(57)【要約】【課題】  データ誤り率の少ない送信装置、受信装置及び無線通信システムを提供する。【解決手段】  伝搬路推定用のパイロット信号を１フレーム内に２つ用意し、１つ目のパイロット信号１により推定された位相変動値及びデマッピングの基準振幅を用いて、変調情報信号３のデマッピングを行う。さらに、データ信号４については、データ信号４と同様の送信電力制御をサブキャリア毎に適用した２つ目のパイロット信号２より推定された位相変動値及びデマッピングの基準振幅を用いる。【選択図】  図１
2005123898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路特性確認用のパイロット信号領域と、制御信号領域と、データ信号領域とを備える信号列を信号伝送の基本単位とした信号形式であって、
前記パイロット信号領域は、前記制御信号領域用の第１のパイロット信号領域と、前記データ信号領域用の第２のパイロット信号領域とを有していることを特徴とする信号形式を用いた通信装置。
【請求項２】
マルチキャリア通信システムにおける送信装置であって、伝播路の伝播特性に応じて、各サブキャリアの変調方式を選択するサブキャリア別変調方式選択手段と、伝播路の伝播特性に応じて、各サブキャリアの送信電力を個別に調整するサブキャリア別送信電力調整手段と、を備える送信装置において、
伝送路特性確認用のパイロット信号と、制御信号と、データ信号と、を有する信号列を信号伝送の基本単位として生成する信号伝送基本単位生成手段と、
前記制御信号用の第１のパイロット信号を生成する第１パイロット信号生成手段と、
前記データ信号用の第２のパイロット信号を生成する第２パイロット信号生成手段と
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項３】
前記第１のパイロット信号と前記制御信号との送信期間において、受信側において受信するマルチキャリア信号の全キャリアの大きさが略一定となる方向に各サブキャリアの送信電力を調整するサブキャリア別送信電力調整手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記サブキャリア別送信電力調整手段は、さらに、前記第２のパイロット信号の送信期間とデータ信号の送信期間とにおける各サブキャリアの送信電力を略同一とする方向に調整する制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
伝送路特性確認用のパイロット信号領域と、制御信号領域と、データ信号領域とを備える信号列を信号伝送の基本単位とした信号形式であって、前記パイロット信号領域は、前記制御信号領域用の第１のパイロット信号領域と、前記データ信号領域用の第２のパイロット信号領域とを有していることを特徴とする信号形式の信号を受信するマルチキャリア通信システムにおける受信装置であって、
受信した前記第１のパイロット信号に基づいて、前記制御信号に対する位相変動量を推定し、前記第１のパイロット信号と前記制御信号との位相変動量を前記制御信号の各サブキャリアに対して補償する第１補償手段と、
前記第１のパイロット信号の各サブキャリアの受信振幅に基づいて、前記制御信号の各サブキャリアに対する第１の基準振幅を算出する第１の基準振幅算出手段と、
前記位相変動が補償された制御信号の受信振幅と、前記第１の基準振幅とを各サブキャリアに対して比較してデマッピングを行う第１デマッピング手段と、
前記制御信号のデマッピング結果に基づいて、復号を行い、前記データ信号の各サブキャリアに対する変調情報を取得する第１の変調情報取得手段とを備えることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
さらに、受信した前記第２のパイロット信号に基づいて、前記データ信号に対する位相変動量を推定し、前記第２のパイロット信号と前記データ信号との位相変動量を前記データ信号の各サブキャリアに対して補償する第２補償手段と、
前記第２のパイロット信号の各サブキャリアの受信振幅に基づいて、前記データ信号の各サブキャリアに対する第２の基準振幅を算出する第２の基準振幅算出手段と、
前記復号された変調情報に基づいて、前記位相変動が補償されたデータ信号の受信振幅と、前記第２の基準振幅とを、各サブキャリアに対して比較してデマッピングを行う第２デマッピング手段と、
前記データ信号のデマッピング結果に基づいて、復号を行い、前記データ信号を復調する第１の復調手段と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記受信した第１のパイロット信号に基づいて、前記データ信号に対する位相変動量を推定し、前記第１のパイロット信号と前記データ信号との位相変動量を前記データ信号の各サブキャリアに対して補償する第３補償手段と、
前記第２のパイロット信号の各サブキャリアの受信振幅に基づいて、前記データ信号の各サブキャリアに対する第２の基準振幅を算出する第３の基準振幅算出手段と、
復号された前記変調情報に基づいて、前記位相変動が補償されたデータ信号の受信振幅と、前記第２の基準振幅とを、各サブキャリアに対して比較して、デマッピングを行う第３のデマッピング手段と、
前記データ信号のデマッピング結果に基づいて、復号を行い、前記データ信号を復調する第２の復調手段と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項８】
伝送路特性確認用のパイロット信号領域と、制御信号領域と、データ信号領域とを備える信号列を信号伝送の基本単位とした信号形式であって、前記パイロット信号領域は、前記制御信号領域用の第１のパイロット信号領域と、前記データ信号領域用の第２のパイロット信号領域とを有していることを特徴とする信号形式の信号を受信するマルチキャリア通信システムにおける受信装置であって、
受信した前記第１のパイロット信号と、前記受信した前記第２のパイロット信号との受信信号点を合成した合成信号に基づいて、前記制御信号に対する位相変動量を推定し、前記合成信号と前記制御信号との位相変動量を前記制御信号の各サブキャリアに対して補償する第４補償手段と、
前記第１のパイロット信号の各サブキャリアの受信振幅に基づいて、前記制御信号の各サブキャリアに対する第１の基準振幅を算出する第４の基準振幅算出手段と、
前記位相変動が補償された制御信号の受信振幅と、前記第１の基準振幅とを各サブキャリアに対して比較して、デマッピングを行う第４のデマッピング手段と、
前記制御信号のデマッピング結果に基づいて、復号を行い、前記データ信号の各サブキャリアに対する変調情報を取得する第２の変調情報取得手段と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項９】
前記合成信号に基づいて、前記データ信号に対する位相変動量を推定し、前記合成信号と前記データ信号との位相変動量を前記データ信号の各サブキャリアに対して補償する第５補償手段と、
前記第２のパイロット信号の各サブキャリアの受信振幅に基づいて、前記データ信号の各サブキャリアに対する第２の基準振幅を算出する第５の基準振幅算出手段と、
前記復号された変調情報に基づいて、前記位相変動が補償されたデータ信号の受信振幅と、前記第２の基準振幅とを、各サブキャリアに対して比較して、デマッピングを行う第５のデマッピング手段と、
前記データ信号のデマッピング結果に基づいて、復号を行い、前記データ信号を復調する第３の復調手段と、を備えることを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
【請求項１０】
さらに、前記制御信号と前記データ信号とにおいて、前記位相変動量の補償と基準振幅の算定を、共通の処理系を用いて時間分割により行うことを特徴とする請求項５から請求項９までのいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１１】
請求項２から４までのいずれか１項に記載の少なくともいずれか１つの送信装置と、
請求項５から９までのいずれか１項に記載の少なくともいずれか１つの受信装置と、を有して構成される無線通信システム。
【請求項１２】
請求項２から４までのいずれか１項に記載の少なくともいずれか１つの送信装置と、
請求項５から９までのいずれか１項に記載の少なくともいずれか１つの受信装置と、の少なくともいずれか一方を有する無線通信端末。
【請求項１３】
マルチキャリア通信システムにおける送信装置であって、伝播路の伝播特性に応じて、各サブキャリアの変調方式を選択するサブキャリア別変調方式選択手段と、伝播路の伝播特性に応じて、各サブキャリアの送信電力を個別に調整するサブキャリア別送信電力調整手段と、を備える送信装置を用いた送信方法であって、
伝送路特性確認用のパイロット信号と、制御信号と、データ信号と、を有する信号列を信号伝送の基本単位として生成するステップと、
前記制御信号用の第１のパイロット信号を生成する第１パイロット信号生成ステップと、
前記データ信号用の第２のパイロット信号を生成する第２パイロット信号生成ステップと、を備えることを特徴とする送信方法。
【請求項１４】
伝送路特性確認用のパイロット信号領域と、制御信号領域と、データ信号領域とを備える信号列を信号伝送の基本単位とした信号形式であって、前記パイロット信号領域は、前記制御信号領域用の第１のパイロット信号領域と、前記データ信号領域用の第２のパイロット信号領域とを有していることを特徴とする信号形式の信号を受信するマルチキャリア通信システムにおける受信方法であって、
受信した前記第１のパイロット信号に基づいて、前記制御信号に対する位相変動量を推定し、前記弟１のパイロット信号と前記制御信号との位相変動量を前記制御信号の各サブキャリアに対して補償する第１補償ステップと、
前記第１のパイロット信号の各サブキャリアの受信振幅に基づいて、前記制御信号の各サブキャリアに対する第１の基準振幅を算出する第１の基準振幅算出ステップと、
前記位相変動が補償された制御信号の受信振幅と、前記第１の基準振幅とを各サブキャリアに対して比較してデマッピングを行う第１デマッピングステップと、
前記制御信号のデマッピング結果に基づいて、復号を行い、前記データ信号の各サブキャリアに対する変調情報を取得する第１の変調情報取得ステップとを備えることを特徴とする受信方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載のステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
伝送路特性確認用のパイロット信号領域と、制御信号領域と、データ信号領域とを備える信号列を信号伝送の基本単位とした信号形式であって、
前記パイロット信号領域は、前記制御信号領域用の第１のパイロット信号領域と、前記データ信号領域用の第２のパイロット信号領域とを有していることを特徴とする信号形式。
【請求項１７】
伝送路特性確認用のパイロット信号領域と、制御信号領域と、データ信号領域とを備える伝送用信号形式を用いた通信を行う通信装置であって、
前記パイロット信号領域は、前記制御信号領域用の第１のパイロット信号領域と、前記データ信号領域用の第２のパイロット信号領域とを有していることを特徴とする信号形式を用いた通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信方法及び通信装置に関し、特に制御信号と、それに続くデータ信号と、の制御技術に関する。
【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通信方式の１つとしてマルチキャリア伝送方式が注目されている。
【０００３】
マルチキャリア伝送方式は、ある周波数間隔で配置された複数の帯域幅の狭いサブキャリアを用い、周波数分割多重により情報信号を並列に伝送する伝送方式である。図１２は、シングルキャリア伝送（図１２（Ａ））とマルチキャリア伝送（図１２（Ｂ））とにより、高速伝送を行う場合の送信時のスペクトル(200、202)及び伝搬路変動を受けた受信スペクトル(201、203)をそれぞれ示す図である。図１２（Ａ）に示すように、シングルキャリア伝送により高速伝送を行う場合には、周波数選択性フェージングの影響により電力スペクトルの周波数特性が周波数帯域全体にわたって平坦でなくなる(スペクトル201参照)。これは、時間領域においては、符号間干渉が発生していることに対応し、伝送品質が著しく劣化する要因となる。これに対してマルチキャリア伝送では、周波数選択性フェージング環境下においても、各サブキャリアの伝搬路変動はそれぞれ一様フェージングとみなすことができ(スペクトル203)、周波数選択性フェージングの影響は軽減される。
【０００４】
また、図１２に示すように、マルチキャリア伝送においては各サブキャリアの受信電力(または受信SNR：Signal to Noise Power Ratioや受信SINR：Signal to Interference plus Noise Power Ratio)は異なる。そこで、送信電力や変調多値数等の変調パラメータを全サブキャリアに共通に与えるのではなく、伝搬路状況に応じてサブキャリア毎に適切な変調パラメータを与える適応変調方式(サブキャリア適応変調方式)を用いることにより高効率な通信を行うことができる。
【０００５】
上述のようなサブキャリア適応変調方式を用いた検討例としては、非特許文献１が存在する。このマルチレベル送信電力制御方式の概要を図１３に示す。
【０００６】
サブキャリア適応変調方式の一種であるマルチレベル送信電力制御方式は、図１３に示すように、サブキャリア毎に選択された変調多値数に応じて、各変調多値数が所要のBER(Bit Error Rate)を満たすように多段的に送信電力制御が行われる方式である。例えば、図１３中のサブキャリア２１０の受信(伝搬路)状況が良好である場合には、高レートな変調多値数である６４ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)がサブキャリア210における変調多値数として選択され、６４ＱＡＭが所要のBERを満たす電力で受信されるよう(図１３：符号211)に送信電力制御される。また、伝搬路状況が著しく劣悪なサブキャリアについては、図１３のサブキャリア212、213に示すように、サブキャリアに電力を割り当てずキャリアホールとすることにより、このサブキャリアの誤りを防止すると共に無駄な送信電力の消費を低減することができる。非特許文献１の記載においては、このようにマルチレベル送信電力制御を用いることにより、適応変調方式の能力を十分引き出しつつ効果的な送信電力の低減が可能となることが明らかにされている。
【０００７】
ここで、これまでに述べたサブキャリア適応変調方式におけるフレーム構成例及び受信電力スペクトルの概要をそれぞれ図１４及び図１５に示す。図１４及び図１５に示すように、サブキャリア適応変調方式では、伝搬路補償用のパイロット信号220と、データ信号の各サブキャリアにおいて使用される変調多値数情報を通知するための信号である変調情報信号221と及びデータ信号222と、により１フレームが構成される。このようなフレームでは、通常、パイロット信号220と変調情報信号221との全サブキャリアにおいて共通の変調方式(BPSK等、雑音への耐性に優れた低レートの変調方式が用いられることが多い)が用いられ、図１５のスペクトル223に示すように、受信電力が全サブキャリアで一定になるように送信電力制御される。但し、パイロット信号220において用いられる変調多値数と、変調情報信号221において用いられる変調多値数と、は異なっていてもよい。
【０００８】
また、データ信号222では、先に述べたように、伝搬路状況に応じてサブキャリア毎に変調多値数が選択され、選択された各変調多値数が所要のBERを満たすように送信電力制御が行われる(図１５のスペクトル224)。このため、データ信号222の前に設けられたパイロット信号220や変調情報信号221とは異なる送信電力制御が施されることとなる。
【０００９】
次に、図１４に示すフレームを対象とする場合の送受信機の構成を図１６に示す。図１６に示すように、一般的な送受信機内の送信機252では、まず、変調方式・送信電力決定部242においてデータの伝送に用いられる変調多値数と送信電力並びにパイロット信号・変調情報信号の送信電力が、各サブキャリアの伝搬路状況を考慮して決定される。この時、データ信号の各サブキャリアにおいて用いられる変調多値数情報を表す変調情報信号も生成される。
【００１０】
次いで、変調部243において、上位のMAC(Media Access Control)層241から送られてくる送信データが、先に決定されたデータ信号の変調多値数により変調され、また、パイロット信号生成部244においてパイロット信号が生成される。このように生成されたパイロット信号、変調情報信号、データ信号を電力制御部245においてそれぞれ送信電力制御する。ここで、パイロット信号及び変調情報信号は、受信電力が一定となるように(図１５のスペクトル223参照)電力制御され、データ信号については、各サブキャリアの変調多値数が所要のBERを満たすよう(図１５のスペクトル224参照)に電力制御される。
【００１１】
次いで、信号は直並列変換され(図１６の直並列変換器Ｓ／Ｐ247)、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)回路248により周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換された後、RF(Radio Frequency)回路250等を経由してアンテナから送信される。
【００１２】
一方、受信時には、アンテナで受信された信号はRF回路250等を経由して、受信機251へ入力され、FFT(Fast Fourier Transform)回路230により時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換された後に、この信号は、並直列変換器（Ｐ／Ｓ）231によりシリアル信号に変換され、信号分離部232により、パイロット信号と、変調情報信号と、データ信号と、に分離される。次いで、位相変動推定部233にパイロット信号が入力され、伝搬路の影響による位相変動量の推定が行われる。ここで推定された位相変動量が位相変動補償部234に入力され、パイロット信号、変調情報信号、データ信号の位相変動をそれぞれサブキャリア毎に補償する。
【００１３】
次に、位相変動補償後のパイロット信号が基準振幅算出部235に入力され、パイロット信号の受信振幅を用いて、デマッピングの際に必要となる基準振幅の算出がサブキャリア毎に行われる。ここで算出された基準振幅と位相補償後の変調情報信号を同時にデマッピング部239に入力させ、基準振幅と変調情報信号との受信振幅をサブキャリア毎に比較することによりデマッピングを行った後、ビタビ復号器240において復号され、各サブキャリアにおいて用いられている変調多値数情報が得られる。
【００１４】
また、データ信号では、パイロット信号や変調情報信号とは異なり、選択された変調多値数に基づきサブキャリア毎に送信電力制御が施されるため、デマッピングにおいて必要となる基準振幅を算出する際に、各サブキャリアの変調多値数に応じた基準振幅の補正が必要となる。そのため、先に得られた変調多値数情報が振幅比算出部236に入力され、パイロット信号が所要のBERを満たす振幅と、データ信号の各サブキャリアで選択された変調多値数において所要のBERを満たす振幅と、の比が求められる。このようにして求められた振幅比を、基準振幅補正部237においてパイロット信号の各サブキャリアの受信振幅に乗算することにより振幅比の補正が行われ、データ信号のデマッピングに用いる基準振幅が算出される。さらに、以上の手法により求められた基準振幅とデータ信号の受信振幅とをデマッピング部239に入力し、これらの振幅を比較することにより、伝搬路変動の影響を補償したデマッピングが行われ、その後に続くビタビ復号器240によりデータが復号された後、上位層であるMAC層241へ送られる。
【００１５】
【非特許文献１】「吉識他、”OFDMサブキャリア適応変調システムにおけるマルチレベル送信電力制御適用時の特性”」、信学技報RCS2000-60(2000-07)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述のように、受信信号の位相補償及びデマッピングに必要となる基準振幅の算出に用いられるパイロット信号は、全サブキャリアの受信電力が一定となるように送信側で送信電力制御が施される。しかしながら、図１７（ａ）に示すように、伝搬路状況が著しく悪いサブキャリア(例えば部位260)が存在する場合に、そのようなサブキャリアも一定の受信電力を満たすように送信電力を制御すると、非常に大きな送信電力が必要となり、システムで許容された送信電力の範囲を超えてしまうことがある(図１７：部位261)。通常、システムの最大送信電力を超える電力を有する信号の送信は行えないため、許容範囲内の最大送信電力により送信することとなるが、このような場合には該当サブキャリアの受信電力は他のサブキャリアの受信電力と比較して低くなってしまう(図１７：部位262)。この場合、該当サブキャリアを用いて算出される基準振幅に誤差が生じ、デマッピングの精度が劣化してしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑み、サブキャリア適応変調方式を用いたマルチキャリア伝送システムにおいて、デマッピングに用いる基準振幅の算出精度の向上を図る技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、伝搬路推定用のパイロット信号を例えばフレーム内に２つ用意し、１つ目のパイロット信号により推定された位相変動値及びデマッピングの基準振幅を用いて、変調情報信号のデマッピングを行う。さらに、データ信号については、データ信号と同様の送信電力制御をサブキャリア毎に適用した２つ目のパイロット信号より推定された位相変動値及びデマッピングの基準振幅を用いる。このように、データ信号と同一の送信電力制御を施したパイロット信号を用いた伝搬路補償により、異なる送信電力制御を適用したパイロット信号とデータ信号の変調多値数の違いによる振幅比を考慮した従来の基準振幅算出方法と比較して、基準振幅の算出精度が向上するため、データの復調をより正しく行うことができる。このように、伝搬路推定値を適用する対象の異なる二つのパイロット信号を設けたフレーム構成とすることにより、データ信号のデマッピングにおける基準振幅の算出精度を向上させる技術を実現する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、サブキャリア適応変調方式を用いたマルチキャリア伝送システムにおいて、変調情報信号とデータ信号とに異なる送信電力制御が施される場合に、デマッピングにおける基準振幅の算出精度を向上させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
まず、図１１に本発明に係る無線通信技術の適用形態について示す。図１１に示すように、本発明は、アンテナＡＮＴをそれぞれが有する送信装置130と受信装置131とにより構成される無線通信システム132に適用可能である。
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態による無線通信技術について詳細に説明する。まず、本実施の形態によるフレーム構成及び受信電力スペクトルの概要をそれぞれ図１及び図２に示す。
【００２２】
図１に示すように、本発明の一実施の形態による無線通信技術においては、まずフレームの先頭に設けられた第一のパイロット信号1から推定された位相変動値と、デマッピングにおける基準振幅と、により変調情報信号3の伝搬路補償を行う。次いで、その後復号された変調情報と、第二のパイロット信号2から推定される位相変動値と、デマッピングにおける基準振幅と、により、データ信号4の伝搬路補償を行う。ここで、第一のパイロット信号1と第二のパイロット信号2における変調多値数は共通とするが、第一のパイロット信号1には、変調情報信号3と同様に受信側における全サブキャリアの受信電力を一定とする送信電力制御を施し(図２：スペクトル5)、第二のパイロット信号２については、データ信号と同一の送信電力制御を施す(図２：スペクトル6)構成とする。従って、サブキャリア適応変調方式では、受信電力の著しく低いサブキャリアには、電力を割り当てずキャリアホールとすることにより伝送効率の低下を防止する場合があるが、データ信号においてキャリアホールとされたサブキャリアは、第二のパイロット信号においてもキャリアホールとなる(図２：サブキャリア7)。
【００２３】
次に、このようなフレームに対応する送受信機構成を図３に示す。まず、本実施の形態による送信機の構成例について説明する。
図３に示す送信機33では、まず、変調方式・送信電力決定部23において、データ信号で用いられる変調多値数と送信電力とを、各サブキャリアの伝搬路状況を考慮して決定する。ここで、第二のパイロット信号の各サブキャリアに与えられる送信電力は、データ信号における該当サブキャリアの送信電力と等しく設定される。また、これと同時に第一のパイロット信号と変調情報信号との送信電力も、各サブキャリアの受信電力が一定となるように、サブキャリア毎の伝搬路状況をそれぞれ考慮して決定される。この時、データ信号の各サブキャリアにおいて用いられる変調多値数情報を表す変調情報信号も生成される。
【００２４】
次いで、変調部24において、先に決定された変調多値数により送信データの変調が行われ、データ信号が生成される。また、パイロット信号生成部25では第一及び第二のパイロット信号が生成される。次に、電力制御部26において、第一及び第二のパイロット信号、変調情報信号、データ信号の送信電力がそれぞれ制御される。ここで、先にも述べたように、第一のパイロット信号及び変調情報信号は、各サブキャリアの受信電力が一定となるように電力制御される(図２：スペクトル5参照)。また、データ信号については、各サブキャリアの変調多値数が所要のBERを満たすように電力制御され、第二のパイロット信号はデータ信号と同様の送信電力制御が施される(図２：スペクトル6参照)。次いで、各信号は図１、図２に示すようなフレームにまとめられ、直並列変換28、IFFT回路29による時間領域信号への変換後、RF回路31等を経由してアンテナＡＮＴから信号が送信される。
【００２５】
次に、本実施の形態の受信機の動作について説明する(図３：32)。図３に示す受信機32においては、アンテナＡＮＴにより受信された信号は、RF回路31等を経由して、受信機32へ入力され、FFT回路10、並直列変換器（Ｐ／Ｓ）11を通過した後、信号分離部12により第一のパイロット信号と、変調情報信号と、第二のパイロット信号と、データ信号と、に分離される。
【００２６】
次いで、第１及び第２位相変動推定部13、14に、それぞれ第一のパイロット信号及び第二のパイロット信号が入力され、受信した第一のパイロット信号及び第二のパイロット信号から、それぞれの位相変動量が推定される。ここで、推定された位相変動量は位相変動補償部15、16にそれぞれ入力され、位相変動補償部15では第一のパイロット信号と変調情報信号が、位相変動補償部16では第二のパイロット信号とデータ信号の位相変動がサブキャリア毎にそれぞれ補償される。
【００２７】
次に、位相変動補償後の第一のパイロット信号が基準振幅算出部17に入力され、第一のパイロット信号の受信振幅を用いて、変調情報信号のデマッピングの際に必要となる基準振幅の算出がサブキャリア毎に行われる。また同様に、位相変動補償後の第二のパイロット信号が基準振幅算出部18に入力され、データ信号のデマッピングの際に必要となる基準振幅の算出がサブキャリア毎に行われる。次いで、第一のパイロット信号の受信振幅より算出された基準振幅と、位相補償後の変調情報信号と、を同時にデマッピング部20に入力し、基準振幅と変調情報信号との受信振幅をサブキャリア毎に比較することによりデマッピングを行った後、ビタビ復号器21において信号が復号され、各サブキャリアにおいて用いられている変調多値数情報が得られる。また、第二のパイロット信号の受信振幅より算出された基準振幅と、位相補償後のデータ信号及び復号された各サブキャリア変調多値数情報と、を同時にデマッピング部20に入力し、基準振幅とデータ信号の受信振幅をサブキャリア毎に比較することによりデマッピングが行われた後、ビタビ復号器21においてデータが復号される。
【００２８】
以上のように、第二のパイロット信号にデータ信号と同一の送信電力制御を施すことにより、第二のパイロット信号とデータ信号との対応する同一サブキャリアにおける受信電力が等しくなり、第二のパイロット信号の受信振幅をそのままデマッピングにおける基準振幅として用いることができるため基準振幅の算出精度が向上する。さらに、デマッピングにおける基準振幅算出の際に、使用変調多値数の違いによる振幅比の補正を行う必要がなくなるため、従来の図16に示す振幅比算出部236や基準振幅補正部237を省くことができるという利点がある。
【００２９】
上記実施の形態による構成(図３)では、位相変動推定部13、14と、位相補償部15、16と、基準振幅算出部17、18とは、第一のパイロット信号用と第二のパイロット信号用とに分かれている例を示したが、第一のパイロット信号と第二のパイロット信号の位相補償や基準振幅の算出を時間的に分割して行うことにより、これらのブロックを共通化することができる。共通化した場合の送受信機の構成例を図４に示す。
【００３０】
図４に示すように、受信機５３は、位相変動推定部45や位相変動補償部46等への入力を２つのＳＷ(スイッチ)43、44により時間的に切り替え、図３に示す位相推定部１３・１４、位相補償部１５・１６、基準振幅算出部１７・１８のそれぞれのブロックを、第一のパイロット信号と第二のパイロット信号とで共通に用いることにより、受信機の構成を大幅に簡略化することができる。
【００３１】
また、図１では、第二のパイロット信号2にはデータ信号4と同一の送信電力制御を施しているが、これとは別に、第二のパイロット信号2においてサブキャリアの受信電力が所要のBERを満たす一定値となるように送信電力制御を施す構成とすることもできる。この場合のフレーム構成及び受信電力スペクトルをそれぞれ図５、図６に示す。但し、図５に示す構成とする場合にも、データ信号4においてキャリアホールとなるサブキャリア(図６：サブキャリア67)については、第二のパイロット信号2においてもキャリアホール(図６：サブキャリア65)とする。このような場合には、キャリアホールとなるサブキャリアの電力を他のサブキャリアに分配する(マージンを与える)ことにより、SNRの向上を図ることができる(図６：部位66)。特に、64QAM等、高レートであるが雑音に対する耐性に脆弱な変調多値数を割り当てられたサブキャリアに電力マージンを与えることにより、雑音に対する耐性を高めることができる。
【００３２】
以上において説明したように、図１及び図５に示すフレーム構成では、データ信号の伝搬路補償を、第二のパイロット信号から推定された位相変動値及び基準振幅を基に行っているが、位相変動の推定値は第一のパイロット信号より求められた値を用い、デマッピングにおける基準振幅については第二のパイロット信号より求められた値を用いる構成としてもよい。このようなフレーム構成並びに送受信機構成について図７、図８を参照して説明する。
【００３３】
図７に示すように、変調情報信号72の位相変動と基準振幅及びデータ信号73の位相変動は、第一のパイロット信号70から推定された伝搬路推定値を用い(図８：ブロック83、ブロック85)、データ信号73のデマッピングに用いる基準振幅については、データ信号73と同一の送信電力制御を施した第二のパイロット信号71より算出された値を用いる。この時、第二のパイロット信号71には、図５の場合と同様に、キャリアホール以外のサブキャリアの受信電力を一定とする送信電力制御を行う構成としてもよい。
【００３４】
また、位相変動補償前の第一のパイロット信号と第二のパイロット信号を合成し、その合成信号を用いて、変調情報信号及びデータ信号の位相変動を推定する構成としてもよい。この場合のフレーム構成及び送受信機構成をそれぞれ図９、図１０を参照して説明する。
【００３５】
図１０に示すように、ベクトル合成部113において第一のパイロット信号と第二のパイロット信号をサブキャリア毎に合成した合成信号とが位相変動推定部114に入力され、位相変動量が推定される。この構成においても、変調情報信号のデマッピング用基準振幅は第一のパイロット信号より算出され、データ信号のデマッピング用基準振幅は第二のパイロット信号より算出される。このように、二つのパイロット信号の合成信号より位相変動量を推定する図９に示す構成とすることにより、雑音に対する耐性の向上が図られる。
【００３６】
また、図９に示す構成とは異なり、第一のパイロット信号と第二のパイロット信号より位相変動量を別々に推定しておき、それらを平均化したものを、変調情報信号とデータ信号の位相変動補償に利用する構成としても、図９に示す構成と同様に雑音に対する耐性の向上を図ることができる。
【００３７】
以上のフレーム構成では、フレームの先頭に、伝搬路推定の役割を担う第一のパイロット信号を設ける構成としていたが、通常、伝搬路推定用パイロット信号の前には、信号検出やAGC(Automatic Gain Control)、同期処理等の役割を担うプリアンブルが付加されることが多い。また、図１等に示すフレームにおいては、制御信号は変調情報信号のみとなっているが、この他にも、いくつかの制御信号やガードタイムとしての役割を担うダミーデータ等がフレーム内に挿入される場合も考えられる。したがって、そのような場合においても柔軟に対応できるように、第一及び第二のパイロット信号の挿入位置は固定的なものではなく、システムに応じて、第一のパイロット信号は変調情報信号の伝搬路補償が行い易い位置に、第二のパイロット信号はデータ信号の伝搬路補償が行い易い位置に設定することが望ましい。
【００３８】
さらに、以上の構成では、第一のパイロット信号と第二のパイロット信号において用いられる変調多値数は共通としていたが、これとは別に、第一のパイロット信号と第二のパイロット信号において異なる変調多値数を用いる構成としてもよい。
【００３９】
一般に、パイロット信号で使用される変調多値数は、低レートの変調多値数(BPSK、QPSK)であるため、高レートの変調多値数が用いられるデータ信号に比べ、必要な送信電力は低くてもよい。但し、送信可能な電力はパイロット信号とデータ信号において同一であるため、パイロット信号には大きな余剰電力が生じることとなり、システムによっては、この余剰電力をパイロット信号に加えることによりパイロット信号のSNRの向上を図る場合もある。このようなシステムに対しては、デマッピングに用いる基準振幅値の算出の際に、加えられた余剰電力分を受信電力より減算した後、基準振幅の算出を行う等、余剰電力分を考慮した制御を行うことにより、柔軟に対応することができる。
【００４０】
尚、本発明を適用するサブキャリア適応変調方式は、伝搬路の状況に応じてサブキャリア毎に変調多値数や符号化率、送信電力を制御する方式であるが、本発明を適用する際には、伝搬路状況の指標としてサブキャリアの受信電力だけでなく、SNRやSINR等の伝搬路状況を表すパラメータを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の技術は、一般的な無線通信システムに適用可能であり、例えば、パーソナルコンピュータを用いた無線通信システムの他に、携帯端末を用いた無線通信技術などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる第１のフレームの構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる第１の受信スペクトルの構成例を示す図である(図１に対応)。
【図３】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる送受信機の構成を示す図である(図１に対応)。
【図４】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる送受信機構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる第２フレーム構成例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる第２受信スペクトル例(図５に対応)を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる第３フレーム構成例を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる送受信機の第３構成例を示す図である(図７に対応)。
【図９】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる第４フレーム構成例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による無線通信技術に適用することができる送受信機の第４構成例(図８に対応)を示す図である。
【図１１】本発明の無線通信システムの基本的な構成例を示す図である。
【図１２】シングルキャリアとマルチキャリアの送受信スペクトルを示す図である。
【図１３】マルチレベル送信電力制御の概要を示す図である。
【図１４】従来例におけるフレーム構成例を示す図である。
【図１５】従来例における受信スペクトルを示す図である。
【図１６】従来の送受信機構成を示す図である。
【図１７】従来技術の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
1、60、70、100  第一のパイロット信号
2、61、71、101  第二のパイロット信号
3、62、72、102、221  変調情報信号
4、63、73、103、222  データ信号
5、6、64、67、223、224  受信スペクトル
7、65、212、213  キャリアホール
10、40、80、110、230  FFT回路
11、41、81、111、231  並直列変換器
12、42、82、112、232  信号分離部
13、14、45、83、114、233  位相変動推定部
15、16、46、85、116、234  位相変動補償部
17、18、47、86、117、235  基準振幅算出部
19、30、43、44、51、84、90、115、121、238、249  スイッチ
20、48、87、118、239  デマッピング部
21、49、88、119、240  ビタビ復号器
22、50、89、120、241  MAC層
23、242  変調方式・送信電力決定部
24、243  変調部
25、244  パイロット信号生成部
26、245  電力制御部
27、246  マルチプレクサ
28、247  直並列変換器
29、248  IFFT回路
31、52、91、122、250  RF回路
32、251  受信機
33、252  送信機
66  電力マージン
113  ベクトル合成部
130  送信装置
131  受信装置
132  無線通信システム
200  シングルキャリアの送信スペクトル
201  シングルキャリアの受信スペクトル
202、210  マルチキャリアの送信スペクトル
203、211  マルチキャリアの受信スペクトル
220  パイロット信号
236  振幅比算出部
237  基準振幅補正部
260  受信状況の悪い周波数帯
261  最大送信電力を超えた電力
262  受信電力が落ち込んだサブキャリア
【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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