(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
伝送帯域を分割して構成された複数の分割帯域毎に割り当てられて、それぞれの前記アンテナから入力されるベースバンド信号にそれぞれ複素数を乗算して得られた個々の補正信号を出力する複数のアンテナ制御部と、
それぞれの前記アンテナ制御部に対応するように個別に設けられて、前記アンテナ制御部から出力される個々の補正信号を合成して合成信号を出力する複数の合成部と、
それぞれの前記合成部に対応するように個別に設けられて、前記合成部からの合成信号を周波数スペクトルに変換する複数のフーリエ変換部と、
それぞれの前記フーリエ変換部に対応するように個別に設けられて、前記フーリエ変換部から出力される周波数スペクトル信号を復調して復調データを出力する複数の復調部とを備えることを特徴とするマルチキャリア無線受信装置。
【請求項２】
位相回転量または振幅変動等の変位成分がほぼ同様とみなせるサブキャリア群毎に分割帯域を設定して、各分割帯域毎にそれぞれ割り当てられる複数のアンテナ制御部を備えることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア無線受信装置。
【請求項３】
周波数スペクトル信号から復調データを復調する際に、割り当てられた分割帯域内に存在するサブキャリアについてのみ復調を実施して復調データを出力する複数の復調部と、
それぞれの前記復調部から出力される復調データをサブキャリア毎に配置して最終的な受信信号を生成する配置部とを備えることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア無線受信装置。
【請求項４】
周波数スペクトル信号から復調データを復調する際に、全サブキャリアについて復調を実施して復調データを出力する複数の復調部と、
それぞれの前記復調部に対応するように個別に設けられて、前記復調部から出力される復調データに対して各サブキャリア単位で重み付けを実施する複数の重み付け部と、
それぞれの前記重み付け部から出力される重み付け復調データをサブキャリア毎に合成して最終的な受信信号を生成するスペクトル合成部とを備えることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア無線受信装置。
【請求項５】
伝送帯域を分割して構成された複数の分割帯域毎に割り当てられて、それぞれのアンテナから入力されるベースバンド信号において割り当てられた分割帯域内の１または複数のサブキャリアにより伝送されるパイロット信号を検知して、当該パイロット信号を基にアンテナ制御情報を生成し出力する複数のトラッキング部と、
それぞれの前記トラッキング部に対応するように複数の分割帯域毎に割り当てられて、それぞれの前記アンテナから入力されるベースバンド信号に対して、前記トラッキング部から出力されるアンテナ制御情報を基にして規定されるそれぞれの複素数を乗算して得られる個々の補正信号を出力するアンテナ制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア無線受信装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたマルチキャリア無線受信装置と、
伝送帯域を分割して構成された複数の分割帯域毎に、当該分割帯域内の１または複数のサブキャリアを用いて、アンテナ制御情報を与えるパイロット信号を送信するマルチキャリア無線送信装置とを備えることを特徴とするマルチキャリア無線伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号系列を無線伝送するために移動体通信等に適用されるマルチキャリア無線伝送方式を用いた通信システムで使用されるマルチキャリア無線伝送装置に係り、特にダイバーシチ技術を利用したＯＦＤＭ通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信においては、移動局の移動、周囲環境の状態変化、マルチパス（多重反射電波伝播）通信路等の様々な要因に基づいて伝送路歪みが発生する。このような厳しい環境下において、通信状態を良好に保つために、複数の受信アンテナを用いるダイバーシチ技術が一般的に用いられている。
【０００３】
図７は、例えば特開平１１−２０５２０８号公報に示された従来のアンテナ合成ダイバーシチ技術を利用したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）通信システムの代表的な受信装置の構成を示す図である。図において、１０１，１０２，１０３はそれぞれ空中の電波を受信してＲＦ周波数の信号をダウンコンバートしベースバンド信号Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３を出力する各ブランチのアンテナ・ＲＦ部、１０４，１０５，１０６はそれぞれ時間軸上の受信信号であるベースバンド信号Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３から周波数スペクトル（周波数軸上の受信信号）Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６を高速に算出するフーリエ変換部、１０７，１０８，１０９はそれぞれ周波数スペクトルＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６中に含まれる既知信号部分から基準位相情報Ｓ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１０９を生成する基準位相再生部、１１０，１１１，１１２はそれぞれ周波数スペクトルＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６に対して基準位相情報Ｓ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１０９を用いてサブキャリア毎に位相補正を行い補正された周波数スペクトルＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１２を出力する位相調整部、１１３，１１４，１１５はそれぞれスペクトル合成に際して各ブランチ毎の周波数スペクトルに対してサブキャリア毎に重み付けを実施して重み付け周波数スペクトルＳ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５を出力する重み付け部、１１６は各ブランチ毎に重み付けられた周波数スペクトルＳ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５を合成して合成周波数スペクトルＳ１１６を出力するスペクトル合成部、１１７は合成周波数スペクトル信号Ｓ１１６から規定された変調方式にしたがって復調を実施して復調データＳ１１７を出力する復調部である。
【０００４】
次に動作について説明する。
受信機の複数のアンテナ１０１，１０２，１０３は、送信機から送信されたＲＦ周波数の電波を受信するとともにダウンコンバートしてベースバンド信号Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３に変換する。これらのベースバンド信号は周波数選択性フェージング伝送路により波形歪みを生じており、フーリエ変換部１０４，１０５，１０６から出力される信号では、各サブキャリア単位でそれぞれ異なる位相回転および振幅変動を受けている。
【０００５】
したがって、各ブランチ間で受信信号の同相合成を実現するためには、各サブキャリアにおける位相回転を推定する必要がある。基準位相再生部１０７，１０８，１０９は受信信号に埋め込まれた既知パターンに加えられた波形歪みの量から各サブキャリアの位相回転量を算出する。位相調整部１１０，１１１，１１２は、基準位相生成部で算出された各位相回転量を基にして、各サブキャリア毎に逆の位相回転を与えることで伝送路歪みに対する等化処理を実施する。
【０００６】
また、各ブランチの信号は異なるＳ／Ｎ（信号対雑音電力比）を有して受信されるために、重み付け部１１３，１１４，１１５が合成時の重み付けを設定した後に、スペクトル合成部１１６が各ブランチ毎の受信信号である重み付け周波数スペクトルＳ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５を合成する。そして、復調部１１７は、合成周波数スペクトルＳ１１６を規定の復調方式にしたがって復調して、復調データＳ１１７として出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマルチキャリア無線伝送装置（ＯＦＤＭ通信システム）は以上のように構成されているので、全サブキャリアについて完全な同相合成を行うためには、各ブランチに対してフーリエ変換操作と伝送路推定（周波数特性の計算）が必要となり、使用するアンテナが多数の場合には特にブランチの数に等しいＦＦＴ回路が必要となるために、装置の構成が複雑になるという課題があった。
【０００８】
また、ダウンコンバート後の信号に周波数オフセット、移動体通信における受信の際に生じるドップラーシフト等が生じていた場合には、周波数スペクトル全体をフーリエ変換から導出するために、高速フーリエ変換処理実行時にキャリア間干渉が発生して特性劣化が生じるという課題があった。
【０００９】
さらに、アダプティブアンテナ等を使用した場合には、フーリエ変換を実施した後に生成される周波数スペクトルを用いてアンテナ合成を実施するので、アンテナコントロール技法を適用するのが困難であるという課題があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、良好な通信特性を得ることができるマルチキャリア無線伝送装置（ＯＦＤＭ通信システム）を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るマルチキャリア無線受信装置は、複数のアンテナと、伝送帯域を分割して構成された複数の分割帯域毎に割り当てられて、それぞれのアンテナから入力されるベースバンド信号にそれぞれ複素数を乗算して得られた個々の補正信号を出力する複数のアンテナ制御部と、それぞれのアンテナ制御部に対応するように個別に設けられて、アンテナ制御部から出力される個々の補正信号を合成して合成信号を出力する複数の合成部と、それぞれの合成部に対応するように個別に設けられて、合成部からの合成信号を周波数スペクトルに変換する複数のフーリエ変換部と、それぞれのフーリエ変換部に対応するように個別に設けられて、フーリエ変換部から出力される周波数スペクトル信号を復調して復調データを出力する複数の復調部とを備えるようにしたものである。
【００１２】
この発明に係るマルチキャリア無線受信装置は、位相回転量または振幅変動等の変位成分がほぼ同様とみなせるサブキャリア群毎に分割帯域を設定して、各分割帯域毎にそれぞれ割り当てられる複数のアンテナ制御部を備えるようにしたものである。
【００１３】
この発明に係るマルチキャリア無線受信装置は、周波数スペクトル信号から復調データを復調する際に、割り当てられた分割帯域内に存在するサブキャリアについてのみ復調を実施して復調データを出力する複数の復調部と、それぞれの復調部から出力される復調データをサブキャリア毎に配置して最終的な受信信号を生成する配置部とを備えるようにしたものである。
【００１４】
この発明に係るマルチキャリア無線受信装置は、周波数スペクトル信号から復調データを復調する際に、全サブキャリアについて復調を実施して復調データを出力する複数の復調部と、それぞれの復調部に対応するように個別に設けられて、復調部から出力される復調データに対して各サブキャリア単位で重み付けを実施する複数の重み付け部と、それぞれの重み付け部から出力される重み付け復調データをサブキャリア毎に合成して最終的な受信信号を生成するスペクトル合成部とを備えるようにしたものである。
【００１５】
この発明に係るマルチキャリア無線受信装置は、伝送帯域を分割して構成された複数の分割帯域毎に割り当てられて、それぞれのアンテナから入力されるベースバンド信号において割り当てられた分割帯域内の１または複数のサブキャリアにより伝送されるパイロット信号を検知して、当該パイロット信号を基にアンテナ制御情報を生成し出力する複数のトラッキング部と、それぞれのトラッキング部に対応するように複数の分割帯域毎に割り当てられて、それぞれのアンテナから入力されるベースバンド信号に対して、トラッキング部から出力されるアンテナ制御情報を基にして規定されるそれぞれの複素数を乗算して得られる個々の補正信号を出力するアンテナ制御部とを備えるようにしたものである。
【００１６】
この発明に係るマルチキャリア無線伝送装置は、上記のトラッキング部を備えたマルチキャリア無線受信装置と、伝送帯域を分割して構成された複数の分割帯域毎に、当該分割帯域内の１または複数のサブキャリアを用いて、アンテナ制御情報を与えるパイロット信号を送信するマルチキャリア無線送信装置とを備えるようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるマルチキャリア無線受信装置の構成を示す図である。図において、１，２，３はそれぞれ空中の電波を受信するとともにＲＦ周波数の信号をダウンコンバートしてベースバンド信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力する各ブランチのアンテナ・ＲＦ部、４，５，６はそれぞれ伝送帯域を分割して構成された分割帯域毎に割り当てられて各アンテナから出力される各ベースバンド信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対してＣｉｊ（ｉ：分割帯域番号，ｊ：アンテナ番号）で示される複素数の定数をそれぞれ乗ずる複素演算を実施して位相および振幅が補正された個々の補正信号Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３、Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ５３、Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３を出力するアンテナ制御部、７，８，９はそれぞれアンテナ制御部に対応するように個別に設けられて入力される個々の補正信号Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３、Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ５３、Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３を合成して合成信号Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９を出力する合成部、１０，１１，１２はそれぞれ合成部に対応するように個別に設けられて合成信号Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９を周波数スペクトル（周波数軸上の受信信号）Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２に変換するフーリエ変換部、１３，１４，１５はそれぞれフーリエ変換部に対応するように個別に設けられて周波数スペクトルＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２に対して規定の復調方式にしたがい割り当てられた所定の分割帯域においてのみ復調処理を実施して復調データＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５を出力する復調部、１６は各復調部からの復調データＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５をサブキャリア毎に配置して最終的な受信信号Ｓ１６を生成する配置部である。なお、１つの分割帯域毎に割り当てられたアンテナ制御部、合成部、フーリエ変換部および復調部からなる機能ブロックをそれぞれ復調ブロックと定義するものとし、例えばアンテナ制御部４、合成部７、フーリエ変換部１０および復調部１３から復調ブロックＡが構成される。
【００１８】
次に、本願発明について、この実施の形態１を含む以下のすべての実施の形態に共通する基本的原理について説明する。各アンテナで受信される信号は、周波数選択性フェージングの影響により各サブキャリア毎に異なる位相回転および振幅変動を受けるが、特に遅延波の遅延量が小さい場合には隣接キャリア間における変位成分（位相回転量と振幅変動）は高い相関関係を示す。本願発明は、この性質を利用して高速フーリエ変換前のアンテナ合成を実施するものである。
【００１９】
まず、変位成分がほぼ同様とみなせるサブキャリア群毎に伝送帯域を分割して、Ｎ個の分割帯域１〜Ｎを設定する。各アンテナ制御部では、それぞれの分割帯域内のサブキャリアがほぼ同相に合成されるように乗算すべき複素係数を調整する。図２は、複素係数による乗算を行って各分割帯域において同相合成を実施した際の各復調ブロックにおけるＦＦＴ出力状態を示す図である。各復調部はそれぞれの分割帯域内のサブキャリアについてのみ復調処理を実施して、配置部がその結果を全伝送帯域にわたって配列することで全サブキャリアの復調を完了する。
【００２０】
次に動作について説明する。
まず、マルチキャリア伝送を実現するために伝送帯域をＮ個の分割帯域に分割して、各分割帯域毎に処理すべき復調ブロックを割り当てる。以下、説明を簡単にするために、復調ブロックＡを例にとる。アンテナ１，２，３で受信されてダウンコンバートされたベースバンド信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３はアンテナ制御部４へ入力される。この際、各アンテナ制御部は必ずしも全てのベースバンド信号を使用する必要はない。アンテナ制御部４は、割り当てられた所定の分割帯域内に存在するサブキャリアの同相合成が可能となるように、入力される各ベースバンド信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対して乗ずる複素定数または複素関数を決定して複素乗算処理を実施する。この際、アダプティブアレーアンテナ等を使用している場合には、パス制御等を用いてこの段階において不要な遅延波を消去する制御も実施する。
【００２１】
次に、合成部７は、アンテナ制御部４により位相補正および振幅補正を受けた補正信号Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３を合成して合成信号Ｓ７を出力する。フーリエ変換部１０は、入力された合成信号Ｓ７を周波数スペクトルＳ１０に変換する。復調部１３は、ＦＦＴ出力信号である周波数スペクトルＳ１０について当該復調ブロックＡに対して割り当てられた所定の分割帯域内のサブキャリアに関してのみ復調処理を実施する。なお、同期検波が必要な変調方式の場合には、割り当てられた所定の分割帯域内のサブキャリアに関して、基準位相・振幅再生の処理も実施される。また、以上の説明では、復調ブロックＡを例に説明したが、他の復調ブロックでも同様の処理が実施されることはいうまでもない。
【００２２】
この結果、各復調ブロック毎に、それぞれ割り当てられた所定の分割帯域内のサブキャリアについての復調データＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５が出力されて、配置部１６がこれらの復調データを全伝送帯域に配置して最終的な受信信号Ｓ１６を出力する。
【００２３】
以上のように、この実施の形態１によれば、伝送帯域を分割して構成された複数の分割帯域毎に割り当てられて、それぞれのアンテナ１，２，３から入力されるベースバンド信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にそれぞれ複素数を乗算して得られた個々の補正信号Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３、Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ５３、Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３を出力する複数のアンテナ制御部４，５，６と、アンテナ制御部４，５，６から出力される個々の補正信号を合成して合成信号Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９を出力するように各アンテナ制御部に対応するようにそれぞれ設けられた複数の合成部７，８，９と、合成部からの合成信号を周波数スペクトルＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２に変換するように各合成部に対応するようにそれぞれ設けられた複数のフーリエ変換部１０，１１，１２とを備えるように構成したので、フーリエ変換部の数が分割帯域数に等しくなるので、負荷の高い処理を実施するフーリエ変換部の数をアンテナの数よりも少なくすることが可能となり、特に多数の受信アンテナを用いるシステムで装置を簡略化することが可能になるという効果を奏する。
【００２４】
また、それぞれのアンテナ制御部に対して割り当てられた分割帯域内に存在するサブキャリアの同相合成を実施する高度なアンテナ制御と、複数のアンテナで受信することに基づくダイバーシチ受信とを併用することで、劣悪な通信環境においても良好な通信特性を得ることができるという効果を奏する。
【００２５】
また、異なるドップラーシフト量を有する複数の信号が入射する状況においては、従来の手法では高速フーリエ変換処理におけるキャリア間干渉が避けられない場合でも、アンテナ制御部において複素係数Ｃｉｊを適切に組み合せることで特定方向のパスのみを消去する等のパス制御を実施することができるから、良好なフーリエ変換処理が可能となって受信特性を向上することができるという効果を奏する。
【００２６】
また、位相回転量または振幅変動等の変位成分がほぼ同様とみなせるサブキャリア群毎に分割帯域を設定して、これらの分割帯域毎にアンテナ制御部４，５，６を割り当てるように構成したので、各分割帯域内のサブキャリアにより伝送される信号の同相合成を実施するための計算量を低減することができるという効果を奏する。
【００２７】
さらに、復調部１３，１４，１５において周波数スペクトルＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２から復調データＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５を復調する際に、それぞれに割り当てられた分割帯域内に存在するサブキャリアについてのみ復調処理を実施するとともに、配置部１６によりそれぞれの復調部から出力される復調データをサブキャリア毎に配置して最終的な受信信号Ｓ１６を生成するように構成したので、割り当てられた分割帯域内に存在する相関関係の高いサブキャリア群のみに対してそれぞれ復調処理を実施するので、復調処理における計算量を低減することができるという効果を奏する。
【００２８】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２によるマルチキャリア無線受信装置の構成を示す図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。２１，２２，２３はそれぞれ周波数スペクトルＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２に対して規定の復調方式にしたがい全サブキャリアを対象として復調処理を実施して復調データＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３を出力する復調部、２４，２５，２６はそれぞれスペクトル合成のために復調データに対してサブキャリア単位で重み付けを実施して重み付け復調データＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６を出力する重み付け部、２７は重み付け復調データを各サブキャリア毎に合成して最終的な受信信号Ｓ２７を生成するスペクトル合成部である。
【００２９】
次に動作について説明する。
アンテナ・ＲＦ部１，２，３、アンテナ制御部４，５，６、合成部７，８，９、およびフーリエ変換部１０，１１，１２についての動作は、実施の形態１によるマルチキャリア伝送装置における動作と同様であるのでその説明を省略する。各復調ブロックは割り当てられた所定の分割帯域を優先的に同相合成させるが、その他の帯域のサブキャリアについても受信信号のエネルギが得られることが多い。そこで、これらのエネルギを有効に利用するために、復調部２１，２２，２３は、それぞれ全サブキャリアについて復調処理を実施して復調データＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３を出力する。なお、同期検波が必要な変調方式の場合には、全サブキャリアに関して基準位相・振幅再生の処理が実施される。
【００３０】
次に、重み付け部２４，２５，２６は、それぞれ各伝送路の周波数特性に基づいて、同一ブロック内の対応する復調データＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３に対してサブキャリア単位で重み付け処理を実施する。スペクトル合成部２７は、最終的に全復調ブロックの出力を合成して最終的な受信信号Ｓ２７を生成する。
【００３１】
以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１について復調部がそれぞれに割り当てられた分割帯域内に存在するサブキャリアに対してのみ復調を実施することに起因する効果を除いて実施の形態１によるのと同等の効果が得られるとともに、復調部２１，２２，２３において周波数スペクトルＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２から復調データＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３を復調する際に全サブキャリアについて復調を実施し、重み付け部２４，２５，２６により復調部から出力される復調データに対して各サブキャリア単位で重み付けを実施し、スペクトル合成部２７によりすべての重み付け部から出力される重み付け復調データＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６をサブキャリア毎に合成して最終的な受信信号を生成するように構成したので、各復調ブロックでは割り当てられた所定の分割帯域内のサブキャリアを優先的に同相合成させるが、その他の帯域のサブキャリアについても受信信号のエネルギが得られるから、各ブランチの出力エネルギを重み付けにより有効に利用して復調することでより受信特性を向上することができるという効果を奏する。
【００３２】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３によるマルチキャリア無線送信装置の構成を示すブロック図である。図５は、パイロットキャリアを説明する図である。図６は、この発明の実施の形態３によるマルチキャリア無線受信装置の構成を示す図である。図６において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。
【００３３】
図４において、３０は順次入力されるシリアル系列の情報信号（ディジタル信号系列）Ｓ２９を１ＯＦＤＭシンボルで送信する量だけパラレル系列の情報信号Ｓ３０に変換するＳ／Ｐ変換部、３１はパラレル系列の個々の情報信号Ｓ３０に対して変調処理を実施してそれぞれの変調信号Ｓ３１を出力する変調部、３２はパイロット信号Ｓ３２を出力するパイロット信号生成部、３３は変調信号Ｓ３１およびパイロット信号Ｓ３２を伝送帯域内の各サブキャリアに割り振って周波数スペクトル（周波数軸上の送信信号）Ｓ３３を出力するキャリア配置部、３４は周波数スペクトルＳ３３から時間軸上の送信信号Ｓ３４を生成する逆フーリエ変換部、３５は時間軸上の送信信号Ｓ３４にガードインターバルを付加して送信信号Ｓ３５を出力するガードインターバル付加部、３６は送信信号Ｓ３５をキャリア周波数帯にアップコンバートして電波として放射するアンテナ・ＲＦ部である。
【００３４】
また、図６において、４０，４１，４２はそれぞれ各分割帯域に割り当てられて配置され当該割り当てられた分割帯域内に存在するサブキャリアにより伝送されるパイロット信号を検知してアンテナ制御情報Ｓ４０，Ｓ４１，Ｓ４２を出力するトラッキング部、４３，４４，４５はそれぞれ各ベースバンド信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対してアンテナ制御情報Ｓ４０，Ｓ４１，Ｓ４２を基にして規定される各複素定数を乗算して得られる個々の補正信号Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３、Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ５３、Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３を出力するアンテナ制御部である。
【００３５】
次に動作について説明する。
上位レイヤから入力される送信情報についてＯＦＤＭシンボル単位での処理を実施するために、Ｓ／Ｐ変換部３０は１ＯＦＤＭシンボルで送信される量のシリアルな情報系列をパラレルな情報系列に変換する。変調部３１は、規定の変調方式にしたがってパラレル系列の個々の情報信号Ｓ３０を変調して、それぞれ変調信号Ｓ３１として出力する。一方、アンテナコントロールのための特定の既知信号パターンが必要となるために、パイロット信号生成部３２は既知信号パターンとしてのパイロット信号Ｓ３２を生成する。キャリア配置部３３は、実際の送信処理を実施するために、それぞれの変調信号Ｓ３１およびパイロット信号Ｓ３２に対して伝送帯域内の各サブキャリアを割り当てる。この際、キャリア配置部３３は、図５に示されるように、マルチキャリア受信装置において設定される各復調ブロックに対して割り当てられるそれぞれの分割帯域毎に、１本以上のパイロット信号を含むようにサブキャリアの配置を実施する。逆フーリエ変換部３４は、周波数スペクトルとして出力されるキャリア配置部３３からの出力信号Ｓ３３を時間軸上の送信信号Ｓ３４に変換する。ガードインターバル付加部３５は、時間軸上の送信信号Ｓ３４に対してＯＦＤＭシンボル内の一部分からなるガードインターバルを繰り返し付加する。そして、アンテナ・ＲＦ部３６は、ガードインターバルが付加された送信信号Ｓ３５をアップコンバートして電波として放射する。
【００３６】
送信信号が電波として放射されると、図６に示されるように、複数の受信機アンテナ１，２，３は、それぞれ送信された電波を受信してダウンコンバートを実施し、各復調ブロックにおけるアンテナ制御部４３，４４，４５およびトラッキング部４０，４１，４２へベースバンド信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を伝送する。説明を簡単にするために、図６には示されてはいないが、それぞれのトラッキング部４０，４１，４２はベースバンド信号Ｓ１〜Ｓ３を参照するように設定されている。各トラッキング部は、受信信号の中から当該トラッキング部が所属する復調ブロックに対して割り当てられた分割帯域内のサブキャリアにより伝送されるパイロット信号を参照して、割り当てられた分割帯域内のサブキャリアにより伝送される信号が適切に同相合成できるようにアンテナ制御情報Ｓ４０，Ｓ４１，Ｓ４２を生成する。アンテナ制御部４３，４４，４５は、入力されるアンテナ制御情報を基にしてそれぞれ規定される複素定数を各ベースバンド信号Ｓ１〜Ｓ３に乗じて得られる個々の補正信号Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３、Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ５３、Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３を出力する。なお、後段の合成部７，８，９、フーリエ変換部１０，１１，１２、復調部２１，２２，２３、重み付け部２４，２５，２６およびスペクトル合成部２７の動作は実施の形態２と同様であるので、その説明を省略する。
【００３７】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態２と同等の効果が得られるとともに、トラッキング部４０，４１，４２により割り当てられた分割帯域内のサブキャリアにより伝送されるパイロット信号を検知してアンテナ制御情報を出力し、アンテナ制御部４３，４４，４５によりアンテナ制御情報を基にして複素演算を実施するように構成したので、アンテナ制御部においてそれぞれ割り当てられた分割帯域内のサブキャリアの同相合成を正確に実施することができるから、復調データの精度が上がって受信特性を向上することができるという効果を奏する。
【００３８】
なお、上記の説明では実施の形態２に示されるマルチキャリア無線受信装置をベースにしてトラッキング部を付加すること等により実施の形態３によるマルチキャリア無線受信装置を構成しているが、実施の形態１に示されるマルチキャリア無線受信装置をベースにして構成しても同等の効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、伝送帯域を分割して構成された複数の分割帯域毎に割り当てられて、それぞれのアンテナから入力されるベースバンド信号にそれぞれ複素数を乗算して得られた個々の補正信号を出力する複数のアンテナ制御部と、アンテナ制御部から出力される個々の補正信号を合成して合成信号を出力するように各アンテナ制御部に対応するようにそれぞれ設けられた複数の合成部と、合成部からの合成信号を周波数スペクトルに変換するように各合成部に対応するようにそれぞれ設けられた複数のフーリエ変換部とを備えるように構成したので、フーリエ変換部の数が分割帯域数に等しくなるから、負荷の高い処理を実施するフーリエ変換部の数をアンテナの数よりも少なくすることが可能となり、特に多数の受信アンテナを用いるシステムで装置を簡略化することができるという効果を奏する。また、アンテナ制御部に対して割り当てられた分割帯域内に存在するサブキャリアの同相合成を実施する高度なアンテナ制御と、複数のアンテナで受信することに基づくダイバーシチ受信とを併用することで、劣悪な通信環境においても良好な通信特性を得ることができるという効果を奏する。さらに、異なるドップラーシフト量を有する複数の信号が入射する状況においては、従来の手法では高速フーリエ変換処理におけるキャリア間干渉が避けられない場合でも、アンテナ制御部において乗算される個々の複素数を適切に組み合せることで特定方向のパスのみを消去する等のパス制御を実施することができるから、良好なフーリエ変換処理が可能となって受信特性を向上することができるという効果を奏する。
【００４０】
この発明によれば、位相回転量または振幅変動等の変位成分がほぼ同様とみなせるサブキャリア群毎に分割帯域を設定して、これらの分割帯域毎にアンテナ制御部を割り当てるように構成したので、各分割帯域内のサブキャリアにより伝送される信号の同相合成を実施するための計算量を低減することができるという効果を奏する。
【００４１】
この発明によれば、復調部において周波数スペクトル信号から復調データを復調する際に、それぞれに割り当てられた分割帯域内に存在するサブキャリアについてのみ復調を実施するとともに、配置部によりそれぞれの復調部から出力される復調データをサブキャリア毎に配置して最終的な受信信号を生成するように構成したので、割り当てられた分割帯域内に存在する相関関係の高いサブキャリア群のみに対して復調処理を実施するので、復調処理における計算量を低減することができるという効果を奏する。
【００４２】
この発明によれば、復調部において周波数スペクトル信号から復調データを復調する際に全サブキャリアについて復調を実施し、重み付け部により復調部から出力される復調データに対して各サブキャリア単位で重み付けを実施し、スペクトル合成部により重み付け部から出力される重み付けられた復調データをサブキャリア毎に合成して最終的な受信信号を生成するように構成したので、各アンテナ合成部では割り当てられた所定の分割帯域内のサブキャリアを優先的に同相合成させるが、その他の帯域のサブキャリアについても受信信号のエネルギが得られるから、各ブランチの出力エネルギを重み付けにより有効に利用して復調することでより受信特性を向上することができるという効果を奏する。
【００４３】
トラッキング部により割り当てられた分割帯域内のサブキャリアにより伝送されるパイロット信号を検知してアンテナ制御情報を出力し、アンテナ制御部によりアンテナ制御情報を基にして複素演算を実施するように構成したので、アンテナ制御部によりそれぞれ割り当てられた分割帯域内のサブキャリアの同相合成を正確に実施することができるから、復調データの精度が上がって受信特性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるマルチキャリア無線受信装置の構成を示す図である。
【図２】  各復調ブロック毎の高速フーリエ変換処理による出力状態を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態２によるマルチキャリア無線受信装置の構成を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態３によるマルチキャリア無線発信装置の構成を示す図である。
【図５】  パイロットキャリアを示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態３によるマルチキャリア無線受信装置の構成を示す図である。
【図７】  従来のマルチキャリア無線受信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３  アンテナ・ＲＦ部、４，５，６  アンテナ制御部、７，８，９  合成部、１０，１１，１２  フーリエ変換部（ＦＦＴ）、１３，１４，１５  復調部、１６  配置部、２１，２２，２３  復調部、２４，２５，２６  重み付け部、２７  スペクトル合成部、３０  Ｓ／Ｐ変換部、３１  変調部、３２  パイロット信号生成部、３３  キャリア配置部、３４  逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）、３５  ガードインターバル付加部、３６  アンテナ・ＲＦ部、４０，４１，４２  トラッキング部、４３，４４，４５  アンテナ制御部、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ベースバンド信号、Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３、Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ５３、Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３  補正信号、Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９  合成信号、Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２  周波数スペクトル、Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３  復調データ、Ｓ１６，Ｓ２７  最終的な受信信号、Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６
重み付け復調データ、Ｓ４０，Ｓ４１，Ｓ４２  アンテナ制御情報。
【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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