(57)【要約】【課題】複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号に含まれた位相オフセットを補正したい。【解決手段】受信ウエイトベクトル計算部６８は、複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する位相回転量を導出し、ウエイトベクトルを位相回転する。合成部６０は、位相回転したウエイトベクトルによって、複数のマルチキャリア信号をそれぞれ重みづけし、重みづけの結果を合成するとともに、合成結果を判定する。受信ウエイトベクトル計算部６８は、判定結果を再変調し、複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第１の位相差を導出する。また、受信ウエイトベクトル計算部６８は、パイロット信号の値を再変調し、複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第２の位相差を導出する。さらに、受信ウエイトベクトル計算部６８は、第１の位相差と第２の位相差とをもとに位相回転量を導出する。【選択図】図５
2008103961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナのそれぞれに対応した複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのサブキャリアにパイロット信号が配置された複数のマルチキャリア信号を受信する受信部と、
前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する位相回転量を導出する導出部と、
前記導出部において導出した位相回転量によって、前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号にそれぞれ乗算すべきウエイトベクトルを位相回転する回転部と、
前記回転部において位相回転したウエイトベクトルによって、前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号をそれぞれ重みづけし、重みづけの結果を合成する合成部とを備え、
前記合成部は、合成した結果を判定し、
前記導出部は、前記合成部において判定した結果と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第１の位相差を導出する手段と、パイロット信号の値と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第２の位相差を導出する手段と、第１の位相差と第２の位相差とをもとに位相回転量を導出する手段を含むことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記受信部において受信したマルチキャリア信号は、複数の系列によって形成されており、
前記導出部は、系列間にわたって共通の位相回転量を導出し、
前記回転部における位相回転の対象となるウエイトベクトルは、複数の系列のそれぞれに対応しており、
前記合成部は、複数の系列のそれぞれに対して、重みづけ、合成、判定を実行す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】
前記導出部は、複数のサブキャリアのそれぞれに対応づけながら第１の位相差を導出し、パイロット信号が配置されたサブキャリアにおける位相差を複数のサブキャリアに拡張することによって第２の位相差を導出することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記導出部は、所定のシンボルにおいて導出した第２の位相差と、前記第２の位相差を導出したシンボルよりも前のシンボルにおいて導出した第１の位相差とをもとに位相回転量を導出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の受信装置。
【請求項５】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれに対応した複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのサブキャリアにパイロット信号が配置された複数のマルチキャリア信号を受信する受信部と、
前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する位相回転量を導出する導出部と、
前記導出部において導出した位相回転量によって、前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号にそれぞれ乗算すべきウエイトベクトルを位相回転する回転部と、
前記回転部において位相回転したウエイトベクトルによって、前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号をそれぞれ重みづけし、重みづけの結果を合成する合成部とを備え、
前記合成部は、合成した結果を判定し、
前記導出部は、前記合成部において判定した結果と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第１の位相差を導出する手段と、パイロット信号の値と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、前記受信部において受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第２の位相差を導出する手段と、第１の位相差と第２の位相差とをもとに位相回転量を導出することを特徴とする無線装置。
【請求項６】
複数のアンテナのそれぞれに対応した複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのサブキャリアにパイロット信号が配置された複数のマルチキャリア信号を受信するステップと、
受信した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する位相回転量を導出するステップと、
導出した位相回転量によって、受信した複数のマルチキャリア信号にそれぞれ乗算すべきウエイトベクトルを位相回転するステップと、
位相回転したウエイトベクトルによって、受信した複数のマルチキャリア信号をそれぞれ重みづけし、重みづけの結果を合成するステップとを備え、
前記合成するステップは、合成した結果を判定し、
前記導出するステップは、判定した結果と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第１の位相差を導出するステップと、パイロット信号の値と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第２の位相差を導出するステップと、第１の位相差と第２の位相差とをもとに位相回転量を導出するステップを含むことを特徴とする受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信技術に関し、特に複数のアンテナによって信号を受信する受信方法ならびにそれを利用した受信装置および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信において、一般的に限りある周波数資源の有効利用が望まれている。周波数資源を有効利用するための技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。アダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナによって送受信される信号の振幅と位相を制御して、アンテナの指向性パターンを形成する。すなわち、アダプティブアレイアンテナを備えた装置は、複数のアンテナにおいて受信した信号の振幅と位相をそれぞれ変化させ、変化させた複数の受信信号をそれぞれ加算する。これは、当該振幅と位相との変化量（以下、「ウエイト」という）に応じた指向性パターンのアンテナで受信される信号と同等の信号を受信することに相当する。また、ウエイトに応じたアンテナの指向性パターンによって信号が送信される。
【０００３】
アダプティブアレイアンテナ技術において、ウエイトを算出するための処理の一例には、最小二乗誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）法にもとづく方法がある。ＭＭＳＥ法において、ウエイトの最適値を与える条件としてウィナー解が知られており、さらにウィナー解を直接解くよりも計算量が少ない漸化式も知られている。漸化式としては、例えば、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムが使用される。
【０００４】
送信装置に含まれた局部発振器が発振する信号と、受信装置に含まれた局部発振器が発振する信号には、通常周波数オフセットと呼ばれる位相誤差が存在する。位相誤差によって、例えば、送信装置と受信装置間の変調方式にＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等の位相変調が使用される場合、受信装置で受信した信号のコンスタレーション上のＱＰＳＫ信号点は回転する。このような信号点の回転は、信号の伝送品質を低下させるので、通常はこれを防止するためのＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）が受信装置に設けられる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２８５１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
適応アルゴリズム等においては、一般的に既知の参照信号期間においてウエイトを計算し、参照信号につづくデータ信号をウエイトによって重みづけしながら合成する。しかしながら、アダプティブアレイを構成する複数のアンテナに対して、複数の局部発振器がそれぞれ設けられ、かつ複数の局部発振器の周波数安定度が低ければ、一般的に複数の信号間における位相誤差の相違が時間の経過と共に大きくなっていく。その結果、参照信号期間では同相合成できていた複数の信号が、データ信号の終わりでは同相合成できないこともありえる。ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式が使用されている場合、このような位相誤差によって合成利得が低下するので、信号の伝送品質の低下が大きくなる。また、ドップラーシフトや周波数選択性フェージングによって、位相誤差がサブキャリア単位に異なる。このような位相誤差を低減するためには、参照信号期間が経過した後も、ウエイトを適応的に更新すればよい。しかしながら、ウエイトを適応的に更新する方法は、一般的に計算量が増加し、回路規模の増大と回路価格の上昇につながる。以下において、アンテナに対応した周波数オフセットの複数のアンテナ間にわたる相違を「アンテナ間周波数オフセット誤差」という。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号に含まれた位相誤差を補正するための受信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の受信装置は、複数のアンテナのそれぞれに対応した複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのサブキャリアにパイロット信号が配置された複数のマルチキャリア信号を受信する受信部と、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する位相回転量を導出する導出部と、導出部において導出した位相回転量によって、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号にそれぞれ乗算すべきウエイトベクトルを位相回転する回転部と、回転部において位相回転したウエイトベクトルによって、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号をそれぞれ重みづけし、重みづけの結果を合成する合成部とを備える。合成部は、合成した結果を判定し、導出部は、合成部において判定した結果と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第１の位相差を導出する手段と、パイロット信号の値と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第２の位相差を導出する手段と、第１の位相差と第２の位相差とをもとに位相回転量を導出する手段を含む。
【０００８】
この態様によると、パイロット信号を再変調した結果と、アレイ合成した結果を再変調した結果とをもとに、位相回転量を導出するので、位相回転量の精度を向上でき、位相誤差の補正の精度を向上できる。
【０００９】
受信部において受信したマルチキャリア信号は、複数の系列によって形成されており、導出部は、系列間にわたって共通の位相回転量を導出し、回転部における位相回転の対象となるウエイトベクトルは、複数の系列のそれぞれに対応しており、合成部は、複数の系列のそれぞれに対して、重みづけ、合成、判定を実行してもよい。この場合、系列の数に応じた処理を実行するので、複数の系列にも対応できる。
【００１０】
導出部は、複数のサブキャリアのそれぞれに対応づけながら第１の位相差を導出し、パイロット信号が配置されたサブキャリアにおける位相差を複数のサブキャリアに拡張することによって第２の位相差を導出してもよい。この場合、性質の異なったふたつの位相差を導出するので、発生原因の異なった位相誤差を補正できる。
【００１１】
導出部は、所定のシンボルにおいて導出した第２の位相差と、第２の位相差を導出したシンボルよりも前のシンボルにおいて導出した第１の位相差とをもとに位相回転量を導出してもよい。この場合、ふたつの位相差に対する導出タイミングが異なってもよいので、異なった導出方法によってふたつの位相差を導出できる。
【００１２】
本発明の別の態様は、無線装置である。この装置は、複数のアンテナと、複数のアンテナのそれぞれに対応した複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのサブキャリアにパイロット信号が配置された複数のマルチキャリア信号を受信する受信部と、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する位相回転量を導出する導出部と、導出部において導出した位相回転量によって、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号にそれぞれ乗算すべきウエイトベクトルを位相回転する回転部と、回転部において位相回転したウエイトベクトルによって、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号をそれぞれ重みづけし、重みづけの結果を合成する合成部とを備える。合成部は、合成した結果を判定し、導出部は、合成部において判定した結果と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第１の位相差を導出する手段と、パイロット信号の値と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、受信部において受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第２の位相差を導出する手段と、第１の位相差と第２の位相差とをもとに位相回転量を導出する。
【００１３】
この態様によると、パイロット信号を再変調した結果と、アレイ合成した結果を再変調した結果とをもとに、位相回転量を導出するので、位相回転量の精度を向上でき、位相誤差の補正の精度を向上できる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、受信方法である。この方法は、複数のアンテナのそれぞれに対応した複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのサブキャリアにパイロット信号が配置された複数のマルチキャリア信号を受信するステップと、受信した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する位相回転量を導出するステップと、導出した位相回転量によって、受信した複数のマルチキャリア信号にそれぞれ乗算すべきウエイトベクトルを位相回転するステップと、位相回転したウエイトベクトルによって、受信した複数のマルチキャリア信号をそれぞれ重みづけし、重みづけの結果を合成するステップとを備える。合成するステップは、合成した結果を判定し、導出するステップは、合成部において判定した結果と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第１の位相差を導出するステップと、パイロット信号の値と、伝送路特性とをもとに、再変調を実行し、受信した複数のマルチキャリア信号と再変調結果との間の第２の位相差を導出するステップと、第１の位相差と第２の位相差とをもとに位相回転量を導出するステップを含む。
【００１５】
受信するステップにおいて受信したマルチキャリア信号は、複数の系列によって形成されており、導出するステップは、系列間にわたって共通の位相回転量を導出し、位相回転するステップにおける位相回転の対象となるウエイトベクトルは、複数の系列のそれぞれに対応しており、合成するステップは、複数の系列のそれぞれに対して、重みづけ、合成、判定を実行してもよい。
【００１６】
導出するステップは、複数のサブキャリアのそれぞれに対応づけながら第１の位相差を導出し、パイロット信号が配置されたサブキャリアにおける位相差を複数のサブキャリアに拡張することによって第２の位相差を導出してもよい。導出するステップは、所定のシンボルにおいて導出した第２の位相差と、前記第２の位相差を導出したシンボルよりも前のシンボルにおいて導出した第１の位相差とをもとに位相回転量を導出してもよい。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号に含まれた位相誤差を補正できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように、基地局装置と端末装置とによって構成される通信システムに関する。なお、通信システムには、ＯＦＤＭ変調方式が使用されている。本発明の実施例における基地局装置は、複数のアンテナを備え、さらに複数のアンテナのそれぞれに対応した局部発振器を備える。基地局装置は、複数のアンテナによって、受信した通信対象の端末装置からのマルチキャリア信号を受信し、受信したマルチキャリア信号を局部発振器にて直交検波する。さらに、基地局装置は、直交検波した複数のマルチキャリア信号から、重み係数をアンテナ単位およびキャリア単位に計算する（以下、計算した重み係数の総称、あるいはキャリア単位の重み係数のまとまりを「受信ウエイトベクトル」というが、両者の区別を明記しないものとする）。
【００２０】
計算した受信ウエイトベクトルによって、基地局装置は、受信したマルチキャリア信号をアダプティブアレイ信号処理する。端末装置からのマルチキャリア信号は、パケット信号を構成しており、パケット信号の先頭部分に既知の信号（以下、「トレーニング信号」という）が配置され、当該トレーニング信号につづいてデータ信号が配置されている。基地局装置は、受信したパケット信号のうちのトレーニング信号が含まれた期間において、受信ウエイトベクトルを計算する。なお、複数の局部発振器は、周波数の安定性が高くないので、それぞれの周波数がずれているものとし、その結果、データ信号期間において複数の受信信号間に位相誤差の相違が生じる。また、受信したマルチキャリア信号は、ドップラーシフトや周波数選択性フェージングの影響を受けている。
【００２１】
本発明の実施例における基地局装置は、トレーニング信号の期間において、受信したマルチキャリア信号から伝送路特性を導出し、導出した伝送路特性から受信ウエイトベクトルを導出する。また、トレーニング信号の期間終了後、基地局装置は、受信したマルチキャリア信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号をもとに、複数のサブキャリアに対して共通の位相誤差をアンテナ単位に導出する。導出した位相誤差に応じて位相回転された受信ウエイトベクトルによって、基地局装置は、受信したマルチキャリア信号を重みづけながら、アレイ合成を実行する。なお、基地局装置は、アレイ合成した信号を判定し、判定した信号を伝送路特性によって再変調する。また、基地局装置は、受信したマルチキャリア信号と、再変調した信号とをもとに、位相誤差をサブキャリア単位およびアンテナ単位に導出する。基地局装置は、位相誤差に応じて受信ウエイトベクトルをさらに位相回転させる。
【００２２】
図１は、本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す。特に、図１は、ＯＦＤＭ変調方式での信号のスペクトルを示す。ＯＦＤＭ変調方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に準拠した通信システム（以下、「ＭＩＭＯシステム」という）には、サブキャリア番号「−２８」から「２８」までの５６サブキャリアが規定されている。なお、サブキャリア番号「０」は、ベースバンド信号における直流成分の影響を低減するため、ヌルに設定されている。一方、ＭＩＭＯシステムに対応していないシステム（以下、「従来システム」という）には、サブキャリア番号「−２６」から「２６」までの５２サブキャリアが規定されている。従来システムの一例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮである。
【００２３】
また、複数のサブキャリアにて構成されたひとつの信号の単位であって、かつ時間領域のひとつの信号の単位は、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ばれるものとする。それぞれのサブキャリアは、可変に設定された変調方式によって変調されている。変調方式には、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭのいずれかが使用される。ここで、複数のサブキャリアのうち、サブキャリア番号「−２１」、「−７」、「７」、「２１」の４つのサブキャリアにパイロット信号が配置されている。また、ひとつのサブキャリアに配置されたパイロット信号は、４ＯＦＤＭシンボルごとに同一の値となるようなパターンを有する。
【００２４】
図２は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、端末装置１０、基地局装置３４、ネットワーク３２を含む。端末装置１０は、ベースバンド部２６、モデム部２８、無線部３０、端末用アンテナ１６を含み、基地局装置３４は、基地局用アンテナ１４と総称される第１基地局用アンテナ１４ａ、第２基地局用アンテナ１４ｂ、第Ｎ基地局用アンテナ１４ｎ、無線部１２と総称される第１無線部１２ａ、第２無線部１２ｂ、第Ｎ無線部１２ｎ、信号処理部１８、モデム部２０、ベースバンド部２２、制御部２４を含む。また、信号として、デジタル受信信号３００と総称される第１デジタル受信信号３００ａ、第２デジタル受信信号３００ｂ、第Ｎデジタル受信信号３００ｎ、デジタル送信信号３０２と総称される第１デジタル送信信号３０２ａ、第２デジタル送信信号３０２ｂ、第Ｎデジタル送信信号３０２ｎ、合成信号３０４、分離前信号３０８、信号処理部制御信号３１０、無線部制御信号３１８を含む。
【００２５】
端末装置１０は、基地局装置３４に接続し、基地局装置３４との間において通信を実行する。ベースバンド部２６は、端末装置１０に接続したＰＣや、端末装置１０内部のアプリケーションとのインタフェースであり、通信システム１００において伝送の対象となる情報信号の送受信処理を行う。また、誤り訂正や自動再送処理がなされてもよいが、ここではこれらの説明を省略する。モデム部２８は、送信処理として、前述のＢＰＳＫ等へのマッピング、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、直交変調を実行することによって、送信信号を生成する。
【００２６】
一方、モデム部２８は、受信処理として、直交検波、ＦＦＴ、復調を実行することによって、基地局装置３４から送信された情報信号を再生する。ここで、送信処理においてモデム部２８から出力される信号、および受信処理においてモデム部２８に入力される信号は、ＯＦＤＭ信号のごとく、マルチキャリア信号を形成している。また、マルチキャリア信号は、パケット信号を構成している。無線部３０は、周波数変換処理を実行する。また、無線部３０は、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。無線部３０は、端末用アンテナ１６を介して、基地局装置３４との間において無線周波数の信号を送受信する。
【００２７】
基地局用アンテナ１４は、複数備えられている。ここでは、基地局用アンテナ１４の数をＮとする。無線部１２は、受信動作として、基地局用アンテナ１４によって受信した無線周波数のマルチキャリア信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。前述のごとく、マルチキャリア信号は、パケット信号を構成しており、パケット信号の先頭部分には、トレーニング信号が連続的に含まれている。また、マルチキャリア信号には、所定のサブキャリアにパイロット信号が含まれており、パイロット信号は、所定のパターンの繰り返しによって形成されている。ここで、複数のマルチキャリア信号のそれぞれは、複数の基地局用アンテナ１４のいずれかに対応する。複数の無線部１２には、複数の基地局用アンテナ１４にそれぞれ対応した局部発振器が含まれており、無線部１２は、局部発振器から出力されるローカル信号によって、複数のマルチキャリア信号をそれぞれ周波数変換する。
【００２８】
無線部１２は、ベースバンドの信号をデジタル受信信号３００として信号処理部１８に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、無線部１２には、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）やＡ／Ｄ変換部も含まれる。
【００２９】
無線部１２は、送信動作として、信号処理部１８からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。ここで、信号処理部１８からのベースバンドの信号は、デジタル送信信号３０２として示す。無線部１２は、無線周波数の信号を基地局用アンテナ１４に出力する。つまり、無線部１２は、無線周波数のパケット信号を基地局用アンテナ１４から送信する。また、無線部１２には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。デジタル送信信号３０２は、時間領域に変換されたマルチキャリア信号であり、デジタル信号である。
【００３０】
信号処理部１８は、受信動作として、複数のデジタル受信信号３００をそれぞれ周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。信号処理部１８は、アダプティブアレイ信号処理の結果を合成信号３０４として出力する。また、信号処理部１８は、送信動作として、モデム部２０から、周波数領域の信号としての分離前信号３０８を入力し、周波数領域の信号を時間領域に変換するとともに、複数の基地局用アンテナ１４のそれぞれに対応づけながらデジタル送信信号３０２として出力する。ここで、周波数領域の信号である合成信号３０４および分離前信号３０８は、図１のごとく、複数のサブキャリアの成分を含むものとする。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順番に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。
【００３１】
図３は、周波数領域の信号の構成を示す。ここで、図１に示したサブキャリア番号「−２８」から「２８」のひとつの組合せを「ＯＦＤＭシンボル」というものとする。なお、ここでは、周波数領域のひとつの信号の単位も、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ぶものとする。「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルは、サブキャリア番号「１」から「２８」、サブキャリア番号「−２８」から「−１」の順番にサブキャリア成分を並べているものとする。また、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの前に、「ｉ−１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置され、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの後ろに、「ｉ＋１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置されているものとする。なお、従来システムにおいては、ひとつの「ＯＦＤＭシンボル」に対して、サブキャリア番号「−２６」から「２６」の組合せが使用される。図２に戻る。
【００３２】
信号処理部１８における受信処理をさらに詳しく説明する。信号処理部１８は、パケット信号のトレーニング信号期間にわたって、複数のデジタル受信信号３００に対して、受信ウエイトベクトルを導出する。なお、受信ウエイトベクトルは、伝送路特性をもとに導出される。伝送路特性は、端末用アンテナ１６と基地局用アンテナ１４との間の伝送路における信号の減衰量と信号の位相回転量とを示す。そのため、伝送路特性は、端末用アンテナ１６と基地局用アンテナ１４との組合せの数と、サブキャリア数との乗算結果に応じた数の成分を有する。例えば、図２の場合、ひとつの端末用アンテナ１６とＮ個の基地局用アンテナ１４とが存在するので、ひとつのサブキャリアに対する伝送路特性は、Ｎ個の成分を含む。
【００３３】
また、伝送路特性から導出される受信ウエイトベクトルも、伝送路特性と同一数の成分を有する。つまり、ひとつのサブキャリアに対する受信ウエイトベクトルは、基地局用アンテナ１４のそれぞれに対応した成分を有する。以下では、ひとつのサブキャリアに対する受信ウエイトベクトルを基地局用アンテナ１４単位の受信ウエイトベクトルといい、さらに、これ以外にも同様の意味で「基地局用アンテナ１４単位」という用語を使用する。トレーニング信号期間の終了後、信号処理部１８は、受信ウエイトベクトルにおける位相誤差を補正するために、（１）フィードフォワード制御による位相誤差の補正、（２）フィードバック制御による位相誤差の補正を実行する。なお、（１）では、基地局用アンテナ１４単位に異なった位相回転量による補正がなされ、（２）では、基地局用アンテナ１４単位に加えて、サブキャリア単位にも異なった位相回転量による補正がなされる。
【００３４】
（１）フィードフォワード制御による位相誤差の補正
信号処理部１８は、デジタル受信信号３００からパイロット信号を抽出する。また、信号処理部１８は、予め記憶したパイロット信号の値と、伝送路特性から、レプリカ信号を生成し、生成したレプリカと抽出したパイロット信号との位相誤差を導出する。信号処理部１８は、導出した位相誤差から位相回転量を導出する。ここで、位相回転量は、ひとつの基地局用アンテナ１４に対して共通の値を有するように、基地局用アンテナ１４単位に導出される。つまり、パイロット信号単位に導出された位相誤差が、すべてのサブキャリアに対して共通の値となるように拡張されることによって、位相回転量が導出される（以下、「共通位相回転量」という）。さらに、信号処理部１８は、共通位相回転量によって、受信ウエイトベクトルを位相回転する。
【００３５】
（２）フィードバック制御による位相誤差の補正
信号処理部１８は、回転した受信ウエイトベクトルによって、デジタル受信信号３００を重みづけし、重みづけの結果を合成する。つまり、アレイ合成が実行される。ここで、重みづけは、基地局用アンテナ１４およびサブキャリアのそれぞれを対応づけながら実行され、合成は、基地局用アンテナ１４のそれぞれに対応した複数の重みづけの結果に対して、サブキャリアごとに実行される。最終的に、信号処理部１８は、合成した結果を合成信号３０４として出力する。また、信号処理部１８は、合成信号３０４をサブキャリア単位に判定する。信号処理部１８は、サブキャリア単位の判定結果と、伝送路特性とに対して、サブキャリアを対応づけながら、再変調を実行する。
【００３６】
つまり、再変調結果は、基地局用アンテナ１４の数とサブキャリア数との乗算結果に応じた数の成分を有する。信号処理部１８は、デジタル受信信号３００と再変調結果との間の位相誤差を導出することによって、位相回転量（以下、「個別位相回転量」という）を導出する。個別位相回転量は、基地局用アンテナ１４の数とサブキャリア数との乗算結果に応じた数の成分を有する。個別位相回転量が導出されると、信号処理部１８は、共通位相回転量に加えて個別位相回転量を考慮しながら、位相回転量を導出し、導出した位相回転量によって受信ウエイトベクトルを位相回転する。また、信号処理部１８は、前述のごとく、位相回転した受信ウエイトベクトルによって、アレイ合成を実行する。なお、（１）の制御と（２）の制御は、ＯＦＤＭシンボル単位になされる。
【００３７】
モデム部２０は、受信処理として、復調とデインタリーブを実行する。なお、復調は、サブキャリア単位でなされる。モデム部２０は、復調した信号をベースバンド部２２に出力する。また、モデム部２０は、送信処理として、インタリーブと変調を実行する。モデム部２０は、変調した信号を分離前信号３０８として信号処理部１８に出力する。送信処理の際に、変調方式は、制御部２４によって指定されるものとする。ベースバンド部２２は、基地局装置３４において処理すべき信号と、ネットワーク３２とのインタフェースである。制御部２４は、基地局装置３４のタイミング等を制御する。
【００３８】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３９】
図４は、第１無線部１２ａの構成を示す。第１無線部１２ａは、スイッチ部１４０、受信部１４２、送信部１４４、局部発振部１６６を含む。さらに、受信部１４２は、周波数変換部１４６、ＡＧＣ１４８、直交検波部１５０、ＡＤ変換部１５２を含み、送信部１４４は、増幅部１６４、周波数変換部１５６、直交変調部１５８、ＤＡ変換部１６０を含む。
【００４０】
スイッチ部１４０は、図示しない制御部２４からの無線部制御信号３１８にもとづいて、受信部１４２と送信部１４４に対する信号の入出力を切りかえる。すなわち、送信時には送信部１４４からの信号を選択し、受信時には受信部１４２への信号を選択する。受信部１４２の周波数変換部１４６と送信部１４４の周波数変換部１５６は、対象とする信号に対して無線周波数と中間周波数間の周波数変換を行う。
【００４１】
ＡＧＣ１４８は、受信した信号の振幅をＡＤ変換部１５２のダイナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。直交検波部１５０は、中間周波数の信号を直交検波して、ベースバンドのアナログ信号を生成する。一方、直交変調部１５８は、ベースバンドのアナログ信号を直交変調して、中間周波数の信号を生成する。
【００４２】
局部発振部１６６は、直交検波部１５０と直交変調部１５８に対して、所定の周波数を有したローカル信号を供給する。図示のごとくひとつの無線部１２にひとつの局部発振部１６６が設けられるため、複数の無線部１２に対して複数の局部発振部１６６が設けられる。ＡＤ変換部１５２は、ベースバンドのアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＤＡ変換部１６０は、ベースバンドのデジタル信号をアナログ信号に変換する。増幅部１６４は、送信すべき無線周波数の信号を増幅する。
【００４３】
図５は、信号処理部１８の構成を示す。信号処理部１８は、ＦＦＴ部４０と総称される第１ＦＦＴ部４０ａ、第２ＦＦＴ部４０ｂ、第ＮＦＦＴ部４０ｎ、合成部６０、受信ウエイトベクトル計算部６８、参照信号記憶部７０、分離部７２、送信ウエイトベクトル計算部７６、ＩＦＦＴ部４２と総称される第１ＩＦＦＴ部４２ａ、第２ＩＦＦＴ部４２ｂ、第ＮＩＦＦＴ部４２ｎを含む。また、合成部６０は、乗算部６２と総称される第１乗算部６２ａ、第２乗算部６２ｂ、第Ｎ乗算部６２ｎ、加算部６４を含み、分離部７２は、乗算部７４と総称される第１乗算部７４ａ、第２乗算部７４ｂ、第Ｎ乗算部７４ｎを含む。
【００４４】
また信号として、参照信号３０６、出力受信ウエイトベクトル信号４０２、受信ウエイトベクトル信号３１２と総称される第１受信ウエイトベクトル信号３１２ａ、第２受信ウエイトベクトル信号３１２ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル信号３１２ｎ、送信ウエイトベクトル信号３１４と総称される第１送信ウエイトベクトル信号３１４ａ、第２送信ウエイトベクトル信号３１４ｂ、第Ｎ送信ウエイトベクトル信号３１４ｎを含む。
【００４５】
ＦＦＴ部４０は、入力したデジタル受信信号３００に対して、ＦＦＴを実行する。つまり、ＦＦＴ部４０は、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。ここでは、周波数領域に変換された信号もデジタル受信信号３００と示す。また、周波数領域に変換されたデジタル受信信号３００は、図３のごとく構成される。ここで、デジタル受信信号３００は、複数の基地局用アンテナ１４のそれぞれに対応した複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのサブキャリアにパイロット信号が配置された複数のマルチキャリア信号である。
【００４６】
合成部６０は、乗算部６２において、デジタル受信信号３００を受信ウエイトベクトル信号３１２で基地局用アンテナ１４単位およびサブキャリア単位にそれぞれ重みづけし、その結果を加算部６４で加算して、合成信号３０４を出力する。なお、ひとつの乗算部６２における乗算は、サブキャリアごとになされ、合成信号３０４は、図３のごとく構成される。参照信号記憶部７０は、トレーニング信号期間中に予め記憶した既知のトレーニング信号を参照信号３０６として出力する。
【００４７】
受信ウエイトベクトル計算部６８は、トレーニング信号期間中にわたって、デジタル受信信号３００、参照信号３０６から、伝送路特性を導出する。伝送路特性の導出には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。前述のごとく伝送路特性は、複数の基地局用アンテナ１４と複数のサブキャリアとのそれぞれに対応した成分を有し、それぞれの成分は同相成分と直交成分とを有する。また、受信ウエイトベクトル計算部６８は、伝送路特性から受信ウエイトベクトル信号３１２を導出する。受信ウエイトベクトル信号３１２の導出にも、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。受信ウエイトベクトル信号３１２は、伝送路特性と同一数の成分によって形成される。一方、トレーニング信号期間終了後、受信ウエイトベクトル計算部６８は、受信ウエイトベクトル信号３１２を更新する。更新方法の詳細は後述する。また、受信ウエイトベクトル計算部６８は、受信ウエイトベクトル信号３１２を出力受信ウエイトベクトル信号４０２としても出力する。
【００４８】
送信ウエイトベクトル計算部７６は、出力受信ウエイトベクトル信号４０２にもとづいて、分離前信号３０８の重みづけに必要な送信ウエイトベクトル信号３１４を基地局用アンテナ１４単位およびサブキャリア単位に導出する。処理を簡略化するために、受信ウエイトベクトル信号３１２と送信ウエイトベクトル信号３１４とが同一であってもよい。分離部７２は、乗算部７４において、送信ウエイトベクトル信号３１４によって分離前信号３０８を基地局用アンテナ１４単位およびサブキャリア単位に重みづけし、デジタル送信信号３０２として出力する。ＩＦＦＴ部４２は、乗算部７４からのデジタル送信信号３０２に対して、ＩＦＦＴを実行する。つまり、ＩＦＦＴ部４２は、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。ここでは、時間領域に変換された信号もデジタル送信信号３０２と示す。
【００４９】
図６は、受信ウエイトベクトル計算部６８の構成を示す。受信ウエイトベクトル計算部６８は、伝送路特性推定部２１０、受信ウエイトベクトル導出部２１２、受信ウエイトベクトル更新部１１４、出力設定部１１６を含む。また信号として、初期ウエイトベクトル信号３６２と総称される第１初期ウエイトベクトル信号３６２ａ、第２初期ウエイトベクトル信号３６２ｂ、第Ｎ初期ウエイトベクトル信号３６２ｎ、出力受信ウエイトベクトル信号４０２と総称される第１出力受信ウエイトベクトル信号４０２ａ、第２出力受信ウエイトベクトル信号４０２ｂ、第Ｎ出力受信ウエイトベクトル信号４０２ｎを含む。
【００５０】
伝送路特性推定部２１０は、トレーニング信号の期間において、参照信号３０６とデジタル受信信号３００とをもとに、伝送路特性を導出する。ここで、参照信号３０６とデジタル受信信号３００は、ともに周波数領域の信号であるので、サブキャリア単位に相関処理を実行することによって、伝送路特性が導出される。前述のごとく、伝送路特性は、基地局用アンテナ１４の数とサブキャリア数とを乗算した数の成分を有する。伝送路特性推定部２１０は、推定した伝送路特性を受信ウエイトベクトル導出部２１２と受信ウエイトベクトル更新部１１４に出力する。なお、トレーニング信号の終了タイミングにおいて、伝送路特性が出力される。
【００５１】
受信ウエイトベクトル導出部２１２は、伝送路特性推定部２１０からの伝送路特性をもとに初期ウエイトベクトル信号３６２を導出する。ここで、第１初期ウエイトベクトル信号３６２ａから第Ｎ初期ウエイトベクトル信号３６２ｎのそれぞれは、図示しない第１基地局用アンテナ１４ａから第Ｎ基地局用アンテナ１４ｎに対応づけられている。また、ひとつの初期ウエイトベクトル信号３６２は、図３のごとく構成されている。
【００５２】
受信ウエイトベクトル更新部１１４は、トレーニング信号期間の終了後において、初期ウエイトベクトル信号３６２を初期値として、受信ウエイトベクトル信号３１２を更新する。更新は、共通位相回転量と個別位相回転量とによる位相回転によってなされる。まず、共通位相回転量による位相回転がなされる。その後、個別位相回転量による位相回転および共通位相回転量による位相回転が逐次なされる。共通位相回転量による位相回転がなされた受信ウエイトベクトルが、受信ウエイトベクトル信号３１２として出力される。
【００５３】
前述のごとく、共通位相回転量は、基地局用アンテナ１４単位に異なった値を有しているが、ひとつの基地局用アンテナ１４に対応した複数のサブキャリアに対して同一の値を有する。そのため、共通位相回転量は、図示しない複数の局部発振部１６６間の周波数オフセットの違いを補正するための位相回転量に相当する。一方、個別位相回転量は、各サブキャリアに対しても異なった値を有する。そのため、個別位相回転量は、ドップラーシフトや周波数選択性フェージングによる位相オフセットを補正するための位相回転量に相当する。なお、前述のごとく、共通位相回転量の導出のために、デジタル受信信号３００と伝送路特性推定部２１０からの伝送路特性とが使用され、個別位相回転量の導出のために、デジタル受信信号３００、伝送路特性推定部２１０、合成信号３０４が使用される。受信ウエイトベクトル更新部１１４の処理の詳細は、後述する。
【００５４】
出力設定部１１６は、受信ウエイトベクトル信号３１２を出力受信ウエイトベクトル信号４０２として出力する。出力設定部１１６は、出力受信ウエイトベクトル信号４０２を連続的に出力してもよいし、パケット信号が終了したときの受信ウエイトベクトル信号３１２のように、特定の１時点の出力受信ウエイトベクトル信号４０２を出力してもよい。
【００５５】
図７は、受信ウエイトベクトル更新部１１４の構成を示す。受信ウエイトベクトル更新部１１４は、判定部２１６、第１逆変調部２５０、データ信号誤差検出部２５２、パイロット信号抽出部２５４、パイロット信号誤差検出部２５６、第２逆変調部２５８、パイロット信号記憶部２６０、生成部１２６、乗算部１２２と総称される第１乗算部１２２ａ、第２乗算部１２２ｂ、第Ｎ乗算部１２２ｎ、保持部１２８と総称される第１保持部１２８ａ、第２保持部１２８ｂ、第Ｎ保持部１２８ｎを含む。
【００５６】
ここで、パイロット信号抽出部２５４、パイロット信号誤差検出部２５６、第２逆変調部２５８、パイロット信号記憶部２６０によって、前述のフィードフォワード制御が実行され、判定部２１６、第１逆変調部２５０、データ信号誤差検出部２５２によって、前述のフィードバック制御がなされる。判定部２１６は、合成信号３０４に対して判定を行う。合成信号３０４は、図３のごとく、複数のサブキャリアにそれぞれ対応した成分によって構成されているので、判定部２１６は、サブキャリア単位に硬判定を実行する。
【００５７】
第１逆変調部２５０は、図示しない伝送路特性推定部２１０からの伝送路特性と、判定部２１６からの判定結果とをもとに、逆変調を実行する。逆変調は、伝送路特性と判定結果とに対して、サブキャリア単位に対応づけを実行し、対応づけられた伝送路特性と判定結果とを乗算することによってなされる。また、伝送路特性は、基地局用アンテナ１４ごとに異なった成分を有しており、ひとつのサブキャリアにおける判定結果に乗算すべき伝送路特性を変えることによって、基地局用アンテナ１４のそれぞれに対応した逆変調結果が導出される。つまり、逆変調結果は、サブキャリア数と基地局用アンテナ１４数とに応じた成分を有する。
【００５８】
データ信号誤差検出部２５２は、第１逆変調部２５０からの逆変調結果と、デジタル受信信号３００とを入力する。両者は、サブキャリア数と基地局用アンテナ１４数に応じた成分とを有しているので、ひとつのサブキャリアと、ひとつの基地局用アンテナ１４との組合せごとに両者の対応づけが実行される。また、データ信号誤差検出部２５２は、対応づけられた両者の位相誤差を導出する。ここで、両者は、同相成分と直交成分とを有しているので、逆変調結果の複素共役値とデジタル受信信号３００との乗算がなされることによって、位相誤差が導出される。その結果、データ信号誤差検出部２５２において導出された位相誤差は、複数の基地局用アンテナ１４のそれぞれのみならず、複数のサブキャリアのそれぞれに対応づけられる。データ信号誤差検出部２５２は、導出した位相誤差を生成部１２６に出力する。
【００５９】
パイロット信号抽出部２５４は、デジタル受信信号３００からパイロット信号を抽出する。なお、前述のごとく、パイロット信号が配置されているサブキャリア番号は既知であるので、パイロット信号抽出部２５４は、所定のサブキャリア番号に対応した成分をデジタル受信信号３００から抽出する。パイロット信号抽出部２５４は、抽出したパイロット信号をパイロット信号誤差検出部２５６に出力するが、ひとつのＯＦＤＭシンボルあたりに４つのパイロット信号が含まれる。
【００６０】
パイロット信号記憶部２６０は、パイロット信号の値を予め記憶する。第２逆変調部２５８は、図示しない伝送路特性推定部２１０からの伝送路特性と、パイロット信号記憶部２６０からのパイロット信号の値とをもとに、逆変調を実行する。逆変調は、伝送路特性とパイロット信号の値とをサブキャリア単位に対応づけ、対応づけられた伝送路特性とパイロット信号の値とを乗算することによってなされる。また、伝送路特性は、基地局用アンテナ１４ごとに異なった成分を有しており、ひとつのパイロット信号の値に乗算すべき伝送路特性を変えることによって、基地局用アンテナ１４のそれぞれに対応した逆変調結果が導出される。つまり、逆変調結果は、パイロット信号の数と基地局用アンテナ１４数とに応じた成分を有する。
【００６１】
パイロット信号誤差検出部２５６は、第２逆変調部２５８からの逆変調結果と、デジタル受信信号３００とを入力し、両者の間の位相誤差を導出する。なお、パイロット信号誤差検出部２５６の動作は、データ信号誤差検出部２５２の動作と同様であるので、説明を省略する。ここで、パイロット信号誤差検出部２５６において導出された位相誤差は、複数の基地局用アンテナ１４のそれぞれのみならず、パイロット信号が配置されたサブキャリアのそれぞれに対応づけられる。パイロット信号誤差検出部２５６は、導出した位相誤差を生成部１２６に出力する。
【００６２】
生成部１２６は、パイロット信号誤差検出部２５６からの位相誤差とデータ信号誤差検出部２５２からの位相誤差をもとに位相回転量を導出する。ここでは、説明を明確にするために、（１）共通位相回転量の生成、（２）個別位相回転量の生成、（３）最終的な位相回転量の生成に分けて説明する。
【００６３】
（１）共通位相回転量の生成
生成部１２６は、パイロット信号誤差検出部２５６において導出された位相誤差から、共通位相誤差量を生成する。さらに具体的に説明すると、生成部１２６は、１ＯＦＤＭシンボル中の４つのサブキャリアに対して位相誤差を積算する。なお、積算は、位相誤差の値がベクトル値によって示されている場合になされ、位相誤差の値が位相値によって示されている場合、生成部１２６は、平均処理を実行する。このような処理によって、すべてのサブキャリアに対して共通の値が導出されるが、これは、複数のサブキャリアによる位相誤差の平均化に相当するので、雑音の影響を低減できる。積算処理は、次のように示される。
【数１】
2008103961.tif 000003
【００６４】
ここで、Ｅｉｊは、第Ｉ基地局用アンテナ１４ｉおよびサブキャリア番号ｊに対応した位相誤差であり、ベクトル値として示されている。なお、ｊは、「−２１」、「−７」、「７」、「２１」の値となる。また、Δθｉは、第Ｉ基地局用アンテナ１４ｉに対応した位相誤差の積算値である。Δθｉは、位相値として示されているが、ベクトル値であってもよい。さらに、生成部１２６は、Δθｉを受けつけ、−Δθｉを共通位相回転量として導出する。Δθｉがベクトル値である場合、生成部１２６は、複素共役を導出すればよい。このように、共通位相回転量は、パイロット信号が配置されたサブキャリアにおける位相誤差を複数のサブキャリアに拡張することによって導出される。
【００６５】
（２）個別位相回転量の生成
生成部１２６は、データ信号誤差検出部２５２において導出された位相誤差から、個別位相誤差量を生成する。前述のごとく、データ信号誤差検出部２５２において導出された位相誤差は、複数の基地局用アンテナ１４と複数のサブキャリアとの組合せに応じた成分を有している。生成部１２６は、各成分に対応した位相が逆方向に回転するように、個別位相回転量を生成する。例えば、位相誤差が「ｘ°」であれば、位相回転量は、「−ｘ°」になる。
【００６６】
（３）最終的な位相回転量の生成
生成部１２６は、共通位相回転量と個別位相回転量とをもとに最終的な位相回転量を導出する。例えば、最終的な位相回転量θＦｉｊは、次のように導出される。
【数２】
2008103961.tif 000004
ここで、θＤｉｊは、個別位相回転量に相当し、θＣｉは、共通位相回転量に相当し、また前述の−Δθｉにも相当する。このように、生成部１２６は、複数のデジタル受信信号３００のそれぞれに対する位相回転量を導出する。
【００６７】
なお、共通位相回転量はフィードフォワード制御によって導出されるのに対して、個別位相回転量はフィードバック制御によって導出されるので、個別位相回転量は、共通位相回転量を導出したＯＦＤＭシンボルよりも前のＯＦＤＭシンボルにおいて導出される。ここで、個別位相回転量が導出されるタイミングは、共通位相回転量が導出されるタイミングよりも、フィードバック処理による遅延量だけ遅れる。そのため、初期の段階、つまり共通位相回転量は導出されているが、個別位相回転量は導出されていないタイミングにおいて、生成部１２６は、最終的な位相回転量として、共通位相回転量を使用する。
【００６８】
乗算部１２２は、生成部１２６から出力された位相回転量によって、保持部１２８に記憶された初期ウエイトベクトル信号３６２を位相回転することによって、受信ウエイトベクトル信号３１２を出力する。保持部１２８は、トレーニング信号期間が終了する際に初期ウエイトベクトル信号３６２を保持し、トレーニング信号期間が終了した後に初期ウエイトベクトル信号３６２を出力する。
【００６９】
以上の構成による信号処理部１８の動作を説明する。図８は、信号処理部１８による信号処理手順を示すフローチャートである。ここで、個別位相回転量が導出されるタイミングは、共通位相回転量が導出されるタイミングよりも、１ＯＦＤＭシンボルだけ遅れるものとする。伝送路特性推定部２１０は、伝送路特性を推定する（Ｓ１０）。受信ウエイトベクトル導出部２１２は、初期ウエイトベクトル信号３６２を導出する（Ｓ１２）。パイロット信号抽出部２５４、パイロット信号誤差検出部２５６、第２逆変調部２５８、パイロット信号記憶部２６０は、パイロット信号をもとに位相誤差を導出する（Ｓ１４）。
【００７０】
生成部１２６は、位相誤差をもとに共通位相回転量を導出する（Ｓ１６）。乗算部１２２は、位相回転量によって初期ウエイトベクトル信号３６２を補正し（Ｓ１８）、受信ウエイトベクトル信号３１２を出力する。合成部６０は、アレイ合成を実行する（Ｓ２０）。判定部２１６、第１逆変調部２５０、データ信号誤差検出部２５２は、データ信号をもとに位相誤差を導出する（Ｓ２２）。生成部１２６は、位相誤差をもとに個別位相回転量を導出する（Ｓ２４）。データが終了していなければ（Ｓ２６のＮ）、ステップ１４に戻る。その際、ステップ１８では、位相回転量として、共通位相回転量と個別位相回転量とを組み合わせた値が使用される。データが終了してれば（Ｓ２６のＹ）、処理を終了する。
【００７１】
以下、本発明に係る変形例を説明する。本発明の実施例では、通信システム１００が従来システムであるとしたが、本発明の変形例では、通信システム１００は、従来システムでなく、ＭＩＭＯシステムであるとする。ＭＩＭＯシステムでのパケット信号は、複数の系列によって構成されているので、それに対応するために、端末装置１０は、複数の端末用アンテナ１６、複数の無線部３０、複数のモデム部２８を備える。また、基地局装置３４は、複数の信号処理部１８、複数のモデム部２０を備える。そのような構成において、端末装置１０および基地局装置３４は、複数の系列を並列に処理する。まず、ＭＩＭＯシステムが適用される際のパケット信号について説明する。
【００７２】
図９（ａ）−（ｃ）は、本発明の変形例に係るパケット信号のフォーマットを示す。図９（ａ）は、系列の数が「４」である場合に対応し、図９（ｂ）は、系列の数が「３」である場合に対応し、図９（ｃ）は、系列の数が「２」である場合に対応する。図９（ａ）では、４つの系列に含まれたデータが、送信の対象とされるものとし、第１から第４の系列に対応したパケットフォーマットが上段から下段に順に示される。
【００７３】
第１の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」等が配置される。「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ」は、従来システムに対応したＡＧＣ設定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号、制御信号、ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号にそれぞれ相当する。ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号には、例えば、系列の数に関する情報やデータ信号の宛先が含まれている。「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」は、ＭＩＭＯシステムに対応したＡＧＣ設定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号に相当する。前述のトレーニング信号は、「Ｌ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」のいずれか、あるいは任意の組合せに対応する。一方、「データ１」は、データ信号である。なお、Ｌ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦは、ＡＧＣの設定だけでなく、タイミングの推定にも使用される。
【００７４】
また、第２の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−５０ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」等が配置される。また、第３の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−１００ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−２００ｎｓ）」等が配置される。また、第４の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−１５０ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−６００ｎｓ）」等が配置される。
【００７５】
ここで、「−４００ｎｓ」等は、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）におけるタイミングシフト量を示す。ＣＤＤとは、所定の期間において、時間領域の波形をシフト量だけ後方にシフトさせ、所定の期間の最後部から押し出された波形を所定の期間の先頭部分に循環的に配置させる処理である。すなわち、「Ｌ−ＳＴＦ（−５０ｎｓ）」には、「Ｌ−ＳＴＦ」に対して、−５０ｎｓの遅延量にて循環的なタイミングシフトがなされている。なお、Ｌ−ＳＴＦとＨＴ−ＳＴＦは、８００ｎｓの期間の繰り返しによって構成され、その他のＨＴ−ＬＴＦ等は、３．２μｓの期間の繰り返しによって構成されているものとする。ここで「データ１」から「データ４」にもＣＤＤがなされており、タイミングシフト量は、前段に配置されたＨＴ−ＬＴＦでのタイミングシフト量と同一の値である。
【００７６】
また、第１の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＦＴ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置されている。ここで、これらを順に、すべての系列において「第１成分」、「第２成分」、「第３成分」、「第４成分」と呼ぶ。すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分＋第３成分−第４成分の演算を行えば、受信装置において、第１の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分＋第３成分＋第４成分の演算を行えば、受信装置において、第２の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分−第３成分＋第４成分の演算を行えば、受信装置において、第３の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分−第３成分−第４成分の演算を行えば、受信装置において、第４の系列に対する所望信号が抽出される。これらは、所定の成分の符号の組合せが系列間において直交関係を有していることに相当する。なお、加減処理は、ベクトル演算にて実行される。
【００７７】
「Ｌ−ＬＴＦ」から「ＨＴ−ＳＩＧ」等までの部分には、従来システムと同様に、「５２」サブキャリアが使用される。なお、「５２」サブキャリアのうちの「４」サブキャリアがパイロット信号に相当する。一方、「ＨＴ−ＬＴＦ」等以降の部分は、「５６」サブキャリアを使用する。
【００７８】
図９（ａ）において、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号は、以下のように規定されている。第１の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「＋」、「−」の順に並べられ、第２の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「＋」、「＋」の順に並べられ、第３の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「−」、「＋」の順に並べられ、第４の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「−」、「−」の順に並べられている。しかしながら、符号は、以下のように規定されていてもよい。第１の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「＋」、「＋」の順に並べられ、第２の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「−」、「＋」の順に並べられ、第３の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「＋」、「−」の順に並べられ、第４の系列の先頭から順に、符号は「−」、「＋」、「＋」、「＋」の順に並べられる。このような符号であっても、所定の成分の符号の組合せが系列間において直交関係を有していることに相当する。
【００７９】
図９（ｂ）は、図９（ａ）の第１の系列から第３の系列に相当する。図９（ｃ）は、図９（ａ）に示したパケットフォーマットのうちの第１系列と第２系列に類似している。ここで、図９（ｂ）の「ＨＴ−ＬＴＦ」の配置が、図９（ａ）の「ＨＴ−ＬＴＦ」の配置と異なっている。すなわち、ＨＴ−ＬＴＦには、第１成分と第２成分だけが含まれている。第１の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置され、第２の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置されている。すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分の演算を行えば、受信装置において、第１の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分の演算を行えば、受信装置において、第２の系列に対する所望信号が抽出される。これらも、前述のごとく、直交関係といえる。
【００８０】
変形例に係る基地局装置３４の構成は、図２と同様のタイプであるので、ここでは、説明を省略する。図１０は、本発明の変形例に係る信号処理部１８の構成を示す。信号処理部１８は、ＦＦＴ部４０と総称される第１ＦＦＴ部４０ａ、第２ＦＦＴ部４０ｂ、第ＮＦＦＴ部４０ｎ、合成部２２０と総称される第１合成部２２０ａ、第２合成部２２０ｂ、第Ｍ合成部２２０ｍ、受信ウエイトベクトル計算部２２２、参照信号記憶部７０を含む。なお、図１０は、信号処理部１８のうちの受信処理に関する部分を示す。
【００８１】
信号処理部１８は、複数の基地局用アンテナ１４のそれぞれに対応したデジタル受信信号３００であって、かつ図９（ａ）−（ｃ）のごとく、複数の系列によって形成されたデジタル受信信号３００を入力する。ＦＦＴ部４０は、図５のＦＦＴ部４０に対応する。合成部２２０は、アレイ合成を実行する。また、合成部２２０は、系列にあわせてＭ個設けられる。ひとつの合成部２２０は、基地局用アンテナ１４単位およびサブキャリア単位に、デジタル受信信号３００に対する重みづけを実行し、合成をサブキャリア単位に実行する。ひとつの合成部２２０における重みづけと合成の処理は、図５の合成部６０と同様になされる。
【００８２】
受信ウエイトベクトル計算部２２２は、合成部２２０での重みづけにおいて使用される受信ウエイトベクトルを生成する。なお、Ｍ個の合成部２２０は、Ｍ個の系列にそれぞれ対応しているので、受信ウエイトベクトル計算部２２２は、Ｍ個の系列にそれぞれ対応した受信ウエイトベクトルを導出する。さらに、ひとつの合成部２２０に対応した受信ウエイトベクトルは、これまでに説明した受信ウエイトベクトル信号３１２と同様に、基地局用アンテナ１４の数とサブキャリア数に応じた成分を有する。
【００８３】
受信ウエイトベクトル計算部２２２は、図６の受信ウエイトベクトル更新部１１４と同様に、受信ウエイトベクトルを更新する。その際、受信ウエイトベクトル更新部１１４に含まれた各構成要素は、Ｍ個の系列に対する処理に拡張される。つまり、系列単位の処理への拡張がなされる。第１逆変調部２５０と第２逆変調部２５８では、基地局用アンテナ１４とサブキャリアとのひとつの組合せに対して、Ｍ個の逆変調結果が導出されるが、Ｍ個の逆変調結果を合成することによって、当該組合せに対する逆変調結果とされる。そのため、共通位相回転量は、基地局用アンテナ１４が同一であれば、異なる系列であっても同一の値になる。また、個別位相回転量は、基地局用アンテナ１４とサブキャリアとが同一であれば、異なる系列であっても同一の値になる。
【００８４】
本発明の実施例によれば、パイロット信号を再変調した結果と、アレイ合成した結果を再変調した結果とをもとに、位相回転量を導出するので、位相回転量の精度を向上でき、位相誤差の補正の精度を向上できる。また、性質の異なったふたつの位相回転量を導出するので、発生原因の異なった位相誤差を補正できる。アレイ合成した結果に対して再変調を実行し、再変調した結果を参照信号とするので、参照信号の精度を向上できる。また、精度の向上した参照信号を使用しながら位相回転量を導出するので、位相回転量の推定精度を向上できる。また、アレイ合成した結果をもとに、サブキャリア単位に値の異なった位相回転量を導出するので、ドップラーシフトや周波数選択性フェージングによる位相誤差を補正できる。
【００８５】
また、パイロット信号を再変調した結果から、複数のサブキャリアにわたって値が共通した位相回転量を導出するので、異なった局部発振部から出力されるローカル信号間の周波数オフセットの違いを補正できる。また、パイロット信号に対して導出した位相誤差を積算することによって、位相回転量を導出するので、位相回転量における雑音の影響を低減できる。また、雑音の影響が低減されるので、位相回転量の推定精度を向上できる。また、位相回転量の推定精度が向上するので、周波数オフセットの補正の精度を向上できる。また、周波数オフセットの補正の精度が向上するので、基地局用アンテナごとに周波数オフセット値が異なっていても、受信特性を向上できる。また、導出した位相回転量によって受信ウエイトベクトルを回転するだけなので、簡易な処理を実現できる。
【００８６】
また、ふたつの位相差に対する導出タイミングが異なってもよいので、異なった導出方法によってふたつの位相差を導出できる。また、共通位相回転量をフィードフォワード制御によって導出するので、導出のための処理遅延を低減できる。また、個別位相回転量をフィードバック制御によって導出するので、導出の精度を向上できる。
【００８７】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８８】
本発明の実施例において、受信ウエイトベクトル計算部６８は、受信ウエイトベクトル信号３１２の推定のために伝送路特性を導出している。しかしながらこれに限らず例えば、受信ウエイトベクトル計算部６８において適応アルゴリズムが実行されてもよく、あるいは適応アルゴリズム以外の処理が実行されてもよい。例えば、受信ウエイトベクトル計算部６８において、ＬＭＳアルゴリズム、ＲＬＳアルゴリズムなどの適応アルゴリズムが実行されてもよく、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ  ＳＩｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムなどの到来方向推定が実行されてもよい。この変形例によれば、さまざまな受信ウエイトベクトルの推定技術を本発明に適用できる。つまり、アダプティブアレイアンテナについての信号処理において、複数の受信信号が分離されればよい。
【００８９】
本発明の実施例において、通信システム１００をＣＳＭＡをベースにした通信システム１００に適用している。しかしながらこれに限らず例えば、基地局装置３４はＣＳＭＡ以外の通信システムに適用されてもよく、例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）などが使用されてもよい。この変形例によれば、さまざまな通信システムに本発明を適用できる。つまり、端末装置１０からの信号を受信する基地局装置３４であればよい。
【００９０】
本発明の実施例において、説明の対象を基地局装置３４としている。しかしながらこれに限らず例えば、説明の対象が端末装置１０であってもよい。その際、端末装置１０は、基地局装置３４と同様に構成される。また、端末装置１０、基地局装置３４に限らず、一般的に無線装置であってもよい。本変形例によれば、さまざまに無線装置に本発明を適用できる。
【００９１】
本発明の実施例において、パイロット信号に対して導出された位相誤差から、共通位相回転量を導出するために、生成部１２６は、位相誤差を積算している。しかしながらこれに限らず例えば、生成部１２６は、重みづけを実行しながら積算を実行してもよい。重みづけには、位相誤差に対応した基地局用アンテナ１４およびサブキャリアでの受信ウエイトベクトル信号３１２の成分の大きさが使用される。受信ウエイトベクトル信号３１２の成分の大きさが大きくなれば、当該成分と乗算すべきデジタル受信信号３００の大きさが小さくなることに相当し、それは、位相誤差の信頼性が低いことにも相当する。そのため、受信ウエイトベクトル信号３１２の成分の大きさが大きい場合、重みづけが小さくなるようにしながら、位相誤差が積算される。第Ｉ基地局用アンテナ１４ｉおよびサブキャリア番号ｊに対して、重みづけのなされた位相誤差Ｅｉｊ’は、次のように示される。
【００９２】
【数３】
2008103961.tif 000005
ここで、ｗｉｊは、受信ウエイトベクトルのうち、第Ｉ基地局用アンテナ１４ｉおよびサブキャリア番号ｊに対応した成分である。さらに、重みづけのなされた位相誤差Ｅｉｊ’をもとに、Δθｉは、次のように導出される。
【数４】
2008103961.tif 000006
【００９３】
なお、生成部１２６は、重みづけの演算を行わない場合であっても、受信ウエイトベクトル信号３１２の成分の大きさを監視し、受信ウエイトベクトル信号３１２の成分の大きさがしきい値よりも大きくなった場合、当該受信ウエイトベクトル信号３１２の成分に対応したサブキャリアにおける位相誤差を積算から除外してもよい。なお、ここでのサブキャリアは、パイロット信号が配置されたサブキャリアを対象とする。本変形例によれば、信頼性の低い位相誤差の影響が小さくなるので、積算の精度を向上できる。つまり、積算を実行する際に雑音の影響が低減されればよい。
【００９４】
さらに、生成部１２６は、１ＯＦＤＭシンボルのうち、複数のパイロット信号に対して導出された位相誤差を補間することによって、他のサブキャリアに対する位相回転量を導出してもよい。例えば、サブキャリア番号「−２１」から「−７」の間、「−７」から「７」の間、「７」から「２１」の間のサブキャリアに対する位相回転量を導出するために、内挿補間が実行され、サブキャリア番号「−２６」から「−２１」の間、「２１」から「２６」の間のサブキャリアに対する位相回転量を導出するために、外挿補間が実行される。このような処理において導出される共通位相回転量では、サブキャリア単位に値が異なる。本変形例によれば、位相誤差に対する周波数特性を考慮しながら、共通位相回転量を導出できる。
【００９５】
本発明の実施例において、生成部１２６は、所定のタイミングにおいて検出された位相誤差をもとに、位相回転量を導出している。しかしながらこれに限らず例えば、生成部１２６は、既に使用された位相回転量と、新たに導出した位相回転量から、位相回転に使用される位相回転量を導出してもよい。この処理は、例えば、以下のように示される。
【数５】
2008103961.tif 000007
ここで、θｎｅｗは、新たに導出した位相回転量であり、θｃ’は、既に使用された位相回転量であり、θｃは、位相回転に使用される位相回転量である。ここで、αとβは、１以下の係数である。本変形例によれば、過去の位相回転量も考慮するので、雑音の影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図３】図２における周波数領域の信号の構成を示す図である。
【図４】図２の第１無線部の構成を示す図である。
【図５】図２の信号処理部の構成を示す図である。
【図６】図５の受信ウエイトベクトル計算部の構成を示す図である。
【図７】図６の受信ウエイトベクトル更新部の構成を示す図である。
【図８】図５の信号処理部による信号処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９（ａ）−（ｃ）は、本発明の変形例に係るパケット信号のフォーマットを示す図である。
【図１０】本発明の変形例に係る信号処理部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０  端末装置、  １２  無線部、  １４  基地局用アンテナ、  １６  端末用アンテナ、  １８  信号処理部、  ２０  モデム部、  ２２  ベースバンド部、  ２４  制御部、  ２６  ベースバンド部、  ２８  モデム部、  ３０  無線部、  ３２  ネットワーク、  ３４  基地局装置、  １００  通信システム。
【図１】
2008103961.tif 000008
【図２】
2008103961.tif 000009
【図３】
2008103961.tif 000010
【図４】
2008103961.tif 000011
【図５】
2008103961.tif 000012
【図６】
2008103961.tif 000013
【図７】
2008103961.tif 000014
【図８】
2008103961.tif 000015
【図９】
2008103961.tif 000016
【図１０】
2008103961.tif 000017