WO2010079757A1

WO2010079757A1 - 送信装置、送信方法、通信システムおよび通信方法

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Publication number: WO2010079757A1
Application number: PCT/JP2010/000070
Authority: WO
Inventors: 示沢寿之; 野上智造; 吉本貴司; 山田良太; 加藤勝也
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2010-07-15
Also published as: EP2378685A4; US20110305286A1; JP5361082B2; JPWO2010079757A1; CN102273113A; BRPI1006119A2; EP2378685A1; US8693560B2

Abstract

　デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置において、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻においてマルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在していることで、通信の伝送効率をほとんど低下させることなく、シンボル間干渉に対する耐性を向上させる。

Description

送信装置、送信方法、通信システムおよび通信方法

　本発明は、送信装置、送信方法、通信システムおよび通信方法に関する。
　本願は、２００９年１月８日に、日本に出願された特願２００９－００２６９３号および特願２００９－００２６９４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　移動体通信、固定通信などの無線通信において、送信信号が伝搬路に存在する障害物等による反射波の影響で様々な干渉を受け、受信信号のレベルが変動する、いわゆるフェージングによって通信品質が低下する。
　例えば、直交周波数分割多重（以下、「ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）」という）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）、マルチキャリア符号分割多重（ＭＣ－ＣＤＭ：Ｍｕｌｔｉ　Ｃａｒｒｉｅｒ－Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などのマルチキャリア伝送では、送信装置が送信する送信信号にサイクリックプレフィックス（ＣＰ：Ｃｙｃｌｉｃ　Ｐｒｅｆｉｘ）によるガードインターバル（ＧＩ：Ｇｕａｒｄ　Ｉｎｔｅｒｖａｌ）区間（長さ）を付加することによって、マルチパスフェージング（マルチパス干渉）の影響を低減している。

　また、受信装置においては、マルチパスフェージングなどの伝搬路に起因した送信信号の振幅や位相の変動を補償するために、送信装置と受信装置との間で既知となっている信号をパイロット信号として、送信信号の一部に挿入することによって、伝搬路の振幅や位相の変動の推定を行っている。また、その伝搬路の推定は、高精度で行うことが望まれている。

　特に、広帯域伝送や高速移動環境では、送信信号の振幅と位相の変動を周波数方向および時間方向に追従できることが望まれている。その時間変動と周波数変動を推定する方法として、周波数方向および時間方向に対して、パイロット信号を散乱（スキャッタード：Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ：散乱、散在）して配置する方法がある。例えば、非特許文献１でスキャッタードパイロット信号を用いる方法が示されている。

　非特許文献１で示された散乱して配置したパイロットシンボル（以下、「スキャッタードパイロットシンボル」という）を用いる方法の一例について図５２を用いて説明する。
　図５２は、８個のサブキャリアおよび１２個のＯＦＤＭシンボルによって構成されるフレームについて示している。図５２において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、周波数（縦軸）方向の１行がサブキャリア、時間（横軸）方向の１列がＯＦＤＭシンボルを示している。このフレームにおいては、周波数方向に３個おきのサブキャリア、および時間方向に１個おきのＯＦＤＭシンボルにパイロットシンボルを配置している。さらに、パイロットシンボルが含まれるＯＦＤＭシンボルはＯＦＤＭシンボル毎に、パイロットシンボルを周波数方向にシフトしている。これにより、スキャッタードパイロットシンボルによって振幅と位相の時間変動と周波数変動の推定に追従することを可能としている。

　一方、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア伝送において、ガードインターバル区間を超える到来波が存在し、通信品質が低下する要因となる例について図５３および図５４を用いて説明する。図５３では、１２波のマルチパスモデルのチャネルインパルス応答値を示しており、受信信号の先頭の４波がガードインターバルＧＩ区間内であり、それ以外の８波がその区間を超えている場合を示している。このようにガードインターバル区間を越える遅延波が存在すると、図５４に示すように、前のＯＦＤＭシンボルに付加されているガードインターバルの先頭、すなわち、前のＯＦＤＭシンボルのデータ区間が、受信した信号を復調するために行われるＦＦＴ（高速フーリエ変換：Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）区間内に入り込むことによって、シンボル間干渉（ＩＳＩ：Ｉｎｔｅｒ　Ｓｙｍｂｏｌ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が生じる。このシンボル間干渉が、伝搬路の推定精度を低下させ、通信品質が低下する要因となる。

　このシンボル間干渉による影響を除去する方法として、例えば、非特許文献１に示されているように、当該サブフレーム（フレーム，スロット）にある各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバルを通常のものよりも長くすることが示されている。

「３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ＧｒｏｕｐＲａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ（ＥＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ　ａｎｄ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ８）」３ＧＰＰ　ＴＳ　３６．２１１　Ｖ８．３．０（２００８－０５）．

　しかしながら、非特許文献１では、サブフレーム毎に付加するガードインターバル区間を設定しているため、１個のガードインターバルを長くしたい場合でも、同じサブフレームの全てのガードインターバル区間が長くなってしまう。すなわち、ガードインターバル区間を長くしたいスキャッタードパイロットシンボルが含まれる同じサブフレームのスキャッタードパイロットシンボル以外の全てのＯＦＤＭシンボルに対しても、ガードインターバル区間を長くしてしまうため、無線通信における冗長な区間が増加することとなってしまう。よって、非特許文献１では、ＯＦＤＭシンボル間の干渉を低減することは可能であるが、伝送効率が低下することになる。

　また、上記のように、伝搬路の推定を行うためのスキャッタードパイロットシンボル以外では、例えば、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアの信号を高精度に復元させる場合においても、同様にシンボル間干渉の問題がある。

　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝搬路に起因して通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、伝送効率をほとんど低下させることなく、シンボル間干渉に対する耐性を向上させられる送信装置、送信方法、通信システムおよび通信方法を提供することにある。

（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の送信装置は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置において、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在している、ことを特徴とする。

（２）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、一部の前記シンボルであって、第１のガードインターバルより長い第２のガードインターバルが付加されるシンボルを位相回転し、前記一部のシンボルと同じサブキャリアの時間方向に１つ前に配置されるシンボルであって、前記一部のシンボルに付加する第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相制御部と、前記第１のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第２のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記位相回転部が生成したシンボルとを周波数領域で多重する多重部と、前記多重部が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域の信号に変換する逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部が変換した時間領域の信号に、前記第１のガードインターバルの長さのガードインターバルを付加するガードインターバル挿入部と、を具備し、第１のマルチキャリアシンボルと第２のマルチキャリアシンボルを生成する、ことを特徴とする。

（３）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記位相制御部は、前記第１のガードインターバルの長さに基づいて位相回転する際の位相回転量を制御する、ことを特徴とする。

（４）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記第２のマルチキャリアシンボルの有効シンボル区間は、前記第１のマルチキャリアシンボルのいずれかの有効シンボル区間と、時間方向で一致している、ことを特徴とする。

（５）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記第２のマルチキャリアシンボルを記憶するシンボル記憶部をさらに備える、ことを特徴とする。

（６）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記第２のマルチキャリアシンボルは、該送信装置と通信する受信装置との間で既知となっているパイロット信号を含むパイロットシンボルである、ことを特徴とする。

（７）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記第２のマルチキャリアシンボルは、該送信装置と通信する受信装置に対する制御信号を含む制御データシンボルである、ことを特徴とする。

（８）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記第１のマルチキャリアシンボルは、該送信装置と通信する受信装置に対する情報データを含む情報データシンボルである、ことを特徴とする。

（９）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記第１のマルチキャリアシンボルは、該送信装置と通信する受信装置に対する情報データを含む情報データシンボル、および該送信装置と通信する受信装置に対する制御信号を含む制御データシンボルである、ことを特徴とする。

（１０）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記制御データシンボルである前記第１のマルチキャリアシンボルは、前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに隣接するサブキャリアに配置する、ことを特徴とする。

（１１）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記位相制御部と、前記多重部と、前記逆フーリエ変換部と、前記ガードインターバル挿入部とからなる送信処理部を複数備え、１つの前記送信処理部内の前記第２のマルチキャリアシンボルは、他の前記送信処理部と互いに空間的に独立した第２のマルチキャリアシンボルである、ことを特徴とする。

（１２）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、一部の前記シンボルに前記第１のガードインターバルを付加して前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、その他の一部の前記シンボルに前記第２のガードインターバルを付加して前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第１のマルチキャリアシンボルと、前記第２のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重する多重部とを具備することを特徴とする。

（１３）また、本発明の送信装置は、上述の送信装置であって、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、前記一部のシンボルの各々を予め決められた幅の時間、周波数からなる領域のいずれかに配置し、前記第１のガードインターバルを付加した前記第１のマルチキャリアシンボルの時間領域の信号を生成し、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記その他の一部のシンボルの各々を前記予め決められた幅の時間、周波数からなる領域であって、前記一部のシンボルが配置される領域を除く領域のいずれかに配置し、前記第２のガードインターバルを付加した前記第２のマルチキャリアシンボルの時間領域の信号を生成し、前記多重部は、前記第１のマルチキャリアシンボルの時間領域の信号と前記第２のマルチキャリアシンボルの時間領域の信号とを多重することを特徴とする。

（１４）また、本発明の通信システムは、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置および受信装置を備える通信システムにおいて、前記送信装置は、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しているマルチキャリア信号を送信し、前記受信装置は、前記送信装置から送信されてきたマルチキャリア信号をマルチキャリア復調して前記複数のサブキャリアを分離し、前記第１のシンボルと、前記第２のシンボルとを抽出する、ことを特徴とする。

（１５）また、本発明の通信システムは、上述の通信システムであって、前記受信装置は、前記送信装置から送信されてきた前記マルチキャリア信号を受信し、受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第１のガードインターバルを除去する第１のガードインターバル除去部と、受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第２のガードインターバルを除去する第２のガードインターバル除去部と、を備えることを特徴とする。

（１６）また、本発明の通信システムは、上述の通信システムであって、前記受信装置は、前記送信装置から送信されてきた前記マルチキャリア信号を受信し、受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第１のガードインターバルを除去する第１のガードインターバル除去部と、前記第１のガードインターバル除去部が前記第１のガードインターバルを除去した前記マルチキャリア信号から、該マルチキャリア信号に含まれる前記第２のマルチキャリアシンボルを抽出するシンボル抽出部と、を備えることを特徴とする。

（１７）また、本発明の通信システムは、上述の通信システムであって、前記シンボル抽出部が抽出する有効シンボル区間は、前記第２のマルチキャリアシンボルの有効シンボル区間である、ことを特徴とする。

（１８）また、本発明の送信方法は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置の送信方法において、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在している、ことを特徴とする。

（１９）また、本発明の送信方法は、上述の送信方法であって、一部の前記シンボルであって、第１のガードインターバルより長い第２のガードインターバルが付加されるシンボルを位相回転し、前記一部のシンボルと同じサブキャリアの時間方向に１つ前に配置されるシンボルであって、前記一部のシンボルに付加する第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相制御手順と、前記第１のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第２のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記位相回転手順が生成したシンボルとを周波数領域で多重する多重手順と、前記多重手順が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域の信号に変換する逆フーリエ変換手順と、前記逆フーリエ変換手順が変換した時間領域の信号に、前記第１のガードインターバルの長さのガードインターバルを付加するガードインターバル挿入手順と、を含み、第１のマルチキャリアシンボルと第２のマルチキャリアシンボルを生成したマルチキャリア信号を送信する、ことを特徴とする。

（２０）また、本発明の送信方法は、上述の送信方法であって、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置における送信方法であって、前記送信装置が、一部の前記シンボルに第１のガードインターバルを付加して第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１の過程と、前記送信装置が、その他の一部の前記シンボルに前記第１のガードインターバルより長い第２のガードインターバルを付加して第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２の過程と、前記送信装置が、前記第１のマルチキャリアシンボルと、前記第２のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重する第３の過程とを備え、前記第１のマルチキャリアシンボル中で前記一部のシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボル中で前記その他の一部のシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在していることを特徴とする送信方法。

（２１）また、本発明の通信方法は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信方法および受信方法を含む通信方法において、前記送信方法は、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しているマルチキャリア信号を送信し、前記受信方法は、送信されてきたマルチキャリア信号をマルチキャリア復調して前記複数のキャリアを分離し、前記第１のシンボルと、前記第２のシンボルとを抽出する、ことを特徴とする。

（２２）また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、前記受信方法は、送信されてきた前記マルチキャリア信号を受信し、受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第１のガードインターバルを除去する第１のガードインターバル除去手順と、受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第２のガードインターバルを除去する第２のガードインターバル除去手順と、を含むことを特徴とする。

（２３）また、本発明の通信方法は、上述の通信方法であって、前記受信方法は、送信されてきた前記マルチキャリア信号を受信し、受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第１のガードインターバルを除去する第１のガードインターバル除去手順と、前記第１のガードインターバル除去手順が前記第１のガードインターバルを除去した前記マルチキャリア信号から、該マルチキャリア信号に含まれる前記第２のシンボルを抽出するシンボル抽出手順と、を含むことを特徴とする。

　本発明によれば、伝搬路に起因して通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、第１のＯＦＤＭシンボルと、第２のＯＦＤＭシンボルを生成し、その第１のＯＦＤＭシンボルと、第２のＯＦＤＭシンボルとに長さの異なる第１と第２のガードインターバル（第２のガードインターバルの長さは、第１のガードインターバルの長さよりも長い）を付加し、同一時刻においてマルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在して配置した送信信号を送信することができるので、通信の伝送効率をほとんど低下させることなく、シンボル間干渉に対する耐性を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施形態における情報データシンボルフレームの一例を示す図である。本発明の第１の実施形態におけるパイロットシンボルフレームの一例を示す図である。本発明の第１の実施形態におけるノーマルガードインターバルの生成方法を示した第１の図である。本発明の第１の実施形態におけるノーマルガードインターバルの生成方法を示した第２の図である。本発明の第１の実施形態におけるノーマルガードインターバルの生成方法を示した第３の図である。本発明の第１の実施形態において情報データシンボルフレームとパイロットシンボルフレームとが多重されたフレームの一例を示した図である。本発明の第１の実施形態においてノーマルＧＩ情報データシンボルとロングＧＩパイロットシンボルとをサブキャリア間で混在させたフレームの一例を示した図である。本発明の第１の実施形態において位相回転を行なわずにサブキャリアをＩＦＦＴ処理した結果を示した図である。本発明の第１の実施形態において位相回転を行ないサブキャリアをＩＦＦＴ処理した結果を示した図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法を示した第１の図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法を示した第２の図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法を示した第３の図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法を示した第４の図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法を示した図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法の別の例を示した第１の図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法の別の例を示した第２の図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法の別の例を示した第３の図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法の別の例を示した第４の図である。本発明の第１の実施形態におけるロングガードインターバルの生成方法の別の例を示した第５の図である。本発明の第１の実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施形態におけるノーマルＧＩが付加された情報データ信号のＦＦＴ区間を示した図である。本発明の第１の実施形態におけるロングＧＩが付加されたパイロットシンボルのＦＦＴ区間を示した図である。本発明の第１の実施形態におけるノーマルＧＩの信号を示した図である。本発明の第１の実施形態におけるロングＧＩの信号を示した図である。本発明の第１の実施形態においてノーマルＧＩのみで構成された信号を受信した例を示す図である。本発明の第１の実施形態においてノーマルＧＩとロングＧＩで構成された信号を受信した例を示す図である。本発明の第２の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第３の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第３の実施形態においてノーマルＧＩ情報データシンボルとロングＧＩ制御シンボルとが多重されたＯＦＤＭシンボルの一例を示した図である。本発明の第３の実施形態においてノーマルＧＩ情報データシンボルとロングＧＩ制御シンボルとをサブキャリア間で混在させたＯＦＤＭシンボルの一例を示した図である。本発明の第４の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第４の実施形態においてノーマルＧＩ情報データと、ノーマルＧＩ制御シンボルと、ロングＧＩパイロットシンボルとが多重された多重されたフレームの一例信号を示した図である。本発明の第４の実施形態においてノーマルＧＩ情報データと、ノーマルＧＩ制御シンボルと、ロングＧＩパイロットシンボルとをサブキャリア間で混在させたフレームの一例を示した図である。本発明の第５の実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第６の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第６の実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第６の実施形態においてアンテナ１のパイロットシンボルを多重したフレームの一例を示した図である。本発明の第６の実施形態においてアンテナ２のパイロットシンボルを多重したフレームの一例を示した図である。本発明の第６の実施形態において受信されるアンテナ１およびアンテナ２のパイロットシンボルが多重されたフレームの一例を示した図である。この発明の第７の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。同実施形態におけるマッピング部１０３による情報データ信号および制御信号のシンボルのフレームへの配置の一例を示す図である。同実施形態におけるマッピング部１１１によるパイロット信号のシンボルのフレームへの配置の例を示す図である。同実施形態における多重部１２０により多重された信号の周波数成分と時間成分の例を示す図である。同実施形態における実施形態に係る受信装置２０の構成を示す概略ブロック図である。同実施形態におけるロングＧＩパイロットシンボルのためのＦＦＴ区間の例を示す図である。同実施形態におけるノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボルのためのＦＦＴ区間の例を示す図である。同実施形態におけるロングＧＩパイロットシンボルのためのＦＦＴ区間の別の例を示す図である。同実施形態におけるノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボルのためのＦＦＴ区間の別の例を示す図である。同実施形態におけるノーマルＧＩを付加した情報データ信号と、ロングＧＩを付加したパイロット信号の概略構成を示す図である。同実施形態におけるノーマルＧＩが付加された情報データ信号または制御信号について受信信号の概略構成例を示す図である。同実施形態におけるノーマルＧＩが付加された情報データ信号およびロングＧＩが付加されたパイロット信号について受信信号の概略構成例を示す図である。この発明の第８の実施形態に係る送信装置１０ａの構成を示す概略ブロック図である。この発明の第９の実施形態に係る送信装置１０ｂの構成を示す概略ブロック図である。同実施形態における多重部１２０で多重された信号の周波数成分と時間成分の例を示す図である。この発明の第１０の実施形態に係る実施形態に係る送信装置１０ｃの構成を示す概略ブロック図である。同実施形態における多重部１２０により多重された信号の周波数成分と時間成分の例を示す図である。この発明の第１１の実施形態に係る実施形態に係る受信装置２０ａの構成を示す概略ブロック図である。この発明の第１２の実施形態に係る実施形態に係る送信装置１０ｄの構成を示す概略ブロック図である。同実施形態における送信アンテナ１用送信処理部１１が生成する情報データ信号のシンボル、制御信号のシンボルおよびパイロットシンボルが構成するフレームを示す図である。同実施形態における送信アンテナ２用送信処理部１２が生成する情報データ信号のシンボル、制御信号のシンボルおよびパイロットシンボルが構成するフレームを示す図である。同実施形態に係る受信装置２０ｄの構成を示す概略ブロック図である。同実施形態に係る受信装置２０ｄが受信する情報データ信号のシンボル、制御信号のシンボルおよびパイロットシンボルが構成するフレームを示す図である。従来のスキャッタードパイロットシンボルを用いたフレームの一例を示す図である。従来のマルチキャリア伝送においてガードインターバル区間を超える到来波によって通信品質が低下する一例を示す図である。従来のマルチキャリア伝送においてガードインターバル区間を超える到来波によってシンボル間干渉が生じる一例を示す図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の実施形態においては、通常のガードインターバルをノーマルガードインターバル（以下、「ノーマルＧＩ」という）といい、通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバルをロングガードインターバル（以下、「ロングＧＩ」という）という。

　（第１の実施形態）
　以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。本第１の実施形態における通信システムは、送信装置および受信装置を備える。図１は、本発明の第１の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。図１において、送信装置ａ１は、情報データシンボル生成部ａ１０（ノーマルＧＩシンボル生成部）、パイロットシンボル処理部ａ２０（ロングＧＩシンボル生成部）、多重部ａ３０、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）部ａ４０、ＧＩ挿入部ａ５０、送信部ａ６０（無線送信部）、送信アンテナａ１００を備える。

　情報データシンボル生成部ａ１０は、図示しない送信装置ａ１の上位層の処理装置から入力された送信する情報データ信号（送信データ）を符号化および変調した情報データシンボルをリソースエレメントに配置（マッピング）し、配置した情報データシンボルを多重部ａ３０に出力する。また、情報データシンボル生成部ａ１０は、符号部ａ１１、変調部ａ１２、マッピング部ａ１３を備える。

　符号部ａ１１は、入力された情報データ信号に対して畳み込み符号やターボ符号などの誤り訂正符号化を行い、変調部ａ１２に出力する。
　変調部ａ１２は、符号部ａ１１から入力された誤り訂正符号化された情報データ信号を、例えば、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相偏移変調）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）などの変調方式によって変調して、情報データ信号の変調シンボルである情報データシンボルを生成し、マッピング部ａ１３に出力する。
　マッピング部ａ１３は、変調部ａ１２から入力された情報データシンボルを、パイロットシンボル処理部ａ２０によりスキャッタードパイロットシンボル等が挿入されるリソースエレメント以外のリソースエレメントであって、予め定められたリソースエレメントにマッピングし、情報データシンボル生成部ａ１０の出力として多重部ａ３０に出力する。
ここで、リソースエレメントとは、予め定められた幅の周波数、時間からなる領域であり、１つのシンボルが配置される。

　パイロットシンボル処理部ａ２０は、図示しない送信装置ａ１の上位層の処理装置から入力されたパイロットシンボルをスキャッタードパイロットシンボルとして、周波数方向、時間方向に分散したリソースエレメントにマッピングし、さらに、マッピングしたスキャッタードパイロットシンボルを位相制御したスキャッタードパイロットシンボルを、時間方向に１つ前のリソースエレメントにマッピング、すなわち、後にロングＧＩの一部となるように位相制御されたパイロットシンボルをマッピングし、これらのシンボルを多重部ａ３０に出力する。次にこの点を詳述する。また、パイロットシンボル処理部ａ２０は、マッピング部ａ２１、位相制御部ａ２２を備える。

　マッピング部ａ２１は、入力されたパイロットシンボルをスキャッタードパイロットシンボルとして、周波数方向および時間方向に散在させるように予め定められた時間およびサブキャリア（リソースエレメント）へのマッピングを行い、位相制御部ａ２２に出力する。なお、２個のＯＦＤＭシンボルでロングＧＩを付加したパイロットシンボル（以下、「ロングＧＩパイロットシンボル」という）を生成する場合、マッピング部ａ２１は、パイロットシンボルをマッピングする際に、該パイロットシンボルをコピーし、元のパイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメントの時間方向に１つ前のリソースエレメントにコピーしたパイロットシンボルを後のロングＧＩの一部となるようにマッピングする。
　位相制御部ａ２２は、マッピング部ａ２１から入力されたスキャッタードパイロットシンボルの内、ロングＧＩの一部となるパイロットシンボルを、ノーマルＧＩの長さおよびサブキャリアの位置（番号）に応じて位相制御を行い、位相制御されたパイロットシンボルを含む全てのパイロットシンボルを、パイロットシンボル処理部ａ２０の出力として多重部ａ３０に出力する。

　多重部ａ３０は、情報データシンボル生成部ａ１０から入力されたマッピングされた情報データシンボルと、パイロットシンボル処理部ａ２０から入力されたマッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとを、周波数領域で重ね合わせ（多重）を行い、ＩＦＦＴ部ａ４０に出力する。
　ＩＦＦＴ部ａ４０は、周波数領域の信号である多重部ａ３０から入力された多重されたシンボルを、ＩＦＦＴ処理することによって、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換し、ＧＩ挿入部ａ５０に出力する。
　ＧＩ挿入部ａ５０は、ＩＦＦＴ部ａ５０から入力された時間領域の信号に対して、予め定められた長さのガードインターバルを付加して、ＯＦＤＭシンボルを生成し、送信部ａ６０に出力する。なお、このガードインターバルの付加処理に関する詳細な説明については後述する。

　また、このように、シンボルを多数のサブキャリアに分散させて変調を行う方法をマルチキャリア変調という。例えば、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡでは、上記シンボルには変調シンボルが相当し、マルチキャリア変調として、変調シンボルを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＯＦＤＭ変調を行なう。ＯＦＤＭ変調は、マルチキャリア変調の一つの例であり、その際に多数のサブキャリアは重ね合いながら直交しているので占有帯域幅を狭くすることができる。また、ＭＣ－ＣＤＭでは、上記シンボルにはチップが相当し、マルチキャリア変調として、変調シンボルに拡散符号を乗算して生成したチップを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＭＣ－ＣＤＭ変調を行う。また、ＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ－Ｓｐｒｅａｄ－ＯＦＤＭ；離散フーリエ変換拡散ＯＦＤＭ）では、上記シンボルには離散スペクトルが相当し、複数のシンボルをフーリエ変換して生成した離散スペクトルを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭ変調を行う。また、このように、マルチキャリア変調した信号の１時間単位をマルチキャリアシンボルという。例えば、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡでは、１有効シンボル区間と、その前に付されたガードインターバルの区間とを合わせた区間の信号が相当し、これをＯＦＤＭシンボルという。
　送信部ａ６０は、ＧＩ挿入部ａ５０から入力されたＯＦＤＭシンボルに対して、デジタル―アナログ変換、周波数変換等を行い、送信アンテナａ１００を介して送信する。

　次に本第１の実施形態における送信装置ａ１の送信処理について説明する。図２は、マッピング部ａ１３において入力された情報データ信号をマッピングした情報データシンボルフレームの一例を示す図である。図２において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルにマッピングされるシンボルを示している。
　図２に示す情報データシンボルフレームの一例は、４個のＯＦＤＭシンボルと、８個のサブキャリアから構成され、３番目と６番目のサブキャリアの３番目のＯＦＤＭシンボルに、それぞれスキャッタードパイロットシンボルをマッピングする場合を示している。

　この場合、マッピング部ａ１３は、変調部ａ１２によって変調された情報データシンボルを、図２のようにスキャッタードパイロットシンボルがマッピングされる位置、およびその時間方向に１つ前の位置を除いた実線で示したリソースエレメントにマッピングする。なお、マッピング部ａ１３は、スキャッタードパイロットシンボルがマッピングされる位置、およびその時間方向に１つ前の位置（点線で示した位置）には、ゼロ（ヌル：ｎｕｌｌ）をマッピングする。

　一方、パイロットシンボルが、パイロットシンボル処理部ａ２０に入力されると、パイロットシンボル処理部ａ２０では、入力されたパイロットシンボル（このパイロットシンボルのシンボルは、情報データシンボルと同様に、ＱＰＳＫやＱＡＭ等の変調方式により変調されたシンボルでもよい）に対して、最初に、マッピング部ａ２１がスキャッタードパイロットシンボルをマッピングする。このマッピングをする時、例えば、２個のＯＦＤＭシンボルを用いて１個のロングＧＩを付加したパイロットシンボルを生成する場合は、同一のサブキャリアにおいて連続する２個のＯＦＤＭシンボルに、同一のパイロットシンボルをマッピングする。続いて、位相制御部ａ２２が位相制御を行う。これによって、ロングＧＩが付加されるように、例えば、２個のパイロットシンボルが１個のロングＧＩとしてマッピングされ、位相制御された周波数領域のパイロットシンボルを多重部ａ３０に出力する。

　図３は、図２で示した情報データシンボルフレームに対応するスキャッタードパイロットシンボルをマッピングしたパイロットシンボルフレームの一例を示す図である。図３においては、図２と同様に、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルにマッピングされるシンボルを示している。図３に示すパイロットシンボルフレームの一例では、図２において点線で示したスキャッタードパイロットシンボルがマッピングされる位置、すなわち、３番目と６番目のサブキャリアに対して２番目と３番目の２個のＯＦＤＭシンボルを用いて、１個のロングＧＩパイロットシンボルを設定する場合を示している。
　この場合、位相制御部ａ２２は、３番目のＯＦＤＭシンボルにマッピングしたパイロットシンボルの位相は回転させず、２番目のＯＦＤＭシンボルにマッピングしたパイロットシンボルの位相を、ノーマルＧＩの長さおよびサブキャリアの位置（番号）に応じた回転量＝θ_ｋだけ回転させる位相制御を行う。なお、このノーマルＧＩの長さおよびサブキャリアの位置（番号）に応じた位相制御に関する詳細な説明については後述する。また、マッピング部ａ２１は、情報データシンボルが挿入される位置には、ゼロ（ヌル：ｎｕｌｌ）をマッピングする。

　続いて、多重部ａ３０は、情報データシンボル生成部ａ１０から出力されたマッピングされた情報データシンボルと、パイロットシンボル処理部ａ２０から出力されたパイロットシンボルとを周波数領域で多重し、続いて、ＩＦＦＴ部ａ４０は、ＩＦＦＴ処理を行って周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。続いて、ＧＩ挿入部ａ５０は、時間領域の信号に、ガードインターバルを挿入して、ＯＦＤＭシンボルを生成する。

　ここで、ＧＩ挿入部ａ５０によって行われるガードインターバルの挿入処理について説明する。図４Ａ～図４Ｃは、ＧＩ挿入部ａ５０によるノーマルＧＩの生成方法を示した図である。ＩＦＦＴ部ａ４０から入力された時間領域の信号、例えば、図４Ａに示す有効シンボル長の時間領域の信号に対して、図４Ｂに示すような後端の一部（予め定められたガードインターバル長の信号Ｇ）をコピーして、有効シンボルの前方に挿入する。この信号Ｇが挿入されて生成された図４Ｃに示したシンボルが、ＯＦＤＭシンボルである。なお、コピーして前方に挿入された予め定められた長さの信号ＧがノーマルＧＩ、信号Ｇの長さがノーマルＧＩのガードインターバル長（以下、「ノーマルＧＩ長」という）、有効シンボル長とノーマルＧＩ長を合わせた長さがノーマルＧＩシンボルの長さ（以下、「ＯＦＤＭシンボル長」という）である。
　なお、このガードインターバルを挿入する処理は、ＯＦＤＭ方式の通信において通常行われているガードインターバル（ノーマルＧＩ）の挿入処理と同様である。

　続いて、送信部ａ６０が、ＧＩ挿入部ａ５０から出力されたＯＦＤＭシンボルにデジタル―アナログ変換、周波数変換等を行い、送信アンテナａ１００を介して送信する。

　次に、本第１の実施形態の送信装置において送信されるフレームについて説明する。
　図５は、図２で示した情報データシンボルフレームの一例と図３で示したパイロットシンボルフレームの一例とを、多重部ａ３０によって多重し、その多重された信号にＧＩ挿入部ａ５０がノーマルＧＩを付加したフレームの一例を周波数成分と時間成分で示した図である。このとき、図５では、２番目のＯＦＤＭシンボルの３番目と６番目のサブキャリアにマッピングされたシンボルに対しては、位相制御部ａ２２によってノーマルＧＩ長に応じた位相制御がなされているため、図６に示すようにノーマルＧＩシンボルと、ロングＧＩを付加したパイロットシンボルとをサブキャリア間で混在させたＯＦＤＭシンボルを生成したことになる。図６において、ロングＧＩパイロットシンボルは、２個のＯＦＤＭシンボルを用いて１個のロングＧＩが付加されたシンボルとしてマッピングされているため、この１個のロングＧＩは、ノーマルＧＩに比べてガードインターバルの長さが大幅に長くなっている。図５および図６において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルを示している。

　上述のように、情報データシンボルフレームと位相制御されたパイロットシンボルフレームとを多重することによって、以降の処理はＯＦＤＭ方式の通信において通常行われているＩＦＦＴ処理とノーマルＧＩを付加する処理とをそれぞれ１度行うのみで（図５）、ノーマルＧＩとロングＧＩとをサブキャリア間で混在させたＯＦＤＭシンボルを生成すること（図６）ができる。

　また、ロングＧＩを付加したＯＦＤＭシンボル（以下、「ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボル」という）における有効シンボルの区間は、ノーマルＧＩを付加した３番目のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルの区間と、時間方向に一致しているため、該フレームを受信した受信装置は、従来と同様にＦＦＴ区間を設定することができる。この受信装置におけるＦＦＴ区間に関する詳細な説明については後述する。

　次に、本第１の実施形態の送信装置において、位相制御部ａ２２が同一サブキャリアの連続するＯＦＤＭシンボルの信号に対して行う位相制御について説明する。すなわち、図３の３番目と６番目のサブキャリアの、２番目のＯＦＤＭシンボルにマッピングされたシンボルに対する位相制御について説明する。
　まず、マルチキャリア伝送において各サブキャリアの信号を位相回転することによって得られる効果について説明する。図７Ａ、図７Ｂは、サブキャリアをＩＦＦＴ処理した結果を示した図である。

　各サブキャリアに位相回転（位相オフセット）を行わない場合、周波数領域の信号であるｋ番目（ｋ＝０，１，・・・，Ｎｓ－１：Ｎｓはサブキャリア数）のサブキャリアの変調シンボルＸ（ｋ）にＩＦＦＴ処理を行った結果である、時間領域の信号ｘ（ｎ）は、下式（１）で示される。すなわち、位相回転を行わずに、ＩＦＦＴ処理を行った結果は、図７Ａに示すように、時間方向にシフトしない。

　上式（１）において、ｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎｓ－１）は時間、ｉは虚数単位、ｅｘｐ（　）は指数関数を示す。

　一方、各サブキャリアの信号に位相回転する場合、ｋ番目のサブキャリアの変調シンボルに回転量θ_ｋ＝２πｋｍ／Ｎｓの位相回転を行い、ＩＦＦＴ処理を行った結果である時間領域の信号ｘ’（ｎ）は、下式（２）で示される。下式（２）は、右辺を変形し、さらに、上式（１）より、ｘ（ｎ＋ｍ）となる。従って、ｘ’（ｎ）＝ｘ（ｎ＋ｍ）となる。
これは、ｋ番目のサブキャリアの変調シンボルに回転量θ_ｋ＝２πｋｍ／Ｎｓの位相回転を行い、ｋ＝０～Ｎｓ－１についてＩＦＦＴ処理を行った結果であるｘ’（ｎ）は、図７Ｂに示すように、ｘ（ｎ）を時間方向にｍポイントシフトしたｘ（ｎ＋ｍ）となることを示す。

　続いて、連続するＯＦＤＭシンボルの有効シンボルに対して、位相制御部ａ２２が位相制御を行うことによって、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルを生成することについて説明する。図８Ａ～図８Ｅは、２個のＯＦＤＭシンボルから１個のロングＧＩを生成する方法を示した図である。

　図８Ａは、ロングＧＩを付加した１個のサブキャリアのシンボル（以下、「ロングＧＩシンボル」という）を示しており、そのシンボル長は、図８Ｂに示すようなＯＦＤＭシンボル長のノーマルＧＩシンボルを２個合わせたシンボル長である。通常、図８Ａに示すようなロングＧＩを付加する場合、図８Ｃに示すように、１個の有効シンボル長とこの有効シンボル長において予め定められた２個のノーマルＧＩ長の長さを繰り返しコピーしてロングＧＩとする。例えば、図８Ａにおける有効シンボルの右端から２つのノーマルＧＩ長の区間をそれぞれＧ１およびＧ２とすると、その左端からのロングＧＩ長の区間は、図８Ｃに示すようになる。すなわち、ロングＧＩ長の区間は、まず、Ｇ１およびＧ２を含む有効シンボル長をコピーし、さらにＧ１とＧ２とをコピーして、前回コピーした有効シンボル長の前方に挿入することによって生成される。

　図８Ｃで示したロングＧＩ長のガードインターバルが生成されたロングＧＩシンボルの見方を変えると、図８Ｄで示すように、２個のノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボルと見なすことができる。すなわち、図８Ｄにおける後方（右側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ１が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、前方（左側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ２が付加されたＯＦＤＭシンボルとなる。

　このとき、図８Ｄにおける後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルと、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルとを比較すると、後方（右側）の有効シンボルは、元の有効シンボルと同じであるが、前方（左側）の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルをノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。そこで、本実施形態では、図８Ｃのような方法ではなく、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してシフトを行わず、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してノーマルＧＩ長に応じたシフトをすることで、図８Ａに示すようなロングＧＩシンボルを生成する。

　続いて、図８Ｄで示したシフトについて説明する。シフトをするＯＦＤＭシンボルの有効シンボルは、上述のように、前方（左側）のＯＦＤＭシンボルであり、該有効シンボルをノーマルＧＩ長だけシフトしている。このとき、ノーマルＧＩ長をｇとし、時間領域の信号ｘ（ｎ）をノーマルＧＩ長ｇだけシフトした時間領域の信号ｘ（ｎ－ｇ）は、下式（３）で示される。

　このことは、図８Ｅのように前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの変調シンボル（パイロットシンボル）、すなわち、マッピング部ａ２１がコピーしたパイロットシンボルに対して、ノーマルＧＩ長に応じた位相の回転量θ_ｋ＝－２πｋｇ／Ｎｓで位相制御部ａ２２が位相回転することで時間領域の信号ｘ（ｎ）をノーマルＧＩ長ｇだけシフトしていることを示しており、また、その位相回転は、サブキャリアの位置（ｋ）によっても変化する。

　なお、上記の説明においては、２個のＯＦＤＭシンボル長のノーマルＧＩシンボルを用いて、１個のロングＧＩシンボルを生成する方法について、説明したが、３個以上のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＧＩシンボルを生成する場合でも適用することができる。
例えば、図９Ａ～図９Ｅは、３個のＯＦＤＭシンボル長のノーマルＧＩシンボルを用いて、１個のロングＧＩシンボルを生成する場合を示した図である。

　図９Ａは３個のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＧＩシンボルを示しており、図９Ａにおいて、そのシンボル長は、図９Ｂに示すようなＯＦＤＭシンボル長のノーマルＧＩシンボルを３個合わせたシンボル長である。通常、図９Ａに示すようなロングＧＩを付加する場合、図９Ｃに示すように、２個の有効シンボル長とこの有効シンボル長において予め定められた３個のノーマルＧＩ長の長さを繰り返しコピーしてロングＧＩとする。例えば、図９Ａにおける有効シンボルの右端から３つのノーマルＧＩ長の区間をそれぞれＧ１、Ｇ２およびＧ３とすると、その左端からのロングＧＩ長の区間は、図９Ｃに示すようになる。すなわち、ロングＧＩ長の区間は、まず、Ｇ１、Ｇ２およびＧ３を含む有効シンボル長を２回コピーし、さらにＧ１とＧ２とＧ３とをコピーして、前回コピーした有効シンボル長の前方に挿入することによって生成される。

　このように有効シンボルとＧ１、Ｇ２およびＧ３を繰り返してコピーをして生成されたロングＧＩシンボルの見方を変えると、図９Ｄで示すように、３個のノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボルと見なすことができる。すなわち、図９Ｄにおける後方（右側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ１が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、中央のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ２が付加されたＯＦＤＭシンボルとなり、前方（左側）のシンボルは、ノーマルＧＩ長の信号Ｇ３が付加されたＯＦＤＭシンボルとなる。

　また、図９Ｄにおいて後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルと、中央のＯＦＤＭシンボルの有効シンボル、および前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルとを比較すると、後方（右側）の有効シンボルは、元の有効シンボルと同じであるが、中央の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルを１個のノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。また、前方（左側）の有効シンボルは、後方（右側）の有効シンボル、すなわち、元の有効シンボルを２個のノーマルＧＩ長分だけシフトしていることが分かる。そこで、本実施形態では、図９Ｃのような方法ではなく、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、シフトを行わず、中央および前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルについては、元の有効シンボルに対してノーマルＧＩ長に応じたシフトをそれぞれ行うことで、図９Ａに示すようなロングＧＩシンボルを生成することができる。

　続いて、図９Ｄで示したシフトについて説明する。なお、図９Ｄにおける中央の有効シンボルに対するシフトは、図８で示したときと同様であるため、ここでは、図９Ｄにおける前方（左側）の有効シンボルに対するシフトについて説明する。
　前方（左側）の有効シンボルに対するシフトは、該有効シンボルを２個のノーマルＧＩ長だけシフトすることに対応する量を行う。このときのノーマルＧＩ長をｇとし、位相の回転量θ_ｋを、θ_ｋ＝－２πｋｇ／Ｎｓとすると、そのときの時間領域の信号ｘ（ｎ－２ｇ）は、下式（４）で示される。

　このことは、位相制御部ａ２２は、図９Ｄにおける前方（左側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルを、後方（右側）のＯＦＤＭシンボルの有効シンボルに対して、２θ_ｋの位相回転を行えばよいことを示している。また、その位相回転は、図８Ａ～図８Ｅで示したときと同様にサブキャリアの位置（ｋ）によっても変化する。

　以降同様に、４個以上のＯＦＤＭシンボル長を持ったロングＧＩシンボルを生成する場合でも、３θ_ｋ、４θ_ｋ、・・・、（ｎ－１）θ_ｋ（ｎはロングＧＩシンボルが持つＯＦＤＭシンボル長の個数）というように、それぞれの有効シンボルに対して、位相回転をすることによって生成することができる。

　なお、ロングＧＩは、上述のように有効シンボルの後端の予め定められた長さの信号を、前方に付加（コピー）することによって生成することができるが、有効シンボルの全てを前方にコピーしても、ロングＧＩを付加するＯＦＤＭシンボル長に不足する場合がある。この場合は、さらに有効シンボルの後端の予め定められた長さの信号を前方に付加する、すなわち、最初に前方に付加した信号から順に再度、前方にコピーする処理を繰り返すことによって、ロングＧＩを生成することができる。このような場合、位相制御部ａ２２は、コピーしたノーマルＧＩ長の区間の数に対応する位相回転をすることによってロングＧＩシンボルを生成する。

　次に送信装置ａ１が送信した信号を受信する本第１の実施形態における受信装置について説明する。図１０は、本発明の第１の実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。図１０において、受信装置ｂ１は、受信アンテナｂ５００、受信部ｂ１０、ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０（第１のガードインターバル除去部）、ＦＦＴ部ｂ３０、フィルタ部ｂ４０、デマッピング部ｂ５０、復調部ｂ６０、復号部ｂ７０、パイロットシンボル処理部ｂ８０を備える。

　受信部ｂ１０は、受信アンテナｂ５００から受信した受信信号を、周波数変換やアナログ―デジタル変換などの処理を行ってベースバンド信号をノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０およびパイロットシンボル処理部ｂ８０に出力する。

　ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０は、受信部ｂ１０から入力されたベースバンド信号からＦＦＴ区間を抽出することによって、そのＦＦＴ区間以外の区間、すなわち、ノーマルＧＩの区間を除去する。ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０は、ベースバンド信号に含まれる情報データ信号を復元するために、ＯＦＤＭシンボルに付加されたノーマルＧＩ、すなわち、図１１に示したノーマルＧＩが付加された情報データシンボルのＦＦＴ区間以外に存在するノーマルＧＩの区間を除去し、ノーマルＧＩの区間を除去した時間領域の信号をＦＦＴ部ｂ３０に出力する。
　ＦＦＴ部ｂ３０は、ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０から入力された時間領域の信号に対して、図１１に示したノーマルＧＩが付加された情報データシンボルのＦＦＴ区間のＦＦＴ処理を行い、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、フィルタ部ｂ４０に出力する。なお、図１１において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルを示している。

　パイロットシンボル処理部ｂ８０は、受信部ｂ１０から入力されたベースバンド信号中のパイロットシンボルによる伝搬路推定を行い、伝搬路推定を行った結果をフィルタ部ｂ４０に出力する。次にこの点を詳述する。また、パイロットシンボル処理部ｂ８０は、ロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ８１（第２のガードインターバル除去部）、ＦＦＴ部ｂ８２、パイロット抽出部ｂ８３（シンボル抽出部）、伝搬路推定部ｂ８４を備える。

　ロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ８１は、受信部ｂ１０から入力されたベースバンド信号からＦＦＴ区間を抽出することによって、そのＦＦＴ区間以外の区間、すなわち、ロングＧＩの区間を除去する。ロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ８１は、ベースバンド信号に含まれるパイロットシンボルを復元するために、スキャッタードパイロットシンボルに付加されたロングＧＩ、すなわち、図１２に示したロングＧＩが付加されたパイロットシンボルのＦＦＴ区間以外に存在するロングＧＩの区間を除去し、ベースバンド信号からロングＧＩの区間を除去した時間領域の信号をＦＦＴ部ｂ８２に出力する。
　ＦＦＴ部ｂ８２は、ロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ８１から入力されたロングＧＩの区間が除去された時間領域の信号に対して、図１２に示したロングＧＩが付加されたパイロットシンボルのＦＦＴ区間のＦＦＴ処理を行い、ロングＧＩの区間が除去された時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、パイロット抽出部ｂ８３に出力する。なお、図１２において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルを示している。

　パイロット抽出部ｂ８３は、ＦＦＴ部ｂ８２から入力されたロングＧＩの区間が除去された周波数領域の信号から、予め定められた時間およびサブキャリア（リソースエレメント）であって、パイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメントの信号を抽出することで、スキャッタードパイロットシンボルを抽出して、抽出したスキャッタードパイロットシンボルを伝搬路推定部ｂ８４に出力する。
　伝搬路推定部ｂ８４は、パイロット抽出部ｂ８３によって抽出されたスキャッタードパイロットシンボルを用いて、マルチパスフェージングなどによる伝搬路に起因した送信信号の振幅と位相の変動を推定（伝搬路推定）し、伝搬路推定した結果をフィルタ部ｂ４０に出力する。なお、スキャッタードパイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメント以外のリソースエレメントに対する伝搬路の推定方法としては、公知の線形補間やＦＦＴ補間など様々な方法を用いることができる。

　なお、上記の説明においては、ロングＧＩパイロットシンボルからロングＧＩの区間を除去したパイロットシンボル、すなわち、パイロット抽出部ｂ８３によって抽出されたパイロットシンボルの有効シンボル区間であるスキャッタードパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う方法を説明したが、伝搬路推定の方法は、これに限るものではなく、ロングＧＩパイロットシンボル内のロングＧＩの区間の一部を用いて伝搬路推定をすることもできる。例えば、ロングＧＩの区間の後端から有効シンボル長の長さと同じ区間のロングＧＩをパイロットシンボルとする。そして、そのパイロットシンボルに平均化処理を行うことによって、さらに伝搬路推定の精度を高めることができる。

　フィルタ部ｂ４０は、パイロットシンボル処理部ｂ８０の伝搬路推定部ｂ８４によって推定された伝搬路推定値（伝搬路推定の結果）に基づいて、例えば、ゼロフォーシング（ＺＦ：Ｚｅｒｏ　Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、最小二乗平均誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｅｒｒｏｒ）基準等を用いて各サブキャリアの重み係数を算出し、ＦＦＴ部ｂ３０から入力された周波数領域の信号に対して、信号の振幅と位相の変動の補償（伝搬路補償）を行い、伝搬路補償された周波数領域の信号をデマッピング部ｂ５０に出力する。

　デマッピング部ｂ５０は、フィルタ部ｂ４０によって伝搬路補償が行われた周波数領域の信号から、予め定められた時間およびサブキャリア（リソースエレメント）であって、情報データシンボルがマッピングされたリソースエレメントの信号を抽出することで、情報データシンボルを抜き出すデマッピング処理を行い、抜き出した情報データシンボルを復調部ｂ６０に出力する。
　復調部ｂ６０は、デマッピング部ｂ５０から入力された情報データシンボル（例えば、ＱＰＳＫやＱＡＭなどの変調方式によって変調されている）に対して復調処理を行い、誤り訂正符号化された情報データ信号を復号部ｂ７０に出力する。

　復号部ｂ７０は、復調部ｂ６０から入力された復調後の誤り訂正符号化された情報データ信号（例えば、畳み込み符号やターボ符号などによって誤り訂正符号化されている）に対して、最尤復号法（ＭＬＤ：Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ　Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）、最大事後確率推定（ＭＡＰ：Ｍａｘｉｍｕｍ　Ａ　ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ　Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）、ｌｏｇ－ＭＡＰ、Ｍａｘ－ｌｏｇ－ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｉｔｅｒｂｉ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等を用いて復号処理を行い、情報データ信号（受信データ）を図示しない受信装置ｂ１の上位層の処理装置に出力する。

　次に、本第１の実施形態におけるノーマルＧＩシンボルとロングＧＩシンボルとのシンボル間干渉に対する耐性について説明する。図１３Ａ、図１３Ｂは、ノーマルＧＩシンボルとロングＧＩシンボルとを示した図である。図１３Ａは、情報データ信号のガードインターバル付きシンボルであるノーマルＧＩシンボル（以下、「ノーマルＧＩ情報データシンボル」という）を示し、図１３Ｂは、パイロットシンボルのガードインターバル付きシンボルであるロングＧＩシンボル（ロングＧＩパイロットシンボル）を示している。図１３Ｂに示すロングＧＩシンボルは、図１３Ａに示すノーマルＧＩシンボルに対して２倍の長さである。ロングＧＩシンボルにおいても有効シンボル長はノーマルＧＩシンボルと同じであるため、図１３Ｂに示すロングＧＩシンボルは、有効シンボル以外の区間が全てガードインターバルの区間である。

　図１４は、ノーマルＧＩシンボルのみで構成された信号を受信した例を示す図である。図１４は、ノーマルＧＩシンボルのみで構成された信号が、先行波および２つの遅延波として到来し、３番目のＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行う場合を示している。なお、このときのＦＦＴ区間は、１番目に到来した先行波の有効シンボル区間に設定される。
　図１４において、２番目に到来した遅延波１の２番目のＯＦＤＭシンボル（今回ＦＦＴ処理を行う３番目のＯＦＤＭシンボルに対して１つ前のＯＦＤＭシンボル）は、設定されたＦＦＴ区間に含まれないため、正常にＦＦＴ処理を行うことができる。

　また、図１４において、３番目に到来した遅延波２の２番目のＯＦＤＭシンボル（今回ＦＦＴ処理を行う３番目のＯＦＤＭシンボルに対して１つ前のＯＦＤＭシンボル）は、基準となる先行波のガードインターバル区間を超えてしまっている。すなわち、３番目のＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ処理において、遅延波２の２番目のＯＦＤＭシンボルが、ＦＦＴ区間に含まれてしまうこととなる。このことによって、先行波の３番目のＯＦＤＭシンボルと遅延波２の２番目のＯＦＤＭシンボルにおけるシンボル間干渉が生じ、ＦＦＴ処理の結果に干渉の成分が含まれてしまう。

　一方、図１５は、ノーマルＧＩシンボルとロングＧＩシンボルで構成された信号を受信した例を示す図である。図１５は、ノーマルＧＩシンボルとロングＧＩシンボルで構成された信号が、図１４と同様に先行波および２つの遅延波として到来し、図１４と同様の区間でＯＦＤＭシンボルにＦＦＴ処理を行う場合を示している。なお、この時のＦＦＴ区間は、１番目に到来した先行波の有効シンボル区間に設定される。
　図１５において、今回ＦＦＴ処理を行うＯＦＤＭシンボルに対して１つ前のＯＦＤＭシンボルは、２番目に到来した遅延波１と３番目に到来した遅延波２ともロングＧＩシンボルである。すなわち、図１４に示したように、ノーマルＧＩシンボルのみで構成された信号において先行波のガードインターバル区間を超えてしまっている場合、例えば、図１４の遅延波２のような場合でも、ロングＧＩシンボルによってシンボル間干渉の発生を防ぐことができる。
　このことにより、ロングＧＩシンボルは、ノーマルＧＩシンボルに対して、シンボル間干渉への耐性が高められることが分かる。

　上記に述べたとおり、本発明の第１の実施形態によれば、伝搬路に起因してノーマルＧＩ区間を超える到来波が到来する環境において、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを挿入し、該スキャッタードパイロットシンボルにのみに対して、ノーマルＧＩ区間よりも長いロングＧＩ区間を設定することにより、シンボル間干渉に対する耐性を向上させられるので、通信全体の伝送効率をほとんど低下させることなく、受信装置において精度良く伝搬路推定をすることができる。

　また、ノーマルＧＩを超える到来波が到来する環境においても、ロングＧＩを付加したことによって精度の良い伝搬路推定をすることができ、ロングＧＩシンボルを用いて得られた伝搬路推定の結果を、ノーマルＧＩを付加した情報データシンボルに対して適用することによって、精度よく情報データ信号を復元させることができる。例えば、復号結果を利用してシンボル間干渉などを除去する干渉キャンセルやターボ等化などの繰返し処理に用いることができる。

　また、マッピングしたスキャッタードパイロットシンボルを位相制御したスキャッタードパイロットシンボルを、時間方向に１つ前のリソースエレメントにマッピングするのみでロングＧＩとすることができるので、ガードインターバルの挿入処理は、ＯＦＤＭ方式の通信において通常行われているガードインターバル（ノーマルＧＩ）の挿入処理と同様に行うことができる。

　なお、本第１の実施形態の説明においては、ノーマルＧＩおよびロングＧＩの２種類のガードインターバル区間を設けた例について説明したが、これに限るものではなく、３種類以上のガードインターバル区間を異なる信号に対しても適用することもできる。つまり、第１のガードインターバルであるノーマルＧＩおよび複数種類の第２のガードインターバルであるロングＧＩとすることもできる。

　なお、パイロットシンボル処理部ａ２０に、符号部ａ１１、変調部ａ１２と同様の機能を備え、パイロットシンボルに変えてパイロット信号を入力し、入力されたパイロット信号に、誤り訂正符号化処理、変調処理を行い、パイロットシンボルを生成するようにしてもよい。

　なお、本第１の実施形態の説明においては、入力された全てのパイロットシンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではなく、例えば、一部のパイロットシンボルに対してのみロングＧＩを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加することもできる。

　（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態として、生成したパイロットシンボルを記憶しておく場合について説明する。本第２の実施形態における通信システムは、送信装置および受信装置を備える。図１６は、本第２の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。図１６において、送信装置ａ２は、情報データシンボル生成部ａ１０、パイロットシンボル処理部ａ２０、パイロットシンボル記憶部ａ７０（シンボル記憶部）、多重部ａ３２、ＩＦＦＴ部ａ４０、ＧＩ挿入部ａ５０、送信部ａ６０、送信アンテナａ１００を備える。

　図１６の送信装置ａ２の構成において、図１に示した第１の実施形態における送信装置ａ１との差は、パイロットシンボル処理部ａ２０の後に、パイロットシンボル記憶部ａ７０が追加されていることである。なお、図１６において、送信装置ａ２の情報データシンボル生成部ａ１０、パイロットシンボル処理部ａ２０、ＩＦＦＴ部ａ４０、ＧＩ挿入部ａ５０、送信部ａ６０、送信アンテナａ１００は、図１に示した第１の実施形態と同様の機能である。
　また、本第２の実施形態における受信装置は、第１の実施形態で示した受信装置ｂ１（図１０）と同様である。

　情報データシンボル生成部ａ１０は、図示しない送信装置ａ２の上位層の処理装置から入力された送信する情報データ信号（送信データ）に対して、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、マッピングされた情報データシンボルを多重部ａ３２に出力する。
　パイロットシンボル処理部ａ２０は、図示しない送信装置ａ２の上位層の処理装置から入力されたパイロットシンボルに対して、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、マッピングされたパイロットシンボルを、パイロットシンボル記憶部ａ７０に出力する。
　パイロットシンボル記憶部ａ７０は、パイロットシンボル処理部ａ２０から入力された、マッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとを記憶する。また、パイロットシンボル記憶部ａ７０に記憶されたマッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとは、多重部ａ３２によって読み出される。

　多重部ａ３２は、情報データシンボル生成部ａ１０から入力されたマッピングされた情報データシンボルと、パイロットシンボル記憶部ａ７０から読み出したマッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとを、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行って多重し、ＩＦＦＴ部ａ４０に出力する。
　以降、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理が行われ、ＯＦＤＭシンボルが送信アンテナａ１００を介して送信される。

　つまり、スキャッタードパイロットシンボルの値とその位置とに変更が生じない限り、パイロットシンボル記憶部ａ７０に記憶したマッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとを流用することができる。このことによって、第１の実施形態において送信毎に行われていたパイロットシンボル処理部ａ２０での処理回数を削減、すなわち、パイロットシンボル処理部ａ２０での処理は、スキャッタードパイロットシンボルの値または、スキャッタードパイロットシンボルの位置に変更が生じた場合のみ実行することが可能となるため、通信に係わる全体の計算量が削減される。

　上記に述べたとおり、本発明の第２の実施形態によれば、伝搬路に起因してノーマルＧＩ区間を超える到来波が到来する環境において、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを挿入し、該スキャッタードパイロットシンボルのみに対して、ノーマルＧＩ区間よりも長いロングＧＩ区間を設定したパイロットシンボルを予め生成して記憶しておく。その後、送信装置が情報データ信号を送信する際、必要に応じて予め記憶しておいたパイロットシンボルを情報データシンボルに多重して送信する。このことによって、第１の実施形態において送信毎に行われていたパイロットシンボル生成の計算回数を削減させると共に、シンボル間干渉に対する耐性を向上させられるので、通信全体の伝送効率をほとんど低下させることなく、受信装置において精度良く伝搬路の推定を実現させることができる。

　なお、本第２の実施形態の説明においては、送信装置ａ２がパイロットシンボル処理部ａ２０を備え、マッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとを、パイロットシンボル記憶部ａ７０に入力する場合を説明したが、送信装置ａ２のパイロットシンボル処理部ａ２０を省略することもできる。この場合は、送信装置ａ２に図示しない送信装置ａ２の上位層の処理装置からパイロットシンボルを入力する代わりに、例えば、図示しない送信装置ａ２の上位層の処理装置において生成した予め作成したマッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとを送信装置ａ２のパイロットシンボル記憶部ａ７０に直接入力する構成とする。

　なお、本第２の実施形態の説明においては、入力された全てのパイロットシンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではなく、例えば、一部のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加することもできる。

　（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施の形態として、制御データを送信する場合について説明する。本第３の実施形態における通信システムは、送信装置および受信装置を備える。図１７は、本第３の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。図１７において、送信装置ａ３は、情報データシンボル生成部ａ１０、制御シンボル処理部ａ８０、多重部ａ３３、ＩＦＦＴ部ａ４０、ＧＩ挿入部ａ５０、送信部ａ６０、送信アンテナａ１００を備える。

　図１７の送信装置ａ３の構成において、図１に示した第１の実施形態における送信装置ａ１との差は、パイロットシンボル処理部ａ２０が制御シンボル処理部ａ８０に置き換わっていることである。また、第１の実施形態において送信装置ａ１に入力されるパイロットシンボルに換わって、図示しない送信装置ａ３の上位層の処理装置からは、制御シンボルが入力される。なお、図１７において、送信装置ａ３の情報データシンボル生成部ａ１０、ＩＦＦＴ部ａ４０、ＧＩ挿入部ａ５０、送信部ａ６０、送信アンテナａ１００は、図１に示した第１の実施形態と同様の機能である。
　また、本第３の実施形態における受信装置は、第１の実施形態で示した受信装置ｂ１（図１０）と同様である。

　ここで、図示しない送信装置ａ３の上位層の処理装置から送信装置ａ３に入力される制御シンボルとは、複数の情報データ信号についての情報であって、例えば、適応変調における変調方式、マッピング方法（リソース割り当て方法）、誤り訂正符号化情報（例えば、符号化方法、符号化率、パンクチャーパターン）、インターリーブ方法、スクランブリング方法、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｒｅｐｅａｔ　ｒｅＱｕｅｓｔ）制御情報（例えば、パケットの受信通知情報（ＡＣＫ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）、パケットの非受信通知情報（ＮＡＣＫ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）や再送回数など）、同期信号、空間多重化技術（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｏｕｔｐｕｔ）制御情報（例えば、レイヤー数（ストリーム数）やプリコーディング方法）、基地局情報、端末情報、制御情報のフォーマット情報、データ情報のフォーマット情報、フィードバック情報（例えば、チャネル品質インディケーター（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）など）、送信電力制御情報など複数の情報データ信号の受信に必要な情報が含まれるが、これに限るものではない。

　情報データシンボル生成部ａ１０は、図示しない送信装置ａ３の上位層の処理装置から入力された送信する情報データ信号（送信データ）に対して、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、マッピングされた情報データシンボルを多重部ａ３３に出力する。
　制御シンボル処理部ａ８０は、図示しない送信装置ａ３の上位層の処理装置から入力された制御シンボルに対して、第１の実施形態で説明したパイロットシンボル処理部ａ２０の処理と同様に、制御シンボルをマッピングし、さらに、マッピングした制御シンボルを位相制御した制御シンボルを、時間方向に１つ前のリソースエレメントにマッピング、すなわち、後にロングＧＩの一部となるように位相制御された制御シンボルをマッピングし、これらのシンボルを多重部ａ３３に出力する。次にこの点を詳述する。また、制御シンボル処理部ａ８０は、マッピング部ａ８１、位相制御部ａ８２を備える。

　マッピング部ａ８１は、入力された制御シンボルに対して、第１の実施形態で説明したパイロットシンボル処理部ａ２０の中のマッピング部ａ２１の処理と同様に、周波数方向および時間方向に散在させるように予め定められた時間およびサブキャリア（リソースエレメント）へのマッピングを行い、位相制御部ａ８２に出力する。なお、２個のＯＦＤＭシンボルでロングＧＩを付加した制御シンボル（以下、「ロングＧＩ制御シンボル」という）を生成する場合、マッピング部ａ８１は、制御シンボルをマッピングする際に、該制御シンボルをコピーし、元の制御シンボルがマッピングされるリソースエレメントの時間方向に１つ前のリソースエレメントにコピーした制御シンボルを後のロングＧＩの一部となるようにマッピングする。

　位相制御部ａ８２は、マッピング部ａ８１から入力されたマッピングされた制御シンボルの内、ロングＧＩの一部となる制御シンボルを、第１の実施形態で説明したパイロットシンボル処理部ａ２０の中の位相制御部ａ２２の処理と同様に、ノーマルＧＩの長さおよびサブキャリアの位置（番号）に応じて位相制御を行い、位相制御された制御シンボルを含む全ての制御シンボルを、制御シンボル処理部ａ８０の出力として多重部ａ３３に出力する。このように、位相制御部ａ８２によって位相制御し、後にＧＩ挿入部ａ５０にてノーマルＧＩを挿入することにより、第１の実施形態におけるロングＧＩパイロットシンボルと同様にロングＧＩを付加した制御シンボルを生成することができる。

　多重部ａ３３は、情報データシンボル生成部ａ１０から入力されたマッピングされた情報データシンボルと、制御シンボル処理部ａ８０から入力されたマッピングされた制御シンボルと、位相制御された制御シンボルとを、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行って多重し、ＩＦＦＴ部ａ４０に出力する。
　以降、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理が行われ、ＯＦＤＭシンボルが送信アンテナａ１００を介して送信される。

　次に、本第３の実施形態の送信装置において送信されるフレームについて説明する。
　図１８は、情報データシンボルと制御シンボルとを多重部ａ３３によって多重し、その多重された信号にＧＩ挿入部ａ５０がノーマルＧＩを付加したフレーム一例を周波数成分と時間成分で示した図である。図１８のように信号が配置されたフレームは、図１９のように、ノーマルＧＩ情報データシンボルと、ロングＧＩ制御シンボルとがサブキャリア間で混在されたフレームと見ることができる。図１８および図１９において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルを示している。

　図１９において、ロングＧＩ制御シンボルは、第１の実施形態で説明したように、制御シンボルの内、前方のＯＦＤＭシンボル、すなわち、２番目のＯＦＤＭシンボルの３番目から６番目のサブキャリアにマッピングされたシンボルに対して、位相制御部ａ８２によるノーマルＧＩ長に応じた位相制御がなされている。また、図１９において、ロングＧＩ制御シンボルは、２個のＯＦＤＭシンボルを用いて１個のロングＧＩが付加されたシンボルとしてマッピングされており、この１個のロングＧＩは、ノーマルＧＩに比べて、ガードインターバルの長さが大幅に長くなっている。このことにより、制御シンボルにおいてもシンボル間干渉への耐性を高めることができる。

　上記に述べたとおり、本発明の第３の実施形態によれば、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアに制御信号を挿入し、該制御信号のみに対して、ノーマルＧＩ区間よりも長いロングＧＩ区間を設定する。このことにより、伝搬路に起因してノーマルＧＩ区間を超える到来波が到来する環境において、シンボル間干渉に対する耐性を向上させられるので、通信全体の伝送効率をほとんど低下させることなく、受信装置において精度良く制御信号を復元することができる。

　なお、本第３の実施形態の説明においては、制御シンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではなく、情報データ信号内で重要度の高い信号のシンボルに対して、ロングＧＩを付加することもできる。例えば、サービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）が高い情報データ信号や緊急性が高い情報データ信号などに、ロングＧＩを付加することもできる。
　また、図示しない送信装置ａ３の上位層の処理装置から入力された制御シンボルをパイロットシンボルとして処理することにより、本第３の実施形態における送信装置ａ３を、第１および第２の実施形態における送信装置として適用することができる。また、図示しない送信装置ａ３の上位層の処理装置から制御シンボルとパイロットシンボルが入力される場合においても、同様に適用して両者にロングＧＩを付加することができる。

　なお、制御シンボル処理部ａ８０に、符号部ａ１１、変調部ａ１２と同様の機能を備え、制御シンボルに変えて制御信号を入力し、入力された制御信号に、制御シンボル処理部ａ８０が誤り訂正符号化処理、変調処理を行い、制御シンボルを生成するようにしてもよい。

　なお、本第３の実施形態の説明においては、入力された全ての制御シンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではなく、例えば、一部の制御シンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外の制御シンボルに対してはノーマルＧＩを付加することもできる。その場合、制御シンボルの内、重要度の高い制御シンボルに対してロングＧＩを付加することが望ましい。

　（第４の実施形態）
　次に、本発明の第４の実施の形態として、制御データを送信する場合について説明する。本第４の実施形態における通信システムは、送信装置および受信装置を備える。図２０は、本第４の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。図２０において、送信装置ａ４は、情報データ・制御シンボル生成部ａ９０、パイロットシンボル処理部ａ２０、多重部ａ３４、ＩＦＦＴ部ａ４０、ＧＩ挿入部ａ５０、送信部ａ６０、送信アンテナａ１００を備える。

　図２０の送信装置ａ４の構成において、図１に示した第１の実施形態における送信装置ａ１との差は、情報データシンボル生成部ａ１０が情報データ・制御シンボル生成部ａ９０に置き換わっていることである。また、第１の実施形態における送信装置ａ１に入力される情報データ信号とパイロットシンボルとに加えて、図示しない送信装置ａ４の上位層の処理装置から制御信号も入力されることである。なお、図２０において、送信装置ａ４のパイロットシンボル処理部ａ２０、ＩＦＦＴ部ａ４０、ＧＩ挿入部ａ５０、送信部ａ６０、送信アンテナａ１００は、図１に示した第１の実施形態と同様の機能である。
　また、本第４の実施形態における受信装置は、第１の実施形態で示した受信装置ｂ１（図１０）と同様である。

　ここで、図示しない送信装置ａ４の上位層の処理装置から送信装置ａ４に入力される制御信号とは、複数の情報データ信号についての情報であって、例えば、適応変調における変調方式、マッピング方法（リソース割り当て方法）、誤り訂正符号化情報（例えば、符号化方法、符号化率、パンクチャーパターン）、インターリーブ方法、スクランブリング方法、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｒｅｐｅａｔ　ｒｅＱｕｅｓｔ）制御情報（例えば、パケットの受信通知情報（ＡＣＫ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）、パケットの非受信通知情報（ＮＡＣＫ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）や再送回数など）、同期信号、空間多重化技術（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｏｕｔｐｕｔ）制御情報（例えば、レイヤー数（ストリーム数）やプリコーディング方法）、基地局情報、端末情報、制御情報のフォーマット情報、データ情報のフォーマット情報、フィードバック情報（例えば、チャネル品質インディケーター（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）など）、送信電力制御情報など複数の情報データ信号の受信に必要な情報が含まれるが、これに限るものではない。

　情報データ・制御シンボル生成部ａ９０は、図示しない送信装置ａ４の上位層の処理装置から入力された送信する情報データ信号（送信データ）と制御信号（送信データ）とを符号化および変調した情報データシンボルと制御シンボルとをリソースエレメントにマッピングし、マッピングした情報データシンボルおよび制御シンボルを多重部ａ３４に出力する。次にこの点を詳述する。また、情報データ・制御シンボル生成部ａ９０は、符号部ａ９１、変調部ａ９２、マッピング部ａ９３を備える。

　符号部ａ９１は、入力された情報データ信号と制御信号とに対して畳み込み符号やターボ符号などの誤り訂正符号化を行い、変調部ａ９２に出力する。
　変調部ａ９２は、符号部ａ９１から入力された誤り訂正符号化が行われた情報データ信号と制御信号とを、例えば、ＱＰＳＫやＱＡＭなどの変調方式によって変調して、情報データ信号の変調シンボルである情報データシンボル、および制御信号の変調シンボルである制御シンボルを生成し、マッピング部ａ９３に出力する。
　マッピング部ａ９３は、変調部ａ９２から入力された情報データシンボルと制御シンボルとを、パイロットシンボル処理部ａ２０によりスキャッタードパイロットシンボル等が挿入されるリソースエレメント以外のリソースエレメントであって、予め定められたリソースエレメントにマッピングし、マッピングされた情報データシンボルおよび制御シンボル、すなわち、後にノーマルＧＩが付加される周波数領域の信号を、情報データ・制御シンボル生成部ａ９０の出力として多重部ａ３４に出力する。

　なお、マッピング部ａ９３による制御シンボルのマッピングは、後述する図２１および図２２に示すように、後にロングＧＩが付加されるスキャッタードパイロットシンボルと同一のＯＦＤＭシンボル内の隣接するサブキャリアの後方のエレメントに優先的にマッピングする。

　パイロットシンボル処理部ａ２０は、図示しない送信装置ａ４の上位層の処理装置から入力されたパイロットシンボルに対して、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、マッピングされたパイロットシンボルを多重部ａ３４に出力する。

　多重部ａ３４は、情報データ・制御シンボル生成部ａ９０から入力されたマッピングされた情報データシンボルおよび制御シンボルと、パイロットシンボル処理部ａ２０から入力されたマッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとを、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行って多重し、ＩＦＦＴ部ａ４０に出力する。
　以降、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理が行われ、ＯＦＤＭシンボルが送信アンテナａ１００を介して送信される。
　なお、制御信号のガードインターバル付きシンボルであるノーマルＧＩシンボルを「ノーマルＧＩ制御シンボル」という。

　次に、本第４の実施形態の送信装置において送信されるフレームについて説明する。
　図２１は、マッピングされた情報データシンボルおよび制御シンボルと、マッピングされたパイロットシンボル、および位相制御されたパイロットシンボルとを多重部ａ３４によって多重し、その多重された信号にＧＩ挿入部ａ５０がノーマルＧＩを付加したフレームの一例を周波数成分と時間成分で示した図である。図２１のように信号が配置されたフレームは、図２２のように、ノーマルＧＩ情報データシンボルと、ノーマルＧＩ制御シンボルと、ロングＧＩパイロットシンボルとがサブキャリア間で混在されたフレームと見ることができる。図２１および図２２において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルを示している。

　情報データ・制御シンボル生成部ａ９０は、ノーマルＧＩ制御シンボルを図２２に示すように、ロングＧＩパイロットシンボルと同一のＯＦＤＭシンボル内の隣接するサブキャリアの後方のエレメントに優先的にマッピングする。
　これは、一般に、ガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境においては、受信装置ｂ１がＦＦＴ処理を行う際に、到来波の一部にシンボルのつなぎ目など不連続な部分がＦＦＴ区間内に含まれることに起因するＦＦＴ処理後の信号に生じるキャリア間干渉（ＩＣＩ：Ｉｎｔｅｒ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）に対する耐性を向上させる効果がある。すなわち、図２２に示すようなロングＧＩが付加されたシンボルでは、ガードインターバルを超えるような到来波が到来しないため、キャリア間干渉（ＩＣＩ）が生じないようにすることができる。
　このことから、ロングＧＩが付加されたシンボルに隣接するサブキャリアの後方のリソースエレメント、すなわち、３番目のＯＦＤＭシンボルに制御シンボルがマッピングされたリソースエレメントにおいては、他のリソースエレメントに比べて、キャリア間干渉（ＩＣＩ）が減少するため、高精度の復元が可能となる。

　上記に述べたとおり、本発明の第４の実施形態によれば、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを挿入し、該スキャッタードパイロットシンボルのみに対して、ノーマルＧＩ区間よりも長いロングＧＩ区間を設定する。また、該スキャッタードパイロットシンボルの隣接サブキャリアに位置するエレメントに制御信号を優先的に割り当てることにより、伝搬路に起因してノーマルＧＩ区間を超える到来波が到来する環境において、キャリア間干渉を低減させられるので、受信装置において精度良く高精度に制御信号を復元させることができる

　なお、本第４の実施形態の説明においては、制御信号をロングＧＩパイロットシンボルと同一のＯＦＤＭシンボル内の隣接サブキャリアの後方のリソースエレメントに優先的にマッピングすることについて説明したが、これに限るものではなく、ロングＧＩパイロットシンボルと同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアのリソースエレメントにマッピングすることもできる。その場合は、制御信号をロングＧＩパイロットシンボルのリソースエレメントに近いサブキャリアのリソースエレメントにマッピングすることが望ましい。
　また、例えば、サービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）が高い情報データ信号や緊急性が高い情報データ信号などを優先的にマッピングすることもできる。

　また、本第４の実施形態の説明においては、ロングＧＩパイロットシンボルと同一のＯＦＤＭシンボル内の隣接サブキャリアのリソースエレメントに、優先的にマッピングする制御信号は、ノーマルＧＩとして説明したが、これに限るものではなく、優先的にマッピングする制御信号にロングＧＩを付加することもできる。このことによって、本第４の実施形態における送信装置ａ４を、第１～第３の実施形態における送信装置として適用することができる。なお、この場合は、情報データ・制御シンボル生成部ａ９０に入力された制御信号を第１の実施形態で説明したパイロットシンボルの位相制御と同様に処理する機能を具備する構成とする。

　なお、本第４の実施形態の説明においては、入力された全てのパイロットシンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではなく、例えば、一部のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加することもできる。
　また、図２１に示した制御シンボルを、第１の実施形態で説明したパイロットシンボルの位相制御と同様に、パイロットシンボル内の前方のＯＦＤＭシンボルに位相制御をすることにより、ロングＧＩを付加した制御シンボルを生成することができる。

　（第５の実施形態）
　次に本第５の実施形態における受信装置について説明する。図２３は、本発明の第５の実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。図２３において、受信装置ｂ２は、受信アンテナｂ５００、受信部ｂ１０、ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０、ＦＦＴ部ｂ３０、フィルタ部ｂ４２、デマッピング部ｂ５０、復調部ｂ６０、復号部ｂ７０、パイロットシンボル処理部ｂ９０を備える。

　図２３の受信装置ｂ２の構成において、図１０に示した第１の実施形態における受信装置ｂ１との差は、受信装置ｂ１のパイロットシンボル処理部ｂ８０におけるロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ８１と、ＦＦＴ部ｂ８２が省略され、受信装置ｂ２のパイロットシンボル処理部ｂ９０には、ＦＦＴ部ｂ３０から出力されたノーマルＧＩの区間が除去された周波数領域の信号が入力されることである。なお、図２３において、受信装置ｂ２の受信アンテナｂ５００、受信部ｂ１０、ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０、ＦＦＴ部ｂ３０、デマッピング部ｂ５０、復調部ｂ６０、復号部ｂ７０は、図１０に示した第１の実施形態と同様の機能である。
　また、本第５の実施形態における送信装置は、図１に示した第１の実施形態で示した送信装置ｂ１と同様である。

　受信装置ｂ２が受信する受信信号は、図６で示したようなノーマルＧＩ情報データシンボルと、ロングＧＩパイロットシンボルとが、多重された信号である。
　受信アンテナｂ５００から受信した受信信号は、第１の実施形態で説明した処理と同様に、受信部ｂ１０によって周波数変換やアナログ―デジタル変換などの処理を行い、その後、ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０によって、ノーマルＧＩの区間を除去し、その後、ＦＦＴ部ｂ３０によって、ＦＦＴ処理された周波数領域の信号が、フィルタ部ｂ４２およびパイロットシンボル処理部ｂ９０に出力される。

　なお、受信装置ｂ２においてガードインターバルの区間を除去する機能は、ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０のみを備えた構成となっており、受信したＯＦＤＭシンボルからノーマルＧＩの区間の除去のみを行い、ＦＦＴ処理を行う。すなわち、ロングＧＩパイロットシンボルにおけるガードインターバルの区間に含まれる位相制御されたパイロットシンボル、例えば、図６で示した２番目のＯＦＤＭシンボルに対してもＦＦＴ処理を行う。なお、ここでＦＦＴ処理した位相制御されたパイロットシンボルは、位相制御により回転した位相を元に戻すことで、伝搬路推定に用いることもできる。この２番目のＯＦＤＭシンボルを用いた伝搬路推定は、ノーマルＧＩを超えない伝搬環境において有効に活用することができる。ただし、ノーマルＧＩを超えるような伝搬環境においては、シンボル間干渉によって伝搬路推定の精度が下がるため、伝搬環境によって使用するか否かを判断することが必要となる。

　パイロットシンボル処理部ｂ９０は、ＦＦＴ部ｂ３０から入力された周波数領域の信号からパイロットシンボルがマッピングされている周波数および時間の信号による伝搬路推定を行い、伝搬路推定を行った結果をフィルタ部ｂ４２に出力する。次にこの点を詳述する。また、パイロットシンボル処理部ｂ９０は、パイロット抽出部ｂ９３、伝搬路推定部ｂ９４を備える。

　パイロット抽出部ｂ９３は、ＦＦＴ部ｂ３０から入力されたノーマルＧＩの区間が除去された周波数領域の信号から、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行って、スキャッタードパイロットシンボルを抽出し、抽出したスキャッタードパイロットシンボルを伝搬路推定部ｂ９４に出力する。
　伝搬路推定部ｂ９４は、パイロット抽出部ｂ９３によって抽出されたスキャッタードパイロットシンボルを用いて、第１の実施形態で説明した処理と同様にマルチパスフェージングなどによる伝搬路に起因した送信信号の振幅と位相の変動を推定（伝搬路推定）し、伝搬路推定した結果をフィルタ部ｂ４２に出力する。なお、スキャッタードパイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメント以外のリソースエレメントに対する伝搬路の推定方法としては、公知の線形補間やＦＦＴ補間など様々な方法を用いることができる。

　なお、パイロットシンボル処理部ｂ９０に入力される周波数領域の信号は、ノーマルＧＩの区間のみ除去され、ロングＧＩ区間もノーマルＧＩ区間と同様にＦＦＴ処理された信号である。このため、パイロットシンボル処理部ｂ９０内のパイロット抽出部ｂ９３においては、ノーマルＧＩ区間と同様にＦＦＴ処理されたロングＧＩ区間を用いずに、ロングＧＩパイロットシンボルにおける有効シンボル区間、例えば、図６における３番目のＯＦＤＭシンボルの有効シンボル区間のデータを用いることにより、伝搬路推定の処理を行う。

　上記に述べたとおり、本発明の第５の実施形態によれば、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルが挿入され、該スキャッタードパイロットシンボルのみに、ノーマルＧＩ区間よりも長いロングＧＩ区間が設定されたフレームを受信した際に、受信したフレームに付加されているロングＧＩの区間を除去せず、ノーマルＧＩの区間のみを除去する。このことにより、受信装置の回路規模を削減すると共に、シンボル間干渉に対する耐性を向上させられるので、通信全体の伝送効率をほとんど低下させることなく、受信装置において精度良く伝搬路推定を実現させることができる。

　また、本第５の実施形態における受信装置ｂ２は、第１～第４の実施形態における受信装置にも適用することができる。

　（第６の実施形態）
　次に、本発明の第６の実施の形態として、空間多重化技術（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｏｕｔｐｕｔ）を用いた場合について説明する。本第６の実施形態における通信システムは、送信装置および受信装置を備える。

　図２４は、本第６の実施形態における送信装置の構成を示す概略ブロック図である。図２４において、送信装置ａ５は、送信アンテナ１用送信処理部ａ１－１、送信アンテナ２用送信処理部ａ１－２を備える。また、図２４における各送信処理部は、それぞれ、情報データシンボル生成部ａ１０、パイロットシンボル処理部ａ２０、多重部ａ３０、ＩＦＦＴ部ａ４０、ＧＩ挿入部ａ５０、送信部ａ６０、送信アンテナａ１００を備える。なお、図２４における各ブロックの符号の後のハイフン“－”に続く数字は対応する送信アンテナの番号を示している。
　また、各送信処理部には、図示しない送信装置ａ５の上位層の処理装置からそれぞれ、対応する送信アンテナ毎に情報データ信号と、パイロットシンボルとが入力される。

　また、図２５は、本第６の実施形態における受信装置の構成を示す概略ブロック図である。図２５において、受信装置ｂ３は、受信アンテナ１用受信処理部ｂ１００－１、受信アンテナ２用受信処理部ｂ１００－２、信号分離部ｂ２００、送信アンテナ１用受信処理部ｂ３００－１、送信アンテナ２用受信処理部ｂ３００－２、パイロットシンボル処理部ｂ８００を備える。また、図２５における受信アンテナ１用受信処理部ｂ１００－１および受信アンテナ２用受信処理部ｂ１００－２は、それぞれ、受信アンテナｂ５００、受信部ｂ１０、ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０、ＦＦＴ部ｂ３０を備える。また、パイロットシンボル処理部ｂ８００によって、送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせ毎に伝搬路を推定し、この伝搬路を推定した結果に基づいて、信号分離部ｂ２００が、受信アンテナ毎の信号を、空間多重された送信アンテナ毎の信号に分離する。なお、この伝搬路推定と、信号の分離処理に関する詳細な説明については後述する。また、送信アンテナ１用受信処理部ｂ３００－１および送信アンテナ２用受信処理部ｂ３００－２は、それぞれ、デマッピング部ｂ５０、復調部ｂ６０、復号部ｂ７０を備える。図２５における各ブロックの符号の後のハイフン“－”に続く数字は対応する受信アンテナの番号を示している。

　なお、本第６の実施形態における送信装置ａ５および受信装置ｂ３の基本的な構成は、第１の実施形態において図１に示した送信装置ａ１および図１０に示した受信装置ｂ１と同様の構成である。ただし、本第６の実施形態は、複数の送信アンテナおよび受信アンテナを用いたＭＩＭＯシステムであるため、ＭＩＭＯシステムのアンテナの数に応じて、図１に示した送信装置ａ１、および図１０に示した受信装置ｂ１においてブロックで示した構成を複数備える点が異なる。
　なお、図２４および図２５における各ブロックのハイフン“－”より前の符号が同じブロックは、図１および図１０に示した第１の実施形態と同様の機能である。

　まず、本第６の実施形態における送信装置ａ５が送信する送信フレームについて説明する。
　図２６は、送信アンテナ１用送信処理部ａ１－１が生成するロングＧＩパイロットシンボルを多重したフレームの一例を周波数成分と時間成分で示した図である。また、図２７は、送信アンテナ２用送信処理部ａ１－２が生成するロングＧＩパイロットシンボルを多重したフレームの一例を周波数成分と時間成分で示した図である。図２６および図２７において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルを示している。
　図２６に示すように、送信アンテナ１用送信処理部ａ１－１は、２つのスキャッタードパイロットシンボルをマッピングするためのリソースエレメントの内の１つのリソースエレメント（６番目のサブキャリア）に送信アンテナ１用のパイロットシンボルをマッピングする。また、もう１つのスキャッタードパイロットシンボルをマッピングするためのリソースエレメント（３番目のサブキャリア）は、送信アンテナ２用送信処理部ａ１－２によって送信アンテナ２用のパイロットシンボルがマッピングされるようにするために、ゼロ（ヌル：ｎｕｌｌ）とする。

　一方、図２７に示すように、送信アンテナ２用送信処理部ａ１－２は、２つのスキャッタードパイロットシンボルをマッピングするためのリソースエレメントの内の１つのリソースエレメント（３番目のサブキャリア）に送信アンテナ２用のパイロットシンボルをマッピングする。また、もう１つのスキャッタードパイロットシンボルをマッピングするためのリソースエレメント（６番目のサブキャリア）は、送信アンテナ１用送信処理部ａ１－１によって送信アンテナ１用のパイロットシンボルがマッピングされるようにするために、ゼロ（ヌル：ｎｕｌｌ）とする。

　なお、図２６および図２７で示したパイロットシンボルは、第１の実施形態で説明したように、位相制御をすることによって、ロングＧＩパイロットシンボルを生成することができる。

　このように、送信装置ａ５は、送信アンテナ毎に互いに独立にするようにスキャッタードパイロットシンボルをマッピングしたフレームを第１の実施形態で説明した処理と同様に処理して送信する。なお、送信装置ａ５における各送信処理部は、それぞれのフレームを同時に送信する。
　このフレームを受信する受信装置ｂ３は、ノーマルＧＩ情報データシンボルは空間的に多重されるが、ロングＧＩパイロットシンボルは、空間的に多重されずに、互いにストリーム干渉を受けることなく、受信することができる。

　次に、本第６の実施形態における受信装置ｂ３が受信したフレームの受信処理について説明する。
　図２８は、受信装置ｂ３が受信した送信アンテナ１および送信アンテナ２のパイロットシンボルが多重されたフレームの一例を周波数成分と時間成分で示した図である。図２８において、横軸は時間、縦軸は周波数を示し、１行がサブキャリア、１列がＯＦＤＭシンボルを示している。図２６および図２７に示したように、スキャッタードパイロットシンボルを互いに独立してマッピングすることによって、受信装置ｂ３においては、図２８に示すようなフレームが受信される。ノーマルＧＩ情報データシンボルは空間的に多重されているため、空間多重された信号を分離する処理が必要となるが、ロングＧＩパイロットシンボルは、空間的に多重されていないため、分離処理の必要はなく、高精度に伝搬路の推定を行うことができる。

　受信アンテナ１用受信処理部ｂ１００－１および受信アンテナ２用受信処理部ｂ１００－２は、受信アンテナ毎の受信信号に対して、第１の実施形態で説明した処理と同様に受信部ｂ１０、ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ２０、ＦＦＴ部ｂ３０によって、それぞれ処理を行い、受信アンテナ毎の周波数領域の信号を信号分離部ｂ２００に出力する。

　パイロットシンボル処理部ｂ８００は、送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせ毎に第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行って伝搬路の推定を行い、伝搬路推定した結果を信号分離部ｂ２００に出力する。また、パイロットシンボル処理部ｂ８００は、ロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ８０１、ＦＦＴ部ｂ８０２、パイロット抽出部ｂ８０３、伝搬路推定部ｂ８０４を備える。なお、ロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ８０１の入力として各受信アンテナに対応した受信部ｂ１０からそれぞれ受信したベースバンド信号が入力される以外は、第１の実施形態で説明したロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部ｂ８１、ＦＦＴ部ｂ８２、パイロット抽出部ｂ８３、伝搬路推定部ｂ８４と同様の機能である。

　信号分離部ｂ２００は、パイロットシンボル処理部ｂ８００の伝搬路推定部ｂ８０４によって推定された受信アンテナ毎の伝搬路推定値（伝搬路推定の結果）に基づいて、受信アンテナ１用受信処理部ｂ１００－１および受信アンテナ２用受信処理部ｂ１００－２のＦＦＴ部ｂ３０から入力された受信アンテナ毎の周波数領域の信号を、空間多重された送信アンテナ毎に伝搬路補償された周波数領域の信号に分離し、送信アンテナ毎に送信アンテナ１用受信処理部ｂ３００－１および送信アンテナ２用受信処理部ｂ３００－２に出力する。このときの、空間多重された周波数領域の信号に対する信号分離方法は、例えば、ゼロフォーシング（ＺＦ：Ｚｅｒｏ　Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、最小二乗平均誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｅｒｒｏｒ）基準、最大尤度（ＭＬ：Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）基準などの様々な信号分離方法を適用することができるが、これに限るものではない。

　送信アンテナ毎に送信アンテナ１用受信処理部ｂ３００－１および送信アンテナ２用受信処理部ｂ３００－２は、信号分離部ｂ２００が信号分離した送信アンテナ毎の伝搬路補償された周波数領域の信号に対して、デマッピング部ｂ５０、復調部ｂ６０、復号部ｂ７０によって、第１の実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、送信アンテナ毎に情報データ信号（受信データ）を図示しない受信装置ｂ３の上位層の処理装置に出力する。

　上記に述べたとおり、本発明の第６の実施形態によれば、空間多重化技術（ＭＩＭＯ）を用いた通信システムにおいて、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアに送信アンテナ毎に互いに独立するようにスキャッタードパイロットシンボルを挿入し、該スキャッタードパイロットシンボルのみに対して、ノーマルＧＩ区間よりも長いロングＧＩ区間を設定する。このことにより、伝搬路に起因してノーマルＧＩ区間を超える到来波が到来する環境において、シンボル間干渉に対する耐性を向上させられるので、通信全体の伝送効率をほとんど低下させることなく、受信装置において精度良く伝搬路の推定を実現させることができる。

　なお、本第６の実施形態の説明においては、送信装置ａ５の送信アンテナ、および受信装置ｂ３の受信アンテナは、それぞれ２本ずつ具備した場合について説明したが、これに限るものではなく、送信装置ａ５に具備する送信アンテナ、および受信装置ｂ３に具備する受信アンテナは、どちらか、あるいは両方が２本を超える場合にも適用することができる。また、送信装置ａ５に具備する送信アンテナと受信装置ｂ３に具備する受信アンテナとの数は、互いに異なる場合にも適用することができる。

　また、本第６の実施形態の説明においては、図示しない送信装置ａ５の上位層の処理装置からそれぞれ入力された送信アンテナ毎の情報データ信号を、送信装置ａ５内の送信アンテナ１用送信処理部ａ１－１および送信アンテナ２用送信処理部ａ１－２によって、それぞれ互いに誤り訂正符号化処理、変調処理を行っていたが、これに限るものではない。
　例えば、図示しない送信装置ａ５の上位層の処理装置から誤り訂正符号化処理、変調処理を行った信号を、各送信アンテナの送信処理部に入力することもできる。

　また、本第６の実施形態の説明においては、受信装置ｂ３内の送信アンテナ１用受信処理部ｂ３００－１および送信アンテナ２用受信処理部ｂ３００－２によって、受信した信号をそれぞれ互いに復調処理、復号処理して、図示しない受信装置ｂ３の上位層の処理装置に出力していたが、これに限るものではない。例えば、受信した信号の復調処理、復号処理をまとめて１カ所で処理することや、デマッピング後の情報データ信号を図示しない受信装置ｂ３の上位層の処理装置に出力することもできる。

　なお、本第６の実施形態における送信装置ａ５および受信装置ｂ３は、第１～第５の実施形態における送信装置および受信装置にも適用することができる。

　なお、本第６の実施形態の説明においては、入力された全てのパイロットシンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではなく、例えば、一部のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加することもできる。また、一部の送信アンテナ用のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外の送信アンテナ用のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加することもできる。その場合、重要度の高い情報データ信号および制御シンボルを送信する送信アンテナ用のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加すると高い効果が得られる。

　上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、伝搬路に起因してノーマルＧＩ区間を超える到来波が到来する環境において、同一のＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアのパイロットシンボル、制御信号のいずれかまたは、両方の信号に対してノーマルＧＩ区間よりも長いロングＧＩ区間を設定することにより、シンボル間干渉に対する耐性を向上させられるので、通信全体の伝送効率をほとんど低下させることなく、受信装置において精度良く伝搬路推定や信号の復元をすることができる。

　なお、本発明の実施形態においては、例えば、マッピングされた情報データシンボルと、マッピングされたパイロットシンボルと、位相制御されたパイロットシンボルとを、周波数領域で重ね合わせ（多重）し、多重されたシンボルをＩＦＦＴ処理した後に、予め定められた長さのガードインターバルを付加することによってＯＦＤＭシンボルを生成する構成で説明したが、これに限るものではない。
　例えば、一部のシンボルにノーマルＧＩを付加してノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルを生成し、その他のシンボルにロングＧＩを付加してロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルを生成し、その後、それぞれ生成したノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルと、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルとを、時間領域で重ね合わせ（多重）することもできる。

（第７の実施形態）
　第１から第６の実施形態では、ロングＧＩを付加するシンボルには、その時間方向に一つ前のリソースエレメントに位相制御されたシンボルをマッピングし、ロングＧＩを付加するシンボルと、ノーマルＧＩを付加するシンボルとを多重してから、ガードインターバルを付加する形態を説明した。以下の第７から第１２の実施形態では、ロングＧＩとノーマルＧＩとを別々に生成した後に多重して、第１から第６の実施形態と同様に、同一時刻に複数のサブキャリアの間で、ロングＧＩシンボルとノーマルＧＩシンボルとが散在する信号を生成する。

　以下、図面を参照して、本発明の第７の実施形態について説明する。本実施形態の無線通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信する送信装置１０と受信装置２０とを備える。図２９は、本実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
　送信装置１０は、情報データシンボル生成部１００（第１のマルチキャリアシンボル生成部とも称する）、パイロットシンボル処理部１１０（第２のマルチキャリアシンボル生成部とも称する）、多重部１２０、送信部１３０、送信アンテナ１４０を備えている。情報データシンボル生成部１００は、符号部１０１、変調部１０２、マッピング部１０３、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ｆａｓｔ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１０４、ノーマルＧＩ挿入部１０５を備えている。パイロットシンボル生成部１１０は、マッピング部１１１、ＩＦＦＴ部１１２、ロングＧＩ挿入部１１３を備えている。

　送信装置１０から受信装置２０へ送信するデータ（情報）のビット列の信号である情報データ信号および該情報データ信号の送信のための制御信号は、まず、情報データシンボル生成部１００に入力される。情報データシンボル生成部１００は、符号部１０１が、入力された情報データ信号および制御信号に対して、畳込み符号やターボ符号などの誤り訂正符号化を行う。変調部１０２は、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ；４相位相偏移変調）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；直交振幅変調）などの変調方式により、誤り訂正符号化された情報データ信号および制御信号を変調シンボル、すなわち情報データシンボルと制御シンボルとに割り当てる変調を行う。マッピング部１０３は、受信側にて伝搬路推定に用いられる信号であるパイロットシンボルが挿入される位置（リソースエレメント）以外のリソースエレメントに対して、変調部１０２が変調した情報データシンボルおよび制御シンボルをマッピング（配置）する。ここで、リソースエレメントとは、予め決められた幅の時間・周波数からなる領域であり、１つの変調シンボルがマッピングされる領域である。また、情報データシンボルをマッピングするリソースエレメントと、制御シンボルをマッピングするリソースエレメントと、パイロットシンボルをマッピングするリソースエレメントとは、互いに重複しないように、予め設定されている。

　ここで、制御信号には、例えば、情報データ信号に用いられる変調方式、マッピング方法（リソース割り当て方法）、誤り訂正符号化情報（例えば、符号化方法、符号化率、パンクチャーパターン）、インターリーブ方法、スクランブリング方法、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｒｅｐｅａｔ　ｒｅＱｕｅｓｔ）制御情報（例えば、パケットの受信通知情報（ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）、ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）や再送回数など）、同期信号、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）制御情報（例えば、レイヤー数（ストリーム数）やプリコーディング方法）、基地局情報、端末情報、制御情報のフォーマット情報、データ情報のフォーマット情報、フィードバック情報（例えば、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）など）、送信電力制御情報など、複数の情報データ信号の送受信に必要な通信制御に用いられる情報が含まれるが、これらに限るものではない。

　図３０は、マッピング部１０３による情報データシンボルおよび制御シンボルのフレームへの配置の一例を示す図である。図３０に示す例は、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレームにおいて、周波数の小さい方から３番目と６番目のサブキャリアのそれぞれ、２番目と３番目の２つのＯＦＤＭシンボルにパイロットシンボルを配置する場合を示している。そのため、マッピング部１０３は、変調された情報データシンボルおよび制御シンボルを、図３０のように、１、２、４、５、７、８番目のサブキャリアの全てのＯＦＤＭシンボルと、３、６番目のサブキャリアの１番目と４番目のＯＦＤＭシンボルとに配置する。すなわち、パイロットシンボルが配置されない全ての位置に配置する。また、マッピング部１０３は、パイロットシンボルが挿入される位置には、ゼロ（ｎｕｌｌ、ヌル）を配置しておく。

　図２９に戻って、ＩＦＦＴ部１０４は、周波数領域の信号である、マッピング部１０３がマッピングした情報データシンボルおよび制御シンボルに対して、逆高速フーリエ変換処理を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ノーマルＧＩ挿入部１０５は、この時間領域の信号に、予め決められた長さであって通常の長さのガードインターバルであるノーマルＧＩ（第１のガードインターバル）を付加する。すなわちノーマルＧＩ挿入部１０５は、ノーマルＧＩを付加した情報データシンボルおよび制御シンボルからなるノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を生成する。

　一方、パイロットシンボル処理部１１０には、受信装置２０において伝搬路推定に用いられる既知の信号であるパイロットシンボルが入力される。ここで、パイロットシンボルは、情報データ信号および制御信号と同様に、パイロットシンボル処理部１１０にはビット列であるパイロット信号が入力されて、パイロットシンボル処理部１１０が、入力されたパイロット信号をＱＰＳＫやＱＡＭ等の変調方式により変調を行うようにしてもよい。
　パイロットシンボル処理部１１０では、まず、マッピング部１１１が、入力されたパイロットシンボルを、スキャッタードパイロットシンボルとして、周波数方向および時間方向に散在させるようにマッピングを行う。

　図３１は、その一例として、図３０で示した情報データシンボルおよび制御シンボルのマッピングに対する、マッピング部１１１によるパイロットシンボルのフレームへの配置の例を示す図である。図３１の例は、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレームにおいて、２つのＯＦＤＭシンボルを用いて、ガードインターバル（後述するロングＧＩ）が付された１つのパイロットシンボルを設定する場合を示している。この例におけるパイロットシンボルは３番目と６番目のサブキャリアの３番目のＯＦＤＭシンボルにマッピングし、その前の２番目のＯＦＤＭシンボルはゼロ（ｎｕｌｌ、ヌル）としている。これは、後述するように、マッピング部１１１によりパイロットシンボルが配置されたリソースエレメントから時間方向に１つ前のリソースエレメントは、パイロットシンボルのロングＧＩの区間となるためである。

　図２９に戻って、ＩＦＦＴ部１１２は、周波数領域の信号である、マッピング部１１１がマッピングしたパイロットシンボルに対して、逆フーリエ変換処理を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ロングＧＩ挿入部１１３は、ＩＦＦＴ部１１２が生成した時間領域の信号に、予め決められた長さのガードインターバルであって、ノーマルＧＩ挿入部１０５が付加したノーマルＧＩよりも長いガードインターバルであるロングＧＩを付加する。すなわち、ロングＧＩ挿入部１１３は、ノーマルＧＩよりも長いロングＧＩを付加したパイロットシンボルからなるロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を生成する。このロングＧＩの長さは、後述するように、ノーマルＧＩの２倍に、さらにパイロットシンボルの長さを加えた長さである。

　このように、情報データシンボル生成部１００は、入力された情報データ信号および制御信号のシンボルにノーマルＧＩを付加して、ノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルを生成し、パイロットシンボル生成部１１０は、入力されたパイロットシンボルに、ロングＧＩを付加してロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルを生成する。
　多重部１２０は、情報データシンボル生成部１００が生成したＯＦＤＭシンボルであって、ノーマルＧＩが付された情報データシンボルおよび制御シンボル（ノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボル）からなるノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルと、パイロットシンボル生成部１１０が生成したＯＦＤＭシンボルであって、ロングＧＩが付されたパイロットシンボル（ロングＧＩパイロットシンボル）からなるロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルとを、時間領域で多重する。ここで、多重部１２０による時間領域での多重とは、情報データシンボル生成部１００が生成したノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号の各時間位置におけるサンプリング値と、パイロットシンボル生成部１１０が生成したロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号の各時間位置におけるサンプリング値とを加算することであり、これにより、ノーマルＧＩが付された情報データシンボルおよび制御シンボルとロングＧＩが付されたパイロットシンボルとを周波数多重している。そして、周波数多重された信号では、ノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻においてマルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在している。

　図３２は、図３０および図３１で示したような例において、多重部１２０により多重された信号の周波数成分と時間成分の例を示す図である。図３２の例は、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレームを示す。図３２において、斜線でハッチングされた矩形Ｐ１、Ｐ２は、ロングＧＩパイロットシンボルが配置されたリソースエレメントを示している。斜線でハッチングされていない矩形は、ノーマルＧＩ情報データシンボルまたはノーマルＧＩ制御シンボルが配置されたリソースエレメントを示している。ロングＧＩパイロットシンボル、ノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボル各々が配置されたリソースエレメントを示す矩形のうち、網掛けでハッチングされた部分は、ガードインターバルの区間を示し、白地の部分は、有効シンボル区間を示している。また、ここではロングＧＩパイロットシンボルが配置されているロングＧＩとシンボルとをあわせた区間内のロングＧＩとロングＧＩを付加されたシンボルが多重された信号をロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルと呼ぶ。また、ここでは、ノーマルＧＩ情報データシンボルまたはノーマルＧＩ制御シンボルが配置されているノーマルＧＩとシンボルとをあわせた区間内のノーマルＧＩとノーマルＧＩを付加されたシンボルが多重された信号をノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルと呼ぶ。なお、フレームにおけるノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルに相当する区間は、単にＯＦＤＭシンボルとも呼び、このＯＦＤＭシンボルの長さをＯＦＤＭシンボル長と呼ぶ。

　ロングＧＩパイロットシンボルは、領域Ｐ１、Ｐ２、すなわち周波数が小さい方から、３番目と６番目のサブキャリア各々において、２番目と３番目のＯＦＤＭシンボルにわたる領域に配置されており、それらの有効シンボル区間は、他の３番目のＯＦＤＭシンボルに配置されている信号と一致している。すなわち、各ロングＧＩパイロットシンボルは、２ＯＦＤＭシンボル分を用いているため、そのガードインターバル（ロングＧＩ）は、１ＯＦＤＭシンボルにノーマルＧＩを加えた長さであり、ノーマルＧＩに比べて、大幅に長くなっている。また、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボル各々の有効シンボル区間は、いずれかのノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの有効シンボル区間と、時間方向において一致している。ここでは、３番目のＯＦＤＭシンボルにおいて、ロングＧＩパイロットシンボルの有効シンボル区間（白地に斜線のハッチングされた矩形）と、ノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボルの有効シンボル区間（白い矩形）とが、時間方向に一致している（ずれがない）。このため、受信装置２０では、従来と同様にＦＦＴ（高速フーリエ変換）区間を設定してＦＦＴ処理することで、パイロットシンボル、情報データシンボルおよび制御シンボルを分離することができる。

　図２９に戻って、送信部１３０は、多重部１２０が多重した信号について、デジタル信号からアナログ信号への変換、ベースバンド周波数から無線周波数への周波数変換等を行い、送信アンテナ１４０から受信装置２０に送信する。

　図３３は、本実施形態に係る受信装置２０の構成を示す概略ブロック図である。受信装置２０は、受信アンテナ２００、受信部２１０、第１のＦＦＴ区間抽出部２２０、第１のＦＦＴ部２３０、フィルタ部２４０、デマッピング部２５０、復調部２６０、復号部２７０、パイロットシンボル処理部２８０を備えている。パイロットシンボル処理部２８０は、第２のＦＦＴ区間抽出部２８１、第２のＦＦＴ部２８２、パイロット抽出部（シンボル抽出部）２８３、伝搬路推定部２８４を備えている。

　受信アンテナ２００から受信した受信信号について、受信部２１０は、無線周波数からベースバンド周波数への周波数変換やアナログ信号からデジタル信号への変換などの処理を行い、その処理結果のベースバンド信号を出力する。受信部２１０が出力したベースバンド信号は、情報データ信号および制御信号を復元するために第１のＦＦＴ区間抽出部２２０、および、パイロット信号による伝搬路推定を行うためにパイロットシンボル処理部２８０の第２のＦＦＴ区間抽出部２８１にそれぞれ入力される。

　まず、パイロットシンボル処理部２８０が行う処理を説明する。第２のＦＦＴ区間抽出部２８１は、受信部２１０が出力した信号から、パイロットシンボルに付加されたロングＧＩの区間の末尾から予め決められた長さである有効シンボル区間分の信号を、第２のＦＦＴ部２８２によるフーリエ変換の対象となるＦＦＴ区間の信号として抽出する。図３４は、一例として、図３２で示したフレームにおけるロングＧＩパイロットシンボルのためのＦＦＴ区間を示している。第２のＦＦＴ区間抽出部２８１はそのＦＦＴ区間を抽出する、すなわちＦＦＴ区間以外の区間を除去する。第２のＦＦＴ部２８２は、第２のＦＦＴ区間抽出部２８１が抽出したＦＦＴ区間に高速フーリエ変換処理を施し、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。これにより、第２のＦＦＴ部２８２は、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルに含まれるシンボルの受信信号を得る。

　パイロット抽出部２８３は、第２のＦＦＴ部２８２による変換結果である周波数領域の信号から、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの有効シンボル区間、かつ、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアの信号を、受信したパイロットシンボルとして抽出する。伝搬路推定部２８４は、受信したパイロットシンボルと既知のパイロットシンボルの波形（位相、振幅）とを比較して、フェージングなどによる振幅と位相の変動を推定（伝搬路推定）し、その結果をフィルタ部２４０に出力する。このとき、パイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメント以外のリソースエレメントに対する伝搬路推定の方法としては、パイロットシンボルがマッピングされたリソースエレメントに対する伝搬路推定結果を用いて線形補間やＦＦＴ補間するなど公知の方法を用いることができる。

　一方、第１のＦＦＴ区間抽出部２２０は、受信部２１０が出力した信号から、情報データシンボルおよび制御シンボルに付加されたノーマルＧＩの末尾から予め決められた長さである有効シンボル区間分の信号を、第１のＦＦＴ部２３０によるフーリエ変換の対象となるＦＦＴ区間の信号として抽出する。なお、このＦＦＴ区間は、送信装置１００が送信する信号における有効シンボル区間と一致する。図３５は、一例として、図３２で示したフレームにおけるノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボルのためのＦＦＴ区間を示している。第１のＦＦＴ区間抽出部２２０はそのＦＦＴ区間以外の区間を除去する。第１のＦＦＴ部２３０は、第１のＦＦＴ区間抽出部２２０が抽出したＦＦＴ区間に高速フーリエ変換を施し、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。これにより、第１のＦＦＴ部２３０は、ノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルに含まれるシンボルの受信信号を得る。
　フィルタ部２４０は、伝搬路推定部２８４で推定された伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ（Ｚｅｒｏ　Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｅｒｒｏｒ；最小二乗誤差）基準等を用いた重み係数を算出し、第１のＦＦＴ部２３０による変換結果である周波数領域の信号に対して乗算することで、信号の振幅と位相の変動の補償（伝搬路補償）を行なう。

　ここで、第２のＦＦＴ区間抽出部２８１および第１のＦＦＴ区間抽出部２２０で行うＦＦＴ区間の抽出について、別の例を図３６および図３７にそれぞれ示す。これらの例では、３番目と６番目のサブキャリアの、２～４番目、すなわち３つのＯＦＤＭシンボルを用いて、１つのサブキャリアに２つのロングＧＩパイロットシンボルをマッピングした場合を示している。このような配置の例でも、ロングＧＩパイロットシンボルと時間が重複するＯＦＤＭシンボルに配置された情報データシンボルおよび制御シンボルには、ノーマルＧＩが付加されている。図３７では、図３５と同様に、ノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボルのためのＦＦＴ区間を示している。第１のＦＦＴ区間抽出部２２０はそのＦＦＴ区間以外の区間を除去する。図３６では、ロングＧＩパイロットシンボルのためのＦＦＴ区間を示している。その際、ロングＧＩの有効シンボル区間をＦＦＴ区間としているため、前方のパイロットシンボルに対するＦＦＴ区間は、ノーマルＧＩシンボルの有効シンボル区間とは異なっている。第２のＦＦＴ区間抽出部２８１はそのＦＦＴ区間以外の区間を除去する。

　図３６および図３７で示すように、ロングＧＩが付された有効シンボル区間とノーマルＧＩが付された有効シンボル区間とが異なっている場合、それぞれに対して受信装置が設定するＦＦＴ区間内に不連続点（シンボルの境界）が含まれることになるため、キャリア間干渉（ＩＣＩ；Ｉｎｔｅｒ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が生じることになる。そのため、そのキャリア間干渉を除去するための干渉キャンセラやターボ等化を適用することができる。例えば、パイロットシンボル処理部２８０で既に説明した処理を行った後、受信したパイロットシンボル（ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボル）のレプリカ信号を生成し、受信信号から減算を行った信号を第１のＦＦＴ区間抽出部２２０に入力することができる。これにより、ロングＧＩパイロットシンボルによるキャリア間干渉を除去または低減することができる。また、その逆の処理も可能である。つまり、ノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルのレプリカ信号を生成し、受信信号から減算を行うことで、ロングＧＩパイロットシンボルに対するキャリア間干渉を除去または低減することができる。また、これらの処理を繰り返し行う繰返し処理を適用することも可能である。

　デマッピング部２５０は、フィルタ部２４０による伝搬路補償が行われた信号から、情報データシンボルが配置された領域の信号および制御シンボルが配置された領域の信号を、それぞれ受信した情報データシンボル、受信した制御シンボルとして抽出する、デマッピング処理を行う。復調部２６０は、デマッピング部２５０が抽出した信号について、ＱＰＳＫやＱＡＭなど、送信装置１０の変調部１０２が用いた変調方式であって、情報データシンボルについては復号部２７０が復号した制御信号により指定された変調方式で、制御シンボルについては予め決められた変調方式で復調処理を行う。

　このとき、復号部２７０は、復調部２６０による復調結果である誤り訂正符号化された信号に対して、最尤復号法（ＭＬＤ；Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ　Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）、最大事後確率推定（ＭＡＰ；Ｍａｘｉｍｕｍ　Ａ　ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ　Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）、ｌｏｇ－ＭＡＰ、Ｍａｘ－ｌｏｇ－ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｉｔｅｒｂｉ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等の公知の方法を用いて、復号処理を行い、復号処理結果のビット列である情報データ信号および制御信号を出力する。復号部２７０が出力した制御信号には、送信装置１０の変調部１０２が情報データ信号を変調する際に用いた変調方式を表す情報が含まれており、復調部２６０は該情報に基づき、情報データ信号を復調する際に用いる変調方式を決定する。

　ここで、ノーマルＧＩとロングＧＩとのシンボル間干渉への耐性について、説明する。図３８は、ノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボルの概略構成と、ロングＧＩパイロットシンボルの概略構成を示す図である。ロングＧＩパイロットシンボルの長さは、ノーマルＧＩ情報データシンボルの長さが１ＯＦＤＭシンボル長であるのに対して、２倍の２ＯＦＤＭシンボル長となっている。また、そのときの有効シンボル長はそれぞれ同じであるため、この長さの違いは、ロングＧＩのガードインターバル区間を大幅に長くすること、すなわちノーマルＧＩの２倍にさらにパイロット信号の長さを加えた長さとすることで実現されている。

　なお、ガードインターバル区間は、有効シンボル区間の後端を、前方に付加することで実現されるが、本実施形態では、ロングＧＩ挿入部１１３は、有効シンボル区間の全てを前方に付加しても、ロングＧＩの長さに不足があるので、さらに有効シンボル区間の後端を前方に付加し、ロングＧＩの信号を得る。ロングＧＩが、本実施形態よりも長く、本実施形態の方法で生成しても長さに不足があるときは、さらに有効シンボル区間の後端を前方に付加することを繰り返すことで生成する。

　図３９は、ノーマルＧＩ情報データシンボルまたはノーマルＧＩ制御シンボルについて、先行波および２つの遅延波が到来した場合の受信信号の概略構成例を示す図である。図３９において、網掛けでハッチングされた矩形はノーマルＧＩの信号を示し、白地の矩形は有効シンボル区間の信号を示す。図３９では、図示した到来波の３番目のＯＦＤＭシンボルに高速フーリエ変換処理を行う場合を示しており、高速フーリエ変換の対象とする区間であるＦＦＴ区間を先行波の有効シンボル区間に設定している。このとき、遅延波２の遅延時間が、ガードインターバル区間を超えているため、遅延波２における２番目のＯＦＤＭシンボルの信号が、ＦＦＴ区間に含まれることになり、シンボル間干渉が生じる結果となる。

　図４０は、ノーマルＧＩ情報データシンボルおよびロングＧＩパイロットシンボルについて、図３９と同様に、先行波および２つの遅延波が到来した場合の受信信号の概略構成例を示す図である。図３９において、斜線でハッチングされた矩形は、ロングＧＩパイロットシンボルの信号を示している。斜線でハッチングされていない矩形は、ノーマルＧＩ情報データシンボルまたはノーマルＧＩ制御シンボルの信号を示している。ロングＧＩパイロットシンボルおよびノーマルＧＩ情報データシンボルの信号を示す矩形のうち、網掛けでハッチングされた部分は、ガードインターバル（ノーマルＧＩまたはロングＧＩ）の信号を示し、白地の部分は、有効シンボル区間の信号を示している。

　図４０では、ロングＧＩＯＦＤＭシンボルに高速フーリエ変換処理を行う場合を示しており、そのＦＦＴ区間を先行波の有効シンボル区間に設定している。ノーマルＧＩでは、遅延波２の先行波からの遅延時間がノーマルＧＩを超えている場合でも、ロングＧＩを超えていなければ、ＦＦＴ区間に前のシンボルの信号が入り込むことはないので、シンボル間干渉は生じない。
　以上のことから、ロングＧＩが付された信号は、ノーマルＧＩに対して、シンボル間干渉への耐性が大幅に高められることが分かる。

　ここで、ロングＧＩを付加したことによりシンボル間干渉への耐性が高められたパイロットシンボルを用いた、伝搬路推定部２８４による伝搬路推定とフィルタ部２４０による伝搬路補償について、説明する。なお、本発明を用いた場合でも、伝搬路推定方法と伝搬路補償方法は、従来と同様の方法を用いることができるため、ここではその一例を示す。
　パイロットシンボルは、送信装置１０及び受信装置２０で互いに既知の信号である。伝搬路推定を行うために、受信装置２０の伝搬路推定部２８４は、受信されたパイロットシンボルＰ’ｍ，ｎを既知のパイロットシンボルＰｍ，ｎで除算し、伝搬推定値を算出する。すなわち、伝搬路推定部２８４は、以下の式（５）を用いて、伝搬路推定値Ｈ＾ｍ，ｎを求める。

　ただし、ｍはサブキャリア番号、ｎはＯＦＤＭシンボル番号とする。
　このとき、伝搬路推定の精度は、受信したパイロットシンボルＰ’ｍ，ｎに依存することになる。そして、このパイロットシンボルにロングＧＩを付加しておくことで、既に説明したようにシンボル間干渉への耐性を大幅に高めることができる。そのため、その推定値は非常に高い精度を得ることができる。

　さらに、伝搬路推定部２８４は、パイロットシンボルを配置していない情報データシンボルおよび制御シンボルのリソースエレメント（サブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルにより決まる信号配置用の領域）に対しても、伝搬路推定を行う。その推定方法は、式（５）により得られた伝搬路推定値を用いて、線形補間、非線形補間、ＦＦＴ補間など様々な補間方法により行うことができる。このとき、補間に用いる伝搬路推定値、すなわち式（５）により得られた伝搬路推定値は、パイロットシンボルにロングＧＩを付加しておくことで精度を高くすることができるため、その伝搬路推定値に基づき、補間して得られる情報データシンボルおよび制御シンボルのリソースエレメントの伝搬路推定値についても、精度を高くすることができる。
　次に、得られた伝搬路推定値を用いて、フィルタ部２４０が情報データシンボルおよび制御シンボルに対して伝搬路補償を行う。ここで、フィルタ部２４０による伝搬路補償の方法としてＺＦ基準を用いている場合、以下の式（６）で表される重み係数Ｗ^ＺＦ _ｍ，ｎを情報データシンボルまたは制御シンボルを含む周波数領域の信号に乗算することで伝搬路補償を行う。ただし、式（６）において、*は共役を表している。

　また、フィルタ部２４０による伝搬路補償の方法としてＭＭＳＥ基準を用いている場合、以下の式（７）で表される重み係数Ｗ^ＭＭＳＥ _ｍ，ｎを情報データシンボルまたは制御シンボルを含む周波数領域の信号に乗算することで伝搬路補償を行う。ただし、式（７）において、σ²は雑音電力を表す。

　以上のように、ノーマルＧＩを超える遅延時間の到来波が到来する環境においても、パイロットシンボルに、時間方向で少なくとも１つ前のリソースエレメントに渡るガードインターバル区間を設定したノーマルＧＩより長いロングＧＩを付加しておくことで、受信装置２０においてノーマルＧＩを超える遅延時間の到来波の影響を抑えた精度の良い伝搬路推定を実現させることができる。さらに、ノーマルＧＩを付加した情報データシンボルおよび制御シンボルに対しても、その精度の良い伝搬路推定結果を用いて伝搬路補償を行うことで、伝搬路補償を精度良く行うことができるので、送信された情報データシンボルおよび制御シンボルを精度良く復元することができる。また、ロングＧＩを付加したパイロットシンボルと時間が重複するＯＦＤＭシンボルに配置された情報データシンボルおよび制御シンボルにはノーマルＧＩを付加するので、ロングＧＩを用いることで発生するガードインターバル区間の増加分が抑えられ、よって全体的な伝送効率をほとんど劣化させることなく、受信装置２０において精度良い伝搬路推定を実現させることができる。したがって、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させ、かつ、全体的な伝送効率をほとんど劣化させることなく、受信側で信号を復元可能なように通信できる。

　すなわち、ロングＧＩ挿入部１１３が、伝搬路推定に用いられるという重要なシンボルであるパイロットシンボルにロングＧＩを付加し、ノーマルＧＩ挿入部１０５が、その他のシンボルにノーマルＧＩを付加し、これらの結果を多重部１２０が多重することで、重要なシンボル（複数のシンボルの復調に影響するシンボル）であるパイロットシンボルにおいてシンボル間干渉への耐性が大幅に向上する。これにより、通信全体としてもシンボル間干渉への耐性が大幅に向上させ、かつ、伝送効率をほとんど劣化させることなく、受信側で信号を復元可能なように通信できる

　なお、本実施形態では、受信装置２０は繰返し処理を行わずに情報データ信号および制御信号を復元しているが、受信装置２０が、復号結果を利用してシンボル間干渉などを除去して送信された信号を復元する干渉キャンセルやターボ等化などの繰返し処理を行うようにしてもよい。
　なお、以上の説明では、ロングＧＩが付加されているパイロットシンボルの長さは、ノーマルＧＩの情報データシンボルおよび制御シンボルのＯＦＤＭシンボル長に比べて、２倍のＯＦＤＭシンボル長である場合を説明したが、図３６および図３７に示した例のように、これに限るものではない。少なくとも、ロングＧＩパイロットシンボルの長さを、ノーマルＧＩ情報データシンボルおよび制御シンボルの長さに比べて、長く設定すればよい。例えば、３倍の長さや、１．５倍の長さなどでもよい。

　なお、以上の説明では、ノーマルＧＩおよびロングＧＩの２種類の長さのガードインターバルを付加した信号を用いる場合について説明したが、これに限るものではなく、３種類以上の異なる長さのガードインターバルを付加した信号を用いるようにしてもよい。例えば、第１のガードインターバルであるノーマルＧＩおよび複数種類の第２のガードインターバルであるロングＧＩとするようにしてもよい。
　なお、以上の説明では、入力された全てのパイロットシンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、一部のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加してもよい。

（第８の実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明の第８の実施形態について説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信する送信装置１０ａと受信装置２０とを備える。本実施形態に係る送信装置１０ａは、第７の実施形態に係る送信装置１０の一部が異なる。以下では、第７の実施形態で説明したブロックと機能が異なるブロックを中心に説明する。なお、説明を省略したブロックは第７の実施形態と同様の機能を持つ。また、本実施形態に係る受信装置２０は、第７の実施形態に係る受信装置２０（図３３）と同様の構成であるので、説明を省略する。

　図４１は、本実施形態に係る送信装置１０ａの構成を示す概略ブロック図である。第７の実施形態に係る送信装置１０と異なる点は、パイロットシンボル処理部１１０と多重部１２０の間に、パイロットシンボル記憶部１５０（シンボル記憶部）が追加されていることであり、その他の符号（１００～１４０）については同様の構成である。
　パイロットシンボル処理部１１０は、第７の実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、パイロットシンボルをマッピング、逆フーリエ変換し、ロングＧＩを付加したロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を出力する。パイロットシンボル記憶部１５０は、パイロットシンボル生成部１１０が出力したロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を記憶する。

　一方、情報データシンボル生成部１００は、第７の実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、ノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を出力する。
　多重部１２０は、第７の実施形態で説明した処理と同様の処理を行うが、ノーマルＧＩ情報データシンボルおよび制御シンボルからなるノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号と、パイロットシンボル記憶部１５０に記憶されたロングＧＩパイロットシンボルからなるロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号とを、多重する。
　これにより、スキャッタードパイロットシンボルの値とその位置に変更が生じない限り、パイロットシンボル記憶部１５０が記憶したロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を用いることができ、パイロットシンボル処理部１１０での処理を省略することが可能となるため、それに応じた計算量が削減される。

　また、スキャッタードパイロットシンボルの値とその位置に、複数のパターンがあるときは、パイロットシンボル記憶部１５０が、各パターンについて、パイロットシンボル処理部１１０が出力したロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を記憶しておき、記憶している信号の中から該当するパターンのものを多重部１２０に出力することで、パイロットシンボル処理部１１０での処理を、最初に各パターンについて生成するときのみとし、その後は省略することができるので、処理量を削減することが可能となる。

　このように、同一ＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルにのみに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル区間を設定したパイロットシンボルを予め生成および記憶し、必要に応じて情報データシンボルおよび制御シンボルに多重することにより、パイロットシンボル生成の計算量を削減させると共に、第７の実施形態と同様に、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させ、かつ、全体的な伝送効率をほとんど劣化させることなく、受信装置２０において精度の良い伝搬路推定を実現させることができる。

　なお、以上の説明では、送信装置１０ａがパイロットシンボル処理部１１０を備え、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルを、パイロットシンボル記憶部１５０に入力する場合を説明したが、パイロットシンボル処理部１１０を省略、すなわち送信装置１０ａはパイロットシンボル処理部１１０を備えていなくてもよい。その場合は、送信装置１０ａに予め作成したロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を入力しておき、パイロットシンボル記憶部１５０がこれを記憶していればよい。
　なお、以上の説明では、入力された全てのパイロットシンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、一部のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加してもよい。

（第９の実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明の第９の実施形態について説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信する送信装置１０ｂと受信装置２０とを備える。本実施形態に係る送信装置１０ｂは、第７の実施形態に係る送信装置１０の一部が異なる。以下では、第７の実施形態で説明したブロックと機能が異なるブロックを中心に説明する。なお、説明を省略したブロックは第７の実施形態と同様の機能を持つ。また、本実施形態に係る受信装置２０は、第７の実施形態に係る受信装置２０（図３３）と同様のブロック構成で実現することができる。

　図４２は、本実施形態に係る送信装置１０ｂの構成を示す概略ブロック図である。第７の実施形態に係る送信装置１０との異なる点は、パイロットシンボル処理部１１０を省き、制御シンボル処理部１６０（第２のマルチキャリアシンボル生成部とも称する）を追加していることであり、その他の符号（１００～１０５、１２０～１４０）については同様の構成である。また、第７の実施形態で説明した、送信装置１０に入力される信号の内、パイロットシンボルではなく、制御シンボルが制御シンボル処理部１６０には入力されており、パイロットシンボルは情報データシンボル生成部１００のマッピング部１０３に入力されている。

　ここで、制御シンボルには、符号化および変調した変調シンボルであって、例えば、情報データ信号に用いられる変調方式、マッピング方法（リソース割り当て方法）、誤り訂正符号化情報（例えば、符号化方法、符号化率、パンクチャーパターン）、インターリーブ方法、スクランブリング方法、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｒｅｐｅａｔ　ｒｅＱｕｅｓｔ）制御情報（例えば、パケットの受信通知情報（ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）、ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）や再送回数など）、同期信号、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）制御情報（例えば、レイヤー数（ストリーム数）やプリコーディング方法）、基地局情報、端末情報、制御情報のフォーマット情報、データ情報のフォーマット情報、フィードバック情報（例えば、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）など）、送信電力制御情報など、複数の情報データ信号の受信に必要な情報を表す制御信号の変調シンボルが含まれるが、これらに限るものではない。

　制御シンボル処理部１６０は、マッピング部１６１、ＩＦＦＴ部１６２、ロングＧＩ挿入部１６３を備えている。制御シンボル処理部１６０では、まず、マッピング部１６１が、入力された制御シンボルに対して、第７の実施形態で説明したパイロットシンボル生成部１１０のマッピング部１１１による処理と同様に、制御シンボルを配置するリソースエレメントにマッピングを行う。ＩＦＦＴ部１６２は、マッピング部１６１が、周波数領域の信号である、マッピングした制御シンボルに対して、逆高速フーリエ変換処理を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ロングＧＩ挿入部１６３は、ノーマルＧＩ挿入部１０５が付加した通常のガードインターバルよりも長いガードインターバルを、ＩＦＦＴ部１６２が生成した時間領域の信号に付加し、ロングＧＩが付加された制御シンボルからなるロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を生成する。

　一方、情報データシンボル生成部１００では、入力された情報データ信号に対して、第７の実施形態で説明した処理と同様の処理を行う。ただし、マッピング部１０３に入力されたパイロットシンボルを、マッピング部１０３がパイロットシンボル用のリソースエレメントに配置し、ＩＦＦＴ部１０４およびノーマルＧＩ挿入部１０５は、情報データ信号およびパイロットシンボルに対して、第７の実施形態で説明した処理と同様の処理を行う。情報データシンボル生成部１００は、ノーマルＧＩ挿入部１０５による処理の結果、ノーマルＧＩが付加された情報データシンボルおよびパイロットシンボルからなるノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を出力する。

　多重部１２０は、第７の実施形態で説明した処理と同様の処理を行うが、情報データシンボル生成部１００が生成したノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルと、制御シンボル処理部１６０が生成したロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルとを、時間領域で多重する。
　図４３は、多重部１２０で多重された信号の周波数成分と時間成分の例を示す図である。図４３の例は、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレームを示す。図４３において、斜線でハッチングされた矩形Ｃ１～Ｃ４は、ロングＧＩが付加された制御シンボルであるロングＧＩ制御シンボルが配置された領域を示している。斜線でハッチングされていない矩形は、ノーマルＧＩが付加された情報データシンボルであるノーマルＧＩ情報データシンボル、または、ノーマルＧＩが付加されたパイロットシンボルであるノーマルＧＩパイロットシンボルが配置された領域を示している。ロングＧＩ制御シンボル、ノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩパイロットシンボルが配置された領域を示す矩形のうち、網掛けでハッチングされた部分は、ガードインターバルの区間を示し、白地の部分は、有効シンボル区間を示している。

　ロングＧＩ制御シンボル、領域Ｃ１～Ｃ４、すなわち周波数が小さい方から、３番目から６番目のサブキャリア各々において、２番目と３番目のＯＦＤＭシンボルにわたる領域に配置されており、それらの有効シンボル区間は、他の３番目のＯＦＤＭシンボルに配置されている信号と一致している。すなわち、ロングＧＩ制御シンボルが配置される領域は、１つのロングＧＩ制御シンボルに対して２ＯＦＤＭシンボル分であるため、そのロングＧＩは、ノーマルＧＩに比べて、大幅に長くなっている。これにより、制御シンボルに関して、シンボル間干渉への耐性を大幅に高めることができる。

　このように、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、同一ＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアに制御シンボルを挿入し、ロングＧＩ挿入部１６３が、情報データ信号を伝送するためのパラメータの指定などに用いられる重要な情報である該制御シンボルのみに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル区間を設定することにより、制御シンボルのシンボル間干渉への耐性を大幅に向上させ、かつ、全体的な伝送効率をほとんど劣化させることなく、受信側にて制御信号を復元させることができる。制御信号は、多くの情報データ信号を伝送するためのパラメータの指定などに用いられる重要な信号であり、制御信号が伝送されないと、多くの情報データ信号も伝送されなくなるため、制御信号の伝送効率を上げることで情報データ信号の伝送効率も上げることができる。

　なお、以上の説明では、ロングＧＩ制御シンボルは、ノーマルＧＩ情報データシンボルの長さに比べて、２倍の長さである場合を説明したが、これに限るものではない。少なくとも、ロングＧＩ制御シンボルは、ノーマルＧＩ情報データシンボルの長さに比べて、長く設定すればよい。例えば、３倍の長さや、１．５倍の長さなどでもよい。

　なお、以上の説明では、制御シンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではない。情報データ信号の内でも重要度の高い信号のシンボルに対して、ロングＧＩを付加するようにしてもよい。例えば、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）が高い情報データ信号や緊急性が高い情報データ信号などのシンボルに、ロングＧＩを付加するようにしてもよい。

　なお、本実施形態に係る送信装置は、第７および第８の実施形態に係る送信装置にも適用することができる。
　また、本実施形態において、制御シンボル処理部１６０は、変調された制御シンボルを入力されるとして説明したが、制御シンボル処理部１６０が、誤り訂正符号化を行う符号化部と、ＢＰＳＫなどの変調を行う変調部とを備え、誤り訂正符号化および変調されていない制御信号を受け付けて、これら符号化部による誤り訂正符号化と変調部による変調を行って制御シンボルを生成した後に、マッピング部１６１に入力するようにしてもよい。
　なお、以上の説明では、入力された全ての制御シンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、一部の制御シンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外の制御シンボルに対してはノーマルＧＩを付加してもよい。
その場合、制御シンボルの内、重要度の高い制御シンボルに対してロングＧＩを付加することが望ましい。

（第１０の実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明の第１０の実施形態について説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信する送信装置１０ｃと受信装置２０とを備える。本実施形態に係る送信装置１０ｃは、第７の実施形態に係る送信装置１０の一部が異なる。以下では、第７の実施形態で説明したブロックの機能が異なるブロックを中心に説明する。なお、説明を省略したブロックは第７の実施形態と同様の機能を持つ。また、本実施形態に係る受信装置２０は、第７の実施形態に係る受信装置２０（図３３）と同様のブロック構成で実現することができる。

　図４４は、本実施形態に係る送信装置１０ｃの構成を示す概略ブロック図である。第７の実施形態に係る送信装置１０との異なる点は、情報データシンボル生成部１００を、情報データシンボル生成部１００ｃ（第１のマルチキャリアシンボル生成部とも称する）に変更していることであり、その他の符号（１１０～１４０）については同様の構成である。なお、情報データシンボル生成部１００ｃは、情報データシンボル生成部１００とは、マッピング部１０３に替えてマッピング部１０３ｃを備えている点のみが異なり、その他の符号（１０１、１０２、１０４、１０５）については同様の構成である。

　ここで、制御信号とは、例えば、情報データ信号に用いられる変調方式、マッピング方法（リソース割り当て方法）、誤り訂正符号化情報（例えば、符号化方法、符号化率、パンクチャーパターン）、インターリーブ方法、スクランブリング方法、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｒｅｐｅａｔ　ｒｅＱｕｅｓｔ）制御情報（例えば、パケットの受信通知情報（ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）、ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）や再送回数など）、同期信号、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）制御情報（例えば、レイヤー数（ストリーム数）やプリコーディング方法）、基地局情報、端末情報、制御情報のフォーマット情報、データ情報のフォーマット情報、フィードバック情報（例えば、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）など）、送信電力制御情報など含まれるが、これに限るものではない。

　情報データシンボル生成部１００ｃは、符号部１０１、変調部１０２、マッピング部１０３ｃ、ＩＦＦＴ部１０４、ノーマルＧＩ挿入部１０５を備えている。情報データ信号および制御信号について、まず、符号部１０１が、畳込み符号やターボ符号などの誤り訂正符号化を行う。変調部１０２は、誤り訂正符号化された情報データ信号および制御信号を、ＱＰＳＫやＱＡＭなどの変調方式により変調し、情報データシンボルおよび制御シンボルを生成する。マッピング部１０３ｃは、変調部１０２が生成した情報データシンボルおよび制御シンボルを、スキャッタードパイロットシンボルがマッピングされるリソースエレメント以外のリソースエレメントであって、情報データシンボルと制御シンボル各々について予め決められたリソースエレメントに対してマッピングする。このとき、後述する図４５に例示するように、マッピング部１０３ｃがマッピングするリソースエレメントであって、制御シンボルについて決められたリソースエレメントは、ロングＧＩが付加されるスキャッタードパイロットシンボルに隣接するリソースエレメント、特に同一ＯＦＤＭシンボル内の隣接サブキャリアのリソースエレメントが優先的に割当てられている。ＩＦＦＴ部１０４は、周波数領域の信号であるマッピング部１０３ｃがマッピングした情報データシンボルおよび制御シンボルに対して、逆高速フーリエ変換処理を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ノーマルＧＩ挿入部１０５は、ＩＦＦＴ部１０４が生成した時間領域の信号に、通常のガードインターバルを付加する。

　図４５は、本実施形態における多重部１２０により多重された信号の周波数成分と時間成分の例を示す図である。図４５の例は、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレームを示す。図４５において、右上がりの斜線でハッチングされた矩形Ｐ３、Ｐ４は、ガードインターバルを含むパイロットシンボルが配置された領域を示している。右下がりの斜線でハッチングされた矩形Ｃ５～Ｃ８は、ガードインターバルを含む制御シンボルが配置された領域を示している。斜線でハッチングされていない矩形は、ガードインターバルを含む情報データシンボルが配置された領域を示している。パイロットシンボル、情報データシンボル、制御シンボルが配置された領域を示す矩形のうち、網掛けでハッチングされた部分は、ガードインターバルの区間を示し、白地の部分は、有効シンボル区間を示している。

　ロングＧＩパイロットシンボルは、領域Ｐ３、Ｐ４、すなわち周波数が小さい方から、３番目と６番目のサブキャリア各々において、２番目と３番目のＯＦＤＭシンボルにわたる領域に配置されており、それらの有効シンボル区間は、他の３番目のＯＦＤＭシンボルに配置されているシンボルと一致している。また、制御シンボルは、領域Ｃ５～Ｃ８、すなわち周波数が小さい方から、２、４、５、７番目のサブキャリア各々において、３番目のＯＦＤＭシンボルに配置されている。

　すなわち、各ロングＧＩパイロットシンボルは、２ＯＦＤＭシンボル分を用いているため、そのガードインターバル（ロングＧＩ）は、１ＯＦＤＭシンボルにノーマルＧＩを加えた長さであり、ノーマルＧＩに比べて、大幅に長くなっている。また、各パイロットシンボルに周波数方向に隣接するリソースエレメント（同一ＯＦＤＭシンボル内の隣接サブキャリアのリソースエレメント）には、制御シンボルが配置されている。

　図４５に示すように、制御シンボルを、ロングＧＩが付加されるスキャッタードパイロットシンボルと同一ＯＦＤＭシンボル内の隣接サブキャリアのリソースエレメントに優先的に割り当てることにより得られる効果について、以下の通り、説明する。一般に、ガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境では、受信装置において、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行うことにより、ＦＦＴ区間内に到来波の一部に不連続な部分（シンボルの境界）が含まれることになる。このことが起因して、高速フーリエ変換処理後の信号において、キャリア間干渉（ＩＣＩ；Ｉｎｔｅｒ－Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が生じる。

　しかし、図４５に示すようなロングＧＩが付加されたシンボルでは、ガードインターバル区間が長いために、そのガードインターバル区間を超えるような到来波が到来しない、あるいはノーマルＧＩが付加されたシンボルに比べて非常に弱くなる。そのため、ロングＧＩが付加されたシンボルでは、そのようなキャリア間干渉ＩＣＩが生じない、あるいはキャリア間干渉ＩＣＩが非常に弱い。すなわち、ロングＧＩが付加されたシンボルは、周波数方向に隣接するシンボルに対する干渉（キャリア間干渉ＩＣＩ）が、ノーマルＧＩが付加されたシンボルに比べて少ない。以上のことから、そのロングＧＩが付加されたシンボルの隣接サブキャリアのエレメントは、他のエレメントに比べて、キャリア間干渉ＩＣＩが減少することになり、高精度に復元することができる。

　このように、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、同一ＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを挿入し、該スキャッタードパイロットシンボルにのみに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル区間を設定する。さらに、該スキャッタードパイロットシンボルの隣接サブキャリアに位置するエレメントに制御シンボルを優先的に割り当てる。これにより、制御シンボルへのキャリア間干渉ＩＣＩを低減させ、受信側において、高精度に制御信号を復元させることができる。

　なお、以上の説明では、ロングＧＩが付加されるスキャッタードパイロットシンボルと同一ＯＦＤＭシンボル内の隣接サブキャリアのリソースエレメントに優先的に制御シンボルを割り当てることについて、説明を行ったが、これに限るものではなく、ロングＧＩが付加されるスキャッタードパイロットシンボルと同一ＯＦＤＭシンボル内の周辺のサブキャリアのエレメントに割り当ててもよい。その場合は、特にロングＧＩが付加されるスキャッタードパイロットシンボルのリソースエレメントに近いサブキャリアのリソースエレメントに割り当てることが望ましい。

　なお、以上の説明では、ロングＧＩが付加されるスキャッタードパイロットシンボルと同一ＯＦＤＭシンボル内の隣接サブキャリアのリソースエレメントに、制御シンボルを優先的に割り当てることについて、説明を行ったが、これに限るものではない。例えば、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）が高い情報データ信号や緊急性が高い情報データ信号などのシンボルを優先的に割り当てるようにしてもよい。
　なお、本実施形態に係る送信装置１０ｃのマッピング部１０３ｃは、第１～第９の実施形態に係る送信装置にも適用することができる。
　なお、以上の説明では、入力された全てのパイロットシンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、一部のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加してもよい。

（第１１の実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明の第１１の実施形態について説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信する送信装置１０と受信装置２０ａとを備える。本実施形態に係る送信装置１０は、第７の実施形態に係る送信装置１０（図２９）と同様のブロック構成で実現することができる。本実施形態に係る受信装置２０ａは、第７の実施形態に係る受信装置２０の一部が異なる。以下では、第７の実施形態で説明したブロックの機能が異なるブロックを中心に説明する。なお、説明を省略したブロックは第７の実施形態と同様の機能を持つ。

　図４６は、本実施形態に係る受信装置２０ａの構成を示す概略ブロック図である。第７の実施形態に係る受信装置２０との異なる点は、第７の実施形態におけるパイロットシンボル処理部２８０における第２のＦＦＴ区間抽出部２８１と、第２のＦＦＴ部２８２が省略され、本実施形態におけるパイロットシンボル処理部２８０ａへの入力は、第１のＦＦＴ部２３０から出力された周波数領域の信号となっていることである。

　受信装置２０ａでは、第７の実施形態と同様に図３２で示したようなノーマルＧＩが付加された情報データシンボルおよび制御シンボルと、ロングＧＩが付加されたスキャッタードパイロットシンボルとが、多重された信号が受信される。第１１の実施形態に係る受信装置２０ａは、第２のＦＦＴ区間抽出部２８１を備えず、第１のＦＦＴ区間抽出部２２０のみを備えている。そして、受信装置２０ａの第１のＦＦＴ区間抽出部２２０および第１のＦＦＴ部２３０は、受信信号に対して、第７の実施形態におけるノーマルＧＩが付加された情報データシンボルおよび制御シンボルへのＦＦＴ区間抽出およびＦＦＴ処理と同様の処理を行う。

　この場合、ロングＧＩが付加されたスキャッタードパイロットシンボル、すなわちロングＧＩ－ＯＦＤＭの有効シンボル区間（図３２における２番目のＯＦＤＭシンボル）にもＦＦＴ処理を行うことになるので、第１のＦＦＴ部２３０が、このＦＦＴ処理により生成した周波数領域の信号は、ノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルに含まれるシンボルの受信信号と、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルに含まれるシンボルの受信信号とを含む。そして、パイロットシンボル処理部２８０におけるパイロット抽出部２８３（シンボル抽出部）は、この周波数領域の信号から、ノーマルＧＩ－ＯＦＤＭシンボルに含まれるシンボルの受信信号の部分を抽出せずに破棄し、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルに含まれるシンボルの受信信号を、受信したパイロットシンボルとして抽出する。このときパイロット抽出部２８３は、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルの有効シンボル区間（図３２における３番目のＯＦＤＭシンボル）、かつ、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアの信号を抽出することで、ロングＧＩ－ＯＦＤＭシンボルに含まれるシンボルの受信信号をパイロットシンボルの受信信号として抽出する。

　このように、同一ＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを挿入し、該スキャッタードパイロットシンボルにのみに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル区間を設定する方法において、ロングＧＩに対応したＦＦＴ区間の抽出処理をせず、ノーマルＧＩに対応したＦＦＴ区間の抽出処理のみで受信させることにより、回路規模を削減させると共に、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させ、かつ、全体的な伝送効率をほとんど劣化させることなく、精度の良い伝搬路推定を実現させることができる。
　なお、本実施形態に係る受信装置２０ａは、第７～第１０の実施形態に係る受信装置にも適用することができる。

　（第１２の実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明の第１２の実施形態について説明する。本実施形態に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信する送信装置１０ｄと受信装置２０ｄとを備える。送信装置１０ｄおよび受信装置２０ｄは、第７の実施形態に係る送信装置１０（図２９）および受信装置２０（図３３）とほぼ同様であるが、本実施形態では複数の送信アンテナおよび受信アンテナを用いたＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｕｌ　Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｏｕｔｐｕｔ；多入力多出力）システムであるため、そのアンテナの数に応じて、各ブロックの数が異なる。以下では、第７の実施形態で説明したブロックの機能が異なるブロックを中心に説明する。なお、説明を省略したブロックは第７の実施形態と同様の機能を持つ。

　図４７は、本実施形態に係る送信装置１０ｄの構成を示す概略ブロック図である。送信装置１０ｄは、送信アンテナ１用送信処理部１１および送信アンテナ２用送信処理部１２を備えている。各送信処理部は、それぞれ、情報データシンボル生成部１００、パイロットシンボル処理部１１０ｄ、多重部１２０、送信部１３０、送信アンテナ１４０を備えている。また、各送信処理部には、それぞれ、情報データ信号および制御信号（送信アンテナ１用）、パイロットシンボル（送信アンテナ１用）および情報データ信号および制御信号（送信アンテナ２用）、パイロットシンボル（送信アンテナ２用）が入力される。

　図４８は、送信アンテナ１用送信処理部１１が生成するノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボル（アンテナ１用）、ロングＧＩパイロットシンボル（アンテナ１用）が構成するフレームを示す図である。図４８の例は、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレームを示す。送信アンテナ１用送信処理部１１は、フレーム中のスキャッタードパイロットシンボルを配置する２つのリソースエレメント（３番目および６番目のサブキャリアの３番目のＯＦＤＭシンボル）の内の１つのリソースエレメント（６番目のサブキャリア）に送信アンテナ１用のロングＧＩパイロットシンボルＰ５の有効シンボルを配置し、もう１つのスキャッタードパイロットシンボルのリソースエレメント（３番目のサブキャリア）は、ゼロ（ｎｕｌｌ）とする。これにより、送信アンテナ１用のパイロットシンボルが、送信アンテナ２用送信処理部１２が配置する送信アンテナ２用のパイロットシンボルと重ならないように（干渉しないように）している。

　図４９は、また、送信アンテナ２用送信処理部１２が生成するノーマルＧＩ情報データシンボルおよびノーマルＧＩ制御シンボル（アンテナ２用）、ロングＧＩパイロットシンボル（アンテナ２用）が構成するフレームを示す図である。図４９の例は、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレームを示す。送信アンテナ２用送信処理部１２は、フレーム中のスキャッタードパイロットシンボルを配置する２つのスキャッタードパイロットシンボルの内の１つのリソースエレメント（３番目のサブキャリア）に送信アンテナ２用のパイロットシンボルＰ６の有効シンボルを配置し、もう１つのスキャッタードパイロットシンボルのリソースエレメント（６番目のサブキャリア）は、ゼロ（ｎｕｌｌ）とする。これにより、送信アンテナ２用のパイロットシンボルが、送信アンテナ１用送信処理部１１が配置する送信アンテナ１用のパイロットシンボルと重ならないように（干渉しないように）している。

　以上のように、スキャッタードパイロットシンボルを、送信アンテナ毎に互いに独立に割り当てることで、受信装置２０ｄでは、ノーマルＧＩが付加された情報データシンボルについては、空間的に多重された状態で受信するが、ロングＧＩが付加されたスキャッタードパイロットシンボルについては、空間的に多重されずに受信することができる。
　各送信処理部では、図４８および図４９で例示したような、それぞれの送信フレームを同時に送信する。

　図５０は、本実施形態に係る受信装置２０ｄの構成を示す概略ブロック図である。受信装置２０ｄは、受信アンテナ１用受信処理部２１、受信アンテナ２用受信処理部２２、信号分離部２３、送信アンテナ１用受信処理部２４、送信アンテナ２用受信処理部２５、パイロットシンボル処理部２６を備えている。受信アンテナ１用受信処理部２１および受信アンテナ２用受信処理部２２は、それぞれ、受信アンテナ２００、受信部２１０、第１のＦＦＴ区間抽出部２２０、第１のＦＦＴ部２３０を備えている。送信アンテナ１用受信処理部２４および送信アンテナ２用受信処理部２５は、それぞれ、デマッピング部２５０、復調部２６０、復号部２７０を備えている。なお、同図において、図３３の各部に対応する部分には同一の符号（２００～２８３）を付ける。

　受信アンテナ１用受信処理部２１および受信アンテナ２用受信処理部２２では、受信アンテナ２００毎の受信信号に対して、受信部２１０、第１のＦＦＴ区間抽出部２２０、第１のＦＦＴ部２３０が、それぞれ図３３における受信部２１０、第１のＦＦＴ区間抽出部２２０、第１のＦＦＴ部２３０と同様の処理を行い、信号分離部２３に出力する。
　パイロットシンボル処理部２６では、受信アンテナ毎の受信信号に対して、第２のＦＦＴ区間抽出部２８１、第２のＦＦＴ部２８２、パイロット抽出部２８３が、それぞれ図３３における第２のＦＦＴ区間抽出部２８１、第２のＦＦＴ部２８２、パイロット抽出部２８３と同様の処理を行い、伝搬路推定部２８４ｄが、パイロット抽出部２８３が抽出したパイロットシンボルを用いて、送信アンテナ１３０と受信アンテナ２００の組合せ毎に伝搬路推定を行い、信号分離部２３に出力する。

　信号分離部２３は、受信アンテナ１用受信処理部２１および受信アンテナ２用受信処理部２２から受けた受信アンテナ２００毎の信号およびパイロットシンボル処理部２６から受けた伝搬路推定結果に基づいて、空間多重された送信アンテナ１４０毎の情報データシンボルを分離する。このとき、空間多重された信号に対する信号分離方法としては、様々な方法を適用することができる。例えば、ＺＦ（ゼロフォーシング：Zero-Forcing）基準、ＭＭＳＥ（最小二乗平均誤差：Minimum Mean Square Error）基準、ＭＬ（最大尤度：Maximum Likelihood）基準などの信号分離方法を適用することができるが、これに限るものではない。

　送信アンテナ１用受信処理部２４および送信アンテナ２用受信処理部２５では、信号分離部２３が信号分離した送信アンテナ１４０毎の信号に対して、デマッピング部２５０、復調部２６０、復号部２７０が、それぞれ図３３におけるデマッピング部２５０、復調部２６０、復号部２７０と同様の処理を行う。

　図５１は、受信装置２０ｄが受信する情報データシンボル、制御シンボルおよびパイロットシンボルが構成するフレームを示す図である。図５１の例は、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレームを示す。図４８および図４９に示すように、スキャッタードパイロットシンボルを互いに独立に割り当てることで、受信装置２０ｄは、図５１に示すようなフレームを受信する。ノーマルＧＩが付加された情報データシンボルは空間的に多重されているため、空間多重された信号を分離する信号分離部２３による処理が必要となる。

　しかし、送信装置１０ｄの各送信処理部は、スキャッタードパイロットシンボルを送信アンテナ毎に互いに独立に挿入する、言い換えると、他の送信処理部においてロングＧＩが付加されたスキャッタードパイロットシンボルを配置するリソースエレメントには、シンボルを配置しない。例えば、図５１では、ロングＧＩが付加されたスキャッタードパイロットシンボルのうち、送信アンテナ１用のロングＧＩパイロットシンボルＰ５は、６番目のサブキャリアの２、３番目のＯＦＤＭシンボルに、送信アンテナ２用のロングＧＩパイロットシンボルＰ６は、３番目のサブキャリアの２、３番目のＯＦＤＭシンボルにそれぞれ配置されている。このため、各パイロットシンボルは、他のパイロットシンボルとも情報データシンボルとも空間的に多重されていないため、パイロットシンボルに対しては信号分離部２３のような処理は不要であり、受信装置２０ｄの伝搬路推定部２８４ｄは、空間多重による干渉の影響を受けない、高精度な伝搬路推定を行うことができる。

　本実施形態を用いることにより、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）を用いた通信システムで、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、同一ＯＦＤＭシンボル内のいずれかのサブキャリアにスキャッタードパイロットシンボルを送信アンテナ毎に互いに独立に挿入し、該スキャッタードパイロットシンボルにのみに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いガードインターバル区間を設定することにより、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させ、かつ、全体的な伝送効率をほとんど劣化させることなく、伝搬路推定を実現させることができる。

　以上の説明では、送信アンテナおよび受信アンテナがそれぞれ２つずつの場合を説明したが、これに限るものではなく、送信アンテナおよび受信アンテナがそれぞれ２つ以上の場合にも適用できる。また、送信アンテナと受信アンテナの数が互いに異なる場合にも適用できる。

　以上の説明では、送信アンテナ毎の情報データシンボルは、それぞれ互いに変調処理および復号処理などを行っていたが、これに限るものではない。例えば、復調処理または復号処理を行った信号を、各送信アンテナの送信処理部に割り当ててもよい。
　なお、本実施形態に係る送信装置１０および受信装置２０ｄは、第７～第１１の実施形態に係る送信装置および受信装置にも適用することができる。
　なお、以上の説明では、入力された全てのパイロットシンボルに対して、ロングＧＩを付加した場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、一部のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加してもよい。また、一部の送信アンテナ用のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加し、それ以外の送信アンテナ用のパイロットシンボルに対してはノーマルＧＩを付加してもよい。その場合、重要度の高い情報データ信号および制御信号を送信する送信アンテナ用のパイロットシンボルに対してロングＧＩを付加するようにしてもよい。

　なお、本発明は、移動通信のみならず、固定通信の分野においても使用することができる。双方向通信に使用するときは、本発明の送信装置は一方の送受信機の送信部分に使用され、本発明の受信装置は他方の送受信装置の受信部分に使用される。移動通信に使用される場合には、例えば、本発明の送信装置は基地局装置の送信部分に使用され、本発明の受信装置は移動局装置の受信部分に使用される。

　なお、上述した実施形態における送信装置および受信装置の一部、例えば、送信アンテナと送信部を除いた各部、受信アンテナと受信部を除いた各部の機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
　また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

　以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。

　ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５・・・送信装置
　ａ１０・・・情報データシンボル生成部（第１のシンボル生成部）
　ａ２０・・・パイロットシンボル処理部（第２のシンボル生成部）
　ａ３０，ａ３２，ａ３３，ａ３４・・・多重部（多重部）
　ａ４０・・・ＩＦＦＴ部（周波数時間変換部）
　ａ５０・・・ＧＩ挿入部（ガードインターバル挿入部）
　ａ６０・・・送信部
　ａ７０・・・パイロットシンボル記憶部（シンボル記憶部）
　ａ８０・・・制御シンボル処理部
　ａ９０・・・情報データ・制御シンボル生成部
　ａ１１，ａ９１・・・符号部
　ａ１２，ａ９２・・・変調部
　ａ１３，ａ９３・・・マッピング部
　ａ２１，ａ８１・・・マッピング部
　ａ２２，ａ８２・・・位相制御部
　ａ１－１・・・送信アンテナ１用送信処理部
　ａ１－２・・・送信アンテナ２用送信処理部
　ａ１００・・・送信アンテナ
　ｂ１，ｂ２，ｂ３・・・受信装置
　ｂ１０・・・受信部
　ｂ２０・・・ノーマルＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部（第１のガードインターバル除去部）
　ｂ３０・・・ＦＦＴ部（時間周波数変換部）
　ｂ４０，ｂ４２・・・フィルタ部
　ｂ５０・・・デマッピング部
　ｂ６０・・・復調部
　ｂ７０・・・復号部
　ｂ８０，ｂ９０，ｂ８００・・・パイロットシンボル処理部
　ｂ８１，ｂ８０１・・・ロングＧＩ－ＦＦＴ区間抽出部（第２のガードインターバル除去部）
　ｂ８２，ｂ８０２・・・ＦＦＴ部
　ｂ８３，ｂ９３，ｂ８０３・・・パイロット抽出部（シンボル抽出部）
　ｂ８４，ｂ９４，ｂ８０４・・・伝搬路推定部
　ｂ１００－１・・・受信アンテナ１用受信処理部
　ｂ１００－２・・・受信アンテナ２用受信処理部
　ｂ２００・・・信号分離部
　ｂ３００－１・・・送信アンテナ１用受信処理部
　ｂ３００－２・・・送信アンテナ２用受信処理部
　ｂ５００・・・受信アンテナ
　１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…送信装置
　１１…送信アンテナ１用送信処理部
　１２…送信アンテナ２用送信処理部
　２０、２０ａ、２０ｄ…受信装置
　２１…受信アンテナ１用受信処理部
　２２…受信アンテナ２用受信処理部
　２３…信号分離部
　２４…送信アンテナ１用受信処理部
　２５…送信アンテナ２用受信処理部
　２６…パイロットシンボル処理部
　１００、１００ｃ…情報データシンボル生成部
　１０１…符号部
　１０２…変調部
　１０３、１０３ｃ…マッピング部
　１０４…ＩＦＦＴ部
　１０５…ノーマルＧＩ挿入部
　１１０、１１０ｄ…パイロットシンボル処理部
　１１１、１１１ｄ…マッピング部
　１１２…ＩＦＦＴ部
　１１３…ロングＧＩ挿入部
　１２０…多重部
　１３０…送信部
　１４０…送信アンテナ
　１５０…パイロットシンボル記憶部
　１６０…制御シンボル処理部
　１６１…マッピング部
　１６２…ＩＦＦＴ部
　１６３…ロングＧＩ挿入部
　２００…受信アンテナ
　２１０…受信部
　２２０…第１のＦＦＴ区間抽出部
　２３０…第１のＦＦＴ部
　２４０…フィルタ部
　２５０…デマッピング部
　２６０…復調部
　２７０…復号部
　２８０、２８０ａ…パイロットシンボル処理部
　２８１…第２のＦＦＴ区間抽出部
　２８２…第２のＦＦＴ部
　２８３…パイロット抽出部
　２８４、２８４ｄ…伝搬路推定部

Claims

　デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置において、
　第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在している、
　ことを特徴とする送信装置。
　一部の前記シンボルであって、第１のガードインターバルより長い第２のガードインターバルが付加されるシンボルを位相回転し、前記一部のシンボルと同じサブキャリアの時間方向に１つ前に配置されるシンボルであって、前記一部のシンボルに付加する第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相制御部と、
　前記第１のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第２のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記位相回転部が生成したシンボルとを周波数領域で多重する多重部と、
　前記多重部が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域の信号に変換する逆フーリエ変換部と、
　前記逆フーリエ変換部が変換した時間領域の信号に、前記第１のガードインターバルの長さのガードインターバルを付加するガードインターバル挿入部と、
　を具備し、
　第１のマルチキャリアシンボルと第２のマルチキャリアシンボルを生成する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記位相制御部は、
　前記第１のガードインターバルの長さに基づいて位相回転する際の位相回転量を制御する、
　ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
　前記第２のマルチキャリアシンボルの有効シンボル区間は、
　前記第１のマルチキャリアシンボルのいずれかの有効シンボル区間と、時間方向で一致している、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記送信装置は、
　前記第２のマルチキャリアシンボルを記憶するシンボル記憶部をさらに備える、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記第２のマルチキャリアシンボルは、
　該送信装置と通信する受信装置との間で既知となっているパイロット信号を含むパイロットシンボルである、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記第２のマルチキャリアシンボルは、
　該送信装置と通信する受信装置に対する制御信号を含む制御データシンボルである、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記第１のマルチキャリアシンボルは、
　該送信装置と通信する受信装置に対する情報データを含む情報データシンボルである、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記第１のマルチキャリアシンボルは、
　該送信装置と通信する受信装置に対する情報データを含む情報データシンボル、および該送信装置と通信する受信装置に対する制御信号を含む制御データシンボルである、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記制御データシンボルである前記第１のマルチキャリアシンボルは、
　前記第２のマルチキャリアシンボルが配置されたサブキャリアに隣接するサブキャリアに配置する、
　ことを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
　前記位相制御部と、前記多重部と、前記逆フーリエ変換部と、前記ガードインターバル挿入部とからなる送信処理部を複数備え、
　１つの前記送信処理部内の前記第２のマルチキャリアシンボルは、
　他の前記送信処理部と互いに空間的に独立した第２のマルチキャリアシンボルである、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　一部の前記シンボルに前記第１のガードインターバルを付加して前記第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、
　その他の一部の前記シンボルに前記第２のガードインターバルを付加して前記第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、
　前記第１のマルチキャリアシンボルと、前記第２のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重する多重部と
　を具備することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記第１のマルチキャリアシンボル生成部は、前記一部のシンボルの各々を予め決められた幅の時間、周波数からなる領域のいずれかに配置し、前記第１のガードインターバルを付加した前記第１のマルチキャリアシンボルの時間領域の信号を生成し、
　前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記その他の一部のシンボルの各々を前記予め決められた幅の時間、周波数からなる領域であって、前記一部のシンボルが配置される領域を除く領域のいずれかに配置し、前記第２のガードインターバルを付加した前記第２のマルチキャリアシンボルの時間領域の信号を生成し、
　前記多重部は、前記第１のマルチキャリアシンボルの時間領域の信号と前記第２のマルチキャリアシンボルの時間領域の信号とを多重することを特徴とする請求項１２に記載の送信装置。
　デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置および受信装置を備える通信システムにおいて、
　前記送信装置は、
　第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しているマルチキャリア信号を送信し、
　前記受信装置は、
　前記送信装置から送信されてきたマルチキャリア信号をマルチキャリア復調して前記複数のサブキャリアを分離し、前記第１のシンボルと、前記第２のシンボルとを抽出する、
　ことを特徴とする通信システム。
　前記受信装置は、
　前記送信装置から送信されてきた前記マルチキャリア信号を受信し、
　受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第１のガードインターバルを除去する第１のガードインターバル除去部と、
　受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第２のガードインターバルを除去する第２のガードインターバル除去部と、
　を備えることを特徴とする請求項１４に記載の通信システム。
　前記受信装置は、
　前記送信装置から送信されてきた前記マルチキャリア信号を受信し、
　受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第１のガードインターバルを除去する第１のガードインターバル除去部と、
　前記第１のガードインターバル除去部が前記第１のガードインターバルを除去した前記マルチキャリア信号から、該マルチキャリア信号に含まれる前記第２のマルチキャリアシンボルを抽出するシンボル抽出部と、
　を備えることを特徴とする請求項１４に記載の通信システム。
　前記シンボル抽出部が抽出する有効シンボル区間は、
　前記第２のマルチキャリアシンボルの有効シンボル区間である、
　ことを特徴とする請求項１６に記載の通信システム。
　デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置の送信方法において、
　第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在している、
　ことを特徴とする送信方法。
　前記送信方法は、
　一部の前記シンボルであって、第１のガードインターバルより長い第２のガードインターバルが付加されるシンボルを位相回転し、前記一部のシンボルと同じサブキャリアの時間方向に１つ前に配置されるシンボルであって、前記一部のシンボルに付加する第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相制御手順と、
　前記第１のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第２のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記位相回転手順が生成したシンボルとを周波数領域で多重する多重手順と、
　前記多重手順が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域の信号に変換する逆フーリエ変換手順と、
　前記逆フーリエ変換手順が変換した時間領域の信号に、前記第１のガードインターバルの長さのガードインターバルを付加するガードインターバル挿入手順と、
　を含み、
　第１のマルチキャリアシンボルと第２のマルチキャリアシンボルを生成したマルチキャリア信号を送信する、
　ことを特徴とする請求項１８に記載の送信方法。
　デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信装置における送信方法であって、
　前記送信装置が、一部の前記シンボルに第１のガードインターバルを付加して第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１の過程と、
　前記送信装置が、その他の一部の前記シンボルに前記第１のガードインターバルより長い第２のガードインターバルを付加して第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２の過程と、
　前記送信装置が、前記第１のマルチキャリアシンボルと、前記第２のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重する第３の過程と
　を備えることを特徴とする請求項１８に記載の送信方法。
　デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して送信する送信方法および受信方法を含む通信方法において、
　前記送信方法は、
　第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第１のガードインターバルよりも長い第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとが、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在しているマルチキャリア信号を送信し、
　前記受信方法は、
　送信されてきたマルチキャリア信号をマルチキャリア復調して前記複数のキャリアを分離し、前記第１のシンボルと、前記第２のシンボルとを抽出する、
　ことを特徴とする通信方法。
　前記受信方法は、
　送信されてきた前記マルチキャリア信号を受信し、
　受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第１のガードインターバルを除去する第１のガードインターバル除去手順と、
　受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第２のガードインターバルを除去する第２のガードインターバル除去手順と、
　を含むことを特徴とする請求項２１に記載の通信方法。
　前記受信方法は、
　送信されてきた前記マルチキャリア信号を受信し、
　受信した前記マルチキャリア信号に含まれる前記第１のガードインターバルを除去する第１のガードインターバル除去手順と、
　前記第１のガードインターバル除去手順が前記第１のガードインターバルを除去した前記マルチキャリア信号から、該マルチキャリア信号に含まれる前記第２のシンボルを抽出するシンボル抽出手順と、
　を含むことを特徴とする請求項２１に記載の通信方法。