送信装置、通信システム、送信方法、及び、受信装置
【課題】通常のガードインターバル区間を超える遅延を有する遅延波が到来する環境において、伝送効率をほとんど劣化させることなく、パイロットシンボルを用いた伝搬路推定の精度を向上させる通信を行える送信装置を提供する。
【解決手段】情報データ信号をデータ変調した変調シンボル、又は、パイロットシンボルのいずれかを含む複数のシンボルをシンボル長を単位としてマルチキャリア伝送方式を用いる送信装置は、ノーマルＧＩシンボル生成部が前記シンボルの一部にノーマルＧＩ（ガードインターバル）を付加し、ロングＧＩシンボル生成部が前記シンボルの残りにノーマルＧＩより長いロングＧＩを付加し、多重化部がノーマルＧＩシンボル生成部と、ロングＧＩシンボル生成部とが生成したシンボルを多重化する。このとき、ロングＧＩが付加されたシンボルは、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアに配置される。
【解決手段】情報データ信号をデータ変調した変調シンボル、又は、パイロットシンボルのいずれかを含む複数のシンボルをシンボル長を単位としてマルチキャリア伝送方式を用いる送信装置は、ノーマルＧＩシンボル生成部が前記シンボルの一部にノーマルＧＩ（ガードインターバル）を付加し、ロングＧＩシンボル生成部が前記シンボルの残りにノーマルＧＩより長いロングＧＩを付加し、多重化部がノーマルＧＩシンボル生成部と、ロングＧＩシンボル生成部とが生成したシンボルを多重化する。このとき、ロングＧＩが付加されたシンボルは、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアに配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、通信システム及び送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信に用いられる通信方式、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；直交周波数分割多重）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；直交周波数分割多元接続）、ＭＣ−ＣＤＭ（Multi Carrier-Code Division Multiplexing；マルチキャリア符号分割多重）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access；シングルキャリア周波数分割多元接続）などの伝送では、送信装置においてガードインターバル（Guard Interval：ＧＩ）としてサイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix：ＣＰ）区間（長さ）を付加することによって、マルチパス干渉による通信品質の劣化などを低減することができる。
また、マルチパスフェージングなどの伝搬路に起因して送信信号の振幅や位相が変動するため、受信装置は、振幅や位相の変動を補償する処理が必要となる。送信装置と受信装置との間で既知の信号であるパイロットシンボルが送信信号の一部に挿入され、受信装置が受信したパイロットシンボルの振幅及び位相の変動を検出して伝搬路推定を行い、受信信号の振幅や位相の変動に対する補償を行っている。また、通信品質の劣化を防ぐためには、伝搬路推定を高精度で行うことが望ましい。
【０００３】
特に、広帯域伝送や高速移動環境では、送信信号の振幅と位相の変動を周波数方向及び時間方向に追従できることが望ましい。送信信号の時間変動と周波数変動とを推定する方法として、周波数方向及び時間方向に対して、パイロットシンボルを散在させてマッピングする方法がある（以後、このパイロットシンボルをスキャッタードパイロットシンボル（Scattered Pilot Signal）という）。
図３４は、ＯＦＤＭによるマルチキャリア伝送における送信フレームの構成例を示した概略図であり、縦軸方向がサブキャリア（周波数）を示し、横軸方向がＯＦＤＭシンボル番号（時間）を示す。送信フレームは、図示するように、８個のサブキャリア及び１２個のＯＦＤＭシンボルにより構成される。送信フレームにおいて、パイロットシンボルは、３個おきのサブキャリア及び１個おきのＯＦＤＭシンボルに散在させてマッピングされている。さらに、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアは、周波数方向に対して順にシフトされる。上述のようにパイロットシンボルがマッピングされた１フレームを受信し、受信したフレームに含まれるパイロットシンボルを用いた伝送路推定を行うことで、振幅と位相の時間変動と周波数変動に追従する推定を行うことができる。
【０００４】
受信装置は、上述のようにパイロットシンボルをフレームにマッピングして送信装置から送信されたフレームを受信し、パイロットシンボルがマッピングされているサブキャリアの振幅及び位相の変動に基づいて伝搬路推定を行う。また、受信装置は、パイロットシンボルがマッピングされていないサブキャリアに対しては、周波数の近いサブキャリアの伝搬路推定の結果から補間して算出する。これにより、振幅と位相の時間変動と周波数変動に追従した推定をすることができる。例えば、非特許文献１でスキャッタードパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う無線通信システムが示されている。
【０００５】
ところで、上述のマルチキャリア伝送において、ガードインターバル区間を超える到来波が存在する場合、伝搬路推定精度、復調精度などが低くなり、通信品質が劣化する要因となる。図３５は、ＯＦＤＭなどのマルチキャリア伝送において、マルチパス環境を経て送信装置から受信装置に到達する信号を示す概略図である。図３５において、横軸方向は時間を示し、到来波を順に示している。それぞれの有効シンボルの前には、有効シンボルの後半の一部分をコピーしたガードインターバルが付加されている。
図３５は、先行波ｓ１（最初に受信装置に到来した波）に同期して、区間ｔ４でＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）処理を行う場合を示している。遅延波ｓ２は、先行波ｓ１（最初に受信装置に到来した波）に対して時間ｔ１遅れて到来し、遅延波ｓ３は、先行波ｓ１に対して時間ｔ２遅れて到来し、遅延波ｓ４は、先行波ｓ１に対して時間ｔ３遅れて到来している。なお、先行波ｓ１、遅延波ｓ２、ｓ３、ｓ４の各々は、全てのサブキャリアが多重された信号の波を示している。また、先行波及び遅延波は、到来波ともいう。
【０００６】
ここで、受信装置において先行波ｓ１及び遅延波ｓ２を受信した場合、遅延波ｓ２の遅延時間ｔ１は、先行波ｓ１に対しての遅延がガードインターバル内に収まる遅延なので、受信装置は、先行波ｓ１の有効シンボル区間である区間ｔ４でＦＦＴ処理を行うと、遅延波ｓ２のシンボル間の切れ目が区間ｔ４に含まれない。
一方、受信装置において、先行波ｓ１、遅延波ｓ２、遅延波ｓ３、及び、遅延波ｓ４を受信した場合、遅延波ｓ３の遅延時間ｔ２と、遅延波ｓ４の遅延時間ｔ３とは、先行波ｓ１に対しての遅延がガードインターバル内に収まらない遅延であり、受信装置は、区間ｔ４でＦＦＴ処理を行うと、遅延波ｓ３と遅延波ｓ４とのシンボル間の切れ目が区間ｔ４に含まれる。そのために、各サブキャリアのスペクトルが広がってしまう。
このように、基準となる到来波に対してガードインターバル長を超える遅延を有する到来波の存在により、受信装置は、正しく変調シンボルを復調することができず、通信品質の劣化が生じてしまう。
【０００７】
次に、図３６は、マルチキャリア伝送方式による信号送受信におけるサブキャリア間の関係を説明するＦＦＴ区間のスペクトルを示す概略図である。図３６において、横軸方向は周波数を示し、縦軸方向は信号強度を示している。図３６（ａ）は、マルチキャリア方式におけるサブキャリアが互いに直交する場合を示し、図３６（ｂ）は、キャリア間干渉（以下、ＩＣＩという。）によりサブキャリア間で干渉が生じる場合を示す概略図である。ガードインターバル区間を超える到来波が存在しない場合、すなわち、ＦＦＴ処理区間（区間ｔ４）に遅延波のシンボル間の切れ目がない場合、図３６（ａ）に図示するように、サブキャリア４の成分を示す周波数ｆ１において、隣接するサブキャリア３、５のスペクトルは０となり、サブキャリア４の干渉成分は含まれない。このような状態が、サブキャリア間の直交性が保たれている状態であり、ＩＣＩは発生しない。
【０００８】
これに対し、ガードインターバルを超える遅延波が存在する場合には、上述したようにＦＦＴ区間内に遅延波のシンボル間の切れ目が存在することにより、図３６（ｂ）に図示するように、サブキャリア４の成分を示す周波数ｆ１において、隣接するサブキャリア３、５のスペクトルが含まれ、干渉が発生している。また、図３６では、簡略化のため、各サブキャリアのメインローブのみを示しているが、各サブキャリアのサイドローブにより、サブキャリア４の成分を示す周波数ｆ１において、サブキャリア１〜３、５〜８のスペクトルが含まれ、干渉となる。このような状態が、サブキャリア間の直交性が保たれていない状態である。サブキャリア間の直交性が保たれない状態では、ＩＣＩにより通信特性の劣化が生じる。このＩＣＩは、伝搬路推定の精度や、復調におけるエラーレートなどを大幅に劣化させる要因となる。
【０００９】
ＩＣＩによる影響を除去する方法としては、例えば、非特許文献１に示されているように、送信フレームに含まれる各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバルを遅延波の遅延時間より長い区間を設定して、キャリア間の直交性を保つ方法がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA)； Physical Channels and Modulation （Release 8)」3GPP TS 36.211 V8.3.0 （2008-05).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の方法では、送信フレームごとにガードインターバル区間を設定しているため、スキャッタードパイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアのみならず、全てのサブキャリアに対しても、ガードインターバル区間を長くする必要がある。また、そのスキャッタードパイロットシンボルが含まれる同じ送信フレームのスキャッタードパイロットシンボル以外の全てのシンボルに対しても、ガードインターバル区間を長くすることになる。そのため、ガードインターバルによる冗長区間が伝送帯域において増加することになり、伝送効率が劣化するという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、通常のガードインターバル区間を超える遅延を有する遅延波が到来する環境において、伝送効率をほとんど劣化させることなく、パイロットシンボルを用いた伝搬路推定の精度を向上させる通信を行える送信装置、通信システム、送信方法及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置において、ノーマルガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアと、前記ノーマルガードインターバルよりも長いロングガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルを配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアを占有することを特徴とする送信装置である。
【００１４】
（２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信装置は、前記シンボルのうちの一部のシンボルである第１のシンボルにノーマルガードインターバルを付加された前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、前記シンボルのうち前記第１のシンボルと異なる一部のシンボルである第２のシンボルに対して、前記ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルを付加された前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重化する多重化部とを備え、前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記第１のマルチキャリアシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが占有するサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有することを特徴とする。
【００１５】
（３）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、ノーマルガードインターバルを付加する第１のガードインターバル挿入部を備え、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、ロングガードインターバルを付加する第２のガードインターバル挿入部を備え、前記多重化部は、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重化することを特徴とする。
【００１６】
（４）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記一部のシンボルであり、前記ロングガードインターバルが付加される前記シンボルを位相回転し、該一部のシンボルと同じサブキャリアの時間方向に対して複数の連続する前に配置されるシンボルであって、該一部のシンボルに付加する前記ロングガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相制御部を備え、該第２のシンボルを配置するサブキャリアの時間方向に対して前方に連続して、位相回転した該第２のシンボルを少なくとも１つ配置し、前記多重化部は、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを周波数領域で多重化することを特徴とする。
【００１７】
（５）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信装置は、前記シンボルは、予め定められた既知のシンボルであるパイロットシンボルを含み、前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記パイロットシンボルを含む前記第１のマルチキャリアシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが占有するサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有することを特徴とする。
【００１８】
（６）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、前記パイロットシンボルに、前記ノーマルガードインターバルを付加することを特徴とする。
【００１９】
（７）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記パイロットシンボルに、前記ロングガードインターバルを付加することを特徴とする。
【００２０】
（８）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記第１のシンボルに対して周波数の高いサブキャリア及び周波数の低いサブキャリアのいずれか一方に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
（９）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のシンボルは、通信を制御する制御シンボルを含み、前記ロングガードインターバルを有する前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記パイロットシンボルを含む前記第１のシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアに配置することを特徴とする。
【００２２】
（１０）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記シンボルは、送信するデータを変調した変調シンボルを含み、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部又は前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記制御シンボルを、前記変調シンボルより優先してサブキャリアに配置することを特徴とする。
【００２３】
（１１）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第１のマルチキャリアシンボルが含む前記シンボルの区間と、前記第２のマルチキャリアシンボルが含む前記シンボルの区間とは、時間方向に一致していることを特徴とする。
【００２４】
（１２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部の出力する前記第２のマルチキャリアシンボルの長さは、前記第１のマルチキャリアシンボル生成の出力する前記第１のマルチキャリアシンボルの長さの整数倍であることを特徴とする。
【００２５】
（１３）また、上記問題を解決するために、本発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して伝送する送信装置及び受信装置を有する通信システムであって、前記送信装置は、前記シンボルのうちの一部のシンボルである第１のシンボルにノーマルガードインターバルを付加された前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、前記シンボルのうち前記第１のシンボルと異なる一部のシンボルである第２のシンボルに対して、前記ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルを付加された前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重化して送信シンボルを生成する多重化部と、前記多重化部が生成した前記送信シンボルを前記受信装置に送信する送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から送信された前記送信シンボルを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記送信シンボルのうち前記第１のマルチキャリアシンボルから前記ノーマルガードインターバルを除去して、前記シンボルを抽出する第１のマルチキャリアシンボル処理部と、前記受信部が受信した前記送信シンボルのうち前記第２のマルチキャリアシンボルから前記ロングガードインターバルを除去して、前記シンボルを抽出する第２のマルチキャリアシンボル処理部と、前記第１のマルチキャリアシンボル処理部、又は、前記第２のマルチキャリアシンボル処理部が抽出した前記シンボルに含まれる既知のパイロットシンボルにより伝搬路推定を行って伝搬路推定値を算出するパイロットシンボル処理部とを備え、前記第１のマルチキャリアシンボル処理部と、前記第２のマルチキャリアシンボル処理部とは、前記パイロットシンボル処理部により伝搬路推定結果である伝搬路推定値に基づいて伝搬路歪み補償を行い、前記シンボルを検出し、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアとが同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有することを特徴とする通信システムである。
。
【００２６】
（１４）また、上記問題を解決するために、本発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信方法において、ノーマルガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアと、前記ノーマルガードインターバルよりも長いロングガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルを配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアを占有することを特徴とする送信方法である。
【００２７】
（１５）また、上記問題を解決するために、本発明は、マルチキャリア変調されたマルチキャリアシンボルの一部であるノーマルガードインターバル及びロングガードインターバルを含む送信信号を受信する受信装置であって、ノーマルガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と、ロングガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と、前記ノーマルガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と前記ロングガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部とからの出力を周波数軸上の信号に変換して伝搬路補償をすることにより変調シンボルを再生する伝搬路歪補償部とを備えることを特徴とする受信装置である。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、デジタル技術を用いるマルチキャリア伝送において、キャリア間干渉の発生を低減し、通信品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における送信フレームの構成を示す模式図である。
【図３】同実施形態におけるノーマルＧＩ挿入部によるノーマルガードインターバル挿入方法を示した図である。
【図４】同実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図５】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図６】同実施形態における多重部の出力を示した模式図である。
【図７】本実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図８】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図９】同実施形態における多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。
【図１０】同実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】同実施形態における受信装置が図６に示される送信フレームを送信装置から受信した場合、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部が、受信部から入力される入力信号から抽出する変調シンボル区間を示す模式図である。
【図１２】本実施形態における受信装置が図６に示される送信フレームを送信装置から受信した場合、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部が、受信部から入力される入力信号から抽出する変調シンボル区間を示す模式図である。
【図１３】同実施形態における受信装置が、送信装置から受信した信号の直交性を示す模式図である。
【図１４】同実施形態における受信装置が、送信装置から受信した信号のサブキャリア間の直交性を示す模式図である。
【図１５】第２実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に図示されるデータ配置情報に対して、変調シンボル、パイロットシンボル、及び、ゼロをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図１６】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に図示されるデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図１７】本実施形態におけるマッピング部が図１４及び図１５に図示するように変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロをリソースエレメントにマッピングしたとき、多重部が出力する１送信フレーム分の出力を示した模式図である。
【図１８】第３実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１９】同実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図２０】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図２１】同実施形態におけるマッピング部が、図１３及び図１４で図示するように、パイロットシンボルと変調シンボルとをマッピングした場合の多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示す模式図である。
【図２２】同実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】第４実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２４】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、パイロットシンボル、変調シンボル、及び、制御シンボルいずれのシンボルをリソースエレメントに配置するかを選択する動作のフローチャートである。
【図２５】同実施形態におけるマッピング部が図１９及び図２０で図示されるようにシンボルのマッピングを行ったとき、多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。
【図２６】同実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２７】第５実施形態における送信装置の構成を示した概略ブロック図である。
【図２８】同実施形態におけるマッピング部が、図２に図示されるデータ配置情報に基づいて、情報データ信号の変調シンボル、及びゼロをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図２９】同実施形態におけるマッピング部シンボルのマッピングを行ったとき、多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。
【図３０】同実施形態におけるマッピング部シンボルのマッピングを行ったとき、多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。
【図３１】サブキャリアをＩＦＦＴ処理した結果を示した図である。
【図３２】同実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法を示した図である。
【図３３】同実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法の別の例を示した図である。
【図３４】従来例におけるＯＦＤＭによるマルチキャリア伝送におけるフレームの構成例を示した概略図である。
【図３５】従来例におけるマルチパス環境を経て送信装置から受信装置に到達する信号を示す概略図である。
【図３６】従来例におけるマルチキャリア方式による信号送受信におけるサブキャリア間の関係を示すスペクトルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態による通信システムを図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
第１実施形態における通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信する送信装置と受信装置とを備える。
図１は、第１実施形態における送信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００は、送信部１０２、多重部１０３、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、ロングＧＩシンボル生成部１０５（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、符号部１０６、変調部１０７を具備し、アンテナ部１０１が接続されている。
第１実施形態における送信装置１００は、情報データ信号の変調シンボル（第1のシンボル）、伝搬路推定などに用いるパイロットシンボル、制御情報を送信する制御シンボルなどのシンボルがＯＦＤＭ方式の通信に用いられるサブキャリアのいずれかにマッピングし、前記シンボルのうち一部のシンボル（第２のシンボル）がマッピングされるサブキャリアの近接するサブキャリアに前記一部のシンボルがマッピングされるサブキャリアより長いガードインターバルを付加する。前記一部のシンボルは、送信装置１００が送信するシンボルの中で、制御シンボル、パイロットシンボルなどの情報データ信号の変調シンボルに比べ高確度で復調が必要なシンボルであることが望ましい。また、前記一部のシンボルは、情報データ信号の変調シンボルであって、データの重要度が高い前記変調シンボルであってもよい。以下では、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアに近接するサブキャリアに長いガードインターバルを付加する場合を説明する。
【００３２】
送信装置１００において、符号部１０６は、図示しない上位レイヤを構成する装置から入力されるデジタル信号である情報データ信号に対して誤り訂正符号化を行い変調部１０７に出力する。ここで、符号部１０６が行う誤り訂正符号化は、例えば、畳み込み符号、ターボ符号、低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ：Low Density Parity Check Code）などを用いて行う。
変調部１０７は、符号部１０６から入力される誤り訂正符号化された情報データ信号に対してデータ変調を行って変調シンボルを生成し、生成したシンボルをノーマルＧＩシンボル生成部１０４とロングＧＩシンボル生成部１０５とに出力する。ここで、変調部１０７が行うデータ変調は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；４値位相偏移変調）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；直交振幅変調）などを用いて行う。
【００３３】
ノーマルＧＩシンボル生成部１０４には、変調部１０７から変調シンボルと、外部から入力されるパイロットシンボル及びデータ配置情報とが入力される。また、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４は、ノーマルガードインターバル（以下、ノーマルＧＩという。）が付加された変調シンボル、又は、ノーマルＧＩが付加されたパイロットシンボルからなるノーマルＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）（以下、ＯＦＤＭシンボルともいう。）の時間領域の信号を生成して多重部１０３に出力する。
ここで、パイロットシンボルとは、受信装置が伝搬路推定に用いる既知の信号であり、情報データ信号をデータ変調した変調シンボルと同様に、ＱＰＳＫなどの変調方式により変調されたシンボルであってよい。また、ユーザごと、送信アンテナごとにパイロットシンボルの直交性を維持するために、アダマール符号、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto Correlation）などの直交符号を用いることが好ましい。
ロングＧＩシンボル生成部１０５には、変調部１０７から変調シンボルが入力され、外部からデータ配置情報とが入力される。また、ロングＧＩシンボル生成部１０５は、変調部１０７から入力された変調シンボルにロングガードインターバル（以下、ロングＧＩという。）を付加し、ロングＧＩが付加された変調シンボルからなるロングＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）の時間領域の信号を生成して多重部１０３に出力する。
【００３４】
多重部１０３は、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４から出力されるノーマルＯＦＤＭシンボルと、ロングＧＩシンボル生成部１０５から出力されるロングＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号とを加算（多重）した信号（送信シンボル）を送信部１０２に出力する。アンテナ部１０１は、送信部１０２に接続され、送信装置１００が生成した信号を送信する。送信部１０２は、多重部１０３からの出力される信号をアナログ信号に変換し（Digital to Analogue変換）、アナログ信号に変換された信号に対して帯域制限を行うフィルタリング処理を行い、さらにフィルタリング処理された信号を送信可能な周波数帯域に変換を行ってアンテナ部１０１を介して送信する。
【００３５】
また、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４は、マッピング部１０８、ＩＦＦＴ部１０９、ノーマルガードインターバル挿入部１１０（以下、ノーマルＧＩ挿入部１１０（第１のガードインターバル挿入部）という）を備える。
【００３６】
ノーマルＧＩシンボル生成部１０４において、マッピング部１０８は、入力されるデータ配置情報に基づいて、情報データ信号を変調したシンボルである変調部１０７から入力される変調シンボル、及び、入力されるパイロットシンボルを、送信フレームを構成するリソースエレメントにマッピングする。ここで、送信フレームとは、複数のサブキャリアにより構成されるＯＦＤＭシンボルを複数含み構成され、予め決められた周波数と時間間隔とにより表される。送信フレームについて図２を用いて説明する。
【００３７】
図２は、第１実施形態における送信フレームの構成を示す模式図であり、縦軸方向がサブキャリア番号ｋ（サブキャリアインデックス）を示し、横軸方向がＯＦＤＭシンボル番号ｌ（ＯＦＤＭシンボルインデックス）を示す。また、図示するように、情報データ信号の変調シンボルとパイロットシンボルとのマッピングの一例を示している。また、送信フレームは、１２個のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭシンボルを１４個含み構成され、１６８個のリソースエレメントから構成される。なお、ｌ番目のＯＦＤＭシンボルに含まれるｋ番目のサブキャリアで示されるリソースエレメントをリソースエレメント（ｋ，ｌ）という。
【００３８】
リソースエレメントとは、送信フレームを構成する最小の単位であり、変調部１０７が情報データ信号を変調した変調シンボルと、パイロットシンボルとをマッピングする単位である。また、データ配置情報とは、変調シンボルとパイロットシンボルとをいずれのリソースエレメントにマッピングするかを示す信号である。なお、データ配置情報は、変調シンボルの位置を示す情報と、パイロットシンボルの位置を示す情報とを含む構成でもよいし、パイロットシンボルの位置を示す情報のみを含む構成でもよいし、通常のガードインターバルを付加するリソースエレメント及びロングＧＩを付加するリソースエレメントを示す情報であってもよい。
また、図２において、斜線で示されたリソースエレメントには、パイロットシンボルがマッピングされ、白抜きのリソースエレメントには、変調シンボルがマッピングされることを示している。
【００３９】
図１に戻って、マッピング部１０８は、入力されるデータ配置情報からパイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントを識別してパイロットシンボルをマッピングすると共に、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントに対して周波数方向に近接する複数のリソースエレメントにゼロ（ヌル：ｎｕｌｌ）をマッピングし、パイロットシンボルとゼロとをマッピングしたリソースエレメント以外のリソースエレメントに変調シンボルをマッピングする。
【００４０】
ＩＦＦＴ部１０９には、変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロがマッピングされた送信フレームがマッピング部１０８から入力される。また、ＩＦＦＴ部１０９は、入力された送信フレームを構成する同一時刻に送信するＯＦＤＭシンボルごとにＩＦＦＴ処理を行うことで、それぞれのシンボルを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
ノーマルＧＩ挿入部１１０は、ＩＦＦＴ部１０９が変換した信号にガードインターバルを付加する。ノーマルＧＩ挿入部１１０が付加するガードインターバルはノーマルガードインターバル（第１のガードインターバル）ともいう。
【００４１】
ここで、ノーマルＧＩ挿入部１１０によって行われるガードインターバルの挿入処理について説明する。図３は、同実施形態におけるノーマルＧＩ挿入部１１０によるノーマルガードインターバル挿入方法を示した図である。ＩＦＦＴ部１０９が変換した時間領域の信号、例えば、図３（ａ）に示す有効シンボル長Ａを有する時間領域の信号に対して、図３（ｂ）に示すような長さＢの信号の後端（予め定められたガードインターバル長Ｂの信号Ｇ）の一部をコピーして、当該信号の前方に挿入する。有効シンボル区間は、ＩＦＦＴ部１０９およびＩＦＦＴ部１１２（後述）が出力する信号の区間である。この信号Ｇが前方に挿入されて生成された、図３（ｃ）に示すシンボルが、ＯＦＤＭシンボルであり、ＯＦＤＭシンボルの長さ（Ａ＋Ｂ）をＯＦＤＭシンボル長という。
なお、コピーして前方に挿入された予め定められた長さＢの信号Ｇがノーマルガードインターバル（以下、ノーマルＧＩという。）であり、信号Ｇの長さがガードインターバル長であり、ノーマルＧＩのガードインターバル長をノーマルＧＩ長という。このノーマルＧＩより長いガードインターバルが、ロングガードインターバル（拡長ガードインターバル、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＧＩ、以下、ロングＧＩという。）である。また、このガードインターバルを挿入する処理は、ＯＤＦＭ方式の通信において通常行われる公知のガードインターバルの挿入処理と同様である。
【００４２】
図１に戻って、ロングＧＩシンボル生成部１０５は、マッピング部１１１、ＩＦＦＴ部１１２、ロングガードインターバル挿入部１１３（以下、ロングＧＩ挿入部１１３（第２のガードインターバル挿入部）という）を備える。
ロングＧＩシンボル生成部１０５において、マッピング部１１１は、外部から入力されるデータ配置情報からパイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントを識別し、当該リソースエレメントに対して周波数方向に近接するリソースエレメントに、変調部１０７により情報データ信号が変調された変調シンボルをマッピングし、それ以外のリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００４３】
ＩＦＦＴ部１１２は、変調シンボルとゼロとがマッピングされた送信フレームがマッピング部１１１から入力され、入力された送信フレームを構成する同一時刻に送信するＯＦＤＭシンボルごとにＩＦＦＴ処理を行うことで、それぞれのシンボルを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
ロングＧＩ挿入部１１３は、ノーマルＧＩ挿入部１１０と同様に、ＩＦＦＴ部１１２が出力する時間領域の信号にガードインターバルを付加する。ここで、ロングＧＩ挿入部１１３が付加するガードインターバルは、ノーマルＧＩ挿入部１１０が付加するガードインターバルより長く、ロングＧＩ（第２のガードインターバル）という。ノーマルＧＩ挿入部１１０で付加するガードインターバル長をτ１とし、ロングＧＩ挿入部１１３で付加するガードインターバル長をτ２とすると、τ２＞τ１を満たす。
【００４４】
また、マッピング部１０８は、パイロットシンボルをリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）にマッピングするデータ配置情報が入力される場合、送信フレームにおいてパイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントの近傍のリソースエレメント（Ｋ±ｎ，Ｌ−ｍ）（ただし、ｎ＝１，２，・・・，Ｎ、ｍ＝０，１，・・・Ｍ）にゼロ（ヌル：ｎｕｌｌ）をマッピングする。ここで、ＮとＭとは、受信装置が、通信が行われる伝搬路の時間的変動及び周波数的変動に対してパイロットシンボルを復号できる値を選択する。ＮとＭとは、動的に変化させてもよいし、伝搬路の時間的変動及び周波数的変動の統計的平均値などから算出した固定値を用いてもよい。また、他ユーザ、あるいは他ストリーム用のパイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントのうち、使用可能なリソースエレメントによりＮとＭを選択することも可能である。
【００４５】
ロングＧＩ挿入部１１３は、τ２≦Ｍ×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆを満たすガードインターバルを付加する。ただし、Ｔｓｙｍは、ノーマルＧＩ挿入部１１０から出力されるＯＦＤＭシンボル長、Ｔｅｆｆは、ＩＦＦＴ部１１２が出力するシンボル長（有効シンボル区間）である。
なお、Ｍは、τ２≧τＭＡＸを満たす長さに設定されることが好ましい。ここで、τＭＡＸは、受信装置に到来する遅延波の先行波に対する最大遅延時間である。
送信装置１００は、例えば、受信装置からのフィードバックにより最大遅延時間を取得し、マッピング部１０８がゼロをマッピングするパイロットシンボルの近傍のリソースエレメントを定める。なお、受信装置からのフィードバックについては、このようなフィードバックの構成は公知のものを用いることができるから、その点の図示及び詳細な説明は省略する。また、ロングＧＩ挿入部１１３が付加するガードインターバルはロングガードインターバル（ロングＧＩ）ともいう。
以下、の説明ではＭ＝２の場合について説明する。このとき、ロングＧＩ挿入部１１３は、τ２≦２×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆを満たすロングＧＩを付加することができる。また、ロングＧＩ挿入部１１３が付加するガードインターバルのロングＧＩ長は、τ２＝２×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆと設定することが好ましい。
【００４６】
次に、図４から図５を用いてマッピング部１０８、１１１による変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロをマッピングする例を示す。ここで、送信フレームにおけるパイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）の近傍リソースエレメントは、（Ｋ±ｎ，Ｌ−ｍ）（ただし、ｎ＝１，２、ｍ＝０，１）で表される８個のリソースエレメントである。このとき、ロングＧＩシンボル生成部１０５において、マッピング部１１１が、パイロットシンボルを配置されたサブキャリアに対して、近傍の周波数の高い２つのサブキャリアと、近傍の周波数の低い２つのサブキャリアに変調シンボルをマッピングする。
【００４７】
まず、図４は、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４のマッピング部１０８が、図２に示されるデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
このとき、マッピング部１０８は、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、実線で印され、斜線で塗り潰されたリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。マッピング部１０８は、パイロットシンボルのマッピングされたリソースエレメントの近傍のリソースエレメントにゼロをマッピングする。例えば、マッピング部１０８は、パイロットシンボル（８，２）に対して、ゼロを（６，１）、（６，２）、（７，１）、（７，２）、（９，１）、（９，２）、（１０，１）、（１０，２）の８個のリソースエレメントにマッピングする。
【００４８】
図５は、ロングＧＩシンボル生成部１０５のマッピング部１１１が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
このとき、マッピング部１１１は、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。マッピング部１１１は、マッピング部１０８がパイロットシンボルをマッピングするＯＦＤＭシンボルにおいて、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアの近傍サブキャリアに変調シンボルを配置する。例えば、マッピング部１１１は、パイロットシンボル（８，２）に対して、変調シンボルを（６，２）、（７，２）、（９，２）、（１０，２）の４個のリソースエレメントにマッピングする。ＯＦＤＭシンボル番号２において、近傍サブキャリアは、パイロットシンボルが配置されたサブキャリア（ｋ＝２，８）に対して隣接するサブキャリア（ｋ＝１，３，７，９）と、該サブキャリアに隣接するサブキャリア（ｋ＝４，６，１０）とである。
【００４９】
なお、ロングＧＩを付加する近接サブキャリアの数は、通信環境において発生するキャリア間干渉（ＩＣＩ）の度合に応じて設定し、幅広いサブキャリア間でＩＣＩが発生するときは、ロングＧＩを付加する近接サブキャリアの数を増やし、隣接するサブキャリア間のみでＩＣＩが発生するときは、隣接するサブキャリアのみにロングＧＩを付加するようにしてもよいし、予め決められていてもよい。
【００５０】
次に、図６は、マッピング部１０８、１１１が、図４及び図５に図示するように変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロをマッピングしたとき、多重部１０３の１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。横軸方向は、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、サブキャリア番号ｋを示す。
斜線で塗り潰された部分（２番目のＯＦＤＭシンボル（ｌ＝２）における、２番目と８番目とのサブキャリア）は、パイロットシンボルがマッピングされていることを示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルを示している。
【００５１】
ノーマルＧＩシンボル生成部１０４は、パイロットシンボル及び変調シンボルに対してノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）を多重部１０３に出力する。
ロングＧＩシンボル生成部１０５は、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアに近接する周波数の高い近接する２つのサブキャリア、及び、周波数の低い近接する２つのサブキャリアそれぞれに、ノーマルＯＦＤＭシンボル２つ分の長さを有し、ロングＧＩを含むロングＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）を多重部１０３に出力する。
【００５２】
また、送信装置１００が送信する信号において、ロングＧＩシンボル生成部１０５が出力する信号の有効シンボル区間と、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４が出力する信号の有効シンボル区間とは、シンボル区間の開始位置及び終了位置のタイミングが一致しているので、送信された信号を受信する受信装置では、ロングガードインターバルを考慮することなく従来と同様に、変調シンボル及びパイロットシンボルの区別なくＦＦＴ区間を設定することがで、パイロットシンボル、変調シンボルを分離することができる。これにより、受信装置は、送信装置１００が送信する信号を受信して復調する際に、新たな処理を施さなくてもよい。
【００５３】
本実施形態では、パイロットシンボルをマッピングするサブキャリアに近接する、周波数が高いサブキャリアと周波数が低いサブキャリアとの両方のサブキャリアにマッピングするシンボルに対して、ロングガードインターバルを付加する構成としたが、周波数が高いサブキャリアと周波数が低いサブキャリアとのいずれか一方にのみロングガードインターバルを付加してもよく、発生するＩＣＩの度合に応じて選択される。
以下、本実施形態の変形例として、パイロットシンボルがマッピングされたサブキャリアに対して周波数が高い又は低いいずれか片側の２つの近傍サブキャリア（Ｎ＝２）にマッピングするシンボルに対してロングガードインターバルを付加した場合を説明する。
【００５４】
図７は、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４のマッピング部１０８が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
マッピング部１０８は、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、実線で印され、斜線で塗り潰されたリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、破線で示されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。マッピング部１０８は、パイロットシンボルのマッピングされたリソースエレメントに対して周波数が高い又は低いいずれか一方の近傍のリソースエレメントにゼロをマッピングする。例えば、マッピング部１０８は、パイロットシンボル（８，２）に対して、ゼロを（９，１）、（９，２）、（１０，１）、（１０，２）の４個のリソースエレメントにマッピングする。
【００５５】
図８は、ロングＧＩシンボル生成部１０５のマッピング部１１１が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
このとき、マッピング部１１１は、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。マッピング部１１１は、パイロットシンボルのマッピングされたサブキャリアに対しての周波数が高い又は低いいずれか片側の近傍サブキャリアに変調シンボルを配置する。例えば、マッピング部１１１は、パイロットシンボル（８，２）に対して、サブキャリアの周波数が高い２個のリソースエレメント（９，２）、（１０，２）に変調シンボルをマッピングする。
【００５６】
次に、図９は、マッピング部１０８、１１１が図７及び図８で示されるマッピングを行ったとき、多重部１０３が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。横軸方向は、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、サブキャリア番号ｋを示す。
斜線で塗り潰された部分（２番目のＯＦＤＭシンボル（ｌ＝２）における、２番目と８番目とのサブキャリア）は、パイロットシンボルがマッピングされている区間を示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルの区間を示している。
ノーマルＧＩシンボル生成部１０４は、マッピング部１０８が配置したパイロットシンボル及び変調シンボルに対してノーマルＧＩを付加して多重部１０３に出力する。
ロングＧＩシンボル生成部１０５は、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアに近接する周波数の高い２つのサブキャリア、又は、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアに近接する周波数の低い２つのサブキャリアのいずれか２つのサブキャリアそれぞれに、ロングＧＩが付加された変調シンボルを含む２倍のＯＦＤＭシンボル長のＯＦＤＭシンボル（ロングＯＦＤＭシンボル）を生成して多重部１０３に出力する。
【００５７】
このように、ロングガードインターバルをマッピングするサブキャリアを減らすことで、ロングガードインターバルをマッピングすることによる伝送効率の低下を抑えることができる。
なお、図７から図９において図示するように、マッピング部１１１は、変調シンボルを３、４、９及び１０番目のサブキャリアにマッピングするようにしているが、これに限らず、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアの周波数の高い近接するサブキャリア、あるいは、周波数の低い近接するサブキャリアのいずれかのみを用いてもよいし、それらをランダムに選択してもよい。このとき、マッピング部１０８は、マッピング部１１１が選択するサブキャリアに対応するリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００５８】
なお、本実施形態では、ロングガードインターバル（第２のガードインターバル）を付加するサブキャリアを、パイロットシンボルを配置したサブキャリアに連続して隣接するサブキャリアとする構成を説明したが、マッピング部１０８が、パイロットシンボルを配置したサブキャリアと、ロングガードインターバルが付加される近接サブキャリアとの間に、ノーマルガードインターバルを付加する変調シンボルをマッピングするようにしてもよい。
【００５９】
次に、図１０は、本実施形態における受信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、受信装置２００は、受信部２０２、パイロットシンボル処理部２０３、ノーマルＧＩシンボル処理部２０４（第１のマルチキャリアシンボル処理部）、ロングＧＩシンボル処理部２０５（第２のマルチキャリアシンボル処理部）、復調部２０６、復号部２０７を具備し、アンテナ部２０１が接続されている。
受信装置２００において、受信部２０２は、アンテナ部２０１を介して送信装置１００から送信された信号を受信すると、信号検出処理などのデジタル信号処理可能な周波数帯へ変換し、さらに帯域制限するフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（Analogue to Digital変換）する変換処理を行って、ノーマルＧＩシンボル処理部２０４とロングＧＩシンボル処理部２０５とに出力する。
【００６０】
パイロットシンボル処理部２０３は、ノーマルＧＩシンボル処理部２０４から入力される受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う。ノーマルＧＩシンボル処理部２０４は、受信部２０２から入力される受信信号うち、ノーマルガードインターバルを含むノーマルＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）に対して変調シンボルの検出処理を行う。ロングＧＩシンボル処理部２０５は、受信部２０２から入力される受信信号うち、ロングガードインターバルを含むロングＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）に対して変調シンボルの検出処理を行う。
復調部２０６は、ノーマルＧＩシンボル処理部２０４とロングＧＩシンボル処理部２０５とから入力される信号に対して、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの復調処理を行い、復調された信号を復号部２０７に出力する。復号部２０７は、復調部２０６からの入力される信号に対して誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号された信号から情報データ信号を算出して出力する。
【００６１】
ノーマルＧＩシンボル処理部２０４は、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０、ＦＦＴ部２１１、伝搬路歪補償部２１２、デマッピング部２１３を備える。ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０は、受信部２０２から入力される入力信号からガードインターバル長τ１の通常のガードインターバル区間を除去して、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４が変調シンボル及びパイロットシンボルをマッピングしたノーマルＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。
図１１は、受信装置２００が図６に示される送信フレームを送信装置１００から受信した場合、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０が、受信部２０２から入力される入力信号から抽出するノーマルＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を示す模式図である。ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０は、受信信号から抽出するＦＦＴ区間以外（ガードインターバル）を除去することにより、通常のガードインターバルを付加した１番目から１４番目までの全てのノーマルＯＦＤＭシンボルに対して変調シンボル及びパイロットシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。ここで、斜線で塗り潰された部分は、パイロットシンボルがマッピングされた区間を示す。また、白抜きの部分は、変調シンボルがマッピングされた区間を示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルがマッピングされた区間を示す。
【００６２】
図１０に戻り、ＦＦＴ部２１１は、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０によりノーマルガードインターバルを除去し、抽出した区間Ｔｅｆｆに対してＦＦＴ処理を行うことで時間領域の信号を周波数領域の信号に変換し、パイロットシンボル処理部２０３と伝搬路歪補償部２１２とに出力する。つまり、ＦＦＴ部２１１は、図１１に示されるノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０により抽出された変調シンボル及びパイロットシンボルのＦＦＴ区間それぞれに対してＦＦＴ処理を行う。
パイロットシンボル処理部２０３は、パイロット抽出部２０８、伝搬路推定部２０９を備える。パイロット抽出部２０８は、ＦＦＴ部２１１から入力される周波数領域の信号に含まれるパイロットシンボルを抽出する。伝搬路推定部２０９は、パイロット抽出部２０８により抽出されたパイロットシンボルを用いて、フェージングなどによる振幅と位相の変動を推定する伝搬路推定を行い、伝搬路推定結果である伝搬路推定値をノーマルＧＩシンボル処理部２０４とロングＧＩシンボル処理部２０５とに出力する。ここで、伝搬路推定部２０９が行う伝搬路推定において、パイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメント以外のリソースエレメントに対する伝搬路推定の方法としては、線形補間やＦＦＴ補間などの公知の伝搬路推定技術を用いて行う。
【００６３】
伝搬路歪補償部２１２は、伝搬路推定部２０９が推定した伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ（Zero Forcing）基準、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error；最小二乗法誤差）基準などにより重み係数を算出し、算出した重み係数を用いてＦＦＴ部２１１から入力される周波数領域の信号に対して振幅変動と位相変動との補償（伝搬路補償）を行う。デマッピング部２１３は、伝搬路歪補償部２１２から入力される信号から、送信装置１００のマッピング部１０８によりサブキャリアにマッピングされ、通常のガードインターバルが付加された変調シンボルを抽出（デマッピング）して復調部２０６へ出力する。
【００６４】
ロングＧＩシンボル処理部２０５は、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４、ＦＦＴ部２１５、伝搬路歪補償部２１６、デマッピング部２１７を備える。ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４は、受信部２０２から入力される受信信号に対して、受信信号を構成する第２、６、９、１３番のロングＯＦＤＭシンボルのタイミングで、ガードインターバル長τ２のロングガードインターバル区間を除去して、ロングＧＩシンボル生成部１０５が変調シンボルをマッピングしたロングＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を抽出する。
図１２は、受信装置２００が図６に示される送信フレームを送信装置１００から受信した場合、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４が、受信部２０２から入力される受信信号から抽出するロングＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を示す模式図である。ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４は、受信信号からロングガードインターバル区間τ２を除去することにより、ロングガードインターバルを付加した第２、６、９、１３番のロングＯＦＤＭシンボルに対して変調シンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。
【００６５】
図１０に戻り、ＦＦＴ部２１５は、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４によりロングガードインターバルを除去し、抽出した区間Ｔｅｆｆに対してＦＦＴ処理を行うことで時間領域の信号を周波数領域の信号に変換して、伝搬路歪補償部２１６に出力する。つまり、ＦＦＴ部２１５は、図１２に示されるロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４により抽出された変調シンボルのＦＦＴ区間それぞれに対してＦＦＴ処理を行う。
伝搬路歪補償部２１６は、伝搬路歪補償部２１２と同様に、伝搬路推定部２０９が推定した伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ基準、ＭＭＳＥ基準などにより重み係数を算出し、算出した重み係数を用いてＦＦＴ部２１５から入力される周波数領域の信号に対して振幅変動と位相変動との補償（伝搬路補償）を行う。デマッピング部２１７は、伝搬路歪補償部２１６から入力される信号から、送信装置１００のマッピング部１１１によりサブキャリアにマッピングされ、ロングガードインターバルが付加された変調シンボルを抽出し、復調部２０６へ出力する。
【００６６】
図１３は、受信装置２００が、送信装置１００から受信した信号の直交性を示す模式図である。このとき、受信装置２００が受信した信号には、通常のガードインターバル長を超え、かつ、ロングガードインターバル長以下の遅延を有する遅延波を含む。横軸方向は、正規化した周波数を示し、それぞれの数値がサブキャリアのマッピングされる周波数（サブキャリア番号）を示している。また、ｘ＝０のサブキャリアを基準として表記している。縦軸方向は、正規化した受信信号の電力（信号強度）を示す。
実線で示したスペクトルは、ロングガードインターバルが付加された変調シンボルがマッピングされたサブキャリアのスペクトルである。実線で示されるサブキャリアのスペクトルは、他のサブキャリアを示す点において振幅がゼロ（ヌル）となり、他のサブキャリアに干渉していないことを示している。
一方、破線で示したスペクトルは、通常のガードインターバルが付加された変調シンボルがマッピングされたサブキャリアのスペクトルである。破線で示されるサブキャリアのスペクトルは、他のサブキャリアを示す点において振幅がゼロになっておらず、他のサブキャリアに干渉していることを示している。
【００６７】
次に、図１４は、受信装置２００が、送信装置１００から受信した信号のサブキャリア間の直交性を示す模式図である。このとき、受信装置２００が受信した信号には、通常のガードインターバル長を超え、かつ、ロングガードインターバル長以下の遅延を有する遅延波を含む。各サブキャリアのスペクトラムは、図６に示される第２番のＯＦＤＭシンボル（ｌ＝２）に対してＦＦＴ部２１１によりＦＦＴ処理が行われた周波数領域の信号である。なお、各サブキャリアの信号はｓｉｎｃ関数となるが、メインローブのみの図示し、サイドローブは省略している。
【００６８】
図６で図示したように近隣サブキャリア（ｋ＝１，３，４，６，７，９，１０）には、ロングガードインターバルを付加した変調シンボルがマッピングされている。これにより、ＦＦＴ部２１１が第２番のＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行う際、パイロットシンボルに対するノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０が抽出する区間には、近隣サブキャリア（ｋ＝１，３，４，６，７，９，１０）のロングガードインターバル長より長い遅延により１つ前の変調シンボルが存在することを防ぐことができる。その結果、近隣サブキャリアのスペクトルの広がりを抑えることができ、パイロットシンボルが含まれるサブキャリア（ｋ＝２，８）において、近接サブキャリアのスペクトルを（ゼロ）ヌルにすることができる。したがって、受信装置２００は、サブキャリア番号ｋ＝２のサブキャリア点では、近接サブキャリア（ｋ＝１，３，４）の信号成分が含まれていない信号を受信することができる。また、受信装置２００は、サブキャリア番号ｋ＝８のサブキャリア点では、近隣サブキャリア（ｋ＝６，７，９，１０）の信号成分が含まれていない信号を受信することができる。
つまり、受信装置２００において、ＦＦＴ部２１１が出力する近隣サブキャリア（ｋ＝１，３，４，６，７，９，１０）のスペクトルは、図１３の実線で示したスペクトルとなり、パイロットシンボルを含むサブキャリア（ｋ＝２，８）へのキャリア間干渉を低減することができる。したがって、本実施形態の送信装置１００からの送信される信号に対して、受信装置２００では、キャリア間干渉の影響が小さいパイロットシンボルを用いた伝搬路推定が可能となり、伝搬路推定の精度を向上させることができる。
【００６９】
本実施形態の送信装置１００は、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４が、送信フレームのリソースエレメントにスキャッタードパイロットシンボルを配置し、ロングＧＩシンボル生成部１０５が、当該スキャッタードパイロットシンボルを配置したサブキャリアの近接サブキャリアの信号にロングガードインターバルを付加した変調シンボルを配置する。これにより、受信装置２００は、このように構成された送信フレームを復号するとき、スキャッタードパイロットシンボルの配置されたサブキャリアに対して近傍サブキャリアによるキャリア間干渉による伝送誤りを低減させることができ、スキャッタードパイロットシンボルから伝搬路推定値を算出する伝送路推定の精度を向上させることができる。
【００７０】
本実施形態の送信装置１００は、ノーマルガードインターバルと、ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルとを有し、ロングガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）が、ノーマルガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）が配置されるサブキャリアに近接するサブキャリアに配置される。ロングガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボルは、ノーマルガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボルよりも長いガードインターバルを含むので、ノーマルガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボルのみがセブキャリアに配置された場合に比べ、伝搬路における遅延によるキャリア間干渉の発生を抑制することができる。
また、ロングガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボルが近接するサブキャリアに配置されたＯＦＤＭシンボルは、キャリア間干渉による通信品質の劣化が発生しにくくなり、当該ＯＦＤＭシンボルが含むシンボルを用いた伝搬路推定は、精度の高い推定結果を得ることが可能となる。この得られた伝搬路推定結果を当該ＯＦＤＭシンボルが配置されたサブキャリアのみではなく、近接するサブキャリアにも反映させた伝搬路補償を行うことにより、マルチキャリア変調に用いる複数のサブキャリアにおいて、通信品質を向上させることが可能となる。
【００７１】
また、受信装置２００は、本発明のノーマルＧＩ及びロングＧＩを付加した受信信号から算出した伝搬路推定値に基づいて、スキャッタードパイロットシンボルが配置されていないサブキャリアに対して伝送路補償を行うことにより、サブキャリア全体の伝送路誤りを低減させることができる。また、受信装置２００は、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において高い精度で伝搬路推定できるので、例えば、シンボル間干渉などを除去する干渉キャンセルやターボ等化などの繰り返し処理（ターボ処理）を用いることで精度よく情報データ信号を復号することができ、通信の伝送効率を向上させることが可能となる。
さらに、送信装置１００は、全てのガードインターバル区間を長くする場合に比べ、一部のガードインターバルをロングガードインターバルに置き換えるので、伝送効率を全体的に低下させることなく伝送路推定の精度を向上させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、ノーマルガードインターバルと、ロングガードインターバルとの２種類のガードインターバルを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、長さの異なる３種類以上のガードインターバルを変調シンボルに付加する構成にしてもよい。つまり、第１のガードインターバルであるノーマルガードインターバル、及び、複数種類の第２のガードインターバルであるロングガードインターバルとすることもできる。その場合、送信装置１００は、ロングガードインターバルを含むロングＯＦＤＭシンボルの長さが、ノーマルガードインターバルを含むノーマルＯＦＤＭシンボルの長さに対して整数倍のＯＦＤＭシンボルを生成する複数のシンボル生成部を備える。
なお、本実施形態では、ロングＧＩを付加したシンボルは、ノーマルＧＩを付加したひとつのシンボル（図６では、１つのパイロットシンボル）を挟んでマッピングしているが、複数のシンボルを挟んでマッピングしてもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、入力された全てのパイロットシンボルに近接するサブキャリアにマッピングする信号に対して、ロングガードインターバルを付加した場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、一部のパイロットシンボルに近接するサブキャリアにマッピングする信号に対してロングガードインターバルを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルガードインターバルを付加してもよい。これにより、伝送効率の低下を抑えることができる。
また、本実施形態では、パイロットシンボルをマッピングするサブキャリアに近接するサブキャリアにマッピングする信号に対して、ロングガードインターバルを付加しているが、これに限るものではなく、送信装置１００が、通信を制御する制御情報を含む信号をマッピングするサブキャリアに近接するサブキャリアにマッピングする信号に対して、ロングガードインターバルを付加することで、受信装置２００が制御情報を精度よく取得することができ、伝送効率を向上させることが可能となる。
【００７４】
（第２実施形態）
第２実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、第１の実施形態と比べ、送信装置１００のマッピング部１０８、１１１による変調シンボル、パイロットシンボル、及び、ゼロのマッピングが異なる。
図１５は、第２実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部１０４のマッピング部１０８が、図２に図示されるデータ配置情報に対して、変調シンボル、パイロットシンボル、及び、ゼロをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。横軸方向は、時間を示し、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、周波数を示し、サブキャリア番号ｋを示す。
図１５において、実線で印されたリソースエレメントには、変調シンボル又はパイロットシンボルがマッピングされ、破線で記されたリソースエレメントには、ゼロ（ヌル、ｎｕｌｌ）がマッピングされる。マッピング部１０８は、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントに対して周波数方向に隣接する両側のリソースエレメントにゼロをマッピングし、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、その他のリソースエレメントに情報データ信号が変調された変調シンボルをマッピングする。
【００７５】
次に、図１６は、第２実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部１０５のマッピング部１１１が、図２に図示されるデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。横軸方向は、時間を示し、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、周波数を示し、サブキャリア番号ｋを示す。
図１６において、マッピング部１１１は、実線で印されたリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。すなわち、マッピング部１１１は、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントに対して周波数方向に隣接する両側のリソースエレメントにのみ変調シンボルをマッピングし、変調シンボルをマッピングしたリソースエレメント以外のリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００７６】
次に図１７は、マッピング部１０８、１１１が図１５及び図１６に図示するように変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロをマッピングしたとき、多重部１０３が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。ここで、斜線による網掛けで示した部分は、パイロットシンボルが配置された区間を示し、塗り潰した部分は、ガードインターバルが配置された区間を示している。
ロングＧＩシンボル生成部１０５が出力するロングＯＦＤＭシンボルに含まれるロングＧＩは、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４が付加するノーマルＧＩより長く、ロングＯＦＤＭシンボル長は、ノーマルＯＦＤＭシンボル長の倍の長さになる。
ＯＦＤＭにおいて、各サブキャリアの信号は、ｓｉｎｃ関数となるので、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアは、隣接するサブキャリアからの干渉を最も大きく受ける。したがって、ロングＧＩシンボル生成部１０５が、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアに対して隣接するサブキャリアに、ロングガードインターバルを付加することにより、パイロットシンボルがマッピングされたサブキャリアと、隣接するサブキャリアとの間で生じるサブキャリア間干渉を低減することが可能となる。また、本実施形態では、パイロットシンボルがマッピングされたサブキャリアに隣接するサブキャリアに付加するガードインターバルのみをロングガードインターバルに置き換えるので、伝送効率を全体的に低下させることなく伝送路推定の精度を向上させることができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、パイロットシンボルをマッピングするサブキャリアに隣接する周波数の高いサブキャリアと周波数の低いサブキャリアとの両側のサブキャリアにマッピングする信号に対してロングガードインターバルを付加したが、どちらか一方の隣接するサブキャリアにのみロングガードインターバルを付加してもよい。
【００７８】
（第３の実施形態）
図１８は、第３実施形態における送信装置３００の構成を示す概略ブロック図である。
送信装置３００は、送信部１０２、多重部３０３、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４（第1のマルチキャリアシンボル生成部）、ロングＧＩシンボル生成部３０５（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、符号部１０６、変調部１０７を具備し、アンテナ部１０１が接続されている。
送信装置３００は、図１に図示した第1実施形態の送信装置１００における多重部１０３、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４、ロングＧＩシンボル生成部１０５、マッピング部１０８、１１１それぞれに替えて、多重部３０３、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４、ロングＧＩシンボル生成部３０５、マッピング部３０８、３１１を備える点が第1実施形態の送信装置１００と異なり、さらにパイロットシンボルがロングＧＩシンボル生成部３０５のマッピング部３１１に入力される点が異なる。他については第１実施形態と同じ構成であるため同じ符号（１０１、１０２、１０６、１０７、１０９、１１０、１１２、１１３）を付け、その説明を省略する。
【００７９】
ノーマルＧＩシンボル生成部３０４は、マッピング部３０８、ＩＦＦＴ部１０９、及びノーマルＧＩ挿入部１１０を備える。マッピング部３０８は、外部から入力されるデータ配置情報に基づいて、送信フレームを構成するリソースエレメントのうち、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメント、及び、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントに対して周波数領域に近接する予め決められた複数のリソースエレメントにゼロ（ヌル、ｎｕｌｌ）をマッピングする。また、送信フレームを構成するリソースエレメントのうち、ゼロをマッピングしたリソースエレメントを除くリソースエレメントに、変調部１０７が情報データ信号を変調した変調シンボルをマッピングする。
【００８０】
ロングＧＩシンボル生成部３０５は、マッピング部３１１、ＩＦＦＴ部１１２、及びロングＧＩ挿入部１１３を備える。マッピング部３１１は、外部から入力されるデータ配置情報に基づいて、送信フレームを構成するリソースエレメントのうち、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントに対して周波数領域に近接する予め決められた複数のリソースエレメントに情報データ信号が変調された変調シンボルをマッピングする。また、マッピング部３１１は、前記パイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメント及び前記変調シンボルがマッピングされたリソースエレメントを除くリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００８１】
なお、変調部１０７がノーマルＧＩシンボル生成部３０４に入力する変調シンボルのＭＣＳ（Modulation and Coding：変調多値数及び符号化率）と、変調部１０７がロングＧＩシンボル生成部３０５に入力する変調シンボルのＭＣＳとは、異なっていてもよい。ガードインターバルの長さを考慮して、ロングガードインターバルを付加するリソースエレメントにマッピングされる変調シンボルが、通常のガードインターバルを付加するリソースエレメントにマッピングする変調シンボルより変調多値数を大きくすることで、ロングガードインターバルを設けることによる伝送効率の低下を抑えることができる。
【００８２】
図１９は、本実施形態において、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４のマッピング部３０８が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
また、図２０は、本実施形態において、ロングＧＩシンボル生成部３０５のマッピング部３１１が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
マッピング部３１１は、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリア及び当該サブキャリアに隣接する両側それぞれのサブキャリアにマッピングされる変調シンボルに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル（ロングガードインターバル）区間を付加する。このとき、マッピング部３１１が付加するロングガードインターバルは、τ２＝２×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆを満たす長さτ２を付加する。この関係式については、既に説明をした。
なお、本実施形態では、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリア及び当該サブキャリアに隣接するサブキャリアにマッピングされる変調シンボルに対して、ロングガードインターバルを付加しているが、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアに近接す複数のサブキャリアにロングガードインターバルを付加してもよい。
【００８３】
マッピング部３０８は、図１９に図示するように、実線で印されたリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。すなわち、マッピング部３０８は、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）＝（２，２）、（８，２）、（５，６）、（１１，６）、（２，９）、（８，９）、（５，１３）、（１１，１３）と、当該リソースエレメントに隣接するサブキャリアのリソースエレメント（Ｋ±１，Ｌ）と、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント及び当該リソースエレメントに隣接するサブキャリアのリソースエレメントに対して時間方向に1つ前（ＯＤＦＭシンボル番号が１つ少ない）のリソースエレメント（Ｋ，Ｌ−１）、（Ｋ±１，Ｌ−１）とにゼロをマッピングし、送信フレーム中のそれ以外のリソースエレメントに変調シンボルをマッピングする。
【００８４】
マッピング部３１１は、図２０に図示するように、実線で印され、斜線で塗り潰されたリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。すなわち、マッピング部３１１は、データ配置情報により示されるパイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）＝（２，２）、（８，２）、（５，６）、（１１，６）、（２，９）、（８，９）、（５，１３）、（１１，１３）にパイロットシンボルをマッピングし、当該リソースエレメントにサブキャリア方向に隣接するリソースエレメント（Ｋ±１，Ｌ）に変調シンボルをマッピングし、送信フレーム中のその他のリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００８５】
多重部３０３は、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４が出力する時間領域の信号と、ロングＧＩシンボル生成部３０５が出力する時間領域の信号とを加算（多重）する。図２１は、マッピング部３０８、３１１が、図１９及び図２０で図示するように、パイロットシンボルと変調シンボルとをマッピングした場合の多重部３０３が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示す模式図である。図２１において、縦軸方向は、サブキャリア（周波数）を示し、横軸方向は、ＯＦＤＭシンボル番号（時間）を示している。また、図２１において、斜線による網掛けがされた部分は、パイロットシンボルが配置された区間を示し、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルが配置された区間を示している。
ロングＧＩシンボル生成部３０５は、ＯＦＤＭシンボルのうちパイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアと、当該サブキャリアに隣接する２つのサブキャリアとにおいて、ノーマルＯＦＤＭシンボル長の２倍の長さを有し、ロングＧＩを含むロングＯＦＤＭシンボルを配置する。
【００８６】
図２２は、本実施形態における受信装置４００の構成を示す概略ブロック図である。受信装置４００は、受信部２０２、パイロットシンボル処理部２０３、ノーマルＧＩシンボル処理部４０４、ロングＧＩシンボル処理部４０５、復調部２０６、復号部２０７を具備し、アンテナ部２０１が接続されている。
受信装置４００は、図７に図示した第１実施形態の受信装置２００におけるノーマルＧＩシンボル処理部２０４、ロングＧＩシンボル処理部２０５に替えて、ノーマルＧＩシンボル処理部４０４（第１のマルチキャリアシンボル処理部）、ロングＧＩシンボル処理部４０５（第２のマルチキャリアシンボル処理部）を具備する点が異なり、ノーマルＧＩシンボル処理部４０４とパイロットシンボル処理部２０３との間の接続がなく、ロングＧＩシンボル処理部４０５とパイロットシンボル処理部２０３との間の接続を有する。他については、第１実施形態と同じ構成であるため同じ符号（２０１〜２０３、２０６〜２１７）を付して説明を省略し、受信装置２００との異なる部位について説明する。
【００８７】
ノーマルＧＩシンボル処理部４０４は、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０、ＦＦＴ部２１１、伝搬路歪補償部２１２、及び、デマッピング部２１３を備える。ノーマルＧＩシンボル処理部４０４は、第１実施形態のノーマルＧＩシンボル処理部２０４と比べ、ＦＦＴ部２１１が伝搬路歪補償部２１２のみにＦＦＴ処理後の周波数領域信号を出力する点が異なる。
ロングＧＩシンボル処理部４０５は、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４、ＦＦＴ部２１５、伝搬路歪補償部２１６、及び、デマッピング部２１７を備える。ロングＧＩシンボル処理部４０５は、第１実施形態のロングＧＩシンボル処理部２０５と比べ、ＦＦＴ部２１５がパイロットシンボル処理部２０３と伝搬路歪補償部２１６とにＦＦＴ処理後の周波数領域信号を出力する点が異なる。
【００８８】
本実施形態における送信装置３００と受信装置４００とを用いることにより、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４が付加する通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、ロングＧＩシンボル生成部３０５が、入力されるデータ配置情報に基づいて、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを配置すると共に、該スキャッタードパイロットシンボル及び該スキャッタードパイロットシンボルを配置したサブキャリアの隣接するサブキャリアに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いロングＧＩ（第２のガードインターバル）区間を設定する。これにより、サブキャリア全てのガードインターバル区間を長くすることなく、全体的な伝送効率を大きく劣化させずに、スキャッタードパイロットシンボルに対してキャリア間干渉への耐性を大幅に向上させることができる。その結果、受信装置４００が具備する伝搬路推定部２０９は、スキャッタードパイロットシンボルにより伝搬路推定の精度を向上することができる。また、スキャッタードパイロットシンボルに対しても通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル（ロングガードインターバル、第２のガードインターバル）区間を設定しているので、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアに対するシンボル間干渉への耐性も大幅に向上させることができる。
【００８９】
（第４実施形態）
図２３は、第４実施形態における送信装置５００の構成を示す概略ブロック図である。送信装置５００は、送信部１０２、多重部５０３、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、ロングＧＩシンボル生成部５０５（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、符号部１０６、変調部１０７を具備し、アンテナ部１０１が接続されている。また、送信装置５００は、図１８に図示した第３実施形態における送信装置３００と比べ、多重部３０３とロングＧＩシンボル生成部３０５とに替えて、多重部５０３とロングＧＩシンボル生成部５０５とを具備する点が異なり、さらにロングＧＩシンボル生成部５０５にパイロットシンボル、制御シンボル、変調部１０７が情報データ信号を変調した変調シンボルを入力する点が異なる。なお、送信装置５００において、その他の構成は、同一であり、同じ符号（１０１、１０２、１０６、１０７、１０９、１１０、１１２、１１３、３０４、３０８）を付して、その説明を省略する。
【００９０】
ここで、制御シンボルとは、伝送レートや伝送タイミングなどの伝送動作を制御する信号、例えば、情報データ信号に対して用いられる変調方式、マッピング方法（リソース割り当て方法）、誤り訂正符号化情報（例えば、符号化方法、符号化率、パンクチャーパターン）、インターリーブ方法、スクランブリング方法、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest；ハイブリッド自動再送要求）制御情報（例えば、パケットの受信通知情報（Acknowledgement；ＡＣＫ）、再送要求信号（Negative Acknowledgement；ＮＡＣＫ）や再送回数など）、同期信号、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output；多入力多出力）制御情報（例えば、レイヤ数（ストリーム数）やプリコーディング方法）、基地局情報、端末情報、制御情報のフォーマット情報、データ情報のフォーマット情報、フィードバック情報（例えば、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator；チャネル品質指標）など）、送信電力制御情報など含まれるが、これに限るものではない。
【００９１】
ロングＧＩシンボル生成部５０５は、第３実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部３０５に比べ、マッピング部３１１に替えて、マッピング部５１１を具備する点が異なる。マッピング部５１１は、情報データ信号を変調した変調シンボル、パイロットシンボル及び制御シンボルと、データ配置情報とが入力され、入力されるデータ配置情報に基づいてパイロットシンボルをリソースエレメントにマッピングし、当該リソースエレメントにサブキャリア方向に隣接するリソースエレメントに変調シンボル又は制御シンボルをマッピングする。なお、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、パイロットシンボルに対して制御シンボルを優先的にリソースエレメントに配置することで、制御シンボルの伝送特性を向上することができる。
図２４は、ロングＧＩシンボル生成部５０５のマッピング部５１１が、パイロットシンボル、変調シンボル、及び、制御シンボルいずれのシンボルをリソースエレメントに配置するかを選択する動作のフローチャートである。なお、ここで、マッピング部５１１によりシンボルが配置されるリソースエレメントは、データ配置情報により、パイロットシンボルが配置されたリソースエレメントと、当該リソースエレメントにサブキャリア方向に隣接するリソースエレメントである。
【００９２】
まず、マッピング部５１１は、配置の対象とするリソースエレメントに対して、スキャッタードパイロットシンボルを配置するか否かをデータ配置情報により判定する（ステップＳ１０１）。
当該リソースエレメントがパイロットシンボルを配置するリソースエレメントの場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、当該リソースエレメントにパイロットシンボルを配置して（ステップＳ１０２）、次のステップＳ１０６を行う。
一方、当該リソースエレメントがパイロットシンボルを配置するリソースエレメントでない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、マッピング部５１１は、入力された制御シンボルのうち、まだリソースエレメントに配置されていない制御シンボルがあるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００９３】
リソースエレメントに配置されていない制御シンボルがある場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、制御シンボルをリソースエレメントに配置する（ステップＳ１０４）。
リソースエレメントに配置されていない制御シンボルがない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、変調部１０７から入力される変調シンボルをリソースエレメントに配置する（ステップＳ１０５）。
マッピング部５１１は、ロングＧＩシンボル生成部５０５において、パイロットシンボル、変調シンボル、及び、制御シンボルを、まだ配置可能なリソースエレメントがあるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
まだ配置可能なリソースリソースエレメントがある場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、マッピング部５１１は、再びステップＳ１０１からの動作を繰り返す。
一方、配置可能なリソースリソースエレメントがない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、マッピング部５１１は、リソースエレメントへのシンボルの配置を終了する。
上述のように、マッピング部５１１は、制御シンボルを変調シンボルより優先的にリソースエレメントに配置する。
なお、本実施形態では、制御シンボルを適応的に優先配置するようにしているが、送信機が属する通信システムにおいて、制御シンボルを配置するリソースエレメントを予め決定しておいてもよい。
【００９４】
図２３に戻り、送信装置５００において、多重部５０３は、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４から出力される時間領域シンボルと、ロングＧＩシンボル生成部５０５から出力される時間領域のシンボルとを加算する。
図２５は、マッピング部３０８、５１１が図１９及び図２０で図示されるようにシンボルのマッピングを行ったとき、多重部５０３が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。横軸方向は、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示し、縦軸方向は、サブキャリア番号ｋを示す。ロングＧＩシンボル生成部５０５は、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアと、前記パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアに対してサブキャリア方向に隣接する２つのサブキャリアに対してロングガードインターバルを付加する。
【００９５】
送信フレームは、図示するように、斜線による網掛けで示した部分は、パイロットシンボルが配置された区間を示し、格子による網掛けで示した部分は、制御シンボルが配置された区間を示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルが配置された区間を示す。ロングＧＩシンボル生成部５０５は、パイロットシンボルと制御シンボルには、ノーマルＯＦＤＭシンボル２つ分の長さを有し、ノーマルＧＩより長いロングＧＩを含むロングＯＦＤＭシンボルを生成して多重部５０３に出力する。
【００９６】
次に、図２６は、本実施形態における受信装置６００の構成を示す概略ブロック図である。受信装置６００は、受信部２０２、パイロットシンボル処理部２０３、ノーマルＧＩシンボル処理部４０４（第１のマルチキャリアシンボル処理部）、ロングＧＩシンボル処理部６０５（第２のマルチキャリアシンボル処理部）、復調部２０６、復号部２０７を具備し、アンテナ部２０１が接続されている。ノーマルＧＩシンボル処理部４０４は、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０、ＦＦＴ部２１１、伝搬路歪補償部２１２、及び、デマッピング部２１３を有している。ロングＧＩシンボル処理部６０５は、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４、ＦＦＴ部２１５、伝搬路歪補償部２１６、及びデマッピング部６１７を有している。
【００９７】
受信装置６００は、図２２に図示した第３実施形態の受信装置４００と比べると、ロングＧＩシンボル処理部４０５に替えて、ロングＧＩシンボル処理部６０５を具備する点が異なる。ロングＧＩシンボル処理部６０５は、第３実施形態のロングＧＩシンボル処理部４０５と比べ、デマッピング部２１７に替えてデマッピング部６１７を備える点が異なる。
なお、受信装置６００において、その他の構成は同一であり、同じ符号（２０１〜２０３、２０６〜２１６）を付して、その説明を省略する。以下、受信装置４００との異なる部位について説明する。
デマッピング部６１７は、伝搬路歪補償部２１６から入力される周波数領域の信号のうち、ロングガードインターバルが付加されたサブキャリアのうち、変調シンボルが配置されたサブキャリアから変調シンボルを抽出し、抽出した変調シンボルを復調部２０６に出力すると共に、制御シンボルが配置されたサブキャリアから制御シンボルを抽出し、抽出した制御シンボルを復調し、復調した後、不図示の上位レイヤに出力する。
なお、制御シンボルには、デマッピング部６１７が制御シンボルと変調シンボルとを区別できる既知のパターンが含まれている。
【００９８】
本実施形態における送信装置５００と受信装置６００とを用いることにより、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４の付加する通常のガードインターバル区間よりも遅れて到達する到来波が存在する環境において、ロングＧＩシンボル生成部５０５が、入力されるデータ配置情報に基づいて送信フレーム内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを配置して、該サブキャリアに近接するサブキャリアとに対して、通常のガードインターバルより長いロングＧＩ（第２のガードインターバル）区間を付加する。これにより、スキャッタードパイロットをマッピングしたサブキャリアと、近接するサブキャリアとの間のキャリア間干渉に対する耐性を大幅に向上させることができる。あるいは、スキャッタードパイロットを配置したサブキャリアと、該サブキャリアに近接するサブキャリアとに対して、通常のガードインターバルより長いロングＧＩ（第２のガードインターバル）区間を付加する。これにより、スキャッタードパイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアにおけるシンボル間干渉、及び、スキャッタードパイロットをマッピングしたサブキャリアと近接するサブキャリアとの間のキャリア間干渉に対する耐性を大幅に向上させることができ、伝搬路推定の精度を改善することが可能となる。また、全てのサブキャリアのガードインターバルを長くして、パイロットシンボルに対してシンボル間干渉及びキャリア間干渉の耐性を改善する場合に比べ、伝送効率を大きく劣化させずに伝搬路推定の精度を改善することができる。
【００９９】
また、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、制御シンボルを変調部１０７が変調した変調シンボルに比べ、優先的にリソースエレメントに優先的に制御シンボルを配置すると共に、パイロットシンボルと同様に扱うことにより、受信装置６００は、制御シンボルを精度よく受信することができ、制御シンボルの再送を防ぐことができ、通信品質を向上させることが可能となる。
【０１００】
（第５実施形態）
図２７は、第５実施形態における送信装置７００の構成を示した概略ブロック図である。送信装置７００は、符号部１０６、変調部１０７、ノーマルＧＩシンボル生成部７０５（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、ロングＧＩシンボル生成部７０６（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、多重部７０２、ＩＦＦＴ部７０３、ＧＩ挿入部７０４、及び、送信部１０２を具備し、アンテナ部１０１が接続されている。ノーマルＧＩシンボル生成部７０５は、マッピング部１０８を含み構成される。ロングＧＩシンボル生成部７０６は、マッピング部７１１と位相制御部７０１とを含み構成される。なお、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号（１０１、１０２、１０６〜１０８、）を付して説明を省略する。
送信装置７００は、図１に図示した第１実施形態の送信装置１００に対して、ＩＦＦＴ処理及びガードインターバルの挿入と、多重化処理との順序を入れ替えた構成である。また、送信装置７００は、パイロットシンボル、情報データ信号、及び、データ配置情報を入力とし、ノーマルＧＩシンボル生成部７０５とロングＧＩシンボル生成部７０６とが生成するシンボルを多重化した後に、ＩＦＦＴ処理及びガードインターバルの挿入行い、送信する。マッピング部７１１は、外部から入力されるデータ配置情報に応じて、変調部１０７が出力する変調シンボルをリソースエレメントにマッピングする。
【０１０１】
次に、図２に図示されるデータ配置情報に基づいて、マッピング部１０８、７１１が情報データ信号の変調シンボル、パイロットシンボルをマッピングする例を示す。ここでは、パイロットシンボルをマッピングするサブキャリアに対して、両側に近接する２つのサブキャリアに、ノーマルＧＩの２倍の長さを有するロングＧＩを付加する場合で説明する。
マッピング部１０８は、図２に図示されるデータ配置情報に基づいて、情報データ信号の変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロを図４に図示するマッピングを行う。
図２８は、マッピング部７１１が、図２に図示されるデータ配置情報に基づいて、情報データ信号の変調シンボル、及びゼロをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。横軸方向は、時間を示し、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、周波数を示し、サブキャリア番号ｋを示す。
【０１０２】
図２８において、マッピング部７１１は、実線で印されたリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。すなわち、マッピング部７１１は、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）に対して周波数方向に近接するリソースエレメント（Ｋ±ｎ，Ｌ−ｍ）（ただし、ｎ＝１，２、ｍ＝０，１）に変調シンボルをマッピングし、それ以外リソースエレメント以外のリソースエレメントにゼロをマッピングする。さらに、マッピング部７１１は、リソースエレメント（Ｋ±ｎ,Ｌ−１）にリソースエレメント（Ｋ±ｎ,Ｌ）にマッピングした変調シンボルと同じ変調シンボルをマッピングする。例えば、マッピング部７１１は、リソースエレメント（１，２）と（１，１）に同じ変調シンボルをマッピングする。
【０１０３】
図２７に戻って、位相制御部７０１は、マッピング部７１１が変調シンボルとゼロとがマッピングされた送信フレームに対して位相回転を行って多重部７０２に出力する。位相制御部７０１は、マッピング部７１１が図２８で図示するマッピングを行った場合、リソースエレメント（Ｋ,Ｌ−１）にマッピングした変調シンボルの位相を、ノーマルＧＩの長さ及びサブキャリアの位置（番号）に応じた回転量＝θｋだけ回転させる位相制御を行う。図２８において、斜線の格子で塗り潰したリソースエレメントにマッピングした変調シンボルに位相回転を与える。なお、このノーマルＧＩの長さ及びサブキャリアの位置（番号）に応じた位相制御に関する詳細な説明については後述する。
【０１０４】
多重部７０２は、マッピング部１０８が各リソースエレメントにマッピングした変調シンボル、パイロットシンボル、及び、ゼロと、マッピング部７１１が各リソースエレメントにマッピングし、さらに位相制御部７０１により位相回転された変調シンボル、及び、ゼロとを加算（多重）してＩＦＦＴ部７０３に出力する。すなわち、多重部７０２は、周波数領域で各シンボルを多重する。
ＩＦＦＴ部７０３は、多重部７０２から出力された信号を、同一の時間のリソースエレメント（同一のＯＦＤＭシンボル番号）ごとにＩＦＦＴ処理を行うことで、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ＧＩ挿入部７０４は、ＩＦＦＴ部７０３が変換した信号にガードインターバル（ノーマルガードインターバル、第１のガードインターバル）を付加する。送信部１０２は、ＧＩ挿入部７０４によりガードインターバルが付加された信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号に変換された信号に対して帯域制限を行うフィルタリング処理を行い、さらにフィルタリング処理された信号を送信可能な周波数帯域に変換し、アンテナ部１０１を介して送信する。
【０１０５】
図２９は、ＧＩ挿入部７０４が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。図２９は、マッピング部１０８が図４で示したマッピングを行い、マッピング部７１１が図２８で示したマッピング行った場合の例である。白塗りの部分は、情報データ信号の変調シンボルがマッピングされている区間を示す。格子で塗り潰した部分は、位相回転を施した情報データ信号の変調シンボルがマッピングされている区間を示す。
このとき、１番目のＯＦＤＭシンボルの１、３、４、６、７、９、１０番目のサブキャリアにマッピングされた変調シンボルに対しては、位相制御部７０１によってノーマルＧＩ長に応じた位相制御がなされているため、前記１番目のＯＦＤＭシンボルの１、３、４、６、７、９、１０番目のサブキャリアにマッピングされた変調シンボルは、２番目のＯＦＤＭシンボルの１、３、４、６、７、９、１０番目のサブキャリアにマッピングされた変調シンボルのガードインターバルと等価となる。すなわち、図３０に示すように、ノーマルＧＩを付加した変調シンボル、又は、ノーマルＧＩを付加したパイロットシンボルと、ロングＧＩを付加した変調シンボルとをサブキャリア間で混在させたＯＦＤＭシンボルを生成したことと等価になる。図３０において、ロングＯＦＤＭシンボルは、ノーマルＧＩを付加した変調シンボルから成るノーマルＯＦＤＭシンボルと位相回転を施した変調シンボルにノーマルＧＩを付加したノーマルＯＦＤＭシンボルの２個のＯＦＤＭシンボルを用いて、１個のロングＧＩが付加されたシンボルを生成している。このため、この１個のロングＧＩは、ノーマルＧＩに比べてガードインターバルの長さが大幅に長くなっている。
【０１０６】
上述のように変調シンボルと位相制御された変調シンボルとを時間方向に隣接してマッピングし、周波数領域で多重することによって、ＯＦＤＭ方式の通信において通常行われているＩＦＦＴ処理とノーマルＧＩを付加する処理とをそれぞれ１度のみ行うことで、ノーマルＧＩとロングＧＩとをサブキャリア間で混在させたＯＦＤＭシンボルを生成することができる。
【０１０７】
次に、本実施形態の送信装置７００において、位相制御部７０１が行う位相制御について説明する。すなわち、図３０のリソースエレメント（Ｋ±ｎ,Ｌ−ｍ）（ｎ＝１，２、ｍ＝０，１）にマッピングされたシンボル（図３０の斜め格子で塗り潰したリソースエレメント）に対する位相制御について説明する。
まず、マルチキャリア伝送において各サブキャリアの信号を位相回転することによって得られる効果について説明する。図３１は、サブキャリアをＩＦＦＴ処理した結果を示した図である。
各サブキャリアに位相回転（位相オフセット）を行わない場合、周波数領域の信号であるｋ番目（ｋ＝０，１，・・・，Ｎｓ−１：Ｎｓはサブキャリア数）のサブキャリアの変調シンボルＸ（ｋ）にＩＦＦＴ処理を行った結果である、時間領域の信号ｘ（ｎ）は、下式（１）で示される。すなわち、位相回転を行わずに、ＩＦＦＴ処理を行った結果は、図３１（ａ）に示すように、時間方向にシフトしない。
【０１０８】
【数１】
【０１０９】
上式（１）において、ｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎｓ−１）は時間、ｉは虚数単位、ｅｘｐ（ ）は指数関数を示す。
一方、各サブキャリアの信号に位相回転する場合、ｋ番目のサブキャリアの変調シンボルに回転量θｋ＝２πｋｍ／Ｎｓの位相回転を行い、ＩＦＦＴ処理を行った結果である時間領域の信号ｘ’（ｎ）は、下式（２）で示される。下式（２）は、右辺を変形し、さらに、上式（１）より、ｘ（ｎ＋ｍ）となる。したがって、ｘ’（ｎ）＝ｘ（ｎ＋ｍ）となる。これは、ｋ番目のサブキャリアの変調シンボルに回転量θｋ＝２πｋｍ／Ｎｓの位相回転を行い、ｋ＝０〜Ｎｓ−１についてＩＦＦＴ処理を行った結果であるｘ’（ｎ）は、図３１（ｂ）に示すように、ｘ（ｎ）を時間方向にｍポイントシフトしたｘ（ｎ＋ｍ）となることを示す。
【０１１０】
【数２】
【０１１１】
続いて、位相制御部７０１が位相制御を行うことによって、ロングＯＦＤＭシンボルを生成することについて説明する。図３２は、２個のノーマルＯＦＤＭシンボル（以下，ＯＦＤＭシンボル）から１個のロングＧＩを生成する方法を示した図である。
図３２（ａ）は、ロングＧＩを付加したサブキャリアのシンボル（以下、「ロングＯＦＤＭシンボル」という）を示しており、そのシンボル長は、図３２（ｂ）に示すようなノーマルＯＦＤＭシンボルを２個合わせたシンボル長である。通常、図８（ａ）に示すようなロングＧＩを付加する場合、図３２（ｃ）に示すように、１個の有効シンボル長とこの有効シンボル長において予め定められた２個のノーマルＧＩ長の長さを繰り返しコピーしてロングＧＩとする。例えば、図３２（ａ）における有効シンボルの右端から２つのノーマルＧＩ長の区間をそれぞれＧ１及びＧ２とすると、その左端からのロングＧＩ長の区間は、図３２（ｃ）に示すようになる。すなわち、ロングＧＩ長の区間は、まず、Ｇ１及びＧ２を含む有効シンボル長をコピーし、さらにＧ１とＧ２とをコピーして、前回コピーした有効シンボル長の前方に挿入することによって生成される。
【０１１２】
図３２（ｃ）で示したロングＧＩ長のガードインターバルが生成されたロングＯＦＤＭシンボルの見方を変えると、図３２（ｄ）で示すように、２個のノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボル（ノーマルＯＦＤＭシンボル）と見なすことができる。すなわち、図３２（ｄ）における後方（右側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ１が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、前方（左側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ２が付加されたＯＦＤＭシンボルとなる。
このとき、図３２（ｄ）における後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルと、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルとを比較すると、後方（右側）の有効シンボルは、元の有効シンボルと同じであるが、前方（左側）の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルをノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。そこで、本実施形態では、図３２（ｃ）のような方法ではなく、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してシフトを行わず、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してノーマルＧＩ長に応じたシフトをすることで、図３２（ａ）に示すようなロングＧＩシンボルを生成する。
【０１１３】
続いて、図３２（ｄ）で示したシフトについて説明する。シフトをするＯＦＤＭシンボルの有効シンボルは、上述のように、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルであり、該有効シンボルをノーマルＧＩ長だけシフトしている。このとき、ノーマルＧＩ長をｇとし、時間領域の信号ｘ（ｎ）をノーマルＧＩ長ｇだけシフトした時間領域の信号ｘ（ｎ−ｇ）は、下式（３）で示される。
【０１１４】
【数３】
【０１１５】
上式（３）は、図３２（ｅ）のように、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルを変調シンボル、すなわち、マッピング部７１１がリソースエレメント（ｋ，Ｌ−１）にマッピングした変調シンボルに対して、ノーマルＧＩ長に応じた位相の回転量θｋ＝−２πｋｇ／Ｎｓで位相制御部７０１が位相回転することで時間領域の信号ｘ（ｎ）をノーマルＧＩ長ｇだけシフトしていることを示しており、また、その位相回転は、サブキャリアの位置（ｋ）によっても変化する。
なお、上記の説明においては、２個のノーマルＯＦＤＭシンボルを用いて、１個のロングＯＦＤＭシンボルを生成する方法について、説明したが、３個以上のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＯＦＤＭシンボルを生成する場合でも適用することができる。例えば、図３３は、３個のノーマルＯＦＤＭシンボルを用いて、１個のロングＯＦＤＭシンボルを生成する場合を示した図である。
【０１１６】
図３３（ａ）は３個のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＯＦＤＭシンボルを示しており、図３３（ａ）において、そのシンボル長は、図３３（ｂ）に示すようなノーマルＯＦＤＭシンボルを３個合わせたシンボル長である。通常、図３３（ａ）に示すようなロングＧＩを付加する場合、図３３（ｃ）に示すように、２個の有効シンボル長とこの有効シンボル長において予め定められた３個のノーマルＧＩ長の長さを繰り返しコピーしてロングＧＩとする。例えば、図３３（ａ）における有効シンボルの右端から３つのノーマルＧＩ長の区間をそれぞれＧ１、Ｇ２及びＧ３とすると、その左端からのロングＧＩ長の区間は、図３３（ｃ）に示すようになる。すなわち、ロングＧＩ長の区間は、まず、Ｇ１、Ｇ２及びＧ３を含む有効シンボル長を２回コピーし、さらにＧ１とＧ２とＧ３とをコピーして、前回コピーした有効シンボル長の前方に挿入することによって生成される。
【０１１７】
このように有効シンボルとＧ１、Ｇ２及びＧ３を繰り返してコピーをして生成されたロングＯＦＤＭシンボルの見方を変えると、図３３（ｄ）で示すように、３個のノーマルＧＩを付加したノーマルＯＦＤＭシンボルと見なすことができる。すなわち、図３３（ｄ）における後方（右側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ１が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、中央のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ２が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、前方（左側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ３が付加されたＯＦＤＭシンボルとなる。
【０１１８】
また、図３３（ｄ）において後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルと、中央のＯＦＤＭシンボルの有効シンボル、及び前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルとを比較すると、後方（右側）の有効シンボルは、元の有効シンボルと同じであるが、中央の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルを１個のノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。また、前方（左側）の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルを２個のノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。そこで、本実施形態では、図３３（ｃ）のような方法ではなく、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、シフトを行わず、中央及び前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してノーマルＧＩ長に応じたシフトをそれぞれ行うことで、図３３（ａ）に示すようなロングＯＦＤＭシンボルを生成することができる。
【０１１９】
続いて、図３３（ｄ）で示したシフトについて説明する。なお、図３３（ｄ）における中央の有効シンボルに対するシフトは、図３２で示したときと同様であるため、ここでは、図３３（ｄ）における前方（左側）の有効シンボルに対するシフトについて説明する。
前方（左側）の有効シンボルに対するシフトは、該有効シンボルを２個のノーマルＧＩ長だけシフトすることに対応する量を行う。このときのノーマルＧＩ長をｇとし、位相の回転量θｋを、θｋ＝−２πｋｇ／Ｎｓとすると、そのときの時間領域の信号ｘ（ｎ−２ｇ）は、下式（４）で示される。
【０１２０】
【数４】
【０１２１】
上式（４）は、位相制御部７０１が、図３３（ｄ）における前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルを、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルに対して、２θｋの位相回転を行えばよいことを示している。また、その位相回転は、図３２で示したときと同様にサブキャリアの位置（ｋ）によっても変化する。
【０１２２】
以降同様に、４個以上のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＯＦＤＭシンボルを生成する場合でも、３θｋ、４θｋ、・・・、（ｎ−１）θｋ（ｎはロングＯＦＤＭシンボルが持つノーマルＯＦＤＭシンボル長の個数）というように、それぞれの有効シンボルに対して、位相回転をすることによって生成することができる。
【０１２３】
送信装置７００において、位相制御部７０１は、マッピング部７１１がパイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントに対して周波数方向に近接するリソースエレメントにマッピングされる変調シンボルに対して位相回転を行う。マッピング部７１１は、前述のリソースエレメントの1つ前のＯＦＤＭシンボルに含まれる同じサブキャリアのリソースエレメントに位相回転した前記変調シンボルをマッピングする。これにより、ＧＩ挿入部７０４が通常のガードインターバルを挿入する構成においても、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアに近接するサブキャリアに対してロングガードインターバルを付加することができる。
上述の構成により、送信装置７００は、第１実施形態から第４の実施形態の送信装置１００、３００，５００に比べ、ＩＦＦＴ部及びＧＩ挿入部が少なく構成できるので、回路規模を削減することができる。
なお、送信装置７００には、上述の第２実施形態から第４実施形態における変調シンボルとパイロットシンボルとのマッピング方法を用いてもよい。
【０１２４】
なお、上述の第１実施形態から第５実施形態において、ロングガードインターバルを付加するサブキャリア数（リソースエレメント数）及びサブキャリア配置（リソースエレメント位置）を固定した場合を説明したが、通信を行う伝搬路の状態、例えば、遅延分散やＩＣＩ量に応じて送信フレームごと、ＯＦＤＭシンボルごとにロングガードインターバルを付加するサブキャリア数及びサブキャリア配置を変更してもよい。
また、上述の第１の実施形態から第５実施形態において、ロングガードインターバルを付加したＯＦＤＭシンボル長は、ノーマルガードインターバルを付加したＯＦＤＭシンボル長の２倍である構成を用いて説明したが、ロングガードインターバルを付加したＯＦＤＭシンボル長は、ノーマルガードインターバルを付加したＯＦＤＭシンボル長の整数倍であればよい。
【０１２５】
本発明は、固定通信及び移動通信の双方に用いることができる。携帯電話において使用するときは、本発明の送信装置は、基地局の送信部分を構成し、受信部分は、移動局装置の受信部分を構成するが、その逆でもよい。また、本発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルを多数のサブキャリアに分散させて、変調を行うマルチキャリア変調して送信するマルチキャリア伝送方式を用いて通信する無線通信システムで、ガードインターバルを付加して送信する場合に用いることができ、第１の実施形態から第５実施形態では、一例としてＯＦＤＭ方式を用いて通信する無線通信システムに適用した場合を説明したが、ＯＦＤＭ方式に限定されない。その際にガードインターバルが付加されるシンボルは、マルチキャリアシンボルとなる。
なお、その他のマルチキャリア伝送方式の例としては、ＯＦＤＭＡ、ＭＣ−ＣＤＭ、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭなどが挙げられる。また、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡでは、上記シンボルには変調シンボルが相当し、マルチキャリア変調として、変調シンボルを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＯＦＤＭ変調を行なう。また、ＭＣ−ＣＤＭでは、上記シンボルにはチップが相当し、マルチキャリア変調として、変調シンボルに拡散符号を乗算して生成したチップを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＭＣ−ＣＤＭ変調を行う。また、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでは、上記シンボルには離散スペクトルが相当し、複数のシンボルをフーリエ変換して生成した離散スペクトルを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調を行う。
【０１２６】
上述の第１実施形態から第５実施形態の送信装置及び受信装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述したノーマルＧＩシンボル生成部１０４、３０４及びロングＧＩシンボル生成部１０５、３０５、５０５の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１２７】
１００、３００、５００、７００…送信装置
１０１…アンテナ部
１０２…送信部
１０３、３０３、５０３、７０２…多重部
１０４、３０４、７０５…ノーマルＧＩシンボル生成部
１０５、３０５、５０５、７０６…ロングＧＩシンボル生成部
１０６…符号部
１０７…変調部
１０８、１１１、３０８、３１１、５１１…マッピング部
１０９、１１２、７０３…ＩＦＦＴ部
１１０…ノーマルＧＩ挿入部
１１３…ロングＧＩ挿入部
２００、４００、６００…受信装置
２０１…アンテナ部
２０２…受信部
２０３…パイロットシンボル処理部
２０４、４０４…ノーマルＧＩシンボル処理部
２０５、４０５、６０５…ロングＧＩシンボル処理部
２０６…復調部
２０７…復号部
２０８…パイロット抽出部
２０９…伝搬路推定部
２１０…ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部
２１１、２１５…ＦＦＴ部
２１２、２１６…伝搬路歪補償部
２１３、２１７、６１７…デマッピング部
２１４…ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部
７０４…ＧＩ挿入部
７１１…マッピング部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、通信システム及び送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信に用いられる通信方式、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；直交周波数分割多重）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；直交周波数分割多元接続）、ＭＣ−ＣＤＭ（Multi Carrier-Code Division Multiplexing；マルチキャリア符号分割多重）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access；シングルキャリア周波数分割多元接続）などの伝送では、送信装置においてガードインターバル（Guard Interval：ＧＩ）としてサイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix：ＣＰ）区間（長さ）を付加することによって、マルチパス干渉による通信品質の劣化などを低減することができる。
また、マルチパスフェージングなどの伝搬路に起因して送信信号の振幅や位相が変動するため、受信装置は、振幅や位相の変動を補償する処理が必要となる。送信装置と受信装置との間で既知の信号であるパイロットシンボルが送信信号の一部に挿入され、受信装置が受信したパイロットシンボルの振幅及び位相の変動を検出して伝搬路推定を行い、受信信号の振幅や位相の変動に対する補償を行っている。また、通信品質の劣化を防ぐためには、伝搬路推定を高精度で行うことが望ましい。
【０００３】
特に、広帯域伝送や高速移動環境では、送信信号の振幅と位相の変動を周波数方向及び時間方向に追従できることが望ましい。送信信号の時間変動と周波数変動とを推定する方法として、周波数方向及び時間方向に対して、パイロットシンボルを散在させてマッピングする方法がある（以後、このパイロットシンボルをスキャッタードパイロットシンボル（Scattered Pilot Signal）という）。
図３４は、ＯＦＤＭによるマルチキャリア伝送における送信フレームの構成例を示した概略図であり、縦軸方向がサブキャリア（周波数）を示し、横軸方向がＯＦＤＭシンボル番号（時間）を示す。送信フレームは、図示するように、８個のサブキャリア及び１２個のＯＦＤＭシンボルにより構成される。送信フレームにおいて、パイロットシンボルは、３個おきのサブキャリア及び１個おきのＯＦＤＭシンボルに散在させてマッピングされている。さらに、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアは、周波数方向に対して順にシフトされる。上述のようにパイロットシンボルがマッピングされた１フレームを受信し、受信したフレームに含まれるパイロットシンボルを用いた伝送路推定を行うことで、振幅と位相の時間変動と周波数変動に追従する推定を行うことができる。
【０００４】
受信装置は、上述のようにパイロットシンボルをフレームにマッピングして送信装置から送信されたフレームを受信し、パイロットシンボルがマッピングされているサブキャリアの振幅及び位相の変動に基づいて伝搬路推定を行う。また、受信装置は、パイロットシンボルがマッピングされていないサブキャリアに対しては、周波数の近いサブキャリアの伝搬路推定の結果から補間して算出する。これにより、振幅と位相の時間変動と周波数変動に追従した推定をすることができる。例えば、非特許文献１でスキャッタードパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う無線通信システムが示されている。
【０００５】
ところで、上述のマルチキャリア伝送において、ガードインターバル区間を超える到来波が存在する場合、伝搬路推定精度、復調精度などが低くなり、通信品質が劣化する要因となる。図３５は、ＯＦＤＭなどのマルチキャリア伝送において、マルチパス環境を経て送信装置から受信装置に到達する信号を示す概略図である。図３５において、横軸方向は時間を示し、到来波を順に示している。それぞれの有効シンボルの前には、有効シンボルの後半の一部分をコピーしたガードインターバルが付加されている。
図３５は、先行波ｓ１（最初に受信装置に到来した波）に同期して、区間ｔ４でＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）処理を行う場合を示している。遅延波ｓ２は、先行波ｓ１（最初に受信装置に到来した波）に対して時間ｔ１遅れて到来し、遅延波ｓ３は、先行波ｓ１に対して時間ｔ２遅れて到来し、遅延波ｓ４は、先行波ｓ１に対して時間ｔ３遅れて到来している。なお、先行波ｓ１、遅延波ｓ２、ｓ３、ｓ４の各々は、全てのサブキャリアが多重された信号の波を示している。また、先行波及び遅延波は、到来波ともいう。
【０００６】
ここで、受信装置において先行波ｓ１及び遅延波ｓ２を受信した場合、遅延波ｓ２の遅延時間ｔ１は、先行波ｓ１に対しての遅延がガードインターバル内に収まる遅延なので、受信装置は、先行波ｓ１の有効シンボル区間である区間ｔ４でＦＦＴ処理を行うと、遅延波ｓ２のシンボル間の切れ目が区間ｔ４に含まれない。
一方、受信装置において、先行波ｓ１、遅延波ｓ２、遅延波ｓ３、及び、遅延波ｓ４を受信した場合、遅延波ｓ３の遅延時間ｔ２と、遅延波ｓ４の遅延時間ｔ３とは、先行波ｓ１に対しての遅延がガードインターバル内に収まらない遅延であり、受信装置は、区間ｔ４でＦＦＴ処理を行うと、遅延波ｓ３と遅延波ｓ４とのシンボル間の切れ目が区間ｔ４に含まれる。そのために、各サブキャリアのスペクトルが広がってしまう。
このように、基準となる到来波に対してガードインターバル長を超える遅延を有する到来波の存在により、受信装置は、正しく変調シンボルを復調することができず、通信品質の劣化が生じてしまう。
【０００７】
次に、図３６は、マルチキャリア伝送方式による信号送受信におけるサブキャリア間の関係を説明するＦＦＴ区間のスペクトルを示す概略図である。図３６において、横軸方向は周波数を示し、縦軸方向は信号強度を示している。図３６（ａ）は、マルチキャリア方式におけるサブキャリアが互いに直交する場合を示し、図３６（ｂ）は、キャリア間干渉（以下、ＩＣＩという。）によりサブキャリア間で干渉が生じる場合を示す概略図である。ガードインターバル区間を超える到来波が存在しない場合、すなわち、ＦＦＴ処理区間（区間ｔ４）に遅延波のシンボル間の切れ目がない場合、図３６（ａ）に図示するように、サブキャリア４の成分を示す周波数ｆ１において、隣接するサブキャリア３、５のスペクトルは０となり、サブキャリア４の干渉成分は含まれない。このような状態が、サブキャリア間の直交性が保たれている状態であり、ＩＣＩは発生しない。
【０００８】
これに対し、ガードインターバルを超える遅延波が存在する場合には、上述したようにＦＦＴ区間内に遅延波のシンボル間の切れ目が存在することにより、図３６（ｂ）に図示するように、サブキャリア４の成分を示す周波数ｆ１において、隣接するサブキャリア３、５のスペクトルが含まれ、干渉が発生している。また、図３６では、簡略化のため、各サブキャリアのメインローブのみを示しているが、各サブキャリアのサイドローブにより、サブキャリア４の成分を示す周波数ｆ１において、サブキャリア１〜３、５〜８のスペクトルが含まれ、干渉となる。このような状態が、サブキャリア間の直交性が保たれていない状態である。サブキャリア間の直交性が保たれない状態では、ＩＣＩにより通信特性の劣化が生じる。このＩＣＩは、伝搬路推定の精度や、復調におけるエラーレートなどを大幅に劣化させる要因となる。
【０００９】
ＩＣＩによる影響を除去する方法としては、例えば、非特許文献１に示されているように、送信フレームに含まれる各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバルを遅延波の遅延時間より長い区間を設定して、キャリア間の直交性を保つ方法がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA)； Physical Channels and Modulation （Release 8)」3GPP TS 36.211 V8.3.0 （2008-05).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の方法では、送信フレームごとにガードインターバル区間を設定しているため、スキャッタードパイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアのみならず、全てのサブキャリアに対しても、ガードインターバル区間を長くする必要がある。また、そのスキャッタードパイロットシンボルが含まれる同じ送信フレームのスキャッタードパイロットシンボル以外の全てのシンボルに対しても、ガードインターバル区間を長くすることになる。そのため、ガードインターバルによる冗長区間が伝送帯域において増加することになり、伝送効率が劣化するという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、通常のガードインターバル区間を超える遅延を有する遅延波が到来する環境において、伝送効率をほとんど劣化させることなく、パイロットシンボルを用いた伝搬路推定の精度を向上させる通信を行える送信装置、通信システム、送信方法及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置において、ノーマルガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアと、前記ノーマルガードインターバルよりも長いロングガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルを配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアを占有することを特徴とする送信装置である。
【００１４】
（２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信装置は、前記シンボルのうちの一部のシンボルである第１のシンボルにノーマルガードインターバルを付加された前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、前記シンボルのうち前記第１のシンボルと異なる一部のシンボルである第２のシンボルに対して、前記ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルを付加された前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重化する多重化部とを備え、前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記第１のマルチキャリアシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが占有するサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有することを特徴とする。
【００１５】
（３）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、ノーマルガードインターバルを付加する第１のガードインターバル挿入部を備え、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、ロングガードインターバルを付加する第２のガードインターバル挿入部を備え、前記多重化部は、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重化することを特徴とする。
【００１６】
（４）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記一部のシンボルであり、前記ロングガードインターバルが付加される前記シンボルを位相回転し、該一部のシンボルと同じサブキャリアの時間方向に対して複数の連続する前に配置されるシンボルであって、該一部のシンボルに付加する前記ロングガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相制御部を備え、該第２のシンボルを配置するサブキャリアの時間方向に対して前方に連続して、位相回転した該第２のシンボルを少なくとも１つ配置し、前記多重化部は、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを周波数領域で多重化することを特徴とする。
【００１７】
（５）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記送信装置は、前記シンボルは、予め定められた既知のシンボルであるパイロットシンボルを含み、前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記パイロットシンボルを含む前記第１のマルチキャリアシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが占有するサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有することを特徴とする。
【００１８】
（６）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、前記パイロットシンボルに、前記ノーマルガードインターバルを付加することを特徴とする。
【００１９】
（７）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記パイロットシンボルに、前記ロングガードインターバルを付加することを特徴とする。
【００２０】
（８）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記第１のシンボルに対して周波数の高いサブキャリア及び周波数の低いサブキャリアのいずれか一方に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
（９）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のシンボルは、通信を制御する制御シンボルを含み、前記ロングガードインターバルを有する前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記パイロットシンボルを含む前記第１のシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアに配置することを特徴とする。
【００２２】
（１０）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記シンボルは、送信するデータを変調した変調シンボルを含み、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部又は前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記制御シンボルを、前記変調シンボルより優先してサブキャリアに配置することを特徴とする。
【００２３】
（１１）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第１のマルチキャリアシンボルが含む前記シンボルの区間と、前記第２のマルチキャリアシンボルが含む前記シンボルの区間とは、時間方向に一致していることを特徴とする。
【００２４】
（１２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部の出力する前記第２のマルチキャリアシンボルの長さは、前記第１のマルチキャリアシンボル生成の出力する前記第１のマルチキャリアシンボルの長さの整数倍であることを特徴とする。
【００２５】
（１３）また、上記問題を解決するために、本発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して伝送する送信装置及び受信装置を有する通信システムであって、前記送信装置は、前記シンボルのうちの一部のシンボルである第１のシンボルにノーマルガードインターバルを付加された前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、前記シンボルのうち前記第１のシンボルと異なる一部のシンボルである第２のシンボルに対して、前記ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルを付加された前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重化して送信シンボルを生成する多重化部と、前記多重化部が生成した前記送信シンボルを前記受信装置に送信する送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から送信された前記送信シンボルを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記送信シンボルのうち前記第１のマルチキャリアシンボルから前記ノーマルガードインターバルを除去して、前記シンボルを抽出する第１のマルチキャリアシンボル処理部と、前記受信部が受信した前記送信シンボルのうち前記第２のマルチキャリアシンボルから前記ロングガードインターバルを除去して、前記シンボルを抽出する第２のマルチキャリアシンボル処理部と、前記第１のマルチキャリアシンボル処理部、又は、前記第２のマルチキャリアシンボル処理部が抽出した前記シンボルに含まれる既知のパイロットシンボルにより伝搬路推定を行って伝搬路推定値を算出するパイロットシンボル処理部とを備え、前記第１のマルチキャリアシンボル処理部と、前記第２のマルチキャリアシンボル処理部とは、前記パイロットシンボル処理部により伝搬路推定結果である伝搬路推定値に基づいて伝搬路歪み補償を行い、前記シンボルを検出し、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアとが同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有することを特徴とする通信システムである。
。
【００２６】
（１４）また、上記問題を解決するために、本発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信方法において、ノーマルガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアと、前記ノーマルガードインターバルよりも長いロングガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルを配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアを占有することを特徴とする送信方法である。
【００２７】
（１５）また、上記問題を解決するために、本発明は、マルチキャリア変調されたマルチキャリアシンボルの一部であるノーマルガードインターバル及びロングガードインターバルを含む送信信号を受信する受信装置であって、ノーマルガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と、ロングガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と、前記ノーマルガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と前記ロングガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部とからの出力を周波数軸上の信号に変換して伝搬路補償をすることにより変調シンボルを再生する伝搬路歪補償部とを備えることを特徴とする受信装置である。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、デジタル技術を用いるマルチキャリア伝送において、キャリア間干渉の発生を低減し、通信品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における送信フレームの構成を示す模式図である。
【図３】同実施形態におけるノーマルＧＩ挿入部によるノーマルガードインターバル挿入方法を示した図である。
【図４】同実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図５】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図６】同実施形態における多重部の出力を示した模式図である。
【図７】本実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図８】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図９】同実施形態における多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。
【図１０】同実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】同実施形態における受信装置が図６に示される送信フレームを送信装置から受信した場合、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部が、受信部から入力される入力信号から抽出する変調シンボル区間を示す模式図である。
【図１２】本実施形態における受信装置が図６に示される送信フレームを送信装置から受信した場合、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部が、受信部から入力される入力信号から抽出する変調シンボル区間を示す模式図である。
【図１３】同実施形態における受信装置が、送信装置から受信した信号の直交性を示す模式図である。
【図１４】同実施形態における受信装置が、送信装置から受信した信号のサブキャリア間の直交性を示す模式図である。
【図１５】第２実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に図示されるデータ配置情報に対して、変調シンボル、パイロットシンボル、及び、ゼロをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図１６】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に図示されるデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図１７】本実施形態におけるマッピング部が図１４及び図１５に図示するように変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロをリソースエレメントにマッピングしたとき、多重部が出力する１送信フレーム分の出力を示した模式図である。
【図１８】第３実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１９】同実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図２０】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図２１】同実施形態におけるマッピング部が、図１３及び図１４で図示するように、パイロットシンボルと変調シンボルとをマッピングした場合の多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示す模式図である。
【図２２】同実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】第４実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２４】同実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部のマッピング部が、パイロットシンボル、変調シンボル、及び、制御シンボルいずれのシンボルをリソースエレメントに配置するかを選択する動作のフローチャートである。
【図２５】同実施形態におけるマッピング部が図１９及び図２０で図示されるようにシンボルのマッピングを行ったとき、多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。
【図２６】同実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２７】第５実施形態における送信装置の構成を示した概略ブロック図である。
【図２８】同実施形態におけるマッピング部が、図２に図示されるデータ配置情報に基づいて、情報データ信号の変調シンボル、及びゼロをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
【図２９】同実施形態におけるマッピング部シンボルのマッピングを行ったとき、多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。
【図３０】同実施形態におけるマッピング部シンボルのマッピングを行ったとき、多重部が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。
【図３１】サブキャリアをＩＦＦＴ処理した結果を示した図である。
【図３２】同実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法を示した図である。
【図３３】同実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法の別の例を示した図である。
【図３４】従来例におけるＯＦＤＭによるマルチキャリア伝送におけるフレームの構成例を示した概略図である。
【図３５】従来例におけるマルチパス環境を経て送信装置から受信装置に到達する信号を示す概略図である。
【図３６】従来例におけるマルチキャリア方式による信号送受信におけるサブキャリア間の関係を示すスペクトルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態による通信システムを図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
第１実施形態における通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信する送信装置と受信装置とを備える。
図１は、第１実施形態における送信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００は、送信部１０２、多重部１０３、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、ロングＧＩシンボル生成部１０５（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、符号部１０６、変調部１０７を具備し、アンテナ部１０１が接続されている。
第１実施形態における送信装置１００は、情報データ信号の変調シンボル（第1のシンボル）、伝搬路推定などに用いるパイロットシンボル、制御情報を送信する制御シンボルなどのシンボルがＯＦＤＭ方式の通信に用いられるサブキャリアのいずれかにマッピングし、前記シンボルのうち一部のシンボル（第２のシンボル）がマッピングされるサブキャリアの近接するサブキャリアに前記一部のシンボルがマッピングされるサブキャリアより長いガードインターバルを付加する。前記一部のシンボルは、送信装置１００が送信するシンボルの中で、制御シンボル、パイロットシンボルなどの情報データ信号の変調シンボルに比べ高確度で復調が必要なシンボルであることが望ましい。また、前記一部のシンボルは、情報データ信号の変調シンボルであって、データの重要度が高い前記変調シンボルであってもよい。以下では、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアに近接するサブキャリアに長いガードインターバルを付加する場合を説明する。
【００３２】
送信装置１００において、符号部１０６は、図示しない上位レイヤを構成する装置から入力されるデジタル信号である情報データ信号に対して誤り訂正符号化を行い変調部１０７に出力する。ここで、符号部１０６が行う誤り訂正符号化は、例えば、畳み込み符号、ターボ符号、低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ：Low Density Parity Check Code）などを用いて行う。
変調部１０７は、符号部１０６から入力される誤り訂正符号化された情報データ信号に対してデータ変調を行って変調シンボルを生成し、生成したシンボルをノーマルＧＩシンボル生成部１０４とロングＧＩシンボル生成部１０５とに出力する。ここで、変調部１０７が行うデータ変調は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；４値位相偏移変調）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；直交振幅変調）などを用いて行う。
【００３３】
ノーマルＧＩシンボル生成部１０４には、変調部１０７から変調シンボルと、外部から入力されるパイロットシンボル及びデータ配置情報とが入力される。また、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４は、ノーマルガードインターバル（以下、ノーマルＧＩという。）が付加された変調シンボル、又は、ノーマルＧＩが付加されたパイロットシンボルからなるノーマルＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）（以下、ＯＦＤＭシンボルともいう。）の時間領域の信号を生成して多重部１０３に出力する。
ここで、パイロットシンボルとは、受信装置が伝搬路推定に用いる既知の信号であり、情報データ信号をデータ変調した変調シンボルと同様に、ＱＰＳＫなどの変調方式により変調されたシンボルであってよい。また、ユーザごと、送信アンテナごとにパイロットシンボルの直交性を維持するために、アダマール符号、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto Correlation）などの直交符号を用いることが好ましい。
ロングＧＩシンボル生成部１０５には、変調部１０７から変調シンボルが入力され、外部からデータ配置情報とが入力される。また、ロングＧＩシンボル生成部１０５は、変調部１０７から入力された変調シンボルにロングガードインターバル（以下、ロングＧＩという。）を付加し、ロングＧＩが付加された変調シンボルからなるロングＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）の時間領域の信号を生成して多重部１０３に出力する。
【００３４】
多重部１０３は、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４から出力されるノーマルＯＦＤＭシンボルと、ロングＧＩシンボル生成部１０５から出力されるロングＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号とを加算（多重）した信号（送信シンボル）を送信部１０２に出力する。アンテナ部１０１は、送信部１０２に接続され、送信装置１００が生成した信号を送信する。送信部１０２は、多重部１０３からの出力される信号をアナログ信号に変換し（Digital to Analogue変換）、アナログ信号に変換された信号に対して帯域制限を行うフィルタリング処理を行い、さらにフィルタリング処理された信号を送信可能な周波数帯域に変換を行ってアンテナ部１０１を介して送信する。
【００３５】
また、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４は、マッピング部１０８、ＩＦＦＴ部１０９、ノーマルガードインターバル挿入部１１０（以下、ノーマルＧＩ挿入部１１０（第１のガードインターバル挿入部）という）を備える。
【００３６】
ノーマルＧＩシンボル生成部１０４において、マッピング部１０８は、入力されるデータ配置情報に基づいて、情報データ信号を変調したシンボルである変調部１０７から入力される変調シンボル、及び、入力されるパイロットシンボルを、送信フレームを構成するリソースエレメントにマッピングする。ここで、送信フレームとは、複数のサブキャリアにより構成されるＯＦＤＭシンボルを複数含み構成され、予め決められた周波数と時間間隔とにより表される。送信フレームについて図２を用いて説明する。
【００３７】
図２は、第１実施形態における送信フレームの構成を示す模式図であり、縦軸方向がサブキャリア番号ｋ（サブキャリアインデックス）を示し、横軸方向がＯＦＤＭシンボル番号ｌ（ＯＦＤＭシンボルインデックス）を示す。また、図示するように、情報データ信号の変調シンボルとパイロットシンボルとのマッピングの一例を示している。また、送信フレームは、１２個のサブキャリアで構成されるＯＦＤＭシンボルを１４個含み構成され、１６８個のリソースエレメントから構成される。なお、ｌ番目のＯＦＤＭシンボルに含まれるｋ番目のサブキャリアで示されるリソースエレメントをリソースエレメント（ｋ，ｌ）という。
【００３８】
リソースエレメントとは、送信フレームを構成する最小の単位であり、変調部１０７が情報データ信号を変調した変調シンボルと、パイロットシンボルとをマッピングする単位である。また、データ配置情報とは、変調シンボルとパイロットシンボルとをいずれのリソースエレメントにマッピングするかを示す信号である。なお、データ配置情報は、変調シンボルの位置を示す情報と、パイロットシンボルの位置を示す情報とを含む構成でもよいし、パイロットシンボルの位置を示す情報のみを含む構成でもよいし、通常のガードインターバルを付加するリソースエレメント及びロングＧＩを付加するリソースエレメントを示す情報であってもよい。
また、図２において、斜線で示されたリソースエレメントには、パイロットシンボルがマッピングされ、白抜きのリソースエレメントには、変調シンボルがマッピングされることを示している。
【００３９】
図１に戻って、マッピング部１０８は、入力されるデータ配置情報からパイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントを識別してパイロットシンボルをマッピングすると共に、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントに対して周波数方向に近接する複数のリソースエレメントにゼロ（ヌル：ｎｕｌｌ）をマッピングし、パイロットシンボルとゼロとをマッピングしたリソースエレメント以外のリソースエレメントに変調シンボルをマッピングする。
【００４０】
ＩＦＦＴ部１０９には、変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロがマッピングされた送信フレームがマッピング部１０８から入力される。また、ＩＦＦＴ部１０９は、入力された送信フレームを構成する同一時刻に送信するＯＦＤＭシンボルごとにＩＦＦＴ処理を行うことで、それぞれのシンボルを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
ノーマルＧＩ挿入部１１０は、ＩＦＦＴ部１０９が変換した信号にガードインターバルを付加する。ノーマルＧＩ挿入部１１０が付加するガードインターバルはノーマルガードインターバル（第１のガードインターバル）ともいう。
【００４１】
ここで、ノーマルＧＩ挿入部１１０によって行われるガードインターバルの挿入処理について説明する。図３は、同実施形態におけるノーマルＧＩ挿入部１１０によるノーマルガードインターバル挿入方法を示した図である。ＩＦＦＴ部１０９が変換した時間領域の信号、例えば、図３（ａ）に示す有効シンボル長Ａを有する時間領域の信号に対して、図３（ｂ）に示すような長さＢの信号の後端（予め定められたガードインターバル長Ｂの信号Ｇ）の一部をコピーして、当該信号の前方に挿入する。有効シンボル区間は、ＩＦＦＴ部１０９およびＩＦＦＴ部１１２（後述）が出力する信号の区間である。この信号Ｇが前方に挿入されて生成された、図３（ｃ）に示すシンボルが、ＯＦＤＭシンボルであり、ＯＦＤＭシンボルの長さ（Ａ＋Ｂ）をＯＦＤＭシンボル長という。
なお、コピーして前方に挿入された予め定められた長さＢの信号Ｇがノーマルガードインターバル（以下、ノーマルＧＩという。）であり、信号Ｇの長さがガードインターバル長であり、ノーマルＧＩのガードインターバル長をノーマルＧＩ長という。このノーマルＧＩより長いガードインターバルが、ロングガードインターバル（拡長ガードインターバル、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＧＩ、以下、ロングＧＩという。）である。また、このガードインターバルを挿入する処理は、ＯＤＦＭ方式の通信において通常行われる公知のガードインターバルの挿入処理と同様である。
【００４２】
図１に戻って、ロングＧＩシンボル生成部１０５は、マッピング部１１１、ＩＦＦＴ部１１２、ロングガードインターバル挿入部１１３（以下、ロングＧＩ挿入部１１３（第２のガードインターバル挿入部）という）を備える。
ロングＧＩシンボル生成部１０５において、マッピング部１１１は、外部から入力されるデータ配置情報からパイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントを識別し、当該リソースエレメントに対して周波数方向に近接するリソースエレメントに、変調部１０７により情報データ信号が変調された変調シンボルをマッピングし、それ以外のリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００４３】
ＩＦＦＴ部１１２は、変調シンボルとゼロとがマッピングされた送信フレームがマッピング部１１１から入力され、入力された送信フレームを構成する同一時刻に送信するＯＦＤＭシンボルごとにＩＦＦＴ処理を行うことで、それぞれのシンボルを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
ロングＧＩ挿入部１１３は、ノーマルＧＩ挿入部１１０と同様に、ＩＦＦＴ部１１２が出力する時間領域の信号にガードインターバルを付加する。ここで、ロングＧＩ挿入部１１３が付加するガードインターバルは、ノーマルＧＩ挿入部１１０が付加するガードインターバルより長く、ロングＧＩ（第２のガードインターバル）という。ノーマルＧＩ挿入部１１０で付加するガードインターバル長をτ１とし、ロングＧＩ挿入部１１３で付加するガードインターバル長をτ２とすると、τ２＞τ１を満たす。
【００４４】
また、マッピング部１０８は、パイロットシンボルをリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）にマッピングするデータ配置情報が入力される場合、送信フレームにおいてパイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントの近傍のリソースエレメント（Ｋ±ｎ，Ｌ−ｍ）（ただし、ｎ＝１，２，・・・，Ｎ、ｍ＝０，１，・・・Ｍ）にゼロ（ヌル：ｎｕｌｌ）をマッピングする。ここで、ＮとＭとは、受信装置が、通信が行われる伝搬路の時間的変動及び周波数的変動に対してパイロットシンボルを復号できる値を選択する。ＮとＭとは、動的に変化させてもよいし、伝搬路の時間的変動及び周波数的変動の統計的平均値などから算出した固定値を用いてもよい。また、他ユーザ、あるいは他ストリーム用のパイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントのうち、使用可能なリソースエレメントによりＮとＭを選択することも可能である。
【００４５】
ロングＧＩ挿入部１１３は、τ２≦Ｍ×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆを満たすガードインターバルを付加する。ただし、Ｔｓｙｍは、ノーマルＧＩ挿入部１１０から出力されるＯＦＤＭシンボル長、Ｔｅｆｆは、ＩＦＦＴ部１１２が出力するシンボル長（有効シンボル区間）である。
なお、Ｍは、τ２≧τＭＡＸを満たす長さに設定されることが好ましい。ここで、τＭＡＸは、受信装置に到来する遅延波の先行波に対する最大遅延時間である。
送信装置１００は、例えば、受信装置からのフィードバックにより最大遅延時間を取得し、マッピング部１０８がゼロをマッピングするパイロットシンボルの近傍のリソースエレメントを定める。なお、受信装置からのフィードバックについては、このようなフィードバックの構成は公知のものを用いることができるから、その点の図示及び詳細な説明は省略する。また、ロングＧＩ挿入部１１３が付加するガードインターバルはロングガードインターバル（ロングＧＩ）ともいう。
以下、の説明ではＭ＝２の場合について説明する。このとき、ロングＧＩ挿入部１１３は、τ２≦２×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆを満たすロングＧＩを付加することができる。また、ロングＧＩ挿入部１１３が付加するガードインターバルのロングＧＩ長は、τ２＝２×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆと設定することが好ましい。
【００４６】
次に、図４から図５を用いてマッピング部１０８、１１１による変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロをマッピングする例を示す。ここで、送信フレームにおけるパイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）の近傍リソースエレメントは、（Ｋ±ｎ，Ｌ−ｍ）（ただし、ｎ＝１，２、ｍ＝０，１）で表される８個のリソースエレメントである。このとき、ロングＧＩシンボル生成部１０５において、マッピング部１１１が、パイロットシンボルを配置されたサブキャリアに対して、近傍の周波数の高い２つのサブキャリアと、近傍の周波数の低い２つのサブキャリアに変調シンボルをマッピングする。
【００４７】
まず、図４は、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４のマッピング部１０８が、図２に示されるデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
このとき、マッピング部１０８は、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、実線で印され、斜線で塗り潰されたリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。マッピング部１０８は、パイロットシンボルのマッピングされたリソースエレメントの近傍のリソースエレメントにゼロをマッピングする。例えば、マッピング部１０８は、パイロットシンボル（８，２）に対して、ゼロを（６，１）、（６，２）、（７，１）、（７，２）、（９，１）、（９，２）、（１０，１）、（１０，２）の８個のリソースエレメントにマッピングする。
【００４８】
図５は、ロングＧＩシンボル生成部１０５のマッピング部１１１が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
このとき、マッピング部１１１は、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。マッピング部１１１は、マッピング部１０８がパイロットシンボルをマッピングするＯＦＤＭシンボルにおいて、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアの近傍サブキャリアに変調シンボルを配置する。例えば、マッピング部１１１は、パイロットシンボル（８，２）に対して、変調シンボルを（６，２）、（７，２）、（９，２）、（１０，２）の４個のリソースエレメントにマッピングする。ＯＦＤＭシンボル番号２において、近傍サブキャリアは、パイロットシンボルが配置されたサブキャリア（ｋ＝２，８）に対して隣接するサブキャリア（ｋ＝１，３，７，９）と、該サブキャリアに隣接するサブキャリア（ｋ＝４，６，１０）とである。
【００４９】
なお、ロングＧＩを付加する近接サブキャリアの数は、通信環境において発生するキャリア間干渉（ＩＣＩ）の度合に応じて設定し、幅広いサブキャリア間でＩＣＩが発生するときは、ロングＧＩを付加する近接サブキャリアの数を増やし、隣接するサブキャリア間のみでＩＣＩが発生するときは、隣接するサブキャリアのみにロングＧＩを付加するようにしてもよいし、予め決められていてもよい。
【００５０】
次に、図６は、マッピング部１０８、１１１が、図４及び図５に図示するように変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロをマッピングしたとき、多重部１０３の１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。横軸方向は、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、サブキャリア番号ｋを示す。
斜線で塗り潰された部分（２番目のＯＦＤＭシンボル（ｌ＝２）における、２番目と８番目とのサブキャリア）は、パイロットシンボルがマッピングされていることを示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルを示している。
【００５１】
ノーマルＧＩシンボル生成部１０４は、パイロットシンボル及び変調シンボルに対してノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）を多重部１０３に出力する。
ロングＧＩシンボル生成部１０５は、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアに近接する周波数の高い近接する２つのサブキャリア、及び、周波数の低い近接する２つのサブキャリアそれぞれに、ノーマルＯＦＤＭシンボル２つ分の長さを有し、ロングＧＩを含むロングＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）を多重部１０３に出力する。
【００５２】
また、送信装置１００が送信する信号において、ロングＧＩシンボル生成部１０５が出力する信号の有効シンボル区間と、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４が出力する信号の有効シンボル区間とは、シンボル区間の開始位置及び終了位置のタイミングが一致しているので、送信された信号を受信する受信装置では、ロングガードインターバルを考慮することなく従来と同様に、変調シンボル及びパイロットシンボルの区別なくＦＦＴ区間を設定することがで、パイロットシンボル、変調シンボルを分離することができる。これにより、受信装置は、送信装置１００が送信する信号を受信して復調する際に、新たな処理を施さなくてもよい。
【００５３】
本実施形態では、パイロットシンボルをマッピングするサブキャリアに近接する、周波数が高いサブキャリアと周波数が低いサブキャリアとの両方のサブキャリアにマッピングするシンボルに対して、ロングガードインターバルを付加する構成としたが、周波数が高いサブキャリアと周波数が低いサブキャリアとのいずれか一方にのみロングガードインターバルを付加してもよく、発生するＩＣＩの度合に応じて選択される。
以下、本実施形態の変形例として、パイロットシンボルがマッピングされたサブキャリアに対して周波数が高い又は低いいずれか片側の２つの近傍サブキャリア（Ｎ＝２）にマッピングするシンボルに対してロングガードインターバルを付加した場合を説明する。
【００５４】
図７は、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４のマッピング部１０８が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
マッピング部１０８は、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、実線で印され、斜線で塗り潰されたリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、破線で示されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。マッピング部１０８は、パイロットシンボルのマッピングされたリソースエレメントに対して周波数が高い又は低いいずれか一方の近傍のリソースエレメントにゼロをマッピングする。例えば、マッピング部１０８は、パイロットシンボル（８，２）に対して、ゼロを（９，１）、（９，２）、（１０，１）、（１０，２）の４個のリソースエレメントにマッピングする。
【００５５】
図８は、ロングＧＩシンボル生成部１０５のマッピング部１１１が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
このとき、マッピング部１１１は、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。マッピング部１１１は、パイロットシンボルのマッピングされたサブキャリアに対しての周波数が高い又は低いいずれか片側の近傍サブキャリアに変調シンボルを配置する。例えば、マッピング部１１１は、パイロットシンボル（８，２）に対して、サブキャリアの周波数が高い２個のリソースエレメント（９，２）、（１０，２）に変調シンボルをマッピングする。
【００５６】
次に、図９は、マッピング部１０８、１１１が図７及び図８で示されるマッピングを行ったとき、多重部１０３が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。横軸方向は、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、サブキャリア番号ｋを示す。
斜線で塗り潰された部分（２番目のＯＦＤＭシンボル（ｌ＝２）における、２番目と８番目とのサブキャリア）は、パイロットシンボルがマッピングされている区間を示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルの区間を示している。
ノーマルＧＩシンボル生成部１０４は、マッピング部１０８が配置したパイロットシンボル及び変調シンボルに対してノーマルＧＩを付加して多重部１０３に出力する。
ロングＧＩシンボル生成部１０５は、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアに近接する周波数の高い２つのサブキャリア、又は、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアに近接する周波数の低い２つのサブキャリアのいずれか２つのサブキャリアそれぞれに、ロングＧＩが付加された変調シンボルを含む２倍のＯＦＤＭシンボル長のＯＦＤＭシンボル（ロングＯＦＤＭシンボル）を生成して多重部１０３に出力する。
【００５７】
このように、ロングガードインターバルをマッピングするサブキャリアを減らすことで、ロングガードインターバルをマッピングすることによる伝送効率の低下を抑えることができる。
なお、図７から図９において図示するように、マッピング部１１１は、変調シンボルを３、４、９及び１０番目のサブキャリアにマッピングするようにしているが、これに限らず、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアの周波数の高い近接するサブキャリア、あるいは、周波数の低い近接するサブキャリアのいずれかのみを用いてもよいし、それらをランダムに選択してもよい。このとき、マッピング部１０８は、マッピング部１１１が選択するサブキャリアに対応するリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００５８】
なお、本実施形態では、ロングガードインターバル（第２のガードインターバル）を付加するサブキャリアを、パイロットシンボルを配置したサブキャリアに連続して隣接するサブキャリアとする構成を説明したが、マッピング部１０８が、パイロットシンボルを配置したサブキャリアと、ロングガードインターバルが付加される近接サブキャリアとの間に、ノーマルガードインターバルを付加する変調シンボルをマッピングするようにしてもよい。
【００５９】
次に、図１０は、本実施形態における受信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、受信装置２００は、受信部２０２、パイロットシンボル処理部２０３、ノーマルＧＩシンボル処理部２０４（第１のマルチキャリアシンボル処理部）、ロングＧＩシンボル処理部２０５（第２のマルチキャリアシンボル処理部）、復調部２０６、復号部２０７を具備し、アンテナ部２０１が接続されている。
受信装置２００において、受信部２０２は、アンテナ部２０１を介して送信装置１００から送信された信号を受信すると、信号検出処理などのデジタル信号処理可能な周波数帯へ変換し、さらに帯域制限するフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（Analogue to Digital変換）する変換処理を行って、ノーマルＧＩシンボル処理部２０４とロングＧＩシンボル処理部２０５とに出力する。
【００６０】
パイロットシンボル処理部２０３は、ノーマルＧＩシンボル処理部２０４から入力される受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う。ノーマルＧＩシンボル処理部２０４は、受信部２０２から入力される受信信号うち、ノーマルガードインターバルを含むノーマルＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）に対して変調シンボルの検出処理を行う。ロングＧＩシンボル処理部２０５は、受信部２０２から入力される受信信号うち、ロングガードインターバルを含むロングＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）に対して変調シンボルの検出処理を行う。
復調部２０６は、ノーマルＧＩシンボル処理部２０４とロングＧＩシンボル処理部２０５とから入力される信号に対して、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの復調処理を行い、復調された信号を復号部２０７に出力する。復号部２０７は、復調部２０６からの入力される信号に対して誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号された信号から情報データ信号を算出して出力する。
【００６１】
ノーマルＧＩシンボル処理部２０４は、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０、ＦＦＴ部２１１、伝搬路歪補償部２１２、デマッピング部２１３を備える。ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０は、受信部２０２から入力される入力信号からガードインターバル長τ１の通常のガードインターバル区間を除去して、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４が変調シンボル及びパイロットシンボルをマッピングしたノーマルＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。
図１１は、受信装置２００が図６に示される送信フレームを送信装置１００から受信した場合、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０が、受信部２０２から入力される入力信号から抽出するノーマルＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を示す模式図である。ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０は、受信信号から抽出するＦＦＴ区間以外（ガードインターバル）を除去することにより、通常のガードインターバルを付加した１番目から１４番目までの全てのノーマルＯＦＤＭシンボルに対して変調シンボル及びパイロットシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。ここで、斜線で塗り潰された部分は、パイロットシンボルがマッピングされた区間を示す。また、白抜きの部分は、変調シンボルがマッピングされた区間を示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルがマッピングされた区間を示す。
【００６２】
図１０に戻り、ＦＦＴ部２１１は、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０によりノーマルガードインターバルを除去し、抽出した区間Ｔｅｆｆに対してＦＦＴ処理を行うことで時間領域の信号を周波数領域の信号に変換し、パイロットシンボル処理部２０３と伝搬路歪補償部２１２とに出力する。つまり、ＦＦＴ部２１１は、図１１に示されるノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０により抽出された変調シンボル及びパイロットシンボルのＦＦＴ区間それぞれに対してＦＦＴ処理を行う。
パイロットシンボル処理部２０３は、パイロット抽出部２０８、伝搬路推定部２０９を備える。パイロット抽出部２０８は、ＦＦＴ部２１１から入力される周波数領域の信号に含まれるパイロットシンボルを抽出する。伝搬路推定部２０９は、パイロット抽出部２０８により抽出されたパイロットシンボルを用いて、フェージングなどによる振幅と位相の変動を推定する伝搬路推定を行い、伝搬路推定結果である伝搬路推定値をノーマルＧＩシンボル処理部２０４とロングＧＩシンボル処理部２０５とに出力する。ここで、伝搬路推定部２０９が行う伝搬路推定において、パイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメント以外のリソースエレメントに対する伝搬路推定の方法としては、線形補間やＦＦＴ補間などの公知の伝搬路推定技術を用いて行う。
【００６３】
伝搬路歪補償部２１２は、伝搬路推定部２０９が推定した伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ（Zero Forcing）基準、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error；最小二乗法誤差）基準などにより重み係数を算出し、算出した重み係数を用いてＦＦＴ部２１１から入力される周波数領域の信号に対して振幅変動と位相変動との補償（伝搬路補償）を行う。デマッピング部２１３は、伝搬路歪補償部２１２から入力される信号から、送信装置１００のマッピング部１０８によりサブキャリアにマッピングされ、通常のガードインターバルが付加された変調シンボルを抽出（デマッピング）して復調部２０６へ出力する。
【００６４】
ロングＧＩシンボル処理部２０５は、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４、ＦＦＴ部２１５、伝搬路歪補償部２１６、デマッピング部２１７を備える。ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４は、受信部２０２から入力される受信信号に対して、受信信号を構成する第２、６、９、１３番のロングＯＦＤＭシンボルのタイミングで、ガードインターバル長τ２のロングガードインターバル区間を除去して、ロングＧＩシンボル生成部１０５が変調シンボルをマッピングしたロングＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を抽出する。
図１２は、受信装置２００が図６に示される送信フレームを送信装置１００から受信した場合、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４が、受信部２０２から入力される受信信号から抽出するロングＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を示す模式図である。ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４は、受信信号からロングガードインターバル区間τ２を除去することにより、ロングガードインターバルを付加した第２、６、９、１３番のロングＯＦＤＭシンボルに対して変調シンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。
【００６５】
図１０に戻り、ＦＦＴ部２１５は、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４によりロングガードインターバルを除去し、抽出した区間Ｔｅｆｆに対してＦＦＴ処理を行うことで時間領域の信号を周波数領域の信号に変換して、伝搬路歪補償部２１６に出力する。つまり、ＦＦＴ部２１５は、図１２に示されるロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４により抽出された変調シンボルのＦＦＴ区間それぞれに対してＦＦＴ処理を行う。
伝搬路歪補償部２１６は、伝搬路歪補償部２１２と同様に、伝搬路推定部２０９が推定した伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ基準、ＭＭＳＥ基準などにより重み係数を算出し、算出した重み係数を用いてＦＦＴ部２１５から入力される周波数領域の信号に対して振幅変動と位相変動との補償（伝搬路補償）を行う。デマッピング部２１７は、伝搬路歪補償部２１６から入力される信号から、送信装置１００のマッピング部１１１によりサブキャリアにマッピングされ、ロングガードインターバルが付加された変調シンボルを抽出し、復調部２０６へ出力する。
【００６６】
図１３は、受信装置２００が、送信装置１００から受信した信号の直交性を示す模式図である。このとき、受信装置２００が受信した信号には、通常のガードインターバル長を超え、かつ、ロングガードインターバル長以下の遅延を有する遅延波を含む。横軸方向は、正規化した周波数を示し、それぞれの数値がサブキャリアのマッピングされる周波数（サブキャリア番号）を示している。また、ｘ＝０のサブキャリアを基準として表記している。縦軸方向は、正規化した受信信号の電力（信号強度）を示す。
実線で示したスペクトルは、ロングガードインターバルが付加された変調シンボルがマッピングされたサブキャリアのスペクトルである。実線で示されるサブキャリアのスペクトルは、他のサブキャリアを示す点において振幅がゼロ（ヌル）となり、他のサブキャリアに干渉していないことを示している。
一方、破線で示したスペクトルは、通常のガードインターバルが付加された変調シンボルがマッピングされたサブキャリアのスペクトルである。破線で示されるサブキャリアのスペクトルは、他のサブキャリアを示す点において振幅がゼロになっておらず、他のサブキャリアに干渉していることを示している。
【００６７】
次に、図１４は、受信装置２００が、送信装置１００から受信した信号のサブキャリア間の直交性を示す模式図である。このとき、受信装置２００が受信した信号には、通常のガードインターバル長を超え、かつ、ロングガードインターバル長以下の遅延を有する遅延波を含む。各サブキャリアのスペクトラムは、図６に示される第２番のＯＦＤＭシンボル（ｌ＝２）に対してＦＦＴ部２１１によりＦＦＴ処理が行われた周波数領域の信号である。なお、各サブキャリアの信号はｓｉｎｃ関数となるが、メインローブのみの図示し、サイドローブは省略している。
【００６８】
図６で図示したように近隣サブキャリア（ｋ＝１，３，４，６，７，９，１０）には、ロングガードインターバルを付加した変調シンボルがマッピングされている。これにより、ＦＦＴ部２１１が第２番のＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行う際、パイロットシンボルに対するノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０が抽出する区間には、近隣サブキャリア（ｋ＝１，３，４，６，７，９，１０）のロングガードインターバル長より長い遅延により１つ前の変調シンボルが存在することを防ぐことができる。その結果、近隣サブキャリアのスペクトルの広がりを抑えることができ、パイロットシンボルが含まれるサブキャリア（ｋ＝２，８）において、近接サブキャリアのスペクトルを（ゼロ）ヌルにすることができる。したがって、受信装置２００は、サブキャリア番号ｋ＝２のサブキャリア点では、近接サブキャリア（ｋ＝１，３，４）の信号成分が含まれていない信号を受信することができる。また、受信装置２００は、サブキャリア番号ｋ＝８のサブキャリア点では、近隣サブキャリア（ｋ＝６，７，９，１０）の信号成分が含まれていない信号を受信することができる。
つまり、受信装置２００において、ＦＦＴ部２１１が出力する近隣サブキャリア（ｋ＝１，３，４，６，７，９，１０）のスペクトルは、図１３の実線で示したスペクトルとなり、パイロットシンボルを含むサブキャリア（ｋ＝２，８）へのキャリア間干渉を低減することができる。したがって、本実施形態の送信装置１００からの送信される信号に対して、受信装置２００では、キャリア間干渉の影響が小さいパイロットシンボルを用いた伝搬路推定が可能となり、伝搬路推定の精度を向上させることができる。
【００６９】
本実施形態の送信装置１００は、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４が、送信フレームのリソースエレメントにスキャッタードパイロットシンボルを配置し、ロングＧＩシンボル生成部１０５が、当該スキャッタードパイロットシンボルを配置したサブキャリアの近接サブキャリアの信号にロングガードインターバルを付加した変調シンボルを配置する。これにより、受信装置２００は、このように構成された送信フレームを復号するとき、スキャッタードパイロットシンボルの配置されたサブキャリアに対して近傍サブキャリアによるキャリア間干渉による伝送誤りを低減させることができ、スキャッタードパイロットシンボルから伝搬路推定値を算出する伝送路推定の精度を向上させることができる。
【００７０】
本実施形態の送信装置１００は、ノーマルガードインターバルと、ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルとを有し、ロングガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）が、ノーマルガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）が配置されるサブキャリアに近接するサブキャリアに配置される。ロングガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボルは、ノーマルガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボルよりも長いガードインターバルを含むので、ノーマルガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボルのみがセブキャリアに配置された場合に比べ、伝搬路における遅延によるキャリア間干渉の発生を抑制することができる。
また、ロングガードインターバルを含むＯＦＤＭシンボルが近接するサブキャリアに配置されたＯＦＤＭシンボルは、キャリア間干渉による通信品質の劣化が発生しにくくなり、当該ＯＦＤＭシンボルが含むシンボルを用いた伝搬路推定は、精度の高い推定結果を得ることが可能となる。この得られた伝搬路推定結果を当該ＯＦＤＭシンボルが配置されたサブキャリアのみではなく、近接するサブキャリアにも反映させた伝搬路補償を行うことにより、マルチキャリア変調に用いる複数のサブキャリアにおいて、通信品質を向上させることが可能となる。
【００７１】
また、受信装置２００は、本発明のノーマルＧＩ及びロングＧＩを付加した受信信号から算出した伝搬路推定値に基づいて、スキャッタードパイロットシンボルが配置されていないサブキャリアに対して伝送路補償を行うことにより、サブキャリア全体の伝送路誤りを低減させることができる。また、受信装置２００は、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において高い精度で伝搬路推定できるので、例えば、シンボル間干渉などを除去する干渉キャンセルやターボ等化などの繰り返し処理（ターボ処理）を用いることで精度よく情報データ信号を復号することができ、通信の伝送効率を向上させることが可能となる。
さらに、送信装置１００は、全てのガードインターバル区間を長くする場合に比べ、一部のガードインターバルをロングガードインターバルに置き換えるので、伝送効率を全体的に低下させることなく伝送路推定の精度を向上させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、ノーマルガードインターバルと、ロングガードインターバルとの２種類のガードインターバルを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、長さの異なる３種類以上のガードインターバルを変調シンボルに付加する構成にしてもよい。つまり、第１のガードインターバルであるノーマルガードインターバル、及び、複数種類の第２のガードインターバルであるロングガードインターバルとすることもできる。その場合、送信装置１００は、ロングガードインターバルを含むロングＯＦＤＭシンボルの長さが、ノーマルガードインターバルを含むノーマルＯＦＤＭシンボルの長さに対して整数倍のＯＦＤＭシンボルを生成する複数のシンボル生成部を備える。
なお、本実施形態では、ロングＧＩを付加したシンボルは、ノーマルＧＩを付加したひとつのシンボル（図６では、１つのパイロットシンボル）を挟んでマッピングしているが、複数のシンボルを挟んでマッピングしてもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、入力された全てのパイロットシンボルに近接するサブキャリアにマッピングする信号に対して、ロングガードインターバルを付加した場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、一部のパイロットシンボルに近接するサブキャリアにマッピングする信号に対してロングガードインターバルを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルガードインターバルを付加してもよい。これにより、伝送効率の低下を抑えることができる。
また、本実施形態では、パイロットシンボルをマッピングするサブキャリアに近接するサブキャリアにマッピングする信号に対して、ロングガードインターバルを付加しているが、これに限るものではなく、送信装置１００が、通信を制御する制御情報を含む信号をマッピングするサブキャリアに近接するサブキャリアにマッピングする信号に対して、ロングガードインターバルを付加することで、受信装置２００が制御情報を精度よく取得することができ、伝送効率を向上させることが可能となる。
【００７４】
（第２実施形態）
第２実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、第１の実施形態と比べ、送信装置１００のマッピング部１０８、１１１による変調シンボル、パイロットシンボル、及び、ゼロのマッピングが異なる。
図１５は、第２実施形態におけるノーマルＧＩシンボル生成部１０４のマッピング部１０８が、図２に図示されるデータ配置情報に対して、変調シンボル、パイロットシンボル、及び、ゼロをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。横軸方向は、時間を示し、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、周波数を示し、サブキャリア番号ｋを示す。
図１５において、実線で印されたリソースエレメントには、変調シンボル又はパイロットシンボルがマッピングされ、破線で記されたリソースエレメントには、ゼロ（ヌル、ｎｕｌｌ）がマッピングされる。マッピング部１０８は、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントに対して周波数方向に隣接する両側のリソースエレメントにゼロをマッピングし、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、その他のリソースエレメントに情報データ信号が変調された変調シンボルをマッピングする。
【００７５】
次に、図１６は、第２実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部１０５のマッピング部１１１が、図２に図示されるデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。横軸方向は、時間を示し、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、周波数を示し、サブキャリア番号ｋを示す。
図１６において、マッピング部１１１は、実線で印されたリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。すなわち、マッピング部１１１は、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントに対して周波数方向に隣接する両側のリソースエレメントにのみ変調シンボルをマッピングし、変調シンボルをマッピングしたリソースエレメント以外のリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００７６】
次に図１７は、マッピング部１０８、１１１が図１５及び図１６に図示するように変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロをマッピングしたとき、多重部１０３が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。ここで、斜線による網掛けで示した部分は、パイロットシンボルが配置された区間を示し、塗り潰した部分は、ガードインターバルが配置された区間を示している。
ロングＧＩシンボル生成部１０５が出力するロングＯＦＤＭシンボルに含まれるロングＧＩは、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４が付加するノーマルＧＩより長く、ロングＯＦＤＭシンボル長は、ノーマルＯＦＤＭシンボル長の倍の長さになる。
ＯＦＤＭにおいて、各サブキャリアの信号は、ｓｉｎｃ関数となるので、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアは、隣接するサブキャリアからの干渉を最も大きく受ける。したがって、ロングＧＩシンボル生成部１０５が、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアに対して隣接するサブキャリアに、ロングガードインターバルを付加することにより、パイロットシンボルがマッピングされたサブキャリアと、隣接するサブキャリアとの間で生じるサブキャリア間干渉を低減することが可能となる。また、本実施形態では、パイロットシンボルがマッピングされたサブキャリアに隣接するサブキャリアに付加するガードインターバルのみをロングガードインターバルに置き換えるので、伝送効率を全体的に低下させることなく伝送路推定の精度を向上させることができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、パイロットシンボルをマッピングするサブキャリアに隣接する周波数の高いサブキャリアと周波数の低いサブキャリアとの両側のサブキャリアにマッピングする信号に対してロングガードインターバルを付加したが、どちらか一方の隣接するサブキャリアにのみロングガードインターバルを付加してもよい。
【００７８】
（第３の実施形態）
図１８は、第３実施形態における送信装置３００の構成を示す概略ブロック図である。
送信装置３００は、送信部１０２、多重部３０３、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４（第1のマルチキャリアシンボル生成部）、ロングＧＩシンボル生成部３０５（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、符号部１０６、変調部１０７を具備し、アンテナ部１０１が接続されている。
送信装置３００は、図１に図示した第1実施形態の送信装置１００における多重部１０３、ノーマルＧＩシンボル生成部１０４、ロングＧＩシンボル生成部１０５、マッピング部１０８、１１１それぞれに替えて、多重部３０３、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４、ロングＧＩシンボル生成部３０５、マッピング部３０８、３１１を備える点が第1実施形態の送信装置１００と異なり、さらにパイロットシンボルがロングＧＩシンボル生成部３０５のマッピング部３１１に入力される点が異なる。他については第１実施形態と同じ構成であるため同じ符号（１０１、１０２、１０６、１０７、１０９、１１０、１１２、１１３）を付け、その説明を省略する。
【００７９】
ノーマルＧＩシンボル生成部３０４は、マッピング部３０８、ＩＦＦＴ部１０９、及びノーマルＧＩ挿入部１１０を備える。マッピング部３０８は、外部から入力されるデータ配置情報に基づいて、送信フレームを構成するリソースエレメントのうち、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメント、及び、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントに対して周波数領域に近接する予め決められた複数のリソースエレメントにゼロ（ヌル、ｎｕｌｌ）をマッピングする。また、送信フレームを構成するリソースエレメントのうち、ゼロをマッピングしたリソースエレメントを除くリソースエレメントに、変調部１０７が情報データ信号を変調した変調シンボルをマッピングする。
【００８０】
ロングＧＩシンボル生成部３０５は、マッピング部３１１、ＩＦＦＴ部１１２、及びロングＧＩ挿入部１１３を備える。マッピング部３１１は、外部から入力されるデータ配置情報に基づいて、送信フレームを構成するリソースエレメントのうち、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントに対して周波数領域に近接する予め決められた複数のリソースエレメントに情報データ信号が変調された変調シンボルをマッピングする。また、マッピング部３１１は、前記パイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメント及び前記変調シンボルがマッピングされたリソースエレメントを除くリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００８１】
なお、変調部１０７がノーマルＧＩシンボル生成部３０４に入力する変調シンボルのＭＣＳ（Modulation and Coding：変調多値数及び符号化率）と、変調部１０７がロングＧＩシンボル生成部３０５に入力する変調シンボルのＭＣＳとは、異なっていてもよい。ガードインターバルの長さを考慮して、ロングガードインターバルを付加するリソースエレメントにマッピングされる変調シンボルが、通常のガードインターバルを付加するリソースエレメントにマッピングする変調シンボルより変調多値数を大きくすることで、ロングガードインターバルを設けることによる伝送効率の低下を抑えることができる。
【００８２】
図１９は、本実施形態において、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４のマッピング部３０８が、図２に示すデータ配置情報に対して、変調シンボルとゼロとをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。
また、図２０は、本実施形態において、ロングＧＩシンボル生成部３０５のマッピング部３１１が、図２に示すデータ配置情報に対して、パイロットシンボルと変調シンボルとゼロとをマッピングした送信フレームを示す模式図である。
マッピング部３１１は、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリア及び当該サブキャリアに隣接する両側それぞれのサブキャリアにマッピングされる変調シンボルに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル（ロングガードインターバル）区間を付加する。このとき、マッピング部３１１が付加するロングガードインターバルは、τ２＝２×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆを満たす長さτ２を付加する。この関係式については、既に説明をした。
なお、本実施形態では、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリア及び当該サブキャリアに隣接するサブキャリアにマッピングされる変調シンボルに対して、ロングガードインターバルを付加しているが、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアに近接す複数のサブキャリアにロングガードインターバルを付加してもよい。
【００８３】
マッピング部３０８は、図１９に図示するように、実線で印されたリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。すなわち、マッピング部３０８は、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）＝（２，２）、（８，２）、（５，６）、（１１，６）、（２，９）、（８，９）、（５，１３）、（１１，１３）と、当該リソースエレメントに隣接するサブキャリアのリソースエレメント（Ｋ±１，Ｌ）と、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント及び当該リソースエレメントに隣接するサブキャリアのリソースエレメントに対して時間方向に1つ前（ＯＤＦＭシンボル番号が１つ少ない）のリソースエレメント（Ｋ，Ｌ−１）、（Ｋ±１，Ｌ−１）とにゼロをマッピングし、送信フレーム中のそれ以外のリソースエレメントに変調シンボルをマッピングする。
【００８４】
マッピング部３１１は、図２０に図示するように、実線で印され、斜線で塗り潰されたリソースエレメントにパイロットシンボルをマッピングし、実線で印された白抜きのリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。すなわち、マッピング部３１１は、データ配置情報により示されるパイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）＝（２，２）、（８，２）、（５，６）、（１１，６）、（２，９）、（８，９）、（５，１３）、（１１，１３）にパイロットシンボルをマッピングし、当該リソースエレメントにサブキャリア方向に隣接するリソースエレメント（Ｋ±１，Ｌ）に変調シンボルをマッピングし、送信フレーム中のその他のリソースエレメントにゼロをマッピングする。
【００８５】
多重部３０３は、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４が出力する時間領域の信号と、ロングＧＩシンボル生成部３０５が出力する時間領域の信号とを加算（多重）する。図２１は、マッピング部３０８、３１１が、図１９及び図２０で図示するように、パイロットシンボルと変調シンボルとをマッピングした場合の多重部３０３が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示す模式図である。図２１において、縦軸方向は、サブキャリア（周波数）を示し、横軸方向は、ＯＦＤＭシンボル番号（時間）を示している。また、図２１において、斜線による網掛けがされた部分は、パイロットシンボルが配置された区間を示し、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルが配置された区間を示している。
ロングＧＩシンボル生成部３０５は、ＯＦＤＭシンボルのうちパイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアと、当該サブキャリアに隣接する２つのサブキャリアとにおいて、ノーマルＯＦＤＭシンボル長の２倍の長さを有し、ロングＧＩを含むロングＯＦＤＭシンボルを配置する。
【００８６】
図２２は、本実施形態における受信装置４００の構成を示す概略ブロック図である。受信装置４００は、受信部２０２、パイロットシンボル処理部２０３、ノーマルＧＩシンボル処理部４０４、ロングＧＩシンボル処理部４０５、復調部２０６、復号部２０７を具備し、アンテナ部２０１が接続されている。
受信装置４００は、図７に図示した第１実施形態の受信装置２００におけるノーマルＧＩシンボル処理部２０４、ロングＧＩシンボル処理部２０５に替えて、ノーマルＧＩシンボル処理部４０４（第１のマルチキャリアシンボル処理部）、ロングＧＩシンボル処理部４０５（第２のマルチキャリアシンボル処理部）を具備する点が異なり、ノーマルＧＩシンボル処理部４０４とパイロットシンボル処理部２０３との間の接続がなく、ロングＧＩシンボル処理部４０５とパイロットシンボル処理部２０３との間の接続を有する。他については、第１実施形態と同じ構成であるため同じ符号（２０１〜２０３、２０６〜２１７）を付して説明を省略し、受信装置２００との異なる部位について説明する。
【００８７】
ノーマルＧＩシンボル処理部４０４は、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０、ＦＦＴ部２１１、伝搬路歪補償部２１２、及び、デマッピング部２１３を備える。ノーマルＧＩシンボル処理部４０４は、第１実施形態のノーマルＧＩシンボル処理部２０４と比べ、ＦＦＴ部２１１が伝搬路歪補償部２１２のみにＦＦＴ処理後の周波数領域信号を出力する点が異なる。
ロングＧＩシンボル処理部４０５は、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４、ＦＦＴ部２１５、伝搬路歪補償部２１６、及び、デマッピング部２１７を備える。ロングＧＩシンボル処理部４０５は、第１実施形態のロングＧＩシンボル処理部２０５と比べ、ＦＦＴ部２１５がパイロットシンボル処理部２０３と伝搬路歪補償部２１６とにＦＦＴ処理後の周波数領域信号を出力する点が異なる。
【００８８】
本実施形態における送信装置３００と受信装置４００とを用いることにより、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４が付加する通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、ロングＧＩシンボル生成部３０５が、入力されるデータ配置情報に基づいて、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを配置すると共に、該スキャッタードパイロットシンボル及び該スキャッタードパイロットシンボルを配置したサブキャリアの隣接するサブキャリアに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いロングＧＩ（第２のガードインターバル）区間を設定する。これにより、サブキャリア全てのガードインターバル区間を長くすることなく、全体的な伝送効率を大きく劣化させずに、スキャッタードパイロットシンボルに対してキャリア間干渉への耐性を大幅に向上させることができる。その結果、受信装置４００が具備する伝搬路推定部２０９は、スキャッタードパイロットシンボルにより伝搬路推定の精度を向上することができる。また、スキャッタードパイロットシンボルに対しても通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル（ロングガードインターバル、第２のガードインターバル）区間を設定しているので、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアに対するシンボル間干渉への耐性も大幅に向上させることができる。
【００８９】
（第４実施形態）
図２３は、第４実施形態における送信装置５００の構成を示す概略ブロック図である。送信装置５００は、送信部１０２、多重部５０３、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、ロングＧＩシンボル生成部５０５（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、符号部１０６、変調部１０７を具備し、アンテナ部１０１が接続されている。また、送信装置５００は、図１８に図示した第３実施形態における送信装置３００と比べ、多重部３０３とロングＧＩシンボル生成部３０５とに替えて、多重部５０３とロングＧＩシンボル生成部５０５とを具備する点が異なり、さらにロングＧＩシンボル生成部５０５にパイロットシンボル、制御シンボル、変調部１０７が情報データ信号を変調した変調シンボルを入力する点が異なる。なお、送信装置５００において、その他の構成は、同一であり、同じ符号（１０１、１０２、１０６、１０７、１０９、１１０、１１２、１１３、３０４、３０８）を付して、その説明を省略する。
【００９０】
ここで、制御シンボルとは、伝送レートや伝送タイミングなどの伝送動作を制御する信号、例えば、情報データ信号に対して用いられる変調方式、マッピング方法（リソース割り当て方法）、誤り訂正符号化情報（例えば、符号化方法、符号化率、パンクチャーパターン）、インターリーブ方法、スクランブリング方法、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest；ハイブリッド自動再送要求）制御情報（例えば、パケットの受信通知情報（Acknowledgement；ＡＣＫ）、再送要求信号（Negative Acknowledgement；ＮＡＣＫ）や再送回数など）、同期信号、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output；多入力多出力）制御情報（例えば、レイヤ数（ストリーム数）やプリコーディング方法）、基地局情報、端末情報、制御情報のフォーマット情報、データ情報のフォーマット情報、フィードバック情報（例えば、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator；チャネル品質指標）など）、送信電力制御情報など含まれるが、これに限るものではない。
【００９１】
ロングＧＩシンボル生成部５０５は、第３実施形態におけるロングＧＩシンボル生成部３０５に比べ、マッピング部３１１に替えて、マッピング部５１１を具備する点が異なる。マッピング部５１１は、情報データ信号を変調した変調シンボル、パイロットシンボル及び制御シンボルと、データ配置情報とが入力され、入力されるデータ配置情報に基づいてパイロットシンボルをリソースエレメントにマッピングし、当該リソースエレメントにサブキャリア方向に隣接するリソースエレメントに変調シンボル又は制御シンボルをマッピングする。なお、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、パイロットシンボルに対して制御シンボルを優先的にリソースエレメントに配置することで、制御シンボルの伝送特性を向上することができる。
図２４は、ロングＧＩシンボル生成部５０５のマッピング部５１１が、パイロットシンボル、変調シンボル、及び、制御シンボルいずれのシンボルをリソースエレメントに配置するかを選択する動作のフローチャートである。なお、ここで、マッピング部５１１によりシンボルが配置されるリソースエレメントは、データ配置情報により、パイロットシンボルが配置されたリソースエレメントと、当該リソースエレメントにサブキャリア方向に隣接するリソースエレメントである。
【００９２】
まず、マッピング部５１１は、配置の対象とするリソースエレメントに対して、スキャッタードパイロットシンボルを配置するか否かをデータ配置情報により判定する（ステップＳ１０１）。
当該リソースエレメントがパイロットシンボルを配置するリソースエレメントの場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、当該リソースエレメントにパイロットシンボルを配置して（ステップＳ１０２）、次のステップＳ１０６を行う。
一方、当該リソースエレメントがパイロットシンボルを配置するリソースエレメントでない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、マッピング部５１１は、入力された制御シンボルのうち、まだリソースエレメントに配置されていない制御シンボルがあるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００９３】
リソースエレメントに配置されていない制御シンボルがある場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、制御シンボルをリソースエレメントに配置する（ステップＳ１０４）。
リソースエレメントに配置されていない制御シンボルがない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、変調部１０７から入力される変調シンボルをリソースエレメントに配置する（ステップＳ１０５）。
マッピング部５１１は、ロングＧＩシンボル生成部５０５において、パイロットシンボル、変調シンボル、及び、制御シンボルを、まだ配置可能なリソースエレメントがあるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
まだ配置可能なリソースリソースエレメントがある場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、マッピング部５１１は、再びステップＳ１０１からの動作を繰り返す。
一方、配置可能なリソースリソースエレメントがない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、マッピング部５１１は、リソースエレメントへのシンボルの配置を終了する。
上述のように、マッピング部５１１は、制御シンボルを変調シンボルより優先的にリソースエレメントに配置する。
なお、本実施形態では、制御シンボルを適応的に優先配置するようにしているが、送信機が属する通信システムにおいて、制御シンボルを配置するリソースエレメントを予め決定しておいてもよい。
【００９４】
図２３に戻り、送信装置５００において、多重部５０３は、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４から出力される時間領域シンボルと、ロングＧＩシンボル生成部５０５から出力される時間領域のシンボルとを加算する。
図２５は、マッピング部３０８、５１１が図１９及び図２０で図示されるようにシンボルのマッピングを行ったとき、多重部５０３が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。横軸方向は、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示し、縦軸方向は、サブキャリア番号ｋを示す。ロングＧＩシンボル生成部５０５は、パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアと、前記パイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアに対してサブキャリア方向に隣接する２つのサブキャリアに対してロングガードインターバルを付加する。
【００９５】
送信フレームは、図示するように、斜線による網掛けで示した部分は、パイロットシンボルが配置された区間を示し、格子による網掛けで示した部分は、制御シンボルが配置された区間を示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバルが配置された区間を示す。ロングＧＩシンボル生成部５０５は、パイロットシンボルと制御シンボルには、ノーマルＯＦＤＭシンボル２つ分の長さを有し、ノーマルＧＩより長いロングＧＩを含むロングＯＦＤＭシンボルを生成して多重部５０３に出力する。
【００９６】
次に、図２６は、本実施形態における受信装置６００の構成を示す概略ブロック図である。受信装置６００は、受信部２０２、パイロットシンボル処理部２０３、ノーマルＧＩシンボル処理部４０４（第１のマルチキャリアシンボル処理部）、ロングＧＩシンボル処理部６０５（第２のマルチキャリアシンボル処理部）、復調部２０６、復号部２０７を具備し、アンテナ部２０１が接続されている。ノーマルＧＩシンボル処理部４０４は、ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１０、ＦＦＴ部２１１、伝搬路歪補償部２１２、及び、デマッピング部２１３を有している。ロングＧＩシンボル処理部６０５は、ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部２１４、ＦＦＴ部２１５、伝搬路歪補償部２１６、及びデマッピング部６１７を有している。
【００９７】
受信装置６００は、図２２に図示した第３実施形態の受信装置４００と比べると、ロングＧＩシンボル処理部４０５に替えて、ロングＧＩシンボル処理部６０５を具備する点が異なる。ロングＧＩシンボル処理部６０５は、第３実施形態のロングＧＩシンボル処理部４０５と比べ、デマッピング部２１７に替えてデマッピング部６１７を備える点が異なる。
なお、受信装置６００において、その他の構成は同一であり、同じ符号（２０１〜２０３、２０６〜２１６）を付して、その説明を省略する。以下、受信装置４００との異なる部位について説明する。
デマッピング部６１７は、伝搬路歪補償部２１６から入力される周波数領域の信号のうち、ロングガードインターバルが付加されたサブキャリアのうち、変調シンボルが配置されたサブキャリアから変調シンボルを抽出し、抽出した変調シンボルを復調部２０６に出力すると共に、制御シンボルが配置されたサブキャリアから制御シンボルを抽出し、抽出した制御シンボルを復調し、復調した後、不図示の上位レイヤに出力する。
なお、制御シンボルには、デマッピング部６１７が制御シンボルと変調シンボルとを区別できる既知のパターンが含まれている。
【００９８】
本実施形態における送信装置５００と受信装置６００とを用いることにより、ノーマルＧＩシンボル生成部３０４の付加する通常のガードインターバル区間よりも遅れて到達する到来波が存在する環境において、ロングＧＩシンボル生成部５０５が、入力されるデータ配置情報に基づいて送信フレーム内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを配置して、該サブキャリアに近接するサブキャリアとに対して、通常のガードインターバルより長いロングＧＩ（第２のガードインターバル）区間を付加する。これにより、スキャッタードパイロットをマッピングしたサブキャリアと、近接するサブキャリアとの間のキャリア間干渉に対する耐性を大幅に向上させることができる。あるいは、スキャッタードパイロットを配置したサブキャリアと、該サブキャリアに近接するサブキャリアとに対して、通常のガードインターバルより長いロングＧＩ（第２のガードインターバル）区間を付加する。これにより、スキャッタードパイロットシンボルをマッピングしたサブキャリアにおけるシンボル間干渉、及び、スキャッタードパイロットをマッピングしたサブキャリアと近接するサブキャリアとの間のキャリア間干渉に対する耐性を大幅に向上させることができ、伝搬路推定の精度を改善することが可能となる。また、全てのサブキャリアのガードインターバルを長くして、パイロットシンボルに対してシンボル間干渉及びキャリア間干渉の耐性を改善する場合に比べ、伝送効率を大きく劣化させずに伝搬路推定の精度を改善することができる。
【００９９】
また、ロングＧＩシンボル生成部５０５は、制御シンボルを変調部１０７が変調した変調シンボルに比べ、優先的にリソースエレメントに優先的に制御シンボルを配置すると共に、パイロットシンボルと同様に扱うことにより、受信装置６００は、制御シンボルを精度よく受信することができ、制御シンボルの再送を防ぐことができ、通信品質を向上させることが可能となる。
【０１００】
（第５実施形態）
図２７は、第５実施形態における送信装置７００の構成を示した概略ブロック図である。送信装置７００は、符号部１０６、変調部１０７、ノーマルＧＩシンボル生成部７０５（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、ロングＧＩシンボル生成部７０６（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、多重部７０２、ＩＦＦＴ部７０３、ＧＩ挿入部７０４、及び、送信部１０２を具備し、アンテナ部１０１が接続されている。ノーマルＧＩシンボル生成部７０５は、マッピング部１０８を含み構成される。ロングＧＩシンボル生成部７０６は、マッピング部７１１と位相制御部７０１とを含み構成される。なお、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号（１０１、１０２、１０６〜１０８、）を付して説明を省略する。
送信装置７００は、図１に図示した第１実施形態の送信装置１００に対して、ＩＦＦＴ処理及びガードインターバルの挿入と、多重化処理との順序を入れ替えた構成である。また、送信装置７００は、パイロットシンボル、情報データ信号、及び、データ配置情報を入力とし、ノーマルＧＩシンボル生成部７０５とロングＧＩシンボル生成部７０６とが生成するシンボルを多重化した後に、ＩＦＦＴ処理及びガードインターバルの挿入行い、送信する。マッピング部７１１は、外部から入力されるデータ配置情報に応じて、変調部１０７が出力する変調シンボルをリソースエレメントにマッピングする。
【０１０１】
次に、図２に図示されるデータ配置情報に基づいて、マッピング部１０８、７１１が情報データ信号の変調シンボル、パイロットシンボルをマッピングする例を示す。ここでは、パイロットシンボルをマッピングするサブキャリアに対して、両側に近接する２つのサブキャリアに、ノーマルＧＩの２倍の長さを有するロングＧＩを付加する場合で説明する。
マッピング部１０８は、図２に図示されるデータ配置情報に基づいて、情報データ信号の変調シンボル、パイロットシンボル、及びゼロを図４に図示するマッピングを行う。
図２８は、マッピング部７１１が、図２に図示されるデータ配置情報に基づいて、情報データ信号の変調シンボル、及びゼロをリソースエレメントにマッピングした送信フレームを示す模式図である。横軸方向は、時間を示し、ＯＦＤＭシンボル番号ｌを示す。縦軸方向は、周波数を示し、サブキャリア番号ｋを示す。
【０１０２】
図２８において、マッピング部７１１は、実線で印されたリソースエレメントに変調シンボルをマッピングし、破線で印されたリソースエレメントにゼロをマッピングする。すなわち、マッピング部７１１は、パイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）に対して周波数方向に近接するリソースエレメント（Ｋ±ｎ，Ｌ−ｍ）（ただし、ｎ＝１，２、ｍ＝０，１）に変調シンボルをマッピングし、それ以外リソースエレメント以外のリソースエレメントにゼロをマッピングする。さらに、マッピング部７１１は、リソースエレメント（Ｋ±ｎ,Ｌ−１）にリソースエレメント（Ｋ±ｎ,Ｌ）にマッピングした変調シンボルと同じ変調シンボルをマッピングする。例えば、マッピング部７１１は、リソースエレメント（１，２）と（１，１）に同じ変調シンボルをマッピングする。
【０１０３】
図２７に戻って、位相制御部７０１は、マッピング部７１１が変調シンボルとゼロとがマッピングされた送信フレームに対して位相回転を行って多重部７０２に出力する。位相制御部７０１は、マッピング部７１１が図２８で図示するマッピングを行った場合、リソースエレメント（Ｋ,Ｌ−１）にマッピングした変調シンボルの位相を、ノーマルＧＩの長さ及びサブキャリアの位置（番号）に応じた回転量＝θｋだけ回転させる位相制御を行う。図２８において、斜線の格子で塗り潰したリソースエレメントにマッピングした変調シンボルに位相回転を与える。なお、このノーマルＧＩの長さ及びサブキャリアの位置（番号）に応じた位相制御に関する詳細な説明については後述する。
【０１０４】
多重部７０２は、マッピング部１０８が各リソースエレメントにマッピングした変調シンボル、パイロットシンボル、及び、ゼロと、マッピング部７１１が各リソースエレメントにマッピングし、さらに位相制御部７０１により位相回転された変調シンボル、及び、ゼロとを加算（多重）してＩＦＦＴ部７０３に出力する。すなわち、多重部７０２は、周波数領域で各シンボルを多重する。
ＩＦＦＴ部７０３は、多重部７０２から出力された信号を、同一の時間のリソースエレメント（同一のＯＦＤＭシンボル番号）ごとにＩＦＦＴ処理を行うことで、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ＧＩ挿入部７０４は、ＩＦＦＴ部７０３が変換した信号にガードインターバル（ノーマルガードインターバル、第１のガードインターバル）を付加する。送信部１０２は、ＧＩ挿入部７０４によりガードインターバルが付加された信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号に変換された信号に対して帯域制限を行うフィルタリング処理を行い、さらにフィルタリング処理された信号を送信可能な周波数帯域に変換し、アンテナ部１０１を介して送信する。
【０１０５】
図２９は、ＧＩ挿入部７０４が出力する１送信フレーム分の出力に含まれるシンボルを示した模式図である。図２９は、マッピング部１０８が図４で示したマッピングを行い、マッピング部７１１が図２８で示したマッピング行った場合の例である。白塗りの部分は、情報データ信号の変調シンボルがマッピングされている区間を示す。格子で塗り潰した部分は、位相回転を施した情報データ信号の変調シンボルがマッピングされている区間を示す。
このとき、１番目のＯＦＤＭシンボルの１、３、４、６、７、９、１０番目のサブキャリアにマッピングされた変調シンボルに対しては、位相制御部７０１によってノーマルＧＩ長に応じた位相制御がなされているため、前記１番目のＯＦＤＭシンボルの１、３、４、６、７、９、１０番目のサブキャリアにマッピングされた変調シンボルは、２番目のＯＦＤＭシンボルの１、３、４、６、７、９、１０番目のサブキャリアにマッピングされた変調シンボルのガードインターバルと等価となる。すなわち、図３０に示すように、ノーマルＧＩを付加した変調シンボル、又は、ノーマルＧＩを付加したパイロットシンボルと、ロングＧＩを付加した変調シンボルとをサブキャリア間で混在させたＯＦＤＭシンボルを生成したことと等価になる。図３０において、ロングＯＦＤＭシンボルは、ノーマルＧＩを付加した変調シンボルから成るノーマルＯＦＤＭシンボルと位相回転を施した変調シンボルにノーマルＧＩを付加したノーマルＯＦＤＭシンボルの２個のＯＦＤＭシンボルを用いて、１個のロングＧＩが付加されたシンボルを生成している。このため、この１個のロングＧＩは、ノーマルＧＩに比べてガードインターバルの長さが大幅に長くなっている。
【０１０６】
上述のように変調シンボルと位相制御された変調シンボルとを時間方向に隣接してマッピングし、周波数領域で多重することによって、ＯＦＤＭ方式の通信において通常行われているＩＦＦＴ処理とノーマルＧＩを付加する処理とをそれぞれ１度のみ行うことで、ノーマルＧＩとロングＧＩとをサブキャリア間で混在させたＯＦＤＭシンボルを生成することができる。
【０１０７】
次に、本実施形態の送信装置７００において、位相制御部７０１が行う位相制御について説明する。すなわち、図３０のリソースエレメント（Ｋ±ｎ,Ｌ−ｍ）（ｎ＝１，２、ｍ＝０，１）にマッピングされたシンボル（図３０の斜め格子で塗り潰したリソースエレメント）に対する位相制御について説明する。
まず、マルチキャリア伝送において各サブキャリアの信号を位相回転することによって得られる効果について説明する。図３１は、サブキャリアをＩＦＦＴ処理した結果を示した図である。
各サブキャリアに位相回転（位相オフセット）を行わない場合、周波数領域の信号であるｋ番目（ｋ＝０，１，・・・，Ｎｓ−１：Ｎｓはサブキャリア数）のサブキャリアの変調シンボルＸ（ｋ）にＩＦＦＴ処理を行った結果である、時間領域の信号ｘ（ｎ）は、下式（１）で示される。すなわち、位相回転を行わずに、ＩＦＦＴ処理を行った結果は、図３１（ａ）に示すように、時間方向にシフトしない。
【０１０８】
【数１】
【０１０９】
上式（１）において、ｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎｓ−１）は時間、ｉは虚数単位、ｅｘｐ（ ）は指数関数を示す。
一方、各サブキャリアの信号に位相回転する場合、ｋ番目のサブキャリアの変調シンボルに回転量θｋ＝２πｋｍ／Ｎｓの位相回転を行い、ＩＦＦＴ処理を行った結果である時間領域の信号ｘ’（ｎ）は、下式（２）で示される。下式（２）は、右辺を変形し、さらに、上式（１）より、ｘ（ｎ＋ｍ）となる。したがって、ｘ’（ｎ）＝ｘ（ｎ＋ｍ）となる。これは、ｋ番目のサブキャリアの変調シンボルに回転量θｋ＝２πｋｍ／Ｎｓの位相回転を行い、ｋ＝０〜Ｎｓ−１についてＩＦＦＴ処理を行った結果であるｘ’（ｎ）は、図３１（ｂ）に示すように、ｘ（ｎ）を時間方向にｍポイントシフトしたｘ（ｎ＋ｍ）となることを示す。
【０１１０】
【数２】
【０１１１】
続いて、位相制御部７０１が位相制御を行うことによって、ロングＯＦＤＭシンボルを生成することについて説明する。図３２は、２個のノーマルＯＦＤＭシンボル（以下，ＯＦＤＭシンボル）から１個のロングＧＩを生成する方法を示した図である。
図３２（ａ）は、ロングＧＩを付加したサブキャリアのシンボル（以下、「ロングＯＦＤＭシンボル」という）を示しており、そのシンボル長は、図３２（ｂ）に示すようなノーマルＯＦＤＭシンボルを２個合わせたシンボル長である。通常、図８（ａ）に示すようなロングＧＩを付加する場合、図３２（ｃ）に示すように、１個の有効シンボル長とこの有効シンボル長において予め定められた２個のノーマルＧＩ長の長さを繰り返しコピーしてロングＧＩとする。例えば、図３２（ａ）における有効シンボルの右端から２つのノーマルＧＩ長の区間をそれぞれＧ１及びＧ２とすると、その左端からのロングＧＩ長の区間は、図３２（ｃ）に示すようになる。すなわち、ロングＧＩ長の区間は、まず、Ｇ１及びＧ２を含む有効シンボル長をコピーし、さらにＧ１とＧ２とをコピーして、前回コピーした有効シンボル長の前方に挿入することによって生成される。
【０１１２】
図３２（ｃ）で示したロングＧＩ長のガードインターバルが生成されたロングＯＦＤＭシンボルの見方を変えると、図３２（ｄ）で示すように、２個のノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボル（ノーマルＯＦＤＭシンボル）と見なすことができる。すなわち、図３２（ｄ）における後方（右側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ１が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、前方（左側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ２が付加されたＯＦＤＭシンボルとなる。
このとき、図３２（ｄ）における後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルと、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルとを比較すると、後方（右側）の有効シンボルは、元の有効シンボルと同じであるが、前方（左側）の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルをノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。そこで、本実施形態では、図３２（ｃ）のような方法ではなく、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してシフトを行わず、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してノーマルＧＩ長に応じたシフトをすることで、図３２（ａ）に示すようなロングＧＩシンボルを生成する。
【０１１３】
続いて、図３２（ｄ）で示したシフトについて説明する。シフトをするＯＦＤＭシンボルの有効シンボルは、上述のように、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルであり、該有効シンボルをノーマルＧＩ長だけシフトしている。このとき、ノーマルＧＩ長をｇとし、時間領域の信号ｘ（ｎ）をノーマルＧＩ長ｇだけシフトした時間領域の信号ｘ（ｎ−ｇ）は、下式（３）で示される。
【０１１４】
【数３】
【０１１５】
上式（３）は、図３２（ｅ）のように、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルを変調シンボル、すなわち、マッピング部７１１がリソースエレメント（ｋ，Ｌ−１）にマッピングした変調シンボルに対して、ノーマルＧＩ長に応じた位相の回転量θｋ＝−２πｋｇ／Ｎｓで位相制御部７０１が位相回転することで時間領域の信号ｘ（ｎ）をノーマルＧＩ長ｇだけシフトしていることを示しており、また、その位相回転は、サブキャリアの位置（ｋ）によっても変化する。
なお、上記の説明においては、２個のノーマルＯＦＤＭシンボルを用いて、１個のロングＯＦＤＭシンボルを生成する方法について、説明したが、３個以上のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＯＦＤＭシンボルを生成する場合でも適用することができる。例えば、図３３は、３個のノーマルＯＦＤＭシンボルを用いて、１個のロングＯＦＤＭシンボルを生成する場合を示した図である。
【０１１６】
図３３（ａ）は３個のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＯＦＤＭシンボルを示しており、図３３（ａ）において、そのシンボル長は、図３３（ｂ）に示すようなノーマルＯＦＤＭシンボルを３個合わせたシンボル長である。通常、図３３（ａ）に示すようなロングＧＩを付加する場合、図３３（ｃ）に示すように、２個の有効シンボル長とこの有効シンボル長において予め定められた３個のノーマルＧＩ長の長さを繰り返しコピーしてロングＧＩとする。例えば、図３３（ａ）における有効シンボルの右端から３つのノーマルＧＩ長の区間をそれぞれＧ１、Ｇ２及びＧ３とすると、その左端からのロングＧＩ長の区間は、図３３（ｃ）に示すようになる。すなわち、ロングＧＩ長の区間は、まず、Ｇ１、Ｇ２及びＧ３を含む有効シンボル長を２回コピーし、さらにＧ１とＧ２とＧ３とをコピーして、前回コピーした有効シンボル長の前方に挿入することによって生成される。
【０１１７】
このように有効シンボルとＧ１、Ｇ２及びＧ３を繰り返してコピーをして生成されたロングＯＦＤＭシンボルの見方を変えると、図３３（ｄ）で示すように、３個のノーマルＧＩを付加したノーマルＯＦＤＭシンボルと見なすことができる。すなわち、図３３（ｄ）における後方（右側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ１が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、中央のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ２が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、前方（左側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ３が付加されたＯＦＤＭシンボルとなる。
【０１１８】
また、図３３（ｄ）において後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルと、中央のＯＦＤＭシンボルの有効シンボル、及び前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルとを比較すると、後方（右側）の有効シンボルは、元の有効シンボルと同じであるが、中央の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルを１個のノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。また、前方（左側）の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルを２個のノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。そこで、本実施形態では、図３３（ｃ）のような方法ではなく、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、シフトを行わず、中央及び前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してノーマルＧＩ長に応じたシフトをそれぞれ行うことで、図３３（ａ）に示すようなロングＯＦＤＭシンボルを生成することができる。
【０１１９】
続いて、図３３（ｄ）で示したシフトについて説明する。なお、図３３（ｄ）における中央の有効シンボルに対するシフトは、図３２で示したときと同様であるため、ここでは、図３３（ｄ）における前方（左側）の有効シンボルに対するシフトについて説明する。
前方（左側）の有効シンボルに対するシフトは、該有効シンボルを２個のノーマルＧＩ長だけシフトすることに対応する量を行う。このときのノーマルＧＩ長をｇとし、位相の回転量θｋを、θｋ＝−２πｋｇ／Ｎｓとすると、そのときの時間領域の信号ｘ（ｎ−２ｇ）は、下式（４）で示される。
【０１２０】
【数４】
【０１２１】
上式（４）は、位相制御部７０１が、図３３（ｄ）における前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルを、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルに対して、２θｋの位相回転を行えばよいことを示している。また、その位相回転は、図３２で示したときと同様にサブキャリアの位置（ｋ）によっても変化する。
【０１２２】
以降同様に、４個以上のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＯＦＤＭシンボルを生成する場合でも、３θｋ、４θｋ、・・・、（ｎ−１）θｋ（ｎはロングＯＦＤＭシンボルが持つノーマルＯＦＤＭシンボル長の個数）というように、それぞれの有効シンボルに対して、位相回転をすることによって生成することができる。
【０１２３】
送信装置７００において、位相制御部７０１は、マッピング部７１１がパイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントに対して周波数方向に近接するリソースエレメントにマッピングされる変調シンボルに対して位相回転を行う。マッピング部７１１は、前述のリソースエレメントの1つ前のＯＦＤＭシンボルに含まれる同じサブキャリアのリソースエレメントに位相回転した前記変調シンボルをマッピングする。これにより、ＧＩ挿入部７０４が通常のガードインターバルを挿入する構成においても、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアに近接するサブキャリアに対してロングガードインターバルを付加することができる。
上述の構成により、送信装置７００は、第１実施形態から第４の実施形態の送信装置１００、３００，５００に比べ、ＩＦＦＴ部及びＧＩ挿入部が少なく構成できるので、回路規模を削減することができる。
なお、送信装置７００には、上述の第２実施形態から第４実施形態における変調シンボルとパイロットシンボルとのマッピング方法を用いてもよい。
【０１２４】
なお、上述の第１実施形態から第５実施形態において、ロングガードインターバルを付加するサブキャリア数（リソースエレメント数）及びサブキャリア配置（リソースエレメント位置）を固定した場合を説明したが、通信を行う伝搬路の状態、例えば、遅延分散やＩＣＩ量に応じて送信フレームごと、ＯＦＤＭシンボルごとにロングガードインターバルを付加するサブキャリア数及びサブキャリア配置を変更してもよい。
また、上述の第１の実施形態から第５実施形態において、ロングガードインターバルを付加したＯＦＤＭシンボル長は、ノーマルガードインターバルを付加したＯＦＤＭシンボル長の２倍である構成を用いて説明したが、ロングガードインターバルを付加したＯＦＤＭシンボル長は、ノーマルガードインターバルを付加したＯＦＤＭシンボル長の整数倍であればよい。
【０１２５】
本発明は、固定通信及び移動通信の双方に用いることができる。携帯電話において使用するときは、本発明の送信装置は、基地局の送信部分を構成し、受信部分は、移動局装置の受信部分を構成するが、その逆でもよい。また、本発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルを多数のサブキャリアに分散させて、変調を行うマルチキャリア変調して送信するマルチキャリア伝送方式を用いて通信する無線通信システムで、ガードインターバルを付加して送信する場合に用いることができ、第１の実施形態から第５実施形態では、一例としてＯＦＤＭ方式を用いて通信する無線通信システムに適用した場合を説明したが、ＯＦＤＭ方式に限定されない。その際にガードインターバルが付加されるシンボルは、マルチキャリアシンボルとなる。
なお、その他のマルチキャリア伝送方式の例としては、ＯＦＤＭＡ、ＭＣ−ＣＤＭ、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭなどが挙げられる。また、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡでは、上記シンボルには変調シンボルが相当し、マルチキャリア変調として、変調シンボルを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＯＦＤＭ変調を行なう。また、ＭＣ−ＣＤＭでは、上記シンボルにはチップが相当し、マルチキャリア変調として、変調シンボルに拡散符号を乗算して生成したチップを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＭＣ−ＣＤＭ変調を行う。また、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでは、上記シンボルには離散スペクトルが相当し、複数のシンボルをフーリエ変換して生成した離散スペクトルを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調を行う。
【０１２６】
上述の第１実施形態から第５実施形態の送信装置及び受信装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述したノーマルＧＩシンボル生成部１０４、３０４及びロングＧＩシンボル生成部１０５、３０５、５０５の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１２７】
１００、３００、５００、７００…送信装置
１０１…アンテナ部
１０２…送信部
１０３、３０３、５０３、７０２…多重部
１０４、３０４、７０５…ノーマルＧＩシンボル生成部
１０５、３０５、５０５、７０６…ロングＧＩシンボル生成部
１０６…符号部
１０７…変調部
１０８、１１１、３０８、３１１、５１１…マッピング部
１０９、１１２、７０３…ＩＦＦＴ部
１１０…ノーマルＧＩ挿入部
１１３…ロングＧＩ挿入部
２００、４００、６００…受信装置
２０１…アンテナ部
２０２…受信部
２０３…パイロットシンボル処理部
２０４、４０４…ノーマルＧＩシンボル処理部
２０５、４０５、６０５…ロングＧＩシンボル処理部
２０６…復調部
２０７…復号部
２０８…パイロット抽出部
２０９…伝搬路推定部
２１０…ノーマルＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部
２１１、２１５…ＦＦＴ部
２１２、２１６…伝搬路歪補償部
２１３、２１７、６１７…デマッピング部
２１４…ロングＧＩ−ＦＦＴ区間抽出部
７０４…ＧＩ挿入部
７１１…マッピング部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置において、
ノーマルガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアと、前記ノーマルガードインターバルよりも長いロングガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルを配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記送信装置は、
前記シンボルのうちの一部のシンボルである第１のシンボルにノーマルガードインターバルを付加された前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記シンボルのうち前記第１のシンボルと異なる一部のシンボルである第２のシンボルに対して、前記ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルを付加された前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重化する多重化部と
を備え、
前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記第１のマルチキャリアシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが占有するサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、
ノーマルガードインターバルを付加する第１のガードインターバル挿入部を備え、
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、
ロングガードインターバルを付加する第２のガードインターバル挿入部を備え、
前記多重化部は、
前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重化する
ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置
【請求項４】
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、
前記一部のシンボルであり、前記ロングガードインターバルが付加される前記シンボルを位相回転し、該一部のシンボルと同じサブキャリアの時間方向に対して複数の連続する前に配置されるシンボルであって、該一部のシンボルに付加する前記ロングガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相制御部を備え、
該第２のシンボルを配置するサブキャリアの時間方向に対して前方に連続して、位相回転した該第２のシンボルを少なくとも１つ配置し、
前記多重化部は、
前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを周波数領域で多重化する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の送信装置
【請求項５】
前記送信装置は、
前記シンボルは、予め定められた既知のシンボルであるパイロットシンボルを含み、
前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記パイロットシンボルを含む前記第１のマルチキャリアシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが占有するサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする請求項２から請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、
前記パイロットシンボルに、前記ノーマルガードインターバルを付加する
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項７】
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、
前記パイロットシンボルに、前記ロングガードインターバルを付加する
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項８】
前記第２のマルチキャリアシンボルは、
前記第１のシンボルに対して周波数の高いサブキャリア及び周波数の低いサブキャリアのいずれか一方に配置されている
ことを特徴とする請求項２から請求項７に記載の送信装置。
【請求項９】
前記第２のシンボルは、通信を制御する制御シンボルを含み、
前記ロングガードインターバルを有する前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記パイロットシンボルを含む前記第１のシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアに配置する
ことを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記シンボルは、送信するデータを変調した変調シンボルを含み、
前記第１のマルチキャリアシンボル生成部又は前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、
前記制御シンボルを、前記変調シンボルより優先してサブキャリアに配置する
ことを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記第１のマルチキャリアシンボルが含む前記シンボルの区間と、前記第２のマルチキャリアシンボルが含む前記シンボルの区間とは、時間方向に一致している
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部の出力する前記第２のマルチキャリアシンボルの長さは、前記第１のマルチキャリアシンボル生成の出力する前記第１のマルチキャリアシンボルの長さの整数倍である
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１３】
デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して伝送する送信装置及び受信装置を有する通信システムであって、
前記送信装置は、
前記シンボルのうちの一部のシンボルである第１のシンボルにノーマルガードインターバルを付加された前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記シンボルのうち前記第１のシンボルと異なる一部のシンボルである第２のシンボルに対して、前記ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルを付加された前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重化して送信シンボルを生成する多重化部と、
前記多重化部が生成した前記送信シンボルを前記受信装置に送信する送信部と
を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された前記送信シンボルを受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記送信シンボルのうち前記第１のマルチキャリアシンボルから前記ノーマルガードインターバルを除去して、前記シンボルを抽出する第１のマルチキャリアシンボル処理部と、
前記受信部が受信した前記送信シンボルのうち前記第２のマルチキャリアシンボルから前記ロングガードインターバルを除去して、前記シンボルを抽出する第２のマルチキャリアシンボル処理部と、
前記第１のマルチキャリアシンボル処理部、又は、前記第２のマルチキャリアシンボル処理部が抽出した前記シンボルに含まれる既知のパイロットシンボルにより伝搬路推定を行って伝搬路推定値を算出するパイロットシンボル処理部と
を備え、
前記第１のマルチキャリアシンボル処理部と、前記第２のマルチキャリアシンボル処理部とは、前記パイロットシンボル処理部により伝搬路推定結果である伝搬路推定値に基づいて伝搬路歪み補償を行い、前記シンボルを検出し、
前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアとが同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１４】
デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信方法において、
ノーマルガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアと、前記ノーマルガードインターバルよりも長いロングガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルを配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする送信方法。
【請求項１５】
マルチキャリア変調されたマルチキャリアシンボルの一部であるノーマルガードインターバル及びロングガードインターバルを含む送信信号を受信する受信装置であって、
ノーマルガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と、
ロングガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と、
前記ノーマルガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と前記ロングガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部とからの出力を周波数軸上の信号に変換して伝搬路補償をすることにより変調シンボルを再生する伝搬路歪補償部と
を備える
ことを特徴とする受信装置。
【請求項１】
デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置において、
ノーマルガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアと、前記ノーマルガードインターバルよりも長いロングガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルを配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記送信装置は、
前記シンボルのうちの一部のシンボルである第１のシンボルにノーマルガードインターバルを付加された前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記シンボルのうち前記第１のシンボルと異なる一部のシンボルである第２のシンボルに対して、前記ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルを付加された前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重化する多重化部と
を備え、
前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記第１のマルチキャリアシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが占有するサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、
ノーマルガードインターバルを付加する第１のガードインターバル挿入部を備え、
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、
ロングガードインターバルを付加する第２のガードインターバル挿入部を備え、
前記多重化部は、
前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重化する
ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置
【請求項４】
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、
前記一部のシンボルであり、前記ロングガードインターバルが付加される前記シンボルを位相回転し、該一部のシンボルと同じサブキャリアの時間方向に対して複数の連続する前に配置されるシンボルであって、該一部のシンボルに付加する前記ロングガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相制御部を備え、
該第２のシンボルを配置するサブキャリアの時間方向に対して前方に連続して、位相回転した該第２のシンボルを少なくとも１つ配置し、
前記多重化部は、
前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを周波数領域で多重化する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の送信装置
【請求項５】
前記送信装置は、
前記シンボルは、予め定められた既知のシンボルであるパイロットシンボルを含み、
前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記パイロットシンボルを含む前記第１のマルチキャリアシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが占有するサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする請求項２から請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、
前記パイロットシンボルに、前記ノーマルガードインターバルを付加する
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項７】
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、
前記パイロットシンボルに、前記ロングガードインターバルを付加する
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項８】
前記第２のマルチキャリアシンボルは、
前記第１のシンボルに対して周波数の高いサブキャリア及び周波数の低いサブキャリアのいずれか一方に配置されている
ことを特徴とする請求項２から請求項７に記載の送信装置。
【請求項９】
前記第２のシンボルは、通信を制御する制御シンボルを含み、
前記ロングガードインターバルを有する前記第２のマルチキャリアシンボルは、前記パイロットシンボルを含む前記第１のシンボル又は前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアに配置する
ことを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記シンボルは、送信するデータを変調した変調シンボルを含み、
前記第１のマルチキャリアシンボル生成部又は前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、
前記制御シンボルを、前記変調シンボルより優先してサブキャリアに配置する
ことを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記第１のマルチキャリアシンボルが含む前記シンボルの区間と、前記第２のマルチキャリアシンボルが含む前記シンボルの区間とは、時間方向に一致している
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部の出力する前記第２のマルチキャリアシンボルの長さは、前記第１のマルチキャリアシンボル生成の出力する前記第１のマルチキャリアシンボルの長さの整数倍である
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項１３】
デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して伝送する送信装置及び受信装置を有する通信システムであって、
前記送信装置は、
前記シンボルのうちの一部のシンボルである第１のシンボルにノーマルガードインターバルを付加された前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記シンボルのうち前記第１のシンボルと異なる一部のシンボルである第２のシンボルに対して、前記ノーマルガードインターバルより長いロングガードインターバルを付加された前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重化して送信シンボルを生成する多重化部と、
前記多重化部が生成した前記送信シンボルを前記受信装置に送信する送信部と
を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された前記送信シンボルを受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記送信シンボルのうち前記第１のマルチキャリアシンボルから前記ノーマルガードインターバルを除去して、前記シンボルを抽出する第１のマルチキャリアシンボル処理部と、
前記受信部が受信した前記送信シンボルのうち前記第２のマルチキャリアシンボルから前記ロングガードインターバルを除去して、前記シンボルを抽出する第２のマルチキャリアシンボル処理部と、
前記第１のマルチキャリアシンボル処理部、又は、前記第２のマルチキャリアシンボル処理部が抽出した前記シンボルに含まれる既知のパイロットシンボルにより伝搬路推定を行って伝搬路推定値を算出するパイロットシンボル処理部と
を備え、
前記第１のマルチキャリアシンボル処理部と、前記第２のマルチキャリアシンボル処理部とは、前記パイロットシンボル処理部により伝搬路推定結果である伝搬路推定値に基づいて伝搬路歪み補償を行い、前記シンボルを検出し、
前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアとが同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに隣接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１４】
デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信方法において、
ノーマルガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルが配置されたサブキャリアと、前記ノーマルガードインターバルよりも長いロングガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中で前記シンボルを配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しており、かつ、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアは、前記第１のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに近接するサブキャリアを占有する
ことを特徴とする送信方法。
【請求項１５】
マルチキャリア変調されたマルチキャリアシンボルの一部であるノーマルガードインターバル及びロングガードインターバルを含む送信信号を受信する受信装置であって、
ノーマルガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と、
ロングガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と、
前記ノーマルガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部と前記ロングガードインターバル−ＦＦＴ区間抽出部とからの出力を周波数軸上の信号に変換して伝搬路補償をすることにより変調シンボルを再生する伝搬路歪補償部と
を備える
ことを特徴とする受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【公開番号】特開２０１０−１６１６４７（Ｐ２０１０−１６１６４７Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６９５（Ｐ２００９−２６９５）
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【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２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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