JP2009095045A - マルチキャリア伝送用送信機及びマルチキャリア伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 他のパイロットチャネルに与える干渉を考慮したパイロットチャネルを無線フレーム上に割り当てることが可能なマルチキャリア伝送用送信機を提供する。
【解決手段】 本発明は、少なくとも一つのパイロットシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送用送信機であって、互いに直交する複数のパイロットシンボルパターンを、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てるパイロットシンボル割り当て部を具備することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マルチキャリア伝送用送信機及びマルチキャリア伝送方法に関する。

近年、マルチキャリア伝送を用いた無線伝送についての検討が盛んに行われている。

例えば、無線ＬＡＮの規格である「ＩＥＥＥ８０２.１１ａ」では、マルチキャリア伝送の一種である「ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）」により無線伝送が行われている。

また、マルチキャリア伝送と「ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）」とを組み合わせた無線伝送方式として「ＭＣ/
ＤＳ-ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ-Ｃａｒｒｉｅｒ/Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ-ＣＤＭＡ）」や「ＭＣ-ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ-Ｃａｒｒｉｅｒ-ＣＤＭＡ）」等の無線アクセス方式が提案されている。

ＭＣ/ＤＳ-ＣＤＭＡは、図１２に示すように、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎにおいて、データシンボルに対して拡散符号を用いて拡散を行い、その拡散したデータシンボル（チップ）を時間軸上に並べて（マッピングして）ＤＳ-ＣＤＭＡ信号を生成し、複数のＤＳ-ＣＤＭＡ信号をサブキャリアにより並列伝送する方式である。

一方、ＭＣ-ＣＤＭＡは、図１３に示すように、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎにおいて、データシンボルに対して拡散符号を用いて拡散を行い、その拡散されたデータシンボル（チップ）を複数のサブキャリア上に並べて（マッピングして）並列伝送する方式である。したがって、ＭＣ-ＣＤＭＡでは、データシンボルが、サブキャリア上の複数のシンボルに拡散されて伝送される。

このように、マルチキャリア伝送についての検討が盛んに行われているのは、送信機によって送信された信号が、複数の伝搬路を経て受信機に到達するマルチパス伝搬に対して、マルチキャリア伝送が耐力を有しているためである。

すなわち、マルチパス伝搬が生じる場合には、受信機に遅れて到達した信号が、先に受信機に到達した信号に干渉を及ぼすことが問題となるが、図１４に示すように、マルチキャリア伝送では、１シンボル長が長く、１シンボル長に比較して遅延量が小さいため、上述のマルチパス伝搬による干渉の影響が小さくなる。

ここで、送信機から送信された信号には、振幅や位相に伝送すべき情報が重畳されているため、伝搬路の影響により振幅や位相の変動が生じた場合には、受信機において、伝搬路で生じた振幅や位相の変動を受信信号から取り除き、振幅や位相に重畳された情報を復元する必要がある。

このように、伝搬路で生じた振幅や位相の変動を推定する目的で、送信機と受信機との間で、互いに振幅や位相が既知のシンボルパターン（パイロットシンボルパターン）を伝送し、伝搬路で生じる振幅や位相の変動を推定する方法が知られている。

したがって、マルチキャリア伝送においても、パイロットシンボルパターンを多重するパイロットチャネルの構成方法が非常に重要である。

マルチキャリア伝送におけるパイロットチャネルの構成方法として、特許文献１が、ＯＦＤＭにおいてパイロットチャネルを構成する方法を開示しており、特許文献２が、ＭＣ/ＤＳ-ＣＤＭＡにおいてパイロットチャネルを構成する方法を開示しており、特許文献３が、ＭＣ-ＣＤＭＡにおいてパイロットチャネルを構成する方法を開示している。

これらのパイロットチャネルの構成方法では、無線フレーム内の時間軸方向、周波数軸方向（サブキャリア方向）、符号軸方向の少なくとも１つにおいて、パイロットシンボルパターンを多重する構成が開示されている。

また、非特許文献１には、ＭＣ/ＤＳ-ＣＤＭＡ及びＭＣ-ＣＤＭＡを組み合わせて、時間軸方向及びサブキャリア方向にデータシンボルを２次元に拡散する方法、すなわち、複数のサブキャリアの複数のシンボル区間にデータシンボルを拡散する方法が提案されている。
特開２００１-２０３６６５号 特開２００１-２４４９１３号 特開２００１-１９７０３７号 時間周波数領域同時拡散を用いたＯＦＤＭ-ＣＤＭＡ（須増淳、仁平崇郎、北川恵一、上杉充、加藤修；電子情報通信学会技術報告ＲＣＳ２００-３）

しかしながら、上述のパイロットチャネルの構成方法では、無線フレーム上に多重される特定のパイロットチャネルが、他のパイロットチャネルに与える干渉を考慮していないという問題点があった。

また、上述のデータシンボルを、時間軸方向、サブキャリア方向、又は２次元に拡散する方法では、それぞれの拡散方法における信号伝送特性の優劣が、伝搬路の状態に大きく依存するという問題点があった。

そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、他のパイロットチャネルに与える干渉を考慮したシンボルパターンのパイロットチャネルを無線フレーム上に割り当てることが可能なマルチキャリア伝送用送信機及びマルチキャリア伝送方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間の伝搬路の状態を考慮して拡散方法を制御することが可能なマルチキャリア伝送用送信機及びマルチキャリア伝送方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、少なくとも一つのパイロットシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送用送信機であって、互いに直交する複数のパイロットシンボルパターンを、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てるパイロットシンボル割り当て部を具備することを要旨とする。

かかる発明によれば、パイロットシンボル割り当て部が、互いに直交する複数のパイロットシンボルパターンを少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てるため、マルチキャリア伝送において、他のパイロットチャネルに与える干渉を考慮したシンボルパターンのパイロットチャネルを無線フレーム上に割り当てることができる。

また、かかる発明によれば、パイロットシンボル割り当て部が、複数のパイロットシンボルパターンを少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てるため、各サブキャリアにおいてパイロットシンボルを割り当て可能なシンボル区間（すなわち、パイロットシンボル区間）の数が制限されている場合であっても、多重化可能なパイロットシンボルパターンの周期を長くすることができ、多重化可能なパイロットシンボルパターンの数を増加させることができ、マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間に設定可能な無線チャネル数を増加させることができる。

本発明の第１の特徴において、前記パイロットシンボル割り当て部は、割り当てられるパイロットシンボルパターンの数に応じて、該パイロットシンボルパターンの周期を変更することができる。

本発明の第１の特徴において、前記複数のパイロットシンボルパターンは、直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）符号によって構成されることができる。

本発明の第１の特徴において、前記パイロットシンボル割り当て部は、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間内の所定部分に、前記パイロットシンボルパターンを割り当てることができ、前記パイロットシンボル区間内の同じ部分に割り当てられる前記パイロットシンボルパターンは互いに直交する。

本発明の第１の特徴において、前記パイロットシンボル割り当て部は、連続する所定数のサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に、前記パイロットシンボルパターンを割り当てることができる。

本発明の第２の特徴は、複数のシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送用送信機であって、送信するシンボルを、サブキャリア方向の拡散率及び時間軸方向の拡散率を用いて、前記複数のサブキャリアに渡る複数のシンボル区間に拡散する拡散部と、マルチキャリア伝送用受信機との間の伝搬路の状態に応じて、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させる制御部とを具備することを要旨とする。

かかる発明によれば、制御部が、マルチキャリア伝送用受信機との間の伝搬路の状態に応じて、送信するシンボルを拡散して伝送するサブキャリア方向の拡散率及び時間軸方向の拡散率を変化させるため、伝搬路の状態を考慮した拡散方法の制御を行うことができる。

本発明の第２の特徴において、前記制御部が、マルチキャリア伝送用受信機との間で行われる無線チャネル設定時に、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させることを要旨とする。

本発明の第２の特徴において、前記制御部が、前記伝搬路の状態の変化に追従して、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、少なくとも一つのパイロットシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送方法であって、互いに直交する複数のパイロットシンボルパターンを、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てる工程を有することを要旨とする。

かかる発明によれば、互いに直交する複数のパイロットシンボルパターンを、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てるため、マルチキャリア伝送において、他のパイロットチャネルに与える干渉を考慮したシンボルパターンのパイロットチャネルを無線フレーム上に割り当てることができる。

また、かかる発明によれば、複数のパイロットシンボルパターンを少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てるため、各サブキャリアにおいてパイロットシンボルを割り当て可能なシンボル区間（すなわち、パイロットシンボル区間）の数が制限されている場合であっても、多重化可能なパイロットシンボルパターンの周期を長くすることができ、多重化可能なパイロットシンボルパターンの数を増加させることができ、マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間に設定可能な無線チャネル数を増加させることができる。

本発明の第３の特徴において、割り当てられるパイロットシンボルパターンの数に応じて、該パイロットシンボルパターンの周期を変更することができる。

本発明の第３の特徴において、前記複数のパイロットシンボルパターンは、直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）符号によって構成されることができる。

本発明の第３の特徴において、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間内の所定部分に、前記パイロットシンボルパターンを割り当てることができ、前記パイロットシンボル区間内の同じ部分に割り当てられる前記パイロットシンボルパターンは互いに直交する。

本発明の第３の特徴において、連続する所定数のサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に前記パイロットシンボルパターンを割り当てることができる。

本発明の第４の特徴は、複数のシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送方法であって、送信するシンボルを、サブキャリア方向の拡散率及び時間軸方向の拡散率を用いて、前記複数のサブキャリアに渡る複数のシンボル区間に拡散して伝送する工程と、マルチキャリア伝送用受信機との間の伝搬路の状態に応じて、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させる工程とを有することを要旨とする。

かかる発明によれば、マルチキャリア伝送用受信機との間の伝搬路の状態に応じて、送信するシンボルを拡散して伝送するサブキャリア方向の拡散率及び時間軸方向の拡散率を変化させるため、伝搬路の状態を考慮した拡散方法の制御を行うことができる。

本発明の第４の特徴において、マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間で行われる無線チャネル設定時に、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させることができる。

本発明の第４の特徴において、前記伝搬路の状態の変化に追従して、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、他のパイロットチャネルに与える干渉を考慮したパイロットチャネルを無線フレーム上に割り当てることが可能なマルチキャリア伝送用送信機及びマルチキャリア伝送方法を提供することができる。

また、本発明によれば、マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間の伝搬路の状態を考慮して拡散方法を制御することが可能なマルチキャリア伝送用送信機及びマルチキャリア伝送方法を提供することができる。

（本発明の第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成は、パイロットシンボル割り当て部１７によるパイロットシンボルパターンの割り当て方法を除いて、図１２又は図１３に示す従来のマルチキャリア伝送用送信機の構成と同様である。

本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機は、図１に示すように、少なくとも一つのパイロットシンボル区間からなる無線フレームを、複数のサブキャリア＃１乃至＃８を用いて送信するものである。

なお、本明細書において、「パイロットシンボル」は、「＋１」又は「−１」の値を取る１ビット情報を指し、「パイロットシンボルパターン」は、当該パイロットシンボルが複数集まって構成されるものを指す。例えば、「パイロットシンボルパターン」には、図２に示す「＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１（パイロットシンボルパターン＃１）」等が含まれる。なお、「パイロットシンボルパターン」は、任意の周期のシンボル区間（上述のパイロットシンボルパターン＃１では、８シンボル区間）を取ることができる。

また、本明細書において、「直交する」とは、図２示す「＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１（パイロットシンボルパターン＃１）」と「＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１（パイロットシンボルパターン＃２）」との関係のように、各パイロットシンボルパターン内の対応するパイロットシンボル同士を乗算し、全ての乗算結果の合計が「０」となることをいう。

図１では、複数のサブキャリア＃１乃至＃８のそれぞれにおいて「パイロットシンボル」を多重可能な時間軸方向の区間（パイロットシンボル区間）が「４シンボル区間」だけ存在する。

すなわち、図１では、マルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７が、上述の４シンボル区間（以下、パイロットシンボル区間）に、パイロットシンボルを割り当てることができる。なお、他のシンボル区間（以下、データシンボル区間）には、データシンボルが割り当てられる。

かかる場合、各無線フレーム当たり、４シンボル区間のパイロットシンボル区間しか存在しないため、従来のマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、各サブキャリアにおいて、互いに直交するシンボルパターンを持つパイロットシンボルパターン（以下、直交パイロットシンボルパターン）として、４シンボル区間を周期とする（４シンボル周期の）パイロットシンボルパターンしか多重することができず、最大で４種類のパイロットシンボルパターンしか多重することができなかった。

一方、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、複数のサブキャリアにまたがるパイロットシンボル区間に、例えば、２サブキャリアにまたがるパイロットシンボル区間に、複数の直交パイロットシンボルパターンを割り当てることができるので、パイロットシンボル区間が４シンボル区間しかない場合であっても、８シンボル周期の直交パイロットシンボルパターンを多重することができ、最大で８種類の直交パイロットシンボルパターンを多重することができる。

特に、セルラーシステムでは、基地局において複数のアンテナを用いた指向性ビーム送信を移動局ごとに適用した場合には、各移動局向けに個別のパイロットチャネルを用いる必要があるため、このようにして、直交パイロットシンボルパターン（パイロットチャネル）の多重数を増加させることにより、基地局と移動局との間の無線チャネルの接続数を増加させることができ有効である。

図１では、８シンボル周期の直交パイロットシンボルパターンを割り当てる場合の一例を示しており、２サブキャリアごとに、かかる直交パイロットシンボルパターンが繰り返し割り当てられている。

このように、本実施形態によれば、複数のサブキャリア＃１乃至＃８に渡るパイロットシンボル区間に直交パイロットシンボルパターンを割り当てることで、直交パイロットシンボルパターンの周期を長くすることができるため、多重可能な直交パイロットシンボルパターンの数を増大させることが可能となる。

なお、複数のサブキャリア＃１乃至＃８に渡って直交パイロットシンボルパターンを割り当てた場合に、マルチキャリア伝送用受信機側で受信したパイロットチャネル間の直交性の崩れが小さくなるためには、直交パイロットシンボルパターンを割り当てたサブキャリアが受ける伝搬路変動の相関が大きいことが必要であるが、多数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送では、近接するサブキャリアが受ける伝搬路変動の相関が大きいため、上述の直交性の崩れの影響を小さくすることを実現可能である。

したがって、本実施形態によれば、マルチキャリア伝送において、互いに直交なシンボルパターンを有する直交パイロットシンボルパターンを無線フレームに多重化し、他のパイロットチャネルに与える干渉の小さいシンボルパターンのパイロットチャネルを無線フレーム上に割り当てることができる。

また、本実施形態によれば、パイロットシンボル割り当て部１７が、複数のパイロットシンボルパターンを複数のサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てるため、各サブキャリア（無線フレーム）においてパイロットシンボル区間の数が制限されている場合であっても、多重可能なパイロットシンボルパターンの周期を長くすることができ、多重可能なパイロットシンボルパターンの数を増加させることができ、マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間に設定可能な無線チャネル数を増加させることができる。

図２は、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７が、４シンボル区間（時間軸方向）×２サブキャリア（サブキャリア方向）＝８シンボル周期の直交パイロットシンボルパターンを割り当てる場合の例を示すものである。

図２には、８種類の直交パイロットシンボルパターン＃１乃至＃８が示されている。本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、２つのサブキャリア＃ｉ及び＃ｉ＋１内の８個のパイロットシンボル区間（４シンボル区間×２サブキャリア）に、８種類のパイロットシンボルパターン（パイロットシンボルパターン＃１乃至＃８）をそれぞれ多重することができる。

（本発明の第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図３及び図４を参照しながら説明する。本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成は、第１の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成と同様である。

本実施形態では、複数のサブキャリア＃１乃至＃８のそれぞれに、４シンボル区間のパイロットシンボル区間が存在する場合の例を示しており、割り当てる直交パイロットシンボルパターンは、第１の実施形態と同様のものを用いて説明する。

本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、パイロットシンボルパターンの周期に応じて、当該パイロットシンボルパターンのそれぞれを割り当てるサブキャリアの数を変更することができる。

また、パイロットシンボル割り当て部１７は、多重化されているパイロットチャネル数（すなわち、割り当てられるパイロットシンボルパターンの数）に応じて、パイロットシンボルパターンが直交する周期（パイロットシンボルパターンの周期）を可変にすることができる。

具体的には、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、図３に示すように、パイロットチャネルの多重数に応じて、パイロットシンボルパターン＃１乃至＃８の直交パイロットシンボルパターン（８シンボル周期）を、１つ又は２つのサブキャリアに順に割り当てることができる。

この割り当て方法では、図３のとおり、パイロットチャネルの多重数が４までの場合には、パイロットシンボルパターン＃１から＃４までの直交パイロットシンボルパターンにより、１つのサブキャリア内の４シンボル周期で直交化を実現できる。

また、パイロットチャネルの多重数が８までの場合には、パイロットシンボルパターン＃１乃至＃４に、パイロットシンボルパターン＃５から＃８までの直交パイロットシンボルパターンを加えることで、２つのサブキャリアに渡る８シンボル周期で直交化を実現できる。

図４に、より一般的な直交パイロットシンボルパターンの一例として、直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）符号を用いた例を示している。ＯＶＳＦ符号は、「Ｋｏｉｃｈｉ Ｏｋａｗａ ａｎｄ Ｆｕｍｉｙｕｋｉ Ａｄａｃｈｉ, “Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｏｒｗａｒｄ ｌｉｎｋ ｕｓｉｎｇ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍｕｌｔｉ-ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｄｅｓ ｆｏｒ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ＤＳ-ＣＤＭＡ ｍｏｂｉｌｅ ｒａｔｉｏ”, ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ, ｖｏｌ．Ｅ８１-Ｂ， ｎｏ．４， ｐｐ．７７７-７８４， Ａｐｒｉｌ １９９８」において詳しく説明されている。

図４に示すように、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、ＯＶＳＦ符号を生成する際の階層構造に基づいて、かつ、パイロットチャネルの多重数に基づいて、割り当てる直交パイロットシンボルパターンを選択すれば、パイロットチャネルの多重数が少ない場合には、少ないサブキャリアで直交化を実現でき、パイロットチャネルの多重数が増加するにつれて、複数のサブキャリアを用いて直交化を実現することができる。

図４では、パイロットチャネルの多重数が８までの例が示されているが、ＯＶＳＦ符号の生成パターンに基づいて、順次、パイロットチャネルの多重数を増加させることが可能である。

（本発明の第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図５を参照しながら説明する。本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成は、第１の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成と同様である。

図５に示すように、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、サブキャリア＃１乃至＃６のうち、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間内の所定部分（＃Ａや＃Ｂ等）に、図２に示すパイロットシンボルパターン＃１乃至＃８を割り当てる。

図５では、パイロットシンボル割り当て部１７は、連続する所定数（二つ）のサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間（＃Ａや＃Ｂ等）に、図２に示すパイロットシンボルパターン＃１乃至＃８を割り当てるように構成されている。

すなわち、パイロットシンボル割り当て部１７は、図２に示すパイロットシンボルパターン＃１から＃８を、２サブキャリアごとに、合計６サブキャリアに渡って割り当てている。

ここで、パイロットシンボル区間内の同じ部分（＃Ａや＃Ｂ等）に割り当てられるパイロットシンボルパターン＃１乃至＃８は、互いに直交する。

ここで、部分＃Ａは、サブキャリア＃１のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４と、当該サブキャリア＃１に連続するサブキャリア＃２のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４とによって構成されている。

また、部分＃Ｂは、サブキャリア＃２のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４と、当該サブキャリア＃２に連続するサブキャリア＃３のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４とによって構成されている。

また、部分＃Ｃは、サブキャリア＃３のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４と、当該サブキャリア＃３に連続するサブキャリア＃４のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４とによって構成されている。

また、部分＃Ｄは、サブキャリア＃４のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４と、当該サブキャリア＃４に連続するサブキャリア＃５のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４とによって構成されている。

また、部分＃Ｅは、サブキャリア＃５のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４と、当該サブキャリア＃５に連続するサブキャリア＃６のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４とによって構成されている。

すなわち、部分＃Ａ乃至＃Ｅは、時間軸方向の４シンボル区間と、サブキャリア方向の２シンボル区間によって構成されている。

換言すると、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、所定数のサブキャリア＃１乃至＃６により構成される複数のシンボル区間の集合において、所定のシンボル区間（部分＃Ａ乃至＃Ｅ）に、パイロットシンボルパターン＃１乃至＃８を構成する複数のパイロットシンボルを割り当てるように構成されている。

ここで、複数のシンボル区間の集合において同一のシンボル区間に割り当てられたパイロットシンボルからなるパイロットシンボルパターン同士は、互いに直交する。

例えば、図５に示すように、パイロットシンボル区間の部分＃Ａ乃至＃Ｅのそれぞれに割り当てられたパイロットシンボルパターン同士＃１乃至＃８、例えば、「＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１（パイロットシンボルパターン＃１）」と「＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１（パイロットシンボルパターン＃２）」は、互いに直交する。

本実施形態によれば、任意の２サブキャリアごとに直交化を実現できるため、例えば、各サブキャリアの伝搬路変動を推定する際、より精度よく推定することができる。

（本発明の第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、図６及び図７を参照しながら説明する。本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成は、第１の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成と同様である。

図６に示すように、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、サブキャリア＃１乃至＃６のうち、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間内の所定部分（＃Ｇ等）に、図３に示すパイロットシンボルパターン＃１乃至＃４を割り当てる。

図６では、パイロットシンボル割り当て部１７は、パイロットシンボル区間の部分＃Ｆ及び＃Ｇに、パイロットシンボルパターン＃１乃至＃４を割り当てるように構成されている。

ここで、パイロットシンボル区間内の同じ部分（＃Ｆや＃Ｇ等）に割り当てられるパイロットシンボルパターン＃１乃至＃４は、互いに直交する。

また、部分＃Ｆは、サブキャリア＃１のパイロットシンボル区間＃１乃至＃４によって構成されている。すなわち、部分＃Ｆは、時間軸方向の４シンボル区間（パイロットシンボル区間を構成する全てのシンボル区間）と、サブキャリア方向の１シンボル区間とによって構成されている。

また、部分＃Ｇは、サブキャリア＃１のパイロットシンボル区間＃１及び＃２と、当該サブキャリア＃１に連続するサブキャリア＃２のパイロットシンボル区間＃１及び＃２とによって構成されている。すなわち、部分＃Ｇは、時間軸方向の２シンボル区間（パイロットシンボル区間を構成するシンボル区間の一部）と、サブキャリア方向の２シンボル区間によって構成されている。

図６のように、パイロットシンボル割り当て部１７は、部分＃Ｆと部分＃Ｇのように、互いに重なり合う部分に対して、上述のパイロットシンボルパターン＃１乃至＃４を割り当てることができる。

換言すると、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部１７は、所定数のサブキャリア＃１乃至＃６により構成される複数のシンボル区間の集合において、所定のシンボル区間（＃Ｆや＃Ｇ等）に、パイロットシンボルパターン＃１乃至＃８を構成する複数のパイロットシンボルを割り当てる。

ここで、複数のシンボル区間の集合において同一のシンボル区間＃Ｆ又は＃Ｇに割り当てられたパイロットシンボルからなるパイロットシンボルパターン同士は、互いに直交する。

例えば、図６に示すように、パイロットシンボル区間の部分＃Ｆ又は＃Ｇのそれぞれに割り当てられたパイロットシンボルパターン＃１乃至＃４、例えば、「＋１，＋１，＋１，＋１（パイロットシンボルパターン＃１）」と「＋１，−１，＋１，−１（パイロットシンボルパターン＃２）」は、互いに直交する。

ずなわち、本実施形態では、パイロットシンボル割り当て部１７は、図６に示すように、パイロットシンボルパターン＃１から＃４までの間で、時間軸方向の４シンボル区間でパイロットチャネルの直交性を保つようにパイロットシンボルパターンを割り当てることができ、かつ、サブキャリア方向の２シンボル区間及び時間軸方向の２シンボル区間でパイロットチャネルの直交性を保つようにパイロットシンボルパターンを割り当てることができる。

このようなパイロットシンボルパターンの割り当て方法を用いることで、例えば、図７に示すように、無線フレーム内が２スロット構成（スロット＃１及び＃２からなる構成）であり、各スロットが２シンボル区間のパイロットシンボル区間を有し、無線フレームを構成する各スロットのパイロットシンボル区間に、２つのパイロットシンボルが多重化されている場合に、無線フレーム内の時間軸方向の４シンボル区間で直交化を実現し、また一方で、スロット内のサブキャリア方向の２シンボル区間と時間軸方向の２シンボル区間でも直交化を実現可能であり、４個までの直交パイロットシンボルパターンを用いることができる。

（本発明の第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について、図８乃至図１１を参照しながら説明する。

図８に、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の概略構成を示す。本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機は、複数のシンボル区間を有する無線フレームを複数のサブキャリア＃１乃至＃ｎを用いて送信するものである。

本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機は、図８に示すように、データシンボル生成部１１と、直並列変換部１２と、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎと、サブキャリア周波数乗算部１４１乃至１４ｎと、合成部１５と、複製部１６１乃至１６ｎと、伝搬路状態監視部１８と、制御部１９とを具備している。

以下、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成について、上述の実施形態１乃至４に係るマルチキャリア伝送用送信機の構成と異なる点を重点的に説明する。

拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎは、送信するシンボル（データシンボル）を、サブキャリア方向の拡散率及び時間軸方向の拡散率を用いて、複数のサブキャリアに渡る複数のシンボル区間に拡散するものである。

具体的には、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎは、図９に示すように、時間軸方向にＳＦＴｉｍの大きさ（拡散率）で、かつ、サブキャリア方向にＳＦＦｒｅｑの大きさ（拡散率）で、送信するシンボル（データシンボル）の拡散を行うものである。図９には、ＳＦＴｉｍ＝２で、かつＳＦＦｒｅｑ＝４で、送信するシンボル（データシンボル）を拡散する場合の例が示されている。

このように、２次元上にシンボルを拡散して無線チャネルを構成する場合、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎは、異なる拡散符号のシンボルパターンを用いれば、複数の無線チャネルを多重化することが可能である。

伝搬路状態監視部１８は、伝搬路の状態、すなわち、マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間の無線チャネルの状態を監視するものである。

制御部１９は、伝搬路の状態、すなわち、マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間の無線チャネルの状態に応じて、サブキャリア方向の拡散率ＳＦＦｒｅｑ及び時間軸方向の拡散率ＳＦＴｉｍを変化させるものである。

また、制御部１９は、マルチキャリア伝送用受信機との間で行われる無線チャネル設定時に、サブキャリア方向の拡散率ＳＦＦｒｅｑ及び時間軸方向の拡散率ＳＦＴｉｍを変化させることができる。

また、制御部１９は、伝搬路の状態の変化に追従して、サブキャリア方向の拡散率ＳＦＦｒｅｑ及び時間軸方向の拡散率ＳＦＴｉｍを変化させることができる。

なお、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎにより用いられる拡散符号のシンボルパターンが、互いに直交するシンボルパターンであれば、マルチキャリア伝送用送信機側では、多重化された無線チャネルの直交性は保たれているが、マルチキャリア伝送用受信機側では、拡散されたシンボルが、伝搬路において異なる位相や振幅の変動の影響を受けることによって、多重化された無線チャネルの直交性が崩れ、干渉が発生するため、受信特性が劣化する。

また、伝搬路では、時間軸方向のシンボルに対しては、最大ドップラ周波数の大きさにより位相や振幅の変動の大きさが変化し、サブキャリア方向のシンボルに対しては、伝搬路の遅延スプレッドの大きさにより位相や振幅の変動の大きさが変化する。

したがって、伝搬路の変動の影響による多重された無線チャネル間の直行性の崩れを緩和するためには、制御部１９が、最大ドップラ周波数や遅延スプレッドの大きさ等に応じて、直交性の保たれる範囲でＳＦＴｉｍやＳＦＦｒｅｑの大きさを適応的に設定することが有効である。

例えば、制御部１９が、最大ドップラ周波数ｆＤによる時間軸方向のシンボルの振幅や位相の変動に対して、ＳＦＴｉｍの大きさで多重された無線チャネル間の直交性を保つことができるように、ＳＦＴｉｍ＜１/ｆＤの大きさを満たす最大のＳＦＴｉｍを設定することが有効である。

また、制御部１９が、遅延スプレッドτによるサブキャリア方向のシンボルの振幅や位相の変動に対して、ＳＦＦｒｅｑの大きさで多重された無線チャネル間の直交性を保つことができるように、ＳＦＦｒｅｑ＜１/τを満たす最大のＳＦＦｒｅｑを設定することが有効である。

ここで、ＳＦＴｉｍ及びＳＦＦｒｅｑは、上述の関係を満たす最大の拡散率と定義しているが、これは、セルラー環境における他セルからの干渉を低減する目的のための一例であって、他の制御方法によって設定されることもできる。

以上より、時間軸方向のシンボル又はサブキャリア方向のシンボルに対して、伝搬路の変動の影響による無線チャネルの直交性の崩れに起因した干渉の影響の小さい高品質な伝送が可能となる。

図１０及び図１１に、本実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の動作を示すフローチャート図である。図１０は、制御部１９が、マルチキャリア伝送用受信機との間で行われる無線チャネル設定時にサブキャリア方向の拡散率ＳＦＦｒｅｑ及び時間軸方向の拡散率ＳＦＴｉｍを変化させる場合のフローチャートを示し、図１１は、制御部１９が、伝搬路の状態の変化に追従して、サブキャリア方向の拡散率ＳＦＦｒｅｑ及び時間軸方向の拡散率ＳＦＴｉｍを変化させる場合のフローチャート図を示す。

第１に、図１０に示すマルチキャリア伝送用送信機の動作を説明する。図１０に示すように、ステップ１００１において、マルチキャリア伝送用受信機宛てに送信するデータシンボルが発生する。ステップ１００２において、制御部１９が、当該データシンボルを送信する前に、伝搬路状態監視部１８により監視されたマルチキャリア伝送用受信機と当該マルチキャリア伝送用送信機との間の伝搬路の状態に基づいて、時間軸方向の拡散率ＳＦＴｉｍとサブキャリア方向の拡散率ＳＦＦｒｅｑを決定する。

ステップ１００３において、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎが、制御部１９により決定された拡散率ＳＦＴｉｍ及びＳＦＦｒｅｑに基づいてデータシンボルを拡散して、サブキャリア周波数乗算部１４１乃至１４ｎ及び合成部１５が、マルチキャリア伝送用受信機宛てに当該拡散されたデータシンボルの送信を行う。

マルチキャリア伝送用受信機と当該マルチキャリア伝送用送信機との間の伝搬路の状態が頻繁に変化しない環境下では、データシンボルの送信機会ごとに、拡散率ＳＦＴｉｍ及びＳＦＦｒｅｑを設定すれば、上述の伝搬路の環境に追従できるため、本動作による方法が適している。

第２に、図１１に示すマルチキャリア伝送用送信機の動作を説明する。図１１に示すように、ステップ１１０１において、マルチキャリア伝送用受信機宛てに送信するデータシンボルが発生する。ステップ１１０２において、制御部１９が、当該データシンボルを送信する前に、伝搬路状態監視部１８により監視されたマルチキャリア伝送用受信機と当該マルチキャリア伝送用送信機との間の伝搬路の状態に基づいて、時間軸方向の拡散率ＳＦＴｉｍとサブキャリア方向の拡散率ＳＦＦｒｅｑを決定する。

ステップ１１０３において、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎが、制御部１９により決定された拡散率ＳＦＴｉｍ及びＳＦＦｒｅｑに基づいてデータシンボルを拡散して、サブキャリア周波数乗算部１４１乃至１４ｎ及び合成部１５が、マルチキャリア伝送用受信機宛てに当該拡散されたデータシンボルの送信を行う。

ステップ１１０４において、制御部１９が、マルチキャリア伝送用受信機と当該マルチキャリア伝送用送信機との間の伝搬路の状態の変化に追従して、サブキャリア方向の拡散率ＳＦＦｒｅｑ及び時間軸方向の拡散率ＳＦＴｉｍを変化させる。そして、拡散符号乗算部１３１乃至１３ｎが、制御部１９により更新された拡散率ＳＦＴｉｍ及びＳＦＦｒｅｑに基づいてデータシンボルを拡散して、サブキャリア周波数乗算部１４１乃至１４ｎ及び合成部１５が、マルチキャリア伝送用受信機宛てに当該拡散されたデータシンボルの送信を行う。

本動作による方法によれば、例えば、マルチキャリア伝送用受信機が高速移動している環境等の、マルチキャリア伝送用受信機と当該マルチキャリア伝送用送信機との間の伝搬路の状態が頻繁に変化する環境下では、当該伝搬路の変動に追従した適切な拡散率ＳＦＴｉｍ及びＳＦＦｒｅｑの設定が可能となり、結果として、高品質な信号伝送が実現できる。

以上の実施形態において、サブキャリア数及びシンボル区間数を具体的に記載しているが、本発明は、これらのサブキャリア数及びシンボル区間数を用いた構成に限定されるものではない。

本発明は、上述の実施形態に係る発明と同様に、他のパイロットチャネルに与える干渉を考慮して、割り当てるパイロットシンボルパターンの周期の長さに応じて決定された「ｎ（１以上の整数）サブキャリア」の「ｍ（１以上の整数）シンボル区間」を用いた構成にも適用可能である。

本発明に係るマルチキャリア伝送用送信機は、例えば、ＯＶＳＦ符号を利用する場合には、「ｎ」と「ｍ」が、それぞれ２のべき乗であって、「ｎ×ｍ」が、パイロットシンボルパターンの周期の長さになるように、「ｎ」及び「ｍ」を決定することができる。また、本発明に係るマルチキャリア伝送用送信機は、その他の符号を利用する場合には、「ｎ」と「ｍ」が、それぞれ２のべき乗であるように構成する必要は無い。

本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部が、直交パイロットシンボルを割り当てる場合の具体例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部によって割り当てられる直交パイロットシンボルの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部によって割り当てられる直交パイロットシンボルの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部によって割り当てられる直交パイロットシンボルの一例であるＯＶＳＦ符号を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部が、直交パイロットシンボルを割り当てる場合の具体例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機のパイロットシンボル割り当て部が、直交パイロットシンボルを割り当てる場合の具体例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の直交パイロットシンボルの割り当て方法を、２スロット構成の無線フレームに適用する場合の具体例を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の概略構成図である。 本発明の第５の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機によるデータシンボルの拡散方法を説明するための図である。 本発明の第５の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の動作を示すフローチャート図である。 本発明の第５の実施形態に係るマルチキャリア伝送用送信機の動作を示すフローチャート図である。 従来技術に係るＭＣ/ＤＳ-ＣＤＭＡ伝送用送信機の概略構成図である。 従来技術に係るＭＣ-ＣＤＭＡ伝送用送信機の概略構成図である。 従来技術に係るマルチキャリア伝送により、マルチパス伝搬による干渉の影響が小さくなる原因を説明するための図である。

符号の説明

１１…データシンボル生成部
１２…直並列変換部
１３…拡散符号乗算部
１４…サブキャリア周波数乗算部
１５…合成部
１６…複製部
１７…パイロットシンボル割り当て部
１８…伝搬路状態監視部
１９…制御部

Claims (16)

1. 少なくとも一つのパイロットシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送用送信機であって、
   互いに直交する複数のパイロットシンボルパターンを、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てるパイロットシンボル割り当て部を具備することを特徴とするマルチキャリア伝送用送信機。
2. 前記パイロットシンボル割り当て部は、割り当てられるパイロットシンボルパターンの数に応じて、該パイロットシンボルパターンの周期を変更することを特徴とする請求項１に記載のマルチキャリア伝送用送信機。
3. 前記複数のパイロットシンボルパターンは、直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）符号によって構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチキャリア伝送用送信機。
4. 前記パイロットシンボル割り当て部は、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間内の所定部分に、前記パイロットシンボルパターンを割り当て、
   前記パイロットシンボル区間内の同じ部分に割り当てられる前記パイロットシンボルパターンは互いに直交することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマルチキャリア伝送用送信機。
5. 前記パイロットシンボル割り当て部は、連続する所定数のサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に、前記パイロットシンボルパターンを割り当てることを特徴とする請求項４に記載のマルチキャリア伝送用送信機。
6. 複数のシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送用送信機であって、
   送信するシンボルを、サブキャリア方向の拡散率及び時間軸方向の拡散率を用いて、前記複数のサブキャリアに渡る複数のシンボル区間に拡散する拡散部と、 マルチキャリア伝送用受信機との間の伝搬路の状態に応じて、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させる制御部とを具備することを特徴とするマルチキャリア伝送用送信機。
7. 前記制御部は、マルチキャリア伝送用受信機との間で行われる無線チャネル設定時に、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させることを特徴とする請求項６に記載のマルチキャリア伝送用送信機。
8. 前記制御部は、前記伝搬路の状態の変化に追従して、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させることを特徴とする請求項６又は７に記載のマルチキャリア伝送用送信機。
9. 少なくとも一つのパイロットシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送方法であって、
   互いに直交する複数のパイロットシンボルパターンを、少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に割り当てる工程を有することを特徴とするマルチキャリア伝送方法。
10. 割り当てられるパイロットシンボルパターンの数に応じて、該パイロットシンボルパターンの周期を変更することを特徴とする請求項９に記載のマルチキャリア伝送方法。
11. 前記複数のパイロットシンボルパターンは、直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）符号によって構成されることを特徴とする請求項９又は１０に記載のマルチキャリア伝送方法。
12. 少なくとも二つのサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間内の所定部分に、前記パイロットシンボルパターンを割り当て、
    前記パイロットシンボル区間内の同じ部分に割り当てられる前記パイロットシンボルパターンは互いに直交することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のマルチキャリア伝送方法。
13. 連続する所定数のサブキャリアに渡るパイロットシンボル区間に前記パイロットシンボルパターンを割り当てることを特徴とする請求項１２に記載のマルチキャリア伝送方法。
14. 複数のシンボル区間を有する複数のサブキャリアを送信するマルチキャリア伝送方法であって、 送信するシンボルを、サブキャリア方向の拡散率及び時間軸方向の拡散率を用いて、前記複数のサブキャリアに渡る複数のシンボル区間に拡散して伝送する工程と、
    マルチキャリア伝送用受信機との間の伝搬路の状態に応じて、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させる工程とを有することを特徴とするマルチキャリア伝送方法。
15. マルチキャリア伝送用送信機とマルチキャリア伝送用受信機との間で行われる無線チャネル設定時に、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させることを特徴とする請求項１４に記載のマルチキャリア伝送方法。
16. 前記伝搬路の状態の変化に追従して、前記サブキャリア方向の拡散率及び前記時間軸方向の拡散率を変化させることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のマルチキャリア伝送方法。

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