を制御することを特徴とする送信制御方法。
【請求項２】
前記特定の物理チャネルがマルチキャスト／ブロードキャストチャネルであることを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項３】
前記特定の物理チャネルが同期チャネルであることを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項４】
第一の前記送信アンテナに対する第二の前記送信アンテナの遅延時間をＴとし、前記第一の送信アンテナに対する第三の前記送信アンテナ以降の前記送信アンテナの遅延時間をＴの倍数によって順次遅延量が大きくなるように設定することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項５】
前記複数の送信アンテナのそれぞれの入力信号に付加する遅延時間を制御することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項６】
信号の送信に利用する送信アンテナ数を減らすことにより、前記最大遅延時間を短縮するよう制御することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項７】
時間領域で遅延を付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項８】
前記送信アンテナのそれぞれの入力信号に有効シンボル区間内において遅延を付加し、
前記遅延が付加された有効シンボル区間毎にガードインターバルを付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする請求項７記載の送信制御方法。
【請求項９】
周波数領域で遅延を付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項１０】
前記伝送システムはマルチキャリア伝送システムであり、
ユーザ毎に信号処理された信号をサブキャリアに割り当て、
サブキャリア毎に所定量の位相回転を行うことにより最大遅延時間を制御することを特徴とする請求項９記載の送信制御方法。
【請求項１】
周波数方向と時間方向に分割されたチャンクごとにスロット割当を行う伝送システムにおける送信制御方法であって、
複数の送信アンテナに出力信号を送出するにあたり、前記複数の送信アンテナの出力信号のそれぞれに遅延を生じさせ、
前記チャンクの周波数帯域幅をＦｃとしたとき、特定の物理チャネルに対して前記複数の送信アンテナ間の最大遅延時間が１／Ｆｃより大きい所定の値になるように、前記遅延を制御することを特徴とする送信制御方法。
【請求項２】
前記特定の物理チャネルがマルチキャスト／ブロードキャストチャネルであることを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項３】
前記特定の物理チャネルが同期チャネルであることを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項４】
第一の前記送信アンテナに対する第二の前記送信アンテナの遅延時間をＴとし、前記第一の送信アンテナに対する第三の前記送信アンテナ以降の前記送信アンテナの遅延時間をＴの倍数によって順次遅延量が大きくなるように設定することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項５】
前記複数の送信アンテナのそれぞれの入力信号に付加する遅延時間を制御することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項６】
信号の送信に利用する送信アンテナ数を減らすことにより、前記最大遅延時間を短縮するよう制御することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項７】
時間領域で遅延を付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項８】
前記送信アンテナのそれぞれの入力信号に有効シンボル区間内において遅延を付加し、
前記遅延が付加された有効シンボル区間毎にガードインターバルを付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする請求項７記載の送信制御方法。
【請求項９】
周波数領域で遅延を付加することにより最大遅延時間を制御することを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
【請求項１０】
前記伝送システムはマルチキャリア伝送システムであり、
ユーザ毎に信号処理された信号をサブキャリアに割り当て、
サブキャリア毎に所定量の位相回転を行うことにより最大遅延時間を制御することを特徴とする請求項９記載の送信制御方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【公開番号】特開２００９−２６０９９２（Ｐ２００９−２６０９９２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６８９０１（Ｐ２００９−１６８９０１）
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【分割の表示】特願２００８−３０６８０７（Ｐ２００８−３０６８０７）の分割
【原出願日】平成１８年９月１日（２００６．９．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【分割の表示】特願２００８−３０６８０７（Ｐ２００８−３０６８０７）の分割
【原出願日】平成１８年９月１日（２００６．９．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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