(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア信号送信側のマルチキャリア通信装置であって、
１つのサブキャリアグループを構成する複数のサブキャリアに同一の受信ウエイトを乗じて重み付けを行う受信側通信装置に対してマルチキャリア信号を無線送信する通信装置であって、
サブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する送信ウエイト生成手段と、
生成された送信ウエイトを対応するサブキャリアに乗じて重み付けを行う重み付け手段と、
重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する送信手段と、
を具備するマルチキャリア通信装置。
【請求項２】
前記サブキャリア毎の伝搬路情報に基づいてサブキャリア間の相関値を算出し、算出された相関値に応じて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を決定するサブキャリアグループ決定手段をさらに具備する請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項３】
前記サブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて遅延分散を算出し、算出された遅延分散に応じて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を決定するサブキャリアグループ決定手段をさらに具備する請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項４】
前記送信ウエイト生成手段は、
１つのサブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループの前記受信ウエイトを生成する受信ウエイト生成手段をさらに具備し、
生成された前記受信ウエイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する、
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項５】
前記送信ウエイト生成手段は、
１つのサブキャリアグループにおけるサブキャリアの伝搬路情報の平均値に基づいて前記サブキャリアグループの前記受信ウエイトを生成する受信ウエイト生成手段をさらに具備し、
生成された前記受信ウエイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する、
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項６】
前記送信ウエイト生成手段は、
１つのサブキャリアグループにおける受信電力が最大のサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループの前記受信ウエイトを生成する受信ウエイト生成手段をさらに具備し、
生成された前記受信ウエイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する、
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項７】
前記送信ウエイト生成手段は、
１つのサブキャリアグループにおける信号対干渉電力比又は信号対雑音電力比が最大のサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループの前記受信ウエイトを生成する受信ウエイト生成手段をさらに具備し、
生成された前記受信ウエイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア
毎の送信ウエイトを生成する、
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項８】
前記送信手段は、
複数のアンテナをさらに具備し、
前記複数のアンテナからＭＩＭＯ伝送技術を用いて重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する、
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項９】
マルチキャリア信号受信側のマルチキャリア通信装置であって、
サブキャリア毎に送信ウエイトを乗じて重み付けされたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
受信されたマルチキャリア信号に対して複数のサブキャリアで構成されるサブキャリアグループ毎に１つの受信ウエイトを乗じて重み付けを行う重み付け手段と、
を具備するマルチキャリア通信装置。
【請求項１０】
前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいてサブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトを生成する受信ウエイト生成手段をさらに具備する請求項９記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項１１】
前記受信ウエイト生成手段は、
前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成手段と、
生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいてサブキャリア間の相関値を算出し、算出された相関値に応じて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を決定するサブキャリアグループ決定手段と、を具備し、
生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア数を決定されたサブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトを生成する、
を具備する請求項１０記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項１２】
前記受信ウエイト生成手段は、
前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成手段と、
生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて遅延分散を算出し、算出された遅延分散に応じて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を決定するサブキャリアグループ決定手段と、を具備し、
生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア数を決定されたサブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトを生成する、
を具備する請求項１０記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項１３】
前記受信ウエイト生成手段は、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、１つのサブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトを生成する、請求項１０記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項１４】
前記受信ウエイト生成手段は、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、１つのサブキャリアグループにおける生成されたサブキャリアの伝搬路情報の平均値に基づいて前記サブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトを生成する、請求項１０記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項１５】
前記受信ウエイト生成手段は、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、１つのサブキャリアグループにおいて受信電力が最大で生成されたサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトを生成する、請求項１０記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項１６】
前記受信ウエイト生成手段は、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、１つのサブキャリアグループにおいて信号対干渉電力比又は信号対雑音電力比が最大のサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトを生成する、請求項１０記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項１７】
前記受信手段は、
複数のアンテナをさらに具備し、
前記複数のアンテナでＭＩＭＯ伝送技術を用いて前記送信ウエイトによって重み付けされたマルチキャリア信号を受信する、
請求項１０記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項１８】
受信したマルチキャリア信号に基づいて前記マルチキャリア信号おけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成ステップと、
生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて複数のサブキャリアで構成されるサブキャリアグループ毎の受信ウエイトを生成する受信ウエイト生成ステップと、
生成されたサブキャリアグループ毎の受信ウエイトと生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する送信ウエイト生成ステップと、
生成された送信ウエイトを対応するサブキャリアに乗じることによりマルチキャリア信号に重み付けを行う送信重み付けステップと、
重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する送信ステップと、
無線送信されたマルチキャリア信号を受信する受信ステップと、
受信されたマルチキャリア信号に対して１つのサブキャリアグループを構成する複数のサブキャリアに同一の受信ウエイトを乗じて重み付けを行う受信重み付けステップと、
を具備するマルチキャリア通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号等のマルチキャリア信号を送受信する通信装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、第４世代移動体無線通信システムに関する研究開発が行われており、高速大容量データ伝送を実現する伝送方式が検討されている。その伝送方式の１つにＯＦＤＭ伝送方式がある。ＯＦＤＭ伝送方式に関し、ＯＦＤＭ信号をスマートアンテナ（アダプティブアレーアンテナ）で受信する際に、サブキャリア毎のウエイトを算出するための演算処理量を削減する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、複数のサブキャリアをまとめてグループ化し、そのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに対して同一のウエイトを用いることにより、サブキャリア毎のウエイト生成を回避して、その演算処理量を削減する。
【０００４】
図１に、特許文献１に記載の技術を用いた無線通信システムの概略を示す。図１に示す無線通信システムでは、スマートアンテナを具備する送信装置と受信装置とが共に、ＯＦＤＭ信号における隣接する複数のサブキャリアをまとめて１つのグループを設定し、そのサブキャリアグループ毎にウエイトＷｒ’０〜Ｗｒ’ｍ−１を用いてＯＦＤＭ信号を重み付けして送受信する。
【特許文献１】特開２００２−１９８８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、１つのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに対して同一のウエイトを乗じて重み付けを行うため、サブキャリア間の伝搬路状況の相違や伝搬路状況の時間変動が大きくなるほど、マルチキャリア信号の受信特性が劣化してしまう問題がある。
【０００６】
具体的には、図２に示すように、受信装置において、グループ１を構成する全サブキャリアに対して同一の受信ウエイトを乗じれば、各サブキャリアの受信レベルは概して高くなるものの、サブキャリア間の受信レベルや位相の差異は縮小しないため、特許文献１に記載の技術では、サブキャリア間の伝搬路状況の相違によって生じるマルチキャリア信号の受信特性の劣化の問題を解消することはできない。
【０００７】
本発明の目的は、マルチキャリア信号に乗じる受信ウエイトの算出に要する演算処理量を削減しつつ、このマルチキャリア信号の受信特性を向上させるマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るマルチキャリア通信装置は、マルチキャリア信号送信側のマルチキャリア通信装置であって、１つのサブキャリアグループを構成する複数のサブキャリアに同一の受信ウエイトを乗じて重み付けを行う受信側通信装置に対してマルチキャリア信号を無線送信する通信装置であって、サブキャリアグループ毎の前記受信ウエイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する送信ウエイト生成手段と、生成された送信ウエイトを対応するサブキャリアに乗じて重み付けを行う重み付け手段と、重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する送信手段と、を具備する構
成を採る。
【０００９】
また、本発明に係るマルチキャリア通信装置は、マルチキャリア信号受信側のマルチキャリア通信装置であって、サブキャリア毎に送信ウエイトを乗じて重み付けされたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、受信されたマルチキャリア信号に対して複数のサブキャリアで構成されるサブキャリアグループ毎に１つの受信ウエイトを乗じて重み付けを行う重み付け手段と、を具備する構成を採る。
【００１０】
また、本発明に係るマルチキャリア通信方法は、受信したマルチキャリア信号に基づいて前記マルチキャリア信号おけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成ステップと、生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて複数のサブキャリアで構成されるサブキャリアグループ毎の受信ウエイトを生成する受信ウエイト生成ステップと、生成されたサブキャリアグループ毎の受信ウエイトと生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する送信ウエイト生成ステップと、生成された送信ウエイトを対応するサブキャリアに乗じることによりマルチキャリア信号に重み付けを行う送信重み付けステップと、重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する送信ステップと、無線送信されたマルチキャリア信号を受信する受信ステップと、受信されたマルチキャリア信号に対して１つのサブキャリアグループを構成する複数のサブキャリアに同一の受信ウエイトを乗じて重み付けを行う受信重み付けステップと、を具備するようにした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受信側マルチキャリア通信装置において１つのサブキャリアグループにおける複数のサブキャリアの受信レベルと位相とが均一になるように、送信側マルチキャリア通信装置においてマルチキャリア信号に乗じる送信ウエイトがサブキャリア毎の伝搬路状況に応じてサブキャリア毎に適応的に調節されるため、受信側マルチキャリア通信装置における受信ウエイトの算出演算処理量を削減しつつマルチキャリア信号の受信特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図を適宜参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置によってマルチキャリア信号に乗じられる送信ウエイトＷｔ’ｘ（ｘは任意の自然数）と受信ウエイトＷｔ”ｙ（ｙはｘより小さい任意の自然数）との関係を示す概念図である。図３に示すように、本実施の形態では、送信側マルチキャリア通信装置は送信ウエイトをサブキャリア毎に算出して対応するサブキャリアに乗じるのに対し、受信側マルチキャリア通信装置は１つの受信ウエイトを１つのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに乗じる。
【００１４】
また、送信側マルチキャリア通信装置は、図４に示すように、受信側マルチキャリア通信装置におけるサブキャリア毎の受信状況即ちサブキャリア毎の伝搬路状況を勘案して、送信ウエイトを乗じられた後のマルチキャリア信号のサブキャリア毎の受信レベルと位相とが同一のサブキャリアグループにおいて均一になるように、サブキャリア毎に乗じる送信ウエイトを生成する。ここで、送信ウエイト及び受信ウエイトは、振幅と位相とを制御する係数であり、例えば複素数係数が用いられる。
【００１５】
また、本実施の形態では、図３に示すように、送信側と受信側とのマルチキャリア通信装置が共に複数のアンテナを具備し、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送技術を用いて高速無線通信を行う。ＭＩＭＯ伝送では、同じ時間、同じ周波数において、複数のアンテナから異なる信号を送信することで伝送容量を増大させる空間分割多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）が行われる。
【００１６】
ＳＤＭを行うＭＩＭＯ伝送において、送受信アンテナ間の伝搬路状況を送信側通信装置（マルチキャリア通信装置ではない）が把握している場合に、送信側と受信側との双方の通信装置において送信信号と受信信号とにウエイトを乗じて重み付けする技術が特開２００３−２５８７７０号公報に記載されている。
【００１７】
この公報の技術では、重み付けに使用されるウエイトは、伝搬路状況の推定結果である伝搬路情報に基づいて、固有値分解や逆行列演算等の行列演算により生成される。このウエイトを生成するための行列演算では、行列の要素数に応じて、２乗、３乗若しくはそれ以上のオーダーで演算処理量が増加する。従って、マルチキャリア通信にＭＩＭＯ伝送技術を適用すれば、送受信アンテナ間においてマルチキャリア信号のサブキャリア毎に伝搬路状況が異なることから、少なくともサブキャリア数分の行列要素が存在することになるため、ウエイト生成に要する演算処理量が膨大になる。
【００１８】
また、ＭＩＭＯ伝送技術は、高い伝送容量を実現できることから、例えばマルチキャスト通信での利用が検討されており、図５に示すように、基地局から移動局への下り回線に適用されると考えられる。
【００１９】
そこで、マルチキャリア通信にＭＩＭＯ伝送技術を適用する場合には、概して演算処理能力の低い移動局でもマルチキャリア信号の受信処理を的確に行えるように、受信側マルチキャリア通信装置における演算処理量を削減する手段を講じる必要がある。
【００２０】
本実施の形態では、以下の前提条件の下で、ＭＩＭＯ伝送技術を適用したマルチキャリア通信が行われるものとする。
（１）送信側マルチキャリア通信装置が基地局であり、受信側マルチキャリア通信装置が移動局である。
（２）マルチキャリア信号はＯＦＤＭ信号である。
（３）送信側マルチキャリア通信装置と受信側マルチキャリア通信装置とは互いにサブキャリアグループを構成するサブキャリアを事前に把握している。
（４）サブキャリアグループを構成するサブキャリアは固定されており、１つのサブキャリアグループは周波数の隣接する所定数のサブキャリアで構成される。
（５）ＭＩＭＯ伝送は、ＴＤＤ（Time Division Duplex：時間分割多重）方式で行われる。
（６）ＯＦＤＭ信号におけるサブキャリアの総数を「Ｎ」、任意のサブキャリア番号を「ｎ」、ＯＦＤＭ信号におけるサブキャリアグループの総数を「Ｍ」、そして任意のサブキャリアグループ番号を「ｍ」と表記する。
【００２１】
図６は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置４００の主要な構成を示すブロック図である。マルチキャリア通信装置４００は、受信側マルチキャリア通信装置であって、例えば携帯電話等の移動局に搭載されるものである。マルチキャリア通信装置４００は、２つのアンテナ４０１−１、４０１−２、２つの送受信部４０２−１、４０２−２、受信ウエイト生成部４１０及び２つの受信重み付け部４２０−１、４２０−２を具備する。なお、マルチキャリア通信装置４００における同一の機能を有する複数の構成要素には、同一の参照符号を付し、さらにその同一の参照符号を有する構成要素同士を区別するために、参照符号の後ろに枝番号を付す。以下では、同一の参照符号を有する複数の構成要素について、共通する機能や動作を説明する場合には、枝番号を省略することがある。
【００２２】
受信ウエイト生成部４１０は、伝搬路情報生成部４１１及びＭ個のサブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２−１〜４１２−Ｍを具備する。受信重み付け部４２０−１、４２０−２はそれぞれ、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）部４２１−１、４２１−２、Ｎ個の乗算器４２２−１−１〜４２２−１−Ｎ、４２２−２−１〜４２２−２−Ｎ（Ｎ＞Ｍ）、Ｎ個の加算器４２３−１−１〜４２３−１−Ｎ、４２３−２−１〜４２３−２−Ｎ及びパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部４２４−１、４２４−２を具備する。
【００２３】
送受信部４０２は、後述するマルチキャリア通信装置５００から下り回線でＭＩＭＯ伝送されるＯＦＤＭ信号をアンテナ４０１を介して受信し、その受信信号に周波数変換や増幅等の所定の受信処理を施した後に、その受信信号をＦＦＴ部４２１及び伝搬路情報生成部４１１にそれぞれ入力する。
【００２４】
伝搬路情報生成部４１１は、送受信部４０２から入力されてくる受信信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づいてサブキャリア毎にチャネル推定を行ってサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、生成したサブキャリア毎の伝搬路情報をサブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２に入力する。
【００２５】
サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２は、伝搬路情報生成部４１１から入力されてくるサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、担当するサブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアを選択し、選択したサブキャリアのチャネ
ル推定値に基づいて、そのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに乗じる受信ウエイトを生成する。そして、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２は、生成した受信ウエイトを、対応する乗算器４２２に入力する。なお、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２が受信ウエイトを生成する態様については、後述する。
【００２６】
ＦＦＴ部４２１は、送受信部４０２から入力されてくる受信信号をシリアル信号からパラレル信号に変換し、さらに高速フーリエ変換処理することにより、ＯＦＤＭ信号をサブキャリア毎に分離した後、そのパラレル信号を乗算器４２２に入力する。
【００２７】
乗算器４２２は、ＦＦＴ部４２１から入力されてくるサブキャリア毎のパラレル信号に対して、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２から入力されてくる受信ウエイトを乗じる。そして、乗算器４２２−１は、受信ウエイトを乗じたパラレル信号を加算器４２３−１に入力するとともに、この加算器４２３−１と同一のサブキャリアを取り扱う加算器４２３−２にも入力する。つまり、乗算器４２２は、マルチキャリア通信装置４００における重み付け手段の主要な構成要素である。
【００２８】
加算器４２３−１は、乗算器４２２−１から入力されてくる受信信号と、この乗算器４２２−１と同一のサブキャリアを取り扱う乗算器４２２−２から入力されてくるパラレル信号とを加算して、その加算結果をＰ／Ｓ変換部４２４−１に入力する。同様に、加算器４２３−２は、乗算器４２２−２から入力されてくるパラレル信号と、この乗算器４２２−２と同一のサブキャリアを取り扱う乗算器４２２−１から入力されてくるパラレル信号とを加算して、その加算結果をＰ／Ｓ変換部４２４−２に入力する。
【００２９】
Ｐ／Ｓ変換部４２４は、加算器４２３から入力されてくる加算結果をパラレル信号からシリアル信号に変換することによって受信データを生成し、生成した受信データを図示しない制御部等に入力する。
【００３０】
図７は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置５００の主要な構成を示すブロック図である。マルチキャリア通信装置５００は、送信側マルチキャリア通信装置であって、例えば移動体無線通信システムにおける基地局に搭載されるものである。マルチキャリア通信装置５００は、２つのアンテナ５０１−１、５０１−２、２つの送受信部５０２−１、５０２−２、送信ウエイト生成部５１０及び２つの送信重み付け部５２０−１、５２０−２を具備する。なお、マルチキャリア通信装置５００における同一の機能を有する複数の構成要素には、同一の参照符号を付し、さらにその同一の機能を有する構成要素同士を区別するために、参照符号の後ろに枝番号を付す。
【００３１】
送信ウエイト生成部５１０は、伝搬路情報生成部５１１、Ｍ個のサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２−１〜５１２−Ｍ及びＮ個のサブキャリア送信ウエイト生成部５１３−１〜５１３−Ｎを具備する。
【００３２】
受信重み付け部５２０−１、５２０−２はそれぞれ、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部５２１−１、５２１−２、Ｎ個の乗算器５２２−１−１〜５２２−１−Ｎ、５２２−２−１〜５２２−２−Ｎ、Ｎ個の加算器５２３−１−１〜５２３−１−Ｎ、５２３−２−１〜５２３−２−Ｎ及び逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ）部５２４−１、５２４−２を具備する。
【００３３】
送受信部５０２は、マルチキャリア通信装置４００から上り回線でＭＩＭＯ伝送されたＯＦＤＭ信号をアンテナ５０１を介して受信し、その受信信号に周波数変換や増幅等の所定の受信処理を施した後に、その受信信号を伝搬路情報生成部５１１に入力する。また、送受信部５０２は、後述するＩＦＦＴ部５２４から入力されてくる送信信号（ＯＦＤＭ信
号）に所定の送信処理を施した後に、このＯＦＤＭ信号をアンテナ５０１を介して下り回線でマルチキャリア通信装置４００にＭＩＭＯ伝送する。
【００３４】
伝搬路情報生成部５１１は、送受信部５０２から入力されてくる受信信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づいてサブキャリア毎にチャネル推定を行うことによってサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、生成したサブキャリア毎の伝搬路情報をサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２とサブキャリア送信ウエイト生成部５１３とにそれぞれ入力する。
【００３５】
サブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２は、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２と同様に機能して、伝搬路情報生成部５１１から入力されてくるサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、担当するサブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアを選択し、選択したサブキャリアの伝搬路情報（チャネル推定値）に基づいて、そのサブキャリアグループの受信ウエイトを生成する。そして、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２は、生成した受信ウエイトを、サブキャリア送信ウエイト生成部５１３に入力する。
【００３６】
サブキャリア送信ウエイト生成部５１３は、伝搬路情報生成部５１１から入力されてくるサブキャリア毎の伝搬路情報と、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２から入力されてくるサブキャリアグループ毎の受信ウエイトと、に基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する。そして、サブキャリア送信ウエイト生成部５１３は、生成したサブキャリア毎の送信ウエイトを対応する乗算器５２２に入力する。なお、サブキャリア送信ウエイト生成部５１３が送信ウエイトを生成する態様については、後述する。
【００３７】
Ｓ／Ｐ変換部５２１は、図示しない制御部等から入力されてくる送信データをシリアル信号からパラレル信号に変換することによってサブキャリア毎の信号に分離し、そのパラレル信号を乗算器５２２に入力する。
【００３８】
乗算器５２２は、Ｓ／Ｐ変換部５２１から入力されてくるパラレル信号に対して、サブキャリア送信ウエイト生成部５１３から入力されてくる送信ウエイトを乗じる。そして、乗算器５２２−１は、その送信ウエイトを乗じたパラレル信号を加算器５２３−１に入力するとともに、この加算器５２３−１と同一のサブキャリアを取り扱う加算器５２３−２にも入力する。つまり、乗算器５２２は、マルチキャリア通信装置５００における重み付け手段の主要な構成要素である。
【００３９】
加算器５２３−１は、乗算器５２２−１から入力されてくるパラレル信号と、この乗算器５２２−１と同一のサブキャリアを取り扱う乗算器５２２−２から入力されてくるパラレル信号とを加算して、その加算結果をＩＦＦＴ部５２４−１に入力する。同様に、加算器５２３−２は、乗算器５２２−２から入力されてくるパラレル信号と、この乗算器５２２−２と同一のサブキャリアを取り扱う乗算器５２２−１から入力されてくるパラレル信号とを加算して、その加算結果をＩＦＦＴ部５２４−２に入力する。
【００４０】
ＩＦＦＴ部５２４は、加算器５２３から入力されてくる加算結果を逆高速フーリエ変換し、変換後の信号をパラレル信号からシリアル信号に変換することによってＯＦＤＭ信号を生成し、生成したＯＦＤＭ信号を送受信部５０２に入力する。
【００４１】
次いで、マルチキャリア通信装置４００の動作について図８を用いて、またマルチキャリア通信装置５００の動作について図９を用いて説明する。
【００４２】
図８において、ステップＳＴ６１０では、伝搬路情報生成部４１１が、下り回線の受信
信号からパイロット信号を抽出し、そのパイロット信号を用いてサブキャリア毎のチャネル推定を行うことにより、下り回線のサブキャリア毎の伝搬路状況を示すサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する。
【００４３】
続いて、ステップＳＴ６２０では、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２が、ステップＳＴ６１０で生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいてサブキャリアグループ毎の受信ウエイトを生成する。ここで、サブキャリアグループｍにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアの番号をｐとすると、受信ウエイトＷｒｘｍは、ＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇウエイトとして、サブキャリアｐの伝搬路情報Ｈｐを用いて「式１」で算出される。
【数１】
0004597996.tif 000002
なお、式１における添え字「＋」は、Ｍｏｏｒｅ−Ｐｅｎｒｏｓｅ一般化逆行列演算を示す。
【００４４】
続いて、ステップＳＴ６３０では、乗算器４２２が、ステップＳＴ６２０で生成されたサブキャリアグループ毎の受信ウエイトを、そのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに乗じて、受信信号に重み付けを行う。
【００４５】
続いて、ステップＳＴ６４０では、加算器４２３及びＰ／Ｓ変換部４２４が、ステップＳＴ６３０で重み付けされた受信信号を加算し、さらにＦＦＴ処理することにより、受信データを生成する。
【００４６】
一方、図９において、ステップＳＴ７１０では、伝搬路情報生成部５１１が、上り回線の受信信号からパイロット信号を抽出し、そのパイロット信号に基づいてチャネル推定を行うことにより、上り回線の伝搬路状況を示すサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する。
【００４７】
続いて、ステップＳＴ７２０では、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２が、ステップＳＴ７１０で生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、ステップＳＴ６２０と同様にして例えば式１を用いて、サブキャリアグループ毎の受信ウエイトを生成する。
【００４８】
ここで、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２は、マルチキャリア通信装置４００におけるＯＦＤＭ信号の受信特性を向上させるために、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２の生成した受信ウエイトと同一の受信ウエイトを生成する必要があるが、本実施の形態では、ＯＦＤＭ信号がＴＤＤ方式で送受信されることから、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２は、上り回線におけるパイロット信号に基づいて生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報を、下り回線におけるパイロット信号に基づいて生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報として用いることができる。なぜなら、下り回線と上り回線とが使用するスロットは、その時間差が僅かであり、また周波数帯域が同じであるため、上り回線と下り回線とに可逆性が認められるからである。
【００４９】
続いて、ステップＳＴ７３０では、サブキャリア送信ウエイト生成部５１３が、ステップＳＴ７１０で生成された上り回線におけるサブキャリア毎の伝搬路情報と、ステップＳＴ７２０で生成されたサブキャリアグループ毎の受信ウエイトと、に基づいて、サブキャリア毎の送信ウエイトを生成する。ここで、サブキャリアグループｍにおけるサブキャリアｎの送信ウエイトＷｔｘｎは、式１による受信ウエイトＷｒｘｍと、サブキャリアｎの伝搬路情報Ｈｎと、を用いて「式２」で算出される。
【数２】
0004597996.tif 000003
【００５０】
続いて、ステップＳＴ７４０では、乗算器５２２が、ステップＳＴ７３０で生成されたサブキャリア毎の送信ウエイトを、対応するサブキャリア（パラレル信号）に乗じて、そのパラレル信号に重み付けを行う。
【００５１】
続いて、ステップＳＴ７５０では、加算器５２３及びＩＦＦＴ部５２４が、ステップＳＴ７４０で重み付けされたパラレル信号を加算し、さらにＩＦＦＴ処理することにより、送信信号（ＯＦＤＭ信号）を生成する。
【００５２】
このように、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ信号を送信するマルチキャリア通信装置５００が、そのＯＦＤＭ信号を受信するマルチキャリア通信装置４００におけるサブキャリア毎の伝搬路状況（下り回線の伝搬路状況）を把握して、そのＯＦＤＭ信号のサブキャリアグループにおける全サブキャリアの受信レベルと位相とが均一になるように、サブキャリア毎に乗じる送信ウエイトを調節することから、マルチキャリア通信装置４００における受信ウエイトの生成演算処理量を削減しつつ、このＯＦＤＭ信号の受信特性を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、マルチキャリア通信装置４００における受信ウエイトの生成演算処理量が効果的に削減されるため、その回路規模を縮小し、かつ、その消費電力を削減することができる。特に、マルチキャリア通信装置４００は携帯電話等の移動局に搭載されるため、回路規模の縮小及び消費電力の削減により、その商品価値は著しく向上する。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、マルチキャリア通信装置５００が、送信ウエイトの生成に必要な受信ウエイトをマルチキャリア通信装置４００から送信されるパイロット信号に基づいて独自に生成するため、マルチキャリア通信装置４００から受信ウエイトそのものをフィードバック回線等で送信してもらう必要がないことから、上り回線におけるデータ伝送速度を容易に高めることができる。
【００５５】
なお、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置４００、５００について、以下のように変形したり応用したりしてもよい。
【００５６】
本実施の形態では、マルチキャリア通信装置５００が送信ウエイトの生成に必要な受信ウエイトを独自に生成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばマルチキャリア通信装置４００が生成した受信ウエイトをフィードバック回線等でマルチキャリア通信装置５００に通知するようにしてもよい。このようにすれば、マルチキャリア通信装置５００からサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２を除去できるため、マルチキャリア通信装置５００の構成を簡素にできる。
【００５７】
また、本実施の形態では、マルチキャリア通信装置４００がマルチキャリア通信装置５００からのパイロット信号に基づいて受信ウエイトを生成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばマルチキャリア通信装置５００が伝搬路情報生成部５１１で生成したサブキャリア毎の伝搬路情報に送信ウエイトを乗じて、そのサブキャリア毎の伝搬路情報をマルチキャリア通信装置４００にＭＩＭＯ伝送するようにしてもよい。このようにすれば、マルチキャリア通信装置４００は、マルチキャリア通信装置５００からパイロット信号が送信されなくても、伝搬路情報生成部５１１の生成
したサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて受信ウエイトを生成することができる。従って、このようにすれば、マルチキャリア通信装置５００からマルチキャリア通信装置４００へパイロット信号を送信しなくてもよくなるため、下り回線における伝送容量をさらに増大させることができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２又はサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２が受信ウエイトとしてＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇウエイトを生成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばサブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２又はサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２が、ＭＭＳＥ（最小２乗誤差）ウエイトや固有ビーム伝送で用いる固有ベクトルを受信ウエイトとして生成するようにしてもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２又はサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２が、サブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアのチャネル推定値に基づいて受信ウエイトを生成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばサブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２又はサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２が、サブキャリアグループにおける受信電力が最大のサブキャリアのチャネル推定値に基づいて受信ウエイトを生成するようにしてもよい。このようにすれば、サブキャリア毎の伝搬路情報の検出精度を効果的に高めることができ、その結果、マルチキャリア通信装置４００におけるＯＦＤＭ信号の受信特性を効果的に改善することができる。さらに、この応用例において、サブキャリアグループにおける受信電力が最大のサブキャリアの代わりに、信号対干渉電力比（ＳＩＲ：Signal-to-Interference power Ratio）や信号対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio）が最大のサブキャリアのチャネル推定値を用いるようにしてもよい。
【００６０】
さらに、例えばサブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２又はサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２が、サブキャリアグループにおける全サブキャリアのチャネル推定値の平均値に基づいてサブキャリア毎の受信ウエイトを生成するようにしてもよい。このようにすれば、サブキャリアグループにおいてサブキャリア毎のチャネル推定値に偏りがある場合でも、マルチキャリア通信装置４００におけるＯＦＤＭ信号の受信特性を安定させることができる。
【００６１】
さらに、この応用例において、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２又はサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２は、サブキャリアグループにおける全サブキャリアのチャネル推定値の平均値の代わりに、サブキャリアグループにおける最高周波数のサブキャリアと最低周波数のサブキャリアとのチャネル推定値の平均値を用いるようにしてもよい。このようにすれば、サブキャリアグループの両端にあるサブキャリアの伝搬路状況の変動は確率的に均一であることに鑑みて、マルチキャリア通信装置４００におけるＯＦＤＭ信号の受信特性を安定させることができると考えられる。
【００６２】
さらに、この応用例において、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２又はサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２は、サブキャリアグループにおける全サブキャリアのチャネル推定値の平均値の代わりに、サブキャリアグループにおける所定間隔のサブキャリアのチャネル推定値の平均値を用いるようにしてもよい。このようにすれば、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２又はサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２は、サブキャリアグループ毎の受信ウエイトの生成に要する演算処理量を効果的に削減することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、送受信ウエイトとして複素数係数を用いる場合について説明
したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、振幅情報もしくは位相情報だけを表した実数係数であってもよい。このようにすれば、サブキャリアグループ内の変動が、振幅変動もしくは位相変動のどちらかの変動がより支配的である場合に、その支配的な変動に対してだけ送信ウエイトを生成して、送信側で生成した送信ウエイトを乗算することにより、同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、マルチキャリア通信装置４００とマルチキャリア通信装置５００とがＴＤＤ方式でＯＦＤＭ信号をＭＩＭＯ伝送する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばマルチキャリア通信装置４００とマルチキャリア通信装置５００とがＦＤＤ（Frequency Division Duplex：周波数分割多重）方式でＯＦＤＭ信号をＭＩＭＯ伝送するようにしてもよい。なお、ＦＤＤ方式でＯＦＤＭ信号がＭＩＭＯ伝送される場合には、上り回線と下り回線とで使用される周波数帯域が異なるため、上り回線と下り回線とに可逆性がなくなることから、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２は、伝搬路情報生成部５１１の生成したサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて受信ウエイトを生成することができなくなる。そこで、ＦＤＤ方式でＯＦＤＭ信号がＭＩＭＯ伝送される場合には、マルチキャリア通信装置４００が、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２で生成した受信ウエイトをフィードバック回線等を用いてマルチキャリア通信装置５００に送信する必要がある。
【００６５】
また、フィードバック回線において十分な伝送容量が確保できる場合には、フィードバック回線を用いてマルチキャリア通信装置５００に送信する情報として、伝搬路情報生成部４１１の生成したサブキャリア毎の伝搬路情報を送信してもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、ＯＦＤＭ信号を送信するマルチキャリア通信装置５００が基地局であり、そのＯＦＤＭ信号を受信するマルチキャリア通信装置４００が移動局である場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばＯＦＤＭ信号を送信するマルチキャリア通信装置５００が移動局であり、そのＯＦＤＭ信号を受信するマルチキャリア通信装置４００が基地局であってもよい。
【００６７】
（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２では、実施の形態１において、サブキャリア間の伝搬路状況の相関を算出し、その相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する。即ち、実施の形態１では、サブキャリアグループを構成するサブキャリアが予め固定されている場合について説明したが、本実施の形態では、サブキャリアグループを構成するサブキャリアがサブキャリア間の相関値に応じて適応的に変化する。つまり、実施の形態１では、１つのサブキャリアグループの帯域内において伝搬路状況が大きく時間変動する場合には、サブキャリアが固定されているため、そのグループを構成するサブキャリアに対して実際の伝搬路状況を反映していない送信ウエイトが乗じられてしまうおそれがある。
【００６８】
そこで、本実施の形態では、サブキャリア間の相関を算出し、その相関値が高いサブキャリア同士をグループ化することにより、サブキャリアグループにおいて伝搬路状況が大きく時間変動した場合でも、受信側マルチキャリア通信装置におけるＯＦＤＭ信号の受信特性の劣化を抑制する。
【００６９】
図１０に、サブキャリア間の相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する第一例を示す。図１０では、任意のサブキャリアを基準サブキャリアに定め、この基準サブキャリアと他のサブキャリアとの相関値を算出する。なお、サブキャリア間の相関値の算出方法については後述する。そして、図１０に示す第一例では、算出した相関値を既定の閾値例えば０．７と比較し、相関値が０．７以上のサブキャリアをまとめてサブキャリアグループ１と決定する。従って、図１０に示す第一例では、サブキャリアグループを構成する
サブキャリアの数は、サブキャリア間の相関値の分布態様に応じて即ちサブキャリア毎の伝搬路状況に応じて変動することになる。
【００７０】
図１１に、サブキャリア間の相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する第二例を示す。図１１に示す第二例では、所定の帯域幅に存在するサブキャリア間の相関値を全て算出し、算出したサブキャリア間の相関値を行列化して、その行列に基づいてサブキャリア間の相関値が高い帯域を検出した後に、そのサブキャリア間の相関値が高い帯域におけるサブキャリアをまとめてグループ化する。また、図１１に示す第二例では、このグループ化に際して、サブキャリアグループの総数を予め定めておき、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変化させる。
【００７１】
図１２は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置に具備される送信ウエイト生成部１０１０の構成を示すブロック図である。送信ウエイト生成部１０１０は、マルチキャリア通信装置５００において、送信ウエイト生成部５１０の代わりに具備される構成要素である。また、送信ウエイト生成部１０１０は、送信ウエイト生成部５１０にサブキャリア間相関演算部１０１１及びサブキャリアグループ決定部１０１２をさらに具備するものである。従って、送信ウエイト生成部１０１０は送信ウエイト生成部５１０の具備する構成要素を全て具備することから、本実施の形態では、重複を避けるため、このような同一の構成要素についての説明を省略する。
【００７２】
サブキャリア間相関演算部１０１１は、送受信部５０２から入力されてくる上り回線のパイロット信号に基づいて、ＯＦＤＭ信号における全サブキャリアについてチャネル推定を行い、そのチャネル推定値を用いてサブキャリア間の相関値を算出する。そして、サブキャリア間相関演算部１０１１は、算出したサブキャリア間の相関値をサブキャリアグループ決定部１０１２に入力する。
【００７３】
サブキャリアグループ決定部１０１２は、サブキャリア間相関演算部１０１１から入力されてくるサブキャリア間の相関値に基づいて、図１０に示す第一例又は図１１に示す第二例のようにして、サブキャリアグループを決定する。そして、サブキャリアグループ決定部１０１２は、決定したサブキャリアグループについての情報をサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２に通知する。
【００７４】
図１３は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置に具備される受信ウエイト生成部１１１０の構成を示すブロック図である。受信ウエイト生成部１１１０は、マルチキャリア通信装置４００において、受信ウエイト生成部４１０の代わりに具備される構成要素である。また、受信ウエイト生成部１１１０は、受信ウエイト生成部４１０にサブキャリア間相関演算部１１１１及びサブキャリアグループ決定部１１１２をさらに具備するものである。従って、受信ウエイト生成部１１１０は受信ウエイト生成部４１０の具備する構成要素を全て具備することから、本実施の形態では、重複を避けるため、このような同一の構成要素についての説明を省略する。
【００７５】
サブキャリア間相関演算部１１１１は、送受信部４０２から入力されてくる下り回線のパイロット信号に基づいて、ＯＦＤＭ信号における全サブキャリアについてチャネル推定を行い、そのチャネル推定値を用いてサブキャリア間の相関値を算出する。そして、サブキャリア間相関演算部１１１１は、算出したサブキャリア間の相関値をサブキャリアグループ決定部１１１２に入力する。
【００７６】
サブキャリアグループ決定部１１１２は、サブキャリア間相関演算部１１１１から入力されてくるサブキャリア間の相関値に基づいて、図１０に示す第一例又は図１１に示す第二例のようにして、サブキャリアグループを決定する。そして、サブキャリアグループ決
定部１１１２は、決定したサブキャリアグループについての情報をサブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２に通知する。
【００７７】
次いで、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置４００の動作について図１４を用いて、また本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置５００の動作について図１５を用いて説明する。
【００７８】
図１４に示すフローでは、図８におけるステップＳＴ６１０とステップＳＴ６２０との間に、サブキャリアグループの決定についてのステップＳＴ１２１３、ステップＳＴ１２１５及びステップＳＴ１２１７が実行される。以下では、重複を避けるため、このサブキャリアグループの決定に関するステップについてのみ説明する。
【００７９】
図１４において、ステップＳＴ１２１３では、受信ウエイト生成部１１１０が、下り回線におけるパイロット信号に基づいて、マルチキャリア通信装置４００が独自にサブキャリアグループを決定する方式か、或いはマルチキャリア通信装置５００の決定したサブキャリアグループを知得して使用する方式か、を判定する。そして、ステップＳＴ１２１３において、サブキャリア間相関演算部１１１１が、マルチキャリア通信装置４００が独自にサブキャリアグループを決定する方式であると判定した場合には、ステップＳＴ１２１３に続いてステップＳＴ１２１５が実行され、一方でサブキャリア間相関演算部１１１１が、マルチキャリア通信装置５００の決定したサブキャリアグループを知得して使用する方式であると判定した場合には、ステップＳＴ１２１３に続いてステップＳＴ１２１７が実行される。
【００８０】
続いて、ステップＳＴ１２１５では、サブキャリア間相関演算部１１１１が、ステップＳＴ６１０で生成された下り回線のサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア間の相関値を算出する。ここで、サブキャリアｎにおける、第ｊアンテナにおける伝搬路情報をｈｊ（ｎ）と表記すると、サブキャリアｎとサブキャリア（ｎ＋１）との間の相関値ρｊ（ｎ，ｎ＋１）は、以下の「式３」で算出される。
【数３】
0004597996.tif 000004
【００８１】
ここで、式３における伝搬路情報ｈの添え字「Ｈ」は、共役転置行列を示している。そして、サブキャリア間相関演算部１１１１が、他のアンテナについても同様にして算出したサブキャリア間の相関値ρｊ（ｎ，ｎ＋１）について、例えば平均化することにより、サブキャリア間の相関値ρ（ｎ、ｎ＋１）を算出する。そして、ステップＳＴ１２１５では、サブキャリアグループ決定部１１１２が、サブキャリア間相関演算部１１１１によって算出されたサブキャリア間の相関値ρ（ｎ，ｎ＋１）に基づいてサブキャリアグループを決定する。
【００８２】
一方で、ステップＳＴ１２１７では、サブキャリア間相関演算部１１１１が、フィードバック回線等で送信されてくるマルチキャリア通信装置５００で決定されたサブキャリアグループについての情報を取得し、取得したサブキャリアグループ情報をサブキャリアグループ決定部１１１２を介して、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２に通知する。
【００８３】
図１５に示すフローでは、図９におけるステップＳＴ７１０とステップＳＴ７２０との間に、サブキャリアグループの決定についてのステップＳＴ１３１３、ステップＳＴ１３１５及びステップＳＴ１３１７が実行される。以下では、重複を避けるため、このサブキャリアグループの決定に関するステップについてのみ説明する。
【００８４】
図１５において、ステップＳＴ１３１３では、サブキャリア間相関演算部１０１１が、上り回線におけるパイロット信号に基づいて、マルチキャリア通信装置５００が独自にサブキャリアグループを決定する方式か、或いはマルチキャリア通信装置４００の決定したサブキャリアグループを知得して使用する方式か、を判定する。そして、ステップＳＴ１３１３において、サブキャリア間相関演算部１０１１が、マルチキャリア通信装置４００が独自にサブキャリアグループを決定する方式であると判定した場合には、ステップＳＴ１３１３に続いてステップＳＴ１３１５が実行され、一方で、サブキャリア間相関演算部１０１１が、マルチキャリア通信装置４００の決定したサブキャリアグループを知得して使用する方式であると判定した場合には、ステップＳＴ１３１３に続いてステップＳＴ１３１７が実行される。
【００８５】
続いて、ステップＳＴ１３１５では、サブキャリア間相関演算部１０１１が、ステップＳＴ７１０で生成された上り回線のサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、ステップＳＴ１２１５と同様にして、サブキャリア間の相関値ρ（ｎ，ｎ＋１）を算出する。そして、ステップＳＴ１３１５では、サブキャリアグループ決定部１０１２が、サブキャリア間相関演算部１０１１によって算出されたサブキャリア間の相関値ρ（ｎ，ｎ＋１）に基づいてサブキャリアグループを決定する。
【００８６】
一方で、ステップＳＴ１３１７では、サブキャリア間相関演算部１０１１が、フィードバック回線等で送信されてくるマルチキャリア通信装置４００で決定されたサブキャリアグループについての情報を取得し、取得したサブキャリアグループ情報をサブキャリアグループ決定部１０１２を介して、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２に通知する。
【００８７】
このように、本実施の形態によれば、サブキャリアグループを構成するサブキャリアが、サブキャリア毎のチャネル推定値に基づいて算出されるサブキャリア間の相関値に応じて適応的に決定されるため、サブキャリア間の相関値が高いサブキャリア同士をグループ化することができ、その結果、サブキャリア毎の伝搬路状況の時間変動が大きい場合でも、マルチキャリア通信装置４００におけるＯＦＤＭ信号の受信特性を効果的に改善することができる。
【００８８】
なお、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置４００、５００について、以下のように変形したり応用したりしてもよい。
【００８９】
本実施の形態では、サブキャリアグループを構成するサブキャリアがサブキャリア間の相関値に応じて適応的に決定される場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば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を予め決定しておき、サブキャリア間の相関値に応じてサブキャリアグループの総数を適応的に変化させるようにしてもよい。ここで、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を予め決定する方法としては、例えば周波数選択性フェージング環境を想定し、その想定した環境において相関の高いサブキャリア数を予測して決定する方法が挙げられる。
【００９０】
また、この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は、単一アンテナからＯＦＤＭ信号を送信する場合と、複数アンテナからＯＦＤＭ信号を送信する場合とで異
なる数としてもよい。具体的には、単一アンテナから送信する場合のサブキャリア数に対して、複数アンテナから送信する場合のサブキャリア数を少なくすることである。これは、複数アンテナから送信する場合では、各アンテナから送信する信号が、それぞれ独立に周波数選択性フェージングを受け、受信側ではそれらの組み合わせになるので、単一の周波数選択性フェージングに対して相関の高いサブキャリア数が少なくなるからである。
【００９１】
また、本実施の形態では、隣接する複数のサブキャリアにおいて、サブキャリア間の相関値が高いサブキャリア同士をグループ化する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば隣接しないサブキャリア間の相関値も算出し、算出したサブキャリア間の相関値が高い又は低いサブキャリア同士から順に所定数ずつグループ化するようにしてもよい。
【００９２】
（実施の形態３）
本発明に係る実施の形態３では、実施の形態２において、受信したＯＦＤＭ信号について遅延分散を算出し、算出した遅延分散に基づいてサブキャリアグループを決定する。
【００９３】
図１６は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置に具備される受信ウエイト生成部１４１０の構成を示すブロック図である。受信ウエイト生成部１４１０は、マルチキャリア通信装置４００において、受信ウエイト生成部４１０の代わりに具備される構成要素である。また、受信ウエイト生成部１４１０は、受信ウエイト生成部４１０に遅延分散判定部１４１１及びサブキャリアグループ決定部１４１２をさらに具備するものである。従って、受信ウエイト生成部１４１０は受信ウエイト生成部４１０の具備する構成要素を全て具備することから、本実施の形態では、重複を避けるため、このような同一の構成要素についての説明を省略する。
【００９４】
遅延分散判定部１４１１は、送受信部４０２から入力されてくる下り回線のパイロット信号に基づいて、サブキャリア毎の伝搬路情報として例えば遅延プロファイルを生成し、生成した遅延プロファイルに基づいて遅延分散を算出する。そして、遅延分散判定部１４１１は、算出した遅延分散をサブキャリアグループ決定部１４１２に入力する。
【００９５】
サブキャリアグループ決定部１４１２は、遅延分散判定部１４１１から入力されてくる遅延分散に基づいて、サブキャリアグループを決定する。ここで、遅延分散が大きい場合には、遅延波による周波数選択性フェージングの影響により、ＯＦＤＭ信号の帯域内で伝搬路状況が大きく変動していることから、サブキャリア間の相関値が高いサブキャリアの数は概して少ない。
【００９６】
一方で、遅延分散が小さい場合には、遅延波による周波数選択性フェージングの影響が比較的小さいため、ＯＦＤＭ信号の帯域内で伝搬路状況の変動も比較的小さいことから、サブキャリア間の相関値の高いサブキャリアの数は概して多い。
【００９７】
そこで、サブキャリアグループ決定部１４１２は、遅延分散判定部１４１１から入力されてくる遅延分散が大きい場合には、グループ化するサブキャリア数を少なくし、一方でその遅延分散が小さい場合には、グループ化するサブキャリア数を多くするようにして、サブキャリアグループを決定する。そして、サブキャリアグループ決定部１４１２は、決定したサブキャリアグループについての情報をサブキャリアグループ受信ウエイト生成部４１２に通知する。
【００９８】
図１７は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置に具備される送信ウエイト生成部１５１０の構成を示すブロック図である。送信ウエイト生成部１５１０は、マルチキャリア通信装置５００において、送信ウエイト生成部５１０の代わりに具備される構成要素
である。また、送信ウエイト生成部１５１０は、送信ウエイト生成部５１０に遅延分散判定部１５１１及びサブキャリアグループ決定部１５１２をさらに具備するものである。従って、送信ウエイト生成部１５１０は送信ウエイト生成部５１０の具備する構成要素を全て具備することから、本実施の形態では、重複を避けるため、このような同一の構成要素についての説明を省略する。
【００９９】
遅延分散判定部１５１１は、送受信部５０２から入力されてくる上り回線のパイロット信号に基づいて、サブキャリア毎の伝搬路情報として例えば遅延プロファイルを生成し、生成した遅延プロファイルに基づいて遅延分散を算出する。そして、遅延分散判定部１５１１は、算出した遅延分散をサブキャリアグループ決定部１５１２に入力する。
【０１００】
サブキャリアグループ決定部１５１２は、遅延分散判定部１５１１から入力されてくる遅延分散に基づいて、サブキャリアグループを決定する。そして、サブキャリアグループ決定部１５１２は、決定したサブキャリアグループについての情報をサブキャリアグループ受信ウエイト生成部５１２に通知する。
【０１０１】
このように、本実施の形態によれば、受信ウエイト生成部１４１０又は送信ウエイト生成部１５１０が、下り回線又は上り回線についての遅延分散を算出し、算出した遅延分散に応じてサブキャリアグループを構成するサブキャリア数を調節するため、周波数選択性フェージングの状況に適応的に対応することができる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、受信ウエイト生成部１４１０と送信ウエイト生成部１５１０とがそれぞれ遅延分散判定部を備えているが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、受信ウエイト生成部１４１０もしくは送信ウエイト生成部１５１０のどちらかにおける遅延分散判定部により遅延分散を算出して、この算出した遅延分散をフィードバック回線を用いて他方に伝送してもよい。これにより、送受信双方において遅延分散を算出しなくても、遅延分散に応じたサブキャリア数を調整することができる。
【０１０３】
なお、遅延分散判定部における遅延分散の算出方法としては、複数の遅延プロファイルを用いて算出する方法や特定の遅延プロファイルを用いて算出する方法がある。例えば、複数の遅延プロファイルを用いて算出する方法として、複数の遅延プロファイルからそれぞれの遅延分散を算出して、それらの遅延分散の平均値を算出することで遅延分散判定部における算出結果とすることができる。この場合、アンテナ毎にばらつきがある周波数選択性フェージングの中で、それぞれのフェージングの状況に対して平均的に対応することができる。この他に、複数の遅延分散の中央値や分散なども用いることができる。また、特定の遅延プロファイルを用いて算出する方法として、複数の遅延プロファイルからそれぞれの遅延分散を算出して、その中の最大値を検出することで遅延分散判定部における算出結果とすることができる。この場合、アンテナ毎にばらつきのある周波数選択性フェージングの中から、フェージングの状況が最も悪いものを基準とすることで、最適に対応できる。
【０１０４】
（実施の形態４）
本発明に係る実施の形態４では、実施の形態１において、マルチキャリア通信装置４００とマルチキャリア通信装置５００とがそれぞれ、１つのアンテナを具備して、ＯＦＤＭ信号を送受信する。即ち、本実施の形態では、マルチキャリア通信装置４００とマルチキャリア通信装置５００とが、ＭＩＭＯ伝送を行わない場合について説明する。
【０１０５】
図１８は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置１６００の主要な構成を示すブロック図である。マルチキャリア通信装置１６００は、マルチキャリア通信装置４００からアンテナ４０１を１つ削減したものであり、さらにアンテナ４０１の削減に伴い、送受
信部４０２と受信重み付け部１６２０とを１つずつ削減したものである。また、受信重み付け部１６２０は、このアンテナ４０１の削減に伴って機能上不要となる受信重み付け部４２０における加算器４２３を除去したものである。従って、マルチキャリア通信装置１６００における構成要素は全て、マルチキャリア通信装置４００における構成要素と同一であるから、本実施の形態では、重複を避けるため、マルチキャリア通信装置１６００における構成要素についての説明を省略する。
【０１０６】
図１９は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置１７００の主要な構成を示すブロック図である。マルチキャリア通信装置１７００は、マルチキャリア通信装置５００からアンテナ５０１を１つ削減したものであり、さらにアンテナ５０１の削減に伴い、送受信部５０２と送信重み付け部１７２０とを１つずつ削減したものである。また、送信重み付け部１７２０は、このアンテナ５０１の削減に伴って機能上不要となる送信重み付け部５２０における加算器５２３を除去したものである。従って、マルチキャリア通信装置１７００における構成要素は全て、マルチキャリア通信装置５００における構成要素と同一であるから、本実施の形態では、重複を避けるため、マルチキャリア通信装置１７００における構成要素についての説明を省略する。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、マルチキャリア通信装置１７００は、送信ウエイトＷｔｘｎを以下の「式４」で算出することができる。
【数４】
0004597996.tif 000005
【０１０８】
このように、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ信号をＭＩＭＯ伝送しない場合でも、実施の形態１〜実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、送受信装置双方で１つのアンテナによってＯＦＤＭ信号を送受信する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、送受信装置のどちらか一方で複数アンテナを用いてＯＦＤＭ信号を送受信する場合、つまり送信ダイバーシチもしくは受信ダイバーシチの場合であってもよい。また、この場合、サブキャリアグループ毎に送信ダイバーシチもしくは受信ダイバーシチを行うことで、本実施の形態の効果をダイバーシチ適用時に得ることができる。
【０１１０】
なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
【０１１１】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１１２】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【０１１３】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０１１４】
本明細書は、２００４年９月２８日出願の特願２００４−２８２６７１に基づくものである。この内容は全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明に係るマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法は、マルチキャリア信号に乗じる受信ウエイトの算出に要する演算処理量を削減しつつ、このマルチキャリア信号の受信特性を向上させるという効果を有し、ＯＦＤＭ信号をＭＩＭＯ伝送する移動体高速無線通信システム等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】従来の送信側マルチキャリア通信装置で使用されるウエイトと受信側マルチキャリア通信装置で使用されるウエイトとの関係を示す概念図
【図２】従来のマルチキャリア通信装置によってマルチキャリア信号にウエイトを乗じた結果を説明する図
【図３】実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置によってマルチキャリア信号に乗じられる送信ウエイトと受信ウエイトとの関係を示す概念図
【図４】実施の形態１における送信ウエイトによる重み付けの効果を説明する図
【図５】実施の形態１における移動体無線通信システムの構成を示す図
【図６】実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図
【図７】実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図
【図８】実施の形態１におけるマルチキャリア通信装置の動作を説明するフロー図
【図９】実施の形態１におけるマルチキャリア通信装置の動作を説明するフロー図
【図１０】実施の形態２におけるサブキャリア間の相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する第一例を示す図
【図１１】実施の形態２におけるサブキャリア間の相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する第二例を示す図
【図１２】実施の形態２に係るマルチキャリア通信装置に具備される送信ウエイト生成部の構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態２に係るマルチキャリア通信装置に具備される受信ウエイト生成部の構成を示すブロック図
【図１４】実施の形態２におけるマルチキャリア通信装置の動作を説明するフロー図
【図１５】実施の形態２におけるマルチキャリア通信装置の動作を説明するフロー図
【図１６】実施の形態３に係るマルチキャリア通信装置に具備される受信ウエイト生成部の構成を示すブロック図
【図１７】実施の形態３に係るマルチキャリア通信装置に具備される送信ウエイト生成部の構成を示すブロック図
【図１８】実施の形態４に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１９】実施の形態４に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図
【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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【図１８】
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【図１９】
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