(57)【要約】【課題】通常のガードインターバル区間を超える遅延波が到来する環境において、復元されるシンボルの信頼性を高めつつ、伝送効率の低下を抑えること。【解決手段】第１の通信装置１００に、第１のガードインターバルを有する第１のパイロットシンボルを生成するノーマルＧＩシンボル生成部２００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のパイロットシンボルを生成するロングＧＩシンボル生成部２５０とを具備し、第１のパイロットシンボルと第２のパイロットシンボルとを同一フレーム内に混在させる。【選択図】図１
2010161650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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通信する第１の通信装置において、
同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第１のガードインターバルを付加した第１のパイロットシンボルが散在する、第１のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、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付加した第２のパイロットシンボルが散在する、第２のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成部
を具備することを特徴とする第１の通信装置。
【請求項２】
一部の前記第２のマルチキャリアシンボルは、情報データ信号のシンボルである情報データシンボルを含むことを特徴とする請求項１に記載の第１の通信装置。
【請求項３】
一部の前記第２のマルチキャリアシンボルは、制御信号のシンボルである制御シンボルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の第１の通信装置。
【請求項４】
前記送信シンボル生成部は、
前記第１のパイロットシンボルを含むシンボルに前記第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、
前記第２のパイロットシンボルを含むシンボルに前記第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から請求項３のいずれかの項に記載の第１の通信装置。
【請求項５】
前記第２のマルチキャリアシンボル生成部が前記第２のガードインターバルを付加するシンボルは、パイロットシンボルであり、
前記送信シンボル生成部は、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第２のマルチキャリアシンボルを記憶する第２のマルチキャリアシンボル記憶部
を具備することを特徴とする請求項４に記載の第１の通信装置。
【請求項６】
前記送信シンボル生成部は、
前記第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、前記第２のガードインターバルが付加される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回転部と、
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周波数領域シンボル多重部と、
前記周波数領域シンボル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
を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の第１の通信装置。
【請求項７】
前記第２のガードインターバルが付加されるシンボルは、パイロットシンボルであり、
前記送信シンボル生成部は、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記憶する第２のシンボル記憶部
を具備することを特徴とする請求項６に記載の第１の通信装置。
【請求項８】
前記送信シンボル生成部は、
前記第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルを位相回転し、前記第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルと同じサブキャリアの時間方向に１つ後に配置されるシンボルであって、前記第２のガードインターバルが付加されるシンボルを生成する位相回転部と、
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、前記第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルとを周波数領域において多重する周波数領域シンボル多重部と、
前記周波数領域シンボル多重部が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域のシンボル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シンボルに、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
を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の第１の通信装置。
【請求項９】
前記送信シンボル生成部は、
前記第１のパイロットシンボルの送信電力を割り当てる低電力割当て部と、
前記第２のパイロットシンボルの送信電力を、前記低電力割り当て部が割り当てる送信電力よりも高い電力を割り当てる高電力割当て部と
を具備すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかの項または請求項６または請求項８に記載の第１の通信装置。
【請求項１０】
前記送信シンボル生成部は、
通信相手の第２の通信装置からの、前記第２のパイロットシンボルが不要との通知、または、該第２のパイロットシンボルの数を減らしてよいとの通知を受信すると、前記第２のパイロットシンボルをマッピングしない、または、前記第２のパイロットシンボルをマッピングする数を減ずること
を特徴とする、請求項１から請求項９のいずれかの項に記載の第１の通信装置。
【請求項１１】
前記送信シンボル生成部は、前記通信相手の第２の通信装置からの、前記第２のパイロットシンボルが不要との前記通知、または、該第２のパイロットシンボルの数を減らしてよいとの前記通知を受信すると、前記第２のパイロットシンボルをマッピングすることが予定されていた位置に、前記第１のガードインターバルが付加されるシンボルをマッピングすること
を特徴とする請求項１０に記載の第１の通信装置。
【請求項１２】
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された信号を受信する第２の通信装置において、
第１のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第１のパイロットシンボルと、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が付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第２のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信部と、
前記受信した信号から前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、
抽出された前記第１のパイロットシンボルと前記第２のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部と
を具備することを特徴とする第２の通信装置。
【請求項１３】
前記伝搬路推定部は、前記第１のパイロットシンボルから算出した第１の伝搬路推定値と、前記第２のパイロットシンボルから算出した第２の伝搬路推定値とを重み付け合成することを特徴とする請求項１２に記載の第２の通信装置。
【請求項１４】
前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値は、周波数応答の推定値であり、
前記伝搬路推定部は、同じサブキャリアに関する前記第１の伝搬路推定値と前記第２の伝搬路推定値とを重み付け合成し、該重み付け合成結果を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする請求項１３に記載の第２の通信装置。
【請求項１５】
前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値は、周波数応答の推定値であり、
前記伝搬路推定部は、前記第１の伝搬路推定値を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの第１の伝搬路推定値を算出し、前記第２の伝搬路推定値を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの第２の伝搬路推定値を算出し、各々のサブキャリアにおける前記第１の伝搬路推定値と前記第２の伝搬路推定値とを重み付け合成することで、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする請求項１３に記載の第２の通信装置。
【請求項１６】
前記伝搬路推定部が行う前記合成は重み付け合成であって、該重み付け合成の重み係数中に、時間毎に値が異なる、時間方向の重み成分を含むこと
を特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の第２の通信装置。
【請求項１７】
前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値は、チャネルインパルス応答の推定値であり、
前記伝搬路推定部は、前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値のうち、遅延時間が同一の成分を重み付け合成して算出したチャネルインパルス応答の推定値を時間周波数変換して、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする請求項１３に記載の第２の通信装置。
【請求項１８】
前記伝搬路推定部は、前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値のうち、遅延時間が前記第１のガードインターバルの長さ以内の成分を相加平均し、遅延時間が前記第１のガードインターバルの長さを超える成分を重み付け合成して算出したチャネルインパルス応答の推定値を時間周波数変換して、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする請求項１７に記載の第２の通信装置。
【請求項１９】
前記伝搬路推定部は、前記重み付け合成の重み係数に、
前記第１の伝搬路推定値の成分における遅延時間のうち、前記第１のガードインターバルを超えた時間に基づく値を用いて、重み付け合成を行うこと
を特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の第２の通信装置。
【請求項２０】
前記伝搬路推定部は、前記重み付け合成の重み係数に、各サブキャリアの受信信号に含まれる、信号に対する干渉および雑音の強さの比に基づく値を用いて、重み付け合成を行うこと
を特徴とする請求項１３から請求項１８のいずれかの項に記載の第２の通信装置。
【請求項２１】
前記伝搬路推定部は、
前記重み付け合成の重み係数に、通信相手の第１の通信装置から受信した、前記第１のパイロットシンボルの送信電力を示す値と、前記第２のパイロットシンボルの送信電力を示す値とに基づく値を用いること
を特徴とする請求項１３から請求項１８のいずれかの項に記載の第２の通信装置。
【請求項２２】
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通信する、第１の通信装置と、第２の通信装置とを具備する通信システムにおいて、
前記第１の通信装置は、
第１のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第１のパイロットシンボルと、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が付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第２のパイロットシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成部
を具備し、
前記第２の通信装置は、
前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信部と、
前記受信した信号から前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、
抽出された前記第１のパイロットシンボルと前記第２のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部と
を具備することを特徴とする通信システム。
【請求項２３】
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通信する第１の通信装置の送信方法において、
前記第１の通信装置が、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第１のガードインターバルを付加した第１のパイロットシンボルが散在する、第１のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、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付加した第２のパイロットシンボルが散在する、第２のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成過程
を備えることを特徴とする送信方法。
【請求項２４】
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通信する第２の通信装置の受信方法において、
前記第２の通信装置が、第１のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第１のパイロットシンボルと、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が付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第２のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信過程と、
前記第２の通信装置が、前記受信した信号から前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離過程と、
前記第２の通信装置が、抽出された前記第１のパイロットシンボルと前記第２のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定過程と
を備えることを特徴とする受信方法。
【請求項２５】
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通信する、第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムの通信方法において、
前記第１の通信装置が、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第１のガードインターバルを付加した第１のパイロットシンボルが散在する、第１のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、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付加した第２のパイロットシンボルが散在する、第２のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成過程と、
前記第２の通信装置が、前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信過程と、
前記第２の通信装置が、前記受信した信号から前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、
前記第２の通信装置が、抽出された前記第１のパイロットシンボルと前記第２のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定過程と
を備える
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システム、送信方法、受信方法および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチキャリア伝送方式は、情報を複数のサブキャリアと呼ばれる搬送波（キャリア）に分けて伝送する方式である。マルチキャリア伝送方式には、各サブキャリアに独立した変調シンボルを割り当てるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）、ＯＦＤＭの技術を利用した多元接続方法であり、ユーザ毎にサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ；直交周波数分割多元接続）、ＯＦＤＭに符号拡散の技術を応用し、変調シンボルに拡散符号をかけたものをサブキャリアにマッピングするＭＣ−ＣＤＭ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；マルチキャリア符号分割多重）などがある。
【０００３】
マルチキャリア伝送において、マルチパスフェージングなどにより送信信号の振幅や位相が変動すると、受信側の通信装置は、その変動を補償する必要がある。かかる振幅や位相の変動を補償する方法として、パイロットシンボルと呼ばれる、送受信を行う通信装置間で既知のシンボルを送信信号の一部に挿入し、送信シンボルと受信シンボルとのずれから伝搬路推定を行なう方法がある。
【０００４】
図３３は、パイロットシンボルが挿入された送信信号の例を表す概念図である。
同図では、８個のサブキャリアおよび１２個のＯＦＤＭシンボルにより構成されるフレーム中に、周波数方向にはサブキャリア３個置きに、時間方法にはＯＦＤＭシンボル１個置きに、かつ、サブキャリア１個分ずれて、パイロットシンボルが配置されている。
これらのパイロットシンボルを用いて、パイロットシンボルが配置されている周波数・時間における伝搬路推定を行い、パイロットシンボルが配置されていない領域については、パイロットシンボルが配置されている領域の伝搬路推定値から補間して伝搬路推定値を得る。これにより、振幅と位相の時間変動と周波数変動を推定することができる。
なお、図３３のように、周波数方向および時間方向に散在して配置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（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ  Ｐｉｌｏｔ  Ｓｙｍｂｏｌ）という。
【０００５】
また、マルチキャリア伝送では、マルチパスの影響により、シンボル間干渉、キャリア間干渉、遅延波の信号電力低下に伴う信号対干渉雑音比低下の３つの問題が生じ、復元される信号の信頼性が低下する。
図３４は、３波のマルチパスの例を示す概念図である。図３４において、Ｗ１１０１は最も早く到来する波、Ｗ１１０２およびＷ１１０３は遅延波を表す。
まず、図３４のＦＦＴ（高速フーリエ変換；Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）区間をＦＦＴしてシンボルＳｊを得る際、ＦＦＴ区間内に、遅延波Ｗ１１０２、Ｗ１１０３のシンボルＳｉの一部が含まれており、ＦＦＴの結果得られる位相や振幅や周波数がずれるシンボル間干渉が生じる。
次に、遅延波Ｗ１１０２、Ｗ１１０３のシンボルＳｉとシンボルＳｊの境界が、ＦＦＴ区間内に存在するため、Ｓｊの周期性が保たれず、当該不連続部分が高調波として他のサブキャリアに干渉する、キャリア間干渉が生じる。
さらに、ＦＦＴ区間に、シンボルＳｊではなくシンボルＳｉの一部が含まれる結果、シンボルＳｊの電波の電力が低下し、信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ；Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の低下が生じる。
【０００６】
マルチパスが引き起こすこれら３つの問題の対策として、送信側の通信装置において、時間領域のＯＦＤＭシンボルの先頭に、自シンボルの後の部分のコピーを付加する方法がある。これを、ガードインターバル（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ、ＧＩ）またはサイクリックプレフィックス（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ）と呼ぶが、本明細書では、ガードインターバルという用語をして、この、後の部分のコピーが付与された時間区間を指称するものとする。
【０００７】
図３５は、ガードインターバルを付加された送信信号の、３波のマルチパスの例を示す概念図である。同図において、Ｗ１２０１は最も早く到来する波、Ｗ１２０２およびＷ１２０３は遅延波を表す。簡単のため、Ｗ１２０１、Ｗ１２０２、Ｗ１２０３が重ね合わさった波が受信信号であるとする。
【０００８】
ガードインターバルの波形は、当該シンボルの後の部分のコピーであるため、図３５のＦＦＴ区間において、遅延波Ｗ１２０２，Ｗ１２０３は巡回遅延となり、周期性が保たれる。このため、各サブキャリアが直交し、キャリア間干渉が発生しない。また、図３５の通り、ＳｉのＦＦＴ区間への漏れこみが存在しないため、シンボル間干渉が発生しない。さらに、遅延波におけるＳｊの電力低下も防げる。ＦＦＴ後の信号も、位相や振幅にずれが生じるものの、送信信号と受信信号との間の振幅及び位相のずれ（周波数応答）を推定（伝搬路推定）し、補償することによって送信シンボルと同一のシンボルが得られる。
【０００９】
マルチパスの影響を低減できる程度は、ガードインターバルの長さに依存する。
図３６は、ガードインターバル区間（時間軸上におけるガードインターバルの区間）を超える遅延波が到来する場合のチャネルインパルス応答値の例を表す概念図である。同図において、先頭の４波がガードインターバル区間内であり、それ以外の８波がその区間を超えている。
図３７は、図３６の遅延波が干渉を起こす例を表す概念図である。同図において、後の８波の前のシンボル区間がガードインターバル区間を超えてＦＦＴ区間にかかっており、シンボル間干渉、キャリア間干渉、該当する８パスの信号電力低下を生ぜしめる。
ガードインターバル区間を超える遅延波への対策としては、ガードインターバルを長くすることが考えられる。例えば、非特許文献１では、同一のサブフレーム（フレーム、スロット）にある各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方法が示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)」3GPP TS 36.211 V8.3.0 (2008-05).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、非特許文献１の方法を始めとする従来の方法では、フレーム毎、すなわち複数のＯＦＤＭシンボル毎にガードインターバル区間を設定しているため、例えば、パイロットシンボルのガードインターバル区間を長くするためには、同一ＯＦＤＭシンボル内にある全てのシンボルのガードインターバル区間を長くする必要があり、伝送効率が低下する。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、通常のガードインターバル区間を超える遅延波が到来する環境において、復元されるシンボルの信頼性を高めつつ、伝送効率の低下を抑えることのできる通信装置、通信システム、送信方法、受信方法および通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、本発明の第１の通信装置は、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通信する第１の通信装置であって、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第１のガードインターバルを付加した第１のパイロットシンボルが散在する、第１のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、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付加した第２のパイロットシンボルが散在する、第２のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成部を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、一部の前記第２のマルチキャリアシンボルは、情報データ信号のシンボルである情報データシンボルを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、一部の前記第２のマルチキャリアシンボルは、制御信号のシンボルである制御シンボルを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記第１のパイロットシンボルを含むシンボルに前記第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、前記第２のパイロットシンボルを含むシンボルに前記第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。
【００１７】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部が前記第２のガードインターバルを付加するシンボルは、パイロットシンボルであり、前記送信シンボル生成部は、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第２のマルチキャリアシンボルを記憶する第２のマルチキャリアシンボル記憶部を具備することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記第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、前記第２のガードインターバルが付加される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回転部と、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周波数領域シンボル多重部と、前記周波数領域シンボル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することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、前記第２のガードインターバルが付加されるシンボルは、パイロットシンボルであり、前記送信シンボル生成部は、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記憶する第２のシンボル記憶部を具備することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルを位相回転し、前記第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルと同じサブキャリアの時間方向に１つ後に配置されるシンボルであって、前記第２のガードインターバルが付加されるシンボルを生成する位相回転部と、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、前記第２のガードインターバルの一部を構成するシンボルとを周波数領域において多重する周波数領域シンボル多重部と、前記周波数領域シンボル多重部が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域のシンボル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シンボルに、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することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記第１のパイロットシンボルの送信電力を割り当てる低電力割当て部と、前記第２のパイロットシンボルの送信電力を、前記低電力割り当て部が割り当てる送信電力よりも高い電力を割り当てる高電力割当て部とを具備することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、通信相手の第２の通信装置からの、前記第２のパイロットシンボルが不要との通知、または、該第２のパイロットシンボルの数を減らしてよいとの通知を受信すると、前記第２のパイロットシンボルをマッピングしない、または、前記第２のパイロットシンボルをマッピングする数を減ずることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の第１の通信装置は、上述の第１の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記通信相手の第２の通信装置からの、前記第２のパイロットシンボルが不要との前記通知、または、該第２のパイロットシンボルの数を減らしてよいとの前記通知を受信すると、前記第２のパイロットシンボルをマッピングすることが予定されていた位置に、前記第１のガードインターバルが付加されるシンボルをマッピングすることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の第２の通信装置は、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された信号を受信する第２の通信装置であって、第１のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第１のパイロットシンボルと、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が付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第２のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信部と、前記受信した信号から前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、抽出された前記第１のパイロットシンボルと前記第２のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部とを具備することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記第１のパイロットシンボルから算出した第１の伝搬路推定値と、前記第２のパイロットシンボルから算出した第２の伝搬路推定値とを重み付け合成することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値は、周波数応答の推定値であり、前記伝搬路推定部は、同じサブキャリアに関する前記第１の伝搬路推定値と前記第２の伝搬路推定値とを重み付け合成し、該重み付け合成結果を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値は、周波数応答の推定値であり、前記伝搬路推定部は、前記第１の伝搬路推定値を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの第１の伝搬路推定値を算出し、前記第２の伝搬路推定値を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの第２の伝搬路推定値を算出し、各々のサブキャリアにおける前記第１の伝搬路推定値と前記第２の伝搬路推定値とを重み付け合成することで、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記伝搬路推定部が行う前記合成は重み付け合成であって、該重み付け合成の重み係数中に、時間毎に値が異なる、時間方向の重み成分を含むことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値は、チャネルインパルス応答の推定値であり、前記伝搬路推定部は、前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値のうち、遅延時間が同一の成分を重み付け合成して算出したチャネルインパルス応答の推定値を時間周波数変換して、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記第１の伝搬路推定値および前記第２の伝搬路推定値のうち、遅延時間が前記第１のガードインターバルの長さ以内の成分を相加平均し、遅延時間が前記第１のガードインターバルの長さを超える成分を重み付け合成して算出したチャネルインパルス応答の推定値を時間周波数変換して、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記重み付け合成の重み係数に、前記第１の伝搬路推定値の成分における遅延時間のうち、前記第１のガードインターバルを超えた時間に基づく値を用いて、重み付け合成を行うこと
を特徴とする。
【００３２】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記重み付け合成の重み係数に、各サブキャリアの受信信号に含まれる、信号に対する干渉および雑音の強さの比に基づく値を用いて、重み付け合成を行うことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の第２の通信装置は、上述の第２の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記重み付け合成の重み係数に、通信相手の第１の通信装置から受信した、前記第１のパイロットシンボルの送信電力を示す値と、前記第２のパイロットシンボルの送信電力を示す値とに基づく値を用いることを特徴とする。
【００３４】
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通信する、第１の通信装置と第２の通信装置とを具備する通信システムであって、前記第１の通信装置は、第１のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第１のパイロットシンボルと、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が付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第２のパイロットシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成部を具備し、前記第２の通信装置は、前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信部と、
前記受信した信号から前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、抽出された前記第１のパイロットシンボルと前記第２のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部とを具備することを特徴とする。
【００３５】
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通信する第１の通信装置の送信方法であって、前記第１の通信装置が、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第１のガードインターバルを付加した第１のパイロットシンボルが散在する、第１のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、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付加した第２のパイロットシンボルが散在する、第２のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成過程を備えることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の受信装置は、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通信する第２の通信装置の受信方法であって、前記第２の通信装置が、第１のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第１のパイロットシンボルと、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が付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第２のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信過程と、前記第２の通信装置が、前記受信した信号から前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離過程と、前記第２の通信装置が、抽出された前記第１のパイロットシンボルと前記第２のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定過程とを備えることを特徴とする。
【００３７】
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通信する、第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムの通信方法であって、前記第１の通信装置が、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第１のガードインターバルを付加した第１のパイロットシンボルが散在する、第１のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、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付加した第２のパイロットシンボルが散在する、第２のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成過程と、前記第２の通信装置が、前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信過程と、前記第２の通信装置が、前記受信した信号から前記第１のパイロットシンボルと、前記第２のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、前記第２の通信装置が、抽出された前記第１のパイロットシンボルと前記第２のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定過程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
この発明によれば、マルチキャリア伝送において、パイロットシンボルから得られる伝搬路推定の精度を高めることができ、かつ、高い伝送効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の第１の実施形態による、第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態において、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をマッピングした例を示す概念図である。
【図３】同実施形態において、第２のマッピング部がロングＧＩパイロットシンボルをマッピングした例を示す概念図である。
【図４】同実施形態において、多重部が多重した信号に含まれるＯＦＤＭシンボルの構成例を表す概念図である。
【図５】同実施形態において、ノーマルＧＩを付加した情報データシンボルまたはパイロットシンボルと、ロングＧＩを付加したパイロットシンボルとを示す概念図である。
【図６】同実施形態において、ノーマルＧＩが付加されたシンボルの、最も早く到来する波および２つの遅延波が到来した場合を示す概念図である。
【図７】同実施形態において、ロングＧＩが付加されたシンボルの、最も早く到来する波および２つの遅延波が到来した場合を示す概念図である。
【図８】この発明の第２の実施形態による第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】この発明の第３の実施形態による第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】同実施形態において、ロングＧＩを付加されたシンボルを表す概念図である。
【図１１】この発明の第４の実施形態による第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】同実施形態において、多重部が多重したシンボルの構成例を示す図である。
【図１３】この発明の第５の実施形態による第２の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】同実施形態において、伝搬路推定部の構成例を示す概略ブロック図である。
【図１５】同実施形態において、伝搬路推定部の処理を示すフローチャートである。
【図１６】同実施形態において、伝搬路推定部が、パイロットシンボルが配置されていないリソースエレメントの周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
【図１７】同実施形態において、各サブキャリアに高々１個のパイロットシンボルしかない場合の例を表す概念図である。
【図１８】同実施形態において、サブキャリア間でノーマルＧＩパイロットシンボルの配置が時間的に異なる場合の例を表す概念図である。
【図１９】同実施形態において、サブキャリア間でロングＧＩパイロットシンボルの配置が時間的に異なる場合の例を表す概念図である。
【図２０】同実施形態において、同一サブキャリアに３つのパイロットシンボルがマッピングされている場合の例を表す概念図である。
【図２１】同実施形態の変形例における第２の通信装置の構成例を表す概略ブロック図である。
【図２２】この発明の第６の実施形態における、伝搬路推定部の構成例を示す概略ブロック図である。
【図２３】同実施形態において、伝搬路推定部の処理を示すフローチャートである。
【図２４】同実施形態において、伝搬路推定部が周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
【図２５】この発明の第７の実施形態における、伝搬路推定部の構成例を示す概略ブロック図である。
【図２６】同実施形態において、伝搬路推定の処理を示すフローチャートである。
【図２７】同実施形態において、伝搬路推定部が周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
【図２８】この発明の第８の実施形態による第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２９】この発明の第９の実施形態による第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３０】同実施形態において、ロングＧＩの予約位置にロングＧＩパイロットシンボルをマッピングしない場合の例を示す概念図である。
【図３１】同実施形態において、ロングＧＩの予約位置にロングＧＩパイロットシンボルをマッピングする場合の例を示す概念図である。
【図３２】同実施形態における、第１の通信装置に対応する、通信相手の第２の通信装置の構成例を表す概略ブロック図である。
【図３３】従来の通信装置が生成する、パイロットシンボルが挿入された送信信号の例を表す概念図である。
【図３４】従来の通信装置によって受信される、３波のマルチパスの例を示す概念図である。
【図３５】従来の通信装置によって受信される、ガードインターバルを付加された送信信号の、３波のマルチパスの例を示す概念図である。
【図３６】従来の通信装置において、ガードインターバル区間を超える遅延波が到来する場合のチャネルインパルス応答値の例を表す概念図である。
【図３７】従来の通信装置において、図３６の遅延波が最も早く到来する波に干渉する例を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、パイロットシンボルを含む信号を送信する通信装置を第１の通信装置、該信号を受信し、該信号に含まれるパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う通信装置を第２の通信装置と呼んで両者を区別するが、これらは両者の機能を併せ持つ通信装置であってもよい。すなわち、送信時にはパイロットシンボルを含む信号を送信し、かつ、受信時にはパイロットシンボルを含む信号を受信して、そのパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う通信装置であってもよい。また、第１の通信装置は、送信のみを行う送信装置を含み、第２の通信装置は、受信のみを行う受信装置を含む。
図１は、この発明の第１の実施形態による、第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【００４１】
図１において、第１の通信装置１００は、送信シンボル生成部１９０と、無線送信部３６０と、アンテナ３７０とを具備する。
送信シンボル生成部１９０は、ノーマルＧＩシンボル生成部（第１のマルチキャリアシンボル生成部）２００と、ロングＧＩシンボル生成部（第２のマルチキャリアシンボル生成部）２５０と、多重部３５０とを具備する。
ノーマルＧＩシンボル生成部２００は、符号部３００と、変調部３１０と、第１のマッピング部３２０と、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換；Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部３３０ａと、ノーマルＧＩ挿入部（第１のガードインターバル挿入部）３４０とを具備する。ノーマルＧＩシンボル生成部２００は、ガードインターバルが付加されたシンボルを生成する。以下、ノーマルＧＩシンボル生成部２００が付加するガードインターバルを「ノーマルＧＩ（第１のガードインターバル、通常のガードインターバル）」、ノーマルＧＩが付加されたシンボルを「ノーマルＧＩシンボル（第１のシンボル）」という。
ロングＧＩシンボル生成部２５０は、マッピング部２（第２のマッピング部）３２５と、ＩＦＦＴ部３３０ｂと、ロングＧＩ挿入部（第２のガードインターバル挿入部）３４５とを具備する。ロングＧＩシンボル生成部２５０は、通常のガードインターバルよりもインターバル区間（長さ）が長いガードインターバル（ロングガードインターバル、ロングＧＩ、第２のガードインターバル）が付加されたロングＧＩシンボル（第２のシンボル）を生成する部分である。
【００４２】
送信したい情報データのデジタル信号である情報データ信号は、まず、ノーマルＧＩシンボル生成部２００の符号部３００に入力される。符号部３００は、畳込み符号やターボ符号などの誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化された信号は、変調部３１０に出力される。
【００４３】
変調部３１０は、符号部３００より入力された信号を、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ；４相位相変調）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；直交振幅変調）などの変調方式により変調し、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する。情報データシンボルは、第１のマッピング部３２０に出力される。
【００４４】
第１のマッピング部３２０には、変調部３１０からの出力と、ノーマルＧＩパイロットシンボルとが入力される。以下、第１のマッピング部３２０に入力されるパイロットシンボルを「第１のパイロットシンボル」と呼ぶ。
第１のマッピング部３２０は、後述のように、フレーム中の各位置（リソースエレメント）のうち、ロングＧＩパイロットシンボルがマッピングされる、予め設定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、変調部３１０より入力された情報データのシンボルまたはパイロットシンボルを１個マッピングする。ここで、リソースエレメントは、予め決められた幅の時間と周波数で区切られた領域であり、１つの変調シンボルが配置される領域である。スキャッタードパイロットシンボルとして送信する場合は、パイロットシンボルが、周波数方向および時間方向に散在するようにマッピングを行う。マッピングは、逆フーリエ変換前に行われる点で、周波数領域におけるシンボルの多重といえる。
マッピングされたシンボルは、ＩＦＦＴ部３３０ａに出力される。
【００４５】
ＩＦＦＴ部３３０ａは、第１のマッピング部３２０がマッピングした、情報データシンボルおよびパイロットシンボルに対してＩＦＦＴ処理を行い、周波数領域の信号であるマッピングされた変調シンボルから時間領域の信号に変換する。変換された時間領域の信号は、ノーマルＧＩ挿入部３４０へ出力される。
ノーマルＧＩ挿入部３４０は、ＩＦＦＴ部３３０ａから入力された時間領域の信号に、通常のガードインターバルを付加して、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボル（第１のマルチキャリアシンボル）を生成する。ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルは、多重部３５０へ出力される。
このノーマルＧＩ挿入部３４０の出力は、情報データシンボル、パイロットシンボルなどの変調シンボルに、ノーマルＧＩが付されたノーマルＧＩシンボルが周波数方向に多重された信号である。なお、ノーマルＧＩが付されたパイロットシンボルを、ノーマルＧＩパイロットシンボルとも称する。
【００４６】
ロングＧＩシンボル生成部２５０には、別のパイロットシンボル、すなわちロングＧＩパイロットシンボルが入力される。ロングＧＩシンボル生成部２５０の第２のマッピング部３２５は、入力されたパイロットシンボルを予め設定されたリソースエレメントにマッピングする。スキャッタードパイロットシンボルとする場合は、ノーマルＧＩパイロットシンボルと同様に、周波数方向および時間方向に散在させるようにマッピングを行う。
マッピングされたパイロットシンボルは、ＩＦＦＴ部３３０ｂに出力される。
なお、以下では、第２のマッピング部３２５に入力されるパイロットシンボルを「第２のパイロットシンボル」と呼んで、前記「第１のパイロットシンボル」と区別するが、両者は付加されるＧＩの長さが異なるものであって、パイロット信号の変調シンボルとしての違いは無い。
【００４７】
ＩＦＦＴ部３３０ｂは、第２のマッピング部３２５がマッピングしたパイロットシンボルに対して、ＩＦＦＴ処理を行い、周波数領域の信号であるマッピングされたパイロットシンボルから時間領域の信号に変換する。変換された時間領域の信号は、ロングＧＩ挿入部３４５へ出力される。
ロングＧＩ挿入部３４５は、ＩＦＦＴ部３３０ｂから入力された時間領域の信号に、ノーマルＧＩ挿入部３４０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（第２のガードインターバル）を付加して、ロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボル（第２のマルチキャリアシンボル）を生成する。
【００４８】
多重部３５０は、ノーマルＧＩシンボル生成部２００が生成した、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号と、ロングＧＩシンボル生成部２５０が生成した、ロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号とを、それぞれ加算（多重）する。
無線送信部３６０では、多重部３５０が多重した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、アンテナ３７０より送信する。
【００４９】
図２は、第１のマッピング部３２０が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をマッピングした例を示す概念図である。
同図の、４ＯＦＤＭシンボルと８サブキャリアで構成されるフレーム中において、点線の丸で示されている、周波数の低い方から３番目と６番目のサブキャリアのそれぞれにおける、２番目と３番目のＯＦＤＭシンボルのリソースエレメント（Ｂ２２３、Ｂ２３３、Ｂ２２６、Ｂ２３６）が、ロングＧＩパイロットシンボルがマッピングされる位置である。ロングＧＩパイロットシンボルがマッピングされる位置は、例えばシステムの既定値として予め決められており、あるいは、伝搬路の状況に応じた外部からの割り当て信号として第１のマッピング部に入力され、第１のマッピング部は当該位置を予め設定されている。あるいは、情報データシンボルをマッピングする位置、ノーマルＧＩが付されるパイロットシンボルをマッピングする位置を、予め設定されている。第１のマッピング部は、ロングＧＩパイロットシンボルがマッピングされる位置にはシンボルを何もマッピングせず、空白（ゼロ）をマッピングする。ノーマルＧＩパイロットシンボルは、２番目と５番目と８番目とのサブキャリアにおいて３番目のＯＦＤＭシンボルの位置にマッピングされている（Ｂ２３２、Ｂ２３５、Ｂ２３８）。他の位置には、情報データシンボルがマッピングされている。
【００５０】
図３は、第２のマッピング部３２５がロングＧＩパイロットシンボルをマッピングした例を示す概念図である。第２のマッピング部も、第１のマッピング部と同様、ロングＧＩパイロットシンボルがマッピングされる位置を予め設定されている。図３においても図２と同じく、３番目と６番目のサブキャリアのそれぞれにおける、２番目と３番目のＯＦＤＭシンボルのリソースエレメント（Ｂ３２３、Ｂ３３３、Ｂ３２６、Ｂ３３６）が、ロングＧＩパイロットシンボルがマッピングされる位置である。このうち、３番目のＯＦＤＭシンボルのリソースエレメント（Ｂ３３３、Ｂ３３６）にパイロットシンボルがマッピングされる。２番目のＯＦＤＭシンボルのリソースエレメント（Ｂ３２３、３２６）は、ロングＧＩを付加するためにゼロがマッピングされている。
【００５１】
図４は、多重部３５０が多重した信号に含まれるＯＦＤＭシンボルの構成例を表す概念図である。図４は、図２および図３でマッピングしたシンボルをそれぞれＩＦＦＴ処理し、ノーマルＧＩおよびロングＧＩを挿入した後、多重したＯＦＤＭシンボルの周波数成分と時間成分を表している。ノーマルＧＩシンボル生成部２００でマッピングされたシンボルとロングＧＩシンボル生成部２５０でマッピングされたシンボルとは、互いに重なり合わないので、キャリア間が直交する。したがって、時間領域における両者の信号の複素振幅を加算することで、多重を行うことができる。
【００５２】
図４において、斜線によるハッチングで示したリソースエレメントが、スキャッタードパイロットシンボルとしてマッピングされ、ガードインターバルが挿入された、ノーマルＧＩパイロットシンボルおよびロングＧＩパイロットシンボルを示している。
ロングＧＩを付加したＯＦＤＭシンボルの変調シンボル区間（白背景の斜線によるハッチング部分）は、ノーマルＧＩを付加した３番目のＯＦＤＭシンボルの変調シンボル区間（白背景のハッチングのない部分）と、時間方向にずれがない（一致している）。このため、受信側の第２の通信装置は、各サブキャリアに共通のＦＦＴ区間を設定することができる。
【００５３】
つぎに、ノーマルＧＩおよびロングＧＩの、干渉への耐性について、説明する。
図５は、ノーマルＧＩを付加した情報データシンボルまたはパイロットシンボルと、ロングＧＩを付加したパイロットシンボルとを示す概念図である。同図では、ロングＧＩが付加されたシンボルは、ノーマルＧＩが付加されたシンボルに対して、２倍のＯＦＤＭシンボル長となっている。一方、両者の変調シンボル区間の長さは同じである。したがって、同図のロングＧＩ長は、ノーマルＧＩ長よりも１ＯＦＤＭシンボル長だけ長い。なお、ガードインターバル区間は、変調シンボル区間の後ろの部分を、前方に付加することで実現されるが、変調シンボル区間の全部を前方に付加しても、ロングＧＩのＯＦＤＭシンボル長に満たない場合は、さらに変調シンボル区間の後ろの部分を前方に付加し、これを繰り返すことで、ロングＧＩは実現される。
【００５４】
図６は、ノーマルＧＩが付加されたシンボルの、最も早く到来する波および２つの遅延波が到来した場合を示す概念図である。
図６のＦＦＴ区間に対して、電波を受信した第２の通信装置がＦＦＴ処理を行う際、遅延波２の左から２番目のシンボルＷ６２２が、ガードインターバル区間を超えてＦＦＴ区間に含まれており、シンボル間干渉が生じる。
また、遅延波２における２番目のシンボルＷ６２２と３番目のシンボルＷ６２３との境界がＦＦＴ区間内に含まれている。このため、Ｗ６２３の周期性が保たれず、ＦＦＴ処理後のシンボルにおいて、キャリア間干渉が生じる。
これに加え、ＦＦＴ区間における遅延波２の一部は、２番目のシンボルであって３番目のシンボルではないため、３番目のシンボルの電波の電力が不足し、信号対干渉雑音比が低下する。
【００５５】
一方、図７は、ロングＧＩが付加されたシンボルの、最も早く到来する波および２つの遅延波が到来した場合を示す概念図である。図７のＦＦＴ区間に対して、電波を受信した第２の通信装置がＦＦＴ処理を行う際、図６で示したノーマルＧＩでは遅延波２の前のシンボルが、ガードインターバル区間を超えていたが、ロングＧＩはノーマルＧＩよりも長いので、遅延波２の前のシンボルＷ７２１はガードインターバル区間を超えず、シンボル間干渉、キャリア間干渉、および信号対干渉雑音比低下が生じない。
従って、ロングＧＩパイロットシンボルから得られる伝搬路推定値は、ノーマルＧＩパイロットシンボルから得られるものよりも高精度となる。このように精度の異なる伝搬路推定値を、後述するように、電波を受信した第２の通信装置が重み付け合成することにより、干渉および雑音の影響を低減して伝搬路推定を高精度化し、もって復元されるシンボルの信頼性を高めることができる。また、本実施形態では、ＯＦＤＭシンボル中の一部、すなわちフレーム中の一部のシンボルに対してのみロングＧＩを付加するので、フレーム中の全てのシンボルのＧＩを長くする従来の方法よりも、伝送効率の低下を抑えることができる。
【００５６】
なお、以上の説明では、ロングＧＩパイロットシンボルが、ノーマルＧＩが付加された情報データシンボルや、ノーマルＧＩパイロットシンボルの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、これに限るものではない。ロングＧＩのパイロットシンボルのＯＦＤＭシンボル長が、ノーマルＧＩの情報データシンボルのＯＦＤＭシンボル長よりも長ければよく、例えば、３倍のＯＦＤＭシンボル長や、１．５倍のＯＦＤＭシンボル長などでもよい。
なお、以上の説明では、ノーマルＧＩおよびロングＧＩの２種類のシンボル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が異なるシンボルに対しても適用できる。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。これは以下の実施形態でも同様である。
【００５７】
＜第２の実施形態＞
図８は、この発明の第２の実施形態による第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号（２００、３００、３１０、３２０、３３０ａ、３４０、３５０、３６０、３７０）を付し、その説明を省略する。
図８は、ロングＧＩシンボル生成部２５０ではなく、ロングＧＩパイロットシンボル記憶部（第２のマルチキャリアシンボル記憶部）２６０を具備する点で図１と異なる。
【００５８】
図８の第１の通信装置１０１は、送信シンボル生成部１９１と、無線送信部３６０と、アンテナ３７０とを具備する。
送信シンボル生成部１９１は、ノーマルＧＩシンボル生成部２００と、ロングＧＩパイロットシンボル記憶部２６０と、多重部３５０とを具備する。
ノーマルＧＩシンボル生成部２００は、第１の実施形態の場合と同様、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を、多重部３５０へ出力するが、その出力のタイミングは、制御部（図示せず）により制御される。
【００５９】
ロングＧＩパイロットシンボル記憶部２６０は、第１の実施形態のロングＧＩシンボル生成部２５０で生成された、ロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号を予め記憶している。ロングＧＩパイロットシンボル記憶部２６０は、記憶している当該信号を多重部３５０へ出力するが、その出力のタイミングは、制御部（図示せず）により制御される。
ノーマルＧＩシンボル生成部２００から出力された、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号と、ロングＧＩパイロットシンボル記憶部２６０から出力された、ロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルの時間領域の信号とは、第１の実施形態と同様、多重部３５０で多重され、無線送信部３６０を通じてアンテナ３７０より送信される。
【００６０】
以上より、第１の実施形態と同一の信号が送信されるので、第１の実施形態と同一の効果を得られ、かつ、パイロットシンボル生成部での処理が不要なので、第１の実施形態よりも回路規模および計算量が削減される。
なお、本実施形態では、ロングＧＩパイロットシンボルを含むロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルだけを記憶しているが、ロングＧＩパイロットシンボルとノーマルＧＩパイロットシンボルとを多重したＯＦＤＭシンボルを記憶しておいてもよい。この場合、送信を行う際には、第１のマッピング部３２０へは、パイロットシンボルは入力せず、変調部３１０からの出力のみを入力する。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
図９は、この発明の第３の実施形態による第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号（３００、３１０、３３０ａ、３４０、３６０、３７０）を付し、その説明を省略する。
図９は、ロングＧＩシンボル生成部２５０ではなく、ロングＧＩ用マッピングシンボル生成部２７０を具備する点と、多重部３５０を備えていない点とで図１と異なる。
【００６２】
図９の第１の通信装置１０２は、送信シンボル生成部１９２と、無線送信部３６０と、アンテナ３７０とを具備する。
送信シンボル生成部１９２は、ノーマルＧＩシンボル生成部２０１と、ロングＧＩ用マッピングシンボル生成部２７０とを具備する。
ロングＧＩ用マッピングシンボル生成部２７０は、位相回転部３８５を具備する。
【００６３】
ロングＧＩ用マッピングシンボル生成部２７０は、入力されたパイロットシンボルと、位相回転部３８５において位相回転されたパイロットシンボルとをマッピング部（周波数領域シンボル多重部）３２１に出力する。
【００６４】
マッピング部３２１は、第１の実施形態の、第１のマッピング部３２０と同様、変調部３１０から入力された情報データのシンボルおよびパイロットシンボルをマッピングする。加えて、マッピング部３２１は、ロングＧＩ用マッピングシンボル生成部２７０から入力された、パイロットシンボルと、位相回転されたシンボルとをマッピングする。この際、マッピング部３２１は、ロングＧＩパイロットシンボルがマッピングされる位置と同一サブキャリア上の１つ前のＯＦＤＭシンボルの位置に、位相回転されたシンボルをマッピングする。
以後は、第１の実施形態で説明したノーマルＧＩシンボル生成部と同様の処理を行うが、時間領域における多重処理を必要としないため、ノーマルＧＩ挿入部３４０の出力が直ちに無線送信部３６０に入力され、アンテナ３７０より送信される。
【００６５】
図１０は、ロングＧＩを付加されたシンボルを表す概念図である。同図において、Ｂ１０１は変調シンボルを表し、Ｂ１０２はロングＧＩを表している。また、図中のＡ、Ｂは、共にノーマルＧＩと同じ長さである。シンボルＢ１０１がマッピングされる位置と同一サブキャリア上の１つ前のＯＦＤＭシンボルの位置にマッピングされるべきシンボル、すなわち、位相回転部３８５が生成するシンボルは、Ｂ１０３の部分である。当該シンボルは（Ｂ、無地、Ａ）であり、シンボルＢ１０１（無地、Ａ、Ｂ）の巡回遅延となっているため、周波数領域では、位相回転と等価である。
【００６６】
従って、位相回転部３８５が行う位相回転量は、位相回転したシンボルがマッピングされるサブキャリアの番号をｋ、ＦＦＴポイント数をＮ、ノーマルＧＩ区間（ノーマルＧＩ区間の長さをＦＦＴポイントで表現したもの）をＧとすると、２πｋＧ／Ｎとなる。
また、Ｂ１０２の末尾の（Ｂ）は、ノーマルＧＩ挿入部３４０が、シンボルＢ１０１の末尾の（Ｂ）をコピーすることで生成され、Ｂ１０２の先頭の（Ａ）は、ノーマルＧＩ挿入部３４０がシンボルＢ１０３の末尾の（Ａ）をコピーすることで生成される。
【００６７】
以上より、第１の実施形態と同一の送信信号が送信されるので、第１の実施形態と同一の効果を得られる。また、ロングＧＩ用のマッピング部、ＩＦＦＴ部、ＧＩ挿入部をノーマルＧＩ用と別に用意する必要が無いので、第１の実施形態よりも計算量および回路規模が削減される。また、ノーマルＧＩシンボルのみが使われている既存の第１の通信装置に導入する場合、マッピング部を変更し、位相回転部を加えればよい。したがって、マッピング部、ＩＦＦＴ部と、ロングＧＩ挿入部と、多重部との追加が必要となる、第１の実施形態の第１の通信装置への変更よりも容易に行える。
【００６８】
なお、本実施形態では、ロングＧＩを付加したシンボルの長さは、ＯＦＤＭシンボル長の整数倍のときに最大の効果が得られる。
なお、以上の説明では、位相回転したパイロットシンボルを同一サブキャリア上の１つ前のＯＦＤＭシンボルのリソースエレメントにマッピングしているが、１つ後のＯＦＤＭシンボルのリソースエレメントでもよい。この場合の位相回転量は−２πｋＧ／Ｎとなり、位相回転を施したシンボルに、ロングＧＩが付加されたことと等価となる。すなわち、位相回転されたシンボルがロングＧＩパイロットシンボルになるので、受信側では、その位相回転を考慮した処理を行う。
なお、以上の説明では、ロングＧＩパイロットシンボルは、ノーマルＧＩの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、これに限るものではなく、ロングＧＩのパイロットシンボルは、ノーマルＧＩの情報データシンボルのＯＦＤＭシンボル長の整数倍であればよい。例えば、３倍のＯＦＤＭシンボル長や、４倍のＯＦＤＭシンボル長などでもよい。
なお、以上の説明では、位相回転を行っているが、パイロットシンボルと、位相回転を施したパイロットシンボルとを記憶部（第２のシンボル記憶部）に記憶しておいてもよい。これによって、位相回転を行う必要が無くなるので、回路規模および計算量が削減される。
【００６９】
＜第４の実施形態＞
図１１は、この発明の第４の実施形態による第１の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号（３００、３２０、３３０ａ、３３０ｂ、３４０、３４５、３５０、３６０、３７０）を付し、その説明を省略する。
図１１は、ノーマルＧＩシンボル生成部２０２中にある変調部３１１からの出力が、ロングＧＩシンボル生成部の２５１中にある第２のマッピング部３２６に入力されている点で図１と異なる。したがって、第２のマッピング部３２５には、ロングＧＩパイロットシンボルの他に変調部３１１の出力の一部である情報データシンボルも入力される。
【００７０】
図１１の第１の通信装置１０３は、送信シンボル生成部１９３と、無線送信部３６０と、アンテナ３７０とを具備する。
送信シンボル生成部１９３は、ノーマルＧＩシンボル生成部２０２と、ロングＧＩシンボル生成部２５１と、多重部３５０とを具備する。
【００７１】
ノーマルＧＩシンボル生成部２０２は、符号部３００と、変調部３１１と、第１のマッピング部３２０と、ＩＦＦＴ部３３０ａと、ノーマルＧＩ挿入部３４０とを具備する。
ロングＧＩシンボル生成部２５１は、第２のマッピング部３２６と、ＩＦＦＴ部３３０ｂと、ロングＧＩ挿入部３４５とを具備する。
【００７２】
変調部３１１は、符号部３００からの入力を変調し、変調されたシンボルを、ノーマルＧＩを設定する情報データシンボル（第１の変調シンボル）と、ロングＧＩを設定する情報データシンボル（第２の変調シンボル）とに分け、第１の変調シンボルを第１のマッピング部３２０に出力し、第２の変調シンボルを第２のマッピング部３２６に出力する。
【００７３】
図１２は、本実施形態における、多重部３５０が多重したシンボルの構成例を示す図である。
同図において、斜線によるハッチングで示した変調シンボルが、ノーマルＧＩパイロットおよびロングＧＩパイロットシンボルを示しており、斜線によるハッチングのない変調シンボルが情報データシンボルを示している。情報データシンボルにも、ロングＧＩを割当てたものと、ノーマルＧＩを割当てたものの２種類がある。ロングＧＩはノーマルＧＩよりも長いので、前述のとおり、ロングＧＩが設定されたデータシンボルは他サブキャリアにキャリア間干渉を与えにくく、同一時間帯を変調シンボル区間とするパイロットシンボル、特に隣接するサブキャリアのパイロットシンボルの受信品質が向上する。
【００７４】
なお、以上の説明では、パイロットシンボルおよびデータシンボルの一部のみに対してロングＧＩを設定しているが、例えば、伝搬路の状況が悪いときは一時的に全てのパイロットシンボルおよびデータシンボルにロングＧＩを設定してもよい。
なお、以上の説明では、データシンボルへのロングＧＩの設定は、第１の実施形態と同様に、時間領域での多重方法を用いているが、第３の実施形態と同様に周波数領域の位相回転を用いてもよい。
なお、図１２では、ロングＧＩパイロットシンボルの１つ上（周波数の大きい）のサブキャリアの情報データシンボルにロングＧＩを設定しているが、これに加えて１つ下のサブキャリアの情報データシンボルにも設定してもよい。また、図１２では１つ隣のサブキャリアの情報データシンボルにロングＧＩを設定しているが、さらに２つ隣や３つ隣に設定してもよい。ロングＧＩを設定するサブキャリアを増やせば、伝送効率は犠牲になるが、パイロットシンボルへのキャリア間干渉の影響を低減することができる。
【００７５】
なお、以上の説明では、情報データ信号を符号化および変調して得られる情報データシンボルにロングＧＩを設定しているが、制御信号を符号化および変調して得られる制御シンボルでもよい。制御信号は、受信側の第２の通信装置が正しく受信するために必要な信号であり、制御信号の受信に失敗すると、その後の一連の情報データ信号を受信できない恐れがある。制御信号にロングＧＩを付加すると、パイロットシンボルへの干渉を防げるほか、制御信号自身もシンボル間干渉が低減され、正しく受信されることが期待できる。
【００７６】
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含まれるが、これに限るものではない。
【００７７】
＜第５の実施形態＞
前記第１の実施形態から第４の実施形態までの第１の通信装置が送信する信号には、ロングＧＩパイロットシンボルと、ノーマルＧＩパイロットシンボルが混在する。ノーマルＧＩのガードインターバル区間（以下、「ノーマルＧＩ区間」という）を超える遅延波が到来する環境では、ロングＧＩパイロットシンボルは、ノーマルＧＩパイロットシンボルよりもシンボル間干渉等の影響を受けにくいので、ロングＧＩパイロットシンボルから得られる伝搬路推定値のほうが、ノーマルＧＩパイロットシンボルから得られる伝搬路推定値よりも、精度が高くなる。
本実施形態の第２の通信装置は、ノーマルＧＩ区間を超える遅延波が到来する環境において、第１の通信装置が、同一サブキャリア内の幾つかのＯＦＤＭシンボルの位置にパイロットシンボルを配置し、該パイロットシンボルの一部のみに対して、ロングＧＩを付加した場合に、精度の異なる伝搬路推定値を重み付け合成することで、伝搬路推定を高精度化するものである。
本実施形態の第２の通信装置に対して無線信号を送信する第１の通信装置としては、例えば、第１から第３の実施形態の第１の通信装置を用いることができる。
【００７８】
図１３は、この発明の第５の実施形態による第２の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
第２の通信装置５００は、アンテナ３７０と、無線受信部７１０と、ＦＦＴ区間抽出部６００と、ＦＦＴ部６１０と、データ／パイロット分離部（パイロット分離部）６２０と、伝搬路推定部７５０と、フィルタ部７６０と、デマッピング部７７０と、復調部７８０と、復号部７９０とを具備する。
ＦＦＴ区間抽出部６００は、第１のＦＦＴ区間抽出部７２０と、第２のＦＦＴ区間抽出部７２５とを具備する。
ＦＦＴ部６１０は、第１のＦＦＴ部７３０と、第２のＦＦＴ部７３５とを具備する。
データ／パイロット分離部６２０は、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４０と、ロングＧＩパイロット抽出部７４５とを具備する。
【００７９】
アンテナ３７０が受信した受信信号に対して、無線受信部７１０は、周波数変換やアナログ―デジタル変換などの処理を行う。無線受信部７１０が出力した信号は、ＦＦＴ区間抽出部６００に入力される。
ＦＦＴ区間抽出部６００では、第１のＦＦＴ区間抽出部７２０が、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を抽出し、第２のＦＦＴ区間抽出部７２５が、ロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を抽出する。
【００８０】
ここで、第１のＦＦＴ区間抽出部７２０が抽出する、ノーマルＧＩシンボルのＦＦＴ区間は、例えば図４の有効シンボル長の区間である区間Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４であり、ノーマルＧＩが付加された変調シンボルが配置されている区間、すなわち、ノーマルＧＩの直後の予め決められた長さの区間である。また、第２のＦＦＴ区間抽出部７２５が抽出する、ロングＧＩシンボルのＦＦＴ区間は、例えば図４の区間Ｌ３であり、ロングＧＩが付加された変調シンボル区間、すなわち、ロングＧＩの直後の予め定められた長さの区間である。
ＦＦＴ部６１０では、第１のＦＦＴ部７３０が、第１のＦＦＴ区間抽出部７２０が抽出したＦＦＴ区間に対してＦＦＴ処理を行い、時間領域から周波数領域の信号に変換する。同様に、第２のＦＦＴ部７３５は、第２のＦＦＴ区間抽出部７２５が抽出したＦＦＴ区間に対してＦＦＴ処理を行い、時間領域から周波数領域の信号に変換する。
データ／パイロット分離部６２０では、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４０が、送信を行った第１の通信装置によって行われたマッピングの情報を予め得ており、これを用いて、周波数領域の信号の中から情報データシンボルと、送信時にノーマルＧＩが付加されていた第１のパイロットシンボルを抽出し、情報データシンボルをフィルタ部７６０に、パイロットシンボルを伝搬路推定部７５０に出力する。同様に、ロングＧＩパイロット抽出部７４５は、第１の通信装置によって行われたマッピングの情報を予め得ており、これを用いて、周波数領域の信号の中からロングＧＩが付加されていた第２のパイロットシンボルを抽出し、伝搬路推定部７５０に出力する。
【００８１】
なお、図１３では、ＦＦＴ区間抽出部６００は、第１のＦＦＴ区間抽出部７２０と、第２のＦＦＴ区間抽出部７２５とを具備するが、これに限られるものではない。例えば、図４のようにノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間と、ロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間とにずれがない場合は、１個のＦＦＴ区間抽出部６００でノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を抽出すれば、抽出されたＦＦＴ区間中にロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間も含まれている。
この場合、ＦＦＴ部についても、１個のＦＦＴ部６１０が、ＦＦＴ区間抽出部６００が抽出したＦＦＴ区間に対してＦＦＴ処理を行う。
データ／パイロット分離部についても、１個のデータ／パイロット分離部６２０が処理を行う。データ／パイロット分離部６２０が、第１の通信装置によって行われたマッピングの情報を用いて、ＦＦＴ部６１０が生成した周波数領域の信号を、情報データシンボル（を表す信号）と、ノーマルＧＩが付加されていた第１のパイロットシンボル（を表す信号）と、ロングＧＩが付加されていた第２のパイロットシンボル（を表す信号）と、ロングガードインターバルの一部がＦＦＴ処理された信号とに分類し、情報データシンボルをフィルタ部７６０に出力し、第１のパイロットシンボルと第２のパイロットシンボルとは別々に伝搬路推定部７５０に出力し、ロングガードインターバルの一部がＦＦＴ処理された信号は捨てる（何もしない）ことで、図１３の場合と同一の出力が得られる。
【００８２】
伝搬路推定部７５０は、後述の方法により周波数応答推定値（伝搬路推定値）を求め、フィルタ部７６０へ出力する。
フィルタ部７６０は、伝搬路推定部７５０から入力された周波数応答推定値に従って、情報データシンボルの伝搬路補償をし、デマッピング部７７０に出力する。
デマッピング部７７０は、第１の通信装置によって行われたマッピングの情報を予め得ており、これを用いて、フィルタ部７６０が伝搬路補償した情報データシンボルを抽出し、元（送信時）の情報データシンボルと同じ順番に並べる。
【００８３】
図１４は、伝搬路推定部７５０の構成例を示す概略ブロック図である。
図１４において、伝搬路推定部７５０は、周波数応答推定部９００ａ、９００ｂと、重み付け合成部９１０と、周波数応答補間部９２０とを具備する。
【００８４】
図１５は、本実施形態の伝搬路推定部の処理を示すフローチャートである。
周波数応答推定部９００ａ、９００ｂは周波数応答推定を行う（ステップＳ１）。
具体的には、周波数応答推定部９００ａは、第１のパイロットシンボルの振幅及び位相の情報を、予め得ている。図１３のデータ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４０から第１のパイロットシンボルが入力されると、周波数応答推定部９００ａは、入力されたシンボルと、予め得ている振幅と位相の情報とを比較することにより、第１のパイロットシンボルがマッピングされているリソースエレメントにおける、フェージングなどによる振幅と位相の変動（周波数応答）を推定し、重み付け合成部９１０へ出力する。
同様に、周波数応答推定部９００ｂは、図１３のロングＧＩパイロット抽出部７４５から入力された第２のパイロットシンボルと、予め得ている第２のパイロットシンボルの振幅及び位相の情報とを比較することにより、第２のパイロットシンボルがマッピングされているリソースエレメントにおけるフェージングなどによる振幅と位相の変動（周波数応答）を推定し、重み付け合成部９１０へ出力する。
【００８５】
重み付け合成部９１０は、第１のパイロットシンボルから得られた周波数応答推定値（第１の周波数応答推定値）と、第２のパイロットシンボルから得られた周波数応答推定値（第２の周波数応答推定値）とを、後述のように、推定の精度に応じて重み付け合成し、周波数応答補間部９２０へ出力する（ステップＳ２ａ）。
【００８６】
周波数応答補間部９２０は、重み付け合成部９１０から重み付け合成された周波数応答推定値が入力されると、パイロットシンボルが配置されたリソースエレメント以外のリソースエレメントの周波数応答推定値（伝搬路推定値）を補間する（ステップＳ３ａ）。補間は、例えば線形補間を用いて行う。あるいは、ＦＦＴ補間、ＤＣＴ（離散コサイン変換；Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いた補間、遅延プロファイルに基づいた周波数領域フィルタリングやＭＭＳＥ（最小平均２乗誤差；Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）規範に基づいて推定した時間領域チャネルインパルス応答をＦＦＴにより周波数応答に変換する方法などを用いてもよい。
【００８７】
図１６は伝搬路推定部７５０が、パイロットシンボルが配置されていないリソースエレメントの周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
本実施形態では、ロングＧＩが付加されたパイロットシンボルと、ノーマルＧＩが付加されたパイロットシンボルとが同じサブキャリアに配置されている。また、本実施形態では、周波数応答の時間変動は緩やかであり、上述の、ロングＧＩが付加されたパイロットシンボルと、ノーマルＧＩが付加されたパイロットシンボルとの間での時間変動は十分小さいものと仮定して、周波数応答を推定する。
同図の、６ＯＦＤＭシンボル、８サブキャリアで構成されるフレームにおいて、２番目と６番目のサブキャリア、２番目と５番目のＯＦＤＭシンボルの位置にそれぞれ、ロングＧＩスキャッタードパイロットシンボル（Ｂ１６２２、Ｂ１６２６）、ノーマルＧＩスキャッタードパイロットシンボル（Ｂ１６５２、Ｂ１６５６）がマッピングされている。
【００８８】
同図のＨ１６０２は、ロングＧＩパイロットシンボルＢ１６２２を用いて周波数応答推定部９００ｂが推定した、２番目のサブキャリアにおける周波数応答推定値であり、Ｈ１６０６は、ロングＧＩパイロットシンボルＢ１６２６を用いて推定した、６番目のサブキャリアにおける周波数応答推定値である。
また、Ｈ１６１２は、ノーマルＧＩパイロットシンボルＢ１６５２を用いて周波数応答推定部９００ａが推定した、２番目のサブキャリアにおける周波数応答推定値であり、Ｈ１６１６は、ノーマルＧＩパイロットシンボルＢ１６５６を用いて推定した、６番目のサブキャリアにおける周波数応答推定値である。
【００８９】
ロングＧＩパイロットシンボルを用いた推定値Ｈ１６０２、Ｈ１６０６は、ノーマルＧＩパイロットシンボルを用いた推定値Ｈ１６１２、Ｈ１６１６よりも、ガードインターバル区間を超える遅延波の影響を受けにくいので、より精度が高いことが期待される。そこで、重み付け合成部９１０は、ロングＧＩパイロットシンボルを用いた推定値Ｈ１６０２にはより大きい重み係数を、推定値Ｈ１６０２と同じサブキャリアの推定値であり、ノーマルＧＩパイロットシンボルを用いた推定値Ｈ１６１２にはより小さい重み係数を掛けて合成し、周波数応答推定値Ｈ１６２２を得る。同様に、推定値Ｈ１６０６と推定値Ｈ１６１６より推定値Ｈ１６２６を得る。
【００９０】
得られた周波数応答推定値Ｈ１６２２、Ｈ１６２６は、周波数応答補間部９２０へ出力される。周波数応答補間部９２０は、重み付け合成部９１０からの入力を用いて、他のサブキャリアにおける周波数応答の推定値（Ｈ１６２１〜Ｈ１６２８）を、補間によって生成する。
周波数応答推定値Ｈ１６２１は、周波数の低い方から１番目のサブキャリアの周波数応答推定値であり、Ｈ１６２２は、２番目のサブキャリアのものであり、以下同様にしてＨ１６２８は、８番目のサブキャリアのものである。
【００９１】
次に、重み付け合成部９１０が用いる重み係数について説明する。
重み付け合成の対象のサブキャリアにおける、ロングＧＩパイロットシンボルを用いた周波数応答の推定値をＨＬ、ノーマルＧＩパイロットシンボルを用いた推定値をＨＮ、それぞれの重み係数をｗＬ、ｗＮとすると、重み付け合成部９１０が生成する、重み付け合成による周波数応答の推定値ＨＳは、ＨＳ＝ｗＬＨＬ＋ｗＮＨＮである。
【００９２】
重み係数ｗＬ、ｗＮとしては、例えば、所望の信号に対する干渉および雑音の強さの比に基づく値を用いる。例えば、所望の信号に対する干渉および雑音の強さの比として、パイロットシンボルに対するシンボル間干渉や、キャリア間干渉や、雑音の和（以下、これらをまとめて「干渉と雑音の和」という）の電力を用いて、ｗＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）、ｗＮ＝ＰＬ／（ＰＬ＋ＰＮ）とする。ここに、ＰＬは、ロングＧＩパイロットシンボル全出現についての干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均（集合平均；以下、全出現についてのアンサンブル平均を、単にアンサンブル平均という）、ＰＮは、ノーマルＧＩパイロットシンボルの干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均である。
【００９３】
以下では、上記の重み係数を用いることで、重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均を最小とすることができること、および、同電力が、ロングＧＩパイロットシンボルにおける干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均に対して、ＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）倍に減少することを説明する。
干渉と雑音の和の影響がない場合の周波数応答をＨとして、ｎＬ＝ＨＬ−Ｈ、ｎＮ＝ＨＮ−Ｈ、ｎＳ＝ＨＳ−Ｈとする。ｎＬ、ｎＮ、ｎＳは、いわば、干渉と雑音の和によって生じる周波数応答のずれである。ここでは、干渉も雑音として振舞うと仮定する。
Ｈ、ｎＬ、ｎＮを用いると、上記の式ＨＳ＝ｗＬＨＬ＋ｗＮＨＮは、ＨＳ＝ｗＬＨＬ＋ｗＮＨＮ＝ｗＬ（Ｈ＋ｎＬ）＋ｗＮ（Ｈ＋ｎＮ）＝（ｗＬ＋ｗＮ）Ｈ＋ｗＬｎＬ＋ｗＮｎＮと変形される。
ここで、Ｈの電力が増減しないよう、ｗＬ＋ｗＮ＝１を束縛条件とする。そうすると、ｎＳ＝ＨＳ−Ｈ＝ｗＬｎＬ＋ｗＮｎＮとなる。
【００９４】
また、Ｅ［］はアンサンブル平均、＊は複素共役を表すものとし、ＰＳを重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均とすると、ＰＬ＝Ｅ［ｎＬｎＬ＊］、ＰＮ＝Ｅ［ｎＮｎＮ＊］、ＰＳ＝Ｅ［ｎＳｎＳ＊］となる。
重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力は、ＰＳ＝Ｅ［ｎＳｎＳ＊］＝Ｅ［（ＨＳ−Ｈ）（ＨＳ−Ｈ）＊］＝Ｅ［（ｗＬＨＬ＋ｗＮＨＮ−Ｈ）（ｗＬＨＬ＋ｗＮＨＮ−Ｈ）＊］＝Ｅ［（ｗＬｎＬ＋ｗＮｎＮ）（ｗＬｎＬ＋ｗＮｎＮ）＊］＝Ｅ［ｗＬ２ｎＬｎＬ＊＋ｗＮ２ｎＮｎＮ＊＋ｗＬｗＮｎＬｎＮ＊＋ｗＬｗＮｎＬ＊ｎＮ］＝ｗＬ２Ｅ［ｎＬｎＬ＊］＋ｗＮ２Ｅ［ｎＮｎＮ＊］＋ｗＬｗＮＥ［ｎＬｎＮ＊］＋ｗＬｗＮＥ［ｎＬ＊ｎＮ］である。
【００９５】
ここで、ｎＬとｎＮは無相関であると仮定すると、Ｅ［ｎＬｎＮ＊］＝０、Ｅ［ｎＬ＊ｎＮ］＝０となり、ＰＳ＝ｗＬ２Ｅ［ｎＬｎＬ＊］＋ｗＮ２Ｅ［ｎＮｎＮ＊］＝ｗＬ２ＰＬ＋ｗＮ２ＰＮとなる。
そこで、束縛条件ｗＬ＋ｗＮ＝１の下で、ｗＬ２ＰＬ＋ｗＮ２ＰＮを最小にするｗＬおよびｗＮを、ラグランジュの未定乗数法を用いて求める。
λを変数として、ｗＬ、ｗＮ、λの関数ｆを、ｆ＝ｗＬ２ＰＬ＋ｗＮ２ＰＮ−λ（ｗＬ＋ｗＮ−１）とする。
ｆの偏微分で得られる以下の２式、∂ｆ／∂ｗＬ＝２ｗＬＰＬ−λ＝０、∂ｆ／∂ｗＮ＝２ｗＮＰＮ−λ＝０を解くと、ｗＬ＝λ／２ＰＬ、ｗＮ＝λ／２ＰＮとなる。これを束縛条件ｗＬ＋ｗＮ＝１に代入して、λ＝２ＰＬＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）を得る。これを、先の式ｗＬ＝λ／２ＰＬ、ｗＮ＝λ／２ＰＮに代入して、ｗＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）、ｗＮ＝ＰＬ／（ＰＬ＋ＰＮ）を得る。
以上より、ｗＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）、ｗＮ＝ＰＬ／（ＰＬ＋ＰＮ）は、ＰＳを極小にする唯一の解なので、このときＰＳは最小となる。
【００９６】
また、このｗＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）、ｗＮ＝ＰＬ／（ＰＬ＋ＰＮ）を、上式ＰＳ＝ｗＬ２ＰＬ＋ｗＮ２ＰＮに代入して、ＰＳ＝（ＰＮ２ＰＬ＋ＰＬ２ＰＮ）／（ＰＬ＋ＰＮ）２＝ＰＬＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）となる。
したがって、ロングＧＩパイロットシンボルの受信信号に含まれる干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均に対する、重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均の比は、ＰＳ／ＰＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）倍になり、推定精度が向上している。
【００９７】
次に、ＰＬとＰＮの推定値を求める方法の一例を説明する。この推定値は、例えば、重み付け合成部９１０に受信信号電力値が入力され、重み付け合成部９１０自らが求める。
ＡＤ変換の際に、周波数応答と、送信信号の平均電力とが１に正規化されているものとする。この場合、ロングＧＩパイロットシンボルの受信信号電力の、アンサンブル平均（集合平均）は、１＋ＰＬとなる。エルゴード性を仮定して、アンサンブル平均と相加平均（時間平均）が等しいとすると、全てのロングＧＩパイロットシンボルの受信信号電力の相加平均から１を減算して、ＰＬが得られる。この相加平均の近似値として、予め定められた時間内におけるロングＧＩパイロットシンボルの全出現について、受信信号電力の相加平均を計算し、得られた相加平均から１を減算したものを、ＰＬの推定値とする。ノーマルＧＩに関しても同様にして、ＰＮの推定値を求める。
【００９８】
フィルタ部７６０では、伝搬路推定部７５０で推定された伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、ＭＭＳＥ基準等を用いたフィルタ係数を算出し、情報データシンボルに対して、シンボルの振幅と位相の変動の補償（伝搬路補償）を行なう。デマッピング部７７０では、伝搬路補償が行われた情報データシンボルに対して、デマッピング処理を行う。復調部７８０では、伝搬路補償およびデマッピング後のシンボルに対して、復調処理を行うことによって情報信号に変換する。復号部７９０では、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）等を用いて、復号処理を行う。
【００９９】
以上のように、ノーマルＧＩ区間を超える遅延波が到来する環境においても、ロングＧＩを付加したパイロットシンボルおよびノーマルＧＩを付加したパイロットシンボルを用いた精度の高い伝搬路推定を行い、ノーマルＧＩを付加した情報データシンボルに対しても、その伝搬路推定結果を用いることで、精度よく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を用いることができる。また、ロングＧＩを付加したことにより、ロングＧＩパイロットシンボルから、同時に送信される情報データシンボルへのキャリア間干渉が抑圧され、復号特性が改善される。
【０１００】
なお、以上の説明では、ロングＧＩパイロットシンボルのうち、第２のＦＦＴ区間抽出部７２５が抽出した区間（図１０のＢ１０１）だけを用いて、その他のシンボルのノーマルＧＩパイロットシンボルと重み付け合成を行っているが、これに加えて、ロングＧＩの中から、１つ前のシンボルの変調シンボルに相当する部分（図１０のＢ１０３）を抽出して、ノーマルＧＩパイロットシンボルとして用いてもよい。この部分ではノーマルＧＩパイロットシンボルと同等の精度で伝搬路推定が行えるため、重み付け合成のサンプル数を増加させ、干渉および雑音の低減量を増加させることができる。
あるいは、この１つ前のシンボルの変調シンボルに相当する部分よりも、後ろにずらした区間を抽出してパイロットシンボルとしてもよい。この場合、このパイロットシンボルと、他のサブキャリア上のシンボルとの変調シンボル区間とが一致しないために、他のサブキャリアからのキャリア間干渉は増加するが、このパイロットシンボルのガードインターバルは、ノーマルＧＩより長いため、遅延波によるシンボル間干渉と電力低下の影響を抑圧することができる。この場合、キャリア間干渉の増加と、シンボル間干渉および電力低下の抑圧にはトレードオフの関係がある。
【０１０１】
なお、以上では、ロングＧＩパイロットシンボルとノーマルＧＩパイロットシンボルは同一のサブキャリア上にある場合について説明したが、異なるサブキャリアにある場合にも、周波数応答推定値を生成することができる。
図１７は、１つのフレームについて、各サブキャリアに高々１個のパイロットシンボルしかない場合の例を表す概念図である。同図の場合、重み付け合成ができないので、周波数応答補間には各パイロットシンボルから得られた周波数応答推定値をそのまま用いる。
【０１０２】
図１８は、サブキャリア間でノーマルＧＩパイロットシンボルの配置が時間的に異なる場合の例を表す概念図である。同図の場合においても、伝搬路の時間変動が無視できるときは、各パイロットシンボルから得られた周波数応答推定値を用いて周波数補間を行えばよい。
図１９は、サブキャリア間でロングＧＩパイロットシンボルの配置が時間的に異なる場合の例を表す概念図である。同図の場合においても、伝搬路の時間変動が無視できるときは、各パイロットシンボルから得られた周波数応答推定値を用いて周波数補間を行えばよい。
【０１０３】
なお、以上では、ロングＧＩパイロットシンボルとノーマルＧＩパイロットシンボルの２種類のパイロットシンボルを用いる場合について説明したが、３種類以上でもよい。例えば、２種類のロングＧＩパイロットシンボルとノーマルＧＩパイロットシンボルを用いる場合、２種類のロングＧＩパイロットシンボルとノーマルＧＩパイロットシンボルを用いた周波数応答の推定値をＨＬ１、ＨＬ２、ＨＮ、雑音電力をＰＬ１、ＰＬ２、ＰＮとすると、重み付け合成による推定値はＷＬ１ＨＬ１＋ＷＬ２ＨＬ２＋ＷＮＨＮとなる。ここに、ＷＬ１＝ＰＬ２ＰＮ／（ＰＬ２ＰＬ１＋ＰＬ２ＰＮ＋ＰＬ１ＰＮ）、ＷＬ２＝ＰＬ１ＰＮ／（ＰＬ２ＰＬ１＋ＰＬ２ＰＮ＋ＰＬ１ＰＮ）、ＷＮ＝ＰＬ２ＰＬ１／（ＰＬ２ＰＬ１＋ＰＬ２ＰＮ＋ＰＬ１ＰＮ）である。
【０１０４】
なお、伝搬路の時間変動が無視できない場合は、パイロットサブキャリアの周波数応答を推定する際に、時間方向の重み付けを行えばよい。特に、広帯域伝送や高速移動環境では、伝送路の時間変動の影響を受けやすい。
例えば、図２０の場合、時間変動を考慮する場合は、リソースエレメント毎に周波数応答を推定する。下から２番目のサブキャリアを例にすると、ロングＧＩパイロットシンボルを用いて、リソースエレメントＢ２０２２、Ｂ２０５２、Ｂ２０８２の周波数応答を推定することができる。他のリソースエレメントＢ２０１２、Ｂ２０３２、Ｂ２０４２、Ｂ２０６２、Ｂ２０７２、Ｂ２０９２の推定値は、得られた３つの推定値に対して重み付け合成をすることで、得ることができる。
Ｂ２０２２、Ｂ２０５２、Ｂ２０８２で得られた周波数応答の推定値をそれぞれ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、重み係数をｔ１、ｔ２、ｔ３とすると、重み付け合成によって得られる推定値は、ｔ１Ｈ１＋ｔ２Ｈ２＋ｔ３Ｈ３となる。重み係数としては、忘却係数λ（０≦λ≦１）を用いて、離れたパイロットシンボルから得られる周波数応答の推定値ほど忘却するような合成をすることが考えられる。例えば、ＯＦＤＭシンボルｊ個分離れたパイロットシンボルから得られる周波数応答の推定値に対しては、λＪを乗算する。リソースエレメントＢ２０３２を例にすると、Ｂ２０２２、Ｂ２０５２、Ｂ２０８２とは、それぞれＯＦＤＭシンボル１、２、５個分離れているため、重み係数は、ｔ１＝λ／（λ＋λ２＋λ５）、ｔ２＝λ２／（λ＋λ２＋λ５）、ｔ３＝λ５／（λ＋λ２＋λ５）となる。分母の係数は、電力を正規化するためのものである。他のシンボルにおいても同様に、離れたシンボルから得られる周波数応答の推定値ほど忘却するようにする。例えば、リソースエレメントＢ２０４２では、ｔ１＝λ２／（λ２＋λ＋λ４）、ｔ２＝λ／（λ２＋λ＋λ４）、ｔ３＝λ４／（λ２＋λ＋λ４）となる。他サブキャリアでも同様の処理を行う。
【０１０５】
なお、以上の説明では、パイロットシンボルの挿入されていないリソースエレメントにおける重み付け合成を示したが、挿入されているリソースエレメントに対しても重み付け合成をしてもよい。例えば、リソースエレメントＢ２０８２において、ｔ１＝λ６／（λ６＋λ３＋１）、ｔ２＝λ３／（λ６＋λ３＋１）、ｔ３＝１／（λ＋λ２＋λ５）として合成を行う。このようにすることで、干渉および雑音の影響を低減することができる。
なお、処理遅延を防ぐため、未来の情報は参照しなくてもよい。この場合、例えば、Ｂ２０２２においては、重み係数はｔ１＝１であり、周波数応答の推定値はｔ１Ｈ１＝Ｈ１となる。また、Ｂ２０３２においては、重み係数はｔ１＝λ／λ＝１であり、周波数応答の推定値はｔ１Ｈ１＝Ｈ１となる。また、Ｂ２０６２においては、重み係数はｔ１＝λ４／（λ４＋λ）、ｔ２＝λ／（λ４＋λ）であり、周波数応答の推定値はｔ１Ｈ１＋ｔ２Ｈ２＝λ４Ｈ１＋λＨ２／（λ４＋λ）＝λ３Ｈ１＋Ｈ２／（λ３＋１）となる。
なお、以上の説明では、３つの周波数応答を重み付けする例を示したが、これに限るものではなく、さらに多くてもよい。いずれの場合も、離れたシンボルから得られる周波数応答の推定値ほど忘却し、また、電力を正規化するような重み係数を用いる。
【０１０６】
また、図２０のようなフレームが連続して送信されている場合は、過去に対して長時間の重み付け合成が可能となる。特にダウンリンクの場合、基地局からパイロットシンボルを含むシンボルが絶えず送信されているため、端末が基地局からの同期を取った時点から重み付け合成を開始することができる。なお、受信した、パイロットシンボルの挿入されている過去の全ての周波数応答推定値を保持してもよいが、使用メモリ削減のため、次の方法を用いることができる。まず、２つのパラメータ、ｘとｙを用意する。ｘの初期値は１であり、ｙの初期値は初めて推定した周波数応答とする。すなわち、図２０のフレームが連続して送信されている場合、初めて受信したフレームのリソースエレメントＢ２０２２における周波数応答の推定値である。次に、１ＯＦＤＭシンボルずつこれらの値を更新していく。次のリソースエレメントが、パイロットシンボルの挿入されていないリソースエレメントだった場合、ｘをλｘ、ｙをλｙに更新する。このリソースエレメントにおける周波数応答の推定値は、ｙ／ｘとなる。次のシンボルが、パイロットシンボルの挿入されているシンボルだった場合、まずパイロットシンボルを用いて周波数応答の推定値Ｈ’を計算し、ｘをλｘ＋１、ｙをλｙ＋Ｈ’に更新する。このリソースエレメントにおける最終的な周波数応答の推定値はｙ／ｘとする。以後、この処理を繰り返す。例えば、リソースエレメントＢ２０６２における周波数応答の推定値を求める場合について説明する。Ｂ２０５２における周波数応答の推定値を求めた時点では、ｘ＝λ３＋１、ｙ＝λ３Ｈ１＋Ｈ２となっている。Ｂ２０６２にはリソースエレメントは挿入されていないので、ｘの値をλｘ＝λ４＋λに更新し、ｙの値をλｙ＝λ４Ｈ１＋λＨ２に更新する。これら更新後の値を用いて、周波数応答の推定値ｙ／ｘ＝（λ４Ｈ１＋λＨ２）／（λ４＋λ）＝（λ３Ｈ１＋Ｈ２）／（λ３＋１）を得る。
この方法によれば、上記で説明した、未来の情報を参照しない重み付け合成の場合と同じ周波数応答の推定値を得るために、ｘとｙを保存しておけばよいので、メモリおよび計算量を削減することができる。
【０１０７】
なお、以上の説明では、ロングＧＩパイロットシンボルとノーマルＧＩパイロットシンボルが異なるサブキャリアにマッピングされている例を示したが、同一のサブキャリアに存在してもよい。その場合は、まず、ロングＧＩパイロットシンボル、ノーマルＧＩパイロットシンボルそれぞれによって周波数応答を推定し、次に時間方向と干渉および雑音電力に基づいた重み付け合成を行えばよい。例えば、図１６の下から６番目のサブキャリアでは、Ｂ１６２６の位置にロングＧＩパイロットシンボル、Ｂ１６５６の位置にノーマルＧＩパイロットシンボルが挿入されている。そこで、まず、Ｂ１６２６のロングＧＩパイロットシンボルの周波数応答推定値ＨＬ、および、Ｂ１６５６のノーマルＧＩパイロットシンボルの周波数応答推定値ＨＮを求める。次に、重み係数として、例えば、ｗＬ＝ｔＬＰＮ／（ｔＮＰＬ＋ｔＬＰＮ）、ｗＮ＝ｔＮＰＬ／（ｔＮＰＬ＋ｔＬＰＮ）を用いて、重み付け合成された周波数応答推定値ＨＳ＝ｗＬＨＬ＋ｗＮＨＮを得る。ここに、ＰＬは、ロングＧＩパイロットシンボルにおける干渉および雑音の和の電力のアンサンブル平均、ＰＮは、ノーマルＧＩパイロットシンボルにおける干渉および雑音の和の電力のアンサンブル平均、ｔＬ、ｔＮは、忘却係数であり、０＜λ≦１として、例えば、Ｂ１６２６における合成では、ｔＬ＝１／（１＋λ３）、ｔＮ＝λ３／（１＋λ３）である。
【０１０８】
なお、時間変動を考慮しない場合は、λ＝１となる。
なお、上記説明では忘却係数を用いた重み付け合成の例を示したが、重み付け合成の方法はこれに限るものではない。例えば、伝搬路の時間変動の時間相関を測定して時間方向の重み成分を求め、それに基づいた重み係数を用いてもよい。
なお、以下の実施形態でも時間変動を考慮する場合は、時間方向の処理をする際に上記説明の手法を用いる。
【０１０９】
次に、本実施形態における第２の通信装置５００の変形例である第２の通信装置５０１について説明する。
第４の実施形態の第１の通信装置１０３では、送信信号にロングＧＩが設定された情報データシンボルの信号が含まれている。この場合、ロングＧＩパイロット抽出部７４５において、パイロットシンボルだけでなく、情報データシンボルも抽出されることになる。そこで、第１の通信装置１０３が送信する信号を受信する第２の通信装置５０１では、上記情報データシンボルをフィルタ部７６０に入力する。
図２１は、本変形例における第２の通信装置の構成例を表す概略ブロック図である。
同図の第２の通信装置５０１は、データ／ロングＧＩパイロット分離部７４６からフィルタ部７６１へ情報データシンボルが送信される点で図１３の第２の通信装置５００と異なる。他の部分は図１３と同一であり、図１３と同一の番号（３７０、６００、７１０、７２０、７２５、７３０ａ、７３０ｂ、７４０、７５０、７７０、７８０、７９０）を付して説明を省略する。
【０１１０】
データ／ロングＧＩパイロット分離部７４６は、図１３のロングＧＩパイロット抽出部７４５と同じく、ロングＧＩが設定されたシンボルを抽出する。そして、ロングＧＩパイロット抽出部７４５と同様、予め得ているマッピングの情報に従って、伝搬路推定部７５０にパイロットシンボルを出力する。加えて、ロングＧＩパイロット抽出部７４５と異なり、上記マッピング情報に従って、フィルタ部７６１に情報データシンボルを出力する。
フィルタ部７６１は、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４０から入力される情報データシンボルに加えて、データ／ロングＧＩパイロット分離部７４６から入力される情報データシンボルに対しても、伝搬路推定部７５０から入力された周波数応答推定値に従って、情報データシンボルの伝送路補償をし、デマッピング部７７０に出力する。
以下、復調部７８０、復号部７９０により、第１の通信装置１０３の送信信号に含まれる、ロングＧＩが設定された情報データシンボルも、情報データ信号に復号される。
以上のように、ロングＧＩが設定されたシンボルも抽出して復号するので、送信信号に含まれる、ロングＧＩが設定された情報データシンボルの信号からも、情報データ信号を得られる。
【０１１１】
＜第６の実施形態＞
図２２は、第６の実施形態における、伝搬路推定部の構成例を示す概略ブロック図である。本実施形態の第２の通信装置５００ａは、第５の実施形態の第２の通信装置５００（図１３）のうち、伝搬路推定部７５０（図１４）を、伝搬路推定部７５１に変えたものである。
図２２において、図１４の各部に対応する部分には同一の符号（９００ａ、９００ｂ、９１０）を付し、その説明を省略する。
図２２は、重み付け合成部９１０の前に、２個の周波数応答補間部９２０ａ、９２０ｂがある点で図１４と異なる。
伝搬路推定部７５１は、周波数応答推定部９００ａ、９００ｂと、周波数応答補間部９２０ａ、９２０ｂと、重み付け合成部９１０とを具備する。
【０１１２】
図２３は、本実施形態の伝搬路推定部の処理を示すフローチャートである。
同図において、周波数応答推定を行うＳ１は図１５のＳ１と同様だが、周波数応答補間Ｓ３ｂと、重み付け合成Ｓ２ｂの順序が図１５のＳ２ａ、Ｓ３ａと逆になっている。
【０１１３】
第５の実施形態と同様、周波数応答推定部９００ａは、ノーマルＧＩパイロットシンボルの入力を受けて、第１の周波数応答推定値を周波数応答補間部９２０ａへ出力し、周波数応答推定部９００ｂは、ロングＧＩパイロットシンボルの入力を受けて、第２の周波数応答推定値を周波数応答補間部９２０ｂへ出力する（ステップＳ１）。
周波数応答補間部９２０ａは、周波数応答推定部９００ａからの入力を用いて、スキャッタードパイロットシンボルが配置されたリソースエレメント以外のリソースエレメントの周波数応答推定値を補間する。周波数応答補間部９２０ｂは、周波数応答推定部９００ｂからの入力を用いて、スキャッタードパイロットシンボルが配置されたリソースエレメント以外のリソースエレメントの周波数応答推定値を補間する（ステップＳ３ｂ）。
重み付け合成部９１０は、周波数応答補間部９２０ａから入力される各リソースエレメントの周波数応答推定値と、周波数応答補間部９２０ｂから入力される各リソースエレメントの周波数応答補間部９２０ｂとを、第５の実施形態と同様に、推定の精度に応じて同じリソースエレメントの推定値同士を重み付け合成し、伝搬路推定値を得る（ステップＳ２ｂ）。
【０１１４】
図２４は、伝搬路推定部７５１が周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
同図の、２ＯＦＤＭシンボル、８サブキャリアで構成されるフレームにおいて、２番目と６番目のサブキャリア、２番目のＯＦＤＭシンボルの位置にロングＧＩパイロットシンボル、４番目と８番目のサブキャリア、２番目のＯＦＤＭシンボルの位置にノーマルＧＩパイロットシンボルがマッピングされている。
【０１１５】
まず、周波数応答推定部９００ａ、９００ｂが、それぞれ、ノーマルＧＩ、ロングＧＩパイロットシンボルのサブキャリアにおける周波数応答を推定する。このとき得られる推定値は、ロングＧＩパイロットシンボルを用いたものの精度が高く、ノーマルＧＩパイロットシンボルを用いたものの精度が低い。図２４では、Ｈ２４０２、Ｈ２４０６がロングＧＩパイロットシンボルを用いた周波数応答推定値、Ｈ２４１４、Ｈ２４１８がノーマルＧＩパイロットシンボルを用いた周波数応答推定値を表す。
周波数応答補間部９２０ｂが、周波数応答推定値Ｈ２４０２、Ｈ２４０６に対して補間を行い、周波数応答補間部９２０ａが、周波数応答推定値Ｈ２４１４、Ｈ２４１８に対して補間を行うことで、スキャッタードパイロットシンボルが配置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関しても、精度の高い周波数応答推定値（Ｈ２４０１〜Ｈ２４０８）および精度の低い周波数応答推定値（Ｈ２４１１〜Ｈ２４１８）が得られる。第５の実施形態と同様、両者を重み付け合成することにより、干渉および雑音の影響を低減し、より精度の高い周波数応答推定値（Ｈ２４２１〜Ｈ２４２８）が各サブキャリアについて得られる。
【０１１６】
本実施形態では、重み付けの前に周波数応答補間を行うため、ノーマルＧＩパイロットシンボルとロングＧＩパイロットシンボルが異なるサブキャリアにのみ存在する場合に効果がある。例えば、図１６のようなパイロット構成の場合は、第５の実施形態と差が出ない。
一方、図２０のようなパイロット構成の場合、ノーマルＧＩパイロットシンボルとロングＧＩパイロットシンボルが異なるサブキャリアに存在しているため、第５の実施形態では、周波数応答推定値の精度が高いサブキャリアと、低いサブキャリアに分かれることになる。このような状態で周波数応答補間をすると、精度の低いパイロットサブキャリア周辺の周波数応答推定値の精度が低下し、精度の高いパイロットサブキャリア周辺の周波数応答推定値の精度が向上することになり、精度にばらつきが生じてしまう。これに対して、本実施形態では、周波数応答補間を先に行うことで、周波数全域に渡って精度の高い周波数応答推定値と、低いものとをまず推定し、その後で重み付け合成を行うため、精度のばらつきが生じない。
【０１１７】
＜第７の実施形態＞
第５、第６の実施形態では、周波数応答の推定値に対して重み付け合成を行ったのに対し、本実施形態では、ロングＧＩパイロットシンボル、ノーマルＧＩパイロットシンボルから得られた周波数応答の推定値からチャネルインパルス応答を推定し、各パスの複素振幅毎に処理を行う。パスの遅延時間がノーマルＧＩの長さを超えない場合は、ノーマルＧＩパイロットシンボルから得られた複素振幅であっても、パスの電力低下が起こらないため、パスの遅延時間がノーマルＧＩの長さを超える場合と、超えない場合とで、異なる重み係数を用いて重み付け合成を行うことで、さらなる推定精度の向上が期待できる。なお、以下では、遅延時間がノーマルＧＩの長さを超えるパスおよび対応する複素振幅をそれぞれ「ノーマルＧＩ超えのパス」および「ノーマルＧＩ超え複素振幅」、超えないパスおよび対応する複素振幅をそれぞれ「ノーマルＧＩ以内のパス」および「ノーマルＧＩ以内複素振幅」と呼ぶ。
【０１１８】
図２５は、第７の実施形態における、伝搬路推定部の構成例を示す概略ブロック図である。本実施形態の第２の通信装置５００ｂは、第５の実施形態の通信装置５００のうち、伝搬路推定部７５０を、伝搬路推定部７５３に変えたものである。
図２５において、伝搬路推定部７５３は、周波数応答推定部９００ａ、９００ｂと、チャネルインパルス応答推定部９３０ａ、９３０ｂと、ノーマルＧＩ超え複素振幅抽出部９４０ａ、９５０ａと、ノーマルＧＩ以内複素振幅抽出部９４０ｂ、９５０ｂと、重み付け合成部９６０ａ、９６０ｂと、チャネルインパルス応答再形成部９７０と、ＦＦＴ部９８０とを具備する。
【０１１９】
図２６は、本実施形態の伝搬路推定の処理を示すフローチャートである。
ノーマルＧＩパイロットサブキャリアの受信信号が入力されると、周波数応答推定部９００ａは、ノーマルＧＩパイロットシンボルがマッピングされているリソースエレメントにおける周波数応答を推定する。具体的には、送信信号の位相および振幅を周波数応答推定部９００ａが予め知っており、周波数応答推定値として、この送信信号の位相および振幅と、受信信号の位相および振幅との比を求める。
ロングＧＩパイロットサブキャリアの受信信号が入力されると、周波数応答推定部９００ｂは、ロングＧＩパイロットシンボルがマッピングされているリソースエレメントにおける周波数応答を推定する（ステップＳ１）。
【０１２０】
周波数応答推定部９００ａから周波数応答推定値が入力されると、チャネルインパルス応答推定部９３０ａは、ノーマルＧＩパイロットシンボルを用いた周波数応答推定値から生成されるチャネルインパルス応答推定値（第１のチャネルインパルス応答推定値）を生成する。
周波数応答推定部９００ｂから周波数応答推定値が入力されると、チャネルインパルス応答推定部９３０ｂは、ロングＧＩパイロットシンボルを用いた周波数応答推定値から生成されるチャネルインパルス応答推定値（第２のチャネルインパルス応答推定値）を生成する。チャネルインパルス応答推定部９３０ａが生成する、第１のチャネルインパルス応答値（ノーマルＧＩパイロットシンボルから生成されるチャネルインパルス応答値）が入力されると、ノーマルＧＩ以内複素振幅抽出部９５０ａは、入力された第１のチャネルインパルス応答から、ノーマルＧＩ以内複素振幅を抽出する。同様に、ノーマルＧＩ以内複素振幅抽出部９５０ｂは、第２のチャネルインパルス応答からノーマルＧＩ以内複素振幅を抽出する。また、ノーマルＧＩ超え複素振幅抽出部９４０ａは、第１のチャネルインパルス応答から、ノーマルＧＩ超え複素振幅を抽出する。ノーマルＧＩ超え複素振幅９４０ｂは、第２にチャネルインパルス応答から、ノーマルＧＩ超え複素振幅を抽出する（ステップＳ１１）。
ここに、チャネルインパルス応答は、サンプリングポイント（パス）毎の応答（成分、複素振幅）で表される時間領域における伝搬路特性であり、ＭＭＳＥ規範による方法など、既知の方法によって周波数応答から推定される。
【０１２１】
ノーマルＧＩ以内複素振幅抽出部９５０ａ、９５０ｂが抽出したノーマルＧＩ以内複素振幅が入力されると、重み付け合成部９６０ｂは、これらの複素振幅のうち、遅延時間が同じパスのものを重み付け合成する（ステップＳ１２ａ）。
ノーマルＧＩ超え複素振幅抽出部９４０ａ、９４０ｂが抽出したノーマルＧＩ超え複素振幅が入力されると、重み付け合成部９６０ａは、これらの複素振幅のうち、遅延時間が同じパスのものを重み付け合成する（ステップＳ１２ｂ）。
チャネルインパルス応答再形成部９７０は、重み付け合成部９６０ａ、９６０ｂで、別々に処理されたノーマルＧＩ区間を超える成分と超えない成分を元のチャネルインパルス応答の形に直す（ステップＳ１３）。
ＦＦＴ部９８０は、得られたチャネルインパルス応答の推定値にＦＦＴを施すことで、周波数応答に変換する（ステップＳ１４）。
【０１２２】
図２７は、伝搬路推定部７５３が周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
同図の、２ＯＦＤＭシンボル、８サブキャリアで構成されるフレームにおいて、リソースエレメントＢ２７２２、Ｂ２７２６の位置にロングＧＩパイロットシンボル、４番目と８番目のサブキャリア、Ｂ２７２４、Ｂ２７２８の位置にノーマルＧＩパイロットシンボルがマッピングされている。
【０１２３】
まず、周波数応答推定部９００ａ、９００ｂが、それぞれノーマルＧＩ、ロングＧＩパイロットシンボルのサブキャリアにおける周波数応答を推定し、チャネルインパルス応答推定部９３０ａ、９３０ｂが、それぞれチャネルインパルス応答を推定する。
図の中央に示す（３）と（４）は、チャネルインパルス応答推定部９３０ａが生成する、第１のチャネルインパルス応答推定値、（１）と（２）は、チャネルインパルス応答推定部９３０ｂが生成する、第２のチャネルインパルス応答推定値である。
前のシンボルがガードインターバルを超えてＦＦＴ区間に入り込むと、第１のチャネルインパルス応答の、遅延時間がノーマルＧＩを超える複素振幅（４）は電力が低下し、干渉や雑音の影響を受けやすい点で、第２のチャネルインパルス応答の、遅延時間がノーマルＧＩを超えない複素振幅（２）よりも、伝搬路推定値としての精度が低い。そこで、重み付け合成部９６０ａは、この事実を考慮した重み付け合成を行う。
【０１２４】
あるパスにおける、第１のチャネルインパルス応答推定値の複素振幅をｈＮ、第２のチャネルインパルス応答推定値の複素振幅をｈＬとする。また、ｈＮにおける遅延時間のうち、ノーマルＧＩ区間を超えた分（をサンプリングポイントで表したもの）をｄ、ＦＦＴポイント数をＮｆとする。重み係数ａＬ、ａＮを用いて、これらを重み付け合成した複素振幅の推定値を、ａＬｈＬ＋ａＮｈＮによって生成する。
ｈＮの元となるノーマルＧＩパイロットシンボルの遅延波のうち、ノーマルＧＩ区間を超えたｄポイント分は、前のシンボルを表す信号であって、所望のパイロットシンボルの信号は含まれない。このため、所望のパイロットシンボルを表す電力は、ＧＩ区間が十分に長く、前のシンボルがＧＩ区間を超えない場合に比して、［（Ｎｆ−ｄ）／Ｎｆ］２倍に減少している。ここで、ｈＬとｈＮに加わっている干渉および雑音の電力の和のアンサンブル平均をそれぞれＰＬ、ＰＮとすると、ａＬ、ａＮは、ａＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）、ａＮ＝ｂＰＬ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）のとき、干渉および雑音の和の電力のアンサンブル平均が最小となる。ここに、ｂ＝（Ｎｆ−ｄ）／Ｎｆである。
一方、第１のチャネルインパルス応答の、遅延時間がノーマルＧＩを超えない複素振幅（３）は、電力の低下が起こらないため、重み付け合成部９６０ｂは、干渉および雑音の和の電力のみに基づいた、ａＬ＝ＰＮ／（ＰＮ＋ＰＬ）、ａＮ＝ＰＬ／（ＰＬ＋ＰＮ）を用いて重み付け合成を行う。
【０１２５】
以下では、重み付け係数の算出方法を、ａＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）、ａＮ＝ｂＰＬ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）とすることで、合成後のチャネルインパルス応答に含まれる、干渉および雑音の和の電力を最小とすることができることを説明する。
干渉と雑音の和の影響がない場合の複素振幅をｈ、重み付け合成後の複素振幅をｈＳとして、ｎＬ＝ｈＬ−ｈ、ｎＮ＝ｈＮ−ｂｈ、ｎＳ＝ｈＳ−ｈとする。ｎＬ、ｎＮ、ｎＳは、いわば、干渉と雑音の和によって生じる複素振幅のずれである。ここでは、干渉も雑音として振舞うと仮定する。
ｈ、ｎＬ、ｎＮを用いると、重み付け合成後の複素振幅ｈＳ＝ａＬｈＬ＋ａＮｈＮは、ｈＳ＝ａＬｈＬ＋ａＮｈＮ＝ａＬ（ｈ＋ｎＬ）＋ａＮ（ｈ＋ｂｎＮ）＝（ａＬ＋ｂａＮ）ｈ＋ａＬｎＬ＋ａＮｎＮと変形される。
ここで、ｈの電力が増減しないよう、ａＬ＋ｂａＮ＝１を束縛条件とする。そうすると、ｎＳ＝ｈＳ−ｈ＝ａＬｎＬ＋ａＮｎＮとなる。
【０１２６】
また、Ｅ［］はアンサンブル平均（集合平均）、＊は複素共役を表すものとし、ＰＳを重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力とすると、ＰＬ＝Ｅ［ｎＬｎＬ＊］、ＰＮ＝Ｅ［ｎＮｎＮ＊］、ＰＳ＝Ｅ［ｎＳｎＳ＊］となる。
重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力は、ＰＳ＝Ｅ［ｎＳｎＳ＊］＝Ｅ［（ｈＳ−ｈ）（ｈＳ−ｈ）＊］＝Ｅ［（ａＬｈＬ＋ａＮｈＮ−ｈ）（ａＬｈＬ＋ａＮｈＮ−ｈ）＊］＝Ｅ［（ａＬｈＬ＋ａＮｈＮ−ａＬｈ−ｂａＮｈ）（ａＬｈＬ＋ａＮｈＮ−ａＬｈ−ｂａＮｈ）＊］＝Ｅ［（ａＬｎＬ＋ａＮｎＮ）（ａＬｎＬ＋ａＮｎＮ）＊］＝Ｅ［ａＬ２ｎＬｎＬ＊＋ａＮ２ｎＮｎＮ＊＋ａＬａＮｎＬｎＮ＊＋ａＬａＮｎＬ＊ｎＮ］＝ａＬ２Ｅ［ｎＬｎＬ＊］＋ａＮ２Ｅ［ｎＮｎＮ＊］＋ａＬａＮＥ［ｎＬｎＮ＊］＋ａＬａＮＥ［ｎＬ＊ｎＮ］である。
【０１２７】
ここで、ｎＬとｎＮは無相関であると仮定すると、Ｅ［ｎＬｎＮ＊］＝０、Ｅ［ｎＬ＊ｎＮ］＝０となり、ＰＳ＝ａＬ２Ｅ［ｎＬｎＬ＊］＋ａＮ２Ｅ［ｎＮｎＮ＊］＝ａＬ２ＰＬ＋ａＮ２ＰＮとなる。
そこで、束縛条件ａＬ＋ｂａＮ＝１の下で、ａＬ２ＰＬ＋ａＮ２ＰＮを最小にするａＬおよびａＮを、ラグランジュの未定乗数法を用いて求める。
λを変数として、ａＬ、ａＮ、λの関数ｆを、ｆ＝ａＬ２ＰＬ＋ａＮ２ＰＮ−λ（ａＬ＋ｂａＮ−１）とする。
ｆの偏微分で得られる以下の２式、∂ｆ／∂ａＬ＝２ａＬＰＬ−λ＝０、∂ｆ／∂ａＮ＝２ａＮＰＮ−ｂλ＝０を解くと、ａＬ＝λ／２ＰＬ、ａＮ＝ｂλ／２ＰＮとなる。これを束縛条件ａＬ＋ｂａＮ＝１に代入して、λ＝２ＰＬＰＮ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）を得る。これを、先の式ａＬ＝λ／２ＰＬ、ａＮ＝ｂλ／２ＰＮに代入して、ａＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）、ａＮ＝ｂＰＬ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）を得る。
以上より、ａＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）、ａＮ＝ｂＰＬ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）は、ＰＳを最小にする唯一の解なので、このときＰＳは最小となる。
【０１２８】
なお、ここで用いたＰＬ、ＰＮは、周波数領域の干渉および雑音が、チャネルインパルス応答への変換処理をしても統計的性質が変わらないとすると、第５の実施形態と同様の方法で算出することができる。
なお、ｈＬとｈＮに加わっている干渉および雑音の電力が同等であると仮定し、ＰＬ＝ＰＮとしてもよい。この場合、重み付け合成部９６０ａでの重みはａＬ＝１／（ｂ２＋１）、ａＮ＝ｂ／（ｂ２＋１）となる。また、重み付け合成部９６０ｂでの重みはａＬ＝１／２、ａＮ＝１／２となり、これは加算平均となる。この方法では、干渉および雑音の電力推定が不必要であるため、計算量を削減できる。
【０１２９】
なお、遅延時間がノーマルＧＩを超えない複素振幅の重み付け合成で用いる重み係数の算出方法が、遅延時間がノーマルＧＩを超える複素振幅の重み付け合成で用いる重み係数の算出方法と同じ場合は、同一の重み付け合成部で両者の重み付け合成を行ってもよい。例えば、重み係数として、上記のａＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）、ａＮ＝ｂＰＬ／（ＰＬ＋ｂ２ＰＮ）を用いる。そうすると、遅延時間がノーマルＧＩを超える複素振幅について、上記の重み付け合成部９６０ａで行ったのと同じ重み付け合成を行うことができる。また、ノーマルＧＩ以内の複素振幅については、ｄ＝０なのでｂ＝１であり、ａＬ＝ＰＮ／（ＰＬ＋ＰＮ）、ａＮ＝ＰＬ／（ＰＬ＋ＰＮ）  となり、上記の重み付け合成部９６０ｂで行ったのと同じ重み付け合成を行うことができる。
この場合、ノーマルＧＩ以内の複素振幅についても、パス毎に重み係数を求める必要がある点で、計算量が増えるものの、重み付け合成部を複数具備する必要が無いことに加え、ノーマルＧＩ超え複素振幅とノーマルＧＩ以内複素振幅との分離が不要なので、ノーマルＧＩ超え複素振幅抽出部とノーマルＧＩ以内複素振幅抽出部とを具備する必要が無く、回路規模を削減できる。
【０１３０】
＜第８の実施形態＞
図２８は第８の実施形態に係る第１の通信装置の構成例を示す概略ブロック図である。
同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号（２００、３００、３１０、３２０、３３０ａ、３４０、３５０、３６０、３７０、２５０、３２５、３３０ｂ、３４５）を付し、その説明を省略する。
図２８は、第１の通信装置１０４が、低電力割当て部４００と、高電力割当て部４０５を具備する点で、図１と異なる。低電力割当て部４００と、高電力割当て部４０５とは、各々、ノーマルＧＩパイロットシンボルと、ロングＧＩパイロットシンボルに割り当てる信号電力を決定し、これらのシンボルの振幅を変更する。
本実施形態の第１の通信装置に対応する第２の通信装置としては、例えば、第５〜８の実施形態の第２の通信装置５００、５００ａ、５００ｂを用いることができる。
【０１３１】
図２８において、ノーマルＧＩパイロットシンボルに低電力を割当てるのは、高くなったロングＧＩパイロットシンボルの電力との和を一定に保つためである。
高電力が割当てられることで、ロングＧＩパイロットシンボルのＳＩＮＲが増加するため、伝搬路推定の精度を高めることができる。一方、ノーマルＧＩパイロットシンボルは、高電力を割り当てても、シンボル間干渉およびキャリア間干渉の影響が大きいため、推定精度の向上は小さい。
【０１３２】
増幅した電力の値は、システムの制御情報として受信側の第２の通信装置に通知する。第５〜８の実施形態における第２の通信装置５００、５００ａ、５００ｂでは、重み付け合成部９１０、９６０ａ、９６０ｂによる重み付け合成は、通知された電力の値に基づいて行えばよいため、重み係数生成の負荷を低減することができる。具体的には、ロングＧＩパイロットシンボル、ノーマルＧＩパイロットシンボルそれぞれに割当てた電力をＰ１、Ｐ２とすると、ｗＬ＝Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）、ｗＮ＝Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）とする。また、割当てる電力は２つに限る必要はなく、３種類以上でもよい。例えば、ロングＧＩパイロットシンボルの一部にＰ１、残りにＰ２、ノーマルＧＩパイロットシンボルにＰ３を割当てた場合、ＷＬ１＝Ｐ２Ｐ３／（Ｐ１Ｐ２＋Ｐ２Ｐ３＋Ｐ１Ｐ３）、ＷＬ２＝Ｐ１Ｐ３／（Ｐ１Ｐ２＋Ｐ２Ｐ３＋Ｐ１Ｐ３）、ＷＮ＝Ｐ１Ｐ２／（Ｐ１Ｐ２＋Ｐ２Ｐ３＋Ｐ１Ｐ３）となる。ここに、ＷＬ１とＷＬ２はそれぞれ、Ｐ１、Ｐ２を割り振ったロングＧＩパイロットシンボルを用いて推定した周波数応答に掛ける重み係数である。
【０１３３】
このようにロングＧＩパイロットシンボルに、ノーマルＧＩパイロットシンボルよりも高い信号電力を割り当てるので、伝搬路推定の精度を高めることができる。また、割り当てた電力の値が受信側の第２の通信装置に通知されるので、第２の通信装置が通知された値を重み付けに用いることで、重み係数計算の回路規模および計算量を削減できる。
【０１３４】
なお、本実施形態では、ノーマルＧＩパイロットシンボルとロングＧＩパイロットシンボルがある場合を説明したが、本発明はこれに限らず、ロングＧＩパイロットシンボルのみがある場合に、信号電力に差を与えてもよい。
なお、本実施形態では、ロングＧＩパイロットシンボルとノーマルＧＩパイロットシンボルの２種類のパイロットシンボルに割当てる電力に関して説明したが、ロングＧＩパイロットシンボルが複数ある場合でもよい。その場合に割当てる電力も、上記説明と同様複数あってよい。
なお、本実施形態では、ロングＧＩパイロットシンボルとノーマルＧＩパイロットシンボルの２種類のパイロットシンボルに割当てる電力に関して説明したが、ノーマルＧＩパイロットシンボルのみを送信し、その中で複数の電力を割当ててもよい。
【０１３５】
＜第１０の実施形態＞
図２９は、第１０の実施形態に係る第１の通信装置の構成例を示す概略ブロック図である。
同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号（３００、３１０、３３０ａ、３４０、３５０、３６０、３７０、３３０ｂ、３４５）を付し、その説明を省略する。
図２９は、第１の通信装置１０５が、ロングＧＩ制御部４１０および無線受信部７１１を具備する点で、図１と異なる。
【０１３６】
伝搬路特性が良い場合は、ロングＧＩパイロットシンボルが無くとも精度の高い伝搬路推定を行うことが出来る。本実施形態では、伝搬路推定が高い精度で行える場合には、通信相手の第２の通信装置が、ロングＧＩパイロットシンボルが不要との通知を送信する。
第１の通信装置１０５では、無線受信部７１１が、通信相手の第２の通信装置からの通知を受け取り、ロングＧＩ制御部４１０に出力する。ロングＧＩ制御部４１０は、ロングＧＩパイロットシンボルをマッピングするか否かを通知に従って制御する。また、ロングＧＩ制御部４１０は、ロングＧＩパイロットシンボルをマッピングしたか否かの情報を、制御信号として通信相手の第２の通信装置に通知する。
【０１３７】
図３０は、ロングＧＩの予約位置にロングＧＩパイロットシンボルをマッピングしない場合の例を示す概念図である。
同図において、第１のマッピング部３２０が行うマッピングの、ロングＧＩパイロットシンボルの挿入が予約されていた位置（以下、「予約位置」という）は、データシンボルで埋められており、第２のマッピング部３２５が行うマッピングのロングＧＩの予約位置には何もマッピングされない。この制御は、ロングＧＩ制御部４１０が行う。ロングＧＩ制御部４１０は、通信相手の第２の通信装置から、ロングＧＩパイロットシンボルが不要との通知を受信すると、第１のマッピング部３２０に対して、予約位置を指定し、当該予約位置にデータシンボルをマッピングするよう指示する。また、ロングＧＩ制御部４１０は、第２のマッピング部３２５に対して、予約位置を指定し、当該予約位置に何もマッピングしないよう指示する。また、ロングＧＩ制御部４１０は、ロングＧＩパイロットシンボルをマッピングしなかった予約位置を、制御信号に重畳する。
一方、通信相手の第２の通信装置から、ロングＧＩパイロットシンボルが必要との通知を受信した場合は、第１の実施形態と同様、予め定められたマッピングどおりの処理を行い、制御信号に対しても、ロングＧＩパイロットシンボルをマッピングしなかった予約位置の情報については何も重畳しない。
【０１３８】
図３１は、ロングＧＩの予約位置にロングＧＩパイロットシンボルをマッピングする場合の例を示す概念図である。
ロングＧＩ制御部４１０は、通信相手の第２の通信装置から、ロングＧＩパイロットシンボルをマッピングするように要求を受けると、第１のマッピング部３２０に対して、予約位置を指定し、当該予約位置に何もマッピングしないよう指示する。また、ロングＧＩ制御部４１０は、第２のマッピング部３２５に対して、予約位置を指定し、当該予約位置にロングＧＩパイロットシンボルをマッピングするよう指示する。また、ロングＧＩ制御部４１０は、ロングＧＩパイロットシンボルをマッピングした予約位置を、制御信号に重畳する。
【０１３９】
通信相手の第２の通信装置では、この制御信号に基づいて、自通信装置の処理を変更する。例えば、ロングＧＩパイロットシンボルが存在する場合、すなわち一部のパイロットシンボルにロングＧＩが設定されている場合は、第５〜第８の実施形態で示した伝搬路推定を行うことができる。また、送信側の符号化および受信側での復号は、ロングＧＩパイロットシンボルが付加された位置以外の位置を用いて行う。
図３２は、本実施形態における、第１の通信装置１０５に対応する、通信相手の第２の通信装置の構成例を表す概略ブロック図である。
同図において、図１３の各部に対応する部分には同一の符号（３７０、６００、７１０、７３０ａ、７３０ｂ、７６０、７７０、７８０、７９０）を付し、その説明を省略する。
図３２の第２の通信装置５０２は、第１のＦＦＴ区間抽出部７２１と、第２のＦＦＴ区間抽出部７２６と、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４１と、ロングＧＩパイロット抽出部７４７とにおいて、制御信号に重畳されるロングＧＩパイロットシンボルをマッピングした予約位置の情報を用いて、予め得ているマッピング情報を修正する点、伝搬路推定部７５４からロングＧＩ要否決定部８００へ第１の周波数応答推定値（ノーマルＧＩパイロットシンボルから得られる周波数応答推定値）が出力される点、および、ロングＧＩ要否決定部８００が、無線送信部３６１を通じて、ロングＧＩパイロットシンボルの要否を送信する点で、図１３と異なる。
【０１４０】
ロングＧＩ要否決定部８００は、伝搬路推定部７５４から入力される第１の周波数応答推定値が、予め定められた一定の範囲内にあるかを判断する。一定の範囲内にある場合は、伝搬路特性が良く、ノーマルＧＩパイロットシンボルのみでも精度の高い伝搬路補償が行えるとして、ロングＧＩ要否決定部８００は、無線送信部３６１を通じて第１の通信装置１０５に対し、ロングＧＩパイロットシンボルが不要との通知を送信する。
逆に、第１の周波数応答推定値が一定の範囲外の場合は、伝搬路特性が悪く、ロングＧＩパイロットシンボルが必要として、ロングＧＩ要否決定部８００は、ロングＧＩパイロットシンボルが必要との通知を送信する。
【０１４１】
ロングＧＩパイロットシンボルが不要との通知に対して、ロングＧＩパイロットシンボルをマッピングしなかった位置の情報が、第１の通信装置１０５によって重畳された場合は、第１のＦＦＴ区間抽出部７２１、第２のＦＦＴ区間抽出部７２６は、予め得ていたマッピング情報を修正したうえで、それぞれ、第１のＦＦＴ区間、第２のＦＦＴ区間を抽出する。同様に、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４１、ロングＧＩパイロット抽出部７４７は、予め得ていたマッピング情報を修正したうえで、それぞれ、データシンボルとパイロットシンボルとを分離し、パイロットシンボルを抽出する。以下、図１の場合と同様に、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４１が分離した情報データシンボルは、フィルタ部７６０、デマッピング部７７０、復調部７８０、復号部７９０を通じて情報データ信号に復号される。
【０１４２】
以上により、第１の通信装置１０５は、ロングＧＩパイロットシンボルを送信せずに、代わりにデータシンボルをマッピングし、第２の通信装置５０２は、ロングＧＩパイロットシンボルの代わりにマッピングされた情報データシンボルを、他の情報データシンボルと共に復号するので、伝送効率を高めることができる。
【０１４３】
なお、以上の説明では、ロングＧＩパイロットシンボルが不要な場合の予約位置にはデータシンボルをマッピングしているが、これに限るものではなく、ノーマルＧＩパイロットシンボルなどでもよい。
なお、以上の説明では、ロングＧＩパイロットシンボルを設定するか否かの選択肢しか示していないが、一部の予約位置をロングＧＩパイロットシンボルにしてもよい。例えば、図３０では、３番目と６番目のサブキャリアにおける２番目と３番目のＯＦＤＭシンボルの位置が予約位置であり、図３１は３番目と６番目のサブキャリアの両方をロングＧＩパイロットシンボルにしているが、片方だけでもよい。また、以上の説明では、予約位置が２つのサブキャリアに存在している場合を示しているが、これに限るものではなく、３つや４つの場合などでもよい。この場合も、ロングＧＩパイロットシンボルを割り当てるか否かを、予約位置毎に指定してもよい。
【０１４４】
また、図１における送信シンボル生成部１９０と、ノーマルＧＩシンボル生成部２００と、ロングＧＩシンボル生成部２５０と、符号部３００と、変調部３１０と、第１のマッピング部３２０と、第２のマッピング部３２５と、ＩＦＦＴ部３３０ａ、３３０ｂと、ノーマルＧＩ挿入部３４０と、ロングＧＩ挿入部３４５と、多重部３５０と、無線送信部３６０と、図８における送信シンボル生成部１９１と、ノーマルＧＩシンボル生成部２００と、ロングＧＩパイロットシンボル記憶部２６０と、符号部３００と、変調部３１０と、第１のマッピング部３２０と、ＩＦＦＴ部３３０ａと、ノーマルＧＩ挿入部３４０と、多重部３５０と、無線送信部３６０と、図９における送信シンボル生成部１９２と、ノーマルＧＩシンボル生成部２０１と、ロングＧＩ用マッピングシンボル生成部２７０と、符号部３００と、変調部３１０と、マッピング部３２１と、ＩＦＦＴ部３３０ａと、ノーマルＧＩ挿入部３４０と、多重部３５０と、無線送信部３６０と、位相回転部３８５と、図１１における送信シンボル生成部１９３と、ノーマルＧＩシンボル生成部２０２と、ロングＧＩシンボル生成部２５１と、符号部３００と、変調部３１１と、第１のマッピング部３２０と、第２のマッピング部３２６と、ＩＦＦＴ部３３０ａ、３３０ｂと、ノーマルＧＩ挿入部３４０と、ロングＧＩ挿入部３４５と、多重部３５０と、無線送信部３６０と、図１３におけるＦＦＴ区間抽出部６００と、ＦＦＴ部６１０と、データ／パイロット分離部６２０と、無線受信部７１０と、第１のＦＦＴ区間抽出部７２０と、第２のＦＦＴ区間抽出部７２５と、第１のＦＦＴ部７３０と、第２のＦＦＴ部７３５と、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４０と、ロングＧＩパイロット抽出部７４５と、伝搬路推定部７５０と、フィルタ部７６０と、デマッピング部７７０と、復調部７８０と、復号部７９０と、図１４における周波数応答推定部９００ａ、９００ｂと、重み付け合成部９１０と、周波数応答補間部９２０と、図２１におけるＦＦＴ区間抽出部６００と、ＦＦＴ部６１０と、データ／パイロット分離部６２１と、無線受信部７１０と、第１のＦＦＴ区間抽出部７２０と、第２のＦＦＴ区間抽出部７２５と、第１のＦＦＴ部７３０と、第２のＦＦＴ部７３５と、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４０と、データ／ロングＧＩパイロット分離部７４６と、伝搬路推定部７５０と、フィルタ部７６０と、デマッピング部７７０と、復調部７８０と、復号部７９０と、図２２における伝搬路推定部７５１と、周波数応答推定部９００ａ、９００ｂと、周波数応答補間部９２０ａ、９２０ｂと、重み付け合成部９１０と、図２５における伝搬路推定部７５３と、周波数応答推定部９００ａ、９００ｂと、チャネルインパルス応答推定部９３０ａ、９３０ｂと、ノーマルＧＩ超え複素振幅抽出部９４０ａ、９４０ｂと、ノーマルＧＩ以内複素振幅抽出部９５０ａ、９５０ｂと、重み付け合成部９６０ａ、９６０ｂと、チャネルインパルス応答再形成部９７０と、ＦＦＴ部９８０と、図２８における送信シンボル生成部１９４と、ノーマルＧＩシンボル生成部２００と、ロングＧＩシンボル生成部２５０と、符号部３００と、変調部３１０と、第１のマッピング部３２０と、第２のマッピング部３２５と、ＩＦＦＴ部３３０ａ、３３０ｂと、ノーマルＧＩ挿入部３４０と、ロングＧＩ挿入部３４５と、多重部３５０と、無線送信部３６０と、低電力割当て部４００と、高電力割当て部４０５と、図２９における送信シンボル生成部１９５と、ノーマルＧＩシンボル生成部２０３と、ロングＧＩシンボル生成部２５２と、符号部３００と、変調部３１０と、第１のマッピング部３２２と、第２のマッピング部３２７と、ＩＦＦＴ部３３０ａ、３３０ｂと、ノーマルＧＩ挿入部３４０と、ロングＧＩ挿入部３４５と、多重部３５０と、無線送信部３６０と、ロングＧＩ制御部４１０と、無線受信部７１１と、図３２における無線送信部３６１と、ＦＦＴ区間抽出部６００と、ＦＦＴ部６１０と、データ／パイロット分離部６２０と、無線受信部７１０と、第１のＦＦＴ区間抽出部７２１と、第２のＦＦＴ区間抽出部７２６と、第１のＦＦＴ部７３０と、第２のＦＦＴ部７３５と、データ／ノーマルＧＩパイロット分離部７４１と、ロングＧＩパイロット抽出部７４７と、伝搬路推定部７５４と、フィルタ部７６０と、デマッピング部７７０と、復調部７８０と、復号部７９０との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、実行することにより各部の処理を行ってもよい。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。
【０１４５】
本発明は、固定通信および移動通信の双方に用いることができる。移動通信に用いる場合は、送信装置は基地局装置の送信部分に用いられ、受信装置は移動局装置の受信部分に用いられるが、その逆であってもよい。
【０１４６】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
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、短時間の間、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、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。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。
【０１４７】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明は、携帯電話を用いた通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
【符号の説明】
【０１４９】
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、５００、５００ａ、５００ｂ、５０１、５０２…通信装置
１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５…送信シンボル生成部
２００、２０１、２０２、２０３…ノーマルＧＩシンボル生成部
２５０、２５１、２５２…ロングＧＩシンボル生成部
２６０…ロングＧＩパイロットシンボル記憶部
２７０…ロングＧＩ用マッピングシンボル生成部
３００…符号部
３１０、３１１…変調部
３２０、３２２…第１のマッピング部
３２１…マッピング部
３２５、３２６，３２７ …第２のマッピング部
３３０ａ、３３０ｂ…ＩＦＦＴ部
３４０…ノーマルＧＩ挿入部
３４５…ロングＧＩ挿入部
３５０…多重部
３６０、３６１…無線送信部
３７０…アンテナ
３８５…位相回転部
４００…低電力割当て部
４０５…高電力割当て部
４１０…ロングＧＩ制御部
６００…ＦＦＴ区間抽出部
６１０…ＦＦＴ部
６２０、６２１…データ／パイロット分離部
７１０、７１１…無線受信部
７２０、７２１…第１のＦＦＴ区間抽出部
７２５、７２６…第２のＦＦＴ区間抽出部
７３０…第１のＦＦＴ部
７３５…第２のＦＦＴ部
７４０、７４１…データ／ノーマルＧＩパイロット分離部
７４５、７４７…ロングＧＩパイロット抽出部
７４６…データ／ロングＧＩパイロット分離部
７５０、７５１、７５２、７５３、７５４…伝搬路推定部
７６０、７６１…フィルタ部
７７０…デマッピング部
７８０…復調部
７９０…復号部
８００…ロングＧＩ要否決定部
９００ａ、９００ｂ…周波数応答推定部
９１０…重み付け合成部
９２０、９２０ａ、９２０ｂ…周波数応答補間部
９３０ａ、９３０ｂ…チャネルインパルス応答推定部
９４０ａ、９４０ｂ…ノーマルＧＩ超え複素振幅抽出部
９５０ａ、９５０ｂ…ノーマルＧＩ以内複素振幅抽出部
９６０ａ、９６０ｂ…重み付け合成部
９７０…チャネルインパルス応答再形成部
９８０…ＦＦＴ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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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