(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数Ｎ個の送信アンテナと、複数Ｎ個の受信アンテナを含んでなるシステムであって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段を有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号送信装置と、
上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係るＯＦＤＭ変調器の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを供給する手段と、
上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段を有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号受信装置と、
上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、
上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る各ＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号発生手段により構成されることを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項２】
請求項１記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段を有するＯＦＤＭ信号送信装置。
【請求項３】
請求項１記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段を有するＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項４】
送信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２本の送信アンテナと、受信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２つの受信アンテナを使用する請求項１記載のＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項５】
請求項４記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段を有するＯＦＤＭ信号送信装置。
【請求項６】
請求項４記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段を有するＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項７】
複数Ｎ個の送信アンテナと、複数Ｎ個の受信アンテナを含んでなるシステムであって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正機の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号送信装置と、
上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係るＯＦＤＭ変調器の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを供給する手段と、
上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変操器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバと及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器を有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号受信装置と、
上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、
上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る各ＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号発生手段により構成されることを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項８】
請求項７記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正機の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有するＯＦＤＭ信号送信装置。
【請求項９】
請求項７記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバと上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器を有するＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１０】
送信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２つの送信アンテナと、受信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２つの受信アンテナを使用する請求項７記載のＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接統され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正機の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有するＯＦＤＭ信号送信装置。
【請求項１２】
請求項１０記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバと及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器を有するＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１３】
複数Ｎ個の送信アンテナと、複数Ｎ個の受信アンテナを含んでなるシステムであって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び送信情報信号を直並列変換した信号又は同一の送信情報信号を切り替えて送出する切替器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正機の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインターリーブを行うインタリーバを有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号送信装置と、
上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係るＯＦＤＭ変調器の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを供給する手段と、
上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバ及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器及び送信ＯＦＤＭ信号の任意のサブキャリアに係るサブキャリア復調手段の出力の受信品質を測定する手段及び送信側において送信情報信号を直並列変換した信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を出力し、同一の送信情報信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を加算する又はサブキャリア復調出力のうち受信レベルの大きい方を出力する切替器を有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号受信装置と、
上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、
上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る各ＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号発生手段により構成されることを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項１４】
請求項１３記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び送信情報信号を直並列変換した信号又は同一の送信情報信号を切り替えて送出する切替器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正器の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有するＯＦＤＭ信号送信装置。
【請求項１５】
請求項１３記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバ及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器及び送信ＯＦＤＭ信号の任意のサブキャリアに係るサブキャリア復調手段の出力の受信品質を測定する手段及び送信側において送信情報信号を直並列変換した信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を出力し、同一の送信情報信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を加算する又はサブキャリア復調出力のうち受信レベルの大きい方を出力する切替器を有するＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１６】
送信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２本の送信アンテナと、受信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２つの受信アンテナを使用する請求項１３記載のＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項１７】
請求項１６記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、
各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び送信情報信号を直並列変換した信号又は同一の送信情報信号を切り替えて送出する切替器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正器の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有するＯＦＤＭ信号送信装置。
【請求項１８】
請求項１６記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、
各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバと及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器及び送信ＯＦＤＭ信号の任意のサブキャリアに係るサブキャリア復調手段の出力の受信品質を測定する手段及び送信側において送信情報信号を直並列変換した信号を送出する揚合にはサブキャリア復調出力を出力し、同一の送信情報信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を加算する又はサブキャリア復調出力のうち受信レベルの大きい方を出力する切替器を有するＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１９】
複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムであって、
前記ＯＦＤＭ信号送信装置には、
前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、
入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出される逆行列の情報を受信する逆行列受信手段と、
前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列受信手段の取得した逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、
前記前置干渉キャンセル手段の出力するＮ系統の信号のそれぞれに、前記パイロット信号発生手段の出力するＮ種類のパイロット信号を多重化するＮ個の多重化手段と、
前記Ｎ個の多重化手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、
前記Ｎ個の高速逆フーリエ変換手段の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを与えるシンボルタイミング発生手段と、
前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える送信用局部発振手段と
を設けるとともに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置には、
前記Ｎ個の受信アンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える受信用局部発振手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、
前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれを介して送信されたＮ個のパイロット信号を受信信号から抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、
前記高速フーリエ変換手段の出力に現れる受信されたＮ個のパイロット信号からその振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて前記Ｎ個の送信アンテナ及びＮ個の受信アンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、
前記逆行列演算手段の求めた逆行列の情報を前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して送信する逆行列情報送信手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項２０】
複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いられるＯＦＤＭ信号送信装置であって、
前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、
入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出される逆行列の情報を受信する逆行列受信手段と、
前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列受信手段の取得した逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、
前記前置干渉キャンセル手段の出力するＮ系統の信号のそれぞれに、前記パイロット信号発生手段の出力するＮ種類のパイロット信号を多重化するＮ個の多重化手段と、
前記Ｎ個の多重化手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、
前記Ｎ個の高速逆フーリエ変換手段の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを与えるシンボルタイミング発生手段と、
前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える送信用局部発振手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
【請求項２１】
複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号受信装置であって、
前記Ｎ個の受信アンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える受信用局部発振手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、
前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれを介して送信されたＮ個のパイロット信号を受信信号から抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、
前記高速フーリエ変換手段の出力に現れる受信されたＮ個のパイロット信号からその振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて前記Ｎ個の送信アンテナ及びＮ個の受信アンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、
前記逆行列演算手段の求めた逆行列の情報を前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して送信する逆行列情報送信手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項２２】
複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムであって、
前記ＯＦＤＭ信号送信装置には、
前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、
入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出されるパイロット信号の受信情報を受信する情報受信手段と、
前記情報受信手段の受信した情報に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が受信したＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて前記Ｎ個の送信アンテナ及びＮ個の受信アンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、
前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、
前記前置干渉キャンセル手段の出力するＮ系統の信号のそれぞれに、前記パイロット信号発生手段の出力するＮ種類のパイロット信号を多重化するＮ個の多重化手段と、
前記Ｎ個の多重化手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、
前記Ｎ個の高速逆フーリエ変換手段の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを与えるシンボルタイミング発生手段と、
前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える送信用局部発振手段と
を設けるとともに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置には、
前記Ｎ個の受信アンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える受信用局部発振手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、
前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれを介して送信されたＮ個のパイロット信号を受信信号から抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、
前記高速フーリエ変換手段の出力から、受信したＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出した情報を前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して送信する情報送信手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項２３】
複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号送信装置であって、
前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、
入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出されるパイロット信号の受信情報を受信する情報受信手段と、
前記情報受信手段の受信した情報に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が受信したＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて前記Ｎ個の送信アンテナ及びＮ個の受信アンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、
前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、
前記前置干渉キャンセル手段の出力するＮ系統の信号のそれぞれに、前記パイロット信号発生手段の出力するＮ種類のパイロット信号を多重化するＮ個の多重化手段と、
前記Ｎ個の多重化手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、
前記Ｎ個の高速逆フーリエ変換手段の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを与えるシンボルタイミング発生手段と、
前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える送信用局部発振手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
【請求項２４】
複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号受信装置であって、
前記Ｎ個の受信アンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える受信用局部発振手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、
前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれを介して送信されたＮ個のパイロット信号を受信信号から抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、
前記高速フーリエ変換手段の出力から、受信したＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出した情報を前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して送信する情報送信手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項２５】
請求項１９又は請求項２２のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、前記ＯＦＤＭ信号受信装置には、少なくとも１つの情報送信用アンテナを更に設け、前記ＯＦＤＭ信号送信装置には、少なくとも１つの情報受信用アンテナを更に設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項２６】
複数のＮ個の第１組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の第２組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の第１組のアンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムであって、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置には、
前記第１組のアンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、
前記パイロット信号発生手段が出力するＮ種類のパイロット信号に対して逆高速フーリエ変換を施すＮ個の逆高速フーリエ変換手段と、
前記逆高速フーリエ変換手段から出力される信号を送信のために無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、
前記第２組のアンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、
前記Ｎ個の送信用周波数変換手段及びＮ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の信号を与える局部発振手段と、
前記Ｎ個の第２組のアンテナについて送信と受信とを切り替える送受信切替スイッチ手段と
を設けるとともに、前記ＯＦＤＭ信号送信装置には、
入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出され前記第１組のアンテナで受信された無線周波数のパイロット信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、
前記受信用周波数変換手段の出力する信号に対してフーリエ変換を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段の出力する受信信号から、前記第２組のアンテナを介して送信されたＮ個のパイロット信号のそれぞれを抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、
前記高速フーリエ変換手段の出力から抽出された信号に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号送信装置から送信されたＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて、前記Ｎ個の第１組のアンテナ及びＮ個の第２組のアンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、
前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、
前記前置干渉キャンセル手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、
前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信用周波数変換手段及びＮ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える局部発振手段と、
前記Ｎ個の第１組のアンテナについて送信と受信とを切り替える送受信切替スイッチ手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項２７】
複数のＮ個の第１組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の第２組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の第１組のアンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号受信装置であって、
前記第１組のアンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、
前記パイロット信号発生手段が出力するＮ種類のパイロット信号に対して逆高速フーリエ変換を施すＮ個の逆高速フーリエ変換手段と、
前記逆高速フーリエ変換手段から出力される信号を送信のために無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、
前記第２組のアンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、
前記Ｎ個の送信用周波数変換手段及びＮ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の信号を与える局部発振手段と、
前記Ｎ個の第２組のアンテナについて送信と受信とを切り替える送受信切替スイッチ手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項２８】
複数のＮ個の第１組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の第２組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の第１組のアンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号送信装置であって、
入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出され前記第１組のアンテナで受信された無線周波数のパイロット信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、
前記受信用周波数変換手段の出力する信号に対してフーリエ変換を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段の出力する受信信号から、前記第２組のアンテナを介して送信されたＮ個のパイロット信号のそれぞれを抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、
前記高速フーリエ変換手段の出力から抽出された信号に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号送信装置から送信されたＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて、前記Ｎ個の第１組のアンテナ及びＮ個の第２組のアンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、
前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、
前記前置干渉キャンセル手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、
前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信用周波数変換手段及びＮ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える局部発振手段と、
前記Ｎ個の第１組のアンテナについて送信と受信とを切り替える送受信切替スイッチ手段と
を設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広帯域移動体通信等において用いられる直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号伝送システムに関する。さらに詳しくいうと、マルチパスフェージング環境下において、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いて飛躍的な周波数利用効率を達成するとともに、高品質で大容量・高速の信号伝送を行うＯＦＤＭ信号伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば広帯域移動通信においては、利用可能な周波数帯域が制限されているため、本格的なマルチメディアに対応するためには、固定マイクロ波通信と同等の高い周波数利用効率の達成が求められると共に、厳しい周波数選択性フェージングを克服し、高品質伝送を実現する必要がある。
【０００３】
限られた周波数帯域を用いて大容量・高速の移動体通信を実現するために次のような手法が提案されている。すなわち、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いて、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）チャネルを構成し、送信側では、同一の周波数を用いて複数のチャネルを送信し、受信側では等化器と干渉キャンセラにより各チャネルを分離して大容量化を図る。
【０００４】
送信側でＮ個の送信アンテナを用い、受信側でＭ個（Ｍ≧Ｎ）の受信アンテナを用いる場合に形成されるＭＩＭＯレイリーフェージングチャネルにおいては、シャノンの容量限界は次式で与えられる。
【数１】
0003631698.tif 000002
ここで、ＨはＭ×Ｎのマトリクスであり、その要素（ｉ，ｊ）はｉ番目の送信アンテナとｊ番目の受信アンテナとの間の伝達関数である。また、ＩはＭ×Ｎの固有値行列、ρは平均ＳＮＲである。また、ｄｅｔはｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ、＊は複素共役を示す。Ｍ＝Ｎの時、容量の下限は次式で与えられる。
【数２】
0003631698.tif 000003
ここで、χ２２ｋはｋ次のダイバーシチの効果を示す。すなわち、ＭＩＭＯチャネルでは、容量は単一チャネルのＮ倍になる。このように、ＭＩＭＯチャネルにおいて理想的に干渉キャンセルができれば、広帯域移動通信において大容量・高速伝送を実現できる。
このＭＩＭＯチャネルにおける従来の送受信装置の構成例を図１２に示す。これはＮ個の送信アンテナ１１０−１〜１１０−ＮとＮ個の受信アンテナ１１１−１〜１１１−Ｎを用いた時空等化を行う送受信装置の構成例であって、送信側では、送信情報は符号器１０１−１〜１０１−Ｎにおいて符号化され、インタリーバ１０２−１〜１０２−Ｎでインタリーブされ、Ｎ個の変調器１０３−１〜１０３−Ｎに分配された後、送信される。
【０００５】
一方、受信側にはＮ個の干渉キャンセラ１１４−１〜１１４−ＮとＮ個の等化器１１５−１〜１１５−Ｎとが配置されている。受信アンテナ１１１−１の受信信号は、まず等化器１１５−１で等化された後、デインタリーバ１１６−１でデインタリーブされ、復号器１１８−１に入力される。復号器１１８−１では、符号器１０１−１での符号化に対応した復号が行われる。
【０００６】
復号器１１８−１の出力とデインタリーバ１１６−１の出力との差分をとることにより、干渉成分が抽出される。この干渉成分は、インタリーバ１１７−１に入力され、その出力は等化器１１５−１に制御情報としてフィードバックされる。一方、等化器１１５−１の出力に対し、インタリーバ１１７−１の出力である干渉成分が差し引かれ、再度デインタリーバ１１６−１に入力される。
【０００７】
ここでの繰り返し処理により、復号器１１８−１の出力の信頼度が高められる。受信アンテナ１１１−１では、送信アンテナ１１０−１〜１１０−ＮからのＮ個の送信信号がすべて合成されて受信される。干渉キャンセラ１１４−１において、Ｎ個の送信信号がすべて合成された受信アンテナ１１１−１の受信信号より、復号器１１８−１の出力が差し引かれる。
【０００８】
これにより、送信アンテナ１１０−１で送信された信号は、受信アンテナ１１１−１で受信された信号から除去され、送信アンテナ１１０−２〜１１０−Ｎの（Ｎ−１）個の送信信号が合成された信号となる。この信号は、次の等化器１１５−２に入力される。等化器１１５−２では、等化器１１５−１の系統での処理と同様に、等化器１１５−２で等化された後、デインタリーバ１１６−２でデインタリーブされ、復号器１１８−２に入力される。
【０００９】
復号器１１８−２では、符号器１０１−２での符号化に対応した復号が行われる。復号器１１８−２の出力とデインタリーバ１１６−２の出力との差分をとることにより、干渉成分が抽出される。この干渉成分は、インタリーバ１１７−２に入力され、その出力は等化器１１５−２に制御情報としてフィードバックされる。一方、等化器１１５−２の出力に対し、インタリーバ１１７−２の出力である干渉成分が差し引かれ、再度デインタリーバ１１６−２に入力される。
【００１０】
ここでの繰り返し処理により、復号器１１８−２の出力の信頼度が高められる。干渉キャンセラ１１４−２において、復号器１１８−１からの入力より、復号器１１８−２の出力を差し引く。これにより、さらに、送信アンテナ１１０−２で送信された信号が除去され、送信アンテナ１１０−３〜１１０−Ｎの（Ｎ−１）個の送信信号が合成された信号となる。
【００１１】
この信号は、次の等化器１１５−３に入力される。このようにして、干渉キャンセラ１１４で順次、復号器１１８で復号した干渉信号が除去され、干渉キャンセラ１１４−（Ｎ−１）の出力は最終的に送信アンテナ１１０−Ｎの送信信号となり、等化器１１５−Ｎで等化され、デインタリーバ１１６−Ｎ、復号器１１８−Ｎで復号される。この操作を受信アンテナ１１１−２，１１１−３，・・・，１１１−Ｎについて行う。
【００１２】
各復号器１１８−１〜１１８Ｎからの復号結果は一連の処理を繰り返し、最終的なＮ個の復号器の出力は変換器１１９に送られ、シリアルの受信データに変換される。これは、すなわち、送信アンテナ１１０−ｉと受信アンテナ１１１−ｊとの間の各経路における伝達関数を等化器により推定し、これをもとに干渉キャンセルを行うことと等価である。
【００１３】
したがって、等化器の動作としては、Ｎ×Ｎの経路の等化を行うとともに、その結果をもとに（Ｎ−１）×Ｎの干渉キャンセルを行う必要がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図１２のような従来のＭＩＭＯチャネルにおける送受信装置では、受信装置の受信アンテナに対応した各受信系統毎に、Ｎ個の等化器が必要になる。また、厳しいマルチパスフェージング環境において広帯域伝送を行う場合、周波数選択性フェージングが発生し、各系統毎に極めて短時間で高精度にフェージングによって発生する振幅・位相の周波数特性を同定する必要がある。
【００１５】
しかし、現実のフェージング環境においては、到来する遅延波の数や強度、いわゆる遅延プロフィールは様々であり、このようなすべての環境に対して有効な等化器の実現は極めて困難である。このため、ＭＩＭＯチャネルにおける送受信装置は、固定通信のようなガウスチャネルに近い環境では実現可能性があるものの、厳しいマルチパスフェージングが生じるＭＩＭＯチャネルでは、極めて大きな信号処理能力が必要となるため、ＭＩＭＯチャネルにおける送受信装置の実現は困難であった。
【００１６】
また、図１２のような従来のＭＩＭＯチャネルにおける送受信装置では、復号器１１８−１の出力に対し、フェージング伝搬路での多重波フェージングにより歪んだ振幅・位相周波数特性を推定して差し引くことにより干渉キャンセルを行うことになる。この場合、各等化器には振幅・位相の周波数特性について高い推定精度が要求される。等化精度が達成できない場合には、干渉キャンセラでの干渉除去が十分できず、残留干渉雑音となるからである。
【００１７】
しかし、等化器では精度の高い振幅・位相の周波数特性についての等化が困難であるため、信号対干渉雑音比が劣化しやすいという問題があった。
更に、固定された基地局と移動端末との間で無線通信するシステムを想定する場合には、移動端末側に複雑な処理機能を設けると、移動端末におけるハードウェア規模の増大や消費電力の増大につながるので移動端末の小型化及び低コスト化の点で問題が生じる。
【００１８】
本発明は、上述の事情に鑑み、広帯域移動体通信等に用いられるＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、厳しい周波数選択性フェージング環境下で安定な動作を達成し、高品質化を図ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、特許請求の範囲記載の発明により解決される。
【００２１】
請求項１は複数Ｎ個の送信アンテナと、複数Ｎ個の受信アンテナを含んでなるシステムであって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段を有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号送信装置と、上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係るＯＦＤＭ変調器の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを供給する手段と、上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段を有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号受信装置と、上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る各ＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号発生手段により構成されることを特徴とする。
【００２２】
請求項２は、請求項１記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段を有する。
【００２３】
請求項３は、請求項１記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段を有する。
【００２４】
請求項４は、請求項１記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、送信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２本の送信アンテナと、受信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２つの受信アンテナを使用する。
請求項５は、請求項４記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段を有する。
【００２５】
請求項６は、請求項４記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段を有する。
【００２６】
請求項７は、複数Ｎ個の送信アンテナと、複数Ｎ個の受信アンテナを含んでなるシステムであって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正機の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号送信装置と、上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係るＯＦＤＭ変調器の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを供給する手段と、上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変操器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバと及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器を有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号受信装置と、上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る各ＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号発生手段により構成されることを特徴とする。
【００２７】
請求項８は、請求項８記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正機の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有する。
【００２８】
請求項９は、請求項７記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバと上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器を有する。
【００２９】
請求項１０は、請求項７記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、送信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２つの送信アンテナと、受信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２つの受信アンテナを使用する。
請求項１１は、請求項１０記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接統され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正機の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有する。
【００３０】
請求項１２は、請求項１０記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバと及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器を有する。
【００３１】
請求項１３は、複数Ｎ個の送信アンテナと、複数Ｎ個の受信アンテナを含んでなるシステムであって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び送信情報信号を直並列変換した信号又は同一の送信情報信号を切り替えて送出する切替器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正機の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインターリーブを行うインタリーバを有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号送信装置と、上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係るＯＦＤＭ変調器の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを供給する手段と、上記ＯＦＤＭ信号送信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバ及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器及び送信ＯＦＤＭ信号の任意のサブキャリアに係るサブキャリア復調手段の出力の受信品質を測定する手段及び送信側において送信情報信号を直並列変換した信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を出力し、同一の送信情報信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を加算する又はサブキャリア復調出力のうち受信レベルの大きい方を出力する切替器を有する少なくとも１つのＯＦＤＭ信号受信装置と、上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る周波数変換器の全てに共通の局部発振信号を供給する局部発振器と、上記ＯＦＤＭ信号受信装置に係る各ＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号発生手段により構成されることを特徴とする。
【００３２】
請求項１４は、請求項１３記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び送信情報信号を直並列変換した信号又は同一の送信情報信号を切り替えて送出する切替器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正器の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有する。
【００３３】
請求項１５は、請求項１３記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバ及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器及び送信ＯＦＤＭ信号の任意のサブキャリアに係るサブキャリア復調手段の出力の受信品質を測定する手段及び送信側において送信情報信号を直並列変換した信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を出力し、同一の送信情報信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を加算する又はサブキャリア復調出力のうち受信レベルの大きい方を出力する切替器を有する。
【００３４】
請求項１６は、請求項１３記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、送信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２本の送信アンテナと、受信アンテナとして互いに直交する偏波を用いる２つの受信アンテナを使用する。
請求項１７は、請求項１６記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる送信装置であって、各送信アンテナ毎に接続され、同一の無線周波数が使用され、シンボルタイミングに基づいて動作するＯＦＤＭ変調器及び送信アンテナに接続され該ＯＦＤＭ変調器の出力を局部発信周波数を用いて無線周波数に変換する周波数変換器及び送信情報信号を直並列変換した信号又は同一の送信情報信号を切り替えて送出する切替器及び該各ＯＦＤＭ変調器に対応して既知のパイロット信号を発生する手段及び該各ＯＦＤＭ変調器に接続され送信情報信号と該パイロット信号とを多重化する手段及び送信情報に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号器及び誤り訂正器の出力をＯＦＤＭ変調器とサブキャリアの組み合わせによってインタリーブを行うインタリーバを有する。
【００３５】
請求項１８は、請求項１６記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて用いる受信装置であって、各受信アンテナ毎に接続され、局部発振周波数を用いて無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波数変換する周波数変換器及び該周波数変換器にそれぞれ接続されＯＦＤＭ変調器毎に対応して送出されるパイロット信号を受信アンテナで受信するためのタイミング信号に基づき動作する高速フーリエ変換器及び送信アンテナと受信アンテナの全ての組み合わせについて、パイロット信号の受信振幅と位相を既知のパイロット信号振幅・位相で正規化して伝達係数を測定し、各サブキャリアに係る行列に対する逆行列を計算して記憶する逆行列演算手段及び高速フーリエ変換器の出力たる各受信ＯＦＤＭ信号であって任意のサブキャリアに係るものと前記逆行列の積をとり、各送信ＯＦＤＭ信号の該サブキャリアの振幅・位相を出力するサブキャリア復調手段及びサブキャリア復調手段の復調出力を入力としインタリーバと逆の操作を行うデインタリーバと及び上記誤り訂正符号を復号する誤り訂正復号器及び送信ＯＦＤＭ信号の任意のサブキャリアに係るサブキャリア復調手段の出力の受信品質を測定する手段及び送信側において送信情報信号を直並列変換した信号を送出する揚合にはサブキャリア復調出力を出力し、同一の送信情報信号を送出する場合にはサブキャリア復調出力を加算する又はサブキャリア復調出力のうち受信レベルの大きい方を出力する切替器を有する。
【００３６】
請求項１９は、複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムであって、前記ＯＦＤＭ信号送信装置には、前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出される逆行列の情報を受信する逆行列受信手段と、前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列受信手段の取得した逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、前記前置干渉キャンセル手段の出力するＮ系統の信号のそれぞれに、前記パイロット信号発生手段の出力するＮ種類のパイロット信号を多重化するＮ個の多重化手段と、前記Ｎ個の多重化手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、前記Ｎ個の高速逆フーリエ変換手段の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを与えるシンボルタイミング発生手段と、前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える送信用局部発振手段とを設けるとともに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置には、前記Ｎ個の受信アンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える受信用局部発振手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれを介して送信されたＮ個のパイロット信号を受信信号から抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力に現れる受信されたＮ個のパイロット信号からその振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて前記Ｎ個の送信アンテナ及びＮ個の受信アンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の情報を前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して送信する逆行列情報送信手段とを設けたことを特徴とする。
【００３７】
請求項２０は、複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いられるＯＦＤＭ信号送信装置であって、前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出される逆行列の情報を受信する逆行列受信手段と、前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列受信手段の取得した逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、前記前置干渉キャンセル手段の出力するＮ系統の信号のそれぞれに、前記パイロット信号発生手段の出力するＮ種類のパイロット信号を多重化するＮ個の多重化手段と、前記Ｎ個の多重化手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、前記Ｎ個の高速逆フーリエ変換手段の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを与えるシンボルタイミング発生手段と、前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える送信用局部発振手段とを設けたことを特徴とする。
【００３８】
請求項２１は、複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記Ｎ個の受信アンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える受信用局部発振手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれを介して送信されたＮ個のパイロット信号を受信信号から抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力に現れる受信されたＮ個のパイロット信号からその振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて前記Ｎ個の送信アンテナ及びＮ個の受信アンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の情報を前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して送信する逆行列情報送信手段とを設けたことを特徴とする。
【００３９】
請求項２２は、複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムであって、前記ＯＦＤＭ信号送信装置には、前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出されるパイロット信号の受信情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段の受信した情報に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が受信したＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて前記Ｎ個の送信アンテナ及びＮ個の受信アンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、前記前置干渉キャンセル手段の出力するＮ系統の信号のそれぞれに、前記パイロット信号発生手段の出力するＮ種類のパイロット信号を多重化するＮ個の多重化手段と、前記Ｎ個の多重化手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、前記Ｎ個の高速逆フーリエ変換手段の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを与えるシンボルタイミング発生手段と、前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える送信用局部発振手段とを設けるとともに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置には、前記Ｎ個の受信アンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える受信用局部発振手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれを介して送信されたＮ個のパイロット信号を受信信号から抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力から、受信したＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出した情報を前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して送信する情報送信手段とを設けたことを特徴とする。
【００４０】
請求項２３は、複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号送信装置であって、前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出されるパイロット信号の受信情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段の受信した情報に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が受信したＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて前記Ｎ個の送信アンテナ及びＮ個の受信アンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、前記前置干渉キャンセル手段の出力するＮ系統の信号のそれぞれに、前記パイロット信号発生手段の出力するＮ種類のパイロット信号を多重化するＮ個の多重化手段と、前記Ｎ個の多重化手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、前記Ｎ個の高速逆フーリエ変換手段の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングを与えるシンボルタイミング発生手段と、前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える送信用局部発振手段とを設けたことを特徴とする。
【００４１】
請求項２４は、複数のＮ個の送信アンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の受信アンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記Ｎ個の受信アンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える受信用局部発振手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、前記Ｎ個の送信アンテナのそれぞれを介して送信されたＮ個のパイロット信号を受信信号から抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力から、受信したＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出した情報を前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して送信する情報送信手段とを設けたことを特徴とする。
【００４２】
請求項２５は、請求項１９又は請求項２２のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、前記ＯＦＤＭ信号受信装置には、少なくとも１つの情報送信用アンテナを更に設け、前記ＯＦＤＭ信号送信装置には、少なくとも１つの情報受信用アンテナを更に設けたことを特徴とする。
請求項２７は、複数のＮ個の第１組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の第２組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の第１組のアンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムであって、前記ＯＦＤＭ信号受信装置には、前記第１組のアンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、前記パイロット信号発生手段が出力するＮ種類のパイロット信号に対して逆高速フーリエ変換を施すＮ個の逆高速フーリエ変換手段と、前記逆高速フーリエ変換手段から出力される信号を送信のために無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、前記第２組のアンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、前記Ｎ個の送信用周波数変換手段及びＮ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の信号を与える局部発振手段と、前記Ｎ個の第２組のアンテナについて送信と受信とを切り替える送受信切替スイッチ手段とを設けるとともに、前記ＯＦＤＭ信号送信装置には、入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出され前記第１組のアンテナで受信された無線周波数のパイロット信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、前記受信用周波数変換手段の出力する信号に対してフーリエ変換を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力する受信信号から、前記第２組のアンテナを介して送信されたＮ個のパイロット信号のそれぞれを抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力から抽出された信号に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号送信装置から送信されたＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて、前記Ｎ個の第１組のアンテナ及びＮ個の第２組のアンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、前記前置干渉キャンセル手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信用周波数変換手段及びＮ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える局部発振手段と、前記Ｎ個の第１組のアンテナについて送信と受信とを切り替える送受信切替スイッチ手段とを設けたことを特徴とする。
【００４３】
請求項２７は、複数のＮ個の第１組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の第２組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の第１組のアンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記第１組のアンテナのそれぞれに対応した既知のＮ種類のパイロット信号を発生するパイロット信号発生手段と、前記パイロット信号発生手段が出力するＮ種類のパイロット信号に対して逆高速フーリエ変換を施すＮ個の逆高速フーリエ変換手段と、前記逆高速フーリエ変換手段から出力される信号を送信のために無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、前記第２組のアンテナが受信した無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の受信用周波数変換手段が出力するＮ系統の受信信号の各々に対してフーリエ変換処理を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、前記高速フーリエ変換手段から出力されるＯＦＤＭシンボルをビット列に変換するＮ個の復調手段と、前記Ｎ個の送信用周波数変換手段及びＮ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の信号を与える局部発振手段と、前記Ｎ個の第２組のアンテナについて送信と受信とを切り替える送受信切替スイッチ手段とを設けたことを特徴とする。
【００４４】
請求項２８は、複数のＮ個の第１組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号送信装置と、複数のＮ個の第２組のアンテナを含むＯＦＤＭ信号受信装置とを備え、前記ＯＦＤＭ信号送信装置が同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号を前記Ｎ個の第１組のアンテナから送信するＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号送信装置であって、入力されるＮ系統の送信データのそれぞれをＯＦＤＭシンボルに変換するＮ個のデータ変換手段と、前記ＯＦＤＭ信号受信装置から送出され前記第１組のアンテナで受信された無線周波数のパイロット信号を復調に適した周波数に変換するＮ個の受信用周波数変換手段と、前記受信用周波数変換手段の出力する信号に対してフーリエ変換を施すＮ個の高速フーリエ変換手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力する受信信号から、前記第２組のアンテナを介して送信されたＮ個のパイロット信号のそれぞれを抽出するのに必要なタイミング信号を生成するタイミング信号発生手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力から抽出された信号に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号送信装置から送信されたＮ個のパイロット信号の振幅及び位相をサブキャリア毎に検出し、検出された振幅及び位相に基づいて、前記Ｎ個の第１組のアンテナ及びＮ個の第２組のアンテナの各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の要素の伝達係数で構成される行列の逆行列を演算する逆行列演算手段と、前記データ変換手段の生成した各ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアに対して、前記逆行列演算手段の求めた逆行列の乗算を行う前置干渉キャンセル手段と、前記前置干渉キャンセル手段の出力する信号に対して逆フーリエ変換を施すＮ個の高速逆フーリエ変換手段と、前記高速逆フーリエ変換手段の出力する信号の周波数を無線周波数に変換するＮ個の送信用周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信用周波数変換手段及びＮ個の受信用周波数変換手段の全てに共通の局部発振信号を与える局部発振手段と、前記Ｎ個の第１組のアンテナについて送信と受信とを切り替える送受信切替スイッチ手段とを設けたことを特徴とする。
【００４５】
（作用）
本発明では、等化器を用いることなくＭＩＭＯチャネルでの信号伝送システムを実現すべくＯＦＤＭ方式を用いる。そして、等化器による時間軸での伝達関数の推定ではなく、例えばパイロット信号を用いてサブキャリア毎の伝達係数（振幅・位相）を直接測定し、サブキャリア毎にＯＦＤＭ信号間の干渉キャンセルのための伝達係数を取得する。
【００４６】
従って、サブキャリア毎に干渉キャンセルを行うため、容易に、かつ、精度の高い干渉キャンセルが可能となる、また、このシステムによれば、等化器を用いる場合のようにフィードバック制御を行う必要がなく、フィードフォワード処理ができるため、厳しい周波数選択性フェージング環境下においても安定な動作を達成できる。
【００４７】
なお、請求項１〜請求項１８では、逆行列演算手段及び干渉キャンセル手段をＯＦＤＭ信号受信装置側に配置する態様を想定している。
【００４８】
しかしながら、逆行列演算手段及び干渉キャンセル手段については処理が複雑であるので、それらの機能を備えると装置のハードウェア規模が増大し、消費電力も増大する。従って、逆行列演算手段及び干渉キャンセル手段を移動端末に搭載するのは望ましくない。
請求項１９〜請求項２８においては、逆行列演算手段及び干渉キャンセル手段の少なくとも一方をＯＦＤＭ信号送信装置側に搭載することを想定している。例えば、ＯＦＤＭ信号送信装置については複数の移動端末を管理する基地局に対応付けて考えればよく、ＯＦＤＭ信号受信装置については各移動端末に対応付けて考えればよい。従って、移動端末の小型化や電力消費の低減などの課題を克服できる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
請求項１に係る発明の１つの実施形態を図１に示す。この実施形態では、ＯＦＤＭ信号伝送システムは、２以上のＮ個の送信アンテナを備えアンテナ毎に接続され同一の無線周波数を使用するＮ個のＯＦＤＭ信号送信装置と、Ｎ個の受信アンテナを備え、アンテナ毎に接続され同一の無線周波数を利用するＮ個のＯＦＤＭ信号受信装置とで構成される。
受信された信号は、周波数変換器９−１〜９−Ｎで復調に適した周波数に周波数変換され、高速フーリエ変換器１１−１〜１１−Ｎにおいてフーリエ変換される。ここで、フーリエ変換されるＯＦＤＭ信号のＯＦＤＭシンボルタイミングは、ＯＦＤＭシンボルタイミング再生手段９から供給され、全て共通になっている。
ＯＦＤＭシンボルタイミング再生手段９の実現方法については、シンボルタイミング再生用の特別なプリアンブルを別途送出してＯＦＤＭシンボルタイミングを再生するなど種々の方法があげられる。送信アンテナ５−１〜５−Ｎから送信されるＯＦＤＭ変調信号の例を図２に示す。図２の例では、簡単のためパイロット信号Ｐ1，Ｐ2，・・・，ＰNは時間軸上で互いに重ならないように送信される。
【００５０】
図１記載の実施形態の構成と動作について詳細に説明する。本実施形態では、Ｎ個の送信アンテナ５−１〜５−Ｎに対応してＮ個のＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎが配置される。ＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎでは、サブキャリアの変調および逆フーリエ変換を行う。これらのＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎには、共通のＯＦＤＭシンボルタイミングがＯＦＤＭシンボルタイミング制御回路２から供給される。
【００５１】
送信情報信号Ｔ１〜ＴＮは、各ＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎに対応して既知のパイロット信号Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮを発生するパイロット信号発生手段６−１〜６−Ｎから入力されるパイロット信号Ｐ１〜ＰＮと、多重化手段７−１〜７−Ｎによってそれぞれ時間軸上において多重化される。この多重化された信号は、それぞれ各ＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎに入力される。
【００５２】
パイロット信号Ｐｉは、送信アンテナ５−ｉと、受信アンテナ８−１〜８−Ｎの間の伝達係数を測定するのに用いられる。これらのパイロット信号と送信情報信号とが多重化され、それぞれＮ個のＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎに入力される。これらのＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎは、全て共通のＯＦＤＭシンボルタイミングで動作する必要があるため、ＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎの全てに共通のＯＦＤＭシンボルタイミングがＯＦＤＭシンボルタイミング制御回路２から供給される。
【００５３】
ＯＦＤＭ変調器１−１〜１−Ｎの変調出力は、無線周波数に変換するためＮ個の周波数変換器３−１〜３−Ｎに入力される。これらの周波数変換器３−１〜３−Ｎには、局部発振器４より共通の局部発振信号が供給される。これにより、送信アンテナ５−１〜５−Ｎより送信されるＯＦＤＭ信号の位相雑音や周波数変動は全て同一になる。
【００５４】
一方、ＯＦＤＭ信号受信装置においても、周波数変換器９−１〜９−Ｎには局部発振器１０から共通の局部発振信号が供給されるため、受信されるＯＦＤＭ信号の位相雑音や周波数変動は全て同一になる。このため、各送信ＯＦＤＭ信号は共通の周波数変動をもつことになるから、各サブキャリア間の干渉キャンセル及び同期検波を容易にすることができる。
【００５５】
周波数変換器３−１〜３−Ｎで周波数変換されたＯＦＤＭ信号は、それぞれ送信アンテナ５−１〜５−Ｎに入力され、ＯＦＤＭ信号受信装置に向けて送信される。ＯＦＤＭ信号受信装置においては、送信アンテナ５−１〜５−Ｎから送信されたＮ個のＯＦＤＭ信号が空間において加算された信号として各受信アンテナ８−１〜８−Ｎでそれぞれ受信される。
【００５６】
受信された信号は、周波数変換器９−１〜９−Ｎで復調に適した周波数に周波数変換され、高速フーリエ変換器１１−１〜１１−Ｎにおいてフーリエ変換される。ここで、フーリエ変換されるＯＦＤＭ信号のＯＦＤＭシンボルタイミングは、ＯＦＤＭシンボルタイミング再生手段９から供給され、全て共通になっている。
ＯＦＤＭシンボルタイミング再生手段９の実現方法については、シンボルタイミング再生用の特別なプリアンブルを別途送出してＯＦＤＭシンボルタイミングを再生するなど種々の方法があげられる。送信アンテナ５−１〜５−Ｎから送信されるＯＦＤＭ変調信号の例を図２に示す。図２の例では、簡単のためパイロット信号Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮは時間軸上で互いに重ならないように送信される。
【００５７】
一方、送信情報信号Ｔ１〜ＴＮで変調されたＯＦＤＭ信号は、時間軸上において重ねて送信される。パイロット信号Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮは、送信アンテナ５−ｉから受信アンテナ８−ｊへの伝達関数を知るために用いられる。パイロット信号Ｐ１〜ＰＮとしては、一般には各サブキャリアの振幅をすべて同一とすると、サブキャリア毎、受信アンテナの系統毎に同一の処理でよいため、信号処理を容易にすることができる。
【００５８】
このパイロット信号を用いると、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアは、ＯＦＤＭシンボル内では一定振幅で一定位相の信号であるから、送信アンテナ５−１から受信アンテナ８−ｉへの伝達関数は、以下のようにして求められる。
送信アンテナ５−１から送信されたパイロット信号Ｐｉは、受信アンテナ８−１〜８−Ｎで受信される。この受信されたパイロット信号は、周波数変換器９−１〜９−Ｎにおいて周波数変換された後、Ｎ個の高速フーリエ変換器１１−１〜１１−Ｎに送られる。
【００５９】
高速フーリエ変換器１１−１〜１１−Ｎにおいて、受信パイロット信号は各サブキャリア毎に分離される。この各受信サブキャリア信号の振幅及び位相を検出することにより、サブキャリア毎の伝達関数を複素数として測定できる。
送信アンテナ５−ｉから送信され、受信アンテナ８−ｊで受信されたサブキャリアの伝達関数は複素数ｓｉ，ｊとして得られる。ここで、このサブキャリア毎の伝達関数である複素数ｓｉ，ｊを伝達係数と呼ぶ。
【００６０】
ＯＦＤＭ信号のサブキャリア数をＭとすると、送信アンテナ５−ｉから受信アンテナ８−ｊへの伝達関数は、サブキャリア毎の複素数ｓｉ，ｊの組、すなわちＭ個の複素数ｓｉ，ｊによって表される。この伝達関数は、送信アンテナの数Ｎと受信アンテナの数Ｎとの積（Ｎ×Ｎ）だけ得られる。
すなわち、（Ｍ×Ｎ×Ｎ）個の複素数により、すべての送信アンテナ５−１〜５−Ｎと受信アンチナ８−１〜８−Ｎとの組み合わせの伝達関数が得られることになる。
【００６１】
ここで、ある１つのサブキャリアに着目して、送信アンテナ５−１〜５−Ｎからの送信信号を（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）、受信アンテナ８−１〜８−Ｎで受信される受信信号を（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＮ）で表す。
ｉ番目のサブキャリアの伝達係数を送信アンテナ５−１〜５−Ｎと受信アンテナ８−１〜８−Ｎとの組み合わせに応じて行列式Ｓｉで表すと、（Ｎ×Ｎ）要素の行列式として表すことができる。この行列式Ｓｉは次式で与えられる。
【数３】
0003631698.tif 000004
ｉ番目のサブキャリアに着目すると、受信アンテナ８−１〜８−Ｎで受信される受信信号（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＮ）は、送信アンテナ５−１〜５−Ｎで送信される送信信号（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）と行列式Ｓｉを用いて次式で表される。
【数４】
0003631698.tif 000005
受信アンテナ８−１〜８−Ｎでは、送信アンテナ５−１〜５−Ｎから送信されたＯＦＤＭ信号が重畳して受信されるので、これらを復調するためには、受信信号（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＮ）から、もとの送信信号（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）を復元する必要がある。受信信号（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＮ）から送信信号（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）を復元するためには、サブキャリア毎にＳｉの逆行列Ｓｉ−１を計算し、サブキャリア毎に下式の演算を行えばよい。
【数５】
0003631698.tif 000006
逆行列演算手段１３では、このように、Ｎ個の送信アンテナ５−１〜５−ＮとＮ個の受信アンテナ８−１〜８−Ｎの各組み合わせについて、受信パイロット信号の受信振幅及び位相を既知のパイロット信号の振幅・位相で正規化し、ｉ番目のサブキャリア毎に伝達係数である複素数を要素とする（Ｎ×Ｎ）の行列式Ｓｉを測定により求め、その逆行列Ｓｉ−１を計算して記憶する。
【００６２】
このｉ番目のサブキャリア毎に得られた逆行列Ｓｉ−１を用いて、サブキャリア復調手段１４では、Ｎ個の高速フーリエ変換器１１−１〜１１−Ｎの出力である各受信ＯＦＤＭ信号のｉ番目のサブキャリアである（ｒｉ１，ｒｉ２，・・・，ｒｉＮ）に対して（（ｒｉ１，ｒｉ２，・・・，ｒｉＮ）×Ｓｉ−１）の演算を行う。これにより、振幅・位相の基準となるパイロット信号をもとにした振幅・位相出力が得られるが、これはとりもなおさず、サブキャリア毎に同期検波された復調出力となる。
【００６３】
このように、（（ｒｉ１，ｒｉ２，・・・，ｒｉＮ）×Ｓｉ−１）の演算を行うことにより、各送信ＯＦＤＭ信号のｉ番目のサブキャリアである（ｔｉ１，ｔｉ２，・・・，ｔｉＮ）の復調出力を得ることができる。この演算を、全てのサブキャリアについて行うことにより、送信情報信号（ｔｉ１，ｔｉ２，・・・，ｔｉＮ）を復調することができる。
このように、パイロット信号を用いてサブキャリア毎の振幅・位相を測定することにより、受信信号（ｒｉ１，ｒｉ２，・・・，ｒｉＮ）から送信信号（ｔｉ１，ｔｉ２，・・・，ｔｉＮ）を復元するための伝達関数Ｓｉが得られ、その逆行列Ｓｉ−１を計算し、（（ｒｉ１，ｒｉ２，・・・，ｒｉＮ）×Ｓｉ−１）の演算を行うことにより、送信信号（ｔｉ１，ｔｉ２，・・・，ｔｉＮ）を復元し、復調出力を得ることができる。
【００６４】
このように、本発明によれば、サブキャリア毎に干渉キャンセルのための伝達係数Ｓｉが得られ、（（ｒｉ１，ｒｉ２，・・・，ｒｉＮ）×Ｓｉ−１）の演算だけで、チャネル間の干渉をキャンセルし、送信信号（ｔｉ１，ｔｉ２，・・・，ｔｉＮ）を復元すると共に、復調が可能となる。
また、ここで説明したように、本発明では等化器における複雑な信号処理を行う必要がなく、フィードバック制御を行わない、いわゆるフィードフォワード制御になっているため、厳しいマルチパスフェージング環境においても、安定な動作が期待できる。
【００６５】
（第２の実施の形態）
次に、請求項１に係る発明のもう１つの実施形態について図３を用いて説明する。フェージングに対する特性を改善するため、一般にＯＦＤＭは誤り訂正及びインタリーブと組み合わせて用いられる。誤り訂正及びインタリーブを組み合わせた実施の形態が図３に示されている。
【００６６】
図３において、送信情報信号（ｔｉ１，ｔｉ２，・・・，ｔｉＮ）は、誤り訂正符号器１５−１〜１５−Ｎにおいて誤り訂正符号化が行われた後、インタリーバ１６−１〜１６−Ｎにおいてサブキャリア方向、すなわち周波数軸方向においてインタリーブが行われる。これは、ある周波数近傍におけるレベルの落ち込み（ノッチ）に対して連続誤りを避け、高い誤り訂正符号化利得を得るために行われる。
【００６７】
受信側においては、復調出力は、デインタリーバ１７−１〜１７−Ｎにおいて送信側のインタリーブと逆の操作であるデインタリーブが行われ、その後、誤り訂正復号器１８−１〜１８−Ｎで復号される。
本実施形態は第１の実施の形態の変形例であり、第１の実施の形態と同一の構成要素を含んでいる。上記以外の構成要素については、第１の実施の形態と同一なので説明は省略する。
【００６８】
（第３の実施の形態）
図３の構成では、比較的長遅延のフェージングの場合は、連続誤りが生じないため良好な特性が得られるが、短遅延のフェージングの場合、図４のように周波数軸上でのフェージング周期が長くなるため、ノッチが広くなり、この部分において連続誤りが生じやすくなり、誤り訂正利得が小さくなるという問題がある。
【００６９】
請求項７に係る発明について、図５を参照して説明する。この発明は、上記のような誤り訂正利得の低下を改善するための発明である。
送信情報信号（ｔi1，ｔi2，・・・，ｔiN）は、図５に示す誤り訂正符号器１５−１〜１５−Ｎにおいて誤り訂正符号化が行われた後、インタリーバ１６においてサブキャリア方向（周波数軸方向）及び送信アンテナ方向（空間方向）において、複合してインタリーブを行う。
【００７０】
受信側では、復調出力は、デインタリーバ１７において送信側のインタリーブと逆の操作であるデインタリーブが行われ、その後、誤り訂正復号器１８−１〜１８−Ｎで復号される。
このようにすることにより、アンテナ方向と周波数軸方向とを組み合わせてインタリーブを行うことになるため、周波数ダイバーシチ効果に加えてアンテナ（空間）ダイバーシチ効果も得られる。このため、短遅延のフェージングにおいても連続誤りの発生が軽減され、誤り訂正符号化利得の低下を小さくすることができ、高品質化を図ることができる。
【００７１】
なお、１つの誤り訂正符号器の出力を、インタリーバ１６においてサブキャリア方向及び送信アンテナ方向に複合してインタリーブを行い、受信側ではデインタリーバ１７においてデインタリーブを行い、１つの誤り訂正復号器で復号する場合も同じ効果が得られる。
（第４の実施の形態）
次に、請求項４及び請求項１０に係る発明の１つの実施形態について、図６を参照して説明する。図６に示すように、この発明では送信アンテナ数が２であり、受信アンテナ数も２になっている。
【００７２】
送信側では、送信アンテナ５−１Ａと送信アンテナ５−２Ａとの偏波を異なる偏波、例えば垂直偏波と水平偏波とし、さらに受信側においては、受信アンテナ８−１Ａと受信アンテナ８−２Ａとを、同様に異なる偏波、例えばそれぞれ垂直偏波と水平偏波とする。
これにより、例えば送信アンテナ５−１Ａと受信アンテナ８−１Ａとの間の経路と、送信アンテナ５−２Ａと受信アンテナ８−２Ａとの間の経路とを送受信アンテナの偏波識別度により分離することができる。ここで、ｉ番目のサブキャリアの伝達関数Ｓｉは（２×２）の要素の行列式として、次式で与えられる。
【数６】
0003631698.tif 000007
この行列式において、送受信アンテナの偏波識別度により分離することができることは、Ｓ１１，Ｓ２２の絶対値はＳ１２，Ｓ２１の絶対値に比べて十分大きいことを意味する。従って、Ｓｉに対する逆行列Ｓｉ−１を計算する場合、逆行列演算において行列式の分母が０にならないようにすることができるため、各アンテナ毎に受信されるＯＦＤＭ信号Ｒ１，Ｒ２のｉ番目のサブキャリアの組である（ｒ１，ｒ２）に対して、（ｒ１，ｒ２）×Ｓｉ−１の演算が発散しにくくなる。
【００７３】
したがって、送信信号（ｔ１，ｔ２）の受信側における分離度を大きくでき、安定な通信が可能になる。また、本装置を用いてセルラー構成による展開を考えた場合、偏波が異なるセルに対しては、干渉を偏波識別度分だけ軽減できる。
したがって、電力を２倍に増加して伝送容量を増加させても、干渉電力は異なる偏波に対しては偏波識別度分だけ小さくできるため、偏波毎にみると干渉電力は増加しない。このため、セルラー構成による展開においても、干渉電力が増加しないことから、同一偏波を用いる場合に比べ、本発明によればシステムの面的な容量を約２倍にすることができる。
【００７４】
（第５の実施の形態）
次に請求項４及び請求項１０に係る発明のもう１つの実施形態を、図７を参照して説明する。図７に示すように、この発明では送信アンテナ数が２であり、受信アンテナ数も２になっている。
【００７５】
送信側では、送信アンテナ５−１Ａと送信アンテナ５−２Ａとの偏波を異なる偏波、例えば垂直偏波と水平偏波とし、さらに受信側においては、受信アンテナ８−１Ａと受信アンテナ８−２Ａとを、同様に異なる偏波、例えばそれぞれ垂直偏波と水平偏波とする。
これにより、例えば送信アンテナ５−１Ａと受信アンテナ８−１Ａとの間の経路と、送信アンテナ５−２Ａと受信アンテナ８−２Ａとの間の経路とを送受信アンテナの偏波識別度により分離することができる。
【００７６】
本発明によれば、送信信号（ｔ１，ｔ２）の受信側における分離度を大きくできると共に、偏波が異なるため、図５の実施形態の場合と同様に比較的短遅延のフェージングの場合においても、ＯＦＤＭに特有の周波数ダイバーシチ効果に加えて、アンテナ（空間）と偏波とによるダイバーシチの相関係数を小さくすることができる。したがって、大きなダイバーシチ効果が得られ、連続誤りの発生が軽減され、誤り訂正符号化利得の低下を小さくすることができ、高品質化を図ることができる。
【００７７】
（第６の実施の形態）
次に、請求項１６に係る発明の実施形態について、図８を用いて説明する。この形態では、図６の実施形態と同様に送信アンテナ数が２、受信アンテナ数が２であり、送信側においては送信アンテナ５−１Ａと送信アンテナ５−２Ａとの偏波を異なる偏波、例えば垂直偏波と水平偏波とし、さらに受信側においては、受信アンテナ８−１Ａと受信アンテナ８−２Ａとを同様に異なる偏波、例えばそれぞれ垂直偏波と水平偏波とする。
【００７８】
これによれば、異なる偏波を用いているために偏波ダイバーシチの効果が期待でき、通信品質の改善をはかることができる。本発明では、送信情報信号を分配して同じ送信情報信号をＯＦＤＭ変調器１−１，１−２に対して入力する場合と、直並列変換した送信情報信号Ｔ１，Ｔ２を入力する場合とで切り替えが行われる。ここで、直並列変換した送信情報信号を送る場合は、同じ送信情報信号を送る場合に比べて、情報伝送速度は２倍になる。
【００７９】
一方、同一の送信情報信号を送出する場合には、受信側では２つのサブキャリア復調出力を加算するか又は２つのサブキャリア復調出力のうち受信レベルの大きい方を出力するため、ダイバーシチ効果を得ることができ、高品質化を図ることができる。
本発明では、受信品質を測定する通信品質測定手段２２において受信品質を測定し、第１の切替器２０において、切替判定のための閾値に対して受信品質が低ければ同じ送信情報信号を、高ければ直並列変換した送信情報信号Ｔ１，Ｔ２をＯＦＤＭ変調器１−１，１−２に送出する。
【００８０】
一方、受信側では、第２の切替器２１において、切替判定のための閾値に対して受信品質が低ければ２つのサブキャリア復調出力を加算する、または２つのサブキャリア復調出力のうち受信レベルの大きい方を出力する。閾値より高ければ復調出力をそのまま出力する。この第１の切替器２０と第２の切替器２１の切替制御は通信品質測定手段２２の測定結果をもとに行われる。
【００８１】
これにより、伝送速度は１／２になるものの、２つのＯＦＤＭ変調器により同一の送信情報信号を送信すれぱ、偏波ダイバーシチ効果が得られるため高品質化が図れる。一方、伝搬環境がよい場合には、図６の実施形態と同様に、偏波の異なるＯＦＤＭ信号を分離できるため、異なる送信情報を送信することができ、２倍の伝送容量を、必要とする周波数を増加させることなく伝送できる。このように、品質及び伝送容量を伝搬環境や受信品質に応じて適応的に制御することが可能になる。
【００８２】
以上の実施の形態では、送信装置においては、各ＯＦＤＭ変調器の送信ＯＦＤＭシンボルタイミングおよび周波数変換器の局部発振器を共通とし、送受信アンテナ間の伝達係数を推定するためにパイロットを送出する。さらに受信装置においては、周波数変換器の局部発振器を共通にすると共に、高速フーリエ変換器の出力に対して、前記のパイロット信号を用いて、送受信アンテナのＮ×Ｎの組み合わせについて、各サブキャリア毎のパイロット信号の受信振幅と位相を検出して伝達係数を測定する。
【００８３】
これをもとにし、サブキャリア毎にＮ×Ｎの行列Ｓｉに対する逆行列Ｓｉ−１を計算し、高速フーリ手変換器の出力に対して、サブキャリア毎に、受信信号（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＮ）に対して（（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒＮ）×Ｓｉ−１）の演算を行うことにより、送信ＯＦＤＭ信号のｉ番目のサブキャリアである（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔＮ）の振幅・位相を推定することができる。したがって、等化器を用いることなくＯＦＤＭ方式によりＭＩＭＯチャネルでの信号伝送装置が実現される。
【００８４】
（第７の実施の形態）
次に、本発明のもう１つの実施の形態について、図９を参照しながら説明する。この形態は、請求項１９〜請求項２１及び請求項２５に対応する。図９はこの態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
この形態では、請求項１９の送信アンテナ，ＯＦＤＭ信号送信装置，受信アンテナ，ＯＦＤＭ信号受信装置は、それぞれアンテナ３７，ＯＦＤＭ信号送信装置３０，アンテナ５１，ＯＦＤＭ信号受信装置５０に対応する。
【００８５】
また、請求項１９におけるＯＦＤＭ信号送信装置のパイロット信号発生手段，データ変換手段，逆行列受信手段，前置干渉キャンセル手段，多重化手段，高速逆フーリエ変換手段，シンボルタイミング発生手段，送信用周波数変換手段及び送信用局部発振手段はそれぞれパイロット信号発生器３４，データ変換器３１，受信機４１，前置干渉キャンセラ３２，多重化回路３３，高速逆フーリエ変換器３５，タイミング信号発生器３８，周波数変換器３６及び局部発振器３９に対応し、ＯＦＤＭ信号受信装置の受信用周波数変換手段，受信用局部発振手段，高速フーリエ変換手段，復調手段，タイミング信号発生手段，逆行列演算手段及び逆行列情報送信手段はそれぞれ周波数変換器５２，局部発振器５５，高速フーリエ変換器５３，復調器５４，タイミング信号発生器５６，逆行列演算器５７及び送信機５８に対応する。
【００８６】
また、請求項２５の情報送信用アンテナ及び情報受信用アンテナは、それぞれ送信アンテナ５９及び受信アンテナ４０に対応する。
図９に示すＯＦＤＭ信号伝送システムは、ＯＦＤＭ信号送信装置３０及びＯＦＤＭ信号受信装置５０で構成されている。なお、このＯＦＤＭ信号伝送システムを移動体通信などに適用する場合には、ＯＦＤＭ信号送信装置３０を基地局側に搭載し、ＯＦＤＭ信号受信装置５０を利用者側の移動端末に搭載するのが望ましい。
【００８７】
図９に示すように、ＯＦＤＭ信号送信装置３０には、データ変換器３１，前置干渉キャンセラ３２，多重化回路３３，パイロット信号発生器３４，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６，アンテナ３７，タイミング信号発生器３８，局部発振器３９，受信アンテナ４０及び受信機４１が備わっている。
また、データ変換器３１，多重化回路３３，パイロット信号発生器３４，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６及びアンテナ３７は、それぞれＮ個（複数）が備わっている。
【００８８】
一方、ＯＦＤＭ信号受信装置５０にはアンテナ５１，周波数変換器５２，高速フーリエ変換器５３，復調器５４，局部発振器５５，タイミング信号発生器５６，逆行列演算器５７，送信機５８及び送信アンテナ５９が備わっている。
また、アンテナ５１，周波数変換器５２，高速フーリエ変換器５３及び復調器５４は、それぞれＮ個（複数）が備わっている。
【００８９】
ＯＦＤＭ信号送信装置３０における構成要素数ＮとＯＦＤＭ信号受信装置５０における構成要素数Ｎとは同一である。すなわち、後述する逆行列を求めるためには送信側のアンテナ数Ｎと受信側のアンテナ数Ｎとを同一にする必要がある。
【００９０】
データ変換器３１（１）〜３１（Ｎ）は、それぞれ入力される送信データＴ１〜ＴＮをＯＦＤＭシンボルに変換する。各データ変換器３１は、シリアル信号として入力されるデータ列を各々シンボルに変調するための変調器（例えばＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，ＡＳＫなどの変調器）とシンボルをパラレル信号に変換する直並列変換器とを内蔵している。すなわち、入力された送信データに対応するシンボルがパラレル信号形式でデータ変換器３１から出力される。
【００９１】
受信機４１は、ＯＦＤＭ信号受信装置５０から送信される逆行列の情報を受信アンテナ４０を介して受信し逆行列を取得する。
前置干渉キャンセラ３２は、受信機４１で取得された逆行列を用いて干渉キャンセルのための前置処理を行う。具体的には、送信データＴ１〜ＴＮに対してデータ変換器３１（１）〜３１（Ｎ）が出力するＯＦＤＭシンボル（Ｍ１，Ｍ２，・・・，ＭＮ）の各々のサブキャリア成分（ｍ１，ｍ２，・・・，ｍＮ）の全てについて前記逆行列を乗算する。
【００９２】
Ｎ個のパイロット信号発生器３４（１）〜３４（Ｎ）は、それぞれ互いに異なる既知のパイロット信号を出力する。
多重化回路３３（１）〜３３（Ｎ）のそれぞれは、前置干渉キャンセラ３２から出力されるＯＦＤＭシンボルと、パイロット信号発生器３４（１）〜３４（Ｎ）から出力されるパイロット信号とを時間軸上で多重化した信号を出力する。
【００９３】
高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）のそれぞれは、多重化回路３３（１）〜３３（Ｎ）から出力される信号に対して高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理を施す。Ｎ個の高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）には、タイミング信号発生器３８から共通のシンボルタイミング信号が供給される。
高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）のそれぞれが出力するＯＦＤＭ信号は、周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）で無線周波数に周波数変換される。Ｎ個の周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）には、局部発振器３９から共通の局部発振信号が供給される。
【００９４】
従って、周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）の出力と接続されたＮ個のアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）からは、同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号が電波として同時に送信される。
アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）から送信されたＮ個のＯＦＤＭ信号は、空間上で加算され、ＯＦＤＭ信号受信装置５０側の互いに異なる位置に配置されたＮ個のアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）でそれぞれ受信される。
【００９５】
アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）で受信されたＯＦＤＭ信号は、それぞれ周波数変換器５２（１）〜５２（Ｎ）を通って信号処理に適した比較的低い周波数のＯＦＤＭ信号に周波数変換される。周波数変換器５２（１）〜５２（Ｎ）には、局部発振器５５から共通の局部発振信号が供給される。
周波数変換器５２（１）〜５２（Ｎ）から出力されるＯＦＤＭ信号は、それぞれ高速フーリエ変換器５３（１）〜５３（Ｎ）に入力され、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を施される。高速フーリエ変換器５３（１）〜５３（Ｎ）から出力されるＯＦＤＭシンボルの信号は、それぞれ復調器５４（１）〜５４（Ｎ）に入力されビット列に復調される。
【００９６】
なお、図９に示すＯＦＤＭ信号受信装置５０には干渉キャンセラに相当する要素は含まれていない。このＯＦＤＭ信号伝送システムにおいては、ＯＦＤＭ信号送信装置３０側の前置干渉キャンセラ３２の働きによって干渉がキャンセルされる。ＯＦＤＭ信号受信装置５０に干渉キャンセラを設ける必要がないので、ＯＦＤＭ信号受信装置５０の構成が簡素化され、消費電力も抑制される。
【００９７】
逆行列演算器５７は、高速フーリエ変換器５３（１）〜５３（Ｎ）のそれぞれの出力から受信したパイロット信号を抽出する。そして、サブキャリアの成分毎に、Ｎ個の送信側のアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）とＮ個の受信側のアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）との各々の組み合わせに対応する（Ｎ×Ｎ）個のパイロット信号の受信振幅及び位相を検出する。すなわち、パイロット信号は既知であるので、受信したパイロット信号を既知信号を用いて正規化することにより、送信側のアンテナと受信側のアンテナとの間の伝達関数を表す伝達係数を検出することができる。
【００９８】
また、逆行列演算器５７は検出した伝達係数を成分とし（Ｎ×Ｎ）個の要素で構成される行列Ａｉの逆行列Ａｉ−１を演算して求める。
送信機５８は、逆行列演算器５７が求めた逆行列Ａｉ−１の情報を、送信アンテナ５９を介してＯＦＤＭ信号送信装置３０に送信する。
なお、この形態ではＯＦＤＭ信号受信装置５０側の逆行列演算器５７が求めた逆行列Ａｉ−１の情報をＯＦＤＭ信号送信装置３０に伝達するために送信機５８，送信アンテナ５９，受信アンテナ４０及び受信機４１を格別に備えているが、予め備わっている構成要素で置き換えることもできる。
【００９９】
例えば、送信アンテナ５９の代わりにアンテナ５１を利用したり、受信アンテナ４０の代わりにアンテナ３７を利用することもできる。
次に、ＯＦＤＭ信号送信装置３０及びＯＦＤＭ信号受信装置５０の各部の動作について更に詳細に説明する。
ＯＦＤＭ信号送信装置３０において各パイロット信号発生器３４（１）〜３４（Ｎ）から出力される既知のパイロット信号は、それぞれ多重化回路３３（１）〜３３（Ｎ）で送信信号に多重化され、アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）からそれぞれ送信される。
【０１００】
ここでは、各アンテナ３７（ｊ）からそれぞれ送信されるパイロット信号をＰｊで表す。各パイロット信号Ｐｊは、送信データの信号と同様に多重化回路３３，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６を通るので、送信データと同様にＯＦＤＭ変調される。
また、高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）にはタイミング信号発生器３８から共通のシンボルタイミングがそれぞれ供給され、周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）には局部発振器３９から共通の局部発振周波数が供給される。
【０１０１】
このため、アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）からそれぞれ送信される各ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアのＯＦＤＭシンボルタイミングは全ての系統について共通になる。また、ＯＦＤＭ信号の搬送波信号はコヒーレントになる。
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置５０においては自動周波数制御やＯＦＤＭシンボルタイミング再生を各ＯＦＤＭ信号毎に個別に行う必要がない。このため、ＯＦＤＭ信号受信装置５０における信号処理量は比較的少ない。
【０１０２】
各アンテナ３７（ｊ）からそれぞれ送信されるパイロット信号をＰｊを含むＯＦＤＭ信号は、ＯＦＤＭ信号受信装置５０内のアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）でそれぞれ受信される。
ここで、送信側のｊ番目のアンテナ３７（ｊ）から送信され、受信側のｋ番目のアンテナ５１（ｋ）で受信される受信パイロット信号をＰｊ，ｋで表し、送信側のアンテナ３７（ｊ）と受信側のアンテナ５１（ｋ）との間の伝達応答をＨｊ，ｋで表すと、次式の関係が成立する。
【数７】
0003631698.tif 000008
ＯＦＤＭ信号受信装置５０においては、受信パイロット信号をＰｊ，ｋは周波数変換器５２で周波数変換された後、高速フーリエ変換器５３でフーリエ変換される。これによって、受信パイロット信号Ｐｊ，ｋは各サブキャリアの成分毎に分離される。
逆行列演算器５７は、サブキャリアの成分毎に分離された受信パイロット信号Ｐｊ，ｋを高速フーリエ変換器５３の出力から入力し、逆行列を演算する。
【０１０３】
なお、ＯＦＤＭ信号受信装置５０が受信信号の中から受信パイロット信号を抽出するためにはパイロット信号を識別する必要があるが、例えばＯＦＤＭ信号送信装置３０側が送信する信号においてパイロット信号の前にそれを識別するためのプリアンブルを付加しておけば容易に識別できる。
また、例えばＯＦＤＭ信号送信装置３０において、送出する各パイロット信号Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮが時間軸上で重ならないようにタイミングを互いにずらして送信すれば、ＯＦＤＭ信号受信装置５０では各パイロット信号Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮを互いに分離することができる。
【０１０４】
逆行列演算器５７は、送信側のアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）と受信側のアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）との各々の組み合わせに対応する（Ｎ×Ｎ）組のそれぞれについて、入力された受信パイロット信号の受信振幅及び位相（同期検波に用いる基準キャリアの振幅及び位相）をサブキャリア毎に検出する。
したがって、サブキャリアの成分毎に、送信側のアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）と受信側のアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）との各々の組み合わせに対応する（Ｎ×Ｎ）個の要素をもつ伝達係数の行列Ａｉ（添字ｉは各サブキャリアの成分を表す）が得られる。
【０１０５】
さらに、逆行列演算器５７は、サブキャリアの成分毎に伝達係数の行列Ａｉの逆行列Ａｉ−１を演算し、この逆行列Ａｉ−１の情報を送信機５８に出力する。
ここで、受信パイロット信号Ｐｊ，ｋ，パイロット信号Ｐｊ，及び伝達応答Ｈｊ，ｋのｉ番目のサブキャリアの成分をそれぞれｐｉ：ｊ，ｋ，パイロット信号ｐｉ：ｊ，及び伝達応答ｈｉ：ｊ，ｋで表すと、前記第（７）式と同様に次式が成立する。
【数８】
0003631698.tif 000009
したがって、行列Ａｉの各成分は伝達応答ｈｉ：ｊ，ｋそのものであり、行列Ａｉは次式で表される。
【数９】
0003631698.tif 000010
逆行列演算器５７の求めた逆行列Ａｉ−１の情報は、送信機５８の内部で変調され送信アンテナ５９を介して電波として送信される。この逆行列Ａｉ−１の情報は、ＯＦＤＭ信号送信装置３０側の受信アンテナ４０で受信され、受信機４１の内部で復調される。受信機４１の取得した逆行列Ａｉ−１の情報が前置干渉キャンセラ３２に入力される。
【０１０６】
前置干渉キャンセラ３２は、逆行列Ａｉ−１の情報を用いて、送信するデータ信号（Ｔ１，Ｔ２，・・・，ＴＮ）に対応するデータ変換器３１（１）〜３１（Ｎ）の出力信号（Ｍ１，Ｍ２，・・・，ＭＮ）のｉ番目のサブキャリア成分に（ｍｉ１，ｍｉ２，・・・，ｍｉＮ）対して（（ｍｉ１，ｍｉ２，・・・，ｍｉＮ）×Ａｉ−１）の演算を全てのサブキャリア成分に対して行う。
【０１０７】
そして、前置干渉キャンセラ３２の演算結果のｊ（ｊ＝１〜Ｎ）番目の各成分が、それぞれｊ番目のアンテナ３７（ｊ）に対応する多重化回路３３（ｊ）に入力される。
各多重化回路３３（１）〜３３（Ｎ）で多重化されたデータ信号は、それぞれ高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）で逆フーリエ変換され、周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）で無線周波数の信号に周波数変換され、各アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）からＯＦＤＭ信号受信装置５０に向けて送信される。
【０１０８】
各アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）から送信されるデータ信号のｉ番目のサブキャリア成分（ｔｉ：１，ｔｉ：２，・・・，ｔｉ：Ｎ）は、次式で表される。
【数１０】
0003631698.tif 000011
送信されたデータ信号は、ＯＦＤＭ信号受信装置５０の各アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）で受信されるが、受信される信号は前記伝達応答ｈｉ：ｊ，ｋの影響を受ける。すなわち、受信されるデータ信号のｉ番目のサブキャリア成分を（ｒｉ：１，ｒｉ：２，・・・，ｒｉ：Ｎ）で表すと次式が成立する。
【数１１】
0003631698.tif 000012
前記第（１０）式，第（１１）式に基づき次式が得られる。
【数１２】
0003631698.tif 000013
すなわち、ＯＦＤＭ信号送信装置３０が送信するデータ信号のシンボル（ｍｉ１，ｍｉ２，・・・，ｍｉＮ）をＯＦＤＭ信号受信装置５０は受信信号（ｒｉ：１，ｒｉ：２，・・・，ｒｉ：Ｎ）からそのまま取得することができる。
【０１０９】
また、高速フーリエ変換器５３（１）〜５３（Ｎ）の出力に得られる受信信号、すなわちシンボル（ｍｉ１，ｍｉ２，・・・，ｍｉＮ）を復調器５４（１）〜５４（Ｎ）で復調しビット列に変換することにより、ＯＦＤＭ信号送信装置３０が送信する元のデータ信号（Ｔ１，Ｔ２，・・・，ＴＮ）が取得できる。
以上のように動作するので、同一伝搬路の同一周波数帯域を用いてＮ個のＯＦＤＭ信号を同時に伝送するにもかかわらず、ＯＦＤＭ信号受信装置５０側に干渉キャンセルのための構成要素を設けることなく、図１に示す実施の形態と同様にそれぞれのデータ信号を分離して受信することができる。
【０１１０】
この形態では、干渉キャンセルのための前置干渉キャンセラ３２をＯＦＤＭ信号送信装置３０側に設けるので、ＯＦＤＭ信号受信装置５０側の信号処理が簡素化される。すなわち、ＯＦＤＭ信号受信装置５０の構成の簡略化や消費電力の軽減が実現するので、例えば移動端末にＯＦＤＭ信号受信装置５０を搭載する場合を想定すると、移動端末の小型化及び経済化が可能になる。
【０１１１】
（第８の実施の形態）
次に、本発明のもう１つの実施の形態について、図１０を参照しながら説明する。この形態は、請求項２２〜請求項２４及び請求項２５に対応する。図１０はこの形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。この形態は、第７の実施の形態の変形例である。図１０において、図９と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【０１１２】
この形態では、請求項２２の送信アンテナ，ＯＦＤＭ信号送信装置，受信アンテナ，ＯＦＤＭ信号受信装置は、それぞれアンテナ３７，ＯＦＤＭ信号送信装置３０，アンテナ５１，ＯＦＤＭ信号受信装置５０に対応する。
また、請求項２２におけるＯＦＤＭ信号送信装置のパイロット信号発生手段，データ変換手段，情報受信手段，逆行列演算手段，多重化手段，高速逆フーリエ変換手段，シンボルタイミング発生手段，送信用周波数変換手段及び送信用局部発振手段はそれぞれパイロット信号発生器３４，データ変換器３１，受信機４１，逆行列演算器４２，多重化回路３３，高速逆フーリエ変換器３５，タイミング信号発生器３８，周波数変換器３６及び局部発振器３９に対応し、ＯＦＤＭ信号受信装置の受信用周波数変換手段，受信用局部発振手段，高速フーリエ変換手段，復調手段，タイミング信号発生手段及び情報送信手段は、それぞれ周波数変換器５２，局部発振器５５，高速フーリエ変換器５３，復調器５４，タイミング信号発生器５６及び送信機６０に対応する。
【０１１３】
また、請求項２５の情報送信用アンテナ及び情報受信用アンテナは、それぞれ送信アンテナ５９及び受信アンテナ４０に対応する。
図１０に示すＯＦＤＭ信号伝送システムは、図９のシステムと同様にＯＦＤＭ信号送信装置３０及びＯＦＤＭ信号受信装置５０で構成されている。なお、このＯＦＤＭ信号伝送システムを移動体通信などに適用する場合には、ＯＦＤＭ信号送信装置３０を基地局側に搭載し、ＯＦＤＭ信号受信装置５０を利用者側の移動端末に搭載するのが望ましい。
【０１１４】
図１０に示すように、ＯＦＤＭ信号送信装置３０には、データ変換器３１，前置干渉キャンセラ３２，多重化回路３３，パイロット信号発生器３４，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６，アンテナ３７，タイミング信号発生器３８，局部発振器３９，受信アンテナ４０，受信機４１及び逆行列演算器４２が備わっている。
【０１１５】
また、データ変換器３１，多重化回路３３，パイロット信号発生器３４，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６及びアンテナ３７は、それぞれＮ個（複数）が備わっている。
一方、ＯＦＤＭ信号受信装置５０にはアンテナ５１，周波数変換器５２，高速フーリエ変換器５３，復調器５４，局部発振器５５，タイミング信号発生器５６，送信機６０及び送信アンテナ５９が備わっている。
【０１１６】
また、アンテナ５１，周波数変換器５２，高速フーリエ変換器５３及び復調器５４は、それぞれＮ個（複数）が備わっている。
ＯＦＤＭ信号送信装置３０における構成要素数ＮとＯＦＤＭ信号受信装置５０における構成要素数Ｎとは同一である。すなわち、後述する逆行列を求めるためには送信側のアンテナ数Ｎと受信側のアンテナ数Ｎとを同一にする必要がある。
【０１１７】
データ変換器３１（１）〜３１（Ｎ）は、それぞれ入力される送信データＴ１〜ＴＮをＯＦＤＭシンボルに変換する。各データ変換器３１は、シリアル信号として入力されるデータ列を各々シンボルに変調するための変調器（例えばＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，ＡＳＫなどの変調器）とシンボルをパラレル信号に変換する直並列変換器とを内蔵している。すなわち、入力された送信データに対応するシンボルがパラレル信号形式でデータ変換器３１から出力される。
【０１１８】
受信機４１は、ＯＦＤＭ信号受信装置５０から送信される受信パイロット信号の情報を受信アンテナ４０を介してＯＦＤＭ信号受信装置５０から受信し、受信した信号を復調する。
逆行列演算器４２は、受信機４１の受信した受信パイロット信号の情報に基づいて、検出された伝達係数を成分とし（Ｎ×Ｎ）個の要素で構成される行列Ａｉの逆行列Ａｉ−１を演算して求める。
【０１１９】
前置干渉キャンセラ３２は、逆行列演算器４２が求めた逆行列を用いて干渉キャンセルのための前置処理を行う。具体的には、送信データＴ１〜ＴＮに対してデータ変換器３１（１）〜３１（Ｎ）が出力するＯＦＤＭシンボル（Ｍ１，Ｍ２，・・・，ＭＮ）の各々のサブキャリア成分（ｍ１，ｍ２，・・・，ｍＮ）の全てについて前記逆行列を乗算する。
【０１２０】
Ｎ個のパイロット信号発生器３４（１）〜３４（Ｎ）は、それぞれ互いに異なる既知のパイロット信号を出力する。
多重化回路３３（１）〜３３（Ｎ）のそれぞれは、前置干渉キャンセラ３２から出力されるＯＦＤＭシンボルと、パイロット信号発生器３４（１）〜３４（Ｎ）から出力されるパイロット信号とを時間軸上で多重化した信号を出力する。
【０１２１】
高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）のそれぞれは、多重化回路３３（１）〜３３（Ｎ）から出力される信号に対して高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理を施す。Ｎ個の高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）には、タイミング信号発生器３８から共通のシンボルタイミング信号が供給される。
【０１２２】
高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）のそれぞれが出力するＯＦＤＭ信号は、周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）で無線周波数に周波数変換される。Ｎ個の周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）には、局部発振器３９から共通の局部発振信号が供給される。
従って、周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）の出力と接続されたＮ個のアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）からは、同一の無線周波数のＯＦＤＭ信号が電波として同時に送信される。
【０１２３】
アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）から送信されたＮ個のＯＦＤＭ信号は、空間上で加算され、ＯＦＤＭ信号受信装置５０側の互いに異なる位置に配置されたＮ個のアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）でそれぞれ受信される。
アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）で受信されたＯＦＤＭ信号は、それぞれ周波数変換器５２（１）〜５２（Ｎ）を通って信号処理に適した比較的低い周波数のＯＦＤＭ信号に周波数変換される。周波数変換器５２（１）〜５２（Ｎ）には、局部発振器５５から共通の局部発振信号が供給される。
【０１２４】
周波数変換器５２（１）〜５２（Ｎ）から出力されるＯＦＤＭ信号は、それぞれ高速フーリエ変換器５３（１）〜５３（Ｎ）に入力され、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を施される。高速フーリエ変換器５３（１）〜５３（Ｎ）から出力されるＯＦＤＭシンボルの信号は、それぞれ復調器５４（１）〜５４（Ｎ）に入力されビット列に復調される。
【０１２５】
図１０のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいては、ＯＦＤＭ信号送信装置３０側の前置干渉キャンセラ３２の働きによって干渉がキャンセルされる。ＯＦＤＭ信号受信装置５０に干渉キャンセラを設ける必要がないので、ＯＦＤＭ信号受信装置５０の構成が簡素化され、消費電力も抑制される。
【０１２６】
送信機６０は、高速フーリエ変換器５３（１）〜５３（Ｎ）のそれぞれの出力から受信したパイロット信号を抽出する。そして、サブキャリアの成分毎に、Ｎ個の送信側のアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）とＮ個の受信側のアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）との各々の組み合わせに対応する（Ｎ×Ｎ）個のパイロット信号の受信振幅及び位相を検出する。すなわち、パイロット信号は既知であるので、受信したパイロット信号を既知信号を用いて正規化することにより、送信側のアンテナと受信側のアンテナとの間の伝達関数を表す伝達係数を検出することができる。
【０１２７】
高速フーリエ変換器５３の出力から検出された受信パイロット信号の情報（サブキャリア毎の（Ｎ×Ｎ）の振幅及び位相の情報）は、送信機６０の内部で変調され、送信アンテナ５９を介して電波としてＯＦＤＭ信号送信装置３０に送信される。
なお、この形態ではＯＦＤＭ信号受信装置５０側で検出された受信パイロット信号の情報をＯＦＤＭ信号送信装置３０に伝達するために送信機５８，送信アンテナ５９，受信アンテナ４０及び受信機４１を格別に備えているが、予め備わっている構成要素で置き換えることもできる。
【０１２８】
例えば、送信アンテナ５９の代わりにアンテナ５１を利用したり、受信アンテナ４０の代わりにアンテナ３７を利用することもできる。
この形態では、図９に示される逆行列演算器５７の機能を逆行列演算器４２としてＯＦＤＭ信号送信装置３０側に移した点が図９の構成と大きく異なっている。以下、図１０のＯＦＤＭ信号送信装置３０及びＯＦＤＭ信号受信装置５０の主要部分の動作について更に詳細に説明する。
【０１２９】
図９のＯＦＤＭ信号伝送システムと同様に、図１０のＯＦＤＭ信号送信装置３０は、ＯＦＤＭ変調されたデータ信号及び既知のパイロット信号を各アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）から送信し、ＯＦＤＭ信号受信装置５０はデータ信号及びパイロット信号をＯＦＤＭ信号としてアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）で受信する。
【０１３０】
また、ＯＦＤＭ信号送信装置３０においては、前置干渉キャンセラ３２でデータ信号のＯＦＤＭシンボルの各サブキャリア成分（ｍ１，ｍ２，・・・，ｍＮ）に逆行列Ａｉ−１を積算し、各アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）から逆行列Ａｉ−１の積算されたデータ信号を送信する。
アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）で受信される信号には、送信側で既に逆行列Ａｉ−１が積算されているので、ＯＦＤＭ信号受信装置５０においては、アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）で受信した信号からデータ信号（ｍ１，ｍ２，・・・，ｍＮ）を直接分離して取り出すことができる。
【０１３１】
なお、ＯＦＤＭ信号受信装置５０においては、受信した各々のパイロット信号を互いに分離して取り出す必要があるが、例えばＯＦＤＭ信号送信装置３０側において、各パイロット信号（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）を時間軸上で互いに重ならないようにタイミングをずらして送出することにより、容易に分離できる。
上記のように、図１０のＯＦＤＭ信号伝送システムでは、ＯＦＤＭ信号受信装置５０側からＯＦＤＭ信号送信装置３０に対して受信パイロット信号の情報を伝送し、ＯＦＤＭ信号送信装置３０側では受け取った受信パイロット信号の情報（受信振幅及び位相）に基づいて逆行列を求める点に特徴がある。
【０１３２】
このように、図１０のＯＦＤＭ信号伝送システムでは、逆行列の演算機能及び干渉キャンセルの機能をＯＦＤＭ信号受信装置５０側に搭載する必要がない。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置５０側の信号処理が簡素化される。すなわち、ＯＦＤＭ信号受信装置５０の構成の簡略化や消費電力の軽減が実現するので、例えば移動端末にＯＦＤＭ信号受信装置５０を搭載する場合を想定すると、移動端末の小型化及び経済化が可能になる。
【０１３３】
（第９の実施の形態）
次に、本発明のもう１つの実施の形態について、図１１を参照しながら説明する。この形態は、請求項２６〜請求項２８に対応する。図１１はこの形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。この形態は、第８の実施の形態の変形例である。図１１において、図１０と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【０１３４】
この形態では、請求項２６の送信アンテナ，ＯＦＤＭ信号送信装置，受信アンテナ，ＯＦＤＭ信号受信装置は、それぞれアンテナ３７，ＯＦＤＭ信号送信装置３０，アンテナ５１，ＯＦＤＭ信号受信装置５０に対応する。
また、請求項２６におけるＯＦＤＭ信号受信装置のパイロット信号発生手段，逆高速フーリエ変換手段，送信用周波数変換手段，受信用周波数変換手段，高速フーリエ変換手段，復調手段，局部発振手段及び送受信切替スイッチ手段は、それぞれパイロット信号発生器８１，高速逆フーリエ変換器８２，周波数変換器８３，５２，高速フーリエ変換器５３，復調器５４，局部発振器５５及び切替スイッチ８６に対応し、ＯＦＤＭ信号送信装置のデータ変換手段，受信用周波数変換手段，高速フーリエ変換手段，タイミング信号発生手段，逆行列演算手段，高速逆フーリエ変換手段，送信用周波数変換手段，局部発振手段及び送受信切替スイッチ手段は、それぞれデータ変換器３１，周波数変換器７１，高速フーリエ変換器７２，タイミング信号発生器７３，逆行列演算器４２，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６及び切替スイッチ７５に対応する。
【０１３５】
図１１に示すＯＦＤＭ信号伝送システムは、図１０のシステムと同様にＯＦＤＭ信号送信装置３０及びＯＦＤＭ信号受信装置５０で構成されている。なお、このＯＦＤＭ信号伝送システムを移動体通信などに適用する場合には、ＯＦＤＭ信号送信装置３０を基地局側に搭載し、ＯＦＤＭ信号受信装置５０を利用者側の移動端末に搭載するのが望ましい。
【０１３６】
また、図１１のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいては、ＯＦＤＭ信号送信装置３０及びＯＦＤＭ信号受信装置５０のそれぞれが送信と受信とで同一のアンテナを利用し、送信モードと受信モードとを時分割により切り替えるＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）を前提としたシステムを想定している。さらに、図１１のＯＦＤＭ信号伝送システムでは、パイロット信号を発生する機能がＯＦＤＭ信号受信装置５０側に設けてある。
【０１３７】
図１１に示すように、ＯＦＤＭ信号受信装置５０にはアンテナ５１，周波数変換器５２，高速フーリエ変換器５３，復調器５４，局部発振器５５，タイミング信号発生器５６，パイロット信号発生器８１，高速逆フーリエ変換器８２，周波数変換器８３，シンボルタイミング発生器８４，切替制御部８５及び切替スイッチ８６が備わっている。
【０１３８】
また、アンテナ５１，周波数変換器５２，高速フーリエ変換器５３，復調器５４，パイロット信号発生器８１，高速逆フーリエ変換器８２，周波数変換器８３及び切替スイッチ８６は、それぞれＮ個（複数）が備わっている。
一方、図１１のＯＦＤＭ信号送信装置３０にはデータ変換器３１，前置干渉キャンセラ３２，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６，アンテナ３７，タイミング信号発生器３８，局部発振器３９，周波数変換器７１，高速フーリエ変換器７２，タイミング信号発生器７３，切替制御部７４及び切替スイッチ７５が備わっている。
【０１３９】
また、データ変換器３１，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６，アンテナ３７，周波数変換器７１，高速フーリエ変換器７２及び切替スイッチ７５は、それぞれＮ個（複数）が備わっている。
ＯＦＤＭ信号送信装置３０における構成要素数ＮとＯＦＤＭ信号受信装置５０における構成要素数Ｎとは同一である。すなわち、後述する逆行列を求めるためには送信側のアンテナ数Ｎと受信側のアンテナ数Ｎとを同一にする必要がある。
【０１４０】
ＯＦＤＭ信号受信装置５０における周波数変換器５２，高速フーリエ変換器５３，復調器５４，局部発振器５５及びタイミング信号発生器５６については、図１０の対応する要素と同じ機能を果たすので説明は省略する。
【０１４１】
Ｎ個のパイロット信号発生器８１（１）〜８１（Ｎ）は、それぞれ互いに異なる既知のパイロット信号を出力する。高速逆フーリエ変換器８２（１）〜８２（Ｎ）は、それぞれパイロット信号発生器８１（１）〜８１（Ｎ）から出力されるパイロット信号に対して逆フーリエ変換処理を施す。高速逆フーリエ変換器８２（１）〜８２（Ｎ）には、シンボルタイミング発生器８４から共通のシンボルタイミングの信号が与えられる。
【０１４２】
周波数変換器８３（１）〜８３（Ｎ）は、高速逆フーリエ変換器８２（１）〜８２（Ｎ）からＯＦＤＭ信号として出力されるパイロット信号を無線周波数に周波数変換する。周波数変換器８３（１）〜８３（Ｎ）には、局部発振器５５から共通の局部発振信号が与えられる。
従って、周波数変換器８３（１）〜８３（Ｎ）の出力に現れるＮ系統のパイロット信号は同じ無線周波数になる。周波数変換器８３（１）〜８３（Ｎ）から出力されるＮ系統のパイロット信号は、ＯＦＤＭ信号受信装置５０が送信モードである時に、それぞれ切替スイッチ８６（１）〜８６（Ｎ）を通ってアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）から送信される。
【０１４３】
切替制御部８５は、ＯＦＤＭ信号送信装置３０とＯＦＤＭ信号受信装置５０との間の通信状態を識別し、ＯＦＤＭ信号受信装置５０が送信モードか受信モードかに応じてＮ個の切替スイッチ８６（１）〜８６（Ｎ）の状態を切り替える。
ＯＦＤＭ信号送信装置３０におけるデータ変換器３１，前置干渉キャンセラ３２，高速逆フーリエ変換器３５，周波数変換器３６，タイミング信号発生器３８及び局部発振器３９については、図１０の対応する要素と同じ機能を果たすのでこれらの説明は省略する。
【０１４４】
アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）で受信された信号は、ＯＦＤＭ信号送信装置３０が受信モードの時に、切替スイッチ７５（１）〜７５（Ｎ）を介して周波数変換器７１（１）〜７１（Ｎ）に入力される。
【０１４５】
切替制御部７４は、ＯＦＤＭ信号送信装置３０とＯＦＤＭ信号受信装置５０との間の通信状態を識別し、ＯＦＤＭ信号送信装置３０が送信モードか受信モードかに応じてＮ個の切替スイッチ７５（１）〜７５（Ｎ）の状態を切り替える。
周波数変換器７１（１）〜７１（Ｎ）は、それぞれアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）で受信された信号（パイロット信号）を信号処理に適した比較的低い周波数に周波数変換する。周波数変換器７１（１）〜７１（Ｎ）には、局部発振器３９から共通の局部発振信号が与えられる。
【０１４６】
高速フーリエ変換器７２（１）〜７２（Ｎ）は、周波数変換器７１（１）〜７１（Ｎ）から出力されるＯＦＤＭ信号として受信されたパイロット信号に高速フーリエ変換を施す。したがって、高速フーリエ変換器７２（１）〜７２（Ｎ）の出力には、それぞれアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）で受信されたパイロット信号がサブキャリアの成分毎に分離されて現れる。
【０１４７】
高速フーリエ変換器７２（１）〜７２（Ｎ）には、受信した各パイロット信号を取り出すためにタイミング信号発生器７３から共通のシンボルタイミングの信号が与えられる。
逆行列演算器４２は、高速フーリエ変換器７２（１）〜７２（Ｎ）から出力される信号に基づいて、受信した各パイロット信号の受信振幅及び位相をサブキャリア成分毎に検出し、検出結果に基づいて逆行列を求める。
【０１４８】
次に、図１１のＯＦＤＭ信号送信装置３０及びＯＦＤＭ信号受信装置５０の主要部分の動作について詳細に説明する。
ＯＦＤＭ信号送信装置３０においては、受信したパイロット信号に基づいて逆行列演算器４２が各サブキャリアの伝達係数の行列Ａｉの逆行列Ａｉ−１を演算する。そして、前置干渉キャンセラ３２はデータ変換器３１（１）〜３１（Ｎ）から出力されるデータ信号の各サブキャリア成分（ｍ１，ｍ２，・・・，ｍＮ）に対して、逆行列演算器４２から入力される逆行列Ａｉ−１を乗算する。
【０１４９】
前置干渉キャンセラ３２から出力される信号は、高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）で逆フーリエ変換の処理を施され、ＯＦＤＭ信号として出力される。これらのＯＦＤＭ信号は、周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）で無線周波数に周波数変換され、切替スイッチ７５（１）〜７５（Ｎ）を介してアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）から送信される。
【０１５０】
アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）からそれぞれ送信された信号は、空間上で加算されアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）のそれぞれで受信される。しかし、データ信号（ｍ１，ｍ２，・・・，ｍＮ）は予め前置干渉キャンセラ３２で逆行列Ａｉ−１が乗算されてから送信されるので、図９，図１０のシステムの場合と同様に、アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）では、データ信号（ｍ１，ｍ２，・・・，ｍＮ）が分離して受信される。
【０１５１】
したがって、干渉をキャンセルするための機能をＯＦＤＭ信号受信装置５０側に設ける必要はない。すなわち、ＯＦＤＭ信号送信装置３０においてパイロット信号の情報を取得する方法が図１０のシステムと異なっている。
ＯＦＤＭ信号受信装置５０では、送信モードの時に、パイロット信号（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）を各アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）から送信する。これらのパイロット信号（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）は、ＯＦＤＭ信号送信装置３０においてアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）で受信され、ＯＦＤＭ復調され、各サブキャリアの成分に分離されて逆行列演算器４２に入力される。
【０１５２】
逆行列演算器４２は、受信したパイロット信号から、サブキャリアの成分毎に、アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）とアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）との各組み合わせの伝達係数を成分とする行列Ａｉの逆行列Ａｉ−１を演算し記憶する。
前置干渉キャンセラ３２は、データ変換器３１（１）〜３１（Ｎ）から出力されるデータ信号に逆行列Ａｉ−１を乗算する。その結果が高速逆フーリエ変換器３５（１）〜３５（Ｎ）及び周波数変換器３６（１）〜３６（Ｎ）を介してアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）から送信される。
【０１５３】
ＯＦＤＭ信号受信装置５０では、各アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）において、データ信号にアンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）からアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）へ信号を送信した場合の伝達応答行列が付加されて受信されるが、送信と受信とで共通の局部発振器を使用しているので、前記伝達応答行列の伝達係数は前述の行列Ａｉと同一になる。
【０１５４】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置５０の各アンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）では、各データ信号（ｍｉ１，ｍｉ２，・・・，ｍｉＮ）が分離して受信される。このため、高速フーリエ変換器５３（１）〜５３（Ｎ）の出力に現れるデータ信号（Ｍｉ１，Ｍｉ２，・・・，ＭｉＮ）を復調器５４（１）〜５４（Ｎ）で復調することにより、ＯＦＤＭ信号送信装置３０の送信したデータ信号（Ｔ１，Ｔ２，・・・，ＴＮ）が得られる。
【０１５５】
この形態では、ＯＦＤＭ信号受信装置５０側にパイロット信号発生器８１を設けているので、ＯＦＤＭ信号送信装置３０側にはパイロット信号の発生機能を設ける必要がなく、ＯＦＤＭ信号送信装置３０には図１０の多重化回路３３を設ける必要がない。また、アンテナ３７（１）〜３７（Ｎ）及びアンテナ５１（１）〜５１（Ｎ）を送信と受信とで共用するので、図１０の受信アンテナ４０及び送信アンテナ５９は不要になる。
【０１５６】
また、図１１のＯＦＤＭ信号伝送システムでは、逆行列の演算機能及び干渉キャンセルの機能をＯＦＤＭ信号受信装置５０側に搭載する必要がない。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置５０側の信号処理が簡素化される。すなわち、ＯＦＤＭ信号受信装置５０の構成の簡略化や消費電力の軽減が実現するので、例えば移動端末にＯＦＤＭ信号受信装置５０を搭載する場合を想定すると、移動端末の小型化及び経済化が可能になる。
【０１５７】
なお、本発明は広帯域移動通信システムのみならず、ポイント・ツー・マルチポイントの固定無線アクセスシステムのようにＯＦＤＭ方式を用いて多数のユーザ無線局を基地局に接続する無線システムに広く適用できる。
【０１５８】
【発明の効果】
本発明によれば、等化器による時間軸での伝達関数の推定ではなく、直接、ＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号を用いてキャリア毎の伝達係数（振幅・位相）の測定し、サブキャリア毎にＯＦＤＭ信号間の干渉をキャンセルするための伝達係数を取得するため、容易に、かつ精度の高いチャネル間の干渉キャンセルが可能になると共に、等化器のようなフィードバック制御を行うことなく、フィードフォワード処理ができるため、厳しい周波数選択性フェージング環境下においても安定な動作が期待できる。
【０１５９】
また、請求項７に係る発明によれば、請求項１記載の送受信装置において、サブキャリア方向（周波数軸方向）と送信アンテナ方向（空間方向）の２つの次元に対してインタリーブを行うため、短遅延のフェージングにおいても連続誤りの発生が軽減され、誤り訂正符号化利得の低下を小さくすることができ、高品質化を図ることができる。
【０１６０】
さらに、請求項４，請求項１０及び請求項１６に係る発明によれば、請求項１，請求項７及び請求項１３の送受信装置において、送信アンテナ数を２、受信アンテナ数を２とし、双方に直交偏波（例えば水平偏波と垂直偏波、または右旋偏波と左旋偏波）とすることにより、送受信アンテナの偏波識別度を大きくでき、２つのチャネルの分離度を大きくできることから、高品質化を図ることができる。
【０１６１】
また、請求項１３に係る発明においては、送信情報信号を分配して同じ送信情報信号を２つのＯＦＤＭ変調器に入力する場合と、直並列変換した２つの送信情報信号を入力する場合とで切り替え、切替判定のための閾値に応じてこれらを変更して制御することにより、品質と伝送容量を伝搬環境や受信品質に応じて適応的に制御することが可能になる。
【０１６２】
さらに、請求項１９の発明では、演算量、すなわち回路規模の大きな干渉キャンセラの機能をＯＦＤＭ信号送信装置側に配備できるので、ＯＦＤＭ信号受信装置の回路規模が軽減できる利点があり、本発明を適用することにより、移動端末を小型・経済化が実現する。
また、請求項２２の発明では、干渉キャンセラだけでなく逆行列演算器の機能をもＯＦＤＭ信号送信装置側に配備できるので、ＯＦＤＭ信号受信装置の回路規模を更に軽減できる。
【０１６３】
また、請求項２６の発明では、同一のアンテナを送信と受信とで共用するので、パイロット信号の情報や逆行列の情報を伝送するために特別なアンテナを追加する必要がない。さらに、請求項１９及び請求項２２の発明と同様にＯＦＤＭ信号受信装置の回路規模を更に軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】パイロット信号を含む送信ＯＦＤＭ信号の例を示すタイムチャートである。
【図３】第２の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図４】フェージングの特性例を示すグラフである。
【図５】第３の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図６】第４の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図７】第５の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図８】第６の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図９】第７の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】第８の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】第９の実施の形態のＯＦＤＭ信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】ＭＩＭＯチャネルにおける従来の送受信装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１−１〜１−Ｎ  ＯＦＤＭ変調器
２  ＯＦＤＭシンボルタイミング制御回路
３−１〜３−Ｎ  周波数変換器
４  局部発振器
５−１〜５−Ｎ  送信アンテナ
５−１Ａ  垂直偏波の送信アンテナ
５−２Ａ  水平偏波の送信アンテナ
６−１〜６−Ｎ  パイロット信号発生手段
７−１〜７−Ｎ  多重化手段
８−１〜８−Ｎ  受信アンテナ
８−１Ａ  垂直偏波の受信アンテナ
８−２Ａ  水平偏波の受信アンテナ
９−１〜９−Ｎ  周波数変換器
１０  局部発振器
１１−１〜１１−Ｎ  高速フーリエ変換器
１２  ＯＦＤＭシンボルタイミング再生手段
１３  逆行列演算手段
１４  サブキャリア復調手段
１５−１〜１５−Ｎ  誤り訂正符号器
１６，１６−１〜１６−Ｎ  インタリーバ
１７，１７−１〜１７−Ｎ  デインタリーバ
１８−１〜１８−Ｎ  誤り訂正復号器
２０  第１の切替器
２１  第２の切替器
２２  通信品質測定手段
３０  ＯＦＤＭ信号送信装置
３１  データ変換器
３２  前置干渉キャンセラ
３３  多重化回路
３４  パイロット信号発生器
３５  高速逆フーリエ変換器
３６  周波数変換器
３７  アンテナ
３８  タイミング信号発生器
３９  局部発振器
４０  受信アンテナ
４１  受信機
４２  逆行列演算器
５０  ＯＦＤＭ信号受信装置
５１  アンテナ
５２  周波数変換器
５３  高速フーリエ変換器
５４  復調器
５５  局部発振器
５６  タイミング信号発生器
５７  逆行列演算器
５８  送信機
５９  送信アンテナ
６０  送信機
７１  周波数変換器
７２  高速フーリエ変換器
７３  タイミング信号発生器
７４  切替制御部
７５  切替スイッチ
８１  パイロット信号発生器
８２  高速逆フーリエ変換器
８３  周波数変換器
８４  シンボルタイミング発生器
８５  切替制御部
８６  切替スイッチ
【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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