(57)【要約】【課題】移動しながら受信する際の受信特性を改善することができる無線通信装置、集積回路、送信方法、受信方法及び通信方法を提供することである。【解決手段】実施形態の無線通信装置は、シンボルマッパとサブキャリアマッパと逆フーリエ変換処理部とを持つ。無線通信装置は複数のアンテナに接続される。シンボルマッパは、移動体向けのコンテンツを含むデータ列を変調シンボルにマッピングする。サブキャリアマッパは、各アンテナから送信される送信信号が含む複数のサブキャリアに変調シンボルを割り当てる。このとき、複数のサブキャリアのうち移動体向けのコンテンツの伝送用の周波数帯に含まれる連続するサブキャリアから所定の間隔で選択されたサブキャリアに変調シンボルを、周波数帯の他のサブキャリアに０を割り当てる。逆フーリエ変換処理部は、アンテナごとに設けられ、複数のサブキャリアの信号を逆フーリエ変換で送信信号に変換する。【選択図】図５
2016127544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナに接続された無線通信装置であって、
移動体向けのコンテンツを含むデータ列を変調シンボルにマッピングするシンボルマッパと、
前記アンテナそれぞれから送信される送信信号が含む複数のサブキャリアに前記変調シンボルを割り当てるサブキャリアマッパと、
前記アンテナごとに設けられ、前記複数のサブキャリアの信号を逆フーリエ変換により前記送信信号に変換する逆フーリエ変換処理部と
を備え、
前記サブキャリアマッパは、前記複数のサブキャリアのうち前記移動体向けのコンテンツの伝送に用いられる周波数帯に含まれる連続するサブキャリアから所定の間隔で選択されたサブキャリアに前記変調シンボルを割り当て、前記周波数帯に含まれる他のサブキャリアに０を割り当てる、
無線通信装置。
【請求項２】
前記アンテナごとに設けられ、前記送信信号を対応するアンテナから送出するＲＦ処理部を更に備える、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記サブキャリアマッパは、前記変調シンボルを割り当てたサブキャリアの信号を、前記複数のアンテナのうちいずれか一つのアンテナに対応する前記逆フーリエ変換処理部に供給する、
請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記サブキャリアマッパは、前記変調シンボルを割り当てたサブキャリアの信号を、前記複数のアンテナのうち一部のアンテナに対応する前記逆フーリエ変換処理部に供給する、
請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記サブキャリアマッパは、前記一部のアンテナに対応する前記逆フーリエ変換処理部に供給するサブキャリアの信号に、前記一部のアンテナ間で異なるデータ列の前記変調シンボルを割り当てる、
請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記サブキャリアマッパは、前記一部のアンテナに対応する前記逆フーリエ変換処理部それぞれに対して、他の前記逆フーリエ変換処理部に割り当てられるサブキャリアと異なるサブキャリアを割り当てる、
請求項４又は請求項５のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記ＲＦ処理部は、前記周波数帯に含まれる連続するサブキャリアのうち前記変調シンボルが割り当てられるサブキャリアを示す割当情報を送信する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
複数のアンテナに接続された無線通信装置であって、
前記アンテナごとに設けられ、前記アンテナで受信した受信信号から予め定められた周波数帯の成分を含む時間領域の信号を抽出するフィルタと、
前記周波数帯に含まれる連続するサブキャリアのうち所定の間隔で選択されたサブキャリアの数をポイント数とするフーリエ変換により、前記時間領域の信号それぞれを周波数領域の信号に変換するフーリエ変換処理部と、
前記周波数領域の信号それぞれを変調シンボル列に変換するデコーダと、
前記変調シンボル列を復調してデータ列を取得するシンボルデマッパと
を備え、
前記フーリエ変換処理部は、前記時間領域の信号それぞれに対するフーリエ変換を異なるタイミングで行う、
無線通信装置。
【請求項９】
前記複数のアンテナで受信された前記受信信号を取得するＲＦ処理部を更に備える、
請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の無線通信装置を含む集積回路。
【請求項１１】
請求項１０に記載の集積回路と、
前記複数のアンテナと
を備えた無線通信装置。
【請求項１２】
請求項８又は請求項９のいずれか一項に記載の無線通信装置を含む集積回路。
【請求項１３】
請求項１２に記載の集積回路と、
前記複数のアンテナと
を備えた無線通信装置。
【請求項１４】
複数のアンテナに接続された無線通信装置における送信方法であって、
移動体向けのコンテンツを含むデータ列を変調シンボルにマッピングするシンボルマッピング過程と、
前記アンテナそれぞれから送信される送信信号が含む複数のサブキャリアに前記変調シンボルを割り当てるサブキャリアマッピング過程と、
前記アンテナごとに行われ、前記複数のサブキャリアの信号を逆フーリエ変換により前記送信信号に変換する逆フーリエ変換処理過程と
を含み、
前記サブキャリアマッピング過程では、前記複数のサブキャリアのうち前記移動体向けのコンテンツの伝送に用いられる周波数帯に含まれる連続するサブキャリアから所定の間隔で選択されたサブキャリアに前記変調シンボルを割り当て、前記周波数帯に含まれる他のサブキャリアに０を割り当てる、
送信方法。
【請求項１５】
複数のアンテナに接続された無線通信装置における受信方法であって、
前記アンテナごとに行われ、前記アンテナで受信した信号から予め定められた周波数帯の成分を含む時間領域の信号を抽出する抽出過程と、
前記周波数帯に含まれる連続するサブキャリアのうち所定の間隔で選択されたサブキャリアの数をポイント数とするフーリエ変換により、前記時間領域の信号それぞれを周波数領域の信号に変換するフーリエ変換処理過程と、
前記周波数領域の信号それぞれを変調シンボル列に変換するデコード過程と、
前記変調シンボル列を復調してデータ列を取得するシンボルデマッピング過程と
を含み、
前記フーリエ変換処理過程では、前記時間領域の信号それぞれに対するフーリエ変換を異なるタイミングで行う、
受信方法。
【請求項１６】
複数の第１のアンテナに接続された第１の無線通信装置と複数の第２のアンテナに接続された第２の無線通信装置とを備える無線通信システムにおける通信方法であって、
移動体向けのコンテンツを含むデータ列を変調シンボルにマッピングするシンボルマッピング過程と、
前記第１のアンテナそれぞれから送信される送信信号が含む複数のサブキャリアに前記変調シンボルを割り当てるサブキャリアマッピング過程と、
前記第１のアンテナごとに行われ、前記複数のサブキャリアの信号を逆フーリエ変換により前記送信信号に変換する逆フーリエ変換処理過程と、
前記第２のアンテナごとに行われ、前記第２のアンテナで受信した前記送信信号から予め定められた周波数帯の成分を含む時間領域の信号を抽出する抽出過程と、
前記周波数帯に含まれる連続するサブキャリアのうち所定の間隔で選択されたサブキャリアの数をポイント数とするフーリエ変換により、前記時間領域の信号それぞれを周波数領域の信号に変換するフーリエ変換処理過程と、
前記周波数領域の信号それぞれを変調シンボル列に変換するデコード過程と、
前記変調シンボル列を復調してデータ列を取得するシンボルデマッピング過程と、
を含み、
前記周波数帯は、前記複数のサブキャリアのうち前記移動体向けのコンテンツの伝送に用いられる連続するサブキャリアを含み、
前記サブキャリアマッピング過程では、前記連続するサブキャリアから所定の間隔で選択されたサブキャリアに前記変調シンボルを割り当て、前記周波数帯に含まれる他のサブキャリアに０を割り当て、
前記フーリエ変換処理過程では、前記時間領域の信号それぞれに対するフーリエ変換を異なるタイミングで行う、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信装置、集積回路、送信方法、受信方法及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）を用いる放送方式には、固定受信装置向けのコンテンツと移動受信装置向けのコンテンツとをＮＦＦＴポイントＩＦＦＴにより周波数軸上のサブキャリアに多重する放送方式がある。この放送方式において、伝送容量を拡大するために、放送に用いる周波数帯域を一定にしつつサブキャリアの本数（ＮＦＦＴ）を増加させる傾向にある。
【０００３】
放送に用いるＯＦＤＭ信号の周波数帯域Ｂ［Ｈｚ］を一定して又は微増に留めてサブキャリア本数ＮＦＦＴを増加させると、サブキャリア間隔ｆs［Ｈｚ］（＝Ｂ／ＮＦＦＴ）は狭まることになる。時間領域ではＯＦＤＭ信号の信号長（ＯＦＤＭシンボル長）が長くなる。そのため、伝搬チャネル特性の時間変動、例えばドップラー変動により、移動しながら受信する装置における受信特性が劣化する可能性があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」（ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１）、２．２版、一般社団法人電波産業会、平成２６年３月
【非特許文献２】村山研一、「次世代地上放送に向けた大容量伝送方式」、ＮＨＫ技研Ｒ＆Ｄ、２０１２年１１月、Ｎｏ．１３６、ｐ．８−１５
【発明の概要】
【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課題は、移動しながら受信する際の受信特性を改善することができる無線通信装置、集積回路、送信方法、受信方法及び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】
【０００６】
実施形態の無線通信装置は、シンボルマッパと、サブキャリアマッパと、逆フーリエ変換処理部とを持つ。無線通信装置は、複数のアンテナに接続される。シンボルマッパは、移動体向けのコンテンツを含むデータ列を変調シンボルにマッピングする。サブキャリアマッパは、前記アンテナそれぞれから送信される送信信号が含む複数のサブキャリアに前記変調シンボルを割り当てる。また、サブキャリアマッパは、複数のサブキャリアのうち前記移動体向けのコンテンツの伝送に用いられる周波数帯に含まれる連続するサブキャリアから所定の間隔で選択されたサブキャリアに前記変調シンボルを割り当て、前記周波数帯に含まれる他のサブキャリアに０を割り当てる。逆フーリエ変換処理部は、前記アンテナごとに設けられ、前記複数のサブキャリアの信号を逆フーリエ変換により送信信号に変換する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ＯＦＤＭ信号の生成について説明する第１の図。
【図２】ＯＦＤＭ信号の生成について説明する第２の図。
【図３】ＯＦＤＭ信号におけるセグメントの概要を示す図。
【図４】第１の実施形態における変調シンボルの割り当ての一例を示す図。
【図５】無線通信装置の送信に関する構成を示すブロック図。
【図６】無線通信装置の受信に関する構成を示すブロック図。
【図７】第２の実施形態における変調シンボルの割り当ての一例を示す図。
【図８】無線通信装置の受信に関する構成を示すブロック図。
【図９】無線通信装置におけるＦＦＴウィンドウの設定例を示す図。
【図１０】第３の実施形態における変調シンボルの割り当ての一例を示す図。
【図１１】無線通信装置の受信に関する構成を示すブロック図。
【図１２】第４の実施形態における受信装置の第１の斜視図。
【図１３】受信装置の第２の斜視図。
【図１４】受信装置の第３の斜視図。
【図１５】第５の実施形態における送信装置の概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の無線通信装置、集積回路、送信方法、受信方法及び通信方法を、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。
【０００９】
図１及び図２は、ＯＦＤＭ信号の生成について説明する図である。図１において横軸は周波数を示す。ＢはＯＦＤＭ信号の送信において用いられる周波数帯域である。図２において横軸は時間を示す。ＴｓｙｍはＯＦＤＭシンボル時間である。ＮＦＦＴ個の変調シンボルＸｌが、互いに直交する周波数キャリアに多重されて送信される。変調シンボルＸｌは、実数又は複素数であり、サブキャリアマッパでサブキャリアｌに割り当てられた変調シンボルである。図１に示すように、ＮＦＦＴ本のサブキャリアの間隔は、等間隔であり、ｆｓ［Ｈｚ］である。また、図２に示すように、サンプル間隔は、Ｔｓ［ｓｅｃ］である。これらのパラメータには、ｆｓ＝（１／（ＮＦＦＴ×Ｔｓ））の関係がある。変調シンボルＸｌに対してＮＦＦＴポイントの逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実施することで、式（１）で表されるＯＦＤＭ信号におけるｎ番目のサンプルｘｎが得られる。
【００１０】
【数１】
2016127544.tif 000003
【００１１】
１つのＯＦＤＭ信号の中に受信装置群に対する異なるコンテンツを多重することがある。例えば、非特許文献１では、コンテンツを多重化する概念を階層多重と呼んでいる。以下の各実施形態では、少なくとも２つの階層を多重する場合について説明する。２つの階層には第１階層と第２階層とが含まれる。第１階層は移動体向けのコンテンツとし、第２階層は固定受信装置向けのコンテンツとする。また、第１階層及び第２階層に、移動体向けのコンテンツの第３階層を加えて説明する場合もある。階層の総数をＮＨ（１以上の整数）で表す。
【００１２】
階層に関連して、ＯＦＤＭ信号におけるセグメントについて説明する。図３は、ＯＦＤＭ信号におけるセグメントの概要を示す図である。図３において横軸は周波数を示す。非特許文献１には、ＯＦＤＭ信号の帯域を、連続する帯域に分割することが記載されている。分割された帯域をセグメントという。図３には、ＮＦＦＴ本のサブキャリアを含むＯＦＤＭ信号を３つのセグメントに分割する例が示されている。ｉ番目のセグメントのサブキャリア数をＮ’ＦＦＴ（ｉ）と表記すると、式（２）が成り立つ。各階層のコンテンツそれぞれは、所定のセグメントに割り当てられる。
【００１３】
【数２】
2016127544.tif 000004
【００１４】
放送や通信などの無線通信を用いるシステムでは、空間多重による伝送容量の拡大、あるいはダイバーシチオーダの拡大による通信品質の改善を目的として、送信側の無線通信装置及び受信側の無線通信装置のいずれか又は両方で複数のアンテナを利用するマルチアンテナシステムが用いられる場合がある。また、同様の目的で、水平偏波と垂直偏波との２つの偏波面、あるいは右旋円偏波と左旋円偏波との２つの偏波回転方向が用いられる場合がある。本明細書では、「アンテナ」、「偏波面」及び「偏波回転方向」の用語を区別せずに「アンテナ」と表記する。また、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置とが備えるアンテナの数は、それぞれＮＴｘ、ＮＲｘと表記する。
【００１５】
送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との相対的な位置が時間的に変化する場合、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間の伝搬チャネルの振幅と位相との特性が時間的に変化する。相対的な位置の変化によるドップラー変動は、一般的に、複数の周波数成分ｆＤ［Ｈｚ］で構成される。言い換えると、最大ドップラー周波数をｆＤ，ｍａｘ［Ｈｚ］として、ドップラースペクトルは、｜ｆＤ｜＜ｆＤ，ｍａｘの広がりを有する。ＯＦＤＭ信号の時間長、すなわちＦＦＴウィンドウ長Ｔｓｙｍ［ｓｅｃ］に対する変動速度を正規化ドップラー周波数ｆＤ，ｍａｘ・Ｔｓｙｍで定義すると、この値が大きくなるほどドップラー変動による伝送品質の劣化が大きくなる。ここで、Ｔｓｙｍ＝（ＮＦＦＴ／Ｂ）の関係から、ＮＦＦＴを大きくするほどドップラー変動の影響を受けやすくなることが分かる。
【００１６】
同じことを周波数領域で説明すると、サブキャリア間隔ｆｓ［Ｈｚ］＝（Ｂ／ＮＦＦＴ）の関係があり、これはＴｓｙｍの逆数である。ＮＦＦＴを大きくするほどサブキャリア間隔ｆｓが狭くなる。サブキャリア間隔ｆｓが狭くなると、サブキャリア間の直交性がドップラースペクトルの広がりによって崩れやすくなる。サブキャリア間の直交性の崩れは、サブキャリア間干渉（ＩＣＩ：Inter-carrier interference）の発生という。サブキャリア間干渉がＯＦＤＭ信号の帯域全体で生じるので、ＮＦＦＴを大きくして伝送容量の増加を図るアプローチにおいて、移動する受信側の無線通信装置のドップラー耐性が損なわれる可能性がある。
【００１７】
以下に説明する無線通信システムは、ＯＦＤＭ信号において１つ又は複数のセグメントに割り当てられた階層データを受信する際のドップラー耐性を改善することを目的とする。各実施形態では、第１セグメントに割り当てられた１つ以上の階層のデータが受信の対象とされる。各階層のデータは、データ列又はデータストリームである。また、マルチアンテナ送受信の異なる形態に即して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態における無線通信システムは、移動可能な無線通信装置に向けたコンテンツが割り当てられる第１セグメントでは複数のアンテナのうち１本のアンテナを用いて送信を行う。また、１本のアンテナで送信する第１セグメントの信号は、第１セグメントに含まれるサブキャリアのうち所定の数おきに変調シンボルを割り当てる。すなわち、第１セグメントに関しては、１本のアンテナを用いて送信が行われ、当該アンテナにおいて（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリアに割り当てられた変調シンボルが送信される。ただし、Ｎは２以上の整数の定数であり、Ｍは０以上（Ｎ−１）以下の整数の定数であり、ｋは０以上の整数である。
【００１９】
図４は、第１の実施形態における変調シンボルの割り当ての一例を示す図である。同図において横軸は周波数を示し、第１のアンテナから第ＮＴｘのアンテナまでそれぞれの送信信号が示されている。ここでは、説明を簡単にするために、４個のサブキャリアが第１セグメントに割り当てられた場合について説明する。また、第１セグメントにおいて利用されるサブキャリアは、２番目と４番目とのサブキャリアである。言い換えると、Ｎ＝２、Ｍ＝０、ｋ＝１，２である場合において、（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリアが利用される。図４に示すように、第１セグメントにおいて第１のアンテナのみを用いた送信が行われ、第１のアンテナの送信信号において第１セグメント内の周波数の低い側から偶数番目のサブキャリアが用いられる。
【００２０】
図５は、第１の実施形態における無線通信装置１００の送信に関する構成を示すブロック図である。同図に示すように、無線通信装置１００は、ＦＥＣ符号化部１０１−１〜１０１−ＮＨと、シンボルマッパ１０２−１〜１０２−ＮＨと、サブキャリアマッパ１０３と、ＩＦＦＴ処理部１０４−１〜１０４−ＮＴｘと、ＧＩ挿入部１０５−１〜１０５−ＮＴｘと、ＲＦ処理部１０６−１〜１０６−ＮＴｘとを備える。無線通信装置１００は、第１階層のデータから第ＮＨ階層のデータまでの合計ＮＨ階層分のデータを入力する。無線通信装置１００は、ＮＨ階層分のデータを多重したＯＦＤＭ信号をＮＴｘ本のアンテナから送信する。ＮＨ及びＮＴｘは２以上の整数である。
【００２１】
ＦＥＣ符号化部１０１−１は、第１階層のデータを入力し、入力した第１階層のデータに対してＦＥＣ（Forward Error Correction：前方誤り訂正）符号化を行う。ＦＥＣ符号化部１０１−１は、ＦＥＣ符号化で得られたビット列をシンボルマッパ１０２−１へ供給する。ＦＥＣ符号化部１０１−２〜１０１−ＮＨそれぞれは、ＦＥＣ符号化部１０１−１と同様に、入力する第２階層〜第ＮＨ階層のデータに対してＦＥＣ符号化を行い、ＦＥＣ符号化で得られたビット列をシンボルマッパ１０２−２〜１０２−ＮＨへ供給する。
【００２２】
シンボルマッパ１０２−１は、ＦＥＣ符号化部１０１−１より供給されるビット列から、実数又は複素数で表される変調シンボルｓｉ（ｉ＝０，１，２，…）を生成する。シンボルマッパ１０２−１は、生成した変調シンボルｓｉをサブキャリアマッパ１０３へ供給する。シンボルマッパ１０２−２〜１０２−ＮＨそれぞれは、シンボルマッパ１０２−１と同様に、ＦＥＣ符号化部１０１−２〜１０２−ＮＨより供給されるビット列から、実数又は複素数で表される変調シンボルを生成し、当該変調シンボルをサブキャリアマッパ１０３へ供給する。ＦＥＣ符号化部１０１−１〜１０１−ＮＨによる処理とシンボルマッパ１０２−２〜１０２−ＮＨによる処理とは、階層ごとに行われる。
【００２３】
サブキャリアマッパ１０３は、第１階層〜第ＮＨ階層のデータそれぞれに対応する変調シンボルを、ＮＴｘ本のアンテナとＮＦＦＴ個のサブキャリアとの組み合わせに割り当て、割り当てに基づいてＩＦＦＴ処理部１０４−１〜１０４−ＮＴｘへ供給する。サブキャリアマッパ１０３は、移動する無線通信装置向けの階層のデータに対応する変調シンボルを、ＮＴｘ本のアンテナのうちいずれか一本のアンテナから送信される信号における所定のサブキャリアに割り当てる。言い換えると、サブキャリアマッパ１０３は、変調シンボルに対してアンテナとサブキャリアとの組み合わせを割り当てる。
【００２４】
所定のサブキャリアは、無線通信装置１００が送信に利用する複数のサブキャリアであって第１セグメントに割り当てられている複数のサブキャリアのうち、所定の間隔を空けて選択されるサブキャリアである。所定の間隔を空けて選択されるサブキャリアは、（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリアである。すなわち、第１セグメントに含まれる複数のサブキャリアの端から（Ｎ−１）ごとに１個のサブキャリアが選択される。以下、移動する無線通信装置向けの階層のデータを移動体向けデータという。サブキャリアマッパ１０３は、第１セグメントにおいて、所定のサブキャリア以外のサブキャリアに変調シンボルを割り当てない。所定のサブキャリア以外のサブキャリアには、例えば０が割り当てられる。
【００２５】
ＩＦＦＴ処理部１０４−１は、各サブキャリアに割り当てられた変調シンボルに対して、ＮＦＦＴポイントのＩＦＦＴにより周波数領域から時間領域の信号へ変換する。ＩＦＦＴ処理部１０４−１は、ＩＦＦＴにより得られた時間領域の信号をＧＩ挿入部１０５−１へ供給する。ＩＦＦＴ処理部１０４−２〜１０４−ＮＴｘそれぞれは、ＩＦＦＴ処理部１０４−１と同様に、各サブキャリアに割り当てられた変調シンボルに対して、ＮＦＦＴポイントのＩＦＦＴにより周波数領域から時間領域の信号へ変換する。ＩＦＦＴ処理部１０４−２〜１０４−ＮＴｘは、ＩＦＦＴにより得られた時間領域の信号をＧＩ挿入部１０５−２〜１０５−ＮＴｘへ供給する。
【００２６】
ＧＩ挿入部１０５−１は、ＩＦＦＴ処理部１０４−１により得られた時間領域の信号に対して、予め定められた長さのガードインターバルを当該信号に対して挿入する。ＧＩ挿入部１０５−１は、ガードインターバルを挿入した信号をＲＦ処理部１０６−１へ供給する。ＧＩ挿入部１０５−２〜１０５−ＮＴｘそれぞれは、ＧＩ挿入部１０５−１と同様に、ＩＦＦＴ処理部１０４−２〜１０４−ＮＴｘにより得られた時間領域の信号に対してガードインターバルを挿入し、ガードインターバルを挿入した信号をＲＦ処理部１０６−２〜１０６−ＮＴｘへ供給する。
【００２７】
ＲＦ処理部１０６−１は、Ｄ／Ａコンバータ、周波数変換器、増幅器などを備え、ＧＩ挿入部１０５−１より供給される信号に対して送信信号処理を行い、接続された第１のアンテナから無線信号を送出する。送信信号処理は、例えば、ＧＩ挿入部１０５−１より供給される信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換し、当該アナログ信号を無線周波数へアップコンバートし、無線周波数の信号を増幅する処理である。ＲＦ処理部１０６−２〜１０６−ＮＴｘは、ＲＦ処理部１０６−１と同様のハードウェア構成を有し、ＧＩ挿入部１０５−２〜１０５−ＮＴｘより供給される信号に対して送信信号処理を行い、接続された第２〜第ＮＴｘのアンテナから無線信号を送出する。
【００２８】
第１の実施形態におけるサブキャリアマッパ１０３は、各シンボルマッパ１０２−１〜１０２−ＮＨから入力される変調シンボルのうち移動体向けデータに対応する変調シンボルを、第１セグメントにおける所定のサブキャリアと１本のアンテナとの組み合わせに対して割り当てる。第１セグメントにおける所定のサブキャリアは、第１セグメントに含まれる複数のサブキャリアのうち（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリアである。第１セグメントに割り当てられている複数のサブキャリアに対する番号は、周波数の最も低いサブキャリアから周波数の高いサブキャリアに向かって順に番号付けされていてもよいし、周波数の最も高いサブキャリアから周波数の低いサブキャリアに向かって順に番号付けされていてもよい。
【００２９】
例えば、第１セグメントに４本のサブキャリアが割り当てられている場合において、Ｎ＝２、ｋ＝１，２、Ｍ＝０のときに図４に示した変調シンボルの割り当てが行われる。この場合、サブキャリアＸ１〜Ｘ４のうち偶数のサブキャリアを使うことに相当し、サブキャリアＸ２、Ｘ４に対して変調シンボルｓ０、ｓ１を割り当てる（Ｘ２＝ｓ０，Ｘ４＝ｓ１）。また、Ｎ＝２、ｋ＝０，１、Ｍ＝１のときは、サブキャリアＸ１〜Ｘ４のうち奇数のサブキャリアを使うことに相当し、サブキャリアＸ１、Ｘ３に対して変調シンボルｓ０、ｓ１を割り当てる（Ｘ１＝ｓ１，Ｘ３＝ｓ１）。なお、第１セグメントに割り当てられるサブキャリアの数は５以上であってもよい。また、ＯＦＤＭを用いる放送方式ではｋは２より大きい数であり、サブキャリアマッパ１０３における割り当てでは、サブキャリアＸｉ（ｉ＝１，２，…）と変調シンボルｓｊ（ｊ＝１，２，…）との関係が更に複雑になることがある。
【００３０】
図６は、第１の実施形態における無線通信装置２００の受信に関する構成を示すブロック図である。同図に示すように、無線通信装置２００は、ＲＦ処理部２０１と、セグメント抽出フィルタ２０２と、ＧＩ除去部２０３と、ＦＦＴ処理部２０４と、サブキャリアデマッパ２０５と、シンボルデマッパ２０６と、ＦＥＣ復号部２０７とを備える。無線通信装置２００は、無線通信装置１００から送信されるＯＦＤＭ信号を受信し、当該ＯＦＤＭ信号に含まれるデータであって移動する無線通信装置向けの第１階層のデータを取得する。無線通信装置２００は、１本のアンテナを備える。
【００３１】
ＲＦ処理部２０１は、低雑音増幅器、周波数変換器、Ａ／Ｄ変換器などを備え、無線通信装置２００が備えるアンテナで受信された無線信号に対して受信信号処理を行い、得られたデジタル信号をセグメント抽出フィルタ２０２へ供給する。受信信号処理は、例えば、無線信号を増幅し、増幅した無線信号をベースバンド帯域の信号へダウンコンバートし、ベースバンド帯域の信号をデジタル信号に変換する処理である。
【００３２】
セグメント抽出フィルタ２０２は、ＲＦ処理部２０１から供給されるデジタル信号において第１セグメントに含まれるサブキャリアの成分を抽出し、ＧＩ除去部２０３へ供給する。ＧＩ除去部２０３は、セグメント抽出フィルタ２０２により抽出された第１セグメントの信号からガードインターバルを除去する。ＧＩ除去部２０３は、ガードインターバルを除去した信号をＦＦＴ処理部２０４へ供給する。
【００３３】
ＦＦＴ処理部２０４は、サンプル間隔（Ｔｓ×ＮＦＦＴ／Ｎ’ＦＦＴ）でＮ’ＦＦＴポイントのＦＦＴにより時間領域から周波数領域の信号へ変換する。なお、Ｎ’ＦＦＴは第１セグメントにおいて変調シンボルが割り当てられているサブキャリアの数である。この変換により、第１セグメントのサブキャリアに割り当てられている変調シンボルが得られる。ＦＦＴ処理部２０４によるＦＦＴのウィンドウの長さは、（（サンプル間隔）×（ポイント数））＝（Ｔｓ×（ＮＦＦＴ／Ｎ’ＦＦＴ）×Ｎ’ＦＦＴ）＝（Ｔｓ×ＮＦＦＴ）＝Ｔｓｙｍである。
【００３４】
ここで、無線通信装置１００から送信されるＯＦＤＭ信号における第１セグメントの信号は、１つのＯＦＤＭシンボルにおいて同一の波形がＮ回繰り返された信号になっている。これは、第１セグメントにおいて（Ｎ−１）のサブキャリア間隔で変調シンボルを割り当てたことによる。Ｎ＝２の場合において偶数のサブキャリアに変調シンボルを割り当てたときには、同一の波形が２回繰り返され、前半と後半とで同位相の波形となる。Ｎ＝２の場合において奇数のサブキャリアに変調シンボルを割り当てたときには、同一の波形が２回繰り返され、前半と後半とで逆位相の波形となる。この特性は、一般的に知られている特徴であり、例えば特開平０８−０９７７９８号公報などに記載されている。
【００３５】
ＦＦＴ処理部２０４は、ＯＦＤＭシンボルにおいて波形が周期（Ｔｓｙｍ／Ｎ）で繰り返されていることを利用して、波形の周期と等しい長さのＦＦＴウィンドウを用いてＦＦＴを行うことで、第１セグメントの変調シンボルを得ることができる。ＦＦＴ処理部２０４は、得られた各サブキャリアの変調シンボルをサブキャリアデマッパ２０５へ供給する。
【００３６】
サブキャリアデマッパ２０５は、無線通信装置１００におけるサブキャリアマッパ１０３の処理と逆の処理を行い、各サブキャリアの変調シンボルから１系列の変調シンボルを生成する。サブキャリアマッパ１０３の処理とは、移動体向けデータに対応する変調シンボルをＮ’ＦＦＴ個の所定のサブキャリアに割り当てる処理である。サブキャリアデマッパ２０５は、生成した１系列の変調シンボルをシンボルデマッパ２０６へ供給する。シンボルデマッパ２０６は、１系列の変調シンボルからビット信頼度を算出し、算出したビット信頼度を用いて変調シンボルをビット列へ変換する。ＦＥＣ復号部２０７は、シンボルデマッパ２０６により変換されたビット列に対して、誤り訂正復号を行い第１階層のデータを取得する。
【００３７】
第１の実施形態における無線通信装置１００と無線通信装置２００とを用いた無線通信システムによれば、移動する無線通信装置向けのコンテンツを含む第１セグメントの伝送で用いられるサブキャリア間隔をＮ倍に拡大することができる。サブキャリア間隔をＮ倍にしたことにより、ＯＦＤＭ信号における第１セグメント以外の帯域に比べ、キャリア間干渉の発生を低減させることができ、移動する無線通信装置２００における受信特性を改善することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態における無線通信システムでは、移動可能な無線通信装置に向けたコンテンツが割り当てられる第１セグメントにおいて複数のアンテナのうち所定数（Ｎ’Ｔｘ）のアンテナを用いて送信が行われる。また、第１セグメントに含まれるサブキャリアにおいて、所定の数（Ｎ−１）おきにサブキャリアが選択され、選択されたサブキャリアに変調シンボルが割り当てられる。第１セグメントにおいて選択されるサブキャリアは、所定数のアンテナから送信されるＯＦＤＭ信号それぞれにおいて共通である。すなわち、第１セグメントに関しては、Ｎ’Ｔｘ本のアンテナを用いて送信が行われ、当該アンテナにおいて（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリアに割り当てられた変調シンボルが送信される。ただし、Ｎは２以上の整数の定数であり、Ｍは０以上（Ｎ−１）以下の整数の定数であり、ｋは０以上の整数である。Ｎ’Ｔｘは２以上ＮＴｘ以下の整数である。
【００３９】
図７は、第２の実施形態における変調シンボルの割り当ての一例を示す図である。同図において横軸は周波数を示し、第１のアンテナから第ＮＴｘのアンテナまでそれぞれの送信信号が示されている。ここでは、説明を簡単にするために、４個のサブキャリアが第１セグメントに割り当てられている場合について説明する。また、第１セグメントにおいて利用されるサブキャリアは、２番目と４番目とのサブキャリアである。言い換えると、Ｎ＝２、Ｍ＝０、ｋ＝１，２である場合において、（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリアが利用される。図７に示すように、第１セグメントにおいて第１のアンテナから第Ｎ’Ｔｘのアンテナを用いた送信が行われ、第１〜第Ｎ’Ｔｘのアンテナにおいて第１セグメント内の周波数の低い側から偶数番目のサブキャリアが用いられる。第２の実施形態における無線通信システムは、第１セグメントにおける送信にＮ’Ｔｘ本のアンテナを用いることで、第１の実施形態に比べて空間多重による伝送容量の拡大、あるいはダイバーシチオーダの拡大による伝送品質の改善を図る。
【００４０】
第２の実施形態における送信側の無線通信装置は、第１の実施形態における無線通信装置１００と同じ構成を有するので、重複する説明を省略する。なお、第２の実施形態では、サブキャリアマッパ１０３の動作が異なる。サブキャリアマッパ１０３は、移動体向けデータに対応する変調シンボルを、ＮＴｘ本のアンテナのうちＮ’Ｔｘ本のアンテナと第１セグメントにおける所定のサブキャリアとの組み合わせに割り当てる。所定のサブキャリアは、Ｎ’Ｔｘ本のアンテナそれぞれに対して同じサブキャリアである。サブキャリアマッパ１０３は、第１セグメントにおいて、所定のサブキャリア以外のサブキャリアに変調シンボルを割り当てない。所定のサブキャリア以外のサブキャリアには、例えば変調シンボルとして０が割り当てられる。
【００４１】
例えば、ＮＴｘ＝Ｎ’Ｔｘ＝２、Ｎ＝２、ｋ＝１，２、Ｍ＝０である場合において、空間多重による伝送容量の拡大を図るとき、サブキャリアマッパ１０３は、第１セグメントにおいて偶数番目のサブキャリアに変調シンボルを割り当てる。具体的には、第１のアンテナから送信される信号におけるサブキャリアＸ２、Ｘ４に対して変調シンボルｓ０、ｓ１を割り当て、第２のアンテナから送信される信号におけるサブキャリアＸ２、Ｘ４に対して変調シンボルｓ２、ｓ３を割り当てる。
第１のアンテナ：  Ｘ２＝ｓ０，  Ｘ４＝ｓ１
第２のアンテナ：  Ｘ２＝ｓ２，  Ｘ４＝ｓ３
【００４２】
また、第１階層のデータ以外に移動する無線通信装置向けの第３階層のデータが存在する場合、第１のアンテナから送信される信号に第１階層のデータに対応する変調シンボルｓ０，ｓ１を割り当て、第２のアンテナから送信される信号に第３階層のデータに対応する変調シンボルｓ’０，ｓ’１を割り当てるようにしてもよい。
第１のアンテナ：  Ｘ２＝ｓ０，    Ｘ４＝ｓ１
第２のアンテナ：  Ｘ２＝ｓ’０，  Ｘ４＝ｓ’１
【００４３】
一方、ＮＴｘ＝Ｎ’Ｔｘ＝２、Ｎ＝２、ｋ＝１，２、Ｍ＝０である場合において、ダイバーシチオーダの拡大を図るとき、サブキャリアマッパ１０３は、第１セグメントにおいて偶数番目のサブキャリアに変調シンボルを割り当てる。具体的には、ＳＦＢＣ（Space Frequency Block Code）符号化を適用し、第１及び第２のアンテナのサブキャリアＸ２、Ｘ４に変調シンボルｓ０，ｓ１を以下のように割り当てる。なお、ｓ０＊，ｓ１＊はｓ０，ｓ１の複素共役を示す。
第１のアンテナ：  Ｘ２＝ｓ０，      Ｘ４＝ｓ１
第２のアンテナ：  Ｘ２＝−ｓ１＊，  Ｘ４＝ｓ０＊
【００４４】
ここでは、偶数のサブキャリアに変調シンボルを割り当てる場合（Ｍ＝０）を示したが、Ｍ＝１として奇数のサブキャリアに変調シンボルを割り当てるようにしてもよい。また、Ｎは２以上の整数としてもよい。また、ＯＦＤＭを用いる放送方式では、ｋは２より大きい数であり、サブキャリアマッパ１０３における割り当てでは、アンテナとサブキャリアＸｉ（ｉ＝１，２，…）の組み合わせと、変調シンボルｓｊ（ｊ＝１，２，…）との関係が更に複雑になることがある。
【００４５】
図８は、第２の実施形態における無線通信装置２００Ａの受信に関する構成を示すブロック図である。同図に示すように、無線通信装置２００Ａは、ＲＦ処理部２０１−１〜２０１−ＮＲｘと、セグメント抽出フィルタ２０２−１〜２０２−ＮＲｘと、ＧＩ除去部２０３−１〜２０３−ＮＲｘと、ＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘと、サブキャリアデマッパ２１１と、ＭＩＭＯデコーダ２１２と、シンボルデマッパ２０６と、ＦＥＣ復号部２０７とを備える。無線通信装置２００Ａは、無線通信装置１００から送信されるＯＦＤＭ信号を受信し、当該ＯＦＤＭ信号のうち第１セグメントに含まれるデータを取得する。無線通信装置２００Ａは、ＮＲｘ本のアンテナを備える。
【００４６】
ＲＦ処理部２０１−１〜２０１−ＮＲｘ、セグメント抽出フィルタ２０２−１〜２０２−ＮＲｘ、ＧＩ除去部２０３−１〜２０３−ＮＲｘ及びＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘは、第１の実施形態におけるＲＦ処理部２０１、セグメント抽出フィルタ２０２、ＧＩ除去部２０３及びＦＦＴ処理部２０４それぞれと同様に動作する。
【００４７】
サブキャリアデマッパ２１１には、ＮＲｘ本のアンテナそれぞれで受信されたＯＦＤＭ信号における第１セグメントに含まれるサブキャリアに割り当てられた変調シンボルが入力される。すなわち、サブキャリアデマッパ２１１には、ＮＲｘ本のアンテナそれぞれに対応するＮ’ＦＦＴ個の変調シンボルがＮＲｘ組分入力される。サブキャリアデマッパ２１１は、アンテナそれぞれに対応するＮ’ＦＦＴ個の変調シンボルごとに、Ｎ’ＦＦＴ個の変調シンボルを一つの変調シンボル列に変換してＭＩＭＯデコーダ２１２へ供給する。
【００４８】
ＭＩＭＯデコーダ２１２は、サブキャリアマッパ１０３において行われた空間多重に対応するデコードを行い、ＮＲｘ個の変調シンボル列から第１セグメントで伝送された階層のデータに対応する変調シンボルを再生する。ＭＩＭＯデコーダ２１２は、再生した変調シンボルをシンボルデマッパ２０６へ供給する。ＭＩＭＯデコーダ２１２におけるデコードには、例えばＺＦ（Zero-Forcing）法、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）法などの公知の手法が用いられる。
【００４９】
なお、サブキャリアマッパ１０３においてダイバーシチオーダを拡大する割り当てが行われる場合、ＭＩＭＯデコーダ２１２に代えてＭＩＳＯデコーダが無線通信装置２００Ａに備えられる。ＭＩＳＯデコーダは、ＳＦＢＣを用いた公知のデコードを行い、ＮＲｘ個の変調シンボル列から第１セグメントで伝送された階層のデータに対応する変調シンボルを再生する。
【００５０】
シンボルデマッパ２０６は、１系列の変調シンボルからビット信頼度を算出し、算出したビット信頼度を用いて変調シンボルをビット列へ変換する。ＦＥＣ復号部２０７は、シンボルデマッパ２０６により変換されたビット列に対して、誤り訂正復号を行い第１階層のデータを取得する。
【００５１】
第１セグメントにおいて変調シンボルを割り当てるサブキャリアの間隔を示すＮがアンテナの本数ＮＲｘ以上である場合には、各アンテナで受信した信号に対するＦＦＴウィンドウが互いに重ならないように設定することができる。図９は、第２の実施形態の無線通信装置２００ＡにおけるＦＦＴウィンドウの設定例を示す図である。同図において横軸は時間を示す。無線通信装置１００において第１セグメントではＮ個のサブキャリアごとに変調シンボルが割り当てられたことによりＯＦＤＭシンボルでは同一の波形の信号がＮ回繰り返されている。この特性を利用して、無線通信装置２００Ａでは、ＯＦＤＭシンボルをＮ分割して、各アンテナで受信した信号に対するＦＦＴの実行を異なるタイミングで行うことができる。
【００５２】
これにより、複数のＦＦＴ処理を同時に行わずに受信処理を行って演算負荷を時間方向に分散させることができ、ピーク消費電力を抑えることができる。また、ＮＲｘ個のＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘを設けずに、１つ又はＮＲｘより少ない数のＦＦＴ処理部２０４を時分割で利用する回路構成にすることにより、無線通信装置２００Ａの回路規模を削減することができる。
【００５３】
第２の実施形態における無線通信装置１００と無線通信装置２００Ａとを用いた無線通信システムによれば、移動する無線通信装置向けのコンテンツを含む第１セグメントの伝送で用いられるサブキャリア間隔をＮ倍に拡大することができる。サブキャリア間隔をＮ倍にしたことにより、ＯＦＤＭ信号における第１セグメント以外の帯域に比べ、キャリア間干渉の発生を低減させることができ、移動する無線通信装置２００Ａにおける受信特性を改善することができる。また、無線通信装置１００が備える複数のアンテナと無線通信装置２００Ａが備える複数のアンテナとを用いた伝送により、第１の実施形態に比べて伝送容量の拡大又はダイバーシチオーダの拡大を図ることができる。
【００５４】
なお、第２の実施形態では、第１セグメントにおける所定のサブキャリアに割り当てる変調シンボルがＮ’Ｔｘ本のアンテナから送信される信号間で異なる場合について説明した。しかし、サブキャリアマッパ１０３は、第１セグメントにおける所定のサブキャリアに割り当てる変調シンボルを、Ｎ’Ｔｘ本のアンテナから送信される信号間で同じ変調シンボルにしてもよい。
【００５５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態における無線通信システムでは、移動可能な無線通信装置に向けたコンテンツが割り当てられる第１セグメントにおいて複数のアンテナのうち所定数（Ｎ’Ｔｘ）のアンテナを用いて送信が行われる。また、第１セグメントに含まれるサブキャリアにおいて、所定の数（Ｎ−１）おきにサブキャリアが選択され、選択されたサブキャリアに変調シンボルが割り当てられる。第１セグメントにおいて選択されるサブキャリアは、所定数のアンテナから送信されるＯＦＤＭ信号それぞれにおいて異なる。すなわち、第１セグメントに関しては、Ｎ’Ｔｘ本のアンテナを用いて送信が行われ、当該アンテナにおいて（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリアに割り当てられた変調シンボルが送信される。ただし、Ｍは、Ｎ’Ｔｘ本のアンテナから送信されるＯＦＤＭ信号ごとに異なる。第１セグメントにおいて、サブキャリアは、各アンテナから送信されるＯＦＤＭ信号間で排他的に割り当てられる。
【００５６】
図１０は、第３の実施形態における変調シンボルの割り当ての一例を示す図である。同図において横軸は周波数を示し、第１のアンテナから第ＮＴｘのアンテナまでそれぞれの送信信号が示されている。ここでは、説明を簡単にするために、４個のサブキャリアが第１セグメントに割り当てられている場合について説明する。また、第１セグメントでは、各送信信号において、異なるサブキャリアが１個おきに割り当てられる。第１セグメントにおいて利用されるサブキャリアは、第１のアンテナから送信される信号では２番目と４番目とのサブキャリアである。第Ｎ’Ｔｘのアンテナから送信される信号では１番目と３番目とのサブキャリアである。
【００５７】
言い換えると、第１のアンテナから送信される信号では、（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリア（Ｎ＝２、ｋ＝０，１、Ｍ＝２）に変調シンボルが割り当てられる。第Ｎ’Ｔｘのアンテナから送信される信号では、（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリア（Ｎ＝２、ｋ＝０，１、Ｍ＝１）に変調シンボルが割り当てられる。第３の実施形態では、第１セグメントにおけるサブキャリアはいずれか一つのアンテナから送信される信号で排他的に利用される。
【００５８】
第３の実施形態における送信側の無線通信装置は、第１の実施形態における無線通信装置１００と同じ構成を有するので、重複する説明を省略する。なお、第３の実施形態では、サブキャリアマッパ１０３の動作が異なる。サブキャリアマッパ１０３は、移動体向けデータに対応する変調シンボルを、ＮＴｘ本のアンテナのうちＮ’Ｔｘ本のアンテナと第１セグメントにおける所定のサブキャリアとの組み合わせに割り当てる。所定のサブキャリアは、Ｎ’Ｔｘ本のアンテナそれぞれに対して異なるサブキャリアである。サブキャリアマッパ１０３は、第１セグメントにおいて、所定のサブキャリア以外のサブキャリアに変調シンボルを割り当てない。所定のサブキャリア以外のサブキャリアには、例えば０が割り当てられる。
【００５９】
例えば、ＮＴｘ＝Ｎ’Ｔｘ＝２、Ｎ＝２、ｋ＝１，２である場合において、サブキャリアマッパ１０３は、第１セグメントにおいて、第１のアンテナに対して奇数番目のサブキャリアを割り当て、第２のアンテナに対して偶数番目のサブキャリアを割り当てる。具体的には、第１のアンテナから送信される信号におけるサブキャリアＸ１、Ｘ３に対して変調シンボルｓ０，ｓ１を割り当て、第２のアンテナから送信される信号におけるサブキャリアＸ２，Ｘ４に対して変調シンボルｓ２、ｓ３を割り当てる。
第１のアンテナ：  Ｘ１＝ｓ０，  Ｘ３＝ｓ１
第２のアンテナ：  Ｘ２＝ｓ２，  Ｘ４＝ｓ３
【００６０】
また、第１階層のデータ以外に移動する無線通信装置向けの第３階層のデータが存在する場合、第１階層のデータに対応する変調シンボルｓ０，ｓ１を第１のアンテナから送信される信号のサブキャリアＸ１、Ｘ３に割り当て、第３階層のデータに対応する変調シンボルｓ’０，ｓ’１を第２のアンテナから送信される信号のサブキャリアＸ２、Ｘ４に割り当てるようにしてもよい。
第１のアンテナ：  Ｘ１＝ｓ０，    Ｘ３＝ｓ１
第２のアンテナ：  Ｘ２＝ｓ’０，  Ｘ４＝ｓ’１
【００６１】
なお、Ｎは２以上の整数としてもよい。また、ＯＦＤＭを用いる放送方式では、ｋは２より大きい数であり、サブキャリアマッパ１０３における割り当てでは、アンテナとサブキャリアＸｉ（ｉ＝１，２，…）の組み合わせと、変調シンボルｓｊ（ｊ＝０，１，２，…）との関係が更に複雑になることがある。
【００６２】
図１１は、第３の実施形態における無線通信装置２００Ｂの受信に関する構成を示すブロック図である。同図に示すように、無線通信装置２００Ｂは、ＲＦ処理部２０１−１〜２０１−ＮＲｘと、セグメント抽出フィルタ２０２−１〜２０２−ＮＲｘと、ＧＩ除去部２０３−１〜２０３−ＮＲｘと、ＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘと、サブキャリアデマッパ２２１と、シンボルデマッパ２０６と、ＦＥＣ復号部２０７とを備える。無線通信装置２００Ｂは、無線通信装置１００から送信されるＯＦＤＭ信号を受信し、当該ＯＦＤＭ信号に含まれるデータであって移動する無線通信装置向けの第１の階層のデータを取得する。
【００６３】
第３の実施形態における無線通信装置２００Ｂは、サブキャリアデマッパ２１１に代えてサブキャリアデマッパ２２１を備える構成と、ＭＩＭＯデコーダ２１２を備えていない構成とが第２の実施形態における無線通信装置２００Ａと異なる。無線通信装置２００Ｂにおいて、無線通信装置２００Ａにおける構成要素と同じ構成要素に対しては同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【００６４】
第３の実施形態における無線通信装置２００Ｂでは、ＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘの動作が第２の実施形態におけるＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘと異なる。第３の実施形態では、ＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘそれぞれがＮ’Ｔｘ本のアンテナそれぞれに排他的に割り当てられたサブキャリアに対応する変調シンボルを取得する。すなわち、ＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘは、送信側のアンテナ一つ当たりに割り当てられたサブキャリア数の信号を排他的に取得する。ＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘそれぞれが取得するサブキャリアの信号は、送信側のアンテナに割り当てられるＮ、ｋ、Ｍの組み合わせに対応した（Ｎ×ｋ＋Ｍ）番目のサブキャリアの信号である。
【００６５】
サブキャリアデマッパ２２１は、ＦＦＴ処理部２０４−１〜２０４−ＮＲｘから出力される各サブキャリアの変調シンボルが入力される。サブキャリアデマッパ２１１は、第１セグメントに含まれるサブキャリアのうち、取得対象の第１階層のデータ又は第３階層のデータに対応する変調シンボルが割り当てられたサブキャリアの変調シンボルを選択する。サブキャリアデマッパ２１１は、選択したサブキャリアの変調シンボルを一つの変調シンボル列に変換してシンボルデマッパ２０６へ供給する。
【００６６】
第３の実施形態における無線通信装置１００と無線通信装置２００Ｂとを備える無線通信システムによれば、移動する無線通信装置向けのコンテンツを含む第１セグメントの伝送で用いられるサブキャリア間隔をＮ倍に拡大することができる。サブキャリア間隔をＮ倍にしたことにより、ＯＦＤＭ信号における第１セグメント以外の帯域に比べ、キャリア間干渉の発生を低減させることができ、移動する無線通信装置における受信特性を改善することができる。また、送信側の無線通信装置１００が備える複数のアンテナと受信がの無線通信装置２００Ｂが備える複数のアンテナとを用いた伝送により、第１の実施形態に比べて伝送容量の拡大を図ることができる。また、第１のセグメントにおいて、無線通信装置１００が複数のアンテナから送信する無線信号において排他的にサブキャリアをアンテナに割り当てることにより、無線信号間の干渉を低減させることができる。
【００６７】
なお、第３の実施形態における無線通信装置２００Ｂにおいて、伝送品質を改善するために、無線信号における第１セグメントに含まれるサブキャリア間の干渉除去や、ＮＲｘ本のアンテナそれぞれで受信した無線信号から得られたデジタル信号に対する重み付け合成してもよい。干渉除去や重み付け合成は、例えば、ＧＩ除去部２０３とＦＦＴ処理部２０４との間において行ってもよいし、ＦＦＴ処理部２０４とサブキャリアデマッパ２２１との間において行ってもよい。干渉除去又は重み付け合成のいずれか一方あるいは両方を行うことにより、伝送容量の拡大を図りつつ伝送品質を更に改善することができる。
【００６８】
（第４の実施形態）
図１２、図１３及び図１４は、第４の実施形態における無線通信装置の斜視図である。図１２に示す無線通信装置は、ノートブック型コンピュータ５０１であり、通信モジュール５０５を備えている。通信モジュール５０５は、第１〜第３の実施形態における無線通信装置２００、２００Ａ、２００Ｂのいずれかが備える構成要素を含み構成される。通信モジュール５０５は、例えば第１の実施形態における無線通信装置２００（図６）が備える、アンテナとＲＦ処理部２０１とセグメント抽出フィルタ２０２とＧＩ除去部２０３とＦＦＴ処理部２０４とサブキャリアデマッパ２０５とシンボルデマッパ２０６とＦＥＣ復号部２０７とを実装した一つの集積回路を含み構成される。なお、通信モジュール５０５は、図５に示した無線通信装置１００、図８に示した無線通信装置２００Ａ又は図１２に示した無線通信装置２００Ｂに備えられた各構成要素が実装された集積回路を含み構成されてもよい。
【００６９】
また、通信モジュール５０５は、ＲＦ処理部２０１を実装したアナログＩＣ、及び、セグメント抽出フィルタ２０２とＧＩ除去部２０３とＦＦＴ処理部２０４とサブキャリアデマッパ２０５とシンボルデマッパ２０６とＦＥＣ復号部２０７とを実装したベースバンド信号処理用の集積回路を含み構成されてもよい。また、図５に示した無線通信装置１００、図８に示した無線通信装置２００Ａ又は図１２に示した無線通信装置２００Ｂに備えられた各構成要素がベースバンド信号処理用の集積回路に実装され、通信モジュール５０５が当該集積回路を含み構成されてもよい。
【００７０】
図１３に示す無線通信装置は、移動体端末５１１であり、通信モジュール５０５を備えている。なお、通信モジュール５０５を備える無線通信装置は、図１２及び図１３に示したノートブック型コンピュータ５０１及び移動体端末５１１に限定されない。例えば、無線通信装置は、スマートフォン、タブレット型端末、テレビ受像機、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、ゲーム機などであってもよい。また、無線通信装置は、ナビゲーション装置などの車両に搭載される装置などであってもよい。また、無線通信装置は、持ち運びが容易な携帯型と据え置き型とのいずれであってもよい。また、図１４に示すように、通信モジュール５０５を備えるメモリカード５２１が無線通信装置であってもよい。メモリカード５２１を装着した装置は、メモリカード５２１が備える通信モジュール５０５により取得した第１階層のデータ（移動体向けのデータ）を利用したり、通信モジュール５０５を介してデータを送信したりすることが可能となる。
【００７１】
（第５の実施形態）
図１５は、第５の実施形態における無線通信装置の概要を示す図である。図１５に示す無線通信装置は、アンテナ装置６１１とＲＦ装置６１２とベースバンド装置６１３とを備え、建築物６０１に設置されている。アンテナ装置６１１は、第１の実施形態における無線通信装置１００（図５）に備えられた複数のアンテナを備える。ＲＦ装置６１２は、無線通信装置１００に備えられたＲＦ処理部１０６−１〜１０６−ＮＴｘを備える。ベースバンド装置６１３は、無線通信装置１００に備えられたＦＥＣ符号化部１０１−１〜１０１−ＮＨとシンボルマッパ１０２−２〜１０２−ＮＨとサブキャリアマッパ１０３とＩＦＦＴ処理部１０４−１〜１０４−ＮＴｘとＧＩ挿入部１０５−１〜１０５−ＮＴｘとを備える。すなわち、第５の実施形態における無線通信装置は、アンテナ装置６１１とＲＦ装置６１２とベースバンド装置６１３との３つの装置によって構成され、無線通信装置１００と同様の処理を行う。なお、第５の実施形態における無線通信装置は、図６に示した無線通信装置２００、図７に示した無線通信装置２００Ａ又は図８に示した無線通信装置２００Ｂと同様の処理を行ってもよい。
【００７２】
図１５に示すように、アンテナ装置６１１は建築物６０１の高所に備え付けられる。なお、建築物６０１は、壁や屋根を有する構造であってもよいし、壁や屋根を有していない鉄骨構造であってもよい。ＲＦ装置６１２は、建築物６０１においてアンテナ装置６１１に近い位置に設置され、アンテナ装置６１１が備える複数のアンテナから送出するＯＦＤＭ信号を供給する。ベースバンド装置６１３は、建築物６０１のいずれかの位置に設置され、ＲＦ装置６１２へ各アンテナに対応する信号を供給する。
【００７３】
ベースバンド装置６１３は、一つ又は複数のＦＰＧＡを含み構成されていてもよい。この場合、ＦＰＧＡは、ベースバンド装置６１３に備えられる記憶媒体に記憶されたコンフィギュレーションを読み込むことにより、ＦＥＣ符号化部１０１−１〜１０１−ＮＨとシンボルマッパ１０２−２〜１０２−ＮＨとサブキャリアマッパ１０３とＩＦＦＴ処理部１０４−１〜１０４−ＮＴｘとＧＩ挿入部１０５−１〜１０５−ＮＴｘとの動作を実行する。また、第５の実施形態における無線通信装置が、図６に示した無線通信装置２００と同様の処理を行う場合には、ＦＰＧＡは、セグメント抽出フィルタ２０２とＧＩ除去部２０３とＦＦＴ処理部２０４とサブキャリアデマッパ２０５とシンボルデマッパ２０６とＦＥＣ復号部２０７との動作を実行する。
【００７４】
また、ベースバンド装置６１３は、第１階層から第ＮＨ階層のデータを受け付けるインタフェース部を更に備えてもよい。また、ベースバンド装置６１３は、電源装置を更に備えてもよい。また、ベースバンド装置６１３は、記憶媒体に記憶されているＦＰＧＡのコンフィギュレーションを更新するデータ更新部を更に備えてもよい。
【００７５】
（第６の実施形態）
第６の実施形態における無線通信装置は、前述の各実施形態に係る無線通信装置いずれかが備える構成要素に加えて、バス、プロセッサ部、記憶部及び外部インタフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インタフェース部は、バスを介して各構成要素と接続される。プロセッサ部は、記憶部に記憶されているファームウエアを実行することにより、各構成要素を制御する。このように、無線通信装置がファームウエアを記憶した記憶部を含むことにより、ファームウエアを書き換えることによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。
【００７６】
（第７の実施形態）
第７の実施形態における無線通信装置は、前述の各実施形態に係る無線通信装置いずれかが備える構成要素に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロック信号を生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロック信号を出力する。このように、無線通信装置の内部で生成されたクロック信号を外部に出力し、外部に出力されたクロック信号によってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。
【００７７】
（第８の実施形態）
第８の実施形態における無線通信装置は、前述の各実施形態に係る無線通信装置いずれかが備える構成要素に加えて、電源部、電源制御部及び無線電力供給部を備える。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。
【００７８】
（第９の実施形態）
第９の実施形態における無線通信装置は、前述の各実施形態に係る無線通信装置いずれかが備える構成要素に加えて、ＳＩＭカードと制御部とを備える。制御部は、例えばＳＩＭカードに記憶されている識別情報を用いた認証を行い、承認結果に応じて無線通信装置において送信又は受信が行われないように制御する。このように、無線通信装置がＳＩＭカードと制御部とを備えることにより、認証結果に基づいた動作を行うことが可能となる。
【００７９】
（第１０の実施形態）
第１０の実施形態における無線通信装置は、前述の各実施形態に係る無線通信装置いずれかが備える構成要素に加えて、動画像圧縮・伸長部を備える。動画像圧縮・伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮・伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。
【００８０】
（第１１の実施形態）
第１１の実施形態における無線通信装置は、前述の各実施形態に係る無線通信装置いずれかが備える構成要素に加えて、ＬＥＤ部と制御部とを備える。制御部は、各構成要素が動作しているか否か、送信又は受信しているデータ量などを取得する。制御部は、各構成要素の動作状況又は処理しているデータ量に応じて、ＬＥＤ部が有するＬＥＤを点灯又は点滅させる。無線通信装置の動作状態に応じてＬＥＤを点灯又は点滅させることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
【００８１】
（第１２の実施形態）
第１２の実施形態における無線通信装置は、前述の各実施形態に係る無線通信装置いずれかが備える構成要素に加えて、バイブレータ部と制御部と含む。制御部は、各構成要素が動作しているか否か、送信又は受信しているデータ量などを取得する。制御部は、各構成要素の動作状況又は処理しているデータ量に応じて、バイブレータ部を動作させる。例えば、制御部は、バイブレータ部を動作させる際に、バイブレータ部が発生させる振動の大きさや間隔を制御する。バイブレータ部を動作させることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。
【００８２】
（第１３の実施形態）
第１３の実施形態における無線通信装置は、各実施形態における無線通信装置１００が備える送信に関する構成要素を備え、受信に関する構成要素を備えない。第１３の実施形態における無線通信装置は、専らデータの送信を行う。
【００８３】
（第１４の実施形態）
第１４の実施形態における無線通信装置は、第１の実施形態における無線通信装置２００、第２の実施形態における無線通信装置２００Ａ又は第３の実施形態における無線通信装置２００Ｂのいずれかが備える受信に関する構成要素を備え、送信に関する構成要素を備えない。第１４の実施形態における無線通信装置は、専らデータの受信を行う。
【００８４】
（第１５の実施形態）
第１５の実施形態における無線通信装置は、各実施形態における無線通信装置１００が備える送信に関する構成要素と、無線通信装置２００、２００Ａ、２００Ｂのいずれかが備える受信に関する構成要素とを備える。第１５の実施形態における無線通信装置は、データの送信とデータの受信とを行う。
【００８５】
なお、前述の各実施形態では、無線通信装置のＲＦ処理部２０１においてアナログ信号からデジタル信号へのＡ／Ｄ変換を行う構成を説明したが、ＲＦ処理部２０１においてＡ／Ｄ変換を行わない構成であってもよい。この場合、セグメント抽出フィルタ２０２は、ＲＦ処理部２０１から供給されるアナログ信号から第１セグメントの周波数成分を抽出するようにしてもよい。また、セグメント抽出フィルタ２０２の後段にＡ／Ｄ変換器を設けてもよい。
【００８６】
また、前述の各実施形態における無線通信装置が備えるアンテナにおいて、異なる偏波面又は偏波回転方向を割り当てることにより、送信側のアンテナ間における干渉を抑制するとともに、受信側のアンテナ間における信号の分離性能を向上させるようにしてもよい。
【００８７】
また、前述の各実施形態では、無線通信装置１００が第１階層のデータから第ＮＨ階層のデータごとにＦＥＣ符号化部及びシンボルマッパを備える構成を説明した。しかし、無線通信装置１００は、階層数より少ない数のＦＥＣ符号化部及びシンボルマッパを備える構成であってもよい。この場合、ＦＥＣ符号化部及びシンボルマッパは、時分割で各階層のデータに対する処理を行う。
【００８８】
また、前述の各実施形態における無線通信装置１００は、第１セグメントに含まれるサブキャリアのうち変調シンボルが割り当てられているサブキャリアを示す割当情報を受信側の無線通信装置に向けて送信するようにしてもよい。例えば、第１セグメントに含まれるサブキャリアのうち予め定められたサブキャリアで割当情報を送信してもよい。また、第１セグメント以外のサブキャリアのうち予め定められたサブキャリアで割当情報を送信してもよい。なお、割当情報は、送信側と受信側との無線通信装置間において予め共有されていてもよい。更に、無線通信装置１００において、サブキャリアマッパ１０３は、第１、第２及び第３の実施形態における動作を切り替えて行うようにしてもよい。例えば、第１セグメントで伝送する移動体向けのデータに要する伝送容量が増加した場合、第１の実施形態における動作から第２又は第３の実施形態における動作に切り替えるようにしてもよい。また、割当情報は、空間多重が施されているか否か、又はダイバーシチオーダの拡大が施されているか否かを示す情報を含んでもよい。
【００８９】
また、前述の各実施形態において、ＩＦＦＴ処理部１０４−１〜１０４−ＮＴｘがＩＦＦＴを行い、ＦＦＴ処理部２０４、２０４−１〜２０４−ＮＲｘがＦＦＴを行う構成を説明した。ＩＦＦＴ処理部１０４−１〜１０４−ＮＴｘは、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）に代えて、逆フーリエ変換又は逆離散フーリエ変換を行うことで、各サブキャリアの変調シンボルを時間領域信号に変換してもよい。また、ＦＦＴ処理部２０４、２０４−１〜２０４−ＮＲｘは、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）に代えて、フーリエ変換又は離散フーリエ変換を行うことで、受信信号から得られた信号を周波数領域の信号に変換してもよい。
【００９０】
また、各実施形態において、無線通信装置がアンテナを備える構成を説明した。しかし、無線通信装置はアンテナを備えていなくてもよい。この場合、無線通信装置に接続された複数のアンテナを介して送信及び受信を行うことになる。
【００９１】
また、前述の各実施形態において説明した無線通信装置は、例えば一つ又は複数のプロセッサを含むハードウェアで実現することが可能である。無線通信装置が備える各構成要素は、無線通信装置が備えるハードウェアに含まれるプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。このプログラムは、ハードウェアに含まれる記憶媒体であってプロセッサが読み出し可能な記憶媒体に予めインストールされていてもよい。また、ハードウェアは、ネットワークを介して配布されているプログラムを取得し、ハードウェアが備える記憶媒体にインストールしてもよい。
【００９２】
例えば、プロセッサは、プログラムを実行することにより、無線通信装置１００が備える、ＦＥＣ符号化部１０１−１〜１０１−ＮＨとシンボルマッパ１０２−１〜１０２−ＮＨとサブキャリアマッパ１０３とＩＦＦＴ処理部１０４−１〜１０４−ＮＴｘとＧＩ挿入部１０５−１〜１０５−ＮＴｘとＲＦ処理部１０６−１〜１０６−ＮＴｘとして動作する。この場合、プロセッサを含むハードウェアは、送信対象の第１階層のデータから第ＮＨ階層のデータまでの合計ＮＨ階層分のデータを入力し、ＮＨ階層分のデータを多重したＯＦＤＭ信号を生成する。このハードウェアは、生成したＯＦＤＭ信号に対する送信信号処理を行い、送信信号処理により得られた信号を接続されたＮＴｘ本のアンテナから送出する。
【００９３】
また、一つ又は複数のプロセッサと記憶媒体とを含む集積回路が、前述の各実施形態において説明した無線通信装置が備える構成要素として動作してもよい。例えば集積回路のプロセッサが記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することにより、プロセッサが無線通信装置１００に備えられる各構成要素として動作する。この場合、集積回路は、送信対象の第１階層のデータから第ＮＨ階層のデータまでの合計ＮＨ階層分のデータを入力し、当該データからＯＦＤＭ信号を生成する。この集積回路は、ガードインターバルを挿入したＯＦＤＭ信号に対する送信信号処理を行う。集積回路は、接続されたＮＴｘ本のアンテナから、送信信号処理により得られた信号を送出する。
【００９４】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ＯＦＤＭ信号の複数のサブキャリアのうち移動体向けデータの伝送に割り当てられた第１セグメントに含まれる複数のサブキャリアにおいては所定の間隔を空けてサブキャリアに移動体向けデータを割り当てるサブキャリアマッパを持つことにより、第１セグメントにおいてはサブキャリア間隔を広げることができ、ドップラー変動による影響を低減して移動する無線通信装置における受信特性を改善することができる。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１００…無線通信装置、１０１−１，１０１−２，１０１−ＮＨ…ＦＥＣ符号化部、１０２−１，１０２−２，１０２−ＮＨ…シンボルマッパ、１０３…サブキャリアマッパ、１０４−１，１０４−２，１０４−ＮＴｘ…ＩＦＦＴ処理部、１０５−１，１０５−２，１０５−ＮＴｘ…ＧＩ挿入部、１０６−１，１０６−２，１０６−ＮＴｘ…ＲＦ処理部、２００，２００Ａ，２００Ｂ…無線通信装置、２０１，２０１−１，２０１−２，２０１−ＮＲｘ…ＲＦ処理部、２０２，２０２−１，２０２−２，２０２−ＮＲｘ…セグメント抽出フィルタ、２０３，２０３−１，２０３−２，２０３−ＮＲｘ…ＧＩ除去部、２０４，２０４−１，２０４−２，２０４−ＮＲｘ…ＦＦＴ処理部、２０５，２１１，２２１…サブキャリアデマッパ、２０６…シンボルデマッパ、２０７…ＦＥＣ復号部、２１２…ＭＩＭＯデコーダ、５０１…ノートブック型コンピュータ、５０５…通信モジュール、５１１…移動体端末、５２１…メモリカード、６０１…建築物、６１１…アンテナ装置、６１２…ＲＦ装置、６１３…ベースバンド装置
【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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