(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ信号によりデータを送信する送信装置であって、
Ｎ（Ｎは２以上の正の整数）個のデータからなるデータブロックを生成するブロック符号化部と、
伝送路応答推定のためのパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、
ＯＦＤＭ信号のパラメータデータを生成するパラメータデータ生成部と、
前記データブロック、前記パイロット信号及び前記パラメータデータに基づいて前記ＯＦＤＭ信号のＯＦＤＭシンボルを構成するＯＦＤＭシンボル構成部と、を備え、
前記ＯＦＤＭシンボル構成部は、
前記パイロット信号を前記ＯＦＤＭシンボルの所定のシンボルに配置し、前記データブロックを前記ＯＦＤＭシンボルの隣接するデータキャリアシンボルに配置し、残余のデータキャリアシンボルに前記パラメータデータを配置する、ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記ブロック符号化部は、時空間ブロック符号化された前記データブロックを生成し、
前記ＯＦＤＭシンボル構成部は、スキャッタードパイロット方式により、各パイロットキャリアに（Ｎ×Ｍ＋１）シンボル（Ｍは正の整数）に１回の割合で前記パイロット信号を配置する、ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記ブロック符号化部は、Ｋ＝（Ｎ×Ｍ＋１）、ｍを正の整数とするとき、ＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭシンボル数Ｐｓが、Ｐｓ＝ｍＫ＋（Ｎ−１）、となるＯＦＤＭシンボルを構成する、ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記ブロック符号化部は、空間周波数ブロック符号化された前記データブロックを生成し、
前記ＯＦＤＭシンボル構成部は、スキャッタードパイロット方式により、各パイロットシンボルに（Ｎ×Ｍ＋１）キャリア（Ｍは正の整数）に１回の割合で前記パイロット信号を配置する、ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項５】
前記ブロック符号化部は、Ｋ＝（Ｎ×Ｍ＋１）、ｍを正の整数とするとき、ＯＦＤＭシンボルを構成するキャリア数Ｐｃを、Ｐｃ＝ｍＫ＋（Ｎ−１）、となるＯＦＤＭシンボルを構成する、ことを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の送信装置から送信されるデータを受信する受信装置であって、
受信したＯＦＤＭ信号を前記ＯＦＤＭシンボルの構成に従って復調するＯＦＤＭ復調部と、
復調されたＯＦＤＭ信号からデータブロックを復号するブロック符号復号部と、を備える、ことを特徴とする受信装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１から５のいずれか一項に記載の送信装置として機能させるための送信プログラム。
【請求項８】
コンピュータを、請求項６に記載の受信装置として機能させるための受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号によりデータを送信する送信装置及び該送信装置から送信されたデータを受信する受信装置、並びに、送信プログラム及び受信プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
同一周波数帯域の複数のＯＦＤＭ信号を用いてデータを伝送するＯＦＤＭ伝送システムにおいては、一般に、パイロット信号を用いて伝送路応答の推定が行われる。ＯＦＤＭシンボルにパイロット信号を配置する方法としては、例えば、図２１に示すようなスキャッタードパイロット（ＳＰ）方式がある。ＳＰ方式は、ある特定のサブキャリア、シンボルにパイロット信号を分散させて配置する。図２１は、１２キャリアに１回、４シンボルに１回の割合でパイロット信号が配置された場合を例示している。また、パイロット信号は、キャリア番号（３ｎ−２）（ｎは正の整数）の各キャリアに配置されており、隣接するパイロットキャリア間でのパイロット信号のシンボル方向のシフト量は「１」となっている。ＳＰ方式は、地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式（ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１）にも採用されている。
【０００３】
ＯＦＤＭ伝送システムでは、特別な位置のキャリアシンボルを用いて、ＯＦＤＭ信号の制御情報などのパラメータデータを伝送する場合がある。地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式では、ＡＣ(Auxiliary Channel)、ＴＭＣＣ(Transmission Multiplexing Configuration Control)と呼ばれ、乱数テーブルを用いて決定される位置のキャリアシンボルを用いて、同期信号、キャリア変調方式、誤り訂正符号の符号化率などのパラメータデータが伝送されている。
【０００４】
以上のように、ＯＦＤＭ伝送システムでは、パイロット信号の配置をあらかじめ決定する必要がある。また、ＯＦＤＭ信号の制御情報などのパラメータデータを伝送するキャリアシンボルの位置も決定する必要がある。
【０００５】
ところで、ＯＦＤＭ信号により伝送するデータのブロック符号化として、例えば、Alamoutiの時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ：Space Time Block Coding）が知られている。Alamoutiの時空間ブロック符号化行列は、以下の式（１）で表される。なお、式（１）において、＊は複素共役を表す。
【０００６】
【数１】
0005906128.tif 000002
【０００７】
式（１）において、行列Ａの行は、送信アンテナ番号に対応する。したがって、行列Ａは、２本の送信アンテナで信号を送信する際に用いられる。また、行列Ａの列は、シンボル番号（時間）に対応する。式（１）に基づいて時空間ブロック符号化されたデータを、複数のＯＦＤＭ信号で伝送する場合、送受信装置においては、パイロット信号の配置を決定する必要がある。
【０００８】
例えば、図２１に示したＳＰ方式によりデータを伝送する場合、時空間ブロック符号化されたデータは、図２１において「データ」と表記されている位置に割り振られる。したがって、２本の送信アンテナで信号を送信する場合、それぞれのアンテナから送信されるデータは、図２２にアンテナ１及びアンテナ２でそれぞれ示すように割り振られることになる。
【０００９】
ここで、式（１）の時空間ブロック符号化は、２つのＯＦＤＭシンボルが組として処理される。したがって、図２２の場合、シンボル番号（１、２）が組となり、（３、４）、（５、６）、・・・がそれぞれ組となる。なお、図２２には、キャリア番号２番、シンボル番号（１、２）に割り当てられるデータの例を表記した。
【００１０】
しかしながら、図２２において「×」で示した位置と組となる位置には、パイロット信号が配置されている。そのため、「×」で示した位置には、時空間ブロック符号化されたデータを割り振ることができない。この点に関して、図２２の「×」で示した位置にパイロット信号を配置する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、パイロット信号が増加する分、受信装置で得られる伝送路応答の推定精度を向上することが可能となるが、全信号に占めるパイロット信号の比率が増えるため、パラメータデータを含むデータの伝送容量が低下することになる。なお、同様の問題は、空間周波数ブロック符号化されたデータを伝送する場合にも生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００８−５３３８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、上述した観点に鑑みてなされた本発明の目的は、伝送容量の低下及び伝送路応答の推定精度の低下を招くことなく、ブロック符号化されたデータ及びパラメータデータを伝送可能で、かつ構成を簡略化できる送信装置及び該送信装置から送信されたデータを受信する受信装置、並びに、送信プログラム及び受信プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、ＯＦＤＭ信号によりデータを送信する送信装置であって、Ｎ（Ｎは２以上の正の整数）個のデータからなるデータブロックを生成するブロック符号化部と、伝送路応答推定のためのパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、ＯＦＤＭ信号のパラメータデータを生成するパラメータデータ生成部と、前記データブロック、前記パイロット信号及び前記パラメータデータに基づいて前記ＯＦＤＭ信号のＯＦＤＭシンボルを構成するＯＦＤＭシンボル構成部と、を備え、前記ＯＦＤＭシンボル構成部は、前記パイロット信号を前記ＯＦＤＭシンボルの所定のキャリアシンボルに配置し、前記データブロックを前記ＯＦＤＭシンボルの隣接するデータキャリアシンボルに配置し、残余のデータキャリアシンボルに前記パラメータデータを配置する、ことを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記ブロック符号化部は、時空間ブロック符号化された前記データブロックを生成し、前記ＯＦＤＭシンボル構成部は、スキャッタードパイロット方式により、各パイロットキャリアに（Ｎ×Ｍ＋１）シンボル（Ｍは正の整数）に１回の割合で前記パイロット信号を配置する、ことを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記ブロック符号化部は、Ｋ＝（Ｎ×Ｍ＋１）、ｍを正の整数とするとき、ＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭシンボル数Ｐｓが、Ｐｓ＝ｍＫ＋（Ｎ−１）、となるＯＦＤＭシンボルを構成する、ことを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記ブロック符号化部は、空間周波数ブロック符号化された前記データブロックを生成し、前記ＯＦＤＭシンボル構成部は、スキャッタードパイロット方式により、各パイロットシンボルに（Ｎ×Ｍ＋１）キャリア（Ｍは正の整数）に１回の割合で前記パイロット信号を配置する、ことを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明に係る送信装置において、前記ブロック符号化部は、Ｋ＝（Ｎ×Ｍ＋１）、ｍを正の整数とするとき、ＯＦＤＭシンボルを構成するキャリア数Ｐｃを、Ｐｃ＝ｍＫ＋（Ｎ−１）、となるＯＦＤＭシンボルを構成する、ことを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る受信装置は、上記いずれかの送信装置から送信されるデータを受信する受信装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を前記ＯＦＤＭシンボルの構成に従って復調するＯＦＤＭ復調部と、復調されたＯＦＤＭ信号からデータブロックを復号するブロック符号復号部と、を備える、ことを特徴とする。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る送信プログラムは、コンピュータを、上記いずれかの送信装置として機能させる。
【００２０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る受信プログラムは、コンピュータを、上記受信装置として機能させる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、伝送容量の低下及び伝送路応答の推定精度の低下を招くことなく、ブロック符号化されたデータ及びパラメータデータの伝送及びその受信が可能になるとともに、送信装置及び受信装置の構成を簡略化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施の形態に係る送信装置によるＯＦＤＭシンボル構成の概要を説明するための図である。
【図２】図１において、Ｐｓ＝ｍＫの場合のＯＦＤＭシンボル構成を示す図である。
【図３】図１において、Ｐｓ＝ｍＫ＋１の場合のＯＦＤＭシンボル構成を示す図である。
【図４】図１において、Ｐｓ＝ｍＫ＋２の場合のＯＦＤＭシンボル構成を示す図である。
【図５】図１において、Ｐｓ＝ｍＫ＋３の場合のＯＦＤＭシンボル構成を示す図である。
【図６】図１において、Ｐｓ＝ｍＫ＋４の場合のＯＦＤＭシンボル構成を示す図である。
【図７】第１実施の形態において、Ｎ＝３、Ｍ＝２、Ｐｓ＝ｍＫ＋２の場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。
【図８】第１実施の形態において、Ｎ＝４、Ｍ＝２、Ｐｓ＝ｍＫ＋３、ｘ＝１の場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。
【図９】第１実施の形態において、Ｎ＝４、Ｍ＝２、Ｐｓ＝ｍＫ＋３、ｘ＝２の場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。
【図１０】第１実施の形態のＯＦＤＭシンボルの構成方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳ１０６での処理の説明図である。
【図１２】図１０のステップＳ１０６での処理の説明図である。
【図１３】第２実施の形態に係る送信装置によるＯＦＤＭシンボル構成の概要を説明するための図である。
【図１４】図１３において、Ｋ＝９、Ｐｃ＝ｍＫの場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。
【図１５】図１３において、Ｋ＝９、Ｐｃ＝ｍＫ＋１の場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。
【図１６】図１５のＯＦＤＭ変調部の要部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１７】第３実施の形態に係る送信装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１８】図１７のＯＦＤＭ変調部の要部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１９】第４実施の形態に係る受信装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２０】図１９のＯＦＤＭ復調部の要部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２１】ＳＰ方式のＯＦＤＭシンボルにおけるパイロット信号の配置を示す図である。
【図２２】２本の送信アンテナで時空間ブロック符号化されたデータを送信する場合のデータの割り当てを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。最初に、本発明に係る送信装置によるＯＦＤＭ信号のシンボル構成について説明する。なお、以下の説明において、データが割り当てられるシンボル番号、キャリア番号に位置するシンボルは、データキャリアシンボルと呼ぶ。また、以下に説明するＯＦＤＭシンボルの構成図において、パイロット信号はハッチングを施して示し、データは白抜きで示し、データブロックは太枠で示す。
【００２４】
また、ブロック符号化において、１つのブロックとして扱われる組となるデータ数をＮ（Ｎは２以上の正の整数）とする。Ｎ＝２の場合は、例えば、式（１）のAlamoutiの時空間ブロック符号化などを利用することができる。Ｎ＝４の場合は、例えば、H.Jafarkahniによる時空間ブロック符号化（例えば、“A quasi-orthogonal space-time block code”, IEEE Transactions on Communications, vol49, no.1, pp.1-4, Jan 2001、参照）などを利用することができる。
【００２５】
（第１実施の形態）
先ず、第１実施の形態として、時空間ブロック符号化により時間方向にブロック符号化されたデータを伝送する場合のＯＦＤＭシンボル構成について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１実施の形態に係る送信装置によるＯＦＤＭシンボル構成の概要を説明するための図である。図１は、２シンボル（Ｎ＝２）で時空間ブロック符号化を行って、ＳＰ方式によりデータを伝送するものである。ＳＰ方式では、特定のキャリア、シンボルにパイロット信号を分散して配置する。図１は、１５キャリアに１回、（Ｎ×Ｍ＋１）シンボルに１回の割合でパイロット信号が配置された場合を例示している。ただし、Ｍは、時間方向に連続して配置するデータブロック数（正の整数）で、図１は、Ｍ＝２の場合を例示している。また、パイロット信号は、キャリア番号（３ｎ−２）の各キャリアに配置されており、隣接するパイロットキャリア間でのパイロット信号のシンボル方向のシフト量ｘは「１」である。以下、Ｋ＝Ｎ×Ｍ＋１とし（図１の場合、Ｋ＝５）、Ｋ個のＯＦＤＭシンボルを、シンボルブロックと呼ぶ。
【００２７】
図１において、「×」で示したデータキャリアシンボルには、データブロックを割り振ることができない。そこで、本実施の形態では、「×」で示したデータキャリアシンボルを用いて、パラメータデータを伝送する。
【００２８】
以下、本実施の形態によるパラメータデータを伝送するキャリアシンボルの具体的な配置例について説明する。
【００２９】
図２〜図６は、Ｎ＝２、Ｍ＝２で、ＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭシンボル数がＰｓ個のＯＦＤＭシンボルの構成図である。図２は、Ｐｓ＝ｍＫ（ｍは正の整数）の場合を示す。この場合、「×」で示した（シンボル番号１、キャリア番号４）、（シンボル番号１、キャリア番号１０）、・・・においてパラメータデータを伝送する。パラメータデータを伝送する比率を大きくする場合は、Ｐｓを小さくする。また、キャリア番号２、３、５、６、・・・で伝送するデータについては規定しない。キャリア番号２、３、５、６、・・・には、データブロックを割り当てれば伝送容量は増加するが、パラメータデータを割り当ててもよい。
【００３０】
図３〜図６は、Ｐｓ≠ｍＫの場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。図３は、Ｐｓ＝ｍＫ＋（Ｎ−１）、つまりＰｓ＝ｍＫ＋１となる例である。図４は、Ｐｓ＝ｍＫ＋２となる例である。図５は、Ｐｓ＝ｍＫ＋３となる例である。図６は、Ｐｓ＝ｍＫ＋４となる例である。
【００３１】
図２〜図６において、シンボル番号の「×」の位置は異なるが、「×」の位置は、図２〜図６において、シンボル番号１とシンボル番号Ｐｓの位置にある。つまり、ＯＦＤＭ信号の周期の開始シンボルと、終了シンボルとに位置している。したがって、ＯＦＤＭ信号の開始シンボル及び終了シンボルに、パラメータデータを割り当てることで、ＯＦＤＭ信号の周期単位で、パラメータを設定することができる。特に、図３の場合は、パイロット信号が割り当てられる各キャリアで伝送されるデータブロックの数を、ＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭシンボル数Ｐｓにおいて一定にできるという利点がある。
【００３２】
図７は、Ｎ＝３、Ｍ＝２で、Ｐｓ＝ｍＫ＋（Ｎ−１）、つまりＰｓ＝ｍＫ＋２の場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。なお、パイロット信号は、２１キャリアに１回、７シンボルに１回の割合で配置されている。また、パイロット信号は、キャリア番号（３ｎ−２）の各キャリアに配置されており、隣接するパイロットキャリア間でのパイロット信号のシンボル方向のシフト量ｘは「１」である。
【００３３】
図８及び図９は、Ｎ＝４、Ｍ＝２で、Ｐｓ＝ｍＫ＋（Ｎ−１）、つまりＰｓ＝ｍＫ＋３の場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。なお、図８及び図９は、パイロット信号が、２７キャリアに１回、９シンボルに１回の割合で配置される場合を例示している。また、パイロット信号は、キャリア番号（３ｎ−２）の各キャリアに配置されており、隣接するパイロットキャリア間でのパイロット信号のシンボル方向のシフト量ｘは、図８の場合は「１」であり、図９の場合は「２」である。
【００３４】
図７〜図９において、パイロット信号が割り当てられる各キャリアは、データブロックを割り振ることができない「×」で示したデータキャリアシンボルで、パラメータデータを伝送する。ここで、図７〜図９の場合、パイロット信号が割り当てられる各キャリアは、ＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭシンボル数Ｐｓにおいて、パイロット信号を伝送するシンボル数とパラメータデータを伝送するシンボル数との総和が等しくなる。したがって、図３の場合と同様に、伝送されるデータブロックの数を、ＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭシンボル数Ｐｓにおいて一定にできるという利点がある。
【００３５】
図１０は、第１実施の形態によるＯＦＤＭシンボルの構成方法を示すフローチャートである。先ず、データブロックを構成するデータ数Ｎを決定する（ステップＳ１０１）。次に、時間方向に連続して配置するデータブロック数Ｍを決定する（ステップＳ１０２）。その後、あるキャリアについてスキャッタードパイロットを配置するシンボル番号ＺをＫ（Ｋ＝Ｎ×Ｍ＋１）周期で決定する（ステップＳ１０３）。
【００３６】
次に、ステップＳ１０３で決定したスキャッタードパイロットをシンボル方向にｘ（ｘ＜Ｋ）、キャリア方向にｙシフトする毎の位置をスキャッタードパイロット位置に決定する（ステップＳ１０４）。その後、スキャッタードパイロット位置を除いて、シンボル方向にＭ個のデータブロックを配置する（ステップＳ１０５）。そして、データブロックが割り当てられないキャリアシンボルにパラメータデータを配置する（ステップＳ１０６）。
【００３７】
ここで、ステップＳ１０６によるパラメータデータの配置処理について、図１１及び図１２を参照して、さらに詳細に説明する。図１１は、パイロットキャリアのシンボル番号１から（Ｎ−１）までの先頭部分のシンボルにパラメータデータを割り当てる場合の各パイロットキャリアにおける判定式を説明するための図である。図１２は、パイロットキャリアのシンボル番号Ｐｓから（Ｐｓ−（Ｎ−２））までの後尾部分のシンボルにパラメータデータを割り当てる場合の各パイロットキャリアにおける判定式を説明するための図である。
【００３８】
図１１及び図１２において、パイロットキャリア番号０、１、２、・・・、ｉ、・・・は、パイロット信号が配置されるキャリア番号（３ｎ−２）に相当する。また、ｘは、パイロット信号が割り当てられる隣接するキャリア間でのスキャッタードパイロットのシンボル方向のシフト量を示している。したがって、図１〜図８の場合は、ｘ＝１であり、図９の場合は、ｘ＝２である。
【００３９】
図１１において、パイロットキャリア番号ｉ（０、１、２、・・・）には、先頭からＢｉ個のシンボルにパラメータデータが割り当てられる。ここで、Ｂｉは、Ｂｉ＝（ｉ×ｘ）％Ｋ％Ｎ、で表される。つまり、Ｂｉは、（ｉ×ｘ）をＫ（Ｋ＝Ｎ×Ｍ＋１）で除算した余り（自然数）を、Ｎで除算した余りである。
【００４０】
パイロットキャリア番号０（キャリア番号１に相当）には、シンボル番号１にパイロット信号が配置されているため、先頭部分のシンボルにはパラメータデータは割り当てられない。
【００４１】
パイロットキャリア番号１（キャリア番号４に相当）には、先頭からＢ１個のシンボルにパラメータデータが割り当てられる。したがって、図３〜図６の場合は、ｘ＝１、Ｋ＝５、Ｎ＝２であるので、ｘをＫで除算した余りは「１」、「１」をＮで除算した余りは「１」となって、先頭のシンボル番号１にパラメータデータが割り当てられることになる。図７の場合は、ｘ＝１、Ｋ＝７、Ｎ＝３であるので、ｘをＫで除算した余りは「１」、「１」をＮで除算した余りは「１」となって、先頭のシンボル番号１にパラメータデータが割り当てられることになる。図８の場合は、ｘ＝１、Ｋ＝９、Ｎ＝４であるので、ｘをＫで除算した余りは「１」、「１」をＮで除算した余りは「１」となって、先頭のシンボル番号１にパラメータデータが割り当てられることになる。図９の場合は、ｘ＝２、Ｋ＝９、Ｎ＝４であるので、ｘをＫで除算した余りは「２」、「２」をＮで除算した余りは「２」となって、先頭のシンボル番号１と次のシンボル番号２とにパラメータデータが割り当てられることになる。
【００４２】
パイロットキャリア番号２（キャリア番号７に相当）には、先頭からＢ２個のシンボルにパラメータデータが割り当てられる。ここで、Ｂ２は、Ｂ２＝（２×ｘ）％Ｋ％Ｎ、で表される。したがって、図３〜図６の場合は、２ｘをＫで除算した余りが「２」、「２」をＮで除算した余りが「０」となって、先頭のシンボル番号１にはパラメータデータが割り当てられないことになる。図７の場合は、２ｘをＫで除算した余りが「２」、「２」をＮで除算した余りが「２」となって、先頭のシンボル番号１と次のシンボル番号２とにパラメータデータが割り当てられることになる。図８の場合は、２ｘをＫで除算した余りが「２」、「２」をＮで除算した余りが「２」となって、先頭のシンボル番号１と次のシンボル番号２とにパラメータデータが割り当てられることになる。図９の場合は、２ｘをＫで除算した余りが「４」、「４」をＮで除算した余りは「０」となって、先頭のシンボル番号１にはパラメータデータが割り当てられないことになる。
【００４３】
他のパイロットキャリア番号についても、Ｂｉ＝（ｉ×ｘ）％Ｋ％Ｎ、で表される先頭からＢｉ個のシンボルにパラメータデータが割り当てられる。
【００４４】
また、図１２において、パイロットキャリア番号ｉのシンボルの後尾部分は、最後尾のシンボル番号Ｐｓから、Ａｉ＝（Ｐｓ−ｉ×ｘ）％Ｋ、個のシンボルが残ることになる。Ａｉ＝１の場合、１個のシンボルが残り、このシンボルはパイロット信号となる。そのため、Ａｉ≧１の場合、シンボル番号Ｐｓから、（Ａｉ−１）％Ｎ個のシンボルにパラメータデータが割り当てられる。
【００４５】
したがって、パイロットキャリア番号０には、図３及び図５の場合、Ａ０＝１、となるので、後尾部分のシンボルにはパラメータデータが割り当てられない。図４、図６及び図７の場合は、Ａ０＝２となり、「（２−１）」をＮで除算した余りは「１」となるので、最後尾のシンボル番号Ｐｓにパラメータデータが割り当てられることになる。図８及び図９の場合は、Ａ０＝３となり、「（３−１）」をＮで除算した余りは「２」となるので、最後尾のシンボル番号Ｐｓとその直前のシンボル番号（Ｐｓ−１）とにパラメータデータが割り当てられることになる。
【００４６】
パイロットキャリア番号１には、図３の場合、Ａ１＝０となるので、後尾部分のシンボルにはパラメータデータが割り当てられない。図４、図７及び図９の場合、Ａ１＝１となるので、後尾部分のシンボルにはパラメータデータが割り当てられない。図６の場合、Ａ１＝３となり、「（３−１）」をＮで除算した余りは「０」となるので、後尾部分のシンボルにはパラメータデータが割り当てられない。図５及び図８の場合は、Ａ１＝２となり、「（２−１）」をＮで除算した余りは「１」となるので、最後尾のシンボル番号Ｐｓにパラメータデータが割り当てられることになる。
【００４７】
パイロットキャリア番号２には、図３の場合、Ａ２＝４となり、「（４−１）」をＮで除算した余りは「１」となって、最後尾のシンボル番号Ｐｓにパラメータデータが割り当てられることになる。図６の場合、Ａ２＝２となり、「（２−１）」をＮで除算した余りは「１」となって、最後尾のシンボル番号Ｐｓにパラメータデータが割り当てられることになる。図４、図７の場合は、Ａ２＝０、となるので、後尾部分のシンボルにはパラメータデータが割り当てられない。図５及び図８の場合は、Ａ２＝１、となるので、後尾部分のシンボルにはパラメータデータが割り当てられない。図９の場合は、Ａ２＝８となり、「（８−１）」をＮで除算した余りは「３」となって、シンボル番号Ｐｓ、（Ｐｓ−１）及び（Ｐｓ−２）にパラメータデータが割り当てられることになる。
【００４８】
他のパイロットキャリア番号についても、シンボル番号Ｐｓから、（Ａｉ−１）％Ｎ個のシンボルにパラメータデータが割り当てられる。
【００４９】
本実施の形態によると、各キャリアに対して、各データブロックを時間方向に連続して配置することができる。しかも、データが割り当てられないシンボルには、パラメータデータを配置している。したがって、送信装置においては、伝送容量の低下を招くことなく、ブロック符号化されたデータ及びパラメータデータを伝送することができ、受信装置においては、伝送路応答の推定精度の低下を招くことなく受信データを復調することができる。また、パラメータデータは、データブロックの割り当てが困難となるデータキャリアシンボルに配置され、ある規則のもとにパラメータデータの伝送に使用されるキャリア位置及びシンボル位置が決定される。したがって、送信装置及び受信装置において、乱数テーブルを保持してパラメータデータの配置を決定する必要がないので、構成を簡略化することができる。
【００５０】
（第２実施の形態）
次に、第２実施の形態として、空間周波数ブロック符号化（ＳＦＢＣ：Space Frequency Block Coding）されたデータを伝送する場合のＯＦＤＭシンボル構成について説明する。ＳＦＢＣでは、キャリア方向のデータキャリアシンボルを組としてデータブロックを構成する。
【００５１】
図１３は、本発明の第２実施の形態に係る送信装置によるＯＦＤＭシンボル構成の概要を説明するための図である。図１３は、２シンボル（Ｎ＝２）で空間周波数ブロック符号化を行って、ＳＰ方式によりデータを伝送するものである。図１３において、パイロット信号は、（Ｎ×Ｍ＋１）キャリアに１回、３シンボルに１回の割合で配置されている。ただし、ＳＦＢＣの場合、Ｍは、キャリア方向に連続して配置するデータブロック数で、図１３では、Ｍ＝４の場合を例示している。また、パイロット信号は、キャリア番号（３ｎ−２）の各キャリアに配置されており、隣接するパイロットキャリア間でのパイロット信号のシンボル方向のシフト量ｘは「１」である。
【００５２】
図１３において、「×」で示したデータキャリアシンボルには、データブロックを割り振ることができない。そこで、本実施の形態では、「×」で示したデータキャリアシンボルを用いて、パラメータデータを伝送する。
【００５３】
以下、本実施の形態によるパラメータデータを伝送するキャリアシンボルの具体的な配置例について説明する。
【００５４】
図１４及び図１５は、ＯＦＤＭシンボルを構成するキャリア数がＰｃの場合のＯＦＤＭシンボルの構成図である。ここでは、Ｋ＝Ｎ×Ｍ＋１とし、Ｋ本のキャリアを、キャリアブロックと呼ぶ。図１４は、Ｋ＝２×４＋１＝９（本）のキャリアが１つのキャリアブロックを構成し、ＰｃがＫの整数倍（ｍＫ）となっている。この場合、「×」で示した（シンボル番号２、キャリア番号１）、（シンボル番号２、キャリア番号Ｐｃ）、・・・においてパラメータデータを伝送する。
【００５５】
図１５は、Ｋ＝２×４＋１＝９（本）のキャリアが１つのキャリアブロックを構成し、ＰｃがＫの（整数倍＋１）となっている。この場合、「×」で示した（シンボル番号２、キャリア番号１）、（シンボル番号３、キャリア番号Ｐｃ）、・・・においてパラメータデータを伝送する。
【００５６】
図１４及び図１５において、「×」が位置するのは、キャリア番号１とキャリア番号Ｐｃであり、ＯＦＤＭ信号の周期の開始キャリア及び終了キャリアに位置している。したがって、ＯＦＤＭ信号の左端キャリア及び右端キャリアにパラメータデータを割り当てることにより、ＯＦＤＭ信号の周期単位で、パラメータを設定することができる。特に、図１５の場合は、各ＯＦＤＭシンボルで伝送されるデータブロック数を一定にできるという利点がある。
【００５７】
図１６は、第２実施の形態によるＯＦＤＭシンボルの構成方法を示すフローチャートである。先ず、データブロックを構成するデータ数Ｎを決定する（ステップＳ１６１）。次に、キャリア方向に連続して配置するデータブロック数Ｍを決定する（ステップＳ１６２）。その後、あるシンボルについてスキャッタードパイロットを配置するキャリア番号ＺをＫ（Ｋ＝Ｎ×Ｍ＋１）周期で決定する（ステップＳ１６３）。
【００５８】
次に、ステップＳ１６３で決定したスキャッタードパイロットをシンボル方向にｘ、キャリア方向にｙ（ｙ＜Ｋ）シフトする毎の位置をスキャッタードパイロット位置に決定する（ステップＳ１６４）。その後、スキャッタードパイロット位置を除いて、キャリア方向にＭ個のデータブロックを配置する（ステップＳ１６５）。そして、データブロックが割り当てられないキャリアシンボルにパラメータデータを配置する（ステップＳ１６６）。
【００５９】
本実施の形態によると、各シンボルに対して、各データブロックをキャリア方向に連続して配置することができる。しかも、データが割り当てられないシンボルには、パラメータデータを配置している。したがって、第１実施の形態の場合と同様の効果が得られる。
【００６０】
次に、上述した実施の形態で説明したＯＦＤＭシンボルを送信する送信装置及び該送信装置から送信されたデータを受信する受信装置の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態では、送信アンテナ数が２本の場合の送信装置と、受信アンテナ数が２本の場合の受信装置とについて説明するが、送信・受信アンテナ数は、これに限らない。また、これらの送信装置及び受信装置は、ＳＩＳＯ（Single Input Single Output）、ＳＩＭＯ（Single Input Multiple Output）、ＭＩＳＯ（Multiple Input Single Output）、ＭＩＭＯの伝送形態に応じて、組み合わせが決定される。一般的には、送信アンテナ及び受信アンテナは、１本、２本、４本となる。例えば、Alamouti符号を用いて時空間ブロック符号化又は空間周波数ブロック符号化を行う場合は、一般に、送信アンテナ数が２本の送信装置となる。また、H.JafarkahniによるＳＴＢＣ符号を用いて時空間ブロック符号化又は空間周波数ブロック符号化を行う場合は、一般に、送信アンテナ数が４本の送信装置となる。
【００６１】
（第３実施の形態）
図１７は、本発明の第３実施の形態に係る送信装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係る送信装置１００は、２本の送信アンテナ１１０−１，１１０−２から同一周波数帯域の複数のＯＦＤＭ信号を送信するもので、誤り訂正符号化部１２０、キャリア変調部１３０、ブロック符号化部１４０、ＯＦＤＭ変調部１５０、ＲＦ（Radio Frequency）部１６０−１，１６０−２を備える。
【００６２】
送信装置１００に入力される送信信号（ビットストリーム）は、誤り訂正符号化部１２０で誤り訂正符号化されて、キャリア変調部１３０に入力される。誤り訂正符号化部１２０は、例えば、外符号としてＢＣＨ（Bose Chaudhuri Hocquenghem）符号を用い、内符号としてＬＤＰＣ(Low Density Parity Check)符号が用いて、送信信号を誤り訂正符号化する。
【００６３】
キャリア変調部１３０は、誤り訂正符号化された送信信号を、キャリア（サブキャリア）毎に所定の変調方式に応じてＩＱ平面へのマッピングを行って、ブロック符号化部１４０に出力する。
【００６４】
ブロック符号化部１４０は、キャリア変調部１１から入力される信号を、例えば、Alamouti符号を用いて、キャリア毎に時空間ブロック符号化又はシンボル毎に空間周波数ブロック符号化してＯＦＤＭ変調部１５０に出力する。
【００６５】
ＯＦＤＭ変調部１５０は、ブロック符号化１４０から入力されるデータブロックからＯＦＤＭ信号を生成して、ＲＦ部１６０−１，１６０−２に出力する。
【００６６】
図１８は、ＯＦＤＭ変調部１５０の要部の構成を示す機能ブロック図である。ＯＦＤＭ変調部１５０は、パイロット信号生成部１５１、パラメータデータ生成部１５２、ＯＦＤＭシンボル構成部１５３、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１５４−１，１５４−２、ＧＩ（Guard Interval）付加部１５５−１，１５５−２、２つの直交変調部１５６−１，１５６−２、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換部１５７−１，１５７−２を備える。ＩＦＦＴ部１５４−１，１５４−２、ＧＩ付加部１５５−１，１５５−２、直交変調部１５６−１，１５６−２、Ｄ／Ａ変換部１５７−１，１５７−２は、２本の送信アンテナ１１０−１，１１０−２に対応している。
【００６７】
パイロット信号生成部１５１は、予め定められた振幅と位相を有するパイロット信号を生成して、ＯＦＤＭシンボル構成部１５３に出力する。
【００６８】
パラメータデータ生成部１５２は、ＯＦＤＭ信号の制御情報などのパラメータデータ（例えば、ＡＣ、ＴＭＣＣなど）を生成して、ＯＦＤＭシンボル構成部１５３に出力する。
【００６９】
ＯＦＤＭシンボル構成部１５３は、第１実施の形態及び第２実施の形態において説明したいずれかのＯＦＤＭシンボル構成に従って、図１７のブロック符号化部１４０から入力されるデータブロックに対して、パイロット信号生成部１５１から入力されるパイロット信号、及びパラメータデータ生成部１５２から入力されるパラメータデータを挿入して、２本の送信アンテナ１１０−１，１１０−２に対応する２系統のＯＦＤＭシンボルを生成する。本実施の形態では、２本の送信アンテナ１１０−１，１１０−２を用いるので、入力されるデータブロックが、例えば、時空間ブロック符号化されたデータブロックの場合は、２つのデータブロックを送信アンテナ毎に振り分けて、各々のＯＦＤＭシンボル構成において、同一キャリア番号の連続する同一のシンボル番号に配置する。また、空間周波数ブロック符号化されたものである場合は、２つのデータブロックを送信アンテナ毎に振り分けて、各々のＯＦＤＭシンボル構成において、同一シンボル番号の連続する同一のキャリア番号に配置する。ＯＦＤＭシンボル構成部１５３は、生成した２系統のＯＦＤＭシンボルをＩＦＦＴ部１５４−１，１５４−２に出力する。
【００７０】
ＩＦＦＴ部１５４−１，１５４−２は、ＯＦＤＭシンボル構成部１５３から入力されるＯＦＤＭシンボルに対して、それぞれＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）処理を施して時間領域の有効シンボル信号を生成し、ＧＩ付加部１５５−１，１５５−２に出力する。
【００７１】
ＧＩ付加部１５５−１，１５５−２は、ＩＦＦＴ部１５４−１，１５４−２から入力される有効シンボル信号の先頭に、それぞれ有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入して、直交変調部１５６−１，１５６−２に出力する。ガードインターバルは、ＯＦＤＭ信号を受信する際にシンボル間干渉を低減させるために挿入されるものであり、マルチパス遅延波の遅延時間がガードインターバル長を超えないように設定される。
【００７２】
直交変調部１５６−１，１５６−２は、ＧＩ付加部１５５−１，１５５−２から入力されるベースバンド信号に対して、それぞれ直交変調処理を施してＯＦＤＭ信号を生成し、Ｄ／Ａ変換部１５７−１，１５７−２に出力する。
【００７３】
Ｄ／Ａ変換部１５７−１，１５７−２は、直交変調部１５６−１，１５６−２から入力されるＯＦＤＭ信号をそれぞれアナログ信号に変換して、図１７のＲＦ部１６０−１，１６０−２に出力する。
【００７４】
図１７において、ＲＦ部１６０−１，１６０−２は、ＯＦＤＭ変調部１５０から入力されるＯＦＤＭ信号をそれぞれ所定の無線周波数帯域に変換して、対応する送信アンテナ１１０−１，１１０−２から輻射させる。
【００７５】
本実施の形態に係る送信装置１００によると、ＯＦＤＭ変調部１５０のＯＦＤＭシンボル構成部１５３において、第１実施の形態又は第２実施の形態で説明したいずれかのＯＦＤＭシンボル構成に従って、データブロックがシンボル方向又はキャリア方向に連続して配置され、データブロックが連続して配置できないシンボルにはパラメータデータが配置される。したがって、伝送容量の低下を招くことなく、ブロック符号化されたデータ及びパラメータデータを伝送することが可能となる。また、パラメータデータは、データブロックの割り当てが困難となるデータキャリアシンボルに配置され、ある規則のもとにパラメータデータの伝送に使用されるキャリア位置及びシンボル位置が決定される。したがって、乱数テーブルを保持してパラメータデータの配置を決定する必要がないので、構成を簡略化することができる。
【００７６】
なお、上述した送信装置１００は、コンピュータを用いて機能させることもできる。この場合、コンピュータは、送信装置の各機能を実現する処理内容を記述した送信プログラムを、当該コンピュータの記憶部に格納しておき、当該コンピュータのＣＰＵによってこの送信プログラムを読み出して実行させることで、送信装置を実現することができる。
【００７７】
（第４実施の形態）
図１９は、本発明の第４実施の形態に係る受信装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係る受信装置２００は、２本の受信アンテナ２１０−１，２１０−２を用いてＯＦＤＭ信号を受信するもので、ＲＦ部２２０−１，２２０−２、ＯＦＤＭ復調部２３０、ブロック符号復号部２４０、キャリア復調部２５０、誤り訂正符号復号部２６０を備える。
【００７８】
ＲＦ部２２０−１，２２０−２は、対応する受信アンテナ２１０−１，２１０−２で受信された受信信号から、所定の無線周波数帯域のＯＦＤＭ信号を規定周波数、規定レベルのＯＦＤＭ信号に変換してＯＦＤＭ復調部２３０に出力する。
【００７９】
図２０は、ＯＦＤＭ復調部２３０の要部の構成を示す機能ブロック図である。ＯＦＤＭ復調部２３０は、２つのＲＦ部２２０−１，２２０−２に対応する、Ａ／Ｄ変換部２３１−１，２３１−２、直交復調部２３２−１，２３２−２、ＧＩ除去部２３３−１，２３３−２、ＦＦＴ部２３４−１，２３４−２、パイロット信号抽出部２３５−１，２３５−２、伝送路応答推定部２３６−１，２３６−２、パラメータデータ抽出部２３７−１，２３７−２を備える。
【００８０】
Ａ／Ｄ変換部２３１−１，２３１−２は、ＲＦ部２２０−１，２２０−２から入力されるアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換して、対応する直交復調部２３２−１，２３２−２に出力する。
【００８１】
直交復調部２３２−１，２３２−２は、Ａ／Ｄ変換部２３１−１，２３１−２から入力される信号をそれぞれ直交復調してベースバンド信号を生成し、対応するＧＩ除去部２３３−１，２３３−２に出力する。
【００８２】
ＧＩ除去部２３３−１，２３３−２は、直交復調部２３２−１，２３２−２から入力されるベースバンド信号に対して、それぞれガードインターバルを除去して有効シンボル信号を抽出し、対応するＦＦＴ部２３４−１，２３４−２に出力する。
【００８３】
ＦＦＴ部２３４−１，２３４−２は、ＧＩ除去部２３３−１，２３３−２から入力される有効シンボル信号に対して、それぞれＦＦＴ処理を施して、周波数領域の複素ベースバンド信号を生成する。これらの複素ベースバンド信号は、対応するパイロット信号抽出部２３５−１，２３５−２及びパラメータデータ抽出部２３７−１，２３７−２に出力されるとともに、図１９のブロック符号復号部２４０に出力される。
【００８４】
パイロット信号抽出部２３５−１，２３５−２は、ＦＦＴ部２３４−１，２３４−２から入力される複素ベースバンド信号から、予め定められたＯＦＤＭシンボル構成に従ってそれぞれパイロット信号を抽出して、対応する伝送路応答推定部２３６−１，２３６−２に出力する。
【００８５】
伝送路応答推定部２３６−１，２３６−２は、パイロット信号抽出部２３５−１，２３５−２において抽出されたパイロット信号を用いてそれぞれ伝送路応答を推定し、その結果を対応するパラメータデータ抽出部２３７−１，２３７−２に出力するとともに、図１９のブロック符号復号部２４０に出力する。
【００８６】
パラメータデータ抽出部２３７−１，２３７−２は、対応するＦＦＴ部２３４−１，２３４−２から入力される複素ベースバンド信号から、伝送路応答推定部２３６−１，２３６−２から入力される伝送路応答の推定結果に基づいてパラメータデータを抽出して、図１９のブロック符号復号部２４０に出力する。パラメータデータは、図１９の復調部２５０、誤り訂正符号復号部２６０に出力される場合もある。
【００８７】
図１９において、ブロック符号復号部２４０は、ＯＦＤＭ復調部２３０から入力される複素ベースバンド信号、伝送路応答の推定結果及びパラメータデータに基づいて、ブロック符号を復号し、復号結果をキャリア復調部２５０に出力する。出力される復号結果は、ブロック符号および誤り訂正符号の組み合わせによって異なり、複素ベースバンド信号やLLR（Log Likelihood Ratio）などとなる。
【００８８】
キャリア復調部２５０は、ブロック符号復号部２４０から入力される復号結果を用いて、サブキャリア毎に復調を行い、誤り訂正符号復号部２６０にIQデータやLLRなどを出力する。
【００８９】
誤り訂正符号復号部２６０は、キャリア復調部２５０から入力されるIQデータやLLRなどの値を用いて、誤り訂正符号の復号を行い、ビットストリームを出力する。
【００９０】
本実施の形態に係る受信装置２００によると、第３実施の形態に係る送信装置から、第１実施の形態又は第２実施の形態のいずれかのＯＦＤＭシンボルに従って伝送される信号を受信して復号するので、伝送路応答の推定精度の低下を招くことなく、高精度の復号が可能になるとともに、乱数テーブルを保持する必要がないので、構成を簡略化することができる。
【００９１】
なお、上述した受信装置２００は、コンピュータを用いて機能させることもできる。この場合、コンピュータは、受信装置の各機能を実現する処理内容を記述した受信プログラムを、当該コンピュータの記憶部に格納しておき、当該コンピュータのＣＰＵによってこの受信プログラムを読み出して実行させることで、受信装置を実現することができる。
【００９２】
上述の実施の形態は、個々に代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施の形態によって制限されるものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、パイロット信号の配置方式をスキャッタードパイロット（ＳＰ）方式としたが、コンティニュアルパイロット方式やパイロットシンボル方式の場合にも、本発明を有効に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明によれば、同一周波数帯域の複数のＯＦＤＭ信号を用いて、簡単な構成で、伝送容量の低下及び伝送路応答の推定精度の低下を招くことなく、ブロック符号化されたデータ及びパラメータデータを伝送することができるので、ＯＦＤＭ伝送システムにおける送信装置及び受信装置に有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１００  送信装置
１１０−１〜１１０−４  送信アンテナ
１２０  誤り訂正符号化部
１３０  キャリア変調部
１４０  ブロック符号化部
１５０  ＯＦＤＭ変調部
１５１  パイロット信号生成部
１５２  パラメータデータ生成部
１５３  ＯＦＤＭシンボル構成部
１５４−１，１５４−２  ＩＦＦＴ部
１５５−１，１５５−２  ＧＩ付加部
１５６−１，１５６−２  直交変調部
１５７−１，１５７−２  Ｄ／Ａ変換部
１６０−１，１６０−２  ＲＦ部
２００  受信装置
２１０−１，２１０−２  受信アンテナ
２２０−１，２２０−２  ＲＦ部
２３０  ＯＦＤＭ復調部
２３１−１，２３１−２  Ａ／Ｄ変換部
２３２−１，２３２−２  直交復調部
２３３−１，２３３−２  ＧＩ除去部
２３４−１，２３４−２  ＦＦＴ部
２３５−１，２３５−２  パイロット信号抽出部
２３６−１，２３６−２  伝送路応答推定部
２３７−１，２３７−２  パラメータデータ抽出部
２４０  ブロック符号復号部
２５０  キャリア復調部
２６０  誤り訂正符号復号部
【図１】
0005906128.tif 000003
【図２】
0005906128.tif 000004
【図３】
0005906128.tif 000005
【図４】
0005906128.tif 000006
【図５】
0005906128.tif 000007
【図６】
0005906128.tif 000008
【図７】
0005906128.tif 000009
【図８】
0005906128.tif 000010
【図９】
0005906128.tif 000011
【図１０】
0005906128.tif 000012
【図１１】
0005906128.tif 000013
【図１２】
0005906128.tif 000014
【図１３】
0005906128.tif 000015
【図１４】
0005906128.tif 000016
【図１５】
0005906128.tif 000017
【図１６】
0005906128.tif 000018
【図１７】
0005906128.tif 000019
【図１８】
0005906128.tif 000020
【図１９】
0005906128.tif 000021
【図２０】
0005906128.tif 000022
【図２１】
0005906128.tif 000023
【図２２】
0005906128.tif 000024