(57)【要約】【課題】伝送レートを維持したまま、制御信号の復号遅延を低減すること。【解決手段】他システムと共用する周波数帯域を用いて端末との間でＯＦＤＭ信号を送受信する基地局は、データの送受信に使用する周波数帯域に含まれる複数の周波数のうち一部の周波数を選択する周波数選択部と、選択された周波数を示す情報を含む制御信号を生成する制御信号生成部と、第１区間の選択された周波数において制御信号と同時刻にパイロットシンボルが送信されるように直交周波数分割多重処理を行い、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、ＯＦＤＭ信号を送信する送信部と、を具備する。【選択図】図１
2020202581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他システムと共用する周波数帯域を用いて端末との間でＯＦＤＭ信号を送受信する基地局であって、
データの送受信に使用する周波数帯域に含まれる複数の周波数のうち一部の周波数を選択する周波数選択部と、
前記選択された周波数を示す情報を含む制御信号を生成する制御信号生成部と、
第１区間の前記選択された周波数において前記制御信号と同時刻にパイロットシンボルが送信されるように直交周波数分割多重処理を行い、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信部と、
を具備する基地局。
【請求項２】
データを変調して送信信号を生成する変調部をさらに有し、
前記ＯＦＤＭ信号生成部は、第２区間の前記選択された周波数において前記送信信号とパイロットシンボルが時間多重されるように直交周波数分割多重処理を行い、ＯＦＤＭ信号を生成する、
請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
他システムと共用する周波数帯域を用いて基地局との間でＯＦＤＭ信号を送受信する端末であって、
前記周波数帯域に含まれる複数の周波数のうち前記基地局で選択された周波数を示す情報を受信する受信部と、
制御信号を生成する制御信号生成部と、
データを変調して送信信号を生成する変調部と、
第１区間の前記選択された周波数において前記制御信号と同時刻にパイロットシンボルが送信されるように直交周波数分割多重処理を行い、第２区間の前記選択された周波数において前記送信信号とパイロットシンボルが時間多重されるように直交周波数分割多重処理を行い、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信部と、
を具備する端末。
【請求項４】
他システムと共用する周波数帯域を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末との通信方法であって、
前記基地局が、
データの送受信に使用する周波数帯域に含まれる複数の周波数のうち一部の周波数を選択し、
前記選択した周波数を示す情報を含む制御信号を生成し、
第１区間の前記選択した周波数において前記制御信号と同時刻にパイロットシンボルが送信されるように直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成し、
前記ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信し、
前記端末が、
前記ＯＦＤＭ信号を前記基地局から受信し、
前記受信したＯＦＤＭ信号に含まれる各制御信号について、当該制御信号と同時刻に他の周波数で送信されたパイロットシンボルを用いて計算されたチャネル推定値を用いてチャネル変動を補償し、
前記チャネル変動を補償した制御信号を復調して前記基地局で選択された周波数を示す情報を取り出し、
データを変調して送信信号を生成し、
前記基地局で選択された周波数において、前記送信信号とパイロットシンボルが時間多重されるように直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成し、前記ＯＦＤＭ信号を送信する、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて、時分割複信方式の無線通信を行う基地局、端末及びその通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビの生中継、緊急報道等の映像伝送を行う無線通信システムに用いる装置として、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）が知られている。このＦＰＵは、放送分野の素材伝送のために用いられ、中継現場側の移動局（端末）から放送局側の基地局へ本線情報のＵＬ（Up Link）信号を伝送し、放送局側の基地局から中継現場側の移動局へ送り返し情報のＤＬ（Down Link）信号を伝送する。カメラにより撮像された映像は、リアルタイムでファイル伝送され、移動局から基地局へＵＬ信号として送信され、記憶メディアに格納され再生される。
【０００３】
ＦＰＵで最も高速化が望まれるのは、放送で使用されている映像情報等である本線情報のＵＬ信号である。ＦＰＵでは、ＵＬ信号の伝送レートを高くするため、ＵＬ信号の送信区間をＤＬ信号の送信区間よりも長くする時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用されている。
【０００４】
ＦＰＵでは、トランシーバ等の他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて無線通信を行うため、使用中の周波数帯域における干渉の有無を常時監視し、他のシステムとの干渉を防ぐ必要がある。ＦＰＵの基地局は、各周波数の受信レベル（干渉量）を測定し、受信レベルが所定の閾値を越えた場合に、他のシステムが当該周波数帯域の使用を開始した（干渉が発生した）と判断し、当該周波数の使用を中止して他の周波数を使用するように、周波数の変更を行う。
【０００５】
また、ＦＰＵ等の無線システムにおいては、受信側の装置においてチャネル推定を行うために、送信側の装置が、特定時刻においてＯＦＤＭ信号に含まれるすべてのサブキャリアにパイロットシンボルを挿入して送信している（特許文献１、２参照）。受信側の装置は、受信データおよび制御信号について、その前後に挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、時間方向に補間したチャネル推定値を用いて受信信号のチャネル変動を補償し、復調、復号処理を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４５２６９７７号公報
【特許文献２】特許４８４１２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の方式では、チャネル変動の補償を精度良く行うためには、制御信号の後に挿入されたパイロットシンボル受信してからチャネル推定及び補間の演算処理を行う必要があるため、即応性が求められる制御信号の復号遅延が大きくなり、周波数の変更等の制御処理が遅くなってしまう。周波数の変更が遅くなると、干渉が発生した周波数を用いてデータを送信する期間が長くなってしまい、通信品質が劣化してしまう。
【０００８】
また、復号遅延を抑えるために、送信側の装置において、単に特定の周波数に常にパイロットシンボルを挿入するようにすると、当該周波数でデータを送信することができず、伝送レートが低下してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、伝送レートを維持したまま、制御信号の復号遅延を低減することができる基地局、端末及びその通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る基地局は、他システムと共用する周波数帯域を用いて端末との間でＯＦＤＭ信号を送受信する基地局であって、データの送受信に使用する周波数帯域に含まれる複数の周波数のうち一部の周波数を選択する周波数選択部と、前記選択された周波数を示す情報を含む制御信号を生成する制御信号生成部と、第１区間の前記選択された周波数において前記制御信号と同時刻にパイロットシンボルが送信されるように直交周波数分割多重処理を行い、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信部と、を具備する。
【００１１】
本発明に係る端末は、他システムと共用する周波数帯域を用いて基地局との間でＯＦＤＭ信号を送受信する端末であって、前記周波数帯域に含まれる複数の周波数のうち前記基地局で選択された周波数を示す情報を受信する受信部と、制御信号を生成する制御信号生成部と、データを変調して送信信号を生成する変調部と、第１区間の前記選択された周波数において前記制御信号と同時刻にパイロットシンボルが送信されるように直交周波数分割多重処理を行い、第２区間の前記選択された周波数において前記送信信号とパイロットシンボルが時間多重されるように直交周波数分割多重処理を行い、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信部と、を具備する。
【００１２】
本発明に係る通信方法は、他システムと共用する周波数帯域を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末との通信方法であって、前記基地局が、データの送受信に使用する周波数帯域に含まれる複数の周波数のうち一部の周波数を選択し、前記選択した周波数を示す情報を含む制御信号を生成し、第１区間の前記選択した周波数において前記制御信号と同時刻にパイロットシンボルが送信されるように直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成し、前記ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信し、前記端末が、前記ＯＦＤＭ信号を前記基地局から受信し、前記受信したＯＦＤＭ信号に含まれる各制御信号について、当該制御信号と同時刻に他の周波数で送信されたパイロットシンボルを用いて計算されたチャネル推定値を用いてチャネル変動を補償し、前記チャネル変動を補償した制御信号を復調して前記基地局で選択された周波数を示す情報を取り出し、データを変調して送信信号を生成し、前記基地局で選択された周波数において、前記送信信号とパイロットシンボルが時間多重されるように直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成し、前記ＯＦＤＭ信号を送信する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通信速度を維持したまま、制御信号の復号遅延を低減することができる。したがって、短時間で周波数の変更を行うことができ、通信品質の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る端末の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る無線通信システムのフレームの構成を示す図
【図４】本発明の一実施の形態に係る基地局および端末の送信制御動作を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を適宜参照して、本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。なお、以下では、サブキャリアは、ＯＦＤＭ信号に含まれる個別のサブキャリアを示すものではなく、ＦＰＵ等の無線システムで用いられる周波数帯域に含まれる複数の周波数のうち一部の周波数を示すものとする。
【００１６】
＜基地局の構成＞
図１は、本実施の形態に係る基地局１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、基地局１００は、制御信号生成部１０１と、パイロットシンボル生成部１０２と、プリアンブル生成部１０３と、多重部１０４と、変調部１０５と、タイミング制御部１０６と、切替部１０７と、Ｓ／Ｐ部１０８と、ＩＦＦＴ部１０９と、ＧＩ付加部１１０と、無線送信部１１１と、無線受信部１１２と、レベル測定部１１３と、サブキャリア選択部１１４（周波数選択部１１４とも呼ぶ）と、シンセサイザ部１１５と、同期検波部１１６と、ＧＩ除去部１１７と、ＦＦＴ部１１８と、チャネル推定部１１９と、チャネル補償部１２０と、Ｐ／Ｓ部１２１と、復調部１２２と、から主に構成されている。なお、タイミング制御部１０６、切替部１０７、Ｓ／Ｐ部１０８、ＩＦＦＴ部１０９およびＧＩ付加部１１０により、ＯＦＤＭ信号生成部１５１が構成される。
【００１７】
制御信号生成部１０１は、サブキャリア選択部１１４から出力された選択サブキャリア情報を含む制御信号を生成して多重部１０４に出力する。なお、制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報等が含まれる。
【００１８】
パイロットシンボル生成部１０２は、端末２００（図２参照）が既知であるパイロットシンボルを生成して多重部１０４および切替部１０７に出力する。
【００１９】
プリアンブル生成部１０３は、端末２００（図２参照）が既知であるプリアンブルを生成して切替部１０７に出力する。
【００２０】
多重部１０４は、制御信号を送信する際に、所定の間隔のサブキャリアでパイロットシンボルが制御信号と同時刻に送信されるように、制御信号生成部１０１から出力された制御信号に、パイロットシンボル生成部１０２から出力されたパイロットシンボルを多重して多重信号を生成し、切替部１０７に出力する。
【００２１】
変調部１０５は、送信データ（ＤＬデータ）を変調し、送信信号を切替部１０７に出力する。なお、変調前の送信データには、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理が行われる。
【００２２】
タイミング制御部１０６は、ＯＦＤＭ信号が所定のシンボル配置（図３参照）になるように、切替部１０７に対して、プリアンブル生成部１０３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部１０２から出力されたパイロットシンボル、多重部１０４から出力された多重信号、変調部１０５から出力された送信信号の、Ｓ／Ｐ部１０８に出力するタイミングを制御する。
【００２３】
切替部１０７は、タイミング制御部１０６の制御に基づき、プリアンブル生成部１０３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部１０２から出力されたパイロットシンボル、多重部１０４から出力された多重信号、変調部１０５から出力された送信信号の内一つをＳ／Ｐ部１０８に出力する。なお、切替部１０７は、ガードタイムおよびＵＬ信号区間には、Ｓ／Ｐ部１０８に何も出力しない。
【００２４】
Ｓ／Ｐ部１０８は、切替部１０７から直列に出力された信号列をｎ個（ｎは２以上の整数）の並列な信号列に変換し（直列／並列）、ＩＦＦＴ部１０９に出力する。
【００２５】
ＩＦＦＴ部１０９は、Ｓ／Ｐ部１０８から出力された並列信号（周波数軸上の信号）に対してＩＦＦＴ（逆フーリエ変換処理）を行うことにより、ｎ個のサブキャリアに重畳されるＯＦＤＭ信号（ＤＬ信号）を生成し、ＧＩ付加部１１０に出力する。
【００２６】
ＧＩ付加部１１０は、ＩＦＦＴ部１０９から出力されたＯＦＤＭ信号に対して、有効シンボル波形の一部をコピーしたＧＩ（ガードインターバル）を当該有効シンボルの先頭に付加し、無線送信部１１１に出力する。
【００２７】
無線送信部１１１は、ＧＩ付加部１１０から出力されたＯＦＤＭ信号に対して増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部１１１は、無線送信処理後の信号に対して、シンセサイザ部１１５から出力されたローカル信号を用いてアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部１１１は、アンテナから無線信号（ＤＬ信号）を送信する。
【００２８】
無線受信部１１２は、アンテナに受信された無線信号（ＵＬ信号）に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部１１２は、無線受信処理後の信号に対して、シンセサイザ部１１５から出力されたローカル信号を用いてダウンコンバートし、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を得る。そして、無線受信部１１２は、ＯＦＤＭ信号をレベル測定部１１３および同期検波部１１６に出力する。
【００２９】
レベル測定部１１３は、ガードタイムの受信レベル（干渉量）を測定し、測定値をサブキャリア選択部１１４に出力する。
【００３０】
サブキャリア選択部１１４は、使用中のサブキャリアにおいて、ガードタイムの受信レベルの測定値が閾値以下の周波数を継続してサブキャリアとして選択する。また、サブキャリア選択部１１４は、ガードタイムの受信レベルの測定値が閾値を越えた周波数があった場合、他のシステムが当該周波数の使用を開始した（干渉が発生した）と判断し、当該周波数の使用を中止し、他のサブキャリアを使用するようにサブキャリアの変更を行う。そして、サブキャリア選択部１１４は、選択したサブキャリアを示す選択サブキャリア情報を制御信号生成部１０１及びシンセサイザ部１１５に出力する。
【００３１】
シンセサイザ部１１５は、サブキャリア選択部１１４が選択したサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させて無線送信部１１１および無線受信部１１２に出力する。
【００３２】
同期検波部１１６は、無線受信部１１２から出力されたＯＦＤＭ信号のプリアンブルを用いて同期検波処理を行い、所定のタイミングでＯＦＤＭ信号をＧＩ除去部１１７に出力する。
【００３３】
ＧＩ除去部１１７は、同期検波部１１６から出力されたＯＦＤＭ信号の各シンボルからガードインターバルを除去し、ＦＦＴ部１１８に出力する。
【００３４】
ＦＦＴ部１１８は、ＧＩ除去部１１７から出力されたＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（フーリエ変換処理）を行うことにより、各サブキャリアに重畳されている信号列を取り出し、パイロットシンボルをチャネル推定部１１９に出力し、制御信号および受信信号（データシンボル）をチャネル補償部１２０に出力する。
【００３５】
チャネル推定部１１９は、ＦＦＴ部１１８から出力されたパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することにより、サブキャリア毎のチャネル推定を行い、推定結果であるチャネル推定値をチャネル補償部１２０に出力する。
【００３６】
チャネル補償部１２０は、チャネル推定値を用いて制御信号および受信信号（データシンボル）のチャネル変動を補償し、制御信号および受信信号をＰ／Ｓ部１２１に出力する。ここで、チャネル補償部１２０は、各制御信号について、当該制御信号と同時刻に他のサブキャリアで送信されたパイロットシンボルを用いて計算されたチャネル推定値を用いてチャネル変動を補償する。また、チャネル補償部１２０は、各受信信号について、当該受信信号と同一のサブキャリアにおいて当該受信信号の前後に挿入されて送信されたパイロットシンボルを用いて計算されたチャネル推定値を用いてチャネル変動を補償する。
【００３７】
Ｐ／Ｓ部１２１は、チャネル補償部１２０から並列に出力されたｎ個の信号列を直列な信号列に変換し（並列／直列）、制御信号および受信信号を復調部１２２に出力する。
【００３８】
復調部１２２は、制御信号を復調して制御情報を得る。復調部１２２は、受信信号を復調して受信データ（ＵＬデータ）を得る。なお、復調された受信データに対しては、デインターリーブ、誤り訂正復号および誤り検出等の復号処理が行われる。
【００３９】
＜端末の構成＞
図２は、本実施の形態に係る端末２００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、端末２００は、無線受信部２０１と、同期検波部２０２と、ＧＩ除去部２０３と、ＦＦＴ部２０４と、チャネル推定部２０５と、チャネル補償部２０６と、Ｐ／Ｓ部２０７と、復調部２０８と、シンセサイザ部２１０と、制御信号生成部２１１と、パイロットシンボル生成部２１２と、プリアンブル生成部２１３と、多重部２１４と、変調部２１５と、タイミング制御部２１６と、切替部２１７と、Ｓ／Ｐ部２１８と、ＩＦＦＴ部２１９と、ＧＩ付加部２２０と、無線送信部２２１と、から主に構成されている。なお、タイミング制御部２１６、切替部２１７、Ｓ／Ｐ部２１８、ＩＦＦＴ部２１９およびＧＩ付加部２２０により、ＯＦＤＭ信号生成部２５１が構成される。
【００４０】
無線受信部２０１は、アンテナに受信された無線信号（ＤＬ信号）に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部２０１は、無線受信処理後の信号に対して、シンセサイザ部２１０から出力されたローカル信号を用いてダウンコンバートし、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を得る。そして、無線受信部２０１は、ＯＦＤＭ信号を同期検波部２０２に出力する。
【００４１】
同期検波部２０２は、無線受信部２０１から出力されたＯＦＤＭ信号のプリアンブルを用いて同期検波処理を行い、所定のタイミングでＯＦＤＭ信号をＧＩ除去部２０３に出力する。
【００４２】
ＧＩ除去部２０３は、同期検波部２０２から出力されたＯＦＤＭ信号の各シンボルからガードインターバルを除去し、ＦＦＴ部２０４に出力する。
【００４３】
ＦＦＴ部２０４は、ＧＩ除去部２０３から出力されたＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（フーリエ変換処理）を行うことにより、各サブキャリアに重畳されている信号列を取り出し、パイロットシンボルをチャネル推定部２０５に出力し、制御信号および受信信号（データシンボル）をチャネル補償部２０６に出力する。
【００４４】
チャネル推定部２０５は、ＦＦＴ部２０４から出力されたパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することにより、サブキャリア毎のチャネル推定を行い、推定結果であるチャネル推定値をチャネル補償部２０６に出力する。
【００４５】
チャネル補償部２０６は、チャネル推定値を用いて制御信号および受信信号（データシンボル）のチャネル変動を補償し、制御信号および受信信号をＰ／Ｓ部２０７に出力する。ここで、チャネル補償部２０６は、各制御信号について、当該制御信号と同時刻に他のサブキャリアで送信されたパイロットシンボルを用いて計算されたチャネル推定値を用いてチャネル変動を補償する。また、チャネル補償部２０６は、各受信信号について、当該受信信号と同一のサブキャリアにおいて当該受信信号の前後に挿入されて送信されたパイロットシンボルを用いて計算されたチャネル推定値を用いてチャネル変動を補償する。
【００４６】
Ｐ／Ｓ部２０７は、チャネル補償部２０６から並列に出力されたｎ個の信号列を直列な信号列に変換し（並列／直列）、制御信号および受信信号を復調部２０８に出力する。
【００４７】
復調部２０８は、制御信号を復調して制御情報を得る。そして、復調部２０８は、制御情報の内、選択サブキャリア情報をシンセサイザ部２１０に出力する。また、復調部２０８は、受信信号を復調して受信データ（ＤＬデータ）を得る。なお、復調された受信データに対しては、デインターリーブ、誤り訂正復号および誤り検出等の復号処理が行われる。
【００４８】
シンセサイザ部２１０は、復調部２０８から出力された選択サブキャリア情報が示すサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させて無線受信部２０１および無線送信部２２１に出力する。
【００４９】
制御信号生成部２１１は、制御信号を生成して多重部２１４に出力する。なお、制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ等が含まれる。
【００５０】
パイロットシンボル生成部２１２は、基地局１００が既知であるパイロットシンボルを生成して多重部２１４および切替部１０７に出力する。
【００５１】
プリアンブル生成部２１３は、基地局１００が既知であるプリアンブルを生成して切替部２１７に出力する。
【００５２】
多重部２１４は、制御信号を送信する際に、所定の間隔のサブキャリアでパイロットシンボルが制御信号と同時刻に送信されるように、制御信号生成部２１１から出力された制御信号に、パイロットシンボル生成部２１２から出力されたパイロットシンボルを多重して多重信号を生成し、切替部２１７に出力する。
【００５３】
変調部２１５は、送信データ（ＵＬデータ）を変調し、送信信号を切替部２１７に出力する。なお、変調前の送信データには、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理が行われる。
【００５４】
タイミング制御部２１６は、ＯＦＤＭ信号が所定のシンボル配置（図３参照）になるように、切替部２１７に対して、プリアンブル生成部２１３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部２１２から出力されたパイロットシンボル、多重部２１４から出力された多重信号、変調部２１５から出力された送信信号の、Ｓ／Ｐ部２１８に出力するタイミングを制御する。
【００５５】
切替部２１７は、タイミング制御部２１６の制御に基づき、プリアンブル生成部２１３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部２１２から出力されたパイロットシンボル、多重部２１４から出力された多重信号、変調部２１５から出力された送信信号の内一つをＳ／Ｐ部２１８に出力する。なお、切替部２１７は、ガードタイムおよびＤＬ信号区間には、Ｓ／Ｐ部２１８に何も出力しない。
【００５６】
Ｓ／Ｐ部２１８は、切替部２１７から直列に出力された信号列をｎ個の並列な信号列に変換し（直列／並列）、ＩＦＦＴ部２１９に出力する。
【００５７】
ＩＦＦＴ部２１９は、Ｓ／Ｐ部２１８から出力された並列信号（周波数軸上の信号）に対してＩＦＦＴ（逆フーリエ変換処理）を行うことにより、ｎ個のサブキャリアに重畳されるＯＦＤＭ信号（ＤＬ信号）を生成し、ＧＩ付加部２２０に出力する。
【００５８】
ＧＩ付加部２２０は、ＩＦＦＴ部２１９から出力されたＯＦＤＭ信号に対して、有効シンボル波形の一部をコピーしたＧＩ（ガードインターバル）を当該有効シンボルの先頭に付加し、無線送信部２２１に出力する。
【００５９】
無線送信部２２１は、ＧＩ付加部２２０から出力されたＯＦＤＭ信号に対して増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部２２１は、無線送信処理後の信号に対して、シンセサイザ部２１０から出力されたローカル信号を用いてアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部２２１は、アンテナから無線信号（ＤＬ信号）を送信する。
【００６０】
＜フレーム構成＞
次に、本実施の形態の無線通信システムのフレームの構成（シンボル配置）について、図３を用いて詳細に説明する。図３に示すように、本実施の形態の無線通信システム（ＦＰＵ）では、ＵＬ信号の伝送レートを高くするため、ＵＬ区間（ＵＬ信号の送信区間）をＤＬ区間（ＤＬ信号の送信区間）よりも長くする時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用されている。
【００６１】
ＵＬ区間とＤＬ区間との間には、何も信号が送信されないガードタイム（ＧＴ）が設けられる。ＵＬ区間およびＤＬ区間では、いずれも、最初にプリアンブルが送信され、次に制御信号が送信され（制御信号区間（第１区間））、その次にデータが送信される（データ区間（第２区間））。
【００６２】
ＵＬ区間およびＤＬ区間の制御信号区間では、所定の間隔のサブキャリアでパイロットシンボルが制御信号に周波数多重されている。ＵＬ区間のデータ区間では、先頭と終端を含む所定の間隔のタイミングにおいてパイロットシンボルが全てのサブキャリアに渡って時間多重されている。ＤＬ区間のデータ区間では、先頭と終端のタイミングにおいてパイロットシンボルが全てのサブキャリアに渡って時間多重されている。
【００６３】
基地局１００のタイミング制御部１０６は、ＤＬ区間において図３に示すフレーム構成となるように切替部１０７を制御する。また、端末２００のタイミング制御部２１６は、ＵＬ区間において図３に示すフレーム構成となるように切替部２１７を制御する。
【００６４】
なお、ＦＰＵでは、ＤＬ区間において、データシンボルを送信しない（データ区間を設けない）場合もある。また、ＦＰＵでは、所定のフレームにおいて、ＤＬ信号を送信せず（ＤＬ区間を設けず）、ＵＬ信号のみを送信しても良い。
【００６５】
＜基地局、端末の動作＞
次に、本実施の形態に係る基地局１００および端末２００の送信制御動作について、図４を用いて詳細に説明する。
【００６６】
基地局１００のタイミング制御部１０６は、制御信号またはデータを送信するタイミング（ＤＬ区間の制御信号区間あるいはデータ区間）ではない場合には（ＳＴ３０１：ＮＯ）、切替部１０７に対して、プリアンブル生成部１０３から出力されたプリアンブルをＳ／Ｐ部１０８に出力するように制御する、あるいは、Ｓ／Ｐ部１０８に何も出力しないように制御する（ＳＴ３０２）。
【００６７】
また、タイミング制御部１０６は、制御信号を送信するタイミング（ＤＬ区間の制御信号区間）では（ＳＴ３０１：ＹＥＳ、ＳＴ３０３：ＹＥＳ）、切替部１０７に対して、多重部１０４から出力された制御信号とパイロットシンボルの多重信号をＳ／Ｐ部１０８に出力するように制御する（ＳＴ３０４）。
【００６８】
また、タイミング制御部１０６は、データを送信するタイミング（ＤＬ区間のデータ区間）において（ＳＴ３０１：ＹＥＳ、ＳＴ３０３：ＮＯ）、切替部１０７に対して、パイロットシンボルの送信タイミングでは（ＳＴ３０５：ＹＥＳ）、パイロットシンボル生成部１０２から出力されたパイロットシンボルをＳ／Ｐ部１０８に出力するように制御し（ＳＴ３０６）、データの送信タイミングでは（ＳＴ３０５：ＮＯ）、変調部１０５から出力された送信信号をＳ／Ｐ部１０８に出力するように制御する（ＳＴ３０７）。
【００６９】
同様に、端末２００のタイミング制御部２１６は、制御信号またはデータを送信するタイミング（ＵＬ区間の制御信号区間あるいはデータ区間）ではない場合には（ＳＴ３０１：ＮＯ）、切替部２１７に対して、プリアンブル生成部２１３から出力されたプリアンブルをＳ／Ｐ部２１８に出力するように制御する、あるいは、Ｓ／Ｐ部２１８に何も出力しないように制御する（ＳＴ３０２）。
【００７０】
また、タイミング制御部２１６は、制御信号を送信するタイミング（ＵＬ区間の制御信号区間）では（ＳＴ３０１：ＹＥＳ、ＳＴ３０３：ＹＥＳ）、切替部２１７に対して、多重部２１４から出力された制御信号とパイロットシンボルの多重信号をＳ／Ｐ部２１８に出力するように制御する（ＳＴ３０４）。
【００７１】
また、タイミング制御部２１６は、データを送信するタイミング（ＵＬ区間のデータ区間）において（ＳＴ３０１：ＹＥＳ、ＳＴ３０３：ＮＯ）、切替部２１７に対して、パイロットシンボルの送信タイミングでは（ＳＴ３０５：ＹＥＳ）、パイロットシンボル生成部２１２から出力されたパイロットシンボルをＳ／Ｐ部２１８に出力するように制御し（ＳＴ３０６）、データの送信タイミングでは（ＳＴ３０５：ＮＯ）、変調部２１５から出力された送信信号をＳ／Ｐ部２１８に出力するように制御する（ＳＴ３０７）。
【００７２】
このように、本実施の形態によれば、送信側の装置が、制御信号区間において、所定の間隔のサブキャリアでパイロットシンボルが制御信号と同時刻に送信されるように、制御信号にパイロットシンボルを多重して送信する。また、受信側の装置では、各制御信号について、当該制御信号と同時刻に他のサブキャリアで送信されたパイロットシンボルを用いて計算されたチャネル推定値を用いてチャネル変動を補償する。これにより、通信速度を維持したまま、制御信号の復号遅延を低減することができ、短時間でサブキャリアの変更を行うことができ、通信品質の劣化を防ぐことができる。
【００７３】
なお、一般に、制御信号は、情報量が少ないため、制御信号区間において、一部のサブキャリアにパイロットシンボルを多重しても、残りのサブキャリアにおいて必要な制御情報を送信することができる。
【００７４】
また、データは、制御信号に比べて即応性が求められないので、復号遅延が大きくなっても問題ない。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００７６】
例えば、上記実施の形態では、ＵＬ区間の制御信号区間およびＤＬ区間の制御信号区間のそれぞれにパイロットシンボルを周波数多重する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ＤＬ区間の制御信号区間のみパイロットシンボルを周波数多重し、ＵＬ区間の制御信号区間にはパイロットシンボルを時間多重してもよい。これは、基地局１００が、端末２００に対してＤＬを用いて選択サブキャリア情報を送信するので、端末２００の方が基地局１００に比べて周波数を切り替えるための時間が短くなる、ことを考慮したものである。
【００７７】
また、上記実施の形態では、制御信号区間において、所定間隔のサブキャリアにパイロットシンボルを周波数多重する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、制御信号区間において、スキャタードパイロット（パイロットを挿入するサブキャリアを時々刻々変化させるパイロット挿入方法）を多重しても良い。この場合、受信側の装置は、２次元補間したチャネル推定値を用いて受信信号および制御信号のチャネル変動を補償する。更に本発明においては、制御信号区間においてパイロットを挿入するサブキャリアを、通信状況等によって可変にしても良い。また、本発明においては、特定の時刻の制御信号区間や、特定の制御情報を送信する時刻（例えば、周波数の変更を行うために周波数情報を送信する時刻等）においてのみ、パイロットを挿入するサブキャリアを変えるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、ＦＰＵ等、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する無線通信システムに用いるに好適である。なお、ＦＰＵ以外においても、災害時、大規模イベント時、高速道路並びに一般道路において渋滞等が発生している場合、電車やバス等の公共の乗り物が混雑している場合、ロボット等の機械が通信を行う場合（一般にMtoM通信やDtoD通信と呼ばれる通信方法）等においては、通信トラフィックが複数することが予想される。したがって、このような場合においても、本発明は好適である。
【符号の説明】
【００７９】
１００  基地局
１０１、２１１  制御信号生成部
１０２、２１２  パイロットシンボル生成部
１０３、２１３  プリアンブル生成部
１０４、２１４  多重部
１０５、２１５  変調部
１０６、２１６  タイミング制御部
１０７、２１７  切替部
１０８、２１８  Ｓ／Ｐ部
１０９、２１９  ＩＦＦＴ部
１１０、２２０  ＧＩ付加部
１１１、２２１  無線送信部
１１２、２０１  無線受信部
１１３  レベル測定部
１１４  サブキャリア選択部
１１５、２１０  シンセサイザ部
１１６、２０２  同期検波部
１１７、２０３  ＧＩ除去部
１１８、２０４  ＦＦＴ部
１１９、２０５  チャネル推定部
１２０、２０６  チャネル補償部
１２１、２０７  Ｐ／Ｓ部
１２２、２０８  復調部
１５１、２５１  ＯＦＤＭ信号生成部
２００  端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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