(57)【要約】【課題】周波数オフセットの影響を軽減することのできる受信局装置を提供する。【解決手段】受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、当該分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する。そして適応指向性形成回路において分岐装置の出力信号を入力信号とし、逆直交変換器において適応指向性形成回路のうち、一つの送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号を入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行う。そして自動周波数制御回路が、送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力し、また復調器が自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う【選択図】図１
2008098865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ＭＵ個の送信局装置から送信された信号を受信する受信局装置であって、
複数ＭＲ個のアンテナ素子と、
該アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解するＭＲ個の第１直交変換器と、
該第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置と、
該分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信する、ＭＵにＫを乗じた数の適応指向性形成回路と、
該適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号を入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行う、ＭＵ個の第１逆直交変換器と、
該第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力するＭＵ個の自動周波数制御回路と、
該自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う復調器と、
を備えることを特徴とする受信局装置。
【請求項２】
複数ＭＵ個の送信局装置から送信された信号を受信する受信局装置であって、
複数ＭＲ個のアンテナ素子と、
該アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、そのうち複数ＫＤ（Ｋ＜ＫＤ）個を出力するＭＲ個の第１直交変換器と、
該第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置と、
該分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信する、ＭＵにＫを乗じた数の適応指向性形成回路と、
該適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋ−ＫＤ個の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行いＫ個の時系列信号を出力する、ＭＵ個の第１逆直交変換器と、
該第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力するＭＵ個の自動周波数制御回路と、
該自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う復調器と、
を備えることを特徴とする受信局装置。
【請求項３】
送信信号を複数Ｋｍ個のサブキャリアに分岐するシリアル−パラレル変換器を備え、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数の直交する信号系列のうち、Ｋｍ個の信号系列を選択した後、当該選択されたＫｍ個の直交信号系列と、前記シリアル−パラレル変換器から出力されたＫｍ個の出力信号とを乗算して合成し、アンテナへの出力信号を生成して受信局装置に送信する複数ＭＵ個の送信局装置を有する無線通信システムにおける受信局装置であって、
複数ＭＲ個のアンテナ素子と、
該アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解するＭＲ個の第１直交変換器と、
該第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置と、
該分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信する適応指向性形成回路と、
該適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置ｍから送信された信号について処理するＫｍ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋ−Ｋｍ個の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行うＭＵ個の第１逆直交変換器と、
該第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力するＭＵ個の自動周波数制御回路と、
該自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う復調器と、
を備えることを特徴とする受信局装置。
【請求項４】
送信局装置が、時系列に連続したＬＤ個の信号の入力を受付けて当該ＬＤ個の信号の後ろのＬＧ個の信号を生成して、先頭に挿入することによってＬ＝ＬＤ＋ＬＧ個の信号を生成して出力するガードインターバル付与装置を具備した無線通信システムにおける受信局装置であって、
前記アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号から連続した前記ＬＤ個の信号を抽出して出力し、前記第１直交変換器への入力信号を作成するガードインターバル除去装置と、
前記自動周波数制御回路に入力する前の信号にＬＧ個のダミー信号を挿入するダミー信号挿入装置と、
前記自動周波数制御回路から出力された信号からＬＧ個のダミー信号を除去するダミー信号除去装置と、を備え、
前記自動周波数制御回路は、予め設定された位相Δθを用いて、ｋ番目の入力信号に対してｋで示される数にΔθの値を乗じて位相回転を与える処理を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の受信局装置。
【請求項５】
前記複数の送信局装置のうちｍ番目の送信局装置から送信された信号を復調する前記受信局装置であって、
入力信号からＫ個の直交信号成分を生成し、
該Ｋ個の信号のうち送信局装置ｍが使用しているＫｍ個の信号を選択し、
該選択されたＫｍ個のそれぞれの信号を復調し、
復調したＫｍ個の信号それぞれをパラレルシリアル変換を行って出力する
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の受信局装置。
【請求項６】
前記送信局装置が、送信処理部とアンテナの組合せからなるｍｊからｍｊ’番目までの複数の送信処理機能と、当該送信処理機能それぞれが周波数変換を行う際に共有して利用する局部発信器とを備えており、
前記自動周波数制御回路が、受信信号の周波数オフセットの除去処理を行って、前記送信処理機能それぞれから発信された信号の送信周波数を一致させる
ことを特徴とする請求項１から請求項５に記載の受信局装置。
【請求項７】
前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成され、
前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の受信局装置。
【請求項８】
前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器と当該Ｋ個の周波数成分から連続したＫＤ個の周波数成分を選択する選択装置とによって構成され、
前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜ＫＤ）個の直交するトレーニング信号系列が、（（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦ＫＤ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の受信局装置。
【請求項９】
前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成され、
前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の受信局装置。
【請求項１０】
複数ＭＵ個の送信局装置から送信された信号を受信する受信局装置の処理方法であって、
ＭＲ個の第１直交変換器が、複数ＭＲ個のアンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、
ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置が、前記第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐し、
ＭＵにＫを乗じた数の適応指向性形成回路が、前記分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信し、
ＭＵ個の第１逆直交変換器が、前記適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号を入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行い、
ＭＵ個の自動周波数制御回路が、前記第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力し、
復調器が、前記自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１１】
複数ＭＵ個の送信局装置から送信された信号を受信する受信局装置の処理方法であって、
ＭＲ個の第１直交変換器が、複数ＭＲ個のアンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、そのうち複数ＫＤ（Ｋ＜ＫＤ）個を出力し、
ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置が、前記第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐し、
ＭＵにＫを乗じた数の適応指向性形成回路が、前記分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信し、
第１逆直交変換器が、前記適応指向性形成回路のうち、一つの送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋの数からＫＤの数を引いた数の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行いＫ個の時系列信号を出力し、
ＭＵ個の自動周波数制御回路が、前記第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力し、
復調器が、前記自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１２】
送信信号を複数Ｋｍ個のサブキャリアに分岐するシリアル−パラレル変換器を備え、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数の直交する信号系列のうち、Ｋｍ個の信号系列を選択した後、当該選択されたＫｍ個の直交信号系列と、前記シリアル−パラレル変換器から出力されたＫｍ個の出力信号とを乗算して合成し、アンテナへの出力信号を生成して受信局装置に送信する複数ＭＵ個の送信局装置を有する無線通信システムにおける受信局装置の処理方法であって、
ＭＲ個の第１直交変換器が、複数ＭＲ個のアンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、
ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置が、前記第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐し、
適応指向性形成回路が、前記分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信し、
ＭＵ個の第１逆直交変換器が、該適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置ｍから送信された信号について処理するＫｍ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋ−Ｋｍ個の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行い、
ＭＵ個の自動周波数制御回路が、該第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力し、
復調器が、前記自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１３】
送信局装置が、時系列に連続したＬＤ個の信号の入力を受付けて当該ＬＤ個の信号の後ろのＬＧ個の信号を生成して、先頭に挿入することによってＬ＝ＬＤ＋ＬＧ個の信号を生成して出力するガードインターバル付与装置を具備しており、
受信局装置において、
ガードインターバル除去装置が、前記アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号から連続した前記ＬＤ個の信号を抽出して出力し、前記第１直交変換器への入力信号を作成し、
ダミー信号挿入装置が、前記自動周波数制御回路に入力する前の信号にＬＧ個のダミー信号を挿入し、
ダミー信号除去装置が、前記自動周波数制御回路から出力された信号からＬＧ個のダミー信号を除去し、
前記自動周波数制御回路は、予め設定された位相Δθを用いて、ｋ番目の入力信号に対してｋで示される数にΔθの値を乗じて位相回転を与える処理を行う
ことを特徴とする請求項１０から請求項１２の何れかに記載の処理方法。
【請求項１４】
前記複数の送信局装置のうちｍ番目の送信局装置から送信された信号を復調する請求項１０から請求項１３の何れかに記載の前記受信局装置における処理方法であって、
入力信号からＫ個の直交信号成分を生成し、
該Ｋ個の信号のうち送信局装置ｍが使用しているＫｍ個の信号を選択し、
該選択されたＫｍ個のそれぞれの信号を復調し、
復調したＫｍ個の信号それぞれをパラレルシリアル変換を行って出力する
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１５】
前記送信局装置が、送信処理部とアンテナの組合せからなるｍｊからｍｊ’番目までの複数の送信処理機能と、当該送信処理機能それぞれが周波数変換を行う際に共有して利用する局部発信器とを備えており、
前記受信局装置における前記自動周波数制御回路が、受信信号の周波数オフセットの除去処理を行って、前記送信処理機能それぞれから発信された信号の送信周波数を一致させる
ことを特徴とする請求項１０から請求項１４に記載の処理方法。
【請求項１６】
前記受信局装置の前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成され、
前記受信局装置の前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の処理方法。
【請求項１７】
前記受信局装置の前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器と当該Ｋ個の周波数成分から連続したＫＤ個の周波数成分を選択する選択装置とによって構成され、
前記受信局装置の前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜ＫＤ）個の直交するトレーニング信号系列が、（（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦ＫＤ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載の処理方法。
【請求項１８】
前記受信局装置の前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成され、
前記受信局装置の前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う
ことを特徴とする請求項１２に記載の処理方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の送信局装置であって、
前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成を行い、
Ｑ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列を、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てる
ことを特徴とする送信局装置。
【請求項２０】
請求項２に記載の送信局装置であって、
前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成を行い、
Ｑ（＜ＫＤ）個の直交するトレーニング信号系列を、（（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦ＫＤ≦ＮＱ）に割り当てる
ことを特徴とする送信局装置。
【請求項２１】
請求項３に記載の送信局装置であって、
前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成を行い、
Ｑ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列を、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てる
ことを特徴とする送信局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の送信局装置が同一の周波数、同一のタイミングで受信局装置に対して広帯域信号を伝送する際の、広帯域無線通信システムにおける受信局装置およびその処理方法、送信局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は従来技術における受信局装置の構成例を示す図である。ここではひとつの例として、受信局装置が３つのアンテナを備える場合の例を用いて説明する。図１２において、符号１２１−１〜１２１−３は受信アンテナである。また１２２−１〜１２２−３は無線部である。また１２３はチャネル推定回路である。また１２４は受信信号管理回路である。また１２５は伝達関数行列管理回路である。また１２６は第１行列演算回路である。また１２７は第２行列演算回路である。また１２８は硬判定回路である。また１２９はデータ合成回路である。また１３０は受信局装置におけるＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）受信処理部である。
【０００３】
まず、受信アンテナ１２１−１〜１２１−３は、それぞれ個別に受信信号を受信する。そして各受信アンテナで受信された信号は、無線部１２２−１〜１２２−３を経由してチャネル推定回路１２３に入力される。チャネル推定回路１２３は送信局装置側で付与された所定のプリアンブル信号の受信状況から、送信局装置における第ｉ送信アンテナと受信局装置における第ｊ受信アンテナ間の伝達関数を算出する。この様にして取得された伝達関数行列は、伝達関数行列管理回路１２５にて伝達関数行列Ｈとして入力される（ここで伝達関数行列Ｈのｉ行ｊ列の要素は、送信局装置における第ｉ番目の受信アンテナと受信局装置におけるｊ番目の受信アンテナとの間の伝達関数である）。また第１行列演算回路１２６では、伝達関数行列管理回路１２５に入力された伝達関数行列Ｈをもとに、ＨＨ，ＨＨＨ，（ＨＨＨ）−１，（ＨＨＨ）−１ＨＨを順次演算により算出する。一方、受信信号内のプリアンブル信号に後続するデータ信号は、１シンボル分づつ受信信号管理回路１２４に入力される。受信信号管理回路１２４では、各アンテナの受信信号（ｒ１，ｒ２，ｒ３）を成分とした受信信号ベクトルＲｘとして一旦記録される。この受信信号ベクトルＲｘは第２行列演算回路１２７にて、第１行列演算回路１２６で求めた（ＨＨＨ）−１ＨＨと乗算される。この信号は送信信号ベクトルＴｘにノイズが乗った信号であるため、硬判定回路１２８にて信号判定された後、各シンボル毎および各系統の信号がデータ合成回路１２９でで合成されて、送信局装置側で送信する前の元のデータが再生され出力される。
【０００４】
なお、上述の受信局装置における処理の説明においては、第１行列演算回路１２６および第２行列演算回路１２７における処理についてＺＦ（Zero Forcing）法と呼ばれる簡単なＭＩＭＯ信号検出方法を用いて説明したが、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）法や、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）などを用いても構わない。またＺＦ法の説明として正方行列以外の伝達関数行列Ｈを想定し、擬似逆行列（ＨＨＨ）−１ＨＨを用いる場合について説明したが、伝達関数行列Ｈが正方行列であれば簡易に伝達関数行列Ｈの逆行列を用いても構わない。さらに、硬判定回路１２８では硬判定を行うと過程したが、誤り訂正を組合せ、軟判定を用いることも可能である。またさらに、ＯＦＤＭ変調方式を用いる場合には、サブキャリア毎に同様の処理を行うことになる。なお、ＯＦＤＭ変調方式を用いた無線通信システムの技術について非特許文献１に開示されている。
【非特許文献１】Arogyaswami Paulraj、他２名、「Introduction to Space-Time Wireless Communication」、Cambridge University Press、2003、P．178-188
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複数の送信局装置から信号を送信する場合、各送信局装置に用いられる発振器はそれぞれ独立に動作する。従ってこのような場合には受信局装置で各送信局装置から発信された信号を処理する際に、送信局装置ごとに異なった周波数オフセットを用いて処理することとなる。したがって、複数の送信局装置からの送信された信号を同時に受信する受信局装置において、ある送信局装置の周波数オフセットにあわせて動作させると、他の送信局装置から受信した信号に対しては周波数オフセットが生じることとなる。
このように周波数オフセットが残留してしまった場合に、受信局装置において受信信号を直交した信号成分に分解するような処理を行うと、各送信局装置ごとに異なった周波数オフセットがあるので、直交変換に劣化が生じ、伝送品質の劣化を招いてしまう。特にＯＦＤＭのようなサブキャリア間の直交性を利用した無線通信システムでは、サブキャリア間の直交性が崩れ、隣接サブキャリアからの干渉によって伝送品質の劣化を招いてしまう。従って、複数の送信局装置からの送信された信号が異なった周波数オフセットをもって受信局装置に同時に到来した場合に、どのようにして複数の送信局装置の信号を分離し、周波数オフセットの影響を軽減するかが課題となる。
【０００６】
そこでこの発明は、送信局装置が同一の周波数、同一のタイミングで受信局装置に対して広帯域信号を伝送する際の広帯域無線通信システムにおいて、受信局装置側で複数の送信局装置の信号を分離し、周波数オフセットの影響を軽減することのできる受信局装置およびその処理方法、送信局装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、複数ＭＵ個の送信局装置から送信された信号を受信する受信局装置であって、複数ＭＲ個のアンテナ素子と、該アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解するＭＲ個の第１直交変換器と、該第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置と、該分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信する、ＭＵにＫを乗じた数の適応指向性形成回路と、該適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号を入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行う、ＭＵ個の第１逆直交変換器と、該第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力するＭＵ個の自動周波数制御回路と、該自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う復調器と、を備えることを特徴とする受信局装置である。
【０００８】
また本発明は、複数ＭＵ個の送信局装置から送信された信号を受信する受信局装置であって、複数ＭＲ個のアンテナ素子と、該アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、そのうち複数ＫＤ（Ｋ＜ＫＤ）個を出力するＭＲ個の第１直交変換器と、該第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置と、該分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信する、ＭＵにＫを乗じた数の適応指向性形成回路と、該適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋ−ＫＤ個の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行いＫ個の時系列信号を出力する、ＭＵ個の第１逆直交変換器と、該第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力するＭＵ個の自動周波数制御回路と、該自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う復調器と、を備えることを特徴とする受信局装置である。
【０００９】
また本発明は、送信信号を複数Ｋｍ個のサブキャリアに分岐するシリアル−パラレル変換器を備え、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数の直交する信号系列のうち、Ｋｍ個の信号系列を選択した後、当該選択されたＫｍ個の直交信号系列と、前記シリアル−パラレル変換器から出力されたＫｍ個の出力信号とを乗算して合成し、アンテナへの出力信号を生成して受信局装置に送信する複数ＭＵ個の送信局装置を有する無線通信システムにおける受信局装置であって、複数ＭＲ個のアンテナ素子と、該アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解するＭＲ個の第１直交変換器と、該第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置と、該分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信する適応指向性形成回路と、該適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置ｍから送信された信号について処理するＫｍ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋ−Ｋｍ個の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行うＭＵ個の第１逆直交変換器と、該第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力するＭＵ個の自動周波数制御回路と、該自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う復調器と、を備えることを特徴とする受信局装置である。
【００１０】
また本発明は、送信局装置が、時系列に連続したＬＤ個の信号の入力を受付けて当該ＬＤ個の信号の後ろのＬＧ個の信号を生成して、先頭に挿入することによってＬ＝ＬＤ＋ＬＧ個の信号を生成して出力するガードインターバル付与装置を具備した無線通信システムにおける上述の受信局装置であって、前記アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号から連続した前記ＬＤ個の信号を抽出して出力し、前記第１直交変換器への入力信号を作成するガードインターバル除去装置と、前記自動周波数制御回路に入力する前の信号にＬＧ個のダミー信号を挿入するダミー信号挿入装置と、前記自動周波数制御回路から出力された信号からＬＧ個のダミー信号を除去するダミー信号除去装置と、を備え、前記自動周波数制御回路は、予め設定された位相Δθを用いて、ｋ番目の入力信号に対してｋで示される数にΔθの値を乗じて位相回転を与える処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記複数の送信局装置のうちｍ番目の送信局装置から送信された信号を復調する上述の前記受信局装置であって、入力信号からＫ個の直交信号成分を生成し、該Ｋ個の信号のうち送信局装置ｍが使用しているＫｍ個の信号を選択し、該選択されたＫｍ個のそれぞれの信号を復調し、復調したＫｍ個の信号それぞれをパラレルシリアル変換を行って出力することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記送信局装置が、送信処理部とアンテナの組合せからなるｍｊからｍｊ’番目までの複数の送信処理機能と、当該送信処理機能それぞれが周波数変換を行う際に共有して利用する局部発信器とを備えており、上述の受信局装置の前記自動周波数制御回路が、受信信号の周波数オフセットの除去処理を行って、前記送信処理機能それぞれから発信された信号の送信周波数を一致させることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上述の受信局装置において、前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成され、前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行うことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上述の受信局装置において、前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器と当該Ｋ個の周波数成分から連続したＫＤ個の周波数成分を選択する選択装置とによって構成され、前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜ＫＤ）個の直交するトレーニング信号系列が、（（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦ＫＤ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行うことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、上述の受信局装置において、前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成され、前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行うことを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、複数ＭＵ個の送信局装置から送信された信号を受信する受信局装置の処理方法であって、ＭＲ個の第１直交変換器が、複数ＭＲ個のアンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置が、前記第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐し、ＭＵにＫを乗じた数の適応指向性形成回路が、前記分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信し、ＭＵ個の第１逆直交変換器が、前記適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号を入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行い、ＭＵ個の自動周波数制御回路が、前記第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力し、復調器が、前記自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行うことを特徴とする処理方法である。
【００１７】
また本発明は、複数ＭＵ個の送信局装置から送信された信号を受信する受信局装置の処理方法であって、ＭＲ個の第１直交変換器が、複数ＭＲ個のアンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、そのうち複数ＫＤ（Ｋ＜ＫＤ）個を出力し、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置が、前記第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐し、ＭＵにＫを乗じた数の適応指向性形成回路が、前記分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信し、第１逆直交変換器が、前記適応指向性形成回路のうち、一つの送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋの数からＫＤの数を引いた数の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行いＫ個の時系列信号を出力し、ＭＵ個の自動周波数制御回路が、前記第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力し、復調器が、前記自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行うことを特徴とする処理方法である。
【００１８】
また本発明は、送信信号を複数Ｋｍ個のサブキャリアに分岐するシリアル−パラレル変換器を備え、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数の直交する信号系列のうち、Ｋｍ個の信号系列を選択した後、当該選択されたＫｍ個の直交信号系列と、前記シリアル−パラレル変換器から出力されたＫｍ個の出力信号とを乗算して合成し、アンテナへの出力信号を生成して受信局装置に送信する複数ＭＵ個の送信局装置を有する無線通信システムにおける受信局装置の処理方法であって、ＭＲ個の第１直交変換器が、複数ＭＲ個のアンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、ＭＲにＫを乗じた数の分岐装置が、前記第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐し、適応指向性形成回路が、前記分岐装置の出力信号を入力信号とし、上記複数の送信局装置それぞれから送信された信号を受信し、ＭＵ個の第１逆直交変換器が、該適応指向性形成回路のうち、一つの前記送信局装置ｍから送信された信号について処理するＫｍ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋ−Ｋｍ個の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行い、ＭＵ個の自動周波数制御回路が、該第１逆直交変換器の各々に接続され、上記送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力し、復調器が、前記自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行うことを特徴とする処理方法である。
【００１９】
また本発明は、送信局装置が、時系列に連続したＬＤ個の信号の入力を受付けて当該ＬＤ個の信号の後ろのＬＧ個の信号を生成して、先頭に挿入することによってＬ＝ＬＤ＋ＬＧ個の信号を生成して出力するガードインターバル付与装置を具備しており、受信局装置の処理方法において、ガードインターバル除去装置が、前記アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号から連続した前記ＬＤ個の信号を抽出して出力し、前記第１直交変換器への入力信号を作成し、ダミー信号挿入装置が、前記自動周波数制御回路に入力する前の信号にＬＧ個のダミー信号を挿入し、ダミー信号除去装置が、前記自動周波数制御回路から出力された信号からＬＧ個のダミー信号を除去し、前記自動周波数制御回路は、予め設定された位相Δθを用いて、ｋ番目の入力信号に対してｋで示される数にΔθの値を乗じて位相回転を与える処理を行うことを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記複数の送信局装置のうちｍ番目の送信局装置から送信された信号を復調する請求項１０から請求項１３の何れかに記載の前記受信局装置における処理方法であって、入力信号からＫ個の直交信号成分を生成し、該Ｋ個の信号のうち送信局装置ｍが使用しているＫｍ個の信号を選択し、該選択されたＫｍ個のそれぞれの信号を復調し、復調したＫｍ個の信号それぞれをパラレルシリアル変換を行って出力することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記送信局装置が、送信処理部とアンテナの組合せからなるｍｊからｍｊ’番目までの複数の送信処理機能と、当該送信処理機能それぞれが周波数変換を行う際に共有して利用する局部発信器とを備えており、前記受信局装置の処理方法において、前記自動周波数制御回路が、受信信号の周波数オフセットの除去処理を行って、前記送信処理機能それぞれから発信された信号の送信周波数を一致させることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、上述の処理方法において、前記受信局装置の前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成され、前記受信局装置の前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行うことを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、上述の処理方法において、前記受信局装置の前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器と当該Ｋ個の周波数成分から連続したＫＤ個の周波数成分を選択する選択装置とによって構成され、前記受信局装置の前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜ＫＤ）個の直交するトレーニング信号系列が、（（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦ＫＤ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行うことを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、上述の処理方法において、前記受信局装置の前記第１直交変換器は、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成され、前記受信局装置の前記適応指向性形成回路は、前記送信局装置において、前記フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行うことを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成を行い、Ｑ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列を、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てることを特徴とする送信局装置である。
【００２６】
また本発明は、フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成を行い、Ｑ（＜ＫＤ）個の直交するトレーニング信号系列を、（（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦ＫＤ≦ＮＱ）に割り当てることを特徴とする送信局装置である。
【００２７】
また本発明は、フーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成を行い、Ｑ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列を、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てることを特徴とする送信局装置である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、広帯域信号を伝送する場合においても、指向性制御を直交信号成分ごとに行うことによって、他送信局装置からの干渉を除去し、その後に自身の直交信号成分間の干渉を自動周波数制御回路によって除去することが可能となり、周波数オフセットの影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の第１の実施形態による受信局装置を図面を参照して説明する。
図１は第１の実施形態による受信局装置の構成を示す第１の図である。
図２は第１の実施形態による受信局装置の処理フローを示す図である。
この図において、符号１０１１〜１０１ＭＲ（２≦ＭＲ）は受信アンテナ、１０２１〜１０２ＭＲ（２≦ＭＲ）は第１直交変換器、符号１０３ＭＲ―Ｋ（２≦Ｋ≦Ｌ，Ｌはオーバサンプリングした時系列のデータ、ＫはＦＦＴポイント数）は分岐装置、符号１０４は適応指向性形成回路、符号１０５は逆直交変換器、符号１０６は自動周波数制御回路、符号１０７は復調器、符号１０８１〜符号１０８ＭＵ（２≦ＭＵ）は複数の送信局装置それぞれに対応した復号回路である。
【００３０】
まず受信局装置の受信アンテナ１０１１〜１０１ＭＲで受信された信号は周波数変換が行われ、ベースバンド信号に変換される。また変換されたベースバンド信号はＡ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換され、Ｌサンプル（Ｌ：オーバサンプリングした時系列のデータ）ごとに第１直交変換器１０２１〜１０２ＭＲに入力される（Ｘｍ，１〜Ｘｍ，Ｌ）。第１直交変換器１０２１〜１０２ＭＲにおける直交変換は、予め設定されたＫ個の長さのＬの直交信号ｃＫ，ｌを用いて式（１）の演算によって出力される。
【００３１】
【数１】
2008098865.tif 000003
【００３２】
ここで式（１）における＊は共役を表す。直交信号としては、Ｋ（≦Ｌ）個の直交する周波数を利用することもできる。この場合はＬ個のサンプルのうち連続するＫ個を選択し、その他のＬ−Ｋ個に対しては０を乗算するようにし、選択したＫ個に対して、Ｋ個の周波数成分を乗算すればよい。これはＯＦＤＭ伝送でウィンドウ位置を設定し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）あるいは離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を行うことと等しい。
【００３３】
このようにして得られたＫ個の信号は、分岐装置１０３１−１〜１０３ＭＲ−Ｋによってそれぞれ分岐された後、複数の送信局装置それぞれに対応する復号回路１０８１〜１０８ＭＵに入力される。各復号回路１０８１〜１０８ＭＵでは、第１直交変換器１０２１〜１０２ＭＲで得られたＫ個の直交信号成分ごとに適応指向性形成回路１０４によって指向性が形成される。指向性形成は、第１直交変換器で変換する直交成分ごとに推定した、送信局装置の送信アンテナと受信局装置の受信アンテナの間の伝達関数行列Ｈを用いて、ＺＦ法やＭＭＳＥ法などによって求める算出することができる。なお第１直交変換器１０２１〜１０２ＭＲでフーリエ変換を用いた場合には、伝達関数行列推定はサブキャリアごとに行われ、サブキャリアごとにＺＦ法やＭＭＳＥ法を用いることによって指向性形成を行うことになる。このようにすることによって、他の送信局装置からの信号を除去することが可能となる。ただし、周波数にずれが生じていると、周波数のずれが無かった場合と比較して、各成分の信号が干渉した信号となってしまう。この干渉は、伝達関数ベクトルと希望信号との相関が高く、指向性形成によって除去することができない。そこで、以下の処理によって干渉除去の処理を行う。
【００３４】
干渉除去の処理において、まず適応指向性形成回路１０４から出力されたＫ個の出力信号は逆直交変換器１０５が変換する。なお第１直交変換器１０２１〜１０２ＭＲでフーリエ変換を行っている場合は逆直交変換器１０５の処理として逆フーリエ変換を行うこととなる。その後、時系列の信号に対して自動周波数制御回路１０６によって周波数オフセットが補正される。この自動周波数制御回路１０６は、無線ＬＡＮで用いられるＯＦＤＭ伝送において、ショートプリアンブルとロングプリアンブルを用いて周波数の粗推定を行う方法をそのまま適用することによって実現することが可能である。また、他の一般の無線装置で用いられる自動周波数制御回路１０６を用いることもできる。たとえば、前フレームで推定した周波数オフセット量をそのまま利用するといった方法も適用することができる。このようにして、周波数オフセットが除去された信号は復調器に入力され、復調が行われる。
【００３５】
つまり第１の実施形態においては、受信局装置が複数ＭＲ個のアンテナ素子を備えている。そして、第１直交変換器がアンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解する（ステップＳ１０１）。また分岐装置が第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する（ステップＳ１０２）。また適応指向性形成回路が分岐装置の出力信号を入力信号とし指向性を形成する（ステップＳ１０３）。そして逆直交変換器が、適応指向性形成回路のうち、一つの送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号を入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行う（ステップＳ１０４）。また自動周波数制御回路が送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力する（ステップＳ１０５）。また復調器が自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う（ステップＳ１０６）。
【００３６】
このような構成を適用することによって、広帯域信号を伝送する場合においても、指向性制御を直交信号成分ごとに行うことによって、他送信局装置からの干渉を除去し、その後に自身の直交信号成分間の干渉を自動周波数制御回路によって除去することが可能となり、周波数オフセットの影響を低減することができる。
【００３７】
次に第２の実施形態による受信局装置を図面を参照して説明する。
図３は第２の実施形態による受信局装置の構成を示す第２の図である。
図４は第２の実施形態による受信局装置の処理フローを示す図である。
この図において、符号２０３１１〜２０３ＭＲ−ＫＤ（２≦ＭＲ，２≦ＫＤ≦Ｌ、ＫＤはサブキャリア数）は分岐装置、符号２０２は０挿入装置である。図２における受信局装置の構成では、Ｋ個の直交信号のうちＫＤ個のみを各送信局装置の信号の復号に利用する場合の構成を示している。たとえばＯＦＤＭ伝送を行う場合、ＦＦＴポイント数よりも少ないサブキャリア数で伝送を行うことが多い。ただし２Ｎのポイント数であれば演算子が高速となるため、信号処理ではサブキャリア数よりも大きなポイント数を使うことがある。たとえばＫＤ＝５２個のサブキャリアを利用して伝送する場合、Ｋ＝６４ポイントのＦＦＴが使われることが多い。このような構成に対応するため、第１の実施形態の逆直交変換器１０５の入力にＫからＫＤを引いた数の個数の０を０挿入装置２０２によって挿入し、高速で逆直交変換器が動作可能となるように構成している。
【００３８】
つまり、第２の実施形態においては、受信局装置が複数ＭＲ個のアンテナ素子を備えている。そして第１直交変換器が、アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し、そのうち複数ＫＤ（Ｋ＜ＫＤ）個を出力する（ステップＳ２０１）。また分岐装置では第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する（ステップＳ２０２）。また適応指向性形成回路では、分岐装置の出力信号を入力信号とし、複数の送信局装置それぞれから送信された信号を入力信号とし指向性を形成する（ステップＳ２０３）。また逆直交変換器が、適応指向性形成回路のうち、一つの送信局装置から送信された信号について処理するＫ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋの数からＫＤの数を引いた個数の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行いＫ個の時系列信号を出力する（ステップＳ２０４）。また自動周波数制御が第１逆直交変換器の各々に接続されており、送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力する（ステップＳ２０５）。また復調器が自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う（ステップＳ２０６）。このような構成をとることによって、適応指向性形成回路の数を削減するとともに、演算速度の高速化を実現することが可能となる。
【００３９】
次に第３の実施形態による受信局装置を図面を参照して説明する。
図５は第３の実施形態による受信局装置の構成を示す第３の図である。
図６は第３の実施形態による受信局装置の処理フローを示す図である。
この図において、符号３０３１−１〜３０３ＭＲ−Ｋｍ（２≦ＭＲ，２≦Ｋｍ≦Ｌ、Ｋｍは送信局装置ｍが使用するサブキャリア数）は分岐装置である。また符号３０２は０挿入装置である。図３における受信局装置の構成では、Ｋ個の直交信号のうちＫｍ個のみを各送信局装置ｍの信号の復号に利用する場合の構成を示している。従って送信局装置が使用している直交信号成分のみを各送信局装置に対する復号回路１０８１〜１０８ＭＵに入力することになる。このような構成に対応するため、第１の実施形態の逆直交交換機１０５の入力にＫ−Ｋｍ個の０を０挿入装置３０２によって挿入し、高速で逆直交変換器が動作可能となるように構成している。
【００４０】
つまり、第３の実施形態においては、送信局装置が、送信信号を複数Ｋｍ個のサブキャリアに分岐するシリアル−パラレル変換器を備えており、また送信局装置は高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数の直交する信号系列のうち、Ｋｍ個の信号系列を選択した後、当該選択されたＫｍ個の直交信号系列と、シリアル−パラレル変換器から出力されたＫｍ個の出力信号とを乗算して合成し、アンテナへの出力信号を生成して受信局装置に送信する。なお送信局装置の数はＭＵ個である。
【００４１】
また受信局装置が複数ＭＲ個のアンテナ素子を備えている。そして第１直交変換器が、アンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号を、複数Ｋ個の直交する信号系列の成分に分解し（ステップＳ３０１）、分岐装置が第１直交変換器によって分解された信号系列を複数ＭＵ個に分岐する（ステップＳ３０２）。また適応指向性形成回路では、分岐装置の出力信号を入力信号とし、複数の送信局装置それぞれから送信された信号を入力信号とし指向性を形成する（ステップＳ３０３）。また逆直交変換器は、適応指向性形成回路のうち、一つの送信局装置ｍから送信された信号について処理するＫｍ個の適応指向性形成回路から出力された信号と、Ｋの数からＫｍの数を引いた個数の０とを入力信号とし、第１直交変換器における処理の逆変換を行う（ステップＳ３０４）。そして自動周波数制御回路は、逆直交変換器の各々に接続されており、送信局装置のそれぞれの周波数オフセットを調整し、周波数オフセットのない信号を出力する（ステップＳ３０５）。また復調器は、自動周波数制御回路の出力信号を入力信号として復調処理を行う（ステップＳ３０６）。このような構成をとることによって、各送信局装置で使用する直交信号成分が異なる場合にも、適応指向性形成回路の数を削減するとともに、演算速度の高速化を実現することが可能となる。
【００４２】
次に第４の実施形態による受信局装置を図面を参照して説明する。
図７は第４の実施形態による受信局装置の構成を示す第４の図である。
この図において符号４０１１〜４０１ＭＲ（２≦ＭＲ）はガードインターバル除去装置、符号４０２はダミー信号挿入装置、符号４０３はダミー信号除去装置である。無線通信システムにおいては遅延波の影響を抑圧するため、ガードインターバルを設定して通信を行う場合がある。ガードインターバルを用いる伝送では、時系列のＬＤ個の信号ごとにブロックを作成し、ＬＤ個のブロックの後ろのＬＧ個の信号を複製し、先頭に挿入することによってＬ＝ＬＤ＋ＬＧの長さのブロックデータを作成する。ここで、ＬＤ個のブロックの前にＬＧ個の信号を複製し、ブロックの後ろに挿入するようにしてもよい。またＬＤ個のブロックに予め決められた信号パターンのＬＧ個の信号を挿入するようにしてもよい。
【００４３】
受信局装置では各アンテナで受信された信号はＬＧ個のガードインターバル信号を除去し、第１直交変換器１０２１〜１０２ＭＲで直交変換が行われる。指向性形成後、逆直交変換器１０５で出力された信号は時系列信号となっている。固定の周波数オフセットがあった場合、隣接シンボル間では固定の位相回転Δθが生じている。ところがブロックとブロックの間ではガードインターバルが除去しているため、位相回転量が（ＬＧ＋１）Δθとなり、一定とならない。そこで、ブロックの終わりでＬＧ個のダミー信号を挿入し、自動周波数変換器１０６では常に固定のΔθを補償するように、ｋシンボル目のデータに対して位相をθｋ＝θｋ−Δθ回転させるように処理する。その後、ダミー信号を除去するように構成する。
【００４４】
つまり、第４の実施形態においては、送信局装置が、時系列に連続したＬＤ個の信号の入力を受付けて当該ＬＤ個の信号の後ろのＬＧ個の信号を生成して、先頭に挿入することによってＬ＝ＬＤ＋ＬＧ個の信号を生成して出力するガードインターバル付与装置を備えている。また受信局装置においては、ガードインターバル除去装置がアンテナ素子で受信した時系列の複数Ｌ個の受信信号から連続したＬＤ個の信号を抽出して出力し、第１直交変換器への入力信号を作成する。またダミー信号挿入装置が自動周波数制御回路に入力する前の信号にＬＧ個のダミー信号を挿入する。またダミー信号除去装置が自動周波数制御回路から出力された信号からＬＧ個のダミー信号を除去する。また自動周波数制御回路は、予め設定された位相Δθを用いて、ｋ番目の入力信号に対してｋで示される数にΔθの値を乗じて位相回転を与える処理を行う。このように構成することによって、自動周波数変換器部分はブロックを意識することなく動作することが可能となる。
【００４５】
次に第５の実施形態による受信局装置を図面を参照して説明する。
図８は第５の実施形態による受信局装置の構成を示す第５の図である。
この図において符号５０１は第２直交変換器、符号５０２は入力成分ごとに復調を行いパラレル／シリアル変換後出力をする復調器である。広帯域無線通信システムにおいて送信局装置は直交成分ごとに変調を行い信号の送信を行っている。例えばＯＦＤＭ伝送の場合にはサブキャリアごとに独立した変調を行い信号を送信する。受信局装置では直交成分ごとの指向性形成によって他送信局装置からの干渉を除去した後、一旦、逆直交変換器１０５によって時系列の信号に変換される。時系列の信号に変換された後、自動周波数制御回路１０６によって周波数補正を行った後、第２直交変換器５０１によって再びＫ個の直交成分に変換し、復調器５０２によって直交成分ごとに復調を行い、さらにパラレル／シリアル変換を行って出力する。送信局装置ｍの使用する直交する信号の成分がＫｍ個であった場合は、第２直交交換機５０１で得られるＫ個の直交成分からＫｍ個を選択して復調すればよい。このように構成することによって、第１直交変換器と、各直交成分に対応した適応指向性形成回路と、各適応指向性形成回路の出力で復調を行い、シリアルパラレル変換器を構成する方法に対して、送信局装置ごとに逆直交変換器、自動周波数制御回路、第２直交変換器を付加するのみで、周波数オフセットの影響を軽減することができる。
【００４６】
図９は本実施形態の受信局装置における伝送特性（信号電力対雑音電力比とビット誤り率との関係）を示す図である。
送信局装置はＯＦＤＭ伝送を行い、サブキャリア数が５２であるとする。また遅延プロファイルは指数減衰のプロファイルとし、遅延スプレッドは１００ｎｓｅｃであるとする。また送信局装置は４局、受信局装置における受信アンテナ数は８であるとし、各アンテナで独立のフェージングを仮定する。また周波数オフセットは±Δｍａｘの範囲で４局の周波数オフセットを分布させた。ここでΔｍａｘはサブキャリア間隔に対する周波数オフセットの割合とする。また変調方式は６４ＱＡＭとし、符号化率１／２の畳み込み符号を用い、符号は軟判定ビタビ符号とした。従来方法では適応指向性形成回路の出力を位相オフセット除去後復調し、復調結果をパラレル−シリアル変換するものとした。図６で示すように、周波数オフセットの最大値が１０％となると従来方法においては伝送特性の大幅な劣化がみられるのに対して、本発明では１ｄＢ以下程度の劣化に抑えることが出来ていることがわかる。
【００４７】
次に第６の実施形態による受信局装置について説明する。
上述した第１〜第５の実施形態においては、送信局装置（例えばユーザ端末）が備えた１組の送信処理部とアンテナによって信号が送信された場合の例について説明した。第６の実施形態においては送信局装置がｍｊ〜ｍｊ’番目までの各送信処理部とアンテナの組合せを備えた場合の例について説明する。送信局装置では送信する信号を（ｍｊ’−ｍｊ＋１）個の信号系列に分割し、それぞれを異なる送信処理部とアンテナを介して送信局装置から送信する。この時、各送信局装置で用いる変調方式、符号化方式は異なっていても良い。なお送信局装置では周波数変換に用いる局部発信器を共有することでそれぞれの送信処理部とアンテナの組合せを用いて発信する信号の送信周波数を一致させる。
【００４８】
上述のような送信局装置の状況において、当該送信局装置からの信号を受信した受信局装置の自動周波数制御装置１０６では、受信信号の周波数オフセットを除去する。このとき自動周波数制御装置１０６では周波数オフセット量の推定が必要となる。周波数オフセットの推定は、たとえば予め既知の信号を送信局装置から送信し、その送信信号と受信信号の相関量から周波数オフセット量を推定することができる。さらに、本実施形態の構成では送信局装置における送信処理部とアンテナの組合せｍｊ〜ｍｊ’番目によって送信された信号の周波数オフセット量は等しくなる為、推定された周波数オフセット量を送信局装置における送信処理部とアンテナの組合せｍｊ〜ｍｊ’番目までの間で平均することによって、さらに周波数オフセット推定精度を改善することができる。
【００４９】
第１の実施形態〜第６の実施形態の適応指向性形成回路をＭＭＳＥやＺＦなどのアルゴリズムによって制御する場合には、送信局装置と受信局装置の間の伝達関数推定が必要となる。特にＯＦＤＭ伝送を行う場合などでは、周波数オフセットがあった場合には、近くのサブキャリアからの周波数成分の漏れこみが生じ、ランダムな既知信号を利用して伝達関数を推定する場合、伝達関数推定精度の劣化が生じる。この問題を解決するため付近のサブキャリアではできるだけ、直交した既知信号系列を利用することが望ましい。そこで、複数周波数成分の伝達関数を推定する場合、伝達関数の推定精度をあげることを目的として、以下のように既知信号を送信する。まず、Ｑ個の直交した既知信号系列を発生させる。次にこのＱ個の既知信号系列を周波数番号１〜Ｑに割り当てる。次にＱ＋１〜２Ｑに同様にＱ個の既知信号系列を割り当てる。このようにすることによって、同じ既知信号を使う周波数成分をＱΔｆ離すことができ（Δｆは周波数成分の間隔）伝達関数推定精度を向上させることができる。この方法は送信する周波数成分がフーリエ変換（あるいは逆フーリエ変換）のポイント数と同数の場合、送信する周波数成分がフーリエ変換（あるいは逆フーリエ変換）のポイント数よりも少ない場合、送信する周波数成分がフーリエ変換（あるいは逆フーリエ変換）のポイント数よりも少なく送信局装置ごとに異なる場合、のいずれの場合も適用することができる。
【００５０】
図１０はトレーニング信号挿入の効果を示す図である。
図１０に示すように周波数オフセットΔが大きくなると伝達関数推定精度が劣化する。ただし、Ｑを大きくすることによって、伝達関数推定精度を改善できることが分かる。
【００５１】
なお第１の実施形態において受信局装置は、第１直交変換器が、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成されており、受信局装置の適応指向性形成回路は、送信局装置においてフーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う。
【００５２】
また第２の実施形態において受信局装置は、第１直交変換器が、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器と当該Ｋ個の周波数成分から連続したＫＤ個の周波数成分を選択する選択装置とによって構成されており、受信局装置の適応指向性形成回路は、送信局装置においてフーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜ＫＤ）個の直交するトレーニング信号系列が、（（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦ＫＤ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う。
【００５３】
また第３の実施形態において受信局装置は、第１直交変換器は、第１直交変換器が、高速フーリエ変換のポイント数Ｋと同数のフーリエ変換器によって構成されており、受信局装置の適応指向性形成回路は、送信局装置においてフーリエ変換器で変換されたサブキャリアごとの送信局装置のアンテナと受信局装置のアンテナとの伝達関数推定区間の伝達関数に基づいて指向性の形成が行われ、またＱ（＜Ｋ）個の直交するトレーニング信号系列が、（ｎ−１）Ｑ＋１番目のサブキャリアからＮＱ番目のサブキャリア（ｎは１〜Ｎの整数，（Ｎ−１）Ｑ＋１≦Ｋ≦ＮＱ）に割り当てられた該Ｑ個の直交信号系列を用いて、伝達関数の推定を行う。
【００５４】
図１１は送信局装置の構成を示す図である。
この図より送信局装置は、送信データ信号発生装置６０１、トレーニング信号系列発生装置６０２、選択装置６０３、サブキャリアへの信号割り当て装置６０４、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）装置６０５、ＧＩ（ガードインターバル）付与装置６０６、周波数変換器６０７、アンテナ６０８を有している。そして送信データ信号発生装置６０１が受信局装置へ送信する送信データを生成する。またトレーニング信号系列発生装置６０２は送信データを送信する時間区間とは別の時間に受信局装置へトレーニング信号を送信するためにトレーニング信号を生成する。ここでトレーニング信号系列発生装置６０２では、Ｑ個の直交した信号系列を発生させる。また選択装置６０３はトレーニング信号の送信の時間区間においてはトレーニング信号系列発生装置６０２から受信した信号を選択し、また送信データを送信する時間区間においては送信データ信号発生装置６０１から受信した信号を選択する。そしてサブキャリアへの信号割り当て装置６０４がＱ個の直交した信号系列を各サブキャリアに割り当てて、ＩＦＦＴ装置において逆高速フーリエ変換を行い、ＧＩ付与装置６０６においてガードインターバルを付与し、周波数変換器６０７によってＲＦ周波数に変換した後、アンテナから信号が発信される。なお、サブキャリアへの信号割り当て装置６０４における信号系列のサブキャリアへ割り当てる方法は上述したとおりである。
【００５５】
本発明によれば、複数の送信局装置からの送信された信号の中心周波数がそれぞれ若干ずれてしまった場合（周波数オフセットが生じる場合）でも、その周波数ずれによる伝送品質の劣化を軽減することができる。したがって、送信局装置では比較的安価な周波数安定度の低い発信器を用いることが可能となり、送信局装置の低コスト化を図ることができる。また複数の送信局装置が同時に信号を送信することが可能となるため、周波数利用効率を改善することができる。
【００５６】
また本発明を利用する際には送信局装置側の構成に変更を加える必要がなく、受信局装置側のハードウェア構成において各送信局装置に対応した、逆直交交換装置、第２直交交換装置を付加するのみであり、ハードウェア大幅な大型化も必要としない。また逆直交交換装置や第２直交交換装置は、従来装置に使用されている第１直交交換装置と、従来受信局装置における送信系の処理部として構成されている逆直交交換装置を利用することも可能であり、この場合には従来装置とハードウェアを同規模とすることができる。このようにハードウェア規模の増大を最小限にしながら、複数の送信局装置（例えばユーザ端末）からの異なる周波数オフセットの影響を受信局装置（例えば基地局装置）において軽減することができる。
【００５７】
上述の受信局装置や送信局装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００５８】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施形態による受信局装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態による受信局装置の処理フローを示す図である。
【図３】第２の実施形態による受信局装置の構成を示す図である。
【図４】第２の実施形態による受信局装置の処理フローを示す図である。
【図５】第３の実施形態による受信局装置の構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態による受信局装置の処理フローを示す図である。
【図７】第４の実施形態による受信局装置の構成を示す図である。
【図８】第５の実施形態による受信局装置の構成を示す図である。
【図９】受信局装置における伝送特性を示す図である。
【図１０】トレーニング信号挿入の効果を示す図である。
【図１１】送信局装置の構成を示す図である。
【図１２】従来技術における受信局装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１〜１０１ＭＲ・・・受信アンテナ
１０２１〜１０２ＭＲ・・・第１直交変換器
１０３１−１〜１０３ＭＲ−Ｋ・・・分岐装置
１０４・・・適応指向性形成回路
１０５・・・逆直交変換器
１０６・・・自動周波数制御回路
１０７・・・復調器
２０３１−１〜２０３ＭＲ−ＫＤ・・・分岐装置
２０２・・・０挿入装置
３０３１−１〜３０３ＭＲ−Ｋｍ・・・分岐装置
３０２・・・０挿入装置
４０１１〜４０１ＭＲ・・・ガードインターバル除去装置
４０２・・・ダミー信号挿入装置
４０３・・・ダミー信号除去装置
５０１・・・第２直交変換器
５０２・・・復調器
【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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