JP2008244851A - 無線送信方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる遅延広がり量が共存し、かつチャネル応答の時間変動が比較的速い環境においても、受信機側でのチャネル推定精度を向上させて良好な受信性能を得る。
【解決手段】第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレーム、第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む第２フレーム、及び第２シンボルを含む信号と該信号の後ろに付加された、後続フレーム中の既知信号を含む一部の信号のコピーとを含む第３フレームのいずれかを送信フレームに割り当てて送信を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ガードインターバル（ＧＩ）が付加されたフレームを送信する無線送信方法及び装置に関する。

一般に、無線通信においてはマルチパスフェージングによる歪みによって受信性能が劣化する。マルチパスフェージングによる歪みを比較的簡易にかつ高性能に補償する技術として、ＧＩを用いる周波数軸等化が知られている。ＧＩのひとつの実現方法として、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が知られている。ＣＰとは、シンボルの一部をコピーして元のシンボルに付加したものである。ＣＰ以外でＧＩを実現する方法としては、ヌル信号を負荷するゼロパディング（ＺＰ）も知られている。またさらにＣＰとＺＰを組み合わせて使う方法も知られている。ＣＰが付加されたシンボルは、元のシンボルよりもＣＰ長だけ長くなる。これによりＣＰ長以内の遅延時間を持つ遅延波については、受信機側で周波数軸等化ができる。

ＣＰ長を長くするとマルチパスフェージングに対する耐性が向上する反面、オーバーヘッドの増加により伝送レートが低下する。そこで、ＣＰ長は一般に無線通信システムで想定される遅延広がり量に基づき必要最小限の長さに設定される。例えば、無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）の規格の一つであるIEEE 802.11aでは、伝搬距離が短く遅延広がり量が小さいことから、ＣＰ長は０．８μsecに設定される。

ある一つの無線通信システムにおいて、異なる遅延広がり量が共存することがある。例えば、サービスの種類によって伝搬距離が異なる場合である。このような場合には、異なる遅延広がり量に対して、異なる最適なＣＰ長がそれぞれ適用されることが望ましい。

特許文献１には、フレーム長が固定であって、相対的に長いＣＰが付加されたシンボルからなるフレームと相対的に短いＣＰが付加されたシンボルからなるフレームを切り替えて送信することによって、異なる遅延広がり量に対応することを可能とする手法が示されている。

このようなＣＰ長が短いフレームとＣＰ長が長いフレームを切り替えて使用する送信方法においては、フレームの長さについて注意が必要である。仮に、ＣＰ長が短いフレームとＣＰ長が長いフレームのフレーム長が異なっていた場合、フレームの境界が時間とともに前後するために受信機側でフレーム同期が困難になってしまう。非特許文献１では前述したようにフレーム長は固定であり、ＣＰ長が短いフレームとＣＰ長が長いフレームのフレーム長を同じにしている。同じフレーム長でＣＰ長を異ならせるために、ＣＰ長が長いフレームに含まれるシンボル数をＣＰ長が短いフレームに含まれるシンボル数よりも少なくしている。ＣＰ長の長いフレームは、減らしたシンボルに相当する時間長だけＣＰ長が長くなる。このようにして、異なる遅延広がり量が共存している場合においても、それぞれに適応することが可能である。
米国特許出願公開第２００６／００１３３２５Ａ１号明細書

特許文献１に開示された方式はチャネル推定、すなわち伝搬路のインパルス応答（チャネル応答という）の推定において以下のような問題が生じる。一般に無線通信システムでは、フレームの一部に既知信号を挿入することによって、受信機側で既知信号を用いたチャネル推定を行う。チャネル応答の時間変動が比較的緩やかである場合には、フレームに含まれる既知信号だけを用いてチャネル推定を実施することが可能であるが、チャネル応答の時間変動が比較的速い場合には、フレームに含まれる既知信号だけでは十分なチャネル推定の精度が得られない場合がある。このような場合、前後のフレームに含まれる既知信号を用いて互いに補間を行うことによって、チャネル推定の精度を向上できることが良く知られている。

しかしながら特許文献１に開示された方式においては、ＣＰ長が長いフレームの前後にＣＰ長が短いフレームが配置されていた場合、補間が十分にできない。前述の通りＣＰ長は遅延広がり量に基づいて決定されており、ＣＰ長が長いフレームを受信する際には遅延広がり量が大きいことが想定される。一方、ＣＰ長が短いフレームは大きい遅延広がり量には十分に対応することができないために、ＣＰ長が短いフレームに含まれる既知信号を用いてチャネル推定の補間を行うと、十分なチャネル推定の精度が得られない場合がある。これによりＣＰ長が長いフレームを受信する際のチャネル推定に関しては十分な推定精度が得られず、受信性能が劣化してしまうという問題がある。

このように特許文献１に示される方式においては、チャネル応答の時間変動が比較的速い環境において、ＣＰ長が短いフレームに先行する、ＣＰ長が長いフレームの受信性能が劣化する場合がある。

本発明は、異なる遅延広がり量が共存し、かつチャネル応答の時間変動が比較的速い環境においても、受信機側でのチャネル推定精度を向上させて良好な受信性能を得ることを可能とする無線送信方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に従う無線送信方法は、第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレームを生成するステップと；前記第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む第２フレームを生成するステップと；前記第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む信号と、該信号の後ろに付加された後続フレーム中の既知信号を含む一部の信号のコピーとを含む第３フレームを生成するステップと；前記第１フレーム、前記第２フレーム及び前記第３フレームのいずれかを選択的に送信フレームに割り当てるステップと；前記送信フレームを送信するステップと；を具備することを特徴とする。

本発明の他の態様による無線送信方法は、第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレームを生成するステップと；前記第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む第２フレームを生成するステップと；前記第１ＧＩより長いＧＩ長を持つ第３ＧＩが付加され既知信号が含まれる第３シンボルを先頭に、前記第１ＧＩが付加された第１シンボルを先頭意外にそれぞれ含み、前記第１フレームより特定長だけ長い第３フレームを生成するステップと；前記第２ＧＩが付加された第２シンボルを含み、前記第２フレームより前記特定長だけ短いフレーム長を持つ第４フレームを生成するステップと；連続する２つの送信フレームに対する割り当て順序を（ａ）第１フレーム→第１フレーム、（ｂ）第２フレーム→第２フレーム、（ｃ）第１フレーム→第２フレーム及び（ｄ）第４フレーム→第３フレームに制限しつつ、前記第１フレーム、前記第２フレーム、前記第３フレーム及び前記第４フレームのいずれかを選択的に送信フレームに割り当てるステップと；前記送信フレームを送信するステップと；を具備することを特徴とする。

本発明の別の態様に従う無線送信方法は、複数の第１シンボルを第１フレームに割り当て、該第１シンボルより少ない複数の第２シンボルを第２フレームに割り当てるステップと；前記第１シンボル及び第２シンボルにＧＩを付加するステップと；を具備し、前記ＧＩを付加するステップは、（ａ）前記送信フレームが第２フレームに後続しない第１フレームの場合は、第１フレームの長さが第１のフレーム長となるように、前記第１シンボルに第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩを付加するステップと、（ｂ）前記送信フレームが第１フレームに前置しない第２フレームの場合は、第２フレームの長さが前記第１のフレーム長となるように、前記第２シンボルに第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩを付加するステップと、（ｃ）前記送信フレームが第１フレームに先行する第２フレームの場合は、第２フレームの長さが前記第１のフレーム長よりも特定長だけ短い第３のフレーム長となるように、前記第２シンボルに前記第２ＧＩを付加するステップと、（ｄ）前記送信フレームが第２フレームに後続する第１フレームの場合は、第１フレームの長さが前記第１のフレーム長よりも特定長だけ長くなるように、前記第２シンボルのうち既知信号が含まれる先頭シンボルに前記第２ＧＩを付加し、かつ前記先頭シンボル以外のシンボルに前記第１ＧＩを付加するステップと、を有することを特徴とする。

本発明では、例えば遅延広がり量の変化に応じて、ＧＩ長の長いフレーム、ＧＩ長の短いフレームの順で送信を行うときは、後続フレーム中の既知信号を含む一部の信号を末尾にコピーしたＧＩ長の長いフレームを送信することにより、チャネル応答の時間変動が比較的速い環境においても、受信機側でのチャネル推定精度を向上させて良好な受信性能を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る無線送信機によると、図１に示されるようにシンボル生成部１０１によって生成されるシンボルは、フレーム割当部１０２により制御されるスイッチ１０３を介して第１フレーム生成部１０４、第２フレーム生成部１０５及び第３フレーム生成部１０６のいずれかに選択的に入力され、送信フレームが生成される。生成された送信フレームは、無線部１０８によって無線信号に変換され、アンテナ１０９から送信される。すなわち、第１フレーム生成部１０４、第２フレーム生成部１０５及び第３フレーム生成部１０６のいずれかによって生成されたフレームがフレーム割当部１０２によって送信フレームに割り当てられ、当該送信フレームが無線部１０８及びアンテナ１０９を含む送信部によって無線信号として送信される。無線部１０８は、例えばディジタル−アナログ変換器、周波数変換器（アップコンバータ）変調器及び電力増幅器を含む。

シンボル生成部１０１によって生成されるシンボルは、送信すべきビット列を変調することによって得られる複素信号である。変調は大きく、１次変調と２次変調に分類することができる。１次変調とは、ビット信号を１つの複素数値にマッピングする処理を表している。１次変調の例としては、ＡＳＫ(Amplitude Shift Keying)、ＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)、ＰＳＫ(Phase Shift Keying)及びＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)などがあげられる。２次変調は、１次変調した信号にさらに施される変調をいう。２次変調の例としては、ＣＤＭ（code division multiplexing）及びＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）などがあげられる。シンボル生成部１０１でのシンボルを生成するにあたって、２次変調は必ずしも必要ではない。

一例として、１２ビットの信号に１次変調としてＱＰＳＫ変調を施し、２次変調としてＦＦＴサイズ８のＯＦＤＭ変調を施した場合のシンボルの生成過程について説明する。１次変調では１２ビットの信号を２ビットずつに区切り、２ビット毎にＱＰＳＫ変調された６つの複素信号を得る。２次変調ではＦＦＴサイズ８のうちの６個にＱＰＳＫ変調した信号を割り当て、残りの２つに０を割り当てて、離散フーリエ変換を施す。こうして得られた長さ８つの複素信号列が１シンボルである。

別の例として、１２ビットの信号に１次変調として１６ＱＡＭ変調を施し、２次変調として拡散率４倍のＣＤＭ変調を施した場合のシンボルの生成過程について説明する。１次変調では１２ビットの信号を４ビットずつに区切り、４ビット毎に１６ＱＡＭ変調された３つの複素信号を得る。２次変調では、１６ＱＡＭ変調した各信号をそれぞれ４回ずつ繰り返して長さ４の符号列を乗じる。こうして得られた長さ１２の複素信号列を１つのシンボルと呼ぶ。

第１フレーム生成部１０４、第２フレーム生成部１０５及び第３フレーム生成部１０６では、シンボル生成部１０１によって生成されるシンボルに対してＧＩ（ガードインターバル）が付加される。ＧＩとは、シンボルの一部を繰り返してシンボルの後ろまたは前に付加した信号を言う。付加した信号の一部にフィルタリングといった処理を加えてもよい。また例えば付加した信号の一部をヌルにしてもよい。例えば、シンボルが系列長６の複素数値列（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６）であり、シンボルの前にＧＩ長２のＧＩを付加する場合、ＧＩは（Ａ５，Ａ６）となり、ＧＩが付加された後のシンボルは（Ａ５，Ａ６，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６）となる。シンボルの後ろにＧＩ長３のＧＩを付加する場合、ＧＩは（Ａ１，Ａ２，Ａ３）となり、ＧＩが付加された後のシンボルは（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ１，Ａ２，Ａ３）となる。

第１フレーム生成部１０４、第２フレーム生成部１０５及び第３フレーム生成部１０６では、ＧＩが付加されたシンボルを１個以上含み、単位長（最小単位）の整数倍の長さを持つフレームが以下のように生成される。なお、単位長は無線送信装置が送信するフレームのうちの最小のフレーム長に相当する長さに設定される。言い換えると、無線送信装置が送信する全てのフレームのフレーム長は、単位長の整数倍で表される。

第１フレーム生成部１０４では、第１の範囲内のＧＩ長を持つＧＩが付加されたシンボルからなる第１フレームが生成される。第２フレーム生成部１０５では、第２の範囲内のＧＩ長を持つＧＩが付加されたシンボルからなる第２フレームが生成される。第３フレーム生成部１０６では、第２の範囲内のＧＩ長を持つＧＩが付加されたシンボルからなる信号の後ろに、後続フレームの信号の一部を位相が連続するようにコピーして付加した信号からなる第３フレームが生成される。

ここで、第２の範囲内の最小ＧＩ長は、第１の範囲内の最大ＧＩ長よりも大きく、かつ第３フレーム生成部１０６により生成される第３フレームの後続フレームの信号の一部には、既知信号が含まれる。以下、図２（ａ）（ｂ）及び（ｃ）を参照して具体的にフレーム長が１００、シンボル長が１４の場合について第１〜第３フレームの生成方法について説明する。

（第１フレームの生成方法）
第１フレームでは、図２（ａ）に示されるように第１の範囲内のＧＩ長を持つＧＩがシンボルに付加される。第１の範囲は、例えば想定される遅延広がりのうち狭い方を基準として決められる。ここでは一例として第１の範囲を５〜７とする。例えば、ＧＩ長６のＧＩが付加されたシンボル５つで第１フレームを構成することもできるし、ＧＩ長７のＧＩが付加されたシンボル２つ、ＧＩ長６のＧＩが付加されたシンボル１つ、ＧＩ長５のＧＩが付加されたシンボル２つで第１フレームを構成することもできる。

通常は、ＧＩ長が概ね同じになるようにすることが望ましいが、例えばフレーム長とシンボル長の関係から全てのＧＩ長を同じにできない場合には、一部のＧＩだけが他よりも長くなるようにせざるを得ない。このような場合には、例えば既知信号が挿入されているシンボルに付加されたＧＩを長くすることにより、チャネル推定の精度が向上するため、全体として受信性能を向上させることができる。

（第２フレームの生成方法）
第２フレームでは、図２（ｂ）に示されるように第２の範囲内のＧＩ長を持つＧＩがシンボルに付加される。第２の範囲は、例えば想定される遅延広がり量のうちの大きい方（例えば、最大の遅延広がり量）を基準として決められる。第２の範囲は、第１の範囲、フレーム長、シンボル長からも決めることができる。シンボル長が固定の場合、フレームに含まれるシンボル数を減らすことでしか、フレームに含まれるＧＩ長の合計を長くすることができない。すなわち、シンボル長に相当する単位のみでしかＧＩ長の合計を長くできないことになる。

例えば、第１フレームに含まれるシンボル数よりも１つ少ないシンボル数にした場合、それによって見込まれるＧＩ長が、想定される遅延広がり量のうちの大きい方よりも十分広い場合には、シンボル数をもとに第２の範囲を決定すればよい。ここでは一例として、第２の範囲を１０〜１２とする。例えば、長さ１１のＧＩが付加されたシンボル４つで第２フレームを構成することができる。

（第３フレームの生成方法）
第３フレームは、第２の範囲内のＧＩ長を持つＧＩがシンボルに付加されるところまでは第２フレームと同じである。ただし、ここではＧＩが付加されたシンボルの合計長がフレーム長よりも短くなるようにＧＩ長が決定される。例えば、ＧＩ長が１０のＧＩが付加されたシンボル４つの合計長は、４×（１４＋１０）＝９６となる。

図２（ｃ）の左側に示されるように、第３フレームのシンボル４つの合計の残り（１００−９６＝４）の長さの部分Ｐに、後続する信号の一部が後続のフレーム（ここでは第１フレーム）と位相が連続するようにコピーされる。例えば、第３フレームに後続するフレームの先頭シンボルＳ１がＧＩ長６のＧＩが付加された複素数値系列（Ａ９，Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ９，Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４）であったとすると、（Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８）をコピーすることによって、後続のフレームと位相を連続させることができる。

こうして生成される第３フレームにおいては、後続するフレームの先頭シンボルＳ１においてＧＩ長が長くなったようにみなすことができる。すなわち、後続するフレームの先頭シンボルＳ１の長さは実際には６であるが、第３フレームにコピーされた信号によって、ＧＩ長があたかも１０になったかのように見える。言い換えれば、第３フレームにおいては、フレーム内から後続するフレームの先頭シンボルＳ１まで長いＧＩが用いられているとみなすことができる。これにより、後続するフレームの先頭シンボルＳ１に既知信号を挿入すれば、該既知信号と第３フレーム内に含まれる既知信号との補間を行ってチャネル推定を実施することにより、遅延広がり量が大きく、かつチャネル応答の時間変動が比較的速い環境においても、精度のよいチャネル推定を実現することができる。

次に、フレーム割当部１０２について説明する。シンボル生成部１０１によって生成されたシンボルは、フレーム割当部１０２によって制御されるスイッチ１０３を介して、基本的には第１フレーム生成部１０４、第２フレーム生成部１０５及び第３フレーム生成部１０６のいずれかに入力され。フレームが生成される。すなわち、送信フレームに第１フレーム生成部１０４、第２フレーム生成部１０５及び第３フレーム生成部１０６のいずれかによって生成されるフレームがフレーム割当部１０２によって送信フレームに割り当てられる。

本実施形態に係る無線送信装置は、例えばセルラーシステムに適用される。セルラーシステムのような無線通信システムでは、前述したようにサービスの種類による伝搬距離の違いにより異なる遅延広がり量が共存する場合がある。このような場合、異なる遅延広がり量に対して異なる最適なＧＩ長を適用するため、フレーム割当部１０２は遅延広がり量を認識して例えば閾値と比較し、その比較結果に基づいてスイッチ１０３を切り替える。すなわち、遅延広がり量が比較的小さいとき（遅延広がり量が閾値以下のとき）は、図２（ａ）に示されるように、第１フレーム生成部１０４によって生成されるＧＩ長の短い第１フレームが連続して送信される。一方、遅延広がり量が比較的大きいとき（遅延広がり量が閾値に満たないとき）は、図２（ｂ）に示されるように、第２フレーム生成部１０５によって生成されるＧＩ長の短い第２フレームが連続して送信される。

遅延広がり量が比較的小さい状態から遅延広がり量が比較的大きい状態に変化したときは、第１フレームの送信後に第２フレームが送信される。一方、遅延広がり量が比較的大きい状態から遅延広がり量が比較的小さい状態に変化し、第１フレームを送信する必要があるときは、図２（ｃ）に示されるように、第１フレームが送信される直前に、第２フレームの代わりに第２フレームと同じく第１フレームよりＧＩ長が大きい第３フレーム生成部１０６によって生成される第３フレームが送信される。

このように第１の実施形態では第３フレームを適切に用いることにより、遅延広がり量が大きく、かつチャネル応答の時間変動が比較的速い環境においても、精度のよいチャネル推定を実施することができる。例えば、図２（ｂ）に示したように第２フレームが連続して送信されている場合には、第２フレームを第３フレームに置き換える必要がないことは明らかである。

第２フレームの前後に第１フレームを送信しようとする場合、図２（ｃ）に示したように第２フレームを第３フレームに置き換えることによって、上述の効果を最大限に得ることができる。さらに言えば、第２フレームの先頭シンボルに既知信号が挿入されており、かつ最後のシンボルには既知信号が挿入されていない場合には、第２フレームの直後に第１フレームを送信しようとする場合に、この第２フレームを第３フレームに置き換えることによって、上述の効果を最大限に得ることができる。

一方で、第１フレームに先行する第２フレームだけを第３フレームに置き換える場合には、それに伴う制御が必要になる。このような制御をなくしてしまいたい場合には、全ての第２フレームを第３フレームに置き換えてしまってもよい。このようにすることで、フレームの順番変更に伴う制御をする必要がなくなる。

第３フレームのＧＩ長を設定するにあたっては、後続する第１フレームのＧＩ長との関係を考慮することによって、さらに効果を高めることができる。すなわち、第３フレームのＧＩ長と、後続する第１フレームの先頭シンボルＳ１のＧＩ長と、第３フレームの生成にあたってＧＩ長を短くした分に相当する長さの和が同じ程度の値になるようにすることが望ましい。なぜならば、第３フレームにおけるチャネル推定に当たっては、第３フレーム内にある既知信号だけでなく、後続する第１フレームの先頭シンボルＳ１にある既知信号も用いるために、これらに付加されているとみなすことができるＧＩ長が同程度であることが望ましいからである。

前述の例では、第３フレームのＧＩ長は１０、第１フレームのＧＩ長は６であり、また第３フレームの生成にあたってＧＩ長を短くした分に相当する長さが４であるため、実質的なＧＩ長がいずれも１０になっている。これにより上述の効果を最大限に得ることができる。

図１の例では、より一般的とするために第３フレーム生成部１０６に第１フレーム生成部１０４及び第２フレーム生成部１０５からの出力を入力しているが、上述の説明の通り第３フレームを第１フレームと前後して配置した場合に最大限の効果を得ることができることから、第２フレーム生成部１０５の出力を第３フレーム生成部１０６に入力する必要は必ずしもない。すなわち、図１中の第２フレーム生成部１０５の出力から第３フレーム生成部１０６の入力への信号線は削除してかまわない。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る無線送信装置であり、図１に示した第１の実施形態に対して第４フレーム生成部１０７が追加されている。第４フレーム生成部１０７においても、第１〜第３フレーム生成部１０４〜１０６と同様に、ＧＩが付加されたシンボルを１個以上含み、単位長（最小単位）の整数倍の長さを持つフレームが生成される。シンボル生成部１０１によって生成されるシンボルは、フレーム割当部１０２により制御されるスイッチ１０３を介して第１〜第４フレーム生成部１０４〜１０７のいずれかに選択的に入力され、フレームが生成される。生成されたフレームは、無線部１０８によって無線信号に変換され、アンテナ１０９から送信される。

以下、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）を参照して具体的に第１のフレーム長が１００、第２のフレーム長も１００、シンボル長が１４、第１の範囲が５〜７、第２の範囲が１０〜１２の場合を例にとり、第１〜第４フレームの生成方法について説明する。

第１フレームの生成方法及び第２フレームの生成方法については、第１の実施形態と同様である。送信フレームとして第１フレームが連続する場合、第２フレームが連続する場合、及び第１フレームの直後に第２フレームが送信される場合においては、図４（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示すようにそれぞれそのままのフレームが送信される。

フレーム割当部１０２はスイッチ１０３を制御することにより、シンボル生成部１０１からのシンボルを第１フレーム生成部１０４または第２フレーム生成部１０５のいずれかに切り替えて入力させる。第２フレームの直後に送信すべきフレームが第１フレームである場合には、第２フレーム生成部１０５にされることになっていたシンボルが第４フレーム生成部１０７に入力され、これに後続する第１フレーム生成部１０４に入力することになっていたシンボルが第３フレーム生成部１０６に入力される。

言い換えれば、第２フレームの直後に第１フレームが送信フレームに割り当てられた場合には、図４（ｄ）に示されるように第２フレームに代えて第４フレームが送信フレームに割り当てられ、第１フレームに代えて第３フレームが割り当てられる。

この場合、まず第２フレームのＧＩ長を合計で特定長Ｌだけ短くする。例えば特定長Ｌが４で、ＧＩ長１１のＧＩが付加されたシンボル４つで第２フレームが構成されていた場合には、全てのＧＩ長を１０に短縮することによって、フレーム長を４だけ短くすることができる。このようにしてフレーム長が特定長Ｌだけ短い第４フレームを生成することができる。次に、後続する第１フレームの先頭シンボルのＧＩ長を特定長Ｌだけ長くする。例えば、第１フレームが長さ６のＧＩが付加されたシンボル５つで構成されていた場合には、先頭シンボルのみＧＩ長を１０にすることで、フレーム長が特定長Ｌだけ長い第３フレームを生成することができる。

このように第２の実施形態に従い送信フレームの割り当てを行うことによる効果は、第１の実施形態のそれと同等である。すなわち、本実施形態における第４フレーム及び第３フレームを合わせた信号と、第１の実施形態における第３フレームと第１フレームを合わせた信号は、先行フレームのＧＩ長が長く、後続フレームのＧＩ長が短い場合に、後続フレームの先頭シンボルのみＧＩ長が長くなっているとして扱うことができるという点で等価である。一方で、フレームの境界が変わっているという点で、本実施形態は第１の実施形態と異なっている。

特定長Ｌを決定するにあたっては、第４フレームにおけるＧＩ長と、第３フレームの先頭シンボルにおけるＧＩ長が同じ長さになるように設定することが望ましい。このようにすることで、第４フレームのチャネル推定の精度を向上させることができる。

本実施形態においては、第４のフレーム長を特定長Ｌだけ短く設定している分、第３のフレーム長を特定長Ｌだけ長く設定している。さらに、第３フレームにおいて特定長Ｌだけ長くなった分においては、先頭シンボルのＧＩとして用いられている。このような処理をすることにより、第３フレームのうち変換前のフレームに相当する部分については元のフレーム位置と完全に同期する。すなわち、第１フレームを受信する受信機は、このフレームが第３フレームに変換されたことを意識することなく、元の第１フレームと同じ同期タイミングで受信することが可能である。

［第３の実施形態］
次に、図５及び図６を用いて本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係る無線送信装置は、図５に示されるようにシンボル生成部２０１、フレーム割当部２０２、ＧＩ制御部２０３、ＧＩ付加部２０４、無線部２０８及びアンテナ２０９を有する。

シンボル生成部２０１において生成されたシンボルは、フレーム割当部２０２によって送信フレームに割り当てられる。フレーム割当部２０２は、送信フレームに割り当てられたフレームを示すフレーム指示情報を出力する。フレーム指示情報は、ＧＩ制御部２０３に入力される。ＧＩ制御部２０３は、シンボルに付加されるＧＩのＧＩ長をフレーム指示情報に従って制御する。

すなわち、シンボル生成部２０１によって生成されたシンボルはＧＩ付加部２０４に入力される。ＧＩ付加部２０４では、ＧＩ制御部２０３によって指定されたＧＩ長のＧＩが送信フレーム中のシンボルに付加される。ＧＩ付加部２０４によってＧＩが付加されたシンボルを含む送信フレームは、無線部２０８によって無線信号に変換され、アンテナ２０９から送信される。

フレーム割当部２０２からは、フレーム指示情報として例えば第１フレームと第２フレームのいずれのフレームを送信するのかという情報をＧＩ制御部２０３に入力する。第１フレームの生成方法及び第２フレームの生成方法については、第１及び第２の実施形態と同様である。すなわち、第１フレームは第１の範囲内のＧＩ長を持つＧＩが付加されたシンボルからなり、第２フレームは第２の範囲内のＧＩ長を持つＧＩが付加されたシンボルからなる。ここで、第２の範囲内の最小ＧＩ長は、第１の範囲内の最大ＧＩ長よりも大きい。

ＧＩ制御部２０３は、フレーム割当部２０２からのフレーム指示情報に従ってＧＩ付加部２０４において付加されるＧＩのＧＩ長を制御する。これによって、送信フレームとして第１フレームが連続する場合、第２フレームが連続する場合、及び第１フレームの直後に第２フレームが送信される場合においては、第２の実施形態と同様、図６（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示すようにそれぞれそのままのフレームが送信フレームとして送信される。一方、例えば送信フレームとして第２フレーム、第１フレームが連続する場合においては、図６（ｄ）に示すように第１フレームの長さが第１のフレーム長よりも特定長Ｌだけ長くなるように、既知信号が含まれる先頭シンボルに第２の範囲内のＧＩ長を持つＧＩを付加し、かつ先頭シンボル以外のシンボルに第１の範囲内のＧＩ長を持つＧＩを付加し、第２フレームの長さが第2のフレーム長よりも特定長Ｌだけ短くなるように第２の範囲内のＧＩ長を付加する。

以上を整理すると、ＧＩ付加部２０４においては以下のようにＧＩの付加を行う。なお、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は、第１のフレーム長が１００、特定長Ｌが４、シンボル長が１４、第１の範囲が５〜７、第２の範囲が１０〜１２の場合の例を示している。

（ａ）送信フレームが第２フレームに後続しない第１フレームの場合は、図６（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示すように第１フレームの長さが第１のフレーム長となるように、第１シンボルに第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩを付加する。

（ｂ）送信フレームが第１フレームに前置しない第２フレームの場合は、図６（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示すように第２フレームの長さが第１のフレーム長となるように、第２シンボルに第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩを付加する。

（ｃ）送信フレームが第１フレームに先行する第２フレームの場合は、図６（ｄ）に示すように第２フレームの長さが第１のフレーム長よりも特定長Ｌだけ短い第３のフレーム長となるように、第２シンボルに第２ＧＩを付加する。

このように第３の実施形態における第２フレームに後続しない第１フレームの生成方法は、第１及び第２の実施形態における第１フレームの生成方法と同様である。また第１フレームに前置しない第２フレームの生成方法は、第１及び第２の実施形態における第２フレームの生成方法と同様である。

（ｄ）送信フレームが第２フレームに後続する第１フレームの場合は、図６（ｄ）に示すように第１フレームの長さが第１のフレーム長よりも特定長Ｌだけ長くなるように、既知信号が含まれる先頭シンボルに第２ＧＩを付加し、かつ先頭シンボル以外のシンボルに第１ＧＩを付加する。

このように第２フレームの直後に第１フレームを割り当てた場合、第２フレームについてはＧＩ長を短くして第１のフレーム長よりも特定長Ｌだけ短いフレーム長となるようにする。例えば、長さが１０のＧＩが付加されたシンボルを４つで、第１のフレーム長よりも特定長Ｌだけ短いフレーム長とすることができる。

一方、第２フレームの直後にある第１フレームにおいては、先頭シンボルに第２の範囲内の長さを持つＧＩを付加し、先頭以外のシンボルには第１の範囲内のＧＩを付加して、第１のフレーム長よりも特定長Ｌだけ長いフレーム長となるようにする。例えば、先頭のＧＩ長を１０にして、それ以外のＧＩ長を６とすると、フレーム長は１０４になる。

本実施形態による効果は、第１の実施形態及び第２の実施形態における効果と同等である。すなわち、本実施形態において第２フレームの直後に第１フレームを送信する場合の第２フレーム及び第１フレームを合わせた信号と、第２の実施形態における第４フレームと第３フレームをあわせた信号は、先行するフレームのＧＩ長が長く、後続するフレームのＧＩ長が短い場合に、後続するフレームの先頭シンボルのみＧＩ長が長くなっているという点で等価である。

また、本実施形態において第２フレームに後続する第１フレームにおける先頭以外のＧＩ長を第２フレームに後続しない第１フレームにおける先頭以外のＧＩ長とそれぞれ同じにした場合には、第２の実施形態における効果と同様に、この第１フレームを受信する受信機は、フレームの境界が変わったことを意識することなく、第１フレームを同じ同期位置で受信することが可能である。

特定長Ｌを決定するにあたっては、第１フレームに先行する第２フレームにおけるＧＩ長と、第２フレームに後続する第１フレームの先頭シンボルにおけるＧＩ長が同じ長さになるように設定することが望ましい。このようにすることで、第１フレームに先行する第２フレームのチャネル推定の精度を向上させることができる。

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の実施形態に係る無線送信装置を示すブロック図 第１の実施形態におけるフレーム構成の例を示す図 第２の実施形態に係る無線送信装置を示すブロック図 第２の実施形態におけるフレーム構成の例を示す図 第３の実施形態に係る無線送信装置を示すブロック図 第３の実施形態におけるフレーム構成の例を示す図

符号の説明

１０１・・・シンボル生成部
１０２・・・フレーム割当部
１０３・・・スイッチ
１０４・・・第１フレーム生成部
１０５・・・第２フレーム生成部
１０６・・・第３フレーム生成部
１０７・・・第４フレーム生成部
１０８・・・無線部
１０９・・・アンテナ
２０１・・・シンボル生成部
２０２・・・フレーム割当部
２０３・・・ＧＩ制御部
２０４・・・ＧＩ付加部
２０８・・・無線部
２０９・・・アンテナ

Claims (14)

1. ガードインターバル（ＧＩ）が付加されたシンボルを含むフレームを連続して送信する無線送信方法において、
   第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレームを生成するステップと；
   前記第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む第２フレームを生成するステップと；
   前記第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む信号と、該信号の後ろに付加された後続フレーム中の既知信号を含む一部の信号のコピーとを含む第３フレームを生成するステップと；
   前記第１フレーム、前記第２フレーム及び前記第３フレームのいずれかを選択的に送信フレームに割り当てるステップと；
   前記送信フレームを送信するステップと；を具備することを特徴とする無線送信方法。
2. ガードインターバル（ＧＩ）が付加されたシンボルを含むフレームを連続して送信する無線送信装置において、
   第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレームを生成する第１フレーム生成部と；
   前記第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む第２フレームを生成する第２フレーム生成部と；
   前記第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む信号と、該信号の後ろに付加された後続フレーム中の既知信号を含む一部の信号のコピーとを含む第３フレームを生成する第３フレーム生成部と；
   前記第１フレーム、前記第２フレーム及び前記第３フレームのいずれかを選択的に送信フレームに対して割り当てる割当部と；
   前記送信フレームを送信する送信部と；を具備することを特徴とする無線送信装置。
3. 前記割当部は、前記第１フレームの送信直前には前記第１フレームまたは第３フレームのいずれかを優先して割り当てることを特徴とする請求項２に記載の無線送信装置。
4. 前記割当部は、連続する２つの送信フレームに対する割り当て順序を（ａ）第１フレーム→第１フレーム、（ｂ）第２フレーム→第２フレーム及び（ｃ）第３フレーム→第１フレームに制限することを特徴とする請求項２に記載の無線送信装置。
5. 前記割当部は、遅延広がり量及び該遅延広がり量の増減に応じて前記第１フレーム、第２フレーム及び第３フレームのいずれかを選択的に前記送信フレームに割り当てることを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
6. ガードインターバル（ＧＩ）が付加されたシンボルを含むフレームを連続して送信する無線送信方法において、
   第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレームを生成するステップと；
   前記第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む第２フレームを生成するステップと；
   前記第１ＧＩより長いＧＩ長を持つ第３ＧＩが付加され既知信号が含まれる第３シンボルを先頭に、前記第１ＧＩが付加された第１シンボルを先頭以外にそれぞれ含み、前記第１フレームより特定長だけ長い第３フレームを生成するステップと；
   前記第２ＧＩが付加された第２シンボルを含み、前記第２フレームより前記特定長だけ短いフレーム長を持つ第４フレームを生成するステップと；
   連続する２つの送信フレームに対する割り当て順序を（ａ）第１フレーム→第１フレーム、（ｂ）第２フレーム→第２フレーム、（ｃ）第１フレーム→第２フレーム及び（ｄ）第４フレーム→第３フレームに制限しつつ、前記第１フレーム、前記第２フレーム、前記第３フレーム及び前記第４フレームのいずれかを選択的に送信フレームに割り当てるステップと；
   前記送信フレームを送信するステップと；を具備することを特徴とする無線送信方法。
7. ガードインターバル（ＧＩ）が付加された少なくとも１個のシンボルを含むフレームを連続して送信する無線送信装置において、
   第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレームを生成する第１フレーム生成部と；
   前記第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む第２フレームを生成する第２フレーム生成部と；
   前記第１ＧＩより長いＧＩ長を持つ第３ＧＩが付加され既知信号が含まれる第３シンボルを先頭に、前記第１ＧＩが付加された第１シンボルを先頭以外にそれぞれ含み、前記第１フレームより特定長だけ長い第３フレームを生成する第３フレーム生成部と；
   前記第２ＧＩが付加された第２シンボルを含み、前記第２フレームより前記特定長だけ短いフレーム長を持つ第４フレームを生成する第４フレーム生成部と；
   連続する２つの送信フレームに対する割り当て順序を（ａ）第１フレーム→第１フレーム、（ｂ）第２フレーム→第２フレーム、（ｃ）第１フレーム→第２フレーム及び（ｄ）第４フレーム→第３フレームに制限しつつ、前記第１フレーム、前記第２フレーム、前記第３フレーム及び前記第４フレームのいずれかを選択的に送信フレームに割り当てる割当部と；
   前記送信フレームを送信する送信部と；を具備することを特徴とする無線送信装置。
8. 前記割当部は、遅延広がり量及び該遅延広がり量の増減に応じて前記第１フレーム、第２フレーム、第３フレーム及び第４フレームのいずれかを選択的に前記送信フレームに対して割り当てることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
9. ガードインターバル（ＧＩ）が付加された少なくとも１個の一定の長さを持つシンボルを含むフレームを連続して送信する無線送信方法において、
   複数の第１シンボルを第１フレームに割り当て、該第１シンボルより少ない複数の第２シンボルを第２フレームに割り当てるステップと；
   前記第１シンボル及び第２シンボルにＧＩを付加するステップと；を具備し、
   前記ＧＩを付加するステップは、
   （ａ）前記送信フレームが第２フレームに後続しない第１フレームの場合は、第１フレームの長さが第１のフレーム長となるように、前記第１シンボルに第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩを付加するステップと、
   （ｂ）前記送信フレームが第１フレームに前置しない第２フレームの場合は、第２フレームの長さが前記第１のフレーム長となるように、前記第２シンボルに第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩを付加するステップと、
   （ｃ）前記送信フレームが第１フレームに先行する第２フレームの場合は、第２フレームの長さが前記第１のフレーム長よりも特定長だけ短い第３のフレーム長となるように、前記第２シンボルに前記第２ＧＩを付加するステップと、
   （ｄ）前記送信フレームが第２フレームに後続する第１フレームの場合は、第１フレームの長さが前記第１のフレーム長よりも特定長だけ長くなるように、前記第２シンボルのうち既知信号が含まれる先頭シンボルに前記第２ＧＩを付加し、かつ前記先頭シンボル以外のシンボルに前記第１ＧＩを付加するステップと、を有することを特徴とする無線送信方法。
10. ガードインターバル（ＧＩ）が付加された少なくとも１個の一定の長さを持つシンボルを含むフレームを連続して送信する無線送信装置において、
    複数の第１シンボルを含む第１フレーム及び該第１シンボルより少ない複数の第２シンボルを含む第２フレームのいずれかを送信フレームに割り当てる割当部と；
    前記第１シンボル及び第２シンボルにＧＩを付加するＧＩ付加部と；を具備し、
    前記ＧＩ付加部は、
    （ａ）前記送信フレームが第２フレームに後続しない第１フレームの場合は、第１フレームの長さが第１のフレーム長となるように、前記第１シンボルに第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩを付加し、
    （ｂ）前記送信フレームが第１フレームに前置しない第２フレームの場合は、第２フレームの長さが前記第１のフレーム長となるように、前記第２シンボルに第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩを付加し、
    （ｃ）前記送信フレームが第１フレームに先行する第２フレームの場合は、第２フレームの長さが前記第１のフレーム長よりも特定長だけ短い第３のフレーム長となるように、前記第２シンボルに前記第２ＧＩを付加し、
    （ｄ）前記送信フレームが第２フレームに後続する第１フレームの場合は、第１フレームの長さが前記第１のフレーム長よりも特定長だけ長くなるように、前記第２シンボルのうち既知信号が含まれる先頭シンボルに前記第２ＧＩを付加し、かつ前記先頭シンボル以外のシンボルに前記第１ＧＩを付加するように構成されることを特徴とする無線送信装置。
11. 前記割当部は、前記第１フレームまたは第２フレームのいずれを前記送信フレームに割り当てたかを示す指示情報を出力するように構成され、前記ＧＩ付加部は、前記指示情報に従って前記（ａ）（ｂ）（ｃ）または（ｄ）のいずれかによって第１ＧＩまたは第２ＧＩの付加を行うことを特徴とする請求項１０記載の無線送信装置。
12. ガードインターバル（ＧＩ）が付加されたシンボルを含むフレームを連続して送信する無線送信方法において、
    第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレームを生成するステップと；
    前記第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む信号と該信号の後ろに付加された、後続フレーム中の既知信号を含む一部の信号のコピーとを含む第３フレームを生成するステップと；
    前記第１フレーム及び前記第３フレームのいずれかを選択的に送信フレームに割り当てるステップと；
    前記送信フレームを送信するステップと；を具備することを特徴とする無線送信方法。
13. ガードインターバル（ＧＩ）が付加されたシンボルを含むフレームを連続して送信する無線送信装置において、
    第１の範囲内のＧＩ長を持つ第１ＧＩが付加された第１シンボルを含む第１フレームを生成する第１フレーム生成部と；
    前記第１の範囲内の最大値より大きな最小値をもつ第２の範囲内のＧＩ長を持つ第２ＧＩが付加された第２シンボルを含む信号と該信号の後ろに付加された、後続フレーム中の既知信号を含む一部の信号のコピーとを含む第３フレームを生成する第３フレーム生成部と；
    前記第１フレーム及び前記第３フレームのいずれかを選択的に送信フレームに対して割り当てる割当部と；
    前記送信フレームを送信する送信部と；を具備することを特徴とする無線送信装置。
14. 前記割当部は、遅延広がり量及び該遅延広がり量の増減に応じて前記第１フレーム及び第３フレームのいずれかを選択的に前記送信フレームに割り当てることを特徴とする請求項１３記載の無線送信装置。

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