(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチパス成分によるシンボル間干渉及びキャリア間干渉を抑圧するためのガード区間を挿入しない、直交周波数分割多重変調方式にて無線信号を送信する送信装置と、
受信した処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行い、前記ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行い、前記逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行い、該ＦＦＴ処理後の信号を復調する受信装置と、
を有し、
前記受信装置は、
予め送信される、送信データがマルチキャスト用の無線信号であることを通知するマルチキャスト通知信号を検出すると、処理の対象範囲をさらに拡張する移動通信システム。
【請求項２】
直交周波数分割多重変調方式にてユニキャスト伝送及びマルチキャスト伝送を行う移動通信システムであって、
送信するデータがマルチキャスト伝送用の無線信号であることを予め通知するためのマルチキャスト通知信号を送信する送信装置と、
少なくとも１つの送信装置から受信した処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行い、前記ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行い、前記逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行い、該ＦＦＴ処理後の信号を復調する、前記マルチキャスト通知信号を受信すると、前記ＦＦＴ処理、前記周波数等価処理及び前記逆ＦＦＴ処理の対象範囲をさらに拡張する受信装置と、
を有する移動通信システム。
【請求項３】
直交周波数分割多重変調方式にてユニキャスト伝送及びマルチキャスト伝送を行う移動通信システムであって、
前記マルチキャスト伝送時に、前記ユニキャスト伝送を前提とした長さの、マルチパス成分によるシンボル間干渉及びキャリア間干渉を抑圧するためのガード区間を挿入した無線信号を送信する送信装置と、
少なくとも１つの送信装置から受信した処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行い、前記ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行い、前記逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行い、該ＦＦＴ処理後の信号を復調する受信装置と、
を有する移動通信システム。
【請求項４】
前記送信装置は、
生成したパイロット信号に位相回転を付加し、前記ユニキャスト伝送を前提とした長さのガード区間を付加した無線信号を送信し、
前記受信装置は、
受信した前記位相回転を伴うパイロット信号から該位相回転成分を取り除く請求項３記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記送信装置は、
パイロット信号に対してユニキャスト伝送を前提とした長さの前記ガード区間を付加し、
前記マルチキャスト伝送を行う際に同じガード区間を用いる請求項３記載の移動通信システム。
【請求項６】
直交周波数分割多重変調方式により送信された無線信号を受信する受信装置であって、
少なくとも１つの送信装置から受信した処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行う第１のＦＦＴ処理部と、
前記ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価を行う周波数等価部と、
前記周波数等価部の出力信号の逆ＦＦＴ処理を行う逆ＦＦＴ処理部と、
前記逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行う第２のＦＦＴ処理部と、
前記第２のＦＦＴ処理部の出力信号を復調する復調部と、
を有し、
前記第１のＦＦＴ処理部、前記周波数等価部及び前記逆ＦＦＴ処理部は、
予め送信される、送信データがマルチキャスト用の無線信号であることを通知するマルチキャスト通知信号を検出すると、処理の対象範囲をさらに拡張する受信装置。
【請求項７】
位相回転が付加されたパイロット信号を受信すると、該パイロット信号から該位相回転成分を取り除く位相逆回転部を有する請求項６記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直交周波数分割多重変調方式を用いた移動通信システム及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムでは、送信アンテナから放射された電波が周囲の地形等によって反射し、一群の波の集まりとなって受信機に到着する。そのため、品質の高い無線通信を実現する上で常に障害となるのが、これらの結果から生じるマルチパスフェージングと呼ばれる現象である。このマルチパスフェージングによる通信品質の劣化を抑制する無線通信方式の一つとして直交周波数分割多重変調方式（以下、Orthogonal Frequency Division Multiplex: ＯＦＤＭ方式と称す）がある。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式は、周波数の利用効率に優れ、マルチパスフェージング環境下においても優れた通信特性を示すことから次世代の移動通信システムへの適用が盛んに研究されている。
【０００４】
ＯＦＤＭ方式がマルチパスフェージング環境下で優れた特性を示す理由の一つにガード区間を設けることがある。ガード区間は、隣接するシンボルからの影響を防止するために設けられたものであり、このガード区間を設けるための代表的な処理としてサイクルプリフィックスと呼ばれる処理がある。
【０００５】
サイクルプリフィックスは、復調の際にシンボル全体をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理の対象とするため、シンボル全体をマルチパスに起因する遅延時間よりも長い時間に拡張するために、例えばシンボルの後半部分をコピーしてシンボルの先頭に貼り付ける処理を言う。このような処理により、上記ＦＦＴ操作が巡回行列に対するユニタリー相似変換となり、固有値による対角行列となってシンボル間干渉やキャリア間干渉の無い直交状態を作り出すことができる。
【０００６】
図８を用いて従来のサイクルプリフィックスを用いたＯＦＤＭ方式について説明する。
【０００７】
図８に示すように、従来のＯＦＤＭ方式では、サイクルプリフィックスによりＦＦＴ処理対象となるシンボルの最後の部分をコピーし、シンボルの先頭にガード区間を付加する。この信号は周期性を維持しながら時間間隔を長くした信号とみなすことができる。
【０００８】
受信装置は、この処理により時間間隔が長くなった信号が、さらにマルチパスによる遅延信号となって加わることで空間合成された信号を受信する。受信装置は、このうちのＦＦＴ処理対象のシンボル区間を切り取り、ＦＦＴ処理を行うので、巡回行列に対してＦＦＴ行列を乗じる形になる。
【０００９】
ＯＦＤＭ方式では、送信装置で逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）処理を行うため、これらの処理は巡回行列に対するユニタリー相似変換によって固有値を要素とする対角行列となる。すなわち、シンボル間干渉やキャリア間干渉の無い直交状態を作り出すことができる。
【００１０】
上記ガード区間は、より長く設定した方がマルチパスに起因する大きな遅延波にも対応できるため通信性能を向上させるために望ましい。しかしながら、ガード区間は基本的に情報の伝送に利用しない区間であるため、周波数の利用効率を低下させてしまう欠点がある。
【００１１】
そこで、周波数の利用効率の低下要因であるガード区間を用いずにＯＦＤＭ方式を実現する方法が幾つか提案されている。その中の一つにＩＯＴＡ（Isotropic Orthogonal Transform Algorithm）と呼ばれる手法がある。ＩＯＴＡについては、例えば非特許文献１に詳細に記載されている。
【００１２】
ＩＯＴＡでは、時間と周波数とにより形成される二次元直交型のＯＦＤＭが実現可能であり、ガード区間を用いずにシンボル間干渉やキャリア間干渉を防止することができる。以下、ＩＯＴＡについて簡単に説明する。
【００１３】
ＩＯＴＡは、ＯＱＡＭ（Offset Quadrature Amplitude Modulation）をベースに構成され、下式で示すように時間軸方向及び周波数軸方向の直交性を実現している。例えば、サブキャリア番号をｍ、半シンボル番号をｋとし、送信シンボルをＡm,k（実数値）とし、ＩＯＴＡの変調信号ｘ（ｔ）を
【００１４】
【数１】
0004831322.tif 000002
とすると、
【００１５】
【数２】
0004831322.tif 000003
の直交条件を満足するパルスシェーピングにより
【００１６】
【数３】
0004831322.tif 000004
となり、時間軸方向に直交する。
【００１７】
ここで、上式中の
【００１８】
【数４】
0004831322.tif 000005
に対して直交条件
【００１９】
【数５】
0004831322.tif 000006
を追加すると、
【００２０】
【数６】
0004831322.tif 000007
となり、周波数軸方向にも直交する二次元直交変換となる。
【００２１】
なお、ガード区間を用いずにＯＦＤＭ方式を実現する他の方法として、サブキャリアを利用してガード区間の不足により発生したシンボル間干渉やキャリア間干渉を除去する方法が、例えば非特許文献２に記載されている。
【非特許文献１】Bernard Le Floch, Michel Alard and Claude Berrou, "Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex", Proceedings of the IEEE, Volume 83，Number 6，June 1995, pp．982-996
【非特許文献２】Steffen Trautmann, Tanja Karp and Norbert J. Fliege, "Frequency Domain Equalization of DMT/OFDM Systems with Insufficient Guard Interval", IEEE International Conference on Communication Volume 3，pp．1646−1650
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら上述したガード区間を用いずにＯＦＤＭ方式を実現する方法のうち、ＩＯＴＡを用いる方法では、理想的な直交関係が虚数ｊに基づき成立しているため、軸の推定精度が劣化すると、理想的な時間／周波数の直交関係を維持することができない。また、現実問題として、軸の推定に用いるパイロット信号もシンボルと同じ状態であるため、高精度な二次元直交状態に変換することができない問題がある。
【００２３】
一方、サブキャリアを利用してガード区間の不足によって発生したシンボル間干渉やキャリア間干渉を除去する方法は、ガード区間を用いてはいないが、その代わりにサブキャリアを用いているため、情報を伝送するための媒体を失うことになるため、無線周波数の利用効率の低下は避けられない問題がある。
【００２４】
ところで、近年、次世代の移動通信システムの主要なサービスの一つとしてマルチキャストサービスが注目されている。
【００２５】
マルチキャストとは、多数のユーザに対して効率的に情報配信を行うサービスであり、高能率な伝送が必要とされる。マルチキャスト伝送機能を備えた移動通信システムの一例を図９に示す。図９は多数のユーザに対して情報を確実に配信するためにサイトダイバーシティ効果を利用して広い地域に情報を配信する例である。但し、図９では単一のユーザ（移動局）に対して情報を配信する様子を示している。
【００２６】
このようなマルチキャストサービスを実現する移動通信システムにＯＦＤＭ方式を適用する場合、各基地局から移動局へ送信された同一の配信データは、空間合成と呼ばれるＯＦＤＭ独特の性質によって、各移動局の受信端にてサイトダイバーシティ利得を得ることができる。
【００２７】
しかしながら、ガード区間を用いる従来のＯＦＤＭ方式を、マルチキャストサービスを行う移動通信システムに適用すると、各基地局から送信される同一信号の時間差をガード区間内に納める必要がある。通常、各基地局は離れて配置されているため、この時間差がユニキャストサービスにおけるマルチパス成分の時間差よりも大きくなってしまう。
【００２８】
したがって、各基地局から送信される信号の時間差の影響を無くすためにはガード区間を長く設定する必要があり、無線周波数の利用効率が低下する問題があった。
【００２９】
なお、マルチキャストサービスでは、ガード区間を設けることによる無線周波数の利用効率の低下を改善するために、ガード区間をマルチキャスト伝送用とユニキャスト伝送用の二種類備える方法が検討されている。しかしながら、そのような方法は制御方法やデータフォーマットが複雑になる問題がある。
【００３０】
本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、ガード区間を設けることにより生じる周波数の利用効率の低下を改善できる直交周波数分割多重変調方式を適用する移動通信システム及びその受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するため本発明の移動通信システムは、マルチパス成分によるシンボル間干渉及びキャリア間干渉を抑圧するためのガード区間を挿入しない、直交周波数分割多重変調方式にて無線信号を送信する送信装置と、
受信した処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行い、前記ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行い、前記逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行い、該ＦＦＴ処理後の信号を復調する受信装置と、
を有し、
前記受信装置は、
予め送信される、送信データがマルチキャスト用の無線信号であることを通知するマルチキャスト通知信号を検出すると、処理の対象範囲をさらに拡張する。
【００３２】
上記のような移動通信システムでは、送信装置にてガード区間を挿入すること無く無線信号を送信し、受信装置にて処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行い、ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行い、逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行い、該ＦＦＴ処理後の信号を復調するため、周波数の利用効率に優れ、マルチパスフェージング耐性のある移動通信システムを提供できる。
【００３３】
また、本発明の他の移動通信システムは、直交周波数分割多重変調方式にてユニキャスト伝送及びマルチキャスト伝送を行う移動通信システムであって、
送信するデータがマルチキャスト伝送用の無線信号であることを予め通知するためのマルチキャスト通知信号を送信する送信装置と、
少なくとも１つの送信装置から受信した処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行い、前記ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行い、前記逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行い、該ＦＦＴ処理後の信号を復調する、前記マルチキャスト通知信号を受信すると、前記ＦＦＴ処理、前記周波数等価処理及び前記逆ＦＦＴ処理の対象範囲をさらに拡張する受信装置と、
を有する。
【００３４】
上記のような移動通信システムでは、マルチキャスト通知信号を受信した受信装置は、例えば処理範囲の拡大を賄うべく処理速度を落として時分割処理に構成を変えて、ＦＦＴ処理の対象範囲を拡張するので、マルチキャスト時の長いマルチパス成分の広がりを吸収して、高能率で確実な、しかも広い領域に情報を配信できる。
【００３５】
さらに、本発明の他の移動通信システムは、直交周波数分割多重変調方式にてユニキャスト伝送及びマルチキャスト伝送を行う移動通信システムであって、
前記マルチキャスト伝送時に、前記ユニキャスト伝送を前提とした長さの、マルチパス成分によるシンボル間干渉及びキャリア間干渉を抑圧するためのガード区間を挿入した無線信号を送信する送信装置と、
少なくとも１つの送信装置から受信した処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行い、前記ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行い、前記逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行い、該ＦＦＴ処理後の信号を復調する受信装置と、
を有する。
【００３６】
上記のような移動通信システムでは、マルチキャスト伝送時に、ユニキャスト伝送を前提とした長さのガード区間を挿入した無線信号を送信装置から送信するので、例えばサービス開始当初ユニキャストサービスをメインでシステムを構築し、その後、マルチキャストサービスを始める場合でも、ユニキャスト伝送で使われていた同じ長さのガード区間でマルチキャスト伝送にも対応できる。
【００３７】
一方、本発明の受信装置は、直交周波数分割多重変調方式により送信された無線信号を受信する受信装置であって、
少なくとも１つの送信装置から受信した処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行う第１のＦＦＴ処理部と、
前記ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価を行う周波数等価部と、
前記周波数等価部の出力信号の逆ＦＦＴ処理を行う逆ＦＦＴ処理部と、
前記逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行う第２のＦＦＴ処理部と、
前記第２のＦＦＴ処理部の出力信号を復調する復調部と、
を有し、
前記第１のＦＦＴ処理部、前記周波数等価部及び前記逆ＦＦＴ処理部は、
予め送信される、送信データがマルチキャスト用の無線信号であることを通知するマルチキャスト通知信号を検出すると、処理の対象範囲をさらに拡張する。
【００３８】
上記のような受信装置では、ガード区間が無くてもエイリアシングの影響を周波数領域で取り除くデコンボリューション処理が行われるため、周波数の利用効率に優れたマルチパスフェージング耐性のある受信装置を提供できる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、ガード区間を設けることにより生じる周波数の利用効率の低下を改善すると共に、マルチパスフェージング耐性のある直交周波数分割多重変調方式を用いたシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
次に本発明について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の移動通信システムの第１の実施の形態で用いる送信装置の構成を示すブロック図であり、図２は本発明の移動通信システムの第１の実施の形態で用いる受信装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
第１の実施の形態の移動通信システムは、無線信号を送信する送信装置でガード区間を付加しない例である。
【００４２】
図１において、送信データは、変調部１０１により変調され、直並列変換部１０２から並列処理のためのＦＦＴ操作対象シンボルのサンプル点分のデータが一括してＩＦＦＴ部１０３へ送られる。ＩＦＦＴ処理された信号は、パイロット信号と多重化するための多重化部１０４へガード区間を付加することなく送られる。
【００４３】
パイロット信号は、パイロット信号発生部１０５により生成され、直並列変換部１０６にて並列化されてＩＦＦＴ部１０７へ送られる。このとき、ＩＦＦＴ処理されたパイロット信号にのみ、ガード区間挿入部１０８にてガード区間が付加されて多重化部１０４へ送られる。すなわち、本実施形態ではパイロット信号以外の送信データにガード区間を使用しない。このようにして生成された無線信号を受信する受信装置の構成例を図２に示す。
【００４４】
図２において、受信信号は、ＦＦＴ部２０１に入力され、パイロット信号に対してガード区間除去部２０７にてガード区間を削除する通常のＯＦＤＭ受信処理が行われる。その後、パイロットシンボルに対してＦＦＴ処理部２０８によりＦＦＴ処理が行われ、周波数軸上の信号に変換された後、チャネル推定部２０９へ送られる。
【００４５】
一方、パイロットシンボル以外のデータには、図２の右下に示すように、ＦＦＴ操作対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲に対して、ＦＦＴ処理部２０１によりＦＦＴ処理が実行され、周波数軸上の信号に変換されて周波数等価器２０２へ入力される。
【００４６】
これらの信号を詳細に示したのが図３である。なお、図３は、説明を簡単にするために、ＦＦＴ操作対象シンボルの後方にのみＦＦＴ処理を拡張して実施する例を記載しているが、図２に示したようにＦＦＴ操作対象シンボルの前後にそれぞれ拡張してＦＦＴ処理を実施してもよい。また、図３では、マルチパス伝送路として図３の上方に記載したサンプル点Ｋのインパルス応答を仮定した様子を示している。
【００４７】
受信信号は、図３に示すようにガード区間の無いＦＦＴ操作対象シンボルとして入力されるが、ＦＦＴ処理部２０１にはサンプル点Ｋだけ後方に拡張した長さで毎回シンボルが入力される。すなわち、ＦＦＴ処理部２０１ではマルチパス伝送路のインパルス応答の長さだけ拡張してＦＦＴ処理が実行される。
【００４８】
その拡張したサンプル点の数をＮとし、マルチパス伝送路のインパルス応答の離散フーリエ変換値をＨ（ｎ）、ＦＦＴ対象シンボルの送信信号に対する離散フーリエ変換値をＸ（ｎ）、拡張した範囲の受信信号に対する離散フーリエ変換値をＹ（ｎ）とすると、
【００４９】
【数７】
0004831322.tif 000008
の関係が成り立つ。
【００５０】
但し、説明を簡潔にするため、ここでは伝送路における雑音成分は無視している。また、各信号の時間軸におけるサンプル点は０挿入によって長さＮに統一されているものとする。
【００５１】
チャネル推定部２０９は、サイクルプリフィックスを付加したパイロット信号によりＨ（ｎ）を推定する。ここで、パイロットパターンをベクトル表記でｐとし、サイクルプリフィックスによって巡回行列となった伝送路行列をＨCとし、雑音ベクトルをｎとすると、パイロット信号に対する受信信号ベクトルｙpは、
【００５２】
【数８】
0004831322.tif 000009
となる。但し、
【００５３】
【数９】
0004831322.tif 000010
とする。
【００５４】
ＦＦＴ処理部２０８は、上記受信ベクトルｙpに対してＦＦＴ行列Ｆを乗じるＦＦＴ処理を実施し、
【００５５】
【数１０】
0004831322.tif 000011
を出力する。
【００５６】
ここで、パイロット信号に対する離散フーリエ変換値をＰ（ｎ）とすると、ＦＦＴ処理により
【００５７】
【数１１】
0004831322.tif 000012
となり、また、
【００５８】
【数１２】
0004831322.tif 000013
であるから、上記（９）式は以下のようになる。
【００５９】
【数１３】
0004831322.tif 000014
この関係から、チャネル推定部２０９はチャネル推定
【００６０】
【数１４】
0004831322.tif 000015
を以下のよう計算する。
【００６１】
【数１５】
0004831322.tif 000016
こうして得られたチャネル情報を基に、周波数等価器２０２は上記（６）式より以下の（１４）式により送信信号に対する離散フーリエ変換値Ｘ（ｎ）を計算する。
【００６２】
【数１６】
0004831322.tif 000017
なお、特性改善のため、ＭＭＳＥ（minimum mean square error:最小平均二乗誤差）規範に基づき、
【００６３】
【数１７】
0004831322.tif 000018
に代わって
【００６４】
【数１８】
0004831322.tif 000019
を用いてもよい。
【００６５】
このようにして計算された周波数軸上のＦＦＴ操作対象のシンボルを含む送信信号はＩＦＦＴ処理部２０３へ入力され、時間軸上の信号となって出力される。図３の一番下がその出力信号を表している。この例では、対象シンボルの後方にＦＦＴ処理が拡張されているので、図３に示すように同信号内の最後の部分がＦＦＴ処理部２０４に入力される前に廃棄される。
【００６６】
ＦＦＴ処理部２０４以降の処理は、従来のシンボル区間を範囲とするＯＦＤＭの復調処理と同様である。すなわち、ＦＦＴ処理された信号は復調部２０５にて復調され、並列直列変換部２０６によりシリアルデータに変換されて出力される。
【００６７】
本実施形態の移動通信システムによれば、送信装置にてガード区間を挿入すること無く無線信号を送信し、受信装置にて処理対象のシンボル区間とそのマルチパス成分を含む範囲を対象としてＦＦＴ処理を行い、ＦＦＴ処理後の信号に対して周波数等価処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行い、逆ＦＦＴ処理後の信号に対してシンボル区間を範囲とするＦＦＴ処理を行い、該ＦＦＴ処理後の信号を復調するため、周波数の利用効率に優れ、マルチパスフェージング耐性のある移動通信システムを提供できる。
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００６８】
図９に示したように、ＯＦＤＭ方式を用いるマルチキャスト伝送では、複数の基地局から同一の無線信号を送信することで、移動局ではＲＦ信号でソフトコンバインする、いわゆる空間合成を容易に行うことができる。
【００６９】
この場合、図４に示すように、移動局では複数の基地局から送信された信号が遅延時間の異なるマルチパス信号として受信され、これらを問題なく取り込むことができれば高速データサービスを提供するのに大きなメリットとなる。
【００７０】
図４に示すガード区間を用いるＯＦＤＭ方式を採用した移動通信システムからみれば、受信ＳＮＲ（Signal-to Noise Ratio）の向上に寄与する受信電力は大きいが、遠方の基地局からのマルチキャスト信号を受信するためには、ガード区間をユニキャスト伝送に比較して長く設定する必要がある。
【００７１】
しかしながら、本実施形態の移動通信システムではそのような方法は使わない。その代わりに、先ず基地局（送信装置）から移動局（受信装置）に下り回線を通してマルチキャスト伝送を開始するチャネル情報やタイミング情報を含むマルチキャスト通知信号を送信する。
【００７２】
移動局は、そのマルチキャスト通知信号に含まれる情報を基に図２に示したＦＦＴ処理部２０１、周波数等価器２０２及びＩＦＦＴ処理部２０３による処理の対象範囲をさらに拡張する。このとき、処理範囲の拡張を賄うために処理速度を落として時分割に処理してもよい。そのため、マルチキャスト伝送時のマルチパス成分の広がりをエイリアシングの範囲を広げて対応することができ、このようなデコンボリューション処理により、正確かつ確実に、しかも広い地域に情報を配信できる。
【００７３】
または、既にガード区間を用いたＯＦＤＭ方式によるユニキャストサービスの機能を備えており、新たにマルチキャストサービスを開始する場合は、ユニキャスト伝送を考慮したガード区間が既に付加されているので、図４に示すようにマルチキャスト伝送による遅延波を十分吸収できないおそれがある。そこで、本実施形態では図２に示した受信装置を用いる。
【００７４】
その場合、送信装置には図５に示す構成を用いる。すなわち、情報伝送に用いるＦＦＴ処理対象のシンボルに対して、ユニキャスト用のガード区間挿入部７１０を用いて短いユニキャスト用のガード区間を付加して送出する。その他の構成は、図１に示した送信装置と同様であり、変調部７０１は１０１に対応し、直並列変換部７０２は１０２に対応し、ＩＦＦＴ部７０３は１０３に対応し、多重化部７０４は１０４に対応し、パイロット信号発生部７０５は１０５に対応し、直並列変換部７０６は１０６に対応し、ＩＦＦＴ部７０７は１０７に対応し、ガード区間挿入部７０８は１０８に対応する。
【００７５】
なお、ガード区間挿入部７０８にてパイロット信号に対して付加するガード区間は、マルチキャスト伝送を考慮して長い区間に設定されるが、ユニキャスト伝送を前提とした短い長さに設定してもよい。その場合、上述したＦＦＴ処理の対象範囲を拡張する方法を採用してもよく、第３の実施の形態で示す干渉をキャンセルする手法も適用可能である。
【００７６】
本実施形態の移動通信システムによれば、マルチキャスト伝送時に、ユニキャスト伝送を前提とした長さのガード区間を挿入した無線信号を送信装置から送信するので、例えばサービス開始当初ユニキャストサービスをメインでシステムを構築し、その後、マルチキャストサービスを始める場合でも、ユニキャスト伝送で使われていた同じ長さのガード区間でマルチキャスト伝送にも対応できる。そのため、ユニキャスト伝送主体のシステムにマルチキャスト伝送を追加する場合でもシステムへの影響が少なくて済む。
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態はパイロット信号に関する処理例を示す。
【００７７】
上述したパイロット信号の受信信号の式（７）では、全ての遅延波を吸収できるサイクルプリフィックスを用いることにより伝送路行列を巡回行列として扱っている。第３の実施の形態では遅延波がサイクルプリフィックスに収まらない干渉が存在する場合を考える。
【００７８】
サイクルプリフィックスを用いないパイロット信号の受信信号ベクトルは下式で表される。
【００７９】
【数１９】
0004831322.tif 000020
ここで、
【００８０】
【数２０】
0004831322.tif 000021
・・・（１７）
である。
【００８１】
したがって、同一のパイロットパターンからパイロット信号を繰り返し使用すると、
【００８２】
【数２１】
0004831322.tif 000022
の関係が成り立ち、（１６）式は、
【００８３】
【数２２】
0004831322.tif 000023
となって巡回行列を伝送路行列とする上述の（７）式〜（１３）式で説明した方法によりチャネル推定を行うことができる。
【００８４】
さらに、ユニキャスト伝送用に付加した短い長さＵのガード区間のパイロット信号を、長い区間を必要とするマルチキャスト伝送に使用した場合、パイロットの受信信号は下式で表される。
【００８５】
【数２３】
0004831322.tif 000024
ここで、
【００８６】
【数２４】
0004831322.tif 000025
・・・（２１）
である。
【００８７】
したがって、巡回行列にするには、
【００８８】
【数２５】
0004831322.tif 000026
の関係が成り立てばよい。（２１）式より、ＨBUはＨSUの列ベクトルを右にＵだけシフトさせたものである。したがって、ｐ（ｎ−１）のパイロットパターンを上にＵだけ巡回シフトさせたパターンでｐ（ｎ）を構成すれば、（２２）式の条件が成り立ち、
【００８９】
【数２６】
0004831322.tif 000027
となり、巡回行列を伝送路行列とする上述の（７）式〜（１３）式で説明した方法によりチャネル推定を行うことができる。
【００９０】
ところで、上記巡回シフトは、周波数軸上では位相回転に相当するため、送信側のＩＦＦＴ処理前の信号に対して位相回転を与えればよい。
【００９１】
図６はその考えを適用した送信装置の構成を示すブロック図であり、ユニキャスト伝送の最適ガード区間長で設計された移動通信システムにマルチキャスト伝送機能を付加した例である。
【００９２】
図６において、パイロット信号発生部８０５で生成されたパイロット信号は、位相回転部８２０によって位相回転が付加され、直並列変換部８０６によって並列化された後、ＩＦＦＴ部８０７によって時間軸信号に変換されてガード区間挿入部８０８へ送られる。ガード区間挿入部８０８で挿入されるガード区間はユニキャスト伝送用の短い区間であるが、位相回転によって干渉を除去できる。
【００９３】
ガード区間挿入部の出力信号は、多重部８０４を介して無線信号として送出される。このとき、予め位相回転を与えたパイロット信号、あるいは予めＩＦＦＴ処理やガード区間を付加したパイロット信号を用意しておき、適宜選択して使用することで演算量を削減してもよい。その他の構成は図５に示した送信装置と同様であり、変調部８０１は７０１に対応し、直並列変換部８０２は７０２に対応し、ＩＦＦＴ部８０３は７０３に対応し、ユニキャスト用ガード区間挿入部８１０は７１０に対応する。
【００９４】
また、厳格ではないソフトな基地局間同期の採用は、システム構築コストや基地局間同期運用コスト上のメリットがあるが、その場合、図４に示した複数の基地局から送信される同一信号の時間差はさらに大きなものとなる。そのため、従来のサイクルプリフィックスを用いたＯＦＤＭ方式ではガード区間をさらに大きく設定する必要があり、周波数利用効率を悪化させてしまう。
【００９５】
そこで、本発明を用いれば、カード区間が短いユニキャスト用のもので賄うことができるので、ＣＡＰＥＸ（capital expenditure）及びＯＰＥＸ（operational expenditure）を低減する上で大きなメリットとなる。
【００９６】
図７はこのように位相回転が与えられたパイロット信号を検出するためのブロック図である。
【００９７】
図７に示すように、構成は通常のサイクルプリフィックスを用いたパイロット検出と同じである。何故なら位相回転によって干渉成分が除去され、巡回行列による伝送路行列の項のみが後に残っているからである。但し、そのように検出されたパイロット信号には位相回転を伴っているから、その位相回転成分を取り除く必要がある。図７に示す位相逆回転部９０４がその処理を実行する。その他の構成は図２に示した受信装置と同様であり、ガード区間除去部９０７は２０７に対応し、ＦＦＴ処理部９０８は２０８に対応し、チャネル推定部９０９は２０９に対応し、データ部分の処理部９０１は図２における上側の処理にそれぞれ対応する。並列直列変換部９０３はシリアル処理用として使っているだけである。
【００９８】
本実施形態の移動通信システムによれば、位相回転が与えられたパイロット信号にＦＦＴ処理を行い、ＦＦＴ処理後の信号を基に復調を行うので、位相回転が与えられたパイロット信号が時間軸上では巡回シフトとなり、干渉をキャンセルするように作用するため、逆行列演算により正確な周波数等価や同期検波を行うことができる。そのため、復調に必要な伝送路推定に用いるパイロット信号についてもマルチパス成分によるシンボル間及びキャリア間干渉を抑圧できるため、高精度な周波数等価や同期検波の基盤を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の移動通信システムの第１の実施の形態で用いる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の移動通信システムの第１の実施の形態で用いる受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した受信装置によるＯＦＤＭ信号の復調時のマルチパス遅延時間とＦＦＴ処理シンボルとの処理タイミングの関係を示す模式図である。
【図４】従来のユニキャスト用ガード区間を用いた移動通信システムにおけるマルチキャスト伝送時の様子を示す模式図である。
【図５】本発明の移動通信システムの第２の実施の形態で用いる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の移動通信システムの第３の実施の形態で用いる送信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の移動通信システムの第３の実施の形態で用いる受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】従来のサイクルプリフィックスを用いたＯＦＤＭ方式による処理を示す模式図である。
【図９】マルチキャスト伝送を行う移動通信システムの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０１、７０１、８０１    変調部
１０２、１０６、７０２、７０６、８０２、８０６    直並列変換部
１０３、１０７、７０３、７０７、８０３、８０７    ＩＦＦＴ部
１０４、７０４、８０４    多重化部
１０５、７０５、８０５    パイロット信号発生部
１０８、７０８、８０８    ガード区間挿入部
２０１、２０４、２０８、９０８    ＦＦＴ処理部
２０２    周波数等価器
２０３、９０３    ＩＦＦＴ処理部
２０５    復調部
２０６    並列直列変換部
２０７、９０７    ガード区間除去部
２０９、９０９    チャネル推定部
７１０、８１０    ユニキャスト用ガード区間挿入部
８２０    位相回転部
９０１    データ部分の処理部
９０４    位相逆回転部
【図１】
0004831322.tif 000028
【図２】
0004831322.tif 000029
【図３】
0004831322.tif 000030
【図４】
0004831322.tif 000031
【図５】
0004831322.tif 000032
【図６】
0004831322.tif 000033
【図７】
0004831322.tif 000034
【図８】
0004831322.tif 000035
【図９】
0004831322.tif 000036