(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定包絡線特性を有する個別パイロット信号を周波数領域で部分直交する系列群で構成することを特徴とするマルチユーザ通信システム。
【請求項２】
前記系列群は、周波数領域のサブキャリア番号をｋ、当該サブキャリアの部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、サブキャリア数Ｍによって分割された周波数ブロック番号をｐとして、任意のＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列ｄk に対し、
【数１】
0004830613.tif 000020
によって定義されることを特徴とする請求項１記載のマルチユーザ通信システム。
【請求項３】
前記系列群は、時間領域のサンプリング番号ｎに対してｙ［ｎ］として表すと、周波数領域の部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、周期Ｍの任意のＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列ｄn に対し、
【数２】
0004830613.tif 000021
によって定義されることを特徴とする請求項１記載のマルチユーザ通信システム。
【請求項４】
前記系列群を用いた個別パイロット信号は、部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリアがコヒーレント帯域内の周波数範囲にあって、当該個別パイロット信号によって周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載のマルチユーザ通信システム。
【請求項５】
前記個別パイロット信号を受信する受信装置は、前記系列群を用いた個別パイロット信号を高速フーリエ変換処理によって周波数領域に変換する手段と、その変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリア毎に直交分離を行う手段と、この分離後の信号を基にチャネル推定を行う手段とを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載のマルチユーザ通信システム。
【請求項６】
前記個別パイロット信号を受信する受信装置は、前記系列群を用いた個別パイロット信号を高速フーリエ変換処理する第一の周波数領域変換手段と、前記第一の周波数領域変換手段による周波数領域変換後の信号に対して部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリア毎に直交分離を行う手段と、この直交分離後の信号に対して逆高速フーリエ変換処理を施す手段と、その逆高速フーリエ変換処理後の信号に対してガードインターバル区間を窓関数として信号抽出を行う手段と、この抽出された信号に対して高速フーリエ変換処理を行う第二の周波数領域変換手段と、前記第二の周波数領域変換手段による周波数領域変換後の信号を基にチャネル推定を行う手段とを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載のマルチユーザ通信システム。
【請求項７】
前記個別パイロット信号を送信する送信装置と、前記個別パイロット信号を受信する受信装置とが常時接続される環境において、
前記送信装置は、周波数領域のスケジューリング対象のユーザ毎に周波数領域で部分直交する系列群を個別パイロット信号として予め割り当てる手段と、呼を張っている状態で情報データを送信しない場合であっても前記個別パイロット信号を送出し続ける、或いは定期的に送信する、或いは対向局からの要求に応じて送信する手段とを含み、
前記受信装置が、前記系列群を用いる個別パイロット信号を基に周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴とする請求項１記載のマルチユーザ通信システム。
【請求項８】
定包絡線特性を有する個別パイロット信号を周波数領域で部分直交する系列群にて構成することを特徴とする通信装置。
【請求項９】
前記系列群は、周波数領域のサブキャリア番号をｋ、当該サブキャリアの部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、サブキャリア数Ｍによって分割された周波数ブロック番号をｐとして、任意のＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列ｄk に対し、
【数３】
0004830613.tif 000022
によって定義されることを特徴とする請求項８記載の通信装置。
【請求項１０】
前記系列群は、時間領域のサンプリング番号ｎに対してｙ［ｎ］として表すと、周波数領域の部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、周期Ｍの任意のＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列ｄn に対し、
【数４】
0004830613.tif 000023
によって定義されることを特徴とする請求項８記載の通信装置。
【請求項１１】
前記系列群を用いた個別パイロット信号は、部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリアがコヒーレント帯域内の周波数範囲にあって、当該個別パイロット信号によって周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか記載の通信装置。
【請求項１２】
前記個別パイロット信号を受信する回路に、前記系列群を用いた個別パイロット信号を高速フーリエ変換処理によって周波数領域に変換する手段と、その変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリア毎に直交分離を行う手段と、この分離後の信号を基にチャネル推定を行う手段とを含むことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか記載の通信装置。
【請求項１３】
前記個別パイロット信号を受信する回路に、前記系列群を用いた個別パイロット信号を高速フーリエ変換処理する第一の周波数領域変換手段と、前記第一の周波数領域変換手段による周波数領域変換後の信号に対して部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリア毎に直交分離を行う手段と、この直交分離後の信号に対して逆高速フーリエ変換処理を施す手段と、その逆高速フーリエ変換処理後の信号に対してガードインターバル区間を窓関数として信号抽出を行う手段と、この抽出された信号に対して高速フーリエ変換処理を行う第二の周波数領域変換手段と、前記第二の周波数領域変換手段による周波数領域変換後の信号を基にチャネル推定を行う手段とを含むことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか記載の通信装置。
【請求項１４】
定包絡線特性を有する個別パイロット信号を周波数領域で部分直交する系列群にて構成するマルチユーザ通信システムに用いることを特徴とするマルチパス伝送路推定方法。
【請求項１５】
前記系列群は、周波数領域のサブキャリア番号をｋ、当該サブキャリアの部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、サブキャリア数Ｍによって分割された周波数ブロック番号をｐとして、任意のＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列ｄk に対し、
【数５】
0004830613.tif 000024
によって定義されることを特徴とする請求項１４記載のマルチパス伝送路推定方法。
【請求項１６】
前記系列群は、時間領域のサンプリング番号ｎに対してｙ［ｎ］として表すと、周波数領域の部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、周期Ｍの任意のＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列ｄn に対し、
【数６】
0004830613.tif 000025
によって定義されることを特徴とする請求項１４記載のマルチパス伝送路推定方法。
【請求項１７】
前記系列群を用いた個別パイロット信号は、部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリアがコヒーレント帯域内の周波数範囲にあって、当該個別パイロット信号によって周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか記載のマルチパス伝送路推定方法。
【請求項１８】
前記個別パイロット信号を受信する受信装置が、前記系列群を用いた個別パイロット信号を高速フーリエ変換処理によって周波数領域に変換する処理と、その変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリア毎に直交分離を行う処理と、この分離後の信号を基にチャネル推定を行う処理とを実行することを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか記載のマルチパス伝送路推定方法。
【請求項１９】
前記個別パイロット信号を受信する受信装置が、前記系列群を用いた個別パイロット信号を高速フーリエ変換処理する第一の周波数領域変換処理と、前記第一の周波数領域変換処理による周波数領域変換後の信号に対して部分直交を形成するＭ個（Ｍ＞１）のサブキャリア毎に直交分離を行う処理と、この直交分離後の信号に対して逆高速フーリエ変換処理を施す処理と、その逆高速フーリエ変換処理後の信号に対してガードインターバル区間を窓関数として信号抽出を行う処理と、この抽出された信号に対して高速フーリエ変換処理を行う第二の周波数領域変換処理と、前記第二の周波数領域変換処理による周波数領域変換後の信号を基にチャネル推定を行う処理とを実行することを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか記載のマルチパス伝送路推定方法。
【請求項２０】
前記個別パイロット信号を送信する送信装置と、前記個別パイロット信号を受信する受信装置とが常時接続される環境において、
前記送信装置が、周波数領域のスケジューリング対象のユーザ毎に周波数領域で部分直交する系列群を個別パイロット信号として予め割り当てる処理と、呼を張っている状態で情報データを送信しない場合であっても前記個別パイロット信号を送出し続ける、或いは定期的に送信する、或いは対向局からの要求に応じて送信する処理とを実行し、
前記受信装置が、前記系列群を用いる個別パイロット信号を基に周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴とする請求項１４記載のマルチパス伝送路推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチユーザ通信システム、通信装置及びそれらを用いるマルチパス伝送路推定方法に関し、特にマルチパスフェージング環境下でのマルチパス伝送路推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信における電波伝搬路では、送信アンテナから到来した電波が周囲の地形等に応じて反射を受け、一群の波の集まりとなって受信機に到着する。そのため、これらの結果から生じるところのマルチパスフェージングと呼ばれる現象が、品質の高い移動通信を実現する上で常に障害となっている。
【０００３】
この問題を解決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や周波数領域等化がある。これらの方式は周波数利用効率に優れ、マルチパス環境下においても優れた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】
直交周波数分割多重変調方式や周波数領域等化では、サイクルプリフィックスと呼ばれる隣接シンボルからの影響を防止するために設けられた区間があるので、復調の際にシンボル全体がＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）操作対象となる。このサイクルプリフィックスは、マルチパス遅延時間の広がりより長い時間にわたって、例えばシンボルの後半部分をコピーしてシンボルの前に貼り付けて作られており、このサイクルプリフィックスによって、直交周波数分割多重変調方式や周波数領域等化がマルチパスフェージング環境下で優れた特性を示すこととなる。
【０００５】
上記のＦＦＴ処理による周波数領域変換手段によってマルチパスフェージングを表す伝送路行列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。すなわち、周波数領域における信号処理が優れた特性を発揮する元となっている。この場合、処理規模の大きいＦＦＴ処理を用いて、一旦、周波数領域に変換するので、直交周波数分割多重変調方式や周波数領域等化方式では受信処理全体を周波数領域で行うことが望ましい。
【０００６】
マルチユーザ通信におけるこれらの処理は、伝送路推定を行うための個別パイロット信号の基に成り立っており、個別パイロット信号を符号多重によって構成した例が提案されている。
【０００７】
これらの従来の個別パイロット信号に採用されている系列は、ＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）と呼ばれるＣｈｕ系列を基としたｐｅｒｆｅｃｔ  ｓｅｑｕｅｎｃｅの一種で、時間軸及び周波数軸上で定包絡線を示しながら時間軸上の巡回シフトによる完全直交性を有しており、低ＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：ピーク対平均雑音電力比）で送信パワーアンプに優しいといった特徴がある。このＣＡＺＡＣ系列を個別パイロット信号に採用した方法としては、下記の特許文献１記載の技術がある。
【特許文献１】特開２００４−２５３８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この系列を個別パイロット信号として用いた周波数領域型受信処理におけるユーザ毎のパイロット信号分離は、時間軸上の完全直交性を利用することになるので、一度、時間領域に戻して分離した後、再び周波数領域の信号に戻すといった処理が必要になる。具体的には、相関処理の為の乗算器、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）、時間分離やＦＦＴといった処理が必要で、必ず処理規模の大きいＩＦＦＴとＦＦＴとのペア処理が必要となる。
【０００９】
さらに、パケットベースで構築されたシステムでは、ＣｏｎＣｏｎ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ；常時接続）の要望が多い。ＣｏｎＣｏｎでは、ユーザがデータを送信しない場合であっても、長時間にわたって呼を張った常時接続状態となる。
【００１０】
これによって、短期データ送信であっても、度重なる呼接続のためのセットアップ時間や呼を終了するための終話処理時間を回避することができ、一時的にデータを送らなくなったユーザも新しい呼を張る必要なく、再送信のための待ち時間を格段に短くすることができる。これは、丁度、有線電話網で使われているＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）の常時接続が魅力的なサービスとしてユーザを引きつけていることと同様の現象と見ることができる。
【００１１】
このような常時接続を無線回線上で行うＣｏｎＣｏｎで、各ユーザからのデータ送出は周波数利用効率を高めるマルチユーザーダイバーシティを効果的に活用する必要がある。すなわち、呼を張っている状態で、情報データを送信しない場合であっても、スケジューリングや適応変調に用いるための無線回線情報測定用として上記の個別パイロット信号を送出し続ける、或いは定期的に送信する、或いは対向局からの要求に応じて送信する必要がある。受信側では、本来の情報を含むデータを復調していないが、ユーザ毎の個別パイロット信号をそれぞれ分離検出してユーザ毎の回線情報を測定する。
【００１２】
この個別パイロット信号に、従来から採用されているＣＡＺＡＣと呼ばれるＣｈｕ系列を基とした信号を用いると、データを復調していないにも関わらず、周波数領域での信号に対して時間領域に戻して分離した後、再びスケジューリング対象である周波数領域に戻すための処理規模の大きいＩＦＦＴとＦＦＴとのペア処理が必要で、しかも常時監視対象であるユーザの数分必要となる。
【００１３】
常時接続しているユーザの内で同じ期間に実際に情報を送信するユーザの割合は少ないから、もし仮にデータ復調用としてＩＦＦＴとＦＦＴとのペア処理を使ったとしても、本来必要な数は限られている。すなわち、従来のＣＡＺＡＣと呼ばれるＣｈｕ系列を基としたパイロット信号を用いると、処理規模の大きいマルチユーザ通信システムになってしまうという欠点がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、時間領域分離用の処理規模の大きいＩＦＦＴとＦＦＴとのペア処理を必要とせず、低複雑度でシステムを構築することができるマルチユーザ通信システム、通信装置及びそれらを用いるマルチパス伝送路推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によるマルチユーザ通信システムは、定包絡線特性を有する個別パイロット信号を周波数領域で部分直交する系列群で構成している。
【００１６】
本発明による通信装置は、定包絡線特性を有する個別パイロット信号を周波数領域で部分直交する系列群にて構成している。
【００１７】
本発明によるマルチパス伝送路推定方法は、定包絡線特性を有する個別パイロット信号を周波数領域で部分直交する系列群にて構成するマルチユーザ通信システムに用いている。
【００１８】
すなわち、本発明のマルチユーザ通信システムは、定包絡線特性を有する個別パイロット信号を、周波数領域で部分直交する系列群で構成することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明のマルチユーザ通信システムは、上記の系列群が、周波数領域のサブキャリア番号をｋ、サブキャリアの部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、サブキャリア数Ｍによって分割された周波数ブロック番号をｐとして、任意のＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列ｄk に対して、
【数７】
0004830613.tif 000002
によって定義されることを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明のマルチユーザ通信システムの上記の系列群が、時間領域のサンプリング番号をｎに対してｙ［ｎ］なる系列として表すと、周波数領域の部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、周期Ｍ（Ｍ＞１）の任意のＣＡＺＡＣ系列ｄn に対して、
【数８】
0004830613.tif 000003
によって定義されることを特徴としている。
【００２１】
さらにまた、本発明のマルチユーザ通信システムは、部分直交を形成するＭ個のサブキャリアがコヒーレント帯域内の周波数範囲にあって、上記の系列群を用いた個別パイロット信号によって周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴としている。
【００２２】
本発明の直交周波数定包絡線型マルチパス伝送路推定方法は、上記の系列群を用いた個別パイロット信号をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）処理によって周波数領域に変換する手段と、その変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個のサブキャリア毎に直交分離を行い、この分離後の信号を基にチャネル推定を行うことを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の直交周波数定包絡線型マルチパス伝送路推定方法は、上記の系列群を用いた個別パイロット信号をＦＦＴ処理する第一の周波数領域変換手段と、その周波数領域変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個のサブキャリア毎に直交分離を行う手段と、この分離後の信号に対してＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）処理を施す手段と、ＩＦＦＴ処理後の信号に対してガードインターバル区間を窓関数として信号抽出を行う処理と、抽出された信号に対してＦＦＴ処理を行う第二の周波数領域変換手段とを用い、この第二の周波数領域変換後の信号を基にチャネル推定を行うことを特徴としている。
【００２４】
本発明の常時接続型のマルチユーザ通信システムは、周波数領域のスケジューリング対象のユーザ毎に周波数領域で部分直交する系列群を個別パイロット信号として予め割り当てる手段と、呼を張っている状態で情報データを送信しない場合であっても個別パイロット信号を送出し続ける、或いは定期的に送信する、或いは対向局からの要求に応じて送信する手段とを有し、その個別パイロット信号を基に周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴としている。
【００２５】
これによって、本発明のマルチユーザ通信システムでは、定包絡線特性を有する個別パイロット信号を周波数領域で部分直交する系列群で構成しているので、低ＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：ピーク対平均雑音電力比）で送信パワーアンプに優しく、ユーザ毎のパイロット信号分離のために時間領域分離用の処理規模の大きいＩＦＦＴとＦＦＴとのペア処理を必要とせず、低複雑度でシステムを構築することが可能となる。
【００２６】
また、本発明のマルチユーザ通信システムでは、上記の系列群が、周波数領域のサブキャリア番号をｋ、サブキャリアの部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、サブキャリア数Ｍによって分割された周波数ブロック番号をｐとして、任意のＣＡＺＡＣ系列ｄk に対して、
【数９】
0004830613.tif 000004
によって定義されるので、周波数領域において定包絡線特性を示し、雑音強調を生じない検出手段を実現することが可能となる。
【００２７】
さらに、本発明のマルチユーザ通信システムでは、上記の系列群が、時間領域のサンプリング番号をｎに対してｙ［ｎ］なる系列として表すと、周波数領域の部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、周期Ｍ（Ｍ＞１）の任意のＣＡＺＡＣ系列ｄn に対して、
【数１０】
0004830613.tif 000005
によって定義されるので、時間領域において定包絡線特性を示し、小さいＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号レベル変動を対象とした高効率の送信電力増幅器の採用を実現することが可能となる。
【００２８】
さらにまた、本発明のマルチユーザ通信システムでは、部分直交を形成するＭ個のサブキャリアがコヒーレント帯域内の周波数範囲にあって、上記の系列群を用いた個別パイロット信号によって周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴としているので、コヒーレント帯域毎の無線回線情報によって、それぞれのユーザに適した無線周波数帯域のスケジューリングを周波数領域のみで実現することが可能となり、低複雑度で効果の高いマルチユーザダイバーシティを提供することが可能となる。
【００２９】
本発明の直交周波数定包絡線型マルチパス伝送路推定方法では、上記の系列群を用いた個別パイロット信号をＦＦＴ処理によって周波数領域に変換する手段と、その変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個のサブキャリア毎に直交分離を行い、この分離後の信号を基にチャネル推定を行うことを特徴としているので、コヒーレント帯域毎の無線回線情報を直交分離によって検出することが可能となり、直交分離の際の同期加算による雑音削減効果と、コヒーレント帯域毎に集約することによる低複雑度で高性能なシステムを構築することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の直交周波数定包絡線型マルチパス伝送路推定方法では、上記の系列群を用いた個別パイロット信号をＦＦＴ処理する第一の周波数領域変換手段と、その周波数領域変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個のサブキャリア毎に直交分離を行う手段と、この分離後の信号に対してＩＦＦＴ処理を施す手段と、ＩＦＦＴ処理後の信号に対してガードインターバル区間を窓関数として信号抽出を行う処理と、抽出された信号に対してＦＦＴ処理を行う第二の周波数領域変換手段とを用い、この第二の周波数領域変換後の信号を基にチャネル推定を行うことを特徴としているので、チャネル推定精度に対する感度の高い受信方式を採用したとしても、窓関数による雑音削減効果を必要な処理にのみに対応することが可能となり、低複雑度で高性能なシステムを構築することが可能となる。
【００３１】
本発明の常時接続型のマルチユーザ通信システムでは、周波数領域のスケジューリング対象のユーザ毎に周波数領域で部分直交する系列群を個別パイロット信号として予め割り当てる手段と、呼を張っている状態で情報データを送信しない場合であっても、個別パイロット信号を送出し続ける、或いは定期的に送信する、或いは対向局からの要求に応じて送信する手段を有し、この個別パイロット信号を基に周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴としているので、スケジューリングや適応変調に用いるための無線回線情報測定用としてこの個別パイロット信号を周波数領域のみで直交分離及び検出することが可能となり、低複雑度で行うことが可能な効果の高いマルチユーザダイバーシティを基にしたＣｏｎＣｏｎ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ；常時接続）を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、時間領域分離用の処理規模の大きいＩＦＦＴとＦＦＴとのペア処理を必要とせず、低複雑度でシステムを構築することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は本発明の第１の実施例による送信局の構成を示すブロック図であり、図２は本発明の第１の実施例による受信局の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施例によるマルチユーザ通信システムは、図１に示す送信局と、図２に示す受信局とから構成されている。
【００３５】
本実施例の特徴としては、上記の送信局及び受信局ともに周波数領域で伝送データの処理を行っている点で、特に受信局では離散時間サンプリング後の信号を周波数領域で全て行うので、サンプリングタイミングのズレに起因するマルチパス位置精度に対してロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）になるといった効用がある。また、本発明の第１の実施例によるマルチユーザ通信システムでは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重変調方式）や周波数等化を前提とした色々な通信方式が考えられるが、ここではそれらを一般化して扱うために、時間領域と周波数領域との間等にマッピング処理を与え、ＯＦＤＭ方式でも、周波数等化を前提とした方式でも共に扱えるようにしている。以下、図１及び図２を参照して本発明の第１の実施例によるマルチユーザ通信システムについて説明する。
【００３６】
図１において、本発明の第１の実施例による送信局１は符号化部（Ｃｏｄｅｒ）１１と、直並列変換部（Ｓ／Ｐ：Ｓｅｒｉａｌ／Ｐａｒａｌｌｅｌ）１２，１６と、マッピング処理部（ＭＡＰＰＩＮＧ  ＴＩＭＥ−ＦＲＥＱ）１３と、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）１４，１７と、パイロット（ＰＩＬＯＴ）信号発生部１５と、多重化部（ＭＵＸ）１８と、ガードインターバル区間挿入部［ＧＩ（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）  ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ］１９とから構成されている。
【００３７】
送信データは符号化部１１によって所望の符号化操作が行われ、直並列変換部１２によって並列処理のためのＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）操作対象のサンプリング点分のデータが一括してマッピング処理部１３へ送られる。
【００３８】
ここで、マッピング処理部１３は、ＯＦＤＭ方式の場合、一対一のスルー構成で逆高速フーリエ変換部１４へそのまま送る。一方、周波数等化を前提とした方式の場合、マッピング処理部１３は、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）（時間領域信号を周波数領域に変換すること）処理して周波数領域上で各サブキャリアをマッピングして逆高速フーリエ変換部１４へ送る。その結果、シングルキャリア変調方式として作用することになる。
【００３９】
図１の送信局１の下段の構成はパイロット信号に関する処理を示している。本実施例の場合、パイロット信号発生部１５は周波数領域で構成した例となっており、任意の長さＭのＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列ｄk mod M １５１と、セレクタ１５２と、以下の式で示される系列群１５３と、演算器１５４とから構成されている。
【００４０】
パイロット信号発生部１５で採用されている系列群１５３は周波数軸上で部分直交をなしており、周波数領域のサブキャリア番号をｋ、サブキャリアの部分直交を形成するサブキャリア数をＭ、サブキャリア数Ｍによって分割された周波数ブロック番号をｐとして、任意の長さＭのＣＡＺＡＣ系列ｄk に対して、
【数１１】
0004830613.tif 000006
・・・（１）
で定義され、周波数領域において定包絡線特性を示し、雑音強調を生じない検出手段をとることができる。
【００４１】
ここで、部分直交とはブロック内直交性を示すもので、任意の周波数ブロック番号ｐにおけるサブキャリア数Ｍに対して直交関係にある任意の長さＭのＣＡＺＡＣ系列同士、例えば、ｄk と
【数１２】
0004830613.tif 000007
とに対して、
【数１３】
0004830613.tif 000008
・・・（２）
というように、周波数ブロックｐにおいて直交性を示す。相関関数ｘτは、コヒーレント帯域を想定して帯域内固定の位相差φを仮定している。
【００４２】
尚、ＣＡＺＡＣ系列とは、時間及び周波数の両領域において一定振幅（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）でかつ周期的自己相関値が０以外の時間ずれに対して、常に０（Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）となる系列のことである。このＣＡＺＡＣ系列は時間領域で一定振幅であることから、ＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：ピーク対平均雑音電力比）を小さく抑えることができる。また、ＣＡＺＡＣ系列は周波数領域においても一定振幅であることから、周波数領域における伝搬路推定に適する系列である。ここで、ＰＡＰＲが小さいということは消費電力を低く抑えられることを意味する。
【００４３】
あるいは、系列そのものをτだけ巡回シフトして、以下に示すように、ブロック内の直交性を構築することもできる。すなわち、この場合の相関関数ｘτは、
【数１４】
0004830613.tif 000009
・・・（３）
となって、任意の周波数ブロック番号ｐにおける周波数領域の直交性が証明される。
【００４４】
このようにして、パイロット信号発生部１５は互いに周波数領域で部分直交する任意の系列群を生成することができる。直並列変換部１６はそのようにして生成されたパイロット信号を一括して逆高速フーリエ変換部１７に送り、逆高速フーリエ変換部１７にて時間領域信号に変換する。生成された時間領域信号であるパイロット信号と逆高速フーリエ変換部１４の出力であるデータ信号とは多重化部１８へ送られ、時間多重化されてガードインターバル区間がガードインターバル区間挿入部１９によって付加されて送信パケット信号として送出される。
【００４５】
この時のパイロット信号の時間軸信号は、（１）式を逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）（周波数領域信号を時間領域に変換すること）することによって求めることができる。その系列群を時間領域のサンプリング番号ｎに対してｙ［ｎ］として表す。（１）式のサブキャリア数Ｍ（Ｍ＞１）に対して周波数ブロック内部分直交を形成する系列群をサブキャリア番号ｋに対してＹ（ｊωk ）と表す。
【００４６】
その結果、逆離散フーリエ変換が、周期Ｍの任意のＣＡＺＡＣ系列ｄn に対して、
【数１５】
0004830613.tif 000010
・・・（４）
によって表されることを以下に示す。ここで、Ｎ＝Ｍ2 としている。
【数１６】
0004830613.tif 000011
・・・（５）
ここで、
【数１７】
0004830613.tif 000012
・・・（６）
となる。したがって、
【数１８】
0004830613.tif 000013
・・・（７）
となる。
【００４７】
上記の結果によって、本発明の系列群が時間領域においても定包絡線であることが分かる。すなわち、本発明の系列群は任意の周波数ブロック内で直交性を持ちながら、周波数領域並びに時間領域において定包絡線特性を示している。
【００４８】
以上の結果の数値計算例を図１０（ａ），（ｄ）に示す。また、比較のため、従来のＣＡＺＡＣ系列をそのまま連ねて用いた数値計算例を図１０（ｂ），（ｃ），（ｅ），（ｆ）に示す。図１０（ａ）〜（ｃ）は周波数領域での包絡線を示し、図１０（ｄ）〜（ｆ）は時間領域での包絡線を示している。また、図１０（ａ），（ｄ）は本発明の系列群の場合の周波数領域及び時間領域での包絡線を示し、図１０（ｂ），（ｅ）はＣＡＺＡＣ系列を連ねた場合（１）の周波数領域及び時間領域での包絡線を示し、図１０（ｃ），（ｆ）はＣＡＺＡＣ系列を連ねた場合（２）の周波数領域及び時間領域での包絡線を示している。
【００４９】
本発明と同様の周波数領域における直交関係をＣＡＺＡＣ系列を連ねても構成することができるが、時間軸方向の包絡線を見ると、本発明の場合、定包絡線特性を示しているのに対して、ＣＡＺＡＣ系列を周期的に連ねた図１０（ｂ）や異なるパラメータのＣＡＺＡＣ系列を連ねた図１０（ｃ）では激しい包絡線の変動が生じている［図１０（ｅ），（ｆ）参照］。すなわち、本発明の系列群が送信電力増幅器に対して優しい特性を示しているのに対し、従来のＣＡＺＡＣ系列ではＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：ピーク対平均雑音電力比）の大きい送信電力増幅器に適さない特性であることが分かる。
【００５０】
上記のようにして作られた送信信号を受信するのが図２に示す受信局２である。図２は本発明の第１の実施例による受信局の構成を示すブロック図である。図２において、受信局２は、ガードインターバル区間除去部（ＧＩ  ｄｅｌｅｔｉｏｎ）２１と、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２２と、周波数等化部（ＣＨ  Ｅｑｕａｌｉｚｅ）２３と、マッピング処理部（ＭＡＰＰＩＮＧ  Ｍａｔｒｉｘ）２４と、並列直列変換部（Ｐ／Ｓ）２５と、復号部（Ｄｅｃｏｄｅｒ）２６と、直交分離部２７と、チャネル推定部（ＣＨ  ＥＳＴ）２８とから構成されている。
【００５１】
受信局２では離散時間サンプリング後の信号を周波数領域で全て処理しているので、サンプリングタイミングのズレに起因するマルチパス位置精度に対してロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）になるといった効用がある。また、本発明の第１の実施例によるマルチユーザ通信システムでは、ＯＦＤＭ方式や周波数等化を前提とした色々な通信方式が考えられるが、ここではそれらを一般化した構成となっており、時間領域と周波数領域との間等にマッピング処理を与え、ＯＦＤＭ方式でも、周波数等化を前提とした方式でも共に扱えるようにしている。以下、図２を参照して本発明の第１の実施例による受信局２について説明する。
【００５２】
図２において、受信信号は先ずガードインターバル区間除去部２１でガードインターバル区間が削除された後、高速フーリエ変換部２２で周波数領域の信号に変換され、その後、全て周波数領域で信号処理される。直交分離部２７はそのように変換された周波数領域の信号から希望ユーザのパイロット信号を直交分離するもので、その原理を図３及び図４に示す。
【００５３】
図３に示すように、ユーザ毎に予め決められた周波数ブロック内の直交する系列群がパイロット信号として割り当てられている。予め割り当てる手段は、例えば、チャネルセットアップ時に制御チャネルを介して対向の無線局（図示せず）から行われても良いし、あるいはブロードキャストチャネルを介して報知しても良く、一般的に移動通信システムで行われている手法が取られている。
【００５４】
図３に示す個別パイロット信号はユーザ＃１からユーザ＃４まで同時刻に同周波数帯で送出されて重畳された形で受信局２に到達する。したがって、何らかの手法で希望ユーザの個別パイロット信号のみを分離抽出する必要がある。この抽出して測定した結果が後述する周波数スケジューリングの基となり、図３に示すように、個別パイロット信号と近接した時刻に、情報を伝達するデータの周波数帯域が決定される。
【００５５】
ここで、注意を要するのは、図３に示すように、実際にデータを送出しているのはユーザ＃１〜＃３までで、それらのデータは周波数分割多重で送られており、ユーザ＃４のデータは送られていないが、ユーザ＃４の個別パイロット信号は常に送出するか、或いは定期的に送信するか、或いは対向局からの要求に応じて送信してスケジューリング対象となっている点である。
【００５６】
図４には周波数軸上での直交分離の様子を示している。受信信号に対してＭ個のサブキャリアからなる周波数ブロック毎にパイロット信号のレプリカの複素共役を複素乗算して積算することによって、直交分離が実現されている。この処理は、各周波数ブロックがコヒーレント帯域内となっているので、他ユーザと直交関係が成り立ち、それぞれの希望ユーザに対するマルチパス伝送路の推定が周波数ブロック毎に行われることとなる。
【００５７】
このようにして、推定されたマルチパス伝送路の推定結果を用いて、図２に示すチャネル推定部２８によって周波数等化のための重み付け計算が行われる。周波数等化はＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ）基準に基づいて行われる。例えば、推定されたマルチパス伝送路結果を補間した値を
【数１９】
0004830613.tif 000014
とすると、
【数２０】
0004830613.tif 000015
・・・（８）
によって重み計算が成される。ここで、σn 2 はノイズ分散である。また、図２の直交分離部２７から周波数スケジューリング用データとして出力している信号は、上述した周波数ブロック毎に行われた直交分離結果である。
【００５８】
周波数等化部２３はチャネル推定部２８によって計算された重み付け係数に基づいて、情報を伝達するデータを重み付け乗算し、周波数等化を行う。等化後の信号はマッピング処理部２４によって、例えば、シングルキャリア変調方式の場合、サブキャリアデマッピングと逆離散フーリエ変換処理によって時間軸の信号とした後、並列直列変換部２５によってシリアルデータとなり、復号部２６で復号される。
【００５９】
ＯＦＤＭ方式の場合、周波数等化はワンタップ等化となり、チャネル推定部２８での重み付け計算は直交分離部２７のマルチパス伝送路推定結果を補間した値
【数２１】
0004830613.tif 000016
を基に、
【数２２】
0004830613.tif 000017
・・・（９）
によって重み付け計算が行われる。ここで、ｋ＝０，１，・・・，Ｎ−１である。ＯＦＤＭ方式の場合、周波数等化部２３で重み付け乗算された信号は、マッピング処理部２４では一対一のスルー構成で並列直列変換部２５へそのまま送られ、復号部２６で復号される。
【００６０】
図１２には上記のようにして構成した本発明による周波数ブロック内で直交性を持ちながら周波数領域及び時間領域で定包絡線特性を有する系列群を個別パイロット信号として用いたシステムのシミュレーション結果を示している。この例の場合、変調方式はＯＦＤＭ方式を採用しているが、送信局、受信局ともに周波数領域での伝送データの処理を行っているので、時間領域と周波数領域との間等によるマッピング処理によってＯＦＤＭ方式でも周波数等化を前提とした方式でも共に扱える。
【００６１】
このシミュレーション結果は上述したＭ＝３２とした周波数ブロック内で直交性を有する系列群を個別パイロット信号とした場合で、１２パスの指数減衰モデル（−２ｄＢ／Ｐａｔｈ）をマルチパスフェージングモデルとして使用している。
【００６２】
このシミュレーション結果から、本発明の系列群を用いた周波数上の直交分離の場合、理想特性から１ｄＢ以内のほぼ理想特性に近いビット誤り率特性となっている。この１ｄＢの劣化はＭ＝３２としたことによるコヒーレント帯域の影響である。したがって、単一のサブキャリアで伝送路推定すれば、この劣化は解消される。
【００６３】
その場合のシミュレーション結果が図１２の従来のパイロット系列の場合である。この場合、コヒーレント帯域による劣化は生じないが、特性が本発明の系列群を用いた直交分離より劣化している。これは本発明の直交分離の際の同期加算による雑音削減効果があるためである。
【００６４】
それに対して、従来のパイロット系列によるマルチパス伝送路推定法では、パイロット信号に乗った雑音の影響を受けてビット誤り率特性が劣化しているのである。ここで注意する点は、従来のパイロット系列を用いた場合、そもそもユーザ毎の個別パイロット信号分離ができないことである。
【実施例２】
【００６５】
図５は本発明の第２の実施例による送信局の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施例による送信局３は、上記の（７）式の時間領域におけるパイロット信号を用いて構成している。図５に示す送信局３の構成のうち、符号化部３１、直並列変換部３２、マッピング部３３、高速フーリエ逆変換部３４、多重化部３８、ガードインターバル区間挿入部３９は図１に示す本発明の第１の実施例による送信局１の符号化部１１、直並列変換部１２、マッピング部１３、高速フーリエ逆変換部１４、多重化部１８、ガードインターバル区間挿入部１９と同様なので、それらの説明を省略する。
【００６６】
本発明の第２の実施例による送信局３が、図１に示す送信局１と大きく異なるのは、パイロット信号発生部３５である。図１に示す送信局１では、パイロット信号発生部１５が周波数領域の系列群として構成していたのに対して、図５に示す本発明の第２の実施例では、時間領域の系列群としてパイロット信号発生部５５が構成している。このため、本発明の第１の実施例で必要であった処理規模の大きい逆高速フーリエ変換部１７が、図５に示す本発明の第２の実施例では必要がない。パイロット信号発生部５５で生じた信号はそのまま多重化部５８へと入力されている。
【００６７】
図６は本発明の第２の実施例による受信局の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施例による受信局は、図２に示す受信局２の受信性能を向上させたものである。図６に示す受信局４の構成のうち、ガードインターバル区間除去部４１、高速フーリエ変換部４２、周波数等化部４３，マッピング処理部４４、並列直列変換部４５、復号部４６、直交分離部４７は図２に示す本発明の第１の実施例による受信局２のガードインターバル区間除去部２１、高速フーリエ変換部２２、周波数等化部２３，マッピング処理部２４、並列直列変換部２５、復号部２６、直交分離部２７と同様なので、それらの説明を省略する。
【００６８】
本発明の第２の実施例による受信局４が、図２に示す本発明の第１の実施例による受信局２と大きく異なるのは、直交分離部４７以降の処理である。図６において、逆高速フーリエ変換並びに並列直列変換部４８では直交分離部４７で検出した信号を高速フーリエ変換処理単位であるＮに拡大し、逆高速フーリエ変換した後、並列直列変換している。この信号は、直交分離部４７で複素共役をコヒーレント帯域内複素乗算した結果に対する逆高速フーリエ変換処理なので、検出対象ユーザに対するマルチパス伝送路のインパルス応答となる。
【００６９】
通常、マルチパス伝送路のインパルス応答は全てガードインターバル区間ＧＩ以内に存在するようにシステム設計されるから、時間窓処理部４９で長さがガードインターバル区間ＧＩの窓によって信号成分のみを抽出することができる。ここで、時間窓処理部４９は時間窓（長さがガードインターバル区間ＧＩの窓）４９１と、信号成分のみを抽出するための演算器４９２とを備えている。
【００７０】
これによって、その他の時間帯に存在する雑音成分を除去（以下、ノイズカットとする）することができ、マルチパス伝送路の推定精度を飛躍的に向上させることができる。時間窓処理部４９によってノイズカットされたインパルス応答は、ゼロ補間並びに高速フーリエ変換部５０で長さＮの信号にゼロ補間され、高速フーリエ変換処理によって周波数領域の信号となって周波数等化部４３で用いられる。
【実施例３】
【００７１】
図７には本発明の第３の実施例による周波数ブロック内で直交性を有する系列群を互いに直交する個別パイロット信号として各ユーザに割り振り、常時接続を無線回線上で行うＣｏｎＣｏｎ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ；常時接続）の実施形態が示されており、例えば移動局から基地局への多元接続方式へ適用した例を示している。
【００７２】
ＣｏｎＣｏｎでは、ユーザがデータを送信しない場合であっても、長時間にわたって呼を張った常時接続状態となる。これによって、短期的かつ頻繁に発生する送信データであっても、呼接続に要するセットアップ時間や終話処理時間を回避することができ、再送信のための待ち時間を格段に短くすることができる。
【００７３】
例えば、図７では移動局としてＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）＃１〜＃Ｍまで呼を張り、常時接続状態となっているが、この瞬間でデータを送出しているのはユーザ＃４のＵＥ＃４及びユーザ＃３のＵＥ＃３のみである。しかしながら、次の瞬間では、他のユーザがデータ送信を行うかもしれない。その時のスケジューリングを行うため、図７に示すように、各ユーザは常時、或いは定期的に、或いは対向局からの要求に応じてそれぞれの周波数ブロック内で直交する個別パイロット信号（ｐｉｌｏｔ＃１〜ｐｉｌｏｔ＃Ｍ）を送出している。
【００７４】
この個別パイロット信号は上述した図３に示す直交分離で説明したように、予め決められた直交するパイロット信号が割り当てられており、ｐｉｌｏｔ＃１〜ｐｉｌｏｔ＃Ｍが同時刻に同周波数帯で重畳した形で基地局に到達する。そのうちの測定対象ユーザのパイロット信号を分離抽出するのが、図８に記載されている常時接続用受信処理機能を備えた基地局である。
【００７５】
図８において、複数のユーザに対応した受信信号を扱う基地局ではＭユーザ分の信号を一括してガードインターバル区間の除去並びに高速フーリエ変換処理をガードインターバル区間除去部５１と高速フーリエ変換部５２で行う。これによって、本実施例では処理規模を格段に減らすことができる。
【００７６】
本発明の周波数ブロック内で直交する各個別パイロット信号は簡単な直交分離で実現することができるので、常時接続対象であるＭユーザ全てのマルチパス伝送路推定を周波数領域上で低複雑度で実現することができる。つまり、直交分離バンク５３はＭ個の直交分離からなっており、Ｍ個の直交分離それぞれの推定結果は周波数スケジューリング用データとしてスケジューラ５５へ送られ、ここで各ユーザが使用できる最適な周波数帯が割り当てらる。これによって、周波数軸上で構成されるところのマルチユーザーダイバーシティ効果を得ることができる。
【００７７】
一方、実際にデータを送信しているユーザの受信処理は、同時送信するユーザ数が限られているので、並列処理する数は少なくてすむ。よって、本実施例では、図６で用いた受信性能を向上させた方法を採用している。図８において、データ受信処理バンク５４はその処理を行う。送信していないが、常時接続しているユーザに対しては処理規模の小さい直交分離を多数配置し、実際に送信しているユーザに対しては処理規模が大きくかつ高性能な受信機を少数持つことによって、効率の良い基地局構成となっている。
【実施例４】
【００７８】
図９には本発明の第４の実施例による個別パイロットを常時接続で用い、例えば基地局から移動局への多重接続方式へ適用した例を示している。図９において、ガードインターバル区間除去部６１、高速フーリエ変換部６２、周波数等化部６３、マッピング処理部６４、並列直列変換部６５、復号部６６、直交分離部６７、逆高速フーリエ変換並びに並列直列変換部６８、時間窓処理部６９、ゼロ補間並びに高速フーリエ変換部７０は、図６に示す本発明の第２の実施例による受信局４のガードインターバル区間除去部４１、高速フーリエ処理部４２、周波数等化部４３、マッピング処理部４４、並列直列変換部４５、復号部４６、直交分離部４７、逆高速フーリエ変換並びに並列直列変換部４８、時間窓処理部４９、ゼロ補間並びに高速フーリエ変換部５０と同様なので、それらの説明を省略する。
【００７９】
本発明の第４の実施例による受信局６が図６に示す本発明の第２の実施例による受信局４と異なる点は、バッテリセービングによってデータを受信していない状態でバッテリセービング対象７１の機能を停止するものである。
【００８０】
バッテリセービング対象７１にはガードインターバル区間除去部６１、高速フーリエ変換部６２、直交分離部６７以外の全て機能が含まれており、常時接続状態でデータを受信してない時にガードインターバル区間除去部６１、高速フーリエ変換部６２、直交分離部６７のみが機能する。これによって、長時間を占めるパイロット信号の分離抽出を最小の電力で実施することができる。直交分離部６７からは測定した伝送路推定情報が、例えば、周波数スケジューリング用データとして送出される。
【実施例５】
【００８１】
図１１には、本発明の第５の実施例による周波数ブロック内で直交性を有する系列群を互いに直交するアンテナ用個別パイロット信号として、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）に適用した例を示している。
【００８２】
ＭＩＭＯの各アンテナから送出されるパイロット信号を各ユーザからの信号と置き換えれば、上述した説明がそのまま成り立つ。図１１（ａ）に示すように、Ａｎｔｅｎｎａ＃１〜Ａｎｔｅｎｎａ＃４から互いに周波数ブロック内で直交するパイロット信号１１０が送出される。
【００８３】
図１１（ｂ）において、複数のアンテナ８１で受けた受信信号は、ガードインターバル区間除去部８２でガードインターバル区間を取り除いた後、それぞれのアンテナ８１毎に高速フーリエ変換部８３で周波数領域へと変換される。時間多重されているパイロット信号は、パイロット検出並びに伝送路推定部８５によってアンテナ８１毎に直交分離され、各周波数ブロックに対するチャネル行列として周波数等化並びにＭＩＭＯ検出部８４で用いられる。
【実施例６】
【００８４】
図１３には、本発明の第６の実施例による周波数ブロック内で直交性を有する系列群で互いに直交する系列の数を更に増やす構成例を示している。例えば、Ｍ＝３２とした時に互いに直交する系列の数は、（１）式から母体となる系列ｄk によって決まり、ＣＡＺＡＣ系列を用いると、３２個得ることができる。
【００８５】
図１３に示す例では、この数をさらに二倍に増やして、６４個にしている。この原理を適用すると、任意の整数倍に増やすことができるが、コヒーレント帯域の兼ね合いや直交分離の際の雑音抑圧効果との兼ね合いがあり、無闇に増やすことはできない。
【００８６】
本実施例では二倍に増やす方法で記載しており、ブロック内直交関係にある系列群が一つ置きのサブキャリアに配置されている。二つ置きのサブキャリアに配置すれば三倍に、以下、同様に増やすことができる。このような、周波数特性を得るための時間軸信号は、例えば一つ置きのサブキャリア配置にするには本発明の系列を二回送れば良い。
【００８７】
この配置の間のサブキャリアに配置するには、時間軸信号に位相回転を与えれば良いことは通常良くやられている設計手法である。逆に上記のサブキャリア配置で定義された系列を、図１に示すように、逆高速フーリエ変換処理すれば定包絡線となり、時間領域並びに補間を前提とした周波数領域において定包絡線特性となる。
【００８８】
このように、本発明のマルチユーザ通信システムでは、定包絡線特性を有する個別パイロット信号を周波数領域で部分直交する系列群で構成しているので、低ＰＡＰＲで送信パワーアンプに優しく、ユーザ毎のパイロット信号分離のために時間領域分離用の処理規模の大きい逆高速フーリエ変換処理及び高速フーリエ変換処理のペア処理を必要とせず、低複雑度でシステムを構成することができる。
【００８９】
また、本発明のマルチユーザ通信システムでは、上記の系列群が、周波数領域のサブキャリア番号をｋ、サブキャリアの部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、サブキャリア数Ｍによって分割された周波数ブロック番号をｐとして、任意のＣＡＺＡＣ系列ｄk に対して、
【数２３】
0004830613.tif 000018
によって定義されるので、周波数領域において定包絡線特性を示し、雑音強調を生じない検出手段を提供することができる。
【００９０】
さらに、本発明のマルチユーザ通信システムでは、上記の系列群が、時間領域のサンプリング番号をｎに対してｙ［ｎ］なる系列として表すと、周波数領域の部分直交を形成するサブキャリア数をＭ（Ｍ＞１）、周期Ｍ（Ｍ＞１）の任意のＣＡＺＡＣ系列ｄn に対して、
【数２４】
0004830613.tif 000019
によって定義されるので、時間領域において定包絡線特性を示し、小さいＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号レベル変動を対象とした高効率の送信電力増幅器の採用が可能で、コストパフォーマンスの良いシステムを提供することができる。
【００９１】
さらにまた、本発明のマルチユーザ通信システムでは、部分直交を形成するＭ個のサブキャリアがコヒーレント帯域内の周波数範囲にあって、上記の系列群を用いた個別パイロット信号によって周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴としているので、コヒーレント帯域毎の無線回線情報によって、それぞれのユーザに適した無線周波数帯域のスケジューリングを周波数領域のみで実現することができ、低複雑度で効果の高いマルチユーザーダイバーシティを提供することができる。
【００９２】
本発明の直交周波数定包絡線型マルチパス伝送路推定方法では、上記の系列群を用いた個別パイロット信号を高速フーリエ変換処理によって周波数領域に変換する手段と、その変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個のサブキャリア毎に直交分離を行い、この分離後の信号を基にチャネル推定を行うことを特徴としているので、コヒーレント帯域毎の無線回線情報を直交分離によって検出することが可能で、直交分離の際の同期加算による雑音削減効果と、コヒーレント帯域毎に集約することによる低複雑度で高性能なシステムを提供することができる。
【００９３】
また、本発明の直交周波数定包絡線型マルチパス伝送路推定方法では、上記の系列群を用いた個別パイロット信号を高速フーリエ変換処理する第一の周波数領域変換手段と、その周波数領域変換後の個別パイロット信号に対して部分直交を形成するＭ個のサブキャリア毎に直交分離を行う手段と、この分離後の信号に対して逆高速フーリエ変換処理を施す手段と、逆高速フーリエ変換後の信号に対してガードインターバル区間を窓関数として信号抽出を行う処理と、抽出された信号に対して高速フーリエ変換処理を行う第二の周波数領域変換手段とを用い、第二の周波数領域変換後の信号を基にチャネル推定を行うことを特徴としているので、チャネル推定精度に対する感度の高い受信方式を採用したとしても、窓関数による雑音削減効果を必要な処理にのみ対応させることができ、低複雑度で高性能なシステムを提供することができる。
【００９４】
本発明の常時接続型のマルチユーザ通信システムでは、周波数領域のスケジューリング対象のユーザ毎に周波数領域で部分直交する系列群を個別パイロット信号として予め割り当てる手段と、呼を張っている状態で情報データを送信しない場合であっても個別パイロット信号を送出し続ける、或いは定期的に送信する、或いは対向局からの要求に応じて送信する手段とを有し、個別パイロット信号を基に周波数領域のスケジューリングを行うことを特徴としているので、スケジューリングや適応変調に用いるための無線回線情報測定用としてこの個別パイロット信号を周波数領域のみで直交分離及び検出することができ、低複雑度で行うことのできる効果の高いマルチユーザーダイバーシティを基にしたＣｏｎＣｏｎを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施例による送信局の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例による受信局の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の周波数ブロック内で直交する系列群を用いた個別パイロット信号の直交分離を説明するための図である。
【図４】本発明の周波数ブロック内で直交する系列群を用いた個別パイロット信号の直交分離を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施例による送信局の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施例による受信局の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施例による系列群を用いた常時接続を無線回線上で行うＣｏｎＣｏｎの実施形態を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例による常時接続用受信処理機能を備えた基地局の構成を示す示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施例による個別パイロットを常時接続で用い、例えば基地局から移動局への多重接続方式へ適用した例を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）は本発明の周波数ブロック内で部分直交する系列群の数値計算例を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施例による周波数ブロック内で直交性を有する系列群を互いに直交するアンテナ用個別パイロットとしてＭＩＭＯに適用した例を示す図である。
【図１２】本発明の系列群を個別パイロットとして用いた場合のビット誤り率によるシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】本発明の系列群で数を拡張する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９６】
１，３  送信局
２，４，６  受信局
１１，３１  符号化部
１２，１６，
３２  直並列変換部
１３，３３  マッピング処理部
１４，１７，
３４  逆高速フーリエ変換部
１５，３５  パイロット信号発生部
１８，３８  多重化部
１９，３９  ガードインターバル区間挿入部
２１，４１，
５１，６１  ガードインターバル区間除去部
２２，４２，
５２，６２，
８３  高速フーリエ変換部
２３，４３，
６３  周波数等化部
２４，４４，
６４  マッピング処理部
２５，４５，
６５  並列直列変換部
２６，４６，
６６  復号部
２７，４７，
６７  直交分離部
２８  チャネル推定部
４８，６８  逆高速フーリエ変換並びに並列直列変換部
４９，６９  時間窓処理部
５０，７０  ゼロ補間並びに高速フーリエ変換部
５３  直交分離バンク
５４  データ受信処理バンク
５５  スケジューラ
７１  バッテリーセービング対象
８１  アンテナ
８２  ガード区間除去部
８４  周波数等化並びにＭＩＭＯ検出部
８５  パイロット検出並びに伝送路推定部
１１０  アンテナ毎に周波数ブロックで直交するパイロットの送信信号
【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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【図１３】
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