WO2005004361A1

WO2005004361A1 - マルチキャリア無線伝送システム、送信装置及び受信装置

Info

Publication number: WO2005004361A1
Application number: PCT/JP2003/008277
Authority: WO
Inventors: Shinsuke Hara
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-13
Also published as: JP4143643B2; CN1742449A; JPWO2005004361A1; US7843960B2; EP1641158A1; CN1742449B; US20050254415A1; EP1641158A4

Abstract

本発明は、周波数の利用効率を向上させることの可能なマルチキャリア無線伝送システム、送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。本発明によるマルチキャリア伝送システムに使用される送信装置は、バーチャルサブキャリアに設定される少なくとも１つのサブキャリアが、サブキャリアの配置情報に応じて動的に設定される（３０４，６０４，４０６）。本システムに使用される受信装置は、バーチャルサブキャリアに関する信号成分が抑制されるように、適応的に制御される適応アレーアンテナ手段と、少なくとも一部のバーチャルサブキャリアの配置が異なる複数のサブキャリア配置パターンの内、どのパターンを利用して通信を行うかを設定する手段を有する。バーチャルサブキャリアの配置パターンを無線信号の識別情報として使用することが可能になるので、周波数資源の利用効率を従来よりも向上させることが可能になる。

Description

明細書マルチキャリア無線伝送システム、送信装置及び受信装置技術分野

本発明は、移動通信を行うための技術分野に関し、特にマルチキヤリ了 (mu l t i一 c a r r i e r) 無線伝送システム、そのようなシステムで使用される送信装置及び受信装置に関連する。背景技術

この種の技術分野では、通信の高速化や高品質化の要請に加えて、システムに収容するユーザ数を増加させる等の要請にも配慮する必要があり、周波数のような通信資源を効率的に利用することが重要である。

近年特に注目されているマルチキャリア伝送方式は、複数の搬送波（サブキヤリア）を利用してデータを伝送することで、例えば、伝送速度の高速化を図ると共に、周波数選択性フェージング耐性を強化している。しかしながら、マルチキャリア伝送方式は、高低様々な周波数を含む複数の搬送波を利用するので、通信環境によっては、ドップラーシフトのような周波数オフセット等に起因して、信号品質の劣化が懸念される場合がある。

一方、マルチキャリア伝送方式にて適応アレーアンテナ（AAA： a d a p t i v e a r r a y a n t e nna) を利用し、信号品質を改善する試みもなされている。より具体的には、受信信号中のバーチャルサブキャリアに関する信号成分の大きさが、ゼロになるようにァレーのウェイトを適応制御することで、ドップラーシフトの影響を受けた波を抑圧し、通信信号の品質を向上させるものである（この技術については、例えば、非特許文献 1参照。）。一般に、適応制御には、希望波にメインローブを向けるように制御を行うビームフォーミング（b e arn f o rmi ng) と、不要波にヌルを向けて抑圧するように制御を行うヌルステアリング（nu 1 1 s t e e r i n g) とがあり、ここでは後者が使用されている。ノ一チヤノレサブキャリア（v i r t u a l s ub-c a r r i e r) とは、システムに割り当てられた周波数帯域に含まれる多数のサブキヤリァの内、データを伝送するのに使用されるサブキャリア（データサブキャリア）を除いたサブキャリア、即ちデータを伝送する目的には使用されないサブキャリアである。多数のサブキャリアの内、どのサブキャリアがバーチャルサブキャリアであるかについては、システムで固定的に設定されている。例えば、図 1の上側に示されるように、非線形増幅時の帯域外放射電力を低くするために、システムに割り当てられている周波数帯域の両端に属するいくつかのサブキヤリァが、パーチャルサブキャリアに設定される（これについては、例えば、非特許文献 2参照。）。また、図 1の下側に示されるように、受信信号のベースバンド処理時の直流ドリフトを低減させるために、周波数帯域の中央近辺のサブキヤリァもバーチャルサブキヤリアに設定される場合がある（これについては、例えば、非特許文献 3参照。）。具体的な数値例としては、例えば 64個のサブキヤリァの内、 52個のサブキヤリァがデータサブキヤリァに設定され、 12個のサブキヤリァがパーチャルサブキャリアに設定される。このように固定的に設定されたパーチャルサブキャリアはデータ伝送に使用されないので、送信時の変調の際に、バーチャルサブキヤリァに関する信号成分はゼロに設定される。

図 2は、直交周波数分割多重 (OFDM : Or t ho g on a l F r e q u e n c y D i v i s i on Mu 1 t i 1 e x i n g) 方式における変調き |5 の概念図を示す。 O F DM方式では、信号の変調は高速逆フーリェ変換.（I FF T) によって行われる。このため、図中左側に示される時系列の送信情報データは、直列並列変換部 (S/P) によって並列信号に変換され、 I FFT部に入力される。この並列信号に含まれる内容は総てデータサブキヤリァに対応付けられる。また、パーチャルサブキャリアに関する信号内容は、固定的にゼロに設定される。このようにして入力及び設定された信号に基づいて、高速逆フーリエ変換が行われ、変調された並列信号が出力され、以後無線送信に必要な処理を経て無線送信が行われる。

しかしながら、これら従来の技術は、無線信号を区別することを意図するものではないので、これらの技術を利用しても、同時に周波数資源を利用することは困難である。例えば、あるユーザ Aが無線通信している間に、別のユーザ Bは無線通信をすることができなレ、。たとえユーザ A， Bが地理的に異なる場所にいたとしても、一方の通信（タイムスロット）が終わるまで、他方は待機していなければならない。このような状況は、周波数の利用効率の観点からは望ましいものではない。

非特許文献 1

羽根秀ー，中ノ森将也，原嘉孝，原晋介，「OFDMヌルステアリングァレーアンテナ」，電子情報通信学会，無,镍通信システム研究会， 2002— 124， 20 02年 7月

非特許文献 2

AR I B STD-B 24, "Da t a Co d i n g a n d Tr a s mi s s i on Sp e c i f i c a t i on Fo r D i g i t a l B r o a d c a s t i ng", AR I B, J un e 2000

非特許文献 3

AR I B STD-T 70, "Lowe r Powe r Da t a C o mm un i c a t i on Sy s t ems B r o a db a nd Mo b i l e A c c e s s Co mm n i c a t i on Sy s t em (C SMA)"， AR I B， De c. 2000 発明の開示

本発明は、上述したような問題に対処するためになされたものであり、その目的は、周波数の利用効率を向上させることの可能なマルチキヤリァ無線伝送システム、及びそのようなシステムで使用される送信装置及び受信装置を提供することである。

また、本発明は、無線信号を区別しながら適応アレーアンテナの制御を行うことで、周波数の利用効率を向上させることの可能なマルチキヤリァ無線伝送システム、及びそのようなシステムで使用される送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。これらの目的は、以下に説明する手段により解決される。本発明によれば、データ伝送に使用されるサブキヤリァであるデータサブキヤリアと、データ伝送に使用されないサブキヤリァであるバーチャルサブキヤリァに基づいて無線伝送を行うマルチキヤリァ伝送システムが提供される。本システムに使用される送信装置ではノ一チャルサブキヤリァに設定される少なくとも 1つのサブキヤリァカ S、サブキヤリァの配置情報に応じて動的に設定される。本システムに使用される受信装置は、受信信号に含まれるパーチャルサブキヤリァに関する信号成分が抑制されるように、適応的に制御される適応アレーアンテナ手段と、少なくとも一部のパーチャルサブキヤリァの酉 B置が異なる複数のサブキヤリァ酉己置パターンの内. どのパターンを利用して通信を行うかを設定する手段を有する。

これにより、サブキヤリァの配置パターンにおけるパーチャルサブキヤリァの位置を、通信を行う送信装置及び受信装置間で動的に変更することができる。送信装置又は受信装置は、パーチャルサブキヤリァの配置パターンを示す配置情報に応答して、データサブキヤリァに設定していたあるサブキヤリァを改めてバーチャルサブキャリアに設定し、パーチャルサブキャリアに設定していたあるサブキヤリァを改めてバーチャルサブキヤリァに設定する。ある配置パターン S を利用して送信された無線信号を受信する受信装置は、パーチャルサブキヤリァの信号成分を抑圧するようにアンテナの指向性パターンを適応制御する。他の配置パターン S ₂に基づく無線信号は、抑圧されるバーチャルサブキヤリァに有意義な信号成分を有するので、その無線信号にはヌルが向けられる。従って、受信装置は同一の配置パターン S を利用する信号を良好に受信する一方、別の配置パターン s ₂を利用する信号を抑圧することができる。即ち、本発明によれば、バ一チャルサブキャリアの位置（又は配置パターン）を無線信号の識別情報として使用することが可能になる。無線信号を区別することが可能になるので、周波数資源の利用効率を従来よりも向上させることが可能になる。図面の簡単な説明

図 1は、サブキャリアの酉己置パターンを示す図である。

図 2は、 O F DM方式における変調部の概念図である。図 3は、本願実施例による送信装置の主要な機能に関するプロック図である。図 4は、本願実施例による受信装置の主要な機能に関するプロック図である。図 5は、図 4に示される適応ァレーアンテナ部の詳細を示すブロック図である。図 6は、本発明の動作原理を説明するための図を示す。

図 7は、本願実施例による別の送信装置の主要な機能に関するプロック図である。

図 8は、本発明をセルラ通信システムに使用した場合の様子を示す図である。図 9は、本発明をプライベートエリアネットワークに適用した場合の様子を示す図である。

図 1 0は、サブキヤリァの配置パターンを示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しながら本願実施例を説明する。本願実施例による通信システムは、図 1に示されるような従来のサブキャリア配置と供に、又はそれらとは別個に実現することが可能である。以下に示される機能ブロック図に示されている要素の少なくとも一部は、用途に応じてソフトウェアにより若しくはハードウエアにより又は両者の組み合わせにより実現され得る。

図 3は、本願実施例による送信装置の主要な機能に関するブロック図である。送信装置 3 0 0は直列並列変換部 (S /P) 3 0 2を有し、これは一連の送信情報データである直列信号から順に N—1個のデータを抽出し、それらを N— 1個の信号系列に対応させ、並列信号として出力する。但し、 Nは 2以上の整数である。一連の送信情報データは、図示されていない符号器によって符号化されている。様々な符号化を利用することが可能であり、例えば畳み込み符号化、プロック符号化等を利用することが可能である。

送信装置 3 0 0は割当部 3 0 4を有し、これは N個の信号系列より成る並列信号を受信し、サブキャリアの配置情報に基づいてそれらの順序を並べ替える。割当部 3 0 4に入力される N個の信号系列の内、 N— 1個の信号系列は、直列並列変換部 3 0 2からの並列信号であり、後にデータサブキヤリァに関連付けられる。割当部 3 0 4に入力されるもう 1つの信号系列は、バーチャルサブキヤリァに関連付けられる信号系列であり、この信号系列の内容は、例えばゼロの値を常に示すようなもの（ゼロデータ）である。

送信装置 3 0 0は無線部 3 0 6を有し、これは N個の信号系列より成る並列信号を受信し、それらを各サブキャリアに対応付けて変調し、直列信号に変換し、波形整形及び周波数変換等の処理を施し、マルチキャリア無線信号を出力する。マルチキャリア無線信号は、図示されていないアンテナ部から放射される。尚、説明の便宜上「送信装置」と言及しているが、実際には送信機能だけでなく受信機能も備えている。後述する「受信装置」についても同様に、受信機能だけでなく送信機能も備えている。

動作を次に説明する。先ず、送信装置 3 0 0は、通信を開始する際に、例えばセルラシステムにおける無線基地局に対して、通信リンクの確立を要求する。この要求は、例えばリクエストトウセンド（R T S : r e q u e s t t o s e n d ) の手順により行われ得る。この要求信号に応じて適切な無線チャネルが割り当てられることで、無線リンクが確立される。本実施例では、この手順を行う際に、 N個のサブキャリアの內、どのサブキャリアをバーチヤノレサブキャリアとするか（又はどのサブキャリアをデータサブキャリアとする力）が決定される。例えば、通信リンクの確立を要求する信号に肯定的に応答する際に、無線基地局力 S (又は上位の管理局からの指示の下に無線基地局が） k番目のサブキャリアをバーチャルサブキャリアにすることを通知する。但し、 kは 1以上 N以下の整数である。肯定的な応答は、例えばクリアトウセンド（C T S : c l e a r t o s e n d ) の手順により行われ得る。あるいは逆に、送信装置 3 0 0力 k番目のサブキヤリァをバーチャルサブキヤリァにすることを依頼又は命令してもよい。いずれにせよ、無線リンクの両端のノードで、どのサブキヤリァをパーチャルサブキヤリァに設定する力即ちどのようなサブキヤリァ配置パターンを使用するかが決定されればよい。このように、本実施例では、サブキャリア配置パターンにおける少なくとも 1つのバーチャルサブキヤリァの位置が、動的に設定される。この点、バーチャルサブキヤリァの位置が固定的に取り扱われていた従来の手法と大きく異なる。

通信リンクが確立されると、送信情報データをマルチキヤリァ無線信号に変換してアンテナ部から送信するための処理が行われる。概して、実線の矢印は、受信側に伝送する送信情報データの流れを示し、波線の矢印はゼ口データの流れを示す。先ず、直並列変換部 3 0 2にて、 1 ： (N— 1 ) の比率で直列信号が並列信号に変換される。これら N—1個の信号系列に、ゼロデータを有する信号系列を加えた N個の信号系列が、割当部 3 0 4に入力される。割当部 3 0 4は、サブキャリァの配置情報に基づいて、入力された N個の信号系列の順序を並べ替えて、無線部 3 0 6に与える。無線部 3 0 6では、有意義なデータ内容を有する N— 1 個の信号系列（k番目を除く総ての変調データ）と、 1つの信号系列（k番目のゼロデータ系列）の N個の信号系列を変調する。この変調は、 O F DM方式であれば逆フーリェ変換を行うことになるが、本発明は O F DMに限定されず、例えば発振器を設けるようにして、他のマッビングを行うことも可能である。何れの方式を採用するにせよ、サブキヤリァ毎に入力されたデータを、各サブキヤリァに乗せることができればよい。以後、波形整形や周波数変換等の既存の手法を利用して、マルチキヤリァ無線信号が作成される。

図 4は、本願実施例による受信装置の主要な機能に関するブロック図である。受信装置 4 0 0は、適応アレーアンテナ部 4 0 2を有する。適応アレーアンテナ部 4 0 2は、マルチキヤリァ無線信号の不要な信号成分を抑圧しながらそれを受信し、後段の復調部 4 0 4に与える。復調部 4 0 4は、マルチキヤリァ無線信号を受信し、 N個の信号系列より成る並列信号（復調データ 1〜N) を導出する。この並列信号を復調することでサブキャリア毎の N個の信号系列が得られる。 O F DM方式が採用されているならば、この復調は高速フーリェ変換によつて行われる。

受信装置 4 0 0は割当部 4 0 6を有し、これは N個の信号系列より成る並列信号を受信し、サブキャリアの配置情報に基づいてそれらの順序を並べ替える。より正確には、 N個の信号系列（復調データ系列）の中から、バーチャルサブキヤリアに対応する信号系列（k番目の信号系列）を排除し、 N— 1個の信号系列より成る並列信号を出力する。サブキャリアの配置情報は、例えば、送信装置 3 0 0及び受信装置 4 0 0の間の通信リンクの確立の際に決定される。

受信装置 4 0 0は並列直列変換部 (P/S ) 4 0 8を有し、これは並列的に受信した N— 1個の信号系列から得られるデータを順に、 1つの信号系列に変換することで、受信情報データを表す信号系列を作成する。

図 5は、図 4に示される適応アレーアンテナ部 4 0 2の詳細を示すブロック図である。図示されるように、適応アレーアンテナ部 4 0 2は、複数の（M個の）アンテナ素子 5 0 2と、アンテナ素子 5 0 2毎に設けられたアナログディジタル変換部 (A/D) 5 0 4を有する。適応アレーアンテナ部 4 0 2は、これらアンテナ素子 5 0 2を通じて得られる信号に重み（ウェイト）を付加するための重み調整部 5 0 6を有する。適応アレーアンテナ素子 5 0 2は合成部 5 0 8を有し、これはアンテナ素子 5 0 2からの信号を適切に合成し、後段の復調部 4 0 4に与える。更に、適応アレーアンテナ素子 5 0 2はウェイト制御部 5 1 0を有し、これは各アンテナ素子 5 0 2により受信された信号 X i ( n ) に基づいて、重み調整部 5 0 6に与える制御信号 W j ( n ) を算出する。但し、 iは 1以上 M以下の整数であり、 jは 2以上 M以下の整数であり、 nはサンプル番号を表すパラメ一タである。

各アンテナ素子 5 0 2で受信された信号は、不図示のフロントェンドにて適切な波形整形及び周波数変換等の処理に委ねられ、各自のアナ口グディジタル変換部 5 0 4を通じて、 M個のディジタル信号 X i ( n ) が得られる。重み調整部 5 0 6では、これらのディジタル信号 X； ( n ) に適切な重み付けがなされ、合成部 5 0 8にてそれらが合成される。一方、ウェイト制御部 5 1 0は、サブキヤリァの配置情報により指定されるバーチャルサブキヤリァに関する信号成分が小さくなるように（ゼロになるように）制御信号 W j ( n ) を算出し、この制御信号 W j ( n ) に応答して、重み調整部 5 0 6で受信信号に加えられるウェイトが設定される。従って、合成部 5 0 8から出力される信号は、バーチャルサブキヤリァに関する信号成分が抑制された信号である。尚、 _{W l} ( n ) に対応する重み調整部 5 0 6が描かれていないのは、ウェイトの最適化を行う際に、自明な解が出現することを回避するためであるが、より一般的に _{W l} ( n ) に対応する重み調整部 5 0 6を設けることも可能である。

上述したように、バーチャルサブキヤリァはデータ伝送に使用されないサブキャリァであるので、受信信号中のその成分はゼロであることが望ましい。し力し、周波数オフセットその他の干渉源に起因して、受信信号のパーチャルサブキヤリァに関する信号成分がゼロにならない場合は、それが干渉成分となり、信号品質を劣ィ匕させてしまう。バーチャルサブキヤリァに関する信号成分をゼロにするようにウェイト _{W j} (n) を調整しながらアンテナの指向性パターンを更新してゆくことで、受信信号の品質を向上させることが可能になる。

図 3に示される送信装置 3 0 0及ぴ図 4に示される受信装置 4 0 0を利用すると、サブキャリアの配置情報を利用して、送信装置及び受信装置間で、パーチヤルサブキャリアの位置を任意に動的に変更させることが可能になる。即ち、本実施例では、サブキャリアの配置パターンにおける（少なくとも一部の）パーチヤルサブキャリアの位置が固定されていない。

図 6は、本発明の原理を説明するための説明図である。図 6に示されるように、例えば、 k番目のサブキャリアをバーチャルサブキャリアに設定し、 m番目を含む他のサブキヤリァをデータサブキヤリァに設定して通信を行う無線端末 Aと、 m番目のサブキヤリァをバーチャルサブキヤリァに設定し、 k番目を含む他のサブキヤリァをデータサブキヤリァに設定して通信を行う無線端末 Bがあるとする。無線基地局の側で、 k番目のサブキヤリァをバーチャルサブキヤリァに設定し、バーチャルサブキヤリァの信号成分が小さくなるようにアンテナパターン P_Aを変化させながら到来波を受信すると、無線端末 Aからの到来波を良好に受信する一方、無線装置 Bからの到来波を抑圧することが可能になる。 k番目のサブキヤリァの信号成分を抑圧するようにアンテナの指向性パターン P _Aを調整することで、 k番目のサブキャリアをデータサブキャリアとして使用する送信装置 Bからの到来波にヌルを向けて抑圧できるからである。図中実線の矢印は無線端末 Aからの到来波を示し、波線の矢印は無線端末 Bからの到来波を示す。同様に、無線基地局で m番目のサブキヤリァをバーチャルサブキヤリァに設定し、パーチャルサブキヤリァの信号成分が小さくなるようにアンテナパターン P _Bを変化させながら到来波を受信すると、無線端末 Bからの到来波を良好に受信する一方、無線装置 Aからの到来波を抑圧することが可能になる。このことは、バーチャルサブキャリアの配置を異ならせることで、無線端末 A， Bからの到来波を区別できることを意味する。言い換えれば、サブキャリアの配置パターンが、到来波を区別するための識別情報になる。

図 7は、本願実施例による別の送信装置の主要な機能に関するブロック図である。概して、実線の矢印は、受信側に伝送するための送信情報データの流れを示し、波線の矢印はゼロデータの流れを示す。送信装置 6 0 0は直列並列変換部 ( S /P) 6 0 2を有し、これは一連の送信情報データである直列信号を並列信号として出力する。一連の送信情報データは、図示されていない符号器によって符号化されている。様々な符号化を利用することが可能であり、例えば畳み込み符号ィ匕、プロック符号化等を利用することが可能である。

送信装置 6 0 0は割当部 6 0 4を有し、これは N個の信号系列より成る並列信号を受信し、サブキャリアの配置情報により指定される信号系列の内容を、バーチャルサブキヤリァに対応する信号内容に設定する。設定後の信号系列が有する信号内容は、例えばゼロの値を常に示すようなもの（ゼロデータ）である。それ以外の信号系列については、そのまま出力される。このようにサブキャリアの配置胄報は、 N個のサブキャリアの内、どのサブキャリアをバーチヤノレサブキヤリァとするか（又はどのサブキャリアをデータサブキャリアとする力を示すものであり、これは通信リンクを確立する際に決定される。

送信装置 6 0 0は無線部 6 0 6を有し、これは N個の信号系列より成る並列信号を受信し、それらを各サブキャリアに対応付けて変調し、直列信号に変換し、波形整形及び周波数変換等の処理を施し、マルチキヤリァ無線信号を出力する。変調は、 O F DM方式であれば逆フーリエ変換を行うことになる力 S、本発明は O F DMに限定されず、他のマッピングを行うことも可能である。マルチキャリア無線信号は、図示されていないアンテナ部からされる。

本実施例では、直並列変換部 6 0 2が出力する信号系列数 Nと、無線部 6 0 6 が受信する信号系列数 Nとが等しい。従って、受信装置の側も、復調された N個の信号系列に合わせて、 N個の信号系列を直列信号に変換することで、受信情報データを得ることができる。図 4の割当部 4 0 6のような信号系列数を調整する要素は不要である。復調部からの並列信号はそのまま直並列変換部に与えられる。但し、 k番目のサブキャリア（パーチャルサブキャリア）に関する信号成分が小さくなるように、適応ァレーアンテナ部による指向性の制御が行われる点は、図 4の受信装置 4 0 0と同様である。

本実施例では、 S /P 6 0 2から出力される送信情報データを表す N個の信号系列の内、 1つの信号系列（k番目）がゼロに強制された後に無線部 6 0 6に入力されており、送信情報データの一部が失われる。しかしながら、直並列変換部 6 0 2に入力される送信情報データが適切に符号化されていれば、 N個のデータの一部が欠落したとしても、受信側で適切に復元することが可能である。そもそも符号化は、通信環境が悪化して送信データの一部が失われたとしても、それを復号することで送信データを適切に復元することを可能にする。 N個の信号系列の内、 k番目の信号系列の内容をゼロにすることは、受信側にしてみれば、その程度に通信環境が悪いことと等価である。

このように本実施例では、送信データの一部を犠牲にすることで、送信信号を識別可能にすると共に、データ伝送速度を従来と同程度に維持することが可能になる。図 3に示す実施例では、送信データを意図的に犠牲にしないが、データ伝送速度は従来の（N—l ) /N倍になってしまう。また、図 3に示すような送信装置を使用する場合は、それに合わせて図 4に示すような受信装置を必要とする。これに対して、図 7に示すような送信装置を使用する際には、従来の要素に対する修正は少なくて済む。送信装置 6 0 0に関しては、サブキャリアの配置情報により指定された信号系列をゼロに設定可能にすることで足りる。受信装置に関しては、適応アレーアンテナ部が、サブキャリアの配置情報により指定されたサブキャリアの信号成分を抑圧するように制御可能にすることで足りる。従って、データの信頼性等の観点からは図 3に示される実施例が好ましく、データの伝送速度や既存システムに対する修正量等の観点からは、図 7に示される実施例が好ましい。これは、設定されるバーチャルサブキャリア数が増えるほど顕著になる傾向にある。

図 8は、本発明をセルラ通信システムの上り回線に使用した場合の様子を示す。このシステムでは、セノレ A〜Gの中で、隣接するセ^/レ同士の間では異なるサブキャリァの配置パターンを使用するように設定されている。具体的には、セル Aでは m番目、セル F， B， Dでは n番目、セル G， C, Eでは k番目のサブキヤリァがバーチャルサブキヤリァに設定され、それ以外はデータサブキヤリァに設定されている。各セルの中では同一のサブキヤリァの配置パターンを利用して通信が行われる。従って、 1つのセル内では時分割形式で無線基地局と無線端末が通信を行う。セル Aの無線基地局（不図示）は、 m番目のサブキャリアに関する信号成分を抑圧するように適応ァレーアンテナ部を制御することで、自セルからの到来波を良好に受信する一方、隣接するセルからの到来波（干渉波）を抑圧するように、指向性パターン P_Aを調整することができる。このように、セルラ通信システムのセル（又はセクタ）毎に、サブキャリアの配置パターンを相違させることによって、自他のセル（又はセクタ）を識別することが可能である。

図 9は、本発明を私設網又はプライベートエリアネットワーク（P AN ： P r i V a t e A r e a N e t w o r k) に適用した場合の様子を示す。図示されているように、隣接する 2つのグループ A， Bが存在し、グループ内の通信端末は、適応アレーアンテナを有する送受信機としての機能を有する。グループ A， Bは、異なるサブキャリアの配置パターンを使用する。グループ Aでは m番目のサブキヤリァを、グループ Bでは k番目のサブキヤリァをパーチャルサブキヤリァに設定し、他のサブキャリアはデータサブキャリアに設定される。同一グループ内では同一の配置パターンに基づいて通信を行う。このようにシステムを構成することで、通信端末は自身の所属するグループ以外のグループからの到来波を抑制しながら通信を行うことができる。

上述したように、同一グループ内では同一の配置パターンを利用するので、例えばグループ Aに属する通信端末 9 0 2が通信している間に、通信端末 9 0 4は通信をすることができない。同一グループ内の通信の競合又は衝突を回避するには、様々な手法がある。例えば、通信端末 9 0 4が通信を開始する前に、 k番目のサブキヤリァに関連する信号成分を調べることが有利である。その信号成分が有意義な大きさであれば、グループ内の誰か（例えば通信端末 9 0 2 ) が既に通信を行っているので、通信端末 9 0 4は信号を送信してはならないことが分かる。逆に、その信号成分がゼロであるならば、そのグループ内で誰も通信を行っていないことが分かる。グループ Bからの到来波については、 k番目のサブキャリアはパーチャルに設定されているので、グループ Bからの到来波があつたとしても検出される信号成分の大きさはゼロである。従って、 k番目のサブキャリアに関する信号成分の有無は、グループ A内で通信している通信端末の存否に直結する。尚、 k + 1番目のサブキャリアの信号成分の有無を調べることは適切でない。信号成分が検出された場合に、それがグループ A内のものかグループ Bからのものか区別できないからである。同様に、グループ Bでは、通信を開始する前に mil 目のサブキヤリァの信号成分を調べることで、同一グループ内の通信の競合を回避することが可能になる。このように、異なるサブキャリア配置パターンを利用する複数のグループの何れかに所属する通信端末は、自身の属するグループ以外で使用されるサブキヤリァ配置パターンで、パーチャルサブキヤリァに設定されているサブキヤリァの信号成分の大きさを調べることにより、信^信の可否を判断することが可能である。

以上に説明した実施例では、 1つのバーチャルサブキヤリァの位置を変更することで、通信端末、セル（又はセクタ）、グループ等を区別していた。しかし、本発明はそのような形態に限定されず、バーチャルサブキヤリァの様々な配置パターンを利用して、無線信号を区別することを可能にする。

図 1 0は、プライベートエリアネットワークにおける 3つのグループを区別するのに使用することの可能なサブキヤリァの配置パターンを示す。簡単のため、 6つのサブキヤリアし力描力れていないが、更に多くのサブキャリアを酉己置することが可能である。図示されているように、グループ Aではサブキャリア f ₃， f ₅が、グ —プ Bではサブキヤリア f f ₃が、グプ Cではサブキヤリ了 f ！, f ₅が、パーチャルサブキヤリァに設定され、他のサブキヤリァはデータサブキャリアに設定されている。グノレープ A内で通信を行っている間は、到来波に含まれるサブキヤリア f ₃， f ₅の信号成分が抑圧されるように指向性パターンが調整されるので、他のグループ B， Cからの到来波を効果的に抑圧することができる。グループ A内で通信を開始しょうとするときは、サブキャリアの信号成分の有無を調べる。サブキャリア f はグループ B， Cではバーチャルサブキャリアに設定されているので、グループ B， C力らの寄与は実質的にゼロである。従って、サブキャリア f iの信号成分の有無は、グループ Aにおける通話中の通信端末の有無に直結することになる。同様に、グループ Bではサブキヤリア f ₅ の信号成分の有無を調べることで衝突を回避し得る。グループ Cではサブキヤリァ f ₃の信号成分の有無を調べることで衝突を回避し得る。こうして、同一ダループ内での衝突を回避し、且つ他グループからの到来波を抑圧することが可能になる。

より一般的には、 N個のグループを区別するには、少なくとも N— 1個のサブキャリアをパーチャルサブキャリアに設定し、 N個の異なる配置パターンを形成することを要する。更に、同一グループ内での衝突を回避し得るようにするには、任意の 1つの配置パターンでデータサブキヤリァに設定されている少なくとも 1 つのサブキャリア（例えば、グループ Aでは f グループ Bでは f ₅，グループ Cでは f ₃) 力他の N— 1個総ての配置パターンでバーチャルサブキヤリァに設定されているようにする必要がある。そのサブキヤリァの信号成分の有無を通信開始前に調べることで、同一グループ内で既に通信がなされている力否かを判別することが可能になる。このようなサブキャリアの配置パターンは、プライべ一トエリァネットワークのグループの識別に限らず、任意の到来波を識別するために使用することが可能である。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims

請求の範囲

1 . データ伝送に使用されるサブキャリアであるデータサブキャリアと、データ伝送に使用されないサブキヤリァであるバーチャルサブキヤリァに基づいて無線伝送を行うマルチキヤリァ伝送システムにおける送信装置であって、

パーチャルサブキヤリァに設定される少なくとも 1つのサブキヤリァが、サブキヤリァの配置情報に応じて動的に設定されることを特徴とする送信装置。

2. 少なくとも一部のパーチヤノレサプキャリアの酉 S置が異なる複数のサブキヤリァ配置パターンに基づいて、送信信号が区別されることを特徴とする請求項 1 記載の送信装置。

3 . 前記複数のサブキヤリァ配置パターンに所属するあるサブキヤリァ配置パターンでデータサブキャリアに設定されているサブキャリアの少なくとも 1つが、それらに所属する他のサブキヤリァ配置パターンではバーチャルサブキヤリァに設定されていることを特徴とする請求項 1記載の送信装置。

4. データ伝送に使用されるサブキャリアであるデータサブキャリアと、データ伝送に使用されないサブキヤリァであるバーチャルサブキヤリァに基づいて無線伝送を行うマルチキヤリァ伝送 'システムにおける受信装置であって、

受信信号に含まれるバーチャルサブキヤリァに関する信号成分が抑制されるように、適応的に制御される適応アレーアンテナ手段と、

少なくとも一部のパーチャルサブキヤリァの酉 3置が異なる複数のサブキヤリァ配置パターンの内、どのパターンを利用して通信を行うかを設定する手段

を有することを特徴とする受信装置。

5. 前記複数のサブキヤリァ配置パターンに所属するあるサブキヤリァ酉 S置パターンでデータサブキャリアに設定されているサブキャリアの少なくとも 1つが、それらに所属する他のサブキヤリァ配置パターンではバーチャルサブキヤリァに設定されていることを特徴とする請求項 4記載の受信装置。

6. データ伝送に使用されるサブキャリアであるデータサブキャリアと、データ伝送に使用されないサブキヤリァであるパーチャルサブキヤリァに基づいて無線伝送を行うマルチキヤリァ伝送システムであって、

パーチヤノレサブキヤリァに設定される少なくとも 1つのサブキヤリァが、サブキヤリァの配置情報に応じて動的に設定される送信装置と、

受信装置を有し、前記受信装置が、

受信信号に含まれるパーチャルサブキヤリァに関する信号成分が抑制されるように、適応的に制御される適応アレーアンテナ手段と

少なくとも一部のバーチャルサブキヤリァの配置が異なる複数のサブキヤリ了配置パターンの内、どのパターンを利用して通信を行う力を設定する手段を有することを特徴とするマルチキヤリァ伝送システム。

7. データ伝送に使用されるサブキャリアであるデータサブキャリアと、データ伝送に使用されないサブキヤリァであるバーチャルサブキヤリァに基づいて無線伝送を行うマルチキヤリァ伝送システムに使用される送信装置であって、直列信号を、所定数の信号系列を含む並列信号に変換する直列並列変換手段と、前記所定数より多い信号系列を、サブキヤリァ毎に並列的に受信及び変調し、無線送信信号を作成する無線手段と、

サブキヤリァの配置情報に基づいて、前記所定数より多い信号系列の少なくとも 1つに、バーチャルサブキヤリァに対応する信号系列を割り当てる手段を有することを特徴とする送信装置。

8. 前記直列信号が、送信データの符号化された信号系列であることを特徴とする請求項 7記載の送信装置。

9. 少なくとも一部のサブキヤリァの配置が異なる複数のサブキヤリァ配置パターンに基づいて、送信信号が区別されることを特徴とする請求項 7記載の送信装置。

1 0. 前記複数のサブキヤリァ配置パターンに所属するあるサブキヤリァ配置パターンでデータサブキャリアに設定されているサブキャリアの少なくとも 1つ力 S、それらに所属する他のサブキヤリァ配置パターンではバーチャルサブキヤリァに設定されていることを特徴とする請求項 7記載の送信装置。

1 1 . 複数のサブキヤリァに基づいて無線伝送を行うマルチキヤリァ伝送システムに使用される受信装置であって、

適応アレーアンテナを通じて受信した無線信号を復調し、各々がサブキヤリァに対応する複数の信号系列を有する並列信号を出力する無線手段と、

並列信号を直列信号に変換する並列直列変換手段と、

前記無線手段から出力される並列信号の内、サブキャリアの配置情報により指定される信号系列以外の信号系列を、前記並列直列変換手段に入力される並列信号に割り当てる割当手段

を有することを特徴とする受信装置。

1 2. 少なくとも一部のサブキヤリァの配置が異なる複数のサブキヤリァ配置パターンに基づいて、到来波が区別されることを特徴とする請求項 1 1記載の受信装置。

1 3 . 前記複数のサブキャリア配置パターンに所属するあるサブキャリア配置パターンでデータサブキャリアに設定されているサブキャリアの少なくとも 1つ力それらに所属する他のサブキヤリァ配置パターンではバーチャルサブキヤリァに設定されていることを特徴とする請求項 1 1記載の受信装置。

1 4. データ伝送に使用されるサブキャリアであるデータサブキャリアと、データ伝送に使用されないサブキヤリァであるパーチャルサブキヤリァに基づいて無線伝送を行うマルチキヤリァ伝送システムに使用される送信装置であって、直列信号を、所定数の信号系列を含む並列信号に変換する直列並列変換手段と、複数の信号系列を、サブキャリア毎に並列的に受信及び変調し、無線送信信号を作成する無線手段と、

前記所定数の信号系列の内、サブキヤリァの配置情報により指定される少なくとも 1つの信号系列の内容を、パーチャルサブキヤリァに対応する信号内容に設定する手段

を有することを特徴とする送信装置。

1 5 . 前記直列信号が、送信データの符号化された信号系列であることを特徴とする請求項 1 4記載の送信装置。

1 6 . 少なくとも一部のサブキヤリァの配置が異なる複数のサブキヤリァ配置パターンに基づいて、送信信号が区別されることを特徴とする請求項 1 4記載の送信装置。

1 7 . 前記複数のサブキヤリァ配置パターンに所属するあるサブキヤリァ配置パターンでデータサブキヤリァに設定されているサブキヤリァの少なくとも 1つ力それらに所属する他のサブキャリア配置パターンではバーチャルサブキヤリァに設定されていることを特徴とする請求項 1 4記載の送信装置。