JP2005354308A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送信に使用されたアンテナの数を受信側で容易に推定できる無線通信装置を提供する。
【解決手段】送信機は、既知情報を伝送するための複数のサブキャリアを有する複数の既知シンボルをそれぞれ含み、該既知シンボルの数及び時間位置に応じて隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相の反転・非反転が制御された複数の既知シンボル列を複数のアンテナを用いて送信する。受信機では、各アンテナで受信した既知シンボル列の伝送路特性を推定し、隣接する２つのサブキャリア間の伝送路推定値の相関が正の値となった場合に当該既知シンボル列の終端と判定し、それまでに受信された、隣接する２つのサブキャリア間の伝送路推定値の相関が負の値である既知シンボルの数から、送信アンテナの数を推定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のアンテナおよび複数のサブキャリアを用いて通信を行うＭＩＭＯ−ＯＦＤＭに属し、さらに高速無線ＬＡＮの技術に属する。

従来の無線ＬＡＮ(802.11a)においては、データ信号の前に既知シンボル（ショートプリアンブル、ロングプリアンブル）を送信して同期処理や伝送路推定を行っている。これらのプリアンブルを用いることで、後続するシグナル部分やデータ部分の復調を行うことができる。ところで近年では、８０２．１１ｎという高速無線ＬＡＮの規格が議論されており、ＭＡＣ層で１００Ｍｂｐｓを達成するために複数アンテナを用いたＭＩＭＯ(Multi-Input Multi-Output)が前提とされている。よって、この無線ＬＡＮの従来のプリアンブル構成をＭＩＭＯシステムに適用する場合には、ショートプリアンブルやロングプリアンブルの構成をＭＩＭＯ用に変更する必要がある。

非特許文献１で提案されたプリアンブル信号案によると、まず一つの送信アンテナから時間同期、周波数同期及びＡＧＣに用いるショートプリアンブル列、伝送路応答推定用のシンボルを含むロングプリアンブル、及びシグナルフィールドを送信した後、他の送信アンテナから伝送路応答推定用のロングプリアンブルを順に送信する。このようにしてプリアンブル信号の送信が終了した後に、複数の送信アンテナからデータを同時に送信する。すなわち、複数の送信アンテナから伝送路応答用のロングプリアンブルを時分割多重によって送信する。

ところで、ＭＩＭＯシステムでは受信側で送信信号系列を復調するために、受信側で送信アンテナ数を推定することが必要である。送信アンテナ数の推定に失敗すると、後続のデータ部分の復調が不可能となるため、推定にはかなりの精度が要求されている。受信側で送信アンテナ数を知る方法として、送信側で送信アンテナ数を通知する信号を送信する方式も考えられるが、この方法だとオーバヘッドの増加し、データ伝送のスループット低下が否めない。また、受信したプリアンブル信号を用いて送信アンテナ数を推定する方式も考えられるが、非特許文献１のプリアンブル信号は送信アンテナ数を推定することを前提としているものではなく、このプリアンブル信号を用いて送信アンテナ数を推定することは困難である。
Jan Boer他２名"Backwards compatibility"、［online］、平成１５年９月、IEEE LMSC（発行元）、［平成１５年9月１５日検索］、インターネット＜URL:ftp://ieee:wireless@ftp.802wirelessworld.com/11/03/11-03-0714-00-000n-backwards-compatibility.ppt＞

このようにＭＩＭＯシステムでは、送信アンテナ数の推定に失敗すると、後続のデータ部分の復調が不可能となるため、推定にはかなりの精度が要求されている。一方、送信側で送信アンテナ数を通知する信号を送信する方式ではオーバヘッドの増加が否めないという問題があった。また、非特許文献１のプリアンブル信号を用いて送信アンテナ数を推定することは困難であるという問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、送信側で送信アンテナ数を通知する信号を付加することなく、送信に使用されたアンテナの数を受信側で容易に推定可能としてデータシンボルの正しい復調を可能とすることにある。

本発明の無線通信装置は、複数のアンテナと、既知情報を伝送するための複数のサブキャリアを有する複数の既知シンボルをそれぞれ含み、該既知シンボルの数及び時間位置に応じて隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相の反転・非反転が制御された複数の既知シンボル列を前記複数のアンテナを用いて送信する既知シンボル送信手段と、前記既知シンボル列の送信後に前記複数のアンテナを用いてデータシンボルを送信するデータシンボル送信手段とを具備する。

本発明の無線通信装置は、複数のアンテナによって送信される、既知情報を伝送するための複数のサブキャリアを有する複数の既知シンボルをそれぞれ含み、該既知シンボルの数及び時間位置に応じて隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相の反転・非反転が制御された複数の既知シンボル列及び該既知シンボル列より後のデータシンボルを受信する受信手段と、受信した既知シンボルから伝送路推定値を求める伝送路推定手段と、前記受信した既知シンボルから求めた前記伝送路推定値のうち当該既知シンボルの前記隣接する２つのサブキャリアに対応する２つの伝送路推定値の間の相関値を求める手段と、前記相関値及びそれまでに受信した前記既知シンボルの数とを基に、前記アンテナの数を推定する推定手段と、前記伝送路推定値及び前記推定したアンテナの数を用いて前記データシンボルを再生する手段とを具備する。

本発明によれば、送信に使用されたアンテナの数を受信側で容易に推定できる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。各実施形態に従う無線通信システムは、例えば少なくとも１つの基地局装置と少なくとも１つの端末装置を含む無線ＬＡＮあるいは移動通信システム（セルラーシステム）に適用され得る。以下の説明では、基地局装置あるいは端末装置などの無線通信装置に含まれる送信機及び受信機について述べる。

（第１の実施形態）
まず、図１を用いて第１の実施形態に係る送信機について説明する。図１は送信機の物理層であり、ここに上位層から送信すべきデータ（ビット列）１０がある送信単位（例えば、フレームもしくはパケット）毎に入力される。入力されるデータ１０は、符号化器１１により例えば誤り訂正符号化が施され、符号化ビット系列が生成される。符号化ビット系列は、直並列変換器（Ｓ／Ｐ）１２によって直並列変換されることにより、複数のストリームに分割される。各ストリームは変調器１３−１〜１３−Ｍによって複素平面上にマッピングされ、変調されたデータシンボルが生成される。

変調されたデータシンボルは、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）の各サブキャリアに乗せて伝送されるように、直並列変換器（Ｓ／Ｐ）１４−１〜１４Ｍによって直並列変換され、さらに逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１８−１〜１８−Ｍにより周波数軸上の信号から時間波形に変換される。ＩＦＦＴ部１８−１〜１８−Ｍからは時間波形に変換された信号が出力されて、送信回路１９に入力される。

送信回路１９において、ＩＦＦＴ部１８−１〜１８−Ｍの出力信号はガードインターバル（ＧＩ）が付加された後、Ｄ／Ａ変換器によってアナログ信号に変換される。Ｄ／Ａ変換器の出力信号は、周波数変換器によってＲＦ（高周波）帯に周波数変換（アップコンバート）され、電力増幅器を介して送信アンテナ２０−１〜２０−Ｍに供給されることにより、送信アンテナ２０−１〜２０−Ｍから通信相手の無線通信装置へＯＦＤＭ信号が送信される。

このようにしてデータシンボルがＯＦＤＭ信号として送信される前に、プリアンブルが送信される。以下、プリアンブルの特に伝送路推定用の既知シンボルの送信系について説明する。

既知シンボルパターン発生器１５は例えばＲＯＭであり、複数の既知シンボルパターンを格納している。既知シンボルは、それぞれＯＦＤＭの予め割り当てられた複数のサブキャリアの幾つかに情報が乗せられて送信される。既知シンボルパターンとは、既知シンボルの情報をどのサブキャリアに乗せるかを示すパターンである。図１の例では、ＲＯＭに周波数軸上の既知シンボルパターンが格納されている。

既知シンボルの送信時には、既知シンボルパターン発生器１５のＲＯＭに格納された複数の既知シンボルパターンがカウンタ１６からの信号に従って、既知シンボルが送信されるべきタイミングで順次読み出される。カウンタ１６は時間測定用であり、時々刻々と変化するカウント値を出力する。

この例のように、既知シンボルパターン発生器１５のＲＯＭに周波数軸上の既知シンボルパターンが格納されている場合、読み出された既知シンボルパターンはセレクタ１７を介してＩＦＦＴ部１８−１〜１８−Ｍに入力され、時間波形に変換された後、送信回路１９に導かれる。当該ＲＯＭに時間波形の既知パターンが格納されている場合は、読み出された既知シンボルはＩＦＦＴ部１８−１〜１８−Ｍをバイパスして送信回路１９に導かれる。

１つのアンテナ当たり複数個の既知シンボルが時間的に連続して送信される。セレクタ１７は、連続して送信される複数の既知シンボルのそれぞれの送信タイミングに合わせて、既知シンボル発生器１５のＲＯＭから読み出された既知シンボルパターンを適切な送信アンテナから送信するように振り分ける操作を行う。すなわち、セレクタ１７はカウンタ１６からの時刻情報を示すカウント値に従って、既知シンボルパターンを各送信アンテナ２０−１〜２０−Ｍに振り分ける。なお、無線ＬＡＮのプリアンブルに含まれるショートプリアンブルとロングプリアンブルのように複数種類の既知シンボルが存在する場合、カウンタ１６及びセレクタ１７は、これら複数種類の既知シンボルパターンをＲＯＭから切り替えて読み出す。

セレクタ１６は、各送信アンテナから送信される既知シンボルがどのようなパターン（既知シンボルパターン）を持つかを示す、図９に示すようなテーブルを予め記憶している。セレクタ１６は、このテーブルに基づき、既知シンボル発生器１５から読み出された既知シンボルパターンを適切な送信アンテナから送信するように振り分けるようになっている。なお、図９では説明の簡単のため、図１中の送信アンテナ３０−１〜３０−Ｍをアンテナ１〜Ｍと示している。

図９によると、アンテナ１、アンテナ２、…、アンテナＭ−１、アンテナＭから送信される既知シンボルは、例えばシンボル１では、パターン１、パターン２、…、パターンＭ−１、パターンＭが各アンテナで送信される。シンボル２では、既知シンボルとしてシンボル１から送信される既知シンボルに対して１パターン分だけずらせたパターン２、パターン３、…、パターンＭ、パターン１が各アンテナで送信される。以下、同様にしてシンボルＭ−１では既知シンボルとしてパターンＭ−１、パターンＭ、…、パターンＭ−２が各アンテナで送信される。最後に送信されるシンボルＭでは、パターンＭ´、パターン１´、…、パターンＭ−１´が各アンテナで送信される。ここで、パターンｋ´（ｋ＝１、…、Ｍ）とは、パターンｋで既知シンボルの情報を乗せているサブキャリアと同一のサブキャリアに情報を乗せており、その情報はパターンｋ´と異なる値を用いているパターンを示す。

一方、後述する受信機においては、各送信アンテナから同時に送信される既知シンボルをＭシンボル分受け取った時点で、全てのサブキャリアに対応する伝送路推定値を求めつつ、送信アンテナ数を推定することが可能となる。

次に、図２を用いて伝送路推定用の既知シンボルの送信方法の一例を詳しく説明する。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、既知シンボルを同時に送信するアンテナの数が「１」の場合、「２」の場合及び「３」の場合のプリアンブルを含む無線フレームの構造を示している。第１の実施形態では、無線ＬＡＮのようにデータフィールド（ＤＡＴＡ）に先立って同期用のショートプリアンブルＳＰ、伝送路推定用のロングプリアンブルＬＰを送信するシステムを仮定している。ここで、ショートプリアンブルＳＰの構成は特に限定されるものではなく、例えばIEEE 802.11aと同様のものを複数の送信アンテナから送信してもよい。

既知シンボルは、ＭＩＭＯ通信の際に伝送路応答の推定に用いられ、無線ＬＡＮでは図２（ａ）（ｂ）（ｃ）中のロングプリアンブルＬＰに相当する。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）では、各送信アンテナから送信されるロングプリアンブルＬＰが周波数分割多重されている。ここで、送信アンテナの数をＭ、ＯＦＤＭのサブキャリアの数をＮとし、Ｎ／２Ｍが余りなく割り切れるとした場合、次式（１）及び（２）のサブキャリア（Ｎ個のサブキャリアの番号を０番目からＮ−１番目と定義する）に既知シンボルの情報が存在し、他のサブキャリアには情報が存在しない。

２（Ｍｋ＋ｍ＋ｉ−２）ｍｏｄ Ｎ …（１）
｛２（Ｍｋ＋ｍ＋ｉ−２）＋１｝ｍｏｄ Ｎ …（２）
ここで、ｍ＝１，２，…、Ｍはアンテナ番号、ｉ＝１，２，３，…は既知シンボルの時間方向における番号であり、またｋ＝０，１，…，（Ｎ／２Ｍ−１）である。

さらに、図２（a）に示されるアンテナ数が「１」の場合の既知シンボルがn番目のサブキャリアに乗せている情報値をＬ１（ｎ）とすると、アンテナ数がＭ（≧２）の場合のｉ番目の既知シンボルがｍ番目のアンテナのｎ番目のサブキャリアに乗せている情報値ＬM（ｎ）は式（３）及び（４）で与えられる。

ｉ＝Ｍまたはｎが偶数ならば ＬM（ｎ）＝Ｌ１（ｎ） …（３）
ｉ≠Ｍかつｎが奇数ならば ＬM（ｎ）＝−Ｌ１（ｎ） …（４）
例えば、図２（a）（アンテナ数Ｍが「１」）の場合は、アンテナ１から送信される１つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（８），Ｌ１（９），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝；
図２（ｂ）（アンテナ数Ｍが「２」）の場合は、式（１）（２）（３）（４）よりアンテナ１、２からそれぞれ送信される２つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，４，５，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（８），−Ｌ１（９）｝
アンテナ１：２番目の既知シンボル：｛２，３，６，７，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：１番目の既知シンボル：｛２，３，６，７，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（６），−Ｌ１（７），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：２番目の既知シンボル：｛０，１，４，５，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（８），Ｌ１（９）｝
図２（ｃ）（アンテナ数Ｍが「３」）の場合は、式（１）（２）（３）（４）よりアンテナ１、２、３からそれぞれ送信される３つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの位置とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（６），−Ｌ１（７）｝
アンテナ１：２番目の既知シンボル：｛２，３，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（８），−Ｌ１（９）｝
アンテナ１：３番目の既知シンボル：｛４，５，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：１番目の既知シンボル：｛２，３，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（８），−Ｌ１（９）｝
アンテナ２：２番目の既知シンボル：｛４，５，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：３番目の既知シンボル：｛０，１，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（６），Ｌ１（７）｝
アンテナ３：１番目の既知シンボル：｛４，５，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ３：２番目の既知シンボル：｛０，１，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（６），−Ｌ１（７）｝
アンテナ３：３番目の既知シンボル：｛２，３，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（８），Ｌ１（９）｝
なお、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）においては、プリアンブルの構造は時間的に表されているが、便宜上、ロングプリアンブルＬＰについては、情報が存在するサブキャリアを斜線とドットで表している。また、図中のドットで示したサブキャリアは式（４）により位相を反転させた情報が挿入されているサブキャリアを表している。また、アンテナ数が「４」以上の場合も、各アンテナからそれぞれ送信される既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号と、情報値は上記の類推から明らかである。

図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、第１の実施形態に係る既知シンボルは、連続した２つのサブキャリアを用いており、各アンテナで異なるサブキャリアを用いている。また、最後に送信される既知シンボルは図２（a）に示されるアンテナ１本の場合の既知シンボルと同一の情報を各サブキャリアに乗せており、それより前の時間で送信される既知シンボルは偶数番目のサブキャリアについては、アンテナ１本の場合の既知シンボルと同一の情報を乗せており、奇数番目のサブキャリアについては、アンテナ１本の場合の既知シンボルの位相を反転した情報を乗せていることを特徴としている。

次に、図３を用いて本発明の第１の実施形態に係る受信機について説明する。図３において、図１の送信機から送信されるＲＦ（Radio Frequency）帯のＯＦＤＭ信号は複数の受信アンテナ３０−１〜３０−Ｍにより受信される。受信アンテナ３０−１〜３０−ＭからのＯＦＤＭ受信信号は、受信回路３１に入力される。

受信回路３１において、受信アンテナ３０−１〜３０−Ｍから入力されるＯＦＤＭ信号は、それぞれ低雑音増幅器（ＬＮＡ）により増幅された後、周波数変換器によりベースバンド帯に周波数変換（ダウンコンバート）され、さらにＡ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換され、さらにガードインターバル（ＧＩ）が除去される。

受信回路３１からの出力信号は、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）３２−１〜３２−Ｍに入力されることにより、時間波形の信号が周波数波形の信号、すなわちサブキャリアごとの波形に変換される。ＦＦＴユニット３２−１〜３２−Ｍからの出力信号のうち、データシンボルの区間の信号はＭＩＭＯ信号処理器３９に入力される。

一方、ＦＦＴユニット３２−１〜３２−Ｍからの出力信号のうち、プリアンブル、特に既知シンボルの区間の信号は除算器３３−１〜３３−Ｍに入力される。除算器に入力されたサブキャリアごとの波形はＲＯＭ３４に格納された既知シンボルパターンで除算することで伝送路特性の推定値に変換され、メモリ３８−１〜３８−Ｍへの格納及び相関器３５−１〜３５−Ｍへの入力がなされる。ＲＯＭ３４に格納された既知情報パターンは図２（ａ）（アンテナ数Ｍが「１」）の場合の既知情報パターンと同一のものである。

相関器３５−１〜３５−Ｍでは伝送路特性の推定値を用いて相関値を計算し、その相関値を判定器３６に入力する。判定器において、入力された相関値が負と判定した場合は、カウンタ３７をインクリメントし、次の既知シンボルの受信を行う。一方、入力された相関値が正と判定した場合は、現在のカウンタ値を送信アンテナ数の推定値として、ＭＩＭＯ信号処理部３９に出力する。以上の送信アンテナ数推定のアルゴリズムについては、詳細な説明を後述する。

ＭＩＭＯ信号処理部３９では、ＦＦＴユニット３２−１〜３２−Ｍからのデータシンボル区間の信号に対して、メモリ３８−１〜３８−Ｍからの伝送路推定値とカウンタ３７からの送信アンテナ数の推定値に従って例えば最尤推定のようなＭＩＭＯ信号受信処理がなされる。ＭＩＭＯ信号受信処理後の信号に対してチャネル復号が行われ、これによって送信されてきたデータ４０が再生される。

ここで、ｊ番目の受信アンテナにおいて、ｉ番目に受信した既知シンボルのｎ番目のサブキャリア信号をＸｊ（ｉ，ｎ）とする。このサブキャリアの伝送路特性の推定値（除算器の出力信号）Ａｊ（ｉ，ｎ）は式（５）で与えられる。

Ａｊ（ｉ，ｎ）＝Ｘｊ（ｉ，ｎ）／Ｌ１（ｎ） …（５）
このサブキャリアの実際の伝送路特性値をｈｊ（ｉ，ｎ）、雑音信号をＮｊ（ｉ，ｎ）とすると、Ｘｊ（ｉ，ｎ）は、
Ｘｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）・ＬM（ｎ）＋Ｎｊ（ｉ，ｎ）
と表現できるため、式（５）は式（６）で表現できる。

Ａｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）ＬM（ｎ）／Ｌ１（ｎ）＋Ｎｊ（ｉ，ｎ）／Ｌ１（ｎ）…（６）
説明を簡単にするため、雑音が付加されない理想的な環境（Ｎｊ（ｉ，ｎ）＝０）を仮定すると式（６）は式（７）で簡略化できる。

Ａｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）ＬM（ｎ）／Ｌ１（ｎ） …（７）
同一のアンテナから送信された隣接するサブキャリア間では伝送路の影響はほぼ同じ、すなわち、同一アンテナから送信される隣接するサブキャリアの伝送路特性は高い正の相関値を持つとすると、全ての受信アンテナにおいて以下のような伝送路特性Ａｊ（ｉ，ｎ）が求まることが予想される。

＜送信アンテナ数が「１」の場合＞
ＬM（ｎ）＝Ｌ１（ｎ）であるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）となる。すべてのサブキャリアは同一のアンテナから送信されているので、偶数番目のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ）とその次の番号の隣接サブキャリアの伝搬路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は高い正の相関を持つ。

＜送信アンテナ数２の場合＞
最初に受信する既知シンボルでは、偶数番目のサブキャリアについて、式（３）よりＬM（ｎ）＝Ｌ１（ｎ）となるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）となる。一方、奇数番目のサブキャリアについては、式（３）より、ＬM（ｎ）＝−Ｌ１（ｎ）となるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝−ｈｊ（ｉ，ｎ）という実際の伝送路特性に比べ位相が反転した特性となる。偶数番目のサブキャリアとその次の番号の隣接サブキャリアは同一アンテナから送信されているので、偶数番目のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ）とその次の番号のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は高い相関を持つが、Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は奇数番目のサブキャリアであり、実際の伝送路とは位相を反転した特性が求まっているため、高い負の相関を持つ。

２番目に受信する既知シンボルでは式（３）よりＬM（ｎ）＝Ｌ１（ｎ）であるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）となる。偶数番目のサブキャリアとその次の番号の隣接サブキャリアは同一アンテナから送信されているので、偶数番目のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ）とその次の番号のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は高い正の相関を持つ。

＜送信アンテナ数が「３」の場合＞
最初に受信する既知シンボルでは、偶数番目のサブキャリアについては、式（３）よりＬM（ｎ）＝Ｌ１（ｎ）となるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）となる。一方、奇数番目のサブキャリアについては、式（３）より、ＬM（ｎ）＝−Ｌ１（ｎ）となるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝−ｈｊ（ｉ，ｎ）という実際の伝搬路特性に比べ位相が反転した特性となる。偶数番目のサブキャリアとその次の番号の隣接サブキャリアは同一アンテナから送信されているので、偶数番目のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ）とその次の番号のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は高い相関を持つが、Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は奇数番目のサブキャリアであり、実際の伝送路とは位相を反転した特性が求まっているため、高い負の相関を持つ。

２番目に受信する既知シンボルでは、偶数番目のサブキャリアについては、式（３）よりＬM（ｎ）＝Ｌ１（ｎ）となるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）となる。一方、奇数番目のサブキャリアについては、式（３）より、ＬM（ｎ）＝−Ｌ１（ｎ）となるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝−ｈｊ（ｉ，ｎ）という位相が反転した特性となる。偶数番目のサブキャリアとその次の番号の隣接サブキャリアは同一アンテナから送信されているので、偶数番目のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ）とその次の番号のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は高い相関を持つが、Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は奇数番目のサブキャリアであり，実際の伝送路とは位相を反転した特性が求まっているため、高い負の相関を持つ。

３番目に受信する既知シンボルでは式（３）よりＬM（ｎ）＝Ｌ１（ｎ）であるため、式（７）からＡｊ（ｉ，ｎ）＝ｈｊ（ｉ，ｎ）となる。偶数番目のサブキャリアとその次の番号の隣接サブキャリアは同一アンテナから送信されているので、偶数番目のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ）とその次の番号のサブキャリアの伝送路特性の推定値Ａｊ（ｉ，ｎ＋１）は高い正の相関を持つ。

以上のことからわかるように、送信アンテナ数がＭであれば、Ｍ番目に受信するシンボルから推定した偶数番目のサブキャリアの伝送路特性と次の番号の隣接サブキャリアの伝送路特性は相関値が高い正値になるので、その時点でアンテナ数がＭ本であると推定できる。

以下、図４を用いて図３の受信機における送信アンテナ数推定手順のアルゴリズムについて説明する。まず、カウンタ３７に初期値として「１」を設定した後（ステップＳ１）、ｊ番目アンテナで受信した既知シンボルの周波数波形を除算器３０−ｊに入力する（ステップＳ２、ステップＳ３）。除算器３０−ｊに入力されたサブキャリアごとの波形はＲＯＭ３４に格納された既知シンボルパターンで除算することで伝送路特性に変換され、メモリ３８−ｊへの格納するとともに、相関器３５−ｊへ入力する（ステップＳ４）。

次に、相関器３５−ｊは、偶数番目のサブキャリアの伝送路特性の推定値と奇数番目のサブキャリアの伝送路特性の相関値を求める。この相関演算はｉ番目の既知シンボル受信時において以下のように定義される。

（相関値）＝Ａｊ（ｉ，０）＊Ａｊ（ｉ，１）＋Ａｊ（ｉ，２）＊Ａｊ（ｉ，３）
＋Ａｊ（ｉ，４）＊Ａｊ（ｉ，５）＋…＋Ａｊ（ｉ，Ｎ−２）＊Ａｊ（ｉ，Ｎ−１）
但し、ａ＊ｂはｂの複素共役をａに乗算する演算である。

判定器３６では、相関器３５−ｊで計算された相関値が正の値である場合には（ステップＳ５）、現在受信したシンボルが既知シンボルの最後であると判定し、カウンタ３７でカウントされたこれまでに受信した既知シンボルのパターン数を基に送信アンテナ数を推定する（ステップＳ６）。ここでは、既知シンボル数は送信アンテナ数に等しいため、このカウンタの値が送信アンテナの数の推定値となる。ＭＩＭＯ信号処理部３９は、こうして推定された送信アンテナ数を用いてデータシンボルの再生を行う。

一方、ステップＳ５において、相関値が正でない場合には、カウンタ３５をインクリメントし（ステップＳ７）、メモリ３８−ｊに格納されている除算器３０−ｊで計算した奇数番目のサブキャリアに対応する伝送路特性に−１を乗じた上で、その値をメモリ３８−ｊに再格納し、次の既知シンボルを受信する（ステップＳ８）。以下、新たな既知シンボルを受信する毎にステップＳ３〜Ｓ８の動作を繰り返す。

受信アンテナが複数である場合、以下のような方式も考えられる。

（ａ）全ての受信アンテナについて相関値が正の値になった場合のみ、既知シンボル列の終端とみなして送信アンテナ数を決定する。

（ｂ）全ての受信アンテナから算出された相関値を加算し、その合計の相関値が正の値になった場合に、既知シンボル列の終端とみなして送信アンテナ数を決定する。

上記（ａ）の方が条件が厳しいが、条件が一致した場合には確実に送信アンテナ数を検出することができる。

以上述べたように、上記第１の実施形態によれば、送信側で送信アンテナ数を通知することなく、既知シンボルを用いてアンテナ毎の伝送路推定を行いながら、送信アンテナ数を推定することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、図５を用いて本発明の第２の実施形態に係る伝送路推定用の既知シンボルの送信方法を説明する。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、既知シンボルを同時に送信するアンテナの数が「１」の場合、「２」の場合及び「３」の場合のプリアンブルを含む無線フレームの構造を示している。

図５（a）（アンテナ数Ｍが「１」）の場合は、アンテナ１から送信される１つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（８），Ｌ１（９），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
図５（ｂ）（アンテナ数Ｍが「２」）の場合は、アンテナ１、２からそれぞれ送信される２つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（４），−Ｌ１（５）｝
アンテナ１：２番目の既知シンボル：｛６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（８），Ｌ１（９），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：１番目の既知シンボル：｛６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（６），−Ｌ１（７），Ｌ１（８），−Ｌ１（９），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：２番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（４），Ｌ１（５）｝
図５（ｃ）（アンテナ数Ｍが「３」）の場合は、アンテナ１，２，３からそれぞれ送信される３つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの位置とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，２，３｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（２），−Ｌ１（３）｝
アンテナ１：２番目の既知シンボル：｛４，５，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（６），−Ｌ１（７）｝
アンテナ１：３番目の既知シンボル：｛８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（８），Ｌ１（９），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：１番目の既知シンボル：｛４，５，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（６），−Ｌ１（７）｝
アンテナ２：２番目の既知シンボル：｛８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（８），−Ｌ１（９），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：３番目の既知シンボル：｛０，１，２，３｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３）｝
アンテナ３：１番目の既知シンボル：｛８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて情報値｛Ｌ１（８），−Ｌ１（９），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ３：２番目の既知シンボル：｛０，１，２，３｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（２），−Ｌ１（３）｝
アンテナ３：３番目の既知シンボル：｛４，５，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（６），Ｌ１（７）｝
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、第１の実施形態の既知シンボルと同様、第２の実施形態に係る既知シンボルは、連続した２つのサブキャリアを用いており、各アンテナで異なるサブキャリアを用いている。また、最後に送信される既知シンボルは図２（ａ）に示されるアンテナ１本の場合の既知シンボルと同一の情報を各サブキャリアに乗せており、それより前の時間で送信される既知シンボルは偶数番目のサブキャリアについては、アンテナ１本の場合の既知シンボルと同一の情報を乗せており、奇数番目のサブキャリアについては、アンテナ１本の場合の既知シンボルの位相を反転した情報を乗せていることを特徴としている。そのため、第１の実施形態と同様、図３の受信機を用いることで送信アンテナ数を推定することが可能である。

（第３の実施形態）
次に、図６を用いて第３の実施形態に係る伝送路推定用の既知シンボルの送信方法を説明する。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、既知シンボルを同時に送信するアンテナの数が「１」の場合、「２」の場合及び「３」の場合のプリアンブルを含む無線フレームの構造を示している。

図６（a）（アンテナ数Ｍが「１」）の場合は、アンテナ１から送信される１つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（８），Ｌ１（９），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
図６（ｂ）（アンテナ数Ｍが「２」）の場合は、アンテナ１、２からそれぞれ送信される２つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（６），−Ｌ１（７），Ｌ１（８），−Ｌ１（９），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：２番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（８），Ｌ１（９），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
図６（ｃ）（アンテナ数Ｍが「３」）の場合は、アンテナ１、２、３からそれぞれ送信される３つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの位置とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（６），−Ｌ１（７），Ｌ１（８），−Ｌ１（９），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：２番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（６），−Ｌ１（７），Ｌ１（８），−Ｌ１（９），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ３：３番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（８），Ｌ１（９），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、前述の第１及び第２の実施形態の既知シンボルと同様、第３の実施形態に係る既知シンボルは、連続した２つのサブキャリアを用いており、各アンテナで異なるサブキャリアを用いている。また、最後に送信される既知シンボルは図６（ａ）に示されるアンテナ１本の場合の既知シンボルと同一の情報を各サブキャリアで用いており、それより前の時間で送信される既知シンボルは偶数番目のサブキャリアについては、アンテナ１本の場合の既知シンボルと同一の情報を用い、奇数番目のサブキャリアについては、アンテナ１本の場合の既知シンボルの位相を反転した情報を用いることを特徴としている。そのため、前述の第１及び第２の実施形態と同様、図３の受信機を用いることで送信アンテナ数を推定することが可能である。

（第４の実施形態）
次に、図７を用いて第４の実施形態に係る伝送路推定用の既知シンボルの送信方法を説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、既知シンボルを同時に送信するアンテナの数が「１」の場合、「２」の場合及び「３」の場合のプリアンブルを含む無線フレームの構造を示している。

第１〜３の実施形態では、送信アンテナ数Ｍに対してＭ個の既知シンボルを受信することで伝送路推定と送信アンテナ数の推定が可能となっている。これに対し、図７では伝送路推定の精度を高めるために、２Ｍ個の既知シンボルを送信することを想定している。

図７（ａ）（アンテナ数Ｍが「１」）の場合は、アンテナ１から送信される２つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１、２番目の既知シンボル：｛０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（８），Ｌ１（９），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
図７（ｂ）（アンテナ数Ｍが「２」）の場合は、アンテナ１、２からそれぞれ送信される４つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの番号とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１，２番目の既知シンボル：｛０，１，４，５，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（８），−Ｌ１（９）｝
アンテナ１：３、４番目の既知シンボル：｛２，３，６，７，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：１，２番目の既知シンボル：｛２，３，６，７，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（６），−Ｌ１（７），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：３，４番目の既知シンボル：｛０，１，４，５，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（８），Ｌ１（９）｝
図７（ｃ）（アンテナ数Ｍが「３」）の場合は、アンテナ１、２、３からそれぞれ送信される６つの既知シンボルにおいて情報が存在するサブキャリアの位置とそのサブキャリアに乗せている情報値の組み合わせは以下の通りとなる。

アンテナ１：１、２番目の既知シンボル：｛０，１，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（６），−Ｌ１（７）｝
アンテナ１：３、４番目の既知シンボル：｛２，３，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（８），−Ｌ１（９）｝
アンテナ１：５，６番目の既知シンボル：｛４，５，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：１，２番目の既知シンボル：｛２，３，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（８），−Ｌ１（９）｝
アンテナ２：３，４番目の既知シンボル：｛４，５，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ２：５，６番目の既知シンボル：｛０，１，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（６），Ｌ１（７）｝
アンテナ３：１，２番目の既知シンボル：｛４，５，１０，１１｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝
アンテナ３：３，４番目の既知シンボル：｛０，１，６，７｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（６），−Ｌ１（７）｝
アンテナ３：５，６番目の既知シンボル：｛２，３，８，９｝番目のサブキャリアにおいて、情報値｛Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（８），Ｌ１（９）｝
このように上記第４の実施形態によれば、連続して同じ既知シンボルを送信するため、既知シンボルが増えることによる効率の低下は招くが、受信側においては以下のように同じパターンの既知シンボルを累積加算することで雑音の影響を緩和でき、送信アンテナ数の推定と伝送路推定の精度を改善することができる。

第４の実施形態に係る受信機では、上記のような推定を行うため図８に示すような構成を有する。なお、図８において、図３と同一部分には同一符号を付している。図８において、図３と異なる部分は、図８では、図３の受信機の構成に、バッファ４１−１〜４２−Ｍと、加算平均器４２−１〜４２−Ｍが追加されている。

図８において、送信機から送信されるＲＦ帯のＯＦＤＭ信号は複数の受信アンテナ３０−１〜３０−Ｍにより受信される。受信アンテナ３０−１〜３０−ＭからのＯＦＤＭ受信信号は、受信回路３１に入力される。

受信回路３１において、受信アンテナ３０−１〜３０−Ｍから入力されるＯＦＤＭ信号は、それぞれ低雑音増幅器（ＬＮＡ）により増幅された後、周波数変換器によりベースバンド帯に周波数変換（ダウンコンバート）され、さらにＡ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換され、さらにガードインターバル（ＧＩ）が除去される。

ＧＩ除去後の出力信号のうち、奇数番目に受信された既知シンボルの区間の信号は、バッファ４１−１〜４１−Ｍに格納され、加算平均器４２−１〜４２−Ｍにより、その次の時間に受信された既知シンボルとの加算平均が算出される。その出力信号が高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニット３２−１〜３２−Ｍに入力される。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニット３２−１〜３２−Ｍは、時間波形の信号を周波数波形の信号、すなわちサブキャリアごとの波形に変換する。ＦＦＴユニット３２−１〜３２−Ｍからの出力信号のうち、データシンボルの区間の信号は、ＭＩＭＯ信号処理部３９に入力される。

一方、ＦＦＴユニット３２−１〜３２−Ｍからの出力信号のうち、プリアンブル、特に既知シンボルの区間の信号は除算器３３−１〜３３−Ｍに入力される。除算器に入力されたサブキャリアごとの波形はＲＯＭ３４に格納された既知シンボルパターンで除算することで伝送路特性の推定値に変換される。この推定値は、メモリ３８−１〜３８−Ｍに格納されるとともに、相関器３５−１〜３５−Ｍへ入力される。ＲＯＭ３４に格納された既知シンボルパターンは、図７（ａ）（アンテナ数Ｍが「１」）の場合の１番目の既知シンボルパターンと同一のものである。

相関器３５−１〜３５−Ｍでは伝送路特性の推定値を用いて相関値を計算し、その相関値を判定器３６に入力する。判定器３６は、入力された相関値が負である場合は、カウンタ３７をインクリメントし、次の既知シンボルの受信を行う。一方、入力された相関値が正の場合には、現在受信したシンボルが既知シンボルの最後であると判定し、現在のカウンタ３７のカウンタ値を送信アンテナ数の推定値として、ＭＩＭＯ信号処理部３９に出力する。

ＭＩＭＯ信号処理部３９では、ＦＦＴユニット３２−１〜３２−Ｍからのデータシンボル区間の信号に対して、メモリ３８−１〜３８−Ｍからの伝送路推定値とカウンタ３７からの送信アンテナ数の推定値に従って例えば最尤推定のようなＭＩＭＯ信号受信処理がなされる。ＭＩＭＯ信号受信処理後の信号に対してチャネル復号が行われ、これによって送信されてきたデータ４０が再生される。

（第５の実施形態）
前述の第１乃至第４の実施形態では、各アンテナから送信される既知シンボル列のうち最後に送信される既知シンボル以外の既知シンボルについては、隣接する２つのサブキャリアのうちのいずれか一方のサブキャリアで伝送する既知情報の位相を反転し、当該最後に送信される既知シンボルについては、既知情報の位相を反転させずに、既知シンボル列の終端とするようになっている。

すなわち、既知シンボル列の終端となる既知シンボルの上記相関値は正の値となる。そして、上記相関値が正の値となる既知シンボルを受信するまでに受信した上記相関値が負の値である既知シンボルの数を基に、送信アンテナの数を推定するようになっている。

しかし、この場合に限らず、各アンテナから送信される既知シンボル列のうち最後に送信される既知シンボルについては、隣接する２つのサブキャリアのうちのいずれか一方のサブキャリアで伝送する既知情報の位相を反転し、当該最後に送信される既知シンボル以外の既知シンボルについては、既知情報の位相を反転しないようにしてもよい。この場合、既知シンボル列の終端となる既知シンボルの上記相関値は負の値となる。そして、上記相関値が負の値となる既知シンボルを受信するまでに受信した上記相関値が正の値である既知シンボルの数を基に、送信アンテナの数を推定するようにしてもよい。

例えば、図２（ｂ）において、アンテナ１の１番目の既知シンボルの｛０，１，４，５，８，９｝番目のサブキャリアに、情報値｛Ｌ１（０），Ｌ１（１），Ｌ１（４），Ｌ１（５），Ｌ１（８），Ｌ１（９）｝を割当て、アンテナ１の２番目の既知シンボルの｛２，３，６，７，１０，１１｝番目のサブキャリアに、情報値｛Ｌ１（２），−Ｌ１（３），Ｌ１（６），−Ｌ１（７），Ｌ１（１０），−Ｌ１（１１）｝を割当てる。また、アンテナ２の１番目の既知シンボルの｛２，３，６，７，１０，１１｝番目のサブキャリアに、情報値｛Ｌ１（２），Ｌ１（３），Ｌ１（６），Ｌ１（７），Ｌ１（１０），Ｌ１（１１）｝を割当て、アンテナ２の２番目の既知シンボルの｛０，１，４，５，８，９｝番目のサブキャリアに、情報値｛Ｌ１（０），−Ｌ１（１），Ｌ１（４），−Ｌ１（５），Ｌ１（８），−Ｌ１（９）｝を割当る。

図２（ｃ）のおいても上記同様にして、アンテナ１，２，３の３番目の既知シンボルの奇数番目のサブキャリアに乗せる既知情報の位相を反転させ、１番目、２番目の既知シンボルについては、各サブキャリアに乗せる既知情報の位相は反転させない。

図５〜図７についても同様である。

この場合の送信機の構成は図１と同様であり、また、受信機の構成は図３と同様である。

以下、上記第１乃至第４の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３の受信機における図４の送信アンテナ数推定手順のアルゴリズムにおいて、ステップＳ５以下の処理動作が異なる。すなわち、図１０に示すように、判定器３６では、相関器３５−ｊで計算された相関値が負の値である場合には（ステップＳ１１）、現在受信したシンボルが既知シンボルの最後であると判定し、カウンタ３７でカウントされたこれまでに受信した既知シンボルのパターン数を基に送信アンテナ数を推定する（ステップＳ１２）。各アンテナから送信される既知シンボル列内の既知シンボル数は送信アンテナ数に等しいため、このカウンタの値が送信アンテナの数の推定値となる。ＭＩＭＯ信号処理部３９は、こうして推定された送信アンテナ数を用いてデータシンボルの再生を行う。

一方、ステップＳ１１において、相関値が正の値である場合には、カウンタ３５をインクリメントし（ステップＳ１３）、メモリ３８−ｊに格納されている除算器３０−ｊで計算した奇数番目のサブキャリアに対応する伝送路特性に−１を乗じた上で、その値をメモリ３８−ｊに再格納し、次の既知シンボルを受信する（ステップＳ１４）。以下、新たな既知シンボルを受信する毎にステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ１１〜Ｓ１４の動作を繰り返す。

以上説明したように、上記第１乃至第５の実施形態に係る送信機は、既知情報を伝送するための複数のサブキャリアを有する複数の既知シンボルをそれぞれ含み、該既知シンボルの数及び時間位置に応じて隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相の反転・非反転が制御された複数の既知シンボル列を複数のアンテナを用いて送信する。

なお、第１乃至第３の実施形態に係る既知シンボル列内の各既知シンボルのサブキャリア配置（割当て）、すなわち、既知情報を伝送するための複数のサブキャリアの位置がそれぞれ異なる場合を示している。

また、第４の実施形態に係る既知シンボル列は、既知情報を伝送するための複数のサブキャリアの位置が同一である（同一のサブキャリア配置を有する）複数の既知シンボルを含む場合を示している。

上記第１乃至第４の実施形態に係る送信機では、各アンテナから送信される既知シンボル列内の既知シンボルのうち、終端となる既知シンボル以外の既知シンボルの隣接する２つのサブキャリアのうちの一方で伝送される既知情報の位相を反転させ、終端となる既知シンボルについては既知情報の位相は非反転とする。このため、受信機では、各アンテナで受信した既知シンボル列の伝送路特性を推定し、隣接するサブキャリア間の伝送路推定値の相関が正の値となった場合に、当該既知シンボル列の終端と判定し、それまでに受信された、隣接するサブキャリア間の伝送路推定値の相関が負の値である既知シンボルの数から、送信アンテナの数を容易に推定することができる。

また、上記第５の実施形態に係る送信機では、各アンテナから送信される既知シンボル列内の既知シンボルのうち、終端となる既知シンボルの隣接する２つのサブキャリアのうちの一方で伝送される既知情報の位相を反転させ、終端となる既知シンボル以外の既知シンボルについては既知情報の位相は非反転とする。このため、受信機では、各アンテナで受信した既知シンボル列の伝送路特性を推定し、隣接するサブキャリア間の伝送路推定値の相関が負の値となった場合に、当該既知シンボル列の終端と判定し、それまでに受信された、隣接するサブキャリア間の伝送路推定値の相関が正の値である既知シンボルの数から、送信アンテナの数を容易に推定することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

第１乃至第４の実施形態に係る送信機の構成例を示した図。 第１の実施形態に係る既知シンボルの送信方法を説明するための図。 第１乃至第３の実施形態に係る受信機の構成例を示した図。 図３の受信機の送信アンテナ数推定手順を説明するためのフローチャート。 第２の実施形態に係る既知シンボルの送信方法を説明するための図。 第３の実施形態に係る既知シンボルの送信方法を説明するための図。 第４の実施形態に係る既知シンボルの送信方法を説明するための図。 第４の実施形態に係る受信機の構成例を示した図。 各送信アンテナから送信される既知シンボルがどのようなパターン（既知シンボルパターン）を持つかを示すテーブルの一例を示した図。 第５の実施形態に係る受信機の送信アンテナ数推定手順を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１１…符号化器、１２…直並列変換器（Ｓ／Ｐ）、１３−１〜１３−Ｍ…変調器、１４−１〜１４−Ｍ…直並列変換器（Ｓ／Ｐ）、１５…既知シンボルパターン発生器、１６…カウンタ、１７…セレクタ、１８−１〜１８−Ｍ…逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）、１９…送信回路、２０−１〜２０−Ｍ…送信アンテナ。

３０−１〜３０−Ｍ…受信アンテナ、３１…受信回路、３２−１〜３２−Ｍ…高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）、３３−１〜３３−Ｍ…除算器、３４…ＲＯＭ、３５−１〜３５−Ｍ…相関器、３６…判定器、３７…カウンタ、３８−１〜３８−Ｍ…メモリ、３９…ＭＩＭＯ信号処理部、４１−１〜４１−Ｍ…バッファ、４２−１〜４２−Ｍ…加算平均器。

Claims (11)

1. 複数のアンテナと、
   既知情報を伝送するための複数のサブキャリアを有する複数の既知シンボルをそれぞれ含み、該既知シンボルの数及び時間位置に応じて隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相の反転・非反転が制御された複数の既知シンボル列を前記複数のアンテナを用いて送信する既知シンボル送信手段と、
   前記既知シンボル列の送信後に前記複数のアンテナを用いてデータシンボルを送信するデータシンボル送信手段と、
   を具備したことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記複数の既知シンボル列は、異なるアンテナから同時に送信される既知シンボル間で前記既知情報を伝送するための複数のサブキャリアの位置が互いに異なる請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記既知シンボル列の複数の既知シンボルのうち最後に送信される既知シンボルについて、前記隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相は非反転とし、前記複数の既知シンボルのうち最後に送信される既知シンボル以外の既知シンボルについて、前記隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相を反転することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記既知シンボル列の複数の既知シンボルのうち最後に送信される既知シンボルについて、前記隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相を反転し、前記複数の既知シンボルのうち最後に送信される既知シンボル以外の既知シンボルについて、前記隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相を非反転とすることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記既知シンボル列内の各既知シンボルは、前記既知情報を伝送するための複数のサブキャリアの位置が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記既知シンボル列は、前記既知情報を伝送するための複数のサブキャリアの位置が同一である複数の既知シンボルを含むことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
7. 前記既知シンボル列送信手段は、
   前記既知情報を伝送するための複数のサブキャリアの位置がそれぞれ異なる複数の既知シンボルパターンを格納した記憶手段と、
   前記既知シンボルの送信されるべきタイミングを示すタイミング信号を発生するタイミング発生手段と、
   前記タイミング信号に従って前記複数の既知シンボルパターンのなかから前記既知シンボルとして用いる既知シンボルパターンを選択する選択手段と、
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
8. 複数のアンテナによって送信される、既知情報を伝送するための複数のサブキャリアを有する複数の既知シンボルをそれぞれ含み、該既知シンボルの数及び時間位置に応じて隣接する２つのサブキャリアのいずれか一方で伝送される既知情報の位相の反転・非反転が制御された複数の既知シンボル列及び該既知シンボル列より後のデータシンボルを受信する受信手段と、
   受信した既知シンボルから伝送路推定値を求める伝送路推定手段と、
   前記受信した既知シンボルから求めた前記伝送路推定値のうち当該既知シンボルの前記隣接する２つのサブキャリアに対応する２つの伝送路推定値の間の相関値を求める手段と、
   前記相関値及びそれまでに受信した前記既知シンボルの数とを基に、前記アンテナの数を推定する推定手段と、
   前記伝送路推定値及び前記推定したアンテナの数を用いて前記データシンボルを再生する手段と、
   を具備したことを特徴とする無線通信装置。
9. 前記推定手段は、前記相関値が正の値である既知シンボルを受信するまでに受信した前記相関値が負の値である既知シンボルの数に基づき、前記アンテナの数を推定することを特徴とする請求項８記載の無線通信装置。
10. 前記推定手段は、前記相関値が負の値である既知シンボルを受信するまでに受信した前記相関値が正の値である既知シンボルの数に基づき、前記アンテナの数と推定することを特徴とする請求項８記載の無線通信装置。
11. 前記既知シンボル列は、前記既知情報を伝送するための複数のサブキャリアの位置が同一である複数の既知シンボルを含み、
    前記伝送路推定手段は、前記既知情報を伝送するための複数のサブキャリアの位置が同一である複数の既知シンボルのそれぞれに対応する周波数波形を累積加算して、前記伝送路推定値を求めることを特徴とする請求項８記載の無線通信装置。

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