JP4942741B2 - 送信機、受信機および無線送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、送信機、受信機および無線送信方法、特に複数のアンテナを用いて通信する送信機、受信機および無線送信方法に関する。
本願は、２００６年４月１４日に、日本に出願された特願２００６−１１１６６５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、ＯＦＤＭ通信方式に代表されるマルチキャリア通信方式が盛んに研究され、それを用いた通信システムの開発が進んでいる。
特に移動体無線通信分野では、基地局が制御する通信可能領域であるセルを隣接して複数配置したマルチセル環境で同一周波数帯域を使用した無線通信システムの開発が進んでいる。この方式は１セル繰り返し移動体無線通信方式と呼ばれ、高速、大容量、かつ低ビットコストの通信方式として様々な研究がなされている。

このような１セル繰り返し移動体無線通信方式として、現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では次世代通信方式の標準化策定に向け下り方向無線通信の多重方式にＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式を用いたアクセス方式であるＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）通信方式を採用した１セル繰り返し通信方式の規格化が行われている。（非特許文献１）

この次世代通信技術の検討にあたってはセル全体でのスループットの向上が要求条件とされ、以下に示すソフトコンバイニングと呼ばれる技術およびＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output：多重入出力）と呼ばれる技術に関しても検討が行われている。
［ソフトコンバイニング］
１つのセルを同一周波数帯域が利用される３つの通信制御エリア（セクター）に分割し通信を行う上で問題となるエリア（セクター）境界付近における干渉問題を改善し、スループットを向上させる通信手法として、ソフトコンバイニングがある（例えば、非特許文献２）。
以下にソフトコンバイニングの概要を示す。
図２１は、非特許文献２で使用されるセルに関して示した図である。セルを３つに分割したセクター＃１〜＃３を制御する中心部に設置された１つの基地局が具備する複数（３つ）のアンテナと、各セクターに位置する移動局＃１〜＃７に具備されたアンテナ間で無線通信を行う移動局の分布の様子を示している。

フレーム構成は図２２に示したように一般的なＯＦＤＭＡ通信方式で利用される構成と同様で、一定時間区間（フレーム区間）を複数に分割し、かつ、周波数帯域も複数のサブキャリアから構成される一定の帯域幅に分割した構成を使用する。本明細書においてはこの分割された時間区間と周波数帯域の１つをブロックと呼ぶ。一般的に時間領域のフレームを分割した単位をサブフレームと呼び、周波数領域での分割された単位をサブチャネルと呼ぶこともある。図２２においては、周波数軸方向にはＦ１からＦ１２までの１２ブロックと時間軸方向にはＴ０からＴ８の９ブロックで構成される。ただし、この通信方法はブロック分割数およびブロックサイズをこれに限定して適用されるものではない。また、各移動局はこれらのブロックを共有して使用し、特に通信特性（スループット）の向上を図るために各ブロックが伝搬路環境の良い移動局にスケジューリングされる。しかしながら、例えば図２２に示すＴ０ブロックを全移動局用の報知情報などを通知するためのブロックとして使用することも可能である。

次にフレームを構成するブロックに関しての詳細を図２３に示した構成図を参照しつつ説明する。図２３は非特許文献２で使用するブロック構成である。ブロックは周波数方向の最小単位であるサブキャリアが複数配置され、時間軸方向には複数シンボル区間により構成される。これらのブロックはいくつかの物理チャネルが割り当てられる。構成チャネルは、パイロット信号と呼ばれるチャネル推定（伝搬路推定）の基準信号すなわち振幅および位相が既知の信号を伝送する共通パイロットチャネル（Common Pilot Channel）、音声データおよび画像データなどを伝送するための共有データチャネル（Shared Data Channel）、共有データチャネルの宛先ＩＤ、変調方式などの送信先移動局向けの制御情報を伝送する制御情報チャネル（Shared Control Signaling Channel）、また、共有データチャネルを伝送する移動局が高速移動、および低ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）状態である場合や共有データチャネルが高レートであった場合に、復調の補助的役割を担う基準信号として状況に応じて選択的に追加される個別パイロットチャネル（Dedicated Pilot Channel）が含まれる。

非特許文献２では複数のセクターを制御する基地局が、各セクターに対応する送信アンテナから、セクター境界付近に位置する移動局（図２１の移動局＃１）向けに、同一周波数、同一時間のリソースを用いて信号を送信し、移動局側においてその合成波を受信することにより、サイトダイバーシチ効果を得ることのできるソフト・コンバイニング（Soft-Combining）と呼ばれる手法に関して詳細に示されている。
この手法は移動局が同一セル内における２つのセクター間を移動する際もしくは移動局が境界に位置する際に両セクターからの信号を同時に受信・復調する手法であり、これにより干渉波を低減し、受信電力を増大させることにより伝送特性を向上させるものである。この手法を実行する送信ブロックの構成例を図２４Ａおよび図２４Ｂに示す。図２４Ａに示す構成の場合は同一の基準信号（個別パイロットチャネル）を利用してセクター＃１とセクター＃２からの伝搬路の合成値の伝搬路推定値を導出し、ソフトコンバイニングの手法で送信されたデータ部（共有データチャネル）の復調に使用するのに対し、図２４Ｂに示す構成の場合は異なる基準信号（共通パイロットチャネル）からそれぞれの伝搬路推定値を導出した後、この２つの推定値を合成することによりセクター＃１とセクター＃２からの伝搬路推定値を導出し、ソフトコンバイニングの手法で送信されたデータ部を復調する。
本明細書においては以上のような複数のセクターから同一の無線リソースを使用して伝送特性を向上させる方法をソフトコンバイン通信もしくはソフトコンバイン伝送と称する。これに対し、通常の単一セクターとの無線通信を通常通信と称する。また、ソフトコンバイン通信により送信されたデータをソフトコンバイン送信データと称する。

以上のようなソフトコンバイン送信データの受信・復調には伝搬路推定を行うための特別な受信手順が必要であり、そのためソフトコンバイン送信された共有データ部の復調以前に送信先の移動局に制御情報としてソフトコンバイン送信データが送信されることを通知しておくか、移動局が通常通信で受信・復調可能な制御情報としてソフトコンバイン送信の共有データチャネルが含まれるブロックに通知情報を割り当てておく必要がある。

［ＭＩＭＯ］
次に、同様に３ＧＰＰで規格化が行われているＯＦＤＭＡ通信方式を使用した移動体無線通信システムにおけるＭＩＭＯ無線通信を行うための複数のアンテナを具備した送信機および受信機で合成されるシステムを示す（非特許文献１）。
ＭＩＭＯ伝送とは基地局と移動局とで双方に複数のアンテナを設置し、データを同時に送受信することによってスループットを向上させる方式である。現在、３ＧＰＰで検討されているＭＩＭＯ伝送では、セクター中央部での使用を検討しておりソフトコンバイン伝送と通常通信との同時使用は考慮されておらず、それらの方法の切り替えを考慮した場合、制御情報のやり取りや伝搬路推定の動作が煩雑になることが予想される。

図２５に送信アンテナを２本、受信アンテナを２本使用した場合の２×２ＭＩＭＯ通信を行う場合のブロック構成図の１例を示す。図のように先頭シンボルに配置された共通パイロットチャネルと８番目のシンボルに配置された個別パイロットチャネルの構成を除き、アンテナを１本使用した通信時のブロック構成（図２３）と同様のチャネル構成である。先頭シンボルに配置された共通パイロットチャネルはサブキャリアの一つおきにアンテナ１とアンテナ２の共通パイロットチャネルに使用される。同様に８番目のシンボルに配置された個別パイロットチャネルはサブキャリアの一つおきにアンテナ１とアンテナ２の個別パイロットチャネルに使用される。移動局は送信に使用されたアンテナ数により異なるパイロットチャネル構成に対応した伝搬路推定を行う必要がある。したがって、ブロックを復調しようとする移動局は当該ブロックが単一アンテナで送信されたブロックであるのか、又はＭＩＭＯ送信されたブロックであるのかを知るために、ＭＩＭＯ送受信用ブロックに送信方式によらず共通の復調方法で復調可能なＭＩＭＯ送信であることを示す制御情報が含まれるか、もしくは事前にＭＩＭＯ送信ブロックの配置を示す情報をフレームの制御情報として通知する必要がある。さらに、セクターエッジ付近に移動した場合には、ＭＩＭＯ伝送を止めるための制御情報のやり取りなどが必要になる。

以上のように、従来１セル繰り返しＯＦＤＭＡ無線通信システムにおいては、セルを構成するセクターに偏在する移動局の位置により、ＭＩＭＯ伝送、または、ソフトコンバイン送受信を行い、セル全体のスループット向上を図っていた。
3GPP "TR 25.913 , "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA (Release 7) v.0.3.1" 2005/10/18(e-mail reflector) p.16-17, p.21-22 3GPP "R1-050700 , "ntra-Node B Macro Diversity Using Simultaneous Transmission with Soft-combining in Evolved UTRA Downlink" 2005/8/25(e-mail reflector) p.1-5

解決しようとする問題点は、ＭＩＭＯ伝送およびソフトコンバイン伝送を移動局の位置により切り替え、適切な通信手段により送受信を行うには、それにともなう制御情報のやり取りや、受信のために余剰な動作を行う必要があるという点である。

本発明の送信機は、Ｎ本（Ｎは２または２を超える整数）のアンテナ各々に対応する送信手段を備える送信機であって、前記Ｎ個の送信手段のうち少なくともＮ−１個の送信手段は、全てのサブキャリアに対して、各々の前記サブキャリアに与えられる位相回転と隣接するサブキャリアに与えられる位相回転との位相差が一定値φとなる循環遅延を施す循環遅延手段と、パイロット信号を生成するパイロット生成手段と、ある時間枠において自送信手段用のパイロット信号が割り当てられるサブキャリアの中で連続するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）のサブキャリアに前記循環遅延手段によって与えられる位相回転と他の送信機から送信される該Ｍ個のサブキャリアに与えられる位相回転とが直交するようなシンボル区間であって、且つ、他の送信手段がパイロット信号を割り当てるシンボル区間と同一の時間枠で且つ異なるサブキャリアを選択し、この選択したサブキャリアに前記パイロット生成手段が生成したパイロット信号を割り当てる割り当て手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、Ｎ本（Ｎは２または２を超える整数）のアンテナ各々に対応する送信手段を備える送信機であって、前記Ｎ個の送信手段のうち、少なくともＮ−１個の送信手段は、所定のサブキャリアに対して、該サブキャリアと隣接するサブキャリアに施される位相回転との位相差が一定値φとなる位相回転を施す位相回転手段と、パイロット信号を生成するパイロット生成手段と、ある時間枠において自送信手段用のパイロット信号が割り当てられるサブキャリアの中で連続するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）のサブキャリアに前記位相回転手段によって与えられる位相回転と他の送信機から送信される該Ｍ個のサブキャリアに与えられる位相回転とが直交するようなシンボル区間であって、且つ、他の送信手段がパイロット信号を割り当てるシンボル区間と同一の時間枠で且つ異なるサブキャリアを選択し、この選択したサブキャリアに前記パイロット生成手段が生成したパイロット信号を割り当てる割り当て手段とを備えることを特徴とする送信機である。

また、本発明は、前述の送信機であって、複数のセクター各々に対して、Ｎ本（Ｎは２または２を超える整数）のアンテナ各々に対応する送信手段を備え、前記割り当て手段は、ある時間枠において自送信手段用のパイロット信号が割り当てられるサブキャリアの中で連続するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）のサブキャリアに前記循環遅延手段もしくは前記位相回転手段によって与えられる位相回転と他の前記セクターに対して送信される該Ｍ個のサブキャリアに与えられる位相回転とが直交するようなシンボル区間であって、且つ、他の送信手段がパイロット信号を割り当てるシンボル区間と同一の時間枠で且つ異なるサブキャリアを選択し、この選択したサブキャリアに前記パイロット生成手段が生成したパイロット信号を割り当てることを特徴とする。

また、本発明は、前述の送信機であって、通信相手の受信機から通知された受信品質情報を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した受信品質情報に基づいて、前記受信機への送信を、ソフトコンバインにて実施するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段がソフトコンバインの実施を判定したときは、少なくとも二つのセクターにおける同一のサブキャリアおよび時間帯に、前記受信機を割り当てるスケジューリング手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、前述の送信機であって、前記アンテナの本数Ｎは、Ｎ＝２本であり、前記サブキャリアの総数が、Ｎ×Ｍの整数倍であり、各々のサブキャリアに対して、いずれかの前記割り当て手段が、前記パイロット生成手段が生成したパイロット信号を割り当て、全ての前記割り当て手段が、前記パイロット生成手段が生成したパイロット信号を割り当てる時間枠は同一であり、前記Ｍ＝４であり、前記位相差φは、φ＝０、３π／４、π／２、π／４のいずれかであることを特徴とする。

ｅを自然対数の底、ｊを虚数単位としたとき、隣接するＮ×Ｍ＝２×４個毎のサブキャリアに対して、前記循環遅延手段により与えられる位相回転もしくは前記位相回転手段により与えられる位相回転は、（ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０）、（ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ３π／４}、ｅ^{−ｊπ／２}、ｅ^ｊπ／４、ｅ^ｊπ、ｅ^{−ｊπ／４}、ｅ^ｊπ／２、ｅ^{−ｊ３π／４}）、（ｅ^ｊ０、ｅ^ｊπ／２、ｅ^ｊπ、ｅ^{−ｊπ／２}、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊπ／２、ｅ^ｊπ、ｅ^{−ｊπ／２}）、あるいは（ｅ^ｊ０、ｅ^ｊπ／４、ｅ^ｊπ／２、ｅ^{ｊ３π／４}、ｅ^ｊπ、ｅ^{−ｊ３π／４}、ｅ^{−ｊπ／２}、ｅ^{−ｊπ／４}）のいずれかの組み合わせであることを特徴とする。

また、本発明は、前述の送信機であって、前記アンテナの本数Ｎは、Ｎ＝２本であり、前記サブキャリアの総数が、Ｎ×Ｍの整数倍であり、各々のサブキャリアに対して、いずれかの前記割り当て手段が、前記パイロット生成手段が生成したパイロット信号を割り当て、全ての前記割り当て手段が、前記パイロット生成手段が生成したパイロット信号を割り当てる時間枠は同一であり、前記Ｍ＝３であり、前記位相差φは、φ＝０、２π／３、４π／３のいずれかであることを特徴とする。

また、本発明は、前述の送信機であって、ｅを自然対数の底、ｊを虚数単位としたとき、隣接するＮ×Ｍ＝２×３個毎のサブキャリアに対して、前記循環遅延手段により与えられる位相回転もしくは前記位相回転手段により与えられる位相回転は、（ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０）、（ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ２π／３}、ｅ^{ｊ４π／３}、ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ２π／３}、ｅ^{ｊ４π／３}）、あるいは（ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ４π／３}、ｅ^{ｊ２π／３}、ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ４π／３}、ｅ^{ｊ２π／３}）のいずれかの組み合わせであることを特徴とする。

また、本発明は、複数のセクター各々に対して、複数のパイロット信号各々を、それぞれ複数のアンテナのうちの一から送信し、一の前記セクターにおいて、同一の時間枠にパイロット信号を割り当てられて同一のアンテナから送信されるサブキャリアの中で隣接するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）毎のサブキャリアに与えられる位相回転と、該Ｍ個のサブキャリアと同一のサブキャリアであり且つ前記一のセクターに隣接するセクターに対して送信されるＭ個のサブキャリアに与えられる位相回転とを直交させる送信機と通信する受信機であって、前記送信機と前記複数のセクターのうちの一にて通信しているときに、前記一のセクターに隣接するセクターにおいて送信するアンテナ数が最大と仮定した場合に同一のアンテナから前記隣接するセクターに送信されるパイロット信号を割り当てられたサブキャリアのうち、隣接するＭ個毎のサブキャリアを一組にして、前記Ｍ個のサブキャリア各々の伝搬路推定値を算出する伝搬路推定手段と、前記伝搬路推定手段が算出した一組の伝搬路推定値に逆拡散を施す逆拡散手段と、前記逆拡散手段が逆拡散を施した伝搬路推定値を用いて算出した受信電力を送信側の各アンテナからの受信電力とする電力算出手段とを備えることを特徴とする受信機である。

また、本発明は、前記電力算出手段は、前記各アンテナからの受信電力に基づき、送信側のアンテナ数が最大以外であるときの前記各アンテナからの受信電力を算出することを特徴とする。

また、本発明は、前述の送信機と送信機と通信する受信機であって、受信したパイロット信号に対して、前記送信機によりパイロット信号を割り当てられたサブキャリアに施された位相回転の複素共役を乗算する伝搬路推定手段と、前記乗算手段が算出した値を逆拡散する逆拡散手段と、ソフトコンバイン通信時は、前記伝搬路推定手段の算出結果を伝搬路推定値とし、ソフトコンバイン通信時以外は、前記逆拡散手段の算出結果を伝搬路推定値とする選択手段とを備えることを特徴とする受信機である。

また、本発明は、前述の受信機であって、前記伝搬路推定手段は、前記乗算する位相回転の複素共役を、通信しているセクターもしくは通信している送信機において施された位相回転の複素共役として乗算した第１の算出結果と、乗算する位相回転の複素共役を、前記通信しているセクターと隣接するセクターもしくは前記通信している送信機の他の送信機において施された位相回転の複素共役として乗算した第２の算出結果を出力し、前記逆拡散手段は、前記第１の算出結果を逆拡散した第３の算出結果と、前記第２の算出結果を逆拡散した第４の算出結果とを出力し、前記第３の算出結果を２乗平均することで、前記通信しているセクターもしくは通信している送信機からの受信電力を算出し、前記第３の算出結果を２乗平均することで、前記通信しているセクターと隣接するセクターもしくは前記通信している送信機の他の送信機からの受信電力を算出する電力算出手段を備え、前記選択手段は、前記ソフトコンバイン通信時以外は、前記通信しているセクターもしくは通信している送信機からの受信電力と、前記通信しているセクターと隣接するセクターもしくは前記通信している送信機の他の送信機からの受信電力との差に基づき、前記伝搬路推定手段の第１の算出結果あるいは前記逆拡散手段の第３算出結果のいずれかを、伝搬路推定値として選択することを特徴とする。

また、本発明は、前述の受信機であって、前記送信機から受信した送信電力情報と、前記電力算出手段の算出した前記通信しているセクターもしくは通信している送信機からの受信電力の差をとることにより、伝搬損を算出する伝搬損算出手段を備え、前記選択手段は、前記ソフトコンバイン通信時以外は、前記通信しているセクターもしくは通信している送信機からの受信電力と、前記通信しているセクターと隣接するセクターもしくは前記通信している送信機の他の送信機からの受信電力との差に加えて、前記伝搬損に基づき、前記伝搬路推定手段の第１の算出結果あるいは前記逆拡散手段の第３算出結果のいずれかを、伝搬路推定値として選択することを特徴とする。

また、本発明は、複数の伝搬路推定用のサブキャリア各々を、それぞれ複数のアンテナのうちの一から送信する送信機における無線送信方法において、全てのサブキャリアに対して、循環遅延を施し、各々の前記伝搬路推定用のサブキャリアは、周波数領域および時間領域で互いに直交であり、同一のアンテナから送信する伝搬路推定用のサブキャリアの中で、隣接するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）毎の伝搬路推定用のサブキャリアに前記循環遅延を施すことにより与えられる位相回転は、該Ｍ個の伝搬路推定用のサブキャリアと同一のサブキャリアであり、かつ、他の送信機から送信されるＭ個のサブキャリアに与えられる位相回転と、互いに直交することを特徴とする無線送信方法である。

また、本発明は、複数の伝搬路推定用のサブキャリア各々を、それぞれ複数のアンテナのうちの一から送信する送信機における無線送信方法において、周波数方向に連続する所定のサブキャリアに対して、隣接するサブキャリアに施される位相回転との位相差が一定値φとなる位相回転を施し、前記伝搬路推定用のサブキャリアは、周波数領域および時間領域で互いに直交であり、同一のアンテナから送信する伝搬路推定用のサブキャリアの中で、隣接するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）毎の伝搬路推定用のサブキャリアに施される前記位相回転は、該Ｍ個の伝搬路推定用のサブキャリアと同一のサブキャリアであり、かつ、他の送信機から送信されるＭ個のサブキャリアに与えられる位相回転と、互いに直交することを特徴とする無線送信方法である。

本発明によれば、各アンテナに連なる送信部の割り当て部によりパイロット信号を同一のシンボル区間に割り当てられたサブキャリアの中で隣接するＭ個毎のサブキャリアに、循環遅延部が施した循環遅延により与えられる位相回転と、同一のサブキャリアであり、他の送信機から送信されるＭ個のサブキャリアに与えられる位相回転とが直交している。このため、これらのサブキャリアを受信した受信機において、該送信機からの伝搬路と他の送信機からの伝搬路をアンテナ毎に精度良く推定することができるため、受信機がセクター境界付近にあるときも、余剰な制御情報を送信機と受信機間で通知することなくＭＩＭＯ伝送を行いつつ、ソフトコンバイン伝送を行うことができる利点がある。

第１の実施形態における基地局の複数のアンテナ１、２から、移動局が備えるアンテナ４へと信号が送信される様子を説明する概念図である。 同実施形態における基地局と移動局間の伝搬路の遅延プロファイルを示す図である。 同実施形態における基地局と移動局間の伝搬路の遅延プロファイルを示す図である。 同実施形態におけるアンテナ１とアンテナ２を合成した伝搬路の時間領域特性を示す図である。 同実施形態におけるサブキャリアに施される位相回転量を周波数軸方向に示した図である。 同実施形態におけるサブキャリアに施される位相回転量を周波数軸方向に示した図である。 同実施形態における基地局の物理レイヤおよびＭＡＣサブレイヤの構成の概略を示すブロック図である。 同実施形態における送信回路部２２ａ〜２２ｆの概略構成を示すブロック図である。 同実施形態における移動局の概略構成を示すブロック図である。 同実施形態における時間シフト部６３で施される位相回転の方法を示した概念図である。 同実施形態における逆拡散部８１の逆拡散処理手順のフローチャートである。 同実施形態における逆拡散部８１の逆拡散処理手順のフローチャートである。 同実施形態における選択部８３が伝搬路推定値を選択する手順のフローチャートである。 同実施形態における移動局にてソフトコンバイン通信を開始する判断手順のフローチャートである。 同実施形態における基地局にてソフトコンバイン通信を開始する判断手順のフローチャートである。 同実施形態における移動局にてソフトコンバイン通信を終了する判断手順のフローチャートである。 同実施形態における基地局にてソフトコンバイン通信を終了する判断手順のフローチャートである。 第２の実施形態における送信回路部２２ａ〜２２ｆの概略構成を示すブロック図である。 第３の実施形態におけるサブキャリアに施される位相回転量を周波数軸方向に示した図である。 同実施形態におけるサブキャリアに施される位相回転量を周波数軸方向に示した図である。 第４の実施形態における４×４ＭＩＭＯ伝送を行う場合のアンテナ毎の伝搬路推定用サブキャリアの配置例を示す図である。 非特許文献２におけるセルおよびセクターを説明する図である。 非特許文献２におけるフレーム構成を説明する図である。 非特許文献２におけるブロック構成を説明する図である。 非特許文献２における送信ブロックの構成を説明する図である。 非特許文献２における送信ブロックの構成を説明する図である。 非特許文献１における２×２ＭＩＭＯ通信を行う場合のブロック構成の例を示した図である。

符号の説明

１、２、３、４…アンテナ
１０…ＭＡＣ部
１１…判定部
１２…スケジューラ
１３…送信回路制御部
２０ａ〜２０ｆ…物理層部
２１ａ〜２１ｆ…受信回路部
２２ａ〜２２ｆ…送信回路部
２３ａ〜２３ｆ…アナログ回路部
２４ａ〜２４ｆ…アンテナ部
５０ａ、５０ｂ…信号処理部
５１ａ…誤り訂正符号化部
５２ａ…Ｓ／Ｐ変換部
５３ａ…変調部
６０…割り当て部
６１…ＩＦＦＴ部
６２…Ｐ／Ｓ変換部
６３…時間シフト部
６４…ＧＩ挿入部
６５…Ｄ／Ａ変換部
６６…パイロット生成部
６７…符号記憶部
７０…アンテナ部
７１…アナログ受信回路部
７２…Ａ／Ｄ変換部
７３…ＧＩ除去部
７４…Ｓ／Ｐ変換部
７５…ＦＦＴ部
７６…サブキャリア補償部
７７…復調部
７８…誤り訂正復号化部
７９…符号記憶部
８０…乗算部
８１…逆拡散部
８２…電力算出部
８３…選択部

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態では、各セクターのアンテナ毎に設定された帯域内のサブキャリアに割り当てられた複数の伝搬路推定用サブキャリアの位相を低周波数側からの位相差がφ（φの詳細な設定方法は後述）となるように設定し、さらに、セクター間においても各アンテナの基準信号（パイロット信号）が互いに直交関係となるように各セクターの伝搬路推定用サブキャリア間の位相φを設定することにより、特にセクター境界において伝搬路推定を各セクターの各アンテナでの正確性を向上させることができるようにしている。なお、ここでは、基準信号を割り当てられたサブキャリアを伝搬路推定用サブキャリアと称する。
ＭＩＭＯ伝送時の同一セクター内の各アンテナに対応する伝搬路推定用サブキャリアは周波数領域または時間領域で直交するように、すなわち異なるシンボル区間に配置することにより、アンテナ間の干渉を抑制したチャネル推定を行うことが可能になる。

前述のサブキャリア間の位相差φはセクター毎に異なる固有値で設定されるが、アンテナ毎の伝搬路推定用サブキャリアの配置と位相差φを後述する値に設定し、セクター境界付近に位置する移動局に対し２つのセクターからソフトコンバイン送信を行うことで、移動局は同一データを送信した２つのアンテナの伝搬信号を一度のチャネル推定で受信・復調することができる。すなわち、セクター中央付近はもとより従来複数回の伝搬路推定が必要であったセクター境界付近でもデータ復調のためのチャネル推定動作を一度行うのみで通信することを可能とし、さらに隣接するセクターへの移動をも可能とするものである。

［ＣＤＴ（Cyclic Delay Transmit：循環遅延送信）］
一般的なＯＦＤＭ通信方式において、同一の伝搬路推定用のパイロットチャネルとデータチャネルを多重したデータを複数のアンテナから一定の遅延関係を持たせて送信する手法を循環遅延送信ダイバーシチと呼び、このダイバーシチ方式を用いることにより、データを送信した帯域内の周波数特性をその遅延量により制御することが出来る。
図１は、基地局の複数の異なるセクターに属する送信機が備えるアンテナ１〜３のうちのアンテナ１、２から、移動局が備えるアンテナ４へと信号が送信される様子を示す概念図である。図に示すように、アンテナ１とアンテナ２とから信号が送信され、移動局のアンテナ４によりその合成波が受信される。
図２Ａは、基地局のアンテナ１（図１）と移動局のアンテナ４（図１）との間の伝搬路の時間領域特性である遅延プロファイルを示しており、図２Ｂは、基地局のアンテナ２（図１）と移動局のアンテナ４（図１）との間の伝搬路の時間領域特性である遅延プロファイルを示している。ここで、横軸は時間、縦軸は電力を示している。図２Ａ、図２Ｂの遅延プロファイルは、伝搬路が伝搬時間の異なる２つの伝搬路からなることを示している。

アンテナ２から送信される信号が、アンテナ１から送信された信号を遅延した信号である場合、つまりアンテナ１とアンテナ２の間で、循環遅延送信ダイバーシチを適用した場合には、送信信号は前記それぞれのアンテナの遅延プロファイルを合成した伝搬路を通り、移動局のアンテナ４（図１）に到達したとみなすことができる。この場合の伝搬路の時間領域特性を図３に示す。ここで、時間領域ｔ１はアンテナ１の遅延プロファイル（図２Ａ）に対応し、時間領域ｔ２はアンテナ２の遅延プロファイル（図２Ｂ）にそれぞれ対応している。このような遅延プロファイルを持った受信信号において、それぞれのアンテナから送信されたデータに遅延を加える以前のデータが同一であるよう設定しておくことにより、一方のアンテナから送信された遅延させたデータ信号を、もう一方のアンテナから送信された遅延させていない信号の遅延波としての特性を示す。すなわち、上記遅延量を制御することによりフェージングによる受信品質の劣化を防ぐことができる。

後述する各実施形態ではＭＩＭＯ伝送を用いたＯＦＤＭＡ通信方式を下り方向無線通信に使用するセルラーシステムおいて、各サブキャリアに周波数方向に隣接するサブキャリアとの関係が特定の位相差φとなるように位相回転を施し、さらに位相差φを各セクターで特定の値に制御することにより、セクター間でソフトコンバイン送信を行った際に前述の循環遅延送信ダイバーシチ効果を得ることができる。また、非特許文献１、２と同様に複数のセルにより構成されるセルラーシステムを前提にしており、さらには複数のセクターから構成されるセルを中心付近に設置された１つ基地局により管理する構成に関して示す。また、各実施形態では、前述した従来例と同様のセル構成（図２１）、フレーム構成（図２２）、およびブロック構成（図２３、図２５）を用いることができる。

また、各実施形態では、周波数軸方向のブロック数を１２、サブキャリア数を７６８、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）ポイント数を１０２４とする場合のＯＦＤＭＡ通信システムについて説明する。また、基地局のアンテナ数を２、移動局のアンテナ数を２とする２×２ＭＩＭＯ伝送を行うことが可能なシステムであり、１つの基地局により管理される３つのセクターから構成されるセルが複数個連続して配置されるマルチセル環境の移動体無線通信システムの構成について説明を行う。
フレーム構成およびブロック構成はそれぞれ図２２、図２３に示した構成と同様であるものとする。また、２×２ＭＩＭＯ伝送時のブロック構成も図２５に示した構成と同様であるものとする。これらの構成は各セクターで共通であり、各セクターで送信タイミングが同時、すなわちセクター間は同期しているものとする。ブロック構成は実施のための１例であり必ずしもこの配置に限ったものではない。
また、各実施形態中における伝搬路推定用サブキャリアの値には簡略化のため、全て１として説明を行うが、実際のシステム運用時には１以外の複素数を含む値を設定することが可能である。

［第１の実施形態］
本実施形態においては、移動局と基地局が互いに一本もしくは複数のアンテナを用いて基地局と移動局が無線通信を行うことができ、さらにそれらを構成するそれぞれのアンテナから送信される送信波の伝搬路推定を行うための基準信号のサブキャリアが互いに直交関係にある。

図４、図５は２×２ＭＩＭＯ伝送が可能な本実施形態におけるサブキャリアに施される位相回転量を周波数軸方向に示した図である。本発明の位相回転パターンは８サブキャリアを基本単位とした繰り返しパターンである。図４に示した４組のパターンは８サブキャリアで互いに直交関係にあり、また、１サブキャリアおきに４つのサブキャリアでも直交関係になっているという特徴を持つ。図５は２×２ＭＩＭＯ伝送時における伝搬路推定用サブキャリアに施される位相回転を示している。図４と図５においての各サブキャリアの位相回転量は同一である。図５ではパイロットチャネルに２つのアンテナに対応する伝搬路推定用サブキャリアが交互に割り当てられており、一方のアンテナが送信する伝搬路推定用サブキャリア位置ではもう一方のアンテナからは送信されない。また、固有パイロットチャネル（図２５参照）を使用する場合にも同様に位相回転が施される（図示せず）。共通パイロットチャネルの後に多重される（図２５参照）制御情報チャネル、共有データチャネルにも同様に図４に示した位相回転が施される。

各セクターで施される位相回転パターンは図４に示したパターン１からパターン４のいずれかの異なるパターンがセクター毎に選択され、それらの位相回転が全サブキャリアに施される。パイロットチャネルにおいては、各セクター間で直交しているため、セクター境界付近でも同一タイミングで送信された伝搬路推定用の共通パイロットチャンネルをセクター毎に分離することが出来る。分離方法に関しては後述する。

本実施の形態においてのセクター数は３であるため、例えばパターン１の（ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０）とパターン２の（ｅ^ｊ０，ｅ^{ｊ３π／４}，ｅ^{−ｊπ／２}，ｅ^ｊπ／４，ｅ^ｊπ，ｅ^{−ｊπ／４}，ｅ^ｊπ／２，ｅ^{−ｊ３π／４}）とパターン３の（ｅ^ｊ０，ｅ^ｊπ／２，ｅ^ｊπ，ｅ^{−ｊπ／２}，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊπ／２，ｅ^ｊπ，ｅ^{−ｊπ／２}）とパターン４の（ｅ^ｊ０，ｅ^ｊπ／４，ｅ^ｊπ／２，ｅ^{ｊ３π／４}，ｅ^ｊπ，ｅ^{−ｊ３π／４}，ｅ^{−ｊπ／２}，ｅ^{−ｊπ／４}）の中から３つを選択して各セクターで使用することによって、各セクター間で直交関係かつ循環遅延関係とすることができる。（ここで、ｅは自然対数の底、ｊは虚数単位である）これらのパターンにおいて、隣接するサブキャリア間の関係がパターン１はサブキャリア間の位相差φが０になっており、パターン２は３π／４、パターン３はπ／２、パターン４はπ／４となっている。つまり、これらのパターンは、同一時間枠の周波数方向に連続するパイロット信号が割り当てられた伝搬路推定用サブキャリアに施される位相回転の位相差φが一定であり、連続するＭ本（Ｍは２または２を超える整数で、前述の例ではＭ＝８）の伝搬路推定用サブキャリア毎のパターンが、他のセクターの同一の伝搬路推定用サブキャリアに施されるパターンと互いに直交する。

さらには、Ｎ×Ｎ ＭＩＭＯ伝送時には、割り当てられたＮ本の各アンテナに割り当てられたＭ本の伝搬路推定用サブキャリアにおいても直交関係となる。つまり、伝搬路推定用サブキャリアが図５のように２本のアンテナに交互に割り当てられている２×２ＭＩＭＯ伝送の場合、例えばセクター＃１では、パターン１の位相回転が施されており、隣接するセクターではパターン２の位相回転が施されているとすると、セクター＃１の１番目のアンテナに割り当てられた４本の伝搬路推定用サブキャリアに施される位相回転は、（ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０）であるのに対し、隣接するセクター＃２の１番目のアンテナに割り当てられた４本の伝搬路推定用サブキャリアに施される位相回転は、（ｅ^ｊ０，ｅ^{−ｊπ／２}，ｅ^ｊπ，ｅ^ｊπ／２）であり、この２つは直交関係にあることがわかる。同様に、２番目のアンテナ同士についても、（ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０，ｅ^ｊ０）と（ｅ^{ｊ３π／４}，ｅ^ｊπ／４，ｅ^{−ｊπ／４}，ｅ^{−ｊ３π／４}）であり、直交関係にある。

以上のような条件でのパイロット信号の割り当てと、位相回転を設定することにより、移動局がＭＩＭＯ伝送を行いつつ、セクター境界付近に移動した際に２つのセクターからソフトコンバイン送受信を行うことが出来る。また、セクターで使用する符号が直交関係にあることから、隣接セクターからの干渉波を除去し、目的のセクターからの受信電力を正確に測定することができる。詳細は後述する。

次に、本実施形態における送信機である基地局および受信機である移動局の装置構成を示す。
図６は、本実施形態の基地局の物理レイヤおよびＭＡＣ（Media Access Control）サブレイヤの構成の概略を示すブロック図である。
図６には、論理チャネルと物理チャネルのマッピング、移動局の送信方法の判定、スケジューリング処理、物理層部２０ａ〜２０ｆの制御を行い、上位層から入力されたデータを物理層部２０ａ〜２０ｆへ出力する一方、物理層部２０ａ〜２０ｆから入力されたデータを上位層へ出力するＭＡＣ（Media Access Control）部１０、ＭＡＣ部１０より入力された伝送データの無線送信信号への変換および、アンテナ部２４ａ〜２４ｆで受信した無線受信信号の伝送データへの変換をＭＡＣ部１０からの制御情報に基づき行う物理層部２０ａ〜２０ｆの構成を示している。なお、図６には、物理層部２０ａ、２０ｃ、２０ｅの構成を詳細に示すが、物理層部２０ｂ、２０ｄ、２０ｆの構成は、同様であるので詳細には示していない。

ＭＡＣ部１０は、移動局から通知される受信環境情報（受信品質情報）と伝搬路状況の情報に基づき送信方式を判定する判定部１１と、基地局と通信を行う各移動局が、どの割り当てブロックを用いて通信を行うかを決定するスケジューラ１２と、スケジューラ１２より通知される各ブロックの割り当て情報を基に各ブロックのサブキャリア割り当て情報を用いて送信回路部２２ａ〜２２ｆを制御する送信回路制御部１３とを備える。
また物理層部２０ａ〜２０ｆは、送信回路制御部１３の制御によりＭＡＣ部１０より通知されるデータに対して変調を行い、アナログ回路部２３ａ〜２３ｆに入力する送信回路部２２ａ〜２２ｆと、アナログ回路部２３ａ〜２３ｆからの出力を復調し、ＭＡＣ部１０に入力する受信回路部２１ａ〜２１ｆと、送信回路部２２ａ〜２２ｆから入力される送信信号を無線周波数に変換し、アンテナ部より受信された受信信号を受信回路部２１ａ〜２１ｆで処理できる周波数帯に変換するアナログ回路部２３ａ〜２３ｆと、アナログ回路部２３ａ〜２３ｆより入力された送信信号を無線空間に送信し、無線空間中の信号を受信するアンテナ部２４ａ〜２４ｆからなるものとする。

物理層部２０ａ〜２０ｆはアンテナ部毎に構成され、本実施形態の３セクターで２×２ＭＩＭＯ伝送を行なう場合には、計６個のブロックで構成される。各物理層部２４ａ〜２４ｆにはＭＡＣ部１０から異なるデータが入力され移動局の受信環境に応じた信号処理が施されアンテナ部２４ａ〜２４ｆから送信されるが、後述するソフトコンバイン送信、すなわち、複数のセルから同時に同一ブロックを使用し移動局に良好な受信環境で受信を可能とする送受信方法を用いる場合には複数の物理層部２０ａ〜２０ｆに同一のデータが入力される。また、このソフトコンバイン送信を行うかは、移動局から通知される受信環境情報を基にＭＡＣ部１０の判定部１１にて判断される。

続いて、図７に基地局の送信回路部２２ａ〜２２ｆの概略構成図を示す。これらの送信回路部２２ａ〜２２ｆは、前述したセクター固有の位相回転を施すため時間領域のデータ信号に一定の遅延量で循環遅延を与えることにより、前述の各サブキャリアのデータ信号に隣接するサブキャリアと一定の位相差を持つ位相回転をそれぞれ施す（図４参照）のと同様の効果を得る。

図７に示すように、送信回路部２２ａ〜２２ｆは、ブロック毎の信号処理を行う信号処理部５０ａ、５０ｂと、パイロット信号を生成するパイロット生成部６６と、信号処理部５０ａ、５０ｂの出力およびパイロット信号を各サブキャリアに割り当てる割り当て部６０、割り当て部６０からの周波数領域のデータ信号列を時間波形に変換するＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部６１と、ＩＦＦＴ部６１の出力を並列直列変換するＰ／Ｓ（Parallel Serial）変換部６２と、Ｐ／Ｓ変換部６２の出力に対してセクター固有の循環遅延Ｔを施す時間シフト部６３、時間シフト部６３の出力にガードインターバルを付加するＧＩ（ガードインターバル）付加部６４と、ＧＩ付加部６４の出力信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部６５からなる。ただし、図４に示したパターン１をセクター固有パターンとして使用する場合には、位相回転は０であることから時間シフト部６３を省略することが可能である。Ｄ／Ａ変換部６５の出力は無線周波数への周波数変換を行うアナログ回路部２３ａ〜２３ｆ（図６参照）を通り、アンテナ部２４ａ〜２４ｆ（図６参照）へと出力され、無線信号として送信される。

信号処理部５０ａは、送信データの誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部５１ａと、誤り訂正符号化部出力を直列並列変換するＳ／Ｐ（Serial Parallel）変換部５２ａと、Ｓ／Ｐ変換部５２ａの出力に対し、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）などの変調処理を行う変調部５３ａを備える。
信号処理部５０ａ、５０ｂの出力は、送信回路制御部１３（図６参照）より通知されるサブキャリア割り当て情報に基づき適切なサブキャリアに割り当てる割り当て部６０において、適切なサブキャリアに割り当てられた後、ＩＦＦＴ部６１に出力される。
信号処理部５０ａ、５０ｂは、通常、周波数領域のブロック数と同数で構成されるが、シリアル処理を行うことで代用することも可能である。

パイロット生成部６６が生成したパイロット信号は、ＳＩＳＯ（Single-Input Single-Output：単一入出力）伝送を行っているか、ＭＩＭＯ伝送を行っているかで割り当て部６０における割り当て方が異なる。まず、ＳＩＳＯ伝送を行っている場合を説明する。ＳＩＳＯ伝送を行っている場合は、例えば、セクター＃１の場合であれば、セクター＃１に送信する物理層部２０ａ、２０ｂのうちの一つ（例えば、物理層部２０ａ）のみが、ＭＡＣ部１０より情報データを受け取り、これを送信する。このとき、物理層部２０ａの割り当て部６０は、物理層部２０ａのパイロット生成部６６が生成したパイロット信号を、全てのサブキャリアに割り当てて、ＩＦＦＴ部６１に出力する。

これに対し、ＭＩＭＯ伝送を行っている場合は、例えば、セクター＃１の場合であれば、セクター＃１に送信する物理層部２０ａと２０ｂ両方が、ＭＡＣ部１０より情報データを受け取り、これを送信する。このとき、物理層部２０ａのパイロット生成部６６が生成したパイロット信号は、物理層部２０ａの割り当て部６０により、例えば、奇数番目のサブキャリアに割り当てられ、物理層部２０ｂのパイロット生成部６６が生成したパイロット信号は、物理層部２０ｂの割り当て部６０により、偶数番目のサブキャリアに割り当てられるというように、ＭＩＭＯ伝送時は、各割り当て部６０は、同じセクターに対しては、複数のアンテナ部で、同時に同じサブキャリアでパイロット信号を送らないようにパイロット信号を割り当てる。ここでは、ＭＩＭＯ伝送時におけるパイロット信号の割り当て方として、各割り当て部６０は、図５のように、２本のアンテナで、交互にサブキャリアに対してパイロット信号を割り当てた伝搬路推定用サブキャリアを配置し、ＩＦＦＴ部６１に出力する。

図９は時間シフト部６３で施される位相回転の方法を示した概念図である。本実施の形態においての位相回転パターンはパターン１からパターン４の４系列あり、パターン１から順に隣接するサブキャリアとの位相差φが０、３π／４、π／２、π／４となるようになっている。すなわち、時間シフト部６３は、実効シンボル区間の長さを基準として、パターン１では０実効シンボル区間、パターン２では３／８実効シンボル区間、パターン３では１／４実効シンボル区間、パターン４では１／８実効シンボル区間の循環遅延を、全てのサブキャリアに対して施している。これはサンプリング数ではそれぞれ、３８４サンプル、２５６サンプル、１２８サンプルに相当する（本実施の形態のＦＦＴポイント数が１０２４のため）。

各時間シフト部６３は、隣接するセクター間では、同じパターンにならないように、同じセクター内では、一つのパターンになるように、上記のパターン１から４のうちの、いずれかのパターンで、循環遅延を施すように、設定しておく。
このようにして、割り当て部６０におけるパイロット信号のサブキャリアの割り当て方と、時間シフト部６３における循環遅延の与え方を、ＳＩＳＯ伝送のときは、図４のように、ＭＩＭＯ伝送のときは、図５のようにして、隣接するセクターが双方ＳＩＳＯ伝送を行っていても、双方ＭＩＭＯ伝送を行っていても、各アンテナから送信する伝搬路推定用サブキャリア同士は、ＳＩＳＯ伝送のときは８個の組で、ＭＩＭＯ伝送のときは４個の組で、直交の関係にしておく。これにより、移動局では、後述するように、隣接するセクターを併せた合成波の伝搬路推定を行うことも、各セクターを分離した伝搬路推定を行うことも、精度良くできる。従って、あるセクターで、ＭＩＭＯ伝送をしていた移動局は、隣接するセクターとの境界付近にきたときには、ＭＩＭＯ伝送しつつソフトコンバイニングを行い、隣接するセクターへそのまま移動したときには、該セクターでのＭＩＭＯ伝送に移行することができる。

図８は、本実施形態における受信機である移動局の概略構成を示すブロック図である。
図８に示すように、移動局は、無線信号を送受信するアンテナ部７０と、アンテナ部７０で受信された無線信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換し、Ａ／Ｄ変換部７２に信号を入力するアナログ受信回路部７１と、入力された信号をデジタル信号に変換し、ＧＩ（ガードインターバル）除去部７３に信号を入力するＡ／Ｄ変換部７２と、信号からガードインターバルを除去し、信号をＳ／Ｐ変換部７４に入力するＧＩ除去部７３と、入力された信号を直列のデータから並列データに変換するＳ／Ｐ変換部７４と、ＦＦＴ処理を施すＦＦＴ部７５と、ＦＦＴ処理されたサブキャリアから伝搬路推定用サブキャリアを抽出し、所望のセクターで使用している位相回転パターンを符号化したセクター固有符号の複素共役を乗算して各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する乗算部８０と、前記所望のセクター固有符号を記憶（または生成する）しておく符号記憶部７９と、乗算部８０の算出した伝搬路推定値を逆拡散して所望のセクターの伝搬路推定値を算出する逆拡散部８１、逆拡散部８１の算出した所望のセクターの伝搬路推定値から受信電力を算出する電力算出部８２と、逆拡散部８１の算出した所望のセクターの伝搬路推定値と乗算部８０の算出した各セクターを分離していない合成波の伝搬路推定値の２種類の伝搬路推定値からどちらかを、ＭＡＣ部（図示せず）からの制御情報に基づき選択する選択部８３と、伝搬路推定、伝搬路補償を行うサブキャリア補償部７６と、各サブキャリアの復調が行われ、データ復号部へ信号を出力する復調部７７と、各信号を復号し、ＭＡＣ部へ信号を出力する誤り訂正復号化部７８を備える。

アンテナ部７０で受信された信号はアナログ受信回路部７１、Ａ／Ｄ変換部７２、ＧＩ除去部７３、Ｓ／Ｐ変換部７４、ＦＦＴ部７５を通して時間領域の信号からサブキャリア毎のデジタル信号に変換される。乗算部８０ではサブキャリア毎の信号の中から、伝搬路推定用サブキャリアを抽出し、所定の符号が乗算される。前記符号は符号記憶部７９に記憶された（もしくは生成された）復調したいセクター固有の位相回転パターンを符号系列として示した符号の複素共役である符合が使用される。例えば、パターン２のセクター固有位相回転パターンを使用しているセクターからの信号を処理する場合では、（ｅ^ｊ０，ｅ^{ｊ３π／４}，ｅ^{−ｊπ／２}，ｅ^ｊπ／４，ｅ^ｊπ，ｅ^{−ｊπ／４}，ｅ^ｊπ／２，ｅ^{−ｊ３π／４}）の複素共役である（ｅ^ｊ０，ｅ^{−ｊ３π／４}，ｅ^ｊπ／２，ｅ^{−ｊπ／４}，ｅ^ｊπ，ｅ^ｊπ／４，ｅ^{−ｊπ／２}，ｅ^{ｊ３π／４}）を符号記憶部７９は出力し、該出力を乗算部８０において、伝搬路推定用サブキャリアに乗算する。また、２つのセクターからのソフトコンバイン送信された信号を受信する場合においては、各セクターからの信号は同じ符号が２種類の伝搬路により別々の遅延を生じたのと同じ関係にあるため、２つのセクターで使用されているどちらかの符号を符号記憶部７９は出力し、該出力を乗算部８０において乗算することで、２つのセクターからの合成波の伝搬路を推定することが可能である。乗算部８０で伝搬路推定用サブキャリアに符号の複素共役を乗算して算出した伝搬路推定値は選択部８３と逆拡散部８１に入力される。

逆拡散部８１では、乗算部８０が算出した伝搬路推定値を逆拡散することにより隣接するセクターからの直交する干渉信号を抑制した所望のセクターの伝搬路推定値を算出することができる。逆拡散部８１における逆拡散処理による所望のセクターの伝搬路推定値の算出を以下に、説明する。図１０、図１１に本実施の形態における逆拡散部８１の逆拡散処理の手順フローを示す。図１０は、共有データチャネルの復調のための伝搬路推定を行う以前に、基地局からの送信形式（ＳＩＳＯ伝送またはＭＩＭＯ伝送などで使用される送信アンテナ数）の情報が移動局に通知されるシステムにおけるフローであり、図１１は伝搬路推定値により基地局からの送信形式を移動局が判断するシステムにおけるフローである。図１０と図１１のどちらの手順もブロック単位で実行され、位相回転パターンの繰り返し周期である８サブキャリア毎に逆拡散処理が行われて、伝搬路推定値が算出される。

図１０では共有データチャネル復調のための伝搬路推定を行う前に基地局の送信形式が移動局に伝えられる。送信形式情報は事前に復調されたデータにより移動局に通知され、受信回路を制御するＭＡＣ部より逆拡散部８１へ情報が伝えられる。送信形式が判定されたサブキャリアはＭＩＭＯ用伝搬路推定フローとＳＩＳＯ用伝搬路推定フローに別れ（Ｓａ１）、それぞれの送信形式に対応したフローで伝搬路推定値が算出される。ＭＩＭＯ用フローにおいては８サブキャリアずつ伝搬路推定用サブキャリアが選択され（Ｓａ２）、その中から同一のアンテナで送信された１サブキャリアおきの４サブキャリアを組として処理する。前記４サブキャリアは積分され（Ｓａ３）、１／４されることで８サブキャリア帯域内の平均伝搬路推定値が算出される（Ｓａ４）。これらのステップでは、もう一方のアンテナに関しても同様に処理され、８サブキャリア内の２つのアンテナに対応した伝搬路推定値が算出される。以上のステップＳａ２からＳａ４の処理をブロック内の全ての伝搬路推定用サブキャリアに対して行うまで、繰り返す（Ｓａ５）。算出された２本の各アンテナに対応した伝搬路推定値は、電力算出部８２および選択部８３に出力される（Ｓａ６）。

一方、ＳＩＳＯ用フローにおいては８サブキャリアが選択され（Ｓａ７）、８サブキャリア全てを積分し（Ｓａ８）、１／８されることにより８サブキャリア帯域内の平均伝搬路推定値が算出される（Ｓａ９）。これらのステップＳａ７からＳａ９に関しても同様にブロック内の全てのサブキャリアに対して処理するまで、繰り返す（Ｓａ１０）。算出された８サブキャリア毎の平均の伝搬路推定値は、電力算出部８２および選択部８３に出力される（Ｓａ１１）。

図１１に示す、移動局が送信形式を判断する方法では、算出した４サブキャリア毎の伝搬路推定値を基に基地局の送信形式を判断し、８サブキャリア帯域内の平均伝搬路推定値を算出する。初めに、ブロック内の伝搬路推定用サブキャリアから８サブキャリアずつ選択し（Ｓｂ１）、次に選択した８サブキャリアの中から送信アンテナが異なる可能性がある１サブキャリアおきの４サブキャリアを積分する（Ｓｂ２）。その後、積分した４サブキャリアを１／４することにより、平均伝搬路推定値を算出する（Ｓｂ３）。さらに、もう一方の組に関しても同様に処理する。以上のステップＳｂ１からＳｂ３をブロック内の全ての伝搬路推定用サブキャリアに関して行うまで、繰り返す（Ｓｂ４）。次に、送信形式の判断を行うが（Ｓｂ５）、この判断は前述の８サブキャリアの中の４サブキャリア毎の伝搬路がもう一方の組の伝搬路と同一であるかないかにより判断できる。例えば、それぞれの伝搬路推定値の相関を求めることにより判断可能であり、伝搬路が同一である場合には相関値が高くなり、ＳＩＳＯ伝送であると判断でき、一方、伝搬路が異なる場合には相関値が低くなり、ＭＩＭＯ伝送であると判断する。すなわち、４サブキャリア毎の伝搬路推定値が同一のアンテナからの送信信号かどうかの判定を行う。以上の判断により、図１０と同様にＭＩＭＯ伝送とＳＩＳＯ伝送でそれぞれの送信方法に対応したフローにより処理が行われる。ＭＩＭＯ伝送と判断された場合では前述の判断で使用した８サブキャリアずつ処理された２つの平均伝搬路推定値をそれぞれのアンテナの８サブキャリア帯域内の平均伝搬路推定値として、電力算出部８２および選択部８３に出力する（Ｓｂ６）。ＳＩＳＯ伝送と判断された場合には、前述の判断で使用した８サブキャリアずつ処理された２つの伝搬路推定値を加算し（Ｓｂ７）、１／２することにより８サブキャリア帯域内の平均伝搬路推定値として（Ｓｂ８）、電力算出部８２および選択部８３に出力する（Ｓｂ９）。

電力算出部８２では、逆拡散部８１から受けた平均伝搬路推定値の２乗平均値を算出し、受信信号の電力の算出が行われる。本実施の形態における位相回転パターンは同一セル内のセクター間において互いに直交関係であるため、逆拡散を施すことにより伝搬路推定用サブキャリアの干渉信号となる同一セルにおける隣接セクターからの信号を消去することが出来る。よって、所望のセクターから送信された信号の受信電力を算出することが可能になる。また、送信アンテナが複数本ある場合（伝搬路推定値が複数アンテナ分入力された場合）には、それぞれのアンテナからの受信電力を算出できる。受信電力の算出においては、前記共通パイロットチャネルを使用する。これは、共通パイロットチャネルがどのような伝搬路環境においても常に一定のサブキャリアに対して割り当てられるチャネルであり、逆拡散を施した場合に隣接セクターの直交したサブキャリアの影響をなくすことができることによる。

通信を行っていない隣接セクターからの受信電力の測定を行いたい場合には、符号記憶部７９より測定を行いたいセクター固有の位相回転パターンを符号化した符号系列の複素共役の符号を乗算部８０に入力し、抽出されたパイロット信号に乗算する。符号が乗算されたパイロット信号は逆拡散部８１に入力され前述の方法と同様に２乗平均により電力の算出が行われる。隣接セクターの電力測定時には、逆拡散部８１は、測定ブロックの送信アンテナ本数によらず最大アンテナ数で送信していると仮定して伝搬路推定値を算出し、電力算出部８２は、逆拡散部８１の算出結果の伝搬路推定値を用いて、所望のアンテナ数を使用した場合の受信電力に変換する。すなわち、逆拡散部８１は、被測定ブロックが送信アンテナを１本使用している場合においても、２本の送信アンテナを使用した配置として逆拡散するサブキャリアを選択する。

以下に最大２アンテナのシステム（２×２ＭＩＭＯ）時の隣接セクター電力算出方法を示す。図１１では本実施の形態である３セクターに対応した３つの乗算部８０、逆拡散部８１を備えているが、このような構成に限らず、符号記憶部７９の出力する符号を繰り返し替えて連続処理することによっても代用できる。また、これら隣接セクターの電力測定用の乗算部８０と逆拡散部８１は測定時にＭＡＣ部より制御信号により制御される。

ＭＩＭＯ伝送時の全アンテナ合計の電力算出方法は上記した方法と同様にアンテナ毎に入力されたパイロット信号の２乗平均を算出し、全てのアンテナの和を取ることにより全アンテナ合計の電力を算出できる。隣接するセクターの電力算出では隣接セクターの送信形式（ＳＩＳＯ、ＭＩＭＯなど）によらず通信に使用可能な最大アンテナ数を使用した送信方式と同様の通信方式を適用していると仮定して、電力を算出する。すなわち、本実施の形態において通信中のセクターからの送信信号の受信電力を測定する場合には、逆拡散部８１は、２×２ＭＩＭＯ伝送においては、８サブキャリアの中から１サブキャリアおきに４サブキャリアを組として逆拡散を施して伝搬路推定値を導出する。また、隣接するセクターからの送信信号を測定する場合においても、逆拡散部８１は、送信形式によらず最大アンテナ数である２×２ＭＩＭＯ伝送のアンテナ毎の伝搬路推定用サブキャリア配置に対応する位置の４サブキャリアを組みとした逆拡散を施して、電力算出部８２に入力することにより電力を算出する。一方、隣接セクターにてＳＩＳＯ伝送を行いたい場合には、逆拡散部８１は、隣接セクターの測定ブロックを、前述したように最大アンテナ数（本実施形態では２本）に対応した伝搬路推定用サブキャリア配置のアンテナ毎のサブキャリアを組みとして逆拡散を施し、伝搬路推定値を算出する。その後、電力算出部８２は、各アンテナの伝搬路推定値の２乗平均を算出し、さらに全アンテナの平均をとることによりＳＩＳＯ伝送時の受信電力を算出する。
ただし、ＳＩＳＯ伝送とＭＩＭＯ伝送を切り替えて使用できるシステムにおいてＭＩＭＯ伝送時の特定のアンテナがＳＩＳＯ伝送で使用されることが規定されているシステムにおいては、全アンテナの平均を取らずにＳＩＳＯ伝送で使用される所定のアンテナの２乗平均の値を使用し受信電力とする。

選択部８３では、電力算出部８２の電力測定結果や基地局からの制御情報を基に、逆拡散部８１が出力した逆拡散を施した伝搬路推定値と、乗算部８０が出力した逆拡散を施していない伝搬路推定値のどちらかを選択して、サブキャリア補償部７６に出力する。図１２に選択部８３が伝搬路推定値を選択する手順のフローを示す。選択部８３は第１にＭＡＣ部から通知される制御情報によりソフトコンバイン通信中かの判断を行う（Ｓｃ１）。
移動局は基地局からソフトコンバイン通信を行うことを許可された場合に通知される制御情報を受信し、ＭＡＣ部でその制御情報に基づき選択部８３の制御を行う。ソフトコンバイン通信中である場合には、拡散を行っていない伝搬路推定値が選択される（Ｓｃ５）。

ソフトコンバイン通信中でない場合には、電力算出部８２が算出した現在通信中のセクターからの信号の受信電力と隣接セクターからの信号の受信電力との差に基づき、選択部８３は、伝搬路推定値の選択を行なう（Ｓｃ２）。現在通信中のセクターからの受信電力と隣接セクターからの受信電力との差が設定された閾値（ＰＴＨ１）以上の場合には、乗算部８０の出力した逆拡散を施していない伝搬路推定値を選択する（Ｓｃ５）。閾値（ＰＴＨ１）以上でないときは、さらに、通信中のセクターの伝搬損により伝搬路推定値の選択を行なう（Ｓｃ２）。伝搬損が閾値（ＰＴＨ２）以下の場合には、乗算部８０の出力した逆拡散を施していない伝搬路推定値が選択され（Ｓｃ５）、伝搬損が閾値（ＰＴＨ２）を越えている場合は、逆拡散部８１が出力した逆拡散を施した伝搬路推定値が選択される（Ｓｃ４）。以上のような判定により、隣接セクターあるいは隣接セルからの干渉信号による移動局の通信環境の劣化がおこらないような無線通信を行うことができる。

本実施形態では基地局からの送信電力を一定とする。しかしながら、基地局からの送信電力が一定でない場合には送信電力情報を得ることにより受信電力との差を取ることで、伝搬損を算出し、該伝搬損を選択部８３における判断の基準に使うことが望ましい。すなわち、上記した受信電力の判定は通信中のセクターからの距離と隣接セクターとの距離を判定することと同意であり、移動局がセクター中央付近に位置するか、又はセクターとセクターの境界付近に位置するかを判定することが出来る。判定は移動局の受信性能などを考慮した閾値（ＰＴＨ２）を設定することにより行う。また、以上の判定には受信電力を用いたが、パイロット信号を使用してＳＩＮＲ（もしくはＳＩＲ）を測定し、それを判定に使用することも可能である。

ＭＩＭＯ伝送中の選択部の動作も同様に、セクター間の電力および伝搬損を比較し選択方法を決定する。上記した閾値ＰＴＨ１およびＰＴＨ２は、それぞれＰＴＨ１’、ＰＴＨ２’と異なる値として設定されるが、これらはかならずしもＭＩＭＯ伝送時と通常伝送時で異なる値を使用する必要は無い。

選択部８３は以上のような判定により伝搬路推定値を判定し、サブキャリア補償部７６に入力する。サブキャリア補償部７６は伝搬路推定値によりパイロットシンボル以外の信号に対し伝搬路補償を行い、復調部７７にデータを入力する。復調部７７および誤り訂正符号化部で７８、それぞれ復調、誤り訂正複号を行うことにより、送信されたデータの再生を行うことができる。

以上の移動局により、ソフトコンバイン通信であるかないかに関わらず、簡易な構成で高精度な伝搬路推定を行うことが可能となり、さらに循環遅延送信ダイバーシチを行う場合には所望のパス・ダイバーシチ効果を得ることができる。

次に移動局がセクター境界付近に近付き、ソフトコンバイン通信を開始する判断を図１３、図１４に示したフローを参照しつつ詳述する。図１３および図１４はそれぞれ移動局主導で判断を行うフローと基地局主導で判断を行うフローを示している。
移動局では、通常、接続先であるセクターからの受信電力と、定期的に近くにある別のセクターからの受信電力（もしくはＳＩＮＲなどの受信品質）を監視している。これらの測定結果は、上り方向無線通信を通じて基地局に報告される。以下ではこれらの測定結果を基に移動局でソフトコンバイン無線通信に切り替える方法と基地局の判断でソフトコンバイン無線通信に切り替える方法を示したものである。

図１３のソフトコンバイン通信を開始する判断を移動局主導で行う場合のフローでは最初に移動局がソフトコンバイン送信を適用した通信に切り替えるかどうかの判定を行う（Ｓｄ１）。判定はＭＡＣ部で行い、例えば前述の電力算出部８２で算出した値を比較し、その結果、セクター間の受信電力差が５ｄＢ以内となる時間が一定フレームにわたって続いた場合にソフトコンバイン通信に切り替える判断とする方法や、１フレーム区間で電力差が２ｄＢ以内になった場合にソフトコンバイン通信を行うと判断する方法などが考えられる。ソフトコンバイン通信に切り替えると判断した場合、移動局は基地局に対し切り替え要求を送信する（Ｓｄ２）。送信は上りリンク無線通信を通じて行う。基地局からの切り替え要求承認の応答が下り無線通信で通知されると（Ｓｄ３）、その後ソフトコンバイン通信が可能になるため、移動局はソフトコンバイン受信動作で下り方向無線通信のデータを受信する（Ｓｄ４）。上述した判断でソフトコンバイン通信を適用しないと判断した場合と、基地局へのソフトコンバイン通信の要求が拒否された場合もしくは承認の情報が送信されてこない場合には通常通信で下り方向無線通信を続ける（Ｓｄ５）。

図１４のソフトコンバイン通信を開始する判断を基地局主導で行う場合のフローでは最初に基地局によりソフトコンバイン送信を適用した通信に切り替えるかどうかの判定を行う（Ｓｅ１）。判定は前述の図１３の場合と同様に判断できるが、この判断を移動局からの情報を基に基地局で行う。ソフトコンバイン通信に切り替えると判断した場合、基地局は移動局に対し切り替えを通知する（Ｓｅ２）。送信は下りリンク無線通信を通じて行う。移動局からの切り替え了解の応答が上り無線通信で送信され基地局で受信されると（Ｓｅ３）、その後ソフトコンバイン通信が可能になるため、基地局はソフトコンバイン送信動作で下り方向無線通信のデータの送信を開始する（Ｓｅ４）。上述した判断でソフトコンバイン通信を適用しないと判断した場合と、移動局からのソフトコンバイン通信の承認の応答が送信されてこない場合には通常通信で下り方向無線通信を続ける（Ｓｅ５）。

次に移動局がセクター境界付近から遠ざかり、ソフトコンバイン通信を終了する判断を図１５、図１６に示したフローを参照しつつ詳述する。図１５および図１６はそれぞれ移動局主導で判断を行うフローと基地局主導で判断を行うフローを示している。
図１５移動局主導のフローでは最初に移動局がソフトコンバイン通信を終了し通常送信を適用した通信に切り替えるかどうかの判定を行う（Ｓｆ１）。判定は前述のソフトコンバイン通信を適用する場合と逆に例えば電力算出部８２で測定した値を比較し、その結果、セクター間の受信電力差が５ｄＢ以上となる時間が一定フレームにわたって続いた場合に通常通信に切り替える判断とする方法や、１フレーム区間で電力差が２ｄＢ以上になった場合に通常通信を行うと判断する方法などが考えられる。通常通信に切り替えると判断した場合、移動局は基地局に対し切り替え要求を送信する（Ｓｆ２）。要求の際には、複数のセクターが使用している位相回転パターンからどのパターンを使用するかも合わせて通知するか、ソフトコンバイン通信中に最大受信電力となるセクターが変更になった時点でソフトコンバイン通信終了後に使用する位相回転パターンを要求しておく。パターンの選択は上記判定の受信電力が高いセクターが選択される。送信は上りリンク無線通信を通じて行う。基地局からの切り替え要求承認の応答が下り無線通信で通知されると（Ｓｆ３）、その後通常通信が可能になるため、移動局は通常受信動作で下り方向無線通信のデータを受信する（Ｓｆ４）。上述した判断で通常通信を適用しないと判断した場合と、基地局への通常通信の要求が拒否された場合もしくは承認の情報が送信されてこない場合にはソフトコンバイン通信で下り方向無線通信を続ける（Ｓｆ５）。

図１６の基地局主導のフローでは最初に基地局によりソフトコンバイン送信を終了し、通常通信に切り替えるかどうかの判定を行う（Ｓｇ１）。判定は前述の図１５の場合と同様に判断でき、この判断を基地局で行う。通常通信に切り替えると判断した場合、基地局は移動局に対し切り替えを通知する（Ｓｇ２）。通知の際には、複数のセクターが使用している位相回転パターンからどのパターンを使用するかも合わせて通知するか、ソフトコンバイン通信中に最大受信電力となるセクターが変更になった時点でソフトコンバイン通信終了後に使用する位相回転パターンを通知しておく。パターンの選択は上記判定の受信電力が高いセクターが選択される。送信は下りリンク無線通信を通じて行う。移動局からの切り替え了解の応答が上り無線通信で送信され基地局で受信されると（Ｓｇ３）、その後通常通信が可能になるため、基地局は通常送信動作で下り方向無線通信のデータの送信を開始する（Ｓｇ４）。上述した判断で通常通信を適用しないと判断した場合と、移動局からの通常通信の承認の応答が送信されてこない場合には通常通信で下り方向無線通信を続ける（Ｓｇ５）。

以上のソフトコンバイン通信と通常通信の切り替えフローは基地局と移動局との無線通信におけるアンテナ数（ＳＩＳＯ通信か、ＭＩＭＯ通信か）に依存せず、同一の手順で行う。

［第２の実施形態］
次に第２の実施の形態について説明する。第２の実施形態では第１の実施の形態と同様の効果を得るための送信機である基地局の別の実施形態に関して説明する。
第２の実施の形態においても第１の実施の形態で使用した通信方式およびパラメータを使用することが出来、基地局と移動局間の制御情報の送受および判断は同様である。ただし、基地局の構成に関して異なる実施方法である。
本実施形態においても、基地局の全体構成は、第１の実施形態と同様に図６に示す構成であるが、送信回路部２２ａ〜２２ｆの構成が、第１の実施形態とは異なる。本実施形態における送信回路部２２ａ〜２２ｆの概略構成を図１７に示す。第１の実施形態との相違は各セクター間で固有に設定されるサブキャリア間の位相回転差の生成方法である。すなわち、セクター間で異なった遅延を信号に与えるための回路構成が第１の実施形態と異なる。

本実施形態における送信回路部は、周波数領域のデータ信号に特定の符号を乗算することにより前述したセクター固有の位相回転を施し、第１の実施形態において、時間シフト部６３（図７）にて行っていた、各サブキャリアのデータ信号に隣接するサブキャリアと一定の位相差を持つ位相回転を施すことと同様の効果を得ることが可能になる。
図１７に示したように、本実施形態における送信回路部は、ブロック毎の信号処理を行う信号処理部５０ａ、５０ｂと、パイロット信号を生成するパイロット生成部６６と、信号処理部５０ａ、５０ｂの出力およびパイロット信号を各サブキャリアに割り当てる割り当て部６０、割り当て部６０からの周波数領域のデータ信号列に乗算するためのセクター固有の符合を生成または記憶しておく符号記憶部６７、符号記憶部６７から入力されたセクター固有符合を周波数領域でデータ信号列に乗算する乗算部６８、乗算部６８で符号が乗算された周波数領域のデータ信号を時間波形に変換するＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部６１と、ＩＦＦＴ部６１の出力を並列直列変換するＰ／Ｓ変換部６２と、Ｐ／Ｓ変換部６２の出力に対してガードインターバルを付加するＧＩ付加部６４と、ＧＩ付加部の出力信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部６５からなる。

セクター固有の位相回転は第１の実施形態と同様の図７に示したパターンを使用するものとする。また、フレーム構成およびブロック構成も第１の実施の形態と同様である。
ただし、図４、図５に示したパターン１をセクター固有パターンとして使用しデータ信号を送信する場合には、位相回転が０であることから符号記憶部６７で記憶される符号は全て”１”であり、符号を乗算しない場合と同じである。よって、乗算部６８および符号記憶部６７は省略可能である。

以上のように、基地局の送信回路部２２ａ〜２２ｆを構成することにより、第１の実施形態において時間シフト部６３を用いて時間領域で実現していたセクター固有の位相回転の付加を周波数領域のサブキャリアにセクター固有の位相回転を符号化した符号を乗算することにより実現することが可能になる。したがって、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

［第３の実施形態］
図１８、図１９に示した図は、図４、図５に示したセクター毎に異なる位相差でサブキャリアに施される位相回転の別の実施形態である。
図４、図５に示した位相回転パターンは８サブキャリアを繰り返しパターンとしていたが、図１９に示したパターンでは６サブキャリアを繰り返しパターンとしている。サブキャリア間の位相差は、それぞれ０、２π／３、４π／３となっており、図４と同様に、サブキャリアに対しての一般的な位相回転を示した図が図４である。２×２ ＭＩＭＯ伝送時のパイロットチャネルのサブキャリアに対する位相回転の状態を示した図が図５であり、アンテナ毎に１サブキャリアおきの３サブキャリアを組として使用する。

図１８、図１９も図４、図５と同様にそれぞれのパターンを各セクターで使用することにより、セクター間のアンテナ毎に直交したパターンを形成するので、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

［第４の実施形態］
図２０は４×４ＭＩＭＯ伝送を行う場合のアンテナ毎の伝搬路推定用サブキャリアである共通パイロットチャネルの配置の１例を示している。図２０では、ブロックの先頭のシンボル区間にアンテナ１とアンテナ２の伝搬路推定用サブキャリアを、周波数方向に交互に割り当てている。さらに、ブロックの中間のシンボル区間（８シンボル目）にアンテナ３とアンテナ４の伝搬路推定用サブキャリアを、周波数方向に交互に割り当てている。
このような伝搬路推定用サブキャリアの配置は、図４、図５および図１８、図１９に示した位相回転パターンのどちらに関しても適用可能である。２×２ＭＩＭＯの場合と同様に同一セクターでの各アンテナから送信する伝搬路推定用サブキャリアは周波数および時間領域で直交しており、さらに、セクター間では位相回転により直交関係にある。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の送信機と受信機は、携帯電話などの移動体通信システムの基地局装置と移動局装置に、適用できる。

Claims (15)

1. Ｎ本（Ｎは２または２を超える整数）のアンテナの各々に対応する送信部を備える送信機であって、
   前記Ｎ個の送信部のうち、少なくともＮ−１個の送信部は、
   全てのサブキャリアに対して、各々の前記サブキャリアに与えられる位相回転と隣接するサブキャリアに与えられる位相回転との位相差が一定値φとなる循環遅延を施す循環遅延部と、
   パイロット信号を生成するパイロット生成部と、
   ある時間枠において自送信部用のパイロット信号が割り当てられるサブキャリアの中で連続するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）のサブキャリアに前記循環遅延部によって与えられる位相回転と他の送信機から送信される該Ｍ個のサブキャリアに与えられる位相回転とが直交するようなシンボル区間であって、且つ、他の送信部がパイロット信号を割り当てるシンボル区間と同一の時間枠で且つ異なるサブキャリアを選択し、この選択したサブキャリアに前記パイロット生成部が生成したパイロット信号を割り当てる割り当て部と
   を備えることを特徴とする送信機。
2. Ｎ本（Ｎは２または２を超える整数）のアンテナ各々に対応する送信部を備える送信機であって、
   前記Ｎ個の送信部のうち、少なくともＮ−１個の送信部は、
   所定のサブキャリアに対して、該サブキャリアと隣接するサブキャリアに施される位相回転との位相差が一定値φとなる位相回転を施す位相回転部と、
   パイロット信号を生成するパイロット生成部と、
   ある時間枠において自送信部用のパイロット信号が割り当てられるサブキャリアの中で連続するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）のサブキャリアに前記位相回転部によって与えられる位相回転と他の送信機から送信される該Ｍ個のサブキャリアに与えられる位相回転とが直交するようなシンボル区間であって、且つ、他の送信部がパイロット信号を割り当てるシンボル区間と同一の時間枠で且つ異なるサブキャリアを選択し、この選択したサブキャリアに前記パイロット生成部が生成したパイロット信号を割り当てる割り当て部と
   を備えることを特徴とする送信機。
3. 複数のセクター各々に対して、Ｎ本（Ｎは２または２を超える整数）のアンテナ各々に対応する送信部を備え、
   前記割り当て部は、ある時間枠において自送信部用のパイロット信号が割り当てられるサブキャリアの中で連続するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）のサブキャリアに前記循環遅延部もしくは前記位相回転部によって与えられる位相回転と他の前記セクターに対して送信される該Ｍ個のサブキャリアに与えられる位相回転とが直交するようなシンボル区間であって、且つ、他の送信部がパイロット信号を割り当てるシンボル区間と同一の時間枠で且つ異なるサブキャリアを選択し、この選択したサブキャリアに前記パイロット生成部が生成したパイロット信号を割り当てること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信機。
4. 通信相手の受信機から通知された受信品質情報を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した受信品質情報に基づいて、前記受信機への送信を、ソフトコンバインにて実施するか否かを判定する判定部と、
   前記判定部がソフトコンバインの実施を判定したときは、少なくとも二つのセクターにおける同一のサブキャリアおよび時間帯に、前記受信機を割り当てるスケジューリング部と
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の送信機。
5. 前記アンテナの本数Ｎは、Ｎ＝２本であり、
   前記サブキャリアの総数が、Ｎ×Ｍの整数倍であり、
   各々のサブキャリアに対して、いずれかの前記割り当て部が、前記パイロット生成部が生成したパイロット信号を割り当て、
   全ての前記割り当て部が、前記パイロット生成部が生成したパイロット信号を割り当てる時間枠は同一であり、
   前記Ｍ＝４であり、
   前記位相差φは、φ＝０、３π／４、π／２、π／４のいずれかであること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信機。
6. ｅを自然対数の底、ｊを虚数単位としたとき、
   隣接するＮ×M＝２×４個毎のサブキャリアに対して、前記循環遅延部により与えられる位相回転もしくは前記位相回転部により与えられる位相回転は、（ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０）、（ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ３π／４}、ｅ^{−ｊπ／２}、ｅ^ｊπ／４、ｅ^ｊπ、ｅ^{−ｊπ／４}、ｅ^ｊπ／２、ｅ^{−ｊ３π／４}）、（ｅ^ｊ０、ｅ^ｊπ／２、ｅ^ｊπ、ｅ^{−ｊπ／２}、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊπ／２、ｅ^ｊπ、ｅ^{−ｊπ／２}）、あるいは（ｅ^ｊ０、ｅ^ｊπ／４、ｅ^ｊπ／２、ｅ^{ｊ３π／４}、ｅ^ｊπ、ｅ^{−ｊ３π／４}、ｅ^{−ｊπ／２}、ｅ^{−ｊπ／４}）のいずれかの組み合わせであること
   を特徴とする請求項５に記載の送信機。
7. 前記アンテナの本数Ｎは、Ｎ＝２本であり、
   前記サブキャリアの総数が、Ｎ×Ｍの整数倍であり、
   各々のサブキャリアに対して、いずれかの前記割り当て部が、前記パイロット生成部が生成したパイロット信号を割り当て、
   全ての前記割り当て部が、前記パイロット生成部が生成したパイロット信号を割り当てる時間枠は同一であり、
   前記Ｍ＝３であり、
   前記位相差φは、φ＝０、２π／３、４π／３のいずれかであること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信機。
8. ｅを自然対数の底、ｊを虚数単位としたとき、
   隣接するＮ×M＝２×３個毎のサブキャリアに対して、前記循環遅延部により与えられる位相回転もしくは前記位相回転部により与えられる位相回転は、（ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０、ｅ^ｊ０）、（ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ２π／３}、ｅ^{ｊ４π／３}、ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ２π／３}、ｅ^{ｊ４π／３}）、あるいは（ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ４π／３}、ｅ^{ｊ２π／３}、ｅ^ｊ０、ｅ^{ｊ４π／３}、ｅ^{ｊ２π／３}）のいずれかの組み合わせであること
   を特徴とする請求項７に記載の送信機。
9. 複数のセクター各々に対して、複数のパイロット信号各々を、それぞれ複数のアンテナのうちの一から送信し、一の前記セクターにおいて、同一の時間枠にパイロット信号を割り当てられて同一のアンテナから送信されるサブキャリアの中で隣接するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）毎のサブキャリアに与えられる位相回転と、該Ｍ個のサブキャリアと同一のサブキャリアであり且つ前記一のセクターに隣接するセクターに対して送信されるＭ個のサブキャリアに与えられる位相回転とを直交させる送信機と通信する受信機であって、
   前記送信機と前記複数のセクターのうちの一にて通信しているときに、前記一のセクターに隣接するセクターにおいて送信するアンテナ数が最大と仮定した場合に同一のアンテナから前記隣接するセクターに送信されるパイロット信号を割り当てられたサブキャリアのうち、隣接するＭ個毎のサブキャリアを一組にして、前記Ｍ個のサブキャリア各々の伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部と、
   前記伝搬路推定部が算出した一組の伝搬路推定値に逆拡散を施す逆拡散部と、
   前記逆拡散部が逆拡散を施した伝搬路推定値を用いて算出した受信電力を送信側の各アンテナからの受信電力とする電力算出部と
   を備えることを特徴とする受信機。
10. 前記電力算出部は、前記各アンテナからの受信電力に基づき、送信側のアンテナ数が最大以外であるときの前記各アンテナからの受信電力を算出すること
    を特徴とする請求項９に記載の受信機。
11. 請求項１から請求項８のいずれかの項に記載の送信機と通信する受信機であって、
    受信したパイロット信号に対して、前記送信機によりパイロット信号を割り当てられたサブキャリアに施された位相回転の複素共役を乗算する伝搬路推定部と、
    前記乗算部が算出した値を逆拡散する逆拡散部と、
    ソフトコンバイン通信時は、前記伝搬路推定部の算出結果を伝搬路推定値とし、ソフトコンバイン通信時以外は、前記逆拡散部の算出結果を伝搬路推定値とする選択部と
    を備えることを特徴とする受信機。
12. 前記伝搬路推定部は、前記乗算する位相回転の複素共役を、通信しているセクターもしくは通信している送信機において施された位相回転の複素共役として乗算した第１の算出結果と、乗算する位相回転の複素共役を、前記通信しているセクターと隣接するセクターもしくは前記通信している送信機の他の送信機において施された位相回転の複素共役として乗算した第２の算出結果を出力し、
    前記逆拡散部は、前記第１の算出結果を逆拡散した第３の算出結果と、前記第２の算出結果を逆拡散した第４の算出結果とを出力し、
    前記第３の算出結果を２乗平均することで、前記通信しているセクターもしくは通信している送信機からの受信電力を算出し、前記第４の算出結果を２乗平均することで、前記通信しているセクターと隣接するセクターもしくは前記通信している送信機の他の送信機からの受信電力を算出する電力算出部を備え、
    前記選択部は、前記ソフトコンバイン通信時以外は、前記通信しているセクターもしくは通信している送信機からの受信電力と、前記通信しているセクターと隣接するセクターもしくは前記通信している送信機の他の送信機からの受信電力との差に基づき、前記伝搬路推定部の第１の算出結果あるいは前記逆拡散部の第３算出結果のいずれかを、伝搬路推定値として選択すること
    を特徴とする請求項１１に記載の受信機。
13. 前記送信機から受信した送信電力情報と、前記電力算出部の算出した前記通信しているセクターもしくは通信している送信機からの受信電力の差をとることにより、伝搬損を算出する伝搬損算出部を備え、
    前記選択部は、前記ソフトコンバイン通信時以外は、前記通信しているセクターもしくは通信している送信機からの受信電力と、前記通信しているセクターと隣接するセクターもしくは前記通信している送信機の他の送信機からの受信電力との差に加えて、前記伝搬損に基づき、前記伝搬路推定部の第１の算出結果あるいは前記逆拡散部の第３算出結果のいずれかを、伝搬路推定値として選択することを特徴とする請求項１２に記載の受信機。
14. 複数の伝搬路推定用のサブキャリア各々を、それぞれ複数のアンテナのうちの一から送信する送信機における無線送信方法において、
    全てのサブキャリアに対して、循環遅延を施し、
    各々の前記伝搬路推定用のサブキャリアは、周波数領域および時間領域で互いに直交であり、
    同一のアンテナから送信する伝搬路推定用のサブキャリアの中で、隣接するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）毎の伝搬路推定用のサブキャリアに前記循環遅延を施すことにより与えられる位相回転は、該Ｍ個の伝搬路推定用のサブキャリアと同一のサブキャリアであり、かつ、他の送信機から送信されるＭ個のサブキャリアに与えられる位相回転と、互いに直交すること
    を特徴とする無線送信方法。
15. 複数の伝搬路推定用のサブキャリア各々を、それぞれ複数のアンテナのうちの一から送信する送信機における無線送信方法において、
    周波数方向に連続する所定のサブキャリアに対して、隣接するサブキャリアに施される位相回転との位相差が一定値φとなる位相回転を施し、
    前記伝搬路推定用のサブキャリアは、周波数領域および時間領域で互いに直交であり、
    同一のアンテナから送信する伝搬路推定用のサブキャリアの中で、隣接するＭ個（Ｍは２または２を超える整数）毎の伝搬路推定用のサブキャリアに施される前記位相回転は、該Ｍ個の伝搬路推定用のサブキャリアと同一のサブキャリアであり、かつ、他の送信機から送信されるＭ個のサブキャリアに与えられる位相回転と、互いに直交すること
    を特徴とする無線送信方法。

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