(57)【要約】【課題】複数の送信アンテナと１以上の受信アンテナを用いたＯＦＤＭ通信において、送信信号へＳＰを挿入する新たな手法、及びそのチャネル推定方法を提供する。【解決手段】  送信機において、単送信の場合と同様のＳＰ配置パターンを保ちつつ、ＳＰを送信機（送信アンテナ）の数に応じたサブセットに分類し、各サブセットのＳＰをそれぞれ時間軸方向及び周波数軸方法でインターリーブする。これにより、同じサブセットに属するパイロットの粒度を密にすることができる。したがって、ＳＰの配置パターンの設計自由度を向上し、受信機におけるチャネル推定の制度を高めることができる。【選択図】図７
2013517635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）本のアンテナからなるマルチアンテナＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）送信機であって、
前記Ｎ本の送信アンテナそれぞれに対応するデータストリームを生成するものであって、各データストリームは連続的なＯＦＤＭシンボルからなり、各ＯＦＤＭシンボルは複数のＯＦＤＭセルからなり、各ＯＦＤＭセルは何れかのサブキャリアに関連付けられるマルチアンテナエンコーダと、
各データストリームについて、複数のＳＰ（Scattered Pilot）を生成するものであって、各ＳＰは、Ｍ個のサブセットに分けられ、各ＳＰは属するサブセット及び挿入されるデータストリームに応じて符号化されているパイロット生成部と、
予め定められた周期的パターンに応じて、対応するデータストリームに前記複数のＳＰの中のいずれかのＳＰを、ＳＰを配する一つのサブキャリアにおいてＳＰを有する２つのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ（ＤＳは２以上の整数）となり、ＳＰを配するサブキャリア間の距離がＤｋ（Ｄｋは２以上の整数）となるように挿入する複数のパイロット挿入部とを備え、
前記Ｍは、Ｎ以上であって、Ｍ＝Ｍｓ×Ｍｋ（Ｍｓ及びＭｋは共に２以上の整数）を満たし、
前記複数のパイロット挿入部各々は、同じサブキャリアに配される同じサブセットに属するＳＰについてのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ×Ｍｓであり、且つ、同じサブセットに属するＳＰが配されるサブキャリア間の距離がＤｋ×Ｍｋであるように各サブセットのＳＰを挿入する
ことを特徴とするマルチアンテナＯＦＤＭ送信機。
【請求項２】
前記Ｍは４であり、
前記Ｎは４であり、
前記Ｍｓは２であり、
前記Ｍｋは２である
ことを特徴とする請求項１記載のマルチアンテナＯＦＤＭ送信機。
【請求項３】
前記Ｄｋは、２、３、４のいずれかである
ことを特徴とする請求項２記載のマルチアンテナＯＦＤＭ送信機。
【請求項４】
前記パイロット生成部は、ＳＰが挿入されるデータストリームと各ＳＰが属するサブセットとに応じて、予め定められた係数をＳＰに乗じることにより、ＳＰを符号化する
ことを特徴とする請求項２又は３記載のマルチアンテナＯＦＤＭ送信機。
【請求項５】
ＳＰに乗じられる前記予め定められた係数からなる行列は、可逆行列であり、典型的には、単位行列またはアダマール行列である
ことを特徴とする請求項４記載のマルチアンテナＯＦＤＭ送信機。
【請求項６】
連続的なＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルからなり、各ＯＦＤＭシンボルは複数のＯＦＤＭセルからなり、各ＯＦＤＭセルは何れかのサブキャリアに関連付けられているデータストリームを受信するＯＦＤＭ受信機であって、
データストリームを取得するＯＦＤＭ復調部と、
予め定められた周期的パターンに応じて、データストリーム中に含まれるＳＰ（Scattered Pilot）を抽出し、抽出したＳＰをそれぞれが属すべきＭ個のサブセットのうちのいずれかに分類するものであって、各ＳＰは、ＳＰを配する一つのサブキャリアにおいてＳＰを有する２つのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ（ＤＳは２以上の整数）となり、ＳＰを配するサブキャリア間の距離がＤｋ（Ｄｋは２以上の整数）となるように挿入されているパイロット抽出部と、
Ｍ個のサブセットそれぞれのＳＰに基づいて、自機と複数の送信機それぞれとの間のチャネルそれぞれについてチャネル推定を実行するチャネル推定部とを備え、
前記Ｍは、Ｍ＝Ｍｓ×Ｍｋ（Ｍｓ及びＭｋは共に２以上の整数）を満たし、
同じサブキャリアに配される同じサブセットに属するＳＰについてのＯＦＤＭセル間の距離はＭｓ×Ｄｓであり、且つ、同じサブセットに属するＳＰが配されるサブキャリア間の距離はＭｋ×Ｄｋである
ことを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
【請求項７】
前記Ｍは４であり、
前記Ｍｓは２であり、
前記Ｍｋは２である
ことを特徴とする請求項６記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項８】
前記Ｄｋは、２、３、４のいずれかである
ことを特徴とする請求項７記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項９】
前記パイロット抽出部は、各ＯＦＤＭシンボルについて、少なくとも一つのＣＰ（Continual Pilot）を予め定められたサブキャリアのＯＦＤＭシンボルから抽出し、抽出した各ＣＰをＭ個のサブセットに分類し、
前記チャネル推定部は、更に、前記ＣＰを用いてチャネル推定を実行する
ことを特徴とする請求項７又は８記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１０】
前記予め定められたサブキャリアは、ＳＰが配されるサブキャリアと同一のサブキャリアである
ことを特徴とする請求項９記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１１】
前記予め定められたサブキャリアは、ＳＰが配されるサブキャリアとは異なるサブキャリアである
ことを特徴とする請求項９記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１２】
同じサブキャリアから抽出されたＣＰは、同じサブセットに属する
ことを特徴とする請求項１１記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１３】
同じサブキャリアから抽出されたＣＰは、少なくとも２つの異なるサブセットに属する
ことを特徴とする請求項１０又は１１記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１４】
Ｎ本のアンテナを備えるマルチアンテナ送信機が送信信号にＳＰ（Scattered Pilot）を挿入するＳＰ挿入方法であって、
前記Ｎ本の送信アンテナそれぞれに対応するデータストリームを生成するものであって、各データストリームは連続的なＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルからなり、各ＯＦＤＭシンボルは複数のＯＦＤＭセルからなり、各ＯＦＤＭセルは何れかのサブキャリアに関連付けられるデータストリーム生成ステップと、
各データストリームについて、複数のＳＰを生成するものであって、各ＳＰは、Ｍ個のサブセットに分けられ、各ＳＰは属するサブセット及び挿入されるデータストリームに応じて符号化されているパイロット生成ステップと
予め定められた周期的パターンに応じて、対応するデータストリームに前記複数のＳＰの中のいずれかのＳＰを、ＳＰを配する一つのサブキャリアにおいてＳＰを有する２つのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ（ＤＳは２以上の整数）となり、ＳＰを配するサブキャリア間の距離がＤｋ（Ｄｋは２以上の整数）となるように挿入する複数のパイロット挿入ステップとを含み、
前記Ｍは、Ｎ以上であって、Ｍ＝Ｍｓ×Ｍｋ（Ｍｓ及びＭｋは共に２以上の整数）を満たし、
前記複数のパイロット挿入ステップにおいては、同じサブキャリアに配される同じサブセットに属するＳＰについてのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ×Ｍｓであり、且つ、同じサブセットに属するＳＰが配されるサブキャリア間の距離がＤｋ×Ｍｋであるように各サブセットのＳＰを挿入する
ことを特徴とするＳＰ挿入方法。
【請求項１５】
前記Ｍは４であり、
前記Ｎは４であり、
前記Ｍｓは２であり、
前記Ｍｋは２である
ことを特徴とする請求項１４記載のＳＰ挿入方法。
【請求項１６】
連続的なＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルからなり、各ＯＦＤＭシンボルは複数のＯＦＤＭセルからなり、各ＯＦＤＭセルは何れかのサブキャリアに関連付けられているデータストリームを受信するＯＦＤＭ受信機における、Ｎ本の送信アンテナとの間の各チャネルを推定するチャネル推定方法であって、
データストリームを取得する受信ステップと、
予め定められた周期的パターンに応じて、データストリーム中に含まれるＳＰ（Scattered Pilot）を抽出し、抽出したＳＰをそれぞれが属すべきＭ個のサブセットのうちのいずれかに分類するものであって、各ＳＰは、ＳＰを配する一つのサブキャリアにおいてＳＰを有する２つのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ（ＤＳは２以上の整数）となり、ＳＰを配するサブキャリア間の距離がＤｋ（Ｄｋは２以上の整数）となるように挿入されているパイロット抽出ステップと、
Ｍ個のサブセットそれぞれのＳＰに基づいて自機と複数の送信機それぞれとの間のチャネルそれぞれについてチャネル推定を実行するチャネル推定ステップとを含み、
前記Ｍは、Ｎ以上であって、Ｍ＝Ｍｓ×Ｍｋ（Ｍｓ及びＭｋは共に２以上の整数）を満たし、
同じサブキャリアに配される同じサブセットに属するＳＰについてのＯＦＤＭセル間の距離はＭｓ×Ｄｓであり、且つ、同じサブセットに属するＳＰが配されるサブキャリア間の距離はＭｋ×Ｄｋである
ことを特徴とするチャネル推定方法。
【請求項１７】
前記Ｍは４であり、
前記Ｍｓは２であり、
前記Ｍｋは２である
ことを特徴とする請求項１６記載のチャネル推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数（例えば４本）の送信アンテナと１本以上の受信アンテナとを含むＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）通信システムに関し、特にＳＰ（Scattered Pilot）に基づく伝送路特性を推定するための送信信号へのＳＰの挿入手法、及び、その送信信号を送信するマルチアンテナＯＦＤＭ送信機とＯＦＤＭ受信機とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭは、多数の互いに近接し、直交するサブキャリアを用いるデジタルマルチキャリア変調方式である。各サブキャリアは、従来のシングルキャリア変調方式と同じデータレートを保ち、同じ帯域幅を使用して、従来の変調方式（例えば、直交振幅変調）を使って、低いシンボルレートで変調される。
シングルキャリア方式よりもＯＦＤＭ方式が優れている第１の点は、厳しいチャネル条件、例えば長い銅線での高周波の減衰や、狭帯域でのキャリア間干渉、マルチパスによる周波数選択性フェージング（frequency-selective fading）などに対して、複雑な等化フィルタを用いることなく対応することができることにある。ＯＦＤＭ方式は、一つの高速変調を用いる広帯域信号ではなく、多数の低速変調を用いる狭帯域信号を使うので、チャネルの等化は容易になされる。シンボルレートを低くすることにより、手ごろにシンボル間でのガードインターバルを用いて、時間広がり及びシンボル間干渉の抑制を実現できる。
【０００３】
ＯＦＤＭ通信においては、ＳＰは、一般的には、チャネル推定や等化に用いられる。ＳＰは、周知の位相及び振幅を有するＯＦＤＭにおける複素セルであり、予め定められたパターンで、周波数軸及び時間軸上に配される。ＳＰは、典型的には、二進の値（例えば、＋１と−１のいずれか）から選択されるものであり、データセルと比して、増幅される。
図１は、ＯＦＤＭを用いたデジタル放送の標準規格であるＤＶＢ−Ｔ（デジタルビデオ放送規格）で用いられる格子状に配置したシンボルの配置パターンを示している（非特許文献１を参照のこと）。図１においては、ＳＰは、黒丸、データシンボルは白丸で示されている。
【０００４】
図１に示したＳＰの配置パターンは２つのパラメータにより特徴付けられる。Ｄｓは、ＳＰが配されるあるサブキャリア内において、時間軸方向で隣接するＳＰ間のシンボル間距離を示しており、Ｄｋは、周波数軸方向に隣接するＳＰが配される２つのサブキャリアのキャリア間距離を示している。これらの２つのパラメータ、Ｄｓ及びＤｋはそれぞれ時間軸及び周波数軸でのＳＰの間隔に対応する。このような配置パターンで、全てのＯＦＤＭシンボルにはＳＰが配されており、シンボル単位で２つの時間軸方向又は周波数軸方向で隣接するＳＰの間の距離がＤＳ又はＤＫである。本発明はこのようなＳＰの配置パターンの上に成り立っている。図１に示すように、ＤＶＢ−Ｔ規格においては、ＤＳは４であり、ＤＫは３となる。
【０００５】
チャネル（伝送路状態）は、ドップラー変動により時間軸方向に変化し、マルチパス遅延のために周波数軸方向で変化するため、ＳＰは、サンプリング定理における標本化のために、両方向において十分に密集している必要がある。Ｄｓは時間軸方向の標本化のために用いられるパラメータであるのに対し、Ｄｋは周波数軸方向の標本化のために用いられるパラメータである。
【０００６】
チャネル推定は、２つのステップからなる。最初に、受信信号の信号値を既知のパイロット値（参照信号）で除することにより、ＳＰの配置位置のチャネルを推定する。次に、ＳＰ間の他のセルのチャネルを、ＳＰ間で補間演算を行うことにより推定する。補間は、２次元の概念で行われるべきではあるものの、図９に示されるように、まず、時間軸方向の補間を行った後に、周波数軸方向の補間を行う。この補間は、チャネル推定の正確さを向上させるために、ノイズを除去した上で、行われてもよい。
【０００７】
通信の信頼性を向上させるために、複数の送信機が並列に同一の周波数帯を用いることができる。この複数の送信機が同一の周波数帯を用いて送信を行うことについて、受信機が１つの場合には、ＭＩＳＯ（Multiple Input Single Output）といい、受信機が複数の場合には、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）という。送信機が１つの場合では、チャネル推定は、同期検波に用いられる。
【０００８】
一般的なＭＩＭＯの場合、各送信機と各受信機との間の全てのチャネルについて、チャネル推定がなされなければならない。４送信２受信のＭＩＭＯの構成例を図１０に示す。このとき、受信信号ベクトルｙを、送信信号ベクトルｘ、及び伝送路行列Ｈを用いて、以下の式（１）のように表現することができる。
【０００９】
【数１】
2013517635.tif 000003
式（１）においては、Ｎは、送信機の数を示しており、例えば、Ｎは４である。また、Ｍは、受信機の数を示している。なお、全ての要素は複素値である。
【００１０】
チャネル推定は、各受信機において個別に実行される。チャネル推定処理は、受信機の数に拠らない処理である。受信機で認識される信号は、以下の式（２）のように記載することができる。
【００１１】
【数２】
2013517635.tif 000004
各受信機は、受信した信号のＳＰ配置位置にある各ＯＦＤＭセルの各値に基づき、ｈ１〜ｈＮまでの各チャネルのチャネル推定を実行する。
【００１２】
ＯＦＤＭに基づくＭＩＳＯ又はＭＩＭＯの如何なるシステムを実現するにしても、以下の２点を定義しておく必要がある。即ち、（１）ＳＰがどのように符号化されているかと、（２）ＳＰが時間軸方向及び周波数軸方向においてどのように配されているか、である。なお、前者が定義されている理由は、Ｎチャネルの各要素を受信機が推定しやすくするためである。
【００１３】
各チャネルのチャネル要素を推定する重要な考えは、送信機ごとで異なるＳＰを用いることである。異なるチャネル要素を推定するために、ＳＰは使用する送信機の数に相当するサブセットに分類される。各サブセットに属する全てのパイロットは、それぞれのサブセット及び使用される送信機(送信アンテナ)に応じた係数が乗じられる。送信機（送信アンテナ）が４つである場合には、図１２(ａ)や図１２（ｂ）に示されるように、４×４の行列で表現される１６個の係数が用いられる。当該行列において、列は送信機（送信アンテナ）に対応し、行はＳＰのサブセットに対応する。
【００１４】
図１２（ａ）によれば、サブセットｍにおいて送信アンテナｎから伝送されるパイロットはＣｍｎの係数が乗じられる。例えば、サブセット１において送信される信号については、当該信号に配されるＳＰとして、送信アンテナごとにそれぞれＣ１１（送信アンテナ１）、Ｃ１２（送信アンテナ２）、Ｃ１３（送信アンテナ３）、Ｃ１４（送信アンテナ４）の４つの係数のいずれかがパイロットに乗じられたものが使用される。
【００１５】
行列の各係数値は、受信機において各チャネル要素を区別できるようにするために、以下の必要十分条件を満たす必要がある。
必要十分条件：係数行列は、可逆行列のような、フルランク行列である。
このことは、ＳＰの配置位置において受信した信号の値を表す以下の数式（３）を見れば一目瞭然である。
【００１６】
【数３】
2013517635.tif 000005
上記数式（３）において、ｐｍは、サブセットｍにおけるＳＰのオリジナル値（係数が乗じられる前の値）を示し、ｙｍは、ＳＰ配置位置において受信した信号の値を示し、ｈｎは、送信機（送信アンテナ）ｎと受信機との間で用いられるチャネルを示し、ｃｍｎは、サブセットｍ及び送信機（送信アンテナ）ｎにおいて用いられる係数を示す。なお、ここでは、説明を簡略なものとするために、チャネルノイズは考慮しないものとする。
【００１７】
オリジナルのパイロットの値ｐｍは、関連性のない値である。ｙｍ／ｐｍ比をｅｍと表現すると、上記式（３）は、以下の式（４）に示す行列式で表現できる。
【００１８】
【数４】
2013517635.tif 000006
各チャネルｈ１〜ｈＮのチャネル推定は、上記式（４）の両辺の左から係数行列の逆行列を乗じることによって、以下の式（５）に示すように、求めることができる。
【００１９】
【数５】
2013517635.tif 000007
上記式（５）からもわかるように、チャネル推定のためには、係数行列の逆行列の存在が必須であり、逆行列が存在する行列であることが、係数行列がフルランク行列であることの必要性の根拠となっている。
【００２０】
なおフルランク行列であれば、どのような複素行列を用いてもよいが、一般的には、その構成が簡略なものであるという理由から、典型的には、以下の２つの行列を用いられることが多い。
１つは以下の式（６）で示される単位行列（全てのＮについて存在する）である。
【００２１】
【数６】
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今一つは、以下の式（７）で示されるアダマール行列（Ｎは２である、またはＮは４の倍数である）である。
【００２２】
【数７】
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物理的に、単位行列を用いた場合には、アンテナｎについて、サブセットｎのパイロットだけがゼロではないということを保証する。これは、即ち、受信信号においてＳＰに関連する位置に配されたサブセットｎのパイロットを用いて、更なる信号処理を行うことなく、チャネル要素ｈｎを推定できることを意味する。
【００２３】
アダマール行列を用いてパイロットを符号化した場合には、受信機において各セルと当該行列との乗算が必要になる。そのような乗算は、アダマール変換などと呼称される。この場合の最適な実装手法としては、図１３に示すように、高速アダマール変換と呼称される技術を用いるとよい。
残りの問題は、ＳＰを時間軸及び周波数軸においてどのように配列するかである。この配置の一手法としては、一つの送信機しか用いない場合と同様のＳＰ配置パターンを用いることである。この場合、配置位置は定まっているため、サブセットへの分類のみを明確にしなければならない。
【００２４】
特許文献１は、そのＳＰの時間軸及び周波数軸における配列方法の一つの解を示している。特許文献１では、ＳＰは、一つの送信機しか用いない場合と同様に時間軸及び周波数軸において配しつつも、異なるサブセットのＳＰは互いに異なるサブキャリアに配することが記載されている。即ち、ＳＰに用いたサブセットそれぞれは、ＳＰを配するサブキャリアのインデックスで分類する。より具体的には、ＳＰのＮ個のサブセットは、周波数軸方向で、すなわちサブキャリア軸方向に、等間隔にインターリーブされる。図２及び図３は、それぞれ２送信、４送信の場合の特許文献１によるサブセットの配置パターンの例を示している。
【００２５】
特許文献２には、異なるＳＰの配置パターンが示されている。特許文献２では、Ｎ個のサブセットは、時間軸方向、すなわち、シンボル軸方向に、等間隔にインターリーブされる。図４及び図５は、それぞれ２送信、４送信の場合の特許文献２によるサブセットの配置パターンの例を示している。
１送信の場合のＳＰの配置パターンを保つ代わりに、図６に示すように、Ｎ個のサブセットのパイロットをグループ化して配することも考えられる。この手法は、図２〜図５に示した「等間隔インターリーブ」または「均一インターリーブ」と呼称される手法と比較して、「グループインターリーブ」と呼称される。４つの送信機（送信アンテナ）の場合には、サブセット１／２／３／４からなる４つのパイロットのグループ、または、サブセット１／２、及び、サブセット３／４からなる２つのパイロットのグループが存在する。図６は、その前者の場合を示している。図６において、そのグループ自体が、シングル送信の場合の各々のＳＰと同様に、時間軸及び周波数軸に分散配置されている。
【００２６】
一般的に、一方向（時間軸方向または周波数軸方向）にＮ個のパイロットのサブセットをインターリーブすると、パイロット間の実効距離はＮの比率で長くなる。この効果の補償をしつつ、パイロット間の実効距離を維持するためには、物理的なパイロット間距離をＮの比率で短くしなければならない。従って、特許文献１のように、仮に周波数方向で４つのサブセットをインターリーブする場合には、Ｄｋは４の比率で減少されなければならない。同様に、特許文献２のように、仮に時間軸方向で４つのサブセットが多重される（インターリーブされる）場合には、ＤＳは４の比率で減少されなければならない。
【００２７】
物理的な距離Ｄｋ及びＤＳは整数でなければならないため、実効距離ＤｋＥＦＦ及びＤＳＥＦＦは、いずれかの方向においてのみサブセットをインターリーブした場合には、常に４の倍数となってしまう。そのようなサブセットの密度は、いくつかのアプリケーションにとっては粗すぎる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】ＧＢ２４４９４７０Ａ
【特許文献２】ＷＯ２００９／００１５２８Ａ１
【非特許文献】
【００２９】
【非特許文献１】ETSI Standard ETS 300 744, “Digital Broadcasting Systems for Television, Sound and Data Services; framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
そこで、本発明の目的は、複数（例えば４本）のアンテナを送信に用いるＯＦＤＭシステムにおいてパイロットの総数を増加させることなく、より、好適な密度を有するＳＰの配置パターンを提供することにある。また、複数（例えば４本）のアンテナ送信を用いるＯＦＤＭシステムにおいて、マルチアンテナ送信機に対応する受信機の、チャネル推定の手法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明に係るマルチアンテナＯＦＤＭ送信機は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）本のアンテナからなるマルチアンテナＯＦＤＭ送信機であって、前記Ｎ本の送信アンテナそれぞれに対応するデータストリームを生成するものであって、各データストリームは連続的なＯＦＤＭシンボルからなり、各ＯＦＤＭシンボルは複数のＯＦＤＭセルからなり、各ＯＦＤＭセルは何れかのサブキャリアに関連付けられるマルチアンテナエンコーダと、各データストリームについて、複数のＳＰを生成するものであって、各ＳＰは、Ｍ個のサブセットに分けられ、各ＳＰは属するサブセット及び挿入されるデータストリームに応じて符号化されているパイロット生成部と、予め定められた周期的パターンに応じて、対応するデータストリームに前記複数のＳＰの中のいずれかのＳＰを、ＳＰを配する一つのサブキャリアにおいてＳＰを有する２つのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ（ＤＳは２以上の整数）となり、ＳＰを配するサブキャリア間の距離がＤｋ（Ｄｋは２以上の整数）となるように挿入する複数のパイロット挿入部とを備え、前記Ｍは、Ｎ以上であって、Ｍ＝Ｍｓ×Ｍｋ（Ｍｓ及びＭｋは共に２以上の整数）を満たし、前記複数のパイロット挿入部各々は、同じサブキャリアに配される同じサブセットに属するＳＰについてのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ×Ｍｓであり、且つ、同じサブセットに属するＳＰが配されるサブキャリア間の距離がＤｋ×Ｍｋであるように各サブセットのＳＰを挿入することを特徴とする。
【００３２】
単送信の場合のＳＰ配置パターンと同様のＳＰ配置パターンを用い、送信アンテナの数に相当するサブセットにパイロットを分け、それらのサブセットを時間軸及び周波数軸の双方にインターリーブすることが本発明の特徴となる。
また、上記マルチアンテナＯＦＤＭ送信機において、前記Ｍは４であり、前記Ｎは４であり、前記Ｍｓは２であり、前記Ｍｋは２であることとしてもよい。
【００３３】
また、上記マルチアンテナＯＦＤＭ送信機において、前記Ｄｋは、２、３、４のいずれかであることとしてもよい。
また、上記マルチアンテナＯＦＤＭ送信機において、前記パイロット生成部は、ＳＰが挿入されるデータストリームと各ＳＰが属するサブセットとに応じて、予め定められた係数をＳＰに乗じることにより、ＳＰを符号化することとしてもよい。
【００３４】
また、上記マルチアンテナＯＦＤＭ送信機において、ＳＰに乗じられる前記予め定められた係数からなる行列は、可逆行列であり、典型的には、単位行列またはアダマール行列であることとしてもよい。
本発明に係るＯＦＤＭ受信機は、連続的なＯＦＤＭシンボルからなり、各ＯＦＤＭシンボルは複数のＯＦＤＭセルからなり、各ＯＦＤＭセルは何れかのサブキャリアに関連付けられているデータストリームを受信するＯＦＤＭ受信機であって、データストリームを取得するＯＦＤＭ復調部と、予め定められた周期的パターンに応じて、データストリーム中に含まれるＳＰを抽出し、抽出したＳＰをそれぞれが属すべきＭ個のサブセットのうちのいずれかに分類するものであって、各ＳＰは、ＳＰを配する一つのサブキャリアにおいてＳＰを有する２つのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ（ＤＳは２以上の整数）となり、ＳＰを配するサブキャリア間の距離がＤｋ（Ｄｋは２以上の整数）となるように挿入されているパイロット抽出部と、Ｍ個のサブセットそれぞれのＳＰに基づいて、自機と複数の送信機それぞれとの間のチャネルそれぞれについてチャネル推定を実行するチャネル推定部とを備え、前記Ｍは、Ｍ＝Ｍｓ×Ｍｋ（Ｍｓ及びＭｋは共に２以上の整数）を満たし、同じサブキャリアに配される同じサブセットに属するＳＰについてのＯＦＤＭセル間の距離はＭｓ×Ｄｓであり、且つ、同じサブセットに属するＳＰが配されるサブキャリア間の距離はＭｋ×Ｄｋであることを特徴とする。
【００３５】
また、上記ＯＦＤＭ受信機において、前記Ｍは４であり、前記Ｍｓは２であり、前記Ｍｋは２であることとしてもよい。
また、上記ＯＦＤＭ受信機において、前記Ｄｋは、２、３、４のいずれかであることとしてもよい。
また、上記ＯＦＤＭ受信機において、前記パイロット抽出部は、各ＯＦＤＭシンボルについて、少なくとも一つのＣＰ（Continual Pilot）を予め定められたサブキャリアのＯＦＤＭシンボルから抽出し、抽出した各ＣＰをＭ個のサブセットに分類し、前記チャネル推定部は、更に、前記ＣＰを用いてチャネル推定を実行することとしてもよい。
【００３６】
また、上記ＯＦＤＭ受信機において、前記予め定められたサブキャリアは、ＳＰが配されるサブキャリアと同一のサブキャリアであることとしてもよい。
また、上記ＯＦＤＭ受信機において、前記予め定められたサブキャリアは、ＳＰが配されるサブキャリアとは異なるサブキャリアであることとしてもよい。
また、上記ＯＦＤＭ受信機において、同じサブキャリアから抽出されたＣＰは、同じサブセットに属することとしてもよい。
【００３７】
また、上記ＯＦＤＭ受信機において、同じサブキャリアから抽出されたＣＰは、少なくとも２つの異なるサブセットに属することとしてもよい。
また、本発明に係るＳＰ挿入方法は、Ｎ本のアンテナを備えるマルチアンテナ送信機が送信信号にＳＰを挿入するＳＰ挿入方法であって、前記Ｎ本の送信アンテナそれぞれに対応するデータストリームを生成するものであって、各データストリームは連続的なＯＦＤＭシンボルからなり、各ＯＦＤＭシンボルは複数のＯＦＤＭセルからなり、各ＯＦＤＭセルは何れかのサブキャリアに関連付けられるデータストリーム生成ステップと、各データストリームについて、複数のＳＰを生成するものであって、各ＳＰは、Ｍ個のサブセットに分けられ、各ＳＰは属するサブセット及び挿入されるデータストリームに応じて符号化されているパイロット生成ステップと、予め定められた周期的パターンに応じて、対応するデータストリームに前記複数のＳＰの中のいずれかのＳＰを、ＳＰを配する一つのサブキャリアにおいてＳＰを有する２つのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ（ＤＳは２以上の整数）となり、ＳＰを配するサブキャリア間の距離がＤｋ（Ｄｋは２以上の整数）となるように挿入する複数のパイロット挿入ステップとを含み、前記Ｍは、Ｎ以上であって、Ｍ＝Ｍｓ×Ｍｋ（Ｍｓ及びＭｋは共に２以上の整数）を満たし、前記複数のパイロット挿入ステップにおいては、同じサブキャリアに配される同じサブセットに属するＳＰについてのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ×Ｍｓであり、且つ、同じサブセットに属するＳＰが配されるサブキャリア間の距離がＤｋ×Ｍｋであるように各サブセットのＳＰを挿入することを特徴とする。
【００３８】
また、上記ＳＰの挿入方法において、前記Ｍは４であり、前記Ｎは４であり、前記Ｍｓは２であり、前記Ｍｋは２であることとしてもよい。
また、本発明に係るチャネル推定方法は、連続的なＯＦＤＭシンボルからなり、各ＯＦＤＭシンボルは複数のＯＦＤＭセルからなり、各ＯＦＤＭセルは何れかのサブキャリアに関連付けられているデータストリームを受信するＯＦＤＭ受信機における、Ｎ本の送信アンテナとの間の各チャネルを推定するチャネル推定方法であって、データストリームを取得する受信ステップと、予め定められた周期的パターンに応じて、データストリーム中に含まれるＳＰを抽出し、抽出したＳＰをそれぞれが属すべきＭ個のサブセットのうちのいずれかに分類するものであって、各ＳＰは、ＳＰを配する一つのサブキャリアにおいてＳＰを有する２つのＯＦＤＭセル間の距離がＤｓ（ＤＳは２以上の整数）となり、ＳＰを配するサブキャリア間の距離がＤｋ（Ｄｋは２以上の整数）となるように挿入されているパイロット抽出ステップと、Ｍ個のサブセットそれぞれのＳＰに基づいて自機と複数の送信機それぞれとの間のチャネルそれぞれについてチャネル推定を実行するチャネル推定ステップとを含み、前記Ｍは、Ｎ以上であって、Ｍ＝Ｍｓ×Ｍｋ（Ｍｓ及びＭｋは共に２以上の整数）を満たし、同じサブキャリアに配される同じサブセットに属するＳＰについてのＯＦＤＭセル間の距離はＭｓ×Ｄｓであり、且つ、同じサブセットに属するＳＰが配されるサブキャリア間の距離はＭｋ×Ｄｋであることを特徴とする。
【００３９】
また、上記チャネル推定方法において、前記Ｍは４であり、前記Ｍｓは２であり、前記Ｍｋは２であることとしてもよい。
上述した、そしてそれ以外の本発明の特徴を示す好適な実施の形態は以下のと、文書と添付されている図面とに基づきより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】欧州デジタル放送規格（ＤＶＢ−Ｔ）において使用される従来の単送信の送信機におけるＳＰ配置パターンを示す図である。
【図２】周波数軸方向に等間隔インターリーブを行った従来の２つの送信機（送信アンテナ）用のＳＰ配置パターンを示す図である。
【図３】周波数軸方向に等間隔インターリーブを行った従来の４つの送信機（送信アンテナ）用のＳＰ配置パターンを示す図である。
【図４】時間軸方向に等間隔インターリーブを行った従来の２つの送信機（送信アンテナ）用のＳＰ配置パターンを示す図である。
【図５】時間軸方向に等間隔インターリーブを行った従来の４つの送信機（送信アンテナ）におけるＳＰ配置パターンを示す図である。
【図６】従来の４つの送信機（送信アンテナ）のためのＳＰ配置パターンと、時間軸方向及び周波数軸方向のグループインターリーブを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る、４つの送信機（送信アンテナ）のためのＳＰ配置パターンと、時間軸及び周波数軸の両方向の等間隔インターリーブを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る、他の４つの送信機（送信アンテナ）のためのＳＰ配置パターンと、時間軸及び周波数軸の両方向の等間隔インターリーブを示す図である。
【図９】時間軸方向及び周波数軸方向で分けて補間される、単送信の場合のチャネル推定処理を示している。
【図１０】４送信２受信のＭＩＭＯにおける送信機及び受信機とチャネルを示している。
【図１１】マルチアンテナＯＦＤＭ送信機の典型的な機能ブロック図である。
【図１２】（ａ）は、４送信の場合の、１６のパイロットに乗じる係数を示している。（ｂ）は、（ａ）をアダマール行列で表現した場合の係数を示している。
【図１３】高速アダマール変換を示す図である。
【図１４】４送信のＯＦＤＭシステムにおいて、受信機が実行するチャネル推定処理を示す図である。
【図１５】図１４に示した処理に関連する、４送信のＯＦＤＭシステムにおける受信機の機能ブロック図である。
【図１６】各ＯＦＤＭ受信機が各自のチャネル推定値をＭＩＭＯデコード段階に供給する４送信２受信のＭＩＭＯにおける受信機の構成を示している。
【図１７】本発明に係るＳＰが配されるサブキャリアに、ＣＰを配した場合のシンボル配置例を示している。
【図１８】本発明に係るＳＰが配されないサブキャリアに、ＣＰを配した場合の別のシンボル配置例を示している。
【図１９】本発明の実施の形態に係る、第１のアンテナから送信される信号におけるＳＰ配置パターン、及び、ＳＰに乗算される係数を示している。
【図２０】本発明の実施の形態に係る、第２のアンテナから送信される信号におけるＳＰ配置パターン、及び、ＳＰに乗算される係数を示している。
【図２１】本発明の実施の形態に係る、第３のアンテナから送信される信号におけるＳＰ配置パターン、及び、ＳＰに乗算される係数を示している。
【図２２】本発明の実施の形態に係る、第４のアンテナから送信される信号におけるＳＰ配置パターン、及び、ＳＰに乗算される係数を示している。
【図２３】本発明の実施の形態に係る、サブセットの個数を６とした場合のＳＰ配置パターンと、時間軸及び周波数軸の両方向の等間隔インターリーブを示している。
【図２４】本発明の実施の形態に係る、サブセットの個数を６とした場合のＳＰ配置パターンと、時間軸及び周波数軸の両方向の等間隔インターリーブを示している。
【図２５】本発明の実施の形態に係る、サブセットの個数を６とした場合のＳＰ配置パターンと、時間軸及び周波数軸の両方向の等間隔インターリーブを示している。
【図２６】本発明の実施の形態に係る、サブセットの個数を６とした場合のＳＰ配置パターンと、時間軸及び周波数軸の両方向の等間隔インターリーブを示している。
【図２７】本発明の実施の形態に係る、図１に示したＳＰ配置パターンとは異なるＳＰ配置パターンにおける、各サブセットのＳＰ配置パターンを示している。
【図２８】本発明の実施の形態に係る、デジタル放送システムのシステム構成例を示している。
【図２９】本発明の実施の形態に係る、受信機の一構成例を示す機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
＜実施の形態＞
本発明は、マルチアンテナＯＦＤＭシステムの送信信号にScattered Pilots（ＳＰ）を挿入する方法、ＳＰに基づいてチャネル特性を推定する方法、マルチアンテナＯＦＤＭ送信機、及び、対応するＯＦＤＭ受信機を提供するものである。本発明に係る方法及び送信機によれば、ＳＰが挿入された信号を受信する装置において効果的なチャネル特性の推定のための前提条件となる、時間軸及び周波数軸の双方でのＳＰの密度を高めることができる。
【００４２】
本発明に係る独特の手法は、単送信の場合と同様のＳＰ配置パターンを保ちつつ、ＳＰを送信アンテナに相当する数のサブセットに分類し、それらのサブセットを時間軸と周波数軸の双方向にインターリーブすることである。この手法に従えば、従来よりもサブセットの密度を密にすることができる。例えば、４送信の場合、ＤＫ,ＥＦＦ及びＤＳ,ＥＦＦは、４ではなく２になっている。従って、ＳＰパターンの配置においてより高い柔軟性を提供することができる。
【００４３】
図７は、本発明の実施の形態に係る４送信の場合の、時間軸及び周波数軸双方において等間隔インターリーブでＳＰを分散配置した場合のＳＰ配置パターンを示している。図７において、各円は、一つのＯＦＤＭセルを示しており、各行の円それぞれは、一つのＯＦＤＭシンボルに対応し、各列は一つのサブキャリアに対応する。また、パイロットは大きな丸で示しており、データセルは小さい丸で示している。
【００４４】
ＳＰは、４つのサブセットに分けられ、それぞれ、１、２、３、４の番号で示されている。サブセットの数は、互いに異なる送信アンテナの数に対応し、ここでは、４となっている。
図１と図７を比較すれば明らかなように、本実施の形態においても、ＳＰは、従来の単送信の場合（ＤＶＢ−Ｔ規格参照）と同様に、斜めのグリッド状に配されている。パイロットがいずれのサブセットに属するかに関わりがない、全てのパイロットセルは、時間軸方向で隣接する２つのパイロット間の距離ＤＳが４となり、周波数軸方向で隣接する２つのパイロット間の距離ＤＫが、３となるようにデータセルで隔てられて配される。
【００４５】
一方、パイロットだけで見た場合、あるサブセットに属するパイロットセルは、時間軸及び周波数軸の双方で、他のサブセットに属するパイロットセルとインターリーブされている。言い換えれば、ＳＰが属するサブセットが時間軸及び周波数軸方向で交互に切り替えられていると言える。図２や図３に示す従来のマルチアンテナのＳＰの配置パターンと比較すると、従来におけるＳＰの配置パターンでは、特定のサブキャリアまたは特定のＯＦＤＭシンボルで一つの同じサブセットに属するパイロットのみを伝送する点において相違する。
【００４６】
図７に示す本発明に係るＳＰ配置パターンによれば、実効距離ＤＳ,ＥＦＦ、即ち、同じサブセットに属する２つのパイロットの時間軸方向でのパイロット間距離は、２ＤＳとなっている。また、周波数軸方向においても、実効距離ＤＫ,ＥＦＦ、即ち、同じサブセットに属する２つのパイロットの周波数軸方向でのパイロット間距離は、２ＤＫとなっている。
【００４７】
図３に示す従来のマルチアンテナのＳＰ配置パターンと比較すると、従来のマルチアンテナのＳＰ配置パターンでは、同じサブセットに属するパイロットは、周波数軸方向で見て、実効距離ＤＫ,ＥＦＦ、即ち、同じサブセットに属する２つのパイロットの周波数軸方向でのパイロット間距離は、４ＤＫとなっている点で相違する。また、図５に示す従来のマルチアンテナを用いたＳＰ配置パターンと比較すると、従来のマルチアンテナのＳＰ配置パターンでは、実効距離ＤＳ,ＥＦＦ、即ち、同じサブセットに属する２つのパイロットの時間軸方向でのパイロット間距離は、４ＤＳとなっている点で相違する。
【００４８】
従って、本発明に係る図７のＳＰ配置パターンによれば、同じサブセットに属するパイロット同士は、図３や図５に示す従来のＳＰ配置パターンよりも密に配することができていると言える。
図８は、本発明に係る４送信の場合の、別のＳＰ配置パターンを示している。当該ＳＰ配置パターンでも同様に時間軸及び周波数軸双方において、同等の粒度を保つことができている。図８に示すＳＰ配置パターンは、図７に示したＳＰ配置パターンにその性質が酷似しており、図７に示したＳＰ配置パターンと同等の効果を得ることができる。従って、図８の詳細な説明は、図７に示すＳＰ配置パターンと同様であるので、ここでは割愛する。
【００４９】
本発明に係るＳＰ配置パターンの特徴は、ＳＰ格子のユニットセル同士を比較することでも、明確になる。元来結晶学において定義されるユニットセルは、並行移動の手段によってのみ全体の（周期的な）格子を再現できる最小単位である。ＳＰ配置パターンのユニットセルは、図２〜図８においては、破線で示す領域で示している。図７や図８に示す本発明におけるユニットセルは、明らかに、図３や図５に示すものよりも、周波数軸方向及び時間軸方向のいずれかにおいてコンパクトに纏まっている。
【００５０】
図１１は、ＳＰを用いたＯＦＤＭ信号を送信するマルチアンテナＯＦＤＭ送信機の構成を示すブロック図である。エンコーダ１１１０は、送信すべきビット群を入力される。エンコーダ１１１０は、入力されたビット群を、ＢＩＣＭ（Bit-Interleaved Coding and Modulation）方式に従って符号化し、複素シンボルに変換して出力する。ＢＩＣＭによる符号化の処理は、以下に示す３つの処理からなる。即ち、（１）ＦＥＣ（Forward Error Correction）符号化、（２）ビットインターリーブ、（３）変調の３つである。これらの処理は、従来から知られている。ＦＥＣ符号としては、典型的には、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号や、ターボ符号などで知られている。また、変調については、典型的には、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などが用いられる。
【００５１】
エンコーダ１１１０によって生成された複素シンボルは、マルチアンテナ処理部１１２０に供給される。マルチアンテナ処理部１１２０は、入力された複素シンボルに基づき、マルチアンテナで送信する同じデータレートであって、送信機（アンテナ）と同数の複数の並列ストリーム群を生成し、各送信機（アンテナ）に出力する。出力されるストリーム群は、入力されたストリームと同内容の情報を保持する。マルチアンテナ処理部１１２０における処理では、典型的には、時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ：Space Time Block Code）が用いられる。なお、ＳＴＢＣについては、従来から種々の手法がある。
【００５２】
ＳＴＢＣ符号化を経た各複素シンボルは、特定のアルゴリズムにしたがって、本発明の対象（ＳＰ）を構成しない時間軸及び周波数軸からなるＯＦＤＭグリッド（OFDM grid）上にマッピングされる。マッピング処理を経た出力は、ＯＦＤＭシンボルからなり、当該ＯＦＤＭシンボルは複素ＯＦＤＭセルから構成されている。各セルは、インターリーバ（１１３０−１、１１３０−２、１１３０−３、１１３０−４）によって、符号化されたデータの周波数ダイバーシティ性能が向上するようにインターリーブされる。インターリーブの手法は従来から知られており、ここでいうインターリーブはＯＦＤＭシンボルが使用される周波数帯全域に跨ることから周波数インターリーブとも呼称される。マッピング及びインターリーブは、全ての送信機（アンテナ）に対応して、同様の処理が行われる。
【００５３】
ＯＦＤＭシンボルのインターリーブに続いて、パイロット生成部１１４０によりＳＰが生成される。生成されたＳＰは、パイロット挿入部（１１５０−１、１１５０−２、１１５０−３、１１５０−４）により挿入される。ここでＳＰは、全ての送信機間（アンテナ間）で相異するものとする。パイロット挿入部それぞれは、伝達されたＳＰを、例えば図７や図８に示すシンボル配置となるように、ＯＦＤＭ信号に挿入していく。ＳＰ群は、受信機側で各チャネルのチャネル要素を推定するために、送信機（アンテナ）の数と同数のサブセットに分類される。いずれかのサブセットに属する全てのパイロットは、それぞれ属するサブセット及び信号を送信する送信機（送信アンテナ）に応じて予め定められた係数が乗じられる。４送信の場合、１６の係数が存在し、それらは、図１２に示すように、４×４の行列で表現することができる。当該行列において、各行は各送信機（送信アンテナ）に対応し、各列は各ＳＰのサブセットに対応している。
【００５４】
結果、データセルとパイロットセルを含むＯＦＤＭシンボルは、ＯＦＤＭ変調部（１１６０−１、１１６０−２、１１６０−３、１１６０−４）、続いて、アップコンバータ（１１７０−１、１１７０−２、１１７０−３、１１７０−４）、ＲＦ増幅器（１１８０−１、１１８０−２、１１８０−３、１１８０−４）に供給され、最終的に送信アンテナから送信される。
【００５５】
受信機側におけるチャネル推定処理は、図９に示した単送信の信号を受信する場合と同様である。但し、受信機は、一つのチャネル推定処理を行うのではなく、図１４に示すように、ＳＰのサブセットの各々に対応する４つのチャネル推定処理が並列に実行される。もし、アダマール変換のようなパイロットの符号化が用いられていた場合には、４つのチャネルを分別するために追加の処理、例えば、アダマール変換が必要となる。このチャネル推定処理はＯＦＤＭセル各々に対して実行される。
【００５６】
図１５は、ＯＦＤＭ受信機が取り得る一構成例を示すブロック図である。図１５におけるパイロット抽出部１５４０、２次元補間部（2-D Interpolation）（１５５０−１、１５５０−２、１５５０−３、１５５０−４）、及び、アダマール変換部１５６０が、図１４に示した処理を実行する。
ＲＦフロントエンド１５１０はＲＦ信号を受信し、ダウンコンバータ１５２０に供給する。ダウンコンバータ１５２０は入力されたＲＦ信号をダウンコンバートし、ＯＦＤＭ復調部１５３０に供給する。ＯＦＤＭ復調部１５３０は、ダウンコンバータ１５２０から入力された信号を復調する。パイロット抽出部１５４０は、ＯＦＤＭ復調部１５３０が復調して生成した復調信号からパイロットを抽出する。パイロット抽出部１５４０は、上述した本発明に係るＳＰ配置パターンに従って、抽出したパイロットをそれぞれの属するサブセットに分類する。また、パイロット以外の信号はデータ信号として出力される。分類された各サブセットのパイロット夫々は、対応する２次元補間部（2-D Interpolation）（１５５０−１、１５５０−２、１５５０−３、１５５０−４）に供給される。なお、ここでは２つの異なる補間を併せて一つの２次元補間部として記載している。２次元補間部（2-D Interpolation）（１５５０−１、１５５０−２、１５５０−３、１５５０−４）で補間して得られた信号は、変換部１５６０に供給されて、チャネルに変換される。異なるサブセットのパイロットがそれぞれどのように符号化されたのかに応じて、変換部１５６０において、チャネルｈ１、・・・、ｈ４を推定するためにアダマール変換が適用される。遅延補償部１５８０は、データパス上に設けられ、各サブセットにおけるパイロットに基づく補間処理によって発生するグループ遅延を補償する。遅延補償部１５８０は、データの遅延を補償することで、各シンボルデインターリーバ（１５７０−１、１５７０−２、１５７０−３、１５７０−４）におけるデータおよびチャネルの並びを再生列する。
【００５７】
ＭＩＭＯやＢＩＣＭ復号は、ＯＦＤＭ特有のものではないが、その処理において全ての受信機（アンテナ）からの、データと、関連する推定チャネルの情報とを必要とする。実際の復号の構成は、特にＳＴＢＣと、必要とされる受信性能に強く依存する。ひとつのＳＴＢＣブロックに符号化された複数の複素シンボルは併せて復号及び復調した場合に、最良の結果が得られる。図１６は、２つのＯＦＤＭ受信機１６１０−１、１６１０−２と、ＭＩＭＯ復号及びＢＩＣＭ復号処理部１６２０とから構成される典型的な受信機の構成を示している。
【００５８】
本発明においては上述した構成に更なる構成を加えてもよく、コンティニュアルパイロット（ＣＰ：Continual Pilot）を上述のＳＰ配置パターン中に挿入する構成としてもよい。従来におけるＣＰは、予め定められた特定のサブキャリアの全てのシンボルをパイロットとしたものである。本発明においては、ＣＰはＳＰが配されるサブキャリア上、配されないサブキャリア上の区別無く配されることとしてよく、そのために何らかの特殊な処理を要求されることもない。本発明においては、ＣＰ群も、ＳＰ群と同様に、複数のサブセットに分類する。
【００５９】
図１７は、本発明に係るＳＰ配置パターンに従ってＳＰを配した場合であって、ＳＰが配されるサブキャリアにＣＰを配した場合のシンボル配置例を示している。ＳＰが配されるあるサブキャリア上のＣＰは、当該サブキャリアに配されているＳＰのサブセットと同じサブセットのいずれかに属するものとする。図１７においては、ＣＰを、四角で示し、ＳＰを、大きめの円で示している。また、ＳＰ及びＣＰの両方として用いられるＯＦＤＭセルについては、四角及び円の組み合わせで示している。また、番号はそれぞれ対応するサブセットを示している。
【００６０】
ＣＰの分類は、ＳＰを兼ねるＣＰはそのＳＰが属するサブセットが変更されることのないように行う。更に、分類は、２つのサブセット間で属するＣＰが均等になるように、且つ、時間軸方向（シンボル方向）で見た場合にＣＰの属するサブセットの切り替わり回数が最小となるようにする。この制約があることにより、図１７のサブキャリア６、９、２４、２７に示されるように、ＤＳの数だけ、各サブセットに属するＣＰが連続するという構成につながる。即ち、その主な特徴は、ＣＰのサブセットはＤＳパイロットごとに切り替わることである。なお、ＣＰのサブセットが切り替わる場所は、図１７に示されるものに限定されるものではない。切り替わる場所の候補は、ＤＳ通りあり、そのいずれかから選択すればよい。
【００６１】
図１８は、図１７と同様に、ＣＰをＳＰが配されていないサブキャリアに配した場合のシンボル配置例を示している。
ＳＰが配されていないサブキャリアにＣＰを配する場合に、その配し方には２通りの手法が考えられる。一つ目としては、図１８のサブキャリア５、７、１４、１６に配したＣＰに示されるように、同じサブキャリアに配されるＣＰは全て同じ一つのサブセットに属するものとする配し方である。二つ目は、ＳＰが配されているサブキャリアにＣＰを乗せる方法と同様に、そして、図１８のサブキャリア２３、２８、３１、３４に示されるように、一つのサブキャリアで属させる二つのサブセットを切り替えて配するというものである。なお、ＣＰは４つのサブセットに均等に分類されるのが望ましい。
【００６２】
まとめると、本発明は、ＯＦＤＭ通信システムにおいて、特に、複数の（例えば、４）のアンテナで、ＯＦＤＭ信号を送信し、１以上の受信機（アンテナ）で受信する技術に関し、特に、送信信号中に挿入する手法に関するものであって、マルチアンテナＯＦＤＭ送信機及びＯＦＤＭ受信機に関する。本明細書においては、ＳＰ配置パターンを単送信の場合と同じものを保ちつつ、複数のサブセットに属するパイロットを時間軸及び周波数軸双方で所定数置きに配することを特徴としている。このようにして、同じサブセットに属するパイロット同士の粒度を細かくすることができる。これにより、より柔軟性の高いＳＰ配置パターンを提供できると共に、より精度の高いチャネル推定を実行できる。
【００６３】
＜補足＞
本発明に係る実施の手法は、上記実施の形態に示したものに限定されない。以下、本発明の思想に係る各種変形例について説明する。
（１）上記実施の形態において、各アンテナから送信される信号について詳細には、説明しなかった。ここでは、各アンテナから送信される信号におけるＳＰについて説明する。
【００６４】
図１９〜図２２は、４アンテナ送信の場合における各アンテナから送信されるＳＰの配置パターンを示しており、かつ、ＳＰの符号化においては、図１２（ａ）で用いた行列を各ＳＰに乗じたものとする。
図１９は、４つのアンテナのうちの第１のアンテナ（便宜的に命名）から送信される信号のシンボル配置パターンを示している。図１９と本発明に係るシンボル配置パターンを示す図７とを比較すれば明確にわかるように、図１２（ａ）の第１のアンテナに対応する係数のＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４のそれぞれが、図７の１、２、３、４の番号で示されるサブセットのＳＰに対して乗じられて配されている。
【００６５】
一方で、図２０、２１、２２は、それぞれ、第２のアンテナ、第３のアンテナ、第４のアンテナから送信されるべきＯＦＤＭ信号のシンボル配置を示している。
図１９と図２０とを比較すればわかるように、第１のアンテナにおいて、係数Ｃ１１が乗じられたＳＰが配されている位置には、第２のアンテナにおいては、係数Ｃ１２が乗じられたＳＰが配されている。また、第３のアンテナから送信される信号を示す図２１や、第４のアンテナから送信される信号を示す図２２では、その位置には、Ｃ１３、Ｃ１４の係数が乗じられたパイロットが配されている。
【００６６】
以上、図１９〜図２２における４つのアンテナそれぞれから送信される信号に示されるように、各信号に配されたＳＰは、それぞれのアンテナに対応し、且つ、サブセットごとに時間軸方向及び周波数軸方向の双方で、その間に他のサブセットのＳＰが配されるように、周期的に配されている。
（２）上記実施の形態においては、サブセットの数が４である場合を示した。しかし、サブセットの数は４に限定されるものではなく、数ＭＳ（ＭＳは、２以上の整数）と数ＭＫ（ＭＫは、２以上の整数）との積で表現できる数であればよい。
【００６７】
このとき、各サブセットに属するパイロット間の距離について、１つのサブキャリアにおいての同じサブセットに属するパイロット間の距離は、上記実施の形態で示したＤＳとＭＳとを用いて、ＤＳ×ＭＳとなり、同じサブセットに属するパイロットが配されるサブキャリア間の距離は、ＤＫ×ＭＫとなる。
例えば、ＭＳ＝２、ＭＫ＝３としてもよい。この場合のＳＰの配置例は、例えば、図２３に示す通りである。図２３に示すように各サブセットのＳＰを配置すればよい。
【００６８】
また、ＭＳ＝２、ＭＫ＝３とした場合の各サブセットのＳＰの配置例は、その他にも図２４〜図２６などに示すような配置としてもよい。この場合いずれの配置としたかは、予め受信機に設定されているか、あるいは、送信機から受信機に対して通知されているのが望ましい。図２５や、図２６では、ＭＳ＝３、ＭＫ＝２とした場合の各サブセットのＳＰの配置例を示している。
【００６９】
（３）上記実施の形態においては、図１２に示すようにアダマール変換を用いてＳＰをエンコードする手法を示したが、ＳＰのエンコードには、任意の直交変換手法を用いてもよい。例えば、背景技術でも説明したように、単位行列を用いて変換してもよいし、以下の式（８）に示すようなフーリエ変換行列を用いて直交変換を行ってもよい。ただし、直交変換行列は、逆行列の存在が必要であるため、フルランク行列である必要がある。
【００７０】
【数８】
2013517635.tif 000010
Ｎ個の送信アンテナから送信するＳＰをＮ個のサブセットに分類してエンコードする場合の変換行列は、式（９）に示すようなフーリエ変換行列を用いることができる。
【００７１】
【数９】
2013517635.tif 000011
（４）上記実施の形態においては、送信機（送信アンテナ）の数をサブセットの数と同数の４として説明したが、送信機（送信アンテナ）の数は、サブセットの数以下であればよい。
【００７２】
例えば、サブセットの数が４で送信機（送信アンテナ）の数が３であってもよいし、サブセットの数が６で送信機（送信アンテナ）の数が５といった構成であってもよい。即ち、各送信機（送信アンテナ）からの信号を受信機で区別できればよい。
例えば、サブセットの数４で送信機（送信アンテナ）の数が３である場合に、図１２（ａ）で示した行列を用いるものとして、いずれか１つのアンテナに対応する列の係数が使用されず、その他の３つのアンテナに対応する列の係数を乗じられたＳＰが配されたＯＦＤＭ信号が３つのアンテナから送信されることとなる。例えば、図１２（ａ）で示す第４のアンテナがないと仮定した場合に、第１のアンテナからは、Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１の係数を乗じたＳＰが配されたＯＦＤＭ信号が送信され、第２のアンテナからは、Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２、Ｃ４２の係数を乗じたＳＰが配されたＯＦＤＭ信号が送信され、第３のアンテナからは、Ｃ１３、Ｃ２３、Ｃ３３、Ｃ４３の係数を乗じたＳＰが配されたＯＦＤＭ信号が送信される。その一方で、Ｃ１４、Ｃ２４、Ｃ３４、Ｃ４４の係数を乗じたＳＰが配されたＯＦＤＭ信号は、どの送信機（送信アンテナ）からも送信されない。このように送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信機は、４つのサブセットのＳＰに基づいて、３つの送信アンテナとの間のチャネルを推定し復調を行う。この場合、図１２（ａ）に示す行列のうち第４のアンテナに対応する列の係数は使用する必要がない。
【００７３】
従って、上記＜補足＞の（３）でサブセットの数を２以上の整数ＭＳと２以上の整数ＭＫとの積で定めたが、これは、言い換えれば、サブセットの数は、送信機の数以上の合成数（composite number）であればよい。
（５）上記実施の形態の図１に示したＳＰの配置パターンはその一例に過ぎない。例えば、ＤＶＢ−Ｔ２規格においては、その他のＳＰの配置パターンを許容しており、その一例としては、図２７に示すように、６サブキャリアおきに、ＳＰが挿入されるような配置パターンを用いることを示唆しているが、本発明に係る送信機においても同様の配置パターンを採用してもよい。その際に、図２７の各サブセットのパイロットの配置に示すように、上記実施の形態に示したＳＰの挿入手法で以って、ＳＰが挿入されればよい。即ち、ＳＰが配される１のサブキャリアにおいて、２つの隣接するＳＰのシンボル間の距離をＤＳとし、ＳＰが配される２つの隣接するサブキャリア間の距離をＤＫとした場合に、１のサブセットに属するＳＰ間の距離が、１つのサブキャリアにおいてシンボル方向に２ＤＳ以上、かつ、サブキャリア間方向に２ＤＫ以上となっていればよく、その間に、他のサブセットに属するパイロットが挿入される配置になっていればよい。図２７の例では、ＤＳは２であり、ＤＫは６である。
【００７４】
（６）上記実施の形態及び各変形例を、部分的に組み合せてもよい。
（７）本発明に係る送信機と受信機とを含む通信システムは、ＭＩＭＯシステム、ＭＩＳＯシステムの何れであってもよく、送信機（送信アンテナ）それぞれがそれぞれに対応するサブセットを用いたＳＰを配した信号（例えば、図７参照）を送信する構成にさえなっていればよい。
【００７５】
（８）上記実施の形態で示したＯＦＤＭ送信信号へのパイロットの挿入処理を、送信機のプロセッサ、及びそのプロセッサに接続された各種回路に実行させるための機械語或いは高級言語のプログラムコードからなる制御プログラムを、記録媒体に記録すること、又は各種通信路等を介して流通させ頒布することもできる。また上記実施の形態で示したＯＦＤＭ受信信号のチャネル推定処理を、受信機のプロセッサ、及びそのプロセッサに接続された各種回路に実行させるための機械語或いは高級言語のプログラムコードからなる制御プログラムを、記録媒体に記録すること、又は各種通信路等を介して流通させ頒布することもできる。このような記録媒体には、ＩＣカード、ハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等がある。流通、頒布された制御プログラムはプロセッサに読み出され得るメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのプロセッサがその制御プログラムを実行することにより各実施形態で示したような各機能が実現されるようになる。なお、プロセッサは、制御プログラムを直接実行する他、コンパイルして実行或いはインタプリタにより実行してもよい。
【００７６】
（９）上記実施の形態で示した送信機及び受信機の各機能構成要素（アダマール変換部、パイロット生成部等）は、その機能を実行する回路として実現されてもよいし、１又は複数のプロセッサによりプログラムを実行することで実現されてもよいし、ＩＣ、ＬＳＩその他の集積回路のパッケージとして構成されるものとしてもよい。このパッケージは各種装置に組み込まれて利用に供され、これにより各種装置は、各実施形態で示したような各機能を実現するようになる。
【００７７】
（１０）以下では、上記各実施の形態で示した送信方法及び受信方法の応用例とそれを用いたシステムの構成例を説明する。
図２８は、上記実施の形態で示した送信方法及び受信方法を実行する装置を含むシステムの構成例を示す図である。上記各実施の形態で示した送信方法及び受信方法は、図２８に示すような放送局（または基地局）２８０１と、テレビ（テレビジョン）２８１１、ＤＶＤレコーダ２８１２、ＳＴＢ（Set Top Box）２８１３、コンピュータ２８２０、車載のテレビ２８４１及び携帯電話２８３０等の様々な種類の受信機を含むデジタル放送（または通信）用システム２８００において実施される。具体的には、放送局（基地局）２８０１が、例えば映像データや音声データ等が多重化された多重化データなどの送信データを上記各実施の形態で示した送信方法を用いて所定の伝送帯域に送信する。
【００７８】
放送局（基地局）２８０１から送信された信号は、各受信機に内蔵された、または外部に設置され当該受信機と接続されたアンテナ（例えば、アンテナ２８１０、２８４０）で受信される。各受信機は、アンテナにおいて受信された信号を上記各実施の形態で示した受信方法を用いて復調し、多重化データを取得する。これにより、デジタル放送用システム２８００は、上記各実施の形態で説明した本願発明の効果を得ることができる。
【００７９】
ここで、多重化データに含まれる映像データは、例えばＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画符号化方法を用いて符号化されている。また、多重化データに含まれる音声データは例えばドルビーＡＣ（Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）−３、Ｄｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ（Ｍｅｒｉｄｉａｎ  Ｌｏｓｓｌｅｓｓ  Ｐａｃｋｉｎｇ）、ＤＴＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｈｅａｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）、ＤＴＳ−ＨＤ、リニアＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の音声符号化方法で符号化されている。
【００８０】
図２９は、上記各実施の形態で説明した受信方法を実施する装置の一例として、デジタル放送システムにおいて用いる受信機２９００の構成を示す図である。図２９に示すように、受信機２９００の一つの構成の一例として、モデム部分を一つのＬＳＩ（またはチップセット）で構成し、コーデックの部分を別の一つのＬＳＩ（またはチップセット）で構成するという構成方法が考えられる。図２９に示す受信機２９００は、図２８に示したテレビ（テレビジョン）２８１１、ＤＶＤレコーダ２８１２、ＳＴＢ（Set Top Box）２８１３、コンピュータ２８２０、車載のテレビ２８４１及び携帯電話２８３０等が備える構成に相当する。受信機２９００は、アンテナ２９６０で受信された高周波信号をベースバンド信号に変換するチューナ２９０１と、周波数変換されたベースバンド信号を復調して多重化データを取得する復調部２９０２とを備える。上記各実施の形態で示した受信方法は復調部２９０２において実施され、これにより上記各実施の形態で説明した本願発明の効果を得ることができる。
【００８１】
また、受信機２９００は、復調部２９０２で得られた多重化データから映像データと音声データとを分離するストリーム入出力部２９０３と、分離された映像データに対応する動画像復号方法を用いて映像データを映像信号に復号し、分離された音声データに対応する音声復号方法を用いて音声データを音声信号に復号する信号処理部２９０４と、復号された音声信号を音声出力部２９０６に出力し、復号された映像信号を映像表示部２９０７に出力する、又は、映像信号及び音声信号をＡＶ出力ＩＦ２９１１に出力するＡＶ出力部２９０５と、復号された音声信号を出力するスピーカ等の音声出力部２９０６と、復号された映像信号を表示するディスプレイ等の映像表示部２９０７とを有する。
【００８２】
例えば、ユーザは、リモコン（リモートコントローラ）２９５０を用いて、選局したチャネル（選局した（テレビ）番組、選局した音声放送）の情報を操作入力部２９１０に送信する。すると、受信機２９００は、アンテナ２９６０で受信した受信信号において、選局したチャネルに相当する信号を復調、誤り訂正復号等の処理を行い、受信データを得ることになる。このとき、受信機２９００は、選局したチャネルに相当する信号に含まれる伝送方法（例えば、上記の実施の形態で述べたＳＰ配置パターンやサブセットの数、データセルで送信するビット群に対して施される変調方式、誤り訂正方式等）の情報を含む制御シンボルの情報を得ることで、受信動作、復調方法、誤り訂正復号等の方法を正しく設定することで、放送局（基地局）で送信したデータセルに含まれるデータを得ることが可能となる。上述では、ユーザは、リモコン２９５０によって、チャネルを選局する例を説明したが、受信機２９００が搭載している選局キーを用いて、チャネルを選局しても、上記と同様の動作となる。
【００８３】
上記の構成により、ユーザは、受信機２９００が上記各実施の形態で示した受信方法により受信した番組を視聴することができる。
また、本実施の形態の受信機２９００は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データ（場合によっては、復調部２９０２で復調されて得られる信号に対して誤り訂正復号を行わないこともある。また、受信機２９００は、誤り訂正復号後に他の信号処理が施されることもある。以降について、同様の表現(誤り訂正復号)を行っている部分についても、この点は同様である。）に含まれるデータ、または、そのデータに相当するデータ（例えば、データを圧縮することによって得られたデータ）や、動画、音声を加工して得られたデータを、磁気ディスク、光ディスク、不揮発性の半導体メモリ等の記録メディアに記録する記録部（ドライブ）２９０８を備える。ここで光ディスクとは、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）やＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）等の、レーザ光を用いて情報の記憶と読み出しがなされる記録メディアである。磁気ディスクとは、例えばＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ  Ｄｉｓｋ）（登録商標）やハードディスク（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）等の、磁束を用いて磁性体を磁化することにより情報を記憶する記録メディアである。不揮発性の半導体メモリとは、例えばフラッシュメモリや強誘電体メモリ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の、半導体素子により構成された記録メディアであり、フラッシュメモリを用いたＳＤカードやＦｌａｓｈ  ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）などが挙げられる。なお、ここで挙げた記録メディアの種類はあくまでその一例であり、上記の記録メディア以外の記録メディアを用いて記録を行っても良いことは言うまでもない。
【００８４】
上記の構成により、ユーザは、受信機２９００が上記各実施の形態で示した受信方法により受信した番組を記録して保存し、番組の放送されている時間以降の任意の時間に記録されたデータを読み出して視聴することが可能になる。
なお、上記の説明では、受信機２９００は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データを記録部２９０８で記録するとしたが、多重化データに含まれるデータのうち一部のデータを抽出して記録しても良い。例えば、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに映像データや音声データ以外のデータ放送サービスのコンテンツ等が含まれる場合、記録部２９０８は、復調部２９０２で復調された多重化データから映像データや音声データを抽出して多重した新しい多重化データを記録しても良い。また、記録部２９０８は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる映像データ及び音声データのうち、どちらか一方のみを多重した新しい多重化データを記録しても良い。そして、上記で述べた多重化データに含まれるデータ放送サービスのコンテンツを記録部２９０８は、記録してもよい。
【００８５】
さらには、テレビ、記録装置（例えば、ＤＶＤレコーダ、Ｂｌｕ−ｒａｙレコーダ、ＨＤＤレコーダ、ＳＤカード等）、携帯電話に、本発明で説明した受信機２９００が搭載されている場合、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに、テレビや記録装置を動作させるのに使用するソフトウェアの欠陥（バグ）を修正するためのデータや個人情報や記録したデータの流出を防ぐためのソフトウェアの欠陥（バグ）を修正するためのデータが含まれている場合、これらのデータをインストールすることで、テレビや記録装置のソフトウェアの欠陥を修正してもよい。そして、データに、受信機２９００のソフトウェアの欠陥（バグ）を修正するためのデータが含まれていた場合、このデータにより、受信機２９００の欠陥を修正することもできる。これにより、受信機２９００が搭載されているテレビ、記録装置、携帯電話が、より安定的に動作させることが可能となる。
【００８６】
ここで、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる複数のデータから一部のデータを抽出して多重する処理は、例えばストリーム入出力部２９０３で行われる。具体的には、ストリーム入出力部２９０３が、図示していないＣＰＵ等の制御部からの指示により、復調部２９０２で復調された多重化データを映像データ、音声データ、データ放送サービスのコンテンツ等の複数のデータに分離し、分離後のデータから指定されたデータのみを抽出して多重し、新しい多重化データを生成する。なお、分離後のデータからどのデータを抽出するかについては、例えばユーザが決定してもよいし、記録メディアの種類毎に予め決められていてもよい。
【００８７】
上記の構成により、受信機２９００は記録された番組を視聴する際に必要なデータのみを抽出して記録することができるので、記録するデータのデータサイズを削減することができる。
また、上記の説明では、記録部２９０８は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データを記録するとしたが、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる映像データを、当該映像データよりもデータサイズまたはビットレートが低くなるよう、当該映像データに施された動画像符号化方法とは異なる動画像符号化方法で符号化された映像データに変換し、変換後の映像データを多重した新しい多重化データを記録してもよい。このとき、元の映像データに施された動画像符号化方法と変換後の映像データに施された動画像符号化方法とは、互いに異なる規格に準拠していてもよいし、同じ規格に準拠して符号化時に使用するパラメータのみが異なっていてもよい。同様に、記録部２９０８は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる音声データを、当該音声データよりもデータサイズまたはビットレートが低くなるよう、当該音声データに施された音声符号化方法とは異なる音声符号化方法で符号化された音声データに変換し、変換後の音声データを多重した新しい多重化データを記録してもよい。
【００８８】
ここで、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる映像データや音声データをデータサイズまたはビットレートが異なる映像データや音声データに変換する処理は、例えばストリーム入出力部２９０３及び信号処理部２９０４で行われる。具体的には、ストリーム入出力部２９０３が、ＣＰＵ等の制御部からの指示により、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データを映像データ、音声データ、データ放送サービスのコンテンツ等の複数のデータに分離する。信号処理部２９０４は、制御部からの指示により、分離後の映像データを当該映像データに施された動画像符号化方法とは異なる動画像符号化方法で符号化された映像データに変換する処理、及び分離後の音声データを当該音声データに施された音声符号化方法とは異なる音声符号化方法で符号化された音声データに変換する処理を行う。ストリーム入出力部２９０３は、制御部からの指示により、変換後の映像データと変換後の音声データとを多重し、新しい多重化データを生成する。なお、信号処理部２９０４は制御部からの指示に応じて、映像データと音声データのうちいずれか一方に対してのみ変換の処理を行っても良いし、両方に対して変換の処理を行っても良い。また、変換後の映像データ及び音声データのデータサイズまたはビットレートは、ユーザが決定してもよいし、記録メディアの種類毎に予め決められていてもよい。
【００８９】
上記の構成により、受信機２９００は、記録メディアに記録可能なデータサイズや記録部２９０８がデータの記録または読み出しを行う速度に合わせて映像データや音声データのデータサイズまたはビットレートを変更して記録することができる。これにより、記録メディアに記録可能なデータサイズが復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データのデータサイズよりも小さい場合や、記録部がデータの記録または読み出しを行う速度が復調部２９０２で復調された多重化データのビットレートよりも低い場合でも記録部が番組を記録することが可能となるので、ユーザは番組の放送されている時間以降の任意の時間に記録されたデータを読み出して視聴することが可能になる。
【００９０】
また、受信機２９００は、復調部２９０２で復調された多重化データを外部機器に対して通信媒体２９３０を介して送信するストリーム出力ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：インターフェース）２９０９を備える。ストリーム出力ＩＦ２９０９の一例としては、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ等）、ＷｉＧｉＧ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ等の無線通信規格に準拠した無線通信方法を用いて変調した多重化データを、無線媒体（通信媒体２９３０に相当）を介して外部機器に送信する無線通信装置が挙げられる。また、ストリーム出力ＩＦ２９０９は、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等の有線通信規格に準拠した通信方法を用いて変調された多重化データを当該ストリーム出力ＩＦ２９０９に接続された有線伝送路（通信媒体２９３０に相当）を介して外部機器に送信する有線通信装置であってもよい。
【００９１】
上記の構成により、ユーザは、受信機２９００が上記各実施の形態で示した受信方法により受信した多重化データを外部機器で利用することができる。ここでいう多重化データの利用とは、ユーザが外部機器を用いて多重化データをリアルタイムで視聴することや、外部機器に備えられた記録部で多重化データを記録すること、外部機器からさらに別の外部機器に対して多重化データを送信すること等を含む。
【００９２】
なお、上記の説明では、受信機２９００は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データをストリーム出力ＩＦ２９０９が出力するとしたが、多重化データに含まれるデータのうち一部のデータを抽出して出力しても良い。例えば、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに映像データや音声データ以外のデータ放送サービスのコンテンツ等が含まれる場合、ストリーム出力ＩＦ２９０９は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データから映像データや音声データを抽出して多重した新しい多重化データを出力しても良い。また、ストリーム出力ＩＦ２９０９は、復調部２９０２で復調された多重化データに含まれる映像データ及び音声データのうち、どちらか一方のみを多重した新しい多重化データを出力しても良い。
【００９３】
ここで、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる複数のデータから一部のデータを抽出して多重する処理は、例えばストリーム入出力部２９０３で行われる。具体的には、ストリーム入出力部２９０３が、図示していないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御部からの指示により、復調部２９０２で復調された多重化データを映像データ、音声データ、データ放送サービスのコンテンツ等の複数のデータに分離し、分離後のデータから指定されたデータのみを抽出して多重し、新しい多重化データを生成する。なお、分離後のデータからどのデータを抽出するかについては、例えばユーザが決定してもよいし、ストリーム出力ＩＦ２９０９の種類毎に予め決められていてもよい。
【００９４】
上記の構成により、受信機２９００は外部機器が必要なデータのみを抽出して出力することができるので、多重化データの出力により消費される通信帯域を削減することができる。
また、上記の説明では、ストリーム出力ＩＦ２９０９は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データを記録するとしたが、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる映像データを、当該映像データよりもデータサイズまたはビットレートが低くなるよう、当該映像データに施された動画像符号化方法とは異なる動画像符号化方法で符号化された映像データに変換し、変換後の映像データを多重した新しい多重化データを出力してもよい。このとき、元の映像データに施された動画像符号化方法と変換後の映像データに施された動画像符号化方法とは、互いに異なる規格に準拠していてもよいし、同じ規格に準拠して符号化時に使用するパラメータのみが異なっていてもよい。同様に、ストリーム出力ＩＦ２９０９は、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる音声データを、当該音声データよりもデータサイズまたはビットレートが低くなるよう、当該音声データに施された音声符号化方法とは異なる音声符号化方法で符号化された音声データに変換し、変換後の音声データを多重した新しい多重化データを出力してもよい。
【００９５】
ここで、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データに含まれる映像データや音声データをデータサイズまたはビットレートが異なる映像データや音声データに変換する処理は、例えばストリーム入出力部２９０３及び信号処理部２９０４で行われる。具体的には、ストリーム入出力部２９０３が、制御部からの指示により、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データを映像データ、音声データ、データ放送サービスのコンテンツ等の複数のデータに分離する。信号処理部２９０４は、制御部からの指示により、分離後の映像データを当該映像データに施された動画像符号化方法とは異なる動画像符号化方法で符号化された映像データに変換する処理、及び分離後の音声データを当該音声データに施された音声符号化方法とは異なる音声符号化方法で符号化された音声データに変換する処理を行う。ストリーム入出力部２９０３は、制御部からの指示により、変換後の映像データと変換後の音声データとを多重し、新しい多重化データを生成する。なお、信号処理部２９０４は制御部からの指示に応じて、映像データと音声データのうちいずれか一方に対してのみ変換の処理を行っても良いし、両方に対して変換の処理を行っても良い。また、変換後の映像データ及び音声データのデータサイズまたはビットレートは、ユーザが決定してもよいし、ストリーム出力ＩＦ２９０９の種類毎に予め決められていてもよい。
【００９６】
上記の構成により、受信機２９００は、外部機器との間の通信速度に合わせて映像データや音声データのビットレートを変更して出力することができる。これにより、外部機器との間の通信速度が、復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データのビットレートよりも低い場合でもストリーム出力ＩＦから外部機器新しい多重化データを出力することが可能となるので、ユーザは他の通信装置において新しい多重化データを利用することが可能になる。
【００９７】
また、受信機２９００は、外部機器または通信媒体に対して信号処理部２９０４で復号された映像信号及び音声信号を外部の通信媒体２９４０に対して出力するＡＶ（Ａｕｄｉｏ  ａｎｄ  Ｖｉｓｕａｌ）出力ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２９１１を備える。ＡＶ出力ＩＦ２９１１の一例としては、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ等）、ＷｉＧｉＧ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ等の無線通信規格に準拠した無線通信方法を用いて変調した映像信号及び音声信号を、無線媒体を介して外部機器に送信する無線通信装置が挙げられる。また、ＡＶ出力ＩＦ２９１１は、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ、ＰＬＣ、ＨＤＭＩ等の有線通信規格に準拠した通信方法を用いて変調された映像信号及び音声信号を当該ＡＶ出力ＩＦ２９１１に接続された有線伝送路を介して外部機器に送信する有線通信装置であってもよい。また、ＡＶ出力ＩＦ２９１１は、映像信号及び音声信号をアナログ信号のまま出力するケーブルを接続する端子であってもよい。
【００９８】
上記の構成により、ユーザは、信号処理部２９０４で復号された映像信号及び音声信号を外部機器で利用することができる。
さらに、受信機２９００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部２９１０を備える。受信機２９００は、ユーザの操作に応じて操作入力部２９１０に入力される制御信号に基づいて、電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えや、受信するチャネルの切り替え、字幕表示の有無や表示する言語の切り替え、音声出力部２９０６から出力される音量の変更等の様々な動作の切り替えや、受信可能なチャネルの設定等の設定の変更を行う。
【００９９】
また、受信機２９００は、当該受信機２９００で受信中の信号の受信品質を示すアンテナレベルを表示する機能を備えていてもよい。ここで、アンテナレベルとは、例えば受信機２９００が受信した信号のＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、受信信号強度）、受信電界強度、Ｃ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ）、ＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：ビットエラー率）、パケットエラー率、フレームエラー率、チャネル状態情報（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）等に基づいて算出される受信品質を示す指標であり、信号レベル、信号の優劣を示す信号である。この場合、復調部２９０２は受信した信号のＲＳＳＩ、受信電界強度、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲ、パケットエラー率、フレームエラー率、チャネル状態情報等を測定する受信品質測定部としての機能を備え、受信機２９００はユーザの操作に応じてアンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）をユーザが識別可能な形式で映像表示部２９０７に表示する。アンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）の表示形式は、ＲＳＳＩ、受信電界強度、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲ、パケットエラー率、フレームエラー率、チャネル状態情報等に応じた数値を表示するものであっても良いし、ＲＳＳＩ、受信電界強度、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲ、パケットエラー率、フレームエラー率、チャネル状態情報等に応じて異なる画像を表示するようなものであっても良い。
【０１００】
上記の各実施の形態で示した送信方法を用いる受信機２９００が受信した信号からアンテナレベルを求める方法の一例について説明する。受信機２９００の２次元補間部１５５０（図２９には図示せず）は、上記の各実施の形態で示した方法を用いて、ＳＰ配置パターンに従って検出したパイロットの信号をサブセット毎に補間する。受信機２９００の受信品質測定部は、ＣＰの配置されたセルにおける、受信したＣＰの信号と当該ＣＰが属するサブセットの補間値とを用いて、補間値と実際に受信したＣＰの信号との誤差である補間誤差を算出する。ここで求めた補間誤差が小さいほど受信品質は高いと考えられるため、受信機２９００は、求めた補間誤差に基づいて受信品質を示す指標を生成し、アンテナレベルとして表示する。このとき、受信機２９００は、受信品質を示す指標として各ＣＰから求めた補間誤差の所定の単位時間内での平均値を用いても良いし、最大値を用いてもよい。また、補間誤差は絶対値を用いてもよいし、受信電力で正規化された値を用いてもよい。
【０１０１】
なお、パイロット信号の符号化にアダマール変換が用いられている場合、受信機２９００の受信品質測定部を以下のように構成してもよい。受信機２９００の受信品質測定部は、アダマール変換を実行して求めたチャネル要素ｈ１、・・・、ｈｎ（ｎは２以上の整数であって、送信アンテナの本数に対応する）を用いて分離した信号の値と、送信機の各アンテナから送信された既知のＣＰの値とを用いて、分離した信号に含まれる誤差を算出する。受信機２９００は、求めた分離した信号に含まれる誤差に基づいて受信品質を示す指標を生成し、アンテナレベルとして表示する。このとき、受信機２９００は、受信品質を示す指標として各ＣＰから求めた分離した信号に含まれる誤差の所定の単位時間内での平均値を用いても良いし、最大値を用いてもよい。
【０１０２】
上記の構成により、ユーザは上記各実施の形態で示した受信方法を用いて受信する場合のアンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）を数値的に、または、視覚的に把握することができる。
また、アンテナレベルを表示する方法に関して、受信機２９００を以下のように構成しても良い。なお、以下で説明するアンテナレベルを表示する幾つかの方法については、上記の各実施の形態で示したＳＰ配置パターンと組み合わせて使用することは必須ではないが、上記の各実施の形態で示したＳＰ配置パターンと組み合わせて使用することにより受信品質の向上が期待できることは言うまでもない。
【０１０３】
例えば、受信機２９００は、分離された複数の信号のそれぞれに対応する複数の受信品質を示す指標を算出し、複数のアンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）として、同時、または切り替えながら表示する機能を備えていてもよい。また、受信機２９００は、分離された複数の信号の全てまたは幾つかを含むグループに対応する受信品質を示す指標を算出し、アンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）として表示する機能を備えていてもよい。
【０１０４】
また、放送局（基地局）２８０１が、上記の各実施の形態で説明したＭＩＭＯ以外に、ＭＩＳＯやＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）等の複数の伝送方式を採用し、時間的に伝送方式を切り替えながら送信している場合、受信機２９００を以下のように構成してもよい。例えば、受信機２９００は、複数の伝送方式のそれぞれに対応する複数の受信品質を示す指標を算出し、複数のアンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）として、同時、または切り替えながら表示する機能を備えていてもよい。また、受信機２９００は、複数の伝送方式の全てまたは幾つかを含むグループに対応する受信品質を示す指標を算出し、アンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）として表示する機能を備えていてもよい。
【０１０５】
また、放送局（基地局）２８０１が、例えば番組を構成する映像データや音声データ等の複数種類のデータを複数の階層に分類し、伝送方式、変調方式、誤り訂正符号及びその符号化率等を階層毎に設定する階層伝送方式を用いて送信している場合、受信機２９００を以下のように構成してもよい。例えば、受信機２９００は、複数の階層のそれぞれに対応する複数の受信品質を示す指標を算出し、複数のアンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）として、同時、または切り替えながら表示する機能を備えていてもよい。また、受信機２９００は、複数の階層の全てまたは幾つかを含むグループに対応する受信品質を示す指標を算出し、アンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）として表示する機能を備えていてもよい。
【０１０６】
上記の構成により、ユーザは上記各実施の形態で示した受信方法を用いて受信する場合のアンテナレベル（信号レベル、信号の優劣を示す信号）を、分離された複数の信号や複数の伝送方式、複数の階層といった識別可能な受信単位で、数値的に、または、視覚的に把握することができる。
なお、上記の説明では受信機２９００が、音声出力部２９０６、映像表示部２９０７、記録部２９０８、ストリーム出力ＩＦ２９０９、及びＡＶ出力ＩＦ２９１１を備えている場合を例に挙げて説明したが、これらの構成の全てを備えている必要はない。受信機２９００が上記の構成のうち少なくともいずれか一つを備えていれば、ユーザは復調部２９０２で復調し、誤り訂正の復号を行うことで得られた多重化データを利用することができるため、各受信機はその用途に合わせて上記の構成を任意に組み合わせて備えていれば良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、複数の送信アンテナから、同じ周波数帯に同じタイミングで複数の信号を送信し、送信された複数の信号を受信して復調する通信システムにおいて有用である。
【符号の説明】
【０１０８】
１１１０  ＢＩＣＭエンコーダ
１１２０  マルチアンテナ処理部
１１３０−１、１１３０−２、１１３０−３、１１３０−４  インターリーバ
１１４０  パイロット生成部
１１５０−１、１１５０−２、１１５０−３、１１５０−４  パイロット挿入部
１１６０−１、１１６０−２、１１６０−３、１１６０−４  ＯＦＤＭ変調部
１１７０−１、１１７０−２、１１７０−３、１１７０−４  アップコンバータ
１１８０−１、１１８０−２、１１８０−３、１１８０−４  ＲＦ増幅器
１５１０  ＲＦフロントエンド
１５２０  ダウンコンバータ
１５３０  ＯＦＤＭ復調部
１５４０  パイロット抽出部
１５５０−１、１５５０−２、１５５０−３、１５５０−４  ２次元保管部
１５６０  アダマール変換部
１５７０−０、１５７０−１、１５７０−２、１５７０−３、１５７０−４  デインターリーバ
１５８０  遅延補償部
１６１０−１、１６１０−２  ＯＦＤＭ受信機
１６２０  ＭＩＭＯ復号及びＢＩＣＭ復号処理部
１６３０  デインターリーバ及びＦＥＣデコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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