(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送受信アンテナを持つ無線通信装置を用いる無線通信システムにおいて、
前記無線通信装置は、
第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の送信信号を生成する際に送信信号毎に異なる第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行う対応付け手段と、
第１〜Ｋの復調系列を生成する際に前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行う抽出結合手段と
を有し、
前記対応付け手段は、前記第１〜Ｍの送信信号を生成する際に前記送信信号毎に異なる周波数ホッピングパターンを用いて前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けを行い、
前記抽出結合手段は、前記第１〜Ｋの復調系列を生成する際に、前記送信信号毎に異なる前記周波数ホッピングパターンにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する前記Ｍ個の復調信号の抽出及び結合を行う前記無線通信システムであって、
前記対応付け手段は、
前記第１〜Ｋの送信系列をそれぞれ符号化して第１〜Ｋの符号化系列を生成する符号化系列生成手段と、前記第１〜Ｋの符号系列をそれぞれインタリーブして第１〜Ｋのインタリーブ系列を生成するインタリーブ系列生成手段と、前記第１〜Ｋのインタリーブ系列をそれぞれ第１〜Ｍの部分送信系列に分割する部分送信系列生成手段と、前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する第１〜Ｍの部分送信系列を前記第１〜Ｍの部分送信系列毎に周波数多重して前記第１〜Ｍの送信信号を生成する送信信号生成手段と、前記第１〜Ｍの送信信号をそれぞれ送信する第１〜Ｍの送信アンテナとからなる送信部
を有し、
前記抽出結合手段は、
第１〜Ｎ（Ｎは１以上の整数）の受信アンテナと、前記第１〜Ｎの受信アンテナにおいて受信された第１〜Ｎの受信信号を前記周波数チャネル毎に第１〜Ｍの部分復調信号に分解する復調手段と、前記周波数チャネル毎の前記第１〜Ｍの部分復調信号より前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号を抽出して結合することで前記第１〜Ｋの復調系列を生成する復調系列生成手段と、前記第１〜Ｋの復調系列をそれぞれ逆インタリーブして第１〜Ｋの逆インタリーブ系列を生成する逆インタリーブ系列生成手段と、前記第１〜Ｋの逆インタリーブ系列をそれぞれ復号して第１〜Ｋの復号系列を生成する復号手段とからなる受信部
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記送信部は、前記受信部における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に送信系列数を減少しかつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に前記送信系列数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記スケジューリング手段は、前記送信系列数を減少する際に前記受信部における送信系列毎の受信品質が劣っている送信系列から順次削減していくことを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記送信部は、
前記受信部における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に各送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に、各送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信部は、
前記受信部における送信系列毎の受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記送信部は、
前記受信部における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に各送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に、各送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記送信部は、
前記受信部における送信系列毎の受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項８】
無線伝送方式としてＯＦＤＭ（ＯＲｔｈｏｇｏｎａｌ  ＦＲｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を用い、サブキャリア多重によって周波数多重を実現することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記第１〜Ｍの送信信号間で第ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｋ）の送信系列に対応する周波数チャネルが完全に直交する周波数ホッピングパターンを用いることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項１０】
複数の送受信アンテナを持つ無線通信装置において、
第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の送信信号を生成する際に送信信号毎に異なる第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行う対応付け手段と、
第１〜Ｋの復調系列を生成する際に前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行う抽出結合手段と
を有し、
前記対応付け手段は、前記第１〜Ｍの送信信号を生成する際に前記送信信号毎に異なる周波数ホッピングパターンを用いて前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けを行い、
前記抽出結合手段は、前記第１〜Ｋの復調系列を生成する際に、前記送信信号毎に異なる前記周波数ホッピングパターンにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する前記Ｍ個の復調信号の抽出及び結合を行う前記無線通信装置であって、
前記対応付け手段は、
前記第１〜Ｋの送信系列をそれぞれ符号化して第１〜Ｋの符号化系列を生成する符号化系列生成手段と、前記第１〜Ｋの符号系列をそれぞれインタリーブして第１〜Ｋのインタリーブ系列を生成するインタリーブ系列生成手段と、前記第１〜Ｋのインタリーブ系列をそれぞれ第１〜Ｍの部分送信系列に分割する部分送信系列生成手段と、前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する第１〜Ｍの部分送信系列を前記第１〜Ｍの部分送信系列毎に周波数多重して前記第１〜Ｍの送信信号を生成する送信信号生成手段と、前記第１〜Ｍの送信信号をそれぞれ送信する第１〜Ｍの送信アンテナとからなる送信部
を有し、
前記抽出結合手段は、
第１〜Ｎ（Ｎは１以上の整数）の受信アンテナと、前記第１〜Ｎの受信アンテナにおいて受信された第１〜Ｎの受信信号を前記周波数チャネル毎に第１〜Ｍの部分復調信号に分解する復調手段と、前記周波数チャネル毎の前記第１〜Ｍの部分復調信号より前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号を抽出して結合することで前記第１〜Ｋの復調系列を生成する復調系列生成手段と、前記第１〜Ｋの復調系列をそれぞれ逆インタリーブして第１〜Ｋの逆インタリーブ系列を生成する逆インタリーブ系列生成手段と、前記第１〜Ｋの逆インタリーブ系列をそれぞれ復号して第１〜Ｋの復号系列を生成する復号手段とからなる受信部を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１１】
前記送信部は、
前記受信部における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に送信系列数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に前記送信系列数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記スケジューリング手段は、
前記送信系列数を減少する際に前記受信部における送信系列毎の受信品質が劣っている送信系列から順次削減していくことを特徴とする請求項１１記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記送信部は、
前記受信部における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に各送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に各送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記送信部は、
前記受信部における送信系列毎の受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記送信部は、
前記受信部における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に各送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に各送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記送信部は、
前記受信部における送信系列毎の受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を増加するスケジューリング手段を有することを特徴とする請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１７】
無線伝送方式としてＯＦＤＭ（ＯＲｔｈｏｇｏｎａｌ  ＦＲｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を用い、サブキャリア多重によって周波数多重を実現することを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか記載の無線通信装置。
【請求項１８】
前記第１〜Ｍの送信信号間で第ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｋ）の送信系列に対応する周波数チャネルが完全に直交する周波数ホッピングパターンを用いることを特徴とする請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１９】
複数の送受信アンテナを持つ無線通信装置を用いる無線通信システムのリソース割当て方法において、
前記無線通信装置側に、第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の送信信号を生成する際に送信信号毎に異なる第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行うステップと、
第１〜Ｋの復調系列を生成する際に前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行うステップと
を有し、
前記対応付けを行うステップは、前記第１〜Ｍの送信信号を生成する際に前記送信信号毎に異なる周波数ホッピングパターンを用いて前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けを行い、
前記抽出及び結合を行うステップは、前記第１〜Ｋの復調系列を生成する際に、前記送信信号毎に異なる前記周波数ホッピングパターンにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する前記Ｍ個の復調信号の抽出及び結合を行う前記リソース割当て方法であって、
前記対応付けを行うステップは、
前記第１〜Ｋの送信系列をそれぞれ符号化して第１〜Ｋの符号化系列を生成するステップと、
前記第１〜Ｋの符号系列をそれぞれインタリーブして第１〜Ｋのインタリーブ系列を生成するステップと、
前記第１〜Ｋのインタリーブ系列をそれぞれ第１〜Ｍの部分送信系列に分割するステップと、
前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する第１〜Ｍの部分送信系列を前記第１〜Ｍの部分送信系列毎に周波数多重して前記第１〜Ｍの送信信号を生成するステップと、
前記第１〜Ｍの送信信号をそれぞれ送信するステップと
を有し、
前記抽出及び結合を行うステップは、
第１〜Ｎ（Ｎは１以上の整数）の受信信号を受信するステップと、
前記第１〜Ｎの受信信号を前記周波数チャネル毎に第１〜Ｍの部分復調信号に分解するステップと、
前記周波数チャネル毎の前記第１〜Ｍの部分復調信号より前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号を抽出して結合することで前記第１〜Ｋの復調系列を生成するステップと、
前記第１〜Ｋの復調系列をそれぞれ逆インタリーブして第１〜Ｋの逆インタリーブ系列を生成するステップと、
前記第１〜Ｋの逆インタリーブ系列をそれぞれ復号して第１〜Ｋの復号系列を生成するステップと
を有することを特徴とするリソース割当て方法。
【請求項２０】
前記抽出及び結合を行うステップにおいて、受信機における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に送信系列数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に前記送信系列数を増加するスケジューリングステップをさらに有することを特徴とする請求項１９記載のリソース割当て方法。
【請求項２１】
前記スケジューリングステップでは、前記送信系列数を減少する際に前記受信部における送信系列毎の受信品質が劣っている送信系列から順次削減していくことを特徴とする請求項２０記載のリソース割当て方法。
【請求項２２】
前記対応付けを行うステップにおいて、受信機における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に各送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に各送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を増加するスケジューリングステップをさらに有することを特徴とする請求項１９記載のリソース割当て方法。
【請求項２３】
前記対応付けを行うステップにおいて、受信機における送信系列毎の受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている送信系列に割り当てられる周波数チャネル数を増加するスケジューリングステップをさらに有することを特徴とする請求項１９記載のリソース割当て方法。
【請求項２４】
前記対応付けを行うステップにおいて、受信機における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている場合に各送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている場合に各送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を増加するスケジューリングステップをさらに有することを特徴とする請求項１９記載のリソース割当て方法。
【請求項２５】
前記対応付けを行うステップにおいて、受信機における送信系列毎の受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っている送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を減少し、かつ前記受信品質が予め設定した第２の閾値より優れている送信系列に割り当てられる送信アンテナ数を増加するスケジューリングステップをさらに有することを特徴とする請求項１９記載のリソース割当て方法。
【請求項２６】
無線伝送方式としてＯＦＤＭ（ＯＲｔｈｏｇｏｎａｌ  ＦＲｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を用い、サブキャリア多重によって周波数多重を実現することを特徴とする請求項１９から請求項２５のいずれか記載のリソース割当て方法。
【請求項２７】
前記第１〜Ｍの送信信号間で第ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｋ）の送信系列に対応する周波数チャネルが完全に直交する周波数ホッピングパターンを用いることを特徴とする請求項１９記載のリソース割当て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は無線通信システム、無線通信装置及びそれに用いるリソース割当て方法に関し、特に複数の送受信アンテナを用いる無線通信システムにおける各送信系列での周波数チャネル割当て方法に関する。
【背景技術】  耐マルチパス特性に優れた無線伝送方式の一つに、全帯域を複数のサブキャリアに分割し、ガードインターバルを挿入し、受信側においてガードインターバルを削除することによって、マルチパスによるシンボル間干渉を除去するＯＦＤＭ（ＯＲｔｈｏｇｏｎａｌ  ＦＲｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式がある。
ＯＦＤＭ方式において複数のユーザを周波数多重する方法の一つに、ユーザ毎に異なる周波数ホッピングパターンを用いる方法がある（例えば、特許文献：ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．５，５４８，５８２参照）。
以下、ＯＦＤＭに周波数ホッピングを適用した通信システムについて第１図及び第２図を参照して説明する。
送信機６−１において、符号器６１は送信系列ＳＴＳ１を符号化し、符号化系列ＳＣＳを出力する。インタリーバ６２は符号化系列ＳＣＳをインタリーブし、インタリーブ系列ＳＩＳを出力する。シンボルマッピング部６３はインタリーブ系列ＳＩＳを変調シンボルにマッピングし、送信シンボル系列ＳＴＳＹを出力する。
ホッピングパターン生成部６４は送信機固有のホッピングパターンＳＨＰ１を出力する。サブキャリア割り当て部６５はホッピングパターンＳＨＰ１にしたがって送信シンボル系列ＳＴＳＹをサブキャリア１〜Ｒに割り当て、周波数ホッピング信号ＳＦＨ１〜ＳＦＨＲを出力する。
高速逆フーリエ変換部６６は周波数ホッピング信号ＳＦＨ１〜ＳＦＨＲを高速逆フーリエ変換し、ＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴを出力する。ガードインターバル付加部６７はＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴにガードインターバルを付加し、送信信号ＳＴＳＸ１をアンテナ６８から出力する。送信機６−２〜６−Ｋは、上記の送信機６−１と同様の操作が行われ、それぞれ送信系列ＳＴＳ２〜ＳＴＳＫを入力として、送信信号ＳＴＳＸ２〜ＳＴＳＸＫを出力する。
受信機７において、ガードインターバル除去部７２はアンテナ７１への受信信号ＳＲＸからガードインターバル部を除去し、ＦＦＴ入力信号ＳＦＦＴＩを出力する。高速フーリエ変換部７３はＦＦＴ入力信号ＳＦＦＴＩを高速フーリエ変換し、ＦＦＴ信号ＳＦＦＴ１〜ＳＦＦＴＲを出力する。
ホッピングパターン生成部７４は送信機６−１〜６−Ｋそれぞれに対応する固有のホッピングパターンＳＨＰ１〜ＳＨＰＫを出力する。サブキャリア抽出部７５はＦＦＴ信号ＳＦＦＴ１〜ＳＦＦＴＲからホッピングパターンＳＨＰ１〜ＳＨＰＫ各々に対応する成分を復調系列ＳＤＭＳ１〜ＳＤＭＳＫとして出力する。
デインタリーバ７６−１〜７６−Ｋはそれぞれ復調系列ＳＤＭＳ１〜ＳＤＭＳＫをデインタリーブし、デインタリーブ系列ＳＤＩＳ１〜ＳＤＩＳＫを出力する。復号器７７−１〜７７−Ｋはそれぞれデインタリーブ系列ＳＤＩＳ１〜ＳＤＩＳＫを復号し、復号系列ＳＤＣＳ１〜ＳＤＣＳＫを出力する。
例えば、送信系列それぞれが異なるユーザに対応している。送信系列が４で、周波数チャネルが４の場合、ユーザ＃１〜＃４がそれぞれホッピングパターン｛＃１，＃３，＃２，＃４｝，｛＃２，＃１，＃４，＃３｝，｛＃３，＃４，＃１，＃２｝，｛＃４，＃２，＃３，＃１｝で周波数ホッピングを行うことによって、第３図に示すように、同一時間では全ユーザが周波数軸上で直交する。各ユーザが全周波数チャネルを満遍なく使用することによって、周波数ダイバーシチ効果が得られる。
一方、送受信に複数のアンテナを用いるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）は伝搬路の独立性を利用した並列伝送によって周波数利用効率を向上する方法として知られている（例えば、非特許文献：ＩＥＥＥ  ＶＴＣ  ２０００  ＳｐＲｉｎｇ予稿集掲載の「Ｍａｘｉｍｕｍ  ＬｉＫｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｉｎ  ａ  Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」（Ｒ．ｖａｎ  Ｎｅｅ他著、２０００年５月、６〜１０ページ）参照）。
ＯＦＤＭに周波数ホッピングを適用した通信システムに、さらに送信アンテナを２つ、受信アンテナを２つのＭＩＭＯを適用した場合について第４図及び第５図を参照して説明する。
送信機８−１において、符号器８１は送信系列ＳＴＳ１を符号化し、符号化系列ＳＣＳを出力する。インタリーバ８２は符号化系列ＳＣＳをインタリーブし、インタリーブ系列ＳＩＳを出力する。シリアル／パラレル変換部８３はインタリーブ系列ＳＩＳをシリアル／パラレル変換し、シリアル／パラレル信号ＳＳＰ１，ＳＳＰ２を出力する。
シンボルマッピング部８４，８５はそれぞれシリアル／パラレル信号ＳＳＰ１，ＳＳＰ２を変調シンボルにマッピングし、送信シンボル系列ＳＴＳＹ１，ＳＴＳＹ２を出力する。ホッピングパターン生成部８６は送信機固有のホッピングパターンＳＨＰ１を出力する。サブキャリア割り当て部８７，８８はそれぞれホッピングパターンＳＨＰ１にしたがって送信シンボル系列ＳＴＳＹ１，ＳＴＳＹ２をサブキャリア１〜Ｒに割り当て、周波数ホッピング信号ＳＦＨ１１〜ＳＦＨ１Ｒ，ＳＦＨ２１〜ＳＦＨ２Ｒを出力する。
高速逆フーリエ変換部８９，９０は周波数ホッピング信号ＳＦＨ１１〜ＳＦＨ１Ｒ，ＳＦＨ２１〜ＳＦＨ２Ｒをそれぞれ高速逆フーリエ変換し、ＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴ１，ＳＩＦＦＴ２を出力する。ガードインターバル付加部９１，９２はＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴ１，ＳＩＦＦＴ２にガードインターバルを付加し、送信信号ＳＴＳＸ１１，ＳＴＳＸ１２を出力する。送信機８−２〜８−Ｋも上記の送信機８−１と同様の操作を行い、それぞれ送信系列ＳＴＳ２〜ＳＴＳＫを入力として送信信号ＳＴＳＸ２１，ＳＴＳＸ２２，・・・，ＳＴＳＸＫ１，ＳＴＳＸＫ２を出力する。
受信機１０において、ガードインターバル除去部１０３，１０４はそれぞれアンテナ１０１，１０２への受信信号ＳＲＸ１，ＳＲＸ２からガードインターバル部を除去し、ＦＦＴ入力信号ＳＦＦＴＩ１，ＳＦＦＴＩ２を出力する。高速フーリエ変換部１０５，１０６はそれぞれＦＦＴ入力信号ＳＦＦＴＩ１，ＳＦＦＴＩ２を高速フーリエ変換し、ＦＦＴ信号ＳＦＦＴ１１〜ＳＦＦＴ１Ｒ，ＳＦＦＴ２１〜ＳＦＦＴ２Ｒを出力する。
ホッピングパターン生成部１０７は送信機８−１〜８−Ｋそれぞれに対応する固有のホッピングパターンＳＨＰ１〜ＳＨＰＫを出力する。サブキャリア抽出部１０８，１０９はＦＦＴ信号ＳＦＦＴ１１〜ＳＦＦＴ１Ｒ，ＳＦＦＴ２１〜ＳＦＦＴ２Ｒから、ホッピングパターンＳＨＰ１〜ＳＨＰＫ各々に対応する成分を抽出系列ＳＥＸＴ１１〜ＳＥＸＴ１Ｋ，ＳＥＸＴ２１〜ＳＥＸＴ２Ｋとして出力する。
ＭＩＭＯ復調部１１０は、抽出系列ＳＥＸＴ１１〜ＳＥＸＴ１Ｋ，ＳＥＸＴ２１〜ＳＥＸＴ２Ｋを合成、分解して、部分復調系列ＳＰＤＭ１１，ＳＰＤＭ１２，ＳＰＤＭ２１，ＳＰＤＭ２２，・・・，ＳＰＤＭＫ１，ＳＰＤＭＫ２を出力する。
パラレル／シリアル変換部１１１−１〜１１１−Ｋは、それぞれ部分復調系列ＳＰＤＭ１１，ＳＰＤＭ１２，ＳＰＤＭ２１，ＳＰＤＭ２２，・・・，ＳＰＤＭＫ１，ＳＰＤＭＫ２をパラレル／シリアル変換し、復調系列ＳＤＭＳ１〜ＳＤＭＳＫを出力する。
デインタリーバ１１２−１〜１１２−Ｋは、それぞれ復調系列ＳＤＭＳ１〜ＳＤＭＳＫをデインタリーブし、デインタリーブ系列ＳＤＩＳ１〜ＳＤＩＳＫを出力する。復号器１１３−１〜１１３−Ｋは、それぞれデインタリーブ系列ＳＤＩＳ１〜ＳＤＩＳＫを復号し、復号系列ＳＤＣＳ１〜ＳＤＣＳＫを出力する。
しかしながら、上述した従来のＯＦＤＭに周波数ホッピング及びＭＩＭＯを適用した方法では、送信アンテナ間の距離を十分大きくとれず、伝搬路間の相関が大きい場合、ダイバーシチ効果が小さく、かつＭＩＭＯ復調部における信号分離が困難となり、受信特性が大きく劣化してしまう。
【発明の開示】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、伝搬路相関が高い場合の特性を改善することができ、伝搬路相関が低い場合に高スループットを実現することができる無線通信システ厶、無線通信装置及びそれに用いるリソース割当て方法を提供することにある。
本発明による無線通信システムは、複数の送受信アンテナを持つ無線通信装置を用いる無線通信システムであって、第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の送信信号を生成する際に送信信号毎に異なる第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行う手段と、第１〜Ｋの復調系列を生成する際に前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行う手段とを前記無線通信装置に備えている。
本発明による無線通信装置は、複数の送受信アンテナを持つ無線通信装置であって、第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の送信信号を生成する際に送信信号毎に異なる第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行う手段と、第１〜Ｋの復調系列を生成する際に前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行う手段とを備えている。
本発明によるリソース割当て方法は、複数の送受信アンテナを持つ無線通信装置を用いる無線通信システムのリソース割当て方法であって、前記無線通信装置側で、第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の送信信号を生成する際に送信信号毎に異なる第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行うステップと、第１〜Ｋの復調系列を生成する際に前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行うステップとを備えている。
本発明によるリソース割当て方法のプログラムは、複数の送受信アンテナを持つ無線通信装置を用いる無線通信システムのリソース割当て方法のプログラムであって、コンピュータに、第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の送信信号を生成する際に送信信号毎に異なる第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行う処理と、第１〜Ｋの復調系列を生成する際に前記第１〜Ｋの送信系列と前記周波数チャネルとの対応付けにしたがって前記第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行う処理とを実行させている。
すなわち、無線伝送方式においては、送信アンテナ毎に同一送信系列でも異なる周波数チャネル割り当てることで、伝搬路相関が高い場合でもダイバーシチ効果が得られ、通信品質に応じて送信系列数、各送信系列に割り当てる周波数チャネル数、各送信系列に割り当てる送信アンテナ数等を適応的に制御することで、伝搬路相関が高い場合の特性を改善し、かつ伝搬路相関が低い場合に高スループットが実現可能となる。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、送信アンテナ毎に同一送信系列でも異なる周波数チャネル割り当てを行い、かつ通信品質に応じて送信系列数、各送信系列に割り当てる周波数チャネル数、各送信系列に割り当てる送信アンテナ数等を適応的に制御することで、上述した課題を解決することが可能となる。
本発明の第１の無線通信装置は、上記の課題を解消するために、第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列をそれぞれ符号化して第１〜Ｋの符号化系列を生成する符号化系列生成部と、第１〜Ｋの符号系列をそれぞれインタリーブして第１〜Ｋのインタリーブ系列を生成するインタリーブ系列生成部と、第１〜Ｋのインタリーブ系列をそれぞれ第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の部分送信系列に分割する部分送信系列生成部と、第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する第１〜Ｍの部分送信系列を第１〜Ｍの部分送信系列毎に周波数多重して第１〜Ｍの送信信号を生成する送信信号生成部と、第１〜Ｍの送信信号をそれぞれ送信する第１〜Ｍの送信アンテナとを送信部に設けている。
また、本発明の第１の無線通信装置は、第１〜Ｎ（Ｎは１以上の整数）の受信アンテナと、第１〜Ｎの受信アンテナにおいて受信された第１〜Ｎの受信信号を周波数チャネル毎に第１〜Ｍの復調復調信号に分解する復調部と、周波数チャネル毎の第１〜Ｍの部分復調信号より第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号を抽出して結合することで第１〜Ｋの復調系列を生成する復調系列生成部と、第１〜Ｋの復調系列をそれぞれ逆インタリーブして第１〜Ｋの逆インタリーブ系列を生成する逆インタリーブ系列生成部と、第１〜Ｋの逆インタリーブ系列をそれぞれ復号して第１〜Ｋの復号系列を生成する復号部とを受信部に設けている。
本発明の第１の無線通信装置は、上記の送信部及び受信部において、送信信号生成部が第１〜Ｍの送信信号を生成する際に、送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行い、復調系列生成部が第１〜Ｋの復調系列を生成する際に、送信信号生成部における送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けにしたがって第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行うことを特徴としている。
本発明の第２の無線通信装置は、通信路品質によって適応的に無線リソース割り当てを行うスケジューリング部と、第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列をそれぞれ符号化して第１〜Ｋの符号化系列を生成する符号化系列生成部と、第１〜Ｋの符号系列をそれぞれインタリーブして第１〜Ｋのインタリーブ系列を生成するインタリーブ系列生成部と、第１〜Ｋのインタリーブ系列をそれぞれ第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の部分送信系列に分割する部分送信系列生成部と、第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する第１〜Ｍの部分送信系列を第１〜Ｍの部分送信系列毎に周波数多重して第１〜Ｍの送信信号を生成する送信信号生成部と、第１〜Ｍの送信信号をそれぞれ送信する第１〜Ｍの送信アンテナを送信部に設けている。
また、本発明の第２の無線通信装置は、第１〜Ｎ（Ｎは１以上の整数）の受信アンテナと、第１〜Ｎの受信アンテナにおいて受信された第１〜Ｎの受信信号を周波数チャネル毎に第１〜Ｍの復調復調信号に分解する復調部と、周波数チャネル毎の第１〜Ｍの部分復調信号より第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号を抽出して結合することで第１〜Ｋの復調系列を生成する復調系列生成部と、第１〜Ｋの復調系列をそれぞれ逆インタリーブして第１〜Ｋの逆インタリーブ系列を生成する逆インタリーブ系列生成部と、第１〜Ｋの逆インタリーブ系列をそれぞれ復号して第１〜Ｋの復号系列を生成する復号部とを受信部に設けている。
本発明の第２の無線通信装置は、上記の送信部及び受信部において、送信信号生成部が第１〜Ｍの送信信号を生成する際に、送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行い、復調系列生成部が第１〜Ｋの復調系列を生成する際に、送信信号生成部における送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けにしたがって第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行い、スケジューリング部において、受信部における受信品質が第１の閾値より劣っている場合に送信系列数、送信系列に割り当てる周波数チャネル数、送信系列に割り当てる送信アンテナ数のいずれかを減少し、受信部における受信品質が第２の閾値より優れている場合に送信系列数、送信系列に割り当てる周波数チャネル数、送信系列に割り当てる送信アンテナ数のいずれかを増加することを特徴としている。
本発明の第３の無線通信装置は、第１〜Ｋ（Ｋは２以上の整数）の送信系列をそれぞれ符号化して第１〜Ｋの符号化系列を生成する符号化系列生成部と、第１〜Ｋの符号系列をそれぞれインタリーブして第１〜Ｋのインタリーブ系列を生成するインタリーブ系列生成部と、第１〜Ｋのインタリーブ系列をそれぞれ第１〜Ｍ（Ｍは２以上の整数）の部分送信系列に分割する部分送信系列生成部と、第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応する第１〜Ｍの部分送信系列を第１〜Ｍの部分送信系列毎に周波数多重して第１〜Ｍの送信信号を生成する送信信号生成部と、第１〜Ｍの送信信号をそれぞれ送信する第１〜Ｍの送信アンテナとを送信部に設けている。
また、本発明の第３の無線通信装置は、第１〜Ｎ（Ｎは１以上の整数）の受信アンテナと、第１〜Ｎの受信アンテナにおいて受信された第１〜Ｎの受信信号を周波数チャネル毎に第１〜Ｍの復調復調信号に分解する復調部と、周波数チャネル毎の第１〜Ｍの部分復調信号より第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号を抽出して結合することで第１〜Ｋの復調系列を生成する復調系列生成部と、第１〜Ｋの復調系列をそれぞれ逆インタリーブして第１〜Ｋの逆インタリーブ系列を生成する逆インタリーブ系列生成部と、第１〜Ｋの逆インタリーブ系列をそれぞれ復号して第１〜Ｋの復号系列を生成する復号部と、通信路品質によって適応的に無線リソース割り当てを行うスケジューリング部とを受信部に設けている。
本発明の第３の無線通信装置は、上記の送信部及び受信部において、送信信号生成部が第１〜Ｍの送信信号を生成する際に、送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行い、復調系列生成部が第１〜Ｋの復調系列を生成する際に、送信信号生成部における送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けにしたがって、第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号を抽出及び結合を行い、スケジューリング部において、受信部における受信品質が第１の閾値より劣っている場合に送信系列数、送信系列に割り当てる周波数チャネル数、送信系列に割り当てる送信アンテナ数のいずれかを減少し、受信部における受信品質が第２の閾値より優れている場合に送信系列数、送信系列に割り当てる周波数チャネル数、送信系列に割り当てる送信アンテナ数のいずれかを増加することを特徴としている。
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、伝搬路相関が高い場合の特性を改善することができ、伝搬路相関が低い場合に高スループットを実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】  第１図は従来例の無線通信装置の送信部の構成例を示すブロック図である。
第２図は従来例の無線通信装置の受信部の構成例を示すブロック図である。
第３図は従来例におけるリソース割り当てを説明するための図である。
第４図は従来例の無線通信装置の送信部の他の構成例を示すブロック図である。
第５図は従来例の無線通信装置の受信部の他の構成例を示すブロック図である。
第６図は本発明の実施の形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。
第７図は本発明の実施の形態による無線通信装置の動作を示すフローチャートである。
第８図は本発明の第１の実施例による送信機の構成を示すブロック図である。
第９図は本発明の第１の実施例による受信機の構成を示すブロック図である。
第１０図は本発明の第１の実施例におけるリソース割り当てを説明するための図である。
第１１図は本発明の第２の実施例による無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。
第１２図は本発明の第２の実施例による無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。
第１３図は本発明の第３の実施例による無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。
第１４Ａ図〜第１４Ｃ図は本発明の第３の実施例におけるリソース割り当てを説明するための図である。
第１５Ａ図及び第１５Ｂ図は本発明の第４の実施例におけるリソース割り当てを説明するための図である。
第１６図は本発明の第５の実施例による無線通信装置の動作を示すフローチャートである。
第１７Ａ図及び第１７Ｂ図は本発明の第５の実施例におけるリソース割り当てを説明するための図である。
第１８図は本発明の第５の実施例による無線通信装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。第６図は本発明の実施の形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。第６図において、無線通信装置Ａは送信機１−１〜１−Ｋからなる送信部Ｂと、受信機３からなる受信部Ｃと、送信部Ｂ及び受信部Ｃで実行されかつそれら各部の処理を実現するためのプログラム（コンピュータで実行可能なプログラム）を格納する記録媒体Ｄとから構成されている。
第７図は第６図の無線通信装置Ａの動作を示すフローチャートである。これら第６図及び第７図を参照して本発明の実施の形態による無線通信装置Ａの動作について説明する。尚、第７図に示す処理は無線通信装置Ａ内の送信部Ｂ及び受信部Ｃが記録媒体Ｄのプログラムを実行することで実現することができる。
無線通信装置Ａは送信を行う場合（第７図ステップＳ１）、送信機１−１〜１−Ｋ各々において、第１〜Ｍの送信信号を生成し（第７図ステップＳ２）、送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行ってから（第７図ステップＳ３）、送信信号を送信する（第７図ステップＳ４）。
一方、無線通信装置Ａは受信を行う場合（第７図ステップＳ１）、送られてきた信号を受信し（第７図ステップＳ６）、第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けにしたがって第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行い（第７図ステップＳ７）、その結果を基に第１〜Ｋの復調系列を生成する（第７図ステップＳ８）。無線通信装置Ａは終了となるまで（第７図ステップＳ５）、上記の処理を繰り返し行う。
本発明の実施の形態は、上記のような動作とすることで、伝搬路相関が高い場合の特性を改善することができ、伝搬路相関が低い場合に高スループットを実現することができる。
【実施例１】  第８図は本発明の第１の実施例による送信機の構成を示すブロック図であり、第９図は本発明の第１の実施例による受信機の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施例による無線通信装置は上記の第６図に示す本発明の実施の形態による無線通信装置と同様の構成となっている。
第８図において、送信機１−１は符号器１１と、インタリーバ１２と、シリアル／パラレル変換器１３と、シンボルマッピング部１４，１５と、ホッピングパターン生成部１６，１７と、サブキャリア割り当て部１８，１９と、高速逆フーリエ変換器２０，２１と、ガードインターバル付加部２２，２３と、アンテナ２４，２５とから構成されている。尚、送信機１−２〜１−Ｋも上記の送信機１−１と同様の構成となっている。
送信機１−１において、符号器１１は送信系列ＳＴＳ１を符号化し、符号化系列ＳＣＳを出力する。インタリーバ１２は符号化系列ＳＣＳをインタリーブし、インタリーブ系列ＳＩＳを出力する。シリアル／パラレル変換部１３はインタリーブ系列ＳＩＳをシリアル／パラレル変換し、シリアル／パラレル信号ＳＳＰ１，ＳＳＰ２を出力する。
シンボルマッピング部１４，１５はそれぞれシリアル／パラレル信号ＳＳＰ１，ＳＳＰ２を変調シンボルにマッピングし、送信シンボル系列ＳＴＳＹ１，ＳＴＳＹ２を出力する。ホッピングパターン生成部１６，１７はそれぞれ独立かつ送信機固有のホッピングパターンＳＨＰ１１，ＳＨＰ１２を出力する。サブキャリア割り当て部１８，１９はそれぞれホッピングパターンＳＨＰ１１，ＳＨＰ１２にしたがって送信シンボル系列ＳＴＳＹ１，ＳＴＳＹ２をサブキャリア１〜Ｒに割り当て、周波数ホッピング信号ＳＦＨ１１〜ＳＦＨ１Ｒ，ＳＦＨ２１〜ＳＦＨ２Ｒを出力する。
高速逆フーリエ変換部２０，２１はそれぞれ周波数ホッピング信号ＳＦＨ１１〜ＳＦＨ１Ｒ，ＳＦＨ２１〜ＳＦＨ２Ｒを高速逆フーリエ変換し、ＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴ１，ＳＩＦＦＴ２を出力する。ガードインターバル付加部２２，２３はＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴ１，ＳＩＦＦＴ２にガードインターバルを付加し、送信信号ＳＴＳＸ１１，ＳＴＳＸ１２をアンテナ２４，２５から出力する。
送信機１−２〜１−Ｋも、上記の送信機１−１と同様の操作を行い、それぞれ送信系列ＳＴＳ２，ＳＴＳＫを入力し、送信信号ＳＴＳＸ２１，ＳＴＳＸ２２，ＳＴＳＸＫ１，ＳＴＳＸＫ２を出力する。
第９図において、受信機３はアンテナ３１，３２と、ガードインターバル除去部３３，３４と、高速フーリエ変換部３５，３６と、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）復調部３７と、ホッピングパターン生成部３８，３９と、サブキャリア抽出部４０，４１と、パラレル／シリアル変換器４２−１〜４２−Ｋと、デインタリーバ４３−１〜４３−Ｋと、復号器４４−１〜４４−Ｋとから構成されている。
受信機３において、ガードインターバル除去部３３，３４はそれぞれ、アンテナ３１，３２への受信信号ＳＲＸ１，ＳＲＸ２からガードインターバル部を除去し、ＦＦＴ入力信号ＳＦＦＴＩ１，ＳＦＦＴＩ２を出力する。高速フーリエ変換部３５，３６はそれぞれＦＦＴ入力信号ＳＦＦＴＩ１，ＳＦＦＴＩ２を高速フーリエ変換し、ＦＦＴ信号ＳＦＦＴ１１〜ＳＦＦＴ１Ｒ，ＳＦＦＴ２１〜ＳＦＦＴ２Ｒを出力する。
ＭＩＭＯ復調部３７はＦＦＴ信号ＳＦＦＴ１１〜ＳＦＦＴ１Ｒ，ＳＦＦＴ２１〜ＳＦＦＴ２Ｒを合成、分解し、復調信号ＳＤＥＭ１１〜ＳＤＥＭ１Ｒ，ＳＤＥＭ２１〜ＳＤＥＭ２Ｒを出力する。ホッピングパターン生成部３８，３９は送信機１−１〜１−Ｋそれぞれに対応する固有のホッピングパターンＳＨＰ１１〜ＳＨＰＫ１，ＳＨＰ１２〜ＳＨＰＫ２を出力する。サブキャリア抽出部４０，４１は復調信号ＳＤＥＭ１１〜ＳＤＥＭ１Ｒ，ＳＤＥＭ２１〜ＳＤＥＭ２ＲよりホッピングパターンＳＨＰ１１〜ＳＨＰＫ１，ＳＨＰ１２〜ＳＨＰＫ２それぞれに対応する成分を部分復調系列ＳＰＤＭ１１〜ＳＰＤＭ１Ｋ，ＳＰＤＭ２１〜ＳＰＤＭ２Ｋとして出力する。
パラレル／シリアル変換部４２−１〜４２−Ｋ各々は部分復調系列ＳＰＤＭ１１〜ＳＰＤＭ１Ｋ，ＳＰＤＭ２１〜ＳＰＤＭ２Ｋをパラレル／シリアル変換し、復調系列ＳＤＭＳ１〜ＳＤＭＳＫを出力する。デインタリーバ４３−１〜４３−Ｋは、それぞれ復調系列ＳＤＭＳ１〜ＳＤＭＳＫをデインタリーブし、デインタリーブ系列ＳＤＩＳ１〜ＳＤＩＳＫを出力する。復号器４４−１〜４４−Ｋは、それぞれデインタリーブ系列ＳＤＩＳ１〜ＳＤＩＳＫを復号し、復号系列ＳＤＣＳ１〜ＳＤＣＳＫを出力する。
第１０図は本発明の第１の実施例におけるリソース割り当てを説明するための図である。この第１０図を参照して本発明の第１の実施例におけるリソース割り当てについて説明する。
本実施例では、上述した動作によって送信機１−１〜１−Ｋの送信アンテナ毎に異なる周波数ホッピングパターンを用いた送受信を行う。従来例では、第１８図に示すように、ホッピングパターンによるサブキャリア抽出後にＭＩＭＯ復調を行っているが、本実施例では送信機１−１〜１−Ｋの送信アンテナ毎にホッピングパターンが異なるため、ＭＩＭＯ復調後にそれぞれの送信アンテナに対応する復調信号に分解した後に、それぞれのホッピングパターンによってサブキャリア抽出を行う必要がある。
例えば、送信系列それぞれが異なるユーザに対応して送信系列が４で周波数チャネルが４の場合について考える。ユーザ＃１〜＃４がそれぞれ送信アンテナ＃１に関してはホッピングパターン｛＃１，・・・｝，｛＃２，・・・｝，｛＃３，・・・｝，｛＃４，・・・｝で、送信アンテナ＃２に関してはホッピングパターン｛＃３，・・・｝，｛＃１，・・・｝，｛＃４，・・・｝，｛＃２，・・・｝でそれぞれ周波数ホッピングを行えば、時刻＃１における周波数チャネル割り当ては第１０図に示すようになる。
各ユーザが送信アンテナ＃１，＃２間で異なる周波数チャネルを用いており、伝搬路相関が大きい場合でも広帯域通信では伝搬路特性が独立となるため、周波数ダイバーシチ効果が得られる。
このように、本実施例では、送信アンテナ毎に同一送信系列でも異なる周波数チャネル割り当てることによって、伝搬路相関が高い場合でもダイバーシチ効果が得られる。
【実施例２】  第１１図は本発明の第２の実施例による無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図であり、第１２図は本発明の第２の実施例による無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施例では、複数の送信機１−１〜１−Ｋと一つの受信機３とからなる無線装置について説明したが、本発明の第２の実施例では、第１１図及び第１２図に示すように、一つの送信機２と複数の受信機４−１〜４−Ｋとからなら無線装置にも本発明は容易に適用できる。
第１１図において、本発明の第２の実施例による無線通信装置の送信部は送信機２からなり、送信機２は符号器１１−１〜１１−Ｋと、インタリーバ１２−１〜１２−Ｋと、シリアル／パラレル変換器１３−１〜１３−Ｋと、シンボルマッピング部１４−１〜１４−Ｋ，１５−１〜１５−Ｋと、ホッピングパターン生成部１６，１７と、サブキャリア割り当て部１８，１９と、高速逆フーリエ変換器２０，２１と、ガードインターバル付加部２２，２３と、アンテナ２４，２５とから構成されている。
送信機２において、符号器１１−１〜１１−Ｋは送信系列ＳＴＳ１〜ＳＴＳＫを符号化し、符号化系列ＳＣＳ１〜ＳＣＳＫを出力する。インタリーバ１２−１〜１２−Ｋは符号化系列ＳＣＳ１〜ＳＣＳＫをインタリーブし、インタリーブ系列ＳＩＳ１〜ＳＩＳＫを出力する。シリアル／パラレル変換部１３−１〜１３−Ｋはインタリーブ系列ＳＩＳ１〜ＳＩＳＫをシリアル／パラレル変換し、シリアル／パラレル信号ＳＳＰ１１〜ＳＳＰＫ１，ＳＳＰ２１〜ＳＳＰＫ２を出力する。
シンボルマッピング部１４−１〜１４−Ｋ，１５−１〜１５−Ｋはそれぞれシリアル／パラレル信号ＳＳＰ１１〜ＳＳＰＫ１，ＳＳＰ２１〜ＳＳＰＫ２を変調シンボルにマッピングし、送信シンボル系列ＳＴＳＹ１１〜ＳＴＳＹＫ１，ＳＴＳＹ２１〜ＳＴＳＹＫ２を出力する。ホッピングパターン生成部１６，１７はそれぞれ独立かつ送信機固有のホッピングパターンＳＨＰ１１〜ＳＨＰＫ１，ＳＨＰ１２〜ＳＨＰＫ２を出力する。サブキャリア割り当て部１８，１９はそれぞれホッピングパターンＳＨＰ１１〜ＳＨＰＫ１，ＳＨＰ１２〜ＳＨＰＫ２にしたがって送信シンボル系列ＳＴＳＹ１１〜ＳＴＳＹＫ１，ＳＴＳＹ２１〜ＳＴＳＹＫ２をサブキャリア１〜Ｒに割り当て、周波数ホッピング信号ＳＦＨ１１〜ＳＦＨ１Ｒ，ＳＦＨ２１〜ＳＦＨ２Ｒを出力する。
高速逆フーリエ変換部２０，２１はそれぞれ周波数ホッピング信号ＳＦＨ１１〜ＳＦＨ１Ｒ，ＳＦＨ２１〜ＳＦＨ２Ｒを高速逆フーリエ変換し、ＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴ１，ＳＩＦＦＴ２を出力する。ガードインターバル付加部２２，２３はＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴ１，ＳＩＦＦＴ２にガードインターバルを付加し、送信信号ＳＴＳＸ１１，ＳＴＳＸ１２をアンテナ２４，２５から出力する。
第１２図において、本発明の第２の実施例による無線通信装置の受信部は受信機４−１〜４−Ｋからなり、受信機４−１はアンテナ３１，３２と、ガードインターバル除去部３３，３４と、高速フーリエ変換部３５，３６と、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）復調部３７と、ホッピングパターン生成部３８，３９と、サブキャリア抽出部４０，４１と、パラレル／シリアル変換器４２と、デインタリーバ４３と、復号器４４とから構成されている。尚、受信機４−２〜４−Ｋも上記の受信機４−１と同様の構成となっている。
受信機４−１において、ガードインターバル除去部３３，３４はそれぞれ、アンテナ３１，３２への受信信号ＳＲＸ１，ＳＲＸ２からガードインターバル部を除去し、ＦＦＴ入力信号ＳＦＦＴＩ１，ＳＦＦＴＩ２を出力する。高速フーリエ変換部３５，３６はそれぞれＦＦＴ入力信号ＳＦＦＴＩ１，ＳＦＦＴＩ２を高速フーリエ変換し、ＦＦＴ信号ＳＦＦＴ１１〜ＳＦＦＴ１Ｒ，ＳＦＦＴ２１〜ＳＦＦＴ２Ｒを出力する。
ＭＩＭＯ復調部３７はＦＦＴ信号ＳＦＦＴ１１〜ＳＦＦＴ１Ｒ，ＳＦＦＴ２１〜ＳＦＦＴ２Ｒを合成、分解し、復調信号ＳＤＥＭ１１〜ＳＤＥＭ１Ｒ，ＳＤＥＭ２１〜ＳＤＥＭ２Ｒを出力する。ホッピングパターン生成部３８，３９は送信機２に対応する固有のホッピングパターンＳＨＰ１１，ＳＨＰ１２を出力する。サブキャリア抽出部４０，４１は復調信号ＳＤＥＭ１１〜ＳＤＥＭ１Ｒ，ＳＤＥＭ２１〜ＳＤＥＭ２ＲよりホッピングパターンＳＨＰ１１，ＳＨＰ１２それぞれに対応する成分を部分復調系列ＳＰＤＭ１，ＳＰＤＭ２として出力する。
パラレル／シリアル変換部４２は部分復調系列ＳＰＤＭ１，ＳＰＤＭ２をパラレル／シリアル変換し、復調系列ＳＤＭＳを出力する。デインタリーバ４３は復調系列ＳＤＭＳをデインタリーブし、デインタリーブ系列ＳＤＩＳを出力する。復号器４４はデインタリーブ系列ＳＤＩＳを復号し、復号系列ＳＤＣＳ１を出力する。
このように、本実施例では、送信アンテナ毎に同一送信系列でも異なる周波数チャネル割り当てることによって、伝搬路相関が高い場合でもダイバーシチ効果が得られる。
【実施例３】  第１３図は本発明の第３の実施例による無線通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施例では、送信部の構成が異なる以外は第８図及び第９図に示す本発明の第１の実施例による送信機１−１〜１−Ｋ及び受信機３と同様の構成となっている。つまり、本発明の第３の実施例による無線通信装置の受信機は、第９図に示す本発明の第１の実施例による受信機３と同様の構成となっているので、その説明については省略する。
第１３図において、送信機５はスケジューラ５１を追加した以外は第８図に示す送信機１−１と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、それら同一構成要素は本発明の第１の実施例と同様となっている。
送信機５において、スケジューラ５１は受信機３において測定される受信品質を基にリソース割り当てを決定し、リソース割り当て信号ＳＬＡを出力する。符号器１１はリソース割り当て信号ＳＬＡに対応する長さの送信系列ＳＴＳ１を符号化し、符号化系列ＳＣＳを出力する。インタリーバ１２はリソース割り当て信号ＳＬＡに対応する長さの符号化系列ＳＣＳをインタリーブし、インタリーブ系列ＳＩＳを出力する。シリアル／パラレル変換部１３はインタリーブ系列ＳＩＳをシリアル／パラレル変換し、シリアル／パラレル信号ＳＳＰ１，ＳＳＰ２を出力する。
シンボルマッピング部１４，１５はそれぞれシリアル／パラレル信号ＳＳＰ１，ＳＳＰ２を変調シンボルにマッピングし、送信シンボル系列ＳＴＳＹ１，ＳＴＳＹ２を出力する。ホッピングパターン生成部１６，１７はそれぞれ独立かつ送信機固有のホッピングパターンＳＨＰ１１，ＳＨＰ１２を出力する。サブキャリア割り当て部１８，１９はそれぞれ、ホッピングパターンＳＨＰ１１，ＳＨＰ１２にしたがって、送信シンボル系列ＳＴＳＹ１，ＳＴＳＹ２をサブキャリア１〜Ｒに割り当て、周波数ホッピング信号ＳＦＨ１１〜ＳＦＨ１Ｒ，ＳＦＨ２１〜ＳＦＨ２Ｒを出力する。
高速逆フーリエ変換部２０，２１はそれぞれ、周波数ホッピング信号ＳＦＨ１１〜ＳＦＨ１Ｒ，ＳＦＨ２１〜ＳＦＨ２Ｒを高速逆フーリエ変換し、ＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴ１，ＳＩＦＦＴ２を出力する。ガードインターバル付加部２２，２３はＩＦＦＴ信号ＳＩＦＦＴ１，ＳＩＦＦＴ２にガードインターバルを付加し、送信信号ＳＴＳＸ１、ＳＴＳＸ２を出力する。
第１４Ａ図〜第１４Ｃ図は本発明の第３の実施例におけるリソース割り当てを説明するための図である。第１４Ａ図は４ユーザ時を示し、第１４Ｂ図は３ユーザ時を示し、第１４Ｃ図は２ユーザ時を示している。
本実施例では、受信機における受信品質に応じてスケジューラ５１が適応的に送信系列数を制御する。例えば、送信系列それぞれが異なるユーザに対応し、送信系列が４、各送信アンテナで周波数チャネルが４の場合を考える。ユーザ＃１〜＃４がそれぞれ送信アンテナ２４に関してはホッピングパターン｛＃１，・・・｝，｛＃２，・・・｝，｛＃３，・・・｝，｛＃４，・・・｝で、送信アンテナ２５に関してはホッピングパターン｛＃３，・・・｝，｛＃１，・・・｝，｛＃４，・・・｝，｛＃２，・・・｝で周波数ホッピングを行えば、時刻＃１における周波数チャネル割り当ては第１４Ａ図に示すようになる。
本実施例では、ビット誤り率、ブロック誤り率等の受信品質が所要値に満たない場合、ユーザ＃４へのリソース割り当てを取りやめることによって、第１４Ｂ図に示すように、ユーザ＃２，＃３に関しては、２チャネルのうち１チャネルが他送信アンテナからの干渉を回避しているため、特性が改善される。
さらに、ユーザ＃３へのリソース割り当てを取りやめると、第１４Ｃ図に示すように、ユーザ＃１に関しても２チャネルのうち１チャネルが他送信アンテナからの干渉を回避することができるため、特性が改善される。逆に、受信品質が所要値より過剰に高い場合には、ユーザ数を増やすことによって、高いスループットを実現することができる。
このように、本実施例では、受信品質によって送信系列数を適応的に制御することで、伝搬路相関が高い場合の特性を改善し、かつ伝搬路相関が低い場合には高スループットを実現することができる。
【実施例４】  第１５Ａ図及び第１５Ｂ図は本発明の第４の実施例におけるリソース割り当てを説明するための図である。第１５Ａ図は２チャネル／ユーザ／割り当て時を示し、第１５Ｂ図はチャネル割り当て削減時を示している。
本発明の第４の実施例による無線通信装置では、上記の第１３図に示す構成において、スケジューラ５１が受信機における受信品質に応じて適応的に送信系列への周波数チャネル割り当て数を制御している。
例えば、送信系列それぞれが異なるユーザに対応し、送信系列が４、送信アンテナ毎に周波数チャネルが８の場合について考える。この場合には、送信アンテナ毎に各ユーザに２つの周波数チャネルが割り当てられるので、第１５Ａ図に示すようになる。
受信品質が所要値に満たない場合、ユーザ＃３，＃４への周波数チャネル割り当てを送信アンテナ毎に１チャネルに削減すると、第１５Ｂ図に示すように、全てのユーザに関して、１チャネルが他送信アンテナからの干渉を回避することができる可能性があり、特性が改善される。逆に、受信品質が所要値より過剰に高い場合には、周波数チャネル数を増やすことによって、高いスループットを実現することができる。
第１６図は本発明の第４の実施例による無線通信装置の動作を示すフローチャートである。この第１６図を参照して本発明の第４の実施例による無線通信装置の動作について説明する。尚、第１６図に示す処理は本発明の実施の形態による無線通信装置Ａ内の送信部Ｂ及び受信部Ｃが記録媒体Ｄのプログラムを実行することで実現することができる。
無線通信装置は送信を行う場合（第１６図ステップＳ１１）、送信機各々において、受信部における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っていれば（受信品質＜第１の閾値）（第１６図ステップＳ１２）、送信系列に割り当てる周波数チャネル数を減少させ（第１６図ステップＳ１３）、受信部における受信品質が予め設定した第２の閾値より優れていれば（受信品質＞第２の閾値）（第１６図ステップＳ１４）、送信系列に割り当てる周波数チャネル数を増加させる（第１６図ステップＳ１５）。
その後、無線通信装置は送信機各々において、第１〜Ｍの送信信号を生成し（第１６図ステップＳ１６）、送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行ってから（第１６図ステップＳ１７）、送信信号を送信する（第１６図ステップＳ１８）。
一方、無線通信装置は受信を行う場合（第１６図ステップＳ１１）、送られてきた信号を受信し（第１６図ステップＳ２０）、第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けにしたがって第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行い（第１６図ステップＳ２１）、その結果を基に第１〜Ｋの復調系列を生成する（第１６図ステップＳ２２）。無線通信装置は終了となるまで（第１６図ステップＳ１９）、上記の処理を繰り返し行う。
このように、本実施例では、受信品質によって送信系列に割り当てる周波数チャネル数を適応的に制御することで、伝搬路相関が高い場合の特性を改善し、かつ伝搬路相関が低い場合には高スループットを実現することができる。
第１７Ａ図及び第１７Ｂ図は本発明の第５の実施例におけるリソース割り当てを説明するための図である。第１７Ａ図は４ユーザ時を示し、第１７Ｂ図は送信アンテナ割り当て削減時を示している。
本発明による第５の実施例による無線通信装置では、上記の第１３図に示す構成において、スケジューラ５１が受信機における受信品質に応じて適応的に送信系列への送信アンテナ割り当て数を制御している。
例えば、送信系列それぞれが異なるユーザに対応し、送信系列が４、送信アンテナ毎に周波数チャネルが４の場合について考える。この場合には、受信品質が所要値に満たない時に、ユーザ＃３，＃４への送信アンテナ割り当てを１に削減すると、第１７Ｂ図に示すように、ユーザ＃１，＃２に関しては２チャネルのうちの１チャネルが他送信アンテナからの干渉を回避することができる可能性があり、特性が改善される。逆に、受信品質が所要値より過剰に高い時には、送信アンテナ割り当て数を増やすことによって、高いスループットを実現することができる。
【実施例５】  第１８図は本発明の第５の実施例による無線通信装置の動作を示すフローチャートである。この第１８図を参照して本発明の第５の実施例による無線通信装置の動作について説明する。尚、第１８図に示す処理は本発明の実施の形態による無線通信装置Ａ内の送信部Ｂ及び受信部Ｃが記録媒体Ｄのプログラムを実行することで実現することができる。
無線通信装置は送信を行う場合（第１８図ステップＳ３１）、送信機各々において、受信部における受信品質が予め設定した第１の閾値より劣っていれば（受信品質＜第１の閾値）（第１８図ステップＳ３２）、送信系列に割り当てる送信アンテナ数を減少させ（第１８図ステップＳ３３）、受信部における受信品質が予め設定した第２の閾値より優れていれば（受信品質＞第２の閾値）（第１８図ステップＳ３４）、送信系列に割り当てる送信アンテナ数を増加させる（第１８図ステップＳ３５）。
その後、無線通信装置は送信機各々において、第１〜Ｍの送信信号を生成し（第１８図ステップＳ３６）、送信信号毎に異なる第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けを行ってから（第１８図ステップＳ３７）、送信信号を送信する（第１８図ステップＳ３８）。
一方、無線通信装置は受信を行う場合（第１８図ステップＳ３１）、送られてきた信号を受信し（第１８図ステップＳ４０）、第１〜Ｋの送信系列と周波数チャネルとの対応付けにしたがって第１〜Ｋの送信系列それぞれに対応するＭ個の復調信号の抽出及び結合を行い（第１８図ステップＳ４１）、その結果を基に第１〜Ｋの復調系列を生成する（第１８図ステップＳ４２）。無線通信装置は終了となるまで（第１８図ステップＳ３９）、上記の処理を繰り返し行う。
このように、本実施例では、受信品質によって送信系列に割り当てる送信アンテナ数を適応的に制御することで、伝搬路相関が高い場合の特性を改善し、かつ伝搬路相関が低い場合には高スループットを実現することができる。
【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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【図１６】
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【図１８】
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