KR20060064051A - 무선 송신 장치 및 무선 송신 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 안테나를 가지고, 전파환경 등에 따라 동시에 송신하는 변조 신호의 수를 변화시키는 무선 송신 장치. 본 발명의 무선 송신 장치의 송신 전력 변경부(12)는, 변조 신호수 설정부(11)에 의해 설정된 송신 변조 신호의 수에 따라, 데이터 심볼의 합성 신호 레벨에 맞도록 파일럿 심볼의 신호 레벨을 맞춘다. 이에 의해, 수신 측에 있어서, 수신 파일럿 심볼의 동작 범위와 수신 데이터 심볼의 동작 범위가 거의 동일해지므로 파일럿 심볼의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다. 이 결과, 파일럿 심볼을 이용한 전파 전파환경 추정의 추정 정밀도, 시간 동기의 정밀도, 주파수 오프셋 추정 정밀도가 향상하므로, 데이터의 수신 품질이 향상된다.

Description

무선 송신 장치 및 무선 송신 방법{RADIO TRANSMITTING APPARATUS AND RADIO TRANSMITTING METHOD}

본 발명은, 특히 복수의 안테나를 이용하여 변조 신호를 송신하는 무선 송신 장치 및 무선 송신 방법에 관한 것이다.

종래, 예를 들면 “MIMO 채널을 이용하여 100 Mbit/s를 실현하는 광대역 이동 통신용 SDM-COFDM 방식의 제안”(전자 정보통신 학회, 신학 기보(信學技報) RCS-2001-135, 2001년 10월)에 기재되어 있는 MIMO(MultiInput Multi Output)로 불리는 전송 방법과 같이, 복수 안테나로부터 각각 다른 변조 신호를 송신하고, 수신측에서 각 안테나로부터 동시에 송신된 변조 신호를 분리하여 복조시킴으로써, 전송 정보량을 늘이는 방법이 제안되어 있다.

이 방법을 간단하게 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 2개의 안테나 (T1), (T2)로부터 각각 변조 신호 A, 변조 신호 B가 동시에 송신되고, 2개의 안테나 (R1), (R2)에 의해 변조 신호 A, B가 수신되는 경우를 고려한다. 이 경우, 수신측에서는 4개의 채널 변동 h11(t), h12(t), h21(t), h22(t)을 추정할 필요가 있다.

그 때문에 도 2에 나타내는 바와 같이, 변조 신호 A, B안에 채널 변동 h11(t), h12(t), h21(t), h22(t)을 추정하기 위한 파일럿 심볼(전파 전파(電波 傳播)환경추정용 심볼) 01, 02, 03, 04를 배치하도록 되어 있다. 여기서 동시에 송신되는 파일럿 심볼 (01), (03)로는 C의 기존 신호를, 파일럿 심볼(02)로는 -C*의 기존 신호를, 파일럿 심볼 (04)로는 C*의 기존 신호를 보낸다. 덧붙여, * 는 공역복소수를 가리킨다. 또 각 변조 신호 A, 변조 신호 B 모두 파일럿 심볼 (01), (02), (03), (04) 이외는 데이터 심볼이 배치된다.

이와 같이 종래의 복수 안테나로부터 각각 다른 변조 신호를 동시에 송신하는 무선 송신 장치에 있어서는, 각 안테나로부터 송신하는 변조 신호에 파일럿 심볼을 집어넣음으로써, 전파로 상에서 합성된 변조 신호를 수신측에서 양호하게 분리하여 복조할 수 있도록 되어 있다.

또 종래, 상술한 바와 같은 기술을 기본으로 하면서, 전파환경 등에 따라 변조 신호를 송신하는 안테나수를 변화시키는 방식이 제안되어 있다. 이것은, 예를 들면 송신 측에 4개의 안테나가 설치되어 있는 경우, 전파환경이 좋을 때에는 4개의 안테나 모두를 이용하여 4개의 다른 변조 신호를 동시 송신하는 한편, 전파환경이 나쁠 때에는 2개의 안테나만을 이용하여 2개의 다른 변조 신호를 동시 송신하는 것이다.

그렇지만, 전파환경 등에 따라 동시에 송신하는 변조 신호 수를 변화시키는 방식에서는, 송신 안테나 수(즉 송신 변조 신호 수)의 변화에 따라 수신 신호의 레벨도 변화하기 때문에, 수신장치의 아날로그-디지털 변환기에서의 양자화 오차가 커지는 경우가 있다. 이 양자화 오차는, 채널 추정의 정밀도(精度)나 정보 데이터 의 오류 비율에 큰 영향을 미치므로, 변조 신호의 수신 품질이 저하되어 버린다.

본 발명의 목적은, 전파환경 등에 따라 동시에 송신하는 변조 신호 수를 변화시키는 방식에 있어서, 파일럿 심볼이나 데이터 심볼의 양자화 오차를 저감시킴으로써 수신 품질을 향상시킬 수 있는 무선 송신 장치 및 무선 송신 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은, 동시에 변조 신호를 송신하는 안테나 수(즉 변조 신호 수)에 따라, 각 안테나로부터 송신하는 변조 신호의 송신 전력을 변경함으로써 달성된다.

도 1은, 2개의 안테나로부터 변조 신호를 송신하는 경우를 설명하는 도면；

도 2는, 변조 신호에 배치된 파일럿 심볼을 나타내는 도면；

도 3은, 본 발명의 무선 송신 장치의 기본 구성을 나타내는 블록도；

도 4는, 2개의 안테나로부터 변조 신호를 송신하는 경우를 설명하는 도면；

도 5의 (a)는, 변조 신호 A의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 5의 (b)는, 변조 신호 A와 동시에 송신되는 변조 신호 B의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 6은, 2개의 변조 신호를 동시에 송신하는 경우의 각 심볼의 신호점 배치예를 나타내는 도면；

도 7 a는, 변조 신호 A의 심볼의 신호점 배치예를 나타내는 도표；

도 7 b는, 변조 신호 A와 동시에 송신되는 변조 신호 B의 심볼의 신호점 배 치예를 나타내는 도표；

도 8은, 4개의 안테나로부터 변조 신호를 송신하는 경우를 설명하는 도면；

도 9의 (a)는, 변조 신호 A의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 9의 (b)는, 변조 신호 B의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 9의 (c)는, 변조 신호 C의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 9의 (d)는, 변조 신호 D의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 10은, 4개의 변조 신호를 동시에 송신하는 경우의 각 심볼의 신호점 배치예를 나타내는 도면；

도 11 a는, 변조 신호 A의 심볼의 신호점 배치예를 나타내는 도표；

도 11 b는, 변조 신호 B의 심볼의 신호점 배치예를 나타내는 도표；

도 11 c는, 변조 신호 C의 심볼의 신호점 배치예를 나타내는 도표；

도 11 d는, 변조 신호 D의 심볼의 신호점 배치예를 나타내는 도표；

도 12의 (a)는, 2개의 변조 신호의 데이터 심볼의 파형도；

도 12의 (b)는, 2개의 데이터 심볼의 합성 파형도；

도 12의 (c)는, 일반적인 파일럿 심볼의 파형과 2개의 데이터 심볼의 합성 파형과의 관계를 나타내는 도면；

도 12의 (d)는, 실시형태의 파일럿 심볼의 파형과 2개의 데이터 심볼의 합성 파형과의 관계를 나타내는 도면；

도 13의 (a)는, 4개의 변조 신호의 데이터 심볼의 파형도；

도 13의 (b)는, 4개의 데이터 심볼의 합성 파형도；

도 13의 (c)는, 일반적인 파일럿 심볼의 파형과 4개의 데이터 심볼의 합성 파형과의 관계를 나타내는 도면；

도 13의 (d)는, 실시형태의 파일럿 심볼의 파형과 4개의 데이터 심볼의 합성 파형과의 관계를 나타내는 도면；

도 14는, 실시형태 1의 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 도면；

도 15는, 변조부의 구성을 나타내는 도면；

도 16은, 파일럿 심볼 매핑부의 구성을 나타내는 도면；

도 17은, 실시형태 1의 무선 수신장치의 구성을 나타내는 도면；

도 18은, 무선부의 구성을 나타내는 도면；

도 19는, 실시형태 2의 송신 전력 제어를 실시하지 않고 , 송신 안테나수를 2개에서 4개로 변경한 경우의 변조 신호의 합성 신호의 변화를 나타내는 파형도；

도 20은, 실시형태 2의 송신 전력 제어를 실시하지 않고 , 송신 안테나수를 4개에서 2개로 변경한 경우의 변조 신호의 합성 신호의 변화를 나타내는 파형도；

도 21의 (a)는, 송신 안테나수가 2개인 경우의 각 변조 신호의 송신 전력을 나타내는 도면；

도 21의 (b)는, 송신 안테나수를 4개로 변경한 경우의 각 변조 신호의 송신 전력을 나타내는 도면；

도 22는, 송신 안테나수를 2개에서 4개로 변경한 경우에, 실시형태 2의 송신 전력 제어를 적용했을 때의 변조 신호의 합성 신호의 변화를 나타내는 파형도；

도 23의 (a)는, 송신 안테나수가 4개인 경우의 각 변조 신호의 송신 전력을 나타내는 도면；

도 23의 (b)는, 송신 안테나수를 2개로 변경한 경우의 각 변조 신호의 송신 전력을 나타내는 도면；

도 24는, 송신 안테나수를 4개에서 2개로 변경한 경우에, 실시형태 2의 송신 전력 제어를 적용했을 때의 변조 신호의 합성 신호 변화를 나타내는 파형도；

도 25는, 송신 안테나수의 증가에 의해 내린 송신 전력을 원래로 되돌리는 것을 나타내는 도면；

도 26은, 송신 안테나수의 감소에 의해 올린 송신 전력을 원래로 되돌리는 것을 나타내는 도면；

도 27 a는, 왜곡이 생기지 않은 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면；

도 27 b는, 왜곡이 생긴 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면；

도 28은, 실시형태 2의 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도；

도 29의 (a)는, 변조 신호 A의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 29의 (b)는, 변조 신호 B의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 29의 (c)는, 변조 신호 C의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 29의 (d)는, 변조 신호 D의 프레임 구성예를 나타내는 도면；

도 30은, 4개의 송신 안테나로 변조 신호를 4 계통 송신할 때, 합성 신호의 동작 범위와 각 변조 신호의 동작 범위의 비(比)를 4로 했을 때의 송신 파형의 예를 나타내는 파형도；

도 31은, 4개의 송신 안테나로 변조 신호를 4 계통 송신할 때, 합성 신호의 동작 범위와 각 변조 신호의 동작 범위의 비를 1로 했을 때의 송신 파형의 예를 나타내는 파형도；

도 32는, 변조 신호 A, B의 신호점 배치와 변조 신호 A, B의 합성 신호의 신호점 배치예를 나타내는 도면；

도 33은, 변조 신호 B의 신호점 배치를 위상만 ９０°회전시켰을 때의, 변조 신호 A, B의 신호점 배치와 변조 신호 A, B의 합성 신호의 신호점 배치예를 나타내는 도면；

도 34는, 변조 신호 A~D의 신호점 배치와 변조 신호 A~D의 합성 신호의 신호점 배치예를 나타내는 도면；

도 35는, 각 변조 신호 A, B, C, D를 다른 신호점 배치를 이용해서 송신하는 경우의, 변조 신호 A~D의 신호점 배치와 변조 신호 A~D의 합성 신호의 신호점 배치예를 나타내는 도면；

도 36은, 각 변조 신호 A, B, C, D를 다른 신호점 배치를 이용해서 송신하는 경우의, 변조 신호 A~D의 신호점 배치와 변조 신호 A~D의 합성 신호의 신호점 배치예를 나타내는 도면；및

도 37은, 사용하는 부반송파 수를 변경함으로써, 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 예를 나타내는 도면이다.

본 발명의 개요는, 동시에 송신하는 변조 신호의 수를 변화시킬 수 있는 무선 송신 장치에 있어서, 동시에 변조 신호를 송신하는 안테나 수(즉 변조 신호 수) 에 따라, 각 안테나로부터 송신하는 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 것이다. 즉, 도 3의 기본 구성도에 나타내는 바와 같이, 무선 송신 장치(10)는, 복수의 안테나 (T1~Tn)와, 복수의 안테나(T1~Tn)를 이용해서 송신하는 변조 신호(변조 신호 1~변조 신호 n)의 수를 설정하는 변조 신호수 설정부(11)와, 송신 변조 신호 수에 따라, 변조 신호(변조 신호 1~변조 신호 n)의 송신 전력을 변경하는 송신 전력 변경부(12)를 가진다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

(실시형태 1)

본 실시형태의 특징은, 동시에 변조 신호를 송신하는 안테나 수(즉 변조 신호 수)에 따라, 변조 신호에 포함되는 파일럿 심볼의 송신 전력을 변경하는 것이다. 이로 말미암아, 수신장치에 있어서의 파일럿 심볼의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다.

구체적으로는, 동시 송신하는 변조 신호의 수를 바꾸면, 수신 측에 있어서, 각 변조 신호에 포함되는 데이터 심볼의 합성 전력(즉 다이내믹 레인지(Dynamic range))이 변화하게 되므로, 이 합성 데이터 심볼의 다이내믹 레인지에 맞도록 파일럿 심볼의 송신 전력을 변경한다. 실제로는, 송신 변조 신호수에 따라, 데이터 심볼의 송신 전력과 파일럿 심볼의 송신 전력의 비가 변화하도록, 파일럿 심볼을 형성할 때의 신호점 배치를 변경한다.

(1) 원리

먼저, 본 실시형태의 원리에 대해 설명한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 2개의 안테나 (T1), (T2)로부터 각각 변조 신호 A, 변조 신호 B를 동시에 송신하고, 2개의 안테나 (R1), (R2)를 이용하여 변조 신호 A, B가 합성된 신호를 수신하고, 그 신호를 분리하여 복조하는 경우에 대해 설명한다.

이 경우, 수신측에서는 4개의 채널 변동 h11(t), h12(t), h21(t), h22(t)［여기서 t는 시간을 나타냄］을 추정하여 각 변조 신호를 복조할 필요가 있다. 그 때문에 변조 신호 A, B안에, 신호 검출을 위한 심볼, 주파수 오프셋 추정, 시간 동기를 위한 제어 심볼, 송신 방법 정보 심볼, 전파환경 추정 심볼 등의 파일럿 심볼을 준비할 필요가 있다.

덧붙여서, 신호 검출을 위한 심볼, 제어 심볼, 전파환경 심볼 등, 복조하는데 필요로 하는 심볼을 총칭하여 파일럿 심볼, 유니크 워드, 프리앰블 등으로 부를 수 있겠지만, 실시형태에서는, 이들을 모두 파일럿 심볼이라고 부른다. 또한 채널 변동 h11(t), h12(t), h21(t), h22(t)의 추정은, 전파환경 심볼을 이용하여 행해진다.

도 5의 (a), 도 5의 (b)에, 변조 신호 A, 변조 신호 B의 프레임 구성예를 나타낸다. 도 5의 (a), 도 5의 (b)에서는, 일례로서 변조 신호 A, B를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호로 했을 때의 시간-주파수 축에 있어서의 프레임 구성을 나타내고 있다. 도 5의 (a), 도 5의 (b) 내에서, 101은 신호 검출을 위한 심볼, 102는 주파수 오프셋 추정, 시간 동기를 위한 제어 심볼, 103은 송신 방법 정보 심볼, 104는 전파환경 추정 심볼, 105는 데이터 심볼이다. 도 6에, 도 5의 (a), 도 5의 (b)의 각 심볼의 동상(I)－직교(Q)평면에 있어서의 신호점 배치를 나타낸다. 도면 내, 201은 신호 검출용 심볼(101)의 신호점을 나타내고 있으며, （Ｉ，Ｑ） ＝（２．０，０）또는（－２．０，０）라고 한다. 202는, 제어 심볼(102), 전파환경 추정 심볼(104)의 신호점을 나타내고 있으며, （Ｉ，Ｑ）＝（１．０，１．０）또는（－１．０，－１．０）라고 한다. 203은 데이터 심볼이 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우의 신호점을 나타내고 있으며, (I, Q)=(0. 707, 0. 707) 또는 (0. 707,－0. 707) 또는 (－0. 707, 0. 707) 또는 (－0. 707,－0. 707)라고 한다.

도 7 a, 도 7 b는, 도 5의 (a), 도 5의 (b)의 프레임 구성으로 되는 변조 신호 A, 변조 신호 B의 I－Q평면에 있어서의 신호점 위치를 표로 나타낸 것이다. 여기서, 도 7 a, 도 7 b의 시간i+1 (도 5의 (a), 도 5의 (b)의 제어 심볼(102)에 상당) 에 있어서, 변조 신호 A와 변조 신호 B에서 다른 계열을 사용한 이유를 설명한다. 각 송신 안테나에서 동일한 계열을 사용하면, 수신측에서 동상(同相) 합성되었을 때에 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio:최대 전력과 평균 전력의 비)가 커져, 수신장치에 입력되는 신호의 다이내믹 레인지가 불안정하게 된다. 따라서, PAPR를 작게 하도록 다른 계열을 사용한다. 여기서, 다른 계열을 만드는 방법은, 도 7 a, 도 7 b에 나타낸 방법에 한한 것은 아니며, 요점은 PAPR을 작게 할 수 있으면 된다. 시간 i+3(도 5의 (a), 도 5의 (b)의 전파환경 추정 심볼(104)에 상당)에 대해서도 같은 이유에 의해, 다른 계열을 사용하고 있다.

다음에, 도 8에 나타내는 바와 같이, 4개의 안테나 (T1), (T2), (T3), (T4)로부터 각각 변조 신호 A, 변조 신호 B, 변조 신호 C, 변조 신호 D를 동시에 송신하고, 4개의 안테나 (R1), (R2), (R3), (R4)를 이용하여 변조 신호 A, B, C, D가 합성된 신호를 수신하고, 이러한 신호를 분리하여 복조하는 경우에 대해 설명한다.

이 경우, 수신측에서는 4×4=16개의 채널 변동 h11(t), h21(t), h31(t), h41(t),………, h44(t) 을 추정하여 복조할 필요가 있다. 그 때문에 상술한 2개 안테나의 경우와 마찬가지로, 변조 신호 A, B, C, D에, 신호 검출을 위한 심볼, 주파수 오프셋 추정, 시간 동기를 위한 제어 심볼, 송신 방법 정보 심볼, 전파환경 추정 심볼 등의 파일럿 심볼을 준비할 필요가 있다.

도 5의 (a), 도 5의 (b)와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타내는 도 9의 (a)~도 9의 (d)에, 변조 신호 A, 변조 신호 B, 변조 신호 C, 변조 신호 D의 프레임 구성을 나타낸다.

도 10에, 도 9의 (a)~도 9의 (d)의 각 심볼의 동상(I)－직교( Q)평면에 있어서의 신호점 배치를 나타낸다. 도면 내 , 401은 신호 검출을 위한 심볼(101)의 신호점을 나타내고 있으며 (I, Q) = (4. 0, 0) 또는(－4. 0, 0)라고 한다. 402는, 제어 심볼(102), 전파환경 추정 심볼(104)의 신호점을 나타내고 있으며, (I, Q) = (2. 0, 2. 0) 또는 (－2. 0,－2. 0)라고 한다. 203은 데이터 심볼이 QPSK인 경우의 신호점을 나타내고 있으며, (I, Q) = (0. 707, 0. 707) 또는 (0. 707,－0. 707) 또는 (－0. 707, 0. 707) 또는 (－0. 707,－0. 707) 라고 한다.

도 11 a~도 11 d는, 도 9의 (a)~도 9의 (d)의 프레임 구성으로 되는 변조 신 호 A, 변조 신호 B, 변조 신호 C, 변조 신호 D의 각각의 I－Q평면에 있어서의 신호점 위치를 표로 나타낸 것이다. 여기서, 도 11 a~도 11 d의 시간 i+1 (도 9의 (a)~도 9의 (d)의 제어 심볼(102)에 상당) 에 있어서, 도 11 a, 도 11 b에서 다른 계열을 사용한 이유를 설명한다. 각 송신 안테나에서 동일한 계열을 사용하면, 수신측에서 동상 합성되었을 때에 PAPR가 커져, 수신장치에 입력되는 신호의 다이내믹 레인지가 불안정하게 된다. 따라서, PAPR를 작게 하도록 다른 계열을 사용한다. 여기서, 다른 계열을 만드는 방법은, 도 11 a~도 11 d에 나타낸 방법에 한한 것은 아니고, 요점은 PAPR를 작게 할 수 있으면 된다. 시간 i+3 (도 9의 (a)~도 9의 (d)의 전파환경 추정 심볼(104)에 상당)에 대해서도 같은 이유로 다른 계열을 사용하고 있다.

도 12의 (a)~도 12의 (d)에, 도 4~도 7에 나타낸 바와 같이, 2개의 안테나 (T1), (T2)로부터 각각 변조 신호 A, B를 송신했을 때의 변조 신호의 시간 축에 있어서의 파형의 일례를 나타낸다. 도 12의 (a)는 변조 신호 A, B의 데이터 심볼의 파형을 나타내고 있다. 도 12의 (b)는 변조 신호 A와 변조 신호 B의 합성 신호의 파형이다. 도 12의 (c)와 도 12의 (d)는, 도 12의 (b)의 합성 신호에 파일럿 심볼인 변조 신호가 삽입되었을 때의 파형이다.

도 13의 (a)~도 13의 (d)에, 도 8~도 11에 나타낸 바와 같이, 4개의 안테나 (T1~T4)로부터 각각 변조 신호 A~D를 송신했을 때의 변조 신호의 시간 축에 있어서의 파형의 일례를 나타낸다. 도 13의 (a)는 변조 신호 A, B, C, D의 데이터 심볼의 파형을 나타내고 있다. 도 13의 (b)는 변조 신호 A, B, C, D의 합성 신호의 파 형이다. 도 13의 (c)와 도 13의 (d)는, 도 13의 (b)의 합성 신호에 파일럿 심볼인 변조 신호가 삽입되었을 때의 파형이다.

다음에 본 실시형태의 무선 송신 방법의 특징과 효과에 대해 차례로 설명한다.

먼저 제1의 특징은, 도 6 및 도 10에서도 분명해진 바와 같이, 각 파일럿 심볼의 최대 신호점 진폭(신호점과 원점과의 거리가 최대가 되는 진폭)을 데이터 심볼의 변조 신호의 최대 신호점 진폭보다 크게 한 것이다. 이로 말미암아, 데이터 복조 시에 대단히 중요해지는 파일럿 심볼을 정밀도(精度) 좋게 검출할 수 있게 된다. 또 이로 말미암아 수신장치에 있어서의 파일럿 심볼의 수신 레벨을 데이터 심볼의 수신 레벨에 가깝도록 할 수 있게 된다. 즉, 일반적으로 데이터 심볼은 전송 데이터량을 벌기 위해, 모든 안테나로부터 동시 송신하는 경우가 대부분인데, 파일럿 심볼은 수신장치에서의 검출 정밀도를 중요시 하기 때문에, 예를 들면 송신하는 안테나를 변경시키면서 1개 안테나씩 송신하는 경우도 많다. 이를 고려하면, 이 실시형태처럼 파일럿 심볼의 최대 신호점 진폭을 데이터 심볼의 최대 신호점 진폭보다 크게 하는 것이, 데이터 심볼과 파일럿 심볼의 수신 레벨이 가까워져, 수신장치에서의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다.

제2의 특징은, 변조 신호 A만 송신되고 있는(이 실시형태의 경우에는, 신호 검출용 심볼(101)만 송신되고 있다) 시간 i에서의 최대 신호점 진폭을, 다른 시간의 파일럿 심볼의 최대 신호점 진폭보다 크게 한 것이다. 이로 말미암아, 변조 신호 A의 파일럿 심볼만의 수신 레벨을, 변조 신호 A와 변조 신호 B가 다중되어 있을 때의 파일럿 심볼의 수신 레벨과 동등하게 할 수가 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 파일럿 심볼의 최대 신호점 진폭을, 파일럿 심볼의 다중수가 적을수록 크게 하도록 했다. 이로 말미암아, 파일럿 심볼의 수신 레벨을 거의 같게 할 수 있게 되므로, 수신장치에서의 파일럿 심볼의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1의 특징은 데이터 심볼과 파일럿 심볼의 수신 레벨을 동등하게 하여서 양자화 오차를 저감시키는데 반해, 이 제2의 특징은 파일럿 심볼의 수신 레벨을 동등하게 하여서 양자화 오차를 저감시킨다.

그리고 제3의 특징은, 2개의 송신 안테나 (T1), (T2)를 이용하여 2개의 변조 신호 A, B를 송신하는 경우의 파일럿 심볼의 최대 신호점 진폭보다도, 4개의 송신 안테나 (T1~T4)를 이용하여 4개의 변조 신호 A~D를 송신하는 경우의 파일럿 심볼의 최대 신호점 진폭을 크게 한 것이다. 이로 말미암아, 데이터 심볼과 파일럿 심볼의 수신 레벨을 가까워지게 할 수 있으므로, 수신장치에서의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다.

예를 들면, 도 6 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 신호 검출용 심볼(101)(도 5의 (a), 도 5의 (b), 도 9의 (a)~도 9의 (d))의 최대 신호점 진폭은, 송신 안테나 2개로 변조 신호를 2 계통 송신할 때는(도 6의 신호점 201), 2 인데 반해, 송신 안테나수 4, 변조 신호를 4 계통 송신할 때는(도 10의 신호점 401), 4이다. 마찬가지로, 주파수 오프셋, 동기를 위한 제어 심볼(102), 전파환경 추정 심볼(104)의 신호점 진폭은, 송신 안테나수 2, 변조 신호를 2 계통 송신할 때는(도 6의 신호점 202), 1. 414인데 반해, 송신 안테나수 4, 변조 신호를 4 계통 송신할 때는(도 10 의 신호점 402), 2. 828이다.

여기서, 2개의 안테나로부터 변조 신호를 송신하는 경우에는 데이터 심볼의 합성수는 2이지만, 4개의 안테나로부터 변조 신호를 송신하는 경우에는 데이터 심볼의 합성수는 4이다. 이에 대해, 상술한 바와 같이, 파일럿 심볼은 전부의 안테나로부터 송신되는 것은 아닌 점을 고려하면 (예를 들면 1개의 안테나만에서 송신된다고 한다면), 데이터 심볼의 수신 레벨과 파일럿 심볼의 수신 레벨을 동등하게 하기 위해서는, 사용 안테나수가 많을수록 파일럿 심볼의 송신 전력을 크게 할 필요가 있다. 이 점에 착안하여, 본 실시형태에서는, 사용 안테나 수(즉 송신하는 변조 신호수)가 많을수록 파일럿 심볼의 송신 전력을 크게 함으로써, 데이터 심볼과 파일럿 심볼의 수신 레벨을 맞추어 양자화 오차를 저감 시키도록 되어 있다.

다음에, 상술한 본 실시형태의 특징에서 얻어지는 작용 및 효과에 대해 설명한다.

먼저, 2개의 송신 안테나로 변조 신호를 2 계통 송신하는 경우에 대해 설명한다. 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 각 변조 신호 A, B의 데이터 심볼의 동작 범위를, 예를 들면,－128에서 128라고 한다. 그러면, 2개의 변조 신호 A, B의 데이터 심볼을 합성한 합성 신호(수신 안테나에서는 변조 신호 A와 변조 신호 B의 합성 신호를 수신함)의 파형은, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이, 동작 범위가 －256에서 256이 된다. 단, 이 값은 정확하지는 않다. 그러나 동작 범위는 -128에서 128보다는 커진다.

도 12의 (c), 도 12의 (d)는, 도 12의 (b)의 데이터 심볼의 합성 신호에 신 호 검출용 심볼(101), 주파수 오프셋, 동기를 위한 제어 심볼(102), 송신 방법 정보 심볼(103), 전파환경 추정 심볼(104)등의 파일럿 심볼의 변조 신호(파일럿 신호)가 부가되었을 때의 변조 신호를 나타내는 것이다. 이 때, 도 12의 (c)와 같이, 데이터 심볼의 합성 신호의 동작 범위가 -256에서 256인데 반해, 파일럿 신호의 동작 범위가 -128에서 128과 같이 되어버리면 수신장치의 아날로그-디지털 변환부에서의 양자화 오차가 증대해 버리기 때문에, 변조 신호 A의 데이터 심볼과 변조 신호 B의 데이터 심볼의 분리 정밀도가 저하되고, 또, 변조 신호 A의 데이터 심볼과 변조 신호 B의 데이터 심볼의 복조 정밀도가 저하된다.

이 점에 착안하여, 본 실시형태에서는, 상기 특징점의 동작을 행함으로써, 도 12의 (d)와 같이, 데이터 심볼의 합성 신호의 동작 범위와 파일럿 신호의 동작 범위가 동레벨이 되도록, 파일럿 심볼의 송신 전력(최대 신호점 진폭)을 변조 신호수 등에 따라 적절하게 선정하도록 되어 있다. 예를 들면, 도 12의 (d)에 나타내는 바와 같이, 데이터 심볼의 합성 신호의 동작 범위가 -256에서 256일 때, 파일럿 신호의 동작 범위도 이에 맞도록 -256에서 256이 되도록 하면 좋다.

다음에, 4개의 송신 안테나로 변조 신호를 4 계통 송신하는 경우에 대해 설명한다. 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 각 변조 신호 A~D의 데이터 심볼의 동작 범위를, 예를 들면, －64에서 64라고 한다. 그러면, 4개의 변조 신호 A~D의 데이터 심볼을 합성한 합성 신호(수신 안테나에서는 변조 신호 A~D의 합성 신호를 수신함)의 파형은, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 동작 범위가 -256에서 256이 된다. 단 이 값은 정확하지는 않다. 그러나 동작 범위는 -64에서 64보다는 커 진다. 또 합성 신호의 동작 범위와 각 변조 신호의 동작 범위의 비는, 2개의 송신 안테나로 변조 신호를 2 계통 송신할 때와 비교해, 크다. 여기서는, 2개의 송신 안테나로 변조 신호를 2 계통 송신할 때의 합성 신호의 동작 범위와 각 변조 신호의 동작 범위의 비(比)를 2로 하고, 4개의 송신 안테나로 변조 신호를 4 계통 송신할 때의 합성 신호의 동작 범위와 각 변조 신호의 동작 범위의 비(比)를 4로 하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 이 동작 범위의 비(比)의 차이(差)에 착안하여, 상기 제 3 특징의 동작을 실시하도록 했다.

도 13의 (c), 도 13의 (d)는, 도 13의 (b)의 데이터 심볼의 합성 신호에 신호 검출용 심볼(101), 주파수 오프셋, 동기를 위한 제어 심볼(102), 송신 방법 정보 심볼(103), 전파환경 추정 심볼(104)등의 파일럿 심볼의 변조 신호(파일럿 신호)가 부가되었을 때의 변조 신호를 나타낸 것이다. 이 때, 도 13의 (c)와 같이, 데이터 심볼의 합성 신호의 동작 범위가 -256에서 256인데 대해, 파일럿 신호의 동작 범위가 -64에서 64와 같이 되어 버리면, 수신장치의 아날로그-디지털 변환부에서의 양자화 오차가 증대해 버리기 때문에, 변조 신호 A~D의 데이터 심볼의 분리 정밀도가 저하되고, 또, 변조 신호 A~D의 데이터 심볼의 복조 정밀도가 저하된다.

이 점을 착안하여, 본 실시형태에서는, 상기 특징점의 동작을 실시함으로써, 도 13의 (d)와 같이, 데이터 심볼의 합성 신호와 파일럿 신호의 동작 범위가 동(同)레벨이 되도록, 파일럿 심볼의 송신 전력(최대 신호점 진폭)을 변조 신호수 등에 따라 적절하게 선정하도록 되어 있다. 예를 들면, 도 13의 (d)에 나타내는 바와 같이, 데이터 심볼의 합성 신호의 동작 범위가 -256에서 256 일때, 파일럿 신호 의 동작 범위도 이에 맞도록 -256에서 256이 되도록 하면 좋다.

즉, 본 실시형태에서는, 상기 제 1~ 제3의 특징점의 동작을 실시함으로써, 도 12의 (d), 도 13의 (d)와 같은 파형을 얻을 수 있으며, 이로 말미암아 수신장치의 아날로그-디지털 변환부에서의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다. 이 결과, 각 변조 신호 A, B 또는 변조 신호 A~D의 데이터 심볼의 분리 정밀도가 향상하고, 또 각 변조 신호의 수신 품질이 향상한다.

이와 같이 본 실시형태에 있어서는, 송신하는 변조 신호수에 변화에 맞추어 파일럿의 신호점 배치를 변화시킴으로써, 수신장치에서의 데이터의 수신 품질을 향상시키도록 되어 있다. 이 때, 송신하는 변조 신호의 수가 많을수록, 파일럿 심볼의 신호점 진폭을 크게 함으로써, 한층 더 그 효과를 높일 수가 있다.

또한 여기에서는, 변조 신호 A에만 존재하는 파일럿 심볼(즉 다중화하지 않는 파일럿 심볼)로서 신호 검출용 심볼(101)을 예로 설명했지만, 당연히, 제어 심볼(102)이나 전파환경 추정 심볼(104)을 다중화하지 않는 파일럿 심볼로 해도 된다. 즉, 다중화의 방법은, 도 5의 (a), 도 5의 (b)나 도 9의 (a)~도 9의 (d)에 나타내는 것에 한정되지 않으며, 요점은 데이터 심볼과 비교하여 파일럿 심볼의 다중수가 적은 경우에 널리 유효하다. 이 구체적인 예에 대해서는, 실시형태 3에서 자세하게 설명한다.

(2) 구성

도 14에, 본 실시형태에 있어서의 무선 송신 장치(500)의 구성을 나타낸다.

데이터 계열 생성부(501)는, 송신 디지털 신호(S1), 프레임 구성 신호(S2)를 입력시켜, 프레임 구성 신호(S2)에 기초하여, 변조 신호 A의 송신 디지털 신호(S3A), 변조 신호 B의 송신 디지털 신호(S3B), 변조 신호 C의 송신 디지털 신호(S3C), 변조 신호 D의 송신 디지털 신호(S3D)를 출력한다.

각 변조부(502 A~502 D)는, 각각 변조 신호 A~D의 송신 디지털 신호(S3A~S3D), 프레임 구성 신호(S2)를 입력시켜, 프레임 구성 신호(S2)에 따라, 송신 베이스밴드 신호(S4A~S4D)를 출력한다.

각 직렬 병렬 변환부(503 A~503 D)는, 각각 송신 베이스밴드 신호(S4A~S4D)를 입력시켜, 병렬 신호(S5A~S5D)를 출력한다.

역푸리에 변환부(idft) (504 A~504 D)는, 각각 병렬 신호(S5A~S5D)를 입력시켜, 역푸리에 변환 후의 병렬 신호(S6A~S6D)를 출력한다.

무선부(505 A~505 D)는, 각각 역푸리에 변환 후의 병렬 신호(S6A~S6D)를 입력시켜, 송신 신호(S7A~S7D)를 출력한다.

전력 증폭부(506 A~506 D)는, 각각 송신 신호(S7A~S7D)를 입력시켜, 증폭된 송신 신호(S8A~S8D)를 출력한다. 이 증폭된 송신 신호(S8A~S8D)는, 각각 안테나(T1~T4)로부터 전파로서 출력된다.

프레임 구성 신호 생성부(507)는, 송신 방법 요구 정보(S10), 변조 방식 요구 정보(S11)를 입력시켜, 송신 방법, 변조 방식을 결정하여, 그 정보를 포함한 프레임 구성에 관한 정보를 프레임 구성 신호(S2)로서 출력한다.

도 15에, 각 변조부(502 A~502 D)의 구성을 나타낸다. 또한 각 변조부(502 A~502 D)는 같은 구성이기 때문에, 도 15에서는 대표하여 변조부(502 A)의 구성을 표시한다.

데이터 심볼 매핑부(510)는, 송신 디지털 신호(S3A), 프레임 구성 신호(S2)를 입력시켜, 프레임 구성 신호(S2)에 포함되는 변조 방식 정보의 변조 방식에 기초하는 매핑을 하여, 데이터 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S20)를 출력한다.

송신 방법 정보 심볼 매핑부(511)는, 프레임 구성 신호(S2)를 입력시켜, 프레임 구성 신호(S2)에 포함되는 송신 방법, 변조 방식의 정보를 나타내는 심볼로서 송신 방법 정보 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S21)를 출력한다.

파일럿 심볼 매핑부(512)는, 프레임 구성 신호(S2)를 입력시켜, 프레임 구성 신호(S2)에 포함되는 송신 방법의 정보에 기초하여, 송신 방법에 대응한 파일럿 신호를 생성하기 위한 매핑을 행하여, 파일럿 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S22)를 출력한다.

신호 선택부(513)는, 데이터 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S20), 송신 방법 정보 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S21), 파일럿 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S22), 프레임 구성 신호(S2)를 입력시켜, 프레임 구성 신호(S2)에 포함되는 타이밍 정보에 따라, 데이터 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S20), 송신 방법 정보 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S21), 파일럿 심볼의 송신 베이스밴드 신호(S22)의 어느쪽인가를 선택하고, 선택한 신호를 송신 베이스밴드 신호(S4A)로서 출력한다.

도 16에, 파일럿 심볼 매핑부(512)의 구성을 나타낸다. 파일럿 심볼 매핑부(512)는, 송신 안테나수 2용 파일럿 심볼 생성부(520)와 송신 안테나수 4용 파일럿 심볼 생성부(521)를 가지며, 각 파일럿 심볼 생성부(520), (521)에 프레임 구성 신 호(S2)가 입력된다. 송신 안테나수 2용 파일럿 심볼 생성부(520)는, 프레임 구성 신호(S2)에 따라, 예를 들면 도 6의 신호점(201), (202)과 같은 신호점 배치로 되는 파일럿 심볼을 생성하고, 이것을 파일럿 심볼의 베이스밴드 신호(S30)로서 출력한다. 이에 대해, 송신 안테나수 4용 파일럿 심볼 생성부(521)는, 프레임 구성 신호(S2)에 따라, 예를 들면 도 10의 신호점(401), (402)와 같은 신호점 배치로 되는 파일럿 심볼을 생성하고, 이것을 파일럿 심볼의 베이스밴드 신호(S31)로서 출력한다.

신호 선택부(522)는, 프레임 구성 신호(S2)에 포함되는 송신 변조 신호수 정보에 따라, 파일럿 심볼의 베이스밴드 신호(S30), (S31)의 어느쪽인가를 선택하여 송신 베이스밴드 신호(S22)로서 출력한다. 이로써, 송신 변조 신호수에 따라 파일럿 심볼의 송신 전력을 변화시킬 수 있다.

도 17에, 본 실시형태에 있어서의 무선 수신장치(600)의 구성을 나타낸다.

각 무선부(601 A~601 D)는, 각각 각 안테나(R1~R4)에서 수신한 수신 신호(K1A~K1D), 주파수 오프셋 추정 신호(K10)를 입력시켜, 주파수 오프셋 추정 신호(K10)에 기초하는 주파수 제어나 아날로그-디지털 변환을 행하여, 수신 베이스밴드 신호(K2A~K2D)를 출력한다.

각 푸리에 변환부(dft)(602 A~602 D)는, 각각 수신 베이스밴드 신호(K2A~K2D), 타이밍 신호(K11)를 입력시켜, 푸리에 변환 후의 수신 베이스밴드 신호 (K3A ~K3D)를 출력한다.

변조 신호 A, B, C, D에 대한 각 전송로 추정부(603 A~603 D)는, 푸리에 변 환 후의 수신 베이스밴드 신호(K3A~K3D), 타이밍 신호(K11)를 입력시켜, 전송로 추정 신호(K4A~K4D)를 출력한다.

복조, 주파수 오프셋 추정, 및, 송신 방법 검출부(604)는, 푸리에 변환 후의 수신 베이스밴드 신호(K3A~K3D), 전송로 추정 신호(K4A~K4D)를 입력시켜, 주파수 오프셋을 추정하고, 주파수 오프셋 추정 신호(K10)를 출력함과 동시에, 송신 방법을 식별하고, 데이터를 복조하여서, 변조 신호 A~D 각각에 대응하는 수신 디지털 신호(K5A~K5D)를 출력한다.

송신 방법, 변조 방식 결정부(605)는, 변조 신호 A~D에 대응하는 각 수신 디지털 신호(K5A~K5D)를 입력시켜, 프레임 오류 비율, 패킷 손실율, 비트 오류 비율 등을 계산하고, 계산 결과에 기초하여 통신 상대에게 요구하는, 송신 방법, 변조 방식을 결정하여, 요구 정보(K12)로서 출력한다. 즉 요구 정보(K12)는, 도 14에서 상술한 송신 방법 요구 정보(S10), 변조 방식 요구 정보(S11)로 이루어지며, 송신 방법 요구 정보(S10)는 2개의 안테나 (T1), (T2)로 변조 신호 A, B를 송신하는지, 4개의 안테나 (T1~T4)로 변조 신호 A~D를 송신하는지를 지시하는 정보이다. 또 변조 방식 요구 정보(S11)는, 데이터 심볼을 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식으로 변조하는지 16 치 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식으로 변조하는지를 지시하는 정보이다.

신호 검출, 동기부(606)는, 수신 베이스밴드 신호(K2A)를 입력시켜, 수신 베이스밴드 신호(K2A)에 포함되는 신호 검출용 심볼(101)(도 5의 (a), 도 5의 (b), 도 9의 (a)~도 9의 (d))에 기초하여 신호 검출을 행함과 동시에, 시간 동기를 행하 여, 타이밍 신호(K11)를 출력한다.

도 18에, 각 무선부(601 A~601 D)의 구성을 나타낸다. 또한, 각 무선부(601 A~601 D)는 같은 구성이기 때문에, 도 18에서는 대표하여 무선부(601 A)의 구성을 표시한다.

게인 컨트롤부(610)는, 수신 신호(K1A)를 입력시켜, 게인 컨트롤 후의 수신 신호(K20)를 출력한다. 직교 복조부(611)는, 게인 컨트롤 후의 수신 신호(K20)를 입력시켜, 수신 직교 베이스밴드 신호의 동상 성분(K21) 및 직교 성분(K22)을 출력한다.

아날로그-디지털 변환부(612)는, 수신 직교 베이스밴드 신호의 동상성분(K21)을 입력시켜, 수신 직교 베이스밴드 신호의 동상성분 디지털 신호(K23)를 출력한다. 아날로그-디지털 변환부(613)는, 수신 직교 베이스밴드 신호의 직교성분(K22)을 입력시켜, 수신 직교 베이스밴드 신호의 직교성분 디지털 신호(K24)를 출력한다.

(3) 동작

다음에 도 14~도 16의 구성으로 되는 무선 송신 장치(500)와, 도 17, 도 18의 구성으로 되는 무선 수신장치(600)의 동작에 대해 설명한다.

무선 송신 장치(500)는, 무선 수신장치(600)로부터 요구된 송신 방법 요구 정보(S10)에 따라 (덧붙여서, 무선 송신 장치(500)는 도시하지 않는 수신부에서 송신 방법 요구 정보(S10), 변조 방식 요구 정보(S11)를 수신함), 2개의 안테나 (T1), (T2)를 이용하여 2개의 변조 신호 A, B를 송신할 지, 또는 4개의 안테나 (T1~T4)를 이용하여 4개의 변조 신호 A~D를 송신할 지를 절환한다. 구체적으로는, 무선 수신장치(600)의 송신 방법, 변조 방식 결정부(605)에서의 프레임 오류 비율, 패킷 손실율, 비트 오류 비율 등이 나쁠 경우에는 송신 방법 요구 정보(S10)에 의해 2개의 안테나 (T1), (T2)를 이용하여 2개의 변조 신호 A, B를 송신하는 것이 요구되고, 좋을 경우에는 4개의 안테나 (T1~T4)를 이용하여 4개의 변조 신호 A~D를 송신하는 것이 요구된다.

그리고 변조 신호수 설정부(11)(도 3)로서의, 프레임 구성 신호 생성부(507) 및 변조부(502 A~502 D)에 의해 송신 방법 요구 정보(S10)에 따른 수의 송신 변조 신호수가 설정된다. 구체적으로는, 프레임 구성 신호 생성부(507)에 의해 생성된 프레임 구성 신호(S2)에 기초하여, 2개의 안테나 (T1), (T2)를 이용하여 2개의 변조 신호 A, B를 송신할 경우에는, 변조부 (502 A), (502 B)가 동작하고, 변조부 (502 C), (502 D)는 동작 정지한다. 이에 반해, 4개의 안테나 (T1~T4)를 이용하여 4개의 변조 신호 A~D를 송신할 경우에는, 전부의 변조부 (502 A~502 D)가 동작한다.

또 2개의 안테나 (T1), (T2)를 이용하여 2개의 변조 신호 A, B를 송신할 경우에는, 송신 전력 변경부(12)(도 3)로서의 파일럿 심볼 매핑부(512)가, 송신 안테나수 2용 파일럿 심볼 생성부(520)에 의해 얻어진 파일럿 심볼 베이스밴드 신호(S30)를 선택한다. 이에 반해, 4개의 안테나 (T1~T4)를 이용하여 4개의 변조 신호 A~D를 송신할 경우에는, 파일럿 심볼 매핑부(512)가, 송신 안테나수 4용 파일럿 심볼 생성부(521)에 의해 얻어진 파일럿 심볼 베이스밴드 신호(S31)를 선택한다. 이 와 같이 하여, 무선 송신 장치(500)에 있어서는, 송신 변조 신호수에 따라 파일럿 심볼의 송신 전력을 변화시킨다.

이 결과, 무선 수신장치(600)에서는, 도 12의 (d)나 도 13의 (d)에 나타내는 바와 같이, 데이터 심볼의 합성 신호의 동작 범위와, 파일럿 신호의 동작 범위가 거의 같은 수신 신호를 수신할 수 있다. 이 결과, 아날로그-디지털 변환부(612), (613)(도 18)에서 양자화를 실시할 때의, 양자화 오차를 줄일 수 있게 된다.

여기서 무선부(601 A~601 D)의 동작에 대해 상세하게 설명한다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 각 무선부(601 A)(601 B~601 D)는, 게인 컨트롤부(610)를 이용하여 수신 신호 (K1A)(K1B~K1D)의 이득을 조정한다. 그러나, 이 때 1 심볼이나 1 프레임(예를 들면 100 심볼로 1 프레임으로 함) 단위로의 게인 컨트롤을 행하는 것은 곤란하다.

예를 들면, 도 12의 (b)와 같이, 변조 신호 A와 변조 신호 B의 합성 신호의 동작 범위가 -256에서 256이 되도록 게인 컨트롤 했다고 하자. 그리고, 도 12의 (c)와 같이, 동작 범위가 -128에서 128인 파일럿 신호가 입력되었을 때, 이 파일럿 신호의 동작 범위를 순간적으로 도 12의 (d)와 같이 -256에서 256이 되도록 게인 컨트롤을 하는 것은 곤란하다.

그렇지만, 본 실시형태에서는 위에서 설명한 바와 같이, 합성 신호의 동작 범위가 -256에서 256 일때, 파일럿 신호의 동작 범위가 이와 동레벨이 되도록, 파일럿 신호의 신호점 배치를 하여 송신하고 있으므로, 동작 범위가 데이터 심볼의 동작 범위와 거의 동일한 파일럿 심볼을 수신할 수 있다. 4개의 송신 안테나로 4 개의 변조 신호 A~D를 송신하는 경우도 마찬가지이다.

이와 관련하여, 아날로그-디지털 변환부 (612), (613)에 입력되는 신호의 레벨이 작으면 일반적으로, 양자화 오차가 커진다. 예를 들면, 도 12의 (c)나 도 13의 (c)와 같이 파일럿 신호의 동작 범위가 작으면 파일럿 신호의 양자화 오차가 커진다. 그렇다면, 각 전송로 추정부(603 A~603 D)(도 17)에서는, 파일럿 신호를 이용하여 전송로 추정을 행하고, 전송로 추정 신호(K4A~K4D)를 출력하므로, 그 추정 정밀도는 양자화 오차로 인해 열화된다. 마찬가지로, 복조, 주파수 오프셋 추정, 및, 송신 방법 검출부(604)(도 17)는, 파일럿 신호를 이용하여 주파수 오프셋을 추정하고, 주파수 오프셋 추정 신호(K10)를 출력하므로, 그 추정 정밀도는 양자화 오차로 인해 열화된다. 이상의 추정 정밀도의 열화로 인해, 데이터 복조의 정밀도가 열화하는 결과, 수신 품질이 열화된다.

본 실시형태의 무선 송신 장치(500)에 있어서는, 이 열화를 억제하기 위해서, 각 파일럿 심볼의 최대 신호점 진폭을 데이터 심볼의 최대 신호점 진폭보다 크게 하고 있다. 추가하여, 변조 신호 A만 송신되고 있는 시간 i에서의 최대 신호점 진폭을, 다른 시간의 파일럿 심볼의 최대 신호점 진폭보다 크게 하고 있다. 또 4개의 송신 안테나에서 4 계통의 변조 신호를 송신할 때의 파일럿의 신호점 배치와, 2개의 송신 안테나에서 2 계통의 변조 신호를 송신할 때의 파일럿의 신호점 배치를 바꾸도록 하고 있다.

여기서 파일럿 심볼의 신호점 배치를 변경한다는 것은, 예를 들면, 데이터 심볼의 변조 방식이 QPSK라고 하면, 파일럿 심볼의 신호점 진폭과 QPSK의 신호점 진폭의 비를 변경하는 것, 혹은, 파일럿 심볼의 신호점 진폭과 변조 방식의 최대 신호점 진폭의 비를 변경하는 것에 상당한다. 이에 의해, 송신 변조 신호수에 따라, 데이터 심볼의 송신 전력과 파일럿 심볼의 송신 전력의 비를 변화시킬 수 있게 된다.

덧붙여서, 신호점 진폭이란, 동상(I)－직교(Q) 평면에 있어서의 원점과 신호점의 거리를 의미한다. 또 파일럿 심볼의 신호점 진폭을 크게 한다는 것은, 파일럿 심볼의 신호점 진폭과 변조 방식의 최대 신호점 진폭의 비를 크게 하는 것을 의미한다.

(4) 효과

이리하여 본 실시형태에 의하면, 동시에 송신하는 변조 신호의 수를 변화시키는 방식에 있어서, 송신하는 변조 신호의 수에 따라, 데이터 심볼의 합성 신호 레벨에 맞도록 파일럿 심볼의 신호 레벨을 맞추도록 함으로써, 수신측에서의 파일럿 심볼의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다. 이 결과, 파일럿 심볼을 이용한 전파 전파환경 추정의 추정 정밀도, 시간 동기의 정밀도, 주파수 오프셋 추정 정밀도가 향상하므로, 데이터의 수신 품질이 향상된다.

(실시형태 2)

본 실시형태의 특징은, 변조 신호를 송신하는 안테나 수(즉 변조 신호수)가 변화했을 때에, 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 변경하는 것이다. 이에 의해, 특히 송신 안테나수를 바꾼 직후의 각 변조 신호의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다.

(1) 원리

먼저, 본 실시형태의 원리에 대해 설명한다.

도 19 및 도 20에, 복수 안테나로부터 송신하는 변조 신호수를 바꾸었을 때의 일반적인 수신 파형의 변화를 나타낸다. 도 19는 송신하는 변조 신호수(즉 송신 안테나수)를 2에서 4로 바꾸었을 경우를 나타내며, 도 20은 송신하는 변조 신호수(송신 안테나수)를 4에서 2로 바꾸었을 경우를 나타낸다. 도 19에서도 분명한 바와 같이, 변조 신호수가 많아지도록 변경한 경우, 합성되는 변조 신호수도 많아지므로, 안테나수 변경 후에 수신 신호의 동작 범위가 커진다. 이와는 반대로, 도 20에서도 분명한 바와 같이, 변조 신호수가 적어지도록 변경한 경우, 합성되는 변조 신호수도 적어지므로, 안테나수 변경 후에 수신 신호의 동작 범위가 작아진다.

본 실시형태에서는, 이 점에 착안하여, 안테나수 변경 직후의 변조 신호의 합성 신호 레벨을, 안테나수 변경 전의 변조 신호의 합성 신호 레벨과 거의 동등해 지도록 송신 전력 제어를 실시하도록 한다. 여기서 일반적으로, 무선 송신 장치는, 상대국으로부터 보내 오는 TPC(Transmit Power Control) 비트를 이용하여 송신 전력을 제어하는 클로즈드 루프(Closed-loop) 송신 전력 제어 등이 행해지고 있기 때문에, 송신 안테나수가 변경되어 변조 신호의 합성 신호 레벨이 변화하면, 그 합성 신호 레벨이 소망하는 동작 범위에서 변동되도록 변조 신호의 송신 전력이 제어된다.

또 수신측의 게인 컨트롤부에서 합성 신호 레벨이 소망하는 동작 범위에서 변동되도록 이득 조정된다. 그러나, 상기 송신 전력 제어나 수신 신호의 게인 컨 트롤은, 수신 신호 레벨을 소망한 동작 범위로 안정시키기까지, 어느 정도의 응답 시간이 필요하게 된다.

그래서, 본 실시형태에서는, 안테나수 변경 직후의 변조 신호의 합성 신호 레벨을, 안테나수 변경 전의 변조 신호의 합성 신호 레벨과 거의 동등해 지도록, 안테나수 변경 직후에 강제적으로 변경한다.

도 21의 (a), 도 21의 (b)에, 2개의 송신 안테나 (T1), (T2)를 이용하여 2 계통의 변조 신호 A, B를 송신하고 있는 상태로부터, 4개의 송신 안테나 (T1~T4)를 이용하여 4 계통의 변조 신호 A~D를 송신하는 상태로 변경한 때의, 본 실시형태에 있어서의, 각 변조 신호 A~D의 송신 전력 제어의 개략을 나타낸다. 먼저, 도 21의 (a)에 나타내는 바와 같이, 안테나 (T1)로부터는 평균 송신 전력 1.0 W의 변조 신호 A가 송신되고, 안테나 (T2)로부터는 평균 송신 전력 1.0 W의 변조 신호 B가 송신되고 있었다고 한다. 그리고, 2개의 송신 안테나 (T1), (T2)로 2 계통의 변조 신호 A, B를 송신하는 송신 방법에서, 4개의 송신 안테나 (T1~T4)를 이용해 4 계통의 변조 신호 A~D를 송신하는 송신 방법으로 변경했다고 한다. 이 때, 안테나 (T1~T4)로부터 각각 평균 송신 전력 0.5 W의 변조 신호 (A~D)를 송신한다. 이에 의해, 도 22에 나타내는 바와 같이, 안테나수 변경 직후의 변조 신호 A~D의 합성 신호 레벨을, 안테나수 변경 전의 변조 신호 A, B의 합성 신호 레벨과 동등하게 할 수 있다.

도 23의 (a), 도 23의 (b)에, 4개의 송신 안테나 (T1~T4)를 이용하여 4 계통의 변조 신호 A~D를 송신하고 있는 상태에서, 2개의 송신 안테나 (T1), (T2)를 이 용하여 2 계통의 변조 신호 A, B를 송신하는 상태로 변경한 때의, 본 실시형태에 있어서의, 각 변조 신호 A~D의 송신 전력 제어의 개략을 나타낸다. 먼저, 도 23의 (a)에 나타내는 바와 같이, 안테나 (T1~T4)로부터 각각 평균 송신 전력 0.5 W의 변조 신호 A~D가 송신되고 있었다고 한다. 그리고, 4개의 송신 안테나 (T1~T4)로 4 계통의 변조 신호 A~D를 송신하는 송신 방법에서, 2개의 송신 안테나 (T1), (T2)를 이용하여 2 계통의 변조 신호 A, B를 송신하는 송신 방법으로 바꾸었다고 한다. 이 때, 안테나 (T1), (T2)로부터 각각 평균 송신 전력 1.0 W의 변조 신호 A, B를 송신한다. 이에 의해, 도 24에 나타내는 바와 같이, 안테나수 변경 직후의 변조 신호 A, B의 합성 신호 레벨을, 안테나수 변경 전의 변조 신호 A~D의 합성 신호 레벨과 동등하게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 안테나수 변경 직후에는, 송신하는 변조 신호의 합성 신호 레벨을, 안테나수 변경 전에 송신하고 있던 변조 신호의 합성 신호 레벨과 동등해 지도록 변조 신호의 송신 전력을 제어하는데 추가하여, 안테나수 변경 후에 서서히 각 변조 신호의 송신 레벨을 안테나수 변경 전의 각 변조 신호의 송신 레벨로 되돌리도록 되어 있다. 이에 의해, 변조 신호의 복조 정밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.

이 송신 전력 제어에 대해, 도 25 및 도 26을 이용해 설명한다. 도 25에, 2개의 송신 안테나(T1), (T2)를 이용하여 2 계통의 변조 신호 A, B를 송신하고 있는 상태에서, 4개의 송신 안테나 (T1~T4)를 이용하여 4 계통의 변조 신호 A~D를 송신하는 상태로 변경한 때의, 각 변조 신호 A~D의 송신 전력 제어의 일례를 나타낸다. 도 25에 나타낸 바와 같이, 안테나수를 바꾼 직후는, 각 안테나 (T1~T4)로부터 송신하는 변조 신호의 평균 송신 전력을 0.5 W로 변경한다. 그리고, 시간의 경과와 함께, 평균 송신 전력을 0.75 W, 1.0 W로 변경한다.

덧붙여서, 각 변조 신호 A~D의 평균 송신 전력을 증폭하는 전력 증폭기로서 각 변조 신호 A~D의 평균 송신 전력을 1 W로 해도 도 27 a에 나타내는 바와 같이 주파수 스펙트럼에 왜곡이 생기지 않을 만한 송신 전력 증폭기를 사용하고 있다고 한다. 그러면, 송신하는 변조 신호 수가 2 계통, 4 계통의 어느 경우든지, 평균 송신 전력을 1 W로 해도, 도 27 b에 나타내는 바와 같은 왜곡이 생기는 주파수 스펙트럼이 되는 일은 없으며, 도 27 a에 나타내는 바와 같은 왜곡이 생기지 않는 주파수 스펙트럼을 얻을 수 있다.

도 26에, 4개의 송신 안테나(T1~T4)를 이용하여 4 계통의 변조 신호 A~D를 송신하고 있는 상태로부터, 2개의 송신 안테나 (T1), (T2)를 이용하여 2 계통의 변조 신호 A, B를 송신하는 상태로 변경한 때의, 각 변조 신호 A~D의 송신 전력 제어의 일례를 나타낸다. 도 26에 나타낸 바와 같이, 안테나수를 바꾼 직후는, 각 안테나 (T1), (T2)로부터 송신하는 변조 신호의 평균 송신 전력을 1.0 W로 변경한다. 그리고, 시간의 경과와 함께, 평균 송신 전력을 0.75 W, 0.5 W로 변경한다.

여기서 도 25와 같이, 송신 안테나수가 증가한 직후에 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 급격하게 내리고, 그 후 시간의 경과와 함께 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 변경 전으로 되돌리는 것은, 변경 전의 평균 송신 전력은 수신장치에서 양호한 SIR(Signal to Interference Ratio)이 얻어지도록 송신 전력이 제어되어 있 어, 원래의 평균 송신 전력으로 되돌리는 편이 각 변조 신호의 수신 품질이 향상하기 때문이다. 또 전력 증폭기의 소비 전력이나 왜곡을 고려하면, 적합한 평균 전력으로 설정하는 편이 좋다. 따라서, 평균 송신 전력은 원래의 평균 송신 전력으로 되돌리는 편이 좋다. 도 26과 같이, 송신 안테나수가 감소한 직후에 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 급격하게 올리고, 그 후 시간의 경과와 함께 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 변경 전으로 되돌리는 것도 같은 이유 때문이다.

또 이와 같이 급격하게 내린 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 원래로 되돌릴 때에, 어느 정도의 시간을 들여 서서히 되돌림으로써, 수신장치의 게인 컨트롤부가 이에 추종하여 게인 컨트롤 후의 신호를 아날로그-디지털 변환부의 동작 범위내로 들어가게 한다. 또 급격하게 올린 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 원래로 되돌릴 때에, 어느 정도의 시간을 들여 서서히 되돌림으로써, 수신장치의 게인 컨트롤부가 이에 추종하여 게인 컨트롤 후의 신호를 아날로그-디지털 변환부에서 양자화 오차가 생기지 않는 정도까지 끌어올릴 수 있다. 즉, 송신 안테나수 변경과 동시에 급격하게 내린, 또는 급격하게 올린 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 원래의 평균 송신 전력으로 되돌리는 속도는, 게인 컨트롤부의 동작 속도에 따라 선정하면 좋다.

(2) 구성

도 14와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타내는 도 28에, 본 실시형태에 있어서의 무선 송신 장치(700)의 구성을 나타낸다. 여기서는, 도 14와의 대응하는 부분의 설명은 생략 한다.

각 게인 컨트롤부(701 A~701 D)는, 각각 송신 신호(S7A~S7D), 프레임 구성 신호(S2)를 입력시켜, 프레임 구성 신호(S2)에 포함되는 송신 방법의 정보로부터 송신 방법이 바뀐다는 정보를 검출하고, 송신 방법이 바뀔 때, 게인 컨트롤을 하여, 게인 컨트롤 후의 송신 신호(S10A~S10D)를 출력한다.

즉, 본 실시형태에서는, 게인 컨트롤부(701 A~701 D)가, 도 3의 송신 전력 변경부(12)로서 기능하며, 송신 변조 신호수에 따라 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 변경하도록 되어 있다. 실제로는, 상술한 바와 같이, 송신 변조 신호수가 증가함과 동시에 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 급격하게 내리는 한편, 송신 변조 신호수가 감소함과 동시에 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 급격하게 올리도록 되어 있다.

(3) 동작

다음에 도 28의 구성으로 되는 무선 송신 장치(700)의 동작에 대해 설명한다.

도 17에 나타낸 무선 수신장치(600)가 도 28의 무선 송신 장치(700)에 대해 송신 방법의 변경 요구를 하고, 도 28의 무선 송신 장치(700)가 송신 방법을 변경시키는 절차와 그 동작은, 실시형태 1의 설명과 같다.

게인 컨트롤부(701 A~701 D)는, 각각 송신 신호(S7A~S7D), 프레임 구성 신호(S2)를 입력시켜, 프레임 구성 신호(S2)에 포함되는 송신 방법 정보로부터 송신 방법이 바뀐다는 정보를 검출하고, 송신 방법이 바뀔 때, 게인 컨트롤을 하여, 게인 컨트롤 후의 송신 신호(S10A~S10D)를 출력한다.

이 때, 증폭하는 게인은, 도 21의 (a), 도 21의 (b), 도 22와 같은, 평균 송신 전력으로 될만한 계수이다. 또 도 25, 도 26에 나타내는 바와 같이 송신 방법 변경 후에 서서히 평균 송신 전력을 원래로 되돌리는, 그런 게인 제어를 실시해도 좋다.

여기서 도 17의 무선 수신장치(600)에 있어서의 무선부(601 A~601 D), 보다 구체적으로는 도 18의 아날로그-디지털 변환부(612), (613)에서의 동작 범위는, 예를 들면 14비트의 아날로그-디지털 변환기를 아날로그-디지털 변환부(612), (613)에서 사용하고 있다고 한다면,－8192에서 8192가 된다. 게인 컨트롤부(610)는, 게인 컨트롤 후의 수신 신호 (K20)의 레벨이 이 동작 범위에 들어가도록 수신 신호를 게인 컨트롤 한다. 도 19 및 도 20에 나타내는, 송신 안테나수 변경 전의 변조 신호의 합성 신호의 동작 범위가 -8192에서 8192의 범위에 꼭 들어가 있는 것은 이 때문이다.

그러나, 송신 안테나수를 바꾼 직후에는, 게인 컨트롤부(610)가 변조 신호의 합성 신호의 레벨 변동에 추종하지 못하고, 합성 신호의 동작 범위가 -8192에서 8192의 범위에 꼭 들어가도록 게인 컨트롤 할 수 없다. 예를 들면 송신 안테나수 변경 전과 변경 후에 각 변조 신호를 같은 평균 송신 전력으로 송신하고 있었다고 한다면, 송신 안테나수(즉 송신 변조 신호수)를 2에서 4로 늘인 경우에는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 송신 안테나 변경 후의 4개의 변조 신호의 합성 신호의 동작 범위는 -32768에서 32768이 되어, 아날로그-디지털 변환부(612), (613)의 동작 범위인 -8192에서 8192를 넘어 버려, 양자화 오차가 발생한다. 마찬가지로, 송신 안 테나수(송신 변조 신호수)를 4에서 2로 줄인 경우에는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 송신 안테나 변경 후의 2개의 변조 신호의 합성 신호의 동작 범위는 -256에서 256이 되어, 아날로그-디지털 변환부(612), (613)의 동작 범위인 -8192에서 8192보다 상당히 동작 범위가 작아져 버려, 양자화 오차가 발생한다.

그러나, 상술한 본 실시형태의 구성에서는, 송신 변조 신호수가 증가함과 동시에 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 급격하게 내리는 한편, 송신 변조 신호수가 감소함과 동시에 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 급격하게 올리도록 하고 있으므로, 도 22 및 도 24에 나타내는 바와 같이, 게인 컨트롤부(610)에 의존하지 않고, 안테나수 변경 직후의 변조 신호의 합성 신호 레벨을 아날로그-디지털 변환부(612), (613)의 동작 범위인 -8192에서 8192로 맞출 수가 있다.

이 결과, 송신 변조 신호수 변경을 행한 직후에 있어서의 아날로그-디지털 변환부(612), (613)에서의 양자화 오차를 저감시킬 수 있게 된다. 따라서, 주파수 오프셋 추정, 전송로 추정 정밀도, 복조 정밀도는 확보할 수 있게 되므로, 변조 신호수의 변경을 행한 직후에 있어서의 데이터의 수신 품질 열화를 미연에 방지할 수 있게 된다.

(4) 효과

이리하여 본 실시형태에 의하면, 동시에 송신하는 변조 신호의 수를 변화시키는 방식에 있어서, 동시에 송신하는 변조 신호수를 바꿀 때에, 송신 변조 신호수에 따라 각 변조 신호의 평균 송신 전력을 바꾸도록 함으로써, 수신 신호의 아날로그-디지털 변환 시에 생기는 양자화 오차를 저감시킬 수 있으므로, 수신 품질을 향 상시킬 수 있다.

(실시형태 3)

본 실시형태에서는, 실시형태 1, 2에서 설명한, 동시에 변조 신호를 송신하는 안테나수(변조 신호수)에 따라 파일럿 심볼이나 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 방법에 관하여, 실제의 무선 시스템에 적용하는 경우의 구체적인 예에 대해서 설명한다. 특히, 본 실시형태에서는, 수신장치에 있어서의 자동 이득 제어 AGC (Automatic Gain Control)의 게인 컨트롤 시간을 길게 잡음으로써 게인 컨트롤을 안정시키는 방법을 설명한다.

일반적인 수신장치에서는, 수신장치에 신호가 입력된 것을 검출하면, 수신 신호를 아날로그 디지털 변환하는 A/D변환기의 다이내믹 레인지에 들어가도록, 입력 신호 레벨에 맞춘 AGC가 행해진다. AGC에 의한 게인 컨트롤을 안정시키는 방법으로서

(i) 수신장치에 입력하는 신호의 다이내믹 레인지를 안정시킨다

(ii) 게인 컨트롤을 위한 시간을 길게 잡는다

의 두 가지를 고려한다. (i)에 관해서는, 실시형태 1, 2로, 변조 신호에 포함되는 파일럿 심볼의 송신 전력을 크게하거나 변조 신호의 송신 전력을 강제적으로 변경하는 것으로 실현될 수 있다. 본 실시형태에서는, (i)를 실현하면서 (ii)도 실현될 수 있는 파일럿 심볼의 송신 전력 변경 방법에 대해 설명한다.

본 실시형태에 있어서의 MIMO 시스템으로서, 도 8에 나타내는, 4개의 안테나 (T1), (T2), (T3), (T4)로부터 각각 변조 신호 A, 변조 신호 B, 변조 신호 C, 변조 신호 D를 동시에 송신하고, 4개의 안테나(R1), (R2), (R3), (R4)를 이용하여 변조 신호 A, B, C, D가 합성된 신호를 수신하고, 이러한 신호를 분리하여 복조하는 경우에 대해 설명한다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 실시형태 1과 비교하여 「실시형태 1의 (1) 원리」와「실시형태1의 (4)효과」는 다르지만,「실시형태 1의 (2)구성」과「실시형태 1의 (3)동작」은 실시형태 1에서 설명한 것과 동일하기 때문에, 실시형태 1의 (2)구성」과「실시형태 1의 (3)동작」의 설명은 생략한다.

수신측에서는 도 8에 나타낸 4×4=16개의 채널 변동 h11(t), h21(t), h31(t), h41(t),………, h44(t)을 추정하여 복조할 필요가 있다. 그 때문에, 변조 신호 A, B, C, D에, 신호 검출용 심볼, 이득 제어용 심볼, 주파수 오프셋 추정용 심볼, 송신 방법 정보 심볼, 전파환경 추정 심볼 등의 파일럿 심볼을 준비할 필요가 있다.

여기서, 시간 동기는, 신호 검출용 심볼이나 주파수 오프셋 추정용 심볼이나 가드 인터벌의 상관 등을 이용하여 취할 수 있기 때문에, 이후의 설명에 추가하지 않았다.

도 29의 (a)~도 29의 (d)에, 변조 신호 A, B, C, D의 프레임 구성예를 나타낸다. 도 29의 (a)~도 29의 (d)에서는, 일례로서 변조 신호 A, B, C, D를 OFDM 신호로 했을 때의 시간-주파수 축에 있어서의 프레임 구성을 나타내고 있다. 도 29의 (a)~도 29의 (d) 내에, 2701은 신호 검출을 위한 심볼(도 9의 (a)~도 9의 (d)의 101에 상당), 2702는 이득 제어를 위한 심볼(도 9의 (a)~도 9의 (d)의 102에 상 당), 2703은 주파수 오프셋 추정을 위한 심볼(도 9의 (a)~도 9의 (d)의 102에 상당), 2704는 송신 방법 정보 심볼(도 9의 (a)~도 9의 (d)의 103에 상당), 2705는 전파환경 추정 심볼(도 9의 (a)~도 9의 (d)의 104에 상당), 2706은 데이터 심볼(도 9의 (a)~도 9의 (d)의 105에 상당)이다.

파일럿 심볼 가운데, 신호 검출용 심볼(2701), 이득 제어용 심볼(2702), 주파수 오프셋 추정용 심볼(2703), 송신 방법 정보 심볼(2704)은, 변조 신호 A에만 존재시켜서(즉 다중화하지 않는 심볼), 통신을 실시하는 구성으로 하고 있다. 이 구성의 특징을 아래로 설명한다.

수신장치로 주파수 오프셋을 추정할 경우, 복수의 송신 안테나(T1, T2, T3, T4 중의 적어도 2개) 로부터 주파수 오프셋 추정용 심볼(2703)을 송신하면, 4개의 수신 안테나 (R1), (R2), (R3), (R4)에서는 이러한 주파수 오프셋 추정용 심볼(2703)이 다중화되어 수신된다. 그 경우, 채널 추정을 정확하게 실시하여, 수신 신호를 분리할 필요가 생긴다.

이에 대해, 도 29의 (a)의 변조 신호 A와 같이, 1개의 송신 안테나(T1)로만 주파수 오프셋 추정용 심볼(2703)을 송신하면, 수신장치에서 수신 신호를 분리할 필요는 없어진다. 이로 말미암아, 주파수 오프셋 추정을 보다 간단하게, 또, 보다 정확하게 행할 수 있게 된다.

동일한 이유에 의해, 송신 방법 정보 심볼(2704)도 1개의 송신 안테나 (T1)로부터만 송신한다. 이 때, 이득 제어용 심볼(2702)을 이용하여 게인 컨트롤을 행하여, 주파수 오프셋 추정용 심볼(2703), 송신 방법 정보 심볼(2704)의 양자화 오 차를 작게 한다.

이에 대해, 전파환경 추정 심볼(2705)은 각 송신 안테나(T1), (T2), (T3), (T4)로부터 송신을 행한다. 이것은, 상기와 같이, 수신측에서의 복조에는 도 8에 나타내는 4×4=16개의 채널 변동을 추정할 필요가 있기 때문이다.

다음에, 본 실시형태에 있어서의, 파일럿 심볼을 이용하여 「(i) 수신장치에 입력하는 신호의 다이내믹 레인지를 안정시키」면서 「(ii) 게인 컨트롤의 시간을 길게 잡는」방법의 설명과 그 효과를 설명한다.

수신장치에 입력하는 신호의 다이내믹 레인지를 안정시키기 위해서 파일럿 심볼의 전력을 크게 하는 방법에 대해서는, 실시형태 1에서 설명했다. 이 방법을 도 29의 (a)~도 29의 (d)의 변조 신호 A, B, C, D에 적용하는 것을 생각해 본다.

도 30에, 도 29의 (a)~도 29의 (d)에 나타낸 변조 신호 A, B, C, D를 송신했을 때의 변조 신호의 시간 축에 있어서의 파형의 일례를 나타낸다. 도 30의 각 변조 신호 A~D에 관한 파형은, 변조 신호 A, B, C, D의 파일럿 심볼과 데이터 심볼의 파형을 나타내고 있다. 도 30의 합성 신호란, 변조 신호 A, B, C, D의 합성 신호의 파형이다. 여기서, 합성 신호의 시간(i)은, 각 심볼이 송신된 시간(i)에 대응하는 시간이라고 한다.

도 30에 나타내는 바와 같이, 각 변조 신호 A, B, C, D의 파일럿 심볼, 데이터 심볼의 동작 범위를, 예를 들면 -64에서 64라고 한다. 그러면, 4개의 변조 신호 A, B, C, D를 합성한 신호는 도시하는 바와 같이, 시간i부터 i＋3까지(변조 신호 A만 송신하고 있는 시간)는 동작 범위가 -64에서 64, 시간 i＋4부터 i＋7까지( 변조 신호 A, B, C, D를 송신하고 있는 시간)는 동작 범위가 -256에서 256이 된다. 단, 이 값은 정확하지는 않다. 그러나, 시간 i＋4부터 i＋7에 있어서의 동작 범위는, 시간 i부터 i＋3에 있어서의 동작 범위보다는 커진다. 여기서는, 4개의 송신 안테나로 변조 신호를 4 계통 송신할 때의 합성 신호의 동작 범위와 각 변조 신호의 동작 범위의 비(比)를 4로 하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 시간 i부터 i＋3까지(변조 신호 A만 송신하고 있는 시간)의 동작 범위와 시간 i＋4부터 i＋7까지(변조 신호 A, B, C, D를 송신하고 있는 시간)의 동작 범위의 비에 착안하여, 이 비(比)를 1에 접근시킴으로써, 상기 「(ii) 게인 컨트롤 시간을 길게 잡는」것을 실현한다.

도 30에 나타내는 무선 통신에서는, 시간 i부터 i＋3까지(변조 신호 A만 송신하고 있는 시간)와, 시간 i＋4부터 i＋7까지(변조 신호 A, B, C, D를 송신하고 있는 시간)를 독립적으로 생각하여 통신을 행할 수 있다.

시간 i부터 i＋3에 있어서는, 시간 i에서 신호를 검출한 후, 수신 측에 있어서의 주파수 오프셋 추정 심볼(2703)(시간 i＋2), 송신 방법 정보 심볼(2704)(시간 i＋3)의 동작 범위에 맞추어 이득 제어용 심볼(2702)(시간 i＋1)의 동작 범위를 설정한다. 예를 들면, 도 30에 나타내는 바와 같이, 3개의 심볼(2702), (2703), (2704)의 동작 범위를 동일하게(－64에서 64) 하여 송신한다.

시간 i＋4 이후는, 시간 i＋3까지와는 별개로 생각하여, 수신 측에 있어서의 합성 신호의 동작 범위가 동등해지도록, 합성된 전파환경 추정 심볼(2705)(시간 i＋5), 데이터 심볼(2706)(시간 i＋6, i＋7)의 동작 범위에 맞추어 이득 제어용 심 볼(2702)(시간 i＋4)의 동작 범위를 설정한다. 예를 들면, 도 30에 나타내는 바와 같이, 변조 신호 A, B, C, D의 동작 범위를 동등하게(－64에서 64) 한다. 이 때, 시간 i＋5 이후의 심볼에 대한 AGC는 시간 i＋4에 있어서의 이득 제어용 심볼(2702)을 이용하여 행해지기 때문에, 안정된 AGC를 행하기 위해서는 이득 제어용 심볼(2702)의 시간을 길게 잡는 것이 바람직하다. 그러나, 이득 제어용 심볼(2702)에 긴 시간을 할당할수록, 데이터의 전송 효율은 저하된다.

또, 실시형태 1에서 도 13의 (a)~도 13의 (d)를 이용해 설명한 바와 같이, 도 30에 나타내는 합성 신호는 시간 i＋3에서 i＋4로 바뀔 때, 동작 범위가 크게 변동하기 때문에, 수신장치의 A/D변환부에서의 양자화 오차가 증대하여, 변조 신호 A, B, C, D의 데이터 심볼의 분리 정밀도, 복조 정밀도가 저하된다. 여기서 말한 「동작 범위가 크게 변동하는」문제에 대해서, 실시형태 1에서 「송신하는 변조 신호의 수에 따라, 데이터 심볼의 합성 신호 레벨에 맞도록 파일럿 심볼의 신호 레벨을 맞추도록 함으로써 수신측에서의 파일럿 심볼의 양자화 오차를 저감시키는」방법을 설명했다.

그래서, 실시형태 1의 방법을 이용하여 양자화 오차를 저감시키면서 AGC의 게인 컨트롤 시간을 길게 잡는 방법으로서, 변조 신호 A만 송신하고 있는 시간(시간 i부터 i＋3까지)의 동작 범위와 변조 신호 A, B, C, D를 송신하고 있는 시간(시간 i＋4부터 i＋7까지)의 동작 범위의 비를 1에 접근시킨다. 이로써, 변조 신호 A만 송신하고 있는 시간의 심볼도 AGC의 게인 컨트롤에 이용할 수가 있어, 상기 「(ii) 게인 컨트롤의 시간을 길게 잡는」것을 실현할 수 있다.

도 31에, 변조 신호 A만 송신하고 있는 시간(시간 i부터 i＋3까지)의 파일럿 심볼의 송신 전력을, 변조 신호 A, B, C, D를 송신하고 있는 시간(시간 i＋4부터 i＋7까지)의 심볼의 송신 전력보다 크게 할 경우의, 변조 신호의 시간 축에 있어서의 파형의 일례를 나타낸다.

도 31의 각 변조 신호 A~D에 관한 파형은, 변조 신호 A, B, C, D의 파일럿 심볼과 데이터 심볼의 파형을 나타내고 있다. 도 31의 합성 신호란, 변조 신호 A, B, C, D의 합성 신호의 파형이다. 여기서, 도 31에 있어서의 시간 i는 송신된 시간 i에 대응하는 시간이라고 한다. 도 31에 나타내는 바와 같이, 변조 신호 A만 송신하고 있는 시간(시간 i부터 i＋3까지)의 파일럿 심볼의 동작 범위를, 예를 들면 -256에서 256라고 한다. 또, 변조 신호 A, B, C, D를 송신하고 있는 시간(시간 i＋4부터 i＋7까지)의 심볼의 동작 범위를, 예를 들면 -64에서 64라고 한다.

그러면, 합성한 신호는 도면에 나타내는 바와 같이, 변조 신호 A만 송신하고 있는 시간(시간 i부터 i＋3까지)의 동작 범위가 -256에서 256, 변조 신호 A, B, C, D를 송신하고 있는 시간(시간 i＋4부터 i＋7까지)의 동작 범위도 -256에서 256이 되어, 상기 2개의 동작 범위의 비가 1이 된다. 단, 이 값은 정확하지는 않다. 그러나, 도 30의 경우와 비교하여, 상기 동작 범위의 비가 1에 가까워진다.

이와 같이, 합성 신호의 동작 범위를 안정시키도록, 변조 신호 A만 송신하고 있는 시간(1개의 안테나만으로 송신하고 있는 시간)의 파일럿 심볼의 송신 전력을 적절하게 변경시킴으로써, AGC의 게인 컨트롤에 드는 시간을 길게 할 수 있어, 수신장치의 A/D변환부에서의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다. 이 결과, 각 변조 신 호 A, B, C, D의 데이터 심볼의 분리 정밀도, 수신 품질이 향상된다.

또 이 때, 1개의 안테나만으로부터 송신되는 신호 검출용 심볼(2701)(시간 i), 이득 제어용 심볼(2702)(시간 i＋1), 주파수 오프셋 추정 심볼(2703)(시간 i＋2), 송신 방법 정보 심볼(2704)(시간 i＋3)의 송신 전력은, 도 30의 변조 신호 A에 포함되는 신호 검출용 심볼(2701)(시간 i), 이득 제어용 심볼(2702)(시간 i＋1), 주파수 오프셋 추정 심볼(2703)(시간 i＋2), 송신 방법 정보 심볼(2704)(시간 i＋3)의 송신 전력보다 커지기 때문에, 이들 4개의 심볼(2701~2704)의 추정 정밀도도 향상하여, 양자화 오차를 저감시킬 수 있다.

이리하여, 본 실시형태에 의하면, 동시에 송신하는 변조 신호 수를 변화시키는 방식에 있어서, 송신하는 변조 신호의 수에 따라, 수신장치에 있어서의 합성 신호 레벨에 맞도록, 1개의 변조 신호만 송신하는 경우의 변조 신호의 레벨을 조절함으로써, AGC의 게인 컨트롤에 드는 시간을 길게 잡을 수 있어, A/D변환부에 있어서의 양자화 오차의 저감이 가능하다. 이 결과, 전파환경 추정 정밀도가 향상되고, 데이터의 수신 품질이 향상된다. 또 이 때, 1개의 변조 신호만 송신하는 경우의 변조 신호에 포함되는 파일럿 심볼의 송신 전력도 커지기 때문에, 파일럿 심볼을 이용한 주파수 오프셋 추정 정밀도, 송신 방법 정보 추정 정밀도가 향상되어, 데이터의 수신 품질이 향상된다.

(실시형태 4)

본 실시형태에서는, 실시형태 1, 2, 3에서 설명한, 동시에 변조 신호를 송신하는 안테나수(변조 신호수)에 따라 파일럿 심볼이나 변조 신호의 송신 전력을 변 경하는 방법에 관하여, 파일럿 심볼의 신호점 배치 방법에 관해서 설명한다. 특히, 본 실시형태에서는, 파일럿 심볼 안의 이득 제어 심볼의 신호점 배치를 송신 안테나마다 변경함으로써 수신 측에 있어서 PAPR를 작게하여 수신측의 다이내믹 레인지를 안정시킬 수 있는 방법을 설명한다.

또한 본 실시형태에서는, 실시형태 1에 있어서 도 6, 10을 이용하여 설명한 변조 신호의 신호점 배치에 대해서 새로운 신호점 배치 방법을 설명한다. 그 외는 실시형태 1, 2, 3과 동일하므로, 그 설명을 생략 한다.

우선, 송신 안테나가 2개인 경우를 설명한다. 실시형태 1에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 파일럿 심볼로 BPSK 변조된 신호를 이용했다. 여기서, BPSK 변조를 이용하는 이유는, 가장 처리가 간단하며, 또 오류 비율이 낮아지는 변조 방식이기 때문이다. 이것은, 실시형태 3 에서 설명한 송신 방법 정보 심볼(2704)(도 29의 (a)~도 29의 (d)에 도시)처럼, 송신할 때 마다 데이터가 다른 심볼에 대해서 유효한 변조 방식이 된다.

이에 대해, 실시형태 3에서 설명한 이득 제어용 심볼(2702)(도 29의 (a)~도 29의 (d)에 도시)에 BPSK 변조를 적용하는 경우를 생각한다. 이득 제어용 심볼(2702)은 이득 제어가 목적인 심볼이기 때문에, 송신 때 마다 항상 동일한 패턴으로 송신하는 것이 바람직한다. 따라서, 게인 컨트롤을 실시하기 쉽도록 매 변조 신호마다의 송신 패턴을 결정해야 한다.

도 32는, 변조 신호 A, B를 OFDM 신호로 했을 때의 부반송파 k(k=1,…, NN：FFT 포인트수)의, 각 심볼의 동상(I)―직교(Q) 면에 있어서의 신호점 배치와 변 조 신호 A, B를 수신한 합성 신호의 신호점 배치의 일례이다. 여기서는, 잡음의 영향은 고려하지 않고 채널 추정은 이상적으로 행하는 것으로서 도시하고 있다.

도 32에서는, 변조 신호 A, B는 진폭·위상 모두 동일한 신호점 배치를 이용하고 있다. 도 32의 합성 신호를 보면, 신호점 진폭이 큰 점이 2개 존재하고, 그 진폭은 4가 된다((4. 0, 0. 0), (－4. 0, 0. 0)인 2점). 또, 신호점 진폭이 작은 점이 2개 존재하고, 그 진폭은 0이 된다((0. 0, 0. 0)으로 겹쳐져 있는 2점). 따라서, 진폭으로 평가하는 다이내믹 레인지는 4가 된다.

이에 대해서, 도 33은, 변조 신호 B의 신호점 배치를, 진폭은 변화시키지 않고 위상만 90°회전시킨 것을 나타낸다. 그 때의 합성 신호의 신호점 배치를 보면, 4점 모두 진폭이 2√2( 약 2.8)이 되고, 진폭으로 평가하는 다이내믹 레인지는 2.8이 되어, PAPR가 작아지는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 변조 신호마다 신호점 배치를 변경함으로써, 변경하지 않는 경우와 비교하여 PAPR를 작게 할 수 있어, 게인 컨트롤을 행하기 쉽게 할 수 있다.

도 34, 35는, 4개의 변조 신호 A~D를 OFDM 신호로 했을 때의 부반송파 k(k=1,…, NN：FFT 포인트수)의, 각 심볼의 동상(I)―직교(Q) 면에 있어서의 신호점 배치와 변조 신호 A, B, C, D를 수신한 합성 신호의 신호점 배치의 일례이다. 여기서는, 잡음의 영향은 고려하지 않고 채널 추정은 이상적으로 행하는 것으로서 도시하고 있다.

도 34는 각 변조 신호 A, B, C, D를 동일 신호점 배치를 이용하여 송신하는 경우, 도 35는 각 변조 신호 A, B, C, D를 다른 신호점 배치를 이용해 송신하는 경 우이다. 도 34에서는 합성 신호의 진폭으로 평가하는 다이내믹 레인지가 16이 되는데 반해, 도 35에서는 합성 신호의 진폭으로 평가하는 다이내믹 레인지는 4√2( 약 5.6)로 억제되어 있다. 이와 같이, 이득 제어용 심볼에 있어서 변조 신호마다 신호점 배치를 변경하는 방법을 채용하면, 변조 신호수가 증가함과 동시에, 보다 다이내믹 레인지를 안정화시키는 효과가 얻어진다.

또한, 본 실시형태에서는, 변조 신호의 패턴으로서 도 33에 나타내는 2개의 패턴을 이용하여 설명했지만, 이 패턴에 한정한 것은 아니며, 요점은 합성 신호에 있어서 PAPR가 작아지도록, 변조 신호마다 패턴을 변경할 수 있다. 따라서, 도 36과 같이, 180°의 위상차가 나지않는 BPSK 신호로 송신할 수도 있다. 도 32와 도 36의 합성 신호를 비교하면, 진폭이 4가 되는 점((4. 0. 0. 0), (－4. 0. 0. 0))을 약 3.7((3. 4, 1. 4), (－3. 4, 1. 4))로 하여, 다이내믹 레인지가 작아진 것을 알 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 이득 제어용 심볼에 대해, BPSK 변조의 신호점 배치를 변경하는 방법을 설명했다. 반복이 되겠지만, 이득 제어용 심볼은 이득 제어가 목적인 심볼이기 때문에, 심볼을 복조한 오류 비율은 전혀 관계없다. 이 점을 생각하면, 각 변조 신호에 있어서 다치(M-arry) 변조를 이용하여, 변조 신호마다 다른 송신 패턴을 이용하여 송신함으로써, 마찬가지의 PAPR 삭감 효과가 얻어져 다이내믹 레인지를 작게 할 수 있다고 말할 수 있다. 이 때, 다치 변조로서는 진폭의 변동이 없는 변조방식, 예를 들면 PSK 변조가 적합하며, 그 다치수가 클수록(8 PSK→16PSK→32PSK…) 각 변조 신호에 있어서 랜덤한 위상이 되기 때문에, 다이내믹 레인지를 작게 할 수 있다. 따라서, 원하는 다이내믹 레인지가 되도록 다치수를 선정하면 된다.

이리하여, 본 실시형태에 의하면, 동시에 송신하는 변조 신호의 수를 변화시키는 방식에 있어서, 이득 제어용 심볼에 대해서 변조 신호마다 다른 신호점 배치로 함으로써 PAPR 삭감 효과가 얻어져 다이내믹 레인지를 작게 할 수 있어, A/D변환부에 있어서의 양자화 오차를 저감시킬 수 있다.

(다른 실시형태)

또한 상술한 실시형태에서는, 변조 신호 A~D의 프레임 구성을, 도 5의 (a), 도 5의 (b), 도 9의 (a)~도 9의 (d) 및 도 29의 (a)~도 29의 (d)에 나타내는 바와 같이 했을 경우에 대해 설명했지만, 변조 신호의 프레임 구성은 이에 한정되지 않는다.

또 상술한 실시형태에서는, 변조 신호수 설정부(11)로서 프레임 구성 신호 생성부(507) 및 변조부(502 A~502 D)를 이용하여, 송신 방법 요구 정보(S10)에 따라 송신 변조 신호수를 설정한 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 자국(自局)에서 송신 변조 신호수를 설정하도록 해도 된다. 예를 들면 보내려고 하는 데이터량이 많은 경우에는 송신 변조 신호수를 많이 설정하고, 보내려고 하는 데이터량이 적은 경우에는 송신 변조 신호수를 적게 설정한다. 요점은, 복수의 안테나를 이용하여 송신하는 변조 신호의 수를 설정할 수 있으면 된다.

또 상술한 실시형태 1에서는, 송신 전력 변경부(12)로서 도 16에 나타낸 바와 같은 파일럿 심볼 매핑부(512)를 이용한 경우에 대해 설명했지만, 본 발명의 송 신 전력 변경부는 이에 한정하지 않으며, 요점은, 송신 변조 신호수에 따라, 데이터 심볼의 송신 전력과 파일럿 심볼의 송신 전력의 비(比)를 변화시킬 수 있을만한 것이면 된다.

또 상술한 실시형태 2에서는, 송신 전력 변경부(12)로서 게인 컨트롤부(701 A~701 D)(도 28)를 이용한 경우에 대해 설명했지만, 본 발명의 송신 전력 변경부는 이것에 한정하지 않고, 요점은, 송신 변조 신호수가 변환됨과 동시에, 각 변조 신호의 송신 전력을 변경할 수 있을만한 것이면 된다.

또 상술한 실시형태에서는, 4개의 송신 안테나(T1~T4)가 설치된 무선 송신 장치에 있어서, 송신 안테나수(송신 변조 신호수)를 2개와 4개의 사이, 또는 1개와 4개의 사이에서 변경시키도록 한 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 송신 안테나수 n개로 n 계통의 변조 신호를 송신하는 것에 널리 적용할 수 있다. 또 송신 안테나수로 송신하는 변조 신호의 수는 일치할 필요는 없고, 송신 안테나수를, 송신 변조 신호수보다 많게하여, 송신 안테나를 선택해서, 선택한 송신 안테나로부터 변조 신호를 송신해도 된다. 또 안테나는 복수 안테나로 한 개의 안테나부를 형성하고 있어도 된다.

또 상술한 실시형태에서는, OFDM을 실시하는 무선 송신 장치를 예로 설명했지만, 이에 한정한 것은 아니며, 복수 반송파 방식, 싱글 반송파 방식에서도 마찬가지로 행할 수 있다. 또 스펙트럼 확산 통신 방식을 이용해도 된다. 특히 OFDM 방식과 스펙트럼 확산 방식을 조합시킨 방식으로 적용해도 마찬가지로 행할 수 있다.

또 상술한 실시형태에서는, 특히 부호화에 대해 언급하지 않았지만, 시공간 부호화를 가하지 않는 경우에 있어서도 행할 수 있으며, 또, 문헌“Space-Time Block Codes from Orthogonal Design”IEEE Transactions on Information Theory, pp.1456-1467, vol.45, no.5, July 1999에 나타나 있는 시공간 블록 부호, 문헌“Space-Time Block Codes for High Data Rate Wireless Communication : Performance Criterion and Code Construction”IEEE Transactions on Information Theory, pp.744-765, vol.44, no.2, March 1998에 나타나 있는 시공간 트레리스 부호를 적용하고 있어도 마찬가지로 행할 수 있다.

또 변조 신호로서 각 안테나로부터 OFDM 신호를 송신하는 경우, 변조 신호의 송신 전력을 변경하는데 있어서는, 각 부반송파의 송신 전력을 변경함으로써 변조 신호의 송신 전력을 변경해도 되고, 또는 사용하는 부반송파 수를 변경함으로써 송신 전력을 변경하도록 해도 된다.

도 37을 이용하여, 사용하는 부반송파 수를 변경하는 경우에 대해 간단하게 설명한다. 도 37은, 실시형태 3에서 설명한 도 31과 같은 전력 파형을 만들기 위한 구체적인 예를 나타낸 것으로서, 각 변조 신호 A~D가 각각 64개의 부반송파로 형성되어 있는 경우를 상정하고 있다. 시간 i부터 시간 i＋3에 걸여서는, 안테나(T1)로부터 64개의 부반송파 전부를 사용하여 변조 신호 A를 송신한다. 이에 대해서, 시간 i＋4부터 시간 i＋7에 있어서는, 안테나(T1~T4)로부터, 각각 16개의 부반송파를 사용하여 각 변조 신호 A~D를 송신한다. 여기서 부반송파 1개당의 송신 전력을 동일하게 하면, 도 31에 나타내는 바와 같은 전력 파형을 얻을 수 있다. 덧붙여서, 시간 i부터 시간 i＋3에서 사용하고 있는 부반송파 수와, 시간 i＋4부터 시간 i＋7에서 사용하고 있는 부반송파 수는, 모두 64개이므로, 시간 i부터 시간 i＋3의 합성 신호의 송신 전력과, 시간 i＋4부터 시간 i＋7의 송신 전력은 동등하게 된다.

요점은, 사용하는 부반송파 수를 변경할 경우에는, 변조 신호를 송신하는 안테나 수가 증가하면(다중하는 변조 신호수가 증가하면), 각 변조 신호(OFDM 신호) 중에서 사용하는 부반송파 수를 줄이도록 한다. 덧붙여서, 사용하는 부반송파란, I－Q평면상에서의 신호점이 (0, 0) 이 아닌 심볼이 배치된 부반송파를 말한다. 예를 들면 BPSK라면, (1, 0) 또는 (－1, 0)의 심볼이 배치된 부반송파를 말한다. 반대로, 사용하지 않는 부반송파란, 신호점 (0, 0)의 심볼이 배치된 부반송파를 말한다.

또 변조 신호로서 각 안테나로부터 OFDM 신호를 송신하는 경우에는, 각 부반송파의 송신 전력을 변경하는 방법과, 사용하는 부반송파 수를 변경하는 방법의 양쪽 모두를 병용하여 복수 안테나로부터 송신하는 변조 신호의 합계 송신 전력을 변경하도록 해도 된다.

본 발명은, 상술한 실시형태로 한정되지 않고 , 여러 가지 변경하여 행할 수 있다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 복수의 안테나와, 복수의 안테나를 이용하여 송신하는 변조 신호의 수를 설정하는 변조 신호수 설정부와, 송신 변조 신호수에 따라 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 송신 전력 변경부 를 구비하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 송신 변조 신호수의 변경시에 생기는 각 변조 신호의 합성 신호 레벨의 변동을 작게 할 수 있게 되므로, 수신장치의 양자화 오차를 저감시킬 수 있게 된다. 또 복잡한 송신 전력 제어를 행하는 것이 아니라, 단순히 송신 변조 신호수에 따라 송신 전력을 변경하므로, 간단하고 쉬운 구성으로 양자화 오차를 저감시킬 수 있다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 송신 전력 변경부가, 파일럿 심볼 형성부를 가지며, 해당 파일럿 심볼 형성부는, 송신 변조 신호수에 따라, 데이터 심볼의 송신 전력과 파일럿 심볼의 송신 전력의 비(比)가 변화하도록, 파일럿 심볼을 형성할 때의 신호점 배치를 변경하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 데이터 심볼의 다중 수에 대응하는 송신 변조 신호수에 따라, 데이터 심볼의 송신 전력과 파일럿 심볼의 송신 전력의 비가 변화하도록, 파일럿 심볼을 형성할 때의 신호점 배치를 변경하므로, 파일럿 심볼의 신호 레벨을 데이터 심볼의 합성 신호 레벨에 맞출 수가 있게 된다. 이 결과, 파일럿 심볼의 양자화 오차를 저감시킬 수 있고, 파일럿 심볼을 이용한 전파 전파환경 추정의 추정 정밀도, 시간 동기의 정밀도, 주파수 오프셋 추정 정밀도가 향상하므로, 데이터의 수신 품질이 향상된다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 파일럿 심볼 형성부가, 동시 송신되는 데이터 심볼의 합성 송신 전력에 맞추어 파일럿 심볼의 신호점 배치를 결정하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 파일럿 심볼의 신호 레벨을 데이터 심볼의 합성 신호 레벨에 확실하게 맞출 수 있게 되어, 파일럿 심볼의 양자화 오차를 확실하게 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 파일럿 심볼 형성부가, 송신 변조 신호수가 많을수록, 파일럿 심볼의 신호점 진폭이 커지는 신호점 배치를 선택하는 구성을 취한다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 파일럿 심볼 형성부가, 동시 송신되는 파일럿 심볼수와 동시 송신되는 데이터 심볼수의 비에 기초하여, 신호점 배치를 결정하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 파일럿 심볼과 데이터 심볼 각각의 다중수의 비에 기초하여, 파일럿 심볼의 신호점 배치를 결정하여 파일럿 심볼의 송신 전력을 변경하므로, 확실하게 파일럿 심볼의 신호 레벨을 데이터 심볼의 합성 신호 레벨에 맞출 수 있게 되어, 파일럿 심볼의 양자화 오차를 확실하게 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 송신 전력 변경부가, 변조 신호수 설정부에 의해 설정된 수로 송신 변조 신호수가 변경됨과 동시에, 각 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 송신 변조 신호수의 변경 전과 송신 변조 신호수의 변경 직후에 있어서의 각 변조 신호의 합성 신호 레벨의 변동을 없앨 수 있으므로, 수신장치에 있어서 송신 변조 신호수의 변경 직후에 생기는 양자화 오차를 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 송신 전력 변경부가, 송신 변조 신호수가 많아지는 경우, 각 변조 신호의 송신 전력을 작게하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 송신 변조 신호수가 많아짐으로 인해 생기는 각 변조 신호의 합성 신호 레벨의 증가를 억제할 수 있게 되어, 송신 변조 신호수가 많게 된 직후에 생기는 수신장치에서의 양자화 오차를 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 송신 전력 변경부가, 송신 변조 신호수가 적게 되는 경우, 각 변조 신호의 송신 전력을 크게 하는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 송신 변조 신호수가 적어짐으로 인해 생기는 각 변조 신호의 합성 신호 레벨의 감소를 억제할 수 있게 되어, 송신 변조 신호수가 적게 된 직후에 생기는 수신장치에서의 양자화 오차를 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 무선 송신 장치의 한가지 형태에 있어서는, 송신 전력 변경부가, 변경한 각 변조 신호의 송신 전력을 서서히 변조 신호수 변경 전의 값으로, 되돌리는 구성을 취한다.

이 구성에 의하면, 각 변조 신호의 송신 전력을 서서히 변조 신호수 변경 전의 값으로 되돌리므로, 수신장치에서의 게인 컨트롤이 추종 가능해져서, 양자화 오차는 거의 생기지 않는다. 또 각 변조 신호의 송신 전력이 양호한 SIR(Signal to Interference Ratio)이 얻어지는 원래의 값으로 되돌려지므로, 각 변조 신호의 수신 품질이 향상한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 전파환경 등에 따라 동시에 송신하는 변조 신호의 수를 변화시키는 방식에 있어서, 파일럿 심볼이나 데이터 심볼의 양자화 오차를 저감시킬 수 있어, 수신 품질을 향상시킬 수 있는 무선 송신 장치 및 무선 송신 방법을 실현할 수 있다.

본 명세서는, 2003년 8월 7 일에 출원한 특허 출원 2003－289060및 2004년 3월 12 일에 출원한 특허 출원 2004－71322에 기초하는 것이다. 그 내용은 모두 여기에 포함시켜 놓는다.

본 발명은, 특히 복수 안테나로부터 다른 변조 신호를 동시 송신함과 동시에, 이 동시 송신하는 변조 신호의 수를 변화시키는 무선 통신 시스템에 적용하기에 매우 적합한 것이다.

Claims (12)

1. 복수의 안테나와,

   상기 복수의 안테나를 이용하여 송신하는 변조 신호의 수를 설정하는 변조 신호수 설정부와,

   송신 변조 신호수에 따라, 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 송신 전력 변경부를 구비하는 무선 송신 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 송신 전력 변경부는, 파일럿 심볼 형성부를 가지며, 해당 파일럿 심볼 형성부는, 송신 변조 신호수에 따라, 데이터 심볼의 송신 전력과 파일럿 심볼의 송신 전력의 비(比)가 변화하도록, 파일럿 심볼을 형성할 때의 신호점 배치를 변경하는 무선 송신 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 파일럿 심볼 형성부는, 동시 송신되는 데이터 심볼의 합성 송신 전력에 맞추어 파일럿 심볼의 신호점 배치를 결정하는 무선 송신 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 파일럿 심볼 형성부는, 송신 변조 신호수가 많을수록, 파일럿 심볼의 신호점 진폭이 커지는 신호점 배치를 선택하는 무선 송신 장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 파일럿 심볼 형성부는, 동시 송신되는 파일럿 심볼의 수와, 동시 송신되는 데이터 심볼의 수의 비(比)에 기초하여, 신호점 배치를 결정하는 무선 송신 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 송신 전력 변경부는, 상기 변조 신호수 설정부에 의해 설정된 수로 송신 변조 신호수가 변경되는 타이밍으로, 각 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 무선 송신 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 송신 전력 변경부는, 송신 변조 신호수가 많아지는 경우, 각 변조 신호의 송신 전력을 작게 하는 무선 송신 장치.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 송신 전력 변경부는, 송신 변조 신호수가 적어지는 경우, 각 변조 신호의 송신 전력을 크게 하는 무선 송신 장치.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 송신 전력 변경부는, 변경한 각 변조 신호의 송신 전력을 서서히 변조 신호수 변경 전의 값으로 되돌리는 무선 송신 장치.
10. 복수 안테나에서 다른 변조 신호를 송신함과 동시에, 동시에 송신하는 변조 신호의 수를 변화시키는 무선 송신 방법으로서,

    동시 송신하는 변조 신호의 수에 따라 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 무선 송신 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    동시 송신하는 파일럿 심볼의 합성 신호 전력이, 동시 송신하는 데이터 심볼의 합성 신호 전력과 동등해지도록, 파일럿 심볼의 송신 전력을 변경하는 무선 송신 방법.
12. 제 10항에 있어서,

    송신 변조 신호수가 변경되는 타이밍으로, 각 변조 신호의 송신 전력을 변경하는 무선 송신 방법.

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