JP4415061B2 - 送信信号生成方法及び送信信号生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＤＦＭ方式を用いて生成された変調信号を送信する基地局などの送信装置における、送信信号生成方法及び送信信号生成装置に関する。

図６０は、従来の無線送信装置および受信装置の構成の一例示すブロック図である。変調信号生成部０２は、送信ディジタル信号０１を入力とし、変調信号０３を出力する。

無線部０４は変調信号を入力とし、送信信号０５を出力する。

電力増幅部０６は、送信信号０５を入力とし、送信信号０５を増幅し、増幅された送信信号０７を出力し、増幅された送信信号０７はアンテナ０８から電波として出力される。

無線部１１は、アンテナ０９から受信した受信信号１０を入力とし、受信直交ベースバンド信号１２を出力する。

復調部１３は、受信直交ベースバンド信号１２を入力とし、受信ディジタル信号１４を出力する。

たとえば、非特許文献１に示す無線通信方法がある。

"ＭＩＭＯチャネルにより１００Ｍｂｉｔ／ｓを実現する広帯域移動通信用ＳＤＭ−ＣＯＦＤＭ方式の提案"電子情報通信学会、信学技報ＲＣＳ−２００１−１３５、２００１年１０月

しかしながら、従来の装置においては、複数の変調信号を多重していない。また、送信装置で複数の変調信号を多重して送信すると、受信装置では、送信された多重変調信号を分離、復調する際、高精度の分離、復調を行うことが困難であるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信装置から複数の変調信号が多重されて送信された場合においても、受信装置における変調信号の復調精度を向上することのできる、送信信号生成方法及び送信信号生成装置を提供することを目的とする。

本発明の送信信号生成方法の一つの態様は、ＯＦＤＭ方式を用いて生成された変調信号を、複数のアンテナを用いて送信するための送信信号生成方法であって、制御シンボル群が配置されるプリアンブル区間と、データシンボルが配置されるデータ区間とを有する送信フレームを用いるものであり、前記複数のアンテナから送信される複数の変調信号の各々の送信フレームにおいて、前記プリアンブル区間の特定の期間に、前記複数の変調信号を分離するためのＭＩＭＯチャネル推定用シンボルを、複数のサブキャリアにわたって周波数軸方向に連続して配置し、前記データ区間において、少なくとも１つ以上のサブキャリアにパイロットシンボルを挿入する。

本発明の送信信号生成装置の一つの態様は、ＯＦＤＭ方式を用いて生成された変調信号を、複数のアンテナを用いて送信するための送信信号生成装置であって、制御シンボル群が配置されるプリアンブル区間と、データシンボルが配置されるデータ区間とを有する送信フレームを用いるものであり、前記複数のアンテナを用いて送信するべき送信データが入力される入力部と、前記複数のアンテナから送信される複数の変調信号の各々の送信フレームにおいて、前記プリアンブル区間の特定の期間に、前記複数の変調信号を分離するためのＭＩＭＯチャネル推定用シンボルを、複数のサブキャリアにわたって周波数軸方向に連続して配置し、前記データ区間において、少なくとも１つ以上のサブキャリアにパイロットシンボルを挿入するフレーム構成部と、を具備する。

本発明によれば、送信装置から複数の変調信号が多重されて送信された場合においても、受信装置は、複数の変調信号を分離してから各変調信号の伝送路歪などを推定することができるため、変調信号の復調精度を向上することができるという効果を有する。

本発明の実施の形態１における各チャネルの周波数−時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本実施の形態の送信装置の構成を示すブロック図 本実施の形態の受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２における基地局および端末の配置状態の一例を示す図 本実施の形態の受信装置の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態の送信装置の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態の受信装置の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態３における通信信号のフレーム構成を示す図 本発明の実施の形態３における通信信号のフレーム構成を示す図 本発明の実施の形態３における基地局送信信号の周波数配置を示す図 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すブロック図 本実施の形態における端末の受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図 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す図 本実施の形態におけるチャネルＡおよびチャネルＢの周波数−時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図 本発明の実施の形態５に係る受信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態６に係る端末の受信装置の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態７に係る基地局が送信する送信信号フレーム構成の一例を示す図 本発明の実施の形態７に係る送信装置の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態７に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図 チャネルＢの信号をチャネルＡの信号に対し差動符号化したときのＩ−Ｑ平面上の信号点配置の一例を示す図 チャネルＢの信号をチャネルＡの信号に対し差動符号化したときのＩ−Ｑ平面上の信号点配置の一例を示す図 チャネルＡのＰＳＫ変調をもとにチャネルＢの多値変調のＩ−Ｑ平面上での信号点配置を行ったときの一例を示す図 チャネルＡのＰＳＫ変調をもとにチャネルＢの多値変調のＩ−Ｑ平面上での信号点配置を行ったときの一例を示す図 チャネルＡのＰＳＫ変調をもとにチャネルＢの多値変調のＩ−Ｑ平面上での信号点配置を行ったときの一例を示す図 本実施の形態の基地局送信信号のフレーム構成の一例を示す図 本実施の形態におけるパイロットシンボルのＩ−Ｑ平面における信号点配置の一例を示す図 本実施の形態における基地局送信信号のフレーム構成の一例を示す図 本実施の形態における受信装置の構成の一例を示す図 本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図 本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図 本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図 本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図 本実施の形態における受信装置の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態８に係る送信装置の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態８に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施の形態９における基地局の配置の一例を示す図 本発明の実施の形態９に係る基地局の受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態９に係る基地局の送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態９に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態９に係る端末の送信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態９における基地局の配置の一例を示す図 本発明の実施の形態１０に係る基地局のフレーム構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１０に係る基地局のフレーム構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１０に係る基地局の送信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１０に係る基地局の受信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１０に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１０に係る端末の送信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１０に係る端末が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１０に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１２に係る基地局の送信信号のフレーム構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１２に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１２に係る端末の送信装置の構成の一例を示す図 本実施の形態における端末の送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１２に係る基地局の送信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１２に係る基地局の受信装置の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１２に係る基地局の送信装置の構成の一例を示す図 ＭＩＭＯシステムにおいて、固有モードに代表されるビーム空間モードを用いたチャネル多重通信システムの構成例を示す図 従来の無線送信装置および受信装置の構成の一例示すブロック図

本発明の骨子は、送信装置では、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、復調することで、データの伝送速度を向上させることにより達成される。また、周波数、時間により、１つの変調信号を送信する方法、複数の変調信号を多重し、送信する方法、のいずれかにより構成することで、通信方式の１つの変調信号を送信する方法で、重要度の高い情報を伝送することで、通信相手は的確に情報を得ることが可能となる。また、通信状況により、１つの変調信号を送信する方法、複数の変調信号を多重し、送信する方法を、周波数帯、時間帯で切り替えて通信を行うことで、情報の伝送速度、伝送品質を両立することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、マルチキャリア通信方式において、送信フレームに多重していないキャリア、多重したキャリアを送信する送信装置、どちらかのキャリアの変調信号も復調できる受信装置について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における各チャネルの周波数−時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図である。図１において、縦軸は周波数を示し、横軸は時刻を示す。また、１０１はガードシンボル、１０２は情報シンボル、１０３は推定用シンボル、１０４は制御用シンボルを示す。

図１において、ガードシンボル１０１は変調信号が存在しないシンボルである。また、推定用シンボル１０３は例えば、時間同期、周波数同期、伝送路による歪みを推定するためのパイロットシンボル、または、ユニークワード、プリアンブルであり、既知のシンボル、例えばＢＰＳＫ変調された信号が適している。制御用シンボル１０４は端末が制御に用いるための情報を伝送しているシンボルであり、情報シンボル１０２は情報を伝送するためのシンボルである。

本実施の形態の通信方法では、あるキャリア群では、一つのチャネルのシンボルのみを送信し、別のキャリア群にて複数のチャネルの情報シンボルを多重化して送信することを特徴とする。

すなわち、図１において、キャリア１からキャリア６まではチャネルＡの情報シンボルのみ送信され、キャリア７からキャリア１２まではチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルが多重されて送信される。

同様に、キャリア１からキャリア６まではチャネルＡの推定用シンボルのみ送信され、キャリア７からキャリア１２まではチャネルＡの推定用シンボルおよびチャネルＢの推定用シンボルが多重されて送信される。

以下、図１のフレーム構成で信号を送信する送信装置について説明する。図２は、本実施の形態の送信装置の構成を示すブロック図である。

フレーム構成信号生成部２２１は、入力された制御信号２２３に基づいてフレーム構成情報を生成し、このフレーム構成情報からなるフレーム構成信号２２２をシリアルパラレル変換部２０２及びシリアルパラレル変換部２１２に出力する。

以下、シリアルパラレル変換部２０２、逆離散フーリエ変換部２０４、無線部２０６、電力増幅部２０８、アンテナ２１０にて、図１のチャネルＡの信号を処理して送信する部分について説明する。チャネルＡでは、図１に示すように、キャリア１〜１２に情報シンボル、推定用シンボル、制御用シンボルを配置して信号を送信する。

シリアルパラレル変換部２０２は、チャネルＡの送信ディジタル信号２０１をフレーム構成信号２２２に従う配置のパラレルデータに変換し、変換後のパラレル信号２０３を逆離散フーリエ変換部２０４に出力する。具体的には、シリアルパラレル変換部２０２は、図１に示すように、キャリア１〜１２に情報シンボル、推定用シンボル、制御用シンボルを配置する。

逆離散フーリエ変換部２０４は、チャネルＡのパラレル信号２０３を逆離散フーリエ変換し、変換後の信号２０５を無線部２０６に出力する。無線部２０６は、信号２０５を無線周波数に変換して送信信号２０７とし、送信信号２０７を電力増幅部２０８に出力する。

電力増幅部２０８は、送信信号２０７の電力を増幅し、電力を増幅された送信信号２０９は、電波としてアンテナ２１０から送信する。

次に、シリアルパラレル変換部２１２、逆離散フーリエ変換部２１４、無線部２１６、電力増幅部２１８、アンテナ２２０にて、図１のチャネルＢの信号を処理して送信する部分について説明する。チャネルＢでは、図１に示すように、キャリア１〜６にガードシンボルを配置し、キャリア７〜１２に情報シンボル、推定用シンボル、制御用シンボルを配置して信号を送信する。

シリアルパラレル変換部２１２は、チャネルＢの送信ディジタル信号２１１をフレーム構成信号２２２に従う配置のパラレルデータに変換し、変換後のパラレル信号２１３を逆離散フーリエ変換部２１４に出力する。

逆離散フーリエ変換部２１４は、パラレル信号２１３逆離散フーリエ変換し、変換後の信号２１５を無線部２１６に出力する。

無線部２１６は、変換後の信号２１５を無線周波数に変換して送信信号２１７とし、送信信号２１７を電力増幅部２１８に出力する。

電力増幅部２１８は、送信信号２１７の電力を増幅し、電力を増幅された送信信号２１９は、電波としてアンテナ２２０から送信される。

このように、あるチャネルにおいて、ガードシンボルを配置するキャリアと情報シンボルを配置するキャリアとを分け、別のチャネルでは、キャリア全てに情報シンボルを配して、同じキャリアを複数のチャネルで共用（多重）する。

以下、図２の送信装置が図１のフレーム構成で信号を送信する動作について説明する。

シリアルパラレル変換部２０２は、送信ディジタル信号２０１、フレーム構成信号２２２を入力とし、図１のチャネルＡのフレーム構成にしたがってシンボルを配置する、つまり、キャリア１からキャリア１２に情報シンボル、制御用シンボル、推定用シンボルを配置してフレームを構成し、チャネルＡのパラレル信号２０３を生成する。

チャネルＢのシリアルパラレル変換部２１２は、チャネルＢの送信ディジタル信号２１１、フレーム構成信号２２２を入力とし、図１のチャネルＢのフレーム構成に従いシンボルを配置する、つまり、キャリア７からキャリア１２に情報シンボル、制御シンボル、推定用シンボルを配置してフレームを構成し、チャネルＢのパラレル信号２１３を生成する。

推定用シンボル１０３は、時間同期、周波数オフセットの推定のために挿入される。また、チャネルＡのキャリア１からキャリア６の推定用シンボルは、伝送路歪みを推定してチャネルＡのキャリア１からキャリア６の情報シンボルを復調するために受信装置で利用される。このとき、チャネルＢにおいてキャリア１からキャリア６には推定用シンボルは挿入しない。

そして、チャネルＡおよびチャネルＢのキャリア７からキャリア１２の推定用シンボルは、チャネルＡおよびチャネルＢのキャリア７からキャリア１２の情報シンボルを分離するためのシンボルである。例えば、チャネルＡのキャリア７からキャリア１２からなる推定用シンボルとチャネルＢのキャリア７からキャリア１２からなる推定用シンボルは直交するものを用いることにより、チャネルＡおよびチャネルＢのキャリア７からキャリア１２の情報シンボルを分離するのが容易となる。

ここで、チャネルＡのキャリア１からキャリア６の情報シンボルとチャネルＡおよびチャネルＢのキャリア７からキャリア１２の情報シンボルを比較すると、受信装置において、チャネルＡのキャリア１からキャリア６の情報シンボルはチャネルＡおよびチャネルＢのキャリア７からキャリア１２の情報シンボルより品質がよい。このことを考えると、チャネルＡのキャリア１からキャリア６の情報シンボルにおいて重要度の高い情報を伝送することに適している。ここで、重要度とは、受信品質を確保したいデータ、例えば、変調方式や誤り訂正方式の情報、送受信機の手続きに関する情報を示す。

また、キャリア１からキャリア６のチャネルＡの情報シンボルを用いて、例えば、映像の情報を伝送し、キャリア７からキャリア１２のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルを用いてハイビジョンの映像を伝送するというように、キャリア１からキャリア６でのチャネルＡで一種類の情報媒体を伝送し、キャリア７からキャリア１２でのチャネルＡおよびチャネルＢで一種類の情報媒体を伝送することができる。また、キャリア１からキャリア６でのチャネルＡでの伝送、キャリア７からキャリア１２でのチャネルＡおよびチャネルＢでの伝送では、同種の情報媒体を伝送してもよい。このとき、同種の情報は、例えば、符号化のときの圧縮率が異なることになる。ここで、チャネルＡの圧縮率はチャネルＢの圧縮率より低い。

また、キャリア１からキャリア６のチャネルＡの情報シンボルである種の情報を伝送し、キャリア７からキャリア１２のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルを用いて差分の情報を伝送するというように階層的に情報を伝送することもできる。

以下、上記説明のシンボル配置で送信された信号を受信する受信装置について説明する。

図３は、本実施の形態の受信装置の構成を示すブロック図である。図３は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示す。図３において、無線部３０３は、アンテナ３０１で受信した受信信号３０２をベースバンド周波数に変換し、変換後の受信直交ベースバンド信号３０４をフーリエ変換部３０５と同期部３３４に出力する。

フーリエ変換部３０５は、受信直交ベースバンド信号３０４をフーリエ変換し、変換後のパラレル信号３０６を伝送路歪み推定部３０７、伝送路歪み推定部３０９、信号処理部３２１、選択部３２８、及び周波数オフセット推定部３３２に出力する。

伝送路歪み推定部３０７は、パラレル信号３０６の推定用シンボルからチャネルＡの伝送路歪みを推定し、チャネルＡの伝送路歪みパラレル信号３０８を信号処理部３２１に出力する。

伝送路歪み推定部３０９は、パラレル信号３０６の推定用シンボルからチャネルＢの伝送路歪みを推定し、チャネルＢの伝送路歪みパラレル信号３１０を信号処理部３２１に出力する。

無線部３１３は、アンテナ３１１で受信した受信信号３１２をベースバンド周波数に変換し、変換後の受信直交ベースバンド信号３１４をフーリエ変換部３１５と同期部３３４に出力する。

フーリエ変換部３１５は、受信直交ベースバンド信号３１４をフーリエ変換し、変換後のパラレル信号３１６を伝送路歪み推定部３１７、伝送路歪み推定部３１９、信号処理部３２１、選択部３２８、及び周波数オフセット推定部３３２に出力する。

伝送路歪み推定部３１７は、パラレル信号３１６の推定用シンボルからチャネルＡの伝送路歪みを推定し、チャネルＡの伝送路歪みパラレル信号３１８を信号処理部３２１に出力する。

チャネルＢの伝送路歪み推定部３１９は、パラレル信号３１６の推定用シンボルからチャネルＢの伝送路歪みを推定し、チャネルＢの伝送路歪みパラレル信号３２０を信号処理部３２１に出力する。

信号処理部３２１は、チャネルＡの伝送路歪みパラレル信号３０８、３１８、チャネルＢの伝送路歪みパラレル信号３１０、３２０に基づいてパラレル信号３０６、３１６をチャネルＡとチャネルＢの信号に分離する。すなわち、信号処理部３２１は、図１におけるチャネルＡとチャネルＢが多重しているキャリア７からキャリア１２のチャネルＡとチャネルＢの信号を分離し、キャリア７からキャリア１２のチャネルＡのパラレル信号３２２を復調部３２４に出力し、およびキャリア７からキャリア１２のチャネルＢのパラレル信号３２３を復調部３２６に出力する。

復調部３２４は、キャリア７からキャリア１２のチャネルＡのパラレル信号３２２を復調し、復調後の受信ディジタル信号３２５を出力する。

復調部３２６は、キャリア７からキャリア１２のチャネルＢのパラレル信号３２３を復調し、復調の受信ディジタル信号３２７を出力する。

選択部３２８は、パラレル信号３０６、３１６を入力とし、例えば電界強度の大きい方のパラレル信号を選択して、選択されたパラレル信号をパラレル信号３２９として復調部３３０に出力する。

復調部３３０は、選択されたパラレル信号３２９について、図１の多重されていないキャリア１からキャリア６の推定用シンボル１０３から伝送路歪みを推定し、推定された伝送路歪みからキャリア１からキャリア６のパラレル信号を復調し、復調後の受信ディジタル信号３３１を出力する。

周波数オフセット推定部３３２は、パラレル信号３０６、３１６について、図１の推定用シンボルから周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット推定信号３３３を無線部３０３及び無線部３１３に出力する。例えば、周波数オフセット推定部３３２は、無線部３０３、３１３に周波数オフセット推定信号を入力し、無線部３０３、３１３は、受信信号の周波数オフセットを除去する。

同期部３３４は、受信直交ベースバンド信号３０４、３１４について、図１の推定用シンボルにより時間同期をとり、タイミング信号３３５をフーリエ変換部３０５及びフーリエ変換部３１５に出力する。すなわち、同期部３３４は、受信直交ベースバンド信号３０４および受信直交ベースバンド信号における図１の推定用シンボル１０３を検出することで、受信装置は送信装置と時間同期をとることができる。

また、周波数オフセット推定部３３２は、パラレル信号３０６および３１６における図１の推定用シンボル１０３から周波数オフセットを推定する。

信号処理部３２１は、図１におけるキャリア７からキャリア１２について、チャネルＡとチャネルＢの多重された信号を分離し、それぞれ、チャネルＡのパラレル信号３２２およびチャネルＢのパラレル信号３２３として出力する。

復調部３２４は、キャリア７からキャリア１２のチャネルＡのパラレル信号３２２を復調する。また、復調部３２６は、キャリア７からキャリア１２チャネルＢのパラレル信号３２３を復調する。

復調部３３０は、選択されたパラレル信号３２９について、図１の多重されていないキャリア１からキャリア６の推定用シンボル１０３から伝送路歪みを推定し、推定された伝送路歪みからキャリア１からキャリア６のパラレル信号を復調する。

このとき、キャリア７からキャリア１２のチャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号３２５および３２７は、キャリア１からキャリア６のチャネルＡの受信ディジタル信号３３１と比較し、品質が悪いが、高速に伝送できる。従って、キャリア１からキャリア６のチャネルＡの受信ディジタル信号３３１において、重要な情報の伝送、制御情報の伝送に適している。

また、キャリア７からキャリア１２のチャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号３２５および３２７を図示せぬデコーダＸに入力し、デコードする。そして、キャリア１からキャリア６のチャネルＡの受信ディジタル信号３３１を図示せぬデコーダＹに入力し、デコードする。これにより、異なるデコーダＸ、Ｙから、ことなる情報Ｘ、Ｙを得ることができ、また、デコーダＸ、Ｙにおいて情報は一緒だが、圧縮率の異なる情報を伝送することができる。

そして、キャリア１からキャリア６のチャネルＡの受信ディジタル信号３３１により映像が伝送され、ハイビジョン映像のための差分情報をキャリア７からキャリア１２のチャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号３２５および３２７で伝送する階層伝送を行うことができる。

このように本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、複数のアンテナから複数の変調信号を送信するフレームと１つのアンテナから変調信号を送信するフレームを作成し、重要な情報を１つのアンテナから送信する変調信号で伝送することにより、受信装置において、データの品質を確保できる。

また、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、複数のアンテナから複数の変調信号を送信するフレーム、１つのアンテナから変調信号を送信するフレームで異なる情報を伝送することで、品質と伝送速度のことなる情報を伝送することができる。

なお、図１、図２、図３でアンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限らない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレーム、多重していないフレームを存在させるフレームにおいても同様に実施することが可能である。

また、フレーム構成は図１に限らない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式であれば、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭ（ＯＦＤＭ−ＣＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex - Code Division Multiplex）においても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、基地局が複数の端末と通信を行うマルチキャリア通信方式を用いる際、基地局の送信フレームにおいて、多重していないキャリア、多重したキャリアを用意し、各端末に対しどちらかのキャリアで変調信号を送信する通信方式、および、送信装置、受信装置について説明する。

本実施の形態では、図１に示すフレーム構成を用い、図２に示す基地局装置で信号を送信する。図４は、本発明の実施の形態２における基地局および端末の配置状態の一例を示す図である。図４では、４０１は基地局、４０２は端末Ａ、４０３は端末Ｂ、４０４は端末Ｃ、４０５は端末Ｄ、４０６は基地局４０１の送信信号の通信限界を示している。

基地局と端末の位置の状態が図４のような状態であるとき、基地局４０１からの位置が遠い端末Ａ４０２および端末Ｂ４０３は、受信状態が悪いことになり、一方、端末Ｃ４０４および端末Ｄ４０５は、基地局４０１からの距離が近いため、受信状態がよいことになる。

このことを考慮し、本実施の形態の送信装置を具備する基地局は、例えば、図１に示すように、通信端末に対し、３キャリア単位で割り当てるものとする。

この場合、図４において、受信状態がよい端末Ｃ４０４との通信用に図１のキャリア７からキャリア９、端末Ｄ４０５との通信用に図１のキャリア１０からキャリア１２を割り当て、チャネルＡおよびチャネルＢで通信を行っているため、伝送速度が高速である。そして、受信状態が悪い端末Ａ４０２との通信用に図１のキャリア１からキャリア３、端末Ｂ４０３との通信用に図１のキャリア４からキャリア６を割り当て、チャネルＡで通信を行っているため、伝送速度は低速であるが、伝送品質はよい。

このとき、図１における制御用シンボル１０４により、チャネルの割り当てについての情報を伝送し、端末は、制御用シンボル１０４を復調することで、自身のための情報がフレームのどこに割り当てられているかを知ることができる。

次に、受信装置側について説明する。図５は、本実施の形態の受信装置の構成の一例を示すブロック図である。但し、図３と同一の構成となるものについては、図３と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

電波伝搬環境推定部５０１は、パラレル信号３０６、３１６から、アンテナ３０１及びアンテナ３１１で受信した受信信号の電界強度、マルチパス環境、ドップラ周波数、到来方向、チャネル変動、妨害波強度、偏波状態、遅延プロファイルを推定し、電波伝搬環境情報５０２として出力する。

図６は、本実施の形態の送信装置の構成の一例を示すブロック図である。情報生成部６０４は、ユーザや通信端末が必要としている、例えば、伝送速度、変調方式、伝送品質などの要求情報６０３に従って、データ６０１、電波伝搬環境情報６０２から送信ディジタル信号６０５を生成し、送信ディジタル信号６０５を変調信号生成部６０６に出力する。

変調信号生成部６０６は、送信ディジタル信号６０５を変調し、送信直交ベースバンド信号６０７を無線部６０８に出力する。

無線部６０８は、送信直交ベースバンド信号６０７を無線周波数に変換して変調信号６０９を生成し、変調信号６０９は、アンテナ６１０から電波として出力される。

次に図６の送信装置の動作について説明する。図５の受信装置の電波伝搬環境推定部５０１で推定した電波伝搬環境情報５０２は、電波伝搬環境情報６０２に相当し、情報生成部６０４に入力される。

情報生成部６０４は、データ６０１、電波伝搬環境情報６０２、ユーザや通信端末が必要としている情報、例えば、情報生成部６０４は、伝送速度、変調方式、伝送品質などの要求情報６０３から、送信ディジタル信号６０５を生成する。これにより、端末は、基地局が送信した変調信号の端末が受信したときの電波伝搬環境、および、ユーザや端末が要求する要求情報を含んだ信号を送信することになる。

また、これとは異なる動作として、情報生成部６０４は、データ６０１、電波伝搬環境情報６０２、ユーザや通信端末が必要としている情報、例えば、伝送速度、変調方式、伝送品質などの要求情報６０３から、通信方式を決定し要求し、また、送信ディジタル信号６０５を出力する。このとき、送信ディジタル信号６０５には、要求する通信方式の情報を含んでいる。このとき、通信方式とは、多重信号で通信を行うか、多重していない信号で通信を行うか、の情報である。

図７は、本実施の形態の受信装置の構成の一例を示すブロック図である。図７において、無線部７０３は、アンテナ７０１で受信した受信信号７０２をベースバンド周波数に変換し、受信直交ベースバンド信号７０４を復調部７０５に出力する。

復調部７０５は、受信直交ベースバンド信号７０４を復調し、受信ディジタル信号７０６を方式決定部７０７に出力する。

方式決定部７０７は、受信ディジタル信号７０６に含まれる、電波伝搬環境情報、要求情報を抽出し、基地局が端末に送信する送信方法、つまり、複数のアンテナから複数チャネルの信号を送信する方法、複数のチャネルの信号を多重せずに１のチャネルの信号を送信する方法のいずれかを選択し、制御信号７０８として出力する。

次に図７の受信装置の動作について説明する。図７において、方式決定部７０７は、端末Ａの送信装置が送信した信号に含まれる電波伝搬環境情報、要求情報を抽出、または、要求された通信方式情報を抽出し、複数のアンテナから複数チャネルの信号を送信する方法、複数のチャネルの信号を多重せずに１のチャネルの信号を送信する方法のいずれかを選択し、制御信号７０８として出力する。

図２の基地局送信装置におけるフレーム構成信号生成部２２１は、端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ用の受信装置からの制御信号７０８を制御信号２２３として入力し、フレーム構成信号２２２を出力する。これにより、図１のフレーム構成にしたがった変調信号を、基地局の送信装置は、送信することができる。

次に、上記送信装置及び受信装置で通信を行う場合の通信開始時の通信方法の設定手段について説明する。

電波伝搬環境に対する受信特性について考慮した場合、キャリア１からキャリア６までのチャネルＡの情報シンボルは、キャリア７からキャリア１２までのチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルと比較し品質がよい。

よって、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対しキャリア１からキャリア６までのチャネルＡの情報シンボルで情報を伝送することでデータの品質を保つことで、システムとして安定する。

または、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対し図１のように推定用シンボル１０３を最初に送信し、端末は最初に送信された推定用シンボル１０３を受信し、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報および要求情報を端末は送信する。

そして、基地局は、端末からの電波伝搬環境情報および要求情報に基づき、キャリア１からキャリア６までのチャネルＡの情報シンボルで情報を伝送するか、キャリア７からキャリア１２までのチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、通信を開始する。これにより、データの品質が保つことができるためシステムとして安定する。

または、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対し図１のように推定用シンボル１０３を最初に送信し、端末は最初に送信された推定用シンボル１０３を受信し、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報と要求情報とを考慮し、キャリア１からキャリア６までのチャネルＡの情報シンボルで情報を伝送するか、キャリア７からキャリア１２までのチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、基地局に対し要求する。

基地局は、端末からの要求から、キャリア１からキャリア６までのチャネルＡの情報シンボルで情報を伝送するか、キャリア７からキャリア１２までのチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、通信を開始する。これにより、データの品質が保つことができるためシステムとして安定する。

このように本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、基地局が複数の端末と通信を行う際、基地局の送信フレームにおいて、受信状態の悪い端末との通信には、多重していないキャリアを割り当て、受信状態のよい端末との通信には、多重したキャリアを割り当てることで、端末は、データの伝送速度、伝送品質の両立をはかることができる。

なお、上記説明では、図１、図２、図３でアンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限らない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレーム、多重していないフレームを存在させるフレームにおいても同様に実施することが可能である。

また、フレーム構成は図１に限ったものではない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式であれば、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、送信装置の送信フレームにおいて、多重した変調信号の周波数、多重していない変調信号の周波数、どちらの周波数の変調信号も復調可能な受信装置について説明する。

図８は、本発明の実施の形態３における通信信号のフレーム構成を示す図である。図８は、本実施の形態における周波数帯ｆ１における基地局送信信号のチャネルＡおよびチャネルＢの周波数−時間軸におけるフレーム構成の一例を示す。図８において、縦軸は周波数を示し、横軸は時刻を示す。また、１０２は情報シンボル、１０３は推定用シンボル、１０４は制御用シンボルである。このとき、推定用シンボル１０３は時間同期、周波数同期、伝送路による歪みを推定するためのパイロットシンボルであり、制御用シンボル１０４は端末が制御に用いるための情報を伝送しているシンボルであり、情報シンボル１０２により情報を伝送するためのシンボルである。

このとき、チャネルＡとチャネルＢの信号は、２本のアンテナからそれぞれ送信される。本実施の形態の送信装置は、チャネルＡとチャネルＢの信号とは別のチャネルＣの信号をチャネルＡとチャネルＢ用のアンテナとは別のアンテナで送信する。以下、チャネルＣの信号のフレーム構成について説明する。

図９は、本発明の実施の形態３における通信信号のフレーム構成を示す図である。図９は、本実施の形態における周波数帯ｆ２における基地局送信信号のチャネルＣの周波数−時間軸におけるフレーム構成の一例を示す、図９において、縦軸は周波数を示し、横軸は時刻を示す。また、１０２は情報シンボル、１０３は推定用シンボル、１０４は制御用のシンボルである。このとき、推定用シンボル１０３は時間同期、周波数同期、伝送路による歪みを推定するためのパイロットシンボルであり、制御用シンボル１０４は端末が制御に用いるための情報を伝送しているシンボルであり、情報シンボル１０２により情報を伝送するためのシンボルである。

このとき、チャネルＣの信号は、チャネルＡとチャネルＢ用のアンテナとは別の１本のアンテナから送信される。

また、チャネルＣの信号は、チャネルＡとチャネルＢとは異なる周波数で送信される。図１０は、本実施の形態における基地局送信信号の周波数配置を示す図である。図１０において、縦軸はパワーを示し、横軸は周波数を示す。また、１００１はチャネルＡおよびチャネルＢの多重送信信号を示しており、周波数帯をｆ１とする。１００２はチャネルＣの送信信号を示しており、周波数帯をｆ２とする。このように、チャネルＣの信号はチャネルＡ及びチャネルＢとは異なる周波数で送信される。

図１０では、周波数ｆ１と周波数ｆ２にキャリアが配置されており、周波数ｆ１は、基地局の送信のために割り当てており、そのときのフレーム構成は図８のとおりである。

そして、周波数ｆ２は、基地局送信のために割り当てており、そのときのフレーム構成は図９のとおりである。周波数ｆ１では、例えば、チャネルＡとチャネルＢを多重して送信しており、伝送速度は高速であるが、伝送品質が悪い。一方、周波数ｆ２では、チャネルＣを送信しており、多重していないため、伝送速度は低速であるが、伝送品質がよい。

次に、上記説明のチャネルＡ、チャネルＢ、及びチャネルＣの信号を送信する送信装置について説明する。

図１１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すブロック図である。但し、図２と同一の構成となるものについては、図２と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図１１において、シリアルパラレル変換部１１０２は、フレーム構成信号２２２に従って、チャネルＣの送信ディジタル信号１１０１からパラレル信号１１０３を生成して出力する。

逆離散フーリエ変換部１１０４は、チャネルＣのパラレル信号１１０３を逆フーリエ変換し、逆離散フーリエ変換後の信号１１０５を無線部１１０６に出力する。

無線部１１０６は、チャネルＣの逆離散フーリエ変換後の信号１１０５を無線周波数に変換して、チャネルＣの送信信号１１０７を電力増幅部１１０８に出力する。

電力増幅部１１０８は、チャネルＣの送信信号１１０７を増幅し、増幅されたチャネルＣの送信信号１１０９は、電波としてチャネルＣのアンテナ１１１０から出力される。

次に、図１１の送信装置の動作について説明する。

チャネルＡのシリアルパラレル変換部２０２は、チャネルＡの送信ディジタル信号２０１、フレーム構成信号２２２に基づいて、図８のチャネルＡのフレーム構成にしたがった、情報シンボル、制御用シンボル、推定用シンボルが存在するチャネルＡのパラレル信号２０３を生成する。

チャネルＢのシリアルパラレル変換部２１２は、チャネルＢの送信ディジタル信号２１１、フレーム構成信号２２２に基づいて、図８のチャネルＢのフレーム構成にしたがった、情報シンボル、制御シンボル、推定用シンボルが存在するチャネルＢのパラレル信号２１３を生成する。

そして、チャネルＡとチャネルＢの信号は、周波数ｆ１で送信される。

図８の推定用シンボル１０３は、時間同期、周波数オフセットの推定のために挿入している。また、チャネルＡとチャネルＢの信号を分離するためのチャネル推定を行うためのシンボルである。

チャネルＣのシリアルパラレル変換部１１０２は、チャネルＣの送信ディジタル信号１１０１、フレーム構成信号２２２に基づいて、図９のチャネルＣのフレーム構成にしたがった、情報シンボル、制御用シンボル、推定用シンボルが存在するチャネルＣのパラレル信号１１０３を生成する。

そして、チャネルＣの信号は周波数ｆ２で送信される。

図９の推定用シンボル１０３は、時間同期、周波数オフセットの推定のために挿入している。

チャネルＡの情報シンボルとチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルを比較するとチャネルＣの情報シンボルを比較すると、受信装置において、チャネルＣの情報シンボルより品質がよい。このことを考えると、チャネルＣの情報シンボルにおいて重要度の高い情報を伝送することに適している。

チャネルＣの情報シンボルを用いて例えば、映像の情報を伝送し、チャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルを用いてハイビジョンの映像を伝送するというように、チャネルＣで一種の情報媒体を伝送し、チャネルＡおよびチャネルＢで一種の情報媒体を伝送することができる。また、チャネルＣでの伝送、チャネルＡおよびチャネルＢでの伝送では、同種の情報媒体を伝送してもよい。このとき、同種の情報は、例えば、符号化のときの圧縮率が異なることになる。

チャネルＣの情報シンボルである種の情報を伝送し、チャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルを用いて差分の情報を伝送するというように階層的に情報を伝送することもできる。

図１２は、本実施の形態における端末の受信装置の構成を示すブロック図である。図１２において、無線部１２０３は、アンテナ１２０１で受信した周波数帯ｆ１の受信信号１２０２をベースバンド周波数に変換し、受信直交ベースバンド信号１２０４をフーリエ変換部１２０５と同期部１２３０に出力する。

フーリエ変換部１２０５は、受信直交ベースバンド信号１２０４をフーリエ変換し、パラレル信号１２０６を伝送路歪み推定部１２０７、伝送路歪み推定部１２０９、信号処理部１２２１、及び周波数オフセット推定部１２２８に出力する。

伝送路歪み推定部１２０７は、パラレル信号１２０６の推定用シンボルからチャネルＡの伝送路歪みを推定し、チャネルＡの伝送路歪みパラレル信号１２０８を信号処理部１２２１に出力する。

伝送路歪み推定部１２０９は、パラレル信号１２０６の推定用シンボルからチャネルＢの伝送路歪みを推定し、チャネルＢの伝送路歪みパラレル信号１２１０を信号処理部１２２１に出力する。

無線部１２１３は、アンテナ１２１１で受信した周波数帯ｆ１の受信信号１２１２をベースバンド周波数に変換し、受信直交ベースバンド信号１２１４をフーリエ変換部１２１５と同期部１２３０に出力する。

フーリエ変換部１２１５は、受信直交ベースバンド信号１２１４をフーリエ変換し、変換後のパラレル信号１２１６を伝送路歪み推定部１２１７、伝送路歪み推定部１２１９、信号処理部１２２１、及び周波数オフセット推定部１２２８に出力する。

伝送路歪み推定部１２１７は、パラレル信号１２１６の推定用シンボルからチャネルＡの伝送路歪みを推定し、チャネルＡの伝送路歪みパラレル信号１２１８を信号処理部１２２１に出力する。

伝送路歪み推定部１２１９は、パラレル信号１２１６の推定用シンボルからチャネルＢの伝送路歪みを推定し、チャネルＢの伝送路歪みパラレル信号１２２０を信号処理部１２２１に出力する。

信号処理部１２２１は、チャネルＡの伝送路歪みパラレル信号１２０８、１２１８、チャネルＢの伝送路歪みパラレル信号１２１０、１２２０に基づいてパラレル信号１２０６、１２１６をチャネルＡとチャネルＢの信号に分離する。そして、信号処理部１２２１は、分離した信号のうち、チャネルＡのパラレル信号１２２２を復調部１２２４に出力し、チャネルＢのパラレル信号１２２３を復調部１２２６に出力する。

復調部１２２４は、チャネルＡのパラレル信号１２２２を復調し、受信ディジタル信号１２２５を出力する。

復調部１２２６は、チャネルＢのパラレル信号１２２３を復調し、受信ディジタル信号１２２７を出力する。

周波数オフセット推定部１２２８は、パラレル信号１２０６、１２１６から周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット推定信号１２２９を出力する。具体的には、周波数オフセット推定部１２２８は、図８における推定用シンボル１０３から周波数オフセット量を推定する。そして、周波数オフセット推定部１２２８は、例えば、無線部１２０３、１２１３に周波数オフセット推定信号を出力し、無線部１２０３、１２１３は、受信信号の周波数オフセットを除去する。

同期部１２３０は、受信直交ベースバンド信号１２０４、１２１４を用いて時間同期をとり、タイミング信号１２３１をフーリエ変換部１２０５及びフーリエ変換部１２１５に出力する。例えば、同期部１２３０は、図８の推定用シンボル１０３により時間同期をとる。

無線部１２３４は、アンテナ１２３２で受信した周波数帯ｆ２の受信信号１２３３をベースバンド周波数に変換し、受信直交ベースバンド信号１２３５をフーリエ変換部１２３６及び同期部１２４４に出力する。

フーリエ変換部１２３６は、受信直交ベースバンド信号１２３５をフーリエ変換し、パラレル信号１２３７を伝送路歪み推定部１２３８、復調部１２４０、及び周波数オフセット推定部１２４２に出力する。

伝送路歪み推定部１２３８は、パラレル信号１２３７から伝送路歪みを推定し、伝送路歪みパラレル信号１２３９を復調部１２４０に出力する。

復調部１２４０は、伝送路歪みパラレル信号１２３９に基づいて、チャネルＣのパラレル信号１２３７から伝送路歪みを除去し、復調し、チャネルＣの受信ディジタル信号１２４１を出力する。

次に、図１２の受信装置の動作について説明する。

同期部１２３０は、受信直交ベースバンド信号１２０４および受信直交ベースバンド信号１２１４における図８の推定用シンボル１０３を検出して、受信装置は送信装置と時間同期をとる。

また、周波数オフセット推定部１２２８は、パラレル信号１２０６および１２１６における図８の推定用シンボル１０３から周波数オフセットを推定する。

信号処理部１２２１は、図８の多重された信号をチャネルＡの信号とチャネルＢの信号に分離する。

同期部１２４４は、受信直交ベースバンド信号１２３５について図９の推定用シンボルから時間同期をとる。

周波数オフセット推定部１２４２は、パラレル信号１２３７について図９の推定用シンボルから周波数オフセットを推定する。

伝送路歪み推定部１２３８は、パラレル信号１２３７について図９の推定用シンボルから、伝送路歪みを推定する。

チャネルＣの復調部１２４０は、伝送路歪みパラレル信号１２３９を入力とし、パラレル信号１２３７の情報シンボルを復調する。

このとき、チャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号１２２５および１２２７は、チャネルＣの受信ディジタル信号１２４１と比べて品質が悪いが、高速に伝送できる。このことを考慮すると、チャネルＣの受信ディジタル信号１２４１において、重要な情報の伝送、制御情報の伝送に適している。

また、チャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号１２２５および１２２７を図示せぬデコーダＸに入力し、デコードする。そして、チャネルＣの受信ディジタル信号１２４１を図示せぬデコーダＹに入力し、デコードする。これにより、異なるデコーダＸ、Ｙから、異なる情報Ｘ、Ｙを得ることができ、また、デコーダＸ、Ｙにおいて情報は一緒だが、圧縮率の異なる情報を伝送することができる。

そして、チャネルＣの受信ディジタル信号１２４１により映像が伝送され、ハイビジョン映像のための差分情報をチャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号１２２５および１２２７で伝送する階層伝送を行うことができる。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、複数のアンテナから複数の変調信号を送信するための周波数と１つのアンテナから変調信号を送信するための周波数が存在し、重要な情報を１つのアンテナから送信する変調信号で伝送することで、受信装置において、データの品質を確保できる。

また、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、複数のアンテナから複数の変調信号を送信するための周波数、１つのアンテナから変調信号を送信するための周波数で異なる情報を伝送することで、品質と伝送速度の異なる情報を伝送することができる。

なお、図８においてチャネル数２の多重フレームで説明したが、これに限らない。また、図１０において、２つの周波数帯で説明したがこれにらない。つまり、例えば、３つの周波数帯があり、３チャネル多重送信用、２チャネル多重送信用、１のチャネル送信用に周波数を割り当てても良い。

以上より、図１１の送信装置でチャネル数２を送信するアンテナ２本とチャネル数１を送信するアンテナ１本の構成で説明したがこれに限らない。例えば、送信装置がチャネル数２を送信するために２本以上のアンテナを具備していてもよい。

また、３つの周波数帯があり、３チャネル多重送信用、２チャネル多重送信用、１チャネル送信用に周波数を割り当てた場合、送信装置が、３チャネル多重送信用に複数のアンテナを具備し、２チャネル多重送信用に複数のアンテナを具備し、１チャネル送信用に複数のアンテナを具備してもよい。また、図１２の受信装置についても、同様である。

そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式であれば、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭ（ＯＦＤＭ−ＣＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex Code Division Multiplex）においても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、基地局が複数の端末と通信を行う際、基地局の送信フレームにおいて、多重した変調信号の周波数、多重していない変調信号の周波数を用意し、各端末に対しどちらかの周波数で変調信号を送信する通信方式、および、送信装置、受信装置について説明する。

図１３は、本発明の実施の形態４に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図である。但し、図１２と同一の構成となるものについては、図１２と同一番号を付し、詳しい説明は省略する。図１３の受信装置は、電波伝搬環境推定部１３０１と、電波伝搬環境推定部１３０３とを具備し、基地局における周波数を割り当ての情報として、受信装置において伝搬環境を推定する点が図１２の受信装置と異なる。

電波伝搬環境推定部１３０１は、パラレル信号１２０６、１２１６から、アンテナ１２０１、アンテナ１２１１で受信した受信信号のそれぞれの電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報１３０２出力する。

電波伝搬環境推定部１３０３は、パラレル信号１２３７から、アンテナ１２３２で受信した受信信号の電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報１３０４として出力する。

図１４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す図である。但し、図５と同一の構成となるものについては、図５と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図１４の受信装置は、情報生成部６０４を具備し、受信装置において推定された伝搬環境に基づいて、受信状態の悪い端末との通信には、基地局が多重していない周波数を割り当て、受信状態のよい端末との通信には、基地局が多重した周波数を割り当てる点が図５の送信装置と異なる。

情報生成部６０４は、データ６０１、電波伝搬環境推定情報１４０１、１４０２、要求情報６０３から送信ディジタル信号６０５を生成し、この送信ディジタル信号６０５を変調信号生成部６０６に出力する。

基地局装置は、図８、図９における制御用シンボル１０４により、チャネルの割り当てについての情報を伝送し、端末は、制御用シンボル１０４を復調することで、自身のための情報がフレームのどこに割り当てられているかを知ることができる。

次に、端末の受信装置および送信装置の動作について詳しく説明する。

図１３において、電波伝搬環境推定部１３０１は、パラレル信号１２０６、１２１６を入力とし、例えば、図８の推定用シンボル１０３から、アンテナ１２０１で受信した信号、および、アンテナ１２１１で受信した信号の電界強度、マルチパス環境、ドップラ周波数、到来方向、チャネル変動、妨害波強度、偏波状態、遅延プロファイルを推定する。

電波伝搬環境推定部１３０３は、パラレル信号１２３７について図９の推定用シンボルから、アンテナ１２３２で受信した信号の電界強度、マルチパス環境、ドップラ周波数、到来方向、チャネル変動、妨害波強度、偏波状態、遅延プロファイルを推定する。

図１４の送信装置は、受信装置で推定した電波伝搬環境推定情報１３０２と電波伝搬環境推定情報１３０４を用いて、多重していない周波数を割り当てる、または基地局が多重した周波数を割り当てるかを判断する。図１３の受信装置の電波伝搬環境推定部１３０１で推定した電波伝搬環境推定情報１３０２は電波伝搬環境推定情報１４０１に、電波伝搬環境推定部１３０３で推定した電波伝搬環境推定情報１３０４は電波伝搬環境推定情報１４０２に相当し、情報生成部６０４に入力される。

情報生成部６０４は、情報生成部６０４は、データ６０１、電波伝搬環境推定情報１４０１、１４０２、ユーザや通信端末が必要としている、例えば、伝送速度、変調方式、伝送品質などの要求情報６０３から、送信ディジタル信号６０５を生成する。これにより、基地局が送信した変調信号の端末が受信したときの電波伝搬環境、および、ユーザや端末が要求する要求情報を含んだ信号を端末は送信することになる。

また、情報生成部６０４は、データ６０１、電波伝搬環境情報６０２、ユーザや通信端末が必要としている、例えば、伝送速度、変調方式、伝送品質などの要求情報６０３を入力とし、電波伝搬環境推定情報１４０１、１４０２および要求情報６０３から、通信方式を決定し要求する。このとき、送信ディジタル信号６０５には、要求する通信方式の情報を含んでいる。このとき、通信方式とは、多重信号、周波数ｆ１で通信を行うか、多重していない信号、周波数ｆ２で通信を行うか、の情報である。

この通信方式の情報を用いて基地局装置は、多重信号、周波数ｆ１で通信を行うか、多重していない信号、周波数ｆ２のいずれの方式を用いて信号を送信するか決定する。

例えば、図７の基地局において、方式決定部７０７は、図１４で送信した信号に含まれる電波伝搬環境情報、要求情報を抽出、または、要求された通信方式情報を抽出する。そして、方式決定部７０７は、この通信方式情報から、複数のアンテナから複数チャネルの信号を送信する周波数ｆ１の方法、複数のチャネルの信号を多重せずに１チャネルの信号を送信する周波数ｆ２の方法のいずれかを選択し、制御信号７０８として出力する。

図１１の基地局送信装置におけるフレーム構成信号生成部２２１は、各端末（例えば、図４の端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ）用の受信装置からの図７の制御信号７０８を制御信号２２３としてフレームを構成し、フレーム構成信号２２２を出力する。これにより、図８、図９のフレーム構成にしたがった変調信号を、基地局の送信装置は、送信することができる。

次に、通信開始時の通信方法の設定手段について説明する。

電波伝搬環境に対する受信特性について考慮した場合、チャネルＣの情報シンボルは、チャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルと比較し品質がよい。

よって、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対しチャネルＣの情報シンボルで情報を伝送することでデータの品質を保つことで、システムとして安定する。

または、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対し図８，図９のフレーム構成に示すように推定用シンボル１０３を最初に送信する。そして、端末は最初に送信された推定用シンボル１０３を受信し、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報および要求情報を端末は送信する。そして、基地局は、端末からの電波伝搬環境情報および要求情報に基づき、チャネルＣの情報シンボルで情報を伝送するか、チャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、通信を開始する。これにより、データの品質が保つことができるためシステムとして安定する。

または、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対し図８、図９のように推定用シンボル１０３を最初に送信し、端末は最初に送信された推定用シンボル１０３を受信し、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報と要求情報とを考慮し、チャネルＣの情報シンボルで情報を伝送するか、チャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、基地局に対し要求する。基地局は、端末からの要求から、チャネルＣの情報シンボルで情報を伝送するか、チャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、通信を開始する。これにより、データの品質が保つことができるためシステムとして安定する。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、基地局が複数の端末と通信を行う際、基地局の送信フレームにおいて、受信状態の悪い端末との通信には、多重していない周波数を割り当て、受信状態のよい端末との通信には、多重した周波数を割り当てることで、端末は、データの伝送速度、伝送品質の両立をはかることができる。

なお、図８においてチャネル数２の多重フレームで説明したが、これに限ったものではなく、また、図１０において、２つの周波数帯で説明したがこれに限ったものではない。つまり、例えば、３つの周波数帯があり、３チャネル多重送信用、２チャネル多重送信用、１チャネル送信用に周波数を割り当てても良い。以上より、図１１の送信装置でチャネル数２を送信するアンテナ２本とチャネル数１を送信するアンテナ１本の構成で説明したがこれに限ったものではなく、チャネル数２を送信するために２本以上のアンテナを具備していてもよい。また、３つの周波数帯があり、３チャネル多重送信用、２チャネル多重送信用、１チャネル送信用に周波数を割り当てた場合、３チャネル多重送信用に複数のアンテナを具備し、２チャネル多重送信用に複数のアンテナを具備し、１チャネル送信用に複数のアンテナを具備してもよい。また、図１３の受信装置についても、同様である。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式、シングルキャリアの方式どちらでも、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭ（ＯＦＤＭ−ＣＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex - Code Division Multiplex）においても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５では、送信フレームに、多重していない時間の変調信号、多重した時間の変調信号を送信する送信装置、どちらの時間の変調信号も復調できる受信装置について説明する。

図１５は、本実施の形態におけるチャネルＡおよびチャネルＢの周波数−時間軸におけるフレーム構成の一例を示す図である。図１５において、縦軸は周波数を示し、横軸は時刻を示す。また、１０１はガードシンボル、１０２は情報シンボル、１０３は推定用シンボル、１０４は制御用シンボルである。このとき、ガードシンボル１０１は変調信号が存在しないシンボルであり、推定用シンボル１０３は時間同期、周波数同期、伝送路による歪みを推定するためのパイロットシンボルであり、制御用シンボル１０４は端末が制御に用いるための情報を伝送しているシンボルであり、情報シンボル１０２は情報を伝送するためのシンボルである。

このとき、時間３から時間１０ではチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルが送信され、時間１１から時間１８ではチャネルＡの情報シンボルのみ送信される。

以下、この送信装置の動作について説明する。

シリアルパラレル変換部２０２は、フレーム構成信号２２２に従い、チャネルＡの送信ディジタル信号２０１を図１５のチャネルＡのフレーム構成のように、情報シンボル、制御用シンボル、推定用シンボルが存在するようにフレームを構成する。

シリアルパラレル変換部２１２は、フレーム構成信号２２２に従い、チャネルＢの送信ディジタル信号２１１を図１５のチャネルＢのフレーム構成にしたがって、時間時刻１の推定用シンボル１０３、時間３から１０の情報シンボル１０２のチャネルＢのパラレル信号２１３を出力する。

推定用シンボル１０３は、時間同期、周波数オフセットの推定のために挿入している。また、チャネルＡとチャネルＢのシンボルが多重されているフレームの信号分離のために用いる。

時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルと時間３から１０のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルを比較すると、受信装置において、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルは時間３から１０のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルより品質がよい。このことを考えると、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルにおいて重要度の高い情報を伝送することに適している。

また、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルを用いて例えば、映像の情報を伝送し、時間３から１０のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルを用いてハイビジョンの映像を伝送するというように、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルで一種の情報媒体を伝送し、時間３から１０のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルで一種の情報媒体を伝送することができる。また、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルでの伝送、時間３から１０のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルでの伝送では、同種の情報媒体を伝送してもよい。このとき、同種の情報は、例えば、符号化のときの圧縮率がことなることになる。

また、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルである種の情報を伝送し、時間３から１０のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルを用いて差分の情報を伝送するというように階層的に情報を伝送することもできる。

本実施の形態の送信装置は図２の構成で図１５に示すフレーム構成の信号を生成して送信する。図１６は、本発明の実施の形態５に係る受信装置の構成の一例を示す図である。但し、図３と同一の構成となるものについては、図３と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

信号処理部３２１は、チャネルＡの伝送路歪みパラレル信号３０８、３１８、チャネルＢの伝送路歪みパラレル信号３１０、３２０から、パラレル信号３０６、３１６を多重している時間のチャネルＡのパラレル信号１６０１、チャネルＢのパラレル信号１６０４に分離し、パラレル信号１６０１を復調部１６０２に出力し、パラレル信号１６０４を復調部１６０５に出力する。

復調部１６０２は、分離されたチャネルＡのパラレル信号１６０１を復調し、チャネルＡの受信ディジタル信号１６０３を出力する。

復調部１６０５は、分離されたチャネルＢのパラレル信号１６０４を復調し、チャネルＢの受信ディジタル信号１６０６を出力する。

選択部３２８は、パラレル信号３０６、３１６のうち、図１におけるチャネルＡの信号のみの時間の例えば電界強度の大きい方のパラレル信号を選択して、選択されたパラレル信号１６０７を復調部１６０８に出力する。

復調部１６０８は、選択されたパラレル信号１６０７を復調し、チャネルＡの受信ディジタル信号１６０９を出力する。

以上、図２、図１５、図１６を用いて本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。

受信装置の動作について説明する。

同期部３３４は受信直交ベースバンド信号３０４および受信直交ベースバンド信号３１４における図１５の推定用シンボル１０３を検出することで、受信装置は送信装置と時間同期をとることができる。

また、周波数オフセット推定部３３２は、パラレル信号３０６および３１６における図１５の推定用シンボル１０３から周波数オフセットを推定することができる。

信号処理部３２１は、図１５における時間３から１０のチャネルＡおよびチャネルＢの情報シンボルの多重された信号を時間３から１０のチャネルＡの信号と時間３から１０のチャネルＢの信号に分離し、それぞれ、チャネルＡのパラレル信号１６０１およびチャネルＢのパラレル信号１６０４として出力する。

チャネルＡの復調部１６０２は、チャネルＡのパラレル信号１６０１を入力とし、チャネルＡの受信ディジタル信号１６０３を出力する。また、チャネルＢの復調部１６０５は、チャネルＢのパラレル信号１６０４を入力とし、チャネルＢの受信ディジタル信号１６０６を出力する。

チャネルＡの復調部１６０８は、選択されたパラレル信号１６０７を入力とし、図１５の推定用シンボル１０３から、伝送路歪みを推定し、推定された伝送路歪みから時間１１から１８のチャネルＡのパラレル信号を復調し、受信ディジタル信号１６０９を出力する。

このとき、チャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号１６０３および１６０６は、チャネルＡの受信ディジタル信号１６０９と比較し、品質が悪いが、高速に伝送できる。このことを考慮すると、チャネルＡの受信ディジタル信号１６０９において、重要な情報の伝送、制御情報の伝送に適している。また、チャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号１６０３および１６０６を図示せぬデコーダＸに入力し、デコードする。そして、チャネルＡの受信ディジタル信号１６０９を図示せぬデコーダＹに入力し、デコードする。これにより、異なるデコーダＸ、Ｙから、ことなる情報Ｘ、Ｙを得ることができ、また、デコーダＸ、Ｙにおいて情報は一緒だが、圧縮率の異なる情報を伝送することができる。

そして、チャネルＡの受信ディジタル信号１６０９により映像が伝送され、ハイビジョン映像のための差分情報をチャネルＡ、チャネルＢから得られる受信ディジタル信号１６０３および１６０６で伝送する階層伝送を行うことができる。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、複数のアンテナから複数の変調信号を送信するフレームと１つのアンテナから変調信号を送信するフレームが存在し、重要な情報を１つのアンテナから送信する変調信号で伝送することで、受信装置において、データの品質を確保できる。

また、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、複数のアンテナから複数の変調信号を送信するフレーム、１つのアンテナから変調信号を送信するフレームで異なる情報を伝送することで、品質と伝送速度のことなる情報を伝送することができる。

なお、図２、図１５、図１６でアンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限らない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレーム、多重していないフレームを存在させるフレームにおいても同様に実施することが可能である。

また、フレーム構成は図１に限ったものではない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式、シングルキャリア方式どちらでも、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭ（ＯＦＤＭ−ＣＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex Code Division Multiplex）においても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６では、基地局が複数の端末と通信を行う際、基地局の送信フレームにおいて、多重していないフレーム、多重したフレームを用意し、各端末に対しどちらかのフレームで変調信号を送信する通信方式、および、送信装置、受信装置について説明する。

図１７は、本発明の実施の形態６に係る端末の受信装置の構成の一例を示すブロック図である。但し、図３または図１６と同一の構成となるものについては、図３または図１６と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

電波伝搬環境推定部１７０１は、パラレル信号３０６、３１６から、アンテナ３０１及びアンテナ３１１で受信した受信信号それぞれの電界強度、マルチパス環境、ドップラ周波数、到来方向、チャネル変動、妨害波強度、偏波状態、遅延プロファイルを推定し、電波伝搬環境情報１７０２として出力する。

図１７の受信装置の電波伝搬環境推定部１７０１で推定した電波伝搬環境情報１７０２は、図６の電波伝搬環境情報６０２に相当し、情報生成部６０４に入力される。

情報生成部６０４は、データ６０１、電波伝搬環境情報６０２、ユーザや通信端末が必要としている、例えば、伝送速度、変調方式、伝送品質などの要求情報６０３を入力とし、送信ディジタル信号６０５を生成する。これにより、基地局が送信した変調信号の端末が受信したときの電波伝搬環境、および、ユーザや端末が要求する要求情報を含んだ信号を端末は送信することになる。

また、情報生成部６０４は、データ６０１、電波伝搬環境情報６０２、ユーザや通信端末が必要としている情報、例えば、伝送速度、変調方式、伝送品質などの要求情報６０３を入力とし、電波伝搬環境情報６０２および要求情報６０３から、通信方式を決定し要求し、また、送信ディジタル信号６０５を出力する。このとき、送信ディジタル信号６０５には、要求する通信方式の情報を含んでいる。このとき、通信方式とは、多重信号で通信を行うか、多重していない信号で通信を行うか、の情報である。

次に、通信開始時の通信方法の設定手段について説明する。

図１５において、電波伝搬環境に対する受信特性について考慮した場合、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルは、時間３から１０のチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルと比較し品質がよい。

よって、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対し時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルで情報を伝送することでデータの品質を保つことで、システムとして安定する。

または、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対し図１５のように推定用シンボル１０３を最初に送信し、端末は最初に送信された推定用シンボル１０３を受信し、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報および要求情報を端末は送信する。そして、基地局は、端末からの電波伝搬環境情報および要求情報に基づき、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルで情報を伝送するか、時間３から１０のチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、通信を開始する。これにより、データの品質が保つことができるためシステムとして安定する。

または、端末と基地局が通信を開始する場合、基地局は端末に対し図８、図９のように推定用シンボル１０３を最初に送信し、端末は最初に送信された推定用シンボル１０３を受信し、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報と要求情報とを考慮し、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルで情報を伝送するか、時間３から１０のチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、基地局に対し要求する。

基地局は、端末からの要求から、時間１１から１８のチャネルＡの情報シンボルで情報を伝送するか、時間３から１０のチャネルＡの情報シンボルおよびチャネルＢの情報シンボルで情報を伝送するか、を選択し、通信を開始する。これにより、データの品質が保つことができるためシステムとして安定する。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、基地局が複数の端末と通信を行う際、基地局の送信フレームにおいて、受信状態の悪い端末との通信には、多重していないフレームを割り当て、受信状態のよい端末との通信には、多重したフレームを割り当てることで、端末は、データの伝送速度、伝送品質の両立をはかることができる。

なお、図２、図１５、図１７でアンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限らない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレーム、多重していないフレームを存在させるフレームにおいても同様に実施することが可能である。また、フレーム構成は図１に限ったものではない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、時間単位、周波数単位の割り当てに関してはマルチキャリアの方式で、時間単位の割り当てはシングルキャリア方式で、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７では、同一周波数に複数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ける、符号化およびパイロットシンボルの構成方法、およびその送信装置、受信装置の構成について説明する。

図１８は、本発明の実施の形態７に係る基地局が送信する送信信号フレーム構成の一例を示す図である。図１８において、縦軸は周波数を示し、横軸は時刻を示す。

このとき、チャネルＡの信号にはパイロットシンボル１８０１をフレームにおいてあらかじめ決められた位置に配置して規則的に挿入している。そして、受信装置は、このパイロットシンボル１８０１により、チャネルＡの信号とチャネルＢの信号を分離した後、チャネルＡの周波数オフセットや伝送路歪みを推定することで、チャネルＡの情報シンボル１０２を復調することができる。

また、このときチャネルＢの信号にはパイロットシンボルを挿入していない。このとき、チャネルＡに対し符号化、あるいは、チャネルＡの信号をパイロットとすることで、受信装置はチャネルＢの情報シンボル１０２の復調可能となる。

図１９は、本発明の実施の形態７に係る送信装置の構成の一例を示すブロック図である。但し、図２と同一の構成となるものについては、図２と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

符号化部１９０１は、チャネルＡの送信ディジタル信号２０１をもとにしてチャネルＢの送信ディジタル信号２１１を符号化し、符号化後の送信ディジタル信号１９０２をシリアルパラレル変換部２１２に出力する。

そして、シリアルパラレル変換部２１２は、符号化後の送信ディジタル信号１９０２をフレーム構成信号２２２に従う配置のパラレルデータに変換し、変換後のパラレル信号２１３を逆離散フーリエ変換部２０４に出力する。具体的には、シリアルパラレル変換部２１２は、図１８に示す構成でフレームを構成する。

次に、受信装置の構成について説明する。図２０は、本発明の実施の形態７に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図である。但し、図３と同一の構成となるものについては、図３と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。復調部２００３は、分離されたチャネルＡのパラレル信号２００１を復調し、チャネルＡの受信ディジタル信号２００４を出力する。

復調部２００５は、分離されたチャネルＢのパラレル信号２００２を分離されたチャネルＡのパラレル信号２００１を用いて復調し、チャネルＢの受信ディジタル信号２００６を出力する。

つぎに、上記送信装置及び受信装置を用いてチャネルＡの信号をもとにチャネルＢの信号を符号化、復号化する動作について説明する。

図２１は、チャネルＢの信号をチャネルＡの信号に対し差動符号化したときのＩ−Ｑ平面上の信号点配置の一例を示す図である。図２１は、チャネルＡ、チャネルＢはＱＰＳＫ（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）変調を施した信号である。

チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘００’を伝送するときの信号点を図２１（ａ）に示すように配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４に対し、差動符号化するため、情報を‘００’‘０１’‘１１’‘１０’を伝送するときは図２１（ｂ）のように信号点を配置する。すなわち、チャネルＡで受信したシンボルの位置をチャネルＢのシンボルを復調する時の基準の位置（言い換えればチャネルＢにおける情報‘００’のシンボル位置）とする。

同様に、チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘０１’を伝送するときの信号点を図２１（ｃ）に示すように配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４に対し、差動符号化するため、情報を‘００’‘０１’‘１１’‘１０’を伝送するときは図２１（ｄ）のように信号点を配置する。

同様に、チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘１１’を伝送するときの信号点を図２１（ｅ）に示すように配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４に対し、差動符号化するため、情報を‘００’‘０１’‘１１’‘１０’を伝送するときは図２１（ｆ）のように信号点を配置する。

同様に、チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘１０’を伝送するときの信号点を図２１（ｇ）に示すように配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４に対し、差動符号化するため、情報を‘００’‘０１’‘１１’‘１０’を伝送するときは図２１（ｈ）のように信号点を配置する。

次に、ＢＰＳＫ変調で作動符号化する例について説明する。図２２は、チャネルＢの信号をチャネルＡの信号に対し差動符号化したときのＩ−Ｑ平面上の信号点配置の一例を示す図である。図２２において、チャネルＡ、チャネルＢはＢＰＳＫ変調を施している信号である。

チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘１’を伝送するときの信号点を図２２（ａ）に示すように２２０１に配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４に対し、差動符号化するため、情報を‘０’を伝送するときは図２２（ｂ）のように２２０２に信号点を配置し、‘１’を伝送するときは２２０３に信号点を配置する。すなわち、チャネルＡで受信したシンボルの位置をチャネルＢのシンボルを復調する時の基準の位置（言い換えればチャネルＢにおける情報‘１’のシンボル位置）とする。

これに対し、チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘０’を伝送するときの信号点を図２２（ｃ）に示すように２２０４に配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４に対し、差動符号化するため、情報を‘０’を伝送するときは図２２（ｄ）のように２２０６に信号点を配置し、‘１’を伝送するときは２２０５に信号点を配置する。

次に、符号化の基準となるチャネルＡの信号がＢＰＳＫ、チャネルＡをもとに符号化するチャネルＢの信号がＱＰＳＫである例について説明する。図２３は、チャネルＡのＰＳＫ変調（ここではＢＰＳＫ（ＢＰＳＫ：Binary Phase Shift Keying）変調）をもとにチャネルＢの多値変調（ここではＱＰＳＫ変調）のＩ−Ｑ平面上での信号点配置を行ったときの一例を示す図である。このときチャネルＡとチャネルＢの変調方式は異なるものとする。また、チャネルＡの変調方式がＰＳＫ変調であることを特徴としている。

チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘０’を伝送するときの信号点を図２３（ａ）に示すように配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４の信号点配置に対し、情報を‘００’、‘０１’、‘１１’、‘１０’に対する信号点配置を決定する。そのときの信号点配置は図２３（ｂ）である。すなわち、チャネルＡで受信したシンボルの位置から４５度位相が進んだ点をチャネルＢのシンボルを復調する時の基準の位置（言い換えればチャネルＢにおける情報‘００’のシンボル位置）とする。

同様に、チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘１’を伝送するときの信号点を図２３（ｃ）に示すように配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４の信号点配置に対し、情報を‘００’、‘０１’、‘１１’、‘１０’に対する信号点配置を決定する。そのときの信号点配置は図２３（ｄ）である。

次に、符号化の基準となるチャネルＡの信号がＢＰＳＫ、チャネルＡをもとに符号化するチャネルＢの信号が１６ＱＡＭである例について説明する。図２４は、チャネルＡのＰＳＫ変調（ここではＢＰＳＫ変調）をもとにチャネルＢの多値変調（ここでは１６ＱＡＭ（１６ＱＡＭ：16 Quadrature Amplitude Modulation））のＩ−Ｑ平面上での信号点配置を行ったときの一例を示す図である。図２４において、チャネルＡとチャネルＢの変調方式は異なるものとする。また、チャネルＡの変調方式がＰＳＫ変調であることを特徴としている。

チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘０’を伝送するときの信号点を図２４（ａ）に示すように配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４に受信した信号点の位置を基準として、情報４ビット‘００００’、・・・・、‘１１１１’に対する信号点配置を決定する。そのときの信号点配置は図２４（ｂ）である。

同様に、チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘１’を伝送するときの信号点を図２４（ｃ）に示すように配置する。このとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４の信号点配置に対し、情報４ビット‘００００’、・・・・、‘１１１１’に対する信号点配置を決定する。そのときの信号点配置は図２４（ｄ）である。

図２５は、チャネルＡのＰＳＫ変調（ここではＱＰＳＫ変調）をもとにチャネルＢの多値変調（ここでは１６ＱＡＭ）のＩ−Ｑ平面上での信号点配置を行ったときの一例を示す図である。このときチャネルＡとチャネルＢの変調方式は異なるものとする。また、チャネルＡの変調方式がＰＳＫ変調であることを特徴としている。

チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘００’を伝送するとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４の信号点配置２５０１に対し、情報４ビット‘００００’、・・・・、‘１１１１’に対する信号点配置を決定する。そのときの信号点配置は図２５（ａ）である。

チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘０１’を伝送するとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４の信号点配置２５０２に対し、情報４ビット‘００００’、・・・・、‘１１１１’に対する信号点配置を決定する。そのときの信号点配置は図２５（ｂ）である。

チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘１１’を伝送するとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４の信号点配置２５０３に対し、情報４ビット‘００００’、・・・・、‘１１１１’に対する信号点配置を決定する。そのときの信号点配置は図２５（ｃ）である。

チャネルＡキャリア１時刻４で情報‘１０’を伝送するとき、チャネルＢキャリア１時刻４は、チャネルＡキャリア１時刻４の信号点配置２５０４に対し、情報４ビット‘００００’、・・・・、‘１１１１’に対する信号点配置を決定する。そのときの信号点配置は図２５（ｄ）である。

図２６は、本実施の形態の基地局送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図２６では、チャネルＡおよびチャネルＢどちらにおいてもパイロットシンボル１８０１が規則的に挿入されている。

このとき、推定用シンボル１０３は、受信機において、チャネルＡとチャネルＢを分離するために使用するシンボルであり、チャネルＡのパイロットシンボル１８０１は、受信機においてチャネルＡとチャネルＢの信号分離後、チャネルＡの復調部で、チャネルＡの信号の伝送路歪み、周波数オフセットなどの歪み成分を推定するためのシンボルである。

同様に、チャネルＢのパイロットシンボル１８０１は、受信機においてチャネルＡとチャネルＢの信号分離後、チャネルＢの復調部で、チャネルＢの信号の伝送路歪み、周波数オフセットなどの歪み成分を推定するためのシンボルである。

図２６では、チャネルＡとチャネルＢの信号分離ときのための推定用シンボル１０３は、チャネルＡ、チャネルＢにおいて多重されていない。そして前述のパイロットシンボル１８０１は多重されていることが特徴である。

このとき、推定用シンボル１０３、パイロットシンボル１８０１、どちらも例えば、既知の参照シンボル（既知パイロット）である。しかし、受信機における役割が異なる。推定用シンボル１０３は、チャネルＡとチャネルＢの多重している信号を分離する信号処理を行うために使用する。

そして、チャネルＡの情報シンボルを復調する際、伝送路歪み、周波数オフセット、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅を推定するために、チャネルＡのパイロットシンボル１８０１およびチャネルＢのパイロットシンボル１８０１を使用する。

同様に、チャネルＢの情報シンボルを復調する際、伝送路歪み、周波数オフセット、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅を推定するために、チャネルＡのパイロットシンボル１８０１およびチャネルＢのパイロットシンボル１８０１を使用する。

そして、図２のフレーム構成信号生成部２２１から出力されるフレーム構成信号２２２に含まれる図２６のフレーム構成の情報により、変調信号が生成される。

次に、本実施の形態のパイロットシンボルの配置について説明する。図２７は、本実施の形態におけるパイロットシンボルのＩ−Ｑ平面における信号点配置の一例を示す図である。

図２７において、２７０１は、既知パイロットシンボルを示しており、特定の位置の信号点配置である。２７０２は、既知ＢＰＳＫパイロットシンボルを示しており、ＢＰＳＫ変調されているが、規則的に配置されている。

図２８は、本実施の形態における基地局送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。図２８において、縦軸は周波数を示し、横軸は時刻を示す。 図２８において、チャネルＡ、チャネルＢ分離後に伝送路歪み、周波数オフセットなどの歪みを推定するためにパイロットシンボルが挿入されていないことが特徴となっている。また、チャネルＡの変調方式がＰＳＫ変調となっていることが特徴となっている。

このとき、チャネルＡは、周波数軸、または、時間軸上で差動符号化されている。そして、チャネルＢは、チャネルＡの信号点配置に対し、情報ビットが割り当てられている。

次に、この図２８のフレーム構成において、チャネルＡとチャネルＢを差動符号化する方法、および、チャネルＡの信号点を基準にチャネルＢの信号点配置を行う方法について説明する。

図２８において、チャネルＡはＰＳＫ変調されており、周波数軸、または、時間軸の例えばとなりのシンボルと差動符号化する。これにより、パイロットシンボルを挿入する必要がない。そして、例えば、図２１、図２２のようにチャネルＡとチャネルＢを差動符号化する。または、図２３、図２４、図２５のようにチャネルＢの信号点は、チャネルＡの信号点を基準に配置する。

このように、符号化することで、受信機では、チャネルＢの信号を復調する際、チャネルＡの信号により、伝送路歪み、周波数オフセット、Ｉ−Ｑ平面における位相を推定することができる、つまり、パイロットシンボルとすることができる。

図１９、図２０がこのときの、送信装置、受信装置の構成の一例である。このとき、図１８のフレームを送信、受信するときと動作の異なる部分は、図１９において、チャネルＡの送信ディジタル信号２０１は差動符号化されることであり、また、図２０のチャネルＡの復調部２００３では差動検波（遅延検波）を行い、チャネルＡの受信ディジタル信号２００４を出力する。

図２９は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示す図である。但し、図３と同一の構成となるものについては、図３と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

復調部２９０３は、分離されたチャネルＡのパラレル信号２９０１を復調し、受信ディジタル信号２９０４を出力する。

復調部２９０５は、分離されたチャネルＢのパラレル信号２９０２を復調し、受信ディジタル信号２９０６を出力する。

図３０は、本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図である。具体的には、図３０は、本実施の形態におけるチャネルＡ、チャネルＢの復調部の構成の一例として、チャネルＢの復調部の構成を示す。

伝送路歪み推定部３００２は、チャネルＢのパラレル信号３００１から伝送路歪みを推定し、伝送路歪み推定信号３００３を情報シンボル復調部３００６に出力する。

周波数オフセット推定部３００４は、チャネルＢのパラレル信号３００１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３００５を情報シンボル復調部３００６に出力する。

情報シンボル復調部３００６は、伝送路歪み推定信号３００３、周波数オフセット推定信号３００５を用いて、チャネルＢのパラレル信号３００１を復調し、受信ディジタル信号３００７を出力する。

図３１は、本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図である。具体的には、図３１は、本実施の形態におけるチャネルＡ、チャネルＢの復調部の構成の一例として、チャネルＢの復調部の構成を示す。

伝送路歪み推定部３１０２は、チャネルＡのパラレル信号３１０８から伝送路歪みを推定し、伝送路歪み推定信号３１０３を情報シンボル復調部３１０６に出力する。

周波数オフセット推定部３１０４は、チャネルＡのパラレル信号３１０８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３１０５を情報シンボル復調部３１０６に出力する。

情報シンボル復調部３１０６は、伝送路歪み推定信号３１０３、周波数オフセット推定信号３１０５を用いて、チャネルＢのパラレル信号３１０１を復調し、チャネルＢの受信ディジタル信号３１０７を出力する。

図３２は、本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図である。具体的には、図３２は、本実施の形態におけるチャネルＡ、チャネルＢの復調部の構成の一例として、チャネルＢの復調部の構成を示す。

伝送路歪み推定部３２０２は、チャネルＢのパラレル信号３２０１およびチャネルＡのパラレル信号３２０８から、伝送路歪みを推定し、伝送路歪み推定信号３２０３を情報シンボル復調部３２０６に出力する。

周波数オフセット推定部３２０４は、チャネルＢのパラレル信号３２０１およびチャネルＡのパラレル信号３２０８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３２０５を情報シンボル復調部３２０６に出力する。

情報シンボル復調部３２０６は、伝送路歪み推定信号３２０３、周波数オフセット推定信号３２０５を用いて、チャネルＢのパラレル信号３２０１を復調し、チャネルＢの受信ディジタル信号３２０７を出力する。

図３３は、本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図である。具体的には、図３３は、本実施の形態におけるチャネルＡ、チャネルＢの復調部の構成の一例として、チャネルＢの復調部の構成を示す。

情報シンボル復調部３３０３は、チャネルＡのパラレル信号３３０２を用いて、チャネルＢのパラレル信号３３０１を復調し、チャネルＢの受信ディジタル信号３３０４を出力とする。

図３４は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示すブロック図である。但し、図３または図２９と同一の構成となるものについては、図３または図２９と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図３４の特徴は、チャネルＡの復調部２９０３には、分離されたチャネルＡのパラレル信号２９０１および分離されたチャネルＢのパラレル信号２９０２が入力されていることと、分離されたチャネルＡのパラレル信号２９０１および分離されたチャネルＢのパラレル信号２９０２によりチャネルＡの復調が行われることである。

同様に、チャネルＢの復調部２９０５には、分離されたチャネルＡのパラレル信号２９０１および分離されたチャネルＢのパラレル信号２９０２が入力されていることと、分離されたチャネルＡのパラレル信号２９０１および分離されたチャネルＢのパラレル信号２９０２によりチャネルＢの復調が行われることが図３４の特徴である。

図３４において、チャネルＡ、チャネルＢの復調部の構成の一例は図３２のとおりである。すなわち、復調部２９０３と復調部２９０５は、図３２の復調部から構成される。ここではチャネルＡの復調部２９０３を例に説明する。

伝送路歪み推定部３２０２は、図３４の分離されたチャネルＡのパラレル信号２９０１に相当するチャネルＡのパラレル信号３２０１、図３４の分離されたチャネルＢのパラレル信号２９０２に相当するチャネルＢのパラレル信号３２０８図２６からチャネルＡ及びチャネルＢに挿入されているパイロットシンボルを抽出し、伝送路歪みを推定し、伝送路歪み推定信号３２０３を情報シンボル復調部３２０６に出力する。

同様に、周波数オフセット推定部３２０４は、図３４の分離されたチャネルＡのパラレル信号２９０１に相当するチャネルＡのパラレル信号３２０１、図３４の分離されたチャネルＢのパラレル信号２９０２に相当するチャネルＢのパラレル信号３２０８図２６からチャネルＡ及びチャネルＢに挿入されているパイロットシンボルを抽出し、周波数オフセットを推定し、周波数オフセット推定信号３２０５を情報シンボル復調部３２０６に出力する。

そして、情報シンボル復調部３２０６は、伝送路歪み推定信号３２０３、周波数オフセット推定信号３２０５を用いて、チャネルＡのパラレル信号３２０１から周波数オフセット、伝送路歪みなどの歪みを取り除き、復調し、チャネルＡの受信ディジタル信号３２０７を出力する。

このように、伝送路歪み、周波数オフセット推定を、チャネルＡおよびチャネルＢのパイロットシンボルを用いて推定することで、推定精度が向上し、受信感度特性が向上することになる。

以上、図３２において、伝送路歪み推定部と周波数オフセット推定部を具備する構成で説明したが、どちらか一方のみを具備する構成でも同様に実施することができる。

図３５は、本実施の形態の復調部の一例を示すブロック図である。具体的には、図３５は、本実施の形態におけるチャネルＡ、チャネルＢの復調部の構成の一例として、チャネルＢの復調部の構成である。但し、図３２と同一の構成となるものについては、図３２と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

次に、本実施の形態の受信装置の復調部について説明する、図３０は、本実施の形態の受信装置の構成を示すブロック図である。具体的には、図３０は、図２０の復調部２００３の詳細な構成を示すブロック図である。

図３０において、伝送路歪み推定部３００２は、図２０の分離されたチャネルＡのパラレル信号２００１に相当するチャネルＡのパラレル信号３００１からパイロットシンボル、例えば、図１８のチャネルＡに挿入されているパイロットシンボル１８０１、を抽出し、伝送路歪みを推定する。

同様に、周波数オフセット推定部３００４は、チャネルＡのパラレル信号３００１からパイロットシンボル、例えば、図１８のチャネルＡに挿入されているパイロットシンボル１８０１、を抽出し、周波数オフセットを推定する。

そして、情報シンボル復調部３００６は、伝送路歪み推定信号３００３、周波数オフセット推定信号３００５を用いて、チャネルＡのパラレル信号３００１から周波数オフセット、伝送路歪みなどの歪みをとりのぞき、復調する。

チャネルＢの復調部２００５は、分離されたチャネルＡのパラレル信号２００１、分離されたチャネルＢのパラレル信号２００２を入力とし、図１８におけるチャネルＢの情報シンボル１０２を復調し、チャネルＢの受信ディジタル信号２００６を出力する。このときのチャネルＢの復調部２００５の詳細の構成を示した図が図３３、図３５である。

図３３において、情報シンボル復調部３３０３は、図２０の分離されたチャネルＡのパラレル信号２００１に相当するチャネルＡのパラレル信号３３０２、図２０の分離されたチャネルＢのパラレル信号２００２に相当するチャネルＢのパラレル信号３３０１を入力とし、差動検波（遅延検波）を行う。

図３５において、伝送路歪み推定部３２０２は、図２０の分離されたチャネルＡのパラレル信号２００１に相当するチャネルＡのパラレル信号３２０８から、パイロットシンボル、例えば、図１８のチャネルＡのパイロットシンボル１８０１、を抽出し、伝送路歪みを推定する。

同様に、周波数オフセット推定部３２０４は、図２０の分離されたチャネルＡのパラレル信号２００１に相当するチャネルＡのパラレル信号３２０８から、パイロットシンボル、例えば、図１８のチャネルＡのパイロットシンボル１８０１、を抽出し、周波数オフセットを推定する。

そして、情報シンボル復調部３２０６は、伝送路歪み推定信号３２０３、周波数オフセット推定信号３２０５を用いて、チャネルＡのパラレル信号３２０８、チャネルＢのパラレル信号３２０１から周波数オフセット、伝送路歪みなどの歪みを取り除き、チャネルＢのパラレル信号とチャネルＡのパラレル信号を差動検波（遅延検波）し、チャネルＢの受信ディジタル信号３２０７を出力する。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、チャネルＢの信号をチャネルＡの信号により差動符号化し、チャネルＢには、パイロットシンボルを挿入していないため、チャネルＢにパイロットシンボルを挿入したシステムと比較して、伝送速度が向上するという効果がある。

なお、チャネルＡとチャネルＢの差動符号化の方法はこれに限らない。例えば、ある特定のシンボルのみ差動符号化してもよい。また、チャネルＡとチャネルＢの差動符号化するシンボルは、同一キャリア、同一時刻のシンボルである必要はない。また、差動符号化の例として、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫで説明したが、これに限ったものではなく、特に、ＰＳＫ変調である場合、実施しやすい。また、差動符号化する際の基準となるチャネルは常時送信する必要がある。そして、そのチャネルに制御情報、例えば、通信状況、チャネルの構成情報などを伝送するのに適している。

また、図３１、図３５において、伝送路歪み推定部と周波数オフセット推定部を具備する構成で説明したが、どちらか一方のみを具備する構成でも同様に実施することができる。

そして、送信装置および受信装置は、図１９、図２０の構成に限ったものではなく、また、アンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限ったものではない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレームにおいても同様に実施することが可能である。このとき、３チャネル多重する場合、さらに加えるチャネルをチャネルＣとすると、チャネルＣは、チャネルＡと差動符号化することになる。また、フレーム構成は図１８に限ったものではない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

次に、チャネルＢをチャネルＡの信号をもとに符号化する場合について説明する。

また、チャネルＡとチャネルＢの符号化の方法はこれに限ったものではなく、例えば、ある特定のシンボルのみ符号化してもよい。また、チャネルＡとチャネルＢの符号化するシンボルは、同一キャリア、同一時刻のシンボルである必要はない。また、符号化の例として、チャネルＡをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫで説明したが、これに限ったものではなく、特に、ＰＳＫ変調である場合、実施しやすい。また、符号化する際の基準となるチャネルは常時送信する必要がある。そして、そのチャネルに制御情報、例えば、通信状況、チャネルの構成情報などを伝送するのに適している。

また、図３５において、伝送路歪み推定部と周波数オフセット推定部を具備する構成で説明したが、どちらか一方のみを具備する構成でも同様に実施することができる。

そして、送信装置および受信装置は、図１９、図２０の構成に限ったものではなく、また、アンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限ったものではない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレームにおいても同様に実施することが可能である。このとき、３チャネル多重する場合、さらに加えるチャネルをチャネルＣとすると、チャネルＣは、チャネルＡとを符号化することになる。また、フレーム構成は図１８に限ったものではない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭ（ＯＦＤＭ−ＣＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex Code Division Multiplex）においても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

以上の説明において、チャネルＡとチャネルＢの符号化の方法はこれに限ったものではなく、例えば、ある特定のシンボルのみ符号化してもよい。また、チャネルＡとチャネルＢの符号化するシンボルは、同一キャリア、同一時刻のシンボルである必要はない。また、符号化の例として、チャネルＡをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫで説明したが、これに限ったものではなく、特に、ＰＳＫ変調である場合、実施しやすい。また、差動符号化する際の基準となるチャネルは常時送信する必要がある。そして、そのチャネルに制御情報、例えば、通信状況、チャネルの構成情報などを伝送するのに適している。

そして、送信装置および受信装置は、図１９、図２０の構成に限ったものではなく、また、アンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限ったものではない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレームにおいても同様に実施することが可能である。このとき、３チャネル多重する場合、さらに加えるチャネルをチャネルＣとすると、チャネルＣは、チャネルＡとを符号化することになる。また、フレーム構成は図２８に限ったものではない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

以上のように、チャネルＡは周波数軸、または、時間軸で差動符号化し、チャネルＢの信号をチャネルＡの信号により符号化し、チャネルＡ、チャネルＢには、パイロットシンボルを挿入していないため、チャネルＡ、チャネルＢにパイロットシンボルを挿入したシステムと比較して、伝送速度が向上するという効果がある。

次に、図２、図２６、図２９、図３２、図３４を用いて、チャネルＡ、チャネルＢにパイロットシンボルの挿入方法について説明する。

そして、送信装置および受信装置は、図２、図３４の構成に限ったものではなく、また、アンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限ったものではない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレームにおいても同様に実施することが可能である。このとき、３チャネル多重する場合、３チャネル分のパイロットシンボルを用いて伝送路歪み、周波数オフセットを推定することで、推定精度がさらに向上する。また、フレーム構成は図２６に限ったものではない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、チャネルＡ、チャネルＢのパイロットを用いて、周波数オフセット、伝送路歪みを推定することで推定精度が向上し、これにより、チャネルＡ、チャネルＢの復調の受信感度が向上する効果が得られる。

（実施の形態８）
本発明の実施の形態８では、同一周波数帯域において、複数のチャネルの変調信号を複数アンテナから送信する送信方法において、送信ベースバンド用の周波数源を１つ、無線部用の周波数源を１つ具備する送信装置、および、受信ベースバンド用の周波数源を１つ、無線部用の周波数源を１つ具備する受信装置について説明する。

図３６は、本発明の実施の形態８に係る送信装置の構成の一例を示すブロック図である。但し、図２と同一の構成となるものについては、図２と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

周波数源３６０１は、送信ベースバンド信号用の動作周波数信号３６０２を生成し、動作周波数信号３６０２をシリアルパラレル変換部２０２、逆離散フーリエ変換部２０４、シリアルパラレル変換部２１２、逆離散フーリエ変換部２１４、及びフレーム構成信号生成部２２１に出力する。

周波数源３６０３は、無線部用の動作周波数信号３６０４を生成し、動作周波数信号３６０４を無線部２０６及び無線部２１６に出力する。

以下、図３６の送信装置の動作について説明する。図３６において、周波数源３６０１は、動作周波数信号３６０２を生成する。

そして、シリアルパラレル変換部２０２、２１２および逆離散フーリエ変換部２０４、２１４は、動作周波数信号３６０２に同期して信号処理を行う。

同様に、周波数源３６０３は、動作周波数信号３６０４を生成する。

そして、無線部２０６、２１６は動作周波数信号３６０４に同期して、離散フーリエ変換後の信号２０５、２１５の周波数変換を行い、送信信号２０７、２１７を出力する。

このように、本実施の形態の送信装置によれば、周波数源をアンテナごとに別々に所有する場合と比較し、周波数源を削減することができる。そして、送信装置において、周波数源を共有することにより、受信装置におけるチャネルＡの信号とチャネルＢの信号における周波数同期および時間同期が容易に行うことができる。なぜなら、周波数源がチャネルＡとチャネルＢで共有しているため、別々に同期する必要がないからである。

次に受信側について説明する。図３７は、本発明の実施の形態８に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図である。但し、図３と同一の構成となるものについては、図３と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

周波数源３７０１は、受信ベースバンド用の動作周波数信号３７０２を生成し、動作周波数信号３７０２を同期部３３４に出力する。

周波数源３７０３は、無線部用の動作周波数信号３７０４を生成し、動作周波数信号３７０４を無線部３０３及び無線部３１３に出力する。

次に図３７の受信装置の動作について説明する。

受信ベースバンド用の周波数源３７０１は、動作周波数信号３７０２を生成する。

同期部３３４は、動作周波数信号３７０２と受信直交ベースバンド信号３０４および３１４で獲得した同期タイミングとを比較し、送信装置と同期したタイミング信号３３５を生成する。

周波数源３７０３は、周波数オフセット推定信号３３３を用いて、送信装置と同期するように周波数を制御し、動作周波数信号３７０４を生成する。

無線部３０３、３１４は、動作周波数信号３７０４をもとに、それぞれ受信信号３０２、３１２を周波数変換する。

このように、本実施の形態の受信装置によれば、周波数源をアンテナごとに別々に所有する場合と比較し、周波数源を削減することができる。そして、チャネルＡの信号とチャネルＢの信号における周波数同期および時間同期が容易に行うことができる。

なお、送信装置および受信装置は、図３６、図３７の構成に限ったものではなく、また、アンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームと多重していないフレームを例に説明したが、これに限ったものではない。例えば、アンテナ数を３本のチャネル数３の多重フレーム、アンテナ３本のうち２本でチャネル数２の多重フレームにおいても同様に実施することが可能である。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリアの方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

以上のように、同一周波数帯域において、複数のチャネルの変調信号を複数アンテナから送信する送信方法において、送信ベースバンド用の周波数源を１つ、無線部用の周波数源を１つ具備する送信装置、および、受信ベースバンド用の周波数源を１つ、無線部用の周波数源を１つ具備する受信装置とすることで、送信装置において周波数源をアンテナごとに別々に所有する場合と比較し、周波数源を削減することができる。そして、送信装置で、周波数源を共有することで、受信装置におけるチャネルＡの信号とチャネルＢの信号における周波数同期および時間同期が容易に行うことができる。

（実施の形態９）
本発明の実施の形態９では、複数のアンテナから複数のチャネルの信号を送信する通信方法と１チャネルの信号を送信する通信方法を、環境により通信方法を切り替える通信方法、および送信装置、受信装置の構成について説明する。

図３８は、本発明の実施の形態９における基地局の配置の一例を示す図である。図３８において、基地局３８０１は周波数ｆ１で変調信号を送信しており、その通信限界は３８０２である。同様に、基地局３８０３は周波数ｆ２で変調信号を送信しており、その通信限界は３８０４である。図３８において、周波数ｆ１の変調信号を送信する基地局３８０１と、周波数ｆ２の変調信号を送信する基地局３８０３はほぼ同一の場所に設置されているものとする。

本実施の形態の基地局装置及び通信端末装置は、複数のアンテナを用いて複数のチャネルの信号を多重する通信方式の信号と一つのチャネルの信号を電波伝搬環境や通信エリアにより、適応的に切り替える。

基地局３８０１は、図８に示すフレーム構成の信号を周波数ｆ１で送信する。

また、基地局３８０３は、図９に示すフレーム構成の信号を周波数ｆ２で送信する。そして、この周波数ｆ１と周波数ｆ２は、図１０に示すように配置される。

基地局３８０１は、図２に示すように構成され、複数のアンテナから複数のチャネルの信号が多重されて送信されているものとする。ここでは、例えば、２本のアンテナから、図８のようフレーム構成で２チャネルの信号が多重されて送信されている。

この基地局３８０１の受信装置の詳細について説明する。図３９は、本発明の実施の形態９に係る基地局の受信装置の構成を示すブロック図である。図３９は、基地局３８０１、基地局３８０３の受信装置の構成の一例を示している。図３９において、無線部３９０３は受信アンテナ３９０１で受信した受信信号３９０２をベースバンド周波数に変換し、受信直交ベースバンド信号３９０４を復調部３９０５に出力する。

復調部３９０５は、受信直交ベースバンド信号３９０４を復調し、受信ディジタル信号３９０６を出力する。

次に、基地局３８０１の送信装置の詳細について説明する。図４０は、本発明の実施の形態９の基地局の送信装置の構成を示すブロック図である。図４０は、本実施の形態における基地局３８０３の送信装置の構成の一例を示している。図４０において、シリアルパラレル変換部４００２は、送信ディジタル信号４００１からフレームを構成し、パラレル信号４００３を逆離散フーリエ変換部４００４に出力する。

逆離散フーリエ変換部４００４は、パラレル信号４００３を逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換後の信号４００５を無線部４００６に出力する。

無線部４００６は、逆フーリエ変換後の信号４００５を無線周波数に変換し、送信信号４００７は、アンテナ４００８から電波として出力される。

図４１は、本発明の実施の形態９に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図である。但し、図１２または図１３と同一の構成となるものについては、図１２または図１３と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図４１の受信装置は、２本のアンテナで周波数ｆ１のチャネルＡおよびチャネルＢを復調するための受信部、および、周波数ｆ２のチャネルＣを復調するための受信部とで構成されている。

電波伝搬環境推定部１３０１は周波数ｆ１のチャネルＡとチャネルＢの多重信号の電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報１３０２を出力する。

そして、電波伝搬環境推定部１３０３は周波数ｆ２のチャネルＣの信号の電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報１３０４を出力する。

通信方法決定部４１０１は、電波伝搬環境推定情報１３０２、１３０４から、周波数ｆ１つまり基地局３８０１と通信するか、周波数ｆ２つまり基地局３８０３と通信するかを決定し、決定通信方法信号４１０２として出力する。

図４２は、本発明の実施の形態９に係る端末の送信装置の構成の一例を示す図である。図４２の送信装置は、周波数ｆ１の変調信号送信部と周波数ｆ２の変調信号送信部から構成されている。

通信方法選択部４２０３は、決定通信方法信号４２０２を入力とし、決定通信方法信号４２０２に含まれる通信方法で送信ディジタル信号４２０１を変調信号生成部４２０５または変調信号生成部４２１１に出力する。つまり、周波数ｆ１で送信する場合、通信方法選択部４２０３は、送信ディジタル信号４２０１を周波数ｆ１用送信ディジタル信号４２０４として変調信号生成部４２０５に出力する。また、周波数ｆ２で送信する場合、通信方法選択部４２０３は、送信ディジタル信号４２０１を周波数ｆ２用送信ディジタル信号４２１０として変調信号生成部４２１１に出力する。

変調信号生成部４２０５は、周波数ｆ１用送信ディジタル信号４２０４を変調し、送信直交ベースバンド信号４２０６を無線部４２０７に出力する。

無線部４２０７は、送信直交ベースバンド信号４２０６を無線周波数ｆ１に変換し、周波数ｆ１の変調信号４２０８は、アンテナ４２０９から電波として出力される。

変調信号生成部４２１１は、周波数ｆ２用送信ディジタル信号４２１０を変調し、送信直交ベースバンド信号４２１２を無線部４２１３に出力する。

無線部４２１３は、送信直交ベースバンド信号４２１２を無線周波数ｆ２に変換し、周波数ｆ２の変調信号４２１４は、アンテナ４２１５から電波として出力される。

図４３は、本発明の実施の形態９における基地局の配置の一例を示す図である。但し、図３８と同一の構成となるものについては、図３８と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図３８のように、Ａ地点、Ｄ地点では、周波数ｆ１の変調信号を送信する基地局３８０１が送信した変調信号を受信でき、Ｂ地点、Ｃ地点では周波数ｆ２の変調信号を送信する基地局３８０３が送信した変調信号を受信できる。

このとき、例えば、端末がＡまたはＤ地点にいるものとする。すると、図４１の端末の受信装置の電波伝搬環境推定部１３０１では、周波数ｆ１の信号が存在していることがわかる信号を電波伝搬環境推定情報１３０２として出力される。そして、電波伝搬環境推定部１３０３では、周波数ｆ２の信号が存在していないことを示す信号を電波伝搬環境推定情報１３０４として出力される。

また、端末がＢまたはＣ地点にいるものとする。すると、図４１の端末の受信装置の電波伝搬環境推定部１３０１では、周波数ｆ１の信号が存在していないことがわかる信号を電波伝搬環境推定情報１３０２として出力される。そして、電波伝搬環境推定部１３０３では、周波数ｆ２の信号が存在していることを示す信号を電波伝搬環境推定情報１３０４として出力される。

通信方法決定部４１０１は、上述の電波伝搬環境推定情報１３０２、１３０４を入力とし、変調信号が存在する周波数ｆ１またはｆ２で通信をすると決定し、決定通信方法信号４１０２として出力する。

また、図４３のように周波数ｆ１の変調信号を送信する基地局３８０１と周波数ｆ２の変調信号を送信する基地局３８０３が存在するとき、電波伝搬環境推定部１３０１では、周波数ｆ１の信号が存在していることがわかる信号を電波伝搬環境推定情報１３０２として出力される。そして、電波伝搬環境推定部１３０３でも、周波数ｆ２の信号が存在していることを示す信号を電波伝搬環境推定情報１３０４として出力される。

図４１の通信方法決定部４１０１は、上述の電波伝搬環境推定情報１３０２、１３０４を入力とし、例えば、伝送速度の速い通信方法を選択し、決定通信方法信号４１０２を出力する。このとき、ｆ１、ｆ２の変調信号の占有周波数帯域が等しい場合は、複数のアンテナで複数のチャネルの信号を送信している周波数ｆ１の方が通信速度が速いため、優先的に、周波数ｆ１の通信方法を選択することになる。

また、端末が、誤り耐性のある通信方式を選択したい場合は、優先的に周波数ｆ２の通信方式を選択することになる。

以上において、送信装置および受信装置の構成は、図２、図３９、図４０、図４１、図４２の構成に限ったものではない。また、図８のフレーム構成において、アンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームについて説明したが、これに限ったものではない。例えば、送信装置ではアンテナ数３本のチャネル数３の多重フレームを送信してもよい。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリア方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能であり、例えば、複数のアンテナで複数チャネルの信号を送信する通信方式をＯＦＤＭ方式とし、多重しない信号の通信方式をスペクトル拡散通信方式としてもよい。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、複数のアンテナから複数のチャネルの信号を送信する通信方法と１チャネルの信号を送信する通信方法を、環境により通信方法切り替える通信方法とすることで、端末が伝送速度を優先するか、誤り耐性を優先するかで、選択する通信方法を切り替えることで、端末は希望にそった通信を行うことが可能である。また、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、電波伝搬環境により、通信方式を切り替えることで、伝送速度および伝送品質を両立することができる。

（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０では、通信相手から、具備するアンテナの数の情報を受け、複数のアンテナを具備し、複数のチャネルを送信する機能を有する無線通信装置は、アンテナの数の情報に対応したチャネル数の変調信号を送信する通信方法について説明する。

図４４は、本発明の実施の形態１０に係る基地局のフレーム構成の一例を示す図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図４４において、４４０１はガードシンボルであり、変調シンボルが存在しない。そして、図４４では、１から３チャネルの変調信号が送信されていることになる。

図４５は、本発明の実施の形態１０に係る基地局のフレーム構成の一例を示す図である。但し、図１または図４４と同一の構成となるものについては、図１または図４４と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図４５では１から２チャネルの変調信号が送信されていることになる。

図４６は、本発明の実施の形態１０に係る基地局の送信装置の構成の一例を示す図である。図４６において、変調信号生成部４６０２は、チャネルＡの送信ディジタル信号４６０１を変調し、フレーム構成信号４６１９の示すフレームを構成し、フレーム構成信号４６１９に応じたフレーム構成の送信直交ベースバンド信号４６０３を無線部４６０４に出力する。

無線部４６０４は、送信直交ベースバンド信号４６０３を無線周波数に変換し、送信信号４６０５は、アンテナ４６０６から電波として出力される。

変調信号生成部４６０８は、チャネルＢの送信ディジタル信号４６０７を変調し、フレーム構成信号４６１９の示すフレームを構成し、フレーム構成信号４６１９に応じたフレーム構成の変調信号４６０９を無線部４６１０に出力する。

無線部４６１０は、変調信号４６０９を無線周波数に変換し、送信信号４６１１は、アンテナ４６１２から電波として出力される。

変調信号生成部４６１４は、チャネルＣの送信ディジタル信号４６１３を変調し、フレーム構成信号４６１９の示すフレームを構成し、フレーム構成信号４６１９に応じたフレーム構成の変調信号４６１５を無線部４６１６に出力する。

無線部４６１６は、変調信号４６１５を無線周波数に変換し、送信信号４６１７は、アンテナ４６１８から電波として出力される。

これにより、同一周波数に３チャネルの変調信号が多重されて送信されていることになる。

図４７は、本発明の実施の形態１０に係る基地局の受信装置の構成の一例を示す図である。但し、図３９と同一の構成となるものについては、図３９と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

データ分離部４７０１は、受信ディジタル信号３９０６を、受信データ、アンテナ情報、電波伝搬環境推定情報に分離し、受信データ４７０２を出力し、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４をフレーム構成決定部４７０５に出力する。

フレーム構成決定部４７０５は、アンテナ情報信号４７０３および電波伝搬環境推定情報４７０４からフレーム構成を決定し、フレーム構成信号４７０６を出力する。

図４８は、本発明の実施の形態１０に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図である。図４８において、無線部４８０３は、アンテナ４８０１で受信した受信信号４８０２をベースバンド周波数に変換し、受信直交ベースバンド信号４８０４を伝送路歪み推定部４８０５、伝送路歪み推定部４８０７、及び伝送路歪み推定部４８０９に出力する。

伝送路歪み推定部４８０５は、受信直交ベースバンド信号４８０４からチャネルＡの伝送路歪み推定信号４８０６を信号処理部４８３１に出力する。

伝送路歪み推定部４８０７は、受信直交ベースバンド信号４８０４からチャネルＢの伝送路歪み推定信号４８０８を信号処理部４８３１に出力する。

伝送路歪み推定部４８０９は、受信直交ベースバンド信号４８０４からチャネルＣの伝送路歪み推定信号４８１０を信号処理部４８３１に出力する。

無線部４８１３は、アンテナ４８１１で受信した受信信号４８１２をベースバンド周波数に変換し、受信直交ベースバンド信号４８１４を伝送路歪み推定部４８１５、伝送路歪み推定部４８１７、及び伝送路歪み推定部４８１９に出力する。

伝送路歪み推定部４８１５は、受信直交ベースバンド信号４８１４を入力とし、チャネルＡの伝送路歪み推定信号４８１６を信号処理部４８３１に出力する。

伝送路歪み推定部４８１７は、受信直交ベースバンド信号４８１４を入力とし、チャネルＢの伝送路歪み推定信号４８１８を信号処理部４８３１に出力する。

伝送路歪み推定部４８１９は、受信直交ベースバンド信号４８１４を入力とし、チャネルＣの伝送路歪み推定信号４８２０を信号処理部４８３１に出力する。

無線部４８２３は、アンテナ４８２１で受信した受信信号４８２２を入力とし、受信直交ベースバンド信号４８２４を伝送路歪み推定部４８２５、伝送路歪み推定部４８２７、及び伝送路歪み推定部４８２９に出力する。

伝送路歪み推定部４８２５は、受信直交ベースバンド信号４８２４を入力とし、チャネルＡの伝送路歪み推定信号４８２６を信号処理部４８３１に出力する。

伝送路歪み推定部４８２７は、受信直交ベースバンド信号４８２４を入力とし、チャネルＢの伝送路歪み推定信号４８２８を信号処理部４８３１に出力する。

伝送路歪み推定部４８２９は、受信直交ベースバンド信号４８２４を入力とし、チャネルＣの伝送路歪み推定信号４８３０を信号処理部４８３１に出力する。

信号処理部４８３１は、受信直交ベースバンド信号４８０４、４８１４、４８２４、チャネルＡの伝送路歪み推定信号４８０６、４８１６、４８２６、チャネルＢの伝送路歪み推定信号４８０８、４８１８、４８２８、チャネルＣの伝送路歪み推定信号４８１０、４８２０、４８３０を入力とし、逆行列演算を行い、チャネルＡの受信直交ベースバンド信号４８３２を復調部４８３３に出力し、チャネルＢの受信直交ベースバンド信号４８３５を復調部４８３６に出力し、チャネルＣの受信直交ベースバンド信号４８３８を復調部４８３９に出力する。

復調部４８３３は、チャネルＡの受信直交ベースバンド信号４８３２を復調し、受信ディジタル信号４８３４を出力する。

復調部４８３６は、チャネルＢの受信直交ベースバンド信号４８３５を復調し、受信ディジタル信号４８３７を出力する。

復調部４８３９は、チャネルＣの受信直交ベースバンド信号４８３８を復調し、受信ディジタル信号４８４０を出力する。

電波伝搬環境推定部４８４１は、受信直交ベースバンド信号４８０４、４８１４、４８２４から電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報４８４２を出力する。

図４９は、本発明の実施の形態１０に係る端末の送信装置の構成の一例を示す図である。図４９において、データ生成部４９０４は、送信データ４９０１、端末が受信するのに有するアンテナの本数の情報であるアンテナ情報４９０２、電波伝搬環境推定情報４９０３から、送信ディジタル信号４９０５を生成して変調信号生成部４９０６に出力する。

変調信号生成部４９０６は、送信ディジタル信号４９０５を変調し、送信直交ベースバンド信号４９０７を無線部４９０８に出力する。

無線部４９０８は、送信直交ベースバンド信号４９０７を無線周波数に変換し、送信信号４９０９は、アンテナ４９１０から電波として出力される。

図５０は、本発明の実施の形態１０に係る端末が送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。図５０において、５００１はアンテナ情報シンボル、５００２は電波伝搬環境シンボル、５００３はデータシンボルである。

図５１は、本発明の実施の形態１０に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図である。但し、図３または図２９と同一の構成となるものについては、図３または図２９と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図５１において、電波伝搬環境推定部５１０１は、フーリエ変換後の信号３０６、３１６から、電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報５１０２を出力する。

以上、図４４、図４５、図４６、図４７、図４８、図４９、図５０、図５１を用いて、通信相手から、具備するアンテナの数の情報を受け、複数のアンテナを具備し、複数のチャネルを送信する機能を有する無線通信装置は、アンテナの数の情報に対応したチャネル数の変調信号を送信する通信方法について説明する。

３チャネルを受信できる端末の構成について説明する。

図４８はチャネルＡ、Ｂ、Ｃの信号を復調できる端末の受信装置である。そして、図４９は端末の送信装置であり、データ生成部４９０４は送信データ４９０１、アンテナを３本具備している、あるいは、３チャネルの多重信号が受信できるという情報であるアンテナ情報４９０２、電波伝搬環境推定情報４９０３を入力とし、図５０のフレーム構成にしたがった送信ディジタル信号４９０５を出力する。このとき、図４９の電波伝搬環境推定情報４９０３は、図４８の電波伝搬環境推定情報４８４２に相当する。

図５１はチャネルＡ、Ｂの信号を復調できる端末の受信装置である。そして、図４９は端末の送信装置であり、データ生成部４９０４は送信データ４９０１、アンテナを２本具備している、あるいは、２チャネルの多重信号が受信できるという情報であるアンテナ情報４９０２、電波伝搬環境推定情報４９０３を入力とし、図５０のフレーム構成にしたがった送信ディジタル信号４９０５を出力する。このとき、図４９の電波伝搬環境推定情報４９０３は、図５１の電波伝搬環境推定情報５１０２に相当する。

次に、基地局の構成について説明する。

図４７は基地局の受信装置である。このとき、例えば、図４８のチャネルＡ、Ｂ、Ｃを復調可能な端末と通信を行っているものとする。データ分離部４７０１は受信ディジタル信号を入力とし、図５０のフレーム構成で端末から送信されたデータを分離し、受信データ４７０２、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４を出力する。このとき、アンテナ情報信号４７０３は、アンテナを３本具備している、あるいは、３チャネルの多重信号が受信できるという情報である。

フレーム構成決定部４７０５は、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４を入力とし、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４に基づいて、フレーム構成を決定し、フレーム構成信号４７０６を出力する。このとき、アンテナを３本具備している、あるいは、３チャネルの多重信号が受信できるというアンテナ情報信号４７０３に基づいたフレーム構成が図４４のとおりである。

図４４において、通信相手である端末が３チャネルを受信可能であるため、電波伝搬環境推定情報４７０４が、電波伝搬環境がよいことを示している場合、例えば、時間３、６、７、１０のように３チャネルの信号を多重して送信する。電波伝搬環境が中程度のときは、時間４、５のように２チャネルを多重して送信する。電波伝搬環境が悪いときは、時間８、９のように１チャネルの信号を送信する。

図４６の基地局の送信装置は、フレーム構成信号４６１９に含まれる図４４のフレーム構成に基づいて変調信号を送信する。

次に、図５１のチャネルＡ、Ｂを復調可能な端末と通信を行っているときについて説明する。

図４７は基地局の受信装置のデータ分離部４７０１は、受信ディジタル信号を入力とし、図５０のフレーム構成で端末から送信されたデータを分離し、受信データ４７０２、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４を出力する。このとき、アンテナ情報信号４７０３は、アンテナを２本具備している、あるいは、２チャネルの多重信号が受信できるという情報である。

フレーム構成決定部４７０５は、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４を入力とし、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４に基づいて、フレーム構成を決定し、フレーム構成信号４７０６を出力する。このとき、アンテナを２本具備している、あるいは、２チャネルの多重信号が受信できるというアンテナ情報信号４７０３に基づいたフレーム構成が図４５のとおりである。

図４５において、通信相手である端末が２チャネルを受信可能であるため、電波伝搬環境推定情報４７０４が、電波伝搬環境がよいことを示している場合、例えば、時間３、４、５、７、１０のように２チャネルの信号を多重して送信する。電波伝搬環境が悪いときは、時間６、８、９のように１チャネルの信号を送信する。

図４６の基地局の送信装置は、フレーム構成信号４６１９に含まれる図４５のフレーム構成に基づいて変調信号を送信する。

以上において、送信装置および受信装置の構成は、図４６、図４７、図４８、図４９、図５１の構成に限ったものではない。図４６では、アンテナ数３本で、最大３チャネルを多重できる構成で説明したがこれに限ったものではない。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリア方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能である。また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、通信相手から、具備するアンテナの数の情報を受け、複数のアンテナを具備し、複数のチャネルを送信する機能を有する無線通信装置は、アンテナの数の情報に対応したチャネル数の変調信号を送信する通信方法とすることで、端末に応じて、多重チャネル数を的確に変更することで、データの伝送速度および伝送品質を両立することができる。

（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１１では、複数のアンテナから複数のチャネルの変調信号を送信する通信方法において、第１チャネルはパイロットチャネルとして使用され、パイロットチャネルの変調方式は電波伝搬環境などによりいずれかのＰＳＫ変調方式で変更され、第１チャネル以外の変調方式は電波伝搬環境などによりいずれかの変調方式に変更される通信方法について説明する。

図２、図１８、図２６、図２８、図４７、図４９、図５１を用いて、複数のアンテナから複数のチャネルの変調信号を送信する通信方法において、第１チャネルはパイロットチャネルとして使用され、パイロットチャネルの変調方式は電波伝搬環境などによりいずれかのＰＳＫ変調方式で変更され、第１チャネル以外の変調方式は電波伝搬環境などによりいずれかの変調方式に変更される通信方法について説明する。

端末の受信装置の構成は図５１のとおりであり、電波伝搬環境推定部５１０１はフーリエ変換後の信号３０６、３１６から電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報を出力する。

端末の送信装置の構成は図４９のとおりであり、データ生成部４９０４は、送信データ４９０１、アンテナ情報４９０２、電波伝搬環境推定情報４９０３を入力とし、図５０のフレーム構成にしたがった送信ディジタル信号４９０５を構成して出力する。このとき、電波伝搬環境推定情報４９０３は、図５１の電波伝搬環境推定情報５１０２に相当する。

基地局の受信装置の構成は、図４７のとおりであり、データ分離部４７０１は受信ディジタル信号３９０６を、図５０のフレーム構成にしたがって、受信データ４７０２、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４に分離して出力する。フレーム構成決定部４７０５は、アンテナ情報信号４７０３、電波伝搬環境推定情報４７０４を入力とし、たとえば、電波伝搬環境推定情報４７０４にしたがって、変調方式を変更する。

このとき、図１８、図２６、図２８のフレーム構成において、チャネルＡはパイロットチャネルとなっている場合、変調方式の変更を、チャネルＢのみ行う。これは、チャネルＢを復調する際、チャネルＡの信号をもとに復調するため、チャネルＡの変調方式を固定としたほうが良いからである。

または、チャネルＢの変更する変調方式は制限ないが、チャネルＡの変更する変調方式をＰＳＫ変調のみと制限する。これは、ＰＳＫ変調は、振幅変動がないため、チャネルＢを復調することが可能であるからである。

また、チャネルＡのＰＳＫ変調により通信制御を行うための重要な情報を伝送することで通信制御を的確に行うことができる。例えば、そのために、チャネルＡのみＰＳＫ変調とし、チャネルＢによりデータを伝送し、伝送速度と伝送品質の両立のために、変調方式を変更してもよい。

以上において、送信装置および受信装置の構成は、図２、図４７、図４９、図５１の構成に限ったものではない。また、図１８、図２６、図２８のフレーム構成において、アンテナ数２本のチャネル数２の多重フレームについて説明したが、これに限ったものではない。例えば、送信装置ではアンテナ数３本のチャネル数３の多重フレームを送信してもよい。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリア方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能であり、また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、複数のアンテナから複数のチャネルの変調信号を送信する通信方法において、第１チャネルはパイロットチャネルとして使用され、パイロットチャネルの変調方式は電波伝搬環境などによりいずれかのＰＳＫ変調方式で変更され、第１チャネル以外の変調方式は電波伝搬環境などによりいずれかの変調方式に変更される通信方法とすることで、電波伝搬環境により変調方式を変更することで、データの伝送速度、伝送品質の両立をはかることができる。

（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２では、通信相手からの電波伝搬環境推定情報に基づいて、送信に使用するアンテナを選択する方式、および、通信相手からの電波伝搬環境情報に基づいて、通信相手が受信に使用するアンテナを決定し、通信相手に通知する方法について説明する。

図５２は、本発明の実施の形態１２に係る基地局の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。但し、図１または図４４と同一の構成となるものについては、図１または図４４と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図５３は、本発明の実施の形態１２に係る端末の受信装置の構成の一例を示す図である。但し、図４８と同一の構成となるものについては、図４８と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

伝送路歪み推定部５３０１は、受信直交ベースバンド信号４８０４を用いて、送信アンテナ１から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ１の伝送路歪み推定信号５３０２を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

伝送路歪み推定部５３０３は、受信直交ベースバンド信号４８０４を用いて、送信アンテナ２から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ２の伝送路歪み推定信号５３０４を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

伝送路歪み推定部５３０５は、受信直交ベースバンド信号４８０４を用いて、送信アンテナ３から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ３の伝送路歪み推定信号５３０６を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

伝送路歪み推定部５３０７は、受信直交ベースバンド信号４８１４を用いて、送信アンテナ１から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ１の伝送路歪み推定信号５３０８を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

伝送路歪み推定部５３０９は、受信直交ベースバンド信号４８１４を用いて、送信アンテナ２から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ２の伝送路歪み推定信号５３１０を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

伝送路歪み推定部５３１１は、受信直交ベースバンド信号４８１４を用いて、送信アンテナ３から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ３の伝送路歪み推定信号５３１２を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

伝送路歪み推定部５３１３は、受信直交ベースバンド信号４８２４を用いて、送信アンテナ１から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ１の伝送路歪み推定信号５３１４を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

伝送路歪み推定部５３１５は、受信直交ベースバンド信号４８２４を用いて、送信アンテナ２から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ２の伝送路歪み推定信号５３１６を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

伝送路歪み推定部５３１７は、受信直交ベースバンド信号４８２４を用いて、送信アンテナ３から送信された送信信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ３の伝送路歪み推定信号５３１８を電波伝搬環境推定部４８４１に出力する。

電波伝搬環境推定部４８４１は、送信アンテナ１の伝送路歪み推定信号５３０２、５３０８、５３１４、送信アンテナ２の伝送路歪み推定信号５３０４、５３１０、５３１６、送信アンテナ３の伝送路歪み推定信号５３０６、５３１２、５３１８から電波伝搬環境を推定し、電波伝搬環境推定情報４８４２として出力する。

アンテナ選択部５３１９は、受信直交ベースバンド信号４８０４、４８１４、４８２４を入力とし、復調に使用するアンテナからの入力を選択し、アンテナ選択信号５３２０として出力する。

図５４は、本発明の実施の形態１２に係る端末の送信装置の構成の一例を示す図である。但し、図４９と同一の構成となるものについては、図４９と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図５５は、本実施の形態における端末の送信する変調信号のフレーム構成の一例を示す図である。図５５において、５５０１は送信アンテナ１からの伝送路歪み推定シンボル、５５０２は送信アンテナ２からの伝送路歪み推定シンボル、５５０３は送信アンテナ３からの伝送路歪み推定シンボル、５５０４はデータシンボルである。

図５６は、本発明の実施の形態に係る基地局の送信装置の構成の一例を示す図である。但し、図４６と同一の構成となるものについては、図４６と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。５６０２は、端末が受信のために使用するアンテナ情報である。

アンテナ選択部５６０１は、フレーム構成信号４６１９が示すフレーム構成に従って、送信信号４６０５、４６１１をアンテナ４６０６、４６１２、４６１８のいずれかから電波として出力する。

図５７は、本発明の実施の形態１２に係る基地局の受信装置の構成の一例を示す図である。使用アンテナ決定部５７０１は、電波伝搬環境推定情報４７０４を入力とし、フレーム構成信号４７０６、端末が受信のために使用するアンテナ情報５７０２を出力する。

図５８は、本発明の実施の形態１２に係る基地局の送信装置の構成の一例を示す図である。但し、図４６と同一の構成となるものについては、図４６と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図５８において、変調信号生成部５８０４は、チャネルＡの送信ディジタル信号５８０１、チャネルＢの送信ディジタル信号５８０２、端末が受信のために使用するアンテナ情報５８０３、フレーム構成情報４６１９を入力とし、フレーム構成情報４６１９にしたがった送信直交ベースバンド信号４６０３、４６０９、４６１５を生成して出力する。

以上、図５２、図５３、図５４、図５５、図５６、図５７、図５８を用いて、通信相手からの電波伝搬環境推定情報に基づいて、送信に使用するアンテナを選択する方式、および、通信相手からの電波伝搬環境情報に基づいて、通信相手が受信に使用するアンテナを決定し、通信相手に通知する方法について説明する。

例えば、端末の受信装置において、電波伝搬環境を推定するために、図５２の時刻１、２、３、および、１１、１２，１３のように、推定用シンボル１０３を図５６、図５８の基地局の送信装置は送信する。

そして、図５３の端末の受信装置の送信アンテナ１の伝送路歪み推定部５３０１は、受信直交ベースバンド信号４８０４を入力とし、時間１、１１の推定用シンボル１０３から図４６のアンテナ１、つまりアンテナ４６０６から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ１の伝送路歪み推定信号５３０２を出力する。

同様に、受信装置の送信アンテナ１の伝送路歪み推定部５３０７は、受信直交ベースバンド信号４８１４を入力とし、時間１、時間１１の推定用シンボル１０３から図４６のアンテナ１、つまりアンテナ４６０６から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ１の伝送路歪み推定信号５３０８を出力する。

同様に、受信装置の送信アンテナ１の伝送路歪み推定部５３１３は、受信直交ベースバンド信号４８２４を入力とし、時間１、時間１１の推定用シンボル１０３から図４６のアンテナ１、つまりアンテナ４６０６から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ１の伝送路歪み推定信号５３１４を出力する。

受信装置の送信アンテナ２の伝送路歪み推定部５３０３は、受信直交ベースバンド信号４８０４を入力とし、時間２、１２の推定用シンボル１０３から図４６のアンテナ２、つまりアンテナ４６１２から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ２の伝送路歪み推定信号５３０４を出力する。

同様に、受信装置の送信アンテナ２の伝送路歪み推定部５３０９は、受信直交ベースバンド信号４８１４を入力とし、時間２、１２の推定用シンボル１０３から図４６のアンテナ２、つまりアンテナ４６１２から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ２の伝送路歪み推定信号５３１０を出力する。

同様に、受信装置の送信アンテナ２の伝送路歪み推定部５３１５は、受信直交ベースバンド信号４８１４を入力とし、時間２、１２の推定用シンボル１０３から図５８のアンテナ２、つまりアンテナ４６１２から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ２の伝送路歪み推定信号５３１６を出力する。

受信装置の送信アンテナ３の伝送路歪み推定部５３０５は、受信直交ベースバンド信号４８０４を入力とし、時間３、１３の推定用シンボル１０３から図５８のアンテナ３、つまりアンテナ４６１８から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ３の伝送路歪み推定信号５３０６を出力する。

同様に、受信装置の送信アンテナ３の伝送路歪み推定部５３１１は、受信直交ベースバンド信号４８１４を入力とし、時間３、１３の推定用シンボル１０３から図５８のアンテナ３、つまりアンテナ４６１８から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ３の伝送路歪み推定信号５３１２を出力する。

同様に、受信装置の送信アンテナ３の伝送路歪み推定部５３１７は、受信直交ベースバンド信号４８２４を入力とし、時間３、１３の推定用シンボル１０３から図５８のアンテナ３、つまりアンテナ４６１８から送信された信号の伝送路歪みを推定し、送信アンテナ３の伝送路歪み推定信号５３１８を出力する。

そして、電波伝搬環境推定部４８４１は、送信アンテナ１の伝送路歪み推定信号５３０２、５３０８、５３１４、送信アンテナ２の伝送路歪み推定信号５３０４、５３１０、５３１６、送信アンテナ３の伝送路歪み推定信号５３０６、５３１２、５３１８を入力とし、電波伝搬環境推定情報４８４２として出力する。

図５４は、端末の送信装置であり、データ生成部４９０４は、送信データ４９０１、電波伝搬環境推定情報４９０３を入力とし、図５５のフレーム構成にしたがった送信ディジタル信号４９０５を出力する。このとき、電波伝搬環境推定情報４９０３は図５３の電波伝搬環境推定情報４８４２に相当する。

図５７は、基地局の受信装置であり、データ分離部４７０１は、図５５のフレーム構成にしたがった送信ディジタル信号４９０５を入力とし、データと電波伝搬環境推定情報に分離し、受信データ４７０２、電波伝搬環境推定情報４７０４を出力する。

使用アンテナ決定部５７０１は、電波伝搬環境推定情報４７０４を入力とし、電波伝搬環境推定情報４７０４に基づいて、基地局が変調信号を送信するために使用するアンテナを決定し、フレーム構成信号４７０６として出力する。例えば、図５２のようなフレーム構成また、電波伝搬環境推定情報４７０４に基づいて、端末が受信するのに使用するアンテナを決定し、端末が受信のために使用するアンテナ情報５７０２を出力する。

図５８は、基地局の送信装置の構成の一例であり、変調信号生成部５８０４は、チャネルＡの送信ディジタル信号５８０１、チャネルＢの送信ディジタル信号５８０２、端末が受信のために使用するアンテナ情報５８０３、フレーム構成信号４６１９を入力とし、例えば、図５２において、時刻４のアンテナ１において、端末が受信のために使用するアンテナ情報を伝送し、時刻５から１０では、アンテナ１およびアンテナ２から変調信号を送信する、というように、送信直交ベースバンド信号４６０３、４６０９、４６１５を出力する。このとき、フレーム構成信号４６１９は図５７のフレーム構成信号４７０６に、端末が受信のために使用するアンテナ情報５８０３は図５７の端末が受信のために使用するアンテナ情報５７０２に相当する。

また、図５６は、基地局の送信装置の、図５８とは異なる構成である。図５６において、アンテナ選択部５６０１は、送信信号４６０５、４６１１、フレーム構成信号４６１９を入力とし、図５２のフレーム構成にしたがって、アンテナ１、アンテナ２、アンテナ３のいずれかで出力するかを選択すし、送信信号４６０５、４６１１は、アンテナ１、アンテナ２、アンテナ３のいずれかから電波として出力される。

以上において、送信装置および受信装置の構成は、図４７、図５３、図５４、図５６、図５８の構成に限ったものではない。また、図５２のフレーム構成において、アンテナ数３本のチャネル数２の多重フレームについて説明したが、これに限ったものではない。例えば、送信装置ではアンテナ数４本のチャネル数２、アンテナ数４のチャネル数３などの多重フレームでも同様に実施することが可能である。そして、通信方式として、ＯＦＤＭ方式を例に説明したが、マルチキャリア方式、スペクトル拡散通信方式、シングルキャリア方式で、同様に実施することが可能であり、また、マルチキャリアの各キャリアの方式においてスペクトル拡散通信方式を用いても良い。よって、ＯＦＤＭ−ＣＤＭにおいても同様に実施することが可能である。そして、基地局１、端末１の通信を例に説明したが、基地局１、端末ｎに対しても同様に実施することが可能である。

また、１本のアンテナは、複数のアンテナで１本のアンテナを構成している場合もある。

このように、本実施の形態の送信装置及び受信装置によれば、通信相手からの電波伝搬環境推定情報に基づいて、送信に使用するアンテナを選択する方式、および、通信相手からの電波伝搬環境情報に基づいて、通信相手が受信に使用するアンテナを決定し、通信相手に通知する方法とすることで、多重信号の分離精度が最も良い送受信アンテナを選択することで、データの伝送品質が向上する。

（実施の形態１３）
本発明の実施の形態１３では、同一周波数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し且つ複数のアンテナで受信して復調するＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）システムにおける、パイロットシンボルの送信方法について説明する。

ＭＩＭＯシステムでは、受信局だけでなく送信局側においてもチャネル状態情報（CSI: Channel State Information）が既知である場合に、送信局が送信のチャネルシグネチャベクトル（channel signature vector）を用いてベクトル化された信号を送信アレーアンテナより受信局に対して送信し、さらに受信局で、受信アレーアンテナの受信信号から送信のチャネルシグネチャベクトルに対応付けられた受信のチャネルシグネチャベクトルを用いて送信信号を検出し復調する通信方法が実現できる。

特に、通信空間に複数のチャネルを構成し信号を多重伝送する通信モードとして、チャネル行列の特異ベクトル（singular vector）または固有ベクトル（eigen vector）を利用した固有モード（eigenmode）がある。この固有モードは、これら特異ベクトルや固有ベクトルを前述したチャネルシグネチャベクトルとして利用する方法である。ここでチャネル行列は、送信アレーアンテナの各アンテナ素子と受信アレーアンテナの各アンテナ素子のすべてまたは一部の組み合せの複素チャネル係数を要素とする行列である。

送信局が下り回線のチャネル状態情報を得る方法としては、無線回線の上りと下りで同一の周波数キャリアを利用するＴＤＤでは、チャネルの双対性（reciprocity）により、受信局からの上り回線を用いて送信局においてチャネル状態情報の推定（estimating）または測定（measuring）をすることが可能である。一方で、上りと下りで異なる周波数キャリアを利用するＦＤＤでは、受信局において下り回線のチャネル状態情報を推定または測定し、その結果を送信局へ通知（reporting）することにより、送信局において下り回線の正確なＣＳＩを得ることできる。

固有モードは、特にＭＩＭＯシステムの無線チャネルが狭帯域のフラットフェージング過程として扱える場合には、ＭＩＭＯシステムのチャネルキャパシティを最大にできるという特徴がある。例えば、ＯＦＤＭを採用した無線通信システムでは、マルチパス遅延波によるシンボル間干渉を取り除くためガードインターバルを挿入し、ＯＦＤＭの各サブキャリアはフラットフェージング過程となるような設計を行うのが一般的である。したがって、ＭＩＭＯシステムにおいてＯＦＤＭ信号を送信する場合、固有モードを用いることによって、例えば各サブキャリアで複数の信号を空間的に多重化して伝送することが可能となる。

ＭＩＭＯシステムを利用した通信方法としては、送信局および受信局において下り回線のチャネル状態情報を既知とする固有モードに対して、受信局においてのみ無線チャネルのチャネル状態情報を既知とする方法がいくつか提案されている。固有モードと同じ目的である空間的に信号を多重化して伝送する方法としては、例えばＢＬＡＳＴが知られている。また信号の多重度を犠牲にし、つまりキャパシティを増加させるためでなく所謂アンテナの空間ダイバーシチ効果得る方法としては、例えば時空間符号を用いた送信ダイバーシチが知られている。固有モードが送信アレーアンテナで信号をベクトル化して送信する、言い換えると信号をビーム空間（beam space）にマッピングしてから送信するビーム空間モードであるのに対して、ＢＬＡＳＴや送信ダイバーシチは信号をアンテナエレメント（antenna element）にマッピングすることからアンテナエレメントモードであると考えられる。

本発明の実施の形態１３では、ＭＩＭＯシステムにおいて、送信局が主に固有モードを利用して変調信号を受信局へ伝送する場合の復調用パイロット信号の送信方法について説明しているが、アンテナエレメントモードを利用した他の方法を利用した場合についても同様にして後述の効果が得られる。

図５９は、ＭＩＭＯシステムにおいて、固有モードに代表されるビーム空間モードを用いたチャネル多重通信システムの構成例を示す図である。送信局では、多重フレーム生成部５９０１が送信データ系列を入力として、多重化チャネルへマッピングするために複数の送信フレームを生成する。また、送信のチャネル解析部５９０２は、送信局と受信局間の伝搬チャネルの推定結果であるチャネル状態情報に基づいて、多重化チャネルを構成するために複数の送信のチャネルシグネチャベクトルを算出する。ベクトル多重化部５９０３は、各々の送信フレームに別々のチャネルシグネチャベクトルを掛け合わせて合成した後、送信アレーアンテナ５９０４より受信局に対して送信する。

受信局では、受信のチャネル解析部５９１１が、予め送信局と受信局間の伝搬チャネルの推定結果であるチャネル状態情報に基づいて、多重化された送信信号を分離するために複数の受信のチャネルシグネチャベクトルを算出する。多重信号分離部５９１３は、受信アレーアンテナ５９１２の受信信号を入力として、各々のチャネルシグネチャベクトルを掛け合わせ得られる複数の受信信号フレームを生成する。マルチフレーム合成部５９１４は、多重化チャネルにマッピングされた信号をまとめて受信データ系列を合成する。

本発明は、無線通信装置、基地局装置、及び通信端末装置に用いて好適である。

２０２、２１２ シリアルパラレル変換部
２０４、２１４ 逆離散フーリエ変換部
２２１ フレーム構成信号生成部
３０５、３１５ フーリエ変換部
３０７、３０９、３１７、３１９ 伝送路歪み推定部
３２１ 信号処理部
３２４、３２６、３３０ 復調部
３２８ 選択部
３３２ 周波数オフセット推定部
３３４ 同期部
５０１、１７０１、４８４１、５１０１ 電波伝搬環境推定部
６０４ 情報生成部
７０７ 方式決定部
１９０１ 符号化部
３００４、３１０４、３２０４ 周波数オフセット推定部
３００６、３１０６、３２０６ 情報シンボル復調部
４１０１ 通信方法決定部
４２０３ 通信方法選択部
４７０５ フレーム構成決定部
５６０１ アンテナ選択部
５７０１ 使用アンテナ決定部
５９０１ 多重フレーム生成部
５９０２ チャネル解析部
５９０３ ベクトル多重化部
５９０４ 送信アレーアンテナ
５９１１ チャネル解析部
５９１２ 受信アレーアンテナ
５９１３ 多重信号分離部
５９１４ マルチフレーム合成部

Claims (14)

1. ＯＦＤＭ方式を用いて生成された変調信号を、複数のアンテナを用いて送信するための送信信号生成方法であって、
   制御シンボル群が配置されるプリアンブル区間と、データシンボルが配置されるデータ区間とを有する送信フレームを用いるものであり、
   前記複数のアンテナから送信される複数の変調信号の各々の送信フレームにおいて、前記プリアンブル区間の特定の期間に、前記複数の変調信号を分離するためのＭＩＭＯチャネル推定用シンボルを、複数のサブキャリアにわたって周波数軸方向に連続して配置し、
   前記データ区間において、少なくとも１つ以上のサブキャリアにパイロットシンボルを挿入する、
   送信信号生成方法。
2. 前記複数のアンテナのうちの１つのアンテナから送信される変調信号の送信フレーム内で前記パイロットシンボルが挿入される周波数位置および期間においては、他のアンテナから送信される変調信号の送信フレーム内において、ＩＱ平面上で信号点振幅を有するシンボルが配置される、
   請求項１記載の送信信号生成方法。
3. 前記ＩＱ平面で信号点振幅を有するシンボルは、データシンボルである、
   請求項２記載の送信信号生成方法。
4. 前記複数の変調信号は、前記複数のアンテナを用いて、同一周波数帯域で送信されるものであり、
   前記複数の変調信号の各々を送信するために用いられる複数の送信フレームの全てにおいて、前記ＭＩＭＯ推定用シンボルは、前記プリアンブル区間の共通する期間に配置される、
   請求項１乃至３いずれか一項に記載の送信信号生成方法。
5. 前記パイロットシンボルは、前記変調信号を受信した受信機において、位相、振幅、または、周波数オフセットを推定するために用いられるものである、
   請求項１乃至４いずれか一項に記載の送信信号生成方法。
6. 前記パイロットシンボルは、前記送信フレームのデータ区間において、規則的に挿入されている、
   請求項１乃至５いずれか一項に記載の送信信号生成方法。
7. 前記プリアンブル区間は、前記データ区間よりも時間軸において前方に配置される、
   請求項１乃至６いずれか一項に記載の送信信号生成方法。
8. ＯＦＤＭ方式を用いて生成された変調信号を、複数のアンテナを用いて送信するための送信信号生成装置であって、
   制御シンボル群が配置されるプリアンブル区間と、データシンボルが配置されるデータ区間とを有する送信フレームを用いるものであり、
   前記複数のアンテナを用いて送信するべき送信データが入力される入力部と、
   前記複数のアンテナから送信される複数の変調信号の各々の送信フレームにおいて、前記プリアンブル区間の特定の期間に、前記複数の変調信号を分離するためのＭＩＭＯチャネル推定用シンボルを、複数のサブキャリアにわたって周波数軸方向に連続して配置し、前記データ区間において、少なくとも１つ以上のサブキャリアにパイロットシンボルを挿入するフレーム構成部と、
   を具備する送信信号生成装置。
9. 前記フレーム構成部は、前記複数のアンテナのうちの１つのアンテナから送信される変調信号の送信フレーム内で前記パイロットシンボルが挿入される周波数位置および期間においては、他のアンテナから送信される変調信号の送信フレーム内において、ＩＱ平面上で信号点振幅を有するシンボルを配置する、
   請求項８記載の送信信号生成装置。
10. 前記ＩＱ平面で信号点振幅を有するシンボルは、データシンボルである、
    請求項９記載の送信信号生成装置。
11. 前記複数の変調信号は、前記複数のアンテナを用いて、同一周波数帯域で送信されるものであり、
    前記複数の変調信号の各々を送信するために用いられる複数の送信フレームの全てにおいて、前記ＭＩＭＯ推定用シンボルは、前記プリアンブル区間の共通する期間に配置される、
    請求項８乃至１０いずれか一項に記載の送信信号生成装置。
12. 前記パイロットシンボルは、前記変調信号を受信した受信機において、位相、振幅、または、周波数オフセットを推定するために用いられるものである、
    請求項８乃至１１いずれか一項に記載の送信信号生成装置。
13. 前記パイロットシンボルは、前記送信フレームのデータ区間において、規則的に挿入されている、
    請求項８乃至１２いずれか一項に記載の送信信号生成装置。
14. 前記プリアンブル区間は、前記データ区間よりも時間軸において前方に配置される、
    請求項８乃至１３いずれか一項に記載の送信信号生成装置。

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