(57)【要約】直交周波数分割多重接続に基づくデータ通信装置及び方法が開示される。この装置においてユーザがM個のシンボルを含む第1シンボルブロック単位でユーザ情報を基地局に伝送する第1ユーザ送信部の第1エンコーダはユーザ情報をエンコーディングしたMuのu番目ユーザのユーザシンボルよりなる第1サブブロックを生成し、第1ブロック反復部は第1サブブロックをLu回繰り返してMのシンボルを生成し、第1乗算器はM個のシンボルをγuexp(j2πkmu/M)と乗算してu番目のユーザ信号を出力し、第1循環伸張挿入部はu番目のユーザ信号に循環伸張シンボルを挿入して１つの完成された第1シンボルブロックを生成する。したがって、情報の伝送速度を自由に変更でき、はるかに少ないPARを有し、信号干渉の影響をさらに少なく受け、受信されたブロック間にチャンネルにより生じる干渉が起こらない。
2004531934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザと基地局間のデータ通信において、前記ユーザが第1所定数Mのシンボルを含む第1シンボルブロック単位でユーザ情報を前記基地局に伝送する第1ユーザ送信部を有する直交周波数分割多重接続(OFDMA)に基づくデータ通信装置の前記第1ユーザ送信部において、
前記ユーザ情報をエンコーディングした第2所定数Mu(ここで、Muは、1以上、M以下の整数である)のu番目のユーザのユーザシンボルak(u)[ここで、kは時間インデックスであって、0以上、M-1以下の整数であり、uはユーザインデックスであって、1以上、U(ここで、Uは前記第1シンボルブロックを共有するユーザの数を意味し、1以上の正の整数である)以下の整数である]よりなる第1サブブロックを生成する第1エンコーダと、
前記第1サブブロックを第3所定数Lu(ここで、LuはM/Muに該当する)回繰り返してMのシンボル
2004531934.tif 000114
[ここで、k'=k%Mu(k%MuはkをMuで割った時の余りを意味する)を示す]を生成する第1ブロック反復部と、
前記第1ブロック反復部で生成された前記Mのシンボル
2004531934.tif 000115
を
2004531934.tif 000116
(ここで、γuはu番目のユーザ信号の大きさ調節因子を示し、muはu番目の前記ユーザの固有周波数オフセット番号を示す)と乗算し、乗算された結果を前記u番目のユーザ信号xk(u)として出力する第1乗算器と、
前記u番目のユーザ信号xk(u)に循環伸張シンボルを挿入して生成した１つの完成された前記第1シンボルブロックを出力する第1循環伸張シンボル挿入部と、
前記完成された第1シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換して伝送する第1信号伝送部と、を備え、
M1 + M2 + M3 + ... + MUはM以下であることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２】
第4所定数V(ここで、Vは第2シンボルブロックを共有するユーザの数であって、1以上の整数である)のユーザと基地局間のデータ通信において、前記基地局が第5所定数Nのシンボルを含む前記第2シンボルブロック単位で基地局情報をv(ここで、vはユーザインデックスであって1以上、V以下の整数である)番目のユーザに伝送する第1基地局送信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の前記第1基地局送信部において、
第2ないし第V+1エンコーダと、
第2ないし第V+1ブロック反復部と、
第2ないし第V+1乗算器と、
第1加算器と、
第2循環伸張シンボル挿入部と、
第2信号伝送部と、を備え、
前記第v+1エンコーダは前記基地局情報をエンコーディングした第6所定数Nv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)のv番目のユーザに対する基地局シンボルak(v)(ここで、時間インデックスであるkは0以上、N-1以下の整数である)よりなる第v+1サブブロックを生成して前記第v+1ブロック反復部に出力し、
前記第v+1ブロック反復部は前記第v+1サブブロックを第7所定数Lv(ここで、LvはN/Nvに該当する)回繰り返してNのシンボル
2004531934.tif 000117
[ここで、k'=k%Nv(k%NvはkをNvで割った時の余りを意味する)である]を生成して前記第v+1乗算部に出力し、
前記第v+1乗算器は前記Nのシンボル
2004531934.tif 000118
を
2004531934.tif 000119
(ここで、γvはv番目のユーザ信号の大きさ調節因子を示し、nvはv番目の前記ユーザの固有周波数オフセット番号を示す)と乗算し、乗算された結果xk(v)を前記第1加算器に出力し、
前記第1加算器は前記第2ないし第V+1乗算器で乗算された結果xk(1)ないしxk(V)を加算し、加算された結果xkを前記第2循環伸張シンボル挿入部に出力し、
前記第2循環伸張シンボル挿入部は前記加算された結果xkに循環伸張シンボルを挿入して生成した１つの完成された前記第2シンボルブロックを前記第2信号伝送部に出力し、
前記第2信号伝送部は前記完成された第2シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換して伝送し、
N1 + N2 + N3 + ... + NVはN以下であることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項３】
前記第1サブブロックを生成するシンボルak(u)の数Muは2の指数乗であることを特徴とする請求項１に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項４】
前記第1シンボルブロックを共有するユーザの数Uは前記第1シンボルブロック毎に相異なることを特徴とする請求項１に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項５】
U(ここで、UはMのシンボルを有する第1シンボルブロックを共有するユーザの数であって、1以上の整数である)の第1ユーザ送信部それぞれより伝送されたシンボルブロック信号を受信し、受信した前記シンボルブロック信号からu(ここで、uはユーザ因子であって、1以上、M以下の整数である)番目のユーザシンボルを推定する第1基地局受信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の前記第1基地局受信部において、
受信した前記シンボルブロック信号を前記第1シンボルブロックに変換して出力する第1信号受信部と、
前記第1信号受信部から入力した前記第1シンボルブロックの開始地点を探し、探した前記開始地点を基準に前記第1シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去した結果rk(ここで、kは時間インデックスであって0以上、M-1以下の整数を示す)を出力する第1前処理部と、
前記第1前処理部から出力される前記結果rkから前記u番目のユーザシンボルだけを抽出する第1ユーザシンボル抽出部と、
前記第1ユーザシンボル抽出部から出力される前記u番目のユーザシンボルからu番目の前記ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000120
を検出する第1推定値検出部と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項６】
前記第1推定値検出部は第1ないし第U検出器を備え、前記第u検出器は前記第1ユーザシンボル抽出部から出力される前記u番目のユーザシンボルから前記ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000121
を検出することを特徴とする請求項５に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項７】
前記第1ユーザシンボル抽出部は、
第V+2ないし第U+V+1乗算器と、
第1ないし第U後処理部を備え、
前記第u+V+1乗算器は前記第1前処理部から出力される前記結果rkとαuexp(-j2πkmu/M)(ここで、αuは大きさ調節因子を示し、muはu番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)を乗算し、乗算された結果を前記u番目のユーザ信号
2004531934.tif 000122
として前記第u後処理部に出力し、
前記第u後処理部は前記第u+V+1乗算器から出力される前記u番目のユーザシンボル
2004531934.tif 000123
をMu(ここで、Muは1以上、M以下の整数である)周期で重ねて加算した結果を前記u番目のユーザシンボルrk(u)として前記第u検出器に出力し、
前記第u検出器は前記第u後処理部から出力される前記u番目のユーザシンボルrk(u)
から前記推定値
2004531934.tif 000124
を検出することを特徴とする請求項６に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項８】
前記第1ユーザシンボル抽出部は、
前記第1前処理部から出力される前記結果rkをMポイントフーリエ変換し、変換された結果Rn(ここで、nは周波数因子であって0以上、M-1以下の整数を示す)を出力するフーリエ変換部と、
第1ないし第U逆フーリエ変換部と、
u番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号muとLu[ここで、LuはM/Mu(ここで、Muは1以上、M以下の整数である)に該当する]に応答して選択信号を発生する第1制御部と、
前記フーリエ変換部から出力される前記結果Rnを前記選択信号に応答して前記第u逆フーリエ変換部にRn(u)として出力する分配部と、を備え、
前記第u逆フーリエ変換部は前記Rn(u)をMuポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果を前記u番目のユーザシンボルrk(u)として前記第u検出器に出力し、
前記第u検出器は前記第u逆フーリエ変換部から出力される前記u番目のユーザシンボルrk(u)からu番目の前記ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000125
を検出することを特徴とする請求項６に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項９】
前記第1ユーザシンボル抽出部は、
前記第1前処理部から出力される前記結果rkをMポイントフーリエ変換し、変換された結果Rn(ここで、nは周波数因子であって0以上、M-1以下の整数を示す)を出力するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部から出力される前記結果Rnに第1所定複素数を乗算し、乗算された結果Znを出力する第1周波数等化部と、
第1ないし第U逆フーリエ変換部と、
u番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号muとLu[ここで、LuはM/Mu(ここで、Muは1以上、M以下の整数である)に該当する]に応答して選択信号を発する第1制御部と、
前記第1周波数等化部から出力される前記結果Znを前記選択信号に応答して前記第u逆フーリエ変換部にZn(u)として出力する分配部と、を備え、
前記第u逆フーリエ変換部は前記分配部から出力される前記Zn(u)をMuポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果を前記u番目のユーザシンボルzk(u)として前記第u検出器に出力し、
前記第u検出器は前記第u逆フーリエ変換部から出力される前記u番目のユーザシンボルzk(u)からu番目の前記ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000126
を検出することを特徴とする請求項６に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１０】
前記第1ユーザシンボル抽出部は、
前記第1前処理部から出力される前記結果rkからチャンネル間干渉を除去し、前記チャンネル間干渉が除去された結果zkを出力する第1時間等化部と、
第V+U+2ないし第2U+V+1乗算器と、
第U+1ないし第2U後処理部と、を備え、
前記第u+V+U+1乗算器は前記第1時間等化部から出力される結果zkとαuexp(-j2πkmu/M)(ここで、αuは大きさ調節因子を示し、muはu番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)とを乗算し、乗算された結果を前記u番目のユーザ信号
2004531934.tif 000127
として前記第u+U後処理部に出力し、
前記第u+U後処理部は前記第u+V+U+1乗算器から出力される前記u番目のユーザ信号
2004531934.tif 000128
をMu(ここで、Muは1以上、M以下の整数である)周期で重ねて加算し、その結果を前記u番目のユーザシンボルzk(u)として前記第u検出器に出力し、
前記第u検出器は前記第u+U後処理部から出力される前記u番目ユーザシンボルzk(u)からu番目の前記ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000129
を検出することを特徴とする請求項６に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１１】
前記第1ユーザシンボル抽出部は、
第V+2ないし第U+V+1乗算器と、
第1ないし第U後処理部と、
第2ないし第U+1時間等化部と、を備え、
前記第u+V+1乗算器は前記第1前処理部から出力される結果rkとαuexp(-j2πkmu/M)(ここで、αuは大きさ調節因子を示し、muはu番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)とを乗算し、乗算された結果を前記u番目のユーザ信号
2004531934.tif 000130
として前記第u後処理部に出力し、
前記第u後処理部は前記第u+V+1乗算器から出力される前記u番目のユーザ信号
2004531934.tif 000131
をMu(ここで、Muは1以上、M以下の整数である)周期で重ねて加算し、その結果rk(u)を前記第u+1時間等化部に出力し、
前記第u+1時間等化部は前記第u後処理部から出力される前記結果rk(u)からチャンネル間干渉を除去し、前記チャンネル間干渉が除去された結果を前記u番目のユーザシンボルzk(u)として前記第u検出器に出力し、
前記第u検出器は前記第u+1時間等化部から出力される前記u番目のユーザシンボルzk(u)からu番目の前記ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000132
を検出することを特徴とする請求項６に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１２】
第1基地局送信部から伝送されたシンボルブロック信号を受信し、受信した前記シンボルブロック信号からv[ここで、vはユーザ因子であって、1以上、V(ここで、VはNのシンボルを有する第2シンボルブロックを共有するユーザの数であって、1以上の整数である)以下の整数である]番目ユーザに対する基地局シンボルを推定する第1ユーザ受信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の前記第1ユーザ受信部において、
前記第1基地局送信部から受信した前記シンボルブロック信号を前記第2シンボルブロックに変換して出力する第2信号受信部と、
前記第2信号受信部から入力した前記第2シンボルブロックの開始地点を探し、探した前記開始地点を基準に前記第2シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去した結果rk(ここで、kは時間インデックスであって0以上、N-1以下の整数を示す)を出力する第2前処理部と、
前記第2前処理部から出力される前記結果rkから前記v番目のユーザに対するシンボルだけを抽出する第1基地局シンボル抽出部と、
前記第1基地局シンボル抽出部から出力される前記v番目のユーザに対するシンボルから前記v番目ユーザに対する前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000133
を検出する第2推定値検出部と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１３】
前記第1基地局シンボル抽出部は、
前記第2前処理部から出力される前記結果rkとαvexp(-j2πknv/N)(ここで、αvは大きさ調節因子を示し、nvはv番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)とを乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000134
を出力する第2U+V+2乗算器と、
前記第2U+V+2乗算器から出力される前記結果
2004531934.tif 000135
をNv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)周期で重ねて加算した結果rk(v)を前記第2推定値検出部に出力する第2U+1後処理部と、を備え、
前記第2推定値検出部は前記第2U+1後処理部から出力される前記結果rk(v)から前記v番目のユーザに対する前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000136
を検出することを特徴とする請求項１２に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１４】
前記第1基地局シンボル抽出部は、
前記第2前処理部から出力される前記結果rkをNポイントフーリエ変換し、変換された結果Rn(ここで、nは周波数因子であって0以上、N-1以下の整数を示す)を出力するフーリエ変換部と、
前記v番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号nvとLv[ここで、LvはN/Nv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)に該当する]に応答して選択信号を発する第1制御部と、
Rn(v)をNvポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果rk(v)を前記第2推定値検出部に出力する逆フーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部から出力される前記結果Rnを前記選択信号に応答して前記v番目のユーザに対する信号Rn(v)だけを分離して前記逆フーリエ変換部に出力するスイッチ部と、を備え、
前記第2推定値検出部は前記逆フーリエ変換部から出力される前記結果rk(v)から前記v番目のユーザに対する前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000137
を検出することを特徴とする請求項１２記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１５】
前記第1基地局シンボル抽出部は、
前記スイッチ部から出力される前記Rn(v)に第2所定複素数を乗算し、乗算された結果Zn(v)を前記逆フーリエ変換部に出力する第2周波数等化部をさらに備え、
前記逆フーリエ変換部は前記第2周波数等化部から出力される前記結果Zn(v)をNvポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果zk(v)を前記第2推定値検出部に出力することを特徴とする請求項１４に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１６】
前記第1基地局シンボル抽出部は、
前記第2前処理部から出力される前記結果rkからチャンネル間干渉を除去し、前記チャンネル間干渉が除去された結果zkを出力する第U+2時間等化部と、
前記第U+2時間等化部から出力される結果zkとαvexp(-j2πknv/N)(ここで、αvはv番目のユーザ信号の大きさ調節因子を示し、nvはv番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000138
を出力する第2U+V+3乗算器と、
前記第2U+V+3乗算器から出力される前記結果
2004531934.tif 000139
をNv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)周期で重ねて加算し、その結果zk(v)を前記第2推定値検出部に出力する第2U+2後処理部を備え、
前記第2推定値検出部は前記第2U+2後処理部の出力zk(v)から前記v番目のユーザに対する前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000140
を検出することを特徴とする請求項１２に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１７】
前記第1基地局シンボル抽出部は、
前記第2前処理部から出力される結果rkとαvexp(-j2πknv/N)(ここで、αvはv番目のユーザ信号の大きさ調節因子を示し、nvはv番目の前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000141
を出力する第2U+V+2乗算器と、
前記第2U+V+2乗算器から出力される前記結果
2004531934.tif 000142
をNv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)周期で重ねて加算し、その結果rk(v)を出力する第2U+1後処理部と、
前記第2U+1後処理部から出力される前記結果rk(v)からチャンネル間干渉を除去し、前記チャンネル間干渉が除去された結果zk(v)を前記第2推定値検出部に出力する第U+3時間等化部を備え、
前記第2推定値検出部は前記第U+3時間等化部の出力zk(v)から前記v番目のユーザに対する前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000143
を検出することを特徴とする請求項１２に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１８】
前記第1時間等化部は、
前記第1前処理部から出力される前記結果rkを有限インパルス応答(FIR:Finite Impulse Response)フィルターリングし、フィルターリングされた結果を前記チャンネル間干渉が除去された結果として出力する有限インパルス応答フィルターを備えることを特徴とする請求項１０に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項１９】
前記第U+2時間等化部は、
前記第2前処理部から出力される前記結果rkをFIR(FIR:Finite Impulse Response)フィルターリングし、フィルターリングされた結果を前記チャンネル間干渉が除去された結果として出力するFIRフィルターを備えることを特徴とする請求項１６に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２０】
前記第1時間等化部は、
前記第1前処理部から出力される前記結果rkをM(または、N)ポイントフーリエ変換して出力するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部から出力されるMの信号に第3所定複素数を乗算し、乗算された結果を出力する第3周波数等化部と、
前記第3周波数等化部から出力される乗算された結果をMポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換した結果を前記チャンネル間干渉が除去された結果zkとして出力する逆フーリエ変換部と、を備えることを特徴とする請求項１０に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２１】
前記第2ないし第U+1時間等化部は各々、
前記第1前処理部から出力される前記結果rkをMuポイントフーリエ変換して出力するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部から出力されるMuの信号に第3所定複素数を乗算し、乗算された結果を出力する第3周波数等化部と、
前記第3周波数等化部から出力される乗算された結果をMuポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換した結果を前記チャンネル間干渉が除去された結果zk(u)として出力する逆フーリエ変換部と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２２】
前記第2ないし第U+1時間等化部は各々、
前記結果rk(u)をFIR(FIR:FiniteImpulseResponse)フィルターリングし、フィルターリングされた結果を出力する第1FIRフィルターと、
前記推定値を遅延し、遅延された結果を出力する遅延部と、
前記遅延部で遅延された結果をFIRフィルターリングし、フィルターリングされた結果を出力する第2FIRフィルターと、
前記第1及び前記第2FIRフィルターでフィルターリングされた結果を加算し、加算された結果を前記チャンネル間干渉が除去された結果zk(u)として出力する第2加算器と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２３】
ユーザと基地局間のデータ通信において、ユーザ情報を前記ユーザが各々第1所定数Mのシンボルを含む第1シンボルブロック２つの単位で前記基地局に伝送する第2ユーザ送信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の前記第2ユーザ送信部において、
前記ユーザ情報をエンコーディングした第2所定数Mu(ここで、Muは1以上、M以下の整数である)のu番目のユーザのユーザシンボルak(u)[ここで、kは時間インデックスであって0以上、M-1以下の整数であり、uはユーザインデックスであって1以上、U(ここで、Uは前記第1シンボルブロックを共有するユーザの数を意味し、1以上の正の整数である)以下の整数である]よりなる第1サブブロックを生成する第1エンコーダと、
第1及び第2ブロック伝送部と、
前記第1エンコーダから入力した奇数番目及び偶数番目前記第1サブブロックをシンボルブロック時間毎に変形し、変形した結果または変形していない前記奇数番目及び前記偶数番目第1サブブロックを前記シンボルブロック時間毎に交互に前記第1及び前記第2ブロック伝送部に各々出力する第1ダイバシティ信号生成部と、を備え、
前記第1及び前記第2ブロック伝送部は各々第1ブロック反復部、第1乗算器、第1循環伸張シンボル挿入部及び第1信号伝送部を有し、前記第1ダイバシティ信号生成部から交互に出力される前記変形された結果または変形されていない前記奇数番目及び前記偶数番目第1サブブロック自体から前記シンボルブロック信号を２個ずつ生成し、
前記第1ブロック反復部は前記第1サブブロックを第3所定数Lu(ここで、LuはM/Muに該当する)回繰り返してMのシンボル
2004531934.tif 000144
[ここで、k'=k%Mu(k%MuはkをMuで割った時の余りを意味する)を示す]を生成し、
前記第1乗算器は前記第1ブロック反復部で生成された前記Mのシンボル
2004531934.tif 000145
をγuexp(j2πkmu/M)(ここで、γuはu番目ユーザ信号の大きさ調節因子を示し、muはu番目前記ユーザの固有周波数オフセット番号を示す)と乗算し、乗算された結果を前記u番目ユーザ信号xk(u)として出力し、
前記第1循環伸張シンボル挿入部は前記u番目ユーザ信号xk(u)に循環伸張シンボルを挿入して生成した１つの完成された前記第1シンボルブロックを出力し、
前記第1信号伝送部は前記完成された第1シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換して伝送し、M1+M2+M3+．．．+MUはM以下であることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２４】
前記第1ダイバシティ信号生成部は、
前記奇数番目の第1サブブロックを入力して逆順に出力する第1時間反転部と、
前記第1時間反転部の出力に複素共役を生成して前記第2ブロック伝送部に出力する第1複素共役部と、
前記奇数番目第1サブブロックを第1スイッチ信号に応答して前記第1ブロック伝送部及び前記第1時間反転部のうち１つに選択的に出力する第1スイッチ部と、
前記偶数番目第1サブブロックを入力して逆順に出力する第2時間反転部と、
前記第2時間反転部の出力に複素共役を生成して出力する第2複素共役部と、
前記第2複素共役部の出力に-1を乗算し、乗算された結果を前記第1ブロック伝送部に出力する第2U+V+4乗算器と、
前記偶数番目第1サブブロックを第2スイッチ信号に応答して前記第2ブロック伝送部及び前記第2時間反転部のうち１つに選択的に出力する第2スイッチ部と、
前記シンボルブロック時間毎に前記第1及び前記第2スイッチ部のそれぞれが前記奇数番目及び前記偶数番目第1サブブロックを各々前記第1及び前記第2ブロック伝送部または前記第1及び前記第2時間反転部に交互に出力すべく前記第1及び前記第2スイッチ信号を出力するスイッチ信号発生部と、を備え、
前記第1ブロック伝送部に含まれる前記第1ブロック反復部は前記第1スイッチ部から出力される前記奇数番目第1サブブロックまたは前記第2U+V+4乗算器の出力を前記Lu回繰り返して前記Mのシンボル
2004531934.tif 000146
を生成し、
前記第2ブロック伝送部に含まれる前記第1ブロック反復部は前記第2スイッチ部から出力される前記偶数番目第1サブブロックまたは前記第1複素共役部の出力を前記Lu回繰り返して前記Mのシンボル
2004531934.tif 000147
を生成することを特徴とする請求項２３に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２５】
第4所定数V(ここで、Vは第2シンボルブロックを共有するユーザの数であって1以上の整数である)のユーザと基地局間のデータ通信において、前記基地局が基地局情報をv(ここで、vはユーザインデックスであって1以上、V以下の整数である)番目ユーザに各々第5所定数Nのシンボルを含む前記第2シンボルブロック２つの単位で同時に伝送する第2基地局送信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の前記第2基地局送信部において、
前記第2ないし第V+1エンコーダと、
第3及び第4ブロック伝送部と、
第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部と、を備え、
前記第v+1ダイバシティ信号生成部は前記第v+1エンコーダから入力した奇数番目及び偶数番目第v+1サブブロックをシンボルブロック時間毎に変形し、変形した結果または変形していない前記奇数番目及び前記偶数番目第v+1サブブロックを前記シンボルブロック時間毎に交互に前記第3及び前記第4ブロック伝送部に各々出力し、
前記第3及び前記第4ブロック伝送部各々は第2ないし第V+1ブロック反復部、第2ないし第V+1乗算器、第1加算器、第2循環伸張シンボル挿入部及び第2信号伝送部を有し、前記第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部各々から交互に出力される前記変形された結果または変形されていない前記奇数番目及び前記偶数番目第2ないし第V+1サブブロック自体から前記シンボルブロック信号を２個ずつ生成し、
前記第v+1エンコーダは前記基地局情報をエンコーディングした第6所定数Nv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)のv番目ユーザに対する基地局シンボルak(v)(ここで、時間インデックスであるkは0以上、N-1以下の整数である)よりなる第v+1サブブロックを生成して前記第v+1ブロック反復部に出力し、
前記第v+1ブロック反復部は前記第v+1サブブロックを第7所定数Lv(ここで、LvはN/Nvに該当する)回繰り返してNのシンボル
2004531934.tif 000148
[ここで、k'=k%Nv(k%NvはkをNvで割った時の余りを意味する)である]を生成して前記第v+1乗算部に出力し、
前記第v+1乗算器は前記Nのシンボル
2004531934.tif 000149
をγvexp(j2πknv/N)(ここで、γvはv番目ユーザ信号の大きさ調節因子を示し、nvはv番目前記ユーザの固有周波数オフセット番号を示す)と乗算し、乗算された結果xk(v)を前記第1加算器に出力し、
前記第1加算器は前記第2ないし第V+1乗算器で乗算された結果xk(1)ないしxk(v)を加算し、加算された結果xkを前記第2循環伸張シンボル挿入部に出力し、
前記第2循環伸張シンボル挿入部は前記加算された結果xkに循環伸張シンボルを挿入して生成した１つの完成された前記第2シンボルブロックを前記第2信号伝送部に出力し、
前記第2信号伝送部は前記完成された第2シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換して伝送し、
N1+N2+N3+．．．+NvはN以下であることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２６】
前記第v+1ダイバシティ信号生成部は、
前記奇数番目第v+1サブブロックを入力して逆順に出力する第1時間反転部と、
前記第1時間反転部の出力に複素共役を生成して前記第4ブロック伝送部に出力する第1複素共役部と、
前記奇数番目第v+1サブブロックを第1スイッチ信号に応答して前記第3ブロック伝送部及び前記第1時間反転部のうち１つに選択的に出力する第1スイッチ部と、
前記偶数番目第v+1サブブロックを入力して逆順に出力する第2時間反転部と、
前記第2時間反転部の出力に複素共役を生成して出力する第2複素共役部と、
前記第2複素共役部の出力に-1を乗算し、乗算された結果を前記第3ブロック伝送部に出力する第2U+V+5乗算器と、
前記偶数番目第v+1サブブロックを第2スイッチ信号に応答して前記第4ブロック伝送部及び前記第2時間反転部のうち１つに選択的に出力する第2スイッチ部と、
前記シンボルブロック時間毎に前記第1及び前記第2スイッチ部各々が前記奇数番目及び前記偶数番目第v+1サブブロック各々を前記第3及び前記第4ブロック伝送部または前記第1及び前記第2時間反転部に交互に出力すべく前記第1及び前記第2スイッチ信号を出力するスイッチ信号発生部を備え、
前記第3ブロック伝送部に含まれる前記第v+1ブロック反復部は前記第1スイッチ部から出力される前記奇数番目第v+1サブブロックまたは前記第2U+V+5乗算器の出力を前記Lv回繰り返して前記Nのシンボル
2004531934.tif 000150
を生成し、
前記第4ブロック伝送部に含まれる前記第v+1ブロック反復部は前記第2スイッチ部から出力される前記偶数番目第v+1サブブロックまたは前記第1複素共役部の出力を前記Lv回繰り返して前記Nのシンボル
2004531934.tif 000151
を生成することを特徴とする請求項２５に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２７】
Uの前記第2ユーザ送信部各々から伝送された２つの前記シンボルブロック信号のうち１つを受信し、受信した前記シンボルブロック信号からu番目前記ユーザシンボルを推定する第2基地局受信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の前記第2基地局受信部において、
受信した前記シンボルブロック信号を第1シンボルブロックに変換して出力する第3信号受信部と、
前記第3信号受信部から入力した前記第1シンボルブロックの開始地点を探し、探した前記開始地点を基準に前記第1シンボルブロックから前記循環伸張シンボルを除去した結果rkを出力する第3前処理部と、
前記第3前処理部から出力される前記結果rkから周波数領域でu番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルを抽出する第2ユーザシンボル抽出部と、
前記第2ユーザシンボル抽出部で抽出された前記u番目ユーザに対する前記奇数番目及び前記偶数番目ユーザシンボルから奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000152
を検出する第3推定値検出部と、を備えることを特徴とする請求項２３に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２８】
前記第2ユーザシンボル抽出部は、
前記第3前処理部から出力される前記結果rkをMポイントフーリエ変換し、変換された結果Rn(ここで、nは周波数因子であって0以上、M-1以下の整数を示す)を出力するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部から出力される前記Rnを第3スイッチ信号に応答して奇数番目シンボルブロック時間に前記フーリエ変換部で生成された結果R1,nと偶数番目シンボルブロック時間に前記フーリエ変換部で生成された結果R2,nとに分離して出力する第1分離部と、
前記R1,n，R2,n、前記２つのシンボルブロック信号が伝送されるチャンネルの特性H1,n及びH2,nを用いて前記チャンネル間干渉を除去した結果Z1,n，Z2,nを計算する第1ダイバシティ等化部と、
第1ないし第2U逆フーリエ変換部と、
前記第1ダイバシティ等化部から出力される前記結果Z1,nを選択信号に応答して前記第1ないし第U逆フーリエ変換部のうち１つに
2004531934.tif 000153
として出力する第1分配部と、
前記第1ダイバシティ等化部から出力される前記結果Z2,nを前記選択信号に応答して前記第U+1ないし第2U逆フーリエ変換部のうち１つに
2004531934.tif 000154
として出力する第2分配部と、
前記シンボルブロック時間毎に前記Rnが前記R1,nまたは前記R2,nとして交互に出力さるべく前記第3スイッチ信号を発生し、前記固有周波数オフセット番号muと前記第3所定数Luに応答して前記選択信号を発する第2制御部と、を備え、
前記第u逆フーリエ変換部は前記
2004531934.tif 000155
をMuポイント逆フーリエ変換して逆フーリエ変換された結果
2004531934.tif 000156
を前記u番目ユーザに対する前記奇数番目ユーザシンボルとして前記第3推定値検出部に出力し、前記第u+U逆フーリエ変換部は前記
2004531934.tif 000157
をMuポイント逆フーリエ変換して逆フーリエ変換された結果
2004531934.tif 000158
を前記u番目ユーザに対する前記偶数番目ユーザシンボルとして前記第3推定値検出部に出力することを特徴とする請求項２７に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項２９】
前記第3推定値検出部は、
第1ないし第2U検出器を備え、
前記第u検出器は前記第u逆フーリエ変換部から出力される前記結果
2004531934.tif 000159
から前記奇数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000160
を検出し、前記第u+U検出器は前記第u+U逆フーリエ変換部から出力される前記結果
2004531934.tif 000161
から前記偶数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000162
を検出することを特徴とする請求項２８に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項３０】
前記第1ダイバシティ等化部は下記のように前記Z1,n、前記Z2,nを計算することを特徴とする請求項２８に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
2004531934.tif 000163
(ここで、SNRは前記u番目ユーザシンボルとガウス雑音間の信号対雑音比を示す)
【請求項３１】
前記第1ダイバシティ等化部は下記のように前記Z1,n、前記Z2,nを計算することを特徴とする請求項２８に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
2004531934.tif 000164
【請求項３２】
第2基地局送信部から伝送された２つの前記シンボルブロック信号のうち１つを受信し、受信した前記シンボルブロック信号からv番目ユーザに対する基地局シンボルを推定する第2ユーザ受信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の前記第2ユーザ受信部において、
前記第2基地局送信部から受信した前記シンボルブロック信号を第2シンボルブロックに変換して出力する第4信号受信部と、
前記第4信号受信部から入力した前記第2シンボルブロックの開始地点を探し、探した前記開始地点を基準に前記第2シンボルブロックから前記循環伸張シンボルを除去した結果rkを出力する第4前処理部と、
前記第4前処理部から出力される前記結果rkから前記v番目ユーザの奇数番目及び偶数番目シンボルを抽出する第2基地局シンボル抽出部と、
抽出された前記奇数番目及び前記偶数番目シンボルから前記v番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目の前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000165
を検出する第4推定値検出部と、を備えることを特徴とする請求項２５に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項３３】
前記第2基地局シンボル抽出部は、
前記第4前処理部から出力される前記結果rkをフーリエ変換した結果から前記v番目ユーザの信号Rn(v)(ここで、nは周波数因子であって0以上、N-1以下の整数を示す)だけを検出するユーザ信号検出部と、
前記ユーザ信号検出部で検出された前記Rn(v)を第4スイッチ信号に応答して奇数番目シンボルブロック時間の間に前記ユーザ信号検出部で検出された結果
2004531934.tif 000166
と偶数番目シンボルブロック時間の間に前記ユーザ信号検出部で検出された結果
2004531934.tif 000167
とに分離して出力する第2分離部と、
前記
2004531934.tif 000168
、前記
2004531934.tif 000169
、前記２つのシンボルブロック信号が伝送されるチャンネルの特性
2004531934.tif 000170
を用いて前記チャンネル間干渉を除去した結果
2004531934.tif 000171
を計算する第2ダイバシティ等化部と、
前記シンボルブロック時間毎に前記Rn(v)が前記
2004531934.tif 000172
または前記
2004531934.tif 000173
として交互に出力さるべく前記第4スイッチ信号を発する第3制御部と、
前記第2ダイバシティ等化部から出力される結果
2004531934.tif 000174
をNvポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果
2004531934.tif 000175
を前記v番目ユーザの奇数番目シンボルとして出力する第1逆フーリエ変換部と、
前記第2ダイバシティ等化部から出力される結果
2004531934.tif 000176
をNvポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果
2004531934.tif 000177
を前記v番目ユーザの偶数番目シンボルとして出力する第2逆フーリエ変換部と、を備えることを特徴とする請求項３２に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項３４】
前記第4推定値検出部は、
前記第1逆フーリエ変換部から出力される前記結果
2004531934.tif 000178
から前記v番目ユーザに対する前記奇数番目基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000179
を検出する第1検出器と、
前記第2逆フーリエ変換部から出力される前記結果
2004531934.tif 000180
から前記v番目ユーザに対する前記偶数番目基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000181
を検出する第2検出器と、を備えることを特徴とする請求項３３に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項３５】
前記ユーザ信号検出部は、
前記第4前処理部から出力される結果rkとαvexp(-j2πknv/N)(ここで、αvは大きさ調節因子を示す)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000182
を出力する第2U+V+6乗算器と、
前記第2U+V+6乗算器から出力される前記結果
2004531934.tif 000183
をNv周期で重ねて加算し、その結果rk(v)を出力する第2U+3後処理部と、
前記第2U+3後処理部から出力される結果rk(v)をNvポイントフーリエ変換し、フーリエ変換された結果を前記Rn(v)として前記第2分離部に出力するフーリエ変換部と、を備えることを特徴とする請求項３３に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項３６】
前記ユーザ信号検出部は、
前記第4前処理部から出力される前記結果rkをNポイントフーリエ変換し、変換された結果Rn(ここで、nは周波数因子であって0以上、N-1以下の整数を示す)を出力するフーリエ変換部と、
前記固有周波数オフセット番号nvと前記第7所定数Lvに応答して選択信号を発する第1制御部と、
前記フーリエ変換部から出力される前記結果Rnを前記選択信号に応答して前記Rn(v)として前記第2分離部に選択的に出力するスイッチ部と、を備えることを特徴とする請求項３３に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
【請求項３７】
前記第2ダイバシティ等化部は下記の通り前記
2004531934.tif 000184
を計算することを特徴とする請求項３３に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
2004531934.tif 000185
(ここで、SNRは前記v番目ユーザに対する前記基地局シンボルとガウス雑音間の信号対雑音比を示す)
【請求項３８】
前記第2ダイバシティ等化部は下記の通り前記
2004531934.tif 000186
を計算することを特徴とする請求項３３に記載のOFDMAに基づくデータ通信装置。
2004531934.tif 000187
【請求項３９】
請求項１に記載のデータ通信装置の前記第1ユーザ送信部で前記ユーザ情報を伝送するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(a1) 前記ユーザ情報をエンコーディングした第2所定数Muの前記u番目ユーザの前記ユーザシンボルak(u)よりなる前記第1サブブロックを生成する段階と、
(b1) 前記第1サブブロックを前記第3所定数Lu回繰り返してMのシンボル
2004531934.tif 000188
を生成する段階と、
(c1) 前記Mのシンボル
2004531934.tif 000189
をγuexp(j2πkmu/M)と乗算して前記u番目ユーザ信号xk(u)を求める段階と、
(d1) 前記u番目ユーザ信号xk(u)に前記循環伸張シンボルを挿入して１つの完成された前記第1シンボルブロックを生成する段階と、
(e1) 前記完成された第1シンボルブロックを前記シンボルブロック信号に変換して伝送する段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項４０】
請求項２に記載のデータ通信装置の前記第1基地局送信部で行われる前記基地局情報を伝送するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(a2) 前記基地局情報をエンコーディングした前記第6所定数Nvの前記v番目ユーザに対する前記基地局シンボルak(v)よりなる第v+1サブブロックをV個生成する段階と、
(b2) Vの前記第v+1サブブロック各々をLv回繰り返してNのシンボル
2004531934.tif 000190
を生成する段階と、
(c2) 前記シンボル
2004531934.tif 000191
をγ1exp(j2πkn1/N)ないしγVexp(j2πknV/N)と各々乗算してxk(1)ないしxk(V)を生成する段階と、
(d2) 前記xk(1)ないしxk(V)を加算して前記加算された結果xkを求める段階と、
(e2) 前記加算された結果xkに前記循環伸張シンボルを挿入して１つの前記完成された第2シンボルブロックを生成する段階と、
(f2) 前記完成された第2シンボルブロックを前記シンボルブロック信号に変換して伝送する段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項４１】
前記周波数オフセット番号を求めるOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(g) あらゆるユーザに対してLu(または、Lv)の増加順に整列する段階と、
(h) 前記ユーザインデックスと前記周波数オフセット番号を初期化する段階と、
(i) 前記ユーザインデックスを1だけ増加させ、
2004531934.tif 000192
を満たすbl∈[0，1]の値を求め、
2004531934.tif 000193
を用いて前記周波数オフセット番号を求める段階と、
(j) 前記ユーザインデックスが前記ユーザの数より少ないか否かを判断し、前記ユーザインデックスが前記ユーザの数より少ないと判断されれば前記(i)段階に進める段階と、を備えることを特徴とする請求項３９に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項４２】
前記(h)段階は前記ユーザインデックスを1に初期化し、前記周波数オフセット番号を0に初期化し、前記(i)段階は
2004531934.tif 000194
を前記周波数オフセット番号と決定する段階を備えることを特徴とする請求項４１に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項４３】
前記(h)段階は前記ユーザインデックスを1に初期化し、前記周波数オフセット番号をL1-1に初期化し、前記(i)段階は
2004531934.tif 000195
を前記周波数オフセット番号と決定する段階を備えることを特徴とする請求項４１に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項４４】
OFDMAに基づくデータ通信装置で少なくとも2M(または2N)のシンボルを含むチャンネル推定用パイロットシンボルを生成するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(k1) ユーザ及び基地局に既知のM(またはN)の基準パイロットシンボルシーケンスd[k](ここで、kは0以上、M-1(またはN-1)以下の整数であり、[ ]は集合を示す)を設定する段階と、
(l1) u(または、v)[ここで、u(または、v)はユーザインデックスであって1以上、U(または、V)(ここで、U(または、V)はM(または、N)のシンボルを有するシンボルブロックを共有するユーザの数を意味し、1以上の正の整数である)以下である。]番目ユーザのパイロットシンボル(d(u)[e])(または、d(v)[e])(ここで、eは0以上、MU-1(または、Nv-1)(ここで、Mu(または、Nv)は1以上、M(または、N)以下の整数である)以下の整数である)を下記のように求める段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
2004531934.tif 000196
(ここで、mu(または、nv）は前記u(または、v)番目ユーザの固有周波数オフセット番号を示し、Lu(または、Lv)はM/Mu(または、N/Nv)を示す)
【請求項４５】
OFDMAに基づくデータ通信装置において少なくとも2M(または2N)のシンボルを含むチャンネル推定用パイロットシンボルを生成するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(k2) ユーザ及び基地局に既知のM(または2N)の基準パイロットシンボルシーケンスd[k](ここで、kは0以上、M-1(またはN-1)以下の整数であり、[ ]は集合を示す)を設定する段階と、
(l2) u(または、v)[ここで、u(または、v)はユーザインデックスであって1以上、U(または、V)(ここで、U(または、V)はM(または2N)のシンボルを有するシンボルブロックを共有するユーザの数を意味し、1以上の正の整数である)以下である。]番目ユーザのパイロットシンボル(d(u)[e])(または、d(v)[e])(ここで、eは0以上、MU-1(または、Nv-1)(ここで、Mu(または、Nv)は1以上でM(または、N)以下の整数である)以下の整数である)を下記のように求める段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
2004531934.tif 000197
(ここで、mu(または、nv)は前記u(または、v)番目ユーザの固有周波数オフセット番号を示し、Lu(または、Lv)はM/Mu(または、N/Nv)を示し、
2004531934.tif 000198
であり、S0=0である)
【請求項４６】
前記OFDMAに基づくデータ通信方法は、
(n) 前記パイロットシンボルが位相シフトキー(PSK)である時、前記(l1)段階で生成したパイロットシンボルの位相を下記のように変更して新たなパイロットシンボル(d(u)[e]')(または、d(v)[e]')を求める段階をさらに備えることを特徴とする請求項４４に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
2004531934.tif 000199
【請求項４７】
前記(k1)及び前記(l1)段階は第1または第2ユーザ送信部で行われ、タイムスロット単位で前記パイロットシンボルを生成することを特徴とする請求項４４に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項４８】
前記(k1)及び前記(l1)段階は第1または第2基地局送信部で行われ、与えられたタイムスロットを同時に使用する全てのユーザ各々に対して前記パイロットシンボルを生成することを特徴とする請求項４４に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項４９】
請求項５に記載のデータ通信装置の前記第1基地局受信部で行われる前記シンボルブロック信号からu番目ユーザシンボルを推定するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(m1) 受信した前記シンボルブロック信号を前記第1シンボルブロックに変換する段階と、
(n1) 変換された前記第1シンボルブロックの開始地点を探し、探した前記開始地点を基準に前記第1シンボルブロックから前記循環伸張シンボルを除去する段階と、
(o1) 前記循環伸張シンボルを除去した結果rkから前記u番目ユーザシンボルだけを抽出する段階と、
(p1) 前記抽出されたu番目ユーザシンボルから前記u番目ユーザの前記ユーザシンボルの前記推定値
2004531934.tif 000200
を検出する段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５０】
前記(o1)段階は、
前記(n1)段階で求めた前記結果rkとα1exp(-j2πkm1/M)ないしαUexp(-j2πkmU/M)を各々乗算して前記
2004531934.tif 000201
を求める段階と、
前記
2004531934.tif 000202
各々をMu周期で重ねて加算した結果rk(1)ないしrk(U)を求めてU個の前記ユーザシンボルを求め、前記(p1)段階に進める段階と、を備えることを特徴とする請求項４９に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５１】
前記(o1)段階は、
(o11) 前記(n1)段階で求めた前記結果rkをMポイントフーリエ変換する段階と、
(o12) フーリエ変換された結果がu番目ユーザに対するフーリエ変換された結果である時、前記フーリエ変換された結果をMuポイント逆フーリエ変換して前記u番目ユーザシンボルrk(u)を求め、前記(p1)段階に進む段階と、を備えることを特徴とする請求項４９に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５２】
前記(o1)段階は、
(o13) 前記(o11)段階でフーリエ変換された結果の位相及び大きさを補償する段階をさらに備え、
前記(o12)段階は前記(o13)段階で補償された結果がu番目ユーザに対して補償された結果である時、前記補償された結果をMuポイント逆フーリエ変換して前記u番目ユーザシンボルrk(u)を求め、前記(p1)段階に進むことを特徴とする請求項５１に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５３】
前記(o1)段階は、
前記(n1)段階で求めた前記結果rkからチャンネル間干渉を除去する段階と、
チャンネル間干渉が除去された結果zkにα1exp(-j2πkm1/M)ないしαUexp(-j2πkmU/M)を乗算してユーザ信号
2004531934.tif 000203
を求める段階と、
前記ユーザ信号
2004531934.tif 000204
各々をMu周期で重ねて加算して前記ユーザシンボルzk(1)ないしzk(U)を求め、前記(p1)段階に進む段階と、を備えることを特徴とする請求項４９に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５４】
前記(o1)段階は、
前記(n1)段階で求めた結果rkとα1exp(-j2πkm1/M)ないしαUexp(-j2πkmU/M)とを各々乗算してユーザ信号
2004531934.tif 000205
を求める段階と、
前記ユーザ信号
2004531934.tif 000206
をMu周期で重ねて足す段階と、
前記重ねて加算した結果rk(1)ないしrk(U)からチャンネル間干渉を除去して前記u番目ユーザシンボルzk(u)を求め、前記(p1)段階に進む段階と、を備えることを特徴とする請求項４９に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５５】
請求項１２に記載のデータ通信装置の前記第1ユーザ受信部で第1基地局送信部から受信した前記シンボルブロック信号から前記基地局シンボルを推定するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(m2) 受信した前記シンボルブロック信号を前記第2シンボルブロックに変換する段階と、
(n2) 変換された前記第2シンボルブロックから前記循環伸張シンボルを除去する段階と、
(o2) 前記循環伸張シンボルが除去された結果rkから前記v番目ユーザに対するシンボルだけを抽出する段階と、
(p2) 前記v番目ユーザに対するシンボルから前記v番目ユーザに対する前記基地局シンボルの推定値を検出する段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５６】
前記(o2)段階は、
前記(n2)段階で獲得した前記結果rkとαvexp(-j2πknv/N)(ここで、αvは大きさ調節因子を示し、nvはv番目前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000207
を求める段階と、
前記乗算された結果
2004531934.tif 000208
をNv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)周期で重ねて加算して前記v番目ユーザに対するシンボルrk(v)を求め、前記(p2)段階に進行する段階と、を備えることを特徴とする請求項５５に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５７】
前記(o2)段階は、
(o21) 前記(n2)段階で獲得した前記結果rkをNポイントフーリエ変換する段階と、
(o22) 前記Nポイントフーリエ変換された結果Rn(ここで、nは周波数因子であって0以上、N-1以下の整数を示す)がv番目ユーザに対する変換された結果Rn(v)である時、Rn(v)をNvポイント逆フーリエ変換して前記v番目ユーザに対するシンボルrk(v)を求め、前記(p2)段階に進行する段階と、を備えることを特徴とする請求項５５に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５８】
前記(o2)段階は、
(o23) 前記v番目ユーザに対する変換された結果Rn(v)の位相と大きさとを補償する段階をさらに備え、
前記(o22)段階は前記(o23)段階で補償された結果をNvポイント逆フーリエ変換して前記v番目ユーザに対するシンボルzk(v)を求め、前記(p2)段階に進行することを特徴とする請求項５７に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項５９】
前記(o2)段階は、
前記(n2)段階で獲得した前記結果rkからチャンネル間干渉を除去する段階と、
前記チャンネル間干渉が除去された結果zkとαvexp(-j2πknv/N)(ここで、αvはv番目ユーザ信号の大きさ調節因子を示し、nvはv番目前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)とを乗算する段階と、
前記乗算された結果
2004531934.tif 000209
をNv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)周期で重ねて加算して前記v番目ユーザに対するシンボルzk(v)を求め、前記(p2)段階に進行する段階と、を備えることを特徴とする請求項５５に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６０】
前記(o2)段階は、
前記(n2)段階で獲得した前記結果rkとαvexp(-j2πknv/N)(ここで、αvはv番目ユーザ信号の大きさ調節因子を示し、nvはv番目前記ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号を示す)を乗算する段階と、
前記乗算された結果
2004531934.tif 000210
をNv(ここで、Nvは1以上でN以下の整数である)周期で重ねて加算する段階と、
前記重ねて加算した結果rk(v)からチャンネル間干渉を除去して前記v番目ユーザに対するシンボルzk(v)を求め、前記(p2)段階に進行する段階と、を備えることを特徴とする請求項５５に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６１】
FIRフィルターリングにより前記チャンネル間干渉を除去することを特徴とする請求項５３に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６２】
前記チャンネル間干渉を除去する段階は、
前記結果rkをM(または、N)-ポイントフーリエ変換する段階と、
前記フーリエ変換されたM(または、N)の信号に第3所定複素数を乗算する段階と、
前記乗算された結果をM(または、N)-ポイント逆フーリエ変換して前記チャンネル間干渉が除去された結果zkを求める段階と、を備えることを特徴とする請求項５３に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６３】
前記チャンネル間干渉を除去する段階は、
前記結果rkをMu(または、Nv)-ポイントフーリエ変換する段階と、
前記フーリエ変換されたMu(または、Nv)の信号に第3所定複素数を乗算する段階と、
前記乗算された結果をMu(または、Nv)-ポイント逆フーリエ変換して前記チャンネル間干渉が除去された結果zk(u)を求める段階と、を備えることを特徴とする請求項５４に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６４】
前記チャンネル間干渉を除去する段階は、
(t) 前記結果rk(u)をFIRフィルターリングする段階と、
(u) 前記推定値を遅延し、前記遅延された結果をFIRフィルターリングする段階と、
(v) 前記(t)及び前記(u)段階でフィルターリングされた結果を加算して前記チャンネル間干渉が除去された結果zk(u)を求める段階と、を備えることを特徴とする請求項５４に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６５】
請求項２３に記載のデータ通信装置の前記第2ユーザ送信部で前記ユーザ情報を前記基地局に前記２つの第1シンボルブロック単位で伝送するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(a3) 奇数番目前記シンボルブロック時間の間に、変形されていない前記奇数番目第1サブブロック自体を前記第1ブロック伝送部に伝送すると同時に、変形されていない前記偶数番目第1サブブロック自体を前記第2ブロック伝送部に各々送る段階と、
(b3) 偶数番目前記シンボルブロック時間の間に、前記偶数番目第1サブブロックの複素共役に-1を乗算した結果を逆順に変形して前記第1ブロック伝送部に伝送すると同時に、前記奇数番目第1サブブロックの複素共役を逆順に変形して前記第2ブロック伝送部に各々送る段階と、
(c3) 前記奇数番目シンボルブロック時間の間に前記第1及び前記第2ブロック伝送部は前記(a3)段階から送られた変形されていない前記奇数番目及び前記偶数番目第1サブブロックから前記シンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、前記偶数番目シンボルブロック時間の間に前記第1及び前記第2ブロック伝送部は前記(b3)段階から送られた変形された前記偶数番目及び前記奇数番目第1サブブロックから前記シンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、生成された２つのシンボルブロック信号を同時に前記基地局に伝送する段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６６】
請求項２５に記載のデータ通信装置の前記第2基地局送信部から前記基地局情報を前記２つの前記第2シンボルブロック単位で同時に伝送するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(a4) 奇数番目前記シンボルブロック時間の間に、変形されていない前記奇数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックを前記第3ブロック伝送部に伝送すると同時に、変形されていない前記偶数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックを前記第4ブロック伝送部に各々送る段階と、
(b4) 偶数番目前記シンボルブロック時間の間に、前記偶数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックそれぞれの複素共役に-1を乗算した結果を逆順に変形して前記第3ブロック伝送部に送ると同時に、前記奇数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックそれぞれの複素共役を逆順に変形して前記第4ブロック伝送部に各々送る段階と、
(c4) 前記奇数番目シンボルブロック時間の間に前記第3及び前記第4ブロック伝送部は前記(a4)段階から送られた変形されていない前記奇数番目及び前記偶数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックから前記シンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、前記偶数番目シンボルブロック時間の間に前記第3及び前記第4ブロック伝送部は前記(b4)段階から送られた変形された前記偶数番目及び前記奇数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックから前記シンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、生成された２つのシンボルブロック信号を同時に前記基地局に伝送する段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６７】
前記第2基地局受信部は前記第2ユーザ送信部から伝送された前記シンボルブロック信号のうち１つを受信してu番目前記ユーザシンボルを推定するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(m3) 受信した前記シンボルブロック信号を第1シンボルブロックに変換する段階と、
(n3) 変換された前記第1シンボルブロックで前記循環伸張シンボルを除去する段階と、
(o3) 前記循環伸張シンボルを除去した結果rkから周波数領域からu番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルを抽出する段階と、
(p3) 抽出された前記u番目ユーザに対する前記奇数番目及び前記偶数番目ユーザシンボルから奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000211
を検出する段階と、を備えることを特徴とする請求項６５に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６８】
前記(o3)段階は、
(o31) 前記(n3)段階で前記循環伸張シンボルを除去した結果rkをMポイントフーリエ変換する段階と、
(o32) 前記フーリエ変換された結果Rn(ここで、nは周波数因子であって0以上、M-1以下の整数を示す)を奇数番目シンボルブロック時間で変換された結果R1,nと偶数番目シンボルブロック時間で変換された結果R2,nとに分離する段階と、
(o33) 前記R1,n，R2,n、前記２つのシンボルブロック信号が伝送されるチャンネルの特性H1,n及びH2,nを用いてチャンネル間干渉を除去する段階と、
(o34) 前記チャンネル間干渉が除去された結果Z1,n，Z2,nがu番目ユーザに対する結果Z1,n(u)、Z2,n(u)]である時、前記Z1,n(u)及びZ2,n(u)をMuポイント逆フーリエ変換して前記奇数番目及び前記偶数番目ユーザシンボルを求め、前記(p3)段階に進行する段階と、を備えることを特徴とする請求項６７に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項６９】
前記(p3)段階は前記(o34)段階で逆フーリエ変換された結果z1,k(u)から前記奇数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000212
を検出し、前記前記(o34)段階で逆フーリエ変換された結果z2,k(u)から前記偶数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000213
を検出することを特徴とする請求項６８に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項７０】
前記(o33)段階は下記のように前記Z1,n，Z2,nを計算することを特徴とする請求項６８に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
2004531934.tif 000214
(ここで、SNRは前記u番目ユーザシンボルとガウス雑音間の信号対雑音比を示す)
【請求項７１】
前記(o33)段階は下記のように前記Z1,n，Z2,nを計算することを特徴とする請求項６８に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
2004531934.tif 000215
【請求項７２】
請求項３２に記載のデータ通信装置の前記第2ユーザ受信部が前記第2基地局送信部から伝送された前記シンボルブロック信号のうち１つを受信してv番目ユーザに対する前記基地局シンボルを推定するOFDMAに基づくデータ通信方法において、
(m4) 受信した前記シンボルブロック信号を前記第2シンボルブロックに変換する段階と、
(n4) 前記変換された第2シンボルブロックから前記循環伸張シンボルを除去する段階と、
(o4) 前記循環伸張シンボルが除去された結果rkから前記v番目ユーザの奇数番目及び偶数番目シンボルだけを抽出する段階と、
(p4) 抽出された前記奇数番目及び前記偶数番目シンボルから前記v番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000216
を検出する段階と、を備えることを特徴とするOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項７３】
前記(o4)段階は、
(o41) 前記(n4)段階で前記循環伸張シンボルが除去された結果rkをフーリエ変換した結果から前記v番目ユーザの信号Rn(v)だけを検出する段階と、
(o42) 前記Rn(v)を奇数番目シンボルブロック時間から検出した結果R1,n(v)と偶数番目シンボルブロック時間から検出した結果R2,n(v)とに分離する段階と、
(o43) 前記R1,n(v)、前記R2,n(v)、H1,n(v)及びH2,n(v)を用いてチャンネル間干渉を除去する段階と、
(o44) 前記チャンネル間干渉を除去した結果Z1,n(v)、Z2,n(v)をNvポイント逆フーリエ変換して前記v番目ユーザの前記奇数番目及び前記偶数番目シンボルを求める段階と、を備えることを特徴とする請求項７２に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項７４】
前記(p4)段階は前記(o44)段階で前記逆フーリエ変換された結果z1,k(v)から前記v番目ユーザに対する奇数番目前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000217
を検出し、前記前記(o44)段階で逆フーリエ変換された結果z2,k(v)から前記v番目ユーザに対する偶数番目前記基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000218
を検出することを特徴とする請求項７３に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項７５】
前記(o41)段階は、
前記(n4)段階で獲得した結果rkとαvexp(-j2πknv/N)(ここで、αvは大きさ調節因子を示す)を乗算する段階と、
前記乗算された結果
2004531934.tif 000219
をNv周期で重ねて加算する段階と、
前記重ねて加算した結果rk(v)をNvポイントフーリエ変換し、フーリエ変換した結果を前記v番目ユーザの信号Rn(v)として決定する段階と、を備えることを特徴とする請求項７３に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
【請求項７６】
前記(o43)段階は下記のように前記Z1,n(v)、Z2,n(v)を計算することを特徴とする請求項７３に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
2004531934.tif 000220
(ここで、SNRは前記v番目ユーザに対する前記基地局シンボルとガウス雑音間の信号対雑音比を示す)
【請求項７７】
前記(o43)段階は下記のように前記Z1,n(v)、Z2,n(v)を計算することを特徴とする請求項７３に記載のOFDMAに基づくデータ通信方法。
2004531934.tif 000221
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ通信に係り、特に、直交周波数分割多重接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)に基づくデータ通信装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデータ通信方式として時分割多重接続(TDMA:Time Division Multiple Access)方式がある。従来のTDMA方式は、データフレーム内に多数のタイムスロットを指定し、このタイムスロットをユーザに適切に分配することによって複数のユーザが同じ物理的チャンネルを共有できるようにする。従来のTDMA方式は音声中心の通信環境に適用される時、ユーザが必要とする通信速度は一定しているので容易に多重接続を達成することができる。しかし、低速の音声サービスだけでなく高速のデータサービスも提供せねばならないマルチメディア通信環境に適用されるデータ通信方式はユーザの要求条件によってデータ伝送速度を自由に変更できなければならない。従来のTDMA方式は、単にタイムスロットの変更だけでデータ伝送速度を調節可能とするものなので、マルチメディア通信環境へ適用には適さない。
【０００３】
従来の他のデータ通信方式として直接シーケンス-コード分割多重接続(DS-CDMA:Direct Sequence-Code Division Multiple Access)方式がある。従来のDS-CDMA方式は同じ時間に多数のユーザが同時に信号を送/受信可能にする。このために、従来のDS-CDMA方式は各ユーザの信号を分離するために、各ユーザをして互いに直交するコードを使用させる多重接続方式を採択する。もし、無線チャンネルの多重経路フェーディングが激しくない環境に適用される場合、従来のDS-CDMA方式はレーキ受信器を使用して効率よくフェーディングに対処できる利点を有するだけでなく、信号にかけ合わされるコードのスプレッド因子(SF:Spread Factor)を調節してデータ速度を容易に調節することもできる。しかし、従来のDS-CDMA方式は、他のデータ通信方式に比べてスペクトル効率が低いだけでなく、データを高速に伝送するためにスプレッド因子を減少させると通信の信頼性が低下してしまうので、データの高速伝送が困難である。また、従来のDS-CDMA方式は、同一ユーザが複数のコードを使用してデータを送信する時、データ伝送速度を高めることはできるが、送信信号のピーク対平均比(PAR:Peak to Average Rate)が増加するため、非線形歪曲を発生させないためには信号出力を下げる必要が生じ、受信信号の信頼度が低下してしまう。
【０００４】
従来のさらに他のデータ通信方式として直交周波数分割(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplex)に基づくTDMA方式またはOFDMに基づく周波数分割多重接続(FDMA:Frequency Division Multiple Access)方式がある。このような従来のOFDMに基づくデータ通信方式は送信信号をブロック単位で逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)した後、循環接頭部(cyclic prefix)を添加して信号を伝送する。従来のOFDMに基づくデータ通信方式はOFDM信号の各ブロック間に循環接頭部を挿入するためにブロック間に発生するフェーディングによる干渉を除去でき、FFT後に簡単な1-タップ等化器を使用してチャンネル歪曲を容易に補償できるので、チャンネル干渉が多発する高速通信に適している。しかし、従来のOFDMに基づくデータ通信方式は非常に大きいピーク対平均比(PAR)を有して送信側の高電力増幅器(HPA:High Power Amplifier)により非線形歪曲を発生させて受信側の信頼度を低下させるので、非線形歪曲の発生を減少させるためにHPA電力を制限することになる。これによって、両方向無線通信に適用される従来のOFDMに基づくデータ通信方式は、移動体端末機の効率を低下させ、かつコスト高となる問題点を有する。また、キャリア周波数オフセットが存在する時、従来のOFDMに基づくデータ通信方式は、FFT/IFFTブロックの大きさに比例する受信信号に干渉を起こすので、通信システムの性能が低下してしまうという問題点をも有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、データ伝送速度を自由に調整しつつも高い信頼度の通信を提供しうるOFDMAに基づくデータ通信装置を提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記OFDMAに基づくデータ通信装置で行われるOFDMAに基づくデータ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】
【０００７】
前記課題を達成するために、ユーザと基地局間のデータ通信において、ユーザが第1所定数Mのシンボルを含む第1シンボルブロック単位でユーザ情報を基地局に伝送する第1ユーザ送信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の本発明に係る第1ユーザ送信部は、ユーザ情報をエンコーディングしたMu(ここで、Muは、1以上、M以下の整数である)のu番目のユーザのユーザシンボルak(u)[ここで、kは時間インデックスであって、0以上、M-1以下の整数であり、uはユーザインデックスであって、1以上、U(ここで、Uは第1シンボルブロックを共有するユーザの数を意味し、1以上の正の整数である)以下の整数である]よりなる第1サブブロックを生成する第1エンコーダと、第1サブブロックをLu(ここで、LuはM/Muに該当する)回繰り返してMのシンボル
2004531934.tif 000003
[ここで、k'=k%Mu(k%MuはkをMuで割った時の余りを意味する)を示す]を生成する第1ブロック反復部と、第1ブロック反復部で生成されたM個のシンボル
2004531934.tif 000004
を
2004531934.tif 000005
(ここで、γuはu番目のユーザ信号の大きさ調節因子を示し、muはu番目のユーザの固有周波数オフセット番号を示す)と乗算し、乗算された結果をu番目のユーザ信号[xk(u)]として出力する第1乗算器と、u番目のユーザ信号[xk(u)]に循環伸張シンボルを挿入して生成した１つの完成された第1シンボルブロックを出力する第1循環伸張シンボル挿入部と、完成された第1シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換して伝送する第1信号伝送部と、を備え、M1 + M2 + M3 + ... + MUはM以下であることが望ましい。
【０００８】
前記課題を達成するために、V(ここで、Vは第2シンボルブロックを共有するユーザの数であって、1以上の整数である)のユーザと基地局間のデータ通信において、基地局が第5所定数Nのシンボルを含む第2シンボルブロック単位で基地局情報をv(ここで、vはユーザインデックスであって1以上、V以下の整数である)番目のユーザに伝送する第1基地局送信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の本発明に係る第1基地局送信部は、第2ないし第V+1エンコーダと、第2ないし第V+1ブロック反復部と、第2ないし第V+1乗算器と、第1加算器と、第2循環伸張シンボル挿入部と、第2信号伝送部と、よりなり、第v+1エンコーダは基地局情報をエンコーディングしたNv(ここで、Nvは1以上、N以下の整数である)のv番目のユーザに対する基地局シンボルak(v)(ここで、時間インデックスであるkは0以上、N-1以下の整数である)よりなる第v+1サブブロックを生成して第v+1ブロック反復部に出力し、第v+1ブロック反復部は第v+1サブブロックを第7所定数Lv(ここで、LvはN/Nvに該当する)回繰り返してNのシンボル
2004531934.tif 000006
[ここで、k'=k%Nv(k%NvはkをNvで割った時の余りを意味する)である]を生成して第v+1乗算部に出力し、第v+1乗算器はN個のシンボル
2004531934.tif 000007
を
2004531934.tif 000008
(ここで、γvはv番目のユーザ信号の大きさ調節因子を示し、nvはv番目のユーザの固有周波数オフセット番号を示す)と乗算し、乗算された結果xk(v)を第1加算器に出力し、第1加算器は第2ないし第V+1乗算器で乗算された結果xk(1)ないしxk(V)を加算し、加算された結果xkを第2循環伸張シンボル挿入部に出力し、第2循環伸張シンボル挿入部は加算された結果xkに循環伸張シンボルを挿入して生成した１つの完成された第2シンボルブロックを第2信号伝送部に出力し、第2信号伝送部は完成された第2シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換して伝送し、N1 + N2 + N3 + ... + NVはN以下であることが望ましい。
【０００９】
前記課題を達成するために、Uの第1ユーザ送信部それぞれより伝送されたシンボルブロック信号を受信し、受信したシンボルブロック信号からu番目のユーザシンボルを推定する第1基地局受信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の本発明に係る第1基地局受信部は、受信したシンボルブロック信号を第1シンボルブロックに変換して出力する第1信号受信部と、第1信号受信部から入力した第1シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第1シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去した結果rk(ここで、kは時間インデックスであって0以上、M-1以下の整数を示す)を出力する第1前処理部と、第1前処理部から出力される結果rkからu番目のユーザシンボルだけを抽出する第1ユーザシンボル抽出部と、第1ユーザシンボル抽出部から出力されるu番目のユーザシンボルからu番目のユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000009
を検出する第1推定値検出部と、よりなることが望ましい。
【００１０】
前記課題を達成するために、第1基地局送信部から伝送されたシンボルブロック信号を受信し、受信したシンボルブロック信号からv[ここで、vはユーザ因子であって、1以上、V(ここで、VはNのシンボルを有する第2シンボルブロックを共有するユーザの数であって、1以上の整数である)以下の整数である。]番目ユーザに対する基地局シンボルを推定する第1ユーザ受信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の本発明に係る第1ユーザ受信部は、第1基地局送信部から受信したシンボルブロック信号を第2シンボルブロックに変換して出力する第2信号受信部と、第2信号受信部から入力した第2シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第2シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去した結果rk(ここで、kは時間インデックスであって0以上、N-1以下の整数を示す)を出力する第2前処理部と、第2前処理部から出力される結果rkからv番目のユーザに対するシンボルだけを抽出する第1基地局シンボル抽出部と、第1基地局シンボル抽出部から出力されるv番目のユーザに対するシンボルからv番目ユーザに対する基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000010
を検出する第2推定値検出部と、よりなることが望ましい。
【００１１】
前記課題を達成するために、ユーザ情報をユーザが各々第1所定数Mのシンボルを含む第1シンボルブロック２つの単位で基地局に伝送する第2ユーザ送信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の本発明に係る第2ユーザ送信部は、第1及び第2ブロック伝送部と、第1エンコーダから入力した奇数番目及び偶数番目第1サブブロックをシンボルブロック時間毎に変形し、変形した結果または変形していない奇数番目及び偶数番目第1サブブロックをシンボルブロック時間毎に交互に第1及び第2ブロック伝送部に各々出力する第1ダイバシティ信号生成部よりなり、第1及び第2ブロック伝送部は各々第1ブロック反復部、第1乗算器、第1循環伸張シンボル挿入部及び第1信号伝送部を有し、第1ダイバシティ信号生成部から交互に出力される変形された結果または変形されていない奇数番目及び偶数番目第1サブブロック自体からシンボルブロック信号を２個ずつ生成することが望ましい。
【００１２】
前記課題を達成するために、基地局が基地局情報をv番目ユーザに２つの第2シンボルブロック単位で同時に伝送し、第2ないし第V+1エンコーダを有する第2基地局送信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の本発明に係る第2基地局送信部は、第3及び第4ブロック伝送部及び第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部より構成され、第v+1ダイバシティ信号生成部は第v+1エンコーダから入力された奇数番目及び偶数番目の第v+1サブブロックをシンボルブロック時間毎に変形し、変形した結果または変形していない奇数番目及び偶数番目の第v+1サブブロックをシンボルブロック時間毎に交互に第3及び第4ブロック伝送部に各々出力し、第3及び第4ブロック伝送部は各々第2ないし第V+1ブロック反復部、第2ないし第V+1乗算器、第1加算器、第2循環伸張シンボル挿入部及び第2信号伝送部を有し、第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部各々から交互に出力される変形された結果または変形されていない奇数番目及び偶数番目の第2ないし第V+1サブブロック自体からシンボルブロック信号を２個ずつ生成することが望ましい。
【００１３】
前記課題を達成するために、Uの第2ユーザ送信部各々から伝送された２つのシンボルブロック信号のうち何れか１つを受信し、受信されたシンボルブロック信号からu番目ユーザシンボルを推定する第2基地局受信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の本発明に係る第2基地局受信部は、受信されたシンボルブロック信号を第1シンボルブロックに変換して出力する第3信号受信部と、第3信号受信部から入力された第1シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第1シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去した結果rkを出力する第3前処理部と、第3前処理部から出力される結果rkから周波数領域でu番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目のユーザシンボルを抽出する第2ユーザシンボル抽出部及び第2ユーザシンボル抽出部から抽出されたu番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目のユーザシンボルから奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000011
を検出する第3推定値検出部で構成されることが望ましい。
【００１４】
前記課題を達成するために、第2基地局送信部から伝送された２つのシンボルブロック信号のうち何れか１つを受信し、受信したシンボルブロック信号からv番目のユーザに対する基地局シンボルを推定する第2ユーザ受信部を有するOFDMAに基づくデータ通信装置の本発明に係る第2ユーザ受信部は、第2基地局送信部から受信したシンボルブロック信号を第2シンボルブロックに変換して出力する第4信号受信部と、第4信号受信部から入力した第2シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第2シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去した結果rkを出力する第4前処理部と、第4前処理部から出力される結果rkからv番目ユーザの奇数番目及び偶数番目シンボルを抽出する第2基地局シンボル抽出部及び抽出された奇数番目及び偶数番目シンボルからv番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000012
を検出する第4推定値検出部で構成されることが望ましい。
【００１５】
前記他の課題を達成するために、第1ユーザ送信部でユーザ情報を伝送する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、ユーザ情報をエンコーディングしたMuのu番目ユーザのユーザシンボルak(u)よりなる第1サブブロックを生成する段階と、第1サブブロックをLu回繰り返してMのシンボルak'(u)を生成する段階と、Mのシンボルak'(u)をγuexp(j2πkmu/M)と乗算してu番目ユーザ信号xk(u)を求める段階と、u番目ユーザ信号xk(u)に循環伸張シンボルを挿入して１つの完成された第1シンボルブロックを生成する段階及び完成された第1シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換して伝送する段階よりなることが望ましい。
【００１６】
前記他の課題を達成するために、第1基地局送信部で行われる基地局情報を伝送する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、基地局情報をエンコーディングしたNvのv番目ユーザに対する基地局シンボルak(v)よりなる第v+1サブブロックをV個生成する段階と、Vの第v+1サブブロック各々をLv回繰り返してNのシンボル
2004531934.tif 000013
を生成する段階と、シンボルak'(1)ないしak'(V)をγ1exp(j2πkn1/N)ないしγVexp(j2πknV/N)と各々乗算してxk(1)ないしxk(V)を生成する段階と、xk(1)ないしxk(V)を加算し、加算された結果xkを求める段階と、加算された結果xkに循環伸張シンボルを挿入して１つの完成された第2シンボルブロックを生成する段階及び完成された第2シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換して伝送する段階よりなることが望ましい。
【００１７】
前記他の課題を達成するために、第1基地局受信部で行われるシンボルブロック信号からu番目ユーザシンボルを推定する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、受信したシンボルブロック信号を第1シンボルブロックに変換する段階と、変換された第1シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第1シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去する段階と、循環伸張シンボルを除去した結果rkからu番目ユーザシンボルだけを抽出する段階及び抽出されたu番目ユーザシンボルからu番目ユーザのユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000014
を検出する段階よりなることが望ましい。
【００１８】
前記他の課題を達成するために、第1ユーザ受信部で第1基地局送信部から受信したシンボルブロック信号から基地局シンボルを推定する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、受信したシンボルブロック信号を第シンボルブロックに変換する段階と、変換された第2シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去する段階と、循環伸張シンボルが除去された結果rkからv番目ユーザに対するシンボルだけを抽出する段階及びv番目ユーザに対するシンボルからv番目ユーザに対する基地局シンボルの推定値を検出する段階よりなることが望ましい。
【００１９】
前記他の課題を達成するために、第2ユーザ送信部からユーザ情報を基地局に２つの第1シンボルブロック単位で伝送する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、奇数番目シンボルブロック時間に、変形されていない奇数番目第1サブブロック自体を第1ブロック伝送部に伝送すると同時に変形されていない偶数番目第1サブブロック自体を第2ブロック伝送部に各々送る段階と、偶数番目シンボルブロック時間に、偶数番目第1サブブロックの複素共役に-1を乗算した結果を逆順に変形して第1ブロック伝送部に伝送すると同時に奇数番目の第1サブブロックの複素共役を逆順に変形して第2ブロック伝送部に各々送る段階及び奇数番目シンボルブロック時間に第1及び第2ブロック伝送部は変形されていない奇数番目及び偶数番目の第1サブブロックからシンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、偶数番目のシンボルブロック時間に第1及び前記第2ブロック伝送部は変形された偶数番目及び奇数番目第1サブブロックからシンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、生成された２つのシンボルブロック信号を同時に基地局に伝送する段階よりなることが望ましい。
【００２０】
前記他の課題を達成するために、第2基地局送信部から基地局情報を２つの第2シンボルブロック単位で同時に伝送する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、奇数番目シンボルブロック時間に、変形されていない奇数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックを第3ブロック伝送部に伝送すると同時に変形されていない偶数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックを第4ブロック伝送部に各々送る段階と、偶数番目シンボルブロック時間に、偶数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックそれぞれの複素共役に-1を乗算した結果を逆順に変形して第3ブロック伝送部に送ると同時に奇数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックそれぞれの複素共役を逆順に変形して第4ブロック伝送部に各々送る段階及び奇数番目のシンボルブロック時間に第3及び第4ブロック伝送部は変形されていない奇数番目及び偶数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックからシンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、偶数番目のシンボルブロック時間に第3及び第4ブロック伝送部は変形された偶数番目及び奇数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックからシンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、生成された２つのシンボルブロック信号を同時に基地局に伝送する段階よりなることが望ましい。
【００２１】
前記他の課題を達成するために、第2基地局受信部は第2ユーザ送信部から伝送されたシンボルブロック信号のうち何れか１つを受信してu番目ユーザシンボルを推定する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、受信したシンボルブロック信号を第1シンボルブロックに変換する段階と、変換された第1シンボルブロックで循環伸張シンボルを除去する段階と、循環伸張シンボルを除去した結果rkから周波数領域でu番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルを抽出する段階及び抽出されたu番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルから奇数番目及び偶数番目のユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000015
を検出する段階よりなることが望ましい。
【００２２】
前記他の課題を達成するために、第2ユーザ受信部が第2基地局送信部から伝送されたシンボルブロック信号のうち何れか１つを受信してv番目ユーザに対する基地局シンボルを推定する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、受信したシンボルブロック信号を第2シンボルブロックに変換する段階と、変換された第2シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去する段階と、循環伸張シンボルが除去された結果rkからv番目ユーザの奇数番目及び偶数番目シンボルだけを抽出する段階及び抽出された奇数番目及び偶数番目シンボルからv番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000016
を検出する段階よりなることが望ましい。
【００２３】
前記他の課題を達成するために、周波数オフセット番号を求める本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、あらゆるユーザに対してLu(または、Lv)が増加する順に整列する(g)段階と、ユーザインデックスと周波数オフセット番号とを初期化する(h)段階と、ユーザインデックスを1だけ増加させ、
2004531934.tif 000017
を満たすbl∈[0，1]の値を求め、
2004531934.tif 000018
を用いて周波数オフセット番号を求める(i)段階及びユーザインデックスがユーザの数より少ないかを判断し、ユーザインデックスがユーザの数より少ないと判断されれば(i)段階に進む(j)段階よりなることが望ましい。
【００２４】
前記他の課題を達成するために、OFDMAに基づくデータ通信装置で少なくとも2M(または2N)のシンボルを含むチャンネル推定用パイロットシンボルを生成する本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は、ユーザ及び基地局に既知のM(またはN)の基準パイロットシンボルシーケンス(d[k])(ここで、kは0以上、M-1(またはN-1)以下の整数であり、[]は集合を示す)を設定する段階及びu(または、v)[ここで、u(または、v)はユーザインデックスであって1以上、U(または、V)(ここで、U(または、V)はM(または、N)のシンボルを有するシンボルブロックを共有するユーザの数を意味し、1以上の正の整数である)以下である。]番目ユーザのパイロットシンボルd(u)[e]](または、d(v)[e])(ここで、eは0以上、MU-1(または、Nv-1)(ここで、Mu(または、Nv)は1以上、M(または、N)以下の整数である)以下の整数である)を下記のように求める段階よりなることが望ましい。
2004531934.tif 000019
(ここで、mu(または、nv)は前記u(または、v)番目ユーザの固有周波数オフセット番号を示し、Lu(または、Lv)はM/Mu(または、N/Nv)を示し、Mu(または、Nv)は1以上、M(または、N)以下の整数である)
または、基準パイロットシンボルシーケンス(d[k])を設定した後に、u(または、v)番目ユーザのパイロットシンボルd(u)[e](または、d(v)[e])を下記のように求める段階よりなることが望ましい。
2004531934.tif 000020
(ここで、
2004531934.tif 000021
であり、S0=0である)
【産業上の利用可能性】
【００２５】
前述したように、本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信装置及び方法は、単位シンボルブロックを周波数分割多重接続として多様なユーザが共有可能にして情報の伝送速度を自由に変更でき、第1または第2ユーザ送信部から送信されるシンボルブロック信号のPARを従来のシングルキャリア信号のPARと同一にでき、第1または第2基地局送信部から送信されるシンボルブロック信号のPARは単位シンボルブロックを共有するユーザの数(UまたはV)に比例してユーザの数(UまたはV)は従来のOFDMに基づくデータ通信方式のFFTブロック大きさに比べて通常はるかに小さいので、従来のOFDMに基づくデータ通信方式に対応してさらに小さいPARを有し、周波数オフセットによる信号干渉も与えられたタイムスロットを使用するユーザの数に比例して増加するので、従来のOFDMに基づく通信装置に対応してその信号干渉の影響をさらに少なく受け、従来のOFDMに基づく通信方式と同様に情報をブロック単位に伝送して循環伸張ブロックを添加するので、第1(または、第2)ユーザまたは基地局受信部で受信されたブロック間にチャンネルにより生じる干渉が起こらず、ブロック単位で作られる等化部を用いてチャンネル間歪曲を効率よく補償でき、空間-時間コードを用いたダイバシティ等化部が従来のOFDMに基づく通信方式のように簡単でチャンネル間干渉が激しい高速通信環境に有用に適用され、従来のCDMAに基づくデータ通信方式に対応して高いスペクトル効率を有し、無線チャンネルのフェーディングに容易に対処可能なので、従来のCDMAに基づくデータ通信方式に対応して高速データ通信により一層適し、単位シンボルブロック当り実際に伝送されるシンボルの数MuまたはNvを制限すれば、第1または第2ユーザ受信部に等化部のハードウェアがその分簡単になるために、第1または第2ユーザ受信部の価格を下げられる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る直交周波数分割多重接続に基づくデータ通信装置の構成及び動作を添付した図面を参照して次の通り説明する。
【００２７】
図1は、本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信装置の概略的なブロック図であって、ユーザ送信側12とユーザ受信側14とを有するユーザ側10及び基地局受信側22と基地局送信側24とを有する基地局側20より構成される。
【００２８】
図1に示されたユーザ側10は基地局側20と通信するユーザの数だけ存在でき、存在する全てのユーザ側10は基地局側20と次の通りデータ通信を行う。
【００２９】
図1を参照すれば、本発明に係るデータ通信装置のユーザ送信側12はユーザシンボルとしてエンコーディングされるユーザ情報を基地局受信側22に伝送する。この際、基地局受信側22は少なくとも１つ以上のユーザ送信側12から伝送されたユーザ情報を受信し、受信されたユーザ情報からそのユーザ側10のユーザシンボルを推定する。
【００３０】
このために、ユーザ送信側12は所定数M(ここで、Mは1以上の整数)の主要シンボルと付加的な循環伸張シンボルよりなるシンボルブロック(以下、第1シンボルブロックと称する)単位でユーザ情報を基地局受信側22に伝送する第1ユーザ送信部として具現されても良く、２つの第1シンボルブロック単位でユーザ情報を基地局受信側22に伝送する第2ユーザ送信部として具現されても良い。
【００３１】
この際、基地局受信側22は少なくとも１つの第1ユーザ送信部各々から第1シンボルブロック単位で伝送されたシンボルブロック信号を受信して該当するユーザのユーザシンボルを推定できる第1基地局受信部として具現されても良く、少なくとも１つの第2ユーザ送信部各々から２つの第1シンボルブロック単位で伝送されたシンボルブロック信号のうち何れか１つを受信して該当するユーザのユーザシンボルを少なくとも１つ以上推定できる第2基地局受信部として具現されても良い。
【００３２】
例えば、ユーザ送信側12が第1ユーザ送信部として具現される場合に基地局受信側22は第1基地局受信部として具現され、ユーザ送信側12が第2ユーザ送信部として具現される場合に基地局受信側22は第2基地局受信部として具現される。
【００３３】
一方、本発明に係るデータ通信装置の基地局送信側24は任意のユーザのための情報(以下、基地局情報と称する)を少なくとも１人のユーザ受信側14に伝送する。この際、ユーザ受信側14は基地局送信側24から伝送された基地局情報を受信し、受信された基地局情報から任意のユーザに対するシンボル(以下、基地局シンボルと称する)を推定する。
【００３４】
このために、基地局送信側24は所定数N(ここで、Nは1以上の整数)の主要シンボルと循環伸張シンボルとを含むシンボルブロック(以下、第2シンボルブロックと称する)単位で基地局情報を少なくとも１人のユーザ受信側14に伝送する第1基地局送信部として具現されても良く、２つの第2シンボルブロック単位で基地局情報を少なくとも１人のユーザ受信側14に伝送する第2基地局送信部として具現されても良い。
【００３５】
この際、ユーザ受信側14は第1基地局送信部から第2シンボルブロック単位で伝送されたシンボルブロック信号を受信して任意のユーザに対する基地局シンボルを推定できる第1ユーザ受信部として具現されても良く、第2基地局送信部から２つの第2シンボルブロック単位で伝送されたシンボルブロック信号のうち何れか１つを受信して任意のユーザに対する基地局シンボルを少なくとも１つ以上推定できる第2ユーザ受信部として具現されても良い。
【００３６】
例えば、基地局送信側24が第1基地局送信部として具現される場合にユーザ受信側14は第1ユーザ受信部として具現され、基地局送信側24が第2基地局送信部として具現される場合にユーザ受信側14は第2ユーザ受信部として具現される。
【００３７】
以下、図1に示されたユーザ側10と基地局側20間に送/受信される情報のフォーマットについて添付した図面を参照して次のように説明する。ここでは、第1シンボルブロックについてのみ説明したが、第1シンボルブロックについての説明は第2シンボルブロックに対しても同一に適用される。
【００３８】
図2はフレーム、タイムスロット及び第1シンボルブロック間の関係を説明するためのデータフォーマットである。
【００３９】
図2を参照すれば、単位フレーム30は少なくとも１つのタイムスロットで構成され、単位タイムスロット32は少なくとも１つの第1シンボルブロックで構成される。本発明に係るデータ通信装置及び方法によって基地局とユーザ間に情報を送受信する時、第1シンボルブロック34は１人のユーザに割当てられるか、複数のユーザに同時に割当てられることもある。すなわち、本発明によれば、第1シンボルブロック34にユーザが割当てられる形態は同じフレーム内で固定されず、各シンボルスロット毎に相異なる。
【００４０】
図3は、図2に示された第1シンボルブロック34のフォーマットを説明するための図面であって、循環伸張シンボル40及び44と主要シンボル42で構成される。
【００４１】
図3を参照すれば、第1シンボルブロック34はMの主要シンボル42とNp(ここで、Npは1以上の整数)の循環伸張シンボル40よりなり、Nq(ここで、Nqは1以上の整数)の循環伸張シンボル44を付加的に用意しうる。すなわち、第1シンボルブロック34の前に添加される循環伸張シンボル40は一般に必須的に備えられるが、第1シンボルブロック34の後に添加される循環伸張シンボル44は省略できる。循環伸張シンボル40はMの主要シンボル42で最後のNp個を複写して第1シンボルブロック34の一番前に添加46したものである。また、Mの主要シンボル42から最初のNq個を複写して第1シンボルブロック34の最後にさらに添加48することもできる。ここで、主要シンボル42の数であるMが2の指数乗の値(すなわち、M∈[2n'｜n'=1，2，3，．．．])を有するように設定すれば本発明に係るデータ通信装置の具現がさらに容易になる。この際、循環伸張シンボル40または44の長さNpまたはNqはチャンネルインパルス応答長さと同じか、長くなるように選択する。また、複数のユーザが送ったユーザ情報が基地局に到達する時間が正確に一致しない場合、この到達時間差を循環伸張シンボル40または44に含める。
【００４２】
以下、本発明に係る第1ユーザ送信部の望ましい一実施例の構成及び動作と第1ユーザ送信部でユーザ情報を伝送する本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を参照して次の通り説明する。
【００４３】
図4は、第1ユーザ送信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第1エンコーダ50、第1ブロック反復部52、乗算器54、第1循環伸張シンボル挿入部56及び第1信号伝送部58で構成される。
【００４４】
図5は、図4に示された第1ユーザ送信部でユーザ情報を第1基地局受信部に伝送する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、第1サブブロックからMのシンボルを生成する段階(第60及び第62段階)及びMのシンボルから生成したユーザ信号をシンボルブロック単位で無線伝送する段階(第64ないし第68段階)よりなる。
【００４５】
本発明によりユーザ情報を第1基地局受信部に伝送するために、まず第1ユーザ送信部の第1エンコーダ50は入力端子IN1を通じて入力したユーザ情報をエンコーディングし、エンコーディングしたMuのu番目ユーザのユーザシンボルak(u)よりなる第1サブブロックを生成し、生成された第1サブブロックを第1ブロック反復部32に出力する(第60段階)。ここで、Muは1以上、M以下の整数であり、kは時間インデックスであって0以上、M-1以下の整数であり、uはユーザインデックスであって1以上、U以下の整数であり、Uは第1シンボルブロックを共有するユーザの数を意味する。この際、第1シンボルブロック34を少なくとも１人のユーザが共有するということは、各ユーザは第1シンボルブロック34でMuのシンボルだけを使用できるということを意味する。
【００４６】
第60段階後に、第1ブロック反復部52は第1エンコーダ50から出力される第1サブブロックをLu回繰り返してMのシンボルak'(u)を生成し、生成されたMのシンボルak'(u)を乗算器54に出力する(第62段階)。ここで、LuはM/Muに該当し、k'=k%Muを示し、k%MuはkをMuで割った時の余りを意味する。
【００４７】
第62段階後に、乗算器54は第1ブロック反復部52から出力されるMのシンボルak'(u)をγuexp(j2πkmu/M)と乗算し、次の数式1のように表現される乗算された結果をu番目ユーザ信号xk(u)として第1循環伸張シンボル挿入部56に出力する(第64段階)。
【００４８】
【数１】
2004531934.tif 000022
【００４９】
ここで、γuはu番目ユーザ信号xk(u)の大きさ調節因子を示し、例えばLu-0.5になり、muはu番目ユーザに割当てられた固有周波数オフセット番号を示す。
【００５０】
第64段階後に、第1循環伸張シンボル挿入部56は乗算器54から出力されるu番目ユーザ信号xk(u)に循環伸張シンボルを挿入し、挿入された結果を１つの完成された第1シンボルブロックとして第1信号伝送部58に出力する(第66段階)。
【００５１】
第66段階後に、第1信号伝送部58は第1循環伸張シンボル挿入部56で完成された第1シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換し、変換されたシンボルブロック信号を出力端子OUT1を通じて第1基地局受信部に伝送する(第68段階)。
【００５２】
以下、本発明に係る第1基地局送信部の望ましい一実施例の構成及び動作と第1基地局送信部で基地局情報を第1ユーザ受信部に伝送する本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を参照して次のように説明する。
【００５３】
図6は、第1基地局送信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第2ないし第V+1エンコーダ70，．．．及び72、第2ないし第V+1ブロック反腹部74，．．．及び76、Vの乗算器78，．．．及び80、第1加算器82、第2循環伸張シンボル挿入部84及び第2信号伝送部86で構成される。
【００５４】
図7は、図6に示された第1基地局送信部で基地局情報を第1ユーザ受信部に伝送する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、Vの第v+1サブブロックから完成された第2シンボルブロックを生成する段階(第90ないし第100段階)よりなる。ここで、Vは第2シンボルブロックを共有するユーザの数を示し、vはユーザインデックスであって1以上、V以下の整数である。
【００５５】
図6に示された第1基地局送信部はVの第1ユーザ受信部とデータ通信を行う時、第2シンボルブロック単位で基地局情報をv番目第1ユーザ受信部に伝送する。このために、まず、第1基地局送信部の第2ないし第V+1エンコーダ70，．．．及び72は入力端子IN2ないしINV+1を通じて各々入力した基地局情報をエンコーディングしてv番目ユーザに対するシンボルの基地局シンボルak(v) Nv個よりなる第v+1サブブロックをV個生成し、生成されたVの第v+1サブブロックを第2ないし第V+1ブロック反腹部74，．．．及び76に各々出力する(第90段階)。ここで、Nvは1以上、N以下の整数であり、この場合、時間インデックスのkは0以上、N-1以下の整数となる。すなわち、0≦時間インデックスk≦主要シンボルの数(MまたはN)-1になりうる。
【００５６】
例えば、第v+1エンコーダ70，．．．または72は入力端子INv+1を通じて入力した基地局情報をエンコーディングし、エンコーディングされたNvのv番目ユーザに対する基地局シンボルak(v)よりなる第v+1サブブロックを生成して第v+1ブロック反復部74，．．．または76に出力する。
【００５７】
第90段階後に、第2ないし第V+1ブロック反腹部74，．．．及び76各々は第v+1サブブロックをLv回繰り返してNのシンボル
2004531934.tif 000023
を生成し、生成されたNのシンボル
2004531934.tif 000024
を該当する乗算器78，．．．または80に出力する(第92段階)。ここで、LvはN/Nvに該当し、k'=k%Nvに該当し、k%NvはkをNvで割った時の余りを意味する。例えば、第2ブロック反復部74は第2エンコーダ70から入力した第2サブブロックをL1回繰り返してNのシンボルak'(1)を生成し、生成されたNのシンボルak'(1)を該当する乗算器78に出力する。
【００５８】
第92段階後に、乗算器78，．．．及び80は第2ないし第V+1ブロック反腹部74，．．．及び76から出力されるシンボルak'(1)ないしak'(V)をγ1exp(j2πkn1/N)ないしγVexp(j2πknV/N)と各々乗算し、乗算された結果xk(1)ないしxk(V)を第1加算器82に出力する(第94段階)。ここで、乗算されたそれぞれの結果xk(v)は次の数式2のように表現される。
【００５９】
【数２】
2004531934.tif 000025
【００６０】
ここで、γvはv番目ユーザ信号の大きさ調節因子を示し、例えばLv-0.5になり、nvはv番目ユーザに割当てられた固有周波数オフセット番号を示す。例えば、乗算器78はNのシンボルak'(1)をγ1exp(j2πkn1/N)と乗算し、乗算された結果xk(1)を第1加算器82に出力する。
【００６１】
第94段階後に、第1加算器82は乗算器78，．．．及び80から出力される乗算された結果xk(1)ないしxk(V)を加算し、次の数式3のように表現される加算された結果xkを第2循環伸張シンボル挿入部84に出力する(第96段階)。
【００６２】
【数３】
2004531934.tif 000026
【００６３】
第96段階後に、第2循環伸張シンボル挿入部84は第1加算器82で加算された結果xkに循環伸張シンボルを挿入して１つの完成された第2シンボルブロックを生成し、生成された第2シンボルブロックを第2信号伝送部86に出力する(第98段階)。
【００６４】
第98段階後に、第2信号伝送部86は完成された第2シンボルブロックをシンボルブロック信号に変換し、変換されたシンボルブロック信号を出力端子OUT2を通じて第1ユーザ受信部に伝送する(第100段階)。
【００６５】
この際、U人のユーザ各々が図4に示された装置を用いて第1基地局受信部にユーザ情報を伝送するために第1シンボルブロックをU人のユーザに同時に割当てるか、Vの第1ユーザ受信部に図6に示された第1基地局送信部を用いて基地局情報を伝送するために第2シンボルブロックをV人のユーザに同時に割当てれば、次の数式4のような条件を満たさねばならない。
【００６６】
【数４】
2004531934.tif 000027
【００６７】
すなわち、本発明により１つの第1または第2シンボルブロックを共有するユーザの数(UまたはV)は最小1から最大MまたはNになりうる。もし、一人のユーザが第1または第2シンボルブロックを使用すれば(U=1またはV=1)Mu=M(または、Nv=N)及びLu=1(または、Lv=1)となり、MまたはN人のユーザが第1または第2シンボルブロックを共有すれば(U=MまたはV=N)uまたはv番目ユーザに対してMu=1(または、Nv=1)及びLu=M(または、Lv=N)となる。
【００６８】
本発明によれば、MuまたはNvは2の指数乗の値(すなわち、Mu∈[2m｜m=0，1，2，．．．log2MまたはNv∈[2n'｜n'=0，1，2，．．．log2N]]を有するように選択されうる。ここで、ユーザシンボルak(u)またはak(v)はQAM（Quadrature Amplitude Modulation）シンボル、PSK（Phase Shift Keying）シンボルまたはDPSK（Differential PSK）シンボルになりうる。
【００６９】
図8は、図4または図6に示された第1または第2信号伝送部58または86の一般的なブロック図であって、デジタル/アナログ変換器(DAC:Digital to Analog Converter)110、第1低域通過フィルター(LPF:Low Pass Filter)112、第1局部発振部114、乗算器116、高電力増幅器(HPA:High Power Amplifier)118及びアンテナ120で構成される。
【００７０】
図8を参照すれば、第1または第2信号伝送部58または86のDAC 110は入力端子INV+2を通じて第1または第2循環伸張シンボル挿入部56または84から入力した完成された第1または第2シンボルブロックをアナログ形態の信号に変換し、変換されたアナログ形態の信号を第1LPF112に出力する。この際、第1LPF112はDAC 110から出力されるアナログ形態の信号を低域通過フィルターリングし、低域通過フィルターリングされた結果を乗算器116に出力する。乗算器116は第1局部発振部114から出力される周波数fcを有するキャリア信号を第1LPF112の出力に乗算し、fcの中心周波数を有する信号で第1LPF112の出力を変調し、変調された結果をHPA 118に出力する。この際、HPA 118は乗算器116の出力を増幅し、増幅された結果はアンテナ120を通じて第1基地局受信部または第1ユーザ受信部に送信される。
【００７１】
以下、本発明に係る第1基地局受信部の望ましい一実施例の構成及び動作と第1基地局受信部でユーザシンボルを推定する本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を参照して次のように説明する。
【００７２】
図9は、第1基地局受信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第1信号受信部130、第1前処理部132、第1ユーザシンボル抽出部134及び第1推定値検出部136で構成される。
【００７３】
図10は、図9に示された第1基地局受信部でユーザシンボルを推定する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、受信したシンボルブロック信号から抽出したユーザシンボルからユーザシンボルの推定値を求める段階(第140ないし第146段階)よりなる。
【００７４】
図9に示された第1基地局受信部の第1信号受信部130はUの第1ユーザ送信部から伝送されたシンボルブロック信号のうち何れか１つを入力端子INV+3を通じて受信し、受信されたシンボルブロック信号を第1シンボルブロックに変換し、変換された第1シンボルブロックを第1前処理部132に出力する(第140段階)。
【００７５】
第140段階後に、第1前処理部132は第1信号受信部130から入力した変換された第1シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第1シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去し、循環伸張シンボルを除去した結果rkを第1ユーザシンボル抽出部134に出力する(第142段階)。
【００７６】
第142段階後に、第1ユーザシンボル抽出部134は第1前処理部132から出力される循環伸張シンボルを除去した結果rkからu番目のユーザシンボルのみを抽出し、抽出されたシンボルを第1推定値検出部136に出力する(第144段階)。
【００７７】
第144段階後に、第1推定値検出部136は第1ユーザシンボル抽出部134から抽出されたu番目ユーザシンボルからu番目ユーザのユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000028
を検出し、検出された推定値
2004531934.tif 000029
を出力端子OUT3を通じて出力する(第146段階)。
【００７８】
以下、図9に示された第1ユーザシンボル抽出部134及び第1推定値検出部136の本発明に係る実施例それぞれの構成及び動作と、各実施例で行われる本発明に係る第144及び第146段階を添付した図面を参照して次のように説明する。
【００７９】
まず、白色ガウス雑音が加えられる付加ホワイトガウス雑音(AWGN:Additive White Gaussian Noise)チャンネルを通じて第1ユーザ送信部から伝送された第1シンボルブロックを有するシンボルブロック信号が入力端子INV+3を通じて入力される時、第1ユーザシンボル抽出部134の実施例134A及び134B及び第1推定値検出部136の実施例(136Aを次のように説明する。
【００８０】
図11は、図9に示された第1ユーザシンボル抽出部134及び第1推定値検出部136の本発明に係る望ましい一実施例134A及び136Aのブロック図であって、Uの乗算器152，．．．及び154と第1ないし第U後処理部156，．．．及び158で構成される第1ユーザシンボル抽出部134A及び第1ないし第U検出器162，．．．及び164で構成される第1推定値検出部136Aで構成される。
【００８１】
図11を参照すれば、第144段階を行う第1ユーザシンボル抽出部134Aの乗算器152，．．．及び154は第142段階で求めた第1前処理部132から出力される結果rkとα1exp(-j2πkm1/M)ないしαUexp(-j2πkmU/M)を各々乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000030
をユーザ信号
2004531934.tif 000031
として第1ないし第U後処理部156，．．．及び158に各々出力する。ここで、rkは白色ガウス雑音nkを含み、αuは大きさ調節因子を示し、例えばLu-0.5になりうる。例えば、乗算器152は第1前処理部132から出力される結果rkとα1exp(-j2πkm1/M)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000032
を最初ユーザ信号
2004531934.tif 000033
として第1後処理部156に出力する。
【００８２】
この際、第1ないし第U後処理部156，．．．及び158は乗算器152，．．．及び154から出力される乗算された結果
2004531934.tif 000034
各々をMu周期で重ねて足し、重ねて加算した結果
2004531934.tif 000035
を第1ないし第U検出器162，．．．及び164に各々出力する。例えば、第1ないし第U後処理部156，．．．及び158のうち１つの第u後処理部は該当する乗算器152，．．．または154から出力されるu番目ユーザ信号
2004531934.tif 000036
を次の数式5のようにMu周期で重ねて加算した結果をu番目ユーザシンボルrk(u)として第1ないし第U検出器162，．．．及び164のうち１つの第u検出器に出力する。
【００８３】
【数５】
2004531934.tif 000037
【００８４】
ここで、k=0、1，．．．またはMu-1になる。
【００８５】
したがって、第u後処理部156，．．．または158から出力される結果rk(u)は次の数式6のようにu番目ユーザシンボルak(u)だけ残り、他のユーザシンボルは相殺される。
【００８６】
【数６】
2004531934.tif 000038
【００８７】
ここで、nk'との白色ガウス雑音成分を示し、k=0，1，．．．，Mu-1になる。
【００８８】
第146段階を行う第1推定値検出部136Aの第1ないし第U検出器162，．．．及び164は第1ないし第U後処理部156，．．．及び158から出力されるユーザシンボルrk(1)ないしrk(u)からユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000039
を検出する。例えば、第u検出器162，．．．または164は第u後処理部156，．．．または158から出力されるu番目ユーザシンボルrk(u)からユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000040
を検出する。この際、αuγu=1/Luになるようにすれば、推定値
2004531934.tif 000041
を便利に検出しうる。
【００８９】
図12は、図9に示された第1ユーザシンボル抽出部134及び第1推定値検出部136の本発明に係る他の実施例134B及び136Aのブロック図であって、フーリエ変換部170、分配部172、第1制御部178、第1ないし第U逆フーリエ変換部174，．．．及び176で構成される第1ユーザシンボル抽出部134B及び第1ないし第U検出器162，．．．及び164で構成される第1推定値検出部136Aで構成される。
【００９０】
図12を参照すれば、第144段階を行う第1ユーザシンボル抽出部134Bのフーリエ変換部170は第142段階で求めた第1前処理部132から出力され、白色ガウス雑音nkを含む結果rkをMポイントフーリエ変換し、フーリエ変換された結果Rn(ここで、nは周波数因子であって0以上、M-1以下の整数を示す)を分配部172に出力する。
【００９１】
この際、フーリエ変換部170でフーリエ変換された結果Rnがu番目ユーザに対するフーリエ変換された結果Rn(u)である時、フーリエ変換された結果Rn(u)をMuポイント逆フーリエ変換してu番目ユーザシンボルrk(u)を求め第146段階に進む。このために、第1ユーザシンボル抽出部134Bは分配部172、第1制御部178及び第1ないし第U逆フーリエ変換部174，．．．及び176を備えられる。ここで、分配部172はフーリエ変換部170から出力される結果Rnを第1制御部178から出力される選択信号SOに応答して第u逆フーリエ変換部174，．．．または176に各ユーザ別に分配してu番目ユーザに対する信号Rn(u)を該当する逆フーリエ変換部174，．．．または176に出力する。第1制御部178はu番目ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号muとLuとに応答して選択信号SOを発して分配部172に出力する。この際、第1ないし第U逆フーリエ変換部174，．．．及び176のうち分配部172により選択された第u逆フーリエ変換部174，．．．または176は分配部172から出力されるRn(u)をMuポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果をu番目ユーザシンボルrk(u)として第u検出器162，．．．または164に出力する。
【００９２】
図12に示された第1推定値検出部136Aは、図11に示された第1推定値検出部136Aと同じ構成を有し、同じ動作を行うので、それについての説明は省略する。
【００９３】
次いで、フェーディングチャンネルを通じて第1ユーザ送信部から伝送される時に発生した干渉を有する第1シンボルブロックに対するシンボルブロック信号が入力端子INV+3を通じて入力される時、第1ユーザシンボル抽出部134の実施例134C、134D及び134Eのそれぞれと第1推定値検出部136の実施例136Bを次のように説明する。
【００９４】
この場合、チャンネルインパルス応答hkの長さLが循環伸張シンボルの長さより短いと仮定する場合、第1前処理部132で第1シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去すれば、各第1シンボルブロック間の干渉が除去され、１シンボルブロック時間の間に第1前処理部132から出力される結果rkは次の数式7のように表現される。
【００９５】
【数７】
2004531934.tif 000042
【００９６】
ここで、k=0，1，．．．またはN-1になり、xkは第1ユーザ送信部で循環伸張シンボルを挿入する前のユーザ信号を意味し、例えば、図4に示された乗算器54の出力になりうる。また、(k-l+M)%Mは(k-l+M)をMで割った余りの値を示し、
2004531934.tif 000043
は循環コンボリューションを示す。すなわち、rkをブロック別に見ればユーザ信号xkとチャンネルインパルス応答hkとが循環コンボリューションされた形態である。
【００９７】
図13は、図9に示された第1ユーザシンボル抽出部134及び第1推定値検出部136の本発明に係るさらに他の実施例134C及び136Bのブロック図であって、フーリエ変換部180、第1周波数等化部182、分配部184、第1ないし第U逆フーリエ変換部186，．．．及び188、第1制御部190で構成される第1ユーザシンボル抽出部134C及び第1ないし第U検出器200，．．．及び202で構成される第1推定値検出部136Bで構成される。
【００９８】
フーリエ変換部180と分配部184間に第1周波数等化部182を備えることを除けば、図13に示された第1ユーザシンボル抽出部134Cは図12に示された第1ユーザシンボル抽出部134Bと同じ構成を有する。
【００９９】
例えば、図13に示されたフーリエ変換部180は第142段階で求めた第1前処理部132から出力される数式7で表現されたrkをMポイントフーリエ変換し、フーリエ変換された結果Rnを第1周波数等化部182に出力する。この際、第1周波数等化部182はフーリエ変換部180でフーリエ変換された結果の位相及び大きさを補償し、補償された結果Znを分配部184に出力する。すなわち、第1周波数等化部182はフェーディングチャンネルを通じて第1ユーザ送信部から伝送される時、生じた干渉(以下、チャンネル間干渉と称する)を周波数領域で除去する役割をする。このために、第1周波数等化部182はフーリエ変換部180から出力される結果Rnに第1所定複素数を乗算し、乗算された結果Znを位相及び大きさが補償された結果として分配部184に出力できる。
【０１００】
この際、第1周波数等化部182で補償された結果Znがu番目ユーザに対する補償された結果Zn(u)である時、補償された結果Zn(u)をMuポイント逆フーリエ変換してu番目ユーザシンボルzk(u)を求め、第146段階に進む。このために、分配部184、第1ないし第U逆フーリエ変換部186，．．．及び188及び第1制御部190が備えられる。分配部184は第1周波数等化部182から出力される結果Znを第1制御部190から出力される選択信号SOに応答して第u逆フーリエ変換部186，．．．または188に各ユーザ別に分配してu番目ユーザに対する信号Zn(u)を該当する逆フーリエ変換部186，．．．または188に出力する。この際、第1制御部190は図12に示された第1制御部178と同様に、u番目ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号muとLuに応答して選択信号SOを発し、分配部184に出力する。第1ないし第U逆フーリエ変換部186，．．．及び188のうち１つの第u逆フーリエ変換部は分配部184から出力されるZn(u)をMuポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果をu番目ユーザシンボルzk(u)として第1推定値検出部136Bに出力する。
【０１０１】
第146段階を行うために、第1推定値検出部136Bの第u検出器200，．．．または202は第u逆フーリエ変換部186，．．．または188から出力されるu番目ユーザシンボルzk(u)からu番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000044
を検出する。
【０１０２】
図14は、図9に示された第1ユーザシンボル抽出部134及び第1推定値検出部136の本発明に係るさらに他の実施例134D及び136Bのブロック図であって、第1時間等化部210、Uの乗算器212，．．．及び214と第U+1ないし第2U後処理部216，．．．及び218で構成される第1ユーザシンボル抽出部134D及び第1ないし第U検出器200，．．．及び202で構成される第1推定値検出部136Bで構成される。
【０１０３】
第144段階を行うために、図14に示された第1時間等化部210は第142段階で求められた第1前処理部132から出力される数式7に表現されたrkからチャンネル間干渉を時間領域で除去し、チャンネル間干渉が除去された結果zkを乗算器212，．．．及び214に各々出力する。この際、乗算器212，．．．及び214は第1時間等化部210から出力されるチャンネル間干渉が除去された結果zkにα1exp(-j2πkm1/M)ないしαUexp(-j2πkmU/M)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000045
をユーザ信号として第U+1ないし第2U後処理部216，．．．及び218に各々出力する。例えば、u番目乗算器212，．．．または214は第1時間等化部210から出力される結果zkとαuexp(-j2πkmu/M)を乗算し、乗算された結果をu番目ユーザ信号
2004531934.tif 000046
として第U+u後処理部216，．．．または218に出力する。ここで、第U+1ないし第2U後処理部216，．．．及び218は乗算器212，．．．及び214から出力されるユーザ信号
2004531934.tif 000047
を各々Mu周期で重ねて足して生成したユーザシンボルzk(1)ないしzk(u)を第1ないし第U検出器200，．．．及び202に出力する。例えば、第U+u後処理部216，．．．または218はu番目乗算器212，．．．または214から出力されるu番目ユーザ信号
2004531934.tif 000048
を次の数式8のようにMu周期で重ねて足し、重ねて加算した結果をu番目ユーザシンボルzk(u)として第u検出器200，．．．または202に出力する。
【０１０４】
【数８】
2004531934.tif 000049
【０１０５】
ここで、k=0，1，．．．またはMu-1になる。
【０１０６】
図14に示された第1推定値検出部136Bは図13に示された第1推定値検出部136Bと同じ構成を有し、同じ動作を行うので、それについての説明は省略する。
【０１０７】
図15は、図9に示された第1ユーザシンボル抽出部134及び第1推定値検出部136の本発明に係るさらに他の実施例134E及び136Bのブロック図であって、Uの乗算器220，．．．及び222と第1ないし第U後処理部224，．．．及び226と第2ないし第U+1時間等化部228，．．．及び230で構成される第1ユーザシンボル抽出部134E及び第1ないし第U検出器200，．．．及び202よりなる第1推定値検出部136Bで構成される。
【０１０８】
図15に示された第1ユーザシンボル抽出部134Eが第144段階を行う過程を詳細に説明すれば次の通りである。
【０１０９】
Uの乗算器220，．．．及び222は第142段階で求めた第1前処理部132から出力される数式7で表現されたrkとα1exp(-j2πkm1/M)ないしαUexp(-j2πkmU/M)を各々乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000050
をユーザ信号として第1ないし第U後処理部224，．．．及び226に出力する。例えば、u番目乗算器220，．．．または222は第1前処理部132から出力される結果rkとαuexp(-j2πkmu/M)を乗算し、乗算された結果をu番目ユーザ信号
2004531934.tif 000051
として第u後処理部224，．．．または226に出力する。
【０１１０】
この際、図11に示された第1ないし第U後処理部156，．．．及び158と同じ機能を行う第1ないし第U後処理部224，．．．及び226は乗算器220，．．．及び222から出力されるユーザ信号
2004531934.tif 000052
をMu周期で重ねて足し、重ねて加算した結果rk(1)ないしrk(u)を第2ないし第U+1時間等化部228，．．．及び230に出力する。例えば、第u後処理部224，．．．または226はu番目乗算器220，．．．または222から出力されるu番目ユーザ信号
2004531934.tif 000053
をMu周期で重ねて足し、次の数式9のように表現される重ねて加算した結果rk(u)を第u+1時間等化部228，．．．または230に出力する。
【０１１１】
【数９】
2004531934.tif 000054
【０１１２】
ここで、k=0，1，．．．またはMu-1になり、(k+M-l)%Muは(k+M-l)をMuで割った余りを示す。
【０１１３】
この際、第2ないし第U+1時間等化部228，．．．及び230は第1ないし第U後処理部224，．．．及び226から出力される結果rk(1)ないしrk(u)からチャンネル間干渉を時間領域で除去し、チャンネル間干渉が除去された結果をユーザシンボルzk(1)ないしzk(u)として第1ないし第U検出器200，．．．及び202に出力する。例えば、第u+1時間等化部228，．．．または230は第u後処理部224，．．．または226から出力される結果rk(u)からチャンネル間干渉を除去し、チャンネル間干渉が除去された結果zk(u)をu番目ユーザシンボルとして第u検出器200，．．．または202に出力する。
【０１１４】
図15に示された第1推定値検出部136Bは図13に示された第1推定値検出部136Bと同じ構成を有し、同じ動作を行うので、それについての説明は省略する。
【０１１５】
図12及び図13に示された第1ユーザシンボル抽出部134B及び134C各々は周波数領域からユーザシンボルを抽出し、図11、図14及び図15に示された第1ユーザシンボル抽出部134A、134D及び134E各々は時間領域からユーザシンボルを抽出する。
【０１１６】
もし、Mu値がMより小さければ、図15に示された第u+1時間等化部228，．．．または230のハードウェアは図14に示された第1時間等化部210のハードウェアより小さい。
【０１１７】
以下、第1ユーザ受信部の本発明に係る望ましい実施例の構成及び動作と第1ユーザ受信部で基地局シンボルを推定する本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を参照して次の通り説明する。
【０１１８】
図16は、第1ユーザ受信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第2信号受信部240、第2前処理部242、第1基地局シンボル抽出部244及び第2推定値検出部246で構成される。
【０１１９】
図17は、図16に示された第1ユーザ受信部で基地局シンボルを推定する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、受信したシンボルブロック信号から抽出したv番目ユーザに対するシンボルから基地局シンボルの推定値を求める段階(第250ないし第256段階)よりなる。
【０１２０】
図16に示された第1ユーザ受信部の第2信号受信部240は第1基地局送信部から伝送されたシンボルブロック信号を入力端子INV+4を通じて受信し、受信したシンボルブロック信号を第2シンボルブロックに変換し、変換された第2シンボルブロックを第2前処理部242に出力する(第250段階)。
【０１２１】
第250段階後に、第2前処理部242は第2信号受信部240から入力した第2シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第2シンボルブロックから循環伸張シンボルを除去し、循環伸張シンボルを除去した結果rkを第1基地局シンボル抽出部244に出力する(第252段階)。
【０１２２】
第252段階後に、第1基地局シンボル抽出部244は第2前処理部242から出力される循環伸張シンボルが除去された結果rkからv番目ユーザに対するシンボルだけを抽出し、抽出したシンボルを第2推定値検出部246に出力する(第254段階)。
【０１２３】
第254段階後に、第2推定値検出部246は第1基地局シンボル抽出部244から抽出されたv番目ユーザに対するシンボルからv番目ユーザに対する基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000055
を検出して出力端子OUT4を通じ出力する(第256段階)。
【０１２４】
以下、図16に示された第1基地局シンボル抽出部244の本発明に係る望ましい実施例それぞれの構成及び動作と、各実施例で行われる本発明に係る第254段階を行うデータ通信方法を添付した図面を参照して次のように説明する。
【０１２５】
まず、白色ガウス雑音が加えられる付加ホワイトガウス雑音(AWGN)チャンネルを通じて第1基地局送信部から伝送された第2シンボルブロックを有するシンボルブロック信号が入力端子INV+4を通じて入力される時、第1基地局シンボル抽出部244の実施例(244A及び244B)に対して次のように説明する。
【０１２６】
図18は、図16に示された第1基地局シンボル抽出部244の本発明に係る一実施例244Aのブロック図であって、乗算器260及び第2U+1後処理部262で構成される。
【０１２７】
第254段階を行う第1基地局シンボル抽出部244Aの乗算器260は第252段階で求めた第2前処理部242から出力されて白色ガウス雑音nkを含むrkとαvexp(-j2πknv/N)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000056
を第2U+1後処理部262に出力する。ここで、αvはv番目ユーザ信号の大きさ調節因子を示し、例えばLv-0.5になりうる。この際、第2U+1後処理部262は乗算器260で乗算された結果
2004531934.tif 000057
を前述した数式5のようにNv周期で重ねて足し、重ねて加算した結果rk(v)をv番目ユーザに対するシンボルとして第2推定値検出部246に出力する。
【０１２８】
第2推定値検出部246は第2U+1後処理部262から出力される結果rk(v)からv番目ユーザに対する基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000058
を検出する。この際、αvγv=1/Lvにすれば、第2推定値検出部246は推定値を容易に検出しうる。
【０１２９】
図19は、図16に示された第1基地局シンボル抽出部244の本発明に係る他の実施例244Bのブロック図であって、フーリエ変換部270、スイッチ部272、第1制御部274及び逆フーリエ変換部276で構成される。
【０１３０】
第254段階を行う第1基地局シンボル抽出部244Bのフーリエ変換部270は第252段階で求めた第2前処理部242から出力されて白色ガウス雑音nkを含むrkをNポイントフーリエ変換し、変換された結果Rnをスイッチ部272に出力する。ここで、nは周波数因子として0以上でN-1以下の整数を示す。すなわち、0≦周波数因子n≦主要シンボルの数(MまたはN)-1になりうる。
【０１３１】
次いで、フーリエ変換部270から出力されるNポイントフーリエ変換された結果Rnがv番目ユーザに対する変換された結果Rn(v)である時、Rn(v)をNvポイント逆フーリエ変換してv番目ユーザに対するシンボルrk(v)として第2推定値検出部246に出力する。このために、第1基地局シンボル抽出部244Bは図19に示されたように、スイッチ部272、第1制御部274及び逆フーリエ変換部276を備えられる。
【０１３２】
スイッチ部272はフーリエ変換部270から出力される結果Rnを第1制御部274から出力される選択信号S0に応答してv番目ユーザ信号Rn(v)だけを分離して逆フーリエ変換部276に出力する。第1制御部274はv番目ユーザに予め割当てられた固有周波数オフセット番号nvとLvに応答して選択信号S0を発してスイッチ部272に出力する。逆フーリエ変換部276はスイッチ部272から出力されるRn(v)をNvポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果rk(v)を第2推定値検出部246に出力する。
【０１３３】
第2推定値検出部246は逆フーリエ変換部276から出力される結果rk(v)からv番目ユーザに対する基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000059
を検出する。
【０１３４】
次いで、フェーディングチャンネルを通じて第1基地局送信部から伝送された第2シンボルブロックを有するチャンネル間干渉が発生したシンボルブロック信号が入力端子INV+4を通じて入力される時、第1基地局シンボル抽出部244の実施例244C、244D及び244Eを次のように説明する。
【０１３５】
この場合、チャンネルインパルス応答hkの長さLが循環伸張シンボルの長さより短いと仮定する場合、第2前処理部242で循環伸張シンボルを除去すれば第2シンボルブロック間の干渉が除去され、１シンボルブロック時間の間に第2前処理部242から出力される結果rkは前述した数式7のように表現される。この際、数式7においてMはNに変わる。
【０１３６】
図20は、図16に示された第1基地局シンボル抽出部244の本発明に係るさらに他の実施例244Cのブロック図であって、フーリエ変換部280、スイッチ部282、第1制御部284、第2周波数等化部286及び逆フーリエ変換部288で構成される。
【０１３７】
スイッチ部282と逆フーリエ変換部288間に第2周波数等化部286を備えることを除けば、図20に示された第1基地局シンボル抽出部224Cは図19に示された第1基地局シンボル抽出部244Bと同じ構成を有する。
【０１３８】
すなわち、第254段階を行う第1基地局シンボル抽出部244Cのフーリエ変換部280は第252段階で求めた第2前処理部242から出力される結果rkをNポイントフーリエ変換し、フーリエ変換された結果Rnをスイッチ部282に出力する。この際、スイッチ部282はフーリエ変換部280から出力される結果Rnから第1制御部284から出力される選択信号S0に応答してv番目ユーザに対する信号Rn(v)を分離して第2周波数等化部286に出力する。ここで、第1制御部284は図19に示された第1制御部274と同一に動作して発生した選択信号S0をスイッチ部282に出力する。
【０１３９】
この際、第2周波数等化部286はスイッチ部282から出力されるv番目ユーザに対する変換された結果Rn(v)の位相と大きさとを補償し、補償された結果Zn(v)を逆フーリエ変換部288に出力する。すなわち、第2周波数等化部286はチャンネル間干渉を周波数領域で除去する役割をする。このために、第2周波数等化部286はスイッチ部282から出力されるRn(v)に第2所定複素数を乗算し、乗算された結果Zn(v)を位相と大きさとが補償された結果として逆フーリエ変換部288に出力できる。
【０１４０】
逆フーリエ変換部288は第2周波数等化部286で補償された結果Zn(v)をNvポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果zk(v)をv番目ユーザに対するシンボルとして第2推定値検出部246に出力する。第2推定値検出部246は逆フーリエ変換部288から出力される結果zk(v)からv番目ユーザに対する基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000060
を検出する。
【０１４１】
図21は、図16に示された第1基地局シンボル抽出部244の本発明に係るさらに他の実施例244Dのブロック図であって、第U+2時間等化部290、乗算器292及び第2U+2後処理部294で構成される。
【０１４２】
第254段階を行う第1基地局シンボル抽出部244Dの第U+2時間等化部290は第252段階で求めた第2前処理部242から出力される結果rkから時間領域でチャンネル間干渉を除去し、チャンネル間干渉が除去された結果zkを乗算器292に出力する。
【０１４３】
この際、乗算器292は第U+2時間等化部290でチャンネル間干渉が除去された結果zkとαvexp(-j2πknv/N)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000061
を第2U+2後処理部294に出力する。第2U+2後処理部294は乗算された結果
2004531934.tif 000062
を前述した数式8のようにNv周期で重ねて足し、その結果zk(v)をv番目ユーザに対するシンボルとして第2推定値検出部246に出力する。
【０１４４】
図22は、図16に示された第1基地局シンボル抽出部244の本発明に係るさらに他の実施例244Eのブロック図であって、乗算器300、第2U+1後処理部302及び第U+3時間等化部304で構成される。
【０１４５】
第254段階を行う第1基地局シンボル抽出部244Eの乗算器300は第252段階で求めた第2前処理部242から出力される結果rkとαvexp(-j2πknv/N)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000063
を第2U+1後処理部302に出力する。図18に示された第2U+1後処理部262と同じ機能を行う第2U+1後処理部302は乗算器300で乗算された結果
2004531934.tif 000064
をNv周期で重ねて足し、重ねて加算した結果rk(v)を第U+3時間等化部304に出力する。第U+3時間等化部304は第2U+1後処理部302で重ねて加算した結果rk(v)から時間領域でチャンネル間干渉を除去し、チャンネル間干渉が除去された結果zk(v)をv番目ユーザに対するシンボルとして第2推定値検出部246に出力する。
【０１４６】
以下、図14、図15、図21及び図22に示された第1ないし第U+3時間等化部210、228，．．．230、290及び304それぞれの本発明に係る望ましい実施例の構成及び動作を説明すれば次の通りである。
【０１４７】
図23は、第1ないし第U+3時間等化部210、228，．．．230、290及び304それぞれの本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、フーリエ変換部310、第3周波数等化部312及び逆フーリエ変換部314で構成される。
【０１４８】
図23に示されたフーリエ変換部310は入力端子INV+5を通じて入力した該当する値、すなわち、第1または第2前処理部132または242から出力される結果rkまたは後処理部224，．．．，226または302の出力をフーリエ変換し、フーリエ変換された結果を第3周波数等化部312に出力する。ここで、図23に示された時間等化部が図14または図21に示された第1または第U+2時間等化部210または290に適用される場合、フーリエ変換部310のフーリエ変換はMまたはNポイントでフーリエ変換されたMまたはNの信号が第3周波数等化部312に出力される。しかし、図23に示された時間等化部が図15及び図22に示された第2ないし第U+1及び第U+3時間等化部228，．．．，230及び304のうち何れか１つに適用される場合、フーリエ変換部310のフーリエ変換はMuまたはNvポイントでフーリエ変換されたMuまたはNvの信号が第3周波数等化部312に出力される。
【０１４９】
第3周波数等化部312はフーリエ変換部310から出力されるフーリエ変換されたMまたはN個(または、MuまたはNv）の信号に第3所定複素数を乗算し、乗算された結果を逆フーリエ変換部314に出力する。すなわち、第3周波数等化部312は周波数領域でチャンネル間干渉を除去する役割をする。
【０１５０】
逆フーリエ変換部314は第3周波数等化部312から出力される乗算された結果を逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換した結果をチャンネル間干渉が除去された結果として出力端子OUT5を通じて出力する。ここで、図23に示された時間等化部が図14または図21に示された第1または第U+2時間等化部210または290に適用される場合、逆フーリエ変換部314の逆フーリエ変換はMまたはNポイントであり、図15または図22に示された第2ないし第U+1及び第U+3時間等化部228，．．．，230及び304のうち何れか１つに適用される場合に逆フーリエ変換部314の逆フーリエ変換はMuまたはNvポイントである。
【０１５１】
図24は、図15及び図22に示された第2ないし第U+1及び第U+3時間等化部228，．．．，230及び304それぞれの本発明に係る望ましい他の実施例のブロック図であって、第1及び第2FIR(FIR:Finite Impulse Response)フィルター320及び322、遅延部324及び第2加算器326で構成される。
【０１５２】
図24に示された第1FIRフィルター320は入力端子INV+6を通じて該当する後処理部224，．．．，226または302から入力した結果rk(u)またはrk(v)をFIRフィルターリングし、フィルターリングされた結果を第2加算器326に出力する。
【０１５３】
遅延部324は第1または第2推定値検出部136または246から出力される推定値を入力端子INV+7を通じて入力して遅延し、遅延された結果を第2FIRフィルター322に出力する。この際、第2FIRフィルター322は遅延部324で遅延された結果をFIRフィルターリングし、フィルターリングされた結果を第2加算器326に出力する。
【０１５４】
第2加算器326は第1及び第2FIRフィルター320及び322でフィルターリングされた結果を加算し、加算された結果をチャンネル間干渉が除去された結果zk(u)またはzk(v)として出力端子OUT6を通じて第1または第2推定値検出部136または246に出力する。
【０１５５】
本発明のさらに他の実施例によれば、図14、図15、図21及び図22に示された第1ないし第U+3時間等化部210、228，．．．230、290及び304各々は該当する値、すなわち、第1または第2前処理部132または242から出力される結果rkまたは後処理部224，．．．，226または302の出力をFIRフィルターリングし、フィルターリングされた結果をチャンネル間干渉が除去された結果として出力するFIRフィルターとして具現しうる。
【０１５６】
一方、本発明に係るデータ通信装置及び方法はデータをブロック単位で送信及び受信するので空間-時間コードを容易に具現できる。ここで、空間-時間コードは、2000年5月にICC(International Conferenceon Communications)という学会で"A Transmit Diversity Scheme for Channels with Intersymbol Interference"という題目で'Erik Lindskog'と'Arogyaswami Paulraj'により発表された論文の307ないし311頁に開示されている。例えば、前述したように第2ユーザ送信部または第2基地局送信部は２つのシンボルブロック信号を同時に伝送しうる。
【０１５７】
以下、第2ユーザ送信部の本発明に係る望ましい一実施例の構成、動作、及び第2ユーザ送信部からユーザ情報を伝送する本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を参照して次のように説明する。
【０１５８】
図25は、第2ユーザ送信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第1ダイバシティ信号生成部330、第1及び第2ブロック伝送部332及び334で構成される。
【０１５９】
図26は、図25に示された第2ユーザ送信部でユーザ情報を伝送する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、変形したか、変形していない奇数番目及び偶数番目の第1サブブロックを求める段階(第340及び第342段階)及び第1サブブロックから２つの第1シンボルブロックを生成して伝送する段階(第344段階)よりなる。
【０１６０】
図25に示された第2ユーザ送信部はユーザ情報を２つの第1シンボルブロック単位で第2基地局受信部に伝送する。このために、まず、第1ダイバシティ信号生成部330は奇数番目シンボルブロック時間の間に、第1エンコーダ50から入力端子INV+8を通じて入力した変形されていない奇数番目の第1サブブロック自体を第1ブロック伝送部332に伝送すると同時に第1エンコーダ50から入力端子INV+8を通じて入力した変形されていない偶数番目の第1サブブロック自体を第2ブロック伝送部334に各々送る(第340段階)。
【０１６１】
第340段階後に、第1ダイバシティ信号生成部330は偶数番目のシンボルブロック時間の間に、第1エンコーダ50から入力端子INV+8を通じて入力した偶数番目の第1サブブロックの複素共役に-1を乗算した結果を逆順に変形して第1ブロック伝送部332に伝送すると同時に第1エンコーダ50から入力端子INV+8を通じて入力した奇数番目の第1サブブロックの複素共役を逆順に変形して第2ブロック伝送部334に各々送る(第342段階)。
【０１６２】
例えば、第1ダイバシティ信号生成部330は図4に示された第1エンコーダ50から入力端子INV+8を通じて入力した奇数番目及び偶数番目の第1サブブロックをシンボルブロック時間毎に変形し、変形していない奇数番目第1サブブロックや変形した偶数番目第1サブブロックを第1ブロック伝送部332に送る。また、第1ダイバシティ信号生成部330は図4に示された第1エンコーダ50から入力端子INV+8を通じて入力した奇数番目及び偶数番目の第1サブブロックをシンボルブロック時間毎に変形し、変形していない偶数番目の第1サブブロックや変形した奇数番目の第1サブブロックを第2ブロック伝送部334に送る。
【０１６３】
第342段階後に、奇数番目シンボルブロック時間の間に第1及び第2ブロック伝送部332及び334は第340段階から送られた変形されていない奇数番目及び偶数番目の第1サブブロックを各々第1ダイバシティ信号生成部330から入力し、入力した奇数番目及び偶数番目の第1サブブロックからシンボルブロック信号を各々１つずつ生成する一方、偶数番目のシンボルブロック時間の間に第1及び第2ブロック伝送部332及び334は第342段階から送られた変形された奇数番目及び偶数番目の第1サブブロックを各々第1ダイバシティ信号生成部330から入力し、変形された奇数番目及び偶数番目の第1サブブロックからシンボルブロック信号を各々１つずつ生成し、生成された２つのシンボルブロック信号を出力端子OUT7及びOUT8を通じて第2基地局受信部に伝送する(第344段階)。このために、第2ユーザ送信部の第1及び第2ブロック伝送部332及び334各々は図4に示された第1ユーザ送信部で第1ブロック反復部52、乗算器54、第1循環伸張シンボル挿入部36及び第1信号伝送部58として具現されうる。例えば、第1及び第2ブロック伝送部332及び334は第1ダイバシティ信号生成部330から交互に出力される変形された結果または変形されていない奇数番目及び偶数番目の第1サブブロック自体からシンボルブロック信号を２個ずつ生成する。この際、図26に示された方法を行うために、前述した図25に示された第2ユーザ送信部は図4に示された第1エンコーダ50をさらに備えられる。
【０１６４】
以下、第2基地局送信部の本発明に係る望ましい一実施例の構成及び動作と、第2基地局送信部から基地局情報を伝送するデータ通信方法を添付した図面を参照して次のように説明する。
【０１６５】
図27は、第2基地局送信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部350，．．．及び352、第3及び第4ブロック伝送部354及び356で構成される。
【０１６６】
図28は、図27に示された第2基地局送信部で基地局情報を伝送する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、Vの第2ユーザ受信部各々に対する変形されたか、変形されていない奇数番目及び偶数番目のサブブロックを求める段階(第360及び第362段階)及びサブブロックから２つの第2シンボルブロックを生成して伝送する段階(第364段階)よりなる。
【０１６７】
図27に示された第2基地局送信部は基地局情報をv番目の第2ユーザ受信部に２つの第2シンボルブロック単位で同時に伝送する。このために、まず、奇数番目シンボルブロック時間の間に第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部350，．．．及び352は図6に示された第2ないし第V+1エンコーダ70，．．．及び72から入力端子INV+9ないしIN2V+8を通じて入力した変形されていない奇数番目の第2ないし第V+1サブブロックを第3ブロック伝送部354に伝送すると同時に図6に示された第2ないし第V+1エンコーダ70，．．．及び72から入力端子INV+9ないしIN2V+8を通じて入力した変形されていない偶数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックを第4ブロック伝送部356に各々送る(第360段階)。
【０１６８】
第360段階後に、偶数番目シンボルブロック時間の間に、第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部350，．．．及び352は図6に示された第2ないし第V+1エンコーダ70，．．．及び72から入力端子INV+9ないしIN2V+8を通じて入力した偶数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックの複素共役に-1を乗算した結果を逆順に変形して第3ブロック伝送部354に送ると同時に奇数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックの複素共役を逆順に変形して第4ブロック伝送部356に送る(第362段階)。
【０１６９】
このために、第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部350，．．．及び352のうち１つの第v+1ダイバシティ信号生成部350，．．．または352は入力端子INV+v+8を通じて第v+1エンコーダ70，．．．または72から入力した奇数番目及び偶数番目の第v+1サブブロックをシンボルブロック時間毎に変形し、変形した結果または変形していない奇数番目及び偶数番目の第v+1サブブロックをシンボルブロック時間毎に交互に第3及び第4ブロック伝送部354及び356に出力する。
【０１７０】
第362段階後に、奇数番目シンボルブロック時間の間、第3ブロック伝送部354は第360段階から送られた変形されていない奇数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックを第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部350，．．．及び352から入力し、入力した奇数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックからシンボルブロック信号を生成し、同じ奇数番目シンボルブロック時間の間に第4ブロック伝送部356は第360段階から送られた変形されていない偶数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックを第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部350，．．．及び352から入力し、入力した偶数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックからシンボルブロック信号を生成し、偶数番目のシンボルブロック時間の間に第3ブロック伝送部354は第362段階から送られた変形された偶数番目第2サブブロックないし第V+1サブブロックからシンボルブロック信号を生成し、同じ偶数番目のシンボルブロック時間の間に第4ブロック伝送部356は第362段階から送られた変形された奇数番目の第2サブブロックないし第V+1サブブロックからシンボルブロック信号を生成し、第3及び第4ブロック伝送部354及び356は生成された２つのシンボルブロック信号を出力端子OUT9及びOUT10を通じて第2ユーザ受信部に伝送する(第364段階)。このために、第3及び第4ブロック伝送部354及び356各々は、例えば、図6に示された第1基地局送信部の第2ないし第V+1ブロック反復部74，．．．及び76、Vの乗算器78，．．．及び80、第1加算器82、第2循環伸張シンボル挿入部84及び第2信号伝送部86を備えられる。
【０１７１】
例えば、第3及び第4ブロック伝送部354及び356は第2ないし第V+1ダイバシティ信号生成部350，．．．及び352各々から交互に出力される変形されたか、変形されていない奇数番目及び偶数番目の第2ないし第V+1サブブロック自体からシンボルブロック信号を２個ずつ生成する。図28に示された方法を行うために、図27に示された第2基地局送信部は図6に示された第2ないし第V+1エンコーダ70，．．．及び72をさらに備えられる。
【０１７２】
以下、図25及び図27に示された第1ないし第V+1ダイバシティ信号生成部330、350，．．．及び352各々に対する本発明に係る望ましい一実施例の構成及び動作を添付した図面を参照して次のように説明する。
【０１７３】
図29は、第1ないし第V+1ダイバシティ信号生成部330、350，．．．及び352各々についての本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第1及び第2スイッチ部370及び372、スイッチ信号発生部374、第1及び第2時間反転部376及び378、第1及び第2複素共役部380及び382及び乗算器384で構成される。
【０１７４】
図29に示された第1スイッチ部370は第1エンコーダ50から入力端子IN2V+9を通じて入力した奇数番目の第1サブブロックをスイッチ信号発生部374から出力される第1スイッチ信号S1に応答して出力端子OUT11を通じて第1ブロック伝送部332に出力するか、または第1時間反転部376に出力する。または、第1スイッチ部370は第v+1エンコーダ70，．．．または72から入力端子IN2V+9を通じて入力した奇数番目の第v+1サブブロックをスイッチ信号発生部374から出力される第1スイッチ信号S1に応答して出力端子OUT11を通じて第3ブロック伝送部354に出力するか、または第1時間反転部376に出力する。
【０１７５】
これと同様に、第2スイッチ部372は第1エンコーダ50から入力端子IN2V+9を通じて入力した偶数番目の第1サブブロックをスイッチ信号発生部374から出力される第2スイッチ信号S2に応答して出力端子OUT12を通じて第2ブロック伝送部334に出力するか、第2時間反転部378に出力する。または、第2スイッチ部372は第v+1エンコーダ70，．．．または72から入力端子IN2V+9を通じて入力した偶数番目の第v+1サブブロックをスイッチ信号発生部374から出力される第2スイッチ信号S2に応答して出力端子OUT12を通じて第4ブロック伝送部356に出力するか、第2時間反転部378に出力する。
【０１７６】
前述した第1及び第2スイッチ部370及び372のスイッチ動作のために、スイッチ信号発生部374はシンボルブロック時間毎に第1及び第2スイッチ部370及び372各々が奇数番目及び偶数番目第1サブブロック各々を第1及び第2ブロック伝送部332及び334に出力させるか、第1及び第2時間反転部376及び378への出力が交互になされるように第1及び第2スイッチ信号S1及びS2を出力する。または、スイッチ信号発生部374はシンボルブロック時間毎に第1及び第2スイッチ部370及び372各々が奇数番目及び偶数番目の第v+1サブブロック各々を第3及び第4ブロック伝送部354及び356に出力させるか、第1及び第2時間反転部376及び378への出力が交互になされるように第1及び第2スイッチ信号S1及びS2を出力する。
【０１７７】
一方、第1時間反転部376は第1スイッチ部370から入力した奇数番目の第1または第v+1サブブロックを逆順に第1複素共役部380に出力する。この際、第1複素共役部380は第1時間反転部376の出力に複素共役を生成し、生成された複素共役を出力端子OUT12を通じて第2または第4ブロック伝送部334または356に出力する。同様に、第2時間反転部378は第2スイッチ部372から入力した偶数番目第1または第v+1サブブロックを逆順に第2複素共役部382に出力する。この際、第2複素共役部382は第2時間反転部378の出力に複素共役を生成し、生成された複素共役を乗算器384に出力する。乗算器384は第2複素共役部382の出力に-1を乗算し、乗算された結果を出力端子OUT11を通じて第1または第3ブロック伝送部332または354に出力する。
【０１７８】
したがって、第1ブロック伝送部332に含まれる第1ブロック反復部52は第1スイッチ部370から出力される奇数番目の第1サブブロックまたは乗算器384の出力をLu回繰り返してMのシンボルak'(u)を生成する。また、第3ブロック伝送部354に含まれる第v+1ブロック反復部74，．．．または76は第1スイッチ部370から出力される奇数番目の第v+1サブブロックまたは乗算器384の出力をLv回繰り返してNのシンボル
2004531934.tif 000065
を生成する。この際、第2ブロック伝送部334に含まれる第1ブロック反復部52は第2スイッチ部372から出力される偶数番目の第1サブブロックまたは第1複素共役部380の出力をLu回繰り返してMのシンボルak'(u)を生成する。また、第4ブロック伝送部356に含まれる第v+1ブロック反復部74，．．．または76は第2スイッチ部372から出力される偶数番目の第v+1サブブロックまたは第1複素共役部380の出力をLv回繰り返してNのシンボル
2004531934.tif 000066
を生成する。
【０１７９】
以下、第2基地局受信部の本発明に係る望ましい一実施例の構成及び動作と第2基地局受信部でユーザ情報を推定する本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を参照して次のように説明する。
【０１８０】
図30は、第2基地局受信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第3信号受信部390、第3前処理部392、第2ユーザシンボル抽出部394及び第3推定値検出部396で構成される。
【０１８１】
図31は、図30に示された第2基地局受信部でユーザ情報を推定する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、第1シンボルブロックで循環伸張シンボルを除去した結果から周波数領域で奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルを抽出する段階(第430ないし第440段階)、奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルの推定値を検出する段階(第442段階)よりなる。
【０１８２】
図30に示された第2基地局受信部はUの第2ユーザ送信部各々、例えば図25に示された第2ユーザ送信部から伝送された２つのシンボルブロック信号のうち何れか１つを受信し、受信したシンボルブロック信号からu番目のユーザシンボルを推定する。このために、まず、第3信号受信部390はUの第2ユーザ送信部各々から伝送されたシンボルブロック信号のうち何れか１つを入力端子IN2V+10を通じて受信し、受信したシンボルブロック信号を第1シンボルブロックに変換し、変換された第1シンボルブロックを第3前処理部392に出力する(第430段階)。
【０１８３】
第430段階後に、第3前処理部392は第3信号受信部390から入力した第1シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第1シンボルブロックで循環伸張シンボルを除去した結果rkを第2ユーザシンボル抽出部394に出力する(第432段階)。
【０１８４】
第432段階後に、第2ユーザシンボル抽出部394は第3前処理部392から出力される循環伸張シンボルを除去した結果rkから周波数領域からu番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルを抽出し、抽出された奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルを第3推定値検出部396に出力する(第434ないし第440段階)。このために、第2ユーザシンボル抽出部394は図30に示されたように、フーリエ変換部400、第1分離部402、第2制御部404、第1ダイバシティ等化部406、分配部408及び410、第1ないし第U逆フーリエ変換部412，．．．及び414及び第U+1ないし第2U逆フーリエ変換部416，．．．及び418で構成されうる。
【０１８５】
第432段階後に、フーリエ変換部400は第3前処理部392から出力される循環伸張シンボルを除去した結果rkをMポイントフーリエ変換し、変換された結果Rnを第1分離部402に出力する(第434段階)。
【０１８６】
第434段階後に、第1分離部402はフーリエ変換部400から出力されるフーリエ変換された結果Rnを第2制御部404から出力される第3スイッチ信号S3に応答して奇数番目のシンボルブロック時間からフーリエ変換された結果R1,nと偶数番目のシンボルブロック時間からフーリエ変換された結果R2,nに分離し、分離された結果R1,n及びR2,nを第1ダイバシティ等化部406に出力する(第436段階)。この際、第1分離部402から第1ダイバシティ等化部406にR1,n及びR2,nが単位シンボルブロック時間毎に交互に出力される。第1分離部402の分離動作のために、第2制御部404はシンボルブロック時間毎にRnがR1,n及びR2,nとして交互に出力さるべく第3スイッチ信号S3を発して第1分離部402に出力する。
【０１８７】
第436段階後に、第1ダイバシティ等化部406は第1分離部402から出力されるR1,n及びR2,nと、２つのシンボルブロック信号が伝送されるチャンネルの特性H1,n及びH2,nを用いてチャンネル間干渉を除去し、チャンネル間干渉が除去された結果Z1,n及びZ2,nを分配部408及び410に各々出力する(第438段階)。ここで、第1ダイバシティ等化部406から出力されるZ1,n及びZ2,nの各大きさはMである。この際、第1ダイバシティ等化部406はチャンネル間干渉が除去された結果であるZ1,n及びZ2,nを同時に分配部408及び410に出力もでき、Z1,n及びZ2,nを分配部408及び410に単位シンボルブロック時間毎に交互に出力もできる。
【０１８８】
本発明の一実施例によれば、第1ダイバシティ等化部406は次の数式10のように最小平均自乗エラー(MMSE:Minimum Mean Square Error)方式によりチャンネル間干渉が除去された結果Z1,n及びZ2,nを計算しうる。
【０１８９】
【数１０】
2004531934.tif 000067
、
【０１９０】
ここで、n=0，1，．．．またはM-1であり、SNRはu番目ユーザシンボルとガウス雑音間の信号対雑音比を示し、次の数式11のように表現しうる。
【０１９１】
【数１１】
2004531934.tif 000068
【０１９２】
ここで、
2004531934.tif 000069
は各々ak(u)とnkとの平均電力を示す。
【０１９３】
本発明の他の実施例によれば、第1ダイバシティ等化部406は次の数式12のようにゼロフォース(zero forcing)方式によりチャンネル間干渉が除去された結果Z1,n、Z2,nを計算しうる。
【０１９４】
【数１２】
2004531934.tif 000070
【０１９５】
ここで、n=0，1，．．．またはM-1である。数式12は数式10において1/SNR=0とした結果であることが分かる。
【０１９６】
もし、αuγu=1/Luであれば数式10または12において、
2004531934.tif 000071
は次の数式13のように表現されうる。
【０１９７】
【数１３】
2004531934.tif 000072
【０１９８】
ここで、A1,nとA2,nは各々
2004531934.tif 000073
をフーリエ変換した結果を示し、
2004531934.tif 000074
は各々
2004531934.tif 000075
をフーリエ変換した結果を示し、h1,lは第1ブロック伝送部332から伝送されたシンボルブロック信号のチャンネルインパルス応答を示し、h2,lは第2ブロック伝送部334から伝送されたシンボルブロック信号のチャンネルインパルス応答を各々示す。
【０１９９】
第438段階後に、チャンネル間干渉が除去された結果Z1,n，Z2,nがu番目ユーザに対する結果
2004531934.tif 000076
である時、
2004531934.tif 000077
をMuポイント逆フーリエ変換して奇数番目及び偶数番目ユーザシンボルを求める(第440段階)。このために、第2ユーザシンボル抽出部394は分配部408及び410と第1ないし第2U逆フーリエ変換部412，．．．，414、416，．．．及び418を備えられる。分配部408は第1ダイバシティ等化部406から出力される結果Z1,nを第2制御部404から発生する選択信号SOに応答して第1ないし第U逆フーリエ変換部412，．．．及び414のうち１つであり、各ユーザ別に分配してu番目ユーザに対する信号Z1,n(u)として該当する逆フーリエ変換部412，．．．または414に出力する。また、分配部410は第1ダイバシティ等化部406から出力される結果Z2,nを第2制御部404から生じる選択信号SOに応答して第U+1ないし第2U逆フーリエ変換部416，．．．及び418のうち１つであり、各ユーザ別に分配してu番目ユーザに対する信号Z1,n(u)として該当する逆フーリエ変換部416，．．．または418に出力する。ここで、第2制御部404は第1制御部と同様に選択信号SOを生成する。
【０２００】
この際、第u逆フーリエ変換部412，．．．または414は分配部408から出力されるZ1,n(u)をMuポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果z1,k(u)をu番目ユーザに対する奇数番目ユーザシンボルとして第3推定値検出部396に出力する。また、第U+u逆フーリエ変換部416，．．．または418は分配部410から出力されるZ2,n(u)をMuポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果z2,k(u)をu番目ユーザに対する偶数番目ユーザシンボルとして第3推定値検出部396に出力する。
【０２０１】
第440段階後に、第3推定値検出部396は第2ユーザシンボル抽出部394から抽出されたu番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目のユーザシンボルz1,k(u)及びz2,k(u)から奇数番目及び偶数番目のユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000078
を検出する(第442段階)。このために、本発明によれば第3推定値検出部396は第1ないし第2U検出器420，．．．，422、424，．．．及び426を備えられる。第u検出器420，．．．または422は第u逆フーリエ変換部412，．．．または414から出力される結果z1,k(u)から奇数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000079
を検出し、第U+u検出器424，．．．または426は第U+u逆フーリエ変換部416，．．．または418から出力される結果z2,k(u)から偶数番目ユーザシンボルの推定値
2004531934.tif 000080
を検出する。
【０２０２】
以下、第2ユーザ受信部の本発明に係る望ましい一実施例の構成及び動作と第2ユーザ受信部で基地局情報を推定する本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を参照して次のように説明する。
【０２０３】
図32は、第2ユーザ受信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図であって、第4信号受信部450、第4前処理部452、第2基地局シンボル抽出部454及び第4推定値検出部456で構成される。
【０２０４】
図33は、図32に示された第2ユーザ受信部で基地局情報を推定する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、第2シンボルブロックで循環伸張シンボルを除去した結果から周波数領域でv番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目シンボルを抽出する段階(第480ないし第490段階)、奇数番目及び偶数番目のシンボルから基地局シンボルの推定値を検出する段階(第492段階)よりなる。
【０２０５】
図32に示された第2ユーザ受信部は第2基地局送信部から伝送された２つのシンボルブロック信号のうち何れか１つを受信し、受信したシンボルブロック信号からv番目ユーザに対する基地局シンボルを推定する。このために、まず、第2ユーザ受信部の第4信号受信部450は１つのシンボルブロック信号を入力端子IN2V+11を通じて受信し、受信したシンボルブロック信号を第2シンボルブロックに変換し、変換された第2シンボルブロックを第4前処理部452に出力する(第480段階)。
【０２０６】
第480段階後に、第4前処理部452は第4信号受信部450から入力した第2シンボルブロックの開始地点を探し、探した開始地点を基準に第2シンボルブロックで循環伸張シンボルを除去した結果rkを第2基地局シンボル抽出部454に出力する(第482段階)。
【０２０７】
第482段階後に、第2基地局シンボル抽出部454は第4前処理部452から出力される循環伸張シンボルが除去された結果rkからv番目ユーザの奇数番目及び偶数番目のシンボルだけを抽出し、抽出された奇数番目及び偶数番目のシンボルを第4推定値検出部456に出力する(第484ないし第490段階)。このために、第2基地局シンボル抽出部454は、例えば図32に示されたようにユーザ信号検出部460、第2分離部462、第3制御部464、第2ダイバシティ等化部466、第1及び第2逆フーリエ変換部468及び470として具現できる。
【０２０８】
第482段階後に、ユーザ信号検出部460は第4前処理部452から出力される循環伸張シンボルが除去された結果rkをフーリエ変換した結果からv番目ユーザの信号Rn(v)だけを検出し、検出されたv番目ユーザの信号Rn(v)を第2分離部462に出力する(第484段階)。
【０２０９】
以下、図32に示されたユーザ信号検出部460の本発明に係る望ましい実施例のそれぞれの構成及び動作を添付した図面を参照して次のように説明する。
【０２１０】
図34は、ユーザ信号検出部460についての本発明に係る望ましい一実施例460Aのブロック図であって、乗算器500、第2U+3後処理部502及びフーリエ変換部504で構成される。
【０２１１】
第484段階を行うために、乗算器500は第4前処理部452から出力されるrkとαvexp(-j2πknv/N)を乗算し、乗算された結果
2004531934.tif 000081
を第2U+3後処理部502に出力する。この際、第2U+3後処理部502は乗算器500で乗算された結果
2004531934.tif 000082
を前述した数式5のようにNv周期で重ねて足し、その結果rk(v)をフーリエ変換部504に出力する。この際、数式5でuをvに変え、MuをNvに変えればよい。フーリエ変換部504は第2U+3後処理部502から出力される重ねて加算した結果rk(v)をNvポイントフーリエ変換し、フーリエ変換した結果をv番目ユーザの信号Rn(v)として決定して第2分離部462に出力する。
【０２１２】
図35は、ユーザ信号検出部460についての本発明に係る望ましい他の実施例460Bのブロック図であって、フーリエ変換部510、スイッチ部512及び第1制御部514で構成される。
【０２１３】
第484段階を行うために、フーリエ変換部510は第4前処理部452から出力される結果rkをNポイントフーリエ変換し、フーリエ変換された結果Rnをスイッチ部512に出力する。この際、スイッチ部512はフーリエ変換部510から出力される結果Rnを第1制御部514から出力される選択信号S0に応答してRn(v)として第2分離部462に出力する。このために、第1制御部514は固有周波数オフセット番号nvとLvに応答して選択信号S0を発してスイッチ部512に出力する。
【０２１４】
一方、第484段階後に、第2分離部462はユーザ信号検出部460から出力されるRn(v)を第3制御部464から出力される第4スイッチ信号S4に応答して奇数番目のシンボルブロック時間で検出した信号R1,n(v)と偶数番目のシンボルブロック時間で検出した信号R2,n(v)とに分離し、分離された信号R1,n(v)、R2,n(v)を第2ダイバシティ等化部466に出力する(第486段階)。ここで、R1,n(v)及びR2,n(v)それぞれの大きさはNvである。この際、第2分離部462はR1,n(v)及びR2,n(v)を第2ダイバシティ等化部466に単位シンボルブロック時間毎に交互に出力する。このために、第3制御部464はシンボルブロック時間毎にRn(v)がR1,n(v)またはR2,n(v)として交互に第2ダイバシティ等化部466に出力さるべく第4スイッチ信号S4を発して第2分離部462に出力する。
【０２１５】
第486段階後に、第2ダイバシティ等化部466は第2分離部462から入力したR1,n(v)、R2,n(v)とH1,n(v)、H2,n(v)を用いてチャンネル間干渉を除去し、チャンネル間干渉を除去した結果Z1,n(v)及びZ2,n(v)を第1及び第2逆フーリエ変換部468及び470に各々出力する(第488段階)。この際、第2ダイバシティ等化部466はZ1,n(v)及びZ2,n(v)を第1及び第2逆フーリエ変換部468及び470に各々同時に出力しても、単位シンボルブロック時間毎にZ1,n(v)またはZ2,n(v)を第1または第2逆フーリエ変換部468または470に交互に出力しても良い。
【０２１６】
本発明に係る一実施例によれば、第2ダイバシティ等化部466は次の数式14のように最小平均自乗エラー方式によりZ1,n(v)、Z2,n(v)を計算できる。
【０２１７】
【数１４】
2004531934.tif 000083
【０２１８】
ここで、n=0，1，．．．またはMu-1で、SNRはv番目ユーザに対する基地局シンボルとガウス雑音間の信号対雑音比を示し、次の数式15のように表現されうる。
【０２１９】
【数１５】
2004531934.tif 000084
【０２２０】
ここで、
2004531934.tif 000085
は各々ak(v)とn'kの平均電力を示す。
【０２２１】
本発明に係る他の実施例によれば、第2ダイバシティ等化部466は次の数式16のようにゼロフォース方式によりZ1,n(v)、Z2,n(v)を計算しうる。
【０２２２】
【数１６】
2004531934.tif 000086
【０２２３】
ここで、n=0，1，．．．またはMu-1である。
【０２２４】
もし、αvγv=1/Lvであれば数式14または16において、
2004531934.tif 000087
は次の数式17のように表現されうる。
【０２２５】
【数１７】
2004531934.tif 000088
【０２２６】
ここで、
2004531934.tif 000089
は各々
2004531934.tif 000090
をフーリエ変換した結果を示し、
2004531934.tif 000091
は各々
2004531934.tif 000092
をフーリエ変換した結果を示し、h1,lは第3ブロック伝送部354でシンボルブロック信号を伝送した時、受信されたシンボルブロック信号のチャンネルインパルス応答を示し、h2,lは第4ブロック伝送部356でシンボルブロック信号を伝送した時に受信されたシンボルブロック信号のチャンネルインパルス応答を各々示す。
【０２２７】
第488段階後に、第1逆フーリエ変換部468は第2ダイバシティ等化部466から出力されるチャンネル間干渉が除去された結果
2004531934.tif 000093
をNvポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果
2004531934.tif 000094
をv番目ユーザの奇数番目シンボルとして第4推定値検出部456に出力し、第2逆フーリエ変換部470は第2ダイバシティ等化部466から出力されるチャンネル間干渉が除去された結果
2004531934.tif 000095
をNvポイント逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換された結果
2004531934.tif 000096
をv番目ユーザの偶数番目シンボルとして第4推定値検出部456に出力する(第490段階)。
【０２２８】
第490段階後に、第4推定値検出部456は第2基地局シンボル抽出部454で抽出された奇数番目及び偶数番目のシンボルからv番目ユーザに対する奇数番目及び偶数番目の基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000097
を検出する(第492段階)。このために、第4推定値検出部456は、例えば図32に示されたように第1及び第2検出器472及び474で構成されうる。
【０２２９】
第1検出器472は第1逆フーリエ変換部468で逆フーリエ変換された結果
2004531934.tif 000098
からv番目ユーザに対する奇数番目基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000099
を検出する。また、第2検出器474は第2逆フーリエ変換部470で逆フーリエ変換された結果
2004531934.tif 000100
からv番目ユーザに対する偶数番目基地局シンボルの推定値
2004531934.tif 000101
を検出する。
【０２３０】
一方、図12及び図13に示された分配部172及び184、図29に示された第1及び第2スイッチ部370及び372、図30に示された第1分離部402、分配部408及び410及び図32に示された第2分離部462各々はスイッチやデマルチプレクサで具現されうる。
【０２３１】
また、図9、図16、図30及び図32に各々示された第1、第2、第3及び第4信号受信部130、240、390及び450各々は次の通り構成されうる。
【０２３２】
図36は、第1、第2、第3及び第4信号受信部130、240、390及び450各々に対する一般的なブロック図であって、アンテナ520、低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)524、帯域通過フィルター(BPF:Band Pass Filter)526、乗算器528、第2局部発振部530、第2低域通過フィルター(LPF)532及びアナログ/デジタル変換器(ADC:Analog to Digital Converter)534で構成される。
【０２３３】
図36を参照すれば、LNA524はアンテナ520を通じて受信した信号を増幅し、増幅された結果をBPF526に出力する。BPF526はLNA524で増幅された結果を帯域通過フィルターリングし、フィルターリングされた結果を乗算器528に出力する。乗算器528はBPF526で帯域通過フィルターリングされた結果と第2局部発振部530から出力される周波数-fcを有するキャリア信号とを乗算し、乗算された結果をベースバンド信号として第2LPF 532に出力する。この際、第2LPF 532はベースバンド信号を低域通過フィルターリングし、低域通過フィルターリングした結果をADC 534に出力する。ADC 534は第2LPF 532でフィルターリングされたアナログ形態の信号をデジタル形態の信号に変換し、変換されたデジタル形態の信号を出力端子OUT13を通じて該当する前処理部132、242、392または452に第1または第2シンボルブロックとして出力する。
【０２３４】
一方、図12、図13、図19、図20、図23、図30、図34及び図35に示されたフーリエ変換部170、180、270、280、310、400、504及び510各々で行われるフーリエ変換は離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)または高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)ができる。したがって、図12、図13、図19、図20、図23、図30及び図32に示された逆フーリエ変換部174，．．．，176，186，．．．，188，276，288，314，412，．．．，414，416，．．．，418，468及び470各々で行われる逆フーリエ変換は逆離散フーリエ変換(IDFT:Inverse Discrete Fourier Transform)または逆高速離散フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)ができる。
【０２３５】
以下、各ユーザに割当てられた周波数オフセット番号muまたはnvを求める本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を参照して次のように説明する。
【０２３６】
図37は、周波数オフセット番号を求める本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、LuまたはLv値を用いて周波数オフセット番号を求める段階(第540ないし第546段階)よりなる。
【０２３７】
図37を参照すれば、本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信方法は周波数オフセット番号muまたはnvを求めるために、まず、UまたはV名の全てのユーザに対してLuまたはLvの増加順に整列する(第540段階)。第540段階後に、ユーザインデックスuまたはvと周波数オフセット番号muまたはnvを初期化する(第542段階)。
【０２３８】
第542段階後に、ユーザインデックスuまたはvを1だけ増加させ、次の数式18を満足するbl∈[0，1]の値を求め、次の数式18で求めたblを用いて次の数式19のような周波数オフセット番号muまたはnvを求める(第544段階)。
【０２３９】
【数１８】
2004531934.tif 000102
【０２４０】
【数１９】
2004531934.tif 000103
【０２４１】
第544段階後に、ユーザインデックスuまたはvがユーザの数UまたはVより少ないか否かを判断する(第546段階)。もし、ユーザインデックスuまたはvがユーザの数UまたはVより少ないと判断されれば第544段階に進む。しかし、ユーザインデックスuまたはvがユーザの数UまたはVより少なくないと判断されれば周波数オフセット番号を求めるデータ通信方法を終了する。
【０２４２】
本発明に係る一実施例によれば、第542段階はユーザインデックスuまたはvを1に初期化し、周波数オフセット番号muまたはnvを0に初期化する。この際、第544段階は数式19のように周波数オフセット番号muまたはnvを求める。
【０２４３】
本発明に係る他の実施例によれば、第542段階はユーザインデックスuまたはvを1に初期化し、周波数オフセット番号muまたはnvをL1-1に初期化する。この際、第544段階は次の数式20のように周波数オフセット番号muまたはnvを求める。
【０２４４】
【数２０】
2004531934.tif 000104
【０２４５】
以下、前述したように求めた周波数オフセット番号muまたはnvを用いて単位シンボルブロックを複数のユーザが共有できるということを添付した図面を参照して次のように説明する。この際、ユーザの数UまたはVは4人であると仮定する。
【０２４６】
図38は、4人のユーザが同時に同じ速度で情報を伝送する場合、時間領域でのシンボルxk(1), xk(2), xk(3),及びxk(4)と周波数領域でのシンボルXn(1), Xn(2), Xn(3)及びand Xn(4)を示す図面である。
【０２４７】
図38を参照すれば、4人のユーザがMまたはNの主要シンボル550を共有する時、すなわち、各ユーザがMu(=M/4)またはNv(N/4)ずつユーザシンボル552を伝送するならば、4人のユーザに割当てられた周波数オフセット番号muまたはnvは各々0，1，2及び3になる。この際、uまたはv番目ユーザに割当てられたM/4またはN/4のシンボルを4回繰り返して大きさがMまたはNである主要シンボルを作る。この際、大きさがMまたはNである主要シンボルの周波数特性は図38に示されたように、4n[ここで、n=0，1，．．．及び(N/4またはM/4)-1]でのみ0でなく、残りの周波数では信号値Xn(1), Xn(2), Xn(3)またはXn(4)が全て0となる。
【０２４８】
次いで、大きさがMまたはNである主要シンボルにexp(j2πkmu/M)またはexp(j2πknv/M)を乗算し、その周波数が周波数オフセット番号muまたはnvだけ移動する乗算された結果のスペクトルを見れば、周波数4n'+muまたは4n'+nvで0でなく、残りの周波数で0となる。結局、図38に示されたように、4人のユーザに対する周波数領域でのシンボルXn(1), Xn(2), Xn(3)またはXn(4)が相異なる周波数領域を占めるので、周波数領域において各信号は相互干渉を起こさない。
【０２４９】
図39は、4人のユーザが同時に異なる速度でデータを伝送する場合、時間領域でのシンボルxk(1), xk(2), xk(3)及びxk(4)と周波数領域でのシンボルXn(1), Xn(2), Xn(3)及びXn(4)を示す図面である。
【０２５０】
図39を参照すれば、4人のユーザがMまたはNの主要シンボル550を相異なって共有する時、すなわち、4人のユーザ各々がMまたはNの主要シンボル550でM/2(または、N/2)シンボル554、M/4(または、N/4)シンボル552、M/8(または、N/8)シンボル556及びM/8(または、N/8)シンボル558ずつユーザシンボルを伝送するとすれば、4人のユーザに割当てられた周波数オフセット番号muまたはnvは各々0，1，3及び7になる。この際、最初のユーザにはM/2(または、N/2)シンボル554を2回繰り返して大きさがM(または、N)である主要シンボルxk(1)を作り、２番目のユーザにはM/4(または、N/4)のシンボル552を4回繰り返して大きさがM(または、N)である主要シンボルxk(2)を作り、３番目のユーザにはM/8(または、N/8)のシンボル556を8回繰り返して大きさがM(または、N)である主要シンボルxk(3)を作り、４番目のユーザにはM/8(または、N/8)のシンボル558を8回繰り返して大きさがM(または、N)である主要シンボルxk(4)を作る。
【０２５１】
次いで、大きさがMまたはNである主要シンボルにexp(j2πkmu/M)またはexp(j2πknv/M)を乗算すれば、図39に示されたように4人のユーザに対する周波数領域でのシンボルXn(1), Xn(2), Xn(3)及びXn(4)が相異なる周波数領域を占めるので、周波数領域において各信号は相互干渉を起こさない。
【０２５２】
もし、各ユーザが占める周波数SuまたはSvが次の数式21のようであるとすれば、周波数オフセット番号muまたはnvはユーザが周波数を相互重ならないように次の数式22のように選択される。
【０２５３】
【数２１】
2004531934.tif 000105
【０２５４】
【数２２】
2004531934.tif 000106
【０２５５】
ここで、i≠jである。
【０２５６】
この際、図37に示された周波数オフセットを求める本発明に係るデータ通信方法は数式22を満足することが分かる。
【０２５７】
以下、チャンネル推定用パイロットシンボルを生成する本発明に係るデータ通信方法を添付した図面を次の通り説明する。
【０２５８】
図40は、パイロットシンボルを生成する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートであって、基準パイロットシンボルシーケンスを設定した後でパイロットシンボルを生成する段階(第560及び第562段階)よりなる。
【０２５９】
図40を参照すれば、OFDMAに基づくデータ通信方法は少なくとも2M(または、2N)のシンボルを含むチャンネル推定用パイロットシンボルを生成するために、まずユーザ側10及び基地局側20に既知のM(または、N)の基準パイロットシンボルシーケンスd[k]を設定する(第560段階)。ここで、[k]は集合を示す。
【０２６０】
第560段階後に、uまたはv番目ユーザのためのパイロットシンボルd(u)[e]またはd(v)[e])を求める(第562段階)。
【０２６１】
本発明に係る一実施例によれば、uまたはv番目ユーザのパイロットシンボルd(u)[e]または、d(v)[e]）は次の数式23のように求められる。
【０２６２】
【数２３】
2004531934.tif 000107
【０２６３】
本発明に係る他の実施例によれば、uまたはv番目ユーザのパイロットシンボルd(u)[e]または、d(v)[e]は次の数式24のように求められる。
【０２６４】
【数２４】
2004531934.tif 000108
【０２６５】
ここで、
2004531934.tif 000109
であり、S0=0である。
【０２６６】
数式23または数式24のように生成したパイロットシンボルはスペクトルが特定周波数に集中されうる。したがって、本発明に係るデータ通信方法はパイロットシンボルの位相を任意に変更してパイロットシンボルのスペクトルを全て周波数領域に亙って一定に分散して分布させる。例えば、パイロットシンボルが位相シフトキーング(PSK)シンボルである時、数式23または24のように生成したパイロットシンボルd(u)[e]または、d(v)[e]の位相を次の数式25のように変更して新しいパイロットシンボルd(u)[e]'またはd(v)[e]'を求める。
【０２６７】
【数２５】
2004531934.tif 000110
【０２６８】
一方、図40に示された第560及び第562段階はタイムスロット単位であるユーザに対するパイロットシンボルを生成するために第1または第2ユーザ送信部で行われても、与えられたタイムスロットを同時に使用する全てのユーザ各々に対してパイロットシンボルを生成するために第1または第2基地局送信部で行われても良い。この場合、第1または第2ユーザ送信部はユーザシンボルの代りに第562段階で生成されたパイロットシンボルを入力し、第1または第2基地局送信部は基地局シンボルの代りに第562段階で生成されたパイロットシンボルを入力する。この際、第1及び第2ユーザまたは基地局送信部は入力したユーザシンボルまたは基地局シンボルから第1または第2シンボルブロックを生成するように、入力したパイロットシンボルからパイロットシンボルブロックを生成する。
【０２６９】
以下、多様な無線通信環境に適用される本発明に係るOFDMAに基づくデータ通信装置及び方法について添付した図面を参照して次の通り説明する。
【０２７０】
図41は、本発明に係るデータ通信装置及び方法がセルラー通信環境に適用される時、フレームの構造を示す図面である。
【０２７１】
まず、本発明に係るデータ通信装置及び方法はセルラー個人携帯通信という無線通信環境に適用しうる。例えば、本発明に係るデータ通信装置は汎用移動通信サービス(UMTS:Universal Mobile Telecommunications Services)の光帯域コード分割多重接続(WCDMA:Wideband Code Division Multiple Access)周波数分割デュプレックス(FDD:Frequency Division Duplex)方式の仕様に合わせて設計されうる。この場合、単位フレーム570の長さを、例えば10msとし、単位フレーム570には15個のタイムスロットが存在し、１タイムスロット572は2560個のサンプル(または、シンボル)よりなっていると仮定する。したがって、サンプリング速度Rは15*2560/10、すなわち、3.84Msps(Mega sampling per second)となる。基本シンボルブロック586で主要シンボル584の長さMまたはNは128サンプル39.58ms)よりなっており、循環伸張シンボル582の長さが24サンプル6.25msであれば、基本シンボルブロック586の長さは152サンプル39.58msとなる。各タイムスロット572は最前方にパイロットシンボルブロック574を備えて受信部の信号同期とチャンネル推定とを支援しうる。ここで、パイロットシンボルブロック574は24サンプルよりなる循環伸張ブロック576と主要シンボル584に2倍のシンボル578を有するので、総280サンプルよりなる。パイロットシンボルブロック574の次には総15個のシンボルブロック0，1，2．．．，11，12，13及び14が備えられている。したがって、2560個のサンプルよりなるタイムスロット572当り伝送される実際シンボルの数は総15*M(または、15*N)=1920個であるので、タイムスロット効率は1920/2560=3/4となる。
【０２７２】
もし、前述したセルラー個人携帯通信に適用される本発明に係るデータ通信装置及び方法の最大情報伝送速度は、スロット効率が3/4であり、コード比率が1/2であり、最大64QAMを伝送できると仮定する時、次の数式26のように表現される。
【０２７３】
【数２６】
2004531934.tif 000111
【０２７４】
この際、前述したセルラー個人携帯通信に適用される本発明に係るデータ通信装置及び方法の最小データ伝送速度は、ユーザシンボルがBPSKであり、１フレーム当り１タイムスロットでのみ伝送し(すなわち、1/15)、Mu(または、Nv)を1にし、１シンボルブロック当り１シンボルデータのみを伝送すると仮定する時、すなわち、Mu/M(または、Nv/N)=1/128であると仮定する時、次の数式27のように表現される。
【０２７５】
【数２７】
2004531934.tif 000112
【０２７６】
数式26及び27から分かるように、セルラー個人携帯通信に適用される本発明に係るデータ通信装置及び方法は多様な情報伝送速度を提供でき、MuまたはNvを少なくするほど受信部で使われる等化部のハードウェア大きさをそれほど簡単にできる特性を有する。例えば、第1または第2ユーザ受信部を廉価に具現しようとする時、最大Mu(または、Nv)値を32または64に制限すればよい。この際、第1または第2ユーザ受信部の最大データ伝送速度は次の数式28のように表現される。
【０２７７】
【数２８】
2004531934.tif 000113
【０２７８】
ここで、使用可能なQAMの種類も制限し、Mu(または、Nv)が16である時、最大4QAMにし、32である時に最大16QAMにし、64である時に最大32QAMにした。
【０２７９】
結局、本発明に係るデータ通信装置及び方法は１つのデータフォーマットだけを使用するセルラー個人携帯通信環境に適用される時、ハードウェア複雑度が相異なるユーザ及び基地局受信部を具現可能にする。
【０２８０】
次いで、本発明に係るデータ通信装置及び方法は無線LAN環境に適用されうる。この場合、サンプリング速度は16MHz、循環伸張ブロックは16サンプル 1msよりなっており、単位シンボルブロックの主要シンボルは64サンプル4msよりなっているので、単位シンボルブロックは総80サンプル5msよりなる。この際、第1及び第2ユーザ及び基地局受信部はMuまたはNv値をデータ通信の速度によって適切に選択しうる。
【図面の簡単な説明】
【０２８１】
【図１】図1は、本発明に係る直交周波数分割多重接続に基づくデータ通信装置の概略的なブロック図である。
【図２】図2は、フレーム、タイムスロット及び第1シンボルブロック間の関係を説明するためのデータフォーマットである。
【図３】図3は、図2に示された第1シンボルブロックのフォーマットを説明するための図面である。
【図４】図4は、第1ユーザ送信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図である。
【図５】図5は、第1ユーザ送信部で行われる本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図6は第1基地局送信部の本発明による望ましい一実施例のブロック図である。
【図７】図7は第1基地局送信部で行われる本発明によるデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】図8は、第1または第2信号伝送部の一般的なブロック図である。
【図９】図9は、第1基地局受信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図である。
【図１０】図10は、第1基地局受信部で行われる本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図11は、第1ユーザシンボル抽出部及び第1推定値検出部の本発明に係る一実施例のブロック図である。
【図１２】図12は、第1ユーザシンボル抽出部及び第1推定値検出部の本発明に係る他の実施例のブロック図である。
【図１３】図13ないし図15は、各々第1ユーザシンボル抽出部及び第1推定値検出部の本発明に係るさらに他の実施例のブロック図である。
【図１４】図13ないし図15は、各々第1ユーザシンボル抽出部及び第1推定値検出部の本発明に係るさらに他の実施例のブロック図である。
【図１５】図13ないし図15は、各々第1ユーザシンボル抽出部及び第1推定値検出部の本発明に係るさらに他の実施例のブロック図である。
【図１６】図16は、第1ユーザ受信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図である。
【図１７】図17は、第1ユーザ受信部で行われる本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図18は、第1基地局シンボル抽出部の本発明に係る一実施例のブロック図である。
【図１９】図19は、第1基地局シンボル抽出部の本発明に係る他の実施例のブロック図である。
【図２０】図20ないし図22は、各々第1基地局シンボル抽出部の本発明に係るさらに他の実施例のブロック図である。
【図２１】図20ないし図22は、各々第1基地局シンボル抽出部の本発明に係るさらに他の実施例のブロック図である。
【図２２】図20ないし図22は、各々第1基地局シンボル抽出部の本発明に係るさらに他の実施例のブロック図である。
【図２３】図23は、第1ないし第U+3時間等化部それぞれの本発明に係る一実施例のブロック図である。
【図２４】図24は、第2ないし第U+1及び第U+3時間等化部それぞれの本発明に係る他の実施例のブロック図である。
【図２５】図25は、第2ユーザ送信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図である。
【図２６】図26は、第2ユーザ送信部で行われる本発明によるデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図２７】図27は、第2基地局送信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図である。
【図２８】図28は、第2基地局送信部で行われる本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図２９】図29は、第1ないし第V+1ダイバシティ信号生成部各々に対する本発明に係る一実施例のブロック図である。
【図３０】図30は、第2基地局受信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図である。
【図３１】図31は、第2基地局受信部で行われる本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図３２】図32は、第2ユーザ受信部の本発明に係る望ましい一実施例のブロック図である。
【図３３】図33は、第2ユーザ受信部で行われる本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図３４】図34は、ユーザ信号検出部に関する本発明に係る一実施例のブロック図である。
【図３５】図35は、ユーザ信号検出部に関する本発明に係る他の実施例のブロック図である。
【図３６】図36は、第1、第2、第3及び第4信号受信部各々に対する一般的なブロック図である。
【図３７】図37は、周波数オフセット番号を求める本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図３８】図38は、4人のユーザが同時に同じ速度で情報を伝送する場合、時間及び周波数領域でのシンボルを示す図面である。
【図３９】図39は、4人のユーザが同時に異なる速度でデータを伝送する場合、時間及び周波数領域でのシンボルを示す図面である。
【図４０】図40は、パイロットシンボルを生成する本発明に係るデータ通信方法を説明するためのフローチャートである。
【図４１】図41は、本発明に係るデータ通信装置及び方法がセルラー通信環境に適用される時のフレームの構造を示す図面である。
【図１】
2004531934.tif 000222
【図２】
2004531934.tif 000223
【図３】
2004531934.tif 000224
【図４】
2004531934.tif 000225
【図５】
2004531934.tif 000226
【図６】
2004531934.tif 000227
【図７】
2004531934.tif 000228
【図８】
2004531934.tif 000229
【図９】
2004531934.tif 000230
【図１０】
2004531934.tif 000231
【図１１】
2004531934.tif 000232
【図１２】
2004531934.tif 000233
【図１３】
2004531934.tif 000234
【図１４】
2004531934.tif 000235
【図１５】
2004531934.tif 000236
【図１６】
2004531934.tif 000237
【図１７】
2004531934.tif 000238
【図１８】
2004531934.tif 000239
【図１９】
2004531934.tif 000240
【図２０】
2004531934.tif 000241
【図２１】
2004531934.tif 000242
【図２２】
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【図２３】
2004531934.tif 000244
【図２４】
2004531934.tif 000245
【図２５】
2004531934.tif 000246
【図２６】
2004531934.tif 000247
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2004531934.tif 000250
【図３０】
2004531934.tif 000251
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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