JP2010114945A - 無線受信装置及び無線受信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】データの伝送速度を向上させること。
【解決手段】同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、あるチャネルに復調のためのシンボル101を挿入した時刻の他のチャネルのシンボル109では、同相−直交平面における同相および直交信号はゼロの信号とする送信方法であり、これにより、複数の変調信号を多重して送信し、受信装置では、送信された多重変調信号を分離、復調する。
【選択図】図1

Description

本発明は、無線受信装置及び無線受信方法に関する。
従来より、この送信方法および受信方法としては、例えば、特許文献1に記載されているようなものがあった。図87は、前記特許文献1に記載された送信方法および受信方法を示すものである。
図87において、アンテナは、および複数の受信アンテナRA1(8701)乃至RAP(8703)、第1のデータブロックb1[n,k](8704)を受信する第1の空間−時間符号化器STE1(8705)と、第2のデータブロックb2[n,k](8706)を受信する第2の空間−時間符号化器STE2(8707)とを通して、それぞれ符号化された2つの信号が、逆高速フーリエ変換IFFT(8708乃至8711)で変調された後、4本の送信アンテナTA1(8712)乃至TA4(8715)がOFDM信号を送信する。
アンテナTA1(8712)乃至TA4(8715)によって送信された信号は、受信アンテナRA1(8701)乃至RAP(8703)によって受信される。受信された信号r1[n,k](8716)乃至rp[n,k](8718)はそれぞれ高速フーリエ変換(FFT)サブシステムFFT1(8719)乃至FFTp(8721)によって変換され、空間−時間プロセッサSTP(8722)に供給される。プロセッサSTP(8722)は検出された信号情報を、第1および第2の各空間−時間復号化器STD1(8723)およびSTD2(8724)に供給する。チャネルパラメータ推定器CPE(8725)は、その変換された信号を受信し、その変換された信号からチャネルパラメータ情報が判定され、その後、信号を復号化する際に用いるために空間−時間プロセッサSTP(8722)に供給される。
特開2002−44051号公報(第3−5頁、第10−11頁、第4図)
しかしながら、上記従来の構成では、同一周波数帯域の複数チャネル間の同期、周波数オフセットという問題を考慮していないので、多重された信号を分離するのに最も重要なチャネル推定の精度を確保することが困難であるという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされ、その目的とするところは多重変調信号からチャネル推定を精度良く、かつ簡単に行うことを可能とした無線受信装置及び無線受信方法を提供することにある。
本発明の態様の一つは、同一周波数帯域に少なくとも1つの変調信号を少なくとも1つのアンテナで送信する送信方法であって、第1の時刻において、少なくとも1つのアンテナから少なくとも1つの変調信号を送信し、第2の時刻において、前記送信される変調信号数は、前記第1の時刻での変調信号数より多い送信方法である。
本発明によれば、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置において、受信した多重変調信号を容易に分離することができるという効果が得られる。
本発明の第1の実施の形態におけるチャネルAおよびチャネルBのフレーム構成を示す図 本発明の第1の実施の形態における送信装置の構成を示す図 本発明の第1の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第1の実施の形態における同相−直交平面における信号点配置を示す図 本発明の第1の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第1の実施の形態におけるシンボル、伝送路歪み及び受信直交ベースバンド信号の関係を示す図 本発明の第1の実施の形態におけるチャネルAおよびチャネルBのフレーム構成を示す図 本発明の第2の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第2の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第2の実施の形態における伝送路歪み推定信号を示す図 本発明の第3の実施の形態における信号のフレーム構成を示す図 本発明の第3の実施の形態における送信装置の構成を示す図 本発明の第3の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第3の実施の形態におけるパイロットシンボルと乗算する符号の関係を示す図 本発明の第3の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第3の実施の形態における伝送路歪み推定部の構成を示す図 本発明の第3の実施の形態における時間軸における伝送路歪み量を示す図 本発明の第4の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第4の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第5の実施の形態における信号のフレーム構成を示す図 本発明の第5の実施の形態における同相I−直交Q平面における信号点配置を示す図 本発明の第5の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第5の実施の形態における伝送路歪み推定部の構成を示す図 本発明の第6の実施の形態におけるチャネルAおよびチャネルBのフレーム構成を示す図 本発明の第6の実施の形態における送信装置の構成を示す図 本発明の第6の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第6の実施の形態における伝送路歪みを示す図 本発明の第6の実施の形態における伝送路歪み推定部及び信号処理部の構成を示す図 本発明の第7の実施の形態における信号のフレーム構成を示す図 本発明の第7の実施の形態における信号のフレーム構成を示す図 本発明の第7の実施の形態における基地局の送信装置を示す図 本発明の第7の実施の形態における端末の受信装置の構成を示す図 本発明の第8の実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本発明の第8の実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本発明の第8の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第8の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第8の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第8の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第8の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第8の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第8の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第8の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第9の実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本発明の第9の実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本発明の第9の実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本発明の第9の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第9の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第9の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第9の実施の形態における変調信号生成部の構成を示す図 本発明の第10の実施の形態における時間、周波数軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本発明の第10の実施の形態における時間、周波数軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本発明の第10の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第10の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第10の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第10の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第10の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第10の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第11の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第12の実施の形態におけるフレーム構成を示す図 本発明の第12の実施の形態における情報シンボルの構成を示す図 本発明の第12の実施の形態における情報シンボルの構成を示す図 本発明の第12の実施の形態における情報シンボルの構成を示す図 本発明の第12の実施の形態における送信装置の構成を示す図 本発明の第12の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第12の実施の形態における送信装置の構成を示す図 本発明の第12の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第12の実施の形態における送信装置の構成を示す図 本発明の第13の実施の形態におけるフレーム構成を示す図 本発明の第13の実施の形態における送信装置の構成を示す図 本発明の第13の実施の形態における制御シンボルの構成を示す図 本発明の第13の実施の形態における受信装置の構成を示す図 本発明の第13の実施の形態におけるフレーム構成を示す図 本発明の第12の実施の形態におけるフレーム構成を示す図 本発明の第13の実施の形態における制御シンボルの構成を示す図 本発明の第13の実施の形態における制御シンボルの構成を示す図 従来のMIMO−OFDMシステムの一部を示すブロック図
本発明の送信方法は、同一周波数帯域に少なくとも1つの変調信号を少なくとも1つのアンテナで送信する送信方法であって、第1の時刻において、少なくとも1つのアンテナから少なくとも1つの変調信号を送信し、第2の時刻において、前記送信される変調信号数は、前記第1の時刻での変調信号数より多い送信方法である。
こにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置において、受信した多重変調信号を容易に分離することができる。
また、本発明の送信方法は、前記第1の時刻は、前記変調信号の送信開始時である。
また、本発明の送信方法は、前記第1の時刻で送信される変調信号は、周波数オフセットを補償するためのシンボル、または、時間同期のためのシンボルである。
また、本発明の送信方法は、前記第1の時刻で送信される変調信号は、送信方法に関する情報を送信するためのシンボルである。
また、本発明の送信方法は、前記第2の時刻で送信される変調信号は、データを伝送するシンボルである。
また、本発明の送信方法は、同一周波数帯域に少なくとも1つの変調信号を少なくとも1つのアンテナで送信する送信方法であって、少なくとも1つのアンテナを有する通信相手の各アンテナに対応する電波伝搬環境に関する情報に基づいて、少なくとも1つのアンテナから少なくとも1つの変調信号を送信する第1の送信方法と、前記送信される変調信号数は、前記第1の送信方法での変調信号数より多い第2の送信方法と、のいずれかを選択するものである。
また、本発明の送信方法は、前記変調信号は、前記少なくとも1つのアンテナを有する送信装置により送信されるものである。
また、本発明の送信装置は、少なくとも1つのアンテナから送信する少なくとも1つの変調信号のフレーム構成を示す第1のフレーム構成信号と、前記送信される変調信号数は、前記第1のフレーム構成信号での変調信号数より多いフレーム構成を示す第2のフレーム構成信号と、のいずれかを生成するフレーム構成信号生成部と、前記フレーム構成信号に応じて、送信データから変調信号を生成する変調信号生成部と、前記少なくとも1つの変調信号を同一周波数帯に送信する少なくとも1つのアンテナと、を含む構成である。
また、本発明の送信装置は、前記第1のフレーム構成信号は、前記変調信号の送信開始時に用いる構成である。
また、本発明の送信装置は、前記第1のフレーム構成信号で生成される変調信号は、周波数オフセットを補償するためのシンボル、または、時間同期のためのシンボルである。
また、本発明の送信装置は、前記第1のフレーム構成信号で生成される変調信号は、送信方法に関する情報を送信するためのシンボルである。
また、本発明の送信装置は、前記フレーム構成信号生成部は、少なくとも1つのアンテナを有する通信相手の各アンテナに対応する電波伝搬環境に関する情報に基づいて、生成するフレーム構成信号を決定する構成である。
また、本発明の送信方法は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法であって、所定のチャネルに復調のためのシンボルを挿入し、この復調のためのシンボルを挿入した時刻における他のチャネルのシンボルは、同相−直交平面における同相および直交信号が共にゼロの信号である。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、復調のためのシンボルは時間多重していないため、受信装置で容易に復調シンボルを分離できるため、チャネル推定が容易に行うことができる。
また、本発明の送信方法は、フレームに挿入する前記復調のためのシンボルを連続に複数挿入する。
これにより、復調のためのシンボルは、雑音に対する耐性をもたせることで、受信装置におけるチャネル推定精度が向上し、データの伝送品質が向上する。
また、本発明の送信方法は、復調のためのシンボルを、各チャンネルの同一時刻に配置し、かつ前記各チャンネルの前記復調のためのシンボルが互いに直交している。
これにより、互いに直交した復調のためのシンボルとしているため、受信装置で、容易に復調のためのシンボルを分離でき、チャネル推定を行うことができる。
また、本発明の送信方法は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を、複数のアンテナから送信する送信方法であって、OFDM方式のフレーム構成における所定のチャネルに復調のためのシンボルを挿入し、前記復調のためのシンボルを挿入した時刻におけるサブキャリアの他のチャネルのシンボルは、同相−直交平面における同相および直交信号が共にゼロの信号である。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、時間的に独立して復調のためのシンボルを送信しているため、受信装置では、容易にチャネル推定を行うことができ、多重信号を分離することができる。
また、本発明の送信方法は、フレームに挿入する前記復調のためのシンボルの同相−直交平面における信号点振幅が、変調方式の信号点振幅より大きい。
これにより、復調のためのシンボルは、雑音に対する耐性をもたせることで、受信装置におけるチャネル推定精度が向上し、データの伝送品質が向上する。
また、本発明の送信方法は、複数の送信アンテナの各送信アンテナから送信される各送信信号のフレーム構成内に、伝送路変動を推定するシンボルが同一時刻に配置される如く挿入され、このシンボルの各々が、互いに直交している符号により乗算されている。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、直交している符号を用いることにより、受信装置で、伝送路変動を推定するシンボルを容易に分離できるため、チャネル推定が容易に行うことができる。
また、本発明の送信方法は、伝送路変動を推定するシンボルの送信パワーが、他のシンボルの送信パワーより大きい。
これにより、復調のためのシンボルは、雑音に対する耐性をもたせることで、受信装置におけるチャネル推定精度が向上し、データの伝送品質が向上する。
また、本発明の送信方法は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法であって、所定の一つのアンテナから送信する送信信号にのみ制御のためのシンボルが含まれている。
また、本発明の送信方法は、更に、前記制御のためのシンボルが送信されている時刻では、他のアンテナから送信される信号の同相−直交平面における同相および直交信号はゼロの信号とする。
また、本発明の送信方法は、この制御のためのシンボルを時間同期のためのシンボルとする。
また、本発明の送信方法は、この制御のためのシンボルを周波数オフセットを推定するためのシンボルとする。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された時間同期を推定するためのシンボル、周波数オフセットを推定するのためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの周波数オフセットを推定することができるため、受信装置における周波数オフセット推定部を簡素化することができる。
また、本発明の送信方法は、本発明の送信方式がスペクトル拡散通信方式およびOFDM方式のいずれか一方を用いている。
また、本発明の送信方法は、同一周波数帯域にある複数のチャネルのスペクトル拡散通信方式の変調信号を、複数のアンテナから送信する送信方法において、いずれかのアンテナから送信する変調信号には、制御チャネルの信号が多重されており、かつ制御チャネルの信号のみ送信される時間が存在することを特徴とする。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された時間同期を推定するためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの時間同期を獲得することができるため、受信装置における時間同期部を一つのアンテナ部にのみ配置することで、時間同期を獲得することができ、回路を簡素化することができる。
また、本発明の送信方法は、同一周波数帯域にある複数のチャネルのスペクトル拡散通信方式の変調信号を、複数のアンテナから送信する送信方法において、一つのアンテナからのみ制御チャネルの変調信号を送信する。
また、本発明の送信方法は、一つのアンテナのみから送信信号を送信する時間が複数の時間で存在する。
また、本発明の送信方法は、複数の時間が通信開始時に存在する。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、周波数オフセットの推定、同期、通信方法の決定などの無線制御の手続きを、一つのアンテナから送信された信号で行うことで、正確に行うことができ、これにより、データの品質、伝送速度の最適化を行うことができる。
本発明の送信装置は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信装置であって、所定のチャネルに復調のためのシンボルを挿入するフレーム構成生成部と、このフレーム構成生成部からの信号にしたがった変調を行う変調信号生成部とを有する。
また、本発明の送信装置は、各アンテナへ無線信号を出力する無線部の周波数源が同一である。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、周波数源を共通とすることで、受信装置において、各アンテナで受信したそれぞれの受信信号の周波数オフセット量は共通であるため、一つの受信信号により周波数オフセットを推定することで、すべての受信信号の周波数オフセットを推定したことになり、周波数オフセット推定回路が簡素化することができる。
本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信された受信信号の各チャネルのフレームに挿入されている前記復調のためのシンボルから、前記チャネルの伝送路変動を推定する伝送路変動推定部と、各チャネルの前記伝送路変動推定信号および前記受信信号を入力とし、各チャネルの受信信号へと分離し、出力する信号処理部とを具備する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、復調のためのシンボルは、受信装置で容易に分離できる、あるいは、雑音に対する耐性をもたせることで、受信装置におけるチャネル推定を容易にする、あるいは、チャネル推定精度が向上し、データの伝送品質が向上する。
また、本発明の受信装置は、各アンテナからの無線信号を入力する無線部の周波数源が同一である。
これにより、周波数源を共通とすることで、受信装置において、各アンテナで受信したそれぞれの受信信号の周波数オフセット量は共通であるため、一つの受信信号により周波数オフセットを推定することで、すべての受信信号の周波数オフセットを推定したことになり、周波数オフセット推定回路が簡素化することができる。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信されたの受信信号を受信する受信アンテナと、この受信信号のフレームに挿入されている伝送路変動を推定するシンボルから、伝送路変動を推定する伝送路変動推定部と、各受信アンテナに対応する前記伝送路変動推定部からの伝送路変動推定信号および前記受信信号を前記各送信アンテナごとの受信信号へと分離して出力する信号処理部とを具備する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、位相差、電界強度をパラメータとし、復調に用いるアンテナを選択することで、最も状態のよいアンテナが選択できるため、データの伝送品質が向上し、また、伝搬路推定が容易に行うことができる。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信された信号を受信して受信信号として出力する手段と、この受信信号に含まれるチャネルのフレームに挿入されている復調のためのシンボルから、前記チャネルの伝送路変動を推定する伝送路変動推定部と、各チャネルのこの伝送路変動推定信号および前記受信信号を各チャネルの受信信号へと分離して出力する信号処理部とを具備する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、互いに直交した復調のためのシンボルとしているため、受信装置で、容易に復調のためのシンボルを分離でき、チャネル推定をおこなうことができる。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信された信号を受信して受信信号として出力する手段と、この受信信号におけるチャネルのフレームに挿入されている復調のためのシンボルから、チャネルの伝送路変動を各サブキャリアごとに推定する伝送路変動推定部と、各サブキャリアごとに、各チャネルの伝送路変動推定信号および受信信号を入力とし、各チャネルの受信信号へと分離して出力する信号処理部とを具備する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、時間的に独立して復調のためのシンボルを送信しているため、受信装置では、容易にチャネル推定を行うことができ、多重信号を分離することができる。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信装置から送信された変調信号を受信する受信装置であって、複数のアンテナと、これら複数のアンテナのうちの一つのアンテナにおいて、受信信号から送信装置との時間同期を行う同期部を具備する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された時間同期を推定するためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの時間同期を獲得することができるため、受信装置における時間同期部を一つのアンテナ部にのみ配置することで、時間同期を獲得することができ、回路を簡素化することができる。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信装置から送信された変調信号を受信する受信装置であって、複数のアンテナを具備し、複数のアンテナに対応して、受信信号から送信装置との時間同期を行う同期部をそれぞれに有する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された時間同期を推定するためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの時間同期を獲得することができ、各アンテナ部から得られた時間同期タイミング信号を平均化してタイミングを得ることで、推定精度が向上する。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信装置から送信された変調信号を受信する受信装置であって、複数のアンテナと、これら複数のアンテナのうちの一つのアンテナにおいて、受信信号から前記送信装置との周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定部を具備する。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された周波数オフセットを推定するためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの周波数オフセットを推定することができるため、受信装置における周波数オフセット推定部を一つのアンテナ部にのみ配置することで、周波数オフセットを推定することができ、回路を簡素化することができる。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信装置から送信された変調信号を受信する受信装置であって、複数のアンテナを具備し、これら複数のアンテナに対応して、受信信号から前記送信装置との周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定部をそれぞれに有する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された周波数オフセットを推定するためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの周波数オフセットを推定することができるため、受信装置における周波数オフセット推定部をそれぞれのアンテナ部に配置することで、周波数オフセット推定信号を平均化することで、精度良く周波数オフセットを推定することができる。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法における制御チャネルの信号のみ送信されているシンボルを検出することで送信装置との時間同期をとることを特徴とする。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された時間同期を推定するためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの時間同期を獲得することができるため、受信装置における時間同期部を一つのアンテナ部にのみ配置することで、時間同期を獲得することができ、回路を簡素化することができる。
また、本発明の受信装置は、周波数オフセット推定部が、本発明の送信方法における制御チャネルの信号のみ送信されているシンボルから周波数オフセットを推定する。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、制御チャネルにより周波数オフセットを推定することで、特別に周波数オフセット推定のためのシンボルを挿入する必要がないため、伝送速度が低下しない。
本発明の送信方法は、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する場合と、1つのチャネルの変調信号をアンテナから送信する場合を切り替える送信方法。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、電波伝搬環境が悪いときは1チャネルとし、電波伝搬環境が良いときは複数のチャネルの変調信号を送信することで、電波伝搬環境により送信方法を切り替えることで、データの伝送品質と伝送効率の両立をはかることができる。
また、本発明の送信方法は、通信開始時は、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから変調信号を送信する送信方法を選択する。
これにより、一つのアンテナから送信する場合と、複数のアンテナから送信する場合を切り替えることで、データの伝送品質と伝送速度の両立をはかることができる。
本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信された信号を受信し、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信された信号を受信する場合と、1つのチャネルの変調信号をアンテナから送信された信号を受信する場合とを選択する機能を有する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、電波伝搬環境が悪いときは1チャネルとし、電波伝搬環境が良いときは複数のチャネルの変調信号を送信することで、電波伝搬環境により送信方法を切り替えることで、データの伝送品質と伝送効率の両立をはかることができる。
また、本発明の受信装置は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を受信する複数のアンテナと、これら複数のアンテナの各々で受信した受信信号の受信電界強度を推定し、各受信信号の受信電界強度推定信号を出力する電界強度推定部と、各受信信号の各チャネルの伝送路変動を推定して伝送路変動推定信号として出力する伝送路変動推定部と、各アンテナの所定のチャネルの伝送路変動推定信号を入力とし、所定のチャネルの伝送路変動推定信号の位相差を求めて位相差信号として出力する位相差推定部と、各アンテナの受信直交ベースバンド信号、各アンテナにおける各チャネルの伝送路変動推定信号、受信信号の受信電界強度推定信号及び位相差信号を入力とし、受信信号から各チャネルの信号を分離するための受信直交ベースバンド信号及び各チャネルの伝送路変動推定信号を選択して出力する信号選択部とを具備する。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、位相差、電界強度をパラメータとし、復調に用いるアンテナを選択することで、最も状態のよいアンテナが選択できるため、データの伝送品質が向上する。
また、本発明の受信装置は、複数のスペクトル拡散通信方式の変調信号を同一周波数帯域に送信された複数の信号を受信する複数の受信アンテナと、この受信アンテナの各々で受信した受信信号の受信電界強度を推定して前記受信信号毎の受信電界強度推定信号として出力する電界強度推定部と、各受信信号の各スペクトル拡散通信方式の変調信号の伝送路変動を推定して伝送路変動推定信号として出力する伝送路変動推定部と、所定のこの伝送路変動推定信号を入力とし、所定の伝送路変動推定信号の位相差を求めて位相差信号として出力する位相差推定部と、各受信信号の受信直交ベースバンド信号、伝送路変動推定信号、受信電界強度推定信号及び位相差信号を入力とし、受信信号から各スペクトル拡散通信方式の信号を分離するため受信直交ベースバンド信号及び伝送路変動推定信号を選択して出力する信号選択部とを具備する。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、位相差、電界強度をパラメータとし、復調に用いるアンテナを選択することで、最も状態のよいアンテナが選択できるため、データの伝送品質が向上し、また、伝搬路推定が容易に行うことができる。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信装置から送信された変調信号を受信する複数のアンテナを具備し、複数のアンテナに対応して、受信信号から前記送信装置との時間同期を行う同期部および前記受信信号から電波伝搬環境を推定する電波伝搬環境推定部をそれぞれに有し、電波伝搬環境が最もよいと推定されたアンテナに対応した同期部から出力される信号を送信装置との時間同期信号とする。
これにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された時間同期を推定するためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの時間同期を獲得することができ、各アンテナ部から得られた時間同期タイミング信号の最も信頼性の高い信号をとりだすことで、推定精度が向上する。
また、本発明の受信装置は、本発明の送信方法により送信装置から送信された変調信号を受信する複数のアンテナを具備し、複数のアンテナに対応して、受信信号から送信装置との周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定部、および受信信号から電波伝搬環境を推定する電波伝搬環境推定部をそれぞれに有し、この電波伝搬環境が最もよいと推定されたアンテナに対応した周波数オフセット推定部から出力される信号をもちいて周波数オフセットを除去する。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置は、送信装置から1チャネルで送信された周波数オフセットを推定するためのシンボルを受信することで、複数のチャネルの信号に対しの周波数オフセットを推定することができるため、受信装置における周波数オフセット推定部をそれぞれのアンテナ部に配置し、最も受信電界強度のよいアンテナで得られた周波数オフセット推定信号により周波数オフセットを除去することで、精度良く周波数オフセットを除去することができる。
また、本発明の無線通信装置は、複数のアンテナを具備し、通信相手が送信した変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を推定し、推定した電波伝搬環境の情報を通信相手に送信する。
また、本発明の無線通信装置の受信した変調信号は、通信相手が複数のアンテナのうち、一つのアンテナのみから送信信号を複数の時間で送信したものである。
また、本発明の無線通信装置は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信された変調信号を受信する複数のアンテナと、変調信号を各アンテナに対応して電波伝搬環境を推定する電界強度推定部とを有し、推定した前記電波伝搬環境の情報を通信相手に送信する。
また、本発明の無線通信装置は、通信開始時に変調信号を受信し、推定した電波伝搬環境の情報を通信相手に送信する。
また、本発明の無線通信装置は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送受信する無線通信装置において、通信相手の各アンテナに対応する電波伝搬環境の情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法と、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法とのいずれかを選択する送信方法決定部を有する。
また、本発明の無線通信装置の電波伝搬情報は、通信開始時に送信した変調信号から推定されたものである。
また、本発明の無線通信装置は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信された変調信号を受信する複数のアンテナと、変調信号を各アンテナに対応して電波伝搬環境を推定する電界強度推定部と、電波伝搬環境の情報に基づいて通信相手が送信する送信方法を決定する送信方法決定部を有し、送信方法の情報を通信相手に送信する。
また、本発明の無線通信装置の受信した変調信号は、通信相手が複数のアンテナのうち一つのアンテナのみから送信信号を複数の時間で送信したものである。
また、本発明の無線通信装置は、同一周波数帯域にある複数のチャネルのスペクトル拡散通信方式の変調信号を、送受信する複数のアンテナと、変調信号から各アンテナに対応して電波伝搬環境を制御チャネルの成分により推定する電界強度推定部とを有し、推定した電波伝搬環境の情報を通信相手に送信する。
また、本発明の無線通信装置は、通信開始時に前記変調信号を受信し、推定した電波伝搬環境の情報を通信相手に送信する。
また、本発明の無線通信装置は、同一周波数帯域にある複数のチャネルのスペクトル拡散通信方式の変調信号を、複数のアンテナから送受信する無線通信装置において、通信相手の各アンテナに対応する電波伝搬環境の情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法と、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法とのいずれかを選択する送信方法決定部を有する。
また、本発明の無線通信装置の電波伝搬情報は、通信開始時に送信した変調信号から推定されたものである。
本発明の通信方法は、同一周波数帯域にある複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送受信する通信方法において、変調信号を送信するステップと、通信相手が変調信号を受信し、受信した変調信号から各アンテナに対応する電波伝搬環境を推定し、推定した電波伝搬環境情報を送信するステップと、電波伝搬環境の情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法と、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法とのいずれかを選択するステップとを有する。
また、本発明の通信方法は、変調信号の送信が通信開始時に行われる。
また、本発明の通信方法は、同一周波数帯域にある複数のチャネルのスペクトル拡散通信方式の変調信号を、複数のアンテナから送受信する通信方法において、変調信号を送信するステップと、通信相手が変調信号を受信し、受信した変調信号から各アンテナに対応する電波伝搬環境を推定し、推定した電波伝搬環境情報を送信するステップと、その通信相手が送信した電波伝搬環境情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法と、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法とのいずれかを選択するステップとを有する。
また、本発明の通信方法は、変調信号の送信が通信開始時に行われる。
また、本発明の通信方法は、同一周波数帯域にある複数のチャネルのスペクトル拡散通信方式の変調信号を、複数のアンテナから送受信する通信方法において、変調信号を送信するステップと、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を制御チャネルの受信信号から推定し、推定した電波伝搬環境の情報から、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法と、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法とのいずれかの送信方法を要求する情報を送信するステップと、その通信相手が送信した要求情報に基づいて、いずれかの送信方法を選択するステップとを有する。
また、本発明の通信方法は、変調信号の送信が通信開始時に行われる。
これらにより、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、電波伝搬環境により、一つのアンテナから送信する場合と、複数のアンテナから送信する場合を切り替えることで、データの伝送品質と伝送速度の両立をはかることができる。また、その手続きを最初に行うことで、最初から最適な通信方法を選択できる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
なお、以下のアンテナとは、1本のアンテナである必要はなく、複数のアンテナで構成されたアンテナ部とすることも可能である。
(実施の形態1)
実施の形態1では、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重する送信方法において、あるチャネルに復調のためのシンボルを挿入した時刻の他のチャネルのシンボルでは、同相−直交平面における同相および直交信号はゼロの信号とする送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置について説明する。
図1は、本実施の形態における時間軸におけるチャネルAおよびチャネルBのフレーム構成の一例を示しており、101、104、107はチャネルAにおけるパイロットシンボル、102、105、108はチャネルAにおけるガードシンボル、103、106はチャネルAにおけるデータシンボルを示しており、データシンボルは、例えば、QPSK変調で変調されているシンボルとする。109、112、115はチャネルBにおけるガードシンボル、110、113、116はチャネルBにおけるパイロットシンボル、111、114はチャネルBにおけるデータシンボルを示しており、データシンボルは、例えば、QPSK変調されているものとする。
そして、チャネルAのパイロットシンボル101とチャネルBのガードシンボル109が同時刻におけるシンボルとなる。同様に、チャネルAのガードシンボル102とチャネルBのパイロットシンボル110、チャネルAのデータシンボル103とチャネルBのデータシンボル111、チャネルAのパイロットシンボル104とチャネルBのガードシンボル112、チャネルAのガードシンボル105とチャネルBのパイロットシンボル113、データシンボル106とチャネルBのデータシンボル114、チャネルAのパイロットシンボル107とチャネルBのガードシンボル115、チャネルAのガードシンボル108とチャネルBのパイロットシンボル116が同時刻におけるシンボルとなる。
図2は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示しており、チャネルAの変調信号生成部202は、フレーム構成信号210、チャネルAの送信ディジタル信号201を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルAの変調信号203を出力する。
チャネルAの無線部204は、チャネルAの変調信号203を入力とし、チャネルAの送信信号205を出力する。
チャネルAの電力増幅部206は、チャネルAの送信信号205を入力とし、増幅し、増幅されたチャネルAの送信信号207を出力し、電波としてチャネルAのアンテナ208から出力される。
フレーム構成生成部209は、フレーム構成信号210を出力する。
チャネルBの変調信号生成部212は、フレーム構成信号210、チャネルBの送信ディジタル信号211を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルBの変調信号213を出力する。
チャネルBの無線部214は、チャネルBの変調信号213を入力とし、チャネルBの送信信号215を出力する。
チャネルBの電力増幅部216は、チャネルBの送信信号215を入力とし、増幅し、増幅されたチャネルBの送信信号217を出力し、電波としてチャネルBのアンテナ218から出力される。
図3は、図2の変調信号生成部202、212の詳細の構成の一例を示しており、データシンボル変調信号生成部302は、送信ディジタル信号301およびフレーム構成信号311を入力、フレーム構成信号311がデータシンボルであることを示していた場合、QPSK変調し、データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304を出力する。
パイロットシンボル変調信号生成部305は、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号がパイロットシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分306および直交成分307を出力する。
ガードシンボル変調信号生成部308は、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号がガードシンボルであることを示していた場合、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309および直交成分310を出力する。
同相成分切り替え部312は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の同相成分303、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分306、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の同相成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313として出力する。
直交成分切り替え部314は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の直交成分304、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分307、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分310、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の直交成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315として出力する。
直交変調器316は、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313および選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315を入力とし、直交変調し、変調信号317を出力する。
図4は、同相−直交平面におけるQPSK(データシンボル)、パイロットシンボル、ガードシンボルの信号点配置を示しており、401はQPSKの信号点、402はパイロットシンボルの信号点、403はガードシンボルの信号点を示している。
図5は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、無線部503は、アンテナ501で受信した受信信号502を入力とし、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部506は、受信直交ベースバンド信号504および505を入力とし、チャネルAの伝送路歪みを推定し、チャネルAの伝送路歪み推定信号507を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部508は、受信直交ベースバンド信号504および505を入力とし、チャネルBの伝送路歪みを推定し、チャネルBの伝送路歪み推定信号509を出力する。
遅延部510は、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505を入力とし、チャネルAおよびチャネルBの伝送路歪み推定信号507、509をもとめるのに要する時間、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分511および直交成分512を出力する。
無線部515は、アンテナ513で受信した受信信号514を入力とし、受信直交ベースバンド信号の同相成分516および直交成分517を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部518は、受信直交ベースバンド信号516および517を入力とし、チャネルAの伝送路歪みを推定し、チャネルAの伝送路歪み推定信号519を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部520は、受信直交ベースバンド信号516および517を入力とし、チャネルBの伝送路歪みを推定し、チャネルBの伝送路歪み推定信号521を出力する。
遅延部522は、受信直交ベースバンド信号の同相成分516および直交成分517を入力とし、チャネルAおよびチャネルBの伝送路歪み推定信号519、521をもとめるのに要する時間、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分523および直交成分524を出力する。
信号処理部525は、チャネルAの伝送路歪み推定信号507、チャネルBの伝送路歪み推定信号509、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分511および直交成分512、チャネルAの伝送路歪み推定信号519、チャネルBの伝送路歪み推定信号521、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分523および直交成分524を入力とし、チャネルAの受信直交ベースバンド信号の同相成分526および直交成分527、チャネルBの受信直交ベースバンド信号の同相成分530および直交成分531を出力する。
復調部528は、チャネルAの受信直交ベースバンド信号の同相成分526および直交成分527を入力とし、復調し、チャネルAの受信ディジタル信号529を出力する。
復調部532は、チャネルBの受信直交ベースバンド信号の同相成分530および直交成分531を入力とし、復調し、チャネルBの受信ディジタル信号533を出力する。
図6は、ある時刻におけるシンボル、チャネルAの伝送路歪み、チャネルBの伝送路歪み、受信直交ベースバンド信号の関係を示しており、601、607はチャネルAのパイロットシンボル、602、608はチャネルAのガードシンボル、603、604、605、606はチャネルAのデータシンボルである。609、615はチャネルBのガードシンボル、610、616はチャネルBのパイロットシンボル、611、612、613、614はチャネルBのデータシンボルである。
そして、チャネルAのパイロットシンボル601とチャネルBのガードシンボル609が時刻0におけるシンボルとなる。同様に、チャネルAのガードシンボル602とチャネルBのパイロットシンボル610、チャネルAのデータシンボル603とチャネルBのデータシンボル611、チャネルAのデータシンボル604とチャネルBのデータシンボル612、チャネルAのデータシンボル605とチャネルBのデータシンボル613、チャネルAのデータシンボル606とチャネルBのデータシンボル614、チャネルAのパイロットシンボル607とチャネルBのガードシンボル615、チャネルAのガードシンボル608とチャネルBのパイロットシンボル616がそれぞれ、時刻1、時刻2、時刻3、時刻4、時刻5、時刻6、時刻7におけるシンボルとなる。
図7は、本実施の形態における時間軸におけるチャネルAおよびチャネルBのフレーム構成の一例を示しており、701、702、706、707はチャネルAのパイロットシンボル、703、704、708、709はチャネルAのガードシンボル、705はチャネルAのデータシンボル、710、711、715、716はチャネルBのガードシンボル、712、713、717、718はチャネルBのパイロットシンボル、714はチャネルBのデータシンボルとし、チャネルAのデータシンボル705およびチャネルBのデータシンボル714はQPSK変調されているものとする。
そして、チャネルAのパイロットシンボル701とチャネルBのガードシンボル710が同時刻におけるシンボルとなる。同様に、チャネルAのパイロットシンボル702とチャネルBのガードシンボル711、チャネルAのガードシンボル703とチャネルBのパイロットシンボル712、チャネルAのガードシンボル704とチャネルBのパイロットシンボル713、チャネルAのデータシンボル705とチャネルBのデータシンボル714、チャネルAのパイロットシンボル706とチャネルBのガードシンボル715、チャネルAのパイロットシンボル707とチャネルBのガードシンボル716、チャネルAのガードシンボル708チャネルBのパイロットシンボル717、チャネルAのガードシンボル709とチャネルBのパイロットシンボル718が同時刻におけるシンボルとなる。
そして、図1、図2、図3、図4を用いて、送信装置の動作について説明する。
図2において、フレーム構成信号生成部209は、図1に示したフレーム構成の情報をフレーム構成信号210として出力する。チャネルAの変調信号生成部202は、フレーム構成信号210、チャネルAの送信ディジタル信号201を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルAの変調信号203を出力する。そして、チャネルBの変調信号生成部212は、フレーム構成信号210、チャネルBの送信ディジタル信号211を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルBの変調信号213を出力する。
このときの変調信号生成部202および変調信号生成部212の動作を図3を用いて、チャネルAの送信部を例に説明する。
データシンボル変調信号生成部302は、送信ディジタル信号301つまり図2のチャネルAの送信ディジタル信号201およびフレーム構成信号311つまり図2のフレーム構成信号210を入力とし、フレーム構成信号311がデータシンボルであることを示していた場合、QPSK変調し、データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304を出力する。
パイロットシンボル変調信号生成部305は、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号がパイロットシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分306および直交成分307を出力する。
ガードシンボル変調信号生成部308は、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号がガードシンボルであることを示していた場合、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309および直交成分310を出力する。
このときの同相−直交平面における各シンボルの信号点配置を図4のとおりである。データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304の信号点配置は、図4の401のとおりである。そして、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分306および直交成分307の信号点配置は、図4の402のとおりである。また、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309および直交成分310の信号点配置は、図4の403のとおりである。
同相成分切り替え部312は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の同相成分303、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分306、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の同相成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313として出力する。
直交成分切り替え部314は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の直交成分304、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分307、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分310、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の直交成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315として出力する。
直交変調器316は、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313および選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315を入力とし、直交変調し、変調信号317つまり図2の203を出力する。
次に、図5、図6を用いて、受信装置の動作、特に、チャネルAの伝送路歪み推定部506、チャネルBの伝送路歪み推定部508、信号処理部525について説明する。
図5におけるアンテナ501で受信した受信信号の受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505を例に図6について説明する。
図6において、時刻0では、チャネルAのパイロットシンボル601とチャネルBのガードシンボル609が多重されており、このときの受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505をそれぞれI0,Q0とする。そして、チャネルA伝送路歪みを(Ia0,Qa0)、チャネルB伝送路歪みを(Ib0,Qb0)とすると、送信装置において、チャネルBのガードシンボルではゼロを送信しているため、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505のI0,Q0はチャネルAのパイロットシンボル601の成分から構成されていることになる。よって、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505のI0,Q0より、チャネルAの伝送路歪み(Ia0,Qa0)=(I’0,Q’0)と推定可能である。
ただし、チャネルAの伝送路歪み(Ia0,Qa0)の推定は上記に限ったものではなく、他の時刻のチャネルAのパイロットシンボルを用いて、時刻0のチャネルAの伝送路歪み(Ia0,Qa0)をもとめてもよい。
同様に、時刻1では、チャネルAのガードシンボル602とチャネルBのパイロットシンボル610が多重されており、このときの受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505をそれぞれI1,Q1とする。そして、チャネルA伝送路歪みを(Ia1,Qa1)、チャネルB伝送路歪みを(Ib1,Qb1)とすると、送信装置において、チャネルAのガードシンボルではゼロを送信しているため、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505のI1,Q1はチャネルBのパイロットシンボル610の成分から構成されていることになる。よって、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505のI1,Q1より、チャネルBの伝送路歪み(Ib1,Qb1)=(I’1,Q’1)と推定可能である。ただし、チャネルBの伝送路歪み(Ib1,Qb1)の推定は上記に限ったものではなく、他の時刻のチャネルBのパイロットシンボルを用いて、時刻1のチャネルBの伝送路歪み(Ib1,Qb1)をもとめてもよい。
同様に、時刻6では、チャネルAのパイロットシンボル607とチャネルBのガードシンボル615が多重されており、このときの受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505をそれぞれI6,Q6とする。そして、チャネルA伝送路歪みを(Ia6,Qa6)、チャネルB伝送路歪みを(Ib6,Qb6)とすると、送信装置において、チャネルBのガードシンボルではゼロを送信しているため、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505のI6,Q6はチャネルAのパイロットシンボル607の成分から構成されていることになる。
よって、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505のI6,Q6より、チャネルAの伝送路歪み(Ia6,Qa6)=(I’6,Q’6)と推定可能である。ただし、チャネルAの伝送路歪み(Ia6,Qa6)の推定は上記に限ったものではなく、他の時刻のチャネルAのパイロットシンボルを用いて、時刻6のチャネルAの伝送路歪み(Ia6,Qa6)をもとめてもよい。
同様に、時刻7では、チャネルAのガードシンボル608とチャネルBのパイロットシンボル616が多重されており、このときの受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505をそれぞれI7,Q7とする。そして、チャネルA伝送路歪みを(Ia7,Qa7)、チャネルB伝送路歪みを(Ib7,Qb7)とすると、送信装置において、チャネルAのガードシンボルではゼロを送信しているため、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505のI7,Q7はチャネルBのパイロットシンボル610の成分から構成されていることになる。
よって、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505のI7,Q7より、チャネルBの伝送路歪み(Ib7,Qb7)=(I’7,Q’7)と推定可能である。ただし、チャネルBの伝送路歪み(Ib7,Qb7)の推定は上記に限ったものではなく、他の時刻のチャネルBのパイロットシンボルを用いて、時刻7のチャネルBの伝送路歪み(Ib7,Qb7)をもとめてもよい。
時刻2,3,4,5におけるチャネルAの伝送路歪みをそれぞれ(Ia2,Qa2),(Ia3,Qa3),(Ia4,Qa4),(Ia5,Qa5)とする。これらは、例えば、前記時刻0のチャネルAの伝送路歪み(Ia0,Qa0)=(I’0,Q’0)および前記時刻6のチャネルAの伝送路歪み(Ia6,Qa6)=(I’6,Q’6)を用いて、たとえば、補間することで求める。ただし、(Ia2,Qa2),(Ia3,Qa3),(Ia4,Qa4),(Ia5,Qa5)をもとめるのに、(Ia0,Qa0),(Ia6,Qa6)以外に、他の時刻のチャネルAのパイロットシンボルを用いてもとめてもよい。
同様に、時刻2,3,4,5におけるチャネルBの伝送路歪みをそれぞれ(Ib2,Qb2),(Ib3,Qb3),(Ib4,Qb4),(Ib5,Qb5)とする。これらは、例えば、前記時刻1のチャネルBの伝送路歪み(Ib1,Qb1)=(I’1,Q’1)および前記時刻7のチャネルBの伝送路歪み(Ib7,Qb7)=(I’7,Q’7)を用いて、たとえば、補間することで求める。ただし、(Ib2,Qb2),(Ib3,Qb3),(Ib4,Qb4),(Ib5,Qb5)をもとめるのに、(Ib1,Qb1),(Ib7,Qb7)以外に、他の時刻のチャネルBのパイロットシンボルを用いてもとめてもよい。
これにより、チャネルAの伝送路歪み推定部506は、たとえば、上記(Ia0,Qa0),(Ia1,Qa1),(Ia2,Qa2),(Ia3,Qa3),(Ia4,Qa4),(Ia5,Qa5),(Ia6,Qa6),(Ia7,Qa7)をのチャネルAの伝送路歪み推定信号507として出力する。
同様に、チャネルBの伝送路歪み推定部508は、たとえば、上記(Ib0,Qb0),(Ib1,Qb1),(Ib2,Qb2),(Ib3,Qb3),(Ib4,Qb4),(Ib5,Qb5),(Ib6,Qb6),(Ib7,Qb7)をのチャネルAの伝送路歪み推定信号507として出力する。
以上の説明で、(I,Q)の表現で伝送路歪みを表現しているが、パワーおよび位相による表現でもよく、パワーおよび位相による表現をチャネルAの伝送路歪み推定信号507およびチャネルBの伝送路歪み推定信号509としてもよい。
以上と同様にして、図5におけるアンテナ513で受信した受信信号の受信直交ベースバンド信号の同相成分516および直交成分517から、チャネルAの伝送路歪み推定部519においてチャネルAの伝送路歪み推定信号519が、チャネルBの伝送路歪み推定部520においてチャネルBの伝送路歪み推定信号520が出力される。
信号処理部部525は、チャネルAの伝送路歪み推定信号507、チャネルBの伝送路歪み推定信号509、チャネルAの伝送路歪み推定信号519、チャネルBの伝送路歪み推定信号521、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分511および直交成分512、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分530および直交成分531を入力とし、これら既知の信号から行列演算を行うことで、未知の信号であるチャネルAの受信直交ベースバンド信号およびチャネルBの受信直交ベースバンド信号をもとめることができ、それらをチャネルAの受信直交ベースバンド信号の同相成分526および直交成分527、チャネルBの受信直交ベースバンド信号の同相成分530および直交成分531として出力する。これにより、チャネルAとチャネルBの変調信号の分離が可能となり、復調が可能となる。
本実施の形態において、受信装置におけるチャネルAとチャネルBの変調信号の分離の精度は、パイロットシンボルの受信品質に依存する。このことから、パイロットシンボルの対雑音耐性に強くすると、チャネルAとチャネルBの変調信号の分離の精度が向上し、受信データの品質が向上することになる。その手段について以下で説明する。
図4において、パイロットシンボルの原点からの振幅をAp、QPSKの原点からの最大信号点振幅をAqとする。このとき、Ap>Aqとすることでパイロットシンボルの対雑音耐性が向上し、チャネルAとチャネルBの変調信号の分離の精度が向上し、受信データの品質が向上することになる。
また、図7に示すように、チャネルAのフレーム構成におけるチャネルAのパイロットシンボル701、702および706、707、チャネルBのフレーム構成における712、713および717、718のように時間軸で連続してパイロットシンボルを配置することで、パイロットシンボルの対雑音耐性が向上し、チャネルAとチャネルBの変調信号の分離の精度が向上し、受信データの品質が向上することになる。ただし、図7に示すような2シンボル連続に限ったものではない。
ただし、本実施の形態において、多重するチャネル数を2として説明したが、これに限ったものではない。また、フレーム構成は、図1、図6、図7に限ったものではない。そして、パイロットシンボルを例に説明したが、チャネルを分離するためのシンボルはパイロットシンボルに限ったものではなく、復調のためのシンボルであれば、同様に、実施が可能である。このとき、復調のためのシンボルとは、例えば、パイロットシンボル、ユニークワード、同期シンボル、プリアンブルシンボル、制御シンボル、テイルシンボル、コントロールシンボル、既知PSK変調シンボル、データを付加したPSK変調シンボルを意味している。
そして、データシンボルの変調方式は、QPSK変調に限ったものではなく、それぞれのチャネルの変調方式が違っていてもよい。そして、すべてのチャネルがスペクトル拡散通信方式をもちいてもよい。また、スペクトル拡散通信方式とスペクトル拡散通信方式をもちいていない方式が混在していてもよい。
また、本実施の形態における送信装置の構成は、図2、図3に限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、それに応じて、図2の201から208で構成する部分が増えることになる。
また、本実施の形態における受信装置の構成は、図5に限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、チャネル推定部の数が増えることになる。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
また、本実施の形態においては各チャネルの伝送路歪み推定部で、伝送路歪みを推定したが、これの代わりに、伝送路の変動を推定しても同様の効果が得られる。この場合は、伝送路歪みを推定する伝送路歪み推定部の代わりに、伝送路の変動を推定する伝送路変動推定部を用いる。この場合の出力信号は、伝送路の変動推定信号となる。
以上のように本実施の形態によれば、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重する送信方法において、あるチャネルに復調のためのシンボルを挿入した時刻の他のチャネルのシンボルでは、同相−直交平面における同相および直交信号はゼロの信号とする送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置において、受信した多重変調信号を容易に分離することができる。
(実施の形態2)
実施の形態2では、各アンテナで受信した受信信号の受信電界強度を推定し、各受信信号の受信電界強度推定信号を出力する電界強度推定部を具備し、各アンテナのあるチャネルの伝送路歪み推定信号を入力とし、前記各アンテナのあるチャネルの伝送路歪み推定信号の位相差をもとめ、位相差信号を出力する位相差推定部を具備し、各アンテナの受信直交ベースバンド信号、各アンテナにおける各チャネルの伝送路歪み推定信号、前記受信信号の受信電界強度推定信号、前記位相差信号を入力とし、受信信号から各チャネルの信号を分離するのための、受信直交ベースバンド信号、各チャネルの伝送路歪み推定信号を選択し、出力する、信号選択部を具備する受信装置について説明する。ただし、本実施の形態における説明は、実施の形態1で説明した、図1のフレーム構成の変調信号を図2の送信装置で送信したときを例に説明する。
図8は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、無線部803は、アンテナ801で受信した受信信号802を入力とし、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部806は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態1における図5におけるチャネルAの伝送路歪み推定部506の説明と同様な動作をし、チャネルAの伝送路歪み推定信号807を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部808は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態1における図5におけるチャネルAの伝送路歪み推定部506の説明と同様な動作をし、チャネルBの伝送路歪み推定信号809を出力する。
遅延部810は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号807およびチャネルBの伝送路歪み推定信号809をもとめるのに要した時間遅延した、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分811および直交成分812を出力する。
無線部815は、アンテナ813で受信した受信信号814を入力とし、受信直交ベースバンド信号の同相成分816および直交成分817を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部818は、受信直交ベースバンド信号の同相成分816および直交成分817を入力とし、例えば、実施の形態1における図5におけるチャネルAの伝送路歪み推定部506の説明と同様な動作をし、チャネルAの伝送路歪み推定信号819を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部820は、受信直交ベースバンド信号の同相成分816および直交成分817を入力とし、例えば、実施の形態1における図5におけるチャネルAの伝送路歪み推定部506の説明と同様な動作をし、チャネルBの伝送路歪み推定信号821を出力する。
遅延部822は、受信直交ベースバンド信号の同相成分816および直交成分817を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号819およびチャネルBの伝送路歪み推定信号821をもとめるのに要した時間遅延した、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分823および直交成分824を出力する。
無線部827は、アンテナ825で受信した受信信号826を入力とし、受信直交ベースバンド信号の同相成分828および直交成分829を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部830は、受信直交ベースバンド信号の同相成分828および直交成分829を入力とし、例えば、実施の形態1における図5におけるチャネルAの伝送路歪み推定部506の説明と同様な動作をし、チャネルAの伝送路歪み推定信号831を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部832は、受信直交ベースバンド信号の同相成分828および直交成分829を入力とし、例えば、実施の形態1における図5におけるチャネルAの伝送路歪み推定部506の説明と同様な動作をし、チャネルBの伝送路歪み推定信号833を出力する。
遅延部834は、受信直交ベースバンド信号の同相成分828および直交成分829を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号831およびチャネルBの伝送路歪み推定信号833をもとめるのに要した時間遅延した、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分835および直交成分836を出力する。
無線部839は、アンテナ837で受信した受信信号838を入力とし、受信直交ベースバンド信号の同相成分840および直交成分841を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部842は、受信直交ベースバンド信号の同相成分840および直交成分841を入力とし、例えば、実施の形態1における図5におけるチャネルAの伝送路歪み推定部506の説明と同様な動作をし、チャネルAの伝送路歪み推定信号843を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部844は、受信直交ベースバンド信号の同相成分840および直交成分841を入力とし、例えば、実施の形態1における図5におけるチャネルAの伝送路歪み推定部506の説明と同様な動作をし、チャネルBの伝送路歪み推定信号845を出力する。
遅延部846は、受信直交ベースバンド信号の同相成分840および直交成分841を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号843およびチャネルBの伝送路歪み推定信号845をもとめるのに要した時間遅延した、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分847および直交成分848を出力する。
電界強度推定部849は、受信信号802、受信信号814、受信信号826受信信号838を入力とし、受信信号802の受信電界強度、受信信号814の受信電界強度、受信信号826の電界強度、受信信号838の電界強度を推定し、推定した値を、受信電界強度推定信号850として出力する。
位相差推定部851は、チャネルAの伝送路歪み推定信号807、チャネルAの伝送路歪み推定信号819、チャネルAの伝送路歪み推定信号831、チャネルAの伝送路歪み推定信号843を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号807とチャネルAの伝送路歪み推定信号819の同相−直交平面における位相差を例とする、それぞれの位相差をもとめ、チャネルAの位相差推定信号852として出力する。
同様に、位相差推定部853は、チャネルBの伝送路歪み推定信号809、チャネルBの伝送路歪み推定信号821、チャネルBの伝送路歪み推定信号833、チャネルBの伝送路歪み推定信号845入力とし、チャネルBの伝送路歪み推定信号809とチャネルBの伝送路歪み推定信号821の同相−直交平面における位相差を例とする、それぞれの位相差をもとめ、チャネルBの位相差推定信号854として出力する。
信号選択部855は、チャネルAの伝送路歪み推定信号807、チャネルBの伝送路歪み推定信号809、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分811および直交成分812、チャネルAの伝送路歪み推定信号819、チャネルBの伝送路歪み推定信号821、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分823および直交成分824、チャネルAの伝送路歪み推定信号831、チャネルBの伝送路歪み推定信号833、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分835および直交成分836、チャネルAの伝送路歪み推定信号843、チャネルBの伝送路歪み推定信号845、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分847および直交成分848、電界強度推定信号850、チャネルAの位相差推定信号852、チャネルBの位相差推定信号854を入力とし、電界強度推定信号850、チャネルAの位相差推定信号852、チャネルBの位相差推定信号854を入力から、最も精度良くチャネルAとチャネルBの信号を分離するためのアンテナからの信号群を選択し、信号群856および857を出力する。
ただし、信号群とは、たとえば、アンテナ801で受信した受信信号によるチャネルAの伝送路歪み推定信号807、チャネルBの伝送路歪み推定信号809、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分811および直交成分812を意味する。
信号処理部858は、信号群856および857を入力とし、実施の形態1における図5の信号処理部525と同様の動作をし、チャネルAの受信直交ベースバンド信号の同相成分859および直交成分860、チャネルBの受信直交ベースバンド信号の同相成分861および直交成分862を出力する。
復調部863は、チャネルAの受信直交ベースバンド信号の同相成分859および直交成分860を入力とし、チャネルAの受信ディジタル信号864を出力する。
復調部865は、チャネルBの受信直交ベースバンド信号の同相成分861および直交成分862を入力とし、チャネルBの受信ディジタル信号866を出力する。
図9は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図8と同様に動作する部分については同一符号を付した。
電界強度推定部901は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805、受信直交ベースバンド信号の同相成分816および直交成分817、受信直交ベースバンド信号の同相成分828および直交成分829、受信直交ベースバンド信号の同相成分840および直交成分841を入力とし、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805の受信電界強度、受信直交ベースバンド信号の同相成分816および直交成分817の受信電界強度、受信直交ベースバンド信号の同相成分828および直交成分829の受信電界強度、受信直交ベースバンド信号の同相成分840および直交成分841の受信電界強度を推定し、受信電界強度推定信号850として出力する。
図10は、本実施の形態におけるあるチャネルの伝送路歪み推定信号を示しており、1001はアンテナ801で受信した受信信号のあるチャネルの伝送路歪み推定信号であり、(I801,Q801)であらわすものとする。
1002はアンテナ813で受信した受信信号のあるチャネルの伝送路歪み推定信号であり、(I813,Q813)であらわすものとする。
1003はアンテナ825で受信した受信信号のあるチャネルの伝送路歪み推定信号であり、(I825,Q825)であらわすものとする。
1004はアンテナ837で受信した受信信号のあるチャネルの伝送路歪み推定信号であり、(I837,Q837)であらわすものとする。
次に、図8、図10を用いて、受信装置の動作、特に、位相差推定部851、853および信号選択部855について説明する。
位相差推定部851において、チャネルAの伝送路歪み推定信号807として図10の1001が、チャネルAの伝送路歪み推定信号819として図10の1002が、チャネルAの伝送路歪み推定信号831として図10の1003が、チャネルAの伝送路歪み推定信号843として図10の1004が入力されるものとする。このとき、I−Q平面における(I801,Q801)と(I813,Q813)の位相差、(I801,Q801)と(I825,Q825)の位相差、(I801,Q801)と(I837,Q837)の位相差、(I813,Q813)と(I825,Q825)の位相差、(I813,Q813)と(I837,Q837)の位相差、(I825,Q825)と(I837,Q837)の位相差を求め、チャネルAの位相差推定信号852として出力する。
同様に、位相差推定部853において、チャネルBの位相差推定信号854を出力する。
次に、信号選択部855の動作について説明する。
チャネルAの位相差推定信号852つまり(I801,Q801)と(I813,Q813)の位相差、(I801,Q801)と(I825,Q825)の位相差、(I801,Q801)と(I837,Q837)の位相差、(I813,Q813)と(I825,Q825)の位相差、(I813,Q813)と(I837,Q837)の位相差、(I825,Q825)と(I837,Q837)の位相差として、それぞれ0からπの値をとるようにする。たとえば、(I801,Q801)と(I813,Q813)の位相差をθとしたとき、θの絶対値をもとめる。そして、他の位相差についてに絶対値をもとめる。
また、チャネルBの位相推定信号854についても同様に相関があるかを判断する。
信号選択部855は、入力されたチャネルAの位相差推定信号852、チャネルBの位相推定信号854から、選択する最適なアンテナ2系統を選ぶ。その方法の一例を説明する。
例えば、アンテナ801およびアンテナ813で受信した信号のチャネルAの位相差が0で、チャネルBの位相差が0と得られたとする。このときは、アンテナ801、813で受信して得られた信号を信号群856、857としては選択しないようにする。また、アンテナ801およびアンテナ813で受信した信号のチャネルAの位相差が0で、チャネルBの位相差がπと得られたとする。このときは、アンテナ801、813で受信して得られた信号を信号群856、857としては選択するようにする。
また、電界強度推定信号850から、アンテナ801からの受信信号、アンテナ813からの受信信号、アンテナ825からの受信信号825からの受信信号、アンテナ837からの受信信号838の受信電界強度の強さをの順位づけし、受信電界強度の強い信号を、信号群856、857として選択するようにする。
以上のように、位相差および受信電界強度強度から、最適な信号群を優先的に選択し、信号群856、857として出力する。例えば、アンテナ801のチャネルAの伝送路歪みとアンテナ813のチャネルAの伝送路歪みの位相差とアンテナ801のチャネルBの伝送路歪みとアンテナ813のチャネルBの伝送路歪みの位相差に相関がなく、アンテナ801の受信電界強度とアンテナ813の受信電界強度が他のアンテナの受信強度が強い場合、チャネルAの伝送路歪み推定信号807、チャネルBの伝送路歪み推定信号809、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分811および直交成分812を信号群856として、チャネルAの伝送路歪み推定信号819、チャネルBの伝送路歪み推定信号821、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分823および直交成分824を信号群857として出力する。
図9において、図8と比較し、電界強度推定部の構成が異なる。図9において、受信電界強度推定部901は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805、受信直交ベースバンド信号の同相成分816および直交成分817、受信直交ベースバンド信号の同相成分828および直交成分829、受信直交ベースバンド信号の同相成分840および直交成分841からそれぞれの受信電界強度を求めている点が、図8とは異なる点である。
以上の説明において、図1のフレーム構成の送信信号を例に説明したが、それに限ったものではない。また、チャネル数を2チャネルで説明したが、それに限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、伝送路歪み推定部の数が増えることになる。それぞれのチャネルの変調方式が違っていてもよい。そして、すべてのチャネルがスペクトル拡散通信方式をもちいてもよい。また、スペクトル拡散通信方式とスペクトル拡散通信方式をもちいていない方式が混在していてもよい。
また、受信装置においてアンテナが4本以上存在すると、受信感度がよい。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、各アンテナで受信した受信信号の受信電界強度を推定し、各受信信号の受信電界強度推定信号を出力する電界強度推定部を具備し、各アンテナのあるチャネルの伝送路歪み推定信号を入力とし、前記各アンテナのあるチャネルの伝送路歪み推定信号の位相差をもとめ、位相差信号を出力する位相差推定部を具備し、各アンテナの受信直交ベースバンド信号、各アンテナにおける各チャネルの伝送路歪み推定信号、前記受信信号の受信電界強度推定信号、前記位相差信号を入力とし、受信信号から各チャネルの信号を分離するのための、受信直交ベースバンド信号、各チャネルの伝送路歪み推定信号を選択し、出力する、信号選択部を具備する受信装置とすることで、精度良く多重信号を分離することができる。
(実施の形態3)
実施の形態3では、各アンテナから送信する送信信号のフレーム構成において、伝送路歪みを推定するシンボルが挿入されており、前記伝送路歪みを推定するシンボルは符号が乗算され、各アンテナにおける前記伝送路歪みを推定するシンボルは同一時刻に配置され、各アンテナにおける前記符号は互いに直交していることを特徴とする送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置について説明する。
図11は、本実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示しており、1101、1103、1105はスペクトル拡散通信Aのパイロットシンボルを示しており、符号が乗算されている。1102、1104はスペクトル拡散通信方式Aのデータシンボルを示しており、符号が乗算されている。
1106、1108、1110はスペクトル拡散通信方式Bのパイロットシンボルを示しており、符号が乗算されている。1107、1109はスペクトル拡散通信方式Bのデータシンボルを示しており、符号が乗算されている。
そして、スペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボル1101、スペクトル拡散通信方式Bのパイロットシンボル1106が同時刻におけるシンボルとなる。スペクトル拡散通信方式Aのデータシンボル1102、スペクトル拡散通信方式Bのデータシンボル1107が同時刻におけるシンボルとなる。スペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボル1103、スペクトル拡散通信方式Bのパイロットシンボル1108が同時刻におけるシンボルとなる。
スペクトル拡散通信方式Aのデータシンボル1104、スペクトル拡散通信方式Bのデータシンボル1109が同時刻におけるシンボルとなる。スペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボル1105、スペクトル拡散通信方式Bのパイロットシンボル1110が同時刻におけるシンボルとなる。
図12は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示しており、フレーム構成信号1217は、図11のフレーム構成をフレーム構成信号1218として出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの変調信号生成部1202は、スペクトル拡散通信方式Aの送信ディジタル信号1201、フレーム構成信号1218を入力とし、フレーム構成にしたがったスペクトル拡散通信方式Aの変調信号1203を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの無線部1204は、スペクトル拡散通信方式Aの変調信号1203を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの送信信号1205を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの電力増幅部1206は、スペクトル拡散通信方式Aの送信信号1205を入力とし、増幅し、増幅されたスペクトル拡散通信方式Aの送信信号1207を出力し、電波としてスペクトル拡散通信方式Aのアンテナ1208から出力される。
スペクトル拡散通信方式Bの変調信号生成部1210は、スペクトル拡散通信方式Bの送信ディジタル信号1209、フレーム構成信号1218を入力とし、フレーム構成にしたがったスペクトル拡散通信方式Bの変調信号1211を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの無線部1212は、スペクトル拡散通信方式Bの変調信号1211を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの送信信号1213を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの電力増幅部1214は、スペクトル拡散通信方式Bの送信信号1213を入力とし、増幅し、増幅されたスペクトル拡散通信方式Bの送信信号1215を出力し、電波としてスペクトル拡散通信方式Bのアンテナ1216から出力される。
図13は、本実施の形態における図12の変調信号生成部1202、1210の構成の一例を示している。パイロットシンボル変調信号生成部1301は、パイロットシンボルのための符号Cpa(t)1302を入力とし、パイロットシンボルとパイロットシンボルのための符号Cpa(t)1302を乗算し、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分1303および直交成分1304を出力する。
一次変調部1306は、送信ディジタル信号1305を入力とし、チャネル0の一次変調後の直交ベースバンド信号の同相成分1307および直交成分1308を出力する。
拡散部1309は、チャネル0の一次変調後の直交ベースバンド信号の同相成分1307および直交成分1308、チャネル0のための符号C0a(t)1310、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320のフレーム構成の情報に基づいてチャネル0の一次変調後の直交ベースバンド信号の同相成分1307および直交成分1308とチャネル0のための符号C0a(t)1310を乗算し、チャネル0の送信直交ベースバンド信号の同相成分1311および直交成分1312を出力する。
一次変調部1313は、送信ディジタル信号1305を入力とし、チャネル1の一次変調後の直交ベースバンド信号の同相成分1314および直交成分1315を出力する。
拡散部1316は、チャネル1の一次変調後の直交ベースバンド信号の同相成分1314および直交成分1315、チャネル1のための符号C1a(t)1317、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成1320のフレーム構成の情報に基づいてチャネル1の一次変調後の直交ベースバンド信号の同相成分1314および直交成分1315とチャネル1のための符号C1a(t)1317を乗算し、チャネル1の送信直交ベースバンド信号の同相成分1318および直交成分1319を出力する。
加算部1321は、チャネル0の送信直交ベースバンド信号の同相成分1311およびチャネル1の送信直交ベースバンド信号の同相成分1318を入力とし、加算し、加算された送信直交ベースバンド信号の同相成分1322を出力する。
加算部1323は、チャネル0の送信直交ベースバンド信号の直交成分1312およびチャネル1の送信直交ベースバンド信号の同相成分1319を入力とし、加算し、加算された送信直交ベースバンド信号の直交成分1324を出力する。
同相成分切り替え部1325は、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分1303、加算された送信直交ベースバンド信号の同相成分1322、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320のフレーム構成の情報に基づいて、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分1303、加算された送信直交ベースバンド信号の同相成分1322を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分1326を出力する。
直交成分切り替え部1327は、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分1304、加算された送信直交ベースバンド信号の直交成分1324、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320のフレーム構成の情報に基づいて、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分1304、加算された送信直交ベースバンド信号の直交成分1324を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分1328を出力する。
直交変調器1329は、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分1326および直交成分1328を入力とし、直交変調し、変調信号1330を出力する。
図14は、本実施の形態における時間軸におけるパイロットシンボルと乗算する符号の関係を示している。1401は時間0のスペクトル拡散通信方式Aの拡散符号を示しており、Cpa(0)であらわされるものとする。1402は時刻1のスペクトル拡散通信方式Aの拡散符号を示しており、Cpa(1)であらわされるものとする。1403は時刻2のスペクトル拡散通信方式Aの拡散符号を示しており、Cpa(2)であらわされるものとする。1404は時刻3のスペクトル拡散通信方式Aの拡散符号を示しており、Cpa(3)であらわされるものとする。
1405は時刻4のスペクトル拡散通信方式Aの拡散符号を示しており、Cpa(4)であらわされるものとする。1406は時刻5のスペクトル拡散通信方式Aの拡散符号を示しており、Cpa(5)であらわされるものとする。1407は時刻6のスペクトル拡散通信方式Aの拡散符号を示しており、Cpa(6)であらわされるものとする。1408は時刻7のスペクトル拡散通信方式Aの拡散符号を示しており、Cpa(7)であらわされるものとする。そして、拡散符号Cpaは時刻0から時刻7で一周期を構成しているものとする。
1409は時間0のスペクトル拡散通信方式Bの拡散符号を示しており、Cpb(0)であらわされるものとする。1410は時刻1のスペクトル拡散通信方式Bの拡散符号を示しており、Cpb(1)であらわされるものとする。1411は時刻2のスペクトル拡散通信方式Bの拡散符号を示しており、Cpb(2)であらわされるものとする。1412は時刻3のスペクトル拡散通信方式Bの拡散符号を示しており、Cpb(3)であらわされるものとする。1413は時刻4のスペクトル拡散通信方式Bの拡散符号を示しており、Cpb(4)であらわされるものとする。
1414は時刻5のスペクトル拡散通信方式Bの拡散符号を示しており、Cpb(5)であらわされるものとする。1415は時刻6のスペクトル拡散通信方式Bの拡散符号を示しており、Cpb(6)であらわされるものとする。1416は時刻7のスペクトル拡散通信方式Bの拡散符号を示しており、Cpb(7)であらわされるものとする。そして、拡散符号Cpbは時刻0から時刻7で一周期を構成しているものとする。
図15は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。図5と同様に動作する部分については同一符号を付した。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501は、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1502を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1503は、受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1504を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1505は、受信直交ベースバンド信号の同相成分516および直交成分517を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1506を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1507は、受信直交ベースバンド信号の同相成分516および直交成分517を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1508を出力する。
信号処理部1509は、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1502、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1504、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分511および直交成分512、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1506、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1508遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分523および直交成分524を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの受信直交ベースバンド信号の同相成分1510および直交成分1511、スペクトル拡散通信方式Bの受信直交ベースバンド信号の同相成分1512および直交成分1513を出力する。
スペクトル拡散通信方式A復調部1514は、スペクトル拡散通信方式Aの受信直交ベースバンド信号の同相成分1510および直交成分1511を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの受信ディジタル信号群1515を出力する。
スペクトル拡散通信方式B復調部1516は、スペクトル拡散通信方式Bの受信直交ベースバンド信号の同相成分1512および直交成分1513を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの受信ディジタル信号群1517を出力する。
図16は、本実施の形態における図15のスペクトル拡散方式Aの伝送路歪み推定部1501、1505、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1503、1507の構成の一例を示している。
パイロットシンボル逆拡散部1603は、受信直交ベースバンド信号の同相成分1601および直交成分1602、拡散符号1604を入力とし、逆拡散後のパイロットシンボルの受信直交ベースバンド信号の同相成分1605および直交成分1606を出力する。
伝送路歪み推定部1607は、逆拡散後のパイロットシンボルの受信直交ベースバンド信号の同相成分1605および直交成分1606を入力とし、伝送路歪み推定信号1608を出力する。
図17は、時間軸における伝送路歪み量を示しており、1701は時刻0におけるパイロットシンボルを示しており、伝送路歪みを(I0,Q0)とする。1702は時刻1におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I1,Q1)とする。1703は時刻2におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I2,Q2)とする。1704は時刻3におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I3,Q3)とする。1705は時刻4におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I4,Q4)とする。1706は時刻5におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I5,Q5)とする。1707は時刻6におけるパイロットシンボルを示しており、伝送路歪みを(I6,Q6)とする。
図11、図12、図13、図14を用いて送信装置の動作について説明する。
図11の同時刻パイロットシンボルである、スペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボル1101とスペクトル拡散通信方式Bのパイロットシンボル1106の構成について、図14を用いて説明する。
図14は、パイロットシンボル1シンボルの構成を示している。図11のスペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボル1101は、符号Cpaが乗算され、例えば、1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407、1408の拡散符号で構成されているものとする。同様に、図11のスペクトル拡散通信方式Bのパイロットシンボル1106は、符号Cpbが乗算され、例えば、1409、1410、1411、1412、1413、1414、1415、1416の拡散符号で構成されているものとする。そして、スペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボルに乗算される拡散符号Cpaとスペクトル拡散通信方式Bのパイロットシンボルに乗算される拡散符号Cpbとは直交しているものとする。
次に、送信装置の動作について説明する。
図12において、フレーム構成生成部1217は、図11に示したフレーム構成の情報をフレーム構成信号1218として出力する。スペクトル拡散通信方式Aの変調信号生成部1202は、フレーム構成信号1218、スペクトル拡散通信方式Aの送信ディジタル信号1201を入力とし、フレーム構成にしたがったスペクトル拡散通信方式Aの変調信号1203を出力する。そして、スペクトル拡散通信方式Bの変調信号生成部1210は、フレーム構成信号1218、スペクトル拡散通信方式Bの送信ディジタル信号1209を入力とし、フレーム構成にしたがったスペクトル拡散通信方式Bの変調信号1211を出力する。
このときの変調方式生成部1202および1210の動作を図13を用いて説明する。
スペクトル拡散通信方式Aの送信部において、図13のパイロットシンボル変調信号生成部1301は、パイロットシンボルのための符号1302、フレーム構成信号1320を入力とし、例えば、図14のスペクトル拡散通信方式Aパイロットシンボル構成にしたがったパイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分1303および直交成分1304を出力する。
同様に、スペクトル拡散通信方式Bの送信部において、図13のパイロットシンボル変調信号生成部1301は、パイロットシンボルのための符号1302、フレーム構成信号1320を入力とし、例えば、図14のスペクトル拡散通信方式Bパイロットシンボル構成にしたがったパイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分1303および直交成分1304を出力する。
このように、スペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボルとスペクトル拡散通信方式Bのパイロットシンボルの拡散符号を直交させることを特徴としている。
次に、受信装置の動作について図15、図16、図17を用いて説明する。
図15のアンテナ501では、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bが混在した受信信号502し、無線部503は、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bが混在した受信直交ベースバンド信号の同相成分504および直交成分505を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501およびスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1503の動作を図16を用いて説明する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501について説明する。図16におけるパイロットシンボル逆拡散部1603は、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bが混在した受信直交ベースバンド信号の同相成分1601および直交成分1602、スペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボルのための拡散符号1604を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bが混在した受信直交ベースバンド信号の同相成分1601および直交成分1602におけるパイロットシンボルを検出し、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bが混在した受信直交ベースバンド信号の同相成分1601および直交成分1602におけるパイロットシンボル部分をスペクトル拡散通信方式Aのパイロットシンボルのための拡散符号1604とで逆拡散を施し、逆拡散後のパイロットシンボルの受信直交ベースバンド信号の同相成分1605および直交成分1606を出力する。
このとき、受信直交ベースバンド信号の同相成分1601および直交成分1602におけるパイロット部分のスペクトル拡散通信方式Bの成分は、スペクトル拡散通信方式Aの符号とスペクトル拡散通信方式Bの符号が直交しているため、逆拡散をすることで、除去できる。
伝送路歪み推定部1607について図17を用いて説明する。入力される逆拡散後のパイロットシンボルの受信直交ベースバンド信号の同相成分1605および直交成分1606から、図17におけるパイロットシンボルの伝送路歪み(I0,Q0)および(I6,Q6)が求まることになる。そして、イロットシンボルの伝送路歪み(I0,Q0)および(I6,Q6)からデータシンボルの伝送路歪み(I1,Q1)、(I2,Q2)、(I3,Q3)、(I4,Q4)、(I5,Q5)を求め、これらを伝送路歪み推定信号1608として出力する。
同様に、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1503は、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bが混在した受信信号502におけるスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1504を出力する。そして、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1505およびスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1507は、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bが混在した受信信号514から、それぞれスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1506およびスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1508を出力する。
以上の説明で、(I,Q)の表現で伝送路歪みを表現しているが、パワーおよび位相による表現でもよく、パワーおよび位相による表現をスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1502、1506、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1506、1508としてもよい。
これにより、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bの変調信号の分離が可能となり、復調が可能となる。
本実施の形態において、受信装置におけるスペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bの変調信号の分離の精度は、パイロットシンボルの受信品質に依存する。このことから、パイロットシンボルの対雑音耐性に強くすると、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bの変調信号の分離の精度が向上し、受信データの品質が向上することになる。よって、パイロットシンボルのみ送信電力パワーを、データシンボルの送信電力パワーより大きくすることで、パイロットシンボルの対雑音耐性が向上し、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bの変調信号の分離の精度が向上し、受信データの品質が向上することになる。
ただし、本実施の形態において、多重するスペクトル拡散通信方式数を2として説明したが、これに限ったものではない。また、フレーム構成は、図11、図14、図16に限ったものではない。そして、パイロットシンボルを例に説明し伝送路歪みが推定可能であれば、同様に、実施が可能である。また、スペクトル拡散通信方式A、Bともに多重数を2チャネルとしているが、これに限ったものではない。
本実施の形態における送信装置の構成は、図12、図13に限ったものではなく、スペクトル拡散通信方式数が増えた場合、それに応じて、図12の1201から1208で構成する部分が増えることになる。また、チャネル数が増えた場合、それに応じて、図13の1306、1309で構成する部分が増えることになる。
本実施の形態における受信装置の構成は、図15に限ったものではなく、スペクトル拡散通信方式数が増えた場合、スペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定部の数が増えることになる。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、各アンテナから送信する送信信号のフレーム構成において、伝送路歪みを推定するシンボルが挿入されており、前記伝送路歪みを推定するシンボルは符号が乗算され、各アンテナにおける前記伝送路歪みを推定するシンボルは同一時刻に配置され、各アンテナにおける前記符号は互いに直交していることを特徴とする送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置において、受信した多重変調信号を容易に分離することができる。
(実施の形態4)
実施の形態4では、各送信アンテナからスペクトル拡散通信方式の変調信号を同一周波数帯域に送信した信号を受信し、各アンテナで受信した受信信号の受信電界強度を推定し、各受信信号の受信電界強度推定信号を出力する電界強度推定部を具備し、各アンテナのあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号を入力とし、前記各アンテナのあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号の位相差をもとめ、位相差信号を出力する位相差推定部を具備し、各アンテナの受信直交ベースバンド信号、各アンテナにおける各スペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号、前記受信信号の受信電界強度推定信号、前記位相差信号を入力とし、受信信号から各スペクトル拡散通信方式の信号を分離するのための、受信直交ベースバンド信号、各スペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号を選択し、出力する、信号選択部を具備する受信装置について説明する。
ただし、本実施の形態における説明は、実施の形態3で説明した、図11のフレーム構成の変調信号を図12の送信装置で送信したときを例に説明する。
図18は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。図8と同様に動作する部分については同一符号を付した。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1801は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態3における図15におけるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501の説明と同様な動作をし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1802を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1803は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態3における図15におけるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501の説明と同様な動作をし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1804を出力する。
遅延部1805は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1802およびスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1804をもとめるのに要した時間遅延した、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1806および直交成分1807を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1808は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態3における図15におけるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501の説明と同様な動作をし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1809を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1810は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態3における図15におけるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501の説明と同様な動作をし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1811を出力する。
遅延部1812は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1809およびスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1811をもとめるのに要した時間遅延した、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1813および直交成分1814を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1815は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態3における図15におけるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501の説明と同様な動作をし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1816を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1817は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態3における図15におけるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501の説明と同様な動作をし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1818を出力する。
遅延部1819は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1816およびスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1818をもとめるのに要した時間遅延した、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1820および直交成分1821を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1822は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態3における図15におけるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501の説明と同様な動作をし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1823を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部1824は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、例えば、実施の形態3における図15におけるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部1501の説明と同様な動作をし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1825を出力する。
遅延部1826は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1823およびスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1825をもとめるのに要した時間遅延した、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1827および直交成分1828を出力する。
位相差推定部1829は、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1802、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1809、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1816、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1823を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1802とスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1809の同相−直交平面における位相差を例とする、それぞれの位相差をもとめ、スペクトル拡散通信方式Aの位相差推定信号1830として出力する。
同様に、位相差推定部1831は、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1804、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1811、チャネルBの伝送路歪み推定信号1818、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1825入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1804とスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1811の同相−直交平面における位相差を例とする、それぞれの位相差をもとめ、スペクトル拡散通信方式Bの位相差推定信号1832として出力する。
信号選択部1833は、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1802、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1804、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1806および直交成分1807、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1809、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1811、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1813および直交成分1814、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1816、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1818、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1820および直交成分1821、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1823、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1825、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1827および直交成分1828、電界強度推定信号850、スペクトル拡散通信方式Aの位相差推定信号1830、スペクトル拡散通信方式Bの位相差推定信号1832を入力とし、電界強度推定信号850、スペクトル拡散通信方式Aの位相差推定信号1830、スペクトル拡散通信方式Bの位相差推定信号1832を入力から、最も精度良くスペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bの信号を分離するためのアンテナからの信号群を選択し、信号群1834および1835を出力する。
ただし、信号群とは、たとえば、アンテナ801で受信した受信信号によるスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1802、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1804、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1806および直交成分1807を意味する。
信号処理部1836は、信号群1834および1835を入力とし、実施の形態3における図15の信号処理部1509と同様の動作をし、スペクトル拡散通信方式Aの受信直交ベースバンド信号の同相成分1837および直交成分1838、スペクトル拡散通信方式Bの受信直交ベースバンド信号の同相成分1839および直交成分1840を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの復調部1841は、スペクトル拡散通信方式Aの受信直交ベースバンド信号の同相成分1837および直交成分1838を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの受信ディジタル信号1842を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの復調部1843は、スペクトル拡散通信方式Bの受信直交ベースバンド信号の同相成分1839および直交成分1840を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの受信ディジタル信号1844を出力する。
図19は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図8と図18と同様に動作する部分については同一符号を付した。
図10は、本実施の形態におけるあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号を示しており、1001はアンテナ801で受信した受信信号のあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号であり、(I801,Q801)であらわすものとする。
1002はアンテナ813で受信した受信信号のあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号であり、(I813,Q813)であらわすものとする。
1003はアンテナ825で受信した受信信号のあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号であり、(I825,Q825)であらわすものとする。
1004はアンテナ837で受信した受信信号のあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号であり、(I837,Q837)であらわすものとする。
次に、図10、図18を用いて、受信装置の動作、特に、位相差推定部1829、1831について説明する。
位相差推定部1829において、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1802として図10の1001が、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1809として図10の1002が、スペクトル核酸通信方式Aの伝送路歪み推定信号1816として図10の1003が、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1823として図10の1004が入力されるものとする。このとき、I−Q平面における(I801,Q801)と(I813,Q813)の位相差、(I801,Q801)と(I825,Q825)の位相差、(I801,Q801)と(I837,Q837)の位相差、(I813,Q813)と(I825,Q825)の位相差、(I813,Q813)と(I837,Q837)の位相差、(I825,Q825)と(I837,Q837)の位相差を求め、スペクトル拡散通信方式Aの位相差推定信号852として出力する。
同様に、位相差推定部1831において、スペクトル拡散通信方式Bの位相差推定信号1832を出力する。
次に、信号選択部1833の動作について説明する。
スペクトル拡散通信方式Aの位相差推定信号1830つまり(I801,Q801)と(I813,Q813)の位相差、(I801,Q801)と(I825,Q825)の位相差、(I801,Q801)と(I837,Q837)の位相差、(I813,Q813)と(I825,Q825)の位相差、(I813,Q813)と(I837,Q837)の位相差、(I825,Q825)と(I837,Q837)の位相差として、それぞれ0からπの値をとることになる。たとえば、(I801,Q801)と(I813,Q813)の位相差をθとしたとき、θの絶対値をもとめる。そして、他の位相差についてに絶対値をもとめる。
また、スペクトル拡散通信方式Bの位相推定信号1832についても同様に相関があるかを判断する。
信号選択部1833は、入力されたスペクトル拡散通信方式Aの位相差推定信号1830、スペクトル拡散通信方式Bの位相推定信号1832から、選択する最適なアンテナ2系統を選ぶ。その方法の一例を説明する。
例えば、アンテナ801およびアンテナ813で受信した信号のスペクトル拡散通信方式Aの位相差が0で、スペクトル拡散通信方式Bの位相差が0と得られたとする。このときは、アンテナ801、813で受信して得られた信号を信号群856、857としては選択しないようにする。また、アンテナ801およびアンテナ813で受信した信号のチャネルAの位相差が0で、チャネルBの位相差がπと得られたとする。このときは、アンテナ801、813で受信して得られた信号を信号群1834、1835としては選択するようにする。
また、電界強度推定信号850から、アンテナ801からの受信信号、アンテナ813からの受信信号、アンテナ825からの受信信号825からの受信信号、アンテナ837からの受信信号838の受信電界強度の強さをの順位づけし、受信電界強度の強い信号を、信号群1834、1835として選択するようにする。
以上のように、位相差および受信電界強度強度から、最適な信号群を優先的に選択し、信号群1834、1835として出力する。例えば、アンテナ801のスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪みとアンテナ813のスペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪みの位相差とアンテナ801のスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪みとアンテナ813のスペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪みの位相差に相関がなく、アンテナ801の受信電界強度とアンテナ813の受信電界強度が他のアンテナの受信強度が強い場合、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1802、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1804、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1806および直交成分1807を信号群1834として、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号1809、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号1811、遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分1813および直交成分1814を信号群1835として出力する。
図19において、図18と比較し、電界強度推定部の構成が異なる。図19において、受信電界強度推定部901は、受信直交ベースバンド信号の同相成分804および直交成分805、受信直交ベースバンド信号の同相成分816および直交成分817、受信直交ベースバンド信号の同相成分828および直交成分829、受信直交ベースバンド信号の同相成分840および直交成分841からそれぞれの受信電界強度を求めている点が、図18とは異なる点である。
以上の説明において、図11のフレーム構成の送信信号を例に説明したが、それに限ったものではない。また、スペクトル拡散通信方式数を2で説明したが、それに限ったものではなく、スペクトル拡散通信方式数が増えた場合、伝送路歪み推定部の数が増えることになる。また、スペクトル拡散通信方式A、Bともに多重数を2チャネルとしているが、これに限ったものではない。
また、受信装置においてアンテナが4本以上存在すると、受信感度がよい。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、各送信アンテナからスペクトル拡散通信方式の変調信号を同一周波数帯域に送信した信号を受信し、各アンテナで受信した受信信号の受信電界強度を推定し、各受信信号の受信電界強度推定信号を出力する電界強度推定部を具備し、各アンテナのあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号を入力とし、前記各アンテナのあるスペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号の位相差をもとめ、位相差信号を出力する位相差推定部を具備し、各アンテナの受信直交ベースバンド信号、各アンテナにおける各スペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号、前記受信信号の受信電界強度推定信号、前記位相差信号を入力とし、受信信号から各スペクトル拡散通信方式の信号を分離するのための、受信直交ベースバンド信号、各スペクトル拡散通信方式の伝送路歪み推定信号を選択し、出力する、信号選択部を具備する受信装置とすることで、精度良く多重信号を分離することができる。
(実施の形態5)
実施の形態5では、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、あるチャネルに挿入する復調のためのシンボルは連続した複数シンボルで構成され、各チャネルの復調のためのシンボルは同一時刻に配置され、互いに直交していることを特徴とした送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置について説明する。
図20は、本実施の形態における時間軸におけるチャネルAおよびチャネルBのフレーム構成の一例を示しており、2001、2002、2003、2004、2006、2007、2008、2009はチャネルAのパイロットシンボル、2005はチャネルAのデータシンボル、2010、2011、2012、2013、2015、2016、2017、2018はチャネルBのパイロットシンボル、2014はチャネルBのデータシンボルである。
図21は、チャネルA、チャネルBのパイロットシンボルの同相I−直交Q平面における信号点配置の一例を示しており、2101、2102はパイロットシンボルの信号点である。
図2は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示している。
図22は、図2の変調信号生成部202、212の詳細の構成の一例を示しており、データシンボル変調信号生成部2202は、送信ディジタル信号2201およびフレーム構成信号2208を入力とし、フレーム構成信号2208がデータシンボルであることを示していた場合、例えばQPSK変調し、データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分2203および直交成分2204を出力する。
パイロットシンボル変調信号生成部2205は、フレーム構成信号2208を入力とし、フレーム構成がパイロットシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分2206および直交成分2207を出力する。
同相成分切り替え部2209は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の同相成分2203、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分2206、フレーム構成信号2208を入力とし、フレーム構成信号2208で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の同相成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分2210として出力する。
直交成分切り替え部2211は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の直交成分2204、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分2207、フレーム構成信号2208を入力とし、フレーム構成信号2208で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の直交成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分2212として出力する。
直交変調器2213は、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分2210および選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分2212を入力とし、直交変調し、変調信号2214を出力する。
図5は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。
図17は、時間軸における伝送路歪み量を示しており、1701は時刻0における相関演算によって得られた伝送路歪みを(I0,Q0)とする。1702は時刻1におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I1,Q1)とする。1703は時刻2におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I2,Q2)とする。1704は時刻3におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I3,Q3)とする。1705は時刻4におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I4,Q4)とする。1706は時刻5におけるデータシンボルを示しており、伝送路歪みを(I5,Q5)とする。1707は時刻6における相関演算によって得られた伝送路歪みを(I6,Q6)とする。
図23は、本実施の形態における図5のチャネルAの伝送路歪み推定部506、518、チャネルBの伝送路歪み推定部508、520の構成の一例を示している。
パイロットシンボル相関演算部2303は、受信直交ベースバンド信号の同相成分2301および直交成分2302、パイロットシンボル系列2304を入力とし、相関演算後のパイロットシンボルの受信直交ベースバンド信号の同相成分2305および直交成分2306を出力する。
伝送路歪み推定部2307は、相関演算後のパイロットシンボルの受信直交ベースバンド信号の同相成分2305および直交成分2306を入力とし、伝送路歪み推定信号2308を出力する。
そして、図20、図21を用いて、本実施の形態の送信方法について説明する。
図20における時刻0のチャネルAのパイロットシンボル2001の信号点を図21の2101(1,1)に配置する。時刻1のチャネルAのパイロットシンボル2002の信号点を図21の2101(1,1)に配置する。時刻2のチャネルAのパイロットシンボル2003の信号点を図21の2101(1,1)に配置する。時刻3のチャネルAのパイロットシンボル2004の信号点を図21の2102(1,1)に配置する。
そして、時刻0のチャネルBのパイロットシンボル2010の信号点を図21の2101(1,1)に配置する。時刻1のチャネルBのパイロットシンボル2011の信号点を図21の2101(1,1)に配置する。時刻2のチャネルBのパイロットシンボル2012の信号点を図21の2102(−1,−1)に配置する。時刻3のチャネルBのパイロットシンボル2013の信号点を図21の2102(−1,−1)に配置する。
同様に、2006は2001と信号点配置を同一とし、2007は2002、2008は2003、2004は20092015は2010、2016は2011、2017は2012、2018は2013と信号点配置を同一とする。
このように、チャネルAの連続したパイロットシンボル2001、2002、2003、2004とチャネルBの連続したパイロットシンボル2010、2011、2012、2013の相関が0となるようにする。
次に、図2、図22を用いて、送信装置の動作について説明する。
図2において、フレーム構成信号生成部209は、図20に示したフレーム構成の情報をフレーム構成信号210として出力する。チャネルAの変調信号生成部202は、フレーム構成信号210、チャネルAの送信ディジタル信号201を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルAの変調信号203を出力する。そして、チャネルBの変調信号生成部212は、フレーム構成信号210、チャネルBの送信ディジタル信号211を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルBの変調信号213を出力する。
このときの変調信号生成部202および変調信号生成部212の動作を図22を用いて、チャネルAの送信部を例に説明する。
データシンボル変調信号生成部2202は、送信ディジタル信号2201つまり図2のチャネルAの送信ディジタル信号201およびフレーム構成信号2208つまり図2のフレーム構成信号210を入力、フレーム構成信号208がデータシンボルであることを示していた場合、例えば、QPSK変調し、データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分2203および直交成分2204を出力する。
パイロットシンボル変調信号生成部2205は、フレーム構成信号2208を入力とし、フレーム構成信号がパイロットシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分2206および直交成分2207を出力する。
同相成分切り替え部312は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の同相成分2203、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分2206、フレーム構成信号2208を入力とし、フレーム構成信号2208で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の同相成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分2210として出力する。
直交成分切り替え部2211は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の直交成分2204、パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分2207、フレーム構成信号2208を入力とし、フレーム構成信号2208で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の直交成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分2212として出力する。
直交変調器2213は、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分2210および選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分2212を入力とし、直交変調し、変調信号2214つまり図2の203を出力する。
次に、図5、図23を用いて、受信装置の動作、特に、チャネルAの伝送路歪み推定部506、チャネルBの伝送路歪み推定部508、信号処理部525について説明する。ここでは、チャネルAの伝送路歪み推定部506を例に説明する。
図23におけるパイロット相関演算部2303は、アンテナ501で受信した、チャネルAとチャネルBの混在した受信直交ベースバンド信号の同相成分2301および直交成分2302、チャネルAのパイロットシンボル系列2304を入力とし、チャネルAとチャネルBの混在した受信直交ベースバンド信号の同相成分2301および直交成分2302におけるパイロットシンボルを検出し、チャネルAとチャネルBの混在した受信直交ベースバンド信号の同相成分2301および直交成分2302におけるパイロットシンボル部分とチャネルAのパイロットシンボル系列2304の相関演算を行い相関演算後のパイロットシンボルの受信直交ベースバンド信号の同相成分2305および直交成分2306を出力する。
ただし、チャネルAのパイロットシンボル系列は、同相成分、直交成分で形成されていてもよい。このとき、受信直交ベースバンド信号の同相成分2301および直交成分2302におけるパイロット部分のチャネルBの成分は、チャネルAのパイロットシンボル系列とチャネルBにパイロットシンボル系列が直交しているため、相関演算により、除去できる。
伝送路歪み推定部2307について図17を用いて説明する。図17における伝送路歪み(I0,Q0)および(I6,Q6)は、パイロットシンボル相関演算部2303によって求まる。そして、伝送路歪み(I0,Q0)および(I6,Q6)からデータシンボルの伝送路歪み(I1,Q1)、(I2,Q2)、(I3,Q3)、(I4,Q4)、(I5,Q5)を求め、これらを伝送路歪み推定信号2308として出力する。
同様に、チャネルBの伝送路歪み推定部508は、チャネルAとチャネルBが混在した受信信号502におけるチャネルBの伝送路歪み推定信号509を出力する。そして、チャネルAの伝送路歪み推定部518およびチャネルBの伝送路歪み推定部520は、チャネルAとチャネルBが混在した受信信号514から、それぞれチャネルAの伝送路歪み推定信号519およびチャネルBの伝送路歪み推定信号521を出力する。
以上の説明で、(I,Q)の表現で伝送路歪みを表現しているが、パワーおよび位相による表現でもよく、パワーおよび位相による表現をチャネルAの伝送路歪み推定信号507、519、チャネルBの伝送路歪み推定信号509、521としてもよい。
これにより、チャネルAとチャネルBの変調信号の分離が可能となり、復調が可能となる。
ただし、本実施の形態において、多重するチャネル数を2として説明したが、これに限ったものではない。また、フレーム構成は、図20に限ったものではない。そして、パイロットシンボルを例に説明し伝送路歪みが推定可能であれば、同様に、実施が可能である。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
本実施の形態における送信装置の構成は、図2、図22に限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、それに応じて、図2の201から208で構成する部分が増えることになる。また、受信装置の構成は、図5、図23に限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、増えたチャネルのための伝送路歪み推定部が増えることになる。
以上のように本実施の形態によれば、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、あるチャネルに挿入する復調のためのシンボルは連続した複数シンボルで構成され、各チャネルの復調のためのシンボルは同一時刻に配置され、互いに直交していることを特徴とした送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、復調のためのシンボルは雑音に対する耐性をもつことになるので、受信装置におけるチャネル推定精度が向上し、データの伝送品質が向上する。
(実施の形態6)
実施の形態6では、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、OFDM方式のフレーム構成にあるチャネルに復調のためのシンボルを挿入した時刻およびサブキャリアの他のチャネルのシンボルでは、同相−直交平面における同相および直交信号はゼロの信号とする送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置について説明する。
図4は、同相I−直交Q平面における信号点配置を示している。
図24は、本実施の形態における時間、周波数軸におけるチャネルAおよびチャネルBのフレーム構成の一例を示しており、2401はパイロットシンボル、2402はデータシンボルであり、図24に示すように例えば、チャネルAの時間0、サブキャリア2はパイロットシンボルである。このとき、チャネルBは、(I,Q)=(0,0)のシンボルとする。以上のように、ある時間、周波数において、チャネルAがパイロットシンボルの場合、チャネルBは(I,Q)=(0,0)のシンボルとし、逆に、チャネルBがパイロットシンボルの場合、チャネルAは、(I,Q)=(0,0)のシンボルとする。
図25は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示しており、フレーム構成信号生成部2521は、フレーム構成の情報を、フレーム構成信号2522として出力する。
チャネルAのシリアルパラレル変換部2502は、チャネルAの送信ディジタル信号2501、フレーム構成信号2522を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルAのパラレル信号2503を出力する。
チャネルAの逆離散フーリエ変換部2504は、チャネルAのパラレル信号2503を入力とし、チャネルAの逆離散フーリエ変換後の信号2505を出力する。
チャネルAの無線部2506は、チャネルAの逆離散フーリエ変換後の信号2505を入力とし、チャネルAの送信信号2507を出力する。
チャネルAの電力増幅部2508は、チャネルAの送信信号2507を入力とし、増幅し、増幅されたチャネルAの送信信号2509を出力し、電波としてチャネルAのアンテナ2510から出力される。
チャネルBのシリアルパラレル変換部2512は、チャネルBの送信ディジタル信号2511、フレーム構成信号2522を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルBのパラレル信号2513を出力する。
チャネルBの逆離散フーリエ変換部2514は、チャネルBのパラレル信号2513を入力とし、チャネルBの逆離散フーリエ変換後の信号2515を出力する。
チャネルBの無線部2516は、チャネルBの逆離散フーリエ変換後の信号2515を入力とし、チャネルBの送信信号2517を出力する。
チャネルBの電力増幅部2518は、チャネルBの送信信号2517を入力とし、増幅し、増幅されたチャネルBの送信信号2519を出力し、電波としてチャネルBのアンテナ2520から出力される。
図26は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、無線部2603は、アンテナ2601で受信した受信信号2602を入力とし、受信直交ベースバンド信号2604を出力する。
フーリエ変換部2605は、受信直交ベースバンド信号2604を入力とし、パラレル信号2606を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部2607は、パラレル信号2606を入力とし、チャネルAの伝送路歪みパラレル信号2608を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部2609は、パラレル信号2606を入力とし、チャネルBの伝送路歪みパラレル信号2610を出力する。
無線部2613は、アンテナ2611で受信した受信信号2612を入力とし、受信直交ベースバンド信号2614を出力する。
フーリエ変換部2615は、受信直交ベースバンド信号2614を入力とし、パラレル信号2616を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部2617は、パラレル信号2616を入力とし、チャネルAの伝送路歪みパラレル信号2618を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部2619は、パラレル信号2616を入力とし、チャネルBの伝送路歪みパラレル信号2620を出力する。
信号処理部2621は、パラレル信号2606、2616、チャネルAの伝送路歪みパラレル信号2608、2618、チャネルBの伝送路歪みパラレル信号2610、2620を入力とし、チャネルAとチャネルBの信号を分離し、チャネルAのパラレル信号2622およびチャネルBのパラレル信号2623を出力する。
チャネルAの復調部2624は、チャネルAのパラレル信号2622を入力とし、チャネルAの受信ディジタル信号2625を出力する。
チャネルBの復調部2626は、チャネルBのパラレル信号2623を入力とし、チャネルBの受信ディジタル信号2627を出力する。
図27は、あるキャリアの時間軸における伝送路歪みを示している。2701は、時刻0のあるキャリアのチャネルAのシンボル、2702は時刻1のあるキャリアのチャネルAのシンボル、2703は時刻2のあるキャリアのチャネルAのシンボル、2704は時刻3のあるキャリアのチャネルAのシンボル、2705は時刻4のあるキャリアのチャネルAのシンボル、2706は時刻5のあるキャリアのチャネルAのシンボル、2707は時刻0のあるキャリアのチャネルBのシンボル、2708は時刻1のあるキャリアのチャネルBのシンボル、2709は時刻2のあるキャリアのチャネルBのシンボル、2710は時刻3のあるキャリアのチャネルBのシンボル、2711は時刻4のあるキャリアのチャネルBのシンボル、2712は時刻5のあるキャリアのチャネルBのシンボルである。
図28は、キャリア1の伝送路歪み、信号処理部の構成の一例を示している。キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定部2803は、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2801および直交成分2802を入力とし、キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2804を出力する。
キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定部2805は、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2801および直交成分2802を入力とし、キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2806を出力する。
キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定部2809は、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2807および直交成分2808を入力とし、キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2810を出力する。
キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定部2811は、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2807および直交成分2808を入力とし、キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2812を出力する。
キャリア1の信号処理部2813は、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2801および直交成分2802、キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2804、キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2806、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2807および直交成分2808、キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2810、キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2812を入力とし、チャネルAとチャネルBの信号を分離し、チャネルAのパラレル信号のキャリア1の同相成分2814および直交成分2815、チャネルBのパラレル信号のキャリア1の同相成分2816および直交成分2817を出力する。
そして、図4、図24、図25を用いて、送信装置の動作について説明する。
図24において、パイロットシンボル2401の信号点は、図4の402の信号点である。データシンボル2402の信号点は、図4の401の信号点である。図24の(I,Q)=(0,0)のシンボルの信号点は、図4の403の信号点である。
図2において、フレーム構成信号生成部2521は、図24に示したフレーム構成の情報をフレーム構成信号2522として出力する。
チャネルAのシリアルパラレル変換部2502は、チャネルAの送信ディジタル信号2501、フレーム構成信号2522を入力とし、図24のフレーム構成にしたがったチャネルAのパラレル信号2503を出力する。
同様に、チャネルBのシリアルパラレル変換部2512は、チャネルBの送信ディジタル信号2511、フレーム構成信号2522を入力とし、図24のフレーム構成にしたがったチャネルBのパラレル信号2513を出力する。
次に、図26、図27、図28を用いて、受信装置の動作、特に、チャネルAの伝送路歪み推定部2607、2617、チャネルBの伝送路歪み推定部2609、2619、信号処理部2621について、ここでは、図24のキャリア1を例に説明する。
図28は、図26のチャネルAの伝送路歪み推定部2607、2617、チャネルBの伝送路歪み推定部2609、2619、信号処理部2621においてキャリア1の機能のみを抽出した構成を示している。
図28において、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2801および直交成分2802は、図26のパラレル信号2606のキャリア1の成分である。キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定部2803は、図26のチャネルAの伝送路歪み推定部2607におけるキャリア1の機能の構成である。キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2804は、図26のチャネルAの伝送路歪みパラレル信号2608のキャリア1の成分である。キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定部2805は、図26のチャネルBの伝送路歪み推定部2609におけるキャリア1の機能の構成である。キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2806は、図26のチャネルBの伝送路歪みパラレル信号2610のキャリア1の成分である。
パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2807および直交成分2808は、図26のパラレル信号2616のキャリア1の成分である。キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定部2809は、図26のチャネルAの伝送路歪み推定部2617におけるキャリア1の機能の構成である。キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2810は、図26のチャネルAの伝送路歪みパラレル信号2618のキャリア1の成分である。キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定部2811は、図26のチャネルBの伝送路歪み推定部2619におけるキャリア1の機能の構成である。キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2812は、図26のチャネルBの伝送路歪みパラレル信号2620のキャリア1の成分である。
キャリア1の信号処理部2813は、信号処理部2621のキャリア1の機能の構成である。チャネルAのパラレル信号のキャリア1の同相成分2814および直交成分2815は、図26のチャネルAのパラレル信号2622のチャネル1の成分である。チャネルBのパラレル信号のキャリア1の同相成分2816および直交成分2817は、図26のチャネルBのパラレル信号2623のチャネル1の成分である。
次に、図28のキャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定部2803、2809、チャネル1のキャリアBの伝送路歪み推定部2805、2811の動作について、図27を用いて、一例としてキャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定部2803、キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定部2805を例として説明する。
図27において、時刻0から5のキャリア1の受信ベースバンド信号、つまり、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2807および直交成分2808をそれぞれ、(I0,Q0),(I1,Q1),(I2,Q2),(I3,Q3),(I4,Q4),(I5,Q5)とする。
時刻0から5のキャリア1のチャネルAの伝送路歪み、つまり、キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2804をそれぞれ、(Ia0,Qa0),(Ia1,Qa1),(Ia2,Qa2),(Ia3,Qa3),(Ia4,Qa4),(Ia5,Qa5)とする。
時刻0から5のキャリア1のチャネルBの伝送路歪み、つまり、キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2806をそれぞれ、(Ib0,Qb0),(Ib1,Qb1),(Ib2,Qb2),(Ib3,Qb3),(Ib4,Qb4),(Ib5,Qb5)とする。
このとき、(I0,Q0)は、キャリア1のチャネルBのパイロット成分のみであるため、(Ib0,Qb0)=(I0,Q0)となる。同様に、(I1,Q1)は、キャリア1のチャネルAのパイロット成分のみであるため、(Ia1,Qa1)=(I1,Q1)となる。そして、例えば、(Ia0,Qa0)=(Ia1,Qa1)=(Ia2,Qa2)=(Ia3,Qa3)=(Ia4,Qa4)=(Ia5,Qa5)、(Ib0,Qb0)=(Ib1,Qb1)=(Ib2,Qb2)=(Ib3,Qb3)=(Ib4,Qb4)=(Ib5,Qb5)とすることで、キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2804およびキャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2806が求まる。
同様の動作で、キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2810およびキャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2812も求まる。
キャリア1の信号処理部2813は、キャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2804、2810、キャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2806、2812、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2801および直交成分2802、パラレル信号におけるキャリア1の同相成分2807および直交成分2808を入力とし、行列演算を行うことで、チャネルAの信号とチャネルBの信号が分離でき、チャネルAのパラレル信号のキャリア1の同相成分2814および直交成分2815、チャネルBのパラレル信号のキャリア1の同相成分2816および直交成分2817を出力する。これにより、チャネルAとチャネルBの変調信号の分離が可能となり、復調が可能となる。
以上の説明で、(I,Q)の表現で伝送路歪みを表現しているが、パワーおよび位相による表現でもよく、パワーおよび位相による表現をキャリア1のチャネルAの伝送路歪み推定信号2804、2810およびキャリア1のチャネルBの伝送路歪み推定信号2806、2810としてもよい。
また、以上と同様にして、キャリア2、3、4について図28の構成でチャネルAの信号とチャネルBの信号の分離が可能である。
ここで、キャリア2の伝送路推定方法について説明する。
本実施の形態の受信装置では、図24の時間0キャリア2のパイロットシンボルから、伝送路変動が推定できる。また、時間1のキャリア1のパイロットシンボルとキャリア3のパイロットシンボルから、時間1のキャリア2の伝送路変動が推定できる。以上のように、時間0、時間1で推定されたキャリア2の伝送路変動の推定値から、キャリア2の伝送路変動を推定する。これにより、高精度に伝送路変動を推定することができる。
図24の例えばキャリア2の伝送路推定方法について説明する。
受信装置では、図24の時間0キャリア2のパイロットシンボルから、伝送路変動が推定できる。また、時間1のキャリア1のパイロットシンボルとキャリア3のパイロットシンボルから、時間1のキャリア2の伝送路変動が推定できる。以上のように、時間0、時間1で推定されたキャリア2の伝送路変動の推定値から、キャリア2の伝送路変動を推定する。これにより、高精度に伝送路変動を推定することができる。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
本実施の形態において、受信装置におけるチャネルAとチャネルBの変調信号の分離の精度は、パイロットシンボルの受信品質に依存する。このことから、パイロットシンボルの対雑音耐性に強くすると、チャネルAとチャネルBの変調信号の分離の精度が向上し、受信データの品質が向上することになる。その手段について以下で説明する。
図4において、パイロットシンボルの原点からの振幅をAp、データシンボルの変調方式であるQPSKの原点からの最大信号点振幅をAqとする。このとき、Ap>Aqとすることでパイロットシンボルの対雑音耐性が向上し、チャネルAとチャネルBの変調信号の分離の精度が向上し、受信データの品質が向上することになる。
ただし、本実施の形態において、多重するチャネル数を2として説明したが、これに限ったものではない。また、フレーム構成は、図24に限ったものではない。そして、パイロットシンボルを例に説明したが、チャネルを分離するためのシンボルはパイロットシンボルに限ったものではなく、復調のためのシンボルであれば、同様に、実施が可能である。そして、データシンボルの変調方式は、QPSK変調に限ったものではなく、それぞれのチャネルの変調方式が違っていてもよい。
また、本実施の形態における送信装置の構成は、図25に限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、それに応じて、図25の2501から2510で構成する部分が増えることになる。
また、本実施の形態における受信装置の構成は、図26、図28に限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、チャネル推定部の数が増えることになる。
以上のように本実施の形態によれば、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、OFDM方式のフレーム構成にあるチャネルに復調のためのシンボルを挿入した時刻およびサブキャリアの他のチャネルのシンボルでは、同相−直交平面における同相および直交信号はゼロの信号とする送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置において、受信した多重変調信号を容易に分離することができる。
(実施の形態7)
実施の形態7では、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する場合と、1つのチャネルの変調信号をアンテナから送信する場合を切り替える送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置について説明する。
図29は、本実施の形態におけるフレーム構成の一例を示しており、2901、2903は多重情報シンボル、2902、2904はチャネルAフレームシンボル群、2905はチャネルBフレームシンボル群を示している。
このとき、2901の多重情報シンボルは、チャネルAとチャネルBのフレームシンボル群が同時に送信されていることを示す情報を含んでおり、2902のチャネルAフレームシンボル群と2905のチャネルBフレームシンボル群は、同時の送信される。
そして、2903の多重情報シンボルは、チャネルAのフレームシンボル群のみが送信されていることを示す情報を含んでおり、2904のチャネルAフレームシンボル群のみ送信される。
図30は、本実施の形態におけるフレーム構成の一例を示しており、3001は多重情報シンボル、3002は情報シンボルを示している。
このとき、時刻0の多重情報シンボルは、時刻1から時刻5においてチャネルAの情報シンボルとチャネルBの情報シンボルが同時に送信されていることを示す情報を含んでおり、時刻1から時刻5においてチャネルAの情報シンボルとチャネルBの情報シンボルが同時に送信されている。
そして、時刻6の多重情報シンボルは、時刻7から時刻11においてチャネルAの情報のみが送信されていることを示す情報を含んでおり、時刻7から時刻11においてチャネルAの情報のみが送信されている。
図31は、本実施の形態における例えば基地局の送信装置の構成を示しており、変調信号生成部3102は、送信ディジタル信号3101、フレーム構成信号3119を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルAの変調信号3103、チャネルBの変調信号3110を出力する。
チャネルAの無線部3105は、チャネルAの変調信号3103を入力とし、チャネルAの送信信号3106を出力する。
チャネルAの電力増幅部3107は、チャネルAの送信信号3106を入力とし、増幅し、増幅されたチャネルAの送信信号3108を出力し、チャネルAのアンテナ3109から電波として出力される。
チャネルBの無線部3111は、チャネルBの変調信号3110を入力とし、チャネルBの送信信号3112を出力する。
チャネルBの電力増幅部3113は、チャネルBの送信信号3112を入力とし、増幅し、増幅されたチャネルBの送信信号3114を出力し、チャネルBのアンテナ3115から電波として出力される。
フレーム構成信号生成部3118は、電波伝搬環境情報3116および送信データ量情報3117を入力とし、フレーム構成信号3119を出力する。
図32は、本実施の形態における例えば端末の受信装置の構成を示しており、無線部3203は、アンテナ3201で受信した受信信号3202を入力とし、受信直交ベースバンド信号3204を出力する。
多重情報シンボル復調部3205は、受信直交ベースバンド信号3204を入力とし、多重情報データ3206を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部3207は、受信直交ベースバンド信号3204を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号3208を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部3209は、受信直交ベースバンド信号3204を入力とし、チャネルBの伝送路歪み推定信号3210を出力する。
無線部3213は、アンテナ3211で受信した受信信号3212を入力とし、受信直交ベースバンド信号3214を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部3215は、受信直交ベースバンド信号3214を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号3216を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部3217は、受信直交ベースバンド信号3214を入力とし、チャネルBの伝送路歪み推定信号3218を出力する。
信号処理部3219は、チャネルAの伝送路歪み推定信号3208、3216、チャネルBの伝送路歪み推定信号3210、3218、受信直交ベースバンド信号3204、3214、多重情報データ3206を入力とし、多重情報データ3206にもとづき、チャネルAの信号3220、チャネルBの信号3221を出力する。
復調部3222は、チャネルAの信号3220、チャネルBの信号3221、多重情報データ3206を入力とし、多重情報データ3206にもとづき、復調し、受信ディジタル信号3223を出力する。
電波伝搬環境推定部3224は、受信直交ベースバンド信号3204、3214を入力とし、電波伝搬環境、例えば、電界強度、電波伝搬環境の空間的相関性を推定し、電波伝搬環境推定信号3225として出力する。
そして、図29、図31、図32を用いて、本実施の形態における、例えば、基地局の送信装置について説明する。
図32の端末の受信装置のように、例えば、電波伝搬環境推定部3224は、受信直交ベースバンド信号3204、3214を入力とし、電波伝搬環境、例えば、電界強度、電波伝搬環境の空間的相関性を推定し、電波伝搬環境推定信号3225を出力する。電波伝搬環境推定信号3225の情報は、端末の送信装置から、データとして送信され、基地局が受信し、復調し、電波伝搬環境推定信号3225に相当する情報を基地局が得る。この情報が、図31の電波伝搬環境情報3116に相当する。
フレーム構成信号生成部3118は、電波伝搬環境情報3116および送信データ量情報3117を入力とし、図29に示すように、例えば、2901の多重情報シンボルがチャネルAとチャネルBのフレームシンボル群が同時に送信されていることを示す情報であることを、2902のチャネルAフレームシンボル群と2905のチャネルBフレームシンボル群が同時の送信されるフレーム構成であることを、そして、2903の多重情報シンボルがチャネルAのフレームシンボル群のみが送信されていることを示す情報であることを、2904のチャネルAフレームシンボル群のみ送信されるフレーム構成であることを、フレーム構成信号3119として出力する。そして、図31の変調信号生成部3102は、送信ディジタル信号3101、フレーム構成信号3119を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルAの変調信号3103、チャネルBの変調信号3110を出力する。
次に、図29、図32を用いて、本実施の形態における、例えば、端末の受信装置について説明する。
多重情報シンボル復調部3205は、受信直交ベースバンド信号3204を入力とし、図29に示す多重情報シンボルの復調を行う。そして、例えば、2901の多重情報シンボルを復調した場合チャネルAとチャネルBのフレームシンボル群が同時に送信されていることを示す情報を、2903の多重シンボルを復調した場合チャネルAのフレームシンボル群のみが送信されていることを示す情報を多重情報データ3206として出力する。
信号処理部3219は、チャネルAの伝送路歪み推定信号3208、3216、チャネルBの伝送路歪み推定信号3210、3218、受信直交ベースバンド信号3204、3214、多重情報データ3206を入力とし、例えば、多重情報データ3206が、チャネルAとチャネルBのフレームシンボル群が同時に送信されていることを示す情報を示している場合、チャネルAの伝送路歪み推定信号3208、3216、チャネルBの伝送路歪み推定信号3210、3218、受信直交ベースバンド信号3204、3214から逆行列演算を行い、チャネルAとチャネルBの信号を分離し、チャネルAの信号3220、チャネルBの信号3221を出力する。また、多重情報データ3206が、チャネルAのフレームシンボル群のみが送信されていることを示す情報を示している場合、チャネルAの信号3220のみ出力する。
復調部3222は、チャネルAの信号3220、チャネルBの信号3221、多重情報データ3206を入力とし、多重情報データ3206が、チャネルAとチャネルBのフレームシンボル群が同時に送信されていることを示す情報を示している場合、チャネルAの信号3220、チャネルBの信号3221の復調を行い、多重情報データ3206が、チャネルAのフレームシンボル群のみが送信されていることを示す情報を示している場合、チャネルAの信号3220のみ復調を行い、受信ディジタル信号3223を出力する。
OFDMについても同様に考えられる。図30、図31、図32を用いて、本実施の形態における、例えば、基地局の送信装置について説明する。
図32の端末の受信装置のように、例えば、電波伝搬環境推定部3224は、受信直交ベースバンド信号3204、3214を入力とし、電波伝搬環境、例えば、電界強度、電波伝搬環境の空間的相関性を推定し、電波伝搬環境推定信号3225を出力する。電波伝搬環境推定信号3225の情報は、端末の送信装置から、データとして送信され、基地局が受信し、復調し、電波伝搬環境推定信号3225に相当する情報を基地局が得る。この情報が、図31の電波伝搬環境情報3116に相当する。
フレーム構成信号生成部3118は、上述の電波伝搬環境情報3116および送信データ量情報3117を入力とし、図30に示すように、例えば、時刻0の多重情報シンボルが時刻1から時刻5においてチャネルAの情報シンボルとチャネルBの情報シンボルが同時に送信されていることを示す情報を、時刻1から時刻5においてチャネルAの情報シンボルとチャネルBの情報シンボルが同時に送信されているフレーム構成であることを、時刻6の多重情報シンボルが時刻7から時刻11においてチャネルAの情報のみが送信されていることを示す情報を、時刻7から時刻11においてチャネルAの情報のみが送信されているフレーム構成であることを、フレーム構成信号3119として出力する。そして、図31の変調信号生成部3102は、送信ディジタル信号3101、フレーム構成信号3119を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルAの変調信号3103、チャネルBの変調信号3110を出力する。
次に、図30、図32を用いて、本実施の形態における、例えば、端末の受信装置について説明する。
多重情報シンボル復調部3205は、受信直交ベースバンド信号3204を入力とし、図30に示す多重情報シンボルの復調を行う。そして、例えば、時刻0の多重情報シンボルを復調した場合チャネルAとチャネルBのフレームシンボル群が同時に送信されていることを示す情報を、時刻6の多重シンボルを復調した場合チャネルAのフレームシンボル群のみが送信されていることを示す情報を多重情報データ3206として出力する。
信号処理部3219は、チャネルAの伝送路歪み推定信号3208、3216、チャネルBの伝送路歪み推定信号3210、3218、受信直交ベースバンド信号3204、3214、多重情報データ3206を入力とし、例えば、多重情報データ3206が、チャネルAとチャネルBのフレームシンボル群が同時に送信されていることを示す情報を示している場合、チャネルAの伝送路歪み推定信号3208、3216、チャネルBの伝送路歪み推定信号3210、3218、受信直交ベースバンド信号3204、3214から逆行列演算を行い、チャネルAとチャネルBの信号を分離し、チャネルAの信号3220、チャネルBの信号3221を出力する。また、多重情報データ3206が、チャネルAのフレームシンボル群のみが送信されていることを示す情報を示している場合、チャネルAの信号3220のみ出力する。
復調部3222は、チャネルAの信号3220、チャネルBの信号3221、多重情報データ3206を入力とし、多重情報データ3206が、チャネルAとチャネルBのフレームシンボル群が同時に送信されていることを示す情報を示している場合、チャネルAの信号3220、チャネルBの信号3221の復調を行い、多重情報データ3206が、チャネルAのフレームシンボル群のみが送信されていることを示す情報を示している場合、チャネルAの信号3220のみ復調を行い、受信ディジタル信号3223を出力する。
ただし、本実施の形態において、多重するチャネル数を2として説明したが、これに限ったものではない。また、フレーム構成は、図29、図30に限ったものではない。
また、本実施の形態における送信装置の構成は、図31に限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、それに応じて、図31の3103から3109で構成する部分が増えることになる。
また、本実施の形態における受信装置の構成は、図32に限ったものではない。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する場合と、1つのチャネルの変調信号をアンテナから送信する場合を切り替える送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置において、受信した多重変調信号を容易に分離することができる。
(実施の形態8)
実施の形態8では、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重する送信方法の同期のためのシンボルの送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置について説明する。
図2は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示している。
図4は、本実施の形態における同相−直交平面における信号点配置を示している。
図33は、本実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示しており、3301、3305は同期シンボル、3302、3304はガードシンボル、3303、3306はデータシンボルを示している。
図34は、本実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示しており、3401は同期シンボル、3402、3404はデータシンボル、3403はガードシンボルを示している。
図35は、図2の変調信号生成部202、212の構成の一例を示しており、図3と同様に動作する部分については同一符号を付した。同期シンボル変調信号生成部3501はフレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311が同期シンボルを示している場合、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3502および直交成分3503を出力する。
同相成分切り替え部312は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の同相成分303、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3502、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の同相成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313として出力する。
直交成分切り替え部314は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の直交成分304、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分3503、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分310、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の直交成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315として出力する。
図36は、図2の変調信号生成部202、212の構成の一例を示しており、ガードシンボルまたは同期シンボル変調信号生成部3601は、フレーム構成信号311を入力とし、ガードシンボルまたは同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3602および直交成分3603を出力する。
図37は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、無線部3703はアンテナ3701で受信した受信信号3702を入力とし、受信直交ベースバンド信号3704を出力とする。
伝送路歪み推定部3705は、受信直交ベースバンド信号3704、タイミング信号3719を入力とし、伝送路歪み推定信号3706を出力する。
無線部3708は、アンテナ3706で受信した受信信号3707を入力とし、受信直交ベースバンド信号3709を出力する。
伝送路歪み推定部3710は、受信直交ベースバンド信号3709、タイミング信号3719を入力とし、伝送路歪み推定信号3711を出力する。
無線部3714は、アンテナ3712で受信した受信信号3713を入力とし、受信直交ベースバンド信号3715を出力する。
伝送路歪み推定部3716は、受信直交ベースバンド信号3715、タイミング信号3719を入力とし、伝送路歪み推定信号3717を出力する。
同期部3717は、受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、送信装置が送信した同期シンボルを検索することで、送信装置と同期をとり、タイミング信号3719を出力する。
信号分離部3720は、受信直交ベースバンド信号3704、3709、3715、伝送路歪み推定信号3706、3711、3717、タイミング信号3719を入力とし、チャネルAの受信直交ベースバンド信号3721、チャネルBの直交ベースバンド信号3722を出力する。
復調部3723は、チャネルAの受信直交ベースバンド信号3721を入力とし、受信ディジタル信号3724を出力する。
復調部3725は、チャネルBの受信直交ベースバンド信号3722を入力とし、受信ディジタル信号3725を出力する。
図38は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37と同様に動作する部分については同一符号を付した。
同期部3801は、受信直交ベースバンド信号3801を入力とし、送信装置が送信した同期シンボルを検索することで、送信装置と同期をとり、タイミング信号3802を出力する。
伝送路歪み推定部3705は、受信直交ベースバンド信号3704、タイミング信号3802を入力とし、伝送路歪み推定信号3705を出力する。
同期部3803は、受信直交ベースバンド信号3809を入力とし、送信装置が送信した同期シンボルを検索することで、送信装置と同期をとり、タイミング信号3804を出力する。
伝送路歪み推定部3710は、受信直交ベースバンド信号3709、タイミング信号3804を入力とし、伝送路歪み推定信号3711を出力する。
同期部3805は、受信直交ベースバンド信号3815を入力とし、送信装置が送信した同期シンボルを検索することで、送信装置と同期をとり、タイミング信号3806を出力する。
伝送路歪み推定部3716は、受信直交ベースバンド信号3715、タイミング信号3806を入力とし、伝送路歪み推定信号3717を出力する。
図39は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37と同様に動作する部分については同一符号を付した。
電界強度推定部3901は、受信信号3702を入力とし、電界強度を推定し、電界強度推定信号3902を出力する。
電界強度推定部3903は、受信信号3707を入力とし、電界強度を推定し、電界強度推定信号3904を出力する。電界強度推定部3903は、受信信号3707を入力とし、電界強度を推定し、電界強度推定信号3904を出力する。
図40は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39と同様に動作する部分については同一符号を付した。
信号選択部4001は、電界強度推定信号3902、3904、3906、受信直交ベースバンド信号3704、3709、3715を入力とし、電界強度推定信号のなかで例えば、もっとも電界強度が強い信号を受信したアンテナの受信直交ベースバンド信号を選択し、選択した受信直交ベースバンド信号4002として出力する。
同期部4003は、選択した受信直交ベースバンド信号4002を入力とし、送信装置が送信した同期シンボルを検索することで、送信装置と同期をとり、タイミング4004を出力する。
図41は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図39と同様に動作する部分については同一符号を付した。
図42は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図39、図40と同様に動作する部分については同一符号を付した。
そして、図2、図4、図33、図34、図35、図36を用いて、送信装置の動作について説明する。
図2において、フレーム構成信号生成部209は、図33または、図34に示したフレーム構成の情報をフレーム構成信号210として出力する。チャネルAの変調信号生成部202は、フレーム構成信号210、チャネルAの送信ディジタル信号201を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルAの変調信号203を出力する。そして、チャネルBの変調信号生成部212は、フレーム構成信号210、チャネルBの送信ディジタル信号211を入力とし、フレーム構成にしたがったチャネルBの変調信号213を出力する。
次に、フレーム構成図33のときの変調信号生成部202、212の動作を図35を用いて、チャネルAの送信部を例に説明する。
データシンボル変調信号生成部302は、送信ディジタル信号301つまり図2のチャネルAの送信ディジタル信号201およびフレーム構成信号311つまり図2のフレーム構成信号210を入力とし、フレーム構成信号311がデータシンボルであることを示していた場合、データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304を出力する。
同期シンボル変調信号生成部3501は、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号が同期シンボルであることを示していた場合、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3502および直交成分3503を出力する。
ガードシンボル変調信号生成部308は、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号がガードシンボルであることを示していた場合、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309および直交成分310を出力する。
このときの同相−直交平面における各シンボルの信号点配置を図4のとおりである。データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304の信号点配置は、図4の401のとおりである。そして、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3502および直交成分3503の信号点配置は、図4の402のとおりである。また、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309および直交成分310の信号点配置は、図4の403のとおりである。
同相成分切り替え部312は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の同相成分303、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3502、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分309、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の同相成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313として出力する。
直交成分切り替え部314は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の直交成分304、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分3503、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分310、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の直交成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315として出力する。
直交変調器316は、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313および選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315を入力とし、直交変調し、変調信号317つまり図2の203を出力する。
次に、フレーム構成図34のときの変調信号生成部202、212の動作を図36を用いて説明する。
変調信号生成部202の動作について説明する。データシンボル変調信号生成部302は、送信ディジタル信号301つまり図34のチャネルAの送信ディジタル信号201およびフレーム構成信号311つまり図34のフレーム構成信号210を入力とし、フレーム構成信号311がデータシンボルであることを示していた場合、データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304を出力する。
同期シンボル変調信号生成部3601は、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号が同期シンボルであることを示していた場合、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3602および直交成分3603を出力する。
このときの同相−直交平面における各シンボルの信号点配置を図4のとおりである。データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304の信号点配置は、図4の401のとおりである。そして、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3602および直交成分3603の信号点配置は、図4の402のとおりである。
同相成分切り替え部312は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の同相成分303、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3602、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の同相成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313として出力する。
直交成分切り替え部314は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の直交成分304、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分3603、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の直交成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315として出力する。
直交変調器316は、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313および選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315を入力とし、直交変調し、変調信号317つまり図2の203を出力する。
変調信号生成部212の動作について説明する。データシンボル変調信号生成部302は、送信ディジタル信号301つまり図34のチャネルBの送信ディジタル信号201およびフレーム構成信号311つまり図34のフレーム構成信号210を入力とし、フレーム構成信号311がデータシンボルであることを示していた場合、データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304を出力する。
ガードシンボル変調信号生成部3601は、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号がガードシンボルであることを示していた場合、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3602および直交成分3603を出力する。
このときの同相−直交平面における各シンボルの信号点配置を図4のとおりである。データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分303および直交成分304の信号点配置は、図4の401のとおりである。そして、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3602および直交成分3603の信号点配置は、図4の403のとおりである。
同相成分切り替え部312は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の同相成分303、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分3602、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の同相成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313として出力する。
直交成分切り替え部314は、データシンボル送信直交ベースバンド信号の直交成分304、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の直交成分3603、フレーム構成信号311を入力とし、フレーム構成信号311で示されたシンボルに相当する送信直交ベースバンド信号の直交成分を選択し、選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315として出力する。
直交変調器316は、選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分313および選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分315を入力とし、直交変調し、変調信号317つまり図2の213を出力する。
次に、図37、図38、図39、図40、図41、図42を用いて、受信装置の動作について説明する。
図37を用いて受信装置の動作について説明する。
無線部3714は、アンテナ3712で受信した受信信号3713を入力とし、受信直交ベースバンド信号3715を出力する。
同期部3718は、受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、送信装置が送信した信号のうちの同期シンボルを検出し、送信装置と時間同期したタイミング信号3719を出力する。タイミング信号3719は、受信装置における各部で使用するタイミング信号とする。
次に、図38を用いて受信装置の動作について説明する。
無線部3703は、アンテナ3701で受信した受信信号3702を入力とし、受信直交ベースバンド信号3704を出力する。
同期部3801は、受信直交ベースバンド信号3704を入力とし、送信装置が送信した信号のうちの同期シンボルを検出し、送信装置と時間同期したタイミング信号3802を出力する。タイミング信号3802は、例えば、伝送路歪み推定部3705、信号分離部3807に入力され、受信直交ベースバンド信号3704からタイミング信号3802のタイミングにあわせて信号を抽出し、信号処理を行う。
無線部3708は、アンテナ3706で受信した受信信号3707を入力とし、受信直交ベースバンド信号3709を出力する。
同期部3803は、受信直交ベースバンド信号3709を入力とし、送信装置が送信した信号のうちの同期シンボルを検出し、送信装置と時間同期したタイミング信号3804を出力する。タイミング信号3804は、例えば、伝送路歪み推定部3710、信号分離部3807に入力され、受信直交ベースバンド信号3709からタイミング信号3804のタイミングにあわせて信号を抽出し、信号処理を行う。
無線部3714は、アンテナ3712で受信した受信信号3713を入力とし、受信直交ベースバンド信号3715を出力する。
同期部3805は、受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、送信装置が送信した信号のうちの同期シンボルを検出し、送信装置と時間同期したタイミング信号3806を出力する。タイミング信号3806は、例えば、伝送路歪み推定部3716、信号分離部3807に入力され、受信直交ベースバンド信号3715からタイミング信号3806のタイミングにあわせて信号を抽出し、信号処理を行う。
次に、図39を用いて受信装置の動作について説明する。
電界強度推定部3901は、アンテナ3701で受信した受信信号3702を入力とし、受信電界強度を推定し、電界強度推定信号3902を出力する。
同様に、電界強度推定部3903は、アンテナ3706で受信した受信信号3707を入力とし、受信電界強度を推定し、電界強度推定信号3904を出力する。また、電界強度推定部3905は、アンテナ3712で受信した受信信号3713を入力とし、受信電界強度を推定し、電界強度推定信号3906を出力する。
同期部3907は、受信直交ベースバンド信号3704を入力とし、送信装置が送信した信号のうちの同期シンボルを検出し、送信装置と時間同期したタイミング信号3908を出力する。
同様に、同期部3909は、受信直交ベースバンド信号3709を入力とし、送信装置が送信した信号のうちの同期シンボルを検出し、送信装置と時間同期したタイミング信号3910を出力する。また、同期部3911は、受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、送信装置が送信した信号のうちの同期シンボルを検出し、送信装置と時間同期したタイミング信号3912を出力する。
同期信号選択部3913は、電界強度推定信号3902、3904、3906、タイミング信号3908、3910、3912を入力とし、例えば、電界強度推定信号から、アンテナ3701の受信信号の電界強度が最も良い場合、タイミング信号3908を選択されたタイミング信号3914として出力する。このように、受信電界強度が最も良い受信信号から求めたタイミング信号を受信装置のタイミング信号とする。
次に、図40を用いて受信装置の動作について説明する。
信号選択部4001は、電界強度推定信号3902、3904、3906、受信直交ベースバンド信号3704、3709、3715を入力とし、例えば、電界強度信号から、アンテナ3701の受信信号の電界強度が最も良い場合、受信直交ベースバンド信号3704を選択された受信直交ベースバンド信号4002として出力する。
同期部4003は選択された受信直交ベースバンド信号4002を入力とし、送信装置が送信した信号のうちの同期シンボルを検出し、送信装置と時間同期したタイミング信号4004を出力する。このように、受信電界強度が最も良い受信信号から求めたタイミング信号を受信装置のタイミング信号とする。
次に、図41を用いて受信装置の動作について説明する。
図41は、図39において、電界強度を受信直交ベースバンド信号を用いて求めている点が異なる。
電界強度推定部3901は、受信直交ベースバンド信号3704を入力とし、受信電界強度を推定し、電界強度推定信号3902を出力する。
電界強度推定部3903は、受信直交ベースバンド信号3709を入力とし、受信電界強度を推定し、電界強度推定信号3904を出力する。
電界強度推定部3905は、受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、受信電界強度を推定し、電界強度推定信号3906を出力する。
図42は、図40において、電界強度を受信直交ベースバンド信号を用いて求めている点が異なる。
以上の説明で、電波伝搬環境のパラメータとして電界強度を例に説明したがこれに限ったものではなく、ドップラ周波数、マルチパスのパス数などをパラメータとしてもよい。
以上より、送信装置と受信装置の時間同期を行うことができる。
ただし、本実施の形態において、多重するチャネル数を2として説明したが、これに限ったものではない。また、フレーム構成は、図33、図34に限ったものではない。データシンボルの変調方式は、QPSK変調に限ったものではなく、それぞれのチャネルの変調方式が違っていてもよい。そして、すべてのチャネルがスペクトル拡散通信方式をもちいてもよい。また、スペクトル拡散通信方式とスペクトル拡散通信方式をもちいていない方式が混在していてもよい。
また、図33、図34の同期シンボルは、受信装置が、送信装置との時間同期を行うためのシンボルとしているがこれに限ったものではなく、例えば、受信装置が送信装置との周波数オフセットを推定するためのシンボルとしてもよい。
また、本実施の形態における送信装置の構成は、図2、図35、図36に限ったものではなく、チャネル数が増えた場合、それに応じて、図2の201から208で構成する部分が増えることになる。
また、本実施の形態における受信装置の構成は、図37、図38、図39、図40、図41、図42に限ったものではなく、アンテナ数を増加させてもよい。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重する送信方法の同期のためのシンボルの送信方法、その送信方法における送信装置および受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、送信装置および受信装置の時間同期を行うことができる。
(実施の形態9)
実施の形態9では、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、スペクトル拡散通信方式における同期シンボルの送信方法、およびその送信装置および受信装置について説明する。
図4は、本実施の形態における同相−直交平面における信号点配置を示している。
図12は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示している。
図43は、本実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示しており、4301、4305は同期シンボル、4302、4304はガードシンボル、4303、4306はデータシンボルである。
図44は、本実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示しており、4401は同期シンボル、4402、4404はデータシンボル、4403はガードシンボルである。
図45は、本実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示しており、4503、4505、4507はガードシンボル、4502、4504、4506、4508はデータシンボル、4501は同期シンボルである。
図46は、図12の変調信号生成部1202、1210の構成の一例を示しており、図13と同様に動作する部分については同一符号を付した。
ガードシンボル変調信号生成部4601は、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320がガードシンボルを示している場合、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4602および直交成分4603を出力する。
同期シンボル変調信号生成部4604は、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320が同期シンボルを示している場合、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4605および直交成分4606を出力する。
図47は、図12の変調信号生成部1202、1210の構成の一例を示しており、図13と同様に動作する部分については同一符号を付した。
ガードシンボルまたは同期シンボル変調信号生成部4701は、フレーム構成信号1320を入力とし、ガードシンボルまたは同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4702および直交成分4703を出力する。
図48は、図12の変調信号生成部1202、1210の構成の一例を示しており、図13と同様に動作する部分については同一符号を付した。
一次変調部4802は、制御情報4801、フレーム構成信号1320を入力とし、一次変調後の送信直交ベースバンド信号の同相成分4803および直交成分4804を出力する。
同期シンボル変調信号生成部4805は、フレーム構成信号1320を入力とし、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4806および直交成分4807を出力する。
拡散部4808は、一次変調後の送信直交ベースバンド信号の同相成分4803および直交成分4804、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4806および直交成分4807、拡散符号1317、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320に対応したシンボルの拡散後の送信直交ベースバンド信号の同相成分4809および直交成分4810を出力する。
図49は、図12の変調信号生成部1202、1210の構成の一例を示しており、図13、図48と同様に動作する部分については同一符号を付した。
ガードシンボル変調信号生成部4901は、フレーム構成信号1320を入力とし、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4902および直交成分4903を出力する。
拡散部4808は、一次変調後の送信直交ベースバンド信号の同相成分4803および直交成分4804、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4902および直交成分4903、拡散符号1317、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320に対応したシンボルの拡散後の送信直交ベースバンド信号の同相成分4809および直交成分4810を出力する。
図37は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。
図38は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。
図39は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。
図40は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。
図41は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。
図42は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。
そして、図4、図12、図43、図44、図45、図46、図47、図48、図49を用いて、送信装置の動作について説明する。
図12において、フレーム構成生成部1217は、図43または図44または図45に示したフレーム構成の情報をフレーム構成信号1218として出力する。スペクトル拡散通信方式Aの変調信号生成部1202は、フレーム構成信号1218、スペクトル拡散通信方式Aの送信ディジタル信号1201を入力とし、フレーム構成にしたがったスペクトル拡散通信方式Aの変調信号1203を出力する。そして、スペクトル拡散通信方式Bの変調信号生成部1210は、フレーム構成信号1218、スペクトル拡散通信方式Bの送信ディジタル信号1209を入力とし、フレーム構成にしたがったスペクトル拡散通信方式Bの変調信号1211を出力する。
次に、フレーム構成が図43のときの変調信号生成部1202、1210の動作を図46を用いて、スペクトル拡散通信方式Aの送信部を例に説明する。
スペクトル拡散通信方式Aの送信部において、図46のガードシンボル変調信号生成部4601は、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320がガードシンボルを示している場合、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4602および直交成分4603を出力する。
同期シンボル変調信号生成部4604は、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320が同期シンボルを示している場合、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4605および直交成分4606を出力する。
このときの同相−直交平面における各シンボルの信号点配置を図4のとおりである。データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分1311、1318および直交成分1312、1319の信号点配置は、図4の401のとおりである。そして、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4605および直交成分4606の信号点配置は、図4の402のとおりである。また、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4602および直交成分4603の信号点配置は、図4の403のとおりである。
次に、フレーム構成が図44のときの変調信号生成部1202、1210の動作を図47を用いて、スペクトル拡散通信方式A、スペクトル拡散通信方式Bの送信部を例に説明する。
スペクトル拡散通信方式Aの送信部において、変調信号生成部1202の詳細の構成は、図47のとおりである。図47のガードシンボルまたは同期シンボル変調信号生成部4701は、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320が同期シンボルを示している場合、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4702および直交成分4703を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの送信部において、変調信号生成部1210の詳細の構成は図47のとおりである。図47のガードシンボルまたは同期シンボル変調信号生成部4701は、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320がガードシンボルを示している場合、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4702および直交成分4703を出力する。
このときの同相−直交平面における各シンボルの信号点配置を図4のとおりである。データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分1311、1318および直交成分1312、1319の信号点配置は、図4の401のとおりである。そして、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分の信号点配置は、図4の402のとおりである。また、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分の信号点配置は、図4の403のとおりである。
次に、フレーム構成が、図45のときの変調信号生成部1202、1210の動作を図48、図49を用いてスペクトル拡散通信方式A、スペクトル拡散通信方式Bの送信部を例に説明する。
スペクトル拡散通信方式Aの送信部において、変調信号生成部1202の詳細の構成は、図48のとおりである。図48の一次変調部4802は、制御情報4801およびフレーム構成信号1320を入力とし、制御情報の送信直交ベースバンド信号の同相成分4803および直交成分4804を出力する。
同期シンボル変調信号生成部4805は、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号が同期シンボルであることを示している場合、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4806および直交成分4807を出力する。
拡散部4808は、制御情報の送信直交ベースバンド信号の同相成分4803および直交成分4804、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4806および直交成分4807、拡散符号1317、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320の示しているシンボルの送信直交ベースバンド信号と拡散符号1317を乗算し、制御チャネルの拡散後の送信直交ベースバンド信号の同相成分4809および直交成分4810を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの送信部において、変調信号生成部1210の詳細の構成は、図49のとおりである。
ガードシンボル変調信号生成部4901は、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号がガードシンボルであることを示している場合、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4902および直交成分4903を出力する。
拡散部4808は、制御情報の送信直交ベースバンド信号の同相成分4803および直交成分4804、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分4902および直交成分4903、拡散符号1317、フレーム構成信号1320を入力とし、フレーム構成信号1320の示しているシンボルの送信直交ベースバンド信号と拡散符号1317を乗算し、制御チャネルの拡散後の送信直交ベースバンド信号の同相成分4809および直交成分4810を出力する。
このときの同相−直交平面における各シンボルの信号点配置を図4のとおりである。データシンボル、制御シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分の信号点配置は、図4の401のとおりである。そして、同期シンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分の信号点配置は、図4の402のとおりである。また、ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分の信号点配置は、図4の403のとおりである。
次に、図37、図38、図39、図40、図41、図42を用いて、受信装置の動作について説明する。
図37、図38、図39、図40、図41、図42において、復調部3723、3725は、スペクトル拡散通信方式の復調、つまり、逆拡散をし、その後、復調する。
以上の説明で、電波伝搬環境のパラメータとして電界強度を例に説明したがこれに限ったものではなく、ドップラ周波数、マルチパスのパス数などをパラメータとしてもよい。
以上より、送信装置と受信装置の時間同期を行うことができる。
ただし、本実施の形態において、送信アンテナを2として説明したがこれに限ったものではない。また、多重するスペクトル拡散通信方式数を2として説明したが、これに限ったものではない。また、フレーム構成は、図43、図44、図45に限ったものではない。また、スペクトル拡散通信方式A、Bともに多重数を2チャネルとしているが、これに限ったものではない。
また、図43、図44、図45の同期シンボルは、受信装置が、送信装置との時間同期を行うためのシンボルとしているがこれに限ったものではなく、例えば、受信装置が送信装置との周波数オフセットを推定するためシンボルとしてもよい。
本実施の形態における送信装置の構成は、図12、図13に限ったものではなく、スペクトル拡散通信方式数が増えた場合、それに応じて、図12の1201から1208で構成する部分が増えることになる。また、チャネル数が増えた場合、それに応じて、の1306、1309で構成する部分が増えることになる。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、スペクトル拡散通信方式における同期シンボルの送信方法、およびその送信装置および受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、送信装置および受信装置の時間同期を行うことができる。
(実施の形態10)
実施の形態10では、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、OFDM方式における同期シンボルの送信方法、それを用いた送信装置および受信装置について説明する。
図4は、同相I−直交Q平面における信号点配置を示している。
図25は、本実施の形態における送信装置の構成の一例である。
図50は、本実施の形態における時間、周波数軸におけるフレーム構成の一例を示しており、5001は同期シンボル、5002はデータシンボルである。
図51は、本実施の形態における時間、周波数軸におけるフレーム構成の一例を示しており、5101は同期シンボル、5102はデータシンボルである。
図52は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図26と同様に動作する部分については同一符号を付した。
同期部5201は、受信直交ベースバンド信号2604を入力とし、送信装置との時間同期をとり、タイミング信号5202を出力する。
同期部5203は、受信直交ベースバンド信号2614を入力とし、送信装置との時間同期をとり、タイミング信号5204を出力する。
図53は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図26と同様に動作する部分については同一符号を付した。
同期部5301は、受信直交ベースバンド信号2604を入力とし、送信装置との時間同期をとり、タイミング信号5302を出力する。
図54は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39と同様に動作する部分については同一符号を付した。
離散フーリエ変換部5401は、受信直交ベースバンド信号3704、選択されたタイミング信号3914を入力とし、離散フーリエ変換後の信号5402を出力する。
同様に、離散フーリエ変換部5403は、受信直交ベースバンド信号3709、選択されたタイミング信号3914を入力とし、離散フーリエ変換後の信号5404を出力する。
また、離散フーリエ変換部5405は、受信直交ベースバンド信号3715、選択されたタイミング信号3914を入力とし、離散フーリエ変換後の信号5406を出力する。
図55は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図40、図54と同様に動作する部分については同一符号を付した。
図56は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図54と同様に動作する部分については同一符号を付した。
図57は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図40、図54と同様に動作する部分については同一符号を付した。
そして、図4、図25、図50、図51を用いて、送信装置の動作について説明する。
図50のフレーム構成の変調信号を送信する送信装置について説明する。
図25のフレーム構成信号生成部2521は、図50のフレーム構成の情報をフレーム構成信号2522として出力する。
図50において、時間0で、チャネルAで同期シンボルを送信しているとき、チャネルBは信号を送信しない。つまり、図4の403の信号となる。同様に、時間1で、チャネルBで同期シンボルを送信しているとき、チャネルAは信号を送信しない。つまり、図4の403の信号となる。
図51のフレーム構成の変調信号を送信する送信装置について説明する。
図25のフレーム構成信号生成部2521は、図51のフレーム構成の情報をフレーム構成信号2522として出力する。
図51において、時間0で、チャネルAで同期シンボルを送信しているとき、チャネルBは信号を送信しない。つまり、図4の403の信号となる。
次に、図50、図51、図52、図53、図54、図55、図56、図57を用いて、本実施の形態における受信装置について説明する。
図52において、同期部5201は、受信直交ベースバンド信号2604を入力とし、図50または図51で送信された同期シンボルを検出することで送信装置との時間同期をとり、タイミング信号5202として出力する。
離散フーリエ変換部2605は、受信直交ベースバンド信号2604、タイミング信号5202を入力とし、タイミング信号5202にもとづいて、受信直交ベースバンド信号2604を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号2606を出力する。
同期部5203は、受信直交ベースバンド信号2614を入力とし、図50または図51で送信された同期シンボルを検出することで送信装置との時間同期をとり、タイミング信号5204として出力する。
離散フーリエ変換部2615は、受信直交ベースバンド信号2614、タイミング信号5204を入力とし、タイミング信号5204にもとづいて、受信直交ベースバンド信号2614を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号2616を出力する。
図53において、同期部5301は、受信直交ベースバンド信号2604を入力とし、図50または図51で送信された同期シンボルを検出することで送信装置との時間同期をとり、タイミング信号5302として出力する。
離散フーリエ変換部2605は、受信直交ベースバンド信号2604、タイミング信号5302を入力とし、タイミング信号5302にもとづいて、受信直交ベースバンド信号2604を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号2606を出力する。
離散フーリエ変換部2615は、受信直交ベースバンド信号2614、タイミング信号5302を入力とし、タイミング信号5302にもとづいて、受信直交ベースバンド信号2614を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号2616を出力する。
図54において、離散フーリエ変換部5401は、受信直交ベースバンド信号3704、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号3914を入力とし、タイミング信号3914にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3704を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5402を出力する。
同様に、離散フーリエ変換部5403は、受信直交ベースバンド信号3709、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号3914を入力とし、タイミング信号3914にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3709を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5404を出力する。
また、離散フーリエ変換部5405は、受信直交ベースバンド信号3715、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号3914を入力とし、タイミング信号3914にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3715を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5406を出力する。
図55において、離散フーリエ変換部5401は、受信直交ベースバンド信号3704、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号4004を入力とし、タイミング信号4004にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3704を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5402を出力する。
同様に、離散フーリエ変換部5403は、受信直交ベースバンド信号3709、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号4004を入力とし、タイミング信号4004にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3709を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5404を出力する。
また、離散フーリエ変換部5405は、受信直交ベースバンド信号3715、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号4004を入力とし、タイミング信号4004にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3715を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5406を出力する。
図56において、離散フーリエ変換部5401は、受信直交ベースバンド信号3704、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号3914を入力とし、タイミング信号3914にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3704を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5402を出力する。
同様に、離散フーリエ変換部5403は、受信直交ベースバンド信号3709、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号3914を入力とし、タイミング信号3914にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3709を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5404を出力する。
また、離散フーリエ変換部5405は、受信直交ベースバンド信号3715、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号3914を入力とし、タイミング信号3914にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3715を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5406を出力する。
図57において、離散フーリエ変換部5401は、受信直交ベースバンド信号3704、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号4004を入力とし、タイミング信号4004にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3704を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5402を出力する。
同様に、離散フーリエ変換部5403は、受信直交ベースバンド信号3709、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号4004を入力とし、タイミング信号4004にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3709を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5404を出力する。
また、離散フーリエ変換部5405は、受信直交ベースバンド信号3715、受信電界強度の最も良いアンテナから得られたタイミング信号4004を入力とし、タイミング信号4004にもとづいて、受信直交ベースバンド信号3715を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の信号5406を出力する。
以上の説明で、電波伝搬環境のパラメータとして電界強度を例に説明したがこれに限ったものではなく、ドップラ周波数、マルチパスのパス数などをパラメータとしてもよい。
以上より、送信装置と受信装置の時間同期を行うことができる。
ただし、本実施の形態において、送信アンテナを2として説明したがこれに限ったものではない。また、多重するチャネル数を2として説明したが、これに限ったものではない。また、フレーム構成は、図50、図51に限ったものではない。
また、図50、図51の同期シンボルは、受信装置が、送信装置との時間同期を行うためのシンボルとしているがこれに限ったものではなく、例えば、受信装置が送信装置との周波数オフセットを推定するためシンボルとしてもよい。
本実施の形態における送信装置の構成は、図25に限ったものではなく、受信装置の構成は、図52、図53、図54、図55、図56、図57に限ったものではない。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、OFDM方式における同期シンボルの送信方法、それを用いた送信装置および受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、送信装置および受信装置の時間同期を行うことができる。
(実施の形態11)
実施の形態11では、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、送信する送信信号に制御のためのシンボルが含まれている送信方法を用いた受信装置について説明する。
図33、図34、図43、図44、図45、図50、図51は、本実施の形態におけるフレーム構成の一例を示している。
図58は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37と同様に動作する部分については同一符号を付した。
周波数オフセット推定部5801は受信直交ベースバンド信号5801を入力とし、送信装置との周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号5802を出力する。
周波数制御部5803は、周波数オフセット推定信号5802を入力とし、周波数制御し、例えば、無線部の源信号となる信号5804を出力する。
図59は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37と同様に動作する部分については同一符号を付した。
周波数オフセット推定部5901は受信直交ベースバンド信号3704を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号5902を出力する。
周波数オフセット推定部5903は受信直交ベースバンド信号3709を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号5904を出力する。
周波数オフセット推定部5905は受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号5906を出力する。
計算部5907は、周波数オフセット推定信号5902、5904、5906を入力とし、例えば平均して、平均した周波数オフセット推定信号5908を出力する。
周波数制御部5909は、平均した周波数オフセット推定信号5908を入力とし、例えば、無線部の源信号となる信号5910を出力する。
図60は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39と同様に動作する部分については同一符号を付した。
周波数オフセット推定部6001は受信直交ベースバンド信号3704を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6002を出力する。
周波数オフセット推定部6003は受信直交ベースバンド信号3709を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6004を出力する。
周波数オフセット推定部6005は受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6006を出力する。
計算部6007は、周波数オフセット推定信号6002、6004、6006、電界強度推定信号3902、3904、3906を入力とし、電界強度において重み付けをして、周波数オフセット信号を平均化し、平均した周波数オフセット推定信号6008を出力する。
周波数制御部6009は、平均した周波数オフセット推定信号6008を入力とし、例えば、無線部の源信号となる信号6010を出力する。
図61は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39と同様に動作する部分については同一符号を付した。
周波数オフセット推定部6101は、選択された受信直交ベースバンド信号を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6102を出力する。
周波数制御部6103は、周波数オフセット推定信号6102を入力とし、例えば、無線部の源信号となる信号6104を出力する。
図62は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図60と同様に動作する部分については同一符号を付した。
図63は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図40、図61と同様に動作する部分については同一符号を付した。
図64は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図26と同様に動作する部分については同一符号を付した。
周波数オフセット推定部6401は、受信直交ベースバンド信号2604を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6402を出力する。
周波数オフセット推定部6403は、受信直交ベースバンド信号2614を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6404を出力する。
計算部6405は周波数オフセット推定信号6402、6404を入力とし、例えば、平均化し、平均した周波数オフセット推定信号6406を出力する。
周波数制御部6407は、平均した周波数オフセット推定信号6406を入力とし、例えば、無線部の源信号となる信号6408を出力する。
図65は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図26と同様に動作する部分については同一符号を付した。
周波数オフセット推定部6501は、受信直交ベースバンド信号2604を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6502を出力する。
周波数制御部6503は、周波数オフセット推定信号6502を入力とし、例えば、無線部の源信号となる信号6504を出力する。
図66は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図54と同様に動作する部分については同一符号を付した。
周波数オフセット推定部6601は、受信直交ベースバンド信号3704を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6602を出力する。
周波数オフセット推定部6603は、受信直交ベースバンド信号3709を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6604を出力する。
周波数オフセット推定部6605は、受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6606を出力する。
計算部6607は、周波数オフセット推定信号6602、6604、6606、電界強度推定信号3902、3904、3906を入力とし、電界強度において重み付けをして、周波数オフセット信号を平均化し、平均した周波数オフセット推定信号6608を出力する。
周波数制御部6609は、平均した周波数オフセット推定信号6608を入力とし、例えば、無線部の源信号となる信号6610を出力する。
図67は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図40、図54と同様に動作する部分については同一符号を付した。
周波数オフセット推定部6701は、選択された受信直交ベースバンド信号4002を入力とし、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号6702を出力する。
周波数制御部6703は、周波数オフセット推定信号6702を入力とし、例えば、無線部の源信号となる信号6704を出力する。
図68は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図54、図66と同様に動作する部分については同一符号を付した。
図69は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図37、図39、図40、図54、図67と同様に動作する部分については同一符号を付した。
次に、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、送信する送信信号に制御のためのシンボルが含まれている送信方法を用いた受信装置について説明する。
図33、図34、図43、図44、図45、図50、図51は、本実施の形態におけるフレーム構成の一例を示しており、受信装置では、例えば、同期シンボルを用いて周波数オフセットを推定する。このとき、送信装置では、一つの周波数源しか具備せず、各アンテナから送信する送信信号は、周波数同期がとれた信号である。
次に、図58の受信装置の動作について説明する。
周波数オフセット推定部5801は、受信直交ベースバンド信号3715を入力とし、例えば、同期シンボルから周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号を出力する。
復調部3723、3725は、入力された周波数オフセット推定信号5802から、周波数オフセットを除去する。
周波数制御部5803は、周波数オフセット推定信号5802を入力とし、周波数オフセットを除去し、無線部の源信号5804を出力する。
次に、図59の受信装置の動作について図58と異なる部分について説明する。
計算部5907は、周波数オフセット推定信号5902、5904、5906を入力とし、平均し、平均した周波数オフセット推定信号5908を出力する。この平均化により、周波数オフセットの推定精度が向上する。
次に、図60の受信装置の動作について図58と異なる部分について説明する。
計算部6007は、電界強度推定信号3902、3904、3906、周波数オフセット推定信号6002、6004、6006を入力とし、電界強度に応じて重み付けをし、平均した周波数オフセット推定信号を出力する。これにより、電界強度の強い周波数オフセット推定信号の信頼度を高くすることで、周波数オフセットの推定精度が向上する。
次に、図61の受信装置の動作について図58と異なる部分について説明する。
信号選択部4001で、電界強度の強い受信直交ベースバンド信号が4002で出力されているため、周波数オフセット推定部6101では、周波数オフセットの推定精度が向上する。
図62、図63は、図60、図61において、電界強度を受信直交ベースバンド信号から求めている点が異なる。
以上により、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、また、スペクトル拡散通信方式を用いたときの受信装置において、周波数オフセットを除去することができる。
図64、図65、図66、図67、図68、図69は、送信方法でOFDM方式を用いたときの受信装置の構成であり、動作は、図58、図59、図60、図61、図62、図63と同様である。
以上により、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法においてOFDM方式を用いたときの受信装置において、周波数オフセットを除去することができる。
以上より、送信装置と受信装置の周波数オフセットを除去することができる。
ただし、本実施の形態において、フレーム構成は、図33、図34、図43、図44、図45、図50、図51に限ったものではない。
また、送信装置、受信装置において、無線部に入力される源信号は、各アンテナごとに具備する無線部に対し、共通とすることで、周波数オフセットの推定を複数のアンテナに対し共通に行うことができる。
同様に、送信装置、受信装置において、送信装置における変調信号の生成、受信装置における同期用の源信号は、各アンテナごとに具備する変調信号生成部、同期部で共通とすることで、時間同期を複数のアンテナに対し共通に行うことができる。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法において、送信する送信信号に制御のためのシンボルが含まれている送信方法を用いた受信装置とすることで、同一周波数に複数のチャネルの変調信号を多重することで、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置において周波数オフセットを除去することができる。
(実施の形態12)
実施の形態12では変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を推定し、推定した電波伝搬環境情報を送信し、前記電波伝搬環境の情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを選択する通信方法、その通信方法を用いた無線通信装置、および、変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を推定し、推定した電波伝搬環境情報に基づいて送信方法として、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを要求する情報を送信し、前記要求情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを選択する通信方法、その通信方式を用いた無線通信装置について説明する。
図4は、同相I−直交Q平面における信号点配置を示している。
図70は、本実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例である。7001、7003、7004、7005は基地局送信信号のチャネルAの情報シンボル、7002は基地局送信信号のチャネルAのガードシンボル、7007、7009は基地局送信信号のチャネルBの情報シンボル、7006、7008、7010は基地局送信信号のチャネルBのガードシンボル、7011、7012、7013は端末送信信号の情報シンボルである。
図71は、本実施の形態における基地局送信信号チャネルAの情報シンボルの構成の一例を示しており、7101は多重情報シンボル、7102はデータシンボルである。
図72は、本実施の形態における端末送信信号の情報シンボルの構成の一例を示しており、7201は電界強度情報シンボル、7202は伝送路歪み情報シンボル、7203はマルチパス情報シンボル、7204は妨害波情報シンボル、7205はデータシンボルである。
図73は、本実施の形態における端末の情報シンボルの構成の一例を示しており、7301は送信方法要求情報シンボル、7302はデータシンボルである。
図74は、本実施の形態における基地局の送信装置の構成の一例を示しており、図13と同様に動作する部分については同一符号を付した。
変調信号生成部202は、送信ディジタル信号7401、多重情報7402、フレーム構成信号210を入力とし、フレーム構成信号に210にしたがった変調信号203を出力する。
フレーム構成信号生成部209は、送信方法決定情報7403を入力とし、フレーム構成信号210を出力する。
変調信号生成部212は、送信ディジタル信号7401、フレーム構成信号210を入力とし、変調信号213を出力する。
図75は、本実施の形態における基地局の受信装置の構成の一例を示しており、無線部7503は、アンテナ7501で受信した受信信号7502を入力とし、受信直交ベースバンド信号7504を出力する。
復調部7505は、受信直交ベースバンド信号7504を入力とし、受信ディジタル信号7506を出力する。
信号分離部7507は、受信ディジタル信号7506を入力とし、電波伝搬環境推定情報、または、送信方法要求情報7508および受信データ7509を出力する。
送信方法決定部7510は、電波伝搬環境情報、または、送信方法要求情報7508を入力とし、送信方法決定情報7511、多重情報7512を出力する。
図76は、本実施の形態における端末の送信装置の構成の一例を示しており、変調信号生成部7606は、送信ディジタル信号7601、電波伝搬環境推定信号7602、7603、フレーム構成信号7605を入力とし、送信直交ベースバンド信号7607を出力する。
フレーム構成信号生成部7604は、フレーム構成信号7605を出力する。
変調部7608は、送信直交ベースバンド信号7607を入力とし、変調信号7609を出力し、アンテナ7610から電波として出力される。
図77は、本実施の形態における端末の受信装置の構成の一例を示しており、無線部7703はアンテナ7701で受信した受信信号7702を入力とし、受信直交ベースバンド信号7704を出力する。
マルチパス推定部7705は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、マルチパス推定信号7706を出力する。
妨害波強度推定部7707は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、妨害波強度推定信号7708を出力する。
チャネルAの電界強度推定部7709は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、チャネルAの信号の電界強度推定信号7710を出力する。
チャネルBの電界強度推定部7711は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、チャネルBの信号の電界強度推定信号7712を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部7713は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号7714を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部7715は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、チャネルBの伝送路歪み推定信号7716を出力する。
情報生成部7717は、マルチパス推定信号7706、妨害波強度推定信号7708、チャネルAの信号の電界強度推定信号7710、チャネルBの信号の電界強度推定信号7712、チャネルAの伝送路歪み推定信号7714、チャネルBの伝送路歪み推定信号7716を入力とし、電波伝搬環境推定信号7718を出力する。
信号分離部7719は、受信直交ベースバンド信号7704、7729、チャネルAの伝送路歪み推定信号7714、7739、チャネルBの伝送路歪み推定信号7716、7741を入力とし、チャネルAの受信直交ベースバンド信号7720およびチャネルBの受信直交ベースバンド信号7721を出力する。
無線部7728は、アンテナ7726で受信した受信信号7727を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729を出力する。
マルチパス推定部7730は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、マルチパス推定信号7731を出力する。
妨害波強度推定部7732は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、妨害波強度推定信号7733を出力する。
チャネルAの電界強度推定部7734は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、チャネルAの信号の電界強度推定信号7735を出力する。
チャネルBの電界強度推定部7736は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、チャネルBの信号の電界強度推定信号7737を出力する。
チャネルAの伝送路歪み推定部7738は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、チャネルAの伝送路歪み推定信号7739を出力する。
チャネルBの伝送路歪み推定部7740は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、チャネルBの伝送路歪み推定信号7741を出力する。
情報生成部7742は、マルチパス推定信号7731、妨害波強度推定信号7733、チャネルAの信号の電界強度推定信号7735、チャネルBの信号の電界強度推定信号7737、チャネルAの伝送路歪み推定信号7739、チャネルBの伝送路歪み推定信号7741を入力とし、電波伝搬環境推定信号7743を出力する。
図78は、本実施の形態における端末の送信装置の構成の一例を示しており、図76と同様に動作する部分については同一符号を付した。
送信方法要求情報生成部7801は、電波伝搬環境情報7602、7603を入力とし、送信方法要求情報を7802に出力する。
図84は、本実施の形態におけるフレーム構成の一例を示しており、基地局は、OFDM方式の変調信号を送信しており、8401は基地局送信信号のガードシンボル、8402は基地局送信信号の情報シンボル、8403は、端末送信信号の情報シンボルである。
次に、図4、図70、図71、図72、図74、図75、図76、図77を用いて、変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を推定し、推定した電波伝搬環境情報を送信し、前記電波伝搬環境の情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを選択する通信方法、その通信方法を用いた無線通信装置について説明する。
図74は、基地局の送信装置の構成であり、フレーム構成信号生成部7403は、送信方法決定情報7403を入力とし、送信方法決定情報7403に基づいて、例えば、図70のチャネルAの情報シンボル7004とチャネルBの情報シンボルが多重されている送信方法、または図70のチャネルAの情報シンボル7005は送信されているがチャネルBはガードシンボル7010となっているというように多重しない送信方法のいずれかのフレーム構成情報をフレーム構成信号210として出力する。ただし、送信方法決定情報7403は、図75の基地局の受信装置の7511に相当する。
変調信号生成部202は、送信ディジタル信号7401および多重情報7402、フレーム構成信号210を入力とし、情報シンボルの変調信号203を出力する。このとき情報シンボルは図71のように、多重情報シンボル7101とデータシンボル7102とで構成されており、多重情報シンボル7101は多重情報7402のシンボルであり、データシンボル7102は送信ディジタル信号7401である。ただし、多重情報7402は、図75の基地局の受信装置の7512に相当する。
変調信号生成部212は、送信ディジタル信号7401、フレーム構成信号210を入力とし、図70のように、フレーム構成信号210に応じて、ガードシンボルまたは情報シンボルの変調信号213を出力する。このとき、ガードシンボルの変調信号は、図4の403の信号点である。
図75は、基地局の受信装置の構成であり、信号分離部7507は図72のフレーム構成図において、データシンボル7205と電波伝搬環境情報に相当する電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204とを分離し、データシンボル7205の情報を受信データ7509として出力する。また、電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204の情報を電波伝搬環境推定情報7508として出力する。
送信方法決定部7510は、電波伝搬環境情報7508を入力とし、電波伝搬環境情報7508に基づき、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを選択する通信方法を選択し、その送信方法の情報を送信方法決定情報7511、多重情報7512として出力する。
図76は、端末の送信装置の構成であり、送信ディジタル信号7601、電波伝搬環境推定信号7602、7603、フレーム構成信号7605を入力とし、図72のフレーム構成にしたがって、送信ディジタル信号7601をデータシンボル7205とし、電波伝搬環境推定信号7602、7603を、電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204として、変調信号7606を出力する。ただし、電波伝搬環境推定信号7602、7603は、図77の端末の受信装置の電波伝搬環境推定信号7718、7743に相当する。
図77は端末の受信装置の構成であり、情報生成部7717はマルチパス推定信号7706、妨害波強度推定信号7708、チャネルAの信号の電界強度推定信号7710、チャネルBの信号の電界強度推定信号7712、チャネルAの伝送路歪み推定信号7714、チャネルBの伝送路歪み推定信号7716を入力とし、図72の電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204の情報に相当する電波伝搬環境推定信号7718を出力する。
同様に、情報生成部7742はマルチパス推定信号7731、妨害波強度推定信号7733、チャネルAの信号の電界強度推定信号7735、チャネルBの信号の電界強度推定信号7737、チャネルAの伝送路歪み推定信号7739、チャネルBの伝送路歪み推定信号7741を入力とし、図72の電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204の情報に相当する電波伝搬環境推定信号7743を出力する。
以上により、電波伝搬環境に応じて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信する送信方法を切り替えることで、情報の品質が向上する。
ただし、電波伝搬環境推定信号7718、7743は、図76の端末の送信装置の7602、7603に相当する。
次に、通信開始時の動作について説明する。通信開始時に、基地局が同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法で変調信号を送信すると、端末は、例えば電波伝搬状況が悪く、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法に適していないときに、基地局から基地局が同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法で変調信号を送信すると受信データの品質が劣化してしまう。
そこで、基地局送信信号は、端末との通信開始時は、図70のシンボル7001、7006の時間およびシンボル7002、7007時間のように、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信する。
図74のフレーム構成信号生成部209は、端末との通信開始時に図70のシンボル7001、7006の時間およびシンボル7002、7007時間のように、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信するような設定をし、そのときのフレーム構成をフレーム構成信号210として出力する。
端末の受信装置図77は、図74の基地局送信信号のシンボル7001、7007の受信信号から、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定信号7718、7743を生成する。
端末の送信装置図76は、基地局送信信号のシンボル7001、7007の受信信号から、電波伝搬環境を推定した、電波伝搬環境推定信号7718、7743を図70の情報シンボル7011、7012で伝送する。
基地局に受信装置図75は、端末の送信装置図76が送信した送信信号のうち、情報シンボル7011に含まれる電波伝搬環境推定情報から、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信する送信方法のいずれかを決定し、例えば、電波伝搬環境がよければ、情報シンボル7004、7009のように同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する。
以上により、端末との通信開始時は、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信することで、情報の品質が向上する。
ただし、上述の説明において、最初に端末が基地局と通信したいという要求するための変調信号を送信してもよい。
また、基地局の送信方法がOFDM方式であるときも同様に実施することが可能である。
次に、図4、図70、図71、図73、図74、図75、図77、図78を用いて、変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を推定し、推定した電波伝搬環境情報に基づいて送信方法として、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを要求する情報を送信し、前記要求情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを選択する通信方法、その方法を用いた無線通信装置について説明する。
図74は、基地局の送信装置の構成であり、フレーム構成信号生成部7403は、送信方法決定情報7403を入力とし、送信方法決定情報7403に基づいて、例えば、図70のチャネルAの情報シンボル7004とチャネルBの情報シンボルが多重されている送信方法、または図70のチャネルAの情報シンボル7005は送信されているがチャネルBはガードシンボル7010となっているというように多重しない送信方法のいずれかのフレーム構成情報をフレーム構成信号210として出力する。ただし、送信方法決定情報7403は、図75の基地局の受信装置の7511に相当する。
変調信号生成部202は、送信ディジタル信号7401および多重情報7402、フレーム構成信号210を入力とし、情報シンボルの変調信号203を出力する。このとき情報シンボルは図71のように、多重情報シンボル7101とデータシンボル7102とで構成されており、多重情報シンボル7101は多重情報7402のシンボルであり、データシンボル7102は送信ディジタル信号7401である。ただし、多重情報7402は、図75の基地局の受信装置の7512に相当する。
変調信号生成部212は、送信ディジタル信号7401、フレーム構成信号210を入力とし、図70のように、フレーム構成信号210に応じて、ガードシンボルまたは情報シンボルの変調信号213を出力する。このとき、ガードシンボルの変調信号は、図4の403の信号点である。
図75は、基地局の受信装置の構成であり、信号分離部7507は図73のフレーム構成図において、データシンボル7302と送信方法要求情報7301とを分離し、データシンボル7205の情報を受信データ7509として、また、送信方法要求情報シンボル7301を送信方法要求情報7508として出力する。
送信方法決定部7510は、送信方法要求情報7508を入力とし、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを選択する通信方法を選択し、その送信方法の情報を送信方法決定情報7511、多重情報7512として出力する。
図78は、端末の送信装置の構成であり、送信方法要求情報生成部7801は、電波伝搬環境推定信号7602、7603を入力とし、電波伝搬環境推定信号7602、7603に応じて、例えば電波伝搬環境がよい場合、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、悪い場合、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを選択する通信方法を送信要求情報7802として出力する。
変調信号生成部7606は、送信ディジタル信号7601、フレーム構成信号7605、送信要求情報7802を入力とし、フレーム構成信号7605から出力される図73のフレーム構成に従って、送信ディジタル信号7601および送信要求情報7802を変調し、送信直交ベースバンド信号7607を出力する。
ただし、電波伝搬環境推定信号7602、7603は、図77の端末の受信装置の電波伝搬環境推定信号7718、7743に相当する。
図77は端末の受信装置の構成であり、情報生成部7717はマルチパス推定信号7706、妨害波強度推定信号7708、チャネルAの信号の電界強度推定信号7710、チャネルBの信号の電界強度推定信号7712、チャネルAの伝送路歪み推定信号7714、チャネルBの伝送路歪み推定信号7716を入力とし、電波伝搬環境推定信号7718を出力する。
同様に、情報生成部7742はマルチパス推定信号7731、妨害波強度推定信号7733、チャネルAの信号の電界強度推定信号7735、チャネルBの信号の電界強度推定信号7737、チャネルAの伝送路歪み推定信号7739、チャネルBの伝送路歪み推定信号7741を入力とし、電波伝搬環境推定信号7743を出力する。
ただし、電波伝搬環境推定信号7718、7743は、図78の端末の送信装置の7602、7603に相当する。
以上により、電波伝搬環境に応じて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信する送信方法を切り替えることで、情報の品質が向上する。
次に、通信開始時の動作について説明する。通信開始時に、基地局が同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法で変調信号を送信すると、端末は、例えば電波伝搬状況が悪く、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法に適していないときに、基地局が同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法で変調信号を送信すると受信データの品質が劣化してしまう。
そこで、基地局送信信号は、端末との通信開始時は、図70のシンボル7001、7006の時間およびシンボル7002、7007時間のように、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信する。
図74のフレーム構成信号生成部209は、端末との通信開始時に図70のシンボル7001、7006の時間およびシンボル7002、7007時間のように、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信するような設定をし、そのときのフレーム構成をフレーム構成信号210として出力する。
端末の受信装置図77は、図74の基地局送信信号のシンボル7001、7007の受信信号から、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定信号7718、7743を生成する。
端末の送信装置図78の送信方法要求情報生成部7801は、基地局送信信号のシンボル7001、7007の受信信号から、電波伝搬環境を推定した、電波伝搬環境推定信号7718、7743を入力とし、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信する送信方法のいずれかを決定し、送信要求情報7802を出力し、この情報が例えば図70の情報シンボル7011において、図73の送信信号の情報シンボルの構成で、送信される。
基地局の受信装置図75は、端末の送信装置図78が送信した送信信号のうち、情報シンボル7011に含まれる送信方法要求情報シンボルから、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信する送信方法のいずれかの方法で変調信号を送信する。
以上により、端末との通信開始時は、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信することで、情報の品質が向上する。
ただし、上述の説明において、最初に端末が基地局と通信したいという要求するための変調信号を送信してもよい。
本実施の形態において、シングルキャリア方式、スペクトル拡散通信方式、多重化方式であるCDMA方式いずれにおいても実施が可能であり、この場合、送信装置では拡散部、受信装置では逆拡散部が構成として必要となる。
特に、OFDM方式のときについて説明する。図84は、基地局の送信方法がOFDM方式であるときのフレーム構成の一例である。基地局の送信装置は、時間0では、チャネルAの変調信号が送信されており、時間1ではチャネルBの変調信号を送信する。このとき、端末は、時間0の基地局が送信した変調信号、時刻1の基地局が送信した変調信号を受信し、電波伝搬環境、例えば、マルチパス、妨害波電界強度、チャネルAの電界強度、チャネルBの電界強度、チャネルAの伝送路歪み、チャネルBの伝送路歪みを推定し、これらの電波伝搬環境推定情報、または、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を多重せずに送信する送信方法のいずれかを要求する送信要求情報を基地局に送信するし、基地局はこの電波伝搬環境推定情報または送信要求情報から送信方法を決定し、例えば、電波伝搬環境が良い場合、図84の時間3、時間4のようにチャネルAとチャネルBが多重されて送信され、電波伝搬環境が悪い場合、図84の時間5のようにチャネルAの変調信号のみが送信される。このときの基地局および端末の送信装置および受信装置は、上述図70のフレーム構成において説明した図74、図75、図76、図77、図78で構成することが可能である。また、スペクトル拡散通信方式の信号をOFDM方式で変調信号を生成した方式についても同様に実施が可能である。
また、同一周波数帯域に多重するチャネル数は2チャネルと1チャネルの切り替えについて説明したがこれに限ったものではなく、同一周波数帯域に例えば3チャネル多重が可能である場合、基地局の送信装置は、1から3チャネルの間で多重数を切り替えることになる。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上により、変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を推定し、推定した電波伝搬環境情報を送信し、前記電波伝搬環境の情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法のいずれかを選択する通信方法、その通信方法を用いた無線通信装置を実施することが可能であり、これにより同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法と一つのチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信方法とを電波伝搬環境により切り替えることで、情報をより的確に伝送することが可能となる。
(実施の形態13)
実施の形態13では、複数のスペクトル拡散通信方式の変調信号を送信可能であり、制御チャネルを送信している送信方法の変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を制御チャネルの受信信号から推定し、推定した電波伝搬環境の情報を送信し、前記電波伝搬環境情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかを選択する通信方法、その通信方方法を用いた無線通信装置、および複数のスペクトル拡散通信方式の変調信号を送信可能であり、制御チャネルを送信している送信方法の変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を制御チャネルの受信信号から推定し、推定した電波伝搬環境の情報から、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかの送信方法を要求する情報を送信し、前記要求情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかの送信方法を選択する通信方法、その通信方法を用いた無線通信装置について説明する。
図4は、同相I−直交Q平面における信号点配置を示している。
図72は、本実施の形態における端末送信信号の情報シンボルの構成の一例を示している。
図73は、本実施の形態における端末の情報シンボルの構成の一例を示している。
図75は、本実施の形態における基地局の受信装置の構成の一例を示している。
図76は、本実施の形態における端末の送信装置の構成の一例を示している。
図78は、本実施の形態における端末の送信装置の構成の一例を示している。
図79は、本実施の形態における時間軸におけるフレーム構成の一例を示している。7901、7902は基地局送信信号スペクトル拡散通信方式Aの情報シンボル、7903、7904、7905、7906は基地局送信信号スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボルである。
7907は基地局送信信号スペクトル拡散通信方式Bの情報シンボル、7908はガードシンボル、7909、7910、7911、7912は基地局送信信号スペクトル拡散通信方式Bの制御シンボルである。
7913、7914、7915は端末送信信号の情報シンボルである。
図80は、本実施の形態における基地局の送信装置の構成の一例を示しており、図2と同様に動作する部分については同一符号を付した。
データチャネル変調および拡散部8002は送信ディジタル信号8001、フレーム構成信号210を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aのデータチャネルの送信直交ベースバンド信号8003を出力する。
制御チャネル変調および拡散部8006は、送信方法決定情報8005、フレーム構成信号210を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの送信直交ベースバンド信号8010を出力する。
加算部8004は、スペクトル拡散通信方式Aのデータチャネルの送信直交ベースバンド信号8003およびスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの送信直交ベースバンド信号8010を入力とし、加算し、スペクトル拡散通信方式Aの加算された送信直交ベースバンド信号203を出力する。
データチャネル変調および拡散部8009は送信ディジタル信号8008、フレーム構成信号210を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bのデータチャネルの送信直交ベースバンド信号8010を出力する。
制御チャネル変調および拡散部8012は、送信方法決定情報8005、フレーム構成信号210を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの送信直交ベースバンド信号8013を出力する。
加算部8011は、スペクトル拡散通信方式Bのデータチャネルの送信直交ベースバンド信号8010およびスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの送信直交ベースバンド信号8013を入力とし、加算し、スペクトル拡散通信方式Bの加算された送信直交ベースバンド信号213を出力する。
フレーム構成信号生成部209は、送信方法決定情報8005を入力とし、フレーム構成信号210を出力する。
図81は、図79の制御シンボル7903、7904、7905、7906、7909、7910、7911、7912の構成の一例を示しており、8101は多重情報、8102はパイロットシンボル、8103は送信電力制御情報である。
図82は、本実施の形態における端末の受信装置の構成の一例を示しており、図77と同様に動作する部分については同一符号を付した。
スペクトル拡散通信方式Aの電界強度推定部8201は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8202を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの電界強度推定部8203は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8204を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部8205は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8206を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部8207は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8208を出力する。
情報生成部7717は、マルチパス推定信号7706、妨害波強度推定信号7708、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8202、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8204、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8206、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8208を入力とし、電波伝搬環境推定信号7718を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの電界強度推定部8209は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8210を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの電界強度推定部8211は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8212を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部8213は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8214を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部8215は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8216を出力する。
情報生成部7742は、マルチパス推定信号7731、妨害波強度推定信号7733、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8210、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8212、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8214、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8216を入力とし、電波伝搬環境推定信号7743を出力する。
図83は、本実施の形態におけるフレーム構成の一例を示している。
図85は、本実施の形態における基地局がスペクトル拡散通信方式の信号をOFDM方式で送信するときの制御シンボルの構成の一例を示しており、8501、8502、8503、8504は制御シンボルで、時間軸で制御シンボルが構成されている。
図86は、本実施の形態における基地局がスペクトル拡散通信方式の信号をOFDM方式で送信するときの制御シンボルの構成の一例を示しており、8601、8602、8603、8604は制御シンボルで、周波数軸で制御シンボルが構成されている。
次に、図4、図72、図75、図76、図79、図80、図81、図82を用いて、複数のスペクトル拡散通信方式の変調信号を送信可能であり、制御チャネルを送信している送信方法の変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を制御チャネルの受信信号から推定し、推定した電波伝搬環境の情報を送信し、前記電波伝搬環境情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかを選択する通信方法、その通信方方法を用いた無線通信装置について説明する。
図80は、基地局の送信装置の構成であり、フレーム構成信号生成部209は、送信方法決定情報8005を入力とし、送信方法決定情報8005に基づいて、例えば、図79のスペクトル拡散通信方式Aの情報シンボル7901とスペクトル拡散通信方式Bの情報シンボル7907が多重されている送信方法、または、図79のスペクトル拡散通信方式Aの情報シンボル7902は送信されているが、スペクトル拡散通信方式Bはガードシンボル7908となっているというように多重しない送信方法のいずれかのフレーム構成情報をフレーム構成信号210として出力する。ただし、送信情報決定情報8005は、図75の基地局の受信装置7511に相当する。
データチャネル変調および拡散部8002は、送信ディジタル信号8001およびフレーム構成信号210を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの送信直交ベースバンド信号8003を出力する。
データチャネル変調および拡散部8009は、送信ディジタル信号8008およびフレーム構成信号210を入力とし、図79のように、フレーム構成信号210に応じて、ガードシンボルまたは情報シンボルのスペクトル拡散通信方式Bの送信直交ベースバンド信号8010を出力する。このとき、ガードシンボルの変調信号は、図4の403の信号点である。
制御チャネル変調および拡散部8006は、送信方法決定情報8005を入力とし、例えば、図81のように、多重情報8101、パイロットシンボル8102、送信電力制御情報8103などの制御のための情報の制御チャネルの送信直交ベースバンド信号8007を出力する。
同様に、制御チャネル変調および拡散部8012は、送信方法決定情報8005を入力とし、例えば、図81のように、多重情報8101、パイロットシンボル8102、送信電力制御情報8103などの制御のための情報の制御チャネルの送信直交ベースバンド信号8013を出力する。
ここで、図81の多重情報8101は、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bを多重する送信方法、または、スペクトル拡散通信方式Aのみ送信する方式のどちらかを端末に通知するためのシンボルである。
図75は、基地局の受信装置の構成であり、信号分離部7507は図72のフレーム構成図において、データシンボル7205と電波伝搬環境情報に相当する電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204とを分離し、データシンボル7205の情報を受信データ7509として出力する。また、電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204の情報を電波伝搬環境推定情報7508として出力する。
送信方法決定部7510は、電波伝搬環境情報7508を入力とし、電波伝搬環境情報7508に基づき、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかを選択し、その送信方法の情報を送信方法決定情報7511、多重情報7512として出力する。
図76は、端末の送信装置の構成であり、送信ディジタル信号7601、電波伝搬環境推定信号7602、7603、フレーム構成信号7604を入力とし、図72のフレーム構成にしたがって、送信ディジタル信号7601をデータシンボル7205とし、電波伝搬環境推定信号7602、7603を、電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204として、変調信号7606を出力する。ただし、電波伝搬環境推定信号7602、7603は、図82の端末の受信装置の電波伝搬環境推定信号7718、7743に相当する。
図82は端末の受信装置の構成であり、スペクトル拡散通信方式Aの電界強度推定部8201は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、受信直交ベースバンド信号7704のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの成分から、電界強度を推定し、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度信号8202を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの電界強度推定部8203は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、受信直交ベースバンド信号7704のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの成分から、電界強度を推定し、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8204を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部8205は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、例えば図79のスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの成分から、伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8206を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部8207は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、例えば図79のスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの成分から、伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8208を出力する。
情報生成部7717は、マルチパス推定信号7706、妨害波強度推定信号7708、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8202、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8204、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8206、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8208を入力とし、図72の電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204の情報に相当する電波伝搬環境推定信号7718を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの電界強度推定部8209は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの成分から、電界強度を推定し、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8210を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの電界強度推定部8211は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの成分から、電界強度を推定し、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8212を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部8213は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの成分から、伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8214を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部8215は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの成分から、伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8216を出力する。
情報生成部7742は、マルチパス推定信号7731、妨害波強度推定信号7733、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8210、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8212、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8214、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8216を入力とし、図72の電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204の情報に相当する電波伝搬環境推定信号7743を出力する。
以上により、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法を切り替えることで、情報の品質が向上する。
ただし、電波伝搬環境推定信号7718、7743は、図76の端末の送信装置の7602、7603に相当する。
次に、通信開始時の動作について説明する。通信開始時に、基地局が同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法で変調信号を送信すると、端末は、例えば電波伝搬状況が悪く、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法に適していないときに、基地局が同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法で変調信号を送信すると受信データの品質が劣化してしまう。
そこで、基地局送信信号は、端末との通信開始時は、図79のスペクトル拡散通信方式Aの情報シンボルおよびスペクトル拡散通信方式Bの情報シンボルが存在しないように、例えば、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7903とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7909の時間、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7904とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7913の時間のように同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルが存在しないようにする。
図80のフレーム構成信号生成部209は、端末との通信開始時に図79のスペクトル拡散通信Aの制御シンボル7903とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7909の時間、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7904とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7913の時間のように、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルが存在しないような設定をし、そのときのフレーム構成をフレーム構成信号210として出力する。
端末の受信装置図82は、図80の基地局送信信号のスペクトル拡散通信Aの制御シンボル7903とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7909、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7904とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7913の受信信号から、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定信号7718、7743を生成する。
端末の送信装置図76は、基地局送信信号のスペクトル拡散通信Aの制御シンボル7903とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7909、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7904とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7913の受信信号から、電波伝搬環境を推定した、電波伝搬環境推定信号7718、7743を図79の情報シンボル7913、7914で伝送する。
基地局の受信装置図75は、端末の送信装置図76が送信した送信信号のうち、情報シンボル7913に含まれる電波伝搬環境推定情報から、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかを決定し、例えば、電波伝搬環境がよければ、情報シンボル7901、7907のように同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法の変調信号を複数のアンテナから送信する。
以上により、端末との通信開始時は、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルが存在しないような設定により、情報の品質が向上する。
ただし、上述の説明において、最初に端末が基地局と通信したいという要求するための変調信号を送信してもよい。
次に、図4、図73、図75、図78、図79、図80、図81、図82を用いて、複数のスペクトル拡散通信方式の変調信号を送信可能であり、制御チャネルを送信している送信方法の変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を制御チャネルの受信信号から推定し、推定した電波伝搬環境の情報から、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかの送信方法を要求する情報を送信し、前記要求情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかの送信方法を選択する通信方法、その通信方法を用いた無線通信装置について説明する。
図80は、基地局の送信装置の構成であり、フレーム構成信号生成部209は、送信方法決定情報8005を入力とし、送信方法決定情報8005に基づいて、例えば、図79のスペクトル拡散通信方式Aの情報シンボル7901とスペクトル拡散通信方式Bの情報シンボル7907が多重されている送信方法、または、図79のスペクトル拡散通信方式Aの情報シンボル7902は送信されているが、スペクトル拡散通信方式Bはガードシンボル7908となっているというように多重しない送信方法のいずれかのフレーム構成情報をフレーム構成信号210として出力する。ただし、送信情報決定情報8005は、図75の基地局の受信装置7511に相当する。
データチャネル変調および拡散部8002は、送信ディジタル信号8001およびフレーム構成信号210を入力とし、スペクトル拡散通信方式Aの送信直交ベースバンド信号8003を出力する。
データチャネル変調および拡散部8009は、送信ディジタル信号8008およびフレーム構成信号210を入力とし、図79のように、フレーム構成信号210に応じて、ガードシンボルまたは情報シンボルのスペクトル拡散通信方式Bの送信直交ベースバンド信号8010を出力する。このとき、ガードシンボルの変調信号は、図4の403の信号点である。
制御チャネル変調および拡散部8006は、送信方法決定情報8005を入力とし、例えば、図81のように、多重情報8101、パイロットシンボル8102、送信電力制御情報8103などの制御のための情報の制御チャネルの送信直交ベースバンド信号8007を出力する。
同様に、制御チャネル変調および拡散部8012は、送信方法決定情報8005を入力とし、例えば、図81のように、多重情報8101、パイロットシンボル8102、送信電力制御情報8103などの制御のための情報の制御チャネルの送信直交ベースバンド信号8013を出力する。
ここで、図81の多重情報8101は、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信方式Bを多重する送信方法、または、スペクトル拡散通信方式Aのみ送信する方式のどちらかを端末に通知するためのシンボルである。
図75は、基地局の受信装置の構成であり、信号分離部7507は図73のフレーム構成図において、データシンボル7302と送信方法要求情報シンボル7301とを分離し、データシンボル7302の情報を受信データ7509として出力する。また、送信方法要求情報シンボル7301の情報を送信要求情報7508として出力する。
送信方法決定部7510は、送信要求情報7508を入力とし、送信要求情報7508に基づき、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかを選択し、その送信方法の情報を送信方法決定情報7511、多重情報7512として出力する。
図78は、端末の送信装置の構成であり、送信方法要求情報生成部7801は電波伝搬環境推定信号7602、7603を入力とし、送信要求情報7802を出力する。変調信号生成部7606は、送信ディジタル信号7601、送信要求情報7802、フレーム構成信号7605を入力とし、図73のフレーム構成にしたがった変調信号7607を出力する。ただし、電波伝搬環境推定信号7602、7603は、図82の端末の受信装置の電波伝搬環境推定信号7718、7743に相当する。
図82は端末の受信装置の構成であり、スペクトル拡散通信方式Aの電界強度推定部8201は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、受信直交ベースバンド信号7704のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの成分から、電界強度を推定し、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度信号8202を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの電界強度推定部8203は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、受信直交ベースバンド信号7704のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの成分から、電界強度を推定し、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8204を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部8205は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、例えば図79のスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの成分から、伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8206を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部8207は、受信直交ベースバンド信号7704を入力とし、例えば図79のスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの成分から、伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8208を出力する。
情報生成部7717は、マルチパス推定信号7706、妨害波強度推定信号7708、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8202、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8204、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8206、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8208を入力とし、図72の電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204の情報に相当する電波伝搬環境推定信号7718を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの電界強度推定部8209は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの成分から、電界強度を推定し、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8210を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの電界強度推定部8211は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの成分から、電界強度を推定し、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8212を出力する。
スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部8213は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Aの制御チャネルの成分から、伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8214を出力する。
スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部8215は、受信直交ベースバンド信号7729を入力とし、受信直交ベースバンド信号7729のうちの例えば図79のスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネルの成分から、伝送路歪みを推定し、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8216を出力する。
情報生成部7742は、マルチパス推定信号7731、妨害波強度推定信号7733、スペクトル拡散通信方式Aの信号の電界強度推定信号8210、スペクトル拡散通信方式Bの信号の電界強度推定信号8212、スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号8214、スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号8216を入力とし、図72の電界強度情報シンボル7201、伝送路歪み情報シンボル7202、マルチパス情報シンボル7203、妨害波情報シンボル7204の情報に相当する電波伝搬環境推定信号7743を出力する。
以上により、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法を切り替えることで、情報の品質が向上する。
ただし、電波伝搬環境推定信号7718、7743は、図78の端末の送信装置の7602、7603に相当する。
次に、通信開始時の動作について説明する。通信開始時に、基地局が同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法で変調信号を送信すると、端末は、例えば電波伝搬状況が悪く、同一周波数帯域に複数のチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法に適していないときに、基地局が同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法で変調信号を送信すると受信データの品質が劣化してしまう。
そこで、基地局送信信号は、端末との通信開始時は、図79のスペクトル拡散通信方式Aの情報シンボルおよびスペクトル拡散通信方式Bの情報シンボルが存在しないように、例えば、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7903とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7909の時間、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7904とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7913の時間のように同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルが存在しないようにする。
図80のフレーム構成信号生成部209は、端末との通信開始時に図79のスペクトル拡散通信Aの制御シンボル7903とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7909の時間、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7904とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7913の時間のように、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルが存在しないような設定をし、そのときのフレーム構成をフレーム構成信号210として出力する。
端末の受信装置図82は、図80の基地局送信信号のスペクトル拡散通信Aの制御シンボル7903とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7909、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7904とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7913の受信信号から、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定信号7718、7743を生成する。
端末の送信装置図78は、基地局送信信号のスペクトル拡散通信Aの制御シンボル7903とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7909、スペクトル拡散通信方式Aの制御シンボル7904とスペクトル拡散通信方式Bの制御シンボル7913の受信信号から、電波伝搬環境を推定した、電波伝搬環境推定信号7718、7743から、送信方法要求情報生成部7801は、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかを要求する情報を、送信要求情報7802としてを図79の情報シンボル7913、7914で伝送する。
基地局の受信装置図75は、端末の送信装置図76が送信した送信信号のうち、情報シンボル7913に含まれる送信要求情報から、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかを決定し、決定した送信方法の変調信号をアンテナから送信する。
以上により、端末との通信開始時は、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルが存在しないような設定により、情報の品質が向上する。
ただし、上述の説明において、最初に端末が基地局と通信したいという要求するための変調信号を送信してもよい。
以上の説明で、図79で示すように、スペクトル拡散通信方式Aおよびスペクトル拡散通信方式Bどちらにおいても制御チャネルが存在しているが、例えば、図83のようにスペクトル拡散通信方式Aのみ制御チャネルが存在する場合についても同様に実施可能である。このとき、基地局の送信装置は、図80においてスペクトル拡散通信方式Bの制御チャネル変調および拡散部8012がない構成となる。
また、同一周波数帯域に多重するスペクトル拡散通信方式の数は2チャネルと1チャネルの切り替えについて説明したがこれに限ったものではなく、同一周波数帯域に例えばスペクトル拡散通信方式の数が3可能である場合、基地局の送信装置は、1から3のスペクトル拡散通信方式の間で多重数を切り替えることになる。
そして、スペクトル拡散通信方式の信号をOFDM方式で変調信号を生成した方式についても同様に実施が可能である。そのときの基地局が送信するスペクトル拡散通信方式の制御シンボルの構成の一例図85および図86に示す。図85では、制御シンボルは時間軸上で拡散されている。図86では、制御シンボルは周波数軸上で拡散されている。情報シンボルも図85、図86同様に時間軸および周波数軸上でいずれかで拡散されており、制御チャネルの信号と多重されていることになる。このときの基地局および端末の送信装置および受信装置は、上述図70のフレーム構成において説明した図75、図76、図78、図80、図82で構成することが可能である。
本実施の形態において、スペクトル拡散通信方式Aおよびスペクトル拡散通信方式Bのデータチャネルの数をそれぞれ1チャネルとして説明したが、データチャネル数は1に限ったものではなく、2以上としても同様に実施できる。また、スペクトル拡散通信方式Aとスペクトル拡散通信Bで拡散および逆拡散のために使用する符号は、同じ符号、異なる符号どちらでも実施が可能である。
以上の説明におけるアンテナとは、複数のアンテナで構成されていることもあり、“アンテナ”と表記しているが、複数のアンテナで構成されたアンテナ部と考えてもよい。
以上により、複数のスペクトル拡散通信方式の変調信号を送信可能であり、制御チャネルを送信している送信方法の変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を制御チャネルの受信信号から推定し、推定した電波伝搬環境の情報を送信し、前記電波伝搬環境情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかを選択する通信方法、その通信方方法を用いた無線通信装置、および複数のスペクトル拡散通信方式の変調信号を送信可能であり、制御チャネルを送信している送信方法の変調信号を送信し、通信相手が前記変調信号を受信し、各アンテナにおける電波伝搬環境を制御チャネルの受信信号から推定し、推定した電波伝搬環境の情報から、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかの送信方法を要求する情報を送信し、前記要求情報に基づいて、同一周波数帯域に複数のスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を複数のアンテナから送信する送信方法、一つのスペクトル拡散通信方式のデータチャネルの変調信号を一つのアンテナから送信する送信方法のいずれかの送信方法を選択する通信方法、その通信方法を用いた無線通信装置とすることで、情報をより的確に伝送することが可能となる。
本発明に係る送信方法は、データの伝送速度が向上すると同時に、受信装置において、受信した多重変調信号を容易に分離することができるという有利な効果を有し、通信機器等として有用である。
101 チャネルAにおけるパイロットシンボル
102 チャネルAにおけるガードシンボル
103 チャネルAにおけるデータシンボル
109 チャネルBにおけるガードシンボル
110 チャネルBにおけるパイロットシンボル
111 チャネルBにおけるデータシンボル
201 チャネルAの送信ディジタル信号
202 チャネルAの変調信号生成部
203 チャネルAの変調信号
204 チャネルAの無線部
205 チャネルAの送信信号
206 チャネルAの電力増幅部
207 増幅されたチャネルAの送信信号
208 チャネルAのアンテナ
209 フレーム構成生成部
210 フレーム構成信号
211 チャネルBの送信ディジタル信号
212 チャネルBの変調信号生成部
213 チャネルBの変調信号
214 チャネルBの無線部
215 チャネルBの送信信号
216 チャネルBの電力増幅部
217 増幅されたチャネルBの送信信号
218 チャネルBのアンテナ
301 送信ディジタル信号
302 データシンボル変調信号生成部
303 データシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分
304 直交成分
305 パイロットシンボル変調信号生成部
306 パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分
307 直交成分
308 ガードシンボル変調信号生成部
309 ガードシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分
310 直交成分
311 フレーム構成信号
312 同相成分切り替え部
313 選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分
314 直交成分切り替え部
315 選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分
316 直交変調器
317 変調信号
401 QPSKの信号点
402 パイロットシンボルの信号点
403 ガードシンボルの信号点
501 アンテナ
502 受信信号
503 無線部
504 受信直交ベースバンド信号の同相成分
505 直交成分
506 チャネルAの伝送路歪み推定部
507 チャネルAの伝送路歪み推定信号
508 チャネルBの伝送路歪み推定部
509 チャネルBの伝送路歪み推定信号
510 遅延部
511 遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分
512 直交成分
513 アンテナ
514 受信信号
515 無線部
516 受信直交ベースバンド信号の同相成分
517 直交成分
518 チャネルAの伝送路歪み推定部
519 チャネルAの伝送路歪み推定信号
520 チャネルBの伝送路歪み推定部
521 チャネルBの伝送路歪み推定信号
522 遅延部
523 遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分
524 直交成分
525 信号処理部
526 チャネルAの受信直交ベースバンド信号の同相成分
527 直交成分
528 復調部
529 チャネルAの受信ディジタル信号
530 チャネルBの受信直交ベースバンド信号の同相成分
531 直交成分
532 復調部
533 チャネルBの受信ディジタル信号
601 チャネルAのパイロットシンボル
602 チャネルAのガードシンボル
603 チャネルAのデータシンボル
604 チャネルAのデータシンボル
605 チャネルAのデータシンボル
606 チャネルAのデータシンボル
607 チャネルAのパイロットシンボル
608 チャネルAのガードシンボル
609 チャネルBのガードシンボル
610 チャネルBのパイロットシンボル
611 チャネルBのデータシンボル
612 チャネルBのデータシンボル
613 チャネルBのデータシンボル
614 チャネルBのデータシンボル
615 チャネルBのガードシンボル
616 チャネルBのパイロットシンボル
701 チャネルAのパイロットシンボル
702 チャネルAのパイロットシンボル
703 チャネルAのガードシンボル
704 チャネルAのガードシンボル
705 チャネルAのデータシンボル
706 チャネルAのパイロットシンボル
707 チャネルAのパイロットシンボル
708 チャネルAのガードシンボル
709 チャネルAのガードシンボル
710 チャネルBのガードシンボル
711 チャネルBのガードシンボル
712 チャネルBのパイロットシンボル
713 チャネルBのパイロットシンボル
714 チャネルBのデータシンボル
715 チャネルBのガードシンボル
716 チャネルBのガードシンボル
717 チャネルBのパイロットシンボル
718 チャネルBのパイロットシンボル
801 アンテナ
802 受信信号
803 無線部
804 受信直交ベースバンド信号の同相成分
805 直交成分
806 チャネルAの伝送路歪み推定部
807 チャネルAの伝送路歪み推定信号
808 チャネルBの伝送路歪み推定部
809 チャネルBの伝送路歪み推定信号
810 遅延部
811 遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分
812 直交成分
813 アンテナ
814 受信信号
815 無線部
816 受信直交ベースバンド信号の同相成分
817 直交成分
818 チャネルAの伝送路歪み推定部
819 チャネルAの伝送路歪み推定信号
820 チャネルBの伝送路歪み推定部
821 チャネルBの伝送路歪み推定信号
822 遅延部
823 遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分
824 直交成分
825 アンテナ
826 受信信号
827 無線部
828 受信直交ベースバンド信号の同相成分
829 直交成分
830 チャネルAの伝送路歪み推定部
831 チャネルAの伝送路歪み推定信号
832 チャネルBの伝送路歪み推定部
833 チャネルBの伝送路歪み推定信号
834 遅延部
835 遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分
836 直交成分
837 アンテナ
838 受信信号
839 無線部
840 受信直交ベースバンド信号の同相成分
841 直交成分
842 チャネルAの伝送路歪み推定部
843 チャネルAの伝送路歪み推定信号
844 チャネルBの伝送路歪み推定部
845 チャネルBの伝送路歪み推定信号
846 遅延部
847 遅延した受信直交ベースバンド信号の同相成分
848 直交成分
849 電界強度推定部
850 受信電界強度推定信号
851 位相差推定部
852 チャネルAの位相差推定信号
853 位相差推定部
854 チャネルBの位相差推定信号
855 信号選択部
856 信号群
857 信号群
858 信号処理部
859 チャネルAの受信直交ベースバンド信号の同相成分
860 直交成分
861 チャネルBの受信直交ベースバンド信号の同相成分
862 直交成分
863 復調部
864 チャネルAの受信ディジタル信号
865 復調部
866 チャネルBの受信ディジタル信号
901 電界強度推定部
1201 スペクトル拡散通信方式Aの送信ディジタル信号
1202 スペクトル拡散通信方式Aの変調信号生成部
1203 スペクトル拡散通信方式Aの変調信号
1204 スペクトル拡散通信方式Aの無線部
1205 スペクトル拡散通信方式Aの送信信号
1206 スペクトル拡散通信方式Aの電力増幅部
1207 増幅されたスペクトル拡散通信方式Aの送信信号
1208 電波としてスペクトル拡散通信方式Aのアンテナ
1209 スペクトル拡散通信方式Bの送信ディジタル信号
1210 スペクトル拡散通信方式Bの変調信号生成部
1211 スペクトル拡散通信方式Bの変調信号
1212 スペクトル拡散通信方式Bの無線部
1213 スペクトル拡散通信方式Bの送信信号
1214 スペクトル拡散通信方式Bの電力増幅部
1215 増幅されたスペクトル拡散通信方式Bの送信信号
1216 電波としてスペクトル拡散通信方式Bのアンテナ
1217 フレーム構成生成部
1218 フレーム構成信号
1301 パイロットシンボル変調信号生成部
1302 パイロットシンボルのための符号Cpa(t)
1303 パイロットシンボルの送信直交ベースバンド信号の同相成分
1304 直交成分
1305 送信ディジタル信号
1306 一次変調部
1307 チャネル0の一次変調後の直交ベースバンド信号の同相成分
1308 直交成分
1309 拡散部
1310 チャネル0のための符号C0a(t)
1311 チャネル0の送信直交ベースバンド信号の同相成分
1312 直交成分
1313 一次変調部
1314 チャネル1の一次変調後の直交ベースバンド信号の同相成分
1315 直交成分
1316 拡散部
1317 チャネル1のための符号C1a(t)
1318 チャネル1の送信直交ベースバンド信号の同相成分
1319 直交成分
1320 フレーム構成信号
1321 加算部
1322 加算された送信直交ベースバンド信号の同相成分
1323 加算部
1324 加算された送信直交ベースバンド信号の直交成分
1325 同相成分切り替え部
1326 選択された送信直交ベースバンド信号の同相成分
1327 直交成分切り替え部
1328 選択された送信直交ベースバンド信号の直交成分
1329 直交変調器
1330 変調信号
1501 スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部
1502 スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号
1503 スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部
1504 スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号
1505 スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定部
1506 スペクトル拡散通信方式Aの伝送路歪み推定信号
1507 スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定部
1508 スペクトル拡散通信方式Bの伝送路歪み推定信号
1509 信号処理部
1510 スペクトル拡散通信方式Aの受信直交ベースバンド信号の同相成分
1511 直交成分
1512 スペクトル拡散通信方式Bの受信直交ベースバンド信号の同相成分
1513 直交成分
1514 スペクトル拡散通信方式A復調部
1515 スペクトル拡散通信方式Aの受信ディジタル信号群
1516 スペクトル拡散通信方式B復調部
1517 スペクトル拡散通信方式Bの受信ディジタル信号群

Claims (7)

  1. アンテナ本数よりも少ない数の変調信号が空間多重された複数の信号を、それぞれ受信する複数のアンテナと、
    前記受信信号毎に、前記アンテナ本数よりも少ない数の変調信号の伝送路歪みをそれぞれ推定した伝送路歪み推定信号を出力する伝送路歪み推定部と、
    前記受信信号毎の電界強度を推定した電界強度推定信号を出力する電界強度推定部と、
    前記受信信号毎の電界強度推定信号を用いて、前記変調信号の数分、前記受信信号を選択する信号選択部と、
    前記選択した受信信号及び前記選択した受信信号の伝搬路歪み推定信号を用いて、前記アンテナ本数よりも少ない数の変調信号を分離する信号処理部と、
    を含む無線受信装置。
  2. 前記信号選択部は、電界強度推定信号の高い順に、前記受信信号を選択する、
    請求項1記載の無線受信装置。
  3. 前記変調信号毎に、前記アンテナ間の伝送路歪み推定信号の位相差を、それぞれ推定した位相差信号を出力する位相差推定部、を更に含み、
    前記信号選択部は、更に、前記複数の位相差信号を用いて、前記複数の変調信号の分離に用いる受信信号を、前記変調信号の数分、選択する、
    請求項1又は2記載の無線受信装置。
  4. 前記複数の位相差信号を用いて選択される受信信号は、前記アンテナ間の伝送路歪み推定の位相差の相関が低い受信信号である、
    請求項3記載の無線受信装置。
  5. 前記複数の位相差信号を用いて選択される受信信号は、前記受信信号に含まれる少なくとも1つの変調信号のアンテナ間の伝送路歪み推定の位相差の相関が低い受信信号である、
    請求項3記載の無線受信装置。
  6. 前記アンテナ間の伝送路歪み推定の位相差の相関が低い受信信号は、前記アンテナ間の伝送路歪み推定信号の位相差のうち、位相差の大きい受信信号である、
    請求項4又は5記載の無線受信装置。
  7. アンテナ本数よりも少ない数の変調信号が空間多重された複数の信号を、複数のアンテナが、それぞれ受信する受信ステップと、
    前記受信信号毎に、前記アンテナ本数よりも少ない数の変調信号の伝送路歪みをそれぞれ推定した伝送路歪み推定信号を出力する伝送路歪み推定ステップと、
    前記受信信号毎の電界強度を推定した電界強度推定信号を出力する電界強度推定ステップと、
    前記受信信号毎の電界強度推定信号を用いて、前記変調信号の数分、前記受信信号を選択する信号選択ステップと、
    前記選択した受信信号及び前記選択した受信信号の伝搬路歪み推定信号を用いて、前記アンテナ本数よりも少ない数の変調信号を分離する信号処理ステップと、
    を含む無線受信方法。
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