(57)【要約】【課題】周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤを用いた無線通信システムにおいて、周波数領域の伝搬路変動が緩やかな状況であっても、高い周波数ダイバーシチ効果を得ること。【解決手段】複数のアンテナにそれぞれ対応する送信手段であって、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送信する送信手段を複数有する無線送信装置であって、隣接する再配置前サブキャリアを、互いに異なる前記アンテナから送信するように再配置してから送信することを特徴とする無線送信装置。【選択図】図１
2008131558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナにそれぞれ対応する送信手段であって、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送信する送信手段を複数有する無線送信装置であって、
隣接する再配置前サブキャリアを、互いに異なる前記アンテナから送信するように再配置してから送信することを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線送信装置であって、
隣接する再配置前サブキャリアが互いに異なるサブキャリアグループに含まれるように複数の再配置前サブキャリアを再配置して、連続する再配置後サブキャリアからなる複数のサブキャリアグループを出力するインターリーブ手段と、
隣接する前記サブキャリアグループを、互いに異なる前記アンテナから送信する送信手段に出力するダイバーシチ手段と、
を具備することを特徴とする無線送信装置。
【請求項３】
前記インターリーブ手段は、前記アンテナ数分離れた再配置前サブキャリアが、再配置の結果、互いに異なる前記サブキャリアグループに配置されるように、再配置することを特徴とする請求項２に記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記インターリーブ手段は、連続する前記アンテナ数分の再配置前サブキャリアが、再配置の結果、互いに異なる前記アンテナから送信されるように、再配置することを特徴とする請求項３に記載の無線送信装置。
【請求項５】
複数のサブキャリアを受信し、これらのサブキャリアについて請求項１に記載の無線送信装置が行なう再配置の逆再配置を行なうことを特徴とする無線受信装置。
【請求項６】
複数のアンテナから信号を送信する無線送信装置と、該無線送信装置から信号を受信する無線受信装置とからなる無線通信システムにおいて、
前記無線送信装置は、
隣接する再配置前サブキャリアを、互いに異なる前記アンテナから送信するように再配置してから送信し、
前記無線受信装置は、
前記無線送信装置が送信した複数のサブキャリアを受信し、これらのサブキャリアについて前記無線送信装置が行なう再配置の逆再配置を行なうこと
を特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
複数のアンテナから信号を送信する送信側と、前記送信側から信号を受信する受信側とからなる無線通信システムにおける無線通信方法において、
前記送信側が、隣接する再配置前サブキャリアを、互いに異なる前記アンテナから送信するように再配置してから送信する第１の過程と、
前記受信側が、前記第１の過程にて送信された複数のサブキャリアを受信し、これらのサブキャリアについて前記第１の過程にて行なう再配置の逆再配置を行なうこと
を特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信装置、無線受信装置、無線通信システムおよび無線通信方法、特に周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤ（Frequency Switched Transmit Diversity：ＦＳＴＤ）を用いた無線送信装置、無線受信装置、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信システムの高速化を求めるユーザ数が増加しており、高速化・大容量化が実現可能な方式のひとつとしてＯＦＤＭに代表されるマルチキャリア伝送方式が注目されている。ＯＦＤＭ方式は、数十から数千のキャリアを、理論上干渉の起こらない最小となる周波数間隔に並べ、周波数分割多重で情報信号を並列に伝送する方式である。このＯＦＤＭ方式は、使用するサブキャリアの数を多くすると、同じ伝送レートのシングルキャリア方式と比較してシンボル時間が長くなるため、マルチパス干渉の影響を受けにくいという利点がある。
【０００３】
このＯＦＤＭ方式において周波数ダイバーシチ効果を高める手法のひとつとして、図１２に示すような送信ダイバーシチが提案されている（非特許文献１）。図１２に示す送信ダイバーシチは、無線送信装置１２００においてサブキャリア毎または幾つかの送信時に周波数方向に隣接するサブキャリアをまとめた単位（サブキャリアグループと呼ぶ）毎に予め決められたアンテナから送信する技術で、図１２ではサブキャリアグループ１とサブキャリアグループ３がアンテナ１から、サブキャリアグループ２とサブキャリアグループ４がアンテナ２から送信される様子が示されている。このように異なるアンテナから送信されたサブキャリアグループは空間的に合成され、無線受信装置１２０１で全グループが同時に受信される。この時、サブキャリアグループ１、３とサブキャリアグループ２、４は異なる伝搬路変動を受けるため、高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。このような技術は周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤ（Frequency Switched Transmit Diversity）と呼ばれている。
【０００４】
周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤを用いる無線送信装置の構成を図１３に示す。但し、ここでは、アンテナ数を２、サブキャリアグループを構成するサブキャリア数を４、全サブキャリア数を６４とした場合の例について示す。図１３に示す無線送信装置は、送信データ生成部１０００、ダイバーシチ部１０１０、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Inversed Fast Fourier Transform）部１００１−ａ、１００１−ｂ、Ｐ／Ｓ（並直列：Parallel to Serial）変換部１００２−ａ、１００２−ｂ、ＧＩ（ガードインターバル：Guard Interval）挿入部１００３−ａ、１００３−ｂ、Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ：Digital to Analogue）変換部１００４−ａ、１００４−ｂ、ＲＦ（高周波：Radio Frequency）部１００５−ａ、１００５−ｂ、アンテナ１００６−ａ、１００６−ｂを備えている。
【０００５】
このうち、送信データ生成部１０００は、マルチキャリア信号を生成する機能を有する。これは、送信するデータに誤り訂正符号化及び変調を施し、各サブキャリアに送信信号をマッピングするものである。このように生成されたマルチキャリア信号は、ダイバーシチ部１０１０により、それぞれのグループ毎に予め決められたアンテナ系統のＩＦＦＴ部１００１−ａまたは１００１−ｂに入力される。周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤでは、一例として図１２に示すように、隣り合うサブキャリアグループは異なるアンテナから送信されるよう設定されている。また、ＩＦＦＴ部１００１−ａ、１００１−ｂに入力される信号のうち、各アンテナにおいて送信を行わないサブキャリアにはダイバーシチ部１０１０によりゼロが挿入される。そして、各アンテナ系統のＩＦＦＴ部１００１−ａ、１００１−ｂにおいて逆高速フーリエ変換の処理が行われる。
【０００６】
次に、Ｐ／Ｓ変換部１００２−ａ、１００２−ｂは、ＩＦＦＴ部１００１−ａ、１００１−ｂから出力される信号をパラレル信号からシリアル信号に変換する処理を行って、そのシリアル信号をＧＩ挿入部１００３−ａ、１００３−ｂへそれぞれ出力する。ＧＩ挿入部１００３−ａ、１００３−ｂは、Ｐ／Ｓ変換部１００２−ａ、１００２−ｂから出力される信号に対してガードインターバルを挿入し、Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、１００４−ｂへ出力する。ガードインターバルは、主にＯＦＤＭシンボルのシンボル間干渉を軽減するためにシンボル間に挿入される時間のことであり、通常、ＯＦＤＭシンボルの後半部のレプリカがＯＦＤＭシンボルの先頭に挿入されることにより生成される。  Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、１００４−ｂは、ＧＩ挿入部１００３−ａ、１００３−ｂから出力される信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、ＲＦ部１００５−ａ、１００５−ｂへ出力する。ＲＦ部１００５−ａ、１００５−ｂは、Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、１００４−ｂから出力されたベースバンド信号を送信可能な周波数帯に周波数変換し、周波数変換された高周波信号がアンテナ１００６−ａ、１００６−ｂから送信される。
【０００７】
次に、無線受信装置の構成を図１４に示す。図１４に示す無線受信装置は、アンテナ１１００、ＲＦ部１１０１、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル：Analogue to Digital）変換部１１０２、同期部１１０３、ＧＩ除去部１１０４、Ｓ／Ｐ（直並列：Serial to Parallel）変換部１１０５、ＦＦＴ（高速フーリエ変換：Fast Fourier Transform）部１１０６、伝搬路推定・補償部１１０７、誤り訂正復号部１１０８から構成される。この無線受信装置は、基本的には無線送信装置と逆の処理を行う。このうち、ＲＦ部１１０１は、アンテナ１１００で受信した高周波信号をベースバンド信号に周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部１１０２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部１１０２は、ＲＦ部１１０１から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換し、同期部１１０３へ出力する。同期部１１０３は、Ａ／Ｄ変換部１１０２から出力される信号に対してシンボル同期をとり、ＧＩ除去部１１０４へ出力する。ＧＩ除去部１１０４は、送信側で付加されたガードインターバルを除去し、Ｓ／Ｐ変換部１１０５へ出力する。Ｓ／Ｐ変換部１１０５は、ＧＩ除去部１１０４から出力される信号を、高速フーリエ変換のポイント数のパラレル信号に変換し、ＦＦＴ部１１０６へ出力する。ＦＦＴ部１１０６は、Ｓ／Ｐ変換部１１０５から出力される信号に対して高速フーリエ変換の処理を行い、周波数領域の信号に変換する。
【０００８】
次に、伝搬路推定・補償部１１０７は、ＦＦＴ部１１０６から出力される信号に対して、伝搬路推定やサブキャリア毎の伝搬路補償、デマッピングを行い、デマッピング後の信号を誤り訂正復号部１１０８へ出力する。伝搬路の推定は、一例として、データ信号に多重された既知のパイロット信号の受信信号の既知のパイロット信号からの変動を抽出することにより行われる。誤り訂正復号部１１０８は、伝搬路推定・補償部１１０７から送られてくる信号に対して誤り訂正を行い、送信されたデータを復元して、該データを出力する。このような無線送受信装置構成とすることにより、サブキャリアグループ毎にアンテナを切り替えて送信することができ、異なるアンテナから送信されたサブキャリアグループは異なる伝搬路変動を受けて受信されるため、高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【非特許文献１】3GPP TSG RAN WG1 Meeting #46 R1-062356
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤでは、いくつかの連続するサブキャリアをまとめたサブキャリアグループ毎に送信アンテナを切り替えることにより、高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。しかしながら、１つのサブキャリアグループを構成するサブキャリア数が多く、周波数領域の伝搬路変動が緩やかな状況においては、サブキャリアグループ内のサブキャリアの受信レベルが一様に落ち込み、誤りが発生するという問題がある。また、１つのサブキャリアグループを構成するサブキャリア数が少ない場合においても、隣接するサブキャリアグループの伝搬路状況が同じような変動となる状況では十分な周波数ダイバーシチ効果を得ることができない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤを用いた無線通信システムにおいて、周波数領域の伝搬路変動が緩やかな状況であっても高い周波数ダイバーシチ効果を得ることのできる無線送信装置、無線受信装置、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の無線送信装置は、複数のアンテナにそれぞれ対応する送信手段であって、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送信する送信手段を複数有する無線送信装置であって、隣接する再配置前サブキャリアを、互いに異なる前記アンテナから送信するように再配置してから送信することを特徴とする。
【００１２】
これにより、本発明の無線送信装置は、隣接する再配置前サブキャリアを互いに異なるアンテナから送信するため、該サブキャリアを無線受信装置が受信する際には、隣接する再配置前サブキャリアは異なる伝搬路変動を受けているため、無線受信装置において高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる信号を送信することができる。
【００１３】
また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、隣接する再配置前サブキャリアが互いに異なるサブキャリアグループに含まれるように複数の再配置前サブキャリアを再配置して、連続する再配置後サブキャリアからなる複数のサブキャリアグループを出力するインターリーブ手段と、隣接する前記サブキャリアグループを、互いに異なる前記アンテナから送信する送信手段に出力するダイバーシチ手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記インターリーブ手段は、前記アンテナ数分離れた再配置前サブキャリアが、再配置の結果、互いに異なる前記サブキャリアグループに配置されるように、再配置することを特徴とする。
【００１５】
これにより、本発明の無線送信装置は、アンテナ数分離れた再配置前サブキャリアを互いに異なるサブキャリアグループに配置するため、該サブキャリアを無線受信装置が受信する際には、アンテナ数分離れた再配置前サブキャリアは異なる伝搬路変動を受けており、無線受信装置において高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる信号を送信することができる。
【００１６】
また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記インターリーブ手段は、連続する前記アンテナ数分の再配置前サブキャリアが、再配置の結果、互いに異なる前記アンテナから送信されるように、再配置することを特徴とする。
【００１７】
これにより、本発明の無線送信装置は、連続するアンテナ数分の再配置前サブキャリアを互いに異なるアンテナから送信するため、該サブキャリアを無線受信装置が受信する際には、連続するアンテナ数分の再配置前サブキャリアは互いに異なる伝搬路変動を受けており、無線受信装置において高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる信号を送信することができる。
【００１８】
また、本発明の無線受信装置は、複数のサブキャリアを受信し、これらのサブキャリアについて上述の無線送信装置が行なう再配置の逆再配置を行なうことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の無線通信システムは、複数のアンテナから信号を送信する無線送信装置と、該無線送信装置から信号を受信する無線受信装置とからなる無線通信システムにおいて、前記無線送信装置は、隣接する再配置前サブキャリアを、互いに異なる前記アンテナから送信するように再配置してから送信し、前記無線受信装置は、前記無線送信装置が送信した複数のサブキャリアを受信し、これらのサブキャリアについて前記無線送信装置が行なう再配置の逆再配置を行なうことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の無線通信システムは、複数のアンテナから信号を送信する送信側と、前記送信側から信号を受信する受信側とからなる無線通信システムにおける無線通信方法において、前記送信側が、隣接する再配置前サブキャリアを、互いに異なる前記アンテナから送信するように再配置してから送信する第１の過程と、前記受信側が、前記第１の過程にて送信された複数のサブキャリアを受信し、これらのサブキャリアについて前記第１の過程にて行なう再配置の逆再配置を行なうことを特徴とする無線通信方法。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、無線送信装置は、隣接する再配置前サブキャリアを互いに異なるアンテナから送信するため、該サブキャリアを受信する際には、隣接する再配置前サブキャリアは異なる伝搬路変動を受けており、受信側において高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる信号を送信できる。
【００２２】
また、この発明によれば、無線受信装置は、互いに異なるアンテナから送信された隣接する再配置前サブキャリアを受信するため、隣接する再配置前サブキャリアは異なる伝搬路変動を受けており、高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤにおいて、サブキャリアグループを構成するサブキャリアの数や、隣接するサブキャリアグループが受ける伝搬路変動に依存せず、高い周波数ダイバーシチ効果を得ることのできるサブキャリアインターリーブ方法に関するものである。以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による無線送信装置の構成を示す概略ブロック図である。但し、アンテナ数を２としている。また、図１では、１つのサブキャリアグループに含まれるサブキャリア数をｎとしている。図１に示すように、本実施の形態による無線送信装置は、送信データ生成部１０００、サブキャリアインターリーブ部１００、ダイバーシチ部１０１０、ＩＦＦＴ部１００１−ａ、１００１−ｂ、Ｐ／Ｓ変換部１００２−ａ、１００２−ｂ、ＧＩ挿入部１００３−ａ、１００３−ｂ、Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、１００４−ｂ、ＲＦ部１００５−ａ、１００５−ｂ、アンテナ１００６−ａ、１００６−ｂから構成される。
【００２４】
本実施形態では、ＩＦＦＴ部１００１−ａ、Ｐ／Ｓ変換部１００２−ａ、ＧＩ挿入部１００３−ａ、Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、ＲＦ部１００５−ａで、アンテナ１００６−ａに対応する送信手段として機能する。同様に、ＩＦＦＴ部１００１−ｂ、Ｐ／Ｓ変換部１００２−ｂ、ＧＩ挿入部１００３−ｂ、Ｄ／Ａ変換部１００４−ｂ、ＲＦ部１００５−ｂで、アンテナ１００６−ｂに対応する送信手段として機能する。
【００２５】
送信データ生成部１０００は、マルチキャリア信号を生成する機能を有する。これは、送信するデータを誤り訂正符号化し、さらに２相位相変調（ＢＰＳＫ）、４相位相変調（ＱＰＳＫ）などの変調を施し、各サブキャリアに送信信号をマッピングするものである。サブキャリアインターリーブ部（インターリーブ手段）１００は、送信データ生成部１０００が生成したマルチキャリア信号を周波数単位に分割したサブキャリア（再配置前サブキャリア）を、周波数方向に予め決められた順番に並び変えて、再配置する。この並び替えは、ＣＰＵなどの汎用処理手段がプログラムを実行することにより、並び替え前と並び替え後の位置（サブキャリア番号）関係が記憶されているテーブルを参照して、送信データ生成部１０００の出力信号が格納されたバッファの内容を並び替えて出力する、または、送信データ生成部１０００の出力信号を格納するバッファからの各サブキャリアについての出力信号を並び替え後の位置に対応した出力に繋げた専用回路を設ける等の方法により実現することができる。サブキャリアインターリーブ部１００の詳細については、後述する。
【００２６】
ダイバーシチ部（ダイバーシチ手段）１０１０は、サブキャリアインターリーブ部１００により再配置されたサブキャリア（再配置後サブキャリア）を、それぞれのサブキャリアグループ毎に予め決められたアンテナ系統のＩＦＦＴ部１００１−ａまたは１００１−ｂに入力する。周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤでは、一例として図１に示すように、隣り合うサブキャリアグループは異なるアンテナから送信されるよう設定されている。また、ＩＦＦＴ部１００１−ａ、１００１−ｂに入力される信号のうち、各アンテナにおいて送信を行わないサブキャリアにはダイバーシチ部１０１０によりゼロ（値が「０」の信号）が挿入される。そして、各アンテナ系統のＩＦＦＴ部１００１−ａ、１００１−ｂにおいて逆高速フーリエ変換の処理が行われる。なお、サブキャリアグループは、送信時に周波数方向に隣接するサブキャリアから構成されるグループなので、周波数方向に隣接する再配置後サブキャリアから構成されると言うこともできる。
【００２７】
次に、Ｐ／Ｓ変換部１００２−ａ、１００２−ｂは、ＩＦＦＴ部１００１−ａ、１００１−ｂから出力される信号をパラレル信号からシリアル信号に変換する処理を行って、そのシリアル信号をＧＩ挿入部１００３−ａ、１００３−ｂへそれぞれ出力する。ＧＩ挿入部１００３−ａ、１００３−ｂは、Ｐ／Ｓ変換部１００２−ａ、１００２−ｂから出力される信号に対してガードインターバルを挿入し、Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、１００４−ｂへ出力する。ガードインターバルは、主にＯＦＤＭシンボルのシンボル間干渉を軽減するためにシンボル間に挿入される時間のことであり、一例として、ＯＦＤＭシンボルの後半部のレプリカがＯＦＤＭシンボルの先頭に挿入されることにより生成される。  Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、１００４−ｂは、ＧＩ挿入部１００３−ａ、１００３−ｂから出力される信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、ＲＦ部１００５−ａ、１００５−ｂへ出力する。ＲＦ部１００５−ａ、１００５−ｂは、Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、１００４−ｂから出力されたベースバンド信号を送信可能な周波数帯に周波数変換し、周波数変換された高周波信号がアンテナ１００６−ａ、１００６−ｂから送信される。
【００２８】
このように、本実施の形態による無線送信装置は、ダイバーシチ部１０１０が、各サブキャリア（グループ）を予め決められたアンテナ系統（ＩＦＦＴ部１００１−ａまたはＩＦＦＴ部１００１−ｂ）に入力する前に、サブキャリアインターリーブ部１００がインターリーブを行う構成となっている。このように本発明は、サブキャリアが幾つかのサブキャリアグループにグルーピングされ、送信されるアンテナの系統へのみ入力される前にインターリーブを施すことにより、隣接する、またはそれほど離れていないサブキャリアを異なるアンテナから送信することを可能にし、高い周波数ダイバーシチ効果を得ようとするものである。このサブキャリアインターリーブ部１００の動作については後述する。
【００２９】
次に、本実施の形態による無線受信装置構成を図２に示す。図２に示すように、本実施の形態による無線受信装置は、アンテナ１１００、ＲＦ部１１０１、Ａ／Ｄ変換部１１０２、同期部１１０３、ＧＩ除去部１１０４、Ｓ／Ｐ変換部１１０５、ＦＦＴ部１１０６、伝搬路推定・補償部１１０７、サブキャリアデインターリーブ部２００、誤り訂正復号部１１０８から構成される。ＲＦ部１１０１は、アンテナ１１００で受信した信号をベースバンド信号に周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部１１０２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部１１０２は、ＲＦ部１１０１から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換し、同期部１１０３へ出力する。同期部１１０３は、Ａ／Ｄ変換部１１０２から出力される信号に対してシンボル同期をとり、ＧＩ除去部１１０４へ出力する。ＧＩ除去部１１０４は、送信側で付加されたガードインターバルを除去し、Ｓ／Ｐ変換部１１０５へ出力する。Ｓ／Ｐ変換部１１０５は、ＧＩ除去部１１０４から出力される信号を、高速フーリエ変換のポイント数のパラレル信号に変換し、ＦＦＴ部１１０６へ出力する。ＦＦＴ部１１０６は、Ｓ／Ｐ変換部１１０５から出力される信号に対して高速フーリエ変換の処理を行い、周波数領域の信号に変換する。
【００３０】
次に、伝搬路推定・補償部１１０７は、ＦＦＴ部１１０６から出力される信号に対して、伝搬路推定やサブキャリア毎の伝搬路補償、デマッピングを行い、デマッピング後の信号をサブキャリアデインターリーブ部２００へ出力する。但し、伝搬路の推定は、一例として、データ信号に多重された既知のパイロット信号の受信信号の既知のパイロット信号からの変動を抽出することにより行われる。サブキャリアデインターリーブ部２００は、デマッピング後の信号に対して、無線送信装置のサブキャリアインターリーブ部１００による再配置を元に戻すように逆に並び替える再配置を行い、その結果を誤り訂正復号部１１０８へ出力する。サブキャリアインターリーブ部１００と同様、この並び替えは、ＣＰＵなどの汎用処理手段がプログラムを実行することにより、並び替え前と並び替え後の位置（サブキャリア番号）関係が記憶されているテーブルを参照して、伝搬路推定・補償部１１０７の出力信号が格納されたバッファの内容を並び替えて出力する、または、伝搬路推定・補償部１１０７の出力信号を格納するバッファの各サブキャリアについての出力信号を並び替え後の位置に対応した出力に繋げた専用回路を設ける等の方法により実現することができる。誤り訂正復号部１１０８は、サブキャリアデインターリーブ部２００から送られてくる信号に対して誤り訂正を行い、送信されたデータを復元する。
【００３１】
このように、無線受信装置では、図１に示す無線送信装置に対応してサブキャリアデインターリーブ部２００を設けることにより、送信されたデータを正しく復調することができる。但し、伝搬路推定用のパイロット信号が全サブキャリアに挿入されている場合には、サブキャリアデインターリーブ部２００を伝搬路推定・補償部１１０７よりも前に設け、パイロット信号をデータ信号と同様にデインターリーブする構成としてもよい。
【００３２】
ここで、サブキャリアインターリーブ部１００によるインターリーブ動作について説明を行う。本発明において、サブキャリアインターリーブ部１００の最も基本的なサブキャリア並び替え動作は、隣り合うサブキャリアが異なるサブキャリアグループとなるように再配置することであり、特に、隣り合うサブキャリアが異なるアンテナから送信されるよう再配置した場合に高い周波数ダイバーシチ効果が得られる。この再配置基準は、以下の式（１）に示すように表すことができる。但し、Ｋはサブキャリア数、Ｍ（ｋ）は再配置前のｋ番目のサブキャリアを送信するアンテナ番号を表している。
Ｍ（ｋ＋１）≠Ｍ（ｋ）  （ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ−１）      （１）
式（１）に示す再配置基準に従う場合には、隣り合うサブキャリアが異なるアンテナから送信されるよう再配置されることとなる。
【００３３】
ここで、隣り合うサブキャリアを異なるアンテナから送信するよう再配置する基本動作を図３に示す。但し、図３では１つのサブキャリアグループを構成するサブキャリアの数をｎとしたとき、ｎ＝４の場合についての例を示している。図３は、下からサブキャリアインターリーブ部１００への入力ａ１（再配置前サブキャリアの列）、サブキャリアインターリーブ部１００からの出力ｂ１（再配置後サブキャリアの列）、各サブキャリアグループを送信するアンテナ名ｃ１、各サブキャリアの伝搬路応答ｄ１、無線受信装置におけるサブキャリアデインターリーブ部２００からの出力ｅ１（デインターリーブ後のサブキャリア列）、デインターリーブ後の受信レベルｆ１をそれぞれ示している。
【００３４】
なお、サブキャリアインターリーブ部１００への入力ａ１、サブキャリアインターリーブ部１００からの出力ｂ１、各サブキャリアの伝搬路応答ｄ１、サブキャリアデインターリーブ部２００からの出力ｅ１における四角とその四角内の数字は、四角がサブキャリアを表し、数字がサブキャリア番号を表している。例えば、サブキャリアインターリーブ部１００への入力ａ１で、１番目のサブキャリア１は、サブキャリアインターリーブ部１００からの出力ｂ１でも、そのまま１番目に配置されている。また、サブキャリアインターリーブ部１００への入力ａ１で、２番目のサブキャリア２は、サブキャリアインターリーブ部１００からの出力ｂ１では、５番目（サブキャリアグループ２）に配置されている。サブキャリアインターリーブ部１００への入力ａ１で、３番目のサブキャリア３は、サブキャリアインターリーブ部１００からの出力ｂ１では、２番目（サブキャリアグループ１）に配置されている。
【００３５】
このサブキャリアインターリーブ部１００の再配置動作は以下の式で表すことができる。但し、ｉはインターリーブ前のサブキャリア番号、ｊはインターリーブ後のサブキャリア番号を、ｎは１つのサブキャリアグループを構成するサブキャリアの数を示している。また、ｆｌｏｏｒ（ｘ）はｘを超えない整数を、ｍｏｄ（ｘ，ｙ）はｘをｙで割った余りを表している。
ｊ＝４×２×ｆｌｏｏｒ（（ｉ−１）÷（４×２））＋ｍｏｄ（ｍｏｄ（ｉ，２）＋１，２）×４＋ｍｏｄ（ｆｌｏｏｒ（（ｉ−１）÷２），４）＋１
【００３６】
ここで、図３に示す各サブキャリアの伝搬路応答ｄ１はサブキャリアインターリーブを行わない場合の各サブキャリアの受信レベルを表しているとも言える。各サブキャリアの伝搬路応答ｄ１に示すように、周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤに本発明によるサブキャリアインターリーブを併用しない場合には、サブキャリア１〜４のように受信レベルの低いサブキャリアが連続することがあり、このような信号列のままビタビ復号器のような誤り訂正復号部１１０８に入力されても、十分な周波数ダイバーシチ効果が得られないため、符号化単位内の多くのビットが欠落または誤りとなり、誤り訂正が有効に行えない確率が高くなる。
【００３７】
これに対し、サブキャリアインターリーブ部１００が、サブキャリアインターリーブ部１００への入力ａ１からサブキャリアインターリーブ部１００からの出力ｂ１へというように、隣り合うサブキャリアを異なるアンテナから送信するように並び替えるインターリーブを行うと、デインターリーブ後の受信レベルｆ１に示すように低い受信レベルのサブキャリアが連続する確率を低減することができる。これは、異なるアンテナから送信された信号は伝搬路において異なる変動を受けるためである。このように得られる周波数ダイバーシチ効果により、誤り訂正復号部１１０８による誤り訂正を有効にし、誤りの発生を軽減することが可能となる。
【００３８】
以上のように、隣接するサブキャリアを互いに異なるサブキャリアグループに再配置する、特に異なるアンテナから送信するように並び替えるインターリーブ方法を適用することにより、隣接するサブキャリアの伝搬路変動が異なるものとなり、周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤによる周波数ダイバーシチ効果を高めることが可能となる。
【００３９】
［第２の実施形態］
第１の実施形態は、異なるアンテナから送信するように並び替えるインターリーブ方法を適用することにより、周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤによる周波数ダイバーシチ効果を高めることができる。ところが、異なるアンテナから送信されたサブキャリアグループのうち、隣接するサブキャリアグループが同じような伝搬路変動を受ける状況においては得られる周波数ダイバーシチ効果が減少してしまう。具体的には、図３のデインターリーブ後の受信レベルｆ１に示すサブキャリア２５〜３２のように、デインターリーブ後に同程度の受信レベルとなるサブキャリアが連続してしまうこととなる。そこで、第２の実施形態では、このような状況においても高い周波数ダイバーシチ効果を得ることのできる無線通信システムについて示す。
【００４０】
図４は、本発明の第２の実施形態による無線送信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。１０１は、送信データ生成部１０００が生成したマルチキャリア信号を周波数単位に分割したサブキャリアを、周波数方向に予め決められた順番に並び変えて、再配置するサブキャリアインターリーブ部（インターリーブ手段）である。サブキャリアインターリーブ部１０１の行うインターリーブ方法の詳細については、図６の説明にて詳述する。
図５は、本実施形態による無線受信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。２０１は、伝搬路推定・補償部１１０７の出力した信号に対して、無線送信装置のサブキャリアインターリーブ部１０１による再配置を元に戻すように逆に並び替える再配置を行い、その結果を誤り訂正復号部１１０８へ出力する本実施形態によるサブキャリアデインターリーブ部である。
【００４１】
図６は、下からサブキャリアインターリーブ部１０１への入力ａ２（インターリーブ前のサブキャリア列）、サブキャリアインターリーブ部１０１からの出力ｂ２（インターリーブ後のサブキャリア列）、各サブキャリアグループを送信するアンテナ名ｃ２、各サブキャリアの伝搬路応答ｄ２、無線受信装置におけるサブキャリアデインターリーブ部２０１からの出力ｅ２（デインターリーブ後のサブキャリア列）、デインターリーブ後の受信レベルｆ２をそれぞれ示している。サブキャリアインターリーブ部１０１への入力ａ２、サブキャリアインターリーブ部１０１からの出力ｂ２、各サブキャリアの伝搬路応答ｄ２、サブキャリアデインターリーブ部２０１からの出力ｅ２における四角とその四角内の数字は、四角がサブキャリアを表し、数字がサブキャリア番号を表している。
【００４２】
図６に示すインターリーブ方法では、サブキャリアインターリーブ部１０１が、隣り合うサブキャリアを異なるアンテナから送信するように並び替えることに加え、アンテナ数分離れたサブキャリア同士を互いに異なるサブキャリアグループに配置するよう並び替えを行う。これは、本実施の形態ではアンテナ数を２としているため、２サブキャリアだけ離れた複数のサブキャリア、例えば図６のサブキャリア１とサブキャリア３、サブキャリア２とサブキャリア４のような位置関係のサブキャリア、が異なるサブキャリアグループに配置されるように並び替えるものである。この再配置基準は、式（１）と以下の式（２）の組み合わせで表すことができる。但し、Ｌは送信アンテナ数、ｇ（ｋ）は再配置前のｋ番目のサブキャリアが再配置後に含まれるサブキャリアグループの番号を表している。
ｇ（ｋ＋Ｌ）≠ｇ（ｋ）  （ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ−Ｌ）  （２）
式（１）及び式（２）に示す再配置基準に従う場合には、アンテナ数分離れたサブキャリアが異なるサブキャリアグループに配置され、隣り合うサブキャリアが異なるアンテナから送信されるように並び替えられる。
【００４３】
式（１）及び式（２）に示す再配置基準を満たす再配置動作の一例である、図６に示す再配置動作は、具体的に、以下の式で表すことができる。但し、ｉはインターリーブ前のサブキャリア番号、ｊはインターリーブ後のサブキャリア番号を示している。
ｊ＝４×４×ｆｌｏｏｒ（（ｉ−１）÷（４×４））＋ｍｏｄ（ｍｏｄ（ｉ−１，４），４）×４＋ｍｏｄ（ｆｌｏｏｒ（（ｉ−１）÷２），４）＋１
このように、式（１）及び式（２）に示す再配置基準を満たす再配置動作の手法を用いた場合には、図３のデインターリーブ後の受信レベルｆ２に示すように、デインターリーブ後に同程度の受信レベルの信号が幾つも連続する（サブキャリア２５〜３２）状況を防止することができる。
【００４４】
これは、周波数が大きく異なるサブキャリアでは、受ける伝搬路変動が異なるためである。したがって、隣接するサブキャリアグループが同じような伝搬路変動を受けるような状況においても、周波数ダイバーシチ効果を十分に得ることができる。但し、このようなインターリーブはサブキャリアグループの数が非常に少ない場合、例えば、サブキャリアグループ数が２のような場合には適用することができず、サブキャリアグループ数がある程度多い場合において有効な技術である。
【００４５】
図６に示す例では、アンテナ数分離れたサブキャリア同士を、２サブキャリアグループだけ離して配置するよう並び替えを行っていたが、より離れたサブキャリアグループへ配置するようにしてもよい。このように、より離れたサブキャリアグループへ配置することにより、非常に変動が緩やかな伝搬路状況においても周波数ダイバーシチの効果を得ることができる。
【００４６】
なお、図６に示した本実施形態におけるサブキャリアインターリーブ部１０１による再配置は、前述のように式（１）を満たしているため、第１の実施形態によるサブキャリアインターリーブ部１００と同様に、隣接するサブキャリアを互いに異なるサブキャリアグループに再配置している。このため、第１の実施形態と同様に、隣接するサブキャリアの伝搬路変動が異なるものとなり、周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤによる周波数ダイバーシチ効果を高めることが可能となる。
【００４７】
［第３の実施形態］
第１および第２の実施形態ではアンテナ数を２とした場合の例を示したが、第３の実施の形態では、アンテナ数を４とした場合のサブキャリアインターリーブの例を示す。図７は、第３の実施形態における無線送信装置の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における無線送信装置は、図１に示す無線送信装置の送信系統（ＩＦＦＴ部１００１−ａ、Ｐ／Ｓ変換部１００２−ａ、ＧＩ挿入部１００３−ａ、Ｄ／Ａ変換部１００４−ａ、ＲＦ部１００５−ａ、アンテナ１００６−ａの組）を４組に増やした構成であり、図７において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。１０２は、本実施形態におけるサブキャリアインターリーブを行うサブキャリアインターリーブ部である。サブキャリアインターリーブ部１０２の詳細については、図１０にて後述する。１０１１は、サブキャリアインターリーブ部１０２にてインターリーブされた各サブキャリアを、サブキャリアグループ毎にＩＦＦＴ部１００１−ａ、１００１−ｂ、１００１−ｃ、１００１−ｄの４つのＩＦＦＴ部に順に割振るダイバーシチ部である。
【００４８】
図８は、本実施形態における無線受信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。２０２は、本実施形態における無線送信装置のサブキャリアインターリーブ部１０２によるインターリーブを元に戻すようにサブキャリアを再配置するサブキャリアデインターリーブ部である。
【００４９】
ここで、本実施形態におけるインターリーブ方法を説明する前に、第２の実施形態において示したサブキャリアインターリーブを、４つのアンテナを有する無線送信装置に適用する場合のインターリーブ前後のサブキャリア番号例を図９に示す。第２の実施形態では、隣り合うサブキャリアを異なるアンテナから送信するように並び替えることに加え、アンテナ数の間隔だけ離れたサブキャリア同士を異なるサブキャリアグループに配置するよう並び替えを行っていた。この手法によりインターリーブを行った場合、図９に示すように、サブキャリア１とサブキャリア３のように比較的近くに位置するサブキャリアが同じアンテナ１から送信される（同じサブキャリアグループに属する）ようインターリーブが行われることがある。このような場合にも、各アンテナから送信された信号が受ける伝搬路変動がそれぞれ独立であれば高い周波数ダイバーシチ効果が得られるが、近くに位置するサブキャリアはそれぞれ別のアンテナから（または別のサブキャリアグループで）送信されるようインターリーブすることにより、更に高い周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。以上のことを考慮した本実施の形態によるインターリーブを行った場合の一例を図１０に示す。
【００５０】
図１０に示すように、本実施形態のサブキャリアインターリーブ部１０２によるインターリーブでは、第２の実施形態で示したインターリーブに加え、アンテナ数と同じ数（ここでは４）だけ連続したサブキャリアがそれぞれ異なるアンテナから送信されるよう並び替えを行う。例えば、サブキャリア１０を含む連続する４つのサブキャリアの組は、サブキャリア７〜１０やサブキャリア９〜１２等があるが、図１０に示すインターリーブでは、それら連続する４つのサブキャリアは全て異なるアンテナから送信されるよう（サブキャリア７はアンテナ１００６−ｃから、サブキャリア８はアンテナ１００６−ｄから、サブキャリア９はアンテナ１００６−ａから、サブキャリア１０はアンテナ１００６−ｂから、サブキャリア１１はアンテナ１００６−ｃから、サブキャリア１２はアンテナ１００６−ｄからそれぞれ送信されるよう）に並び替えられている。この再配置基準は、式（２）と以下の式（３）の組み合わせで表すことができる。
Ｍ（ｋ＋Ｌ−１）≠Ｍ（ｋ＋Ｌ−２）≠・・・≠Ｍ（ｋ＋１）≠Ｍ（ｋ）
（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ−Ｌ＋１）      （３）
【００５１】
このようにインターリーブされ送信された各サブキャリアが、伝搬路応答ｄ４に示す伝搬路変動を受け、受信側でデインターリーブされる場合の受信レベルは、デインターリーブ後の受信レベルｆ４に示すものとなる。本実施の形態によるインターリーブ及びデインターリーブを行うことにより、デインターリーブ後の受信レベルｆ４に示すように、デインターリーブ後に低い受信レベルとなるサブキャリアが連続する確率を大幅に低減することができる。これは、比較的近くに位置する（アンテナ数分だけ連続した）サブキャリアが、それぞれ異なるアンテナから送信されるよう並び替えられているためである。このようにして得られる周波数ダイバーシチの効果により、誤り訂正復号部１１０８による誤り訂正を有効にし、誤りの発生を大きく軽減することが可能となる。但し、第１の実施形態においても述べたように、このようなインターリーブはサブキャリアグループの数が非常に少ない場合、例えば、サブキャリアグループ数が２のような場合には適用することができず、サブキャリアグループ数がある程度多い場合において有効である。
【００５２】
式（２）及び式（３）に示す再配置基準を満たす再配置動作の一例である、図１０に示す再配置動作は、具体的に、以下の式で表すことができる。但し、ｉはインターリーブ前のサブキャリア番号、ｊはインターリーブ後のサブキャリア番号を示している。
ｊ＝ｍｏｄ（ｍｏｄ（ｉ−１，８），８）×４＋ｍｏｄ（ｆｌｏｏｒ（（ｉ−１）÷８），８）＋１
また、式（２）と式（３）の組み合わせで表される本実施形態の別の例としては、図１１に示すようなものもある。図１１においても、図１０に示す例と同様、アンテナ数と同じ数（ここでは４）だけ連続したサブキャリアがそれぞれ異なるアンテナから送信されるよう並び替えが行われている。すなわち、図１１おける並び替えにより、インターリーブ前のサブキャリア番号１、２、３、・・・３２は、インターリーブ後の並び順が、サブキャリア番号１、９、１７、２５、３、１１、１９、２７、２、１０、１８、２６、４、１２、２０、２８、５、１３、２１、２９、７、１５、２３、３１、５、１４、２２、３０、８、１６、２３、３２となる。
【００５３】
なお、式（３）は式（１）を含んでいることから、式（３）が成り立つときは、常に式（１）も成り立つ。従って、図１０および図１１に示した本実施形態におけるサブキャリアインターリーブ部１０２による再配置は、第１の実施形態によるサブキャリアインターリーブ部１００と同様に、隣接するサブキャリアを互いに異なるサブキャリアグループに再配置している。このため、第１の実施形態と同様に、隣接するサブキャリアの伝搬路変動が異なるものとなり、周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤによる周波数ダイバーシチ効果を高めることが可能となる。
【００５４】
また、式（３）は式（１）を含んでいることから、図１０および図１１に示した本実施形態におけるサブキャリアインターリーブ部１０２による再配置は、式（１）および式（２）による再配置基準に従っており、アンテナ数分離れたサブキャリアが異なるサブキャリアグループに配置され、隣り合うサブキャリアが異なるアンテナから送信されるようになり、デインターリーブ後に同程度の受信レベルの信号が幾つも連続する状況を防止することができる。
【００５５】
以上説明した実施形態において、図１のサブキャリアインターリーブ部１００、ダイバーシチ部１０１０、図２のサブキャリアデインターリーブ部２００、図４のサブキャリアインターリーブ部１０１、ダイバーシチ部１０１０、図５のサブキャリアデインターリーブ部２０１、図７のサブキャリアインターリーブ部１０２、ダイバーシチ部１０１１、図８のサブキャリアデインターリーブ部２０２の機能又はこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５６】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。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く、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であっても良い。
【００５７】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、無線送信装置を基地局装置とし、無線受信装置を移動局装置とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の第１の実施形態による無線送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における無線受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態におけるサブキャリアインターリーブ部１００によるインターリーブと、その結果の受信レベルの分布を示した図である。
【図４】この発明の第２の実施形態による無線送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態における無線受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同実施形態におけるサブキャリアインターリーブ部１０１によるインターリーブと、その結果の受信レベルの分布を示した図である。
【図７】この発明の第３の実施形態による無線送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】同実施形態における無線受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】アンテナが４本のときに、第２の実施形態と同様のインターリーブを行った場合を説明する図である。
【図１０】第３の実施形態におけるサブキャリアインターリーブ部１０２によるインターリーブと、その結果の受信レベルの分布を示した図である。
【図１１】第３の実施形態におけるサブキャリアインターリーブ部１０２によるインターリーブの別の例を示した図である。
【図１２】周波数切換送信ダイバーシチＦＳＴＤの概要を説明する図である。
【図１３】無線送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】無線受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００、１０１、１０２…サブキャリアインターリーブ部
２００、２０１、２０２…サブキャリアデインターリーブ部
１０００…送信データ生成部
１００１−ａ、１００１−ｂ、１００１−ｃ、１００１−ｄ…ＩＦＦＴ部
１００２−ａ、１００２−ｂ、１００２−ｃ、１００２−ｄ…Ｐ／Ｓ変換部
１００３−ａ、１００３−ｂ、１００３−ｃ、１００３−ｄ…ＧＩ挿入部
１００４−ａ、１００４−ｂ、１００４−ｃ、１００４−ｄ…Ｄ／Ａ変換部
１００５−ａ、１００５−ｂ、１００５−ｃ、１００５−ｄ…ＲＦ部
１００６−ａ、１００６−ｂ、１００６−ｃ、１００６−ｄ…アンテナ
１０１０、１０１１…ダイバーシチ部
１１００…アンテナ
１１０１…ＲＦ部
１１０２…Ａ／Ｄ変換部
１１０３…同期部
１１０４…ＧＩ除去部
１１０５…Ｓ／Ｐ変換部
１１０６…ＦＦＴ部
１１０７…伝搬路推定・補償部
１１０８…誤り訂正復号部
１２００…無線送信装置
１２０１…無線受信装置
【図１】
2008131558.tif 000003
【図２】
2008131558.tif 000004
【図３】
2008131558.tif 000005
【図４】
2008131558.tif 000006
【図５】
2008131558.tif 000007
【図６】
2008131558.tif 000008
【図７】
2008131558.tif 000009
【図８】
2008131558.tif 000010
【図９】
2008131558.tif 000011
【図１０】
2008131558.tif 000012
【図１１】
2008131558.tif 000013
【図１２】
2008131558.tif 000014
【図１３】
2008131558.tif 000015
【図１４】
2008131558.tif 000016