(57)【要約】  より正確なチャネル推定値の算出を可能とする新規のパイロット送信方法、当該パイロット送信方法を用いるＭＩＭＯ送信装置、及び当該ＭＩＭＯ送信装置と通信を行うＭＩＭＯ受信装置。ＭＩＭＯ送信装置（１００）では、パイロット送信制御部（１７０）の制御によって位相調整処理部（１３０−１、１３０−２）が、並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより、パイロットの送信タイミングを調整する。パイロット送信制御部（１７０）は、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番を、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで異ならせる。受信側では、送信アンテナ及びサブキャリアグループの各組み合わせにごとにパス間干渉の影響を受けていないパスを抽出し、これに基づきチャネル推定値を算出することにより、チャネル推定精度を向上することができる。
2009078162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置におけるパイロット送信方法であって、
並列パイロット信号を形成する並列パイロット信号形成ステップと、
前記並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより、前記パイロットの送信タイミングを調整する調整ステップと、
前記送信タイミング調整されたパイロットをパイロット送信シンボル区間で複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
を具備し、
同一のパイロット送信シンボル区間において、前記パイロットの送信タイミングに従った前記複数の送信アンテナの順番が、サブキャリアグループ毎に異なる、パイロット送信方法。
【請求項２】
第１のサブキャリアグループでは第１の送信アンテナからより第２の送信アンテナから前記パイロットが早いタイミングで送信されると共に、第２のサブキャリアグループではその逆の順序で前記パイロットが送信される、請求項１に記載のパイロット送信方法。
【請求項３】
前記第１及び第２のサブキャリアグループは、それぞれ奇数サブキャリアグループ及び偶数サブキャリアグループである、請求項２に記載のパイロット送信方法。
【請求項４】
各サブキャリアグループにおいて前記第１及び第２の送信アンテナから送信されるパイロットの間につけられる送信タイミングの時間差が、第１及び第２のフレーム間で異なる、請求項２に記載のパイロット送信方法。
【請求項５】
同一フレームにおいて前記第１及び第２の送信アンテナから送信されるパイロットの間につけられる送信タイミングの時間差が、前記第１及び第２のサブキャリアグループ間で異なる、請求項２に記載のパイロット送信方法。
【請求項６】
前記順番が先頭及び末尾の送信アンテナからなるアンテナペアが、第１のパイロット送信シンボル区間と第２のパイロット送信区間とで異なる、請求項２に記載のパイロット送信方法。
【請求項７】
インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置であって、
並列パイロット信号を形成する並列パイロット信号形成手段と、
位相調整手段を有し、当該位相調整手段において前記並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより送信タイミングを調整して、前記パイロットを複数の送信アンテナからパイロット送信シンボル区間で送信するパイロット送信手段と、
を具備し、
前記パイロット送信手段は、
同一パイロット送信シンボル区間における、前記パイロットの送信タイミングに従った前記複数の送信アンテナの順番を、サブキャリアグループ毎に異ならせる、ＭＩＭＯ送信装置。
【請求項８】
前記パイロット送信手段は、
第１のサブキャリアグループでは第１の送信アンテナからより第２の送信アンテナから前記パイロットを早いタイミングで送信すると共に、第２のサブキャリアグループではその逆の順序で前記パイロットを送信する、請求項７に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項９】
前記第１及び第２のサブキャリアグループは、それぞれ奇数サブキャリアグループ及び偶数サブキャリアグループである、請求項８に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項１０】
前記パイロット送信手段は、
各サブキャリアグループにおいて前記第１及び第２の送信アンテナから送信されるパイロットの間につけられる送信タイミングの時間差を、第１及び第２のフレーム間で異ならせる、請求項８に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項１１】
前記パイロット送信手段は、
同一フレームにおいて前記第１及び第２の送信アンテナから送信されるパイロットの間につけられる送信タイミングの時間差を、前記第１及び第２のサブキャリアグループ間で異ならせる、請求項８に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項１２】
前記パイロット送信手段は、
前記順番が先頭及び末尾の送信アンテナからなるアンテナペアを、第１のパイロット送信シンボル区間と第２のパイロット送信区間とで異ならせる、請求項８に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項１３】
同一のパイロット送信シンボル区間において、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番をサブキャリアグループ毎に異なるようにして送信されたパイロットシンボルを受信するＭＩＭＯ受信装置であって、
前記受信パイロットシンボルをサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応するグループ遅延プロファイルを形成するグループ遅延プロファイル形成手段と、
各グループ遅延プロファイルにおける先頭及び末尾の所定サンプルの部分遅延プロファイルを抽出する抽出手段と、
抽出元のグループ遅延プロファイルが互いに異なる、先頭の部分遅延プロファイルと末尾の部分遅延プロファイルとを、基準を合わせて合成する合成手段と、
前記合成手段にて得られた各送信アンテナに対応する合成遅延プロファイルに基づいて、チャネル推定値を算出するチャネル推定値算出手段と、
を具備するＭＩＭＯ受信装置。
【請求項１４】
前記合成手段は、両部分遅延プロファイルにおいて同一位置に現れるパスを電力合成すると共に、いずれか一方の部分遅延プロファイルにのみ現れるパスを除去する、請求項１３に記載のＭＩＭＯ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイロット送信方法、ＭＩＭＯ送信装置、及びＭＩＭＯ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像等の大容量データ通信を可能にする技術として、ＭＩＭＯ（Multiple-Input / Multiple-Output）通信が注目されている。このＭＩＭＯ通信では、送信側の複数のアンテナからそれぞれ異なる送信データ（サブストリーム）を送信し、受信側では伝搬路上で複数の送信データが混ざり合った受信データを元の送信データに分離する。この分離処理の際には、伝搬路推定値が必要となる。【０００３】
特許文献１には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交波周波数分割多重)方式が適用されたＭＩＭＯ通信システム（ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ通信システム）における、伝搬路推定方法に関する開示がある。【０００４】
同文献のＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ通信システムのＭＩＭＯ送信装置側では、先ずパイロット信号系列生成部で生成された信号系列からＯＦＤＭシンボル（以下、「パイロットＯＦＤＭシンボル」と呼ぶことがある）が形成される。このパイロットＯＦＤＭシンボルは、全てのサブキャリアに同じ信号が重畳されるため、時間方向で見ると、波形インパルスとなる。そして、このパイロットＯＦＤＭシンボルは、アンテナ間で互いに異なるシフト量の巡回シフト処理が施されると共に、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が付加された後に、複数のアンテナから送信される。【０００５】
ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ通信システムのＭＩＭＯ受信装置側では、パイロットＯＦＤＭシンボルのうち、初期先頭位置からｋサンプルの範囲が、実際にパイロットとして利用される。ＭＩＭＯ送信装置は、パイロットＯＦＤＭシンボルに対して巡回シフト処理を施すことにより、アンテナ間でパイロットをｋサンプルだけ時間的にずらして送っている。ここで、異なるアンテナから送信されたパイロットＯＦＤＭシンボル間で干渉が起こらないように、実際上、ｋサンプルは、最大マルチパス遅延時間以上に設定される。【０００６】
特許文献２には、上記した巡回シフト以外の波形インパルスをずらす方法が開示されている。図１１に示すように送信アンテナ１では、すべてのサブキャリアで同じ信号が送信されている。そのため、上記したように送信ＯＦＤＭ信号は、時間方向の波形インパルスになる。一方、送信アンテナ２では、アンテナ１の波形インパルスに対してｋサンプル遅延した波形インパルスが送信されている。ｍ番目のサブキャリアに対して、位相調整係数群である、exp(-2 π*k*m/N_sub)を掛けることにより、波形インパルスをｋサンプル遅延させることができる。なお、N_subは、トータルのＦＦＴポイント数を意味する。【０００７】
以上のようにして送信されたパイロットＯＦＤＭシンボル（これに含まれる各アンテナのパイロットの送信タイミングがずらされている）を、ＭＩＭＯ受信装置は、受信して、まずＣＰを除去する。そして、ＭＩＭＯ受信装置は、ＣＰ除去後の受信パイロットＯＦＤＭシンボルから、先頭のｋサンプル部分とそれ以降の部分とを抽出する。すなわち、ＭＩＭＯ受信装置は、先頭のｋサンプル部分を送信アンテナ１のマルチパスと見なし、それ以降の部分をアンテナ２のマルチパスと見なし、各送信アンテナから送信されたパイロットの分離処理を行う。抽出された両部分は、それぞれＦＦＴ処理される。このような処理は、ＭＩＭＯ受信装置の各受信アンテナについて行われる。そして、送信アンテナ及び受信アンテナの全組み合わせについて求められたＦＦＴ処理の結果が、チャネル推定値の算出に用いられる。  
【特許文献１】特開２００７−２００７２号公報
【特許文献２】特開２００６−１９７５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、最大マルチパス遅延時間が長く、アンテナ間のパイロット送信時間差を超えてしまうと、受信パイロットのオーバラップが発生する。これにより、チャネル推定精度が劣化してしまう。すなわち、受信側のチャネル推定部による時間窓を用いた分離処理の際に、アンテナ１から送信されたパイロットを抽出するための時間窓は、上記したオーバラップが発生しない通常時に合わせて設定されている。そのため、最大マルチパス遅延時間が長くなると、その時間窓ではアンテナ１に対応するパイロットに係るパスの全てを抽出することができない。また、遅延時間の長いパスは、アンテナ２から送信されたパイロットを抽出するための時間窓で抽出される。すなわち、パス干渉が生じてしまう。【０００９】
ここで、送信アンテナの割当サンプル長、つまり上記したｋサンプルは、ＯＦＤＭシンボル以下という制限のもと、最大遅延時間に合わせて決定される。さらに、１つのＯＦＤＭシンボルにおいて、そこで送信されるパイロット間につけられる送信タイミング時間差ｋの総計がＣＰ長以下であるという制限もある。すなわち、ＭＩＭＯ送信装置のアンテナ数が多くなると、ｋを少なくする必要がある。そのため、最大遅延時間がパイロット送信時間差を超える確率が高くなりパス干渉の発生頻度も増加するため、チャネル推定精度がさらに劣化してしまう。【００１０】
本発明の目的は、より正確なチャネル推定値の算出を可能とする新規のパイロット送信方法、当該パイロット送信方法を用いるＭＩＭＯ送信装置、及び当該ＭＩＭＯ送信装置と通信を行うＭＩＭＯ受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のパイロット送信方法は、インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置におけるパイロット送信方法であって、並列パイロット信号を形成する並列パイロット信号形成ステップと、前記並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより、前記パイロットの送信タイミングを調整する調整ステップと、前記送信タイミング調整されたパイロットをパイロット送信シンボル区間で複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、を具備し、同一のパイロット送信シンボル区間において、前記パイロットの送信タイミングに従った前記複数の送信アンテナの順番が、サブキャリアグループ毎に異なる。【００１２】
本発明のＭＩＭＯ送信装置は、インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置であって、並列パイロット信号を形成する並列パイロット信号形成手段と、位相調整手段を有し、当該位相調整手段において前記並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより送信タイミングを調整して、前記パイロットを複数の送信アンテナからパイロット送信シンボル区間で送信するパイロット送信手段と、を具備し、前記パイロット送信手段は、同一パイロット送信シンボル区間における、前記パイロットの送信タイミングに従った前記複数の送信アンテナの順番を、サブキャリアグループ毎に異ならせる構成を採る。【００１３】
本発明のＭＩＭＯ受信装置は、同一のパイロット送信シンボル区間において、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番をサブキャリアグループ毎に異なるようにして送信されたパイロットシンボルを受信するＭＩＭＯ受信装置であって、前記受信パイロットシンボルをサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応するグループ遅延プロファイルを形成するグループ遅延プロファイル形成手段と、各グループ遅延プロファイルにおける先頭及び末尾の所定サンプルの部分遅延プロファイルを抽出する抽出手段と、抽出元のグループ遅延プロファイルが互いに異なる、先頭の部分遅延プロファイルと末尾の部分遅延プロファイルとを、基準を合わせて合成する合成手段と、前記合成手段にて得られた各送信アンテナに対応する合成遅延プロファイルに基づいて、チャネル推定値を算出するチャネル推定値算出手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より正確なチャネル推定値の算出を可能とする新規のパイロット送信方法、当該パイロット送信方法を用いるＭＩＭＯ送信装置、及び当該ＭＩＭＯ送信装置と通信を行うＭＩＭＯ受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の波形インパルスをずらす方法の説明に供する図
【図２】本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ送信装置の構成を示すブロック図
【図３】図２の位相調整処理部の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１に係るＭＩＭＯ受信装置の構成を示すブロック図
【図５】位相調整処理部の処理の説明に供する図
【図６】実施の形態１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムの動作説明に供する図
【図７】実施の形態１に係るＭＩＭＯ受信装置の動作説明に供する図
【図８】実施の形態２に係るＭＩＭＯ受信装置の動作説明に供する図
【図９】実施の形態３に係るＭＩＭＯ送信装置及びＭＩＭＯ受信装置の動作説明に供する図
【図１０】実施の形態４に係るＭＩＭＯ送信装置及びＭＩＭＯ受信装置の動作説明に供する図
【図１１】実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置の動作説明に供する図
【図１２】対比技術の説明に供する図
【図１３】図１２に示された送信順序でパイロットを送信した場合に受信側で得られる伝搬路推定値の品質傾向を示す図
【図１４】図１１に示された送信順序でパイロットを送信した場合に受信側で得られる伝搬路推定値の品質傾向を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。【００１７】
（実施の形態１）
図２に示すように本実施の形態に係るＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムにおけるＭＩＭＯ送信装置１００は、パイロット信号生成部１１０と、Ｓ／Ｐ部１２０−１，２と、位相調整処理部１３０−１，２と、ＩＦＦＴ部１４０−１，２と、ＣＰ部１５０−１，２と、送信アンテナ１６０−１，２と、パイロット送信制御部１７０とを有する。なお、ここでは説明を簡単にするために送信アンテナが２本、つまり送信系統が２つの場合について説明する。【００１８】
パイロット信号生成部１１０は、パイロット信号系列を生成し、Ｓ／Ｐ部１２０に出力する。パイロット信号生成部１１０は、シンボルタイミングに合わせて、パイロット信号を出力する。【００１９】
Ｓ／Ｐ部１２０は、パイロット信号生成部１１０で生成されたパイロット信号系列を直並列変換し、得られた複数のパイロット並列信号を位相調整処理部１３０に出力する。複数のパイロット並列信号は、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアとそれぞれ対応している。【００２０】
位相調整処理部１３０−１，２は、パイロット送信制御部１７０からの位相調整係数群を入力とし、サブキャリア毎の位相を調整する。位相調整処理部１３０−１，２は、ＯＦＤＭ通信に用いられる複数のサブキャリアが分けられたサブキャリアグループ毎に位相調整係数群を乗算する。位相調整処理部１３０−１，２のそれぞれにおいて、サブキャリアグループに乗算される位相調整係数群は互いに異なる。また、同一パイロットＯＦＤＭシンボルにおいて、各サブキャリアグループに乗算されている位相調整係数群は、位相調整処理部１３０−１と位相調整処理部１３０−２とでは異なっている。【００２１】
位相調整処理部１３０−１，２は、それぞれ図３Ａ、Ｂに示す構成を有している。【００２２】
位相調整処理部１３０−１は、第１のサブキャリアグループの位相を調整する。ここでは、偶数番目のサブキャリア群が第１のサブキャリアグループを構成し、奇数番目のサブキャリア群が第２のサブキャリアグループを構成している。【００２３】
位相調整処理部１３０−１は、それぞれ枝番に対応するサブキャリアに位相調整係数を乗算する乗算器１３２−２，…，２Ｎを有する。なお、全サブキャリア数は、２Ｎである。【００２４】
一方、位相調整処理部１３０−２は、第２のサブキャリアグループの位相を調整する。位相調整処理部１３０−２は、乗算器１３６−１，３，…，（２Ｎ−１）を有する。【００２５】
なお、位相調整処理部１３０−１及び位相調整処理部１３０−２のそれぞれについて、乗算器で位相調整係数群が掛けられないサブキャリアが存在する。図３では、これらのサブキャリアに対応する乗算器を図示していないが、そのサブキャリアに対応する乗算器を設け、この乗算器で乗算される位相調整係数群が全て１である場合と等価である。【００２６】
ＩＦＦＴ部１４０は、位相調整後のサブキャリア信号を逆フーリエ変換することにより、ＯＦＤＭ信号を形成する。なお、以上説明したＳ／Ｐ部１２０、位相調整処理部１３０、及びＩＦＦＴ部１４０は、ＯＦＤＭ生成部として機能する。そして、生成されたパイロットＯＦＤＭシンボルにおいては、上記した位相調整処理部１３０での処理により、サブキャリアグループ間で送信タイミングがｋサンプルずらされている。【００２７】
ＣＰ部１５０は、ＩＦＦＴ部１４０で形成されたＯＦＤＭ信号にサイクリックプレフィックスを付加する。ＣＰが付加されたＯＦＤＭ信号は、所定の無線送信処理を施された後、送信アンテナ１６０を介して送信される。【００２８】
パイロット送信制御部１７０は、位相調整係数群を位相調整処理部１３０に出力することにより、送信系統とサブキャリアグループとの各組み合わせに対応するパイロットの送信タイミングを制御する。【００２９】
図４に示すように本実施の形態に係るＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムにおけるＭＩＭＯ受信装置２００は、複数の受信アンテナ（図示せず）のそれぞれに対応する無線受信部２１０と、各無線受信部２１０と対応する複数のチャネル推定部２２０と、信号分離部２３０とを有する。なお、ここでは説明を簡単にするために受信アンテナが２本、つまり受信系統が２つの場合について説明する。【００３０】
無線受信部２１０−１，２は、それぞれが対応する受信アンテナにて受信された受信信号に、所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施すと共にＣＰを除去し、得られた信号をそれぞれが対応するチャネル推定部２２０−１，２に送出する。【００３１】
チャネル推定部２２０−１，２は、それぞれが対応する無線受信部２１０−１，２から受信ＯＦＤＭ信号を受け取り、この受信ＯＦＤＭ信号に含まれるパイロットを用いて、チャネル推定値を算出する。チャネル推定部２２０−１，２は、それぞれが対応する受信アンテナと、ＭＩＭＯ送信装置１００の送信アンテナのそれぞれとの間の、各サブキャリアに関するチャネル推定値を算出する。【００３２】
具体的には、チャネル推定部２２０は、グループ分離部２４０と、パス抽出部２５０と、プロファイル合成部２６０と、ＦＦＴ部２７０と、チャネル推定値算出部２８０とを有する。【００３３】
グループ分離部２４０は、受信ＯＦＤＭ信号をサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応する遅延プロファイルを出力する。グループ分離部２４０は、ＦＦＴ部２４１と、それぞれがサブキャリアグループに対応するＩＦＦＴ部２４３−１，２とを有する。【００３４】
ＦＦＴ部２４１は、受信パイロットＯＦＤＭシンボルを、フーリエ変換することにより時間信号から周波数信号に変換する。さらに、ＦＦＴ部２４１は、変換後の信号をサブキャリアグループに基づいて振り分ける。ここでは、偶数サブキャリアと奇数サブキャリアとでグループ分けされているので、ＦＦＴ部２４１は、奇数サブキャリアの信号をＩＦＦＴ部２４３−１に出力する一方、偶数サブキャリアの信号をＩＦＦＴ部２４３−２に出力する。【００３５】
ＩＦＦＴ部２４３−１，２は、入力信号を、逆フーリエ変換することにより周波数信号から時間信号に変換し、変換後の信号をパス抽出部２５０に出力する。ここでＩＦＦＴ部２４３−１から出力される信号は、奇数サブキャリアグループの遅延プロファイルである。また、ＩＦＦＴ部２４３−２から出力される信号は、偶数サブキャリアグループの遅延プロファイルである。【００３６】
パス抽出部２５０は、入力遅延プロファイルから、パス干渉の影響を受けていないパスを予め設定されている時間窓を用いて抽出する。すなわち、パス抽出部２５０は、入力遅延プロファイルの一部（部分遅延プロファイル）を抽出する。各サブキャリアグループに対応するパス抽出部２５０のペアが設けられている。パス抽出部２５０−１，２からなるペアは、奇数サブキャリアグループに対応し、パス抽出部２５０−３，４からなるペアは、偶数サブキャリアグループに対応する。そして各ペアを構成するパス抽出部２５０は、入力遅延プロファイルの前からｋサンプル、及び、後ろからｋサンプルをそれぞれ抽出する。パス抽出部２５０−１，３は、前からｋサンプルを抽出し、パス抽出部２５０−２，４は後ろからｋサンプルを抽出する。各パス抽出部２５０で抽出されたパスは、対応するプロファイル合成部２６０に入力される。【００３７】
プロファイル合成部２６０は、部分遅延プロファイルを入力とし、それらを基準を合わせて合成する。合成遅延プロファイルは、ＦＦＴ部２７０に入力される。【００３８】
ＦＦＴ部２７０は、入力する合成遅延プロファイルを、フーリエ変換することにより時間信号から周波数信号に変換し、得られた信号をチャネル推定値算出部２８０に出力する。【００３９】
チャネル推定値算出部２８０は、ＦＦＴ部２７０で得られたＦＦＴ処理結果を用いて、チャネル推定値を算出する。【００４０】
上記した構成を有するＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムにおけるＭＩＭＯ送信装置１００及びＭＩＭＯ受信装置２００の動作について説明する。【００４１】
ＭＩＭＯ送信装置１００では、パイロット信号が直並列変換されて得られるパイロット並列信号がＩＦＦＴ処理されることでパイロットＯＦＤＭ信号が生成される。【００４２】
ＭＩＭＯ送信装置１００では、ＩＦＦＴ処理の前段で、位相調整処理部１３０−１，２がサブキャリアグループ毎の位相調整を行う。具体的には、位相調整処理部１３０−１は、偶数サブキャリアグループに属するサブキャリア信号に対して位相調整係数群を乗算する。これにより、送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットＯＦＤＭシンボルに着目すると、偶数サブキャリアにおけるパイロットのインパルス波形は、奇数サブキャリアにおけるパイロットのインパルス波形より遅く送信される。すなわち、偶数サブキャリアのパイロット送信タイミングは、奇数サブキャリアのパイロット送信タイミングよりｋサンプル遅くなる。【００４３】
一方、位相調整処理部１３０−２は、奇数サブキャリアグループに属するサブキャリア信号に対して位相調整係数群を乗算する。これにより、送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットＯＦＤＭシンボルに着目すると、奇数サブキャリアにおけるパイロットのインパルス波形は、偶数サブキャリアにおけるパイロットのインパルス波形より遅く送信される。すなわち、奇数サブキャリアのパイロット送信タイミングは、偶数サブキャリアのパイロット送信タイミングよりｋサンプル遅くなる。【００４４】
また、奇数サブキャリアグループに着目すると、図５に示すように送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットのインパルス波形は、送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットのインパルス波形よりｋサンプル遅く送信される。一方、偶数サブキャリアグループに着目すると、図５に示すように送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットのインパルス波形は、送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットのインパルス波形よりｋサンプル遅く送信される。【００４５】
こうして奇数サブキャリアグループ及び偶数サブキャリアグループでは、いずれにおいても送信アンテナ間でパイロット送信タイミングがｋサンプルずらされている。さらに、奇数サブキャリアグループと偶数サブキャリアグループとでは、送信アンテナのパイロット送信タイミングの順番が逆になっている。【００４６】
こうして各送信系統で形成されたパイロットＯＦＤＭシンボルは、同一のパイロット送信シンボル区間で送信される。【００４７】
このようにして送信されたパイロットＯＦＤＭシンボルは、図６に示すように複数のパスを経由した後に、ＭＩＭＯ受信装置２００で受信される。【００４８】
ＭＩＭＯ受信装置２００は、受信信号に対して無線受信処理、ＣＰ除去を行った後に、受信ＯＦＤＭ信号をサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応する遅延プロファイルを形成する。このとき得られる奇数サブキャリアグループの遅延プロファイルが図７Ａに示され、偶数サブキャリアグループの遅延プロファイルが図７Ｂに示される。【００４９】
ここで図７Ａを見ると、送信アンテナ１６０−１から送信されたパイロットの最大遅延時間がｋサンプルを超えているため、最大遅延パスが送信アンテナ１６０−２から送信されたパイロットとパス干渉を起こしている。これに対して、送信アンテナ１６０−１から送信されたパイロットのパスのうち先頭ｋサンプルの時間窓内に収まるパスは、パス干渉による影響を受けていない。さらに、送信アンテナ１６０−２から送信されたパイロットのパスのうち、後ろｋサンプルの時間窓内に収まるパスも、パス干渉による影響を受けていない。そこで、先頭ｋサンプルの時間窓及び後ろｋサンプルの時間窓を用いてパスを抽出することにより、パス干渉を受けていない部分遅延プロファイルを抽出することができる。【００５０】
一方、図７Ｂを見ると、図７Ａではパス干渉の影響を受けていたパスが、ここではパス干渉の影響を受けていないパスになっている。これは、送信側において偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで、アンテナのパイロット送信の順番を逆にしているためである。【００５１】
そしてパス抽出部２５０で抽出されたパス干渉の影響を受けていない部分遅延プロファイルを送信アンテナ毎に合成することにより、合成遅延プロファイルを得る（図７Ｃ参照）。【００５２】
このように本実施の形態によれば、インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置１００では、パイロット送信制御部１７０の制御によって位相調整処理部１３０−１及び１３０−２が、並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより、パイロットの送信タイミングを調整する。パイロット送信制御部１７０は、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番を、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで異ならせる。【００５３】
こうすることで、送信アンテナ及びサブキャリアグループの各組み合わせにごとにパス間干渉の影響を受けるパス位置を変えることができる。そのため、受信側では、パス間干渉の影響を受けていないパスからなる部分遅延プロファイルを合成することにより、各送信アンテナから送信されたパイロットに対応する合成遅延プロファイルを形成することができる。この合成遅延プロファイルにはパス干渉の影響を受けているパスが排除されているので、この合成遅延プロファイルに基づいてチャネル推定値を算出することにより、チャネル推定精度を向上することができる。すなわち、より正確なチャネル推定値の算出を可能とするＭＩＭＯ送信装置を実現することができる。【００５４】
ＭＩＭＯ送信装置１００から送信されたパイロットを受信するＭＩＭＯ受信装置２００には、受信パイロットシンボルをサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応するグループ遅延プロファイルを形成するグループ分離部２４０と、各グループ遅延プロファイルにおける先頭及び末尾の所定サンプルの部分遅延プロファイルを抽出する抽出手段としてのパス抽出部２５０と、抽出元のグループ遅延プロファイルが互いに異なる、先頭の部分遅延プロファイルと末尾の部分遅延プロファイルとを、基準を合わせて合成する合成手段としてのプロファイル合成部２６０と、プロファイル合成部２６０にて得られた各送信アンテナに対応する合成遅延プロファイルに基づいて、チャネル推定値を算出するチャネル推定値算出部２８０と、が設けられる。【００５５】
こうすることで、パス間干渉の影響を受けていないパスからなる部分遅延プロファイルを合成することにより、各送信アンテナから送信されたパイロットに対応する合成遅延プロファイルを形成することができる。この合成遅延プロファイルにはパス干渉の影響を受けているパスが排除されているので、この合成遅延プロファイルに基づいてチャネル推定値を算出することにより、チャネル推定精度を向上することができる。すなわち、より正確なチャネル推定値の算出を可能とするＭＩＭＯ受信装置を実現することができる。【００５６】
なお、以上の説明においては、サブキャリアが奇数サブキャリアグループと偶数サブキャリアグループとに分けられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のグループ分け方法でもよい。【００５７】
例えば、送信アンテナが３本である場合には、サブキャリア番号を３で割ったときの余りによってグループ分けしてもよい。このとき第１の送信アンテナからは、第１、第２、第３のサブキャリアグループの順にパイロット送信し、第２の送信アンテナからは第３、第１、第２のサブキャリアグループの順にパイロットを送信し、第３のアンテナからは第２、第３、第１のサブキャリアグループの順にパイロットを送信すればよい。【００５８】
すなわち、同一のパイロット送信シンボル区間において、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番が、サブキャリアグループ毎に異なっていればよい。【００５９】
こうすることにより、各サブキャリアグループで送信されるパイロットはいずれかの送信アンテナで順番が先頭又は末尾となるので、上記したように受信側でパイロットＯＦＤＭシンボルの先頭及び末尾の所定サンプルを抽出することにより、パス干渉の影響を受けていない部分遅延プロファイルを抽出することができる。【００６０】
例えば、受信アンテナが３本である場合には、図４に示される構成に、パス抽出部のペア、プロファイル合成部、及びＦＦＴ部が１つずつ追加される。【００６１】
なお、以上の説明においては、対応サブキャリアで送信されるパイロットの送信タイミングを送信アンテナ毎に変える場合について説明を行った。しかしながら、一のパイロット送信シンボル区間においては、送信アンテナ毎にパイロットの送信タイミングを異ならせると共に、連続する複数のパイロット送信シンボル区間においては、パイロット送信タイミングに従って並べた送信アンテナの順番がパイロット送信シンボル間で異ならせてもよい。すなわち、時間方向でパイロット送信タイミングをずらしてもよい。これによっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。ただし、本実施の形態のように周波数方向でパイロット送信タイミングをずらすことにより、すべての送信順序パタンを短期間で実行できるので、パイロット送信効率を向上することができる。【００６２】
（実施の形態２）
実施の形態１では、送信側でパイロット間につけられた送信時間差と同じ時間長の時間窓を用いてパスを抽出し、抽出された部分遅延プロファイルを合成することにより、合成遅延プロファイルを作成している。すなわち、実施の形態では、選択合成処理が行われている。これに対して、実施の形態２では、送信側でパイロット間につけられる送信時間差よりも長い時間長の時間窓を用いてパスを抽出し、抽出された部分遅延プロファイルを基準を合わせて合成する際に、同位置に現れるパスを電力合成することにより合成遅延プロファイルを作成する。これにより、ＳＮＲを向上することができる。なお、本実施の形態に係るＭＩＭＯ受信装置の構成は、実施の形態１の場合と同様なので、図４の構成ブロック図を用いて説明する。【００６３】
パス抽出部２５０は、入力遅延プロファイルから、各送信アンテナから送信されれたパイロットの先頭のパスから末尾のパスまで含めることができる時間窓を用いてパスを抽出する。【００６４】
具体的には、パス抽出部２５０−１は、図８Ａに示すような時間窓で、送信アンテナ１６０−１から送信された奇数サブキャリアグループのパイロットに係る、先頭パスから末尾パスまで抽出する。すなわち、パス抽出部２５０−１は、パイロットＯＦＤＭシンボルの先頭からｋ＋αの時間幅を持つ時間窓でパスを抽出する。なお、αは、当初見込まれた最大遅延時間ｋよりも長くなってしまった時間に相当する。ここで抽出されたパスの中には、送信アンテナ１６０−２から送信されたパイロットのパスも含まれる。【００６５】
また、パス抽出部２５０−２は、図８Ｂに示すような時間窓で、送信アンテナ１６０−１から送信された偶数サブキャリアグループのパイロットに係る、先頭パスから末尾パスまで抽出する。すなわち、パス抽出部２５０−２は、パイロットＯＦＤＭシンボルのＫサンプル目からＫ＋αの時間幅を持つ時間窓でパスを抽出する。【００６６】
パス抽出部２５０−３はパス抽出部２５０−２と同じ時間窓を用いる一方、パス抽出部２５０−４はパス抽出部２５０−１と同じ時間窓を用いる。【００６７】
プロファイル合成部２６０は、入力される複数の抽出遅延プロファイルを、基準を合わせて合成する。このとき、図８Ｃに示すように両抽出遅延プロファイルで同位置に現れるパスを電力合成すると共に、一方の抽出遅延プロファイルにしか現れない位置のパスを切り捨てる。こうして合成遅延プロファイルには、所望のサブキャリアグループのパスのみが残り、さらにそのパスは電力合成されている。従ってＳＮＲを向上することができる。【００６８】
（実施の形態３）
実施の形態３では、第１のフレームと第２のフレームとで、パイロットの送信タイミングの時間差が異なる。なお、本実施の形態に係るＭＩＭＯ送信装置及びＭＩＭＯ受信装置の構成は、実施の形態１の場合と同様なので、図２及び図４の構成ブロック図を用いて説明する。【００６９】
パイロット送信制御部１７０は、第１のフレームと第２のフレームとで、互いに異なる位相調整係数群を位相調整処理部１３０に出力する。これにより、フレーム間で、パイロットにつけられる送信時間差を変更することができる。【００７０】
例えば、図９に示すように、フレーム１では送信アンテナ間でパイロット送信タイミングがｋサンプルずらされている一方、フレーム２ではｋ＋ｎサンプルずらされている。【００７１】
ここで図９に示すようにフレーム１において、合成遅延プロファイルを作成する際に、異なる送信アンテナから送信されたパイロットのパスがたまたま重なってしまう場合がある。このとき、フレーム１では干渉パスである送信アンテナ１６０−２に対応するパスが、送信アンテナ１６０−１に対応する合成遅延プロファイルに含まれてしまうので、チャネル推定精度が劣化する。【００７２】
しかしながら、本実施の形態では、フレーム間で、送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットと、送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットとの間につけられる送信タイミングの時間差を変更する。これにより、異なる送信アンテナから送信されたパイロットのパスが恒常的に重なる状況を回避することができる。そして、複数フレームに亘りチャネル推定値を平均化することにより、パス干渉の影響が低減されたチャネル推定値が得られる。これにより、チャネル推定精度を向上することができる。なお、パスが重なっていないフレームで得られた、干渉パスの影響がないチャネル推定値を用いることによっても、チャネル推定精度を向上することができる。【００７３】
（実施の形態４）
実施の形態３では、一のフレームにおいて、送信アンテナ間、及び、同一送信アンテナのサブキャリアグループ間のいずれにおいても、パイロットの送信タイミングの送信時間差は一定である。これに対して、実施の形態４では、一のフレームにおいて、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで、異なる送信アンテナから送信されるパイロット間につけられる送信タイミングの時間差が異なる。【００７４】
パイロット送信制御部１７０は、第１のフレームと第２のフレームとで、互いに異なる位相調整係数群を位相調整処理部１３０に出力する。さらに、パイロット送信制御部１７０は、同一フレームにおいても、位相調整処理部１３０−１及び位相調整処理部１３０−２に、異なる位相調整係数群をそれぞれ出力する。これにより、第１及び第２のフレームのそれぞれにおいて、送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットと送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットとの間の、送信タイミングの時間差を異ならせることができると共に、第１及び第２のフレーム間で、各サブキャリアグループにおいて異なる送信アンテナのパイロット間につけられる送信タイミングの時間差を異ならせることができる。【００７５】
例えば、図１０に示すようにフレーム１において、奇数サブキャリアグループでは異なる送信アンテナのパイロット間でパイロット送信タイミングがｋサンプルずらされている一方、偶数サブキャリアグループではｋ＋ｎサンプルずらされている。【００７６】
また、フレーム２では、逆に、奇数サブキャリアグループでは異なる送信アンテナのパイロット間でパイロット送信タイミングがｋ＋ｎサンプルずらされている一方、偶数サブキャリアグループではｋサンプルずらされている。【００７７】
ここで図１０に示すようにフレーム１において、合成遅延プロファイルを作成する際に、異なる送信アンテナから送信されたパイロットのパスがたまたま重なってしまう場合がある。このとき、フレーム１では干渉パスである送信アンテナ１６０−２に対応するパスが、送信アンテナ１６０−１に対応する合成遅延プロファイルに含まれてしまうので、チャネル推定精度が劣化する。【００７８】
しかし、上記したような本実施の形態によっても、実施の形態３と同様に、チャネル推定精度を向上することができる。【００７９】
（実施の形態５）
実施の形態５は、ＭＩＭＯ送信装置が送信アンテナを３本以上有する場合に関する。すなわち、実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置は、Ｓ／Ｐ部、位相調整処理部、ＩＦＦＴ部、及びＣＰ部（それぞれＭＩＭＯ送信装置１００における、Ｓ／Ｐ部１２０、位相調整処理部１３０、ＩＦＦＴ部１４０、及びＣＰ部１５０に対応）からなる送信処理系を３つ以上並列に有している。【００８０】
実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置は、ＭＩＭＯ送信装置１００と同様に、同一のパイロット送信シンボル区間において、パイロット送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番がサブキャリアグループ毎に異なるように、パイロットを送信する。【００８１】
具体的には、実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置は、パイロット送信シンボル区間（例えば、１ＯＦＤＭシンボル）において、パイロット送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番が偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで逆となるように、パイロットを送信する。【００８２】
ただし、実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置は、第１のパイロット送信シンボル区間における先頭送信アンテナと末尾送信アンテナに係るアンテナペアと、第１のパイロット送信シンボル区間と最も近い第２のパイロット送信区間における先頭送信アンテナと末尾送信アンテナとのアンテナペアとが異なるように、パイロットを送信する。【００８３】
図１１は、実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置の動作説明に供する図である。図１１では、ＭＩＭＯ送信装置が送信アンテナを４本（Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４）有する場合のパイロット送信状況が示されている。【００８４】
図１１に示すように、第１のパイロット送信シンボル区間では、奇数サブキャリアグループでのパイロット送信タイミングの順番は、Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４であり、偶数サブキャリアグループでのパイロット送信タイミングの順番は、Ｔｘ４、Ｔｘ３、Ｔｘ２、Ｔｘ１である。一方、第２のパイロット送信シンボル区間では、奇数サブキャリアグループでのパイロット送信タイミングの順番は、Ｔｘ２、Ｔｘ１、Ｔｘ４、Ｔｘ３であり、偶数サブキャリアグループでのパイロット送信タイミングの順番は、Ｔｘ３、Ｔｘ４、Ｔｘ１、Ｔｘ２である。【００８５】
すなわち、第１のパイロット送信シンボル区間における先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナのアンテナペアはＴｘ１、Ｔｘ４からなり、一方、第２のパイロット送信シンボル区間における先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナのアンテナペアは、Ｔｘ１、Ｔｘ４以外のＴｘ２、Ｔｘ３からなる。【００８６】
（対比技術）
まず、上述したように、先頭送信アンテナから送信されたパイロット信号は、それ以前に送信された信号からの干渉を受けず、また、末尾送信アンテナから送信されたパイロット信号は、それ移行に送信された信号からの干渉を受けない。一方、先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナ以外の送信アンテナから送信されたパイロット信号は、直前直後に送信された信号から干渉を受ける可能性がある。【００８７】
図１２は、対比技術の説明に供する図である。例えば、図１２に示すようなパイロット送信タイミングに関するアンテナ順序でパイロットが送信された場合、Ｔｘ１は、奇数サブキャリアグループでは先頭送信アンテナであり、偶数サブキャリアグループでは末尾送信アンテナである。従って、受信側は、Ｔｘ１から送信されたパイロットに関しては、パス干渉の影響が排除された合成遅延プロファイルを形成することができる。しかしながら、他の送信アンテナは、奇数サブキャリアグループ及び偶数サブキャリアグループの少なくとも一方で先頭及び末尾以外の送信アンテナとなっている。従って、これらの送信アンテナ（Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４）については、Ｔｘ１と異なり、パス干渉の影響が排除された合成遅延プロファイルを形成することができない。【００８８】
図１３は、図１２に示された送信順序でパイロットを送信した場合に受信側で得られる伝搬路推定値の品質傾向を示す図である。図１３に示すようにＴｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４から送信されたパイロットは、前後の少なくとも一方のパイロットからの干渉を受ける。従って、奇数サブキャリアグループで送信されたパイロット又は偶数サブキャリアグループで送信されたパイロットを用いることで得られる伝搬路推定値の精度は、Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４のいずれに関しても良くない。【００８９】
ただし、合成遅延プロファイルに基づいてチャネル推定値を算出すると、Ｔｘ１に関しては、伝搬路推定精度が向上する。しかしながら、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４に関しては、Ｔｘ１と比べて、伝搬路推定精度が向上しない。【００９０】
これに対して、本実施の形態に係るＭＩＭＯ送信装置によれば、Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４のいずれに関しても、伝搬路推定精度が向上する。図１４は、図１１に示された送信順序でパイロットを送信した場合に受信側で得られる伝搬路推定値の品質傾向を示す図である。【００９１】
すなわち、第１のパイロット送信シンボル区間では、Ｔｘ１及びＴｘ４が先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナのアンテナペアとなっているので、合成遅延プロファイルに基づいて算出されるチャネル推定値の精度は向上する。また、第２のパイロット送信シンボル区間では、Ｔｘ２及びＴｘ３が先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナのアンテナペアとなっているので、合成遅延プロファイルに基づいて算出されるチャネル推定値の精度は向上する。従って、第１のパイロット送信シンボル区間及び第２のパイロット送信シンボル区間の全体では、いずれの送信アンテナに関してもチャネル推定値の精度が向上する。【００９２】
以上のように本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ送信装置が、第１のパイロット送信シンボル区間における先頭送信アンテナと末尾送信アンテナに係るアンテナペアと、第２のパイロット送信区間における先頭送信アンテナと末尾送信アンテナとのアンテナペアとが異なるようにパイロットを送信する。【００９３】
こうすることで、送信アンテナの数が増えた場合にも、チャネル推定精度を向上することができる。【００９４】
２００７年１２月１４日出願の特願２００７−３２３４６３の日本出願及び２００８年８月２６日出願の特願２００８−２１６９２０に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明のパイロット送信方法、ＭＩＭＯ送信装置、及びＭＩＭＯ受信装置は、より正確なチャネル推定値の算出を可能とするものとして有用である。
【図１】
2009078162.tif 000003
【図２】
2009078162.tif 000004
【図３】
2009078162.tif 000005
【図４】
2009078162.tif 000006
【図５】
2009078162.tif 000007
【図６】
2009078162.tif 000008
【図７】
2009078162.tif 000009
【図８】
2009078162.tif 000010
【図９】
2009078162.tif 000011
【図１０】
2009078162.tif 000012
【図１１】
2009078162.tif 000013
【図１２】
2009078162.tif 000014
【図１３】
2009078162.tif 000015
【図１４】
2009078162.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置におけるパイロット送信方法であって、
並列パイロット信号を形成する並列パイロット信号形成ステップと、
前記並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより、前記パイロットの送信タイミングを調整する調整ステップと、
前記送信タイミング調整されたパイロットをパイロット送信シンボル区間で複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
を具備し、
同一のパイロット送信シンボル区間において、前記パイロットの送信タイミングに従った前記複数の送信アンテナの順番が、サブキャリアグループ毎に異なる、パイロット送信方法。
【請求項２】
第１のサブキャリアグループでは第１の送信アンテナからより第２の送信アンテナから前記パイロットが早いタイミングで送信されると共に、第２のサブキャリアグループではその逆の順序で前記パイロットが送信される、請求項１に記載のパイロット送信方法。
【請求項３】
前記第１及び第２のサブキャリアグループは、それぞれ奇数サブキャリアグループ及び偶数サブキャリアグループである、請求項２に記載のパイロット送信方法。
【請求項４】
各サブキャリアグループにおいて前記第１及び第２の送信アンテナから送信されるパイロットの間につけられる送信タイミングの時間差が、第１及び第２のフレーム間で異なる、請求項２に記載のパイロット送信方法。
【請求項５】
同一フレームにおいて前記第１及び第２の送信アンテナから送信されるパイロットの間につけられる送信タイミングの時間差が、前記第１及び第２のサブキャリアグループ間で異なる、請求項２に記載のパイロット送信方法。
【請求項６】
前記順番が先頭及び末尾の送信アンテナからなるアンテナペアが、第１のパイロット送信シンボル区間と第２のパイロット送信区間とで異なる、請求項２に記載のパイロット送信方法。
【請求項７】
インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置であって、
並列パイロット信号を形成する並列パイロット信号形成手段と、
位相調整手段を有し、当該位相調整手段において前記並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより送信タイミングを調整して、前記パイロットを複数の送信アンテナからパイロット送信シンボル区間で送信するパイロット送信手段と、
を具備し、
前記パイロット送信手段は、
同一パイロット送信シンボル区間における、前記パイロットの送信タイミングに従った前記複数の送信アンテナの順番を、サブキャリアグループ毎に異ならせる、ＭＩＭＯ送信装置。
【請求項８】
前記パイロット送信手段は、
第１のサブキャリアグループでは第１の送信アンテナからより第２の送信アンテナから前記パイロットを早いタイミングで送信すると共に、第２のサブキャリアグループではその逆の順序で前記パイロットを送信する、請求項７に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項９】
前記第１及び第２のサブキャリアグループは、それぞれ奇数サブキャリアグループ及び
偶数サブキャリアグループである、請求項８に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項１０】
前記パイロット送信手段は、
各サブキャリアグループにおいて前記第１及び第２の送信アンテナから送信されるパイロットの間につけられる送信タイミングの時間差を、第１及び第２のフレーム間で異ならせる、請求項８に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項１１】
前記パイロット送信手段は、
同一フレームにおいて前記第１及び第２の送信アンテナから送信されるパイロットの間につけられる送信タイミングの時間差を、前記第１及び第２のサブキャリアグループ間で異ならせる、請求項８に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項１２】
前記パイロット送信手段は、
前記順番が先頭及び末尾の送信アンテナからなるアンテナペアを、第１のパイロット送信シンボル区間と第２のパイロット送信区間とで異ならせる、請求項８に記載のＭＩＭＯ送信装置。
【請求項１３】
同一のパイロット送信シンボル区間において、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番をサブキャリアグループ毎に異なるようにして送信されたパイロットシンボルを受信するＭＩＭＯ受信装置であって、
前記受信パイロットシンボルをサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応するグループ遅延プロファイルを形成するグループ遅延プロファイル形成手段と、
各グループ遅延プロファイルにおける先頭及び末尾の所定サンプルの部分遅延プロファイルを抽出する抽出手段と、
抽出元のグループ遅延プロファイルが互いに異なる、先頭の部分遅延プロファイルと末尾の部分遅延プロファイルとを、基準を合わせて合成する合成手段と、
前記合成手段にて得られた各送信アンテナに対応する合成遅延プロファイルに基づいて、チャネル推定値を算出するチャネル推定値算出手段と、
を具備するＭＩＭＯ受信装置。
【請求項１４】
前記合成手段は、両部分遅延プロファイルにおいて同一位置に現れるパスを電力合成すると共に、いずれか一方の部分遅延プロファイルにのみ現れるパスを除去する、請求項１３に記載のＭＩＭＯ受信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイロット送信方法、ＭＩＭＯ送信装置、及びＭＩＭＯ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像等の大容量データ通信を可能にする技術として、ＭＩＭＯ（Multiple-Input
/ Multiple-Output）通信が注目されている。このＭＩＭＯ通信では、送信側の複数のアンテナからそれぞれ異なる送信データ（サブストリーム）を送信し、受信側では伝搬路上で複数の送信データが混ざり合った受信データを元の送信データに分離する。この分離処理の際には、伝搬路推定値が必要となる。
【０００３】
特許文献１には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交波周波数分割多重)方式が適用されたＭＩＭＯ通信システム（ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ通信システム）における、伝搬路推定方法に関する開示がある。
【０００４】
同文献のＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ通信システムのＭＩＭＯ送信装置側では、先ずパイロット信号系列生成部で生成された信号系列からＯＦＤＭシンボル（以下、「パイロットＯＦＤＭシンボル」と呼ぶことがある）が形成される。このパイロットＯＦＤＭシンボルは、全てのサブキャリアに同じ信号が重畳されるため、時間方向で見ると、波形インパルスとなる。そして、このパイロットＯＦＤＭシンボルは、アンテナ間で互いに異なるシフト量の巡回シフト処理が施されると共に、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が付加された後に、複数のアンテナから送信される。
【０００５】
ＯＦＤＭ−ＭＩＭＯ通信システムのＭＩＭＯ受信装置側では、パイロットＯＦＤＭシンボルのうち、初期先頭位置からｋサンプルの範囲が、実際にパイロットとして利用される。ＭＩＭＯ送信装置は、パイロットＯＦＤＭシンボルに対して巡回シフト処理を施すことにより、アンテナ間でパイロットをｋサンプルだけ時間的にずらして送っている。ここで、異なるアンテナから送信されたパイロットＯＦＤＭシンボル間で干渉が起こらないように、実際上、ｋサンプルは、最大マルチパス遅延時間以上に設定される。
【０００６】
特許文献２には、上記した巡回シフト以外の波形インパルスをずらす方法が開示されている。図１１に示すように送信アンテナ１では、すべてのサブキャリアで同じ信号が送信されている。そのため、上記したように送信ＯＦＤＭ信号は、時間方向の波形インパルスになる。一方、送信アンテナ２では、アンテナ１の波形インパルスに対してｋサンプル遅延した波形インパルスが送信されている。ｍ番目のサブキャリアに対して、位相調整係数群である、exp(-2 π*k*m/N_sub)を掛けることにより、波形インパルスをｋサンプル遅延させることができる。なお、N_subは、トータルのＦＦＴポイント数を意味する。
【０００７】
以上のようにして送信されたパイロットＯＦＤＭシンボル（これに含まれる各アンテナのパイロットの送信タイミングがずらされている）を、ＭＩＭＯ受信装置は、受信して、まずＣＰを除去する。そして、ＭＩＭＯ受信装置は、ＣＰ除去後の受信パイロットＯＦＤＭシンボルから、先頭のｋサンプル部分とそれ以降の部分とを抽出する。すなわち、ＭＩＭＯ受信装置は、先頭のｋサンプル部分を送信アンテナ１のマルチパスと見なし、それ以降の部分をアンテナ２のマルチパスと見なし、各送信アンテナから送信されたパイロットの分離処理を行う。抽出された両部分は、それぞれＦＦＴ処理される。このような処理は、ＭＩＭＯ受信装置の各受信アンテナについて行われる。そして、送信アンテナ及び受信アンテナの全組み合わせについて求められたＦＦＴ処理の結果が、チャネル推定値の算出に用いられる。  
【特許文献１】特開２００７−２００７２号公報
【特許文献２】特開２００６−１９７５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、最大マルチパス遅延時間が長く、アンテナ間のパイロット送信時間差を超えてしまうと、受信パイロットのオーバラップが発生する。これにより、チャネル推定精度が劣化してしまう。すなわち、受信側のチャネル推定部による時間窓を用いた分離処理の際に、アンテナ１から送信されたパイロットを抽出するための時間窓は、上記したオーバラップが発生しない通常時に合わせて設定されている。そのため、最大マルチパス遅延時間が長くなると、その時間窓ではアンテナ１に対応するパイロットに係るパスの全てを抽出することができない。また、遅延時間の長いパスは、アンテナ２から送信されたパイロットを抽出するための時間窓で抽出される。すなわち、パス干渉が生じてしまう。
【０００９】
ここで、送信アンテナの割当サンプル長、つまり上記したｋサンプルは、ＯＦＤＭシンボル以下という制限のもと、最大遅延時間に合わせて決定される。さらに、１つのＯＦＤＭシンボルにおいて、そこで送信されるパイロット間につけられる送信タイミング時間差ｋの総計がＣＰ長以下であるという制限もある。すなわち、ＭＩＭＯ送信装置のアンテナ数が多くなると、ｋを少なくする必要がある。そのため、最大遅延時間がパイロット送信時間差を超える確率が高くなりパス干渉の発生頻度も増加するため、チャネル推定精度がさらに劣化してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、より正確なチャネル推定値の算出を可能とする新規のパイロット送信方法、当該パイロット送信方法を用いるＭＩＭＯ送信装置、及び当該ＭＩＭＯ送信装置と通信を行うＭＩＭＯ受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のパイロット送信方法は、インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置におけるパイロット送信方法であって、並列パイロット信号を形成する並列パイロット信号形成ステップと、前記並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより、前記パイロットの送信タイミングを調整する調整ステップと、前記送信タイミング調整されたパイロットをパイロット送信シンボル区間で複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、を具備し、同一のパイロット送信シンボル区間において、前記パイロットの送信タイミングに従った前記複数の送信アンテナの順番が、サブキャリアグループ毎に異なる。
【００１２】
本発明のＭＩＭＯ送信装置は、インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置であって、並列パイロット信号を形成する並列パイロット信号形成手段と、位相調整手段を有し、当該位相調整手段において前記並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより送信タイミングを調整して、前記パイロットを複数の送信アンテナからパイロット送信シンボル区間で送信するパイロット送信手段と、を具備し、前記パイロット送信手段は、同一パイロット送信シンボル区間における、前記パイロットの送信タイミングに従った前記複数の送信アンテナの順番を、サブキャリアグループ毎に異ならせる構成を採る。
【００１３】
本発明のＭＩＭＯ受信装置は、同一のパイロット送信シンボル区間において、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番をサブキャリアグループ毎に異なるようにして送信されたパイロットシンボルを受信するＭＩＭＯ受信装置であって、前記受信パイロットシンボルをサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応するグループ遅延プロファイルを形成するグループ遅延プロファイル
形成手段と、各グループ遅延プロファイルにおける先頭及び末尾の所定サンプルの部分遅延プロファイルを抽出する抽出手段と、抽出元のグループ遅延プロファイルが互いに異なる、先頭の部分遅延プロファイルと末尾の部分遅延プロファイルとを、基準を合わせて合成する合成手段と、前記合成手段にて得られた各送信アンテナに対応する合成遅延プロファイルに基づいて、チャネル推定値を算出するチャネル推定値算出手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より正確なチャネル推定値の算出を可能とする新規のパイロット送信方法、当該パイロット送信方法を用いるＭＩＭＯ送信装置、及び当該ＭＩＭＯ送信装置と通信を行うＭＩＭＯ受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００１６】
（実施の形態１）
図２に示すように本実施の形態に係るＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムにおけるＭＩＭＯ送信装置１００は、パイロット信号生成部１１０と、Ｓ／Ｐ部１２０−１，２と、位相調整処理部１３０−１，２と、ＩＦＦＴ部１４０−１，２と、ＣＰ部１５０−１，２と、送信アンテナ１６０−１，２と、パイロット送信制御部１７０とを有する。なお、ここでは説明を簡単にするために送信アンテナが２本、つまり送信系統が２つの場合について説明する。
【００１７】
パイロット信号生成部１１０は、パイロット信号系列を生成し、Ｓ／Ｐ部１２０に出力する。パイロット信号生成部１１０は、シンボルタイミングに合わせて、パイロット信号を出力する。
【００１８】
Ｓ／Ｐ部１２０は、パイロット信号生成部１１０で生成されたパイロット信号系列を直並列変換し、得られた複数のパイロット並列信号を位相調整処理部１３０に出力する。複
数のパイロット並列信号は、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアとそれぞれ対応している。
【００１９】
位相調整処理部１３０−１，２は、パイロット送信制御部１７０からの位相調整係数群を入力とし、サブキャリア毎の位相を調整する。位相調整処理部１３０−１，２は、ＯＦＤＭ通信に用いられる複数のサブキャリアが分けられたサブキャリアグループ毎に位相調整係数群を乗算する。位相調整処理部１３０−１，２のそれぞれにおいて、サブキャリアグループに乗算される位相調整係数群は互いに異なる。また、同一パイロットＯＦＤＭシンボルにおいて、各サブキャリアグループに乗算されている位相調整係数群は、位相調整処理部１３０−１と位相調整処理部１３０−２とでは異なっている。
【００２０】
位相調整処理部１３０−１，２は、それぞれ図３Ａ、Ｂに示す構成を有している。
【００２１】
位相調整処理部１３０−１は、第１のサブキャリアグループの位相を調整する。ここでは、偶数番目のサブキャリア群が第１のサブキャリアグループを構成し、奇数番目のサブキャリア群が第２のサブキャリアグループを構成している。
【００２２】
位相調整処理部１３０−１は、それぞれ枝番に対応するサブキャリアに位相調整係数を乗算する乗算器１３２−２，…，２Ｎを有する。なお、全サブキャリア数は、２Ｎである。
【００２３】
一方、位相調整処理部１３０−２は、第２のサブキャリアグループの位相を調整する。位相調整処理部１３０−２は、乗算器１３６−１，３，…，（２Ｎ−１）を有する。
【００２４】
なお、位相調整処理部１３０−１及び位相調整処理部１３０−２のそれぞれについて、乗算器で位相調整係数群が掛けられないサブキャリアが存在する。図３では、これらのサブキャリアに対応する乗算器を図示していないが、そのサブキャリアに対応する乗算器を設け、この乗算器で乗算される位相調整係数群が全て１である場合と等価である。
【００２５】
ＩＦＦＴ部１４０は、位相調整後のサブキャリア信号を逆フーリエ変換することにより、ＯＦＤＭ信号を形成する。なお、以上説明したＳ／Ｐ部１２０、位相調整処理部１３０、及びＩＦＦＴ部１４０は、ＯＦＤＭ生成部として機能する。そして、生成されたパイロットＯＦＤＭシンボルにおいては、上記した位相調整処理部１３０での処理により、サブキャリアグループ間で送信タイミングがｋサンプルずらされている。
【００２６】
ＣＰ部１５０は、ＩＦＦＴ部１４０で形成されたＯＦＤＭ信号にサイクリックプレフィックスを付加する。ＣＰが付加されたＯＦＤＭ信号は、所定の無線送信処理を施された後、送信アンテナ１６０を介して送信される。
【００２７】
パイロット送信制御部１７０は、位相調整係数群を位相調整処理部１３０に出力することにより、送信系統とサブキャリアグループとの各組み合わせに対応するパイロットの送信タイミングを制御する。
【００２８】
図４に示すように本実施の形態に係るＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムにおけるＭＩＭＯ受信装置２００は、複数の受信アンテナ（図示せず）のそれぞれに対応する無線受信部２１０と、各無線受信部２１０と対応する複数のチャネル推定部２２０と、信号分離部２３０とを有する。なお、ここでは説明を簡単にするために受信アンテナが２本、つまり受信系統が２つの場合について説明する。
【００２９】
無線受信部２１０−１，２は、それぞれが対応する受信アンテナにて受信された受信信号に、所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施すと共にＣＰを除
去し、得られた信号をそれぞれが対応するチャネル推定部２２０−１，２に送出する。
【００３０】
チャネル推定部２２０−１，２は、それぞれが対応する無線受信部２１０−１，２から受信ＯＦＤＭ信号を受け取り、この受信ＯＦＤＭ信号に含まれるパイロットを用いて、チャネル推定値を算出する。チャネル推定部２２０−１，２は、それぞれが対応する受信アンテナと、ＭＩＭＯ送信装置１００の送信アンテナのそれぞれとの間の、各サブキャリアに関するチャネル推定値を算出する。
【００３１】
具体的には、チャネル推定部２２０は、グループ分離部２４０と、パス抽出部２５０と、プロファイル合成部２６０と、ＦＦＴ部２７０と、チャネル推定値算出部２８０とを有する。
【００３２】
グループ分離部２４０は、受信ＯＦＤＭ信号をサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応する遅延プロファイルを出力する。グループ分離部２４０は、ＦＦＴ部２４１と、それぞれがサブキャリアグループに対応するＩＦＦＴ部２４３−１，２とを有する。
【００３３】
ＦＦＴ部２４１は、受信パイロットＯＦＤＭシンボルを、フーリエ変換することにより時間信号から周波数信号に変換する。さらに、ＦＦＴ部２４１は、変換後の信号をサブキャリアグループに基づいて振り分ける。ここでは、偶数サブキャリアと奇数サブキャリアとでグループ分けされているので、ＦＦＴ部２４１は、奇数サブキャリアの信号をＩＦＦＴ部２４３−１に出力する一方、偶数サブキャリアの信号をＩＦＦＴ部２４３−２に出力する。
【００３４】
ＩＦＦＴ部２４３−１，２は、入力信号を、逆フーリエ変換することにより周波数信号から時間信号に変換し、変換後の信号をパス抽出部２５０に出力する。ここでＩＦＦＴ部２４３−１から出力される信号は、奇数サブキャリアグループの遅延プロファイルである。また、ＩＦＦＴ部２４３−２から出力される信号は、偶数サブキャリアグループの遅延プロファイルである。
【００３５】
パス抽出部２５０は、入力遅延プロファイルから、パス干渉の影響を受けていないパスを予め設定されている時間窓を用いて抽出する。すなわち、パス抽出部２５０は、入力遅延プロファイルの一部（部分遅延プロファイル）を抽出する。各サブキャリアグループに対応するパス抽出部２５０のペアが設けられている。パス抽出部２５０−１，２からなるペアは、奇数サブキャリアグループに対応し、パス抽出部２５０−３，４からなるペアは、偶数サブキャリアグループに対応する。そして各ペアを構成するパス抽出部２５０は、入力遅延プロファイルの前からｋサンプル、及び、後ろからｋサンプルをそれぞれ抽出する。パス抽出部２５０−１，３は、前からｋサンプルを抽出し、パス抽出部２５０−２，４は後ろからｋサンプルを抽出する。各パス抽出部２５０で抽出されたパスは、対応するプロファイル合成部２６０に入力される。
【００３６】
プロファイル合成部２６０は、部分遅延プロファイルを入力とし、それらを基準を合わせて合成する。合成遅延プロファイルは、ＦＦＴ部２７０に入力される。
【００３７】
ＦＦＴ部２７０は、入力する合成遅延プロファイルを、フーリエ変換することにより時間信号から周波数信号に変換し、得られた信号をチャネル推定値算出部２８０に出力する。
【００３８】
チャネル推定値算出部２８０は、ＦＦＴ部２７０で得られたＦＦＴ処理結果を用いて、チャネル推定値を算出する。
【００３９】
上記した構成を有するＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムにおけるＭＩＭＯ送信装置１００及びＭＩＭＯ受信装置２００の動作について説明する。
【００４０】
ＭＩＭＯ送信装置１００では、パイロット信号が直並列変換されて得られるパイロット並列信号がＩＦＦＴ処理されることでパイロットＯＦＤＭ信号が生成される。
【００４１】
ＭＩＭＯ送信装置１００では、ＩＦＦＴ処理の前段で、位相調整処理部１３０−１，２がサブキャリアグループ毎の位相調整を行う。具体的には、位相調整処理部１３０−１は、偶数サブキャリアグループに属するサブキャリア信号に対して位相調整係数群を乗算する。これにより、送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットＯＦＤＭシンボルに着目すると、偶数サブキャリアにおけるパイロットのインパルス波形は、奇数サブキャリアにおけるパイロットのインパルス波形より遅く送信される。すなわち、偶数サブキャリアのパイロット送信タイミングは、奇数サブキャリアのパイロット送信タイミングよりｋサンプル遅くなる。
【００４２】
一方、位相調整処理部１３０−２は、奇数サブキャリアグループに属するサブキャリア信号に対して位相調整係数群を乗算する。これにより、送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットＯＦＤＭシンボルに着目すると、奇数サブキャリアにおけるパイロットのインパルス波形は、偶数サブキャリアにおけるパイロットのインパルス波形より遅く送信される。すなわち、奇数サブキャリアのパイロット送信タイミングは、偶数サブキャリアのパイロット送信タイミングよりｋサンプル遅くなる。
【００４３】
また、奇数サブキャリアグループに着目すると、図５に示すように送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットのインパルス波形は、送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットのインパルス波形よりｋサンプル遅く送信される。一方、偶数サブキャリアグループに着目すると、図５に示すように送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットのインパルス波形は、送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットのインパルス波形よりｋサンプル遅く送信される。
【００４４】
こうして奇数サブキャリアグループ及び偶数サブキャリアグループでは、いずれにおいても送信アンテナ間でパイロット送信タイミングがｋサンプルずらされている。さらに、奇数サブキャリアグループと偶数サブキャリアグループとでは、送信アンテナのパイロット送信タイミングの順番が逆になっている。
【００４５】
こうして各送信系統で形成されたパイロットＯＦＤＭシンボルは、同一のパイロット送信シンボル区間で送信される。
【００４６】
このようにして送信されたパイロットＯＦＤＭシンボルは、図６に示すように複数のパスを経由した後に、ＭＩＭＯ受信装置２００で受信される。
【００４７】
ＭＩＭＯ受信装置２００は、受信信号に対して無線受信処理、ＣＰ除去を行った後に、受信ＯＦＤＭ信号をサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応する遅延プロファイルを形成する。このとき得られる奇数サブキャリアグループの遅延プロファイルが図７Ａに示され、偶数サブキャリアグループの遅延プロファイルが図７Ｂに示される。
【００４８】
ここで図７Ａを見ると、送信アンテナ１６０−１から送信されたパイロットの最大遅延時間がｋサンプルを超えているため、最大遅延パスが送信アンテナ１６０−２から送信されたパイロットとパス干渉を起こしている。これに対して、送信アンテナ１６０−１から
送信されたパイロットのパスのうち先頭ｋサンプルの時間窓内に収まるパスは、パス干渉による影響を受けていない。さらに、送信アンテナ１６０−２から送信されたパイロットのパスのうち、後ろｋサンプルの時間窓内に収まるパスも、パス干渉による影響を受けていない。そこで、先頭ｋサンプルの時間窓及び後ろｋサンプルの時間窓を用いてパスを抽出することにより、パス干渉を受けていない部分遅延プロファイルを抽出することができる。
【００４９】
一方、図７Ｂを見ると、図７Ａではパス干渉の影響を受けていたパスが、ここではパス干渉の影響を受けていないパスになっている。これは、送信側において偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで、アンテナのパイロット送信の順番を逆にしているためである。
【００５０】
そしてパス抽出部２５０で抽出されたパス干渉の影響を受けていない部分遅延プロファイルを送信アンテナ毎に合成することにより、合成遅延プロファイルを得る（図７Ｃ参照）。
【００５１】
このように本実施の形態によれば、インパルス波形のパイロットを送信するＭＩＭＯ送信装置１００では、パイロット送信制御部１７０の制御によって位相調整処理部１３０−１及び１３０−２が、並列パイロット信号に対して位相調整係数群を乗算することにより、パイロットの送信タイミングを調整する。パイロット送信制御部１７０は、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番を、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで異ならせる。
【００５２】
こうすることで、送信アンテナ及びサブキャリアグループの各組み合わせにごとにパス間干渉の影響を受けるパス位置を変えることができる。そのため、受信側では、パス間干渉の影響を受けていないパスからなる部分遅延プロファイルを合成することにより、各送信アンテナから送信されたパイロットに対応する合成遅延プロファイルを形成することができる。この合成遅延プロファイルにはパス干渉の影響を受けているパスが排除されているので、この合成遅延プロファイルに基づいてチャネル推定値を算出することにより、チャネル推定精度を向上することができる。すなわち、より正確なチャネル推定値の算出を可能とするＭＩＭＯ送信装置を実現することができる。
【００５３】
ＭＩＭＯ送信装置１００から送信されたパイロットを受信するＭＩＭＯ受信装置２００には、受信パイロットシンボルをサブキャリアグループ毎の成分に分離すると共に、各サブキャリアグループに対応するグループ遅延プロファイルを形成するグループ分離部２４０と、各グループ遅延プロファイルにおける先頭及び末尾の所定サンプルの部分遅延プロファイルを抽出する抽出手段としてのパス抽出部２５０と、抽出元のグループ遅延プロファイルが互いに異なる、先頭の部分遅延プロファイルと末尾の部分遅延プロファイルとを、基準を合わせて合成する合成手段としてのプロファイル合成部２６０と、プロファイル合成部２６０にて得られた各送信アンテナに対応する合成遅延プロファイルに基づいて、チャネル推定値を算出するチャネル推定値算出部２８０と、が設けられる。
【００５４】
こうすることで、パス間干渉の影響を受けていないパスからなる部分遅延プロファイルを合成することにより、各送信アンテナから送信されたパイロットに対応する合成遅延プロファイルを形成することができる。この合成遅延プロファイルにはパス干渉の影響を受けているパスが排除されているので、この合成遅延プロファイルに基づいてチャネル推定値を算出することにより、チャネル推定精度を向上することができる。すなわち、より正確なチャネル推定値の算出を可能とするＭＩＭＯ受信装置を実現することができる。
【００５５】
なお、以上の説明においては、サブキャリアが奇数サブキャリアグループと偶数サブキ
ャリアグループとに分けられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のグループ分け方法でもよい。
【００５６】
例えば、送信アンテナが３本である場合には、サブキャリア番号を３で割ったときの余りによってグループ分けしてもよい。このとき第１の送信アンテナからは、第１、第２、第３のサブキャリアグループの順にパイロット送信し、第２の送信アンテナからは第３、第１、第２のサブキャリアグループの順にパイロットを送信し、第３のアンテナからは第２、第３、第１のサブキャリアグループの順にパイロットを送信すればよい。
【００５７】
すなわち、同一のパイロット送信シンボル区間において、パイロットの送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番が、サブキャリアグループ毎に異なっていればよい。
【００５８】
こうすることにより、各サブキャリアグループで送信されるパイロットはいずれかの送信アンテナで順番が先頭又は末尾となるので、上記したように受信側でパイロットＯＦＤＭシンボルの先頭及び末尾の所定サンプルを抽出することにより、パス干渉の影響を受けていない部分遅延プロファイルを抽出することができる。
【００５９】
例えば、受信アンテナが３本である場合には、図４に示される構成に、パス抽出部のペア、プロファイル合成部、及びＦＦＴ部が１つずつ追加される。
【００６０】
なお、以上の説明においては、対応サブキャリアで送信されるパイロットの送信タイミングを送信アンテナ毎に変える場合について説明を行った。しかしながら、一のパイロット送信シンボル区間においては、送信アンテナ毎にパイロットの送信タイミングを異ならせると共に、連続する複数のパイロット送信シンボル区間においては、パイロット送信タイミングに従って並べた送信アンテナの順番がパイロット送信シンボル間で異ならせてもよい。すなわち、時間方向でパイロット送信タイミングをずらしてもよい。これによっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。ただし、本実施の形態のように周波数方向でパイロット送信タイミングをずらすことにより、すべての送信順序パタンを短期間で実行できるので、パイロット送信効率を向上することができる。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態１では、送信側でパイロット間につけられた送信時間差と同じ時間長の時間窓を用いてパスを抽出し、抽出された部分遅延プロファイルを合成することにより、合成遅延プロファイルを作成している。すなわち、実施の形態では、選択合成処理が行われている。これに対して、実施の形態２では、送信側でパイロット間につけられる送信時間差よりも長い時間長の時間窓を用いてパスを抽出し、抽出された部分遅延プロファイルを基準を合わせて合成する際に、同位置に現れるパスを電力合成することにより合成遅延プロファイルを作成する。これにより、ＳＮＲを向上することができる。なお、本実施の形態に係るＭＩＭＯ受信装置の構成は、実施の形態１の場合と同様なので、図４の構成ブロック図を用いて説明する。
【００６２】
パス抽出部２５０は、入力遅延プロファイルから、各送信アンテナから送信されれたパイロットの先頭のパスから末尾のパスまで含めることができる時間窓を用いてパスを抽出する。
【００６３】
具体的には、パス抽出部２５０−１は、図８Ａに示すような時間窓で、送信アンテナ１６０−１から送信された奇数サブキャリアグループのパイロットに係る、先頭パスから末尾パスまで抽出する。すなわち、パス抽出部２５０−１は、パイロットＯＦＤＭシンボルの先頭からｋ＋αの時間幅を持つ時間窓でパスを抽出する。なお、αは、当初見込まれた最大遅延時間ｋよりも長くなってしまった時間に相当する。ここで抽出されたパスの中に
は、送信アンテナ１６０−２から送信されたパイロットのパスも含まれる。
【００６４】
また、パス抽出部２５０−２は、図８Ｂに示すような時間窓で、送信アンテナ１６０−１から送信された偶数サブキャリアグループのパイロットに係る、先頭パスから末尾パスまで抽出する。すなわち、パス抽出部２５０−２は、パイロットＯＦＤＭシンボルのＫサンプル目からＫ＋αの時間幅を持つ時間窓でパスを抽出する。
【００６５】
パス抽出部２５０−３はパス抽出部２５０−２と同じ時間窓を用いる一方、パス抽出部２５０−４はパス抽出部２５０−１と同じ時間窓を用いる。
【００６６】
プロファイル合成部２６０は、入力される複数の抽出遅延プロファイルを、基準を合わせて合成する。このとき、図８Ｃに示すように両抽出遅延プロファイルで同位置に現れるパスを電力合成すると共に、一方の抽出遅延プロファイルにしか現れない位置のパスを切り捨てる。こうして合成遅延プロファイルには、所望のサブキャリアグループのパスのみが残り、さらにそのパスは電力合成されている。従ってＳＮＲを向上することができる。
【００６７】
（実施の形態３）
実施の形態３では、第１のフレームと第２のフレームとで、パイロットの送信タイミングの時間差が異なる。なお、本実施の形態に係るＭＩＭＯ送信装置及びＭＩＭＯ受信装置の構成は、実施の形態１の場合と同様なので、図２及び図４の構成ブロック図を用いて説明する。
【００６８】
パイロット送信制御部１７０は、第１のフレームと第２のフレームとで、互いに異なる位相調整係数群を位相調整処理部１３０に出力する。これにより、フレーム間で、パイロットにつけられる送信時間差を変更することができる。
【００６９】
例えば、図９に示すように、フレーム１では送信アンテナ間でパイロット送信タイミングがｋサンプルずらされている一方、フレーム２ではｋ＋ｎサンプルずらされている。
【００７０】
ここで図９に示すようにフレーム１において、合成遅延プロファイルを作成する際に、異なる送信アンテナから送信されたパイロットのパスがたまたま重なってしまう場合がある。このとき、フレーム１では干渉パスである送信アンテナ１６０−２に対応するパスが、送信アンテナ１６０−１に対応する合成遅延プロファイルに含まれてしまうので、チャネル推定精度が劣化する。
【００７１】
しかしながら、本実施の形態では、フレーム間で、送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットと、送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットとの間につけられる送信タイミングの時間差を変更する。これにより、異なる送信アンテナから送信されたパイロットのパスが恒常的に重なる状況を回避することができる。そして、複数フレームに亘りチャネル推定値を平均化することにより、パス干渉の影響が低減されたチャネル推定値が得られる。これにより、チャネル推定精度を向上することができる。なお、パスが重なっていないフレームで得られた、干渉パスの影響がないチャネル推定値を用いることによっても、チャネル推定精度を向上することができる。
【００７２】
（実施の形態４）
実施の形態３では、一のフレームにおいて、送信アンテナ間、及び、同一送信アンテナのサブキャリアグループ間のいずれにおいても、パイロットの送信タイミングの送信時間差は一定である。これに対して、実施の形態４では、一のフレームにおいて、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで、異なる送信アンテナから送信されるパイロット間につけられる送信タイミングの時間差が異なる。
【００７３】
パイロット送信制御部１７０は、第１のフレームと第２のフレームとで、互いに異なる位相調整係数群を位相調整処理部１３０に出力する。さらに、パイロット送信制御部１７０は、同一フレームにおいても、位相調整処理部１３０−１及び位相調整処理部１３０−２に、異なる位相調整係数群をそれぞれ出力する。これにより、第１及び第２のフレームのそれぞれにおいて、送信アンテナ１６０−１から送信されるパイロットと送信アンテナ１６０−２から送信されるパイロットとの間の、送信タイミングの時間差を異ならせることができると共に、第１及び第２のフレーム間で、各サブキャリアグループにおいて異なる送信アンテナのパイロット間につけられる送信タイミングの時間差を異ならせることができる。
【００７４】
例えば、図１０に示すようにフレーム１において、奇数サブキャリアグループでは異なる送信アンテナのパイロット間でパイロット送信タイミングがｋサンプルずらされている一方、偶数サブキャリアグループではｋ＋ｎサンプルずらされている。
【００７５】
また、フレーム２では、逆に、奇数サブキャリアグループでは異なる送信アンテナのパイロット間でパイロット送信タイミングがｋ＋ｎサンプルずらされている一方、偶数サブキャリアグループではｋサンプルずらされている。
【００７６】
ここで図１０に示すようにフレーム１において、合成遅延プロファイルを作成する際に、異なる送信アンテナから送信されたパイロットのパスがたまたま重なってしまう場合がある。このとき、フレーム１では干渉パスである送信アンテナ１６０−２に対応するパスが、送信アンテナ１６０−１に対応する合成遅延プロファイルに含まれてしまうので、チャネル推定精度が劣化する。
【００７７】
しかし、上記したような本実施の形態によっても、実施の形態３と同様に、チャネル推定精度を向上することができる。
【００７８】
（実施の形態５）
実施の形態５は、ＭＩＭＯ送信装置が送信アンテナを３本以上有する場合に関する。すなわち、実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置は、Ｓ／Ｐ部、位相調整処理部、ＩＦＦＴ部、及びＣＰ部（それぞれＭＩＭＯ送信装置１００における、Ｓ／Ｐ部１２０、位相調整処理部１３０、ＩＦＦＴ部１４０、及びＣＰ部１５０に対応）からなる送信処理系を３つ以上並列に有している。
【００７９】
実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置は、ＭＩＭＯ送信装置１００と同様に、同一のパイロット送信シンボル区間において、パイロット送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番がサブキャリアグループ毎に異なるように、パイロットを送信する。
【００８０】
具体的には、実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置は、パイロット送信シンボル区間（例えば、１ＯＦＤＭシンボル）において、パイロット送信タイミングに従った複数の送信アンテナの順番が偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループとで逆となるように、パイロットを送信する。
【００８１】
ただし、実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置は、第１のパイロット送信シンボル区間における先頭送信アンテナと末尾送信アンテナに係るアンテナペアと、第１のパイロット送信シンボル区間と最も近い第２のパイロット送信区間における先頭送信アンテナと末尾送信アンテナとのアンテナペアとが異なるように、パイロットを送信する。
【００８２】
図１１は、実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置の動作説明に供する図である。図１１
では、ＭＩＭＯ送信装置が送信アンテナを４本（Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４）有する場合のパイロット送信状況が示されている。
【００８３】
図１１に示すように、第１のパイロット送信シンボル区間では、奇数サブキャリアグループでのパイロット送信タイミングの順番は、Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４であり、偶数サブキャリアグループでのパイロット送信タイミングの順番は、Ｔｘ４、Ｔｘ３、Ｔｘ２、Ｔｘ１である。一方、第２のパイロット送信シンボル区間では、奇数サブキャリアグループでのパイロット送信タイミングの順番は、Ｔｘ２、Ｔｘ１、Ｔｘ４、Ｔｘ３であり、偶数サブキャリアグループでのパイロット送信タイミングの順番は、Ｔｘ３、Ｔｘ４、Ｔｘ１、Ｔｘ２である。
【００８４】
すなわち、第１のパイロット送信シンボル区間における先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナのアンテナペアはＴｘ１、Ｔｘ４からなり、一方、第２のパイロット送信シンボル区間における先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナのアンテナペアは、Ｔｘ１、Ｔｘ４以外のＴｘ２、Ｔｘ３からなる。
【００８５】
（対比技術）
まず、上述したように、先頭送信アンテナから送信されたパイロット信号は、それ以前に送信された信号からの干渉を受けず、また、末尾送信アンテナから送信されたパイロット信号は、それ移行に送信された信号からの干渉を受けない。一方、先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナ以外の送信アンテナから送信されたパイロット信号は、直前直後に送信された信号から干渉を受ける可能性がある。
【００８６】
図１２は、対比技術の説明に供する図である。例えば、図１２に示すようなパイロット送信タイミングに関するアンテナ順序でパイロットが送信された場合、Ｔｘ１は、奇数サブキャリアグループでは先頭送信アンテナであり、偶数サブキャリアグループでは末尾送信アンテナである。従って、受信側は、Ｔｘ１から送信されたパイロットに関しては、パス干渉の影響が排除された合成遅延プロファイルを形成することができる。しかしながら、他の送信アンテナは、奇数サブキャリアグループ及び偶数サブキャリアグループの少なくとも一方で先頭及び末尾以外の送信アンテナとなっている。従って、これらの送信アンテナ（Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４）については、Ｔｘ１と異なり、パス干渉の影響が排除された合成遅延プロファイルを形成することができない。
【００８７】
図１３は、図１２に示された送信順序でパイロットを送信した場合に受信側で得られる伝搬路推定値の品質傾向を示す図である。図１３に示すようにＴｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４から送信されたパイロットは、前後の少なくとも一方のパイロットからの干渉を受ける。従って、奇数サブキャリアグループで送信されたパイロット又は偶数サブキャリアグループで送信されたパイロットを用いることで得られる伝搬路推定値の精度は、Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４のいずれに関しても良くない。
【００８８】
ただし、合成遅延プロファイルに基づいてチャネル推定値を算出すると、Ｔｘ１に関しては、伝搬路推定精度が向上する。しかしながら、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４に関しては、Ｔｘ１と比べて、伝搬路推定精度が向上しない。
【００８９】
これに対して、本実施の形態に係るＭＩＭＯ送信装置によれば、Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４のいずれに関しても、伝搬路推定精度が向上する。図１４は、図１１に示された送信順序でパイロットを送信した場合に受信側で得られる伝搬路推定値の品質傾向を示す図である。
【００９０】
すなわち、第１のパイロット送信シンボル区間では、Ｔｘ１及びＴｘ４が先頭送信アン
テナ及び末尾送信アンテナのアンテナペアとなっているので、合成遅延プロファイルに基づいて算出されるチャネル推定値の精度は向上する。また、第２のパイロット送信シンボル区間では、Ｔｘ２及びＴｘ３が先頭送信アンテナ及び末尾送信アンテナのアンテナペアとなっているので、合成遅延プロファイルに基づいて算出されるチャネル推定値の精度は向上する。従って、第１のパイロット送信シンボル区間及び第２のパイロット送信シンボル区間の全体では、いずれの送信アンテナに関してもチャネル推定値の精度が向上する。
【００９１】
以上のように本実施の形態によれば、ＭＩＭＯ送信装置が、第１のパイロット送信シンボル区間における先頭送信アンテナと末尾送信アンテナに係るアンテナペアと、第２のパイロット送信区間における先頭送信アンテナと末尾送信アンテナとのアンテナペアとが異なるようにパイロットを送信する。
【００９２】
こうすることで、送信アンテナの数が増えた場合にも、チャネル推定精度を向上することができる。
【００９３】
２００７年１２月１４日出願の特願２００７−３２３４６３の日本出願及び２００８年８月２６日出願の特願２００８−２１６９２０に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明のパイロット送信方法、ＭＩＭＯ送信装置、及びＭＩＭＯ受信装置は、より正確なチャネル推定値の算出を可能とするものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】従来の波形インパルスをずらす方法の説明に供する図
【図２】本発明の実施の形態１に係るＭＩＭＯ送信装置の構成を示すブロック図
【図３】図２の位相調整処理部の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１に係るＭＩＭＯ受信装置の構成を示すブロック図
【図５】位相調整処理部の処理の説明に供する図
【図６】実施の形態１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムの動作説明に供する図
【図７】実施の形態１に係るＭＩＭＯ受信装置の動作説明に供する図
【図８】実施の形態２に係るＭＩＭＯ受信装置の動作説明に供する図
【図９】実施の形態３に係るＭＩＭＯ送信装置及びＭＩＭＯ受信装置の動作説明に供する図
【図１０】実施の形態４に係るＭＩＭＯ送信装置及びＭＩＭＯ受信装置の動作説明に供する図
【図１１】実施の形態５に係るＭＩＭＯ送信装置の動作説明に供する図
【図１２】対比技術の説明に供する図
【図１３】図１２に示された送信順序でパイロットを送信した場合に受信側で得られる伝搬路推定値の品質傾向を示す図
【図１４】図１１に示された送信順序でパイロットを送信した場合に受信側で得られる伝搬路推定値の品質傾向を示す図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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