(57)【要約】【課題】同一のサブキャリアグループに配置される、同一のスクランブリングコードが乗算される複数のパイロットサブキャリアを用いて各サブキャリアグループのチャネル推定の精度を好適に向上させることができるようにする。【解決手段】本発明のＯＦＤＭ信号の送信方法においては、サブキャリアグループ設定部は、第１のパイロットサブキャリアと同一のスクランブリングコードが乗算されるｋシンボル後n*kサブキャリア離れた位置にある第２のパイロットサブキャリアと、これらに時間と周波数が近くかつ同一のスクランブリングコードが乗算される複数のデータサブキャリアを含むサブキャリアグループを設定し、スクランブリング部は、パイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てたパイロットチャネル信号とデータチャネル信号に対してシンボル毎にnインデックスずつずらしたスクランブリングコードを乗算する。【選択図】  図３
2010041339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信機からＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号の送信方法において、
通信路符号化によって得られるビット列を変調してデータチャネル信号を生成するデータチャネル信号生成ステップと、
パイロットチャネル信号を生成するパイロットチャネル信号生成ステップと、
前記データチャネル信号生成ステップの処理により生成された前記データチャネル信号と、パイロットチャネル信号生成ステップにより生成された前記パイロットチャネル信号を、複数の前記送信機間で同一のパイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てる割り当てステップと、
第１のパイロットサブキャリアと、前記第１のパイロットサブキャリアと同一のスクランブリングコードが乗算されるｋシンボル後n*kサブキャリア離れた位置にある第２のパイロットサブキャリアと、前記第１のパイロットサブキャリアと前記第２のパイロットサブキャリアに時間と周波数が近く、かつ同一のスクランブリングコードが乗算される１または複数の前記データサブキャリアを含む少なくとも１つのサブキャリアグループを設定するサブキャリアグループ設定ステップと、
前記パイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てた前記パイロットチャネル信号と前記データチャネル信号に対して、シンボル毎にnインデックスずつずらしたスクランブリングコードを乗算するとともに、前記データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループ設定ステップによってサブキャリアグループが設定された第１のデータチャネル信号および前記パイロットチャネル信号に対して、同一のサブキャリアグループが設定された複数の前記送信機間で同一のスクランブリングコードを乗算する一方、前記データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループ設定ステップによってサブキャリアグループが設定されていない第２のデータチャネル信号に対して、各々の前記送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記送信機に固有のスクランブリングコードを乗算するスクランブリングステップと、
前記サブキャリアグループ毎に、複素数値を前記パイロットチャネル信号および前記第１のデータチャネル信号に乗算する複素数値乗算ステップと、
前記スクランブリングステップの処理により各々の前記送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記送信機に固有のスクランブリングコードが乗算された前記第２のデータチャネル信号と、前記複素数値乗算ステップの処理により前記複素数値が乗じられた前記パイロットチャネル信号と前記第１のデータチャネル信号に対してＯＦＤＭ変調を施し、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成ステップと、
前記ＯＦＤＭ信号生成ステップの処理により生成された前記ＯＦＤＭ信号を受信機に１または複数のアンテナを介して送信する送信ステップとを含むことを特徴とするＯＦＤＭ信号の送信方法。
【請求項２】
前記複素数値乗算ステップの処理により前記サブキャリアグループごとに前記パイロットチャネル信号および前記第１のデータチャネル信号に乗算される複素数値は、前記パイロットチャネル信号の位相が各々の前記送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記送信機に固有のスクランブリングコードと同じくなる複素数値であることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の送信方法。
【請求項３】
前記サブキャリアグループ設定ステップの処理により前記サブキャリアグループが設定される場合、同一のスクランブリングコードが適用される前記第１のデータチャネル信号が同一の前記サブキャリアグループに配され、前記第１データチャネル信号に前記パイロットチャネル信号と同じ位相の信号が設定されることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の送信方法。
【請求項４】
前記送信ステップの処理によって前記ＯＦＤＭ信号が少なくとも第１のアンテナと第２のアンテナを介して前記受信機に送信される場合、ＯＦＤＭ変調後の前記パイロットチャネル信号に対応する前記ＯＦＤＭ信号の一部は前記第１のアンテナを介して送信され、ＯＦＤＭ変調後の前記パイロットチャネル信号に対応する前記ＯＦＤＭ信号の一部は前記第２のアンテナを介して送信されることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の送信方法。
【請求項５】
通信路符号化によって得られるビット列を変調してデータチャネル信号を生成するデータチャネル信号生成手段と、
パイロットチャネル信号を生成するパイロットチャネル信号生成手段と、
前記データチャネル信号生成手段により生成された前記データチャネル信号と、パイロットチャネル信号生成手段により生成された前記パイロットチャネル信号を、複数のＯＦＤＭ送信機間で同一のパイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てる割り当て手段と、
第１のパイロットサブキャリアと、前記第１のパイロットサブキャリアと同一のスクランブリングコードが乗算されるｋシンボル後n*kサブキャリア離れた位置にある第２のパイロットサブキャリアと、前記第１のパイロットサブキャリアと前記第２のパイロットサブキャリアに時間と周波数が近く、かつ同一のスクランブリングコードが乗算される１または複数の前記データサブキャリアを含む少なくとも１つのサブキャリアグループを設定するサブキャリアグループ設定手段と、
前記パイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てた前記パイロットチャネル信号と前記データチャネル信号に対して、シンボル毎にnインデックスずつずらしたスクランブリングコードを乗算するとともに、前記データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループ設定手段によってサブキャリアグループが設定された第１のデータチャネル信号および前記パイロットチャネル信号に対して、同一のサブキャリアグループが設定された複数の前記ＯＦＤＭ送信機間で同一のスクランブリングコードを乗算する一方、前記データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループ設定手段によってサブキャリアグループが設定されていない第２のデータチャネル信号に対して、各々の前記ＯＦＤＭ送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記送信機に固有のスクランブリングコードを乗算するスクランブリング手段と、
前記サブキャリアグループ毎に、複素数値を前記パイロットチャネル信号および前記第１のデータチャネル信号に乗算する複素数値乗算手段と、
前記スクランブリング手段により各々の前記ＯＦＤＭ送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記ＯＦＤＭ送信機に固有のスクランブリングコードが乗算された前記第２のデータチャネル信号と、前記複素数値乗算手段により前記複素数値が乗じられた前記パイロットチャネル信号と前記第１のデータチャネル信号に対してＯＦＤＭ変調を施し、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成手段と、
前記ＯＦＤＭ信号生成手段により生成された前記ＯＦＤＭ信号を受信機に１または複数のアンテナを介して送信する送信手段とを備えることを特徴とするＯＦＤＭ送信機。
【請求項６】
前記複素数値乗算手段により前記サブキャリアグループごとに前記パイロットチャネル信号および前記第１のデータチャネル信号に乗算される複素数値は、前記パイロットチャネル信号の位相が各々の前記ＯＦＤＭ送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記ＯＦＤＭ送信機に固有のスクランブリングコードと同じくなる複素数値であることを特徴とする請求項５に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項７】
前記サブキャリアグループ設定手段により前記サブキャリアグループが設定される場合、同一のスクランブリングコードが適用される前記第１のデータチャネル信号が同一の前記サブキャリアグループに配され、前記第１データチャネル信号に前記パイロットチャネル信号と同じ位相の信号が設定されることを特徴とする請求項５に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項８】
前記送信手段によって前記ＯＦＤＭ信号が少なくとも第１のアンテナと第２のアンテナを介して前記受信機に送信される場合、前記送信手段は、ＯＦＤＭ変調後の前記パイロットチャネル信号に対応する前記ＯＦＤＭ信号の一部を前記第１のアンテナを介して送信し、ＯＦＤＭ変調後の前記パイロットチャネル信号に対応する前記ＯＦＤＭ信号の一部を前記第２のアンテナを介して送信することを特徴とする請求項５に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項９】
ＯＦＤＭ送信機から送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記ＯＦＤＭ信号に対してＯＦＤＭ復調を施し、サブキャリア毎の信号に分割するＯＦＤＭ復調手段と、
前記サブキャリア毎に分割された信号から、少なくとも１つ以上のサブキャリアグループ内の前記サブキャリアにそれぞれ割り当てられているパイロットチャネル信号とデータチャネル信号を分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された前記パイロットチャネル信号の平均化または補間を前記サブキャリアグループ毎に行い、前記分離手段により分離された前記データチャネル信号のうちの第１のデータチャネル信号のチャネル推定を行うとともに、前記分離手段により分離された前記パイロットチャネル信号のうち、隣接する前記パイロットチャネル信号の平均化または補間を行い、前記分離手段により分離された前記データチャネル信号のうちの第２のデータチャネル信号のチャネル推定を行うチャネル推定手段と、
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル推定値を用いて、前記第１のデータチャネル信号と前記第２のデータチャネル信号を等化する等化手段と、
前記等化手段により等化された前記第１のデータチャネル信号と前記第２のデータチャネル信号を復調するデータ復調手段とを備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
【請求項１０】
前記第１のデータチャネル信号は、前記データチャネル信号のうちの、前記サブキャリアグループが設定されたデータチャネル信号であり、前記第２のデータチャネル信号は、前記データチャネル信号のうちの、前記サブキャリアグループが設定されていないデータチャネル信号であることを特徴とする請求項９に記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１１】
前記サブキャリアグループ内の前記サブキャリアにそれぞれ割り当てられた全ての前記パイロットチャネル信号及び前記第１データチャネル信号には、前記サブキャリアグループ毎に定められた複素数値が乗じられており、この複素数値は、前記パイロットチャネル信号の位相が各々の前記ＯＦＤＭ送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記ＯＦＤＭ送信機に固有のスクランブリングコードと同じくなる複素数値であることを特徴とする請求項１０に記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１２】
前記チャネル推定手段は、前記サブキャリアグループ内のパイロットサブキャリアに割り当てられた前記パイロットチャネル信号に加えて、前記サブキャリアグループと離れた他の前記パイロットサブキャリアに割り当てられた前記パイロットチャネル信号を用いて、前記第１のデータチャネル信号のチャネル推定を行うことを特徴とする請求項９に記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１３】
前記第１のデータチャネル信号のチャネル推定に用いられる、前記サブキャリアグループと離れた他の前記パイロットサブキャリアは、前記サブキャリアグループと所定の基準以上の相関関係を有することを特徴とする請求項１２に記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１４】
前記チャネル推定手段は、前記サブキャリアグループ内のパイロットサブキャリアに割り当てられた前記パイロットチャネル信号に加えて、前記パイロットチャネル信号と同一の前記サブキャリアグループに配置される前記第１のデータチャネル信号のうち、前記パイロットチャネル信号と同じ位相の信号がマッピングされたデータサブキャリアに割り当てられた前記データチャネル信号を用いて、前記第１のデータチャネル信号のチャネル推定を行うことを特徴とする請求項９に記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１５】
複数の送信機からＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号の送信方法において、
第１のパイロットサブキャリアと、前記第１のパイロットサブキャリアと同一のスクランブリングコードが乗算されるｋシンボル後n*kサブキャリア離れた位置にある第２のパイロットサブキャリアと、前記第１のパイロットサブキャリアと前記第２のパイロットサブキャリアに時間と周波数が近く、かつ同一のスクランブリングコードが乗算される１または複数の前記データサブキャリアを含む少なくとも１つのサブキャリアグループを設定し、
前記パイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てた前記パイロットチャネル信号と前記データチャネル信号に対して、シンボル毎にnインデックスずつずらしたスクランブリングコードを乗算するとともに、前記データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループが設定された第１のデータチャネル信号および前記パイロットチャネル信号に対して、同一のサブキャリアグループが設定された複数の前記送信機間で同一のスクランブリングコードを乗算する一方、前記データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループが設定されていない第２のデータチャネル信号に対して、各々の前記送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記送信機に固有のスクランブリングコードを乗算し、
前記サブキャリアグループ毎に、複素数値を前記パイロットチャネル信号および前記第１のデータチャネル信号に乗算することを特徴とするＯＦＤＭ信号の送信方法。
【請求項１６】
前記サブキャリアグループごとに前記パイロットチャネル信号および前記第１のデータチャネル信号に乗算される複素数値は、前記パイロットチャネル信号の位相が各々の前記送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記送信機に固有のスクランブリングコードと同じくなる複素数値であることを特徴とする請求項１５に記載のＯＦＤＭ信号の送信方法。
【請求項１７】
前記サブキャリアグループが設定される場合、同一のスクランブリングコードが適用される前記第１のデータチャネル信号が同一の前記サブキャリアグループに配され、前記第１データチャネル信号に前記パイロットチャネル信号と同じ位相の信号が設定されることを特徴とする請求項１５に記載のＯＦＤＭ信号の送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＯＦＤＭ信号の送信方法、ＯＦＤＭ送信機、およびＯＦＤＭ受信機に係り、特に、直交周波数分割多重信号（ＯＦＤＭ信号）を送受信することができるようにしたＯＦＤＭ信号の送信方法、ＯＦＤＭ送信機、およびＯＦＤＭ受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の異なるＯＦＤＭ送信機から同一のパイロットチャネル信号およびデータチャネル信号を同一のキャリア周波数で送信し、これらをＯＦＤＭ受信機で合成して受信することにより所要の利得（ゲイン）を得るマクロダイバーシティ受信技術が知られている。
【０００３】
非特許文献１には、ＭＢＳ（Multicast and Broadcast Services）に関する技術が記載されており、複数のＯＦＤＭ受信機に対して共通の情報を同報通信する通信方式が定義されている。非特許文献１に提案されている通信方式によれば、複数のＯＦＤＭ受信機に対して共通の周波数リソースを用いて共通パイロットチャネル信号および共通データチャネル信号を送信することにより、ＯＦＤＭ受信機毎に個別に周波数リソースを割り当てる方式と比較して、リソースの有効活用が可能となる。
【０００４】
非特許文献１においては、さらに、ＭＢＳの性能を向上させる方法としてマクロダイバーシティが定義されている。非特許文献１に定義されているマクロダイバーシティは、複数のＯＦＤＭ送信機を時間同期させた上で、複数のＯＦＤＭ送信機が同じ周波数リソースと時間リソースで共通のパイロットチャネル信号及びデータチャネル信号を送信することにより、ＯＦＤＭ受信機（移動機）におけるマクロダイバーシティ受信を可能とするものである。これにより、ＯＦＤＭ送信機同士のカバーエリア境界付近でＯＦＤＭ受信機の受信誤り率を向上させることができる。直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）では、ガードインターバル区間内に到達した複数のＯＦＤＭ送信機からの複数の送信信号がすべて希望波信号電力として容易にマルチパス合成することが可能であるため、マクロダイバーシティは特に有効な方式である。
【０００５】
また、特許文献１においては、複数のサブキャリアを含むサブキャリアグループを設定し、このサブキャリアグループ内のサブキャリアに割り当てられたパイロットチャネル信号およびデータチャネル信号に、サブキャリアグループごとに定められた複素数値を乗じた後、ＯＦＤＭ変調を施してＯＦＤＭ信号を生成して送信する技術が開示されている。特許文献１に開示されている技術は、ＯＦＤＭ受信機がマクロダイバーシティ受信を行うマルチキャスト（あるいはブロードキャスト）サービスを対象としている技術である。特許文献１に開示されている技術によれば、単純に各ＯＦＤＭ送信機が共通パイロットチャネル信号および共通データチャネル信号を送信する通信方式と比較して、ＯＦＤＭ受信機側でマクロダイバーシティ受信を行う場合に計算量を少なくし、干渉によるチャネル推定精度の劣化を小さくし、かつ制御を簡単にすることができる。
【０００６】
また、特許文献１に開示されている技術にはさらに２つの効果がある。１つ目は、設定されたサブキャリアグループ間で伝送路を無相関化することができるため、追加のダイバーシティゲインを得ることができる。２つ目は、サブキャリアグループ毎に乗ずる複素数値として、各ＯＦＤＭ送信機ごとのパイロットチャネル信号を直交または擬似直交化するためにかけられるスクランブリングコードの複素数値を使用することにより、マクロダイバーシティ受信時のチャネル推定に用いるパイロットチャネル信号を、ユニキャスト受信時（マクロダイバーシティ受信を行わない場合）のデータチャネル信号のチャネル推定、あるいは、各ＯＦＤＭ送信機とＯＦＤＭ受信機間のタイミング同期や周波数同期に再利用することができる。
【特許文献１】特開２００７−１８９６４６号公報
【非特許文献１】LAN MAN Standards Committee of the IEEE Computer Society, ANSI/IEEE Std 802.16e-2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、マクロダイバーシティ受信を行う場合のみならず、ユニキャスト受信時のデータチャネル信号のチャネル推定をすることにも使用可能なパイロットチャネル信号は、サブキャリアグループごとに原則一つである。これは、一般にユニキャスト受信用のパイロットチャネル信号およびデータチャネル信号には、送信機間干渉をランダマイズする目的で、シンボル毎に異なるスクランブリングコードがかけられており、サブキャリアグループ毎に同じ位相のパイロットチャネル信号を複数確保することができないからである。そのため、特許文献１に開示されている技術では、信号対雑音比（ＳＮ比）の劣悪な環境においては十分なチャネル推定精度が得られない可能性がある。勿論、これを解決するために、パイロットチャネル信号の単純なコピーを配置するとともに複数のパイロットチャネル信号を用いてチャネル推定する方法も考えられるが、この方法ではマクロダイバーシティ受信信号のチャネル推定に使用することができるパイロットチャネル信号の電力が増加するものの、コピーされたパイロットチャネル信号をユニキャスト受信信号のチャネル推定の目的に使用することが困難であるという課題があった。すなわち、この場合、パイロットチャネル信号のコピーをユニキャスト用のパイロットとして用いるためには、コピー元のパイロットチャネル信号に適用するスクランブリングコードを保持しておき、このコピーされたパイロットチャネル信号に保持されたコピー元のパイロットチャネル信号に適用するスクランブリングコードをかけなければならず、毎シンボル異なるスクランブリングコードを生成するだけでなく、かつコピーのパイロットチャネル信号に適用するスクランブリングコードを保持しなければならない。さらには、この方法により、コピーのパイロットチャネル信号をユニキャスト受信信号のチャネル推定に使用できたとしても、パイロットチャネル信号の送信機間干渉については考慮されていないため、送信機間干渉に偏りがある場合には安定したユニキャスト信号の受信品質を得ることが出来ない。特許文献１においてはこの問題点についてなんら示唆されていなかった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、パイロットチャネル信号の送信機間干渉をランダマイズさせつつ、同一のサブキャリアグループに配置される、同一のスクランブリングコードが乗算される複数のパイロットサブキャリアを用いて、マクロダイバーシティ受信のチャネル推定精度を好適に向上させるのみならず、マクロダイバーシティ受信信号とユニキャスト受信信号が近接している場合に、ユニキャスト受信のチャネル推定の精度を好適に向上させることができるＯＦＤＭ信号の送信方法、ＯＦＤＭ送信機、およびＯＦＤＭ受信機を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、同一のサブキャリアグループに配置されるパイロットサブキャリアと同一のスクランブリングコードが乗算されるデータチャネル信号を用いて、パイロットチャネル信号のコピーを容易に作成することができ、作成されたパイロットチャネル信号のコピーを用いて必要に応じてチャネル推定精度を向上させることができるＯＦＤＭ信号の送信方法、ＯＦＤＭ送信機、およびＯＦＤＭ受信機を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＯＦＤＭ信号の送信方法は、上述した課題を解決するために、複数の送信機からＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号の送信方法において、通信路符号化によって得られるビット列を変調してデータチャネル信号を生成するデータチャネル信号生成ステップと、パイロットチャネル信号を生成するパイロットチャネル信号生成ステップと、データチャネル信号生成ステップの処理により生成されたデータチャネル信号と、パイロットチャネル信号生成ステップにより生成されたパイロットチャネル信号を、複数の送信機間で同一のパイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てる割り当てステップと、第１のパイロットサブキャリアと、第１のパイロットサブキャリアと同一のスクランブリングコードが乗算されるｋシンボル後n*kサブキャリア離れた位置にある第２のパイロットサブキャリアと、第１のパイロットサブキャリアと第２のパイロットサブキャリアに時間と周波数が近く、かつ同一のスクランブリングコードが乗算される１または複数のデータサブキャリアを含む少なくとも１つのサブキャリアグループを設定するサブキャリアグループ設定ステップと、パイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てたパイロットチャネル信号とデータチャネル信号に対して、シンボル毎にnインデックスずつずらしたスクランブリングコードを乗算するとともに、データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループ設定ステップによってサブキャリアグループが設定された第１のデータチャネル信号およびパイロットチャネル信号に対して、同一のサブキャリアグループが設定された複数の送信機間で同一のスクランブリングコードを乗算する一方、データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループ設定ステップによってサブキャリアグループが設定されていない第２のデータチャネル信号に対して、各々の送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた送信機に固有のスクランブリングコードを乗算するスクランブリングステップと、サブキャリアグループ毎に、複素数値をパイロットチャネル信号および第１のデータチャネル信号に乗算する複素数値乗算ステップと、スクランブリングステップの処理により各々の送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた送信機に固有のスクランブリングコードが乗算された第２のデータチャネル信号と、複素数値乗算ステップの処理により複素数値が乗じられたパイロットチャネル信号と第１のデータチャネル信号に対してＯＦＤＭ変調を施し、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成ステップと、ＯＦＤＭ信号生成ステップの処理により生成されたＯＦＤＭ信号を受信機に１または複数のアンテナを介して送信する送信ステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明のＯＦＤＭ送信機は、上述した課題を解決するために、通信路符号化によって得られるビット列を変調してデータチャネル信号を生成するデータチャネル信号生成手段と、パイロットチャネル信号を生成するパイロットチャネル信号生成手段と、データチャネル信号生成手段により生成されたデータチャネル信号と、パイロットチャネル信号生成手段により生成されたパイロットチャネル信号を、複数のＯＦＤＭ送信機間で同一のパイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てる割り当て手段と、第１のパイロットサブキャリアと、第１のパイロットサブキャリアと同一のスクランブリングコードが乗算されるｋシンボル後n*kサブキャリア離れた位置にある第２のパイロットサブキャリアと、第１のパイロットサブキャリアと第２のパイロットサブキャリアに時間と周波数が近く、かつ同一のスクランブリングコードが乗算される１または複数のデータサブキャリアを含む少なくとも１つのサブキャリアグループを設定するサブキャリアグループ設定手段と、パイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てたパイロットチャネル信号とデータチャネル信号に対して、シンボル毎にnインデックスずつずらしたスクランブリングコードを乗算するとともに、データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループ設定手段によってサブキャリアグループが設定された第１のデータチャネル信号およびパイロットチャネル信号に対して、同一のサブキャリアグループが設定された複数のＯＦＤＭ送信機間で同一のスクランブリングコードを乗算する一方、データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループ設定手段によってサブキャリアグループが設定されていない第２のデータチャネル信号に対して、各々のＯＦＤＭ送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた送信機に固有のスクランブリングコードを乗算するスクランブリング手段と、サブキャリアグループ毎に、複素数値をパイロットチャネル信号および第１のデータチャネル信号に乗算する複素数値乗算手段と、スクランブリング手段により各々のＯＦＤＭ送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められたＯＦＤＭ送信機に固有のスクランブリングコードが乗算された第２のデータチャネル信号と、複素数値乗算手段により複素数値が乗じられたパイロットチャネル信号と第１のデータチャネル信号に対してＯＦＤＭ変調を施し、ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成手段と、ＯＦＤＭ信号生成手段により生成されたＯＦＤＭ信号を受信機に１または複数のアンテナを介して送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明のＯＦＤＭ受信機は、上述した課題を解決するために、ＯＦＤＭ送信機から送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、受信手段により受信されたＯＦＤＭ信号に対してＯＦＤＭ復調を施し、サブキャリア毎の信号に分割するＯＦＤＭ復調手段と、サブキャリア毎に分割された信号から、少なくとも１つ以上のサブキャリアグループ内のサブキャリアにそれぞれ割り当てられているパイロットチャネル信号とデータチャネル信号を分離する分離手段と、分離手段により分離されたパイロットチャネル信号の平均化または補間をサブキャリアグループ毎に行い、分離手段により分離されたデータチャネル信号のうちの第１のデータチャネル信号のチャネル推定を行うとともに、分離手段により分離されたパイロットチャネル信号のうち、隣接するパイロットチャネル信号の平均化または補間を行い、分離手段により分離されたデータチャネル信号のうちの第２のデータチャネル信号のチャネル推定を行うチャネル推定手段と、チャネル推定手段により推定されたチャネル推定値を用いて、第１のデータチャネル信号と第２のデータチャネル信号を等化する等化手段と、等化手段により等化された第１のデータチャネル信号と第２のデータチャネル信号を復調するデータ復調手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のＯＦＤＭ信号の送信方法は、上述した課題を解決するために、複数の送信機からＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号の送信方法において、第１のパイロットサブキャリアと、前記第１のパイロットサブキャリアと同一のスクランブリングコードが乗算されるｋシンボル後n*kサブキャリア離れた位置にある第２のパイロットサブキャリアと、前記第１のパイロットサブキャリアと前記第２のパイロットサブキャリアに時間と周波数が近く、かつ同一のスクランブリングコードが乗算される１または複数の前記データサブキャリアを含む少なくとも１つのサブキャリアグループを設定し、前記パイロットサブキャリアとデータサブキャリアに割り当てた前記パイロットチャネル信号と前記データチャネル信号に対して、シンボル毎にnインデックスずつずらしたスクランブリングコードを乗算するとともに、前記データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループが設定された第１のデータチャネル信号および前記パイロットチャネル信号に対して、同一のサブキャリアグループが設定された複数の前記送信機間で同一のスクランブリングコードを乗算する一方、前記データチャネル信号のうちの、サブキャリアグループが設定されていない第２のデータチャネル信号に対して、各々の前記送信機間で直交もしくは擬似直交の予め定められた前記送信機に固有のスクランブリングコードを乗算し、前記サブキャリアグループ毎に、複素数値を前記パイロットチャネル信号および前記第１のデータチャネル信号に乗算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、パイロットチャネル信号の送信機間干渉をランダマイズさせつつ、同一のサブキャリアグループに配置される、同一のスクランブリングコードが乗算される複数のパイロットサブキャリアを用いて、マクロダイバーシティ受信のチャネル推定精度を向上させるのみならず、マクロダイバーシティ受信信号とユニキャスト受信信号が近接している場合に、ユニキャスト信号のチャネル推定の精度を好適に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１の概略的な構成を表している。図１に示されるように、無線通信システム１は、複数（Ｎ）のＯＦＤＭ送信機１１−１、１１−２、・・・１１−Ｎと、各ＯＦＤＭ送信機１１乃至１１−Ｎから異なるチャネル（伝搬路）を経て送信されてくるＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信機１２からなる。ＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎは、それぞれＯＦＤＭ信号をＯＦＤＭ受信機１２に送信する。ＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎは、必ずしもすべて異なる場所に設置されている必要はなく、そのうちのいくつかのＯＦＤＭ送信機が同じ場所に設置されるようにしてもよい。例えば２つのＯＦＤＭ送信機が一つの無線通信装置の中に含まれてもよい。このような場合、サブキャリア割り当て部やサブキャリアグループ設定部（いずれも後述する）などのＯＦＤＭ送信機の構成要素は、いずれのＯＦＤＭ送信機においても共通の構成要素であることから、これらの共通の構成要素を複数のＯＦＤＭ送信機で共用するようにしてもよい。
【００１６】
図１のＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎは、いずれもセルラーシステム（携帯電話機システム）における基地局であり、また、図１のＯＦＤＭ受信機１２は移動機である。なお、ＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎは、以下において、それぞれを個々に区別する必要がない場合、ＯＦＤＭ送信機１１と総称する。
【００１７】
図２は、図１に示されるＯＦＤＭ送信機１１の内部の構成を表している。図２に示されるように、ＯＦＤＭ送信機１１は、制御部２１、パイロットチャネル信号生成部２２、データチャネル信号生成部２３、サブキャリア割り当て部２４、サブキャリアグループ設定部２５、スクランブリング部２６、複素数値乗算部２７、ＩＦＦＴ部（周波数ー時間領域変換部）２８、無線送信部２９、およびアンテナ３０を備える。
【００１８】
制御部２１は、ＯＦＤＭ送信機１１を統括的に制御し、パイロットチャネル信号生成部２２、データチャネル信号生成部２３、サブキャリア割り当て部２４、サブキャリアグループ設定部２５、スクランブリング部２６、複素数値乗算部２７、およびＩＦＦＴ部２８を制御する。パイロットチャネル信号生成部２２は、パイロットチャネル信号元ビット列生成部３１とパイロットチャネル信号元ビット列変調部３２からなる。パイロットチャネル信号元ビット列生成部３１は、パイロットチャネル信号の元となるビット列を生成し、生成されたビット列をパイロットチャネル信号元ビット列変調部３２に出力する。パイロットチャネル信号元ビット列変調部３２は、パイロットチャネル信号元ビット列生成部３１からのパイロットチャネル信号元ビット列に対して直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）のようなディジタル変調を施し、パイロットチャネル信号を生成する。
【００１９】
データチャネル信号生成部２３は、データコーディング部３３とコーディング後データ信号変調部３４からなる。データコーディング部３３は、図示せぬ送信データビット列生成部にて生成された送信データビット列（下り送信データビット列）に対して、制御部２１から指示されたチャネルコーディングレートでチャネルコーディングを施し、これにより得られるコーディング後のデータ信号をコーディング後データ信号変調部３４に出力する。コーディング後データ信号変調部３４は、コーディング後のデータ信号に対して、制御部２１から指示された変調方式で、直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）のようなディジタル変調を施し、送信データチャネル信号を生成する。
【００２０】
パイロットチャネル信号生成部２２により生成されるパイロットチャネル信号、およびデータチャネル信号生成部２３により生成されるデータチャネル信号は、いずれも複素数値で表される。なお、パイロットチャネル信号は、例えばＯＦＤＭ受信機１２におけるチャネル推定（チャネル応答の推定） に用いられる。パイロットチャネル信号は、ＯＦＤＭ受信機１２のタイミング同期や周波数同期にも用いるようにしてもよい。以下の実施形態においては、パイロットチャネル信号をＯＦＤＭ受信機１２のチャネル推定に用いた場合について説明をしている。
【００２１】
サブキャリア割り当て部２４は、パイロットチャネル信号生成部２２からのパイロットチャネル信号、およびデータチャネル信号生成部２３からのデータチャネル信号を、パイロットチャネル信号およびデータチャネル信号のそれぞれに対応するサブキャリア、すなわちパイロットサブキャリアおよびデータサブキャリアにそれぞれ割り当てる。ここで、「信号をサブキャリアに割り当てる」とは、複素数値で表される信号に対して、この信号に対応するサブキャリアの時間軸上及び周波数軸上の位置を表すサブキャリアインデックスを付加することを意味する。より具体的な割り当て方法について、図３を参照して以下に説明する。
【００２２】
図３は、図２のサブキャリア割り当て部２４によるサブキャリアの割り当ての様子、およびサブキャリアグループ設定部２５によるサブキャリアグループの設定の様子を表している。図３に示されるように、縦の時間軸に沿ってＯＦＤＭシンボルが配置され、横の周波数軸に沿って各ＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサブキャリアが配置される。時間軸に沿って記載された０、１、２、・・・は、ＯＦＤＭシンボル番号を示している。周波数軸に沿って記載された０、１、２、・・・は、サブキャリア番号を示している。
【００２３】
例えば図３中のデータチャネル信号３００には（３，０） というサブキャリアインデックスが付加される。サブキャリア割り当て部２４は、パイロットサブキャリア及びデータサブキャリアにそれぞれ割り当てられたパイロットチャネル信号及びデータチャネル信号を、サブキャリアグループ設定部２５に出力する。
【００２４】
なお、本発明の実施形態においては、図３に示されるように、各ＯＦＤＭ送信機１１からの送信信号をランダマイズするためのスクランブリングコードについて、シンボル毎に１インデックスずつずらして各サブキャリアに乗ずることが前提条件である。すなわち、Ｎシンボル後Ｎサブキャリア左にずれたサブキャリアには、同一の複素数値からなるスクランブリングコードが乗算される。
【００２５】
サブキャリアグループ設定部２５は、パイロットチャネル信号が割り当てられた少なくとも１つ以上のパイロットサブキャリアと、データチャネル信号が割り当てられた１つ以上のデータサブキャリアを含みつつ、同じスクランブリングコードが乗算されたサブキャリアが同じグループに属するようにグルーピングして、少なくとも一つのサブキャリアグループを設定する。図３においては、黒枠で囲った複数のサブキャリアグループが設定される。「サブキャリアグループを設定する」とは、サブキャリアインデックスが付加されたパイロットチャネル信号及びデータチャネル信号にインデックス（グループインデックスという）を付加することを意味している。いずれのサブキャリアグループにも属さない信号には、グループインデックスは付加されない。具体的には、図３の場合、（３，０） というサブキャリアインデックスが付加されるデータチャネル信号３００には、グループインデックスは付加されない。一方、具体的には、図３の場合、（１０，５） というサブキャリアインデックスが付加されるパイロットチャネル信号３０２には、グループインデックスは付加される。
【００２６】
なお、同じスクランブリングコード１５が乗算されるパイロットチャネル信号３０１と３０２がそれぞれ割り当てられたパイロットサブキャリアを含むサブキャリアグループ（図３において斜線部分に示されるサブキャリアグループ）では、これら以外のサブキャリアはデータサブキャリアであり、データチャネル信号が割り当てられている。以下に示される他の図面においても同様である。
【００２７】
なお、サブキャリアグループ設定部２５によってサブキャリアグループが設定された信号、すなわちグループインデックスが付加されたデータチャネル信号を「第１データチャネル信号」と定義し、サブキャリアグループが設定されない信号、すなわちグループインデックスが付加されていないデータチャネル信号を、「第２データチャネル信号」と定義する。
【００２８】
ここで、図１中のＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎは、サブキャリアグループ設定部２５によってＯＦＤＭ送信機１１間で同一の少なくとも一つのサブキャリアグループを設定する。すなわち、ＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎの各々のサブキャリアグループ設定部２５が設定するサブキャリアグループのうち、少なくとも一つは共通である。共通のサブキャリアグループでは、各ＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎに共通のパイロットチャネル信号及びデータチャネル信号がパイロットサブキャリア及びデータサブキャリアにそれぞれ割り当てられる。つまり、第１データチャネル信号はマクロダイバーシティ受信が適用され、第２データチャネル信号はマクロダイバーシティ受信非適用の信号であると解釈することもできる。
【００２９】
スクランブリング部２６は、まず、第２データチャネル信号に対して各ＯＦＤＭ送信機１１間で直交もしくは擬似直交の予め定められたＯＦＤＭ送信機固有のスクランブリングコードを乗算する。これに対して、スクランブリング部２６は、パイロットチャネル信号及び第１データチャネル信号に対して、同一のサブキャリアグループを設定したＯＦＤＭ送信機１１間で同一のスクランブリングコードを乗算する。なお、スクランブリングの目的は、変調されたデータシンボル及びパイロットシンボルを、隣接するＯＦＤＭ送信機１１間またはマクロダイバーシティ通信を行うＯＦＤＭ送信機１１のグループ間でランダム化することである。
【００３０】
図４は、スクランブリング部２６におけるスクランブリングコード系列生成器の例（生成多項式x^15+x^14+1）を示している。シフトレジスタの初期値を変えることによって、固有のスクランブリングコード系列w(k)を得ることができる。本発明の実施形態においては、各シンボルで同じスクランブリングコード系列を乗算するが、各サブキャリアにはシンボル毎にnインデックスずらして乗算することを前提とする。具体的には、各シンボルにスクランブリングコード系列w(k)を乗算するが、１番目のシンボルにはw(k)k=0,..,N-1（N:サブキャリア数）を乗算するのに対し、m番目のシンボルにはw(k)k=m*n,..,N-1+m*nを乗算する。図３にn=1の場合を例に示す。サブキャリアにふった数字が同じサブキャリアには同一のスクランブリングコードが乗算される。ここでは、パイロットチャネル信号３０１と３０２がそれぞれ割り当てられたパイロットサブキャリアには、同じスクランブリングコード１５が乗算されている。なお、このパイロットチャネル信号３０１と３０２には、（６，９）と（１０，５）というサブキャリアインデックスが付加される。
【００３１】
一般に、各シンボルで同じスクランブリングコードを乗じると、隣接するＯＦＤＭ送信機１１間でパイロットチャネル信号の干渉が等しくなり、チャネル推定精度が劣化する場合がある。本発明の実施形態が前提とするように毎シンボルでスクランブリングコードを一定量ずらすことによって、パイロットチャネル信号のＯＦＤＭ送信機１１間での干渉をランダマイズすることができる。これ以外にも、各シンボルやスクランブリングコード系列そのものを変える方法や、隣接するＯＦＤＭ送信機１１間でパイロット位置を変更することによってもＯＦＤＭ送信機１１間での干渉を回避することができる。
【００３２】
スクランブリング部２６は、スクランブリング後のパイロットチャネル信号および第１データチャネル信号を複素数値乗算部２７に出力する一方、スクランブリング後の第２データチャネル信号をＯＦＤＭ変調器であるＩＦＦＴ部（逆高速フーリエ変換部、すなわち、周波数−時間領域変換部）２８に直接出力する。複素数値乗算部２７は、グループインデックスが付加されたパイロットチャネル信号及び第１データチャネル信号に対して、グループインデックスが等しいパイロットチャネル信号及びデータチャネル信号毎に各ＯＦＤＭ送信機１１間で固有の定められた複素数値を乗じる。なお、サブキャリアグループ毎に定められた複素数値は、絶対値が全て同じでもよい。絶対値を同じにすることにより、サブキャリアグループ間で電力差が生じることを回避できる。ここで、複素数値は実数値を包含しており、例えば± １ のような実数値であってもよい。複素数値乗算部２７は、複素数値が乗じられたパイロットチャネル信号及びデータチャネル信号をＩＦＦＴ部２８に出力する。
【００３３】
このとき、複素数値乗算部２７によってグループごとに乗じられる複素数値は、パイロットチャネル信号の位相が各ＯＦＤＭ送信機１１間で直交もしくは擬似直交の予め定められたＯＦＤＭ送信機固有のスクランブリングコードと同じくなるような複素数値である。すなわち、複素数値乗算部２７は、グループごとに複素数値を乗じる場合、パイロットチャネル信号の位相がＯＦＤＭ送信機固有のスクランブリングコードと同じくなるような複素数値を求めて（選択して）乗算する。これにより、ＯＦＤＭ受信機１２にてパイロットチャネル信号を第１データチャネル信号のチャネル推定に使用することができるとともに、第２データチャネル信号のチャネル推定にも再利用することができる。
【００３４】
ＩＦＦＴ部２８は、スクランブリング部２６および複素数値乗算部２７からの信号に対してＯＦＤＭ変調を施し、複数のＯＦＤＭシンボルの系列であるＯＦＤＭ信号を生成する。すなわち、ＩＦＦＴ部２８は、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換することによってＯＦＤＭ信号を生成する。ＩＦＦＴ部２８にて生成されたＯＦＤＭ信号は、図示せぬＧＩ付加部によってガードインターバル（ＧＩ）が付加された後、ディジタル− アナログ変換器、アップコンバータ及び電力増幅器などを含む無線送信部２９によって無線信号（ＲＦ信号）に変換され、アンテナ３０から送信される。
【００３５】
次に、図５は、図１のＯＦＤＭ受信機１２の内部の構成を表している。図５は、ＯＦＤＭ受信機１２のマクロダイバーシティ受信およびユニキャスト受信に関わる構成を表している。図５に示されるように、ＯＦＤＭ受信機１２は、制御部４１、アンテナ４２、無線受信部４３、ＦＦＴ部（時間−周波数領域変換部）４４、周波数チャネル分離部４５、デスクランブリング部４６、チャネル推定部４７、チャネル等化部４８、データチャネル信号復調部４９、およびデータ信号デコーディング部５０を備える。
【００３６】
制御部４１は、ＯＦＤＭ受信機１２を統括的に制御し、周波数チャネル分離部４５、デスクランブリング部４６、チャネル推定部４７、チャネル等化部４８、データチャネル信号復調部４９、およびデータ信号デコーディング部５０を制御する。
【００３７】
アンテナ４２によって受信された無線信号は、低雑音増幅器、ダウンコンバータ及びアナログ−ディジタル変換器（いずれも図示せず）などを含む無線受信部４３によってベースバンドディジタル信号に変換される。ベースバンドディジタル信号は、図示せぬＧＩ除去部によってガードインターバルが除去された後、ＦＦＴ部４４（高速フーリエ変換部、すなわち、時間−周波数領域変換部）により時間領域の信号から周波数領域の信号、すなわちサブキャリア毎の信号に分割される。ＦＦＴ部４４は、サブキャリア毎に分割された出力信号を周波数チャネル分離部４５に出力する。周波数チャネル分離部４５は、サブキャリアグループ内のサブキャリアにそれぞれ割り当てられているパイロットチャネル信号とデータチャネル信号を分離する。周波数チャネル分離部４５は、分離された各信号（パイロットチャネル信号とデータチャネル信号）をデスクランブリング部４６に出力する。デスクランブリング部４６は、各信号毎にＯＦＤＭ送信機１１でかけられたスクランブリングコード系列を用いてデスクランブリングを行い、デスクランブリング後の信号をチャネル等化部４８に出力する。なお、ＯＦＤＭ送信機１１でかけられたスクランブリングコード系列は、ＯＦＤＭ受信機１２側で既知であるものとする。
【００３８】
周波数チャネル分離部４５は、分離されたパイロットチャネル信号をチャネル推定部４７に出力する。チャネル推定部４７は、第１データチャネル信号のチャネル推定を行う場合、サブキャリアグループ毎にパイロットチャネル信号の平均化または補間を行うことによりチャネル推定を行う。これに対して、チャネル推定部４７は、第２データチャネル信号のチャネル推定を行う場合、隣接するパイロットチャネル信号の平均化、または補間によりチャネル推定を行う。チャネル推定部４７は、チャネル応答を示すチャネル推定値をチャネル等化部４８に出力する。チャネル等化部４８は、チャネル推定部４７からのチャネル推定値を用いて各データチャネル信号に対してチャネル等化を行う。チャネル等化後のデータチャネル信号はデータチャネル信号復調部４９によって復調され、データ信号の元となるビット列が再生される。
【００３９】
ここで、チャネル推定部４７の処理動作をさらに詳細に説明する。説明の簡単のため、サブキャリアグループの時間方向及び周波数方向の幅は、チャネルの時間方向及び周波数方向の変動周期に比べてそれぞれ十分小さいと仮定する。この場合、サブキャリアグループ内のサブキャリアに割り当てられた信号に対するチャネル応答は、ほぼ一定とみなすことができる。図２で説明したように、サブキャリアグループ設定部２５によって設定されたサブキャリアグループ内のサブキャリアにそれぞれ割り当てられた全てのパイロットチャネル信号及び第１データチャネル信号には、複素数値乗算部２７によってサブキャリアグループ毎に定められた複素数値が乗じられている。複素数値をＲとし、チャネル応答をＨとすると、同一のサブキャリアグループ内のサブキャリアにそれぞれ割り当てられたパイロットチャネル信号及びデータチャネル信号は、Ｈ＊Ｒ で表される歪みを共通に受ける。これは結果として、ＯＦＤＭ送信機１１から送信されるＯＦＤＭ信号がＨ＊Ｒで表されるチャネル応答を受けることと等価であるとみなすことができる。
【００４０】
すなわち、ＯＦＤＭ受信機１２では、各ＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎから同一のサブキャリアグループ内のサブキャリアに割り当てられた信号が、それぞれ異なる複素数値が乗じられた後に送信される場合においても、複素数値が乗じられずに送信される場合と同様に扱うことができる。従って、チャネル推定部２７では、ＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎにおいて乗じられた複素数値によらず、受信したパイロットチャネル信号を元のパイロットチャネル信号で除することによりチャネル推定値を求めることができる。なお、元のパイロットチャネル信号は、ＯＦＤＭ受信機１２において既知の信号である。
【００４１】
本発明の実施形態においては、各シンボルで同じスクランブリングコード系列を乗算するが、各サブキャリアにはシンボル毎にnインデックスずらして乗算することを前提とする。従って、図３に示されるように、一つのグループ（サブキャリアグループ）の中に複数のパイロットサブキャリアを配することができる。例えば１つのサブキャリアグループに、パイロットチャネル信号３０１と３０２がそれぞれ割り当てられたパイロットサブキャリアを配置することができる。その結果、サブキャリアグループ内に複数のパイロットサブキャリアを持つことにより、各パイロットチャネル信号で求めたチャネル推定値を平均化することにより、精度の高いチャネル推定値を求めることができる。さらに、サブキャリアグループ内に複数のパイロットサブキャリアが離れて配置されている場合には、それぞれのパイロットサブキャリアで求めたチャネル推定値を用いて補間を行うことにより、精度の高いチャネル推定値を得ることができる。
【００４２】
また、本発明の実施形態によれば、サブキャリアグループと離れたパイロットサブキャリアであってもスクランブリングコードが同じであれば同様に第１のデータチャネル信号のチャネル推定値の精度向上に利用することができる。例えば図６の場合、パイロットチャネル信号３０３が割り当てられたパイロットサブキャリアのスクランブリングコードがサブキャリアグループのパイロットサブキャリア（パイロットチャネル信号３０１と３０２がそれぞれ割り当てられたパイロットサブキャリア）にかけられているものと等しいため、パイロットチャネル信号３０３が割り当てられたパイロットサブキャリアをチャネル推定に使用することができる。なお、このパイロットチャネル信号３０３には（１４，１）というサブキャリアインデックスが付加されており、（１０，５）というサブキャリアインデックスが付加されるパイロットチャネル信号３０２と比べて４サブキャリア離れているが、第１のデータチャネル信号のチャネル推定値の精度向上のためにサブキャリアグループと離れたパイロットサブキャリアを利用する場合、サブキャリアグループと離れたパイロットサブキャリアが、サブキャリアグループとある程度相関関係を有する（所定の基準値以上の相関関係を有する）ことが必要である。
【００４３】
サブキャリアグループ内のあるデータサブキャリアに対するチャネル推定及びチャネル等化のプロセスについて、数式を用いて説明する。以下の説明では、あるデータ信号をＤ、サブキャリアグループ内のパイロットサブキャリアに割り当てられるパイロット信号をＰ、ｎ番目のＯＦＤＭ送信機１ｎにおいて当該サブキャリアグループ内のサブキャリアに割り当てられたパイロット信号及びデータ信号に乗じられている複素数値をＲｎとする。
【００４４】
また、説明の簡単のためサブキャリアグループ内のサブキャリアに割り当てられているパイロット信号及びデータ信号が受けるチャネル歪みは一定とみなすことができるとし、ＯＦＤＭ送信機１ｎからＯＦＤＭ受信機２０までのチャネルのチャネル歪みをＨnと表すことにする。この場合、ＯＦＤＭ送信機１ｎから送信されるパイロット信号及びデータ信号は、それぞれＰ・Ｒn及びＤ・Ｒnで与えられる。Ｐ・Ｒn及びＤ・Ｒnは、チャネル歪みを受けた後ＯＦＤＭ受信機２０のアンテナ４２によって合成されるので、受信されるパイロット信号Ｐrxは次式で表される。
【数１】
2010041339.tif 000003
【００４５】
一方、受信されるデータ信号Ｄrxは次式で表される。
【数２】
2010041339.tif 000004
【００４６】
この場合、次式に示されるように、受信したパイロット信号Ｐrxの逆数及び既知である元のパイロット信号Ｐをデータ信号Ｄrxに乗じることにより、データ信号Ｄを復元することができる。
【数３】
2010041339.tif 000005
【００４７】
次に、第２データチャネル信号に対するチャネル推定について説明する。上述のＯＦＤＭ送信機１１の構成で説明したとおり、複素数値乗算部２７によりパイロットチャネル信号には各送信機固有の予め定められた直交、または擬似直交のスクランブリングコードが乗じられていることから、２データチャネル信号に対するチャネル推定の場合、チャネル推定部４７は、隣接するパイロットチャネル信号を平均化または補間する。すなわち、チャネル推定を行いたいデータチャネルサブキャリアとパイロットサブキャリア間の相関に応じて、近くのパイロットチャネル信号には大きな重み付けを行い、遠くのパイロットチャネル信号には小さな重み付けを行うことで重み付け平均化を行う。これにより、スクランブリングパターンが異なるＯＦＤＭ送信機１１から送信されたパイロットチャネル信号については電力を小さくすることができ、所望のチャネル推定値の精度を向上させることができる。
【００４８】
以上に述べたように、本発明の実施形態によれば、ＯＦＤＭ送信機１１−１乃至１１−Ｎから送信される信号に対してＯＦＤＭ受信機１２においてマクロダイバーシティ受信を行う場合、各サブキャリアグループ間で伝送路を無相関化することができるため、追加のダイバーシティゲインを得ることができるとともに、パイロットチャネル信号の送信機間干渉をランダマイズさせつつ、スクランブリングコードのシフトを利用して複数のパイロットチャネル信号を用いて高精度の伝送路推定を行うことができる。また、これらのパイロットチャネル信号は、マクロダイバーシティ受信を行わない場合（ユニキャスト受信時）におけるチャネル推定にも再利用できる。すなわち、マクロダイバーシティ受信信号とユニキャスト受信信号が近接している場合に、ユニキャスト受信のチャネル推定の精度を好適に向上させることができる。
【００４９】
これにより、図７に示すように第１データチャネル信号と第２データチャネル信号がＦＤＭ多重されている場合であっても、各データチャネル専用のパイロットを必要とせず、フレキシブルなデータチャネル配置を行うことができ、ユニキャスト用のフレームフォーマットのままでブロードキャストデータの送受信をＯＦＤＭ送信機１１とＯＦＤＭ受信機１２との間で行うことができる。
【００５０】
なお、ＯＦＤＭ送信機１１のサブキャリアグループ設定部２５は、サブキャリアグループのグルーピングの際に、同じスクランブリングコード系列が適用される第１データチャネル信号を同じサブキャリアグループに配し、第１データチャネル信号に例えば１＋ｊのようにパイロットチャネル信号と同じ位相の信号を設定するようにしてもよい。これにより、その後のスクランブリング部２６による通常通りスクランブリングコードを適用することによって容易にパイロットチャネル信号のコピーを作成することができる。このパイロットチャネル信号のコピーもユニキャスト信号のチャネル推定に再利用できる。図８の場合、サブキャリアグループ設定部２５は、例えばデータチャネル信号３０４が割り当てられたデータサブキャリアに１＋ｊを設定する（マッピングする）。これにより、容易にサブキャリアグループのパイロットチャネル信号のコピーを生成することができる。これにより、マクロダイバーシティ信号のチャネル推定の精度を必要に応じて向上させることができる。
【００５１】
また、例えば図３の場合、パイロットチャネル信号３０１と３０２には、（６，９）と（１０，５）というサブキャリアインデックスが付加されており、これらは４サブキャリア離れている。他のパイロットチャネル信号に関しても同様であり、各パイロットチャネル信号の間隔は均一に設定されている。しかし、このような場合に限られず、例えば図９に示されるように、パイロットチャネル信号の間隔が局所的に不均一に設定されるようにしてもよい。図９の場合、パイロットチャネル信号の間隔が４サブキャリアであるものと、２サブキャリアであるものとが存在する。これにより、よりフレキシブルなデータチャネル配置を行うことができる。
【００５２】
さらに、図３、図６や図８の場合、ＯＦＤＭ送信機１１に送信用のアンテナ３０が１つ設けられるときを前提としているが、このような場合に限られず、ＯＦＤＭ送信機１１に送信用のアンテナ３０が２つ設けられるようにし、例えば図１０に示されるように、第１の送信用のアンテナ３０に利用されるパイロットチャネル信号と、第２の送信用のアンテナ３０に利用されるパイロットチャネル信号とがそれぞれサブキャリアに配置されるようにしてもよい。各送信アンテナ毎に本発明の実施形態において説明したようにサブキャリアグループを定義することで本発明の効果を享受することができるとともに、送信アンテナダイバーシティや空間多重を適用することができる。勿論、ＯＦＤＭ送信機１１に送信用のアンテナ３０が３つ以上設けられるようにしてもよい。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５４】
また、本発明の実施形態において説明した一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることもできるが、ハードウェアにより実行させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る無線通信システムの概略的な構成を示す図。
【図２】図１のＯＦＤＭ送信機の内部の構成を示すブロック図。
【図３】図２のサブキャリア割り当て部によるサブキャリアの割り当ての様子、およびサブキャリアグループ設定部によるサブキャリアグループの設定の様子を示す図。
【図４】図２のスクランブリング部におけるスクランブリングコード系列生成器の例（生成多項式x^15+x^14+1）を示す図。
【図５】図１のＯＦＤＭ受信機の内部の構成を示すブロック図。
【図６】離れた位置にあるパイロットチャネル信号の利用方法を説明する説明図。
【図７】第１データチャネル信号と第２データチャネル信号がＦＤＭ多重されている様子を示す図。
【図８】パイロットチャネル信号のコピー作成方法を説明する説明図。
【図９】パイロットチャネル信号の配置間隔を説明する説明図。
【図１０】２つの送信用アンテナに利用される複数のパイロットチャネル信号が配置される様子を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１…無線通信システム、１１（１１−１乃至１１−Ｎ）…ＯＦＤＭ送信機、１２…ＯＦＤＭ受信機、２１…制御部、２２…パイロットチャネル信号生成部、２３…データチャネル信号生成部、２４…サブキャリア割り当て部、２５…サブキャリアグループ設定部、２６…スクランブリング部、２７…複素数値乗算部、２８…ＩＦＦＴ部、２９…無線送信部、３０…アンテナ、３１…パイロットチャネル信号元ビット列生成部、３２…パイロットチャネル信号元ビット列変調部、３３…データコーディング部、３４…コーディング後データ信号変調部、４１…制御部、４２…アンテナ、４３…無線受信部、４４…ＦＦＴ部、４５…周波数チャネル分離部、４６…デスクランブリング部、４７…チャネル推定部、４８…チャネル等化部、４９…データチャネル信号復調部、５０…データ信号デコーディング部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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