(57)【要約】【課題】送信レートの低下を抑制して送信機側のアンテナを識別可能な通信システムを提供する。【解決手段】通信システム１００は、送信機１０と受信機２０とを備える。送信機１０は、２つのアンテナ素子１１６，１１７を有し、受信機２０は、アンテナ素子２０１を有する。送信機１０は、１個のパイロット信号Ｓ１を含む出力信号Ｔ（Ｓ１）をアンテナ素子１１６から送信し、１個のパイロット信号Ｓ２を含む出力信号Ｔ（Ｓ２）をアンテナ素子１１７から送信する。受信機２０は、出力信号Ｔ（Ｓ１），Ｔ（Ｓ２）を受信し、その受信した出力信号Ｔ（Ｓ１），Ｔ（Ｓ２）からパイロット信号Ｓ１の受信信号Ｈｍ，ｎ１とパイロット信号Ｓ２の受信信号Ｈｍ，ｎ２とを区別して検出し、アンテナ素子１１６，１１７を特定する。【選択図】図１
2008172571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍ（ｍは２以上の整数）個のアンテナ素子を有し、各々がｎ（ｍ＝２又は２ｊ＋１（ｊ＝正の整数）又は２ｊ＋２であり、ｎはｎ＝ｍ／２を満たす整数）種類のパイロット信号を含むｍ個の送信信号を前記ｍ個のアンテナ素子を介して送信する送信機と、
前記ｍ個の送信信号を受信し、その受信したｍ個の送信信号に含まれるｍ×ｎ種類のパイロット信号に基づいて、前記ｍ個の送信信号を送信した前記ｍ個のアンテナ素子を特定する受信機とを備える通信システム。
【請求項２】
前記ｎ種類のパイロット信号は、１つのパイロット信号系列を構成し、
前記送信機は、相互に異なるパイロット信号系列を含む前記ｍ個の送信信号を送信し、
前記受信機は、前記ｍ個の送信信号に含まれるｍ個のパイロット信号系列を識別して前記ｍ個のアンテナ素子を特定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記ｍ個のパイロット信号系列の各々は、時間軸上で複数のインパルス応答が配列されたインパルス応答群を有し、
前記ｍ個のパイロット信号系列に含まれるｍ個のインパルス応答群は、位相が相互に異なり、
前記受信機は、時間軸上に配列された前記ｍ個のインパルス応答群から各インパルス応答群を検出し、その検出した各インパルス応答群に含まれる複数のインパルス応答を平均して１つのアンテナ素子を特定する処理を前記ｍ個のインパルス応答群に対して行なうことにより前記ｍ個のアンテナ素子を特定する、請求項２に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信システムに関し、特に、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  ＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）システムを用いた場合のアンテナ識別を行なう通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バンド幅に制限がある無線通信のためには、スペクトラムをより効率化する技術が要求される。空間分割多重（ＳＤＭ：Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、送信側および受信側の両方でマルチアンテナを使用することによって多入力／多出力（ＭＩＭＯ）チャネル上の送信レートを増加させ得るので、バンド幅のより効率的な使用を実現するための最も有望な技術の１つである。
【０００３】
ＭＩＭＯシステムがセルラーシステムに導入される場合、送信機のアンテナと受信機のアンテナとの組み合わせのために全てのチャネル状態情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を特定するとともに、接続可能な全ての基地局からの受信電力を測定する必要がある。
【０００４】
最も典型的なチャネル推定手段は、基地局のアンテナおよび移動体のアンテナの両方を特定するために固有の拡散符号が割り当てられた符号分割多重（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を基本とした手段を用いることである。
【０００５】
しかし、送信アンテナ数の増加に伴って、正確なチャネル状態情報を特定するために多くの拡散符号およびパイロット信号が要求されている。この問題を解消するために、キャリア干渉（ＣＩ：Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）−ＳＤＭ／ＯＦＤＭが提案されている（非特許文献１）。
【非特許文献１】Yokomakura K,, Sampei S., and Morinaga N.: "A carrier interferometry based channel estimation for one-cell reuse MIMO-OFDM/TDMA cellular systems", Proc. Of VTC 2006, pp.1733-1737.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このキャリア干渉−ＳＤＭ／ＯＦＤＭを用いた場合、各検出されたチャネルインパルス応答は、ノイズによる影響を受ける。従って、正確なチャネル状態情報を取得するためには、多重スロットのためのパイロット信号を平均化するプロセスを改善する必要がある。その結果、多くのパイロット信号のために送信レートが低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、送信レートの低下を抑制して送信機側のアンテナを識別可能な通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、通信システムは、送信機と、受信機とを備える。送信機は、ｍ（ｍは２以上の整数）個のアンテナ素子を有し、各々がｎ（ｍ＝２又は２ｊ＋１（ｊ＝正の整数）又は２ｊ＋２であり、ｎはｎ＝ｍ／２を満たす整数）種類のパイロット信号を含むｍ個の送信信号をｍ個のアンテナ素子を介して送信する。受信機は、ｍ個の送信信号を受信し、その受信したｍ個の送信信号に含まれるｍ×ｎ種類のパイロット信号に基づいて、ｍ個の送信信号を送信したｍ個のアンテナ素子を特定する。
【０００９】
好ましくは、ｎ種類のパイロット信号は、１つのパイロット信号系列を構成する。そして、送信機は、相互に異なるパイロット信号系列を含むｍ個の送信信号を送信し、受信機は、ｍ個の送信信号に含まれるｍ個のパイロット信号系列を識別してｍ個のアンテナ素子を特定する。
【００１０】
好ましくは、ｍ個のパイロット信号系列の各々は、時間軸上で複数のインパルス応答が配列されたインパルス応答群を有する。ｍ個のパイロット信号系列に含まれるｍ個のインパルス応答群は、位相が相互に異なる。そして、受信機は、時間軸上に配列されたｍ個のインパルス応答群から各インパルス応答群を検出し、その検出した各インパルス応答群に含まれる複数のインパルス応答を平均して１つのアンテナ素子を特定する処理をｍ個のインパルス応答群に対して行なうことによりｍ個のアンテナ素子を特定する。
【００１１】
好ましくは、受信機は、位相が相互に異なるｍ個の時間窓を用いてｍ個のインパルス応答群から各インパルス応答群を検出する。
【００１２】
好ましくは、ｍ個の送信信号の各々は、ガードインターバルを含む。ｍ個の時間窓の各々は、ガードインターバルの長さを定数倍した長さを有する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明においては、送信機は、アンテナ素子数の半分からなる個数のパイロット信号を各送信信号に含めて送信し、受信機は、各送信信号に含まれるパイロット信号を検出して送信機のアンテナ素子（即ち、チャネル状態情報）を特定する。
【００１４】
従って、この発明によれば、送信レートの低下を抑制して送信機側のアンテナを識別できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態による通信システムの概略図である。通信システム１００は、送信機１０と、受信機２０とを備える。送信機１０は、例えば、２つのアンテナ素子１１６，１１７を有し、受信機２０は、例えば、１つのアンテナ素子２０１を有する。
【００１７】
送信機１０は、後述する方法によって、各々が１つのパイロット信号を含む２つの送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ），Ｓ＊２（ｔ，τ）を生成し、その生成した２つの送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ），Ｓ＊２（ｔ，τ）をそれぞれアンテナ素子１１６，１１７から送信する。
【００１８】
受信機２０は、アンテナ素子２０１を介して２つの送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ），Ｓ＊２（ｔ，τ）を受信し、その受信した２つの送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ），Ｓ＊２（ｔ，τ）に基づいて、後述する方法によって、送信機１０の２つのアンテナ素子１１６，１１７を特定する。
【００１９】
図２は、図１に示す送信機１０の構成を示す概略ブロック図である。送信機１０は、パイロット信号生成部１０１と、直列／並列変換部１０２，１０８，１０９と、オフセット部１０３，１０５，１０６と、加算部１０４，１０７と、拡散部１１０，１１１と、逆フーリエ変換部１１２，１１３と、ガードインターバル付与部１１４，１１５と、アンテナ素子１１６，１１７とを含む構成からなる。
【００２０】
図３は、図１に示す受信機２０の構成を示す概略ブロック図である。受信機２０は、アンテナ素子２０１と、ガードインターバル除去部２０２と、フーリエ変換部２０３と、逆拡散部２０４と、逆フーリエ変換部２０５と、時間窓部２０６，２０７と、平均部２０８，２０９と、フーリエ変換部２１０，２１１とを含む構成からなる。そして、受信機２０は、図３に示す構成によってアンテナ素子１１６のチャネル状態情報ＣＳＩ１と、アンテナ素子１１７のチャネル状態情報ＣＳＩ２とを出力し、アンテナ素子１１６，１１７を特定する。
【００２１】
この発明における送信信号の生成方法について説明する。サブキャリア数をＫとし、時間窓部２０６，２０７において信号を検出するための窓部の長さである時間窓をＴｇの定数倍とし、送信機のアンテナ素子数および受信機のアンテナ素子数をそれぞれＭおよびＮとしたとき、線形位相オフセットを有するｍ番目の送信アンテナ素子のｋ番目のサブキャリアの送信信号は、次式によって与えられる。
【数１】
2008172571.tif 000003
【００２２】
なお、式（１）において、Ｗは、Ｗ＝ｅｘｐ（−ｊ２πｍ＊Ｋｇ／Ｋ）であり、Ｗ＊は、Ｗ＊＝ｅｘｐ（−ｊ２π（ｍ＊＋２）Ｋｇ／Ｋ）であり、ｍ＊は、ｍ＊＝ｍｏｄ（ｍ−１，[Ｋ／２Ｋｇ]）である。また、Ｎｐは、Ｍ／[Ｋ／２Ｋｇ]によって表されるパイロット信号数であり、［ｘ］は、ｘにより近い整数であり、ｐ（ｋ）は、ピーク電力対平均電力比を低減するためにｋ番目のサブキャリアに多重された複素ＰＮコードである。
【００２３】
送信信号Ｓｍ[ｉ，ｋ]に対する時間ドメイン信号は、次式によって表される。
【数２】
2008172571.tif 000004
【００２４】
式（２）において、Ｆは、次式によって表されるＫ次元のフーリエ変換行列である。
【数３】
2008172571.tif 000005
【００２５】
受信機において、受信信号Ｒ＊ｎ（ｔ，τ）は、フーリエ変換によって周波数ドメイン信号に変換され、その後、ＰＮコードによって逆拡散される。ｋ番目のサブキャリアのｉ番目のシンボルのｎ番目の受信アンテナの複素チャネルゲインがＲｎ（ｉ，ｋ）であるとき、ｎ番目の受信アンテナ素子の出力信号Ｒ＊ｎ[ｉ，ｋ]は、次式によって与えられる。
【数４】
2008172571.tif 000006
【００２６】
ここで、ｐ＊（ｋ）／｜ｐ（ｋ）｜２は、逆拡散であり、ηｎ[ｉ，ｋ]は、ｋ番目のサブキャリアのｉ番目のシンボルのｎ番目の受信アンテナの付加的な白色ガウスノイズである。
【００２７】
パイロット信号の分離後、パイロット信号は、再び、時間ドメイン信号に変換される。パイロット信号は、時間ドメインの多重されたインパルス応答に等価であるので、ｋ番目のサブキャリアのｍ番目の送信アンテナ素子のｎ番目の受信アンテナ素子に対する周波数ドメインのチャネルインパルス応答は、次式によって与えられる。
【数５】
2008172571.tif 000007
【００２８】
ここで、ρは、ρ＝[（ｍ−１）／Ｎｐ]＋１であり、ηｍ，ｎ[ｋ]は、付加的な白色ガウスノイズ成分である。
【００２９】
［ｍ＊Ｋｇ，（ｍ＊＋１）Ｋｇ］および［（ｍ＊＋２）Ｋｇ，（ｍ＊＋３）Ｋｇ］の時間窓を用いて、２つのインパルス応答を引き出し、かつ、平均することによって、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との全ての組み合わせに対する各インパルス応答を推定可能である。
【００３０】
例えば、２×２ＳＤＭ／ＯＦＤＭを想定した場合、各サブキャリアの振幅および位相を表すパイロット信号ベクトルは、次式によって与えられる。
【数６】
2008172571.tif 000008
【００３１】
ここで、Ｔは、転置である。パイロット信号ベクトルＳ１，Ｓ２に対する時間ドメイン信号は、次式によって表される。
【数７】
2008172571.tif 000009
【００３２】
式（７）において、時間ドメイン信号Ｓ１は、０，τＫｇにおけるインパルス応答を含み、時間ドメイン信号Ｓ２は、τ２Ｋｇ，τ３Ｋｇにおけるインパルス応答を含む。この場合、送信アンテナ素子からの複数のインパルス応答をお互いにオーバーラップさせることなしに時間ドメイン上で各受信アンテナ素子において多重させることができる。
【００３３】
受信機では、各インパルス応答は、Ｔｇの同じ長さを有する時間窓を用いて識別され得る。従って、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子との組合せに対するチャネル状態情報を特定することができる。
【００３４】
送信機１０は、２つのアンテナ素子１１６，１１７を有するので、上述した方法によって、２つの送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ），Ｓ＊２（ｔ，τ）を生成し、その生成した２つの送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ），Ｓ＊２（ｔ，τ）にガードインターバルＧＩを付加して２つの出力信号Ｔ（Ｓ１），Ｔ（Ｓ２）を生成する。そして、送信機１０は、２つの出力信号Ｔ（Ｓ１），Ｔ（Ｓ２）をそれぞれアンテナ素子１１６，１１７から送信する。
【００３５】
図４は、出力信号の構成を示す図である。また、図５は、送信機１０における信号のタイミングチャートである。更に、図６は、受信機２０における信号のタイミングチャートである。
【００３６】
出力信号Ｔ（Ｓ１），Ｔ（Ｓ２）の各々は、ガードインターバルＧＩと、送信信号とからなる。ガードインターバルＧＩは、Ｔｇの時間長を有し、送信信号は、例えば、４×Ｔｇ〜５×Ｔｇの周期長を有する。そして、出力信号Ｔ（Ｓ１）は、送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ）を図４に示す送信信号に格納し、送信信号にガードインターバルＧＩを付加して生成される。同様に、出力信号Ｔ（Ｓ２）は、送信信号Ｓ＊２（ｔ，τ）を図４に示す送信信号に格納し、送信信号にガードインターバルＧＩを付加して生成される。
【００３７】
送信機１０において出力信号Ｔ（Ｓ１），Ｔ（Ｓ２）を生成する動作について説明する。パイロット信号生成部１０１は、式（６）に示すパイロット信号Ｓ１，Ｓ２が直列に配列されたパイロット信号Ｓを生成し、その生成したパイロット信号Ｓを直列／並列変換部１０２へ出力する。
【００３８】
そして、直列／並列変換部１０２は、パイロット信号Ｓを受け、その受けたパイロット信号Ｓの配列を直列配列から並列配列に変換し、パイロット信号Ｓ１をオフセット部１０３および加算部１０４へ出力し、パイロット信号Ｓ２をオフセット部１０５，１０６へ出力する。
【００３９】
オフセット部１０３は、パイロット信号Ｓ１に一定のオフセットを与え、そのオフセットを与えたパイロット信号Ｓ１を加算部１０４へ出力する。加算部１０４は、パイロット信号Ｓ１と、オフセットが与えられたパイロット信号Ｓ１とを加算し、その加算結果ＳＵＭ１を直列／並列変換部１０８へ出力する。
【００４０】
一方、オフセット部１０５は、オフセット部１０３と同じオフセットをパイロット信号Ｓ２に与え、そのオフセットを与えたパイロット信号Ｓ２を加算部１０７へ出力する。また、オフセット部１０６は、オフセット部１０３よりも大きいオフセットをパイロット信号Ｓ２に与え、そのオフセットを与えたパイロット信号Ｓ２を加算部１０７へ出力する。そして、加算部１０７は、オフセット部１０５からのパイロット信号と、オフセット部１０６からのパイロット信号とを加算し、その加算結果ＳＵＭ２を直列／並列変換部１０９へ出力する。
【００４１】
直列／並列変換部１０８は、加算結果ＳＵＭ１を加算部１０４から受け、その受けた加算結果ＳＵＭ１の配列を直列配列から並列配列に変換し、その変換結果［ＳＵＭ１］ｐを拡散部１１０へ出力する。また、直列／並列変換部１０９は、加算結果ＳＵＭ２を加算部１０７から受け、その受けた加算結果ＳＵＭ２の配列を直列配列から並列配列に変換し、その変換結果［ＳＵＭ２］ｐを拡散部１１１へ出力する。
【００４２】
拡散部１１０は、変換結果［ＳＵＭ１］ｐにＰＮコードを乗算して変換結果［ＳＵＭ１］ｐをスクランブル処理し、その処理結果［［ＳＵＭ１］ｐ］ｓを逆フーリエ変換部１１２へ出力する。また、拡散部１１１は、変換結果［ＳＵＭ２］ｐにＰＮコードを乗算して変換結果［ＳＵＭ２］ｐをスクランブル処理し、その処理結果［［ＳＵＭ２］ｐ］ｓを逆フーリエ変換部１１３へ出力する。
【００４３】
そして、逆フーリエ変換部１１２は、処理結果［［ＳＵＭ１］ｐ］ｓを逆フーリエ変換して時間ドメインの送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ）（式（７）におけるＳ１）を生成し、その生成した送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ）をガードインターバル付与部１１４へ出力する。
【００４４】
また、逆フーリエ変換部１１３は、処理結果［［ＳＵＭ２］ｐ］ｓを逆フーリエ変換して時間ドメインの送信信号Ｓ＊２（ｔ，τ）（式（７）におけるＳ２）を生成し、その生成した送信信号Ｓ＊２（ｔ，τ）をガードインターバル付与部１１５へ出力する。
【００４５】
そうすると、ガードインターバル付与部１１４は、送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ）にガードインターバルＧＩを付加して出力信号Ｔ（Ｓ１）を生成し、その生成した出力信号Ｔ（Ｓ１）をアンテナ素子１１６を介して送信する。また、ガードインターバル付与部１１５は、送信信号Ｓ＊２（ｔ，τ）にガードインターバルＧＩを付加して出力信号Ｔ（Ｓ２）を生成し、その生成した出力信号Ｔ（Ｓ２）をアンテナ素子１１７を介して送信する。
【００４６】
この場合、出力信号Ｔ（Ｓ１）は、図５に示すパイロット信号Ｓ１を送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ）として含み、出力信号Ｔ（Ｓ２）は、図５に示すパイロット信号Ｓ２を送信信号Ｓ＊２（ｔ，τ）として含む。パイロット信号Ｓ１は、時間軸上で０，Ｔｓ／２に現れるインパルス応答からなり、パイロット信号Ｓ２は、時間軸上でＴｓ／４，２Ｔｓ／３に現れるインパルス応答からなる。そして、パイロット信号Ｓ１にスクランブル処理を施すと、図５に示すパイロット信号Ｓ１＿ｓになり、パイロット信号Ｓ２にスクランブル処理を施すと、図５に示すパイロット信号Ｓ２＿ｓになる。従って、アンテナ素子１１６は、図５に示すパイロット信号Ｓ１＿ｓを送信信号Ｓ＊１（ｔ，τ）として含む出力信号Ｔ（ｓ１）を送信し、アンテナ素子１１７は、図５に示すパイロット信号Ｓ２＿ｓを送信信号Ｓ＊２（ｔ，τ）として含む出力信号Ｔ（ｓ２）を送信する。
【００４７】
次に、受信機２０における動作について説明する。受信機２０のアンテナ素子２０１は、送信機１０から送信された出力信号Ｔ（ｓ１），Ｔ（ｓ２）を受信し、その受信した出力信号Ｔ（ｓ１），Ｔ（ｓ２）を受信信号Ｒ（ｓ１），Ｒ（ｓ２）としてガードインターバル除去部２０２へ出力する。
【００４８】
ガードインターバル除去部２０２は、受信信号Ｒ（ｓ１），Ｒ（ｓ２）を受け、その受けた受信信号Ｒ（ｓ１），Ｒ（ｓ２）のガードインターバルＧＩを除去し、そのガードインターバルＧＩを除去した受信信号Ｒｎ（＝式（４）におけるＲｎ（ｉ，ｋ））をフーリエ変換部２０３へ出力する。この場合、受信信号Ｒｎは、図６に示す受信信号Ｒｎからなる。
【００４９】
フーリエ変換部２０３は、受信信号Ｒｎをフーリエ変換行列Ｆ（式（３）参照）を用いてフーリエ変換し、そのフーリエ変換した信号Ｒｎ＿Ｆを逆拡散部２０４へ出力する。そして、逆拡散部２０４は、信号Ｒｎ＿ＦにＰＮコードを乗算して信号Ｒｎ＿Ｆを逆拡散し、周波数ドメインのパイロット信号Ｈｍ，ｎ（＝式（５）におけるＨｍ，ｎ[ｋ]）を逆フーリエ変換部２０５へ出力する。
【００５０】
逆フーリエ変換部２０５は、パイロット信号Ｈｍ，ｎを逆フーリエ変換し、その逆フーリエ変換したパイロット信号Ｈｍ，ｎを時間窓部２０６，２０７へ出力する。この場合、パイロット信号Ｈｍ，ｎは、図６に示すＨｍ，ｎからなり、成分ＳＳ１〜ＳＳ４を有する。成分ＳＳ１は、成分ＳＳ３と同じ波形からなり、成分ＳＳ２は、成分ＳＳ４と同じ波形からなる。そして、成分ＳＳ１，ＳＳ３は、成分ＳＳ２，ＳＳ４と異なる波形からなる。また、成分ＳＳ１は、図５に示すパイロット信号Ｓ１の成分Ｓｔ１に対応し、成分ＳＳ３は、図５に示すパイロット信号Ｓ１の成分Ｓｔ３に対応する。更に、成分ＳＳ２は、図５に示すパイロット信号Ｓ２の成分Ｓｔ２に対応し、成分ＳＳ４は、図５に示すパイロット信号Ｓ２の成分Ｓｔ４に対応する。従って、成分ＳＳ１，ＳＳ３は、図５に示すパイロット信号Ｓ１の受信信号であり、成分ＳＳ２，ＳＳ４は、図５に示すパイロット信号Ｓ２の受信信号である。
【００５１】
また、成分ＳＳ１〜ＳＳ４の各々は、複数のインパルス応答からなり、図５に示すパイロット信号Ｓ１，Ｓ２の成分Ｓｔ１〜Ｓｔ４の各々は、単一のインパルス応答からなるが、これは、単一のインパルス応答からなる成分Ｓｔ１〜Ｓｔ４にノイズηｍ，ｎ[ｋ]が付加されるためである。
【００５２】
時間窓部２０６は、ガードインターバルＧＩの時間長Ｔｇを定数倍した検出窓を用いてパイロット信号Ｈｍ，ｎからパイロット信号Ｈｍ，ｎ１（図６参照）を検出し、その検出したパイロット信号Ｈｍ，ｎ１を平均部２０８へ出力する。また、時間窓部２０７は、ガードインターバルＧＩの時間長Ｔｇを定数倍した検出窓を用いてパイロット信号Ｈｍ，ｎからパイロット信号Ｈｍ，ｎ２（図６参照）を検出し、その検出したパイロット信号Ｈｍ，ｎ２を平均部２０９へ出力する。この場合、パイロット信号Ｈｍ，ｎ１は、成分ＳＳ１，ＳＳ３からなり、パイロット信号Ｈｍ，ｎ２は、成分ＳＳ２，ＳＳ４からなる。そして、成分ＳＳ１，ＳＳ３は、成分ＳＳ２，ＳＳ４と異なる位相を有するので、時間窓部２０６，２０７は、位相が相互に異なる時間窓を用いてパイロット信号Ｈｍ，ｎ１，Ｈｍ，ｎ２を検出する。
【００５３】
そして、平均部２０８は、パイロット信号Ｈｍ，ｎ１の２つの成分ＳＳ１，ＳＳ３の平均を演算し、その平均値Ｈｍ，ｎ１＿ａｖｅをフーリエ変換部２１０へ出力する。また、平均部２０９は、パイロット信号Ｈｍ，ｎ２の２つの成分ＳＳ２，ＳＳ４の平均を演算し、その平均値Ｈｍ，ｎ２＿ａｖｅをフーリエ変換部２１１へ出力する。
【００５４】
そうすると、フーリエ変換部２１０は、平均値Ｈｍ，ｎ１＿ａｖｅをフーリエ変換し、その変換結果をチャネル状態情報ＣＳＩ１として出力する。また、フーリエ変換部２１１は、平均値Ｈｍ，ｎ２＿ａｖｅをフーリエ変換し、その変換結果をチャネル状態情報ＣＳＩ２として出力する。
【００５５】
上述したように、この発明においては、送信機１０は、式（６）に示すパイロット信号Ｓ１＝［１，０，１，０，・・・・，１，０，１，０］Ｔを生成し、その生成したパイロット信号Ｓ１＝［１，０，１，０，・・・・，１，０，１，０］Ｔを含む出力信号Ｔ（Ｓ１）をアンテナ素子１１６によって送信し、式（６）に示すパイロット信号Ｓ２＝［１，０，−１，０，・・・・，１，０，−１，０］Ｔを生成し、その生成したパイロット信号Ｓ２＝［１，０，−１，０，・・・・，１，０，−１，０］Ｔを含む出力信号Ｔ（Ｓ２）をアンテナ素子１１７によって送信する。つまり、送信機１０は、２つのアンテナ素子１１６，１１７によって出力信号Ｔ（ｓ１），Ｔ（ｓ２）を送信する場合、アンテナ素子数（＝２個）の半分である１個のパイロット信号Ｓ１を含む出力信号Ｔ（ｓ１）と、アンテナ素子数（＝２個）の半分である１個のパイロット信号Ｓ２を含む出力信号Ｔ（ｓ２）とを生成してそれぞれアンテナ素子１１６，１１７から送信する。
【００５６】
そして、受信機２０は、送信機１０から送信された出力信号Ｔ（ｓ１），Ｔ（ｓ２）を受信し、その受信した出力信号Ｔ（ｓ１），Ｔ（ｓ２）に基づいて、チャネル状態情報ＣＳＩ１，ＣＳＩ２を検出する。
【００５７】
従って、この発明によれば、送信信号に含めるパイロット信号をアンテナ素子数の半分に設定することができる。その結果、送信レートの低下を抑制できる。
【００５８】
また、送信機１０において生成されるパイロット信号Ｓ１は、時間ドメインで２つのインパルス応答（成分Ｓｔ１，Ｓｔ３）からなり、パイロット信号Ｓ２は、時間ドメインで２つのインパルス応答（成分Ｓｔ２，Ｓｔ４）からなる。そして、受信機２０は、送信機１０からの出力信号Ｔ（ｓ１），Ｔ（ｓ２）を受信し、その受信した出力信号Ｔ（ｓ１），Ｔ（ｓ２）からパイロット信号Ｓ１（図５参照）の受信信号であるパイロット信号Ｈｍ，ｎ１と、パイロット信号Ｓ２（図５参照）の受信信号であるパイロット信号Ｈｍ，ｎ２とを検出する。そして、受信機２０は、パイロット信号Ｈｍ，ｎ１の２つの成分ＳＳ１，ＳＳ３（＝２つのインパルス応答）の平均を演算してチャネル状態情報ＣＳＩ１を出力し、パイロット信号Ｈｍ，ｎ２の２つの成分ＳＳ２，ＳＳ４（＝２つのインパルス応答）の平均を演算してチャネル状態情報ＣＳＩ２を出力する。この場合、パイロット信号Ｈｍ，ｎ１の成分ＳＳ１，ＳＳ３は、パイロット信号Ｈｍ，ｎ２の成分ＳＳ２，ＳＳ４と異なる位相を有する（図６参照）。
【００５９】
従って、この発明によれば、アンテナ素子１１６から送信されたパイロット信号Ｓ１の受信信号（＝、パイロット信号Ｈｍ，ｎ１）と、アンテナ素子１１７から送信されたパイロット信号Ｓ２の受信信号（＝、パイロット信号Ｈｍ，ｎ２）とを明確に識別して検出できる。その結果、アンテナ素子１１６−アンテナ素子２０１間のチャネル状態を示すチャネル状態情報ＣＳＩ１と、アンテナ素子１１７−アンテナ素子２０１間のチャネル状態を示すチャネル状態情報ＣＳＩ２とを正確に検出できる。
【００６０】
図７は、この発明によるチャネル推定方法の特性を２×２ＭＩＭＯシステムを用いてシミュレーションした結果を示す図である。シミュレーションにおけるパラメータは、次のとおりである。データの変調方式は、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）であり、データ検出は、ＭＬＤであり、１個のＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルは、１０μｓであり、フレームサイズは、２１シンボルであり、フーリエ変換のサイズは、６４であり、キャリア数は、６４個であり、ガードインターバルは、１６サンプル倍であり、フェージングは、１５パスのレイレイフェージングであり、ドップラー周波数は、１０Ｈｚ，３００Ｈｚであり、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ）は、畳み込み符号であり、アンテナ数は、送信アンテナおよび受信アンテナ共に２個である。
【００６１】
図７において、縦軸は、ビットエラー率を表し、横軸は、受信アンテナ当たりの信号レベルを表す。また、曲線ｋ１は、ドップラー周波数が１０Ｈｚであるときのこの発明によるチャネル推定方法を用いた場合のビットエラー率と信号レベルとの関係を示し、曲線ｋ２は、ドップラー周波数が１０Ｈｚであるときの従来のチャネル推定方法を用いた場合のビットエラー率と信号レベルとの関係を示し、曲線ｋ３は、ドップラー周波数が３００Ｈｚであるときのこの発明によるチャネル推定方法を用いた場合のビットエラー率と信号レベルとの関係を示し、曲線ｋ４は、ドップラー周波数が３００Ｈｚであるときの従来のチャネル推定方法を用いた場合のビットエラー率と信号レベルとの関係を示す。
【００６２】
図７から明らかなように、ドップラー周波数が１０Ｈｚである場合、ビットエラー率の特性が３ｄＢ改善され（曲線ｋ１，ｋ２参照）、ドップラー周波数が３００Ｈｚである場合、ビットエラー率が２．５ｄＢ改善される（曲線ｋ３，ｋ４参照）。この３ｄＢの改善は、送信電力を半分に節約できることに相当する。
【００６３】
従って、この発明によれば、パイロット信号の受信特性を大きく改善でき、チャネル状態情報ＣＳＩを正確に検出できる。
【００６４】
なお、上記においては、送信機１０のアンテナ素子数が２個の場合について説明したが、この発明においては、これに限らず、送信機１０のアンテナ素子数は、３個以上であってもよい。そして、送信機１０のアンテナ素子数が３個および４個である場合、各アンテナ素子から送信される送信信号に含まれるパイロット信号の種類は、２種類であり、送信機１０のアンテナ素子数が５個および６個である場合、各アンテナ素子から送信される送信信号に含まれるパイロット信号の種類は、３種類であり、一般的には、送信機１０のアンテナ素子数がｍ個である場合、各アンテナ素子から送信される送信信号に含まれるパイロット信号の種類は、ｎ（ｍ＝２又は２ｊ＋１（ｊ＝正の整数）又は２ｊ＋２であり、ｎはｎ＝ｍ／２を満たす整数）種類である。
【００６５】
また、この発明においては、パイロット信号Ｓ１，Ｓ２（図５に示すＳ１，Ｓ２）は、「ｎ個のパイロット信号」を構成し、［１，０，１，０，・・・・・，１，０，１，０］Ｔおよび［１，０，−１，０，・・・・・，１，０，−１，０］Ｔの配列は、「１つのパイロット信号系列」を構成する。
【００６６】
更に、この発明においては、出力信号Ｔ（Ｓ１），Ｔ（Ｓ２）は、「ｍ個の送信信号」を構成する。
【００６７】
更に、図６に示す成分ＳＳ１，ＳＳ３からなる複数のインパルス応答状の成分は、「複数のインパルス応答が配列されたインパルス応答群」を構成し、図６に示す成分ＳＳ２，ＳＳ４からなる複数のインパルス応答状の成分も、「複数のインパルス応答が配列されたインパルス応答群」を構成する。
【００６８】
更に、この発明においては、受信機２０がチャネル状態情報ＣＳＩ１，ＣＳＩ２を検出することは、受信機２０が送信機１０の２個のアンテナ素子１１６，１１７を特定することに相当する。
【００６９】
更に、この発明においては、受信機２０が成分ＳＳ１，ＳＳ３を平均してチャネル状態情報ＣＳＩ１を検出し、かつ、成分ＳＳ２，ＳＳ４を平均してチャネル状態情報ＣＳＩ２を検出することは、受信機２０が１つのインパルス応答群に含まれる複数のインパルス応答を平均して１つのアンテナ素子を特定する処理を２つのインパルス応答群に対して行なうことにより２つのアンテナ素子１１６，１１７を特定することに相当する。
【００７０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
この発明は、送信レートの低下を抑制して送信機側のアンテナを識別可能な通信システムに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明の実施の形態による通信システムの概略図である。
【図２】図１に示す送信機の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】図１に示す受信機の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】出力信号の構成を示す図である。
【図５】送信機における信号のタイミングチャートである。
【図６】受信機における信号のタイミングチャートである。
【図７】この発明によるチャネル推定方法の特性を２×２ＭＩＭＯシステムを用いてシミュレーションした結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  送信機、２０  受信機、１００  通信システム、１０１  パイロット信号生成部、１０２，１０８，１０９  直列／並列変換部、１０３，１０５，１０６  オフセット部、１０４，１０７  加算部、１１０，１１１  拡散部、１１２，１１３，２０５  逆フーリエ変換部、１１４，１１５  ガードインターバル付与部、１１６，１１７，２０１  アンテナ素子、２０２  ガードインターバル除去部、２０３，２１０，２１１  フーリエ変換部、２０４  逆拡散部、２０６，２０７  時間窓部、２０８，２０９  平均部。
【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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