(57)【要約】  データ信号および制御信号の受信性能を向上できる受信装置を得ること。受信信号から抽出されたパイロット信号を用いて制御信号の伝送路を推定し、第１の伝送路推定値を生成する制御信号伝送路推定部（２０５）と、第１の伝送路推定値を用いて、制御信号の周波数領域等化処理を行う制御信号ＦＤＥ部（２０６）と、等化後の制御信号を復調する制御信号復調部（２０９）と、復調された等化後の制御信号を符号化する制御信号符号化部（２１１）と、符号化された等化後の制御信号から制御信号レプリカを生成するＦＦＴ部（２１２）と、制御信号レプリカおよび第１の伝送路推定値を用いてデータ信号の伝送路を推定するデータ伝送路推定部（２１３）と、第２の伝送路推定値を用いて、データ信号の周波数領域等化処理を行うデータＦＤＥ部（２１５）と、を備える。
2016143410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置から受信した、自装置へのデータ信号、自装置が前記データ信号の受信処理で使用する制御情報を含む制御信号、および前記送信装置との間で既知のパターンを持ったパイロット信号を含む受信信号から抽出された、前記パイロット信号を用いて前記制御信号の伝送路を推定し、推定した結果である第１の伝送路推定値を生成する第１の伝送路推定部と、
前記第１の伝送路推定値を用いて、前記制御信号の周波数領域等化処理を行い、等化後の制御信号を出力する第１の周波数領域等化部と、
前記等化後の制御信号を復調する制御信号復調部と、
復調された等化後の制御信号を符号化する制御信号符号化部と、
符号化された等化後の制御信号から、前記制御信号のレプリカ信号である制御信号レプリカを生成するレプリカ生成部と、
前記制御信号レプリカおよび前記第１の伝送路推定値を用いて前記データ信号の伝送路を推定し、推定した結果である第２の伝送路推定値を生成する第２の伝送路推定部と、
前記第２の伝送路推定値を用いて、前記データ信号の周波数領域等化処理を行う第２の周波数領域等化部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
さらに、前記受信信号の出力タイミングを検出する同期処理部を備え、
前記同期処理部は、前記受信信号との相互相関演算に用いる相互相関系列を出力する相互相関系列出力部と、
前記受信信号と前記相互相関系列との相互相関演算を行う相互相関演算部と、
前記相互相関演算部による相互相関演算の演算結果に基づいて、前記受信信号を出力するタイミングを検出するタイミング検出部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記相互相関系列出力部は、複数のパターンの相互相関系列を蓄積し、前記相互相関演算部の制御に基づいて前記相互相関系列を出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記相互相関系列出力部は、前記相互相関演算部の制御に基づいて、前記パイロット信号および前記制御信号を生成し、生成した前記パイロット信号および生成した前記制御信号を合成し、前記相互相関系列を生成して出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の受信装置と、
シングルキャリアシンボルで構成されるブロックにおいて、前記受信装置へのデータ信号と前記受信装置が前記データ信号の受信処理で使用する制御情報を含む制御信号とを周波数領域で直交させて多重し、または、前記受信装置との間で既知のパターンであるパイロット信号と前記制御信号とを周波数領域で直交させて多重する送信装置と、
を備えることを特徴とする送受信装置。
【請求項６】
前記送信装置は、前記制御信号および前記データ信号を周波数軸上で周期的に発生する波形に変換し、前記制御信号および前記データ信号を周波数領域で重複しない配置で多重し、または、前記制御信号および前記パイロット信号を周波数軸上で周期的に発生する波形に変換し、前記制御信号および前記パイロット信号を周波数領域で重複しない配置で多重する、
ことを特徴とする請求項５に記載の送受信装置。
【請求項７】
前記送信装置は、前記制御信号を含む複数のシングルキャリアシンボルを生成し、前記制御信号を含む１つのシングルキャリアシンボルを、前記パイロット信号を含むシングルキャリアシンボル周辺に配置し、前記制御信号を含む他のシングルキャリアシンボルを、分散して配置する、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の送受信装置。
【請求項８】
前記送信装置は、前記受信装置と自装置との間の伝送路状況に基づいて、前記制御信号を含む他のシングルキャリアシンボルの配置を制御する、
ことを特徴とする請求項７に記載の送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信において伝送路を推定する受信装置および送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信を行う基地局および端末は、周期的に制御信号を送受信している。基地局および端末は、受信信号電界強度などの受信状態の情報を制御信号によって変換し、相互の伝送路状態を把握する。端末の伝送路状態を把握できた基地局は、端末に対して、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）または空間多重信号分離などのマルチアンテナ送受信方式の動作の指示、および端末に割り当てる無線リソースの指示を行い、基地局と端末との間の伝送路状態によって適応的な無線伝送を実現する。適応的な無線伝送の確立にあたって、基地局および端末は、制御信号を正確に受信することが必要となる。制御信号の伝送では、雑音干渉耐性およびフェージングによる無線伝搬路変動耐性について高い受信性能が要求される。【０００３】
制御信号の伝送において高い受信性能を得るため、一般的に、送信側の装置は、制御信号について、誤り訂正符号における低符号化率の適用、またはレピティション処理、拡散系列などを用いた拡散処理の適用により冗長性を高める処理を行っている。さらに、送信側の装置は、通常、制御信号では変調多値数をＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）またはＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）などの雑音干渉耐性のある信号点間の距離が大きい変調方式を採用する。以降、制御信号の伝送を制御信号伝送とし、制御信号のやり取りを得て実施するデータの無線伝送をデータ伝送と称する。【０００４】
高速移動する端末では、基地局との間で既知のパターンを持ったパイロット信号を用いて推定した伝送路値と復調対象信号の伝送路値との間には乖離が生じるため、復調対象信号の検出性能が劣化する傾向がある。このような課題に対して、下記特許文献１では、３ＧＰＰ標準化で規格化されたＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムの制御信号伝送において、パイロット信号と隣接するシンボル位置に制御信号を割り当てる技術が開示されている。制御信号とパイロット信号を隣接して配置することによって、制御信号の伝送路推定誤差が小さく抑えられるため、伝送路変動によって制御信号伝送が受ける検出性能の劣化を低減できる。【０００５】
ＬＴＥシステムの上りリンクでは、下りリンクで採用されているＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）と比較して、低ピーク性能で電力増幅器への負担が小さいシングルキャリアブロック伝送（以下、ＳＣＢＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｂｌｏｃｋ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）と称する）が採用されており、マルチアクセス方式ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）と呼ばれている（下記非特許文献１）。ＬＴＥ上りリンクでは、ＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）を使用して制御信号を伝送する場合がある。ＰＵＳＣＨを使用する場合、送信側の装置は、データ信号と制御信号を別々に符号化した後に多重し、多重後の系列にインタリーブを適用し、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを生成している。なお、パイロット信号はサブフレームの第３番目および第１３番目に割り当てられ、制御信号が含まれるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、制御信号の受信性能が劣化しないようパイロット信号周辺の位置が割り当てられる。【０００６】
ＳＣＢＴにおいて高速移動環境への対応を勘案した場合、送信側の装置は、制御信号が含まれるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルであるＳＣ−ＦＤＭＡ制御シンボルを、パイロット信号で構成されるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルであるＳＣ−ＦＤＭＡパイロットシンボル周辺に配置する。しかしながら、受信側の装置は、ＳＣ−ＦＤＭＡ制御信号シンボルが正しく検出できても、ＳＣ−ＦＤＭＡパイロットシンボルから離れたデータ信号で構成されるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルであるＳＣ−ＦＤＭＡデータシンボルについては、伝送路変動に起因する伝送路推定誤差の影響を受けて受信性能が劣化する可能性がある。特に、ＳＣ−ＦＤＭＡデータシンボルで高い変調多値数を採用している場合、受信性能の劣化は顕著となる。ＳＣ−ＦＤＭＡパイロットシンボルの挿入率を高くして、ＳＣ−ＦＤＭＡデータシンボルをＳＣ−ＦＤＭＡパイロットシンボル周辺に配置することで、伝送路変動に起因するＳＣ−ＦＤＭＡデータシンボルの受信性能の劣化は回避できる。一方、ＳＣ−ＦＤＭＡパイロットシンボルの挿入率が高くなるため、伝送効率の低下を招いてしまう。【０００７】
このような課題に対して、下記特許文献２では、ＳＣＢＴにおいて、低ピーク性能を維持しつつ効率的なパイロット信号の挿入を実現する技術が開示されている。ＯＦＤＭで実現されていたパイロット信号の分散配置が、ＳＣＢＴにおいても実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１０２５０５号公報
【特許文献２】特表２０１３−５２９０１５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１２  Ｖ９．２．０，３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｏｄｉｎｇ（Ｒｅｌｅａｓｅ９），２０１０−０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の技術によれば、制御信号はデータ信号よりも高い受信性能を得る処理が行われている。そのため、受信側の装置では、送信側の装置で制御信号のように高い受信性能が得られる処理が行われていないデータ信号について、パイロット信号を用いて制御信号と同じ伝送路推定を行っても、制御信号と同等の受信性能を得ることはできない、という問題があった。【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、データ信号および制御信号の受信性能を向上できる受信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の受信装置は、送信装置から受信した、自装置へのデータ信号、自装置がデータ信号の受信処理で使用する制御情報を含む制御信号、および送信装置との間で既知のパターンを持ったパイロット信号を含む受信信号から抽出された、パイロット信号を用いて制御信号の伝送路を推定し、推定した結果である第１の伝送路推定値を生成する第１の伝送路推定部を備える。また、受信装置は、第１の伝送路推定値を用いて、制御信号の周波数領域等化処理を行い、等化後の制御信号を出力する第１の周波数領域等化部を備える。また、受信装置は、等化後の制御信号を復調する制御信号復調部を備える。また、受信装置は、復調された等化後の制御信号を符号化する制御信号符号化部を備える。また、受信装置は、符号化された等化後の制御信号から、制御信号のレプリカ信号である制御信号レプリカを生成するレプリカ生成部を備える。また、受信装置は、制御信号レプリカおよび第１の伝送路推定値を用いてデータ信号の伝送路を推定し、推定した結果である第２の伝送路推定値を生成する第２の伝送路推定部を備える。また、受信装置は、第２の伝送路推定値を用いて、データ信号の周波数領域等化処理を行う第２の周波数領域等化部を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、データ信号および制御信号の受信性能を向上できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１にかかる送信装置の構成例を示すブロック図
【図２】実施の形態１にかかる制御信号符号化部の構成例を示すブロック図
【図３】実施の形態１にかかる受信装置の構成例を示すブロック図
【図４】実施の形態１にかかる制御信号復調部の構成例を示すブロック図
【図５】実施の形態１においてデータ信号および制御信号を周波数領域で直交する分散配置の一例を示す図
【図６】実施の形態１にかかる送信装置におけるＳＣＢＴシンボルの生成処理の一例を示すフローチャート
【図７】実施の形態１にかかる受信装置におけるＳＣＢＴシンボルの受信処理の一例を示すフローチャート
【図８】実施の形態１にかかる送信装置におけるＳＣＢＴシンボルの配置と比較例のＳＣＢＴシンボルの配置の一例を示す図
【図９】実施の形態１にかかる送信装置における制御信号を含むＳＣＢＴシンボルの配置の一例を示す図
【図１０】実施の形態１にかかる送信装置の構成を実現するハードウェア構成を示す図
【図１１】実施の形態１にかかる受信装置の構成を実現するハードウェア構成を示す図
【図１２】実施の形態２にかかる同期処理部の構成例を示すブロック図
【図１３】実施の形態３にかかる送受信装置の構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態にかかる受信装置および送受信装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる送信装置１００の構成例を示すブロック図である。ＳＣＢＴの送信装置１００において、誤り訂正符号化部１０１は、制御部１０６から指示された符号化率に基づいて情報ビット系列に対して誤り訂正の処理を実施する。誤り訂正には、ブロック符号、畳み込み符号などがあるが、これらに限定されるものではない。インタリーバ１０２は、制御部１０６から指示されたインタリーバサイズまたはパターンに基づいて誤り訂正処理された情報ビット系列に対して、符号語の順番を入れ替えてバースト誤りをランダム誤りにするためのインタリーブを実施する。マッピング部１０３は、インタリーブされた情報ビット系列に対して、制御部１０６から指示された多値数に基づいたシンボルマッピングを実施し、後述する受信装置へのデータ信号を生成して出力するデータ信号出力部である。
【００１７】
パイロット生成部１０４は、制御部１０６の指示により、受信装置との間で既知のパターンを持ったパイロット信号を生成して出力するパイロット信号出力部である。
【００１８】
制御信号符号化部１０５は、制御指示信号からビット系列の信号である制御ビット系列を生成し、符号化処理後にマッピングを実施し、制御信号を生成して出力する制御信号出力部である。制御信号には、受信装置においてデータ信号の受信処理で使用する制御情報が含まれているものとする。制御信号符号化部１０５の詳細な動作については後述する。
【００１９】
多重部１０７は、ＳＣＢＴシンボルであるシングルキャリアシンボルで構成されるブロックにおいて、マッピング部１０３で生成されたデータ信号、パイロット生成部１０４で生成されたパイロット信号、および制御信号符号化部１０５で生成された制御信号が入力され、制御部１０６の制御に基づいて、データ信号、パイロット信号、および制御信号を多重または選択して出力する。
【００２０】
制御部１０６は、誤り訂正符号化部１０１、インタリーバ１０２およびマッピング部１０３におけるデータ信号の生成、パイロット生成部１０４におけるパイロット信号の生成、制御信号符号化部１０５における制御信号の生成、および多重部１０７における多重処理を制御する。
【００２１】
ＧＩ（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）挿入部１０８は、多重部１０７から入力された多重後の信号に対してガードインターバル（以下、ＧＩとする）を挿入し、ＳＣＢＴシンボルを生成して出力する。
【００２２】
図２は、実施の形態１にかかる制御信号符号化部１０５の構成例を示すブロック図である。制御信号符号化部１０５において、制御ビット生成部１１１は、入力された制御指示信号に対応する制御ビット系列を生成して出力する。符号化処理部１１２は、制御ビット生成部１１１から入力された制御ビット系列に対して、雑音干渉耐性を高めて受信装置における受信性能を向上させるための冗長化処理を実施する。具体的に、符号化処理部１１２は、誤り訂正符号化、インタリーブ、レピティション、または拡散処理などの冗長化処理を実施する。マッピング部１１３は、符号化処理部１１２から入力された冗長化処理後の制御ビット系列に対して、制御部１０６から指示された多値数に基づいたシンボルマッピングを実施し、制御信号を生成して出力する。なお、制御信号符号化部１０５では、マッピング後にレピティションまたは拡散処理などの冗長化処理を実施してもよい。
【００２３】
一般的に、ＳＣＢＴにおいて、送信側の装置は、パイロット信号からＳＣＢＴパイロットシンボルを生成し、データ信号から生成したＳＣＢＴデータシンボルに対して、時間軸にてＳＣＢＴパイロットシンボルを挿入したフレームフォーマットのＳＣＢＴシンボルを生成する。送信側の装置は、制御信号についてもパイロット信号と同様、１つのＳＣＢＴシンボルを構成するリソース全てに制御信号を割り当ててＳＣＢＴ制御信号シンボルを生成し、ＳＣＢＴデータシンボル間に多重する。送信側の装置は、データ信号と制御信号とを多重して１つのＳＣＢＴシンボルを構成することも可能である。この場合、周波数領域ではデータ信号と制御信号とが重畳された形となり、第ｆ周波数成分Ｄ（ｆ）は次の式（１）で示される。式（１）において、ｄ（ｔ）はデータ信号、ｃ（ｔ）は制御信号に相当し、ＮdはＳＣＢＴシンボル内に構成される信号数ＮFFTに対するデータ信号数に相当する。
【００２４】
【数１】
2016143410.tif 000003
【００２５】
本実施の形態では、制御部１０６による多重部１０７の多重処理の制御、すなわち、多重部１０７におけるデータ信号、パイロット信号、および制御信号の多重方法に特徴がある。送信装置１００における各信号の多重方法については後述する。
【００２６】
つぎに、送信装置１００から送信されたＳＣＢＴシンボルを受信する受信装置２００の構成について説明する。
【００２７】
図３は、実施の形態１にかかる受信装置２００の構成例を示すブロック図である。ＳＣＢＴの受信装置２００において、同期処理部２０１は、送信装置１００から受信した、データ信号、パイロット信号および制御信号を含むＳＣＢＴシンボルの受信信号について、後段のＧＩ除去部２０２へ出力するタイミングを検出し、検出したタイミングで受信信号を出力する。ＧＩ除去部２０２は、受信信号に挿入されていたＧＩを除去し、ＧＩを除去した受信信号を出力する。ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２０３は、ＧＩ除去後の受信信号に対してＦＦＴの処理を行って時間領域の受信信号から周波数領域の受信信号に変換する。パイロット分離部２０４は、周波数領域に変換された受信信号から、ＳＣＢＴパイロットシンボルに該当する受信信号を抽出し、制御信号伝送路推定部２０５へ出力する。
【００２８】
制御信号伝送路推定部２０５は、パイロット分離部２０４において抽出されたＳＣＢＴパイロットシンボルに該当する受信信号に含まれるパイロット信号を用いて、制御信号の復調のため、制御信号を対象とした線形補間などによる伝送路推定を実施する第１の伝送路推定部である。制御信号伝送路推定部２０５は、伝送路推定を実施した伝送路推定結果である第１の伝送路推定値を生成し、制御信号周波数領域等化（以下、周波数領域等化をＦＤＥ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）とする）部２０６へ出力する。一般的な、伝送路推定処理としては、パイロットシンボルの受信信号を受信装置２００側で保持しているパイロットシンボル値で除算することにより、パイロットシンボルに対応する伝送路推定値を得ることができる。次に、制御信号に対応する伝送路推定値を得るために、パイロットシンボルから得られた伝送路推定値を用いて線形補間などによって伝送路推定値を得ることができる。
【００２９】
制御信号ＦＤＥ部２０６は、制御信号伝送路推定部２０５から取得した第１の伝送路推定値を用いて、制御信号を対象としたＦＤＥ処理を実施する第１の周波数領域等化部である。ＦＤＥ処理は、送信装置１００から送信されたＳＣＢＴシンボルが受信装置２００までの伝送路中で受けるフェージング等の補償を行う処理である。ＳＣＢＴでは、一般的に、受信信号に対してＦＦＴ処理を行って周波数領域の信号に変換して、周波数領域にてＦＤＥ処理を行う。ＦＤＥ処理では、伝送路推定値を用いて、各周波数に対応する等化重みを算出し、対応する周波数の受信信号に対して等化重みを乗算する線形演算を実施することにより、干渉成分を低減することができる。ＳＣＢＴは、このような簡単な演算で等化することができる伝送方式である。制御信号ＦＤＥ部２０６は、パイロット分離部２０４においてＳＣＢＴパイロットシンボルに該当する受信信号が抽出された残りのＳＣＢＴシンボルの受信信号に含まれる制御信号およびデータ信号のうち、制御信号のみを対象にＦＤＥ処理を実施し、ＦＤＥ処理された制御信号である等化後制御信号を出力する。制御信号ＦＤＥ部２０６は、データ信号についてはＦＤＥ処理を実施せずに出力する。
【００３０】
ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２０７は、等化後制御信号およびＦＤＥ処理されていないデータ信号を含むＳＣＢＴシンボルにＩＦＦＴの処理を行って、周波数領域から時間領域の信号に変換したＳＣＢＴシンボルを生成する。なお、ＦＤＥ処理されていないデータ信号については、演算量削減のためＩＦＦＴを実行せず、メモリに蓄積して、後段のデータＦＤＥ部２１５にて使用してもよい。
【００３１】
分離部２０８は、ＩＦＦＴ部２０７から入力された時間領域の信号であるＳＣＢＴシンボルを、等化後制御信号およびデータ信号に分離する。分離部２０８は、時間領域の信号であるＳＣＢＴシンボルから分離した等化後制御信号を、制御信号復調部２０９へ出力する。また、分離部２０８は、時間領域の信号であるＳＣＢＴシンボルから分離したデータ信号を、ＦＦＴ部２１４へ出力する。
【００３２】
制御信号復調部２０９は、分離部２０８で分離された等化後制御信号に対して、送信装置１００の制御信号符号化部１０５、詳細には符号化処理部１１２において実施されている制御ビット系列の符号化処理に対応する逆処理の復号処理を実施する。さらに、制御信号復調部２０９は、硬判定により等化後制御信号を復調し、復調された等化後制御信号、すなわち、等化後制御信号に基づく制御ビット系列を生成して出力する。制御信号復調部２０９の詳細な動作については後述する。
【００３３】
制御部２１０は、制御信号復調部２０９において生成された制御ビット系列に基づいて、受信装置２００が実行する受信処理において各構成へ復調動作などを指示する。制御部２１０は、例えば、制御ビット系列にＭＣＳの情報が割り当てられている場合、制御部２１０が備える制御ビット系列とＭＣＳとの対応表から使用すべき多値変調、符号化率および符号語長のパラメータを得て、対数尤度比（以下、ＬＬＲ（Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）とする）算出部２１７、デインタリーバ２１８、および誤り訂正復号部２１９へ指示する。なお、制御部２１０、ＬＬＲ算出部２１７、デインタリーバ２１８、および誤り訂正復号部２１９は従来と同様の構成のため、以降ではＭＣＳを例にして説明する。
【００３４】
制御信号符号化部２１１は、制御信号復調部２０９において復調された等化後制御信号に対して、送信装置１００の制御信号符号化部１０５、詳細には符号化処理部１１２において実施されている制御ビット系列の符号化処理と同様の符号化処理を実施し、符号化された等化後制御信号を出力する。ここでは、制御信号復調部２０９の出力結果は硬判定値系列としたが、軟判定値系列を出力させ、制御信号符号化部２１１にて軟判定値系列を基に軟判定値系列を用いた符号化処理を実施してもよい。
【００３５】
ＦＦＴ部２１２は、制御信号符号化部２１１において符号化された等化後制御信号に対してＦＦＴの処理を行い、制御信号のレプリカ信号である制御信号レプリカを生成するレプリカ生成部である。
【００３６】
データ伝送路推定部２１３では、ＦＦＴ部２１２において生成された制御信号レプリカを用いて制御信号に対応する伝送路推定値を得た後、当該制御信号に対応する伝送路推定値と、制御信号伝送路推定部２０５からデータ伝送路推定部２１３に入力される第１の伝送路推定値であるパイロットシンボルに対応する伝送路推定値を用いて、データ信号の復調のため、データ信号を対象とした線形補間などによる伝送路推定を実施する第２の伝送路推定部である。データ伝送路推定部２１３は、伝送路推定を実施した伝送路推定結果である第２の伝送路推定値を生成し、データＦＤＥ部２１５へ出力する。制御信号レプリカを用いた制御信号に対応する伝送路推定値の取得については、制御信号伝送路推定部２０５と同様に、制御信号の受信信号を制御信号レプリカで除算することにより得ることができる。
【００３７】
ＦＦＴ部２１４は、分離部２０８において分離されたデータ信号に対して、ＦＦＴの処理を行って時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。
【００３８】
データＦＤＥ部２１５は、データ伝送路推定部２１３から取得した第２の伝送路推定値を用いて、データ信号を対象としたＦＤＥ処理を実施し、ＦＤＥ処理されたデータ信号である等化後データ信号を出力する第２の周波数領域等化部である。なお、データＦＤＥ部２１５におけるＦＤＥ処理は、制御信号ＦＤＥ部２０６のＦＤＥ処理と同様である。
【００３９】
ＩＦＦＴ部２１６は、等化後データ信号にＩＦＦＴの処理を行って、周波数領域から時間領域の信号に変換された等化後データ信号を生成する。
【００４０】
ＬＬＲ算出部２１７は、等化後データ信号について、制御部２１０からＭＣＳにて指示された多値変調に基づいて、ＬＬＲを算出する。デインタリーバ２１８は、制御部２１０からＭＣＳにて指示された符号語長に基づいて、ＬＬＲ算出部２１７において算出されたＬＬＲについて、デインタリーブを実施する。誤り訂正復号部２１９は、制御部２１０から指示された符号化率および符号語長に基づいて、デインタリーバ２１８においてデインタリーブされた信号について、誤り訂正復号を実施して、情報ビット系列を生成して出力する。
【００４１】
図４は、実施の形態１にかかる制御信号復調部２０９の構成例を示すブロック図である。制御信号復調部２０９において、ＬＬＲ算出部２２１は、等化後制御信号について、採用している変調方式に対応してＬＬＲを算出する。復号処理部２２２は、ＬＬＲ算出部２２１において算出されたＬＬＲについて、送信装置１００の符号化処理部１１２において実施されている符号化処理に対応する逆処理の復号処理を実施する。復号処理部２２２は、一般的に、送信装置１００の符号化処理部１１２の符号化処理がレピティションの場合はＬＬＲ合成の復号処理を実施し、送信装置１００の符号化処理部１１２の符号化処理が拡散処理の場合はＬＬＲ系列に対して逆拡散する復号処理を実施する。硬判定部２２３は、復号処理部２２２において復号後の信号について、硬判定を実施して等化後制御信号を復調し、復調された等化後制御信号、すなわち、等化後制御信号に基づく制御ビット系列を生成して出力する。なお、図４に示す制御信号復調部２０９の構成は一例であって、制御信号復調部２０９では、例えば、送信装置１００の符号化処理が誤り訂正符号化の場合は、誤り訂正復号を実施することで制御ビット系列を得る。
【００４２】
本実施の形態では、受信装置２００は、まず、送信装置１００においてデータ信号と比較して受信性能が高くなるように冗長処理がなされている制御信号に対して伝送路を推定し、復号および再符号化を実施する。受信装置２００は、つぎに、再符号化後に生成した制御信号レプリカおよび制御信号の伝送路推定値を用いてデータ信号の伝送路推定を実施する。受信装置２００は、データ信号について伝送路推定を実施する場合、制御信号の伝送路推定値を用いることによって、線形補間などで使用するサンプル数を増やして伝送路推定精度を向上し、データ信号の受信性能を改善する。また、送信装置１００は、簡易かつ低遅延で制御信号を効率的に再符号化可能とし、周波数領域において制御信号とデータ信号、または制御信号とパイロット信号を直交化して送信する。
【００４３】
ここで、従来のようにパイロット信号を用いて伝送路推定を行って制御信号とデータ信号について同時にＦＤＥ処理を実施する場合と、本実施の形態のように、先に制御信号の伝送路推定を行って制御信号のＦＤＥ処理を実施し、その後にデータ信号の伝送路推定を行ってデータ信号のＦＤＥ処理を実施する場合との動作の違いについて説明する。
【００４４】
一般的に、送信側の装置においてＳＣＢＴシンボル内にデータ信号および制御信号を混在させる場合、周波数領域の各周波数においてデータ信号および制御信号が重畳される。そのため、受信側の装置は、制御信号を用いた伝送路推定を実施する場合、制御信号に対するレプリカ信号の生成だけではなく、データ信号を含めたレプリカ信号の生成が付随して必要となる。すなわち、受信側の装置は、データ信号および制御信号が重畳された周波数成分に対するレプリカ信号の生成が必要となる。第ｆ周波数成分におけるレプリカＤ（ｆ）（ハット）は次の式（２）で示される。なお、ｄ（ｔ）（ハット）はデータ信号レプリカ、ｃ（ｔ）（ハット）は制御信号レプリカとする。
【００４５】
【数２】
2016143410.tif 000004
【００４６】
受信側の装置は、制御信号およびデータ信号を含むレプリカ信号を生成する場合、誤り訂正復号を含めた処理において、処理演算量および遅延量が増大する欠点がある。一方、受信側の装置は、誤り訂正復号を含めない場合、誤り訂正を活用しないため、データ信号レプリカについては制御信号レプリカと比較して生成精度が低く、より大きな誤差を有する傾向にある。制御信号およびデータ信号を含むレプリカ信号Ｄ（ｆ）（ハット）を、データ信号レプリカｄ（ｔ）（ハット）とその誤差ｅd（ｔ）、および制御信号レプリカｃ（ｔ）（ハット）とその誤差ｅc（ｔ）を用いて表現すると、次の式（３）となる。誤り訂正復号を含めない場合はＥ［｜ｅc（ｔ）｜2］＜Ｅ［｜ｅd（ｔ）｜2］の傾向となることが予想される。
【００４７】
【数３】
2016143410.tif 000005
【００４８】
受信側の装置は、データ信号レプリカに大きな誤差を有している場合、制御信号およびデータ信号を含むレプリカ信号Ｄ（ｆ）（ハット）を使用して周波数領域で伝送路推定を実施しても、データ信号レプリカの誤差の影響により伝送路推定精度が劣化する可能性がある。
【００４９】
受信側の装置においてより簡易かつ低遅延に伝送路推定精度を向上させるには、送信側の装置において、時間領域または周波数領域で、制御信号と制御信号を除く信号、具体的には制御信号とデータ信号またはパイロット信号との直交化を保った送信方法が必要となる。ここで、送信側の装置において時間領域で直交する場合、制御信号を１つのＳＣＢＴシンボルで構成してＳＣＢＴデータシンボルと時間多重することで直交性は実現可能であるが、高速移動環境に対応させるにはＳＣＢＴ制御シンボルを複数挿入する必要があり、伝送効率が劣化するデメリットがある。
【００５０】
そのため、本実施の形態では、送信装置１００において、データ信号と制御信号とを周波数領域で直交化、すなわち、周波数領域にて直交して多重させる。受信装置２００では、制御信号とデータ信号について別々に伝送路推定を行う。受信装置２００は、データ信号および制御信号を含む信号について一括して伝送路推定を行う場合と比較して、制御信号の伝送路推定およびデータ信号の伝送路推定における個々の伝送路推定では、演算量を抑えることが可能となる。受信装置２００は、制御信号を用いた伝送路推定において必要となるレプリカ生成における演算量および処理遅延を抑えることができる。また、送信装置１００は、受信装置２００が移動する端末の場合に、高速移動環境対応のための制御信号の分散配置が可能となり、伝送効率の低下を抑えることができる。制御信号の分散配置については後述する。
【００５１】
一般的に、送信側の装置において、データ信号と制御信号とを直交化させる場合、データ信号および制御信号を各々別にＦＦＴ処理を適用し、得られた各周波数成分を分散配置し、ＩＦＦＴを実施して周波数領域でデータ信号と制御信号を直交化することができる。しかしながら、異なるスペクトルが重畳されるため時間波形においてピークが生じる欠点がある。
【００５２】
そこで、送信装置１００は、周波数軸上にてデータ信号および制御信号を直交した周波数スペクトルを生成する。図５は、実施の形態１においてデータ信号および制御信号を周波数領域で直交する分散配置の一例を示す図である。図５の上図はデータ信号、制御信号および合成後の周波数スペクトルを示す。また、図５の下図はＳＣＢＴシンボルの配置の例を示す図である。図５の下図において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示し、点線の範囲５０４で示された部分が１つのＳＣＢＴシンボルとなる。
【００５３】
送信装置１００は、データ信号および制御信号を各々ＳＣＢＴシンボルの周波数方向において繰返し数ｎの周期、図５の例では繰返し数ｎ＝２であって、データ信号および制御信号が周波数上において交互に発生する繰返し波形を生成する。繰返し数ｎは、周波数方向における各信号の発生頻度を示す値である。図５において繰り返し数ｎ＝２の場合とは、周波数方向の領域において、２回に１回、すなわち１つおきに信号が発生している状態である。送信装置１００は、例えば、データ信号について、ＳＣＢＴシンボルの周波数方向の領域において１つおきに信号が発生する繰返し波形となるデータ信号の櫛形スペクトル５０１の周波数スペクトルを形成する。また、送信装置１００は、制御信号について、データ信号の櫛形スペクトル５０１と周波数領域で重複しないように周波数オフセットを与えて、ＳＣＢＴシンボルの周波数方向の領域において１つおきに信号が発生する繰返し波形となる制御信号の櫛形スペクトル５０２の周波数スペクトルを形成する。送信装置１００は、データ信号の櫛形スペクトル５０１および制御信号の櫛形スペクトル５０２を多重することで、周波数軸上でデータ信号と制御信号の成分を直交した周波数スペクトル５０３を得ることができる。また、繰り返し数ｎ＝３の場合は、周波数方向の領域において、３回に１回、すなわち２つおきに信号が発生している状態である。この場合、データ信号および制御信号の他に、さらにパイロット信号を合成することが可能となる。例えば、周波数方向の領域において２つおきに発生する制御信号の櫛形スペクトルに対して、周波数方向の領域において２つおきに発生するデータ信号の櫛形スペクトルと重複しないように周波数オフセットを与える。さらに、周波数方向の領域において２つおきに発生するパイロット信号の櫛形スペクトルに対して、周波数方向の領域でデータ信号の櫛形スペクトルおよび制御信号の櫛形スペクトルと重複しないように周波数オフセットを与える。そして、送信装置１００は、データ信号の櫛形スペクトル、制御信号の櫛形スペクトル、およびパイロット信号の櫛形スペクトルを多重する。なお、送信装置１００では、各信号の櫛形スペクトルの形成を、周波数軸上にて一括して実施してもよい。
【００５４】
なお、前述の特許文献２において、データ信号とパイロット信号との組み合せのみを対象とする櫛形スペクトルを用いて直交させる多重処理の手法が開示されている。送信装置１００では、特許文献２で開示されているデータ信号とパイロット信号による多重合成処理と同様の方法でデータ信号と制御信号による多重処理を行うことにより、ピークを抑圧した波形を得ることができる。
【００５５】
送信装置１００および受信装置２００の動作を、フローチャートを用いて説明する。
【００５６】
図６は、実施の形態１にかかる送信装置１００におけるＳＣＢＴシンボルの生成処理の一例を示すフローチャートである。制御部１０６は、多重部１０７に対して、データ信号および制御信号を多重するＳＣＢＴシンボルにおいて、データ信号および制御信号の分散配置を指示する（ステップＳ１）。制御部１０６は、多重部１０７に対して、前述のように繰返し波形における繰返し数ｎの値を指示する。制御部１０６は、多重部１０７に対して、制御信号およびデータ信号を周波数軸上で周期的に発生する波形に変換させ、制御信号およびデータ信号を周波数領域で重複しない配置で多重させる。
【００５７】
そして、多重部１０７は、制御部１０６の指示に基づいて、マッピング部１０３から入力されたデータ信号を図５のデータ信号の櫛形スペクトル５０１に示す波形に変換し、制御信号符号化部１０５から入力された制御信号を図５の制御信号の櫛形スペクトル５０２に示す波形に変換し、データ信号の櫛形スペクトル５０１と制御信号の櫛形スペクトル５０２を多重する（ステップＳ２）。多重部１０７は、ＳＣＢＴのフレームフォーマットに基づいて、パイロット信号を含むＳＣＢＴパイロットシンボルの位置から決定したＳＣＢＴシンボルに対して多重処理を実施する。制御信号およびデータ信号が多重されたＳＣＢＴシンボルと、パイロット信号を含むＳＣＢＴパイロットシンボルとの位置の関係については後述する。
【００５８】
なお、送信装置１００では、制御信号とデータ信号とを周波数領域で直交させて多重させることに替えて、制御信号とパイロット信号とを周波数領域で直交させて多重させることも可能である。この場合、送信装置１００は、図５においてデータ信号の部分をパイロット信号に置き換えれば、同様の処理で対応することができる。また、前述の図６に示すフローチャートのステップＳ１において、制御部１０６は、多重部１０７に対して、パイロット信号および制御信号を多重するＳＣＢＴシンボルにおいて、パイロット信号および制御信号の分散配置を指示する。制御部１０６は、多重部１０７に対して、制御信号およびパイロット信号を周波数軸上で周期的に発生する波形に変換させ、制御信号およびパイロット信号を周波数領域で重複しない配置で多重させる。
【００５９】
また、送信装置１００において、制御部１０６が多重部１０７に指示して多重部１０７において各信号の変換および多重を行っていたが、これに限定されるものではない。制御部１０６は、前述のように、一般的な動作において、誤り訂正符号化部１０１、インタリーバ１０２、マッピング部１０３、パイロット生成部１０４、および制御信号符号化部１０５を制御している。
【００６０】
そのため、制御部１０６は、マッピング部１０３に対して、繰返し数ｎを指示し、多重部１０７へのデータ信号の出力の際に図５のデータ信号の櫛形スペクトル５０１の形式にして出力するように指示してもよい。制御部１０６は、マッピング部１０３に対して、制御信号と周波数領域で重複せず、周波数軸上で周期的に発生するデータ信号を出力させることを指示する。同様に、制御部１０６は、制御信号符号化部１０５に対して、繰返し数ｎを指示し、多重部１０７への制御信号の出力の際に図５の制御信号の櫛形スペクトル５０２の形式にして出力するように指示してもよい。制御部１０６は、制御信号符号化部１０５に対して、データ信号と周波数領域で重複せず、周波数軸上で周期的に発生する制御信号を出力させることを指示する。また、制御部１０６は、多重部１０７に対して、制御信号およびデータ信号を周波数領域で重複しない配置で多重させることを指示する。これにより、多重部１０７は、マッピング部１０３および制御信号符号化部１０５から入力された各信号を多重するのみでよく、多重部１０７における信号の変換の負荷を低減することができる。
【００６１】
なお、制御信号とパイロット信号とを多重する場合、制御部１０６は、マッピング部１０３に替えてパイロット生成部１０４へ、繰返し数ｎを指示し、多重部１０７へのデータ信号の出力の際に図５のデータ信号の櫛形スペクトル５０１の形式にして出力するように指示する。この場合、制御部１０６は、パイロット生成部１０４に対して、制御信号と周波数領域で重複せず、周波数軸上で周期的に発生するパイロット信号を出力させることを指示する。同様に、制御部１０６は、制御信号符号化部１０５に対して、パイロット信号と周波数領域で重複せず、周波数軸上で周期的に発生する制御信号を出力させることを指示する。また、制御部１０６は、多重部１０７に対して、制御信号およびパイロット信号を周波数領域で重複しない配置で多重させることを指示する。
【００６２】
制御部１０６が制御信号符号化部１０５に対して指示する場合において、制御信号についての制約はなく、ＰＳＫまたはＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などのシンボル系列でもよく、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列などの位相回転系列でもよい。また、シンボル系列内で変調方式を変えても、各シンボルに対して所定の位相、周波数偏差を与えてもよい。例えば、１シンボル系列においてＱＰＳＫとπ／４ＱＰＳＫを混在させる形態やシンボル系列に対して位相または周波数のオフセットを与えたシンボル系列の形態であってもよい。
【００６３】
図７は、実施の形態１にかかる受信装置２００におけるＳＣＢＴシンボルの受信処理の一例を示すフローチャートである。制御信号伝送路推定部２０５は、ＳＣＢＴパイロットシンボルを用いて、制御信号の復調のため、制御信号を対象とした線形補間などによる伝送路推定を実施する（ステップＳ１１）。
【００６４】
制御信号ＦＤＥ部２０６は、制御信号伝送路推定部２０５から取得した第１の伝送路推定値を用いて、ＦＦＴ処理によって周波数領域の信号に変換された制御信号に対して、周波数領域で干渉成分を低減する線形演算によりＦＤＥ処理を実施する。その後、ＩＦＦＴ部２０７および分離部２０８を経由して、制御信号復調部２０９は、等化後制御信号を復調する（ステップＳ１２）。
【００６５】
制御信号符号化部２１１は、復調して得られた制御ビット系列に符号化処理を行う。その後、ＦＦＴ部２１２は、ＦＦＴの処理を行って制御信号レプリカを生成する（ステップＳ１３）。
【００６６】
データ伝送路推定部２１３は、制御信号レプリカおよび第１の伝送路推定値を用いて、データ信号の復調のため、データ信号を対象とした線形補間などによる伝送路推定を実施する（ステップＳ１４）。
【００６７】
データＦＤＥ部２１５は、データ伝送路推定部２１３から取得した第２の伝送路推定値を用いて、ＦＦＴ処理によって周波数領域の信号に変換されたデータ信号に対して、周波数領域で干渉成分を低減する線形演算によりＦＤＥ処理を実施する。その後、ＬＬＲ算出部２１７、デインタリーバ２１８および誤り訂正復号部２１９によってデータ信号を復調する（ステップＳ１５）。
【００６８】
このように、受信装置２００は、まず、検出性能の高い制御信号に対してパイロット信号のみを使用して伝送路推定を実施し、得られた伝送路推定結果を用いて制御信号のＦＤＥ処理および復調処理を実施する。受信装置２００は、データ信号に対してパイロット信号および制御信号を使用して、すなわち、使用するサンプル数を増加して伝送路推定を実施することによって、精度の高い伝送路推定結果を得ることができる。受信装置２００は、精度の高い伝送路推定結果を用いてデータ信号のＦＤＥ処理および復調処理を実施することによって、データ信号の受信性能を改善できる。
【００６９】
また、受信装置２００において、制御信号に対するＦＤＥ処理および復調処理はデータ信号のＦＤＥ処理および復調処理とは関係なく独立して実施できるため、各々の信号に対するＦＤＥ処理および復調処理を低演算かつ低処理遅延で実現できる。
【００７０】
また、送信装置１００が制御信号を分散配置してＳＣＢＴシンボルを生成して送信することにより、受信装置２００は、フェージングによる受信信号強度の落ち込みによる影響を回避し、安定して制御信号を検出する効果も得られる。
【００７１】
ここまでは、送信装置１００において、データ信号および制御信号を多重する方法について説明してきた。つぎに、データ信号および制御信号を多重したＳＣＢＴシンボルとパイロット信号を含むＳＣＢＴシンボルとの位置関係について説明する。
【００７２】
図８は、実施の形態１にかかる送信装置１００におけるＳＣＢＴシンボルの配置と比較例のＳＣＢＴシンボルの配置の一例を示す図である。図８（ａ）は比較例のＳＣＢＴシンボルの配置を示し、図８（ｂ）は本実施の形態のＳＣＢＴシンボルの配置を示す。また、図８（ａ）および図８（ｂ）において、上図はＳＣＢＴシンボルの配置の例を示す図であり、下図は伝送路推定による推定誤差を示す図である。
【００７３】
図８（ａ）に示すように、時間軸方向において、送信側の装置がパイロット信号のみからなるＳＣＢＴシンボルの周辺に制御信号のみからなるＳＣＢＴシンボル８０１を配置する場合、受信側の装置は、制御信号から得られた伝送路推定値８０３と後続のパイロット信号から得られた伝送路推定値８０４を用いてデータ信号について線形補間する。この場合、受信側の装置は、パイロット信号から得られた伝送路推定値８０２，８０４を用いてデータ信号について線形補間する場合より、推定誤差を改善できるケースがある。しかしながら、補間間隔が１時刻分だけ短縮されるだけなので、データ信号の領域における伝送路推定誤差を効果的には改善することができない。図８（ａ）の下図に示す点線が比較例の線形補間による伝送路推定値を示す。
【００７４】
一方、図８（ｂ）に示すように、送信装置１００においてパイロット信号のみからなるＳＣＢＴシンボル８０５，８０６の既知の間隔に対して周期的に制御信号を含むＳＣＢＴシンボル８０７，８０８を等間隔に分散配置する場合、受信装置２００は、時間周期の短い伝送路推定値を得ることができる。受信装置２００は、パイロット信号から得られた伝送路推定値８０２と制御信号から得られた伝送路推定値８０９を用いてデータ信号について線形補間する。また、受信装置２００は、制御信号から得られた伝送路推定値８０９，８１０を用いてデータ信号について線形補間する。また、受信装置２００は、制御信号から得られた伝送路推定値８１０とパイロット信号から得られた伝送路推定値８０４を用いてデータ信号について線形補間する。これにより、受信装置２００は、データ信号について高精度な伝送路推定を実現することができ、比較例よりも線形補間による伝送路推定値の推定誤差を小さくすることができる。図８（ｂ）の下図に示す点線が本実施の形態の線形補間による伝送路推定値を示す。
【００７５】
なお、図８の例では、制御信号を含むＳＣＢＴシンボルが２つの場合について説明したが、これに限定されるものではない。この場合、送信装置１００では、制御部１０６が、多重部１０７に対して、制御信号を含む複数の、例えば３つ以上のＳＣＢＴシンボルを生成させ、制御信号を含む１つのＳＣＢＴシンボルを、パイロット信号を含むＳＣＢＴシンボル周辺に配置させ、制御信号を含む他のＳＣＢＴシンボルを分散して配置させる指示を行う。そして、多重部１０７は、制御部１０６の指示に従って制御信号を含むＳＣＢＴシンボルの配置を行う。
【００７６】
つぎに、送信装置１００において、パイロット信号と制御信号とを多重する場合について説明する。図９は、実施の形態１にかかる送信装置１００における制御信号を含むＳＣＢＴシンボルの配置の一例を示す図である。図９（ａ）はパイロット信号周辺に一部の制御信号を配置し、一部の制御信号をパイロット信号から分散して配置する分散配置１を示す。図９（ｂ）はパイロット信号と制御信号を多重し、一部の制御信号をパイロット信号から分散して配置する分散配置２を示す。
【００７７】
送信装置１００において、分散配置１では、パイロット信号を含むＳＣＢＴシンボルの周辺に一部の制御信号を含むＳＣＢＴシンボル９０１を配置し、残りの制御信号を含むＳＣＢＴシンボル９０２をパイロット信号から隔離して配置する。また、送信装置１００において、分散配置２では、前述の制御信号またはデータ信号と同様、パイロット信号も櫛形スペクトルを形成し、パイロット信号と制御信号とを多重させたＳＣＢＴシンボル９０３と、残りの制御信号を含むＳＣＢＴシンボル９０４をパイロット信号と制御信号とを多重させたＳＣＢＴシンボル９０３から隔離して配置する。図９（ｂ）では、図８および図９（ａ）と比較してデータ信号のために多くの領域を確保できるため、送信装置１００では、伝送効率を向上できる。
【００７８】
これにより、受信装置２００は、パイロット信号周辺に配置された制御信号については受信性能品質を担保しつつ、パイロット信号から分散配置されている制御信号を活用して、データ信号の伝送路推定性能を向上することができる。また、受信装置２００は、制御信号の分散配置により、フェージングによる受信信号強度の落ち込みによってパイロット信号とともに周辺の制御信号の検出が困難となっても、後続する分散配置された制御信号を検出することが期待できるため、安定した制御信号の検出性能を得ることができる。このように、受信装置２００は、制御信号の受信性能を向上しつつ、データ信号について伝送路推定精度を向上させることができる。なお、制御部１０６では、多重部１０７に対して制御信号を含む複数のＳＣＢＴシンボルを生成させる場合、受信装置２００と送信装置１００との間の伝送路状況に基づいて、制御信号を含むシングルキャリアシンボルの数および配置を制御してもよい。例えば、制御部１０６では、伝送路状況が良好な場合、図９（ｂ）のように制御信号を配置し、図９（ａ）の場合よりもデータ信号の領域を多くする。これにより、送信装置１００および受信装置２００では、送信装置１００と受信装置２００との間の伝送路状況によって適応的な無線伝送が可能となる。
【００７９】
ここで、図１に示す送信装置１００のブロック図の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。送信装置１００において、誤り訂正符号化部１０１は誤り訂正符号化回路、インタリーバ１０２はインタリーブ回路、マッピング部１０３はマッピング回路、パイロット生成部１０４はパイロット生成回路、制御信号符号化部１０５は符号化回路、多重部１０７は多重回路、ＧＩ挿入部１０８はＧＩ挿入回路である。なお、図１に示す送信装置１００において、一部の構成はソフトウェアにより構成してもよい。図１０は、実施の形態１にかかる送信装置１００の構成を実現するハードウェア構成を示す図である。送信装置１００において一部の構成は、プロセッサ８１がメモリ８２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現され、送信器８３とともに送信装置１００を実現する。プロセッサ８１、メモリ８２および送信器８３は、システムバス８５により接続されている。複数のプロセッサ８１および複数のメモリ８２が連携して図１のブロック図に示す各構成の機能を実行してもよい。
【００８０】
つぎに、図３に示す受信装置２００のブロック図の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。受信装置２００において、同期処理部２０１は同期処理回路、ＧＩ除去部２０２はＧＩ除去回路、ＦＦＴ部２０３，２１２，２１４はＦＦＴ回路、パイロット分離部２０４はパイロット分離回路、制御信号伝送路推定部２０５およびデータ伝送路推定部２１３は伝送路推定回路、制御信号ＦＤＥ部２０６およびデータＦＤＥ部２１５はＦＤＥ回路、ＩＦＦＴ部２０７，２１６はＩＦＦＴ回路、分離部２０８は分離回路、制御信号復調部２０９は復調回路、制御部２１０は制御回路、制御信号符号化部２１１は符号化回路、ＬＬＲ算出部２１７はＬＬＲ算出回路、デインタリーバ２１８はデインタリーブ回路、誤り訂正復号部２１９は誤り訂正復号回路である。なお、図３に示す受信装置２００において、一部の構成はソフトウェアにより構成してもよい。図１１は、実施の形態１にかかる受信装置２００の構成を実現するハードウェア構成を示す図である。受信装置２００において一部の構成は、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現され、受信器９４とともに受信装置２００を実現する。プロセッサ９１、メモリ９２および受信器９４は、システムバス９５により接続されている。複数のプロセッサ９１および複数のメモリ９２が連携して図３のブロック図に示す各構成の機能を実行してもよい。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、送信装置１００は、周波数領域において制御信号とデータ信号、または制御信号とパイロット信号を直交化して送信する。受信装置２００は、まず、パイロット信号を用いて制御信号の伝送路推定を実施し、制御信号の伝送路推定値を用いて制御信号についてＦＤＥ処理および復調処理を行う。つぎに、受信装置２００は、復調した制御信号から生成した制御信号レプリカ、および制御信号の伝送路推定値を用いてデータ信号の伝送路推定を実施し、データ信号の伝送路推定値を用いてデータ信号についてＦＤＥ処理および復調処理を行うこととした。これにより、受信装置２００は、伝送路推定値のサンプル数を増やしてデータ信号の伝送路推定を実施することで、データ信号についての伝送路推定精度を向上でき、データ信号の受信性能を改善することができる。また、受信装置２００は、制御信号を用いた伝送路推定において必要となるレプリカ生成における演算量および処理遅延を抑えることができる。
【００８２】
受信装置２００は、ＳＣＢＴを対象に効率的に分散配置された制御信号を活用して制御信号およびデータ信号の受信性能を向上できる。特に、受信装置２００は、高速移動環境において、データ伝送における伝送路推定誤差の低減およびフェージングによる受信電界強度の落ち込みによる受信性能劣化を低減して受信性能を改善し、また、制御信号の受信性能の安定化を実現できる。
【００８３】
送信装置１００は、ＳＣＢＴを対象に制御信号をデータ信号またはパイロット信号に対して周波数または時間軸にて直交化し、分散配置することにより受信装置２００における制御信号の受信性能を安定化できる。特に、送信装置１００は、高速移動環境においてフェージングによる受信電界強度の落ち込みによる、受信装置２００の制御信号の受信性能劣化の低減を実現できる。また、送信装置１００において制御信号をパイロット信号またはデータ信号と周波数軸にて直交化することにより、受信装置２００は、制御信号およびデータ信号について、別々にＦＤＥ処理および復調処理を行うため、演算量および処理遅延を抑えることができる。
【００８４】
実施の形態２．
実施の形態２では、受信装置２００において、送信装置１００から受信したＳＣＢＴシンボルの受信信号の同期処理に制御信号を活用し、ＳＣＢＴシンボルの同期性能を向上させる方法について説明する。
【００８５】
図１２は、実施の形態２にかかる同期処理部２０１の構成例を示すブロック図である。受信装置２００において、同期処理部２０１が、ＳＣＢＴシンボルの同期処理を実施する。同期処理部２０１は、例えば、パイロット信号またはプリアンブル系列を用いて受信信号に対して相互相関処理を実施する。同期処理部２０１は、相互相関処理によって得られた相関結果ＣＣ（ｔoffset）に基づいて、ＳＣＢＴシンボルのフレームタイミングｔoffsetを検出する。相互相関系列長Ｌとしたときの相互相関演算の演算式の一例を式（４）に示す。なお、ｒ（ｔ）は受信信号、ｘ（ｔ）は相互相関で使用する系列とする。
【００８６】
【数４】
2016143410.tif 000006
【００８７】
ｘ（ｔ）はプリアンブルまたはパイロット信号を相互相関に使用する系列で扱われることが一般的である。しかしながら、本実施の形態では、分散配置された制御信号の一部をｘ（ｔ）として使用する。ここでは一例として、図９（ｂ）に示す分散配置２を前提に説明するが、制御信号の配置はこれに限定されるものではない。
【００８８】
同期処理部２０１において、相互相関系列出力部２３１は、相互相関演算部２３２において受信信号との相互相関演算に用いる相互相関系列を出力する。相互相関系列出力部２３１は、詳細には、送信装置１００において生成可能な制御信号に相当するＮseq個の制御信号成分に、送信装置１００において生成可能なパイロット信号に相当する１個のパイロット成分を多重した相互相関系列の候補系列１，２，…，Ｎseqを出力する。相互相関系列出力部２３１は、例えば、複数のパターンの相互相関系列である候補系列１，２，…，Ｎseqを蓄積し、相互相関演算部２３２の制御に基づいて相互相関系列を出力する。または、相互相関系列出力部２３１は、相互相関演算部２３２の制御に基づいて、図１２に示すパイロット成分のパイロット信号を生成し、また、図１２に示す制御信号成分の制御信号を生成し、生成したパイロット信号および生成した制御信号を合成し、相互相関系列である候補系列１，２，…，Ｎseqを生成して出力する。
【００８９】
相互相関演算部２３２は、送信装置１００から受信したＳＣＢＴシンボルの受信信号と、相互相関系列出力部２３１から出力された相互相関系列との相互相関演算を行う。具体的に、相互相関演算部２３２は、２つの信号の類似性を数値で表す相互相関関数を用いて、受信したＳＣＢＴシンボルの受信信号と相互相関系列出力部２３１からの各相互相関系列との間の相互相関値を演算する。
【００９０】
タイミング検出部２３３は、相互相関演算部２３２において相互相関演算された相互相関系列毎の相互相関値である演算結果を保持し、相互相関演算の演算結果に基づいて、受信信号を出力するタイミングを検出する。具体的に、タイミング検出部２３３は、相互相関演算の演算結果に基づいて、最も相関値の高いタイミング、すなわち、受信信号を出力するタイミングを検出し、検出したタイミングで受信信号を出力する。なお、タイミング検出部２３３は、相互相関演算の演算結果から制御信号パターン、詳細には図１２に示す制御信号成分が推定できるため、後段のＧＩ除去部２０２へ制御信号パターンの情報を出力してもよい。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、送信装置１００は、パイロット信号と分散された制御信号の一部を多重した配置構成のＳＣＢＴシンボルを生成して送信する。これにより、受信装置２００は、制御信号の挿入による伝送効率低下を抑えつつ、同期検出性能を向上させることができる。また、受信装置２００は、ＦＤＥ処理などを実施する前に制御信号パターンを検出することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、受信装置２００の同期処理において、時間領域での相互相関処理でタイミングを検出する方法について説明したが、これに限定するものではない。受信装置２００では、周波数領域で相互相関演算を実施する同期処理を行うことも可能である。
【００９３】
また、図１２に示す同期処理部２０１の構成は、シングルアンテナのケースのみに限定されるものでない。すなわち、マルチアンテナのケースにも適用可能である。
【００９４】
実施の形態３．
実施の形態１，２では、送信装置１００および受信装置２００は独立した別々の装置であったが、送信装置１００および受信装置２００を備え、無線信号を送受信可能な送受信装置とすることができる。
【００９５】
図１３は、実施の形態３にかかる送受信装置３００の構成例を示すブロック図である。送受信装置３００は、送信装置１００と、受信装置２００と、を備える。送信装置１００および受信装置２００について、構成および動作は実施の形態１，２と同様である。
【００９６】
送受信装置３００では、送信装置１００および受信装置２００を備えることにより、ある端末と信号の送受信を行う場合、受信装置２００のデータ信号の受信状態に基づいて、送信装置１００の制御信号の配置および配置する制御信号の数を制御することができる。
【００９７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１００  送信装置、１０１  誤り訂正符号化部、１０２  インタリーバ、１０３，１１３  マッピング部、１０４  パイロット生成部、１０５，２１１  制御信号符号化部、１０６，２１０  制御部、１０７  多重部、１０８  ＧＩ挿入部、１１１  制御ビット生成部、１１２  符号化処理部、２００  受信装置、２０１  同期処理部、２０２  ＧＩ除去部、２０３，２１２，２１４  ＦＦＴ部、２０４  パイロット分離部、２０５  制御信号伝送路推定部、２０６  制御信号ＦＤＥ部、２０７，２１６  ＩＦＦＴ部、２０８  分離部、２０９  制御信号復調部、２１３  データ伝送路推定部、２１５  データＦＤＥ部、２１７，２２１  ＬＬＲ算出部、２１８  デインタリーバ、２１９  誤り訂正復号部、２２２  復号処理部、２２３  硬判定部、２３１  相互相関系列出力部、２３２  相互相関演算部、２３３  タイミング検出部、３００  送受信装置。
【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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【国際調査報告】
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